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语音识别控制方面的仿生机器人

申请号 CN202410225452.3 申请日 2024-02-29 公开(公告)号 CN117894311A 公开(公告)日 2024-04-16
申请人 大连博涛文化科技股份有限公司; 发明人 刘志坚; 刘旭; 原俊杰; 潘远娇; 刘贞; 刘运钦; 陈世超; 宋建达; 胡晓伟; 张洪国;
摘要 本 发明 涉及 语音识别 控制技术领域,具体为语音识别控制方面的仿生 机器人 ,语音识别控制方面的仿生机器人包括语音识别模 块 、用户意图分析模块、行为 模式识别 模块、安全性增强模块、任务优先级调整模块、异常状态识别模块、决策支持模块、响应执行模块。本发明中,采用 卷积神经网络 和长短期记忆网络深度分析语音 信号 ,提升识别准确性,双向 编码器 表示从变换器模型,深入解析文本语义,准确把握用户意图,隐 马 尔可夫模型 和声 纹识别技术,优化行为模式识别和安全性,遗传 算法 和隔离森林算法,实现资源优化和 异常检测 ,增强系统响应和 稳定性 ,通过 决策树 和 贝叶斯网络 ,进行 风 险收益分析,利用状态机模型和 规则引擎 ,提高执行精准性。
权利要求

1.语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述语音识别控制方面的仿生机器人包括语音识别模、用户意图分析模块、行为模式识别模块、安全性增强模块、任务优先级调整模块、异常状态识别模块、决策支持模块、响应执行模块;
所述语音识别模块基于用户的语音输入,采用卷积神经网络算法,处理语音信号提取时频特征,通过长短期记忆网络,处理特征捕获语音指令中的依赖关系,并转换成文本格式的语音指令,生成语音文本信息;
所述用户意图分析模块基于语音文本信息,利用双向编码器表示从变换器模型,分析文本内容,解析用户的指令含义和上下文环境,识别用户需求和意图,生成用户意图信息;
所述行为模式识别模块基于用户意图信息,运用隐尔可夫模型,分析用户的历史交互数据,识别用户的行为习惯和模式,通过比较当前行为与历史模式,识别异常行为模式,生成行为模式分析结果;
所述安全性增强模块基于行为模式分析结果,结合声纹识别技术和用户的行为模式,运用深度神经网络,进行声音身份验证,并分析行为是否与已知的安全模式一致,对潜在安全威胁进行评估,根据险等级动态调整安全措施,生成安全性验证结果;
所述任务优先级调整模块基于安全性验证结果,运用遗传算法,分析当前系统资源状况和任务紧急程度,对待执行的任务列表进行优先级排序,分析资源分配效率和任务完成的时效性,动态调整任务队列,生成任务执行计划;
所述异常状态识别模块基于任务执行计划,结合自机器人多传感器的数据输入,利用隔离森林算法,对数据进行实时监控和分析,识别与正常行为模式偏离的异常状态,对机器人内部状态和外部环境因素进行评估,生成异常状态结果;
所述决策支持模块基于异常状态结果,运用决策树贝叶斯网络,对行动方案进行风险与收益分析,分析多行动方案的潜在后果,通过评估差异化决策路径,选择匹配的行动策略,生成决策支持方案;
所述响应执行模块基于决策支持方案,采用状态机模型,确定当前机器人的操作状态和预期转换,应用规则引擎,根据操作状态、安全警报需求和故障恢复需求,匹配对应的执行规则,执行响应措施,包括行为调整、安全警报发出和故障恢复,生成决策执行方案。
2.根据权利要求1所述的语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述语音文本信息包括转录内容、置信度评分和时间戳,所述用户意图信息包括操作目标、操作对象和操作属性,所述行为模式分析结果包括常规行为模式、异常行为指标和行为趋势分析,所述安全性验证结果具体为用户身份验证状态、行为合规性评估和安全风险等级,所述任务执行计划包括任务序列、任务优先级和预计完成时间,所述异常状态结果包括异常类型、异常程度和推荐的响应措施,所述决策支持方案包括推荐行动方案、潜在风险分析和预期效果评估,所述决策执行方案包括执行状态、执行结果评估。
3.根据权利要求1所述的语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述语音识别模块包括特征提取子模块、时序分析子模块、文本转换子模块;
所述特征提取子模块基于用户的语音输入,此子模块采用深度卷积神经网络算法,对语音信号进行分析,通过构建多层卷积和池化层,从原始音频信号中提取时频特征,生成时频特征数据;
所述时序分析子模块基于时频特征数据,利用长短期记忆网络算法,对提取的特征进行时序分析,通过控制机制,处理并记忆长期依赖信息,捕获语音指令的结构和语境,生成结构化语音特征;
所述文本转换子模块基于结构化语音特征,采用序列到序列学习模型,通过带有注意机制的序列到序列学习模型,将结构化的语音特征转换成对应的文本指令,生成语音文本信息。
4.根据权利要求1所述的语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述用户意图分析模块包括语义解析子模块、意图识别子模块、需求映射子模块;
所述语义解析子模块基于语音文本信息,采用双向编码器表示从变换器模型,对文本内容进行语义解析,通过预训练的文本语料库学习语义信息,解析文本中的含义和上下文关系,生成语义分析结果;
所述意图识别子模块基于语义分析结果,应用自然语言处理技术中的意图识别算法,分析和识别用户的需求,通过对语义分析结果中的动词、名词和短语进行分析,识别用户意图,生成意图信息;
所述需求映射子模块基于意图信息,运用逻辑推理算法,将用户的意图映射到执行操作上,通过分析用户意图与机器人服务和功能间的关系,匹配服务和操作,生成用户意图信息。
5.根据权利要求1所述的语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述行为模式识别模块包括数据分析子模块、模式建立子模块、异常检测子模块;
所述数据分析子模块基于用户意图信息,采用统计分析方法,对用户的历史交互数据进行分析,识别用户行为的频率、时间分布和偏好模式,生成用户行为统计分析结果;
所述模式建立子模块基于用户行为统计分析结果,采用隐马尔可夫模型,对用户行为的序列和转换概率进行建模,通过分析用户行为的转换概率,揭示用户行为的潜在状态和转换规律,建立用户的行为习惯和模式,生成用户行为模式信息;
