自動閃卡機器人的製作方法

2023-04-30 11:17:41 2

專利名稱：自動閃卡機器人的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種教學裝置，特別是關於一種應用於學齡前幼童與腦部受創 者進行學習與復健的自動閃卡機器人。
背景技術：
人類的智能來源為大腦，大腦將控制人體的所有思考以及活動，從幼兒時期開始 大腦將接收各種外界訊息不斷學習。大腦最佳學習的黃金時期為二到三歲，在此期間給予 有效的學習刺激將有助於智力的發展與潛能的開發。因此，杜曼博士是提出一種閃卡學習 方法，此方法原為針對腦部受傷人員或智能發展不足的孩童所設計的大腦復健方法，之後 是廣泛應用於學齡前孩童的智能開發教學，其原理是依據人類大腦神經系統自然的生理現 象設計，由於人類大腦枕葉部的視覺神經皮質，對光線透過眼球視網膜形成圖像的知覺過 程，所需時間不到百分之一秒就可完成了，故通過此生理現象設計視覺教學卡片，以高速閃 卡閱讀方式對二到三歲前的學齡孩童持續進行教學，將能有效提升孩童大腦學習能力。然而，現今閃卡教學是採用人力進行閃卡動作，一教學人員是在固定時間以人力 方式進行閃卡教學，如此將非常耗費人力，並且由於人員會有怠惰的可能，閃卡的教學將無 法每日特定時間持續的實行，將使閃卡教學的效果大打折扣。有鑑於此，本實用新型是針對上述這些困擾與目標，同時結合閃卡教學與機器人 設計的技術，提出一種自動閃卡機器人。
發明內容本實用新型的主要目的是在提供一種自動閃卡機器人，其是將定時啟動或偵測啟 動位移至學習人員位置進行閃卡教學，將大幅改善以人力實施閃卡教學的不便性。本實用新型的另一目的是在提供一種自動閃卡機器人，其是將依偵測的學習人員 的視覺注視程度適時自動切換學習資訊內容，有效增進學習人員的學習興趣。本實用新型的又一目的是在提供一種自動閃卡機器人及，其是自動記錄學習人員 的學習過程及學習的測驗結果，便利於教育人員評估學習人員的學習行為。為達到上述的目的，本實用新型提出的自動閃卡機器人，其包括一機器人本體，是包含有一運算單元與一記憶單元，所述記憶單元是儲存學習資 訊並與所述運算單元連接；一驅動裝置，是連結所述機器人本體，且所述運算單元是控制所述驅動裝置驅動 所述機器人本體位移； 一顯示裝置，是設置於所述機器人本體，且所述運算單元是控制所述學習資訊以 一閃卡方式顯示於所述顯示裝置；以及一發音裝置，是設置於所述機器人本體，且所述運算單元是控制所述發音裝置，在 所述顯示裝置以所述閃卡方式顯示所述學習資訊時同時播放所述學習資訊的聲效。較佳的實施方式中，更包括一偵測裝置，是設置於所述機器人本體並與所述運算單元連接，所述偵測裝置是偵測一學習人員位置，且所述運算單元是控制所述機器人本體 啟動，並控制所述驅動裝置驅動所述機器人本體位移至所述學習人員。較佳的實施方式中，所述偵測裝置是將偵測外界的視頻及聲頻，且傳送至所述運 算單元。較佳的實施方式中，所述運算單元包含一定位模塊，是判定所述學習人員所在位 置的方向，所述方向是控制所述驅動裝置移動所述機器人本體朝所述學習人員前進的依 據。較佳的實施方式中，所述運算單元是包含一臉部辨識模塊，所述臉部辨識模塊是 接收所述視頻，且通過所述臉部辨識模塊計算所述視頻辨識臉部特徵，確定欲受訓的所述 學習人員身份，及辨識視覺注視程度，偵測所述學習人員對於所述學習資訊的學習專注度 與學習興趣，且在學習專注度不足時，控制所述發音裝置發出提示聲音與控制顯示裝置播 放提示影像，以及控制所述驅動裝置與所述機器人本體產生提示動作，或適時控制切換所 述學習資訊內容，或者控制所述顯示裝置停止顯示所述學習資訊。