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具有自主生活能力的人形機(jī)器人的制作方法

文檔序號:12506376閱讀:397來源:國知局
具有自主生活能力的人形機(jī)器人的制作方法與工藝
本發(fā)明涉及機(jī)器人編程系統(tǒng)的領(lǐng)域。更加具體而言,其應(yīng)用于對在關(guān)節(jié)連接的肢體上可以來回轉(zhuǎn)動或者使用它們的機(jī)器人(尤其是人類或動物形式的機(jī)器人)的行為和運(yùn)動進(jìn)行編輯和控制。機(jī)器人從其具有某些人類外觀屬性(例如,頭、軀干、雙臂、雙手等)的那一刻開始可以被認(rèn)為是人形的。然而,人形機(jī)器人可以是或多或少復(fù)雜的。其肢體可具有更多或更少數(shù)量的關(guān)節(jié)。其可以靜態(tài)地和動態(tài)地控制其自身的平衡并且用兩肢行走,可能在三個維度上或者簡單地在底座上滾動。其可以從環(huán)境中拾取信號(“聽”、“看”、“觸摸”、“感覺”等)并根據(jù)或多或少復(fù)雜的行為來進(jìn)行反應(yīng),并且通過語音或通過手勢來與其他機(jī)器人或人類進(jìn)行交互。對于當(dāng)代的人形機(jī)器人,編程者能夠創(chuàng)建可以是或多或少復(fù)雜的場景,以作為由機(jī)器人所反應(yīng)/執(zhí)行的事件/動作的序列。這些動作可以根據(jù)與機(jī)器人交互的人的某些行為而是條件性的。但是在這些第一代的人形機(jī)器人中,應(yīng)用編程是在開發(fā)工具包中完成的,并且每個應(yīng)用都需要通過觸發(fā)事件(該事件的發(fā)生已經(jīng)被包括在應(yīng)用中)來啟動。因此,存在對能夠像人類那樣過“自主生活”(其能夠基于它正在其中演進(jìn)的環(huán)境來以確定的方式表現(xiàn))的人形機(jī)器人的需求。本發(fā)明的目的是通過提供能夠在沒有編程者的任何干預(yù)的情況下自主地確定適于在其中演進(jìn)的上下文的、其生活的序列的機(jī)器人,來克服現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器人的限制。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:為此目的,本發(fā)明提供了至少包括以下部分的人形機(jī)器人:存儲器,所述存儲器連接至用于取回和存儲用于由機(jī)器人執(zhí)行的活動的處理功能;活動,其由機(jī)器人的預(yù)先編程的行為和具有所述行為的啟動條件的清單文件(manifestfile)的對組成;圖像、聲音、觸摸和慣性信號的提取器,所述圖像、聲音、觸摸、和慣性信號表征情況、事件、以及與機(jī)器人周圍的場景中的人類的交互中的一個或多個;光信號、所顯示的信息、聲音、語音、運(yùn)動中的一個或多個動作的致動器,所述一個或多個動作屬于行為;所述人形機(jī)器人的特征在于,其還包括思想模塊,以用于自動地創(chuàng)建活動的優(yōu)先化的(prioritized)列表、在所述優(yōu)先化的列表中選擇至少一個活動并向一個或多個致動器命令所述活動的執(zhí)行。有利地,所述存儲器還被配置為存儲允許機(jī)器人與其交互的人類的身份數(shù)據(jù)和所述交互的預(yù)先定義的參數(shù)相匹配的數(shù)據(jù)。有利地,所述活動的優(yōu)先化的列表是基于以下中的一個或多個來創(chuàng)建的:對處于與機(jī)器人進(jìn)行通信的情況中的人類的存在的確定、進(jìn)行自主活動的偏好、以及執(zhí)行任何活動的能力。有利地,在已經(jīng)確定了處于與機(jī)器人進(jìn)行通信的情況中的人類的存在之后,在該機(jī)器人周圍限定多個接合區(qū)(engagementzone)。有利地,所述多個接合區(qū)按照人類與機(jī)器人之間的距離來限定。有利地,所述多個接合區(qū)基于在所述人類與所述機(jī)器人之間的交互的上下文的演進(jìn)而不同。有利地,在已經(jīng)確定了處于與機(jī)器人進(jìn)行通信的情況下的人類的存在之后,提取器服務(wù)在其他活動的執(zhí)行期間保持追蹤所述人類。有利地,其中,活動的所述優(yōu)先化的列表是基于對已經(jīng)與所述機(jī)器人交互了的人類的優(yōu)選活動的確定來創(chuàng)建的。有利地,所述活動的優(yōu)先化的列表中的順序通過以下步驟來設(shè)置:首先,將對保護(hù)機(jī)器人的約束考慮在內(nèi),第二,將一個或多個人類在接合區(qū)中的一個接合區(qū)中的存在考慮在內(nèi),第三,將可以由機(jī)器人自主地執(zhí)行的活動考慮在內(nèi)。有利地,本發(fā)明的機(jī)器人還包括資源管理器以有助于對優(yōu)先化活動的列表進(jìn)行排序。有利地,在執(zhí)行優(yōu)先化的列表中的第一活動之前,將活動的優(yōu)先化的列表隨機(jī)化。