专利名称：互动式玩具系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种互动式玩具，尤指一种可以回应一语音命令而自网络下载信息的互动式玩具。
背景技术：
互动式玩具在市场上销售已经有一段时间。所谓“互动式”，即是指该玩具可以主动回应一使用者的命令，而不似传统的玩具只能被动地由使用者来操纵控制。目前市面上当红的“电子宠物”即为此种互动式玩具的一例，这些电子宠物包含有一电脑系统被设计为可以接受并学习来自一使用者的声音指令。举例来说，一虚拟宠物可以通过一安装于该宠物内的喇叭发出数种设定声音中的一种，以回应一“说话”的指令。
虽然目前互动式玩具相当受到欢迎，但是所有的互动式玩具均面临同样的问题一但制造完成后，该玩具设定的功能即无法改变。当装设于该玩具内的处理器学习并且适应一使用者的声调时，该玩具似乎表现出灵活的可塑性。然而，事实上该处理器所使用的安装于该玩具内的程序以及对应资料均是固定的，该玩具所拥有的声音以及把戏等技能终究会有用完的时候，因此使用者会逐渐对该玩具丧失兴趣。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种可以连接一服务器的互动是玩具，以扩充该玩具的功能范围。
为实现上述目的，本发明提供一种互动式玩具，该互动式玩具基本包含有一麦克风，用来将声音能量转换为对应的电子信号；一喇叭，用来产生一声音信息；一存储器，用来储存一玩具识别码；以及一介面，用来提供与一电脑系统间的通讯，该电脑系统可以与一电脑网络上的服务器连接；其中该互动式玩具由该麦克风提供该电子信号经过该介面传递至该电脑系统，同时该玩具识别码也会经由该介面传递至该电脑系统。该介面使该电脑系统可以根据由该服务器所接收的资料以控制该喇叭产生该声音信息。
在本发明的最佳实施例中，本发明所揭示的互动式玩具包含有一麦克风、一喇叭、一用来储存一玩具识别码的存储器，以及一可相连接于一电脑系统的通讯介面，其中该电脑系统另可相连接于一电脑网络上的服务器。该互动式玩具可以由该麦克风提供一电子信号经过该介面传递至该电脑系统，同时该玩具识别码也会经由该介面传递至该电脑系统。该介面使该电脑系统可以根据由该服务器所接收的资料，使该喇叭产生一声音信息。此外，在本发明的另一实施例中，也可利用一处理器以及一具有电脑系统连线作业能力的存储器安装于该互动式玩具内，来取代该电脑系统。
本发明的优点在于通过连接一电脑网络上的服务器，以使该互动式玩具可以扩充其内建功能。该服务器可以有效地作为新指令的储存处，且该服务器可以持续被更新。如此一来，使用者较不会对该互动是玩具感到厌烦。
图1本发明互动式玩具系统的第一实施例的示意图。
图2图1所示的互动式玩具以及电脑的方块图。
图3本发明互动式玩具的第二实施例的功能方块图。
具体实施例方式
请参考图1以及图2。图1为本发明互动式玩具系统10的第一实施例的示意图，图2为图1所示的互动式玩具系统10的方块图。本发明的互动式玩具系统10包括有一玩偶20，且玩偶20可与一电脑30相连接，而电脑30则另与一电脑网络40相连。其中，在本发明的实施例中，电脑网络40即假定为互联网络(Intemet)。
玩偶20包括有一麦克风22，一喇叭26，以及一通讯介面28，且麦克风22、喇叭26及通讯介面28均电连接于一控制电路24。玩偶20另包含有一电源供应器29，例如一电池，负责供应电力至控制电路24。控制电路24可以接收来自麦克风22的信号，并且将该信号传递至通讯介面28，而通讯介面28则进而将对应于该信号的信息传送至电脑30。相同地，通讯介面28也可以接收来自电脑30的信息，该信息接着会被传递至控制电路24，因此控制电路24可以利用该信息来控制喇叭26，以使喇叭26对一使用者产生声音信息。在此结构下，玩偶20可以由使用者透过麦克风22说话来传递信息至电脑30，相同地，电脑30可以利用通讯模块28并透过喇叭26产生声音信息，电脑30因此可视为玩偶20的“头脑”。玩偶20简单地利用最少数的电路系统24、28以支援相关信息的传送、接收以及适当处理。