所述异常检测子模块基于用户行为模式信息,运用异常检测算法,识别当前行为与历史行为模式的偏差,量化行为模式的偏差程度,进行异常行为识别,生成行为模式分析结果。
6.根据权利要求1所述的语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述安全性增强模块包括身份验证子模块、行为合规性子模块、风险评级子模块;
所述身份验证子模块基于行为模式分析结果,结合声纹识别技术,采用深度神经网络,对用户的声音进行身份验证,通过分析声音的特征,包括音调、节奏和声音纹理,并进行声纹模型匹配,生成声音身份验证结果;
所述行为合规性子模块基于声音身份验证结果,采用行为模式匹配算法,分析用户当前的行为是否与记录的安全行为模式一致,通过比较用户的行为模式与预定义的合规性标准,识别潜在的非合规行为,生成行为合规性分析结果;
所述风险评级子模块基于行为合规性分析结果,运用风险评估模型,对潜在安全威胁进行评估和等级划分,通过分析行为偏差程度、历史安全事件和当前操作环境因素,评定风险等级,并调整安全措施,生成安全性验证结果。
7.根据权利要求1所述的语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述任务优先级调整模块包括紧急度分析子模块、资源匹配子模块、调度策略子模块;
所述紧急度分析子模块于安全性验证结果,采用多因素决策分析法,对多项任务的紧急程度进行评估,分析任务的截止时间、关联性、对资源的需求因素,分配每项任务的紧急度评分,生成任务紧急度评分信息;
所述资源匹配子模块基于任务紧急度评分信息,运用线性规划算法,对当前系统资源进行分析和匹配,通过优化资源分配方案,匹配任务获得所需资源的优先级,生成资源匹配方案;
所述调度策略子模块基于资源匹配方案,采用遗传算法,对待执行的任务列表进行优先级排序和调度策略优化,通过模拟自然选择和遗传机制,迭代捕捉任务执行序列,生成任务执行计划。
8.根据权利要求1所述的语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述异常状态识别模块包括状态监控子模块、异常分析子模块、结果生成子模块;
所述状态监控子模块基于任务执行计划,结合机器人多传感器的数据输入,采用时间序列分析法,对机器人的工作状态和外部环境进行实时监控,生成状态监控结果;
所述异常分析子模块基于状态监控结果,应用隔离森林算法,对监控数据进行异常点检测,通过构建多棵隔离树,识别数据点的隔离程度,识别与正常行为模式偏离的异常状态,生成异常状态分析结果;
所述结果生成子模块基于异常状态分析结果,采用报告生成技术,对异常状态进行评估,包括异常类型、程度和影响,通过整合分析结果和上下文信息,提供异常状态描述和响应方案,生成异常状态结果。
9.根据权利要求1所述的语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述决策支持模块包括风险分析子模块、方案优化子模块、策略制定子模块;
所述风险分析子模块基于异常状态结果,采用决策树算法,分析每个行动方案的潜在风险与收益,通过构建差异化的决策路径,评估差异化方案导致的结果,结合贝叶斯网络,对不确定因素进行概率性分析,为每个行动方案赋予风险评分和收益预期,生成行动方案风险评估结果;
所述方案优化子模块基于行动方案风险评估结果,运用多目标优化算法,通过帕累托前沿分析,对行动方案进行优化,识别行动方案组合,优化方案风险可控,生成优化后行动方案;
所述策略制定子模块基于优化后行动方案,采用规则引擎,结合当前机器人的操作能力和环境状况,制定行动策略,通过分析方案的内容和实施条件,制定执行步骤和预期目标,生成决策支持方案。
10.根据权利要求1所述的语音识别控制方面的仿生机器人,其特征在于:所述响应执行模块包括操作实施子模块、安全措施子模块、反馈整理子模块;
所述操作实施子模块基于决策支持方案,应用状态机模型,分析机器人当前的操作状态和所需转换,根据方案的指导,调整机器人的行为模式,执行行为调整、任务启动操作,生成操作调整结果;
所述安全措施子模块基于操作调整结果,采用动态风险管理策略,根据行动风险等级和当前环境条件,动态调整安全措施,通过实时监控操作环境和机器人状态,发出安全警报和激活故障恢复程序,生成安全调整方案;
所述反馈整理子模块基于安全调整方案,采用反馈分析技术,收集操作实施和安全调整结果,对执行过程和结果进行评价和整理,通过对操作的成功率、安全事件的处理效率指标进行分析,制定改进意见和后续方案,生成决策执行方案。

说明书全文

语音识别控制方面的仿生机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及语音识别控制技术领域,尤其涉及语音识别控制方面的仿生机器人。

背景技术

[0002] 语音识别控制技术领域专注于开发和优化能够理解、处理和执行人类语音命令的系统。在这个领域中,技术的核心是将语音输入转换为机器可理解的格式,进而执行相应的动作或命令。包括从简单的命令识别到复杂的对话和交互理解。该领域结合了语音处理、自然语言理解等多个技术,旨在提升机器的自然交互能,使之能更加智能地响应人类用户
的需求。
[0003] 其中,语音识别控制方面的仿生机器人是集成了语音识别和控制技术的机器人,旨在通过语音指令进行操作和交互。目的是实现一种更自然、直观的人机交互方式,允许用户通过口头命令控制机器人,从而提高操作的便捷性和效率。通过模拟人类或动物的行为
和功能,机器人能够在执行特定任务时展现出更高的灵活性和适应性。效果的达成意味着
机器人能够准确理解和响应复杂的语音命令,执行如搜索、搬运、导航等多样化任务,进而提升用户体验和机器人的实用性。
[0004] 传统语音识别控制方面的仿生机器人在语音识别的准确性和效率、用户意图的精确解析、行为模式的识别、安全性验证、任务优先级调整、异常状态检测、决策支持及响应执行等方面存在明显不足,传统语音识别控制方面的仿生机器人依赖于较为简单的算法,缺
深度学习技术的支持,导致语音识别误差较大,难以准确捕获用户意图和行为模式,安全性验证多依赖于静态密码或简单的身份验证方式,易受到安全威胁,在任务调度和异常状
态识别方面,由于缺乏高效的算法支持,常导致资源分配不当和异常状态漏检,影响系统的整体性能和用户体验。

发明内容

[0005] 本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点,而提出的语音识别控制方面的仿生机器人。