本發(fā)明還提供了一種用于控制人形機(jī)器人的方法,該方法包括:取回并存儲用于由機(jī)器人執(zhí)行的活動,活動由機(jī)器人的預(yù)先編程的行為和具有行為的啟動條件的清單文件的對組成;從一個或多個提取器中取回圖像、聲音、觸摸、和慣性信號,所述圖像、聲音、觸摸、和慣性信號表征情況、事件、以及與機(jī)器人周圍的場景中的人類的交互中的一個或多個;對光信號、所顯示的信息、聲音、語音、運(yùn)動中的一個或多個動作的致動器進(jìn)行激活,所述一個或多個動作術(shù)屬于行為;所述方法的特征在于,其還包括在思想模塊中自動地創(chuàng)建活動的優(yōu)先化的列表、在所述優(yōu)先化的列表中選擇至少一個活動、并向一個或多個致動器命令所述活動的執(zhí)行。本發(fā)明還提供了一種計算機(jī)程序,所述計算機(jī)程序包括當(dāng)在計算機(jī)上運(yùn)行時適用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的計算機(jī)代碼。本發(fā)明提供了操作系統(tǒng)的功能,即,其允許由機(jī)器人的傳感器的輸出所生成的命令與針對不同的傳感器讀數(shù)的值來定義行為的應(yīng)用之間的去耦合(decoupling)。這允許計算機(jī)代碼的模塊性,并且因此允許協(xié)同式編程,即,社區(qū)的成員可以貢獻(xiàn)不同的應(yīng)用,即使不允許對低級別的編程功能的訪問,該應(yīng)用也可以工作。由于本發(fā)明的軟件架構(gòu),不需要將開發(fā)工具包連接至機(jī)器人就能夠啟動應(yīng)用。同樣,去耦合允許較容易的維護(hù)。由于本發(fā)明,還有可能取決于機(jī)器人是否處于其必須與一個或多個人類進(jìn)行交互的情況中(交互模式)、在其環(huán)境中是否沒有人類(自主模式)、或者其是否出于具體的原因而處于危險中(保護(hù),由于低電量、跌倒、或其他原因),而在機(jī)器人的行為中建立優(yōu)先級。附圖說明從以下對多個示例性實(shí)施例的描述及其附圖,本發(fā)明將更好地理解并且其各種特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn),其中:圖1顯示了本發(fā)明的多個實(shí)施例中的人形機(jī)器人的物理架構(gòu);圖2顯示了本發(fā)明的多個實(shí)施例中的人形機(jī)器人的軟件模塊的功能性架構(gòu);圖3顯示了圖2的軟件模塊的功能性架構(gòu)的操作的流程圖;圖4示出了本發(fā)明的多個實(shí)施例中的優(yōu)先化算法;圖5顯示了本發(fā)明的多個實(shí)施例中的用于確定機(jī)器人周圍的接合區(qū)的示意圖。具體實(shí)施方式圖1顯示了本發(fā)明的多個實(shí)施例中的人形機(jī)器人的物理架構(gòu)。圖上的具體的機(jī)器人100僅僅被看作是其中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的人形機(jī)器人的示例。圖上的機(jī)器人的下肢并不是用于行走的,但是可以在其底座140上在任何方向上移動,該底座140在其放置的表面上滾動。本發(fā)明可以在適于行走的機(jī)器人中容易地實(shí)現(xiàn)。作為示例,該機(jī)器人具有可以大約為120cm的高度110、大約為65cm的深度120和大約為40cm的寬度130。在具體的實(shí)施例中,本發(fā)明的機(jī)器人具有平板計算機(jī)150,利用該平板計算機(jī)150,該機(jī)器人可以向其環(huán)境傳送消息(音頻、視頻、網(wǎng)頁)、或者通過平板計算機(jī)的觸覺界面接收來自用戶的條目。除了平板計算機(jī)的處理器以外,本發(fā)明的機(jī)器人還使用其自己的母板的處理器,所述母板可以是例如來自IntelTM的ATOMTMZ530。在本發(fā)明的具體的實(shí)施例中,本發(fā)明的機(jī)器人還有利地包括專用于處理母板和尤其是承載磁旋轉(zhuǎn)編碼器(MRE)的板與控制肢體中的關(guān)節(jié)的電機(jī)和機(jī)器人用作輪子的球的傳感器之間的數(shù)據(jù)流的處理器。取決于對于確切的關(guān)節(jié)所需要的最大扭矩的大小,電機(jī)可以具有不同的類型。例如,可以使用來自e-minebeaTM的有刷DC無芯電機(jī)(例如,SE24P2CTCA)或者來自MaxonTM的無刷DC電機(jī)(例如,EC45_70W)。MRE優(yōu)選地具有使用霍爾效應(yīng)的類型,其具有12或14比特的精度。在本發(fā)明的實(shí)施例中,在圖1上所顯示的機(jī)器人還包括各種類型的傳感器。這些傳感器中的一些用于控制機(jī)器人的位置和移動。這是例如位于機(jī)器人的軀干中的、包括3軸陀螺儀和3軸加速度計的慣性單元的情況。機(jī)器人還可以包括具有片上系統(tǒng)(SOC)類型的位于機(jī)器人的額頭上的(頂部和底部)的兩個2D彩色RGB攝像頭,例如來自ShenzenV-VisionTechnologyLtdTM的那些攝像頭(OV5640),其在每秒5幀下具有5兆像素的分辨率并且具有大約57°的水平視野(FOV)和44°的垂直視野。