机器人的控制方法、控制装置和机器人转让专利
申请号 : CN201910437548.5
文献号 : CN110125938B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 叶群松 , 龚桂强 , 张瑞忠
申请人 : 北京格元智博科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种机器人的控制方法,其特征在于,包括:获取所述机器人的环境数据以及所述机器人与用户之间的交互数据中的至少一种;
根据所述环境数据以及所述交互数据中的至少一种,控制所述机器人生长;
其中,所述控制所述机器人生长包括:控制所述机器人的外形改变和/或技能升级,其中,所述机器人的外形改变包括所述机器人的身高、形态、体重以及体积中的至少一种改变,所述机器人的技能升级包括所述机器人的交互内容和/或动作升级;
所述机器人的外形改变包括所述机器人的身高改变,所述根据所述环境数据和/或所述交互数据,控制所述机器人生长包括:确定所述环境数据对应的加权系数和所述交互数据对应的加权系数;获取所述环境数据对应的第一生长速率,以及所述交互数据对应的所述机器人的第二生长速率;
根据所述环境数据对应的加权系数、所述第一生长速率、所述交互数据对应的加权系数和所述第二生长速率,控制所述机器人的身高改变;
所述环境数据包括温度、湿度、空气质量和噪声中的至少一种,所述交互数据包括交互时长、交互内容分布和交互时间分布中的至少一种;
所述根据所述环境数据对应的加权系数、所述第一生长速率、所述交互数据对应的加权系数和所述第二生长速率,控制所述机器人的身高改变,包括:根据以下表达式计算所述机器人可增长的身高,控制所述机器人增长身高:L=G1*(T+H+N)+G2*(I+C+S)其中,L表示所述机器人可增长的身高,G1表示所述第一生长速率,G2表示所述第二生长速率,T表示温度对应的加权系数,H表示湿度对应的权系数,N表示噪声对应的加权系数,I表示交互时长对应的加权系数,C表示交互内容分布对应的加权系数,S表示交互时间分布对应的加权系数;
所述确定所述环境数据对应的加权系数和所述交互数据对应的加权系数,包括:获取所述温度、所述湿度和所述噪声各自对应的总权重;
根据当前周期内所述温度、所述湿度和所述噪声各自所在的范围,确定各自对应的当前周期的权重;
确定当前周期内所述温度、所述湿度和所述噪声各自对应的加权系数,其中所述温度、所述湿度和所述噪声各自对应的加权系数为各自对应的总权重与各自对应的当前周期的权重的乘积;
获取所述交互时长、所述交互内容分布和所述交互时间分布各自对应的总权重;
根据当前周期内所述交互时长、所述交互内容分布和所述交互时间分布各自所在的范围,确定各自对应的当前周期的权重;
确定当前周期内所述交互时长、所述交互内容分布和所述交互时间分布各自对应的加权系数,其中,所述交互时长、所述交互内容分布和所述交互时间分布各自对应的加权系数为各自对应的总权重与各自对应的当前周期的权重的乘积。
2.根据权利要求1所述的机器人的控制方法,其特征在于,在控制所述机器人生长之前,还包括:
判断所述机器人满足以下至少一个条件:所述机器人处于空闲状态、所述机器人周围处于无人状态、以及当前处于为所述机器人生长所设置的预设时段。
3.根据权利要求2所述的机器人的控制方法,其特征在于,还包括:判断所述机器人是否已经生长至最终状态;
若所述机器人已经生长至最终状态,则停止控制所述机器人生长。
4.根据权利要求3所述的机器人的控制方法,其特征在于,还包括:输出所述机器人的状态信息,所述状态信息包括以下至少一种:所述机器人的生理年龄、所述机器人的觉醒年龄、所述机器人的活跃年龄、所述机器人的身高、所述机器人的交互次数、所述机器人的交互内容分布和所述机器人的交互时间分布。
5.根据权利要求4所述的机器人的控制方法,其特征在于,还包括:获取用户信息;
其中,所述根据所述环境数据以及所述交互数据中的至少一种,控制所述机器人生长,包括:
根据所述环境数据以及所述交互数据中的至少一种,以及所述用户信息,控制所述机器人生长。
6.一种机器人的控制装置,其特征在于,包括:获取单元,用于获取所述机器人的环境数据以及所述机器人与用户之间的交互数据中的至少一种;
处理单元,用于根据所述环境数据以及所述交互数据中的至少一种,按照权利要求1‑5任意一项所述机器人的控制方法控制所述机器人生长。
7.一种机器人,其特征在于,包括:本体;
安装于所述本体内部的处理器,用于执行如上述权利要求1‑5中任一项所述的控制方法。
8.根据权利要求7所述的机器人,其特征在于,所述机器人为双足机器人,所述本体包括高度可调的双足机构关节。
说明书 :
机器人的控制方法、控制装置和机器人
技术领域
背景技术
陪伴机器人仅能与用户进行简单的语言或行为互动,例如唱歌、跳舞、讲故事、百科问答以
及查天气等,无法满足用户对于个性化陪伴的追求。
发明内容
机器人生长。
数;获取环境数据对应的第一生长速率,以及交互数据对应的机器人的第二生长速率;根据