[0006] 为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:语音识别控制方面的仿生机器人包括语音识别模、用户意图分析模块、行为模式识别模块、安全性增强模块、任务优先级调整模块、异常状态识别模块、决策支持模块、响应执行模块;
[0007] 所述语音识别模块基于用户的语音输入,采用卷积神经网络算法,处理语音信号提取时频特征,通过长短期记忆网络,处理特征捕获语音指令中的依赖关系,并转换成文本格式的语音指令,生成语音文本信息;
[0008] 所述用户意图分析模块基于语音文本信息,利用双向编码器表示从变换器模型,分析文本内容,解析用户的指令含义和上下文环境,识别用户需求和意图,生成用户意图信息;
[0009] 所述行为模式识别模块基于用户意图信息,运用隐尔可夫模型,分析用户的历史交互数据,识别用户的行为习惯和模式,通过比较当前行为与历史模式,识别异常行为模式,生成行为模式分析结果;
[0010] 所述安全性增强模块基于行为模式分析结果,结合声纹识别技术和用户的行为模式,运用深度神经网络,进行声音身份验证,并分析行为是否与已知的安全模式一致,对潜在安全威胁进行评估,根据险等级动态调整安全措施,生成安全性验证结果;
[0011] 所述任务优先级调整模块基于安全性验证结果,运用遗传算法,分析当前系统资源状况和任务紧急程度,对待执行的任务列表进行优先级排序,分析资源分配效率和任务
完成的时效性,动态调整任务队列,生成任务执行计划;
[0012] 所述异常状态识别模块基于任务执行计划,结合自机器人多传感器的数据输入,利用隔离森林算法,对数据进行实时监控和分析,识别与正常行为模式偏离的异常状态,对机器人内部状态和外部环境因素进行评估,生成异常状态结果;
[0013] 所述决策支持模块基于异常状态结果,运用决策树贝叶斯网络,对行动方案进行风险与收益分析,分析多行动方案的潜在后果,通过评估差异化决策路径,选择匹配的行动策略,生成决策支持方案;
[0014] 所述响应执行模块基于决策支持方案,采用状态机模型,确定当前机器人的操作状态和预期转换,应用规则引擎,根据操作状态、安全警报需求和故障恢复需求,匹配对应的执行规则,执行响应措施,包括行为调整、安全警报发出和故障恢复,生成决策执行方案。
[0015] 作为本发明的进一步方案,所述语音文本信息包括转录内容、置信度评分和时间戳,所述用户意图信息包括操作目标、操作对象和操作属性,所述行为模式分析结果包括常规行为模式、异常行为指标和行为趋势分析,所述安全性验证结果具体为用户身份验证状
态、行为合规性评估和安全风险等级,所述任务执行计划包括任务序列、任务优先级和预计完成时间,所述异常状态结果包括异常类型、异常程度和推荐的响应措施,所述决策支持方案包括推荐行动方案、潜在风险分析和预期效果评估,所述决策执行方案包括执行状态、执行结果评估。
[0016] 作为本发明的进一步方案,所述语音识别模块包括特征提取子模块、时序分析子模块、文本转换子模块;
[0017] 所述特征提取子模块基于用户的语音输入,此子模块采用深度卷积神经网络算法,对语音信号进行分析,通过构建多层卷积和池化层,从原始音频信号中提取时频特征,生成时频特征数据;
[0018] 所述时序分析子模块基于时频特征数据,利用长短期记忆网络算法,对提取的特征进行时序分析,通过控制机制,处理并记忆长期依赖信息,捕获语音指令的结构和语
境,生成结构化语音特征;
[0019] 所述文本转换子模块基于结构化语音特征,采用序列到序列学习模型,通过带有注意力机制的序列到序列学习模型,将结构化的语音特征转换成对应的文本指令,生成语
音文本信息。
[0020] 作为本发明的进一步方案,所述用户意图分析模块包括语义解析子模块、意图识别子模块、需求映射子模块;
[0021] 所述语义解析子模块基于语音文本信息,采用双向编码器表示从变换器模型,对文本内容进行语义解析,通过预训练的文本语料库学习语义信息,解析文本中的含义和上
下文关系,生成语义分析结果;
[0022] 所述意图识别子模块基于语义分析结果,应用自然语言处理技术中的意图识别算法,分析和识别用户的需求,通过对语义分析结果中的动词、名词和短语进行分析,识别用户意图,生成意图信息;
[0023] 所述需求映射子模块基于意图信息,运用逻辑推理算法,将用户的意图映射到执行操作上,通过分析用户意图与机器人服务和功能间的关系,匹配服务和操作,生成用户意图信息。
[0024] 作为本发明的进一步方案,所述行为模式识别模块包括数据分析子模块、模式建立子模块、异常检测子模块;
[0025] 所述数据分析子模块基于用户意图信息,采用统计分析方法,对用户的历史交互数据进行分析,识别用户行为的频率、时间分布和偏好模式,生成用户行为统计分析结果;
[0026] 所述模式建立子模块基于用户行为统计分析结果,采用隐马尔可夫模型,对用户行为的序列和转换概率进行建模,通过分析用户行为的转换概率,揭示用户行为的潜在状
态和转换规律,建立用户的行为习惯和模式,生成用户行为模式信息;
[0027] 所述异常检测子模块基于用户行为模式信息,运用异常检测算法,识别当前行为与历史行为模式的偏差,量化行为模式的偏差程度,进行异常行为识别,生成行为模式分析结果。
[0028] 作为本发明的进一步方案,所述安全性增强模块包括身份验证子模块、行为合规性子模块、风险评级子模块;
[0029] 所述身份验证子模块基于行为模式分析结果,结合声纹识别技术,采用深度神经网络,对用户的声音进行身份验证,通过分析声音的特征,包括音调、节奏和声音纹理,并进行声纹模型匹配,生成声音身份验证结果;
[0030] 所述行为合规性子模块基于声音身份验证结果,采用行为模式匹配算法,分析用户当前的行为是否与记录的安全行为模式一致,通过比较用户的行为模式与预定义的合规
性标准,识别潜在的非合规行为,生成行为合规性分析结果;
[0031] 所述风险评级子模块基于行为合规性分析结果,运用风险评估模型,对潜在安全威胁进行评估和等级划分,通过分析行为偏差程度、历史安全事件和当前操作环境因素,评定风险等级,并调整安全措施,生成安全性验证结果。
[0032] 作为本发明的进一步方案,所述任务优先级调整模块包括紧急度分析子模块、资源匹配子模块、调度策略子模块;
[0033] 所述紧急度分析子模块于安全性验证结果,采用多因素决策分析法,对多项任务的紧急程度进行评估,分析任务的截止时间、关联性、对资源的需求因素,分配每项任务的紧急度评分,生成任务紧急度评分信息;