還可以在機(jī)器人的眼部后面包括一個3D傳感器,例如ASUSXTIONTMSOC傳感器,其在每秒20幀下具有0.3兆像素的分辨率,并且具有與2D攝像頭大約相同的FOV。本發(fā)明的機(jī)器人還可以裝備有激光線生成器,例如三個在頭部并且三個在底座,以便能夠感測其與其環(huán)境中的物體/人類的相對位置。本發(fā)明的機(jī)器人還可以包括能夠感測其環(huán)境中的聲音的麥克風(fēng)。在實(shí)施例中,可以在機(jī)器人的頭部上植入在1kHz下具有300mV/Pa+/-3dB的靈敏度并且具有300Hz至12kHz(-10dB相對于1kHz)的頻率范圍的四個麥克風(fēng)。本發(fā)明的機(jī)器人還可以包括用于測量與其環(huán)境中的對象/人類的距離的兩個聲納傳感器,這兩個聲納傳感器可以位于機(jī)器人的底座的前面和后面。機(jī)器人還可以包括允許與人類進(jìn)行交互的觸覺傳感器,所述觸覺傳感器位于機(jī)器人的頭部及其手上。機(jī)器人還可以在其底座上包括保險杠以感測其在其路線上遇到的障礙物。為了翻譯其情感并與環(huán)境中的人類進(jìn)行通信,本發(fā)明的機(jī)器人還可以包括:-LED,例如位于其眼中、耳中、及其肩膀上;-揚(yáng)聲器,例如兩個,位于其耳中。本發(fā)明的機(jī)器人可以通過以太網(wǎng)RJ45或WiFi802.11連接來與基站或其他機(jī)器人進(jìn)行通信。本發(fā)明的機(jī)器人可以由具有大約400Wh能量的磷酸鐵鋰電池來供電。機(jī)器人可以使用適于其包括的電池類型的充電站。機(jī)器人的位置/移動是由其電機(jī)鑒于傳感器的測量結(jié)果、使用激活由每個肢體所限定的鏈條和在每個肢體的末端處所限定的效應(yīng)器的算法來控制的。圖2顯示了本發(fā)明的多個實(shí)施例中的人形機(jī)器人的軟件模塊的功能性架構(gòu)。本發(fā)明的目的是提供一種用于允許人形機(jī)器人在沒有編程者的任何干預(yù)來預(yù)期機(jī)器人將面對的狀況的情況下以自主的方式執(zhí)行活動的方法。在現(xiàn)有技術(shù)中,如在被授予申請人的多個專利或多個專利申請(例如,在n°EP2435216、EP2451617、EP2588209下所公開的歐洲專利申請)中所公開的,機(jī)器人將能夠執(zhí)行已經(jīng)被編程并上載至其母板的場景。這些場景可以包括對在其環(huán)境中變化的狀況的反應(yīng),但是機(jī)器人將不能夠?qū)€未被預(yù)測并未被包括在上載至其母板的代碼中或者遠(yuǎn)程地訪問的狀況進(jìn)行反應(yīng)。相比之下,本發(fā)明的目的是允許機(jī)器人自主地表現(xiàn),即使鑒于還未被編程者預(yù)測的事件/狀況。該目的由在圖2上所顯示的功能性架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。該功能性架構(gòu)本質(zhì)上包括四個主要的軟件模塊。服務(wù)模塊210,其包括至少三種類型的服務(wù):-提取器服務(wù)211,其從關(guān)于圖1所描述的類型的機(jī)器人傳感器接收讀數(shù)作為輸入;這些傳感器讀數(shù)被預(yù)先處理,以便提取關(guān)于機(jī)器人的位置、其環(huán)境中的物體/人類的身份、所述物體/人類的距離、由人類發(fā)出的話語或其情感的相關(guān)數(shù)據(jù);提取器服務(wù)的示例為:用于感知人類在機(jī)器人的附近的出現(xiàn)的人類感知、用于檢測這些人類的移動的移動檢測、用于對聲音進(jìn)行定位的聲音定位、用于解譯在機(jī)器人的觸覺傳感器上的觸摸的觸摸檢測、語音識別、用于通過人類的語言或手勢來識別由機(jī)器人附近的人類所表達(dá)的情感的情感識別;-致動器服務(wù)212,其控制機(jī)器人的物理動作(例如,運(yùn)動)以激活關(guān)節(jié)或底座的電機(jī),追蹤器以追蹤機(jī)器人的環(huán)境中的人類的運(yùn)動,點(diǎn)亮機(jī)器人的LED以交流情感,使生動的(animated)語音(語音和手勢的組合),行為;行為是可以表達(dá)機(jī)器人的情感并允許其執(zhí)行復(fù)雜的動作的移動、話語、照明的組合;-系統(tǒng)服務(wù)213,其尤其包括數(shù)據(jù)服務(wù);數(shù)據(jù)服務(wù)提供所存儲的數(shù)據(jù),不管是瞬時的還是長期的;數(shù)據(jù)服務(wù)的示例為:○用戶會話服務(wù),其存儲用戶數(shù)據(jù),以及關(guān)于它們已經(jīng)與機(jī)器人一起做了什么的它們的歷史;○包管理器服務(wù),其提供對由機(jī)器人所執(zhí)行的過程的可縮放的存儲,具有它們的高級定義、啟動條件、和標(biāo)簽。活動模塊220包括機(jī)器人的已經(jīng)預(yù)先編程的行為221。對行為的編程可以使用圖形集成的開發(fā)環(huán)境(ChoregapheTM)來實(shí)現(xiàn),該圖形集成的開發(fā)環(huán)境是在被授予本專利申請的申請人的n°EP2435216下所公布的歐洲專利應(yīng)用的目標(biāo)。