一種機器人情緒情感生成與表達系統的製作方法
2023-07-31 00:29:06
專利名稱：一種機器人情緒情感生成與表達系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及智慧機器人的技術領域，具體地講，是指一種機器人情緒情感生成與表達系統。
背景技術：
類人智慧機器人的功能，隨著圖像處理、語音處理、無線網絡技術，網際網路技術，自動控制及計算處理能力等技術的發展，目前有了突飛猛進的提高，包括有圖像採集視覺功能、實時接受處理語音指令、在沒有遙控裝置的前提下自動避開障礙到達指定地點等功能。目前，現有的家用教育娛樂機器人幾乎全部是通過面部機器人狀態管理模塊和顯示屏來表達情緒變化，表達形式比較單一。現有機器人基本不具備多元性格特徵，機器人對外界的反饋基本都通過程式預先設計實現，不可以變化。
發明內容
本發明的目的在於提供一種機器人情緒情感生成與表達系統，其可克服現有的缺陷，使機器人具有多種性格特徵及情感表現形式。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:一種機器人情緒情感生成與表達系統，其包括:外界信息輸入模塊、性格特徵模塊、機器人狀態管理模塊以及機器人情緒表達模塊；其中:上述的外界信息輸入模塊，能夠接收外界輸入信息並進行處理，並把處理後的結果傳輸給所述的機器人狀態管理模塊；上述的性格特徵模塊，其設置並存儲有多種機器人的性格特徵，用戶可以賦予機器人某種性格特徵；上述的機器人狀態管理模塊，按照機器人的不同性格特徵，根據機器人狀態管理規則，把機器人在不同外界輸入信息的作用下，對應著生成不同的機器人不同狀態，並通過所述的機器人情緒表達模塊表現出來；上述的機器人情緒表達模塊，其接收所述的機器人狀態管理模塊所傳輸的機器人狀態信息，對所接收信息進行處理，讓機器人通過面部表情、觸控螢幕表情或肢體動作表現出機器人的情緒狀態。優選地，所述的性格模塊，其包括有活潑性格模塊、平和性格模塊、內向性格模塊、完美性格模塊中的一個或幾個。優選地，所述的機器人情緒表達模塊，其包括有面部表情模塊、觸控螢幕表情模塊、肢體動作模塊中的一種或幾種。優選地，所述的面部表情模塊的實現方式是表現悲傷、愉快、害羞、生氣、狂喜的面部表情。優選地，所述的觸控螢幕表情模塊，其實現方式是顯示悲傷、愉快、害羞、生氣、狂喜的表情。
優選地，所述的肢體表情模塊的實現方式是機器人進行轉圈、舉胳膊、前後運動、組合動作以表現其當前情緒狀態。所述的模糊邏輯規則為IF Al n Bj n Dk, Then Cm H Dn ;其中:i, j, k, m, η = 1,2,3A為性格特徵模塊中機器人的性格；B為外界信息輸入模塊中的輸入信息類型；C為機器人情緒表達模塊中的某種表現方式；D為機器人狀態管理模塊中的機器人狀態信息。IF Al η BI η Cl, Then BI H Dl ；(i, j, k, m, η = 1,2,3)代表含義為；如果機器人屬於活潑型性格Al，當機器人感受到正激勵外界信息輸入時BI (如用戶輕輕撫摸機器人或者對機器人說「你真棒」帶有正面感情色彩的語句的時候)，機器人當前心情狀態為高興Dl，機器人目標心情狀態為Dl高興狀態，發出高興狀態的動作模型Cl (如機器人說「呵呵，你又在摸我了」或者露出笑臉LED表情等；)。採用上述技術方案後，使用時，可使機器人模仿人類的性格特徵和反應，同時，根據外界的輸入信息及機器人當前狀態下，機器人自身的性格特徵，生成不同的情緒表達。