[0034] 所述资源匹配子模块基于任务紧急度评分信息,运用线性规划算法,对当前系统资源进行分析和匹配,通过优化资源分配方案,匹配任务获得所需资源的优先级,生成资源匹配方案;
[0035] 所述调度策略子模块基于资源匹配方案,采用遗传算法,对待执行的任务列表进行优先级排序和调度策略优化,通过模拟自然选择和遗传机制,迭代捕捉任务执行序列,生成任务执行计划。
[0036] 作为本发明的进一步方案,所述异常状态识别模块包括状态监控子模块、异常分析子模块、结果生成子模块;
[0037] 所述状态监控子模块基于任务执行计划,结合机器人多传感器的数据输入,采用时间序列分析法,对机器人的工作状态和外部环境进行实时监控,生成状态监控结果;
[0038] 所述异常分析子模块基于状态监控结果,应用隔离森林算法,对监控数据进行异常点检测,通过构建多棵隔离树,识别数据点的隔离程度,识别与正常行为模式偏离的异常状态,生成异常状态分析结果;
[0039] 所述结果生成子模块基于异常状态分析结果,采用报告生成技术,对异常状态进行评估,包括异常类型、程度和影响,通过整合分析结果和上下文信息,提供异常状态描述和响应方案,生成异常状态结果。
[0040] 作为本发明的进一步方案,所述决策支持模块包括风险分析子模块、方案优化子模块、策略制定子模块;
[0041] 所述风险分析子模块基于异常状态结果,采用决策树算法,分析每个行动方案的潜在风险与收益,通过构建差异化的决策路径,评估差异化方案导致的结果,结合贝叶斯网络,对不确定因素进行概率性分析,为每个行动方案赋予风险评分和收益预期,生成行动方案风险评估结果;
[0042] 所述方案优化子模块基于行动方案风险评估结果,运用多目标优化算法,通过帕累托前沿分析,对行动方案进行优化,识别行动方案组合,优化方案风险可控,生成优化后行动方案;
[0043] 所述策略制定子模块基于优化后行动方案,采用规则引擎,结合当前机器人的操作能力和环境状况,制定行动策略,通过分析方案的内容和实施条件,制定执行步骤和预期目标,生成决策支持方案。
[0044] 作为本发明的进一步方案,所述响应执行模块包括操作实施子模块、安全措施子模块、反馈整理子模块;
[0045] 所述操作实施子模块基于决策支持方案,应用状态机模型,分析机器人当前的操作状态和所需转换,根据方案的指导,调整机器人的行为模式,执行行为调整、任务启动操作,生成操作调整结果;
[0046] 所述安全措施子模块基于操作调整结果,采用动态风险管理策略,根据行动风险等级和当前环境条件,动态调整安全措施,通过实时监控操作环境和机器人状态,发出安全警报和激活故障恢复程序,生成安全调整方案;
[0047] 所述反馈整理子模块基于安全调整方案,采用反馈分析技术,收集操作实施和安全调整结果,对执行过程和结果进行评价和整理,通过对操作的成功率、安全事件的处理效率指标进行分析,制定改进意见和后续方案,生成决策执行方案。
[0048] 与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:
[0049] 本发明中,通过采用卷积神经网络和长短期记忆网络,对语音信号进行深度分析,能够高效提取时频特征并捕获语音指令中的依赖关系,进而转换成文本格式的语音指令,大幅提升语音识别的准确性与效率,双向编码器表示从变换器模型的应用,使得文本内容
的语义解析更为深入,能够精确解析用户的指令含义和上下文环境,从而更准确地把握用
户意图,隐马尔可夫模型在行为模式识别中的使用,优化了对用户历史交互数据的分析过
程,有效识别用户的行为习惯和模式,结合声纹识别技术和深度神经网络,安全性增强模块能够在身份验证和行为分析方面提供更高的安全保障,遗传算法和隔离森林算法的引入,
分别在任务优先级调整和异常状态识别上,实现了资源的优化分配和异常状态的精确检
测,显著提高系统的响应速度和稳定性,决策支持模块运用决策树和贝叶斯网络,对行动方案进行风险收益分析,为决策提供了科学依据,而状态机模型和规则引擎的应用,使响应执行更加灵活和精准。
附图说明
[0050] 图1为本发明的流程图
[0051] 图2为本发明的框架示意图;
[0052] 图3为本发明的语音识别模块流程图;
[0053] 图4为本发明的用户意图分析模块流程图;
[0054] 图5为本发明的行为模式识别模块流程图;
[0055] 图6为本发明的安全性增强模块流程图;
[0056] 图7为本发明的任务优先级调整模块流程图;
[0057] 图8为本发明的异常状态识别模块流程图;
[0058] 图9为本发明的决策支持模块流程图;
[0059] 图10为本发明的响应执行模块流程图。

具体实施方式

[0060] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0061] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限
制。此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
[0062] 实施例一
[0063] 请参阅图1至图2,语音识别控制方面的仿生机器人包括语音识别模块、用户意图分析模块、行为模式识别模块、安全性增强模块、任务优先级调整模块、异常状态识别模块、决策支持模块、响应执行模块;
[0064] 语音识别模块基于用户的语音输入,采用卷积神经网络算法,处理语音信号提取时频特征,通过长短期记忆网络,处理特征捕获语音指令中的依赖关系,并转换成文本格式的语音指令,生成语音文本信息;
[0065] 用户意图分析模块基于语音文本信息,利用双向编码器表示从变换器模型,分析文本内容,解析用户的指令含义和上下文环境,识别用户需求和意图,生成用户意图信息;
[0066] 行为模式识别模块基于用户意图信息,运用隐马尔可夫模型,分析用户的历史交互数据,识别用户的行为习惯和模式,通过比较当前行为与历史模式,识别异常行为模式,生成行为模式分析结果;
[0067] 安全性增强模块基于行为模式分析结果,结合声纹识别技术和用户的行为模式,运用深度神经网络,进行声音身份验证,并分析行为是否与已知的安全模式一致,对潜在安全威胁进行评估,根据风险等级动态调整安全措施,生成安全性验证结果;
[0068] 任务优先级调整模块基于安全性验证结果,运用遗传算法,分析当前系统资源状况和任务紧急程度,对待执行的任务列表进行优先级排序,分析资源分配效率和任务完成
