教学机器人的教学方法、装置、存储介质及教学机器人与流程

本申请实施例涉及学习用品领域，尤其涉及一种教学机器人的教学方法、装置、存储介质及教学机器人。

背景技术：

随着社会经济的快速发展，科技水平的逐渐提高，在儿童学习和成长阶段，教学机器人已经融入到很多家庭当中。

儿童可以在教学机器人的辅助下，进行各种学科的学习。然而，相比于在老师的教导下学习，儿童在跟随教学机器人学习的过程中，儿童学习的专注程度无法被教学机器人所获知，而学习过程中专注程度又直接影响儿童的学习质量。是否能够跟得上学习内容，以及是否能够经过思考理解学习内容，都与学习过程中的专注程度有着直接的关系。因此，如果需要提高儿童跟随教学机器人的学习质量，则对儿童的专注程度的监控是亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种教学机器人的教学方法、装置、存储介质及教学机器人，可以实现在儿童学习过程中，对儿童的专注程度进行评估并能够采取适当的方式提高儿童专注程度的目的。

第一方面，本申请实施例提供了一种教学机器人的教学方法，该方法包括：

获取学习过程中的用户图像；

根据所述用户图像，确定用户的专注程度；

当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。

进一步的，根据所述用户图像，确定用户的专注程度，包括：

根据所述用户图像，识别用户图像中用户的距离；

根据用户的距离确定用户的专注程度；和/或，

根据所述用户图像，识别用户图像中用户的面部方向；

根据用户的面部方向确定用户的专注程度；和/或，

根据所述用户图像，识别用户图像中用户的注视方向；

根据用户的注视方向确定用户的专注程度。

进一步的，所述当用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，包括：

当用户的专注程度低于预设阈值时，采取第一提高用户专注程度的方式；判断用户的专注程度是否高于预设阈值；

若否，则采取第二提高用户专注程度的方式。

进一步的，在当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度之后，所述方法还包括：

若所述用户的专注程度仍然低于预设阈值，则开启学习过程，并在等待预设时长后，重新暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度。

第二方面，本申请实施例提供了一种教学机器人的教学装置，该装置包括：

用户图像获取模块，用于获取学习过程中的用户图像；

专注程度确认模块，用于根据所述用户图像，确定用户的专注程度；

专注程度提高模块，用于当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。

进一步的，所述专注程度确认模块包括：

距离确定单元，用于根据所述用户图像，识别用户图像中用户的距离；

根据用户的距离确定用户的专注程度；

和/或，

面向确定子单元，用于根据所述用户图像，识别用户图像中用户的面部方向；

根据用户的面部方向确定用户的专注程度；

和/或，

注视方向确定单元，用于根据所述用户图像，识别用户图像中用户的注视方向；

根据用户的注视方向确定用户的专注程度。

进一步的，所述专注程度提高模块包括：

第一专注程度提高单元，用于当用户的专注程度低于预设阈值时，采取第一提高用户专注程度的方式；；

专注程度判断单元，用于判断用户的专注程度是否高于预设阈值；

第二专注程度提高单元，用于专注程度判断单元判断为否，则采取第二提高用户专注程度的方式。

进一步的，所述专注程度提高模块还用于：

若所述用户的专注程度仍然低于预设阈值，则开启学习过程，并在等待预设时长后，重新暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度。

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例所述的教学机器人的教学方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种教学机器人，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例所述的教学机器人的教学方法。

本申请实施例所提供的技术方案，获取学习过程中的用户图像；根据所述用户图像，确定用户的专注程度；当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。通过采用本申请所提供的技术方案，可以实现在儿童学习过程中，对儿童的专注程度进行评估并能够采取适当的方式提高儿童专注程度的目的。

附图说明

图1是本申请实施例一提供的教学机器人的教学方法的流程图；

图2是本申请实施例二提供的教学机器人的教学方法的流程图；

图3是本申请实施例三提供的教学机器人的教学装置的结构示意图；

图4是本申请实施例五提供的一种教学机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本申请实施例一提供的教学机器人的教学方法的流程图，本实施例可适于辅助儿童学习的情况，该方法可以由本申请实施例所提供的教学机器人的教学装置执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成于教学机器人中。

如图1所示，所述教学机器人的教学方法包括：

s110、获取学习过程中的用户图像。

其中，可以在学习场景中对用户的图像进行获取，例如可以是儿童通过教学机器人进行课程学习的场景，还可以是通过教学机器人完成作业的场景，除此之外，学习场景还可以是用户手动完成作业的场景。在这样的学习场景中，学习机或者教学机器人可以辅助儿童完成作业，例如可以帮助对儿童做作业的速度进行记录，或者可以随时解答儿童在做作业中所提出的问题等。