圖1是本發明結構示意圖；圖2是本發明外界信息輸入模塊結構示意圖；圖3是本發明性格特徵模塊結構示意圖；圖4是本發明機器人情緒表達模塊結構示意圖；圖5是本發明機器人狀態管理模塊結構示意具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。參考圖1所示，本發明公開了一種機器人情緒情感生成與表達系統，其包括:性格特徵模塊1、外界信息輸入模塊2、機器人情緒表達模塊3以及機器人狀態管理模塊4，其中:參考圖3所示，性格特徵模塊1，其存儲有多種機器人的性格特徵，用戶可以賦予機器人某種性格特徵，並把此種性格特徵傳輸給機器人狀態管理模塊4。在本實施例中，其包括有活潑性格模塊11、平和性格模塊12、內向性格模塊13、完美性格模塊14中的一個或幾個，該設計，代表該機器人的性格有活潑、平和、內向、完美的性格特點；在實施時， 可以將機器人的性格模型，定義為A1、A2、A3，分別為:Al:活潑型性格；A2:平和型性格；A3:內向型性格。參考圖2所示，外界信息輸入模塊2，能夠接收外界輸入信息(觸摸動作、語言信息、手勢信息)並進行處理，並把處理後的結果(正激勵、無激勵、負激勵)傳輸給所述的機器人狀態管理模塊4 ；在本實施例中，外界信息輸入模塊2，可定義為B1、B2、B3，分別為:B1:正激勵輸入:如「你真棒」、「你真聰明」等帶有正面感情色彩的語句；如輕輕撫摸機器人頭部或身體等帶有關愛行為的動作；B2:無激勵輸入:如「你叫什麼名字」等不帶感情色彩的語句；B3:負激勵輸入:如「你真笨」、「你真討厭」等帶有負面感情色彩的語句；如使勁拍打機器人頭部等行為的動作。參考圖4所示，機器人情緒表達模塊3，其接收所述的機器人狀態管理模塊4所傳輸的機器人狀態信息，對所接收信息進行處理，讓機器人通過面部表情、觸控螢幕表情或肢體動作表現出機器人的情緒狀態(喜、怒、哀、樂等)。其包括有面部表情模塊31、觸控螢幕表情模塊32、肢體表情模塊33中的一個或幾個，可以組合顯示表示出機器人的喜怒哀樂的心情；面部表情模塊31，其實現方式是:悲傷、愉快、害羞、生氣、狂喜；觸控螢幕表情模塊32，其實現方式是悲傷、愉快、害羞、生氣、狂喜；肢體表情模塊33的實現方式是:轉圈、舉胳膊、前後運動、組合動作。機器人的情緒表達方式，定義為:C1、C2、C3，分別為:Cl:聞興狀態的情緒表達方式:語言:「呵呵，你又在摸我了」 ；動作:輕搖腦袋，微笑；表情:笑臉LED表情；C2:平和狀態的情緒表達方式:語言:「咦，你摸我做什麼用啊」；動作:輕搖腦袋；表情:普通抿嘴LED表情；C3:不高興狀態的情緒表達方式:語言:「不要碰我，煩著呢」；動作:使勁晃腦袋；表情:生氣LED表情；參考圖5所示，機器人狀態管理模塊4，其根據模糊邏輯規則，把不同機器人的性格特徵模塊I在不同外界信息輸入模塊2的作用下，機器人能夠改變自身的狀態信息，並對應著生成不同的機器人情緒表達模塊3。機器人的狀態模型，定義為:D1、D2、D3，分別為:Dl:高興狀態；D2:平和狀態；D3:不高興狀態。
在本實施例中，機器人狀態管理模塊4所採用的模糊邏輯規則為:IF Ai Π Bj Π Dk, Then Cm Π Dn ； (i, j, k, m, η = 1,2,3)說明舉例:IF Al H BI H Cl, Then BI Π Dl ；(i, j, k, m, n = 1,2,3)代表含義為:如果機器人屬於活潑型性格Al，當機器人感受到正激勵外界信息輸入時BI (如用戶輕輕撫摸機器人或者對機器人說「你真棒」帶有正面感情色彩的語句的時候)，機器人當前心情狀態為高興D1，機器人目標心情狀態為Dl高興狀態，發出高興狀態的動作模型Cl (如機器人說「呵呵，你又在摸我了」或者露出笑臉LED表情等；)。