闭上眼睛在学校里走一段试试。前几步没问题，然后你就会撞上墙、桌角，或者谁扔在地上的书包。想走得安全，你得先知道自己在哪儿。
机器人面对的是同一道题。它并不会自动知道自己的位置，它得靠传感器、摄像头、轮子、地图和一堆数学慢慢算出来。思路其实不复杂：把周围的线索收集起来，对自己在哪儿做一个最靠谱的猜测，然后决定下一步往哪走。
机器人也需要感官
人有视觉、听觉、触觉和平衡感。机器人有传感器，负责替它留意这个世界。有的量距离，有的看东西，有的测速度，有的分辨方向。
- 摄像头：看墙、路面、人、标志和障碍物
- 轮子编码器：数机器人走了多远
- GPS：在户外估个大概位置
- 激光雷达：用激光把周围扫一遍
- 超声波传感器：靠声波弹回来判断距离
- 陀螺仪：感觉自己是在转还是在歪
每个传感器只递给它一块拼图。摄像头看到一扇门，轮子说走了五英尺，距离传感器说右边有堵墙。这些线索拼起来，它才知道自己站在哪儿。
数车轮转数
最土也最好用的一招，是数轮子转了多少圈。从教室门口出发，轮子往前滚了三米，那它现在大概离起点三米。这叫里程计，说穿了就是数步数。
像眼睛一样使用摄像头
有些机器人拿摄像头当眼睛。扫地机器人盯着家具腿和墙脚，自动驾驶汽车看车道线、红绿灯和行人，火星车用它研究岩石、绕开会陷进去的地形。
但摄像头看到的世界和你看到的不一样。你一眼扫过去就知道那是把椅子；机器人拿到的是一堆数据，得从形状、颜色、边缘、阴影和规律里推出来那是什么。光线会变，东西会互相挡住，椅子从正面、侧面和背面长得都不一样。这些情况它全都得提前训练过。
建立地图
有些机器人边走边画地图。扫地机器人从一个房间开始，慢慢摸清墙在哪、家具在哪、哪块是空地，然后照着这张图有条理地扫，而不是满屋子乱撞。
跟你第一次进一栋陌生的楼是一个道理。刚进去两眼一抹黑，转两圈之后你开始记住：楼梯在门口附近，体育馆在走廊尽头，图书馆一拐弯就是。机器人也在记，只不过用的是传感器和程序。
为什么机器人还是会迷路
再聪明的机器人也有懵的时候。轮子打滑、传感器读数出错、房间被重新布置、家具挪了位、灯关了、镜头被挡住，或者两条走廊长得几乎一模一样，它就可能找不着北。
所以它会一遍一遍重新确认自己在哪儿。它不会猜一次就认定到底，而是每拿到一点新信息就把估计更新一次。你在博物馆里也是这么干的：瞄一眼地图，看一眼指示牌，再抬头找个参照物。
核心思想
机器人知道自己在哪儿，靠的是不停收集线索。摄像头、轮子、GPS、激光和运动传感器各出一份力，它把这些拼在一起估算位置、画地图、躲开障碍、决定下一步。