的时效性,动态调整任务队列,生成任务执行计划;
[0069] 异常状态识别模块基于任务执行计划,结合自机器人多传感器的数据输入,利用隔离森林算法,对数据进行实时监控和分析,识别与正常行为模式偏离的异常状态,对机器人内部状态和外部环境因素进行评估,生成异常状态结果;
[0070] 决策支持模块基于异常状态结果,运用决策树和贝叶斯网络,对行动方案进行风险与收益分析,分析多行动方案的潜在后果,通过评估差异化决策路径,选择匹配的行动策略,生成决策支持方案;
[0071] 响应执行模块基于决策支持方案,采用状态机模型,确定当前机器人的操作状态和预期转换,应用规则引擎,根据操作状态、安全警报需求和故障恢复需求,匹配对应的执行规则,执行响应措施,包括行为调整、安全警报发出和故障恢复,生成决策执行方案。
[0072] 语音文本信息包括转录内容、置信度评分和时间戳,用户意图信息包括操作目标、操作对象和操作属性,行为模式分析结果包括常规行为模式、异常行为指标和行为趋势分析,安全性验证结果具体为用户身份验证状态、行为合规性评估和安全风险等级,任务执行计划包括任务序列、任务优先级和预计完成时间,异常状态结果包括异常类型、异常程度和推荐的响应措施,决策支持方案包括推荐行动方案、潜在风险分析和预期效果评估,决策执行方案包括执行状态、执行结果评估。
[0073] 在语音识别模块中,通过采用卷积神经网络算法处理用户的语音输入,构建多层卷积层来提取语音信号中的时频特征,特征包括语音的频率、节奏和音调等信息,中利用神经网络的深度学习能力对复杂的语音数据进行高效的特征提取。通过长短期记忆网络处理
特征,捕获语音指令中的时间序列依赖关系,长短期记忆网络通过其特有的门控机制处理
时间序列数据,能够记住长期的依赖信息,从而准确地识别和理解用户的语音指令。处理过的特征被转换成文本格式的语音指令,生成具有转录内容、置信度评分和时间戳的语音文
本信息,信息为后续的用户意图分析提供了基础
[0074] 在用户意图分析模块中,通过利用双向编码器表示从变换器模型分析生成的语音文本信息。通过预训练的双向变换器网络,深入分析文本内容的语义,解析用户指令的含义以及上下文环境,确保能够全面理解用户的需求和意图。解析复杂的语句结构,识别其中的关键信息,如动作、对象和属性等,从而精确地提取用户的意图,生成详细的用户意图信息,包括操作目标、操作对象和操作属性。为机器人的行为模式识别和后续的安全性验证提供
了准确的用户需求和意图分析结果。
[0075] 在行为模式识别模块中,通过运用隐马尔可夫模型分析用户意图信息和用户的历史交互数据。通过分析和计算状态之间的转换概率,建立用户行为的概率模型,从而有效识别出用户的行为习惯和模式。通过比较当前的行为与历史上建立的模式,隐马尔可夫模型
能够识别出异常的行为模式。不仅提供了对用户行为习惯的深入理解,而且能够及时发现
任何异常行为,生成包含常规行为模式、异常行为指标和行为趋势分析的行为模式分析结
果,结果对于提高系统的安全性至关重要。
[0076] 在安全性增强模块中,通过结合声纹识别技术和深度神经网络,基于行为模式分析结果进行声音身份验证。深度神经网络通过分析用户声音的特征,与已有的声纹模型进
行匹配,有效地进行用户身份的验证。分析用户的行为是否与已知的安全模式一致,利用深度学习技术对潜在的安全威胁进行评估,并根据风险等级动态调整安全措施。确保了系统
能够在身份验证和行为分析两个层面上增强安全性,生成的安全性验证结果包括用户身份
验证状态、行为合规性评估和安全风险等级,为系统提供了全面的安全保障。
[0077] 在任务优先级调整模块中,通过运用遗传算法基于安全性验证结果分析当前系统资源状况和任务紧急程度。遗传算法通过模拟自然选择和遗传机制的过程,对待执行的任
务列表进行优先级排序,考虑了任务的紧急程度、资源需求和预期的完成时间,实现了资源分配效率和任务完成时效性的动态优化。生成的任务执行计划详细列出了任务序列、各任
务的优先级和预计完成时间,确保了系统能够以最高效的方式响应用户需求。
[0078] 在异常状态识别模块中,通过结合机器人多传感器的数据输入和利用隔离森林算法基于任务执行计划进行实时监控和分析。隔离森林算法通过构建决策树来隔离异常点,
有效地识别出与正常行为模式显著偏离的异常状态。不仅包括了对机器人内部状态的监
控,还对外部环境因素进行了综合评估,生成的异常状态结果包括异常类型、异常程度和推荐的响应措施,为系统的稳定运行提供了重要的支持。
[0079] 在决策支持模块中,通过运用决策树和贝叶斯网络基于异常状态结果,对行动方案进行深入的风险与收益分析。决策树提供了一种直观的方式来评估不同行动方案导致的
后果,而贝叶斯网络则在处理不确定性信息方面表现出色,允许系统在不完全信息的情况
下做出更加精确的预测。通过综合考虑多个行动方案的潜在后果,选择最合适的行动策略,生成的决策支持方案包括推荐行动方案、潜在风险分析和预期效果评估,为机器人提供了
科学的决策依据。
[0080] 在响应执行模块中,通过采用状态机模型和规则引擎基于决策支持方案。状态机模型确定了机器人当前的操作状态和预期的状态转换,而规则引擎根据操作状态、安全警
报需求和故障恢复需求匹配相应的执行规则。不仅保证了机器人能够根据当前的状态和环
境条件灵活地调整其行为,还确保了在遇到安全威胁或故障时能够迅速采取响应措施。生
成的决策执行方案详细记录了执行状态和执行结果评估,为机器人的自主操作提供了强大
的执行支持。
[0081] 请参阅图2和图3,语音识别模块包括特征提取子模块、时序分析子模块、文本转换子模块;
[0082] 特征提取子模块基于用户的语音输入,此子模块采用深度卷积神经网络算法,对语音信号进行分析,通过构建多层卷积和池化层,从原始音频信号中提取时频特征,生成时频特征数据;
[0083] 时序分析子模块基于时频特征数据,利用长短期记忆网络算法,对提取的特征进行时序分析,通过门控制机制,处理并记忆长期依赖信息,捕获语音指令的结构和语境,生成结构化语音特征;
[0084] 文本转换子模块基于结构化语音特征,采用序列到序列学习模型,通过带有注意力机制的序列到序列学习模型,将结构化的语音特征转换成对应的文本指令,生成语音文
本信息。
[0085] 在特征提取子模块中,通过深度卷积神经网络算法对用户的语音输入进行分析。算法能够自动从数据中学习到有用特征,适用于处理复杂的语音信号。深度卷积神经网络
通过在多个层次上构建卷积层和池化层,对输入的原始音频信号进行一系列的转换和下采