利用ChoregrapheTM來編程的行為將基于時間的邏輯和基于事件的邏輯進(jìn)行組合。每個行為都用清單222進(jìn)行標(biāo)記,所述清單222是尤其包括行為的啟動條件的文本文件。思想(mind)模塊230通過控制對活動的選擇來將服務(wù)和活動模塊聯(lián)系在一起,其基于提取器的讀數(shù)以及基于在思想中所執(zhí)行的被稱為選擇器的算法來啟動致動器。選擇器的示例為:-自主生活231,其執(zhí)行活動;基于情況的上下文,思想可以告訴自主生活關(guān)注哪個活動(見以下示例);任何活動都能夠完全訪問模塊API的所有調(diào)用過程;活動可以包括將引導(dǎo)自主生活來關(guān)注確切的活動的約束。-基本意識232,其訂閱諸如人的感知、移動檢測、和聲音定位之類的提取器服務(wù)以告訴運(yùn)動服務(wù)來進(jìn)行移動;思想基于情況來配置基本意識的行為;在其他時間,基本意識對其自身起作用,或者由跑步活動來配置。-對話233,其訂閱語音識別提取器并使用使生動的語音致動器服務(wù)器來講話;基于情況的上下文,思想可以告訴對話要關(guān)注什么話題;清單中的元數(shù)據(jù)將該信息聯(lián)系到思想中;對話還具有用于管理會話的其算法并且通常對其自身進(jìn)行作用。執(zhí)行引擎240啟動API調(diào)用以調(diào)用服務(wù)。圖3顯示了圖2的軟件模塊的功能性架構(gòu)的操作的流程圖。圖2中的架構(gòu)執(zhí)行操作系統(tǒng)(被稱為NAOqiTMOS)的功能,在這個意義上,其包括編程者并非必須要進(jìn)入以修改參數(shù)才能使得它們一起工作的基本服務(wù)(提取器211、致動器212、數(shù)據(jù)213、活動220)。NAOqiTMOS提供了用于允許自主地開始所安裝的最相關(guān)的活動的機(jī)制。該活動包含清單,該清單包含其啟動條件。這些啟動條件是基于OS提取器能夠感知到的東西的(例如,只要當(dāng)機(jī)器人周圍存在多于兩個人,或者在將被確定為適合機(jī)器人的使用條件的任何其他情況下,就試圖啟動)。思想負(fù)責(zé)選擇一個或幾個活動來啟動。為此,思想訂閱OS提取器并且評估所有已安裝的活動的啟動條件。這些條件的變量是基于事件的。通過將對時間延遲的指示添加至事件來使得事件條件取決于時間,在時間延遲的持續(xù)時間內(nèi)(即,幾秒),系統(tǒng)將在所列出的活動被啟動之前進(jìn)行等待。因此,高效地,僅需要重新評估包含改變的變量的條件語句。基于排序算法的結(jié)果、其優(yōu)先級、和生命周期(見下文),活動可以被啟動,而一些活動可能停止。所執(zhí)行的活動將依賴于對OS服務(wù)的API調(diào)用(包括提取器、致動器、和思想服務(wù))以執(zhí)行其已經(jīng)被編程為要執(zhí)行的任務(wù)。只要當(dāng)活動被關(guān)注或被啟動、或者在執(zhí)行期間停止,思想就收集數(shù)據(jù),所述數(shù)據(jù)關(guān)于這何時發(fā)生、接著是條件的當(dāng)前狀態(tài)、以及用戶反饋看上去是什么以促進(jìn)學(xué)習(xí)(進(jìn)一步見下文中的描述)。如果現(xiàn)有的提取器不滿足這些條件,開發(fā)者可以創(chuàng)建額外的提取器以生成新的事件,并將其分配在具有它們的應(yīng)用的包中。生活活動和對話主題(即,機(jī)器人可以自主執(zhí)行或基于觸發(fā)條件來執(zhí)行的活動,例如當(dāng)其處于與人類進(jìn)行交流的情況中)還可以在任何時間以編程方式告訴思想將關(guān)注焦點(diǎn)切換至不同的活動或話題。在下文中描述了用于確定待啟動的活動的可能的算法的一個示例:-在活動的啟動條件變?yōu)檎婊蚣俚臅r刻,將針對該時刻的所有可能的活動的列表發(fā)送至思想;-該列表是根據(jù)活動優(yōu)先化來過濾的(如在下文中所進(jìn)一步描述的);-該列表的順序是隨機(jī)化的;-該列表被排序(或評分)以將“獨(dú)特的”并且較少開始的活動給予優(yōu)先;-特殊檢查以確保該列表中最頂部的活動與所執(zhí)行的先前的活動不是同一活動。-根據(jù)用戶的偏好再次對該列表進(jìn)行排序和過濾。僅僅作為示例,對微笑的人的檢測將被用作列出活動的標(biāo)準(zhǔn),這些活動是在機(jī)器人顯示移情行為(empathicbehavior)(微笑、友善的話語等)的情況下用于啟動的候選者。這是通過作為提取器中的一種提取器的情感識別模塊來實(shí)現(xiàn)的。同樣,該情感識別模塊被用在反饋回路中以標(biāo)記在所確定的人在場的情況下根據(jù)這個人的反應(yīng)已經(jīng)執(zhí)行的活動,并創(chuàng)建用于與所述所確定的人接合的優(yōu)先級列表。使用隨機(jī)化以使得當(dāng)所列出具有相同的優(yōu)先級的兩個或更多個活動待啟動時,先前剛剛已經(jīng)執(zhí)行的活動不具有比所列出的其他活動更大的可能性來啟動。