本发明属于智能机器人领域，尤其涉及一种宠物治愈系机器人。
背景技术：
近年来，随着社会老龄化的不断发展，失智老人数量激增，所带来的家庭和社会问题也随之增多。但是子女们常常由于工作等原因，并不能经常和老人进行交流，对老人的精神健康造成不利影响。
目前陪伴失智老人对家庭和养老机构来讲都是面临种种困难，因缺乏专业照护理念，失智专业照护知识的护理者缺乏，有的机构或家庭的做法是给老人一个布娃娃，通过布娃娃来陪伴老人。这种布偶类产品针对喜欢小孩的失智老人，可以暂时起到陪伴、慰藉老人的作用。
但是，这类布娃娃为静态的产品，不能与老人进行互动和交流，陪伴质量差，陪伴和慰藉失智老人的效果有待提升。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提出了一种宠物治愈系机器人，可以在一定程度上与老人进行互动和交流，起到精神慰藉的作用，有利于老人的精神健康。
本发明采用的技术方案如下：
一种宠物治愈系机器人，包括控制器、语音输入模块、触摸输入模块、动作输出模块和存储模块，其中：
所述语音输入模块用于接收语音输入，并进行语音识别，将语音转换成相应的语言文本；
所述触摸输入模块包括多个压力传感器，所述压力传感器布置在机器人表面的不同位置，从而可以检测到用户对机器人表面不同位置的触摸压力；
所述动作输出模块用于操纵机器人做出不同的动作，其接收控制器发出的动作指令，操纵机器人做出相应动作；
所述控制器用于接收语音输入模块和触摸输入模块的输入信息，并根据所述输入信息向动作输出模块发出动作指令；
所述存储模块用于存储语音特征集到动作输出集的对应关系，以及触摸特征集到动作输出集的对应关系；其中所述语音特征集中的每个元素都包括一组语音特征，所述触摸特征集中的每个元素都包括一组触摸特征，所述动作输出集中的每个元素代表所述机器人的一个动作，并且所述动作输出集中的所有元素具有预先设置的优先级。
进一步地，所述控制器根据所述输入信息向动作输出模块发出动作指令包括：
(1)控制器从语音输入模块和触摸输入模块获取语音输入信息和触摸输入信息；
(2)控制器定时获取语音特征组和触摸特征组；如果语音特征组和触摸特征组都为空，则控制器不作任何操作，否则控制器继续后续步骤；
(3)如果语音特征组不为空，则控制器计算该语音特征组与语音特征集中每一个元素的相似度，从语音特征集中选择与该语音特征组相似度最高的一个元素a，获取该元素a所对应的多个动作，构成动作集1；如果该语音特征组为空，则动作集1也为空；
(4)如果触摸特征组不为空，则控制器计算该触摸特征组与触摸特征集中每一个元素的相似度，从触摸特征集中选择与该触摸特征组相似度最高的一个元素b，获取该元素b所对应的多个动作，构成动作集2；如果该触摸特征组为空，则动作集2也为空；
(5)如果动作集1和动作集2的交集不为空，则取该交集中优先级最高的动作作为输出动作；如果动作集1和动作集2的交集为空，则取动作集1和动作集2的并集中优先级最高的动作作为输出动作；
(6)控制器向动作输出模块发送该输出动作的动作指令，从而使动作输出模块执行该输出动作。
进一步地，所述语音输入信息包括所述语音输入模块获取的所述语言文本。
进一步地，所述触摸输入信息包括每个压力传感器采集的压力值。
进一步地，步骤(2)进一步包括：
如果存在待处理的语言文本，则控制器对待处理的语言文本进行分词，获得相应的词语；从获得的词语中去除非关键词语，剩下的每个词语构成该语言文本的一个语音特征，所有获得的语音特征构成了相应的语音特征组；
进一步地，步骤(2)进一步包括：
如果存在待处理的触摸输入信息，则控制器针对每一个压力传感器，计算其待处理压力值的平均值，作为该压力传感器的触摸特征，所有压力传感器的触摸特征，构成相应的触摸特征组。
进一步地，设该语音特征组包括n个语音特征，对于语音特征集中的任一个元素a，设该元素a中语音特征的数量为|a|，该元素a与该语音特征组具有na个相同的语音特征，则该语音特征组与该元素a的相似度s1通过下述公式计算：