样。每一层卷积层负责提取不同级别的特征,从简单的音频波形到更复杂的时频特征,如音调和节奏变化,而池化层则用于降低特征的维度,增强模型的泛化能力。模型能够从原始的音频信号中提取出反映语音内容和特点的时频特征数据,数据被转换为对后续模块更为有
用的格式,生成的时频特征数据为语音信号中的关键信息,为实现准确的语音识别提供了
基础。
[0086] 在时序分析子模块中,通过长短期记忆网络算法对从特征提取子模块得到的时频特征数据进行时序分析。长短期记忆网络是一种特殊的循环神经网络,通过引入门控制机
制来解决传统循环神经网络难以处理长期依赖问题。在处理语音信号时,长短期记忆网络
能够根据语音信号的时间序列特性,有效地记忆和处理在时间上相隔较远的信息,从而捕
获语音指令中的结构和语境。网络中的输入门、遗忘门和输出门协同工作,决定信息在不同时间点的保存、更新和输出。这使得长短期记忆网络能够从时频特征数据中提取出反映语
音指令时序结构的特征,生成的结构化语音特征包含了丰富的时间序列信息,为精确转换
语音指令到文本提供了关键数据。
[0087] 在文本转换子模块中,通过序列到序列学习模型,尤其是引入注意力机制的序列到序列学习模型,将时序分析子模块生成的结构化语音特征转换成对应的文本指令。序列
到序列学习模型由一个编码器和一个解码器组成,编码器负责将输入的结构化语音特征编
码成一个固定长度的向量,解码器则基于向量生成文本序列。引入的注意力机制使得模型
在生成文本时,能够更加关注于与当前输出最相关的输入部分,从而提高转换的准确性。模型不仅能够将语音指令准确地转换为文本格式,还能保留语音数据中的重要信息,如语气
和强调,生成的语音文本信息为后续用户意图分析和行为模式识别等提供了准确的数据基
础。
[0088] 请参阅图2和图4,用户意图分析模块包括语义解析子模块、意图识别子模块、需求映射子模块;
[0089] 语义解析子模块基于语音文本信息,采用双向编码器表示从变换器模型,对文本内容进行语义解析,通过预训练的文本语料库学习语义信息,解析文本中的含义和上下文
关系,生成语义分析结果;
[0090] 意图识别子模块基于语义分析结果,应用自然语言处理技术中的意图识别算法,分析和识别用户的需求,通过对语义分析结果中的动词、名词和短语进行分析,识别用户意图,生成意图信息;
[0091] 需求映射子模块基于意图信息,运用逻辑推理算法,将用户的意图映射到执行操作上,通过分析用户意图与机器人服务和功能间的关系,匹配服务和操作,生成用户意图信息。
[0092] 在语义解析子模块中,通过双向编码器表示从变换器模型对语音文本信息进行语义解析。通过将语音转换成的文本信息作为输入,利用双向编码器表示从变换器模型深入
分析文本内容。双向编码器表示从变换器模型,作为一种预训练的深度学习模型,通过学习大量文本语料库中的语言规律,能够理解文本中的词义、语法结构以及上下文关系。双向编码器表示从变换器对每个词项进行编码,捕获其与上下文中词项的关系,从而提取出文本
的深层语义信息。生成的语义分析结果包含了文本中每个词项的上下文相关的语义表示,
为后续的意图识别提供了准确的语义基础。
[0093] 在意图识别子模块中,通过应用自然语言处理技术中的意图识别算法对语义分析结果进行分析和识别。算法专注于分析语义分析结果中的关键词汇,如动词、名词和短语
等,综合考虑词汇在特定上下文中的含义,以识别出用户的具体需求和意图。这种基于深度学习的意图识别过程能够准确地从复杂的语义信息中提取用户的意图,生成的意图信息明
确指出了用户想要执行的操作目标、操作对象和操作属性,为机器人执行精确的操作提供
了明确的指令。
[0094] 在需求映射子模块中,通过运用逻辑推理算法将用户的意图映射到具体的执行操作上。逻辑推理算法分析用户意图信息和机器人可提供的服务及功能之间的逻辑关系,识
别出最适合用户需求的服务或操作。通过这种逻辑匹配过程,算法能够在用户意图和机器
人能力之间建立精确的对应关系,确保机器人能够对用户的指令作出恰当的响应。生成的
用户意图信息不仅包含了用户的原始需求,还指明了机器人为满足需求所需采取的具体服
务和操作,为机器人的自主执行提供了精确的操作指南。
[0095] 请参阅图2和图5,行为模式识别模块包括数据分析子模块、模式建立子模块、异常检测子模块;
[0096] 数据分析子模块基于用户意图信息,采用统计分析方法,对用户的历史交互数据进行分析,识别用户行为的频率、时间分布和偏好模式,生成用户行为统计分析结果;
[0097] 模式建立子模块基于用户行为统计分析结果,采用隐马尔可夫模型,对用户行为的序列和转换概率进行建模,通过分析用户行为的转换概率,揭示用户行为的潜在状态和
转换规律,建立用户的行为习惯和模式,生成用户行为模式信息;
[0098] 异常检测子模块基于用户行为模式信息,运用异常检测算法,识别当前行为与历史行为模式的偏差,量化行为模式的偏差程度,进行异常行为识别,生成行为模式分析结
果。
[0099] 在数据分析子模块中,通过统计分析方法对用户的历史交互数据进行深入分析。通过数据整理和清洗,确保分析的准确性。利用统计学原理,对数据集中的用户行为频率、时间分布和偏好模式进行量化分析。分析依据用户与系统的互动记录,如命令输入频次、使用时间点以及偏好的功能等,采用如频率分布分析、时间序列分析等统计学方法,识别出用户行为的常态和特点。生成用户行为统计分析结果,结果详细描绘了用户的交互习惯,为建立精准的用户行为模型提供了基础数据和洞察。
[0100] 在模式建立子模块中,通过隐马尔可夫模型对用户行为的序列和转换概率进行建模。以用户行为统计分析结果为输入,利用隐马尔可夫模型探究用户行为之间的转换规律
和潜在状态。隐马尔可夫模型是一种统计模型,通过假设系统的状态是不直接可见的,但可以通过观察到的事件序列推断出来。用户的行为序列被视为观测序列,而用户的行为习惯
和模式则被视为系统的潜在状态。通过计算不同行为状态之间的转换概率,模型能够揭示
用户行为的潜在规律,最终生成包含用户行为习惯和模式的信息,信息不仅有助于理解用
户的行为动机,也为后续的异常行为检测提供了准确的参考标准。
[0101] 在异常检测子模块中,通过异常检测算法对用户行为模式信息进行分析,以识别出与历史行为模式存在显著偏差的当前行为。依据用户行为模式信息,采用如基于距离的
异常检测、基于密度的异常检测等算法,对用户当前的行为数据进行评估,识别出行为模式的异常点。通过比较当前行为与模型中定义的正常行为模式的偏差程度,量化行为模式的
