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类人型机器人的情感化肢体语言模型研究

类人型机器人的情感化肢体语言模型研究

作者：李抒桐哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

在机器人技术迅速发展的时代，对类人型机器人的研究已从简单的模仿人双足步行发展为全方位类人，它拥有人类的外形特点，较易适应人类的环境并为其服务。类人型机器人在服务、娱乐等直接接触人类的领域有着明显优势，这也就要求机器人... 详细信息

在机器人技术迅速发展的时代，对类人型机器人的研究已从简单的模仿人双足步行发展为全方位类人，它拥有人类的外形特点，较易适应人类的环境并为其服务。类人型机器人在服务、娱乐等直接接触人类的领域有着明显优势，这也就要求机器人辨识、传达及解读各种情感的能力变得更加强大。现今对情感化机器人的研究越来越引起研究者们的广泛关注，在有关机器人的研究里逐渐变为热门研究对象，其中将机器人赋予肢体语言并使其表达自身的情感，成为机器人研究领域的一个新方向。类人型机器人的情感化肢体语言模型研究将情感模型、肢体语言及类人型机器人机械结构等内容有机的结合起来，对情感机器人领域的研究有着重要的理论意义。首先，本文根据类人型机器人可以表达出不同的情感时的肢体表征，进行肢体语言分析归纳，使类人型机器人可以通过系列动作表达出情感;并对类人型机器人进行结构设计，包括关节类型、自由度配置情况等，及Solidworks建立机器人的三维模型。其次，本文对已有的情感模型和情感理论进行综合对比分析，按照情感的类别和情感表达程度的强弱提出一个情感改进模型，并通过将模型中的情感量化代入情感特征值公式，实现对各种情感状态的判断。最后，本文针对机器人情感化肢体语言表达系统的设计目标，提出设计方案，主要基于Matlab GUI建立表达系统，并进行系统测试实验以检验情感模型是否合理，统计实验数据，进行结果分析。通过实验可知，类人型机器人表达情感的肢体语言合理，机器人情感化肢体语言表达系统界面清晰直观，动画效果良好，运行稳定，结果表明本文所建立的情感改进模型合理可行，为情感机器人的研究提出了一种新的方案，具有重要意义。

关键词：类人型机器人肢体语言情感模型

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一种类人型机器人的步行稳定性研究

哈尔滨工程大学学报 2004年第4期25卷 536-539页

作者：沈继红丁二华哈尔滨工程大学理学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

类人型机器人行走稳定性的理论对机器人模仿人的行走有着至关重要的影响。通过增加类人型机器人的脚跟,使其行走稳定性增强.根据双足机器人行走稳定性的动力学条件,结合类人型机器人行走的特征和重心位置,并考虑地面反力和能量两方面的... 详细信息

类人型机器人行走稳定性的理论对机器人模仿人的行走有着至关重要的影响。通过增加类人型机器人的脚跟,使其行走稳定性增强.根据双足机器人行走稳定性的动力学条件,结合类人型机器人行走的特征和重心位置,并考虑地面反力和能量两方面的因素,给出了类人型机器人行走稳定性与脚跟高度的数学关系,即增加机器人的脚跟可以增强类人型机器人步行的稳定性.

关键词：类人型机器人步行脚跟高度地面反力

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基于全局视觉的类人型机器人足球系统的设计

基于全局视觉的类人型机器人足球系统的设计

作者：王亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

机器人足球系统作为多智能体系统和分布式人工智能研究的标准平台,集成了许多关键技术,其研究发展具有重要意义。机器人足球经过十几年的发展,体系已日趋成熟,同时类人型机器人技术水平也取得了长足的进步,因此,类人型机器人足球比赛也... 详细信息