电脑30包括有一电脑网络介面32，一存储器36以及一通讯介面38，均电连接于一处理器34。电脑30可以是一传统桌上型电脑或是一膝上型个人电脑。电脑网络介面32用来与电脑网络40建立一连线关系，可能包含有一网络卡、一数据机或是一缆线数据机等等。网络软件36a则安装于存储器36内，并且由处理器34来执行。网络软件36a配合电脑网络介面32一起作业，并且具有与一电脑网络40上的服务器42建立连线的能力。如同大众所熟悉的电脑作业，网络软件36a设计为可作业于其他套装软件系统下，例如一控制套装软件36d，以使该套装软件具有网络连线的功能。
声音辨识软件36b、一相关的玩具数据库36c以及控制软件36d均是以电脑可读媒介的型式，例如一光碟片或是一磁碟片，包含在玩偶20中，以包装成为一完整的产品。因此该使用者可以使用该电脑可读媒介将声音辨识软件36b、玩具数据库36c以及控制软件36d安装至电脑30的存储器36中。电脑30的通讯介面38即相当于玩偶20的通讯介面28，控制软件36d设计为用来控制通讯介面38，以传送或是接收来自玩偶20的信息，控制软件36d也可与网络软件36a一起作业，以传送或是接收来自服务器42的信息。通讯介面28、38可以使用一无线通讯(例如红外线收发装置、蓝牙通讯模块或是自行设计的无线电收发装置)或是一有线通讯(例如一US插槽、一RS-232插槽或是一平行插槽等等)。玩具数据库36c包括有多种指令39a以及一输出声音资料档案，例如歌曲39b以及故事39c。每一种指令39a均是以声音辨识软件36b可以使用的型式储存，当一输入声音资料提供至声音辨识软件36b，声音辨识软件36b会自多种指令39a中选择与该输入声音资料最相近的一种。
以下为互动式玩具系统10的一般操作原则一使用者透过麦克风22对玩偶20发出一指令，例如“唱一首歌”，该指令可产生相对应的电子信号，因此控制电路24可以接收来自麦克风22的该信号。控制电路会将该信号传递至通讯介面28，以进一步将该信号传送至电脑30。通讯介面28会根据其所使用的通讯型态以形成一调变信号(modulated signal)，接着将该调变信号传送至电脑30。而电脑30的通讯介面即解调(demodulate)来自玩偶20的该调变信号，以提供控制软件36d麦克风22所产生的电子信号。控制软件36d接着提供该口头语言(spoken-word)资料至声音辨识软件36b，声音辨识软件36b即分析该口头语言资料，并将其与玩具数据库36c内的指令39a做一比较，以选择一最相近的指令39a并告知控制软件36d。根据声音辨识软件36b所选择的指令39a，控制软件36d会发送一控制指令至玩偶20，以指示控制电路24使玩偶20完成一特定作业。举例来说，假设该使用者发出的口头语言命令为“唱一首歌”，控制软件36d会自众多歌曲声音输出档案39b中择一流入控制电路24，因此喇叭26会播放一相对应的歌曲。相对地，假设该使用者所发出的该口头语音指令为“说一则故事”，控制软件36d会自众多故事声音输出档案39c中择一传送至控制电路24，因此喇叭26会插放一相对应的语音故事。其余的指令，例如“坐下”或是“挥手”，也是可行的，控制电路24会根据接收自电脑30的控制软件36d的指令来控制玩偶20的行动。