异常指标,从而有效地识别和标记异常行为。生成的行为模式分析结果详细记录了识别出
的异常行为及其偏差程度,为系统的安全监控和用户行为管理提供了重要的依据,有效地
增强了系统对异常行为的响应能力和预防措施。
[0102] 请参阅图2和图6,安全性增强模块包括身份验证子模块、行为合规性子模块、风险评级子模块;
[0103] 身份验证子模块基于行为模式分析结果,结合声纹识别技术,采用深度神经网络,对用户的声音进行身份验证,通过分析声音的特征,包括音调、节奏和声音纹理,并进行声纹模型匹配,生成声音身份验证结果;
[0104] 行为合规性子模块基于声音身份验证结果,采用行为模式匹配算法,分析用户当前的行为是否与记录的安全行为模式一致,通过比较用户的行为模式与预定义的合规性标
准,识别潜在的非合规行为,生成行为合规性分析结果;
[0105] 风险评级子模块基于行为合规性分析结果,运用风险评估模型,对潜在安全威胁进行评估和等级划分,通过分析行为偏差程度、历史安全事件和当前操作环境因素,评定风险等级,并调整安全措施,生成安全性验证结果。
[0106] 在身份验证子模块中,通过结合声纹识别技术和深度神经网络算法对用户的声音进行身份验证。采集用户的声音样本,然后利用深度神经网络,特别是卷积神经网络和循环神经网络,对声音样本中的特征进行提取,包括音调、节奏和声音纹理等声音特性。深度学习模型通过学习声音样本中的独特模式,建立声纹模型,每个用户的声音特征都被转化为
一组数字表示,形成声纹特征库。在验证阶段,用户的声音样本被同样处理并与特征库中的模型进行匹配,通过计算相似度分数来验证身份。生成的声音身份验证结果,不仅包含了用户是否被系统认证的信息,还有认证的置信度评分,为系统提供了一种高效且安全的用户
身份验证手段。
[0107] 在行为合规性子模块中,通过行为模式匹配算法分析用户当前的行为是否与记录的安全行为模式一致。基于声音身份验证结果,利用已经建立的用户行为模式库,对用户的当前行为进行实时监控和分析。通过比较当前行为与库中存储的合规行为模式,算法能够
识别出与常规模式相偏离的行为。分析过程考虑了行为的种类、执行的时间、频率等多维度信息,确保了分析结果的全面性和准确性。生成的行为合规性分析结果详细描述了每项行
为的合规性评级,帮助系统判断用户的操作是否存在潜在的风险或违规行为,从而在早期
阶段预防可能的安全问题。
[0108] 在风险评级子模块中,通过风险评估模型对潜在安全威胁进行评估和等级划分。基于行为合规性分析结果,采用量化方法和风险评估标准,综合分析行为偏差的程度、与历史安全事件的相关性以及当前操作环境的安全状况等因素。通过维度的综合评估,模型为
每个检测到的潜在威胁分配一个风险等级,从而确定需要采取的安全措施的紧迫性和强
度。生成的安全性验证结果不仅明确了每种潜在威胁的风险等级,还为系统提供了针对不
同风险等级调整安全策略的依据,使得系统能够动态地管理和应对安全威胁,保障系统和
用户的安全。
[0109] 请参阅图2和图7,任务优先级调整模块包括紧急度分析子模块、资源匹配子模块、调度策略子模块;
[0110] 紧急度分析子模块于安全性验证结果,采用多因素决策分析法,对多项任务的紧急程度进行评估,分析任务的截止时间、关联性、对资源的需求因素,分配每项任务的紧急度评分,生成任务紧急度评分信息;
[0111] 资源匹配子模块基于任务紧急度评分信息,运用线性规划算法,对当前系统资源进行分析和匹配,通过优化资源分配方案,匹配任务获得所需资源的优先级,生成资源匹配方案;
[0112] 调度策略子模块基于资源匹配方案,采用遗传算法,对待执行的任务列表进行优先级排序和调度策略优化,通过模拟自然选择和遗传机制,迭代捕捉任务执行序列,生成任务执行计划。
[0113] 在紧急度分析子模块中,通过多因素决策分析法对各项任务的紧急程度进行全面评估。通过收集任务相关的各种信息,包括任务的截止时间、任务之间的关联性以及对资源的具体需求等因素。利用多因素决策分析法,综合考虑多个评价指标,通过构建评分模型为每项任务分配一个紧急度评分。这种评分机制能够准确反映任务的优先级,确保资源被优
先分配给最紧急的任务。生成任务紧急度评分信息,为后续的资源匹配和任务调度提供了
量化的依据,确保系统能够高效响应各项紧急任务。
[0114] 在资源匹配子模块中,通过线性规划算法对当前系统资源进行精确分析和匹配。基于任务紧急度评分信息,对系统中可用的资源进行全面梳理,并使用线性规划算法优化
资源分配方案。通过建立数学模型,寻找最优的资源分配解决方案,以满足所有任务的资源需求同时最大化资源使用效率。考虑到每项任务的资源需求和紧急度评分,确保优先级高
的任务能够获得所需资源。生成的资源匹配方案详细列出了各项任务获得资源的优先级,
为系统的任务执行提供了明确的资源分配指南。
[0115] 在调度策略子模块中,通过遗传算法对待执行的任务列表进行优先级排序和调度策略的优化。以资源匹配方案为基础,运用遗传算法模拟自然选择和遗传机制的过程,对任务执行序列进行优化。遗传算法通过初始化种群、选择、交叉和变异等步骤,不断迭代寻找最优的任务调度方案。这种算法考虑了任务的紧急度、资源分配情况和执行时间等多维度
因素,通过自然选择机制保留效果最好的调度方案。生成的任务执行计划详细规划了各项
任务的执行顺序和时间安排,确保了系统在有限的资源下实现最高效的任务执行。
[0116] 请参阅图2和图8,异常状态识别模块包括状态监控子模块、异常分析子模块、结果生成子模块;
[0117] 状态监控子模块基于任务执行计划,结合机器人多传感器的数据输入,采用时间序列分析法,对机器人的工作状态和外部环境进行实时监控,生成状态监控结果;
[0118] 异常分析子模块基于状态监控结果,应用隔离森林算法,对监控数据进行异常点检测,通过构建多棵隔离树,识别数据点的隔离程度,识别与正常行为模式偏离的异常状
态,生成异常状态分析结果;
[0119] 结果生成子模块基于异常状态分析结果,采用报告生成技术,对异常状态进行评估,包括异常类型、程度和影响,通过整合分析结果和上下文信息,提供异常状态描述和响应方案,生成异常状态结果。
[0120] 在状态监控子模块中,通过时间序列分析法结合机器人的多传感器数据输入,对机器人的工作状态和外部环境进行实时监控。传感器数据按时间顺序进行整理,形成时间
序列数据。时间序列分析法通过观察数据随时间变化的规律和模式,如周期性、趋势性等,进行深入分析。能够有效地监测到机器人工作状态的微小变化及外部环境的影响,及时捕
