用于儿童教育的人机交互方法及装置与流程

本发明涉及机器人技术领域，具体地说，涉及一种用于儿童教育的人机交互方法或及装置，同时还涉及一种实现用于儿童教育的人机交互方法的程序产品以及儿童专用智能设备。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，信息技术、计算机技术以及人工智能技术的引入，机器人的研究已经逐步走出工业领域，逐渐扩展到了医疗、保健、家庭、娱乐以及服务行业等领域。而人们对于机器人的要求也从简单重复的机械动作提升为具有拟人问答、自主性及与其他机器人进行交互的智能机器人，人机交互也就成为决定智能机器人发展的重要因素。因此，提升智能机器人的交互能力，改善机器人的类人性和智能性，是现在亟需解决的重要问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种用于儿童教育的人机交互方法，所述方法包括：

步骤一、根据本轮待教学内容生成并输出相应的教学交互信息，并获取用户基于所述教学交互信息所输入的教学反馈信息；

步骤二、对所述教学反馈信息和待教学内容进行匹配，如果匹配成功，则执行步骤三；

步骤三、生成并输出预设奖励信息，以对所述用户进行奖励。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，在输出相应的教学交互信息后，在儿童智能穿戴设备中生成并显示预设图案的拾音按钮；

获取所述拾音按钮的状态信息，当所述拾音按钮的状态信息表征所述拾音按钮被按下时，开始获取用户输入的教学反馈信息。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，如果所述教学反馈信息与本轮待教学内容不匹配，则重新获取所述用户基于所述交互信息所输入的教学反馈信息，并再次对所述教学反馈信息与本轮待教学内容进行匹配。

根据本发明的一个实施例，针对于同一教学交互信息，如果所述教学反馈信息与本轮待教学内容连续不匹配的次数达到预设次数，则返回执行所述步骤一以根据下一轮待教学内容生成并输出相应的教学交互信息。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，当获取到所述教学反馈信息后，还将所述教学反馈信息同步至与所述儿童专用智能设备通信连接的家长端，以由所述家长端对所述教学反馈信息显示和/或播放。

本发明还提供了一种程序产品，所述程序产品存储有可执行如上任一项所述的方法步骤的程序代码。

本发明还提供了一种用于儿童教育的人机交互系统，所述系统装配有操作系统，所述操作系统能够装载并执行如上所述的程序产品。

本发明还提供了一种用于儿童教育的人机交互装置，所述装置包括：

教学信息交互模块，其用于根据本轮待教学内容生成并输出相应的教学交互信息，并获取用户基于所述教学交互信息所输入的教学反馈信息；

数据分析模块，其与所述教学信息交互模块连接，用于对所述教学反馈信息和待教学内容进行匹配，如果匹配成功，则生成相应的匹配成功信息；

奖励信息生成模块，其与所述数据分析模块连接，用于根据所述匹配成功信息生成并输出预设奖励信息，以对所述用户进行奖励。

根据本发明的一个实施例，在输出相应的教学交互信息后，所述教学信息交互模块配置为：

在儿童智能穿戴设备中生成并显示预设图案的拾音按钮；

获取所述拾音按钮的状态信息，当所述拾音按钮的状态信息表征所述拾音按钮被按下时，开始获取用户输入的教学反馈信息。

根据本发明的一个实施例，如果所述教学反馈信息与本轮待教学内容不匹配，所述教学信息交互模块则配置为重新获取所述用户基于所述交互信息所输入的教学反馈信息，并由所述数据分析模块再次对所述教学反馈信息与本轮待教学内容进行匹配。

根据本发明的一个实施例，针对于同一教学交互信息，如果所述教学反馈信息与本轮待教学内容连续不匹配的次数达到预设次数，所述教育信息交互模块则配置为根据下一轮待教学内容生成并输出相应的教学交互信息。

根据本发明的一个实施例，当获取到所述教学反馈信息后，所述教学信息交互模块还配置为将所述教学反馈信息同步至与所述儿童专用智能设备通信连接的家长端，以由所述家长端对所述教学反馈信息显示和/或播放。