出于多種原因,與可能出現(xiàn)在列表的頂部的一連串活動相比,隨機(jī)化的行為將看上去不那么“機(jī)械”。在圖3上,以下注釋將用于表示將在下文的描述中進(jìn)一步提供的示例的數(shù)據(jù)流中的不同步驟:-A:包管理器;-B:提取器;-C:活動建議;-D:用戶+歷史數(shù)據(jù);-E:思想優(yōu)先化;-F:所關(guān)注的自主活動;-G:所關(guān)注的對話主題;-H:配置其他思想服務(wù)。圖4示出了本發(fā)明的多個實(shí)施例中的優(yōu)先化算法。最初,當(dāng)機(jī)器人上電時,思想處于空白的自主狀態(tài),其中沒有活動或?qū)υ捲趫?zhí)行。思想以針對發(fā)現(xiàn)人而優(yōu)化的方式來配置基本意識從而追蹤聲音和移動。當(dāng)針對自主活動的條件為真時,如果可能的話,思想將開始活動?;顒拥膬?yōu)先化確定可能性。在優(yōu)選實(shí)施例中,根據(jù)以下規(guī)則,遞增地定義自主、交互、和保護(hù)這三個主要的優(yōu)先級:-如果沒有活動在運(yùn)行,則可以啟動保護(hù)430、交互420、或常規(guī)自主410。-如果自主活動已經(jīng)被關(guān)注,則僅可以啟動交互或保護(hù)的優(yōu)先級,而將中斷和停止自主活動;-如果交互的優(yōu)先級活動被關(guān)注,則僅可以啟動保護(hù),這將中斷當(dāng)前的交互的優(yōu)先級活動;-如果保護(hù)被關(guān)注,則僅可以關(guān)注更高級的保護(hù),其將中斷當(dāng)前的一個活動。額外的優(yōu)先級是被動自主、被動交互、和并行反應(yīng):-被動的自主活動是可以被普通的自主活動中斷并以其他方式與普通的自主活動相同的活動;-被動的交互是可以被普通的交互的優(yōu)先級活動中斷并以其他方式與交互的優(yōu)先級活動相同的活動;-單個并行反應(yīng)活動可以與(被動)自主或交互的優(yōu)先級活動并行發(fā)生,但不在保護(hù)優(yōu)先級活動期間發(fā)生。這些取決于資源管理器而不與運(yùn)行活動沖突;在n°EP2651607下公布的歐洲專利申請中公開了可以與本發(fā)明的OS相結(jié)合地使用的資源管理器。在新的交互或單獨(dú)的活動被關(guān)注之前,思想將機(jī)器人配置為默認(rèn)參數(shù),以使得app將從已知狀態(tài)開始,例如,確保啟用了所有的避免自身碰撞的運(yùn)動動畫特征。如果先前的活動的開發(fā)者已經(jīng)禁用了這些特征,則肯定會在下一個活動開始之前將其設(shè)置回普通。如由配置所定義的,思想在較高的等級確定其他模塊的參數(shù)。當(dāng)其處于交互的優(yōu)先級活動中時,為了用戶的安全,思想配置自主的移動活動來偶爾來回走動以減少機(jī)器人的傳感器的盲點(diǎn)。在交互的優(yōu)先級活動中,思想還將基本意識服務(wù)配置為以針對會話而優(yōu)化的方式來追蹤人??梢詫㈩~外的思想服務(wù)添加至系統(tǒng),并且可以根據(jù)條件和狀態(tài)在運(yùn)行時動態(tài)地進(jìn)行配置?;诋?dāng)前的自主優(yōu)先級,思想將激活所需要的提取器以獲得條件性的上下文。當(dāng)處于交互的優(yōu)先級活動中時,該子集針對人的會話而減小/優(yōu)化。圖5顯示了本發(fā)明的多個實(shí)施例中的用于確定機(jī)器人周圍的接合區(qū)的示意圖。在下文中描述了各種場景以示出本發(fā)明在其多個實(shí)施例中的機(jī)器人的操作。示例取決于與由在該圖中的邊界530、550所限定的經(jīng)編號的“活動區(qū)”540、560、570中的機(jī)器人510相關(guān)的人的位置520。這些接合區(qū)的形狀和尺寸是在運(yùn)行時可動態(tài)配置的。接合區(qū)是提取器服務(wù)??芍匦屡渲玫慕雍蠀^(qū)是用于確定機(jī)器人何時應(yīng)當(dāng)與其環(huán)境中的人類進(jìn)行交互的高效方式。這是因?yàn)槔眠@樣的過程,不需要永久地運(yùn)行所有的提取器服務(wù),尤其是使用大量電能(能量和計算機(jī))的那些服務(wù),例如,人類感知。因此,當(dāng)該服務(wù)在機(jī)器人附近已經(jīng)“獲得”人類時,思想使用基于在上文中所解釋的“接合區(qū)”概念的簡化的追蹤模式。可替代地,人類感知服務(wù)可以保持在完全追蹤模式中運(yùn)行,因此允許較長的范圍和較精確的交互。例如,當(dāng)機(jī)器人處于直接或通過通信鏈路與機(jī)器人通信的情況下時,可以激活完全追蹤模式。以下活動被安裝在機(jī)器人上(圖3中的流程圖中的項(xiàng)目B)活動1:如果電池少于百分之60持續(xù)30秒,并且已經(jīng)600秒未看見人,或者如果電池少于百分之30持續(xù)30秒,則該活動將開始。