捉到潜在的问题和异常。生成的状态监控结果包括了机器人各项传感器数据的时间序列分
析报告,为异常状态的识别提供了重要的数据基础。
[0121] 在异常分析子模块中,通过应用隔离森林算法对状态监控结果中的监控数据进行异常点检测。隔离森林算法通过构建多棵隔离树来识别数据点的隔离程度,异常数据通常
在隔离树中更容易被隔离出来,因此需要较少的分裂就能被识别。适合处理高维数据和大
规模数据集,高效地识别出与正常行为模式偏离的异常状态。生成的异常状态分析结果详
细描述了检测到的异常数据点及其隔离程度,为后续的异常响应和处理提供了准确的依
据。
[0122] 在结果生成子模块中,通过报告生成技术,对异常状态分析结果进行综合评估,包括异常类型、程度和可能的影响。利用报告生成技术整合分析结果和相关上下文信息,形成易于理解的异常状态报告。报告不仅提供了异常状态的详细描述,还包括了针对不同异常类型的响应方案和建议,为机器人操作者或维护人员提供了实时且有用的信息,帮助他们
快速准确地响应异常状态,确保机器人系统的稳定运行和安全。
[0123] 请参阅图2和图9,决策支持模块包括风险分析子模块、方案优化子模块、策略制定子模块;
[0124] 风险分析子模块基于异常状态结果,采用决策树算法,分析每个行动方案的潜在风险与收益,通过构建差异化的决策路径,评估差异化方案导致的结果,结合贝叶斯网络,对不确定因素进行概率性分析,为每个行动方案赋予风险评分和收益预期,生成行动方案
风险评估结果;
[0125] 方案优化子模块基于行动方案风险评估结果,运用多目标优化算法,通过帕累托前沿分析,对行动方案进行优化,识别行动方案组合,优化方案风险可控,生成优化后行动方案;
[0126] 策略制定子模块基于优化后行动方案,采用规则引擎,结合当前机器人的操作能力和环境状况,制定行动策略,通过分析方案的内容和实施条件,制定执行步骤和预期目
标,生成决策支持方案。
[0127] 在风险分析子模块中,通过决策树算法结合贝叶斯网络对异常状态结果进行深入分析,为每个行动方案赋予风险评分和收益预期。决策树算法通过构建差异化的决策路径,系统地评估每个行动方案的潜在风险与收益,使决策过程更加直观和可解释。每个决策节
点代表一个行动选择,而每个路径则代表一系列的决策结果,从而揭示不同行动方案导致
的多种结果。贝叶斯网络被用来对包含不确定因素的决策进行概率性分析,考虑到各种内
外部因素的不确定性对决策结果的影响。能够在考虑不确定性的情况下,为每个行动方案
提供一个基于概率的风险评估,生成的行动方案风险评估结果详细列出了每个方案的风险
评分和收益预期,为后续的方案选择和优化提供了科学依据。
[0128] 在方案优化子模块中,通过多目标优化算法对行动方案进行优化。采用帕累托前沿分析方法,识别在多个目标之间取得最佳平衡的行动方案组合。多目标优化算法通过考
虑方案的风险可控性与预期收益,寻找在多个评价指标上表现最佳的方案,即既能最小化
风险又能最大化收益的方案。帕累托前沿分析能够识别出所有的最优解集合,为决策者提
供一系列可行的最优方案选择。生成的优化后行动方案详细说明了每个方案的综合评价结
果,为实现风险与收益之间的最佳平衡提供了可行方案。
[0129] 在策略制定子模块中,通过规则引擎结合当前机器人的操作能力和环境状况制定行动策略。规则引擎分析优化后的行动方案,结合机器人的实际操作能力和当前的工作环
境条件,为每个行动方案制定具体的执行步骤和预期目标。规则引擎通过定义一系列的逻
辑规则,根据方案的内容和实施条件自动产生最适合的行动策略,确保策略的实施既符合
机器人的能力范围,又适应当前的操作环境。生成的决策支持方案为机器人的操作提供了
详细的指导,包括每项行动的具体执行步骤、预期达成的目标及面临的挑战和应对措施,确保机器人能够高效、安全地完成任务。
[0130] 请参阅图2和图10,响应执行模块包括操作实施子模块、安全措施子模块、反馈整理子模块;
[0131] 操作实施子模块基于决策支持方案,应用状态机模型,分析机器人当前的操作状态和所需转换,根据方案的指导,调整机器人的行为模式,执行行为调整、任务启动操作,生成操作调整结果;
[0132] 安全措施子模块基于操作调整结果,采用动态风险管理策略,根据行动风险等级和当前环境条件,动态调整安全措施,通过实时监控操作环境和机器人状态,发出安全警报和激活故障恢复程序,生成安全调整方案;
[0133] 反馈整理子模块基于安全调整方案,采用反馈分析技术,收集操作实施和安全调整结果,对执行过程和结果进行评价和整理,通过对操作的成功率、安全事件的处理效率指标进行分析,制定改进意见和后续方案,生成决策执行方案。
[0134] 在操作实施子模块中,通过应用状态机模型对决策支持方案进行实施。状态机模型被用于分析和跟踪机器人当前的操作状态以及根据决策支持方案所需的状态转换。这种
模型允许系统以一种有序和可预测的方式改变状态,确保机器人行为的调整和任务启动操
作符合预定方案的要求。包括根据方案指导,调整机器人的行为模式,如从待命状态转换到执行特定任务的状态。确保了机器人的行为与决策支持方案保持一致,生成的操作调整结
果记录了机器人状态的改变和行为调整的详细情况,为系统提供了执行决策支持方案的直
接证据和反馈。
[0135] 在安全措施子模块中,通过采用动态风险管理策略对安全措施进行动态调整。基于操作调整结果,该策略考虑行动风险等级和当前环境条件,实时调整安全措施,如在检测到高风险操作时发出安全警报或在发生故障时激活恢复程序。动态风险管理策略通过实时
监控操作环境和机器人状态,能够快速响应变化的环境和状态,及时采取必要的安全措施,生成的安全调整方案详细列出了采取的安全措施和调整依据,增强了机器人操作的安全性
和可靠性。
[0136] 在反馈整理子模块中,通过采用反馈分析技术对操作实施和安全调整的结果进行综合评价和整理。收集操作实施的成果和安全调整的效果,对执行过程和结果进行深入分
析,评估操作的成功率和安全事件的处理效率。反馈分析技术通过分析收集到的数据,识别操作中的成功要素和存在的问题,为系统的持续改进提供了依据。生成的决策执行方案总
结了执行过程的评价结果和改进意见,为未来的操作提供了宝贵的经验和后续行动的指
导,确保系统能够不断优化,提升操作效率和安全管理水平。
[0137] 以上,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上
实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。