較佳的實施方式中，所述運算單元是包含一語音辨識模塊，所述語音辨識模塊是 接收所述聲頻，且通過所述語音辨識模塊計算所述聲頻辨識聲音特徵，確定欲受訓的所述 學習人員身份，並啟動所述機器人本體，控制所述驅動裝置驅動所述機器人本體位移至所 述學習人員。較佳的實施方式中，所述運算單元是包含一距離偵測模塊，所述距離偵測模塊是 接收所述視頻，且計算所述視頻偵測所述學習人員與所述顯示裝置距離，並且在所述學習 人員與所述顯示裝置距離過近時，控制所述驅動裝置移動所述機器人本體與所述學習人員 保持固定距離。較佳的實施方式中，更包括一輸入控制裝置，是設置於所述機器人本體並與所述 運算單元連接，可供為外界進行操控設定的接口。較佳的實施方式中，更包括一計時器模塊，是設置於所述機器人本體並與所述運 算單元連接，可通過所述輸入控制裝置設定所述計時器模塊定時啟動或關閉所述機器人本 體，以及所述閃卡方式顯示的間隔時間。較佳的實施方式中，所述運算單元是將控制所述記憶單元儲存所述學習資訊的進 度及所述學習人員的學習過程，以供教學人員檢視，並依據所述學習過程及學習進度切換 所述學習資訊內容，並且所述記憶單元是儲存有試題資訊，所述運算單元是控制所述試題 資訊顯示於所述顯示裝置，所述學習人員可通過所述輸入控制裝置輸入做答，且所述運算 單元是控制所述記憶單元儲存所述學習人員做答結果，以供教學人員檢視，並依據所述做 答結果適當切換所述學習資訊內容。底下通過具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易了解本實用新型的目 的、技術內容、特點及其所達成的功效。

圖1為本實用新型的自動閃卡機器人立體結構示意圖；圖2為本實用新型的自動閃卡機器人控制架構示意圖；圖3為本實用新型的教學進行示意圖；[0026]圖4為本實用新型的自動閃卡機器人移動至學習人員示意圖。附圖標記說明10_機器人本體；12-驅動裝置；14-顯示裝置；16-發音裝置； 18-偵測裝置；20-電源裝置；22-外接存取裝置；24-輸入控制裝置；30-運算單元；32-與 記憶單元；40-自動閃卡機器人；50-學習人員。
具體實施方式
本實用新型提出一種自動閃卡機器人，是將自動偵測並位移至學習人員的位置進 行閃卡教學，且將自動偵測學習人員的即時學習專注度，適時發出提醒或切換學習資訊提 高學習人員注意力，或者停止教學。底下則將以較佳實施例詳述本實用新型的技術特徵。圖1為本實用新型的自動閃卡機器人立體結構示意圖，如圖所示，自動閃卡機器 人40包括一機器人本體10，其是與一驅動裝置12相連接，通過此驅動裝置12以驅動機器 人本體10移動。一顯示裝置14、一發音裝置16與一偵測裝置18是設置於機器人本體10， 顯示裝置14是呈現高速閱讀的視覺教學卡片的閃卡方式顯示學習資訊，並且顯示學習資 訊的同時是將通過發音裝置16播放相對此學習資訊的聲效；偵測裝置18是將偵測外界的 視頻、聲頻及學習人員位置，且驅動裝置12將依照偵測裝置18偵測的學習人員位置驅動機 器人本體10移動至此學習人員位置。此外，一電源裝置20，是設置於機器人本體10以供給 機器人本體10及驅動裝置12所需電力；一外接存取裝置22設置於機器人本體10，以供裝 設一數字安全卡、一記憶卡、一多媒體卡或一隨身碟；且一輸入控制裝置24是裝設於機器 人本體10做為外界進行操控機器人本體10的輸入設定接口。圖2為本實用新型的自動閃卡機器人控制架構示意圖，請同時參閱圖1所示，機器 人本體10是包含一運算單元30與記憶單元32，記億單元32是儲存學習資訊與運算單元 30相連接，記億單元32儲存的學習資訊是將經由運算單元30控制以閃卡方式顯示於顯示 裝置14。