然而，当目前储存于玩具数据库36c中的全部技能已经表现殆尽而且已经重复使用至厌倦的时候，使用者会希望能够有一些新鲜的内容。举例来说，该使用者会发出一口头语言指令“新歌”、“新故事”或是“新把戏”。一相对指令39a会被声音辨识系统捡选出来，而控制软件36d会指示网络软件36a与一电脑网络40上的服务器42连接以回应指令39a。控制软件36d会与服务器42沟通以自服务器42上的玩具数据库44获得一新把戏44a、歌曲44b或是故事44c，而由服务器42获得的新把戏44a、歌曲44b或是故事44c必须是目前没有安装在电脑30的玩具资料中36c。举例来说，为了回应一口头语言指令“新故事”以及对应的指令39a，控制软件36d会利用网络软件36a与服务器42连线，以获得一新故事的声音输出档案44c。此新故事的声音输出档案44c会被下载至故事数据库36c，并且进一步利用控制软件36d通过通讯介面38、28传送至控制电路24。如此一来，该使用者即可以听到他(她)以前未曾自玩偶20处听到的新故事。
特别重要的是，在每个玩偶20的控制电路24内均包含有一存储器24m来储存一玩具识别码24a。此玩具识别码24a用来标示不同类型的玩具，举例来说，一不同的玩具识别码34a分别用来标示一绒毛熊、一超级英雄以及一邪恶坏人等等。此玩具识别码24a可以由控制电路24透过通讯介面38、28提供给电脑30。控制软件36d可以发出一指令至控制电路24以明确地要求获知玩具识别码24a，或是当玩偶20与电脑30在起始安装以及彼此交换预设控制信号的程序(handshakingprocedure)中，由控制电路24提供玩具识别码24a。无论是上述哪一种情形，在自服务器42获得一新歌曲、故事或是把戏的连线过程中，控制软件36d均会提供玩具识别码24a给服务器42，因此服务器42会根据玩具识别码24a来提供适合该类型玩偶20的新把戏44a、歌曲44b或是故事44c。经由玩具识别码24a，不同种类的玩偶20因此可以保有鲜明的类型特质以及格调。也就是说，本发明中的各个玩偶20根据其玩偶识别码24来分别给予和玩偶20型态一致的一组歌曲、故事以及把戏。
此概念可以进一步运用在提供一识别信息24b于各个玩偶20的存储器24m中，每一个玩偶20所拥有的识别信息24b均不同于其他玩偶20。与玩具识别码24a相似，控制软件36d在获得识别信息24b之后，在自服务器42获得一新把戏44a、歌曲44b或是故事44c的连线过程中，控制软件36d会将识别信息24b提供给服务器42。因此服务器42可以记录一特定玩偶20所下载的每一则把戏44a、歌曲44b或是故事44c，以避免重复下载。如此一来，即使电脑30中的玩具数据库36c发生了损毁的情形，由于电脑网络服务器42利用识别信息24b持续记录，因此仍可以自服务器42的玩具数据库44中提供新资料，甚至可以帮助电脑30上的玩具数据库36c复原为原始状态。
关于本发明的玩偶20，最后要说明的是玩偶20可以另外包含一液晶显示器LCD 21电连接于控制电路24，控制软件36d可以发出指令至控制电路24并指示控制电路24透过液晶显示器21显示影像信息。
本发明的互动式玩具另有一设计相当复杂的精密设计。请同时参考图2以及图3，图3为本发明的互动式玩具50第二实施例的功能方块图。玩具50具有网络连线功能，因此可以直接连接至电脑网络40并与服务器42连线。玩具50包含有一电源供应器51、一麦克风52、一喇叭53、一电脑网络介面54、一液晶显示器55、一处理器56以及一存储器57。电源供应器51负责提供电力至玩偶50的所有元件，其可以为一运用电池的系统或是一能源转换装置。麦克风52用来根据撞击其上的声音能量来传送一对应的电子信号至处理器56，进一步来说，麦克风52设计为用来接收来自一使用者的口头指令，并提供该口头指令的对应电子信号至处理器56。喇叭53为处理器56所控制以对该使用者产生一声音信息，例如唱一首歌、说一则故事或是发出一有趣的声音等等。电脑网络介面54用来与一电脑网络40上的服务器42建立一网络连线作业，其可以是一数据机、一缆线数据机、一网络卡或是类似的电脑网络40连线工具。电脑网络介面54甚至可以与一电脑建立通讯(透过一USB插槽、一红外线收发装置或是其他类似装置)以利用该电脑作为进入电脑网络40的途径。液晶显示器55为处理器56所控制，用来对该使用者显示一影像信息。