另外，在實施時，用戶還可以根據自己的喜好設置機器人的性格；採用本發明的技術方案，機器人，可以模仿人類的性格特徵和反應，同時，根據外界的輸入信息及機器人當前狀態下，機器人能夠生成不同的情緒表情表達。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉 本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種機器人情緒情感生成與表達系統，其特徵在於:所述系統包括:外界信息輸入模塊、性格特徵模塊、機器人狀態管理模塊和機器人情緒表達模塊，其中: 所述外界信息輸入模塊，用於接收外界輸入信息並進行處理，把處理後的結果發送給所述機器人狀態管理模塊； 所述性格特徵模塊，用於設置並存儲多種機器人的性格特徵，用戶可以賦予機器人某種性格特徵； 所述的機器人狀態管理模塊，按照機器人的不同性格特徵，根據機器人狀態管理規則，把機器人在不同外界輸入信息的作用下，對應著生成不同的機器人不同狀態，並通過所述的機器人情緒表達模塊表現出來； 所述的機器人情緒表達模塊，其接收所述的機器人狀態管理模塊所傳輸的機器人狀態信息，對所接收信息進行處理，讓機器人通過面部表情、觸控螢幕表情或肢體動作表現出機器人的情緒狀態。
2.根據權利要求1所述的機器人情緒情感生成與表達系統，其特徵在於:所述的性格特徵模塊，其包括有活潑性格特徵、平和性格特徵、內向性格特徵、完美性格特徵中的一個或幾個。
3.根據權利要求1或2所述的機器人情緒情感生成與表達系統，其特徵在於:所述的機器人情緒表達模塊，其包括有面部表情模塊、觸控螢幕表情模塊、肢體表情模塊中的一種或幾種。
4.根據權利要求3所述的機器人情緒情感生成與表達系統，其特徵在於:所述的面部表情模塊的實現方式是悲傷、愉快、害羞、生氣、狂喜。
5.根據權利要求3所述的機器人情緒情感生成與表達系統，其特徵在於:所述的觸控螢幕表情模塊，其實現方式是悲傷、愉快、害羞、生氣、狂喜。
6.根據權利要求3所述的機器人情緒情感生成與表達系統，其特徵在於:所述的肢體表情模塊實現方式是:轉圈、舉胳膊、前後運動、組合動作。
7.根據權利要求1所述的機器人情緒情感生成與表達系統，其特徵在於:所述的模糊邏輯規則為IF Ai n Bj n Dk, Then Cm H Dn ;其中:i，j，k，m，η = 1,2,3A為性格特徵模塊中機器人的性格； B為外界信息輸入模塊中的輸入信息類型； C為機器人情緒表達模塊中的某種表現方式； D為機器人狀態管理模塊中的機器人狀態信息。
全文摘要
本發明公開了一種機器人情緒情感生成與表達系統，其包括外界信息輸入模塊、性格特徵模塊、機器人狀態管理模塊以及機器人情緒表達模塊；外界信息輸入模塊，能夠接收外界輸入信息並進行處理，並把處理後的結果傳輸給所述的機器人狀態管理模塊；性格特徵模塊，其設置並存儲有多種機器人的性格特徵，用戶可以賦予機器人某種性格特徵；機器人狀態管理模塊，按照機器人的不同性格特徵，根據機器人狀態管理規則，把機器人在不同外界輸入信息的作用下，對應著生成不同的機器人不同狀態，並通過所述的機器人情緒表達模塊表現出來。使用時，本發明可以模仿人類的性格特徵和情緒反應。
文檔編號G06N3/00GK103218654SQ20121001877
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者杜振軍, 徐方, 曲道奎, 賈凱, 鄭春暉, 譚波悅, 李燊, 王海鵬 申請人:瀋陽新松機器人自動化股份有限公司