且偵測裝置18所偵測的學習人員位置是被運算單元30接收，並通過設置於運算 單元30的一定位模塊(圖中未示)判定學習人員所在位置的方向，運算單元是將控制驅動 裝置12驅動機器人本體朝此方向移動前進。並且運算單元30是通過其所包含的一物體辨 識模塊(圖中未示)、一臉部辨識模塊(圖中未示)、一語音辨識模塊(圖中未示)及一距 離偵測模塊(圖中未示)，接收與計算偵測裝置18偵測的外界視頻與聲頻。通過物體辨識 模塊接收及計算視頻進行物體辨識；且通過臉部辨識模塊接收及計算視頻進行臉部特徵與 視覺注視程度辨識，通過辨識臉部特徵得以確定欲受訓的學習人員身份，並通過辨識所述 視覺注視程度偵測所述學習人員對於所述學習資訊的學習專注度與學習興趣，例如，辨識 學習人員臉部的眼睛注視角度與方向及閉眼率，以偵測學習人員對目前顯示裝置14顯示 的學習資訊的興趣以及學習專注程度，並且臉部辨識模塊是在偵測學習人員學習專注度不 足時，控制發音裝置16發出提示聲音，或控制顯示裝置14播放提示影像，或者控制驅動裝 置12及機器人本體10驅動產生提示動作。或者控制切換學習資訊內容，若學習人員專注 度持續不足將控制顯示裝置14停止顯示學習資訊。語音辨識模塊是接收與計算偵測裝置 18偵測的外界聲頻辨識學習人員聲音特徵，以確定欲受訓學習人員的身份，或可通過辨識 聲音特徵語音啟動機器人本體10並控制驅動裝置12依聲音來源方向驅動機器人本體10 位移至學習人員。運算單元30更包含一距離偵測模塊(圖中未示)接收視頻，並經由計算 視頻偵測學習人員與顯示裝置14的距離，當偵測學習人員與顯示裝置14距離過近時，將控制驅動裝置12移動機器人本體10與學習人員保持固定距離。此外，運算單元30是包含一 通訊模塊(圖中未示)，通訊模塊可為有線收發器或無線收發器，且無線收發器為可發射或 接收紅外線訊號、RF訊號、ZigBee訊號、Bluetooth訊號、UffB訊號、Ultra-wideband訊號 等符合IEEE802. Ilx規範訊號的無線訊號發射裝置或RFID裝置，以供作為遠端操控的通訊 接口，以及通過通訊模塊進行學習資訊的數據更新。且一計時器模塊(圖中未示)設置於 機器人本體10並與運算單元30連接，通過輸入控制裝置24可對計時器模塊進行設定，定 時啟動或關閉機器人本體10，以及控制閃卡方式顯示學習資訊的間隔時間，運算單元30將 可依照設定的間隔時間控制學習資訊顯示於顯示裝置14。外部儲存裝置將可通過外接存取 裝置22裝設於機器人本體10與運算單元30連接，外部儲存裝置存取的數據內容可通過運 算單元30控制顯示於顯示裝置。設置於機器人本體10的電源裝置20是與運算單元30相 連接，運算單元30是將偵測電源裝置20的電力容量，當電源裝置20儲存的電力不足時，控 制驅動裝置12移動機器人本體10回站進行充電。另外，記憶單元32是儲存有試題資訊，運算單元30是控制試題資訊顯示於顯示裝 置14，學習人員可通過輸入控制裝置24輸入做答進行測驗，且運算單元30將控制記憶單元 32儲存學習人員測驗結果，以供教學人員檢視，且將依據測驗結果適當切換學習資訊內容。 並且運算單元30將控制記憶單元32儲存學習資訊的進度及學習人員的學習過程，且亦將 依據學習過程及學習進度切換學習資訊內容。圖3為本實用新型的教學進行示意圖，並請同時參閱圖1所示，自動閃卡機器人40 經啟動機器人本體10，通過偵測裝置18偵測學習人員50位置，並經由驅動裝置18驅動機 器人本體10移動至學習人員50，且於確認學習人員50身份後，顯示裝置14以閃卡方式顯 示學習資訊進行教學。且學習人員可通過輸入控制裝置24與自動閃卡機器人40進行教學 測驗等互動。