但是僅當(dāng)不存在其他活動時繼續(xù)?;顒?:名稱緊急為電池充電類型活動行為優(yōu)先級保護(hù)1條件((‘BatteryPercent’<7)~30如果電池小于百分之7持續(xù)30秒并且沒有在經(jīng)歷較高的保護(hù),這將開始?;顒?:名稱低電池電量關(guān)機(jī)類型活動行為優(yōu)先級保護(hù)10條件((‘BatteryPercent’<3)~10如果電池小于百分之2持續(xù)10秒,則該活動將開始。活動4:如果機(jī)器人被推了,則該活動將開始。其將停止進(jìn)程中的較低優(yōu)先級的活動。機(jī)器人將平衡?;顒?:名稱我碰到了什么東西類型活動行為優(yōu)先級保護(hù)5條件‘RobotBumpedIntoSomething’如果機(jī)器人意外地碰到了什么東西,則該活動將開始。其將停止進(jìn)程中的較低優(yōu)先級的活動?;顒?:名稱緊急冷卻類型活動行為優(yōu)先級保護(hù)5條件(‘AverageBodyTemprature’>90)~60如果機(jī)器人過熱,則該活動將開始。其將停止進(jìn)程中的較低優(yōu)先級的活動。機(jī)器人將去往冷卻位置,并且在機(jī)器人冷卻下來之后,活動將退出?;顒?:如果機(jī)器人追蹤的人在區(qū)域一中,并且他的身高超過175厘米,則可以自主地關(guān)注該對話主題?;顒?:如果機(jī)器人追蹤的人在區(qū)域一中,則可以自主地關(guān)注該對話主題?;顒?:如果機(jī)器人正在追蹤的人在區(qū)域一中,并且日期在十二月與二月之間,則可能自主地關(guān)注該對話主題。應(yīng)當(dāng)注意的是,其也可以被季節(jié)性排他地安裝在機(jī)器人上?;顒?0:名稱一般的閑聊類型對話主題優(yōu)先級交互條件‘NumPeopleInZone’[1]>=1如果機(jī)器人追蹤的人在區(qū)域一中,則可以自主地關(guān)注該對話主題。活動11:如果在區(qū)域2中存在至少兩個人至少持續(xù)5秒,并且區(qū)域2中的至少一個人正在微笑,則可以關(guān)注該活動?;顒?2:該對話主題僅僅根據(jù)挑逗微笑的人而以編程的方式使用,并且其是根據(jù)行為而不是根據(jù)思想來啟動的?;顒?3:如果不在已經(jīng)被定義為睡覺時間的時間期間、并且如果音樂已經(jīng)演奏了至少30秒、并且如果人已經(jīng)在過去的600秒內(nèi)的任何時間出現(xiàn)、并且機(jī)器人的平均溫度小于70度且電池具有多于50%的電量,則可以啟動該活動?;顒?4:如果機(jī)器人位于被定義為家的位置中、并且其所有者中的一個在不可見持續(xù)21600秒(6小時,并且將最大延遲的所有者報告給該條件鍵)之后可見、并且如果是在被定義為晚上的時間期間,并且如果我們沒有在過去的1800秒(30分鐘)內(nèi)開始該相同活動(為任何人),則開始該活動?;顒?5:名稱歡迎回家會話類型對話主題優(yōu)先級非自主地關(guān)注,根據(jù)歡迎家庭成員回家以編程的方式使用條件非自主地關(guān)注,根據(jù)歡迎家庭成員回家以編程的方式使用該對話主題僅僅根據(jù)歡迎家庭成員回家的活動來以編程的方式使用,并且其是根據(jù)行為而不是根據(jù)思想來啟動的。示例1根據(jù)上下文地、自主地挑逗人類兩個人在區(qū)域2中站了一會兒。他們中的一個在微笑。機(jī)器人跟他們說“你們在那邊看起來很開心”。A:所安裝的包是如之前所列出的那些。B:由提取器所提供的存儲器的狀態(tài)如下:C:基于那些條件,以下活動是可能的:挑逗微笑的人D:出現(xiàn)的人中沒有一個具有與機(jī)器人的所建立的歷史?!疤舳何⑿Φ娜恕痹谶@一天中之前已經(jīng)啟動了兩次,并與不同的人。E:當(dāng)僅建議一個活動時,最終的優(yōu)先化的列表看起來是這樣的:挑逗微笑的人當(dāng)目前未關(guān)注活動時,思想將開始“挑逗微笑的人”。F:關(guān)注自主的活動“挑逗微笑的人”。活動執(zhí)行其程序:-機(jī)器人轉(zhuǎn)向人,因此平板計算機(jī)面對它們;-在平板設(shè)備上出現(xiàn)圖形;-機(jī)器人向他們揮手;-接著由活動觸發(fā)微笑會話的一部分。機(jī)器人說“你們在那邊看上去很開心”;并等待響應(yīng);-基于用戶做了什么(物理地或口頭地兩者),活動可以做其想做的事,其能控制機(jī)器人;有可能活動就可以決定在發(fā)表評論之后立刻退出。G:在該情況下,對話不直接受到思想(E)的控制。但是活動(F)對其進(jìn)行一些程序上的控制。H:由于已經(jīng)針對自主的優(yōu)先級而配置了機(jī)器人,因此思想(E)非必須在開始活動(F)之前改變基本意識或其它思想服務(wù)中的任何設(shè)置。然而,有可能活動(F)已經(jīng)改變了由基本意識思想服務(wù)所設(shè)置的追蹤模式。在該情況下,在自主的優(yōu)先級中由思想所設(shè)置的追蹤模式為“未接合(unengaged)”,這表示機(jī)器人可以在任何時刻將其注意力改變至任何事物。活動開發(fā)者可以決定“半接合”更好,這表示如果模擬基本意識,則其將看向該模擬,但總是將其注意力返回先前的人。機(jī)器人與環(huán)境中的人的接合條件由始終在機(jī)器人中運(yùn)行的基本意識功能來確定。