本发明还提供了一种儿童专用智能设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储装置，其中，所述存储装置存储有程序，所述处理器用于执行所述存储装置中的程序以实现如上任一项所述的方法。

该人机交互方法及装置能够实现智能设备与儿童用户之间的人机交互，采用该方法，智能设备能够实现对儿童用户的教学，从而促进儿童用户的智力发展。

该儿童教育的人机交互方法及装置通过在教学反馈信息与本轮待教学内容不匹配时重新获取教学反馈信息，能够有效地避免用户由于操作失误或是采样错误而导致所输入的教学反馈信息不完整或是不准确的问题，这样显然有利用更加准确地对用户进行教学。

同时，通过针对于同一待教学内容共设置重新获取教学反馈信息的最大次数，可以有效避免由于用户无法正确学习某一待教学内容而导致教学过程卡住的问题，同时这样也能够避免用户由于总是无法正确学习同一内容而导致的挫败感，使得用户能够长时间地保持学习的积极性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的用于儿童教育的人机交互方法的实现流程示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的用于儿童教育的人机交互方法的实现流程示意图；

图3是根据本发明一个实施例的用于儿童教育的人机交互方法的应用场景示意图；

图4是根据本发明一个实施例的用于儿童教育的人机交互装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

儿童教育是指对儿童进行德育、智育、体育等方面的培养和训练，它是提高人口素质的重要环节。作为青春期未到来的未成年人，儿童在思想、性格、智力以及体魄等方面的可塑性非常强，儿童教育是整个教育事业的基础。因此，如何更加高效、可靠地对儿童进行教育是本领域亟需解决的技术问题。

针对上述技术问题，本发明提供了一种新的用于儿童教育的人机交互方法，该方法能够使得相应的设备(例如儿童专用智能设备)可以通过人机交互的方式来辅助完成对儿童用户的教育工作。

为了更加清楚地阐述本发明所提供的用于儿童教育的人机交互方法的实现原理、实现过程以及优点，以下分别结合不同的实施例来对该人机交互方法作进一步地说明。

实施例一：

图1示出了本实施例所提供的用于儿童交互的人机交互方法的实现流程示意图。

如图1所示，本实施例所提供的用于儿童教育的人机交互方法优选地首先会在步骤s101中根据本轮待教学内容生成相应的教学交互信息并输出。例如，在本发明的一个具体应用场景中，本轮待教学内容为“妈妈”的发音，该方法在s101中所生成并输出的教学交互信息也就会是“妈妈”这一语音信息。

当然，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，该方法在步骤s101中可以采用不同的方式来生成并输出所需要的教学交互信息，本发明并不对此进行具体限定。例如，在本发明的一个实施例中，该方法在步骤s101中所生成并输出的教育交互信息还可以是图像信息和/或动作信息等。

如图1所示，本实施例中，在输出与本轮待教学内容相对应的教学交互信息后，该方法优选地会在步骤s102中获取用户(例如儿童)基于上述教学交互信息所输入的教学反馈信息。该教学反馈信息也就是用户针对上述教学交互信息所进行的应答。

仍以上述“妈妈”这一发音教学为例，该方法在步骤s102中会持续获取用户所输入的语音信息，从而得到得到针对“妈妈”这一教学交互信息的教学反馈信息。

本实施例中，该方法在输出相应的在教学交互信息后，优选地会在儿童智能穿戴设备中生成并显示预设图案的拾音按钮，并通过对该拾音按钮进行监视来来获取该拾音按钮的状态信息。其中，如果该拾音按钮的状态信息表征该拾音按钮被按下时，该方法才开始获取用户输入的教学反馈信息。例如，只有当拾音按钮被按下时，该方法才会进行相应信息的采集。