s1＝na/(n+|a|)。
进一步地，设机器人身上共有m个压力传感器，设该触摸特征组的m个触摸特征为{c1，c2，……，cm}，对于触摸特征集中的任意一个元素b，设其包括的触摸特征为{b1，b2，……，bm}，则该触摸特征组与元素b的相似度s2通过下述公式计算：
进一步地，还包括通信模块，所述通信模块用于与上位机通信，接收上位机对该宠物机器人的相关设置。
进一步地，所述机器人的外观为布娃娃、猫或者狗。
【附图说明】
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是本发明宠物治愈系机器人的逻辑结构图。
【具体实施方式】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明所涉及的是一种宠物治愈系机器人，该机器人在外观上不受限制，可以制作成任意一种样貌。例如可以制作成一个类似布娃娃的样貌，也可以制作成猫、狗等宠物类形状。
无论外观如何，本发明的机器人在功能设计上包括语音输入、触摸输入和动作输出。具体地，参见附图1，其示出了本发明机器人的逻辑结构图，该机器人包括控制器、语音输入模块、触摸输入模块、动作输出模块、存储模块和通信模块。
所述语音输入模块可以接收外界的语音输入，并进行语音识别，将语音转换成相应的语言文本。获得的语言文本可被传输给控制器以进行进一步的处理。优选的，所述语音输入模块可以包括科大讯飞双麦克风阵列模块，该模块具有远场拾音技术，可以实现3米嘈杂环境或5米安静环境下的完美收音，抑制噪声干扰，让设备听清更容易。
所述触摸输入模块包括多个压力传感器，所述压力传感器布置在机器人表面的不同位置，从而可以检测到用户对机器人表面不同位置的触摸压力，压力传感器获取的压力值可被传送到控制器以进行进一步的处理。压力传感器的数量和位置与机器人的外观密切相关，可以由设计者具体选择，本发明对此不作限制。例如，对于一个猫咪外观的宠物机器人，可以在猫咪的人造毛包覆材料层下面安装所述传感器，可以安装在猫咪的背部、头部、腹部等等位置。
所述动作输出模块可以操纵机器人做出不同的动作，其接收控制器发出的动作指令，做出相应动作。例如，对于一个猫咪外观的宠物机器人，动作输出模块可以驱动猫尾内部设置的机械结构，做出摇尾巴的动作。
所述控制器接收语音输入模块和触摸输入模块的输入信息，根据本发明所设置的方法发出相应的动作指令，将该动作指令传送给动作输出模块，从而输出相应的动作。
所述通信模块用于与上位机通信，接收上位机对该宠物机器人的相关设置。因而老人的子女可以使用上位机对宠物机器人进行需要的设置，方便用户进行机器人的自定义。
所述存储模块用于存储控制器执行方法所需要的相关信息，在本发明中，主要存储输入集与输出集的对应关系。具体而言，本发明的宠物机器人根据接收到的语音输入和触摸输入，确定机器人可以输出的动作。例如，对于一个猫咪外观的宠物机器人，可以实现当老人抚摸猫咪背部时，摇动猫尾。这实际上就是一个触摸输入到猫尾摇动动作输出之间的对应关系。这样，所述存储模块中就可以存储了定义好的语音特征集到动作输出集的对应关系，以及触摸特征集到动作输出集的对应关系。这种对应关系可以由机器人厂家预先设置，也可以由用户通过上位机来设置。语音特征集中的每个元素都包括一组语音特征，类似的，触摸特征集中的每个元素都包括一组触摸特征，上述对应关系指示了语音特征集中的每个元素或触摸特征集中的每个元素可以对应到一个或多个动作输出集中的元素。动作输出集中的每个元素代表一个动作，并且动作输出集的所有元素还具有预先设置的优先级。
基于上述结构，下面对本发明宠物机器人具体的输入和输出进行详细说明：
(1)控制器从语音输入模块和触摸输入模块获取语音输入信息和触摸输入信息。
如前所述，语音输入模块可以采集外界语音，并进行语音识别，转换成相应的语言文本，所述语言文本就作为其采集的语音输入信息。而触摸输入模块包括多个压力传感器，其触摸输入信息包括每个压力传感器采集的压力值。控制器获取上述语言文本和压力值，以做后续的进一步处理。