示例2上下文的活動和交互的優(yōu)先級我們將假設(shè)機(jī)器人仍在運(yùn)行示例1中的“挑逗微笑的人”活動?,F(xiàn)在,先前不可見的新的人從旁邊進(jìn)入?yún)^(qū)域1。他個子高。機(jī)器人跟他說“上面天氣怎樣?”A:所安裝的包是如之前所列出的那些。B:存儲器的狀態(tài)如下:ActiveTimeslots[“Day”,“Lunch”]AverageBodyTemperature55BatteryPercent75FocusedActivity“挑逗微笑的人”NumPeopleInZone[1,2,0]NumPeopleSmilingInZone[0,1,0]Month12MusicIsPlaying假OwnerVisibleAfterDelay-1PeoplePresent真PresentLocations[“America”,“Chicago”,“Home”,“Kitchen”]RobotBumpedIntoSomething假RobotHasBeenPushed假TrackedUserInZone1TrackedUserHeight185.0C:基于那些條件,以下活動是可能的:D:用戶中的2個用戶已經(jīng)經(jīng)歷了挑逗微笑的人,并且沒有其它活動。第三個(所追蹤的)用戶還未經(jīng)歷這些活動中的任何一個活動。挑逗微笑的人今天已經(jīng)開始了3次。提議冬季和提議運(yùn)動今天已經(jīng)各運(yùn)行了一次。一般的閑聊今天已經(jīng)運(yùn)行了5次。提議高個子的人今天還未運(yùn)行。E:經(jīng)排序的列表看起來如此。提議高個子的人是獲勝者:提議高個子的人提議冬季提議運(yùn)動一般的閑聊移除挑逗微笑的人,這是因?yàn)樗衅渌顒佣純?yōu)先級更高。通過今天已經(jīng)啟動最少次數(shù)的活動來確定剩余的排序。F:這里無事可做G:思想關(guān)注“提議高個子的人”的對話主題。這停止了先前的較低優(yōu)先級的活動“挑逗微笑的人”。機(jī)器人說,“上面天氣怎么樣?”。(當(dāng)處理詞語“上面”時,使生動的語音進(jìn)行向上看的動作…”)從此之后,該天氣話題可以會話地過渡到可以在該話題內(nèi)激活的任何其它話題?;蛘撸绻撛掝}無話可談,則其可以退出。這隨后將空出思想來進(jìn)行決策以基于上下文來開始不同的活動。H:在思想關(guān)注對話之前,其重新配置基本意識以使用對人類的無分心追蹤(完全接合模式),因?yàn)檫@對于交互的優(yōu)先級而言是的默認(rèn)的。自主的移動、以及其它思想服務(wù)還根據(jù)默認(rèn)的交互值來重新配置。示例3考慮用戶歷史假設(shè)這是在不同的機(jī)器人上發(fā)生的,與先前的兩個示例無聯(lián)系。1、人進(jìn)入?yún)^(qū)域1,與機(jī)器人進(jìn)行關(guān)于運(yùn)動的會話,并將他們的名字教給機(jī)器人,并且他們離開。2、稍后他們回來。機(jī)器人記得他們是誰,并對此進(jìn)行提及,并且由于運(yùn)動已經(jīng)完成,這一次將談?wù)摱臁?A:所安裝的包是如之前所列出的那些。1B:存儲器的狀態(tài)如下:ActiveTimeslots[“Afternoon”]AverageBodyTemperature50BatteryPercent90FocusedActivity“”NumPeopleInZone[1,0,0]NumPeopleSmilingInZone[0,0,0]Month12MusicIsPlaying假OwnerVisibleAfterDelay-1PeoplePresent真PresentLocations[“unknown”]RobotBumpedIntoSomething假RobotHasBeenPushed假TrackedUserInZone1TrackedUserHeight170.01C:基于那些條件,以下活動是可能的:一般的閑聊提議運(yùn)動提議冬季1D:我們不具有針對該用戶的任何歷史。提議運(yùn)動、提議冬季、和一般的閑聊在今天已經(jīng)各被關(guān)注了一次。1E:每個活動在排序之后均具有相等的重要性,順序被隨機(jī)化。提議運(yùn)動為獲勝者。提議運(yùn)動一般的閑聊提議冬季1F:無事可做。1G:思想關(guān)注“提議運(yùn)動”對話主題。機(jī)器人和人類參與關(guān)于運(yùn)動的會話。在會話期間,人詢問“你的名字是什么?”。這使得對話直接告訴思想將關(guān)注焦點(diǎn)切換至“一般的閑聊”主題。在會話的該部分中,機(jī)器人得知這個人的名字是“Lindsay”。Lindsay離開機(jī)器人,這使得對話主題退出。1H:在關(guān)注對話之前,其它思想服務(wù)被配置為具有其交互的優(yōu)先級的默認(rèn)。2A:所安裝的包是如之前所列出的那些。2B:存儲器的狀態(tài)與1B相同。2C:基于那些條件,以下活動是可能的。一般的閑聊提議運(yùn)動提議冬季2D:所追蹤的用戶被識別為“Lindsay”,并且她已經(jīng)經(jīng)歷了一次提議運(yùn)動和一般的閑聊。提議運(yùn)動、提議冬季在今天已經(jīng)各被關(guān)注了兩次。