需要指出的是，在本发明的其他实施例中，该方法还可以通过监视作为拾音按钮的某一特定实体按键的按键状态来判断是否需要进行信息采集。

同时，需要指出的是，在本发明的不同实施例中，该方法在步骤s102中所获取到的教学反馈信息根据实际需要既可以包含语音信息，也可以包含图像信息，还可以包含动作信息等，本发明并不对此进行具体限定。

在步骤s103中，该方法会将步骤s102中所获取到的教学反馈信息与本轮待教学内容进行匹配。其中，如果步骤s102中所获取到的教学反馈信息能够与本轮待教学内容匹配，那么该方法则会在步骤s104中生成并输出预设奖励信息，从而对该用户进行奖励。

例如，该方法在获取到用户所输入的语音信息后，其会将该语音信息转换为相应的文本信息，并将该文本信息与“妈妈”这一待教学内容进行比较。如果上述语音信息所对应的文本信息包含在待教学内容中(例如该文本信息为“妈妈”或是“妈”)，那么该方法则会判定此时教学反馈信息与待教学内容匹配，从而生成诸如“真棒”的奖励信息并输出，从而提高用户继续进行人机交互的积极性。

需要指出的是，在本发明的不同实施例中，根据实际需要，该方法在步骤s104中所生成并输出的预设奖励信息可以是多种多样，该方法可通过游戏交互的形式实现：

当所述儿童智能穿戴设备为所述安卓系统儿童手表时，智能手表界面可通过ip人物代表用户在游戏界面上过关，而该过程将以用户通过教育学习的过程进行，如答对本轮待教学知识点，获得技能正向数据，如获得体力值或奖励分值，以进行下一个单元或更高阶的教育交互内容，极大地提升寓教于乐实现程度。。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的用于儿童教育的人机交互方法能够实现智能设备与儿童用户之间的人机交互，采用该方法，智能设备能够实现对儿童用户的教学，从而促进儿童用户的智力发展。

实施例二：

图2示出了本实施例所提供的用于儿童教育的人机交互方法的实现流程示意图。

如图2所示，本实施例所提供的用于儿童交互的人机交互方法优选地首先会在步骤s201中根据本轮待教学内容生成相应的教学交互信息并输出。随后，该方法优选地会在步骤s202中获取用户(例如儿童)基于上述教学交互信息所输入的教学反馈信息，并在步骤s203中判断步骤s202中所获取到的教学反馈信息与本轮待教学内容是否匹配。其中，如果骤s202中所获取到的教学反馈信息与本轮待教学内容匹配，该方法则会在步骤s204中生成并输出预设奖励信息，从而对该用户进行奖励。

需要指出的是，本实施例中，上述步骤s201至步骤s204的实现原理以及实现过程与上述实施例一中步骤s101至步骤s104的实现原理以及实现过程类似，故在此不再对步骤s201至步骤s204的具体内容进行赘述。

本实施例中，如果该方法在步骤s202中所获取到的教学反馈信息与本轮待教学内容不匹配，该方法则优选地会重新获取用户基于所述交互信息所输入的教学反馈信息，并再次对教学反馈信息与本轮待教学内容进行匹配。

进一步地，针对于同一教学交互信息，如果教学反馈信息与本轮待教学内容连续不匹配的次数达到预设次数，该方法则优选地会进入下一轮教学，以根据下一轮待教学内容生成并输出相应的教学交互信息。

具体地，如图2所示，本实施例中，如果该方法在步骤s202中所获取到的教学反馈信息与本轮待教学内容不匹配，那么该方法优选地会在步骤s205中判断连续不匹配的次数是否达到了预设次数。当所获取到的教学反馈信息与待教学内容不匹配时，那么如果重新获取教学反馈信息与待教学内容不匹配时，该方法就会将连续不匹配的次数加1，教学反馈信息反应出用户是否完全掌握当前教育学习内容，如用户完全掌握，则用户有资格及有相应的分值或体力值将可进入到更高阶的学习内容评测或互动中。