此外，除通過辨識聲音特徵語音啟動機器人本體10外，是可通過偵測裝置18掃描 四周環境偵測學習人員位置啟動機器人本體10並驅動移動至學習人員。另外，可在學習人 員居住的空間裝設訊號發設裝置，機器人本體10可經由通訊模塊接收發射訊號並經由運 算單元30計算定義出建築物的平面圖。如圖4所示，自動閃卡機器人40是接收發射訊號 並計算產生建築物的平面圖，且將通過接收發射訊號於建築物中巡弋搜索學習人員50，或 可依照語音聲控指示的建築物平面位置移動搜索學習人員50。以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員 理解，在不脫離以下所附權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可做出許多修改，變化， 或等效，但都將落入本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種自動閃卡機器人，其特徵在於，其包括一機器人本體，是包含有一運算單元與一記憶單元，所述記憶單元是儲存學習資訊並 與所述運算單元連接；一驅動裝置，是連結所述機器人本體，且所述運算單元是控制所述驅動裝置驅動所述 機器人本體位移；一顯示裝置，是設置於所述機器人本體，且所述運算單元是控制所述學習資訊以一閃 卡方式顯示於所述顯示裝置；以及一發音裝置，是設置於所述機器人本體，且所述運算單元是控制所述發音裝置，在所述 顯示裝置以所述閃卡方式顯示所述學習資訊時同時播放所述學習資訊的 聲效。
2.根據權利要求1所述的自動閃卡機器人，其特徵在於，更包括一偵測裝置，是設置於 所述機器人本體並與所述運算單元連接。
3.根據權利要求2項所述的自動閃卡機器人，其特徵在於，所述偵測裝置是將偵測外 界的視頻及聲頻，且傳送至所述運算單元。
4.根據權利要求2所述的自動閃卡機器人，其特徵在於，所述運算單元包含一定位模塊。
5.根據權利要求3所述的自動閃卡機器人，其特徵在於，所述運算單元是包含一臉部 辨識模塊，所述臉部辨識模塊是接收所述視頻。
6.根據權利要求3所述的自動閃卡機器人，其特徵在於，所述運算單元是包含一語音 辨識模塊，所述語音辨識模塊是接收所述聲頻。
7.根據權利要求3所述的自動閃卡機器人，其特徵在於，所述運算單元是包含一距離 偵測模塊，所述距離偵測模塊是接收所述視頻。
8.根據權利要求1所述的自動閃卡機器人，其特徵在於，更包括一輸入控制裝置，是設 置於所述機器人本體並與所述運算單元連接，可供為外界進行操控設定的接口。
9.根據權利要求8所述的自動閃卡機器人，其特徵在於，更包括一計時器模塊，是設置 於所述機器人本體並與所述運算單元連接。
專利摘要本實用新型是公開一種自動閃卡機器人，其包括一機器人本體，是包含有一運算單元與一記憶單元，所述記憶單元是儲存學習資訊並與所述運算單元連接；一驅動裝置，是連結所述機器人本體，且所述運算單元是控制所述驅動裝置驅動所述機器人本體位移；一顯示裝置，是設置於所述機器人本體，且所述運算單元是控制所述學習資訊以一閃卡方式顯示於所述顯示裝置；以及一發音裝置，是設置於所述機器人本體，且所述運算單元是控制所述發音裝置，在所述顯示裝置以所述閃卡方式顯示所述學習資訊時同時播放所述學習資訊的聲效。本實用新型將能夠改善人力閃卡教學的缺失，並有效增進閃卡教學的效果。
文檔編號G09B7/02GK201780698SQ201020122408
公開日2011年3月30日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者李信宜 申請人:鑫承科技股份有限公司