机器人足球系统作为多智能体系统和分布式人工智能研究的标准平台,集成了许多关键技术,其研究发展具有重要意义。机器人足球经过十几年的发展,体系已日趋成熟,同时类人型机器人技术水平也取得了长足的进步,因此,类人型机器人足球比赛也越来越被人们所关注。本文设计了基于全局视觉的类人型机器人足球系统,属于半自主控制方式,因此系统可称为Semi-HuroSot (Humanoid Robot Soccer Tournament)系统。基于全局视觉的类人型机器人足球系统主要包括三部分:视觉系统、无线通信系统以及足球机器人系统。本文主要从以上三方面对Semi-HuroSot系统进行了设计。首先,视觉系统采用了MiroSot中比较成熟的全局视觉来实现,通过基于颜色的目标识别算法对目标机器人和球进行识别定位,同时,提出了一种改进的色标设计方案,其颜色干扰更小,识别精度更高。其次,在无线通信系统设计中,采用了目前应用较为广泛的蓝牙技术,这种无线通信技术优于过去一直所采用的射频无线通信技术。然后,针对本文所选用的ROBONOVA-I型类人机器人,研究了射门和守门算法。射门算法主要是基于走位点与射门区域相结合来实现的,守门算法思想主要是守门员根据球在球场中的不同区域而采取不同的策略。这些算法都应用到本文所设计的系统中,并利用实验和实际比赛进行了验证。最后,为了验证本文所设计系统的实用性,本文实现了基于手动遥控操作与基于全局视觉自动控制的3对3对抗实验。同时,本系统也通过了实际比赛的考验,并获得全国比赛冠军。机器人足球集成了许多重要的关键技术,这些技术的应用领域十分广泛,从日常民用到生产领域再到军事应用,其影响无处不在。类人型机器人以球队方式,并通过半自主自动控制进行对抗比赛,这在国内甚至国际均属于首创性研究。作为机器人足球最终目标的实现途径中最重要一步,类人型机器人足球将是今后发展的重点。

关键词：机器人足球类人型机器人全局视觉蓝牙无线通信 Semi-HuroSot

面向情感识别的类人型机器人动作交互设计研究

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面向情感识别的类人型机器人动作交互设计研究

作者：袁雪纯河北工业大学

学位级别：硕士

智能时代的到来,使智能产品的用户体验备受研究学者的关注,服务机器人的情感交互成为机器人研究领域的热点。在当前社会需求背景下,服务机器人需要通过仿人的情感和行为与人类进行沟通交流,以完成其功能任务。机器人通过肢体动作、面部... 详细信息

智能时代的到来,使智能产品的用户体验备受研究学者的关注,服务机器人的情感交互成为机器人研究领域的热点。在当前社会需求背景下,服务机器人需要通过仿人的情感和行为与人类进行沟通交流,以完成其功能任务。机器人通过肢体动作、面部表情、语言、屏幕等感觉通道与人类进行情感沟通,以达到共情的情感交互体验。目前市场上的情感交互型机器人主要有两类情感交互通道——面部表情和肢体动作,相关理论研究主要集中于面部表情方向,一是由于通过机器人屏幕能够较好实现面部表情的情感表达,且价格成本相对低廉;二是近几年动作型机器人初步成熟并进入市场,且机器人动作的技术控制较复杂。机器人动作是表达机器人情感的重要通道,但目前研究尚不充分,针对类人型机器人动作情感识别的有效因素和人对机器人动作认知模式所展开的研究还很不足。本文借助主观心理指标和眼动生理指标,在单模态动作交互情景下,探讨类人型机器人动作交互要素对情感识别的影响,探究适用于机器人动作交互的情感表达范式,建立机器人动作单模态的情感表达模型,主要研究内容如下:(1)研究机器人动作单模态情感表达的可识别性,以机器人NAO为例,基于离散情感模型研究类人型机器人动作的情绪识别性、效价和唤醒度,探究机器人动作与情感语义、效价及唤醒度的模型关系,探究机器人动作情感表达范式。(2)基于认知匹配理论探究机器人动作情感识别的形态特征影响因素。从机器人形态和动作要素两个维度,对比研究机器人动作与真人模拟动作、真人自然动作的情绪表达差异,获取影响机器人动作情绪识别的特征要素,建立类人型机器人动作情绪识别的认知模型。(3)基于机器人动作情绪表达范式和情绪识别认知模型开展基于情感识别的机器人造型及情感动作设计,进行实例验证。

关键词：交互设计类人型机器人情感识别动作交互认知匹配

用Zero M om ent Point描述类人型机器人步行稳定的不完善性探讨

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上海交通大学学报 2001年第1期35卷 68-71页

作者：包志军马培荪王春雨王建滨姜山上海交通大学机械工程学院上海200030

提出了用传统的 Zero Moment Point(ZMP)点描述类人型机器人运动稳定性仅仅是其运动稳定的必要条件 ,而从受力平衡的角度考虑 ,其运动稳定的充要条件必须满足踝关节扭矩的平衡。

关键词：类人型机器人摩擦圆半径运动稳定性踝关节扭矩受力平衡 ZEROMOMENTPOINT 步行稳定

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双足步行机器人P3——可自由行走的世界最尖端的类人型机器人

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国外科技动态 2000年第9期 3-5页

作者：王玲

Ｐ３具有与人类相同的体型，能够行走并上下楼梯。本田公司开发的这一机器人首次实现了一向被认为是难题的双足稳定行走，给世界的研究人员以巨大的冲击。

关键词：双足步行机器人P3 类人型机器人小型轻量化

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"中国先行者"--我国第一台类人型机器人