存储器57包含有数个软件程序，该程序由处理器56执行以实施玩偶的功能。其中，存储器57包括有网络软件60、声音输出软件61、控制软件62、语音辨识软件63、声音资料64、一玩具识别码65以及一识别信息66。存储器57属于非挥发性、可读取以及写入的存储器系统，例如一可电除且可编程只读存储器(E2ROM，又可称为快闪式存储器)。玩具识别码65以及识别信息66可以选择性地储存于作为第二套记忆系统的只读存储器70中，以避免意外地抹除或是损毁玩具识别码65以及识别信息66。网络软件系配合电脑网络介面54一起作业，以与服务器42建立一通讯协定连接，例如一TCP/IP连接。声音输出软件61利用声音资料64来支配喇叭53。控制软件62用来全面性地控制玩偶50，并且具有数个指令62a。每一个指令对应于玩偶的一项特定功能，例如唱一首歌、说一则故事、停止、跳至下一则歌曲或故事、倒回前一则故事或歌曲，或是执行动作例如坐下、站立、躺下等等。特别一提的是，至少有一指令62a对应于玩偶50自电脑网络40上的服务器42下载新的把戏或是声音资料的动作。语音辨识系统63会处理来自麦克风52的电子信号，并且具有多种指令语音型式。每一个指令语音型式拥有对应于一则控制软件62的指令62a的语音图样63a。语音辨识软件63会根据语音型式分析来自麦克风52的电子信号，并且选择一与该使用者对麦克风52发出的命令最相近的语音图样63a。由语音辨识软件63所选择的语音图样63a具有一对应的指令62a，然后该指令62a即会被控制软件62执行。声音资料64包含有歌曲档案64a以及故事档案64b，其中每一则歌曲档案64a中拥有一首歌曲的声音资料，同样地，每一则故事档案64b中拥有一则口头故事的声音资料。其余的资料也可以储存在声音资料64中，例如有趣的或是警示的音效。
一使用者所提出的口头指令会被麦克风52所接收并且产生对应的电子信号传送至处理器56，接着处理器56会执行语音辨识软件63分析来自麦克风52的电子信号，以找出与该使用者的口头指令最相近的语音图样63a，并由语音辨识软件63将最相近的语音图样63a告知控制软件62，然后控制软件62会执行该适当对应的指令62a。举例来说，假设该对应的指令62a为唱一首歌，为执行指令62a，控制软件62会自声音资料64中选择一歌曲档案64a，并将歌曲档案64a提供至声音输出软件61。声音输出软件61会分析歌曲档案64a中的资料并且将对应信号传送至喇叭53，因此喇叭53可以根据歌曲档案64a产生声音。如此一来，玩偶50即可以依照该使用者的口头命令提供该使用者一首歌曲。
然而，特别值得一提的是，为反应由语音辨识软件63根据来自该使用者的口头命令所决定的指令62a，控制软件62可以利用网络软件60与电脑网络40上的服务器42连线，以自服务器42的玩具数据库44中获得一新把戏44a、歌曲44b或是故事44c。假设电脑网络介面54成功地连接电脑网络40(藉由一电话线、一网络缆线、透过一通道电脑等等)，接着会依序执行下列步骤(1)控制软件62指示网络软件60与服务器42建立一网络通讯协定。
(2)成功地与服务器42建立一网络连线之后，控制软件62会与服务器42协商(经由网络软件60)以获准进入服务器42，举例来说，可能必须登录一使用者名称以及密码。此时，控制软件62会提供玩具识别码65以及识别信息55至服务器42。