当出现不匹配的情况时，重新进入一次交互，在用户的重新学习过程中，如用户当前答对题目，则仍然提供奖励，即正向的反馈，该正向反馈使得用户可以对后续的评测或交互活动起到激励促进作用；否则，将以教学内容为基础，降低难度或进入到低阶的学习内容中。

本实施例中，教学反馈信息与本轮待教学内容连续不匹配的次数达到预设次数，该方法优选地会在步骤s206中根据下一轮待教学内容来生成相应的教学交互信息并输出。

本实施例中，可选地，在获取到用户针对教学交互信息所输入的教学反馈信息后，该方法优选地还会将上述教学反馈信息同步至与儿童专用智能设备通信连接的家长端，以由家长端对教学反馈信息显示和/或播放。这样用户家长也就可以通过家长端来获悉到儿童用户的教学情况。

例如，如图3所示，本实施例中，运行在儿童专用智能设备303中的人机交互方法在获取到用户304所输入的教学反馈信息后，会现将该教育反馈信息通过相应的数据通信链路传输至服务器端302，再由服务器端302将上述教学反馈信息传输至家长端301，从而由家长端301呈献给用户家长。

从上述描述中可以看出，本实施例所提供的用于儿童教育的人机交互方法在实施例一所提供的交互方法的基础上通过在教学反馈信息与本轮待教学内容不匹配时重新获取教学反馈信息，能够有效地避免用户由于操作失误或是采样错误而导致所输入的教学反馈信息不完整或是不准确的问题，这样显然有利用更加准确地对用户进行教学。

同时，通过针对于同一待教学内容共设置重新获取教学反馈信息的最大次数，可以有效避免由于用户无法正确学习某一待教学内容而导致教学过程卡住的问题，同时这样也能够避免用户由于总是无法正确学习同一内容而导致的挫败感，使得用户能够长时间地保持学习的积极性。

本发明还提供了一种程序产品，该程序产品存储有可执行如上所述的方法步骤的程序代码。同时，本发明还提供了一种用于儿童教育的人机交互系统，该系统装配有操作系统，该操作系统能够装载并执行如上所述的程序产品。

另外，本发明还提供了一种儿童专用智能设备，该设备包括处理器以及存储装置，其中，存储装置存储有程序，该处理器则能够通过执行该存储装置中的程序来实现如上所述的用于儿童教育的人机交互方法。

需要指出的是，在本发明的不同实施例中，上述儿童专用智能设备根据实际需要可以作为具有不同功能的设备，本发明并不对此进行具体限定。例如，在本发明的一个实施例中，根据实际需要，该儿童专用设备既可以是儿童手表，也可以是儿童平板，还可以是诸如儿童智能台灯、儿童智能文具盒、儿童智能书写笔、儿童机器人、故事机等设备。

本发明还提供了一种用于儿童教育的人机交互装置。图4示出了本实施例中该人机交互装置的实现流程示意图。

如图4所示，本实施例中，该用于儿童教育的人机交互装置优选地包括：教学信息交互模块401、数据分析模块402以及奖励信息生成模块403。其中，教学信息交互模块401能够根据本轮待教学内容生成并输出相应的教学交互信息，并获取用户基于所述教学交互信息所输入的教学反馈信息。数据分析模块402与教学信息交互模块401连接，其能够对教学信息交互模块401所传输来的教学反馈信息与上述待教学内容进行匹配。如果二者能够匹配成功，数据分析模块402则会生成相应的匹配成功信息。奖励信息生成模块403与数据分析模块402连接，其能够根据数据分析模块402所传输来的匹配成功信息生成并输出预设奖励信息，以对所述用户进行奖励。

需要指出的是，本实施例中，教学信息交互模块401、数据分析模块402以及奖励信息生成模块403实现其各自功能的原理以及过程既可以与上述实施例一中所记载的步骤s101至步骤s104相同，也可以与上述实施例二中所记载的步骤s201至步骤s206相同，故在此不再对教学信息交互模块401、数据分析模块402以及奖励信息生成模块403的具体内容进行赘述。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。