基于情感交互的仿人头部机器人

本研究的目的是设计一台机器人,使它可以与人互动,并在日常生活中和常见的地方协助人类．为了 完成这些任务,机器人必须友好地显示出一些情感,表现出友好的特点和个性．依据仿生学,研制了一台仿人头部 机器人,建立了机器人的行为决策模型．该机器人具有人类的6 种基本面部表情,以及人脸检测、语音情感识别与 合成、情感行为决策等能力,能够通过机器视觉、语音交互、情感表达等方式与人进行有效的情感交互．     

基于人工情感控制系统的设计与实现

人工情感在机器人的研究中至关重要,文中简要概括了当前人工情感的应用;我们在借鉴生物系统控制理论的基础上,融入了进化控制的思想,设计了一种基于人工情感的控制体系结构,在此结构中包含有基于蚁群算法的进化控制系统、神经和人工情感控制系统;机器人通过神经系统接受环境信息并进行行为决策,行为决策的效果通过情感学习模型进行反馈;情感学习模型根据机器人的内、外环境状态,产生情感因子(即生物激素),再由情感因子来调节神经系统的记忆和行为决策,最后神经系统的记忆与行为模块又由进化系统得以继承;该控制结构加强了机器人在动态环境中的学习和自适应能力;为了验证该控制结构的有效性,文章做了仿真实验;仿真结果也表明机器人具有很强的学习和自适应能力.     

机器人情感交互模型研究

为了实现机器人与人的和谐交互,该文给出了基于Multi-agent的情感机器人结构模型,提出了机器人情感交互模型构建方法,介绍了基于灰色系统的情感模型和情感关联模型,构造了机器人学习模型,实现了情感机器人交互系统,结果表明机器人能够和人进行有智能和情感的交互。     

多机器人半实物仿真系统的研究与实现

利用仿真来研究、分析和检验多机器人性能及控制软件功能具有非常重要的意义.为了验证多机器人,利用OpenGL开展了多机器人半实物仿真系统的研究.系统既可以在虚拟环境中验证机器人的各种性能,又能实现虚拟节点与实体机器人之间的通讯和交互,使仿真平台更加接近实物验证平台.详细阐述了多机器人半实物仿真系统的硬件和软件体系结构,并对虚拟仿真中的三维空间坐标转换、避障和自组网路径选择算法等仿真设计进行研究并得到了实现.最后通过避碰仿真和路径优选仿真试验证明了所设计的多机器人半实物仿真系统对实际机器人群研制具有重要的参考价值.     

服务机器人的语音情感识别与交互技术研究

分析语音情感识别技术的发展现状和关键技术,将基于隐马尔可夫模型的语音情感识别方法应用在机器人中,目的在于使机器人能够识别人的语音信号中的情感信息,并做出相应的情感表达.这在我们研制出的服务机器人中得到了较好的应用,该机器人能够识别人的语音情感并能与人进行一定的交互.     

能表达情感的宠物机器人

东京电子通信大学机械控制工程系开发了一种能表达简单情感的宠物机器人。该机器人的前肢、耳朵和嘴都可以用来表达情感，如高兴、忿怒和吃惊等。各种年龄组的人都能很容易地从机器人的动作理解它的情感。 当与环境相适应的机器人能感知、明白人要求它做什么，并且能对此作出反应，如果人能够识别这些反应时，就在人与机器人之间建立了相互了解情感和进行交流的可能性，通过引人具有情感的机器人，在人与机器人之间进行意向交流将成为可能，在机器人环境中也将会使生活变得更加愉快。 该机器人的形状像只呢绒玩具狗，携带很方便，它的腿、耳…     

基于Web与V-REP的机器人远程控制虚拟仿真平台

设计并开发了基于Web与V-REP的机器人远程控制虚拟仿真平台.该平台整体设计框架包括Web浏览器层(客户端)、服务器层、仿真环境层(机器人端)三个层次,采用JavaWeb和MVC设计模式开发Web应用,利用V-REP远程API和Python编程实现机器人控制服务器和图像服务器.操作者通过Web浏览器即可完成对V-REP中仿真机器人的控制,同时相应图像信息传输至Web浏览器,从而实现基于Web的机器人远程交互控制.该虚拟仿真平台对于机器人控制相关的实践教学有着重要意义.     

互动微课在中小学机器人教学中的应用

为了更有效的让互动微课应用于机器人教学,本文以自主开发的互动微课教学平台为基础,从机器人课堂教学现状谈起,分析利用互动微课平台开展机器人教学的优势,阐述互动微课在中小学机器人教学的相关应用,为互动微课应用于中小学机器人教学提供借鉴和参考。     

具有情感的类人表情机器人研究综述

具有情感的类人表情机器人是机器人研究领域中的热点问题之一。对这方面的研究现状进行了综述。首先,梳理了国内外具有情感的类人表情机器人的研究之路,概括性地总结了具有代表性的表情机器人涉及的相关理论与技术,并对比分析了其系统构成、机械结构、传感系统、控制系统和特性;其次,详细阐述了该领域所涉及的理论与技术,包括面部编码系统理论、人工心理与人工情感理论、传感技术、图像处理技术以及语音识别与表达技术,继而针对该领域研究中存在的问题讨论了进一步的研究方向;最后,对该领域未来的发展进行了展望。     

一种基于任务的机器人情感决策模型的构建

为了使人机交流更自然,提出一种基于任务的机器人情感决策模型,建立从多种感知输入到多种行为 输出的映射．机器人的情感状态采用PAD（pleasure-arousal-dominance）情感空间描述,并考虑了个性因素．结合正 态分布原型,采用概率与情感结合的行为映射方式,使决策模型的决策变量受随机因素和情感因素影响,保证其输 出行为更符合人类的情感变化．以“福娃”机器人为平台验证了该方法的正确性和实用性．     