环境数据对应的加权系数、第一生长速率、交互数据对应的加权系数和第二生长速率,控制
机器人的身高改变。
交互时长对应的加权系数,C表示交互内容分布对应的加权系数,S表示交互时间分布对应
的加权系数。
各自对应的当前周期的权重的乘积。
设置的预设时段。
权系数以及交互数据对应的加权系数中的至少一种。
交互次数、机器人的交互内容分布和机器人的交互时间分布。
单元。例如,该装置包括:获取单元,用于获取机器人的环境数据以及机器人与用户之间的
交互数据中的至少一种;处理单元,用于根据环境数据以及交互数据中的至少一种,控制机
器人生长。
的身高、机器人在指定周期内的交互次数、机器人在指定周期内的交互分布和机器人在指
定周期内的交互时间分布。
关的参数,参数包括温度偏好、湿度偏好、活跃度偏好、内容偏好、时间偏好、环境数据对应
的加权系数以及交互数据对应的加权系数中的至少一种。
传感器。
人的身高、机器人在指定周期内的交互次数、机器人在指定周期内的交互分布和机器人在
指定周期内的交互时间分布。
使得用户能够直观的感受到机器人在用户的陪伴照顾之下成长了,从而更好地增强了用户
和机器人之间的感情,使得机器人起到了更好的陪伴作用。
会不同,因此对于不同的用户来说,本发明实施例能够为用户带来一定的差异化体验,更加
利于培养机器人的专属感。
附图说明
具体实施方式
于增强用户与机器人之间的感情,增加用户粘性。
器),也可以为与机器人通信连接的设备或服务器。如图1所示,该方法100包括110和120。
的浓度。例如,可以通过传感器采集到这些环境数据,传感器可以是内置在机器人上的,也
可以是放置在机器人所在环境中的外部传感器。示例性地,机器人的环境数据可以是在当
前周期内采集到的数据的加权值,也可以是在当前周期内采集到的数据的取值范围,也可
以是在当前周期内采集到的数据的平均值。该当前周期的时长可以根据具体情况进行设
定,例如该当前周期的时长可以是一天,也可以是一周,还可以是其他任意时长。
交互时长、交互内容分布和交互时间可以反应出机器人与用户之间的交互质量。示例性地,
机器人与用户之间的交互数据可以是机器人与用户在当前周期内的交互数据。
除以机器人从第一次开机至今的天数得到日均交互时长。
互是否发生在合适的时间段。
的陪伴照顾之下成长了,从而更好地增强了用户和机器人之间的感情,使得机器人起到了
更好的陪伴作用。
会不同,因此对于不同的用户来说,本发明实施例能够为用户带来一定的差异化体验,更加
利于培养机器人的专属感。
地,在120中根据环境数据和交互数据中的至少一种与用户信息,控制机器人生长。通过环
境数据和/或交互数据控制机器人生长的过程中同时将用户信息也映射到机器人的生长
上,能够进一步地为用户带来用户专属的差异化体验。这样,对于同一型号的不同机器人,
即使所在的环境相同,机器人与用户之间的交互相当,但是属于不同用户的机器人也会有
各自不同的生长状况。例如,同一家庭中的两个孩子各自可以拥有属于自己的机器人,如果
两个孩子的年龄身高不同,那么即使两个孩子与机器人之间的交互相当,两个机器人的生
长状态也会有所不同。例如,两个孩子中年龄较大和/或身高较高的孩子的机器人的生长速
度大于另一孩子的机器人的生长速度。
足预设的生长条件时,控制机器人的外形改变和/或技能升级。其中,预设的生长条件可以
是预先设置并存储在存储介质中的,例如,可以是根据用户的偏好预先设置的。例如,可以
预先设置多个生长条件,每隔一段时间(如一天、一周、一月等)判断一次当前是否满足一次
生长条件,若满足,则控制机器人生长一次。例如,当用户的年龄和/或身高增长预设的值
时,控制机器人的外形相应改变和/或技能相应升级;或者,在当前周期内的环境数据和/或
交互数据满足机器人生长的环境和/或交互要求时,控制机器人的外形相应改变和/或技能
相应升级;或者,在用户的年龄和/或身高增长预设的值,并且当前周期内的环境数据和/或
交互数据满足机器人生长的环境和/或交互要求时,控制机器人的外形相应改变和/或技能
相应升级。
故事”的指令时,机器人会根据自身当前的生长状态挑选合适的故事播放。例如,机器人内
部预先存储了多个动作,随着机器人的生长,机器人可以解锁更多的动作。
配置为指定的一个或多个部位的外形发生变化,可以向指定部位分别发送控制信号,控制
指定部位的相应机构执行相应的动作以实现外形变化。
节上可以设置4个可伸缩的关节机构,分别安装在左大腿、左小腿、右大腿和右小腿上,可以
生成4路控制信号控制4个可伸缩的关节机构来控制机器人的身高。
足机器人,当机器人已满足预设的生长条件时,机器人足部的轮子伸展出来进行滚动行走,
变形为轮足结合的形态。例如,机器人可以为变形金刚机器人,当机器人满足预设的生长条
件时,机器人可以变形为汽车。
吸水性材料也可以集中分布在机器人的部分部位。可选地,在吸水性材料的表面可以设置
有隔绝空气的密封罩,当机器人已满足预设的生长条件时,控制密封罩打开,让吸水性材料
暴露在空气中,以增加机器人的体重。例如,吸水材料可以密封分布在机器人的不同部位,