(2)控制器定时获取语音特征组和触摸特征组。
定时的时间间隔可以预先设置，设时间间隔为t，则在刚过去的时间t内，所有语音输入信息为待处理语音输入信息，所有触摸输入信息为待处理触摸输入信息，对待处理语音输入信息进行处理，获取语音特征组，对待处理触摸输入信息进行处理，获取触摸特征组。
优选的，t为10秒，控制器每10秒对过去10秒内的语音输入信息和触摸输入信息进行处理，获得一组语音特征和一组触摸特征，如果过去10秒不存在语音输入信息，则该语音特征组为空，类似的，如果过去10秒不存在触摸输入信息，则该触摸特征组为空。
如果存在待处理的语音输入信息(即待处理的语言文本)，控制器基于下述方法获取相应的语音特征组：
(2.1)控制器对待处理的语言文本进行分词，获得相应的词语。
具体的分词方法本领域中已经多种公知的方法，本发明可以使用任意一种公知的分词方法，在此不再赘述。
(2.2)控制器从获得的词语中去除非关键词语，剩下的每个词语构成该语音文本的一个语音特征，所有获得的语音特征构成了相应的语音特征组。
所述非关键词语指的是不具有特定含义的词语，例如语气词、介词等等。
如果存在待处理的触摸输入信息(即待处理的压力值)，控制器基于下述方法获取相应的触摸特征组：
(2.3)针对每一个压力传感器，控制器计算其待处理压力值的平均值，作为该压力传感器的触摸特征。
仍然以10秒定时为例，如果一个压力传感器在过去10秒内采集到了k个压力值，则该k个压力值的平均值就作为该压力传感器相应的触摸特征。
(2.4)控制器将得到的所有压力传感器的触摸特征，构成相应的触摸特征组。
如果语音特征组和触摸特征组都为空，则控制器就不作任何操作，否则控制器继续后续步骤。
(3)如果语音特征组不为空，则控制器计算该语音特征组与语音特征集中每一个元素的相似度，从语音特征集中选择与该语音特征组相似度最高的一个元素a，获取该元素a所对应的多个动作，构成动作集1。如果该语音特征组为空，则动作集1也为空。
对于相似度的计算可以有多种方法，根据本发明的一个实施例，语音特征组的相似度计算采用下述方法：
设该语音特征组包括n个语音特征，对于语音特征集中的任一个元素a，设该元素a中语音特征的数量为|a|，该元素a与该语音特征组具有na个相同的语音特征，则该语音特征组与该元素a的相似度s1通过下述公式计算：
s1＝na/(n+|a|)
如前所述，语音特征集中每个元素可以对应到动作输出集中的一个或多个动作，因此基于所述元素a，可以获取相应的动作集1。
(4)如果触摸特征组不为空，则控制器计算该触摸特征组与触摸特征集中每一个元素的相似度，从触摸特征集中选择与该触摸特征组相似度最高的一个元素b，获取该元素b所对应的多个动作，构成动作集2。如果该触摸特征组为空，则动作集2也为空。
对于触摸特征组的相似度计算方法可以有多种，根据本发明的一个实施例，触摸特征组的相似度计算方法如下：
由于一组触摸特征就是机器人身上各个压力传感器的平均压力，因此设机器人身上共有m个压力传感器，则一组触摸特征就包括了m个触摸特征。设该触摸特征组的m个触摸特征为{c1，c2，……，cm}，对于触摸特征集中的任意一个元素b，设其包括的触摸特征为{b1，b2，……，bm}，则该触摸特征组与元素b的相似度s2通过下述公式计算：
如前所述，触摸特征集中每个元素也可以对应到动作输出集中的一个或多个动作，因此基于所述元素b，可以获取相应的动作集2。
(5)如果动作集1和动作集2的交集不为空，则取该交集中优先级最高的动作作为输出动作；如果动作集1和动作集2的交集为空，则取动作集1和动作集2的并集中优先级最高的动作作为输出动作。
(6)控制器向动作输出模块发送该输出动作的动作指令，从而使动作输出模块执行该输出动作。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。