(3)在授权进入服务器42之后，控制软件62会指出欲自玩具服务器44获得的新项目类型，例如一把戏44a、歌曲44b或是故事44c。假设控制软件62明白地要求一特定把戏44a、歌曲44b或是故事44c，服务器42即回应以提供该特定的把戏44a、歌曲44b或是故事44c至玩偶50。否则，服务器42即通过追踪识别信息66自行决定一新把戏44a、歌曲44b或是故事44c来提供给玩偶50。无论是上述哪一种情形，控制软件62均会下载该新歌曲44b或是故事44c的声音资料，并且将该声音资料标示并储存于存储器57的声音资料区域64。一新下载的把戏44a则会于控制软件62中产生一具有对应的语音图样63a标签的新指令62a，同时也可能具有一对应的声音资料储存于声音资料区域中64。当使用一快闪式存储器时，在关掉玩偶50电源的情形下，最近更新的声音资料64、指令62a以及语音图样63a均不会被遗失。另一方面，控制软件62自服务器42下载的把戏44a、歌曲44b以及故事44c，必须符和玩具识别码65所标示的玩偶50型态。
(4)对应新把戏44a、歌曲44b以及故事44c的声音资料会由控制软件62提供至声音输出软件61，因此声音输出软件61可以通过该资料控制喇叭53作业，使得该使用者听见一新的歌曲44b、故事44c或是一新把戏44a的相关音效。
相较于习知技术，本发明提供一服务器作为本发明的互动式玩具的新功能储存处，因此该玩具结合该服务器可以视为一互动式玩具系统。此互动式玩具系统提供该玩具持续扩展功能的潜力，新的特色会由服务器根据一玩具识别码以及一识别信息提供至该玩具。该玩具可以直接或透过一个人电脑与一互联网络上的服务器连接，以下载获得一新功能。该服务器可以利用识别信息追踪已经被该玩具下载的功能，如此一来，可以避免重复下载的情况，或是当使用者意外损毁该玩具时，可以通过该服务器的追踪资料将其复原。另一方面，通过该玩具识别码，可以保持符合该玩具型态的个性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依据本发明权利要求所作的均等变化与修饰，均应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种互动式玩具，其特征在于，该互动式玩具包含有一麦克风，用来将声音能量转换为对应的电子信号；一喇叭，用来产生一声音信息；一存储器，用来储存一玩具识别码；以及一介面，用来提供与一电脑系统间的通讯，该电脑系统可以与一电脑网络上的服务器连接；其中该互动式玩具是由该麦克风提供该电子信号经过该介面传递至该电脑系统，同时该玩具识别码也会经由该介面传递至该电脑系统。该介面使该电脑系统可以根据由该服务器所接收的资料以控制该喇叭产生该声音信息。
2.如权利要求1所述的互动式玩具，其特征在于其中该电脑提供该玩具识别码至该服务器，而该服务器根据该玩具识别码来提供一声音资料。
3.如权利要求2所述的互动式玩具，其特征在于其中该电脑可以根据由麦克风输入的电子信号来完成多种作业，该多种作业中至少有一种自该服务器下载该声音资料。
4.如权利要求2所述的互动式玩具，其特征在于其中该存储器另储存有一识别信息，而该互动式玩具会提供该识别信息至该电脑系统。
5.如权利要求3所述的互动式玩具，其特征在于其中该电脑网络上的服务器根据该玩具识别码以及该识别信息来提供该声音资料。
6.如权利要求1所述的互动式玩具，其特征在于其中该互动式玩具另包含有一液晶显示器，且该电脑系统可以透过该介面来控制该液晶显示器。
7.如权利要求1所述的互动式玩具，其特征在于其中该声音资料包含有口头故事资料。
8.如权利要求1所述的互动式玩具，其特征在于其中该声音资料包含有音乐资料。
9.一种互动式玩具，其特征在于，该互动式玩具包含有一麦克风，用来将声音能量转换为对应的电子信号；一喇叭，用来产生一声音信息；一电脑系统连线介面，用来连接一电脑网络；一存储器，该存储器包含有一电脑系统连线软件，用来控制该电脑系统连线介面；一控制软件，可以根据多种指令来执行多种作业；一玩具识别码；声音资料；以及声音输出软件，用来根据该声音资料产生该声音信号；一处理系统，用来执行该控制软件、该电脑系统连线软件以及该声音输出软件；以及一语音辨识系统，用来根据由该麦克风输入的该电子信号来产生至少一指令，并且提供该指令至该控制软件；其中该指令包括一下载指令，而该控制软件会指示该电脑系统连线软件自一电脑网络上的服务器获得该声音资料，以回应自该语音辨识系统接收的该下载指令。