在控制机器人生长的过程中可分多次打开不同部位的密封罩。
粗细,使得机器人的体积变化。例如,还可以在机器人的至少部分表面设置可充气的特殊材
料,通过像该特殊材料中充气来控制机器人的体积改变。
权重,L表示机器人允许的最大可增长身高,T表示机器人生长的持续时间。R1、R2、L和T可以
为预先设置且存储在存储介质中的。例如,R1和R2的取值分别可以为0.5,L的取值可以为10
厘米(cm),T的取值可以为10天,则G1=0.5cm,G2=0.5cm。
交互时长对应的加权系数,C表示交互内容分布对应的加权系数,S表示交互时间分布对应
的加权系数。
器人可增长身高L为1cm;若t2=80%,h2=70%,n2=60%,i2=100%,c2=50%,s2=
60%,则当日机器人可增长身高L为0.72cm。
为L=G1*(T+H+N)+G2*(I+C),也可以修改为L=G1*(T+H+N+A)+G2*(I+C+S)。其中A表示空气
质量对应的加权系数,A=a1*a2,a1为空气质量对应的总权重,a2为当前周期内空气质量对
应的当前周期的权重。
如,环境数据中温度对应的加权系数为40%,湿度对应的加权系数为30%,噪声对应的加权
系数为30%,空气质量对应的加权系数为0;交互数据中交互时长对应的时长加权系数为
40%,交互内容分布对应的内容加权系数为30%,交互时间分布对应的时间加权系数为
30%。机器人的各种环境数据对应的总权重和机器人与用户之间的各种交互数据对应的总
权重可以是根据用户的偏好预先设置并存储在存储介质中的。
数据对应的加权系数,能够将用户偏好和当前周期内环境数据和交互数据映射到机器人的
生长上。
大于第二温度阈值,则对应第三温度加权系数T3;其中第一温度阈值小于第二温度阈值,且
T2大于T1和T3。其中,第一温度阈值和第二温度阈值可以根据季节而不同,例如,夏季时第
一温度阈值和第二温度阈值比冬季时各高2摄氏度。可以根据用户的喜好设置第一温度加
权系数和第三温度加权系数的大小关系,本申请实施例对此不予限定。例如,若用户喜热不
喜冷,则T1小于T3,反之T1大于T3。
大于第二湿度阈值,则对应第三湿度加权系数H3;其中第一湿度阈值小于第二湿度阈值,且
H2大于H1和H3。可以根据用户的喜好设置H1和H3的大小关系,本申请实施例对此不予限定。
例如,若用户更喜欢干燥而不喜欢湿润,则H1大于H3,反之H1小于H3。
大于第二噪声阈值,则对应第三噪声加权系数N3;其中第一噪声阈值小于第二噪声阈值,N1
大于N2,N2大于N3。其中,第一噪声阈值和第二噪声阈值在白天和夜晚可以不同,例如,夜晚
时第一噪声阈值和第二噪声阈值比白天时小(如小10DB)。其中,可以根据夏令时和冬令时
区分白天和晚上的时长,也可以根据季节区分白天和晚上的时长。
交互时长均衡,机器人活跃度适中,则对应第二时长加权系数I2;若交互时长大于第二时长
阈值,表明交互时长较长,机器人活跃度较高,则对应第三时长加权系数I3;其中第一时长
阈值小于第二时长阈值,且I2和I3分别大于I1。本申请实施例对I2和I3的大小关系不予限
定。例如,若将机器人配置为均衡机器人,则I2大于I3。例如,默认机器人活跃度越高越好,
则I3大于I2。
C2;若交互内容分布处于第三范围,则对应第三内容加权系数C3;其中,第一范围表示休闲
式交互少于学习交互,第二范围表示休闲式交互与学习交互均衡,第三范围表示休闲式交
互多于学习交互。本申请实施例对C1、C2和C3之间的大小关系不予限定。例如,若将机器人
配置为学习型机器人,则C3大于C2,C2大于C1;若将机器人配置为休闲式机器人,则C1大于
C2,C2大于C3。
天,则对应第一时间加权系数S1;如果交互时间分布在假期的晚上,则对应第二时间加权系
数S2;如果交互时间分布在工作日的白天,则对应第三时间加权系数S3;如果交互时间分布
在工作日的晚上,则对应S4。例如,S1大于S2、S3和S4。其中,可以根据夏令时和冬令时区分
白天和晚上的时长,也可以根据季节区分白天和晚上的时长。
于为机器人生长所设置的预设时段。这样能够保证在控制机器人生长时不会影响用户的正
常使用,也不会打扰到用户。
态,可以通过输出设备(例如扬声器或显示屏)输出提示信息,提示用户机器人已经生长至
最终状态。
控制权限小于家长模式对应的控制权限。用户模式和家长模式下,机器人的生长是不可逆
的,例如机器人的身高可以长高或维持不变,不能变矮;在特权模式下,可以自由调整机器
人的身高到指定身高,以方便机器人的调试和维护。
高、机器人的交互次数、机器人的交互内容分布和机器人在指定周期内的交互时间分布。其
中,机器人的生理年龄可以为机器人出厂至今的持续时间,可以以年、月、周、天等作为计时
周期;机器人的觉醒年龄可以为机器人第一次开机至今的持续时间,同样可以以年、月、周、
天等作为计时周期;机器人的活跃年龄可以为机器人第一次开机至今处于通电状态的持续
时间,可以以年、月、周、天等作为计时周期;机器人的身高包括原始身高、当前身高以及增