“人工情感”教材建设与教学实践

人工情感(Artificial Emotion)是人工智能领域的扩展研究,是北京科技大学智能科学与技术专业的特色课程。本文介绍了"人工情感"课程教材的教学内容、组织形式、辅助教材建设及与该教材配套的情感机器人实验平台等内容,并对智能科学与技术专业的相关教材建设作了思考。     

基于内分泌调节机制的机器人行为规划算法及其应用研究

借鉴内分泌系统对神经系统与遗传系统的高层调节机制，提出了一种新的基于内分泌调节机制的机器人行为规划算法．此算法中机器人通过神经系统接受环境信息并进行行为决策，行为决策的效果通过一种情感学习模型进行反馈．情感学习模型根据机器人的内、外环境状态,产生情感因子(即生物激素)，再由情感因子来调节神经系统的记忆和行为决策，最后神经系统的记忆与行为模式又由遗传系统得以继承．该算法有效避免了神经系统复杂的自学习过程。同时也保证机器人有较强的自适应能力．为了验证算法的有效性，本文做了机器人足球队守门员训练的仿真实验，结果也表明该算法具有很强的自适应学习能力．     

小型足球机器人综合实训平台设计

为了提高学生的实践能力,设计了小型足球机器人综合实训平台。该平台由足球机器人本体系统、视觉识别系统、决策调度系统、无线通讯系统和场地配套系统组成,其中单个足球机器人可以实现自动决策、平射挑射、路径规划、自主避障等功能,多个足球机器人还可以实现足球对抗赛。给出了综合实训平台的整体框架,并详细阐述了各个子系统的具体实现,同时给出了几种在实践中表现较好的角球进攻策略、中场预测防守策略和后场盯人防守策略。该平台综合了计算机,电子电路,自动化等学科的内容,有助于相关专业学生更好的理解专业知识,锻炼和提升综合动手能力。     

一个交互式机器人仿真系统

本文介绍我们在SUN3工作站上研制的一个交互式机器人仿真系统ROBSM2。该系统在机器人仿真系统ROBSM111-21的基础上,增加了机器人语言、示教、三维图形显示、碰撞检查以及对典型动作、典型任务的仿真等功能,用户使用该系统,既可方便、直观地进行机器人轨迹规划和控制算法的研究,又可进行离线编程和碰撞检查,同时还是功能完善的机器人辅助教学工具。ROBSM2具有很强的交互性、实用性、可靠性,为机器人研究、应用和教学,提供了强有力的手段和工具。     

美国陆军的未来战术移动机器人计划

为了研究未来陆军用的战术移动机器人,1997年美国国防部启动了DemoIII计划。该计划是自地面自主车辆(ALV)计划以来最重要的半自主机器人计划,尽管ALV计划在技术上遇到了不少的困难,但随着计算机处理、人工智能、传感器融合及许多相关学科方面的进展,美国国防部意识到研制战术上有价值的半自主机器人平台已经是时候了,于是推出了DemoIII计划,目前该计划已接近完成,它对美国各军种的机器人研究计划起到了很大的推动作用。     

仿人关节型机器人创新平台设计与开发

针对机器人的教学和研究的需要,设计出的仿人关节型机器人创新平台,它综合了多种实验功能可完成机器人的机械实验,双足行走实验等。通过对平台的软硬件及算法的分析,对仿人平台进行了详细的介绍。该平台综合性强,有利于深化对人形机器人的研究,培养学生的动手能力和科研素质。     

两足仿人机器人的设计与实现

采用模块化的设计思想,设计了一个可靠的低价格双足机器人平台。首先简化机器人的空间运动和受力,通过分析和求解,得到与机器人平衡相关的各个关节的位移、角度等变量的关系;用C语言在Code Vsion AVR编译器下开发程序,选用1片ATmega128单片机来实时控制20个伺服舵机,并达到微秒级的控制精度。最终实现了两足仿人机器人的各个关节的协调平稳运动。     

基于人工心理的机器人平台的研究与实现

本文提出并实现了一种基于人工心理的机器人平台。平台采用上下位机结构,上位机采用嵌入式PC,利用语音合成与识别技术、图像识别与处理技术实现多通道人机交互,利用人工智能和人工心理理论建立数学模型,实现机器人的智能化和情感化交互;下位机采用PIC单片机系统实现机器人的行为控制。实验结果表明,机器人可以与人实现和谐的情感智能交互。     

基于机器人工程导向的教学与竞赛实践探讨

进行基于机器人教学和竞赛实践,对探索工程导向教学模式和提高学生创新能力具有重要的意义.本文首先介绍了一种微型自主移动教学机器人的研制,并围绕该机器人探讨了工程导向教学模式,最后总结了机器人竞赛的经验和注意事项.     

攀爬蛇形机器人爬树的静态机理研究

为了研发一种新型的、在垂直外攀爬方面有较大优势的攀爬蛇形机器人,提出一种具有万向节功能的P-R（pitch roll）模块,该模块结构简单、便于控制.相对于采用传统的平行连接和正交连接的机器人,基于该模块的蛇形机器人能够更为轻松和灵活地附着于攀爬对象外壁.对基于P-R模块的攀爬蛇形机器人爬树的基本姿态进行静态平衡机理分析,得到相关参数的函数关系,为攀爬蛇形机器人样机的研制和攀爬对象的选择提供了理论依据.最后通过实验验证了P-R结构的有效性及相关分析的合理性.