一般的閑聊已經(jīng)被關(guān)注了3次。2E:經(jīng)排序的列表如下。提議冬季為獲勝者。提議冬季提議運(yùn)動一般的閑聊根據(jù)今天的活動,提議運(yùn)動和提議冬季被排序在一般的閑聊之上。接著,在下一排序?qū)insday的歷史考慮在內(nèi)之后,提議冬季在頂部。2F:無事可做。2G:思想關(guān)注“提議冬季”對話主題。當(dāng)對話看到主題被關(guān)注時,其看到用戶與上次的不同。因此,其首先問候并說“你好Lindsay”。接著,他們繼續(xù)關(guān)于冬天的會話。2H:在關(guān)注對話之前,其它思想服務(wù)被配置為具有其交互的優(yōu)先級的默認(rèn)。示例4自主地學(xué)習(xí)用戶的偏好假設(shè)這是在不同的機(jī)器人上發(fā)生的,與先前的三個示例無聯(lián)系。1、機(jī)器人晚上在家。被注冊為機(jī)器人的所有者的人進(jìn)入房間,機(jī)器人自從早上起就未看到這個人。機(jī)器人來到這個人旁邊,擁抱他們,并說“歡迎回家,我想念你”。這個人說“我討厭你這么做!”2、第二天,相同的場景發(fā)生,但這次機(jī)器人不做任何事情。1A:所安裝的包是如之前所列出的那些。1B:由提取器所提供的存儲器的狀態(tài)如下:1C:基于那些條件,以下活動是可能的:歡迎家庭成員回家1D:該活動在之前已經(jīng)針對該用戶運(yùn)行過一次,并且在今天還未運(yùn)行。1E:還有可能啟動的勝利的活動是“歡迎家庭成員回家”歡迎家庭成員回家1F:關(guān)注自主活動。機(jī)器人朝用戶走去,并擁抱它們。接著,其以編程方式開始“歡迎回家會話”對話主題。1G:接著,機(jī)器人說“歡迎回家,John,我想念你”。這個人接著說“我討厭你這么做”。對話通知思想,用戶不喜歡當(dāng)前的活動。1H:在關(guān)注活動之前,其它思想服務(wù)也被配置為具有其交互的優(yōu)先級的默認(rèn)。2A:所安裝的包是如之前所列出的那些。2B:存儲器的狀態(tài)與圖1B相同。2C:基于那些條件,以下活動是可能的:歡迎家庭成員回家2D:針對該所追蹤的用戶的歷史示出:他之前已經(jīng)啟動了該活動兩次,并且其從用戶接收負(fù)面反饋。該活動在今天還未啟動。2E:由于來自用戶的負(fù)面反饋,在排序之后,思想提出了空的列表。2F:無事可做。2G:無事可做。2H:無事可做。示例5自主地充電和優(yōu)先級由于期望讀者現(xiàn)在熟悉了流程,因此該示例被提供有較高級的解釋。1、電池已經(jīng)小于百分之30超過30秒。沒有關(guān)注活動。a、思想開始“不定期地為電池充電”。機(jī)器人開始返回其充電站。2、在途中,機(jī)器人在區(qū)域1中遇到一個人。a、思想開始“一般的閑聊”,其是較高(交互的)優(yōu)先級,并停止充電活動(普通的自主優(yōu)先級)。3、在會話期間,電池下降到低于7%。a、思想開始“緊急為電池充電”,其是較高(保護(hù)1)優(yōu)先級,并停止一般的閑聊(交互的優(yōu)先級)。4、機(jī)器人再次開始返回充電站。不幸的是,機(jī)器人不能及時找到它或及時到達(dá)那里。電池下降到低于3%。a、思想啟動“低電池電量關(guān)機(jī)”,其是較高的(保護(hù)10)優(yōu)先級,并停止緊急為電池充電(保護(hù)1)。b、機(jī)器人關(guān)閉。示例6過熱保護(hù)由于期望讀者現(xiàn)在熟悉了流程,因此該示例被提供有較高級的解釋。1、在白天期間,機(jī)器人具有滿電池電量,并且不熱。一個人在房間里并被機(jī)器人看到。他們打開一些音樂并接著離開。a、在機(jī)器人已經(jīng)持續(xù)聽到音樂持續(xù)30秒后,思想啟動“自主舞者”。機(jī)器人開始跳舞。2、在該跳舞期間,機(jī)器人的平均身體溫度上升到高于90度持續(xù)多于一分鐘。a、思想啟動“緊急冷卻”,其是較高(保護(hù)5)優(yōu)先級并停止自主舞者(普通的自主優(yōu)先級)。3、在運(yùn)行該活動一會兒之后,機(jī)器人冷卻下來。a、“緊急冷卻”退出并且思想再次自由地關(guān)注較低優(yōu)先級的任務(wù)。4、如果音樂仍然在播放并且人已經(jīng)在周圍,則機(jī)器人可以決定再次開始自主舞者。示例7被推的保護(hù)由于期望讀者現(xiàn)在熟悉了流程,因此該示例被提供有較高級的解釋。1、機(jī)器人再次在運(yùn)行自主舞者。2、這次,某個人從后面悄悄靠近并推機(jī)器人。3、關(guān)注“我被推了”活動。a、機(jī)器人進(jìn)行平衡算法,接著轉(zhuǎn)向推的方向并向這個人抱怨。b、活動退出4、接下來機(jī)器人可能再次關(guān)注自主舞者,或者取決于當(dāng)前條件而關(guān)注不同的活動。作為本發(fā)明的實(shí)施例的例示而給出了在上文中所描述的示例。它們不以任何方式來限制由以下的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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