长的身高;机器人的交互次数可以为截至指定日期的日均交互次数;机器人的交互内容分
布可以为截至指定日期的日均交互内容分布;机器人的额交互时间分布可以为截至指定日
期的日均交互时间分布。可以在收到用户查询机器人状态的指令时输出机器人的状态信
息,还可以在机器人生长完成之后第一次开机或第一次与用户交互时输出机器人的状态信
息。
置200用于执行根据本申请实施例的机器人的控制方法,为避免重复,这里省略了相应的内
容,具体请参考上文描述的机器人的控制方法。
机器人在用户的陪伴照顾之下成长了,从而更好地增强了用户和机器人之间的感情,使得
机器人起到了更好的陪伴作用。
会不同,因此对于不同的用户来说,本发明实施例能够为用户带来一定的差异化体验,更加
利于培养机器人的专属感。
龄、机器人的身高、机器人的交互次数、机器人的交互内容分布和机器人的交互时间分布。
例如,可以在接收到查询机器人的状态信息的指令时,输出机器人的状态信息;或者,在控
制机器人生长完成之后第一次与用户交互时自动输出机器人的状态信息。
机器人的控制方法。具体地,处理器320用于控制本体310的外形改变,和/或处理器320用于
控制机器人300的技能升级。
应地,本体310包括高度可调的双足机构关节。例如,双足机器人的两条腿关节上可以设置4
个可伸缩的关节机构,分别安装在左大腿、左小腿、右大腿和右小腿上,处理器320可以生成
4路控制信号控制4个可伸缩的关节机构来控制机器人的身高。应理解,机器人300还可以为
其他任意形状的机器人,例如人型机器人、动物型的机器人、卡通机器人等。
有用于实现体重变化的材料,例如吸水性材料。在一些实施例中,本体310上设置有用于实
现自身体积变化的机械结构和/或特殊材料。具体可参考上文方法实施例部分描述的内容,
在此不再赘述。
为安装在本体310底部的万向轮、滚轮、轮胎或履带等。
DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)、现场可编
程门阵列(Field‑Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门
或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以
是任何常规的处理器等。
的活跃年龄、机器人的身高、机器人的交互次数、机器人的交互内容分布和机器人的交互时
间分布。示例性地,输出设备330可以为显示屏或扬声器。
Transmitter,UART)或串行外设接口(Serial Peripheral Interface,SPI)。
存储介质可以包括U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read‑Only Memory)、随机存取存储器
(RAM,Random Access Memory)、磁碟、光盘、或者上述存储介质的任意组合。
控制方法的相应步骤,并且用于实现根据本申请实施例的机器人的控制装置的相应模块。
和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这
些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专
业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不
应认为超出本发明的范围。
划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件
可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨
论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合
或通信连接,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案
的目的。
单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形
式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算
机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部
或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read‑Only
Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程
序代码的介质。
种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此,本
申请实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。