10.如权利要求9所述的互动式玩具，其特征在于其中当执行该下载指令时，该电脑系统连线软件会提供该电脑网络上的服务器该玩具识别码，而该电脑网络上的服务器会根据该玩具识别码来提供该声音资料。
11.如权利要求10所述的互动式玩具，其特征在于其中该存储器另储存有一识别信启，而该电脑系统连线软件会提供该识别信息至该电脑网络上的服务器。
12.如权利要求11所述的互动式玩具，其特征在于其中该电脑网络上的服务器根据该玩具识别码以及该识别信息来提供该声音资料。
13.如权利要求9所述的互动式玩具，其特征在于其中该互动式玩具另包含有一液晶显示器，且该控制软件根据由该语音辨识系统接收的指令来控制该液晶显示器。
14.如权利要求9所述的互动式玩具，其特征在于其中该声音资料包含有口头故事资料。
15.如权利要求9所述的互动式玩具，其特征在于其中该声音资料包含有音乐资料。
16.一种互动式玩具系统，其特征在于，该互动式玩具系统包含有一玩具，该玩具包含有一麦克风，用来将声音能量转换为对应的电子信号；一喇叭，用来产生一声音信息；以及一第一存储器，用来储存一玩具识别码；一处理系统，该处理系统包含有一电脑系统连线介面，用来连接一电脑网络；一声音介面，用来接受来自该麦克风的该电子信号，以及提供声音信号至该喇叭以产生一声音信息；以及一第二存储器，该第二存储器包含有一电脑系统连线软件，用来控制该电脑系统连线介面；一控制软件，可以根据多种指令来执行多种作业；声音资料以及声音输出软件，用来根据该声音资料产生该声音信号；以及一语音辨识系统，用来根据由该麦克风输入的该电子信号来产生至少一指令，并且提供该指令至该控制软件；以及一电脑网络服务器，系连接至该电脑网络以提供资料至该处理系统；其中该指令包括一下载指令，而该控制软件会指示该电脑系统连线软件自该电脑网络服务器获得该声音资料，以回应自该语音辨识系统接收的该下载指令。
17.如权利要求16所述的互动式玩具，其特征在于其中当执行该下载指令时，该电脑系统连线软件会提供该电脑网络服务器该玩具识别码，而该电脑网络服务器会根据该玩具识别码来提供该声音资料。
18.如权利要求17所述的互动式玩具，其特征在于其中该第一存储器另储存有一识别信息，而该电脑系统连线软件会提供该识别信息至该电脑网络服务器。
19.如权利要求18所述的互动式玩具，其特征在于其中该电脑网络服务器根据该玩具识别码以及该识别信息来提供该声音资料。
20.如权利要求16所述的互动式玩具，其特征在于其中该处理系统系配至于该玩具内部。
21.如权利要求16所述的互动式玩具，其特征在于其中该互动式玩具另包含有一液晶显示器，且该控制软件根据由该语音辨识系统接收的指令来控制该液晶显示器。
22.如权利要求16所述的互动式玩具，其特征在于其中该声音资料包含有口头故事资料。
23.如权利要求16所述的互动式玩具，其特征在于其中该声音资料包含有音乐资料。
全文摘要
本发明提供一种互动式玩具。该互动式玩具包含有一麦克风、一喇叭、一用来储存一玩具识别码的存储器，以及一用以连接一电脑系统的通讯介面，其中该电脑系统与一电脑网络上的服务器连接。该互动式玩具可以由该麦克风提供一电子信号经过该介面传递至该电脑系统，同时该玩具识别码也会经由该介面传递至该电脑系统。该介面使该电脑系统可以根据由该服务器所接收的资料，使该喇叭产生一声音信息。此外，在本发明的另一实施例中，也可利用一处理器以及一具有电脑系统连线作业能力的存储器安装于该互动式玩具内，来取代该电脑系统。
文档编号G06F19/00GK1517934SQ0310035
公开日2004年8月4日 申请日期2003年1月13日 优先权日2003年1月13日
发明者刘书铭 申请人:刘书铭