在本实施例中，教学机器人可以包括学习机。如，可以通过学习机或者教学机器人的摄像头获取儿童的图片，其中，摄像头的个数可以是一个或者多个，为了能够获取到有效的用户图片，可以按照需求将摄像头的拍摄角度进行调整，例如在儿童通过学习机或者教学机器人的显示屏进行学习时，可以优先对显示屏所对应的方向进行拍摄，如果利用图像识别技术发现儿童没有在图片范围内，可以将摄像头进行水平旋转，优选的，摄像头可以在水平范围内进行360度的旋转。这样可以有利于在学习过程中随时获取有效的用户图像。在本实施例中，用户可以不仅是儿童，还可以是成年人，老年人等，此处仅以儿童进行举例说明，并不对用户的年龄范围进行限定。其中，用户图像可以是包括用户头部的特征的图像，因为用户的面部是否面向教学机器人的方向或者作业本的方向，可以反映出用户在学习过程中的专注程度。即便用户面向其他方向，则可以拍摄到用户的脑后部位以及背后部位，因此，用户图像优选是包括用户的头部的图像数据。

在本实施例中，可以每隔固定时间进行一次用户图像的获取，例如每隔1分钟至10分钟，具体的，如每2分钟对用户图像进行获取。这样设置的好处是既可以确保在学习场景中能够对用户的专注程度进行监督，还能够节省功耗，提高学习机或者教学机器人的续航能力。

s120、根据所述用户图像，确定用户的专注程度。

其中，用户图像中，可以通过图像识别技术，确定用户的眼睛是否在看着教学机器人的屏幕或者作业本。如果是，则可以确定用户的专注程度较高，如果不是，则可以确定当前用户可能处于专注程度较低的状态。在本实施例中，可以根据对用户图像的识别，为用户的专注程度进行评估，评估结果可以是等级，也可以是得分。具体的评估方式可以是根据对大量数据的统计来得到的，也可以是对大量数据的学习，所构建的专注程度评估模型，利用该评估模型对用户图像进行专注程度的评估。

示例性的，可以在获取到用户图像后，对用户的面部图像进行识别，如果识别不到用户的面部图像，则可以调整角度获取用户图像，若调整三次后，即教学机器人的每个方向都进行了拍摄后，仍然无法识别到用户的面部图像，则可以确定用户当前不在教学机器人所在的环境中。如果识别到用户的面部图像后，可以对用户的眼部的张开范围进行检测，如果用户的眼部张开范围为完全张开而且面对屏幕，则说明用户的专注程度是较高的，如果用户的眼部张开已经不足平时张开幅度的50％，则说明用户可能是困倦的，则用户的专注程度可能较低。其中，专注程度可以包括极高、较高、一般、较低和极低五个等级。

s130、当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。

其中，当监控到用户的专注程度已经低于预设阈值，则说明用户当前对学习内容的接受程度是很差的，因此可以暂停学习过程，并需要采取预设方式提高用户的专注程度。

在本实施例中，可选的，所述当用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，包括：当用户的专注程度低于预设阈值时，采取第一提高用户专注程度的方式；判断用户的专注程度是否高于预设阈值；若否，则采取第二提高用户专注程度的方式。

其中，采用多轮形式的提高用户的专注程度可以起到循序渐进的效果，在用户能够提高自己的专注程度之后开启已经暂停的学习过程。例如，可以第一提高用户专注程度的方式可以使用户的专注程度提高，则可以无需进行后续的其他操作，这样可以保证用户在学习过程中的连贯性，提高用户的使用体验。

其中，每一次提高用户专注程度的方式可以不同，例如第一提高用户专注程度的方式可以通过播放提示音，例如发出“请注意了啊”，或者发出“咚咚”的响声，以提高用户的专注程度，如果第一提高用户专注程度的方式后检测用户仍然没有提高专注程度，例如还是没有面向显示屏，则可以进行第二提高用户专注程度的方式，例如可以采取播放音乐，例如儿歌、动画片的片头音乐等，如果第二提高用户专注程度的方式后用户仍然没有面向显示屏，则可以进行第三提高用户专注程度的方式，例如播放一段故事视频或者游戏视频等，如果三次高用户专注程度的方式均失败，则可以先回到学习场景，过一段时间后再进行用户图像的获取和识别。在本实施例中，优选的可以设置两次或者三次提高用户专注程度的方式，如果均失败，则可以先返回至学习场景中。

本技术方案这样设置的好处是可以在用户的专注程度需要进行提高时，采用合适的方式进行提高，这样即能够提高用户的专注程度，又降低了提高专注程度的方式本身对学习内容的播放的连贯性造成的影响。

本申请实施例所提供的技术方案，获取学习过程中的用户图像；根据所述用户图像，确定用户的专注程度；当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。通过采用本申请所提供的技术方案，可以实现在儿童学习过程中，对儿童的专注程度进行评估并能够采取适当的方式提高儿童专注程度的目的。

在上述各技术方案的基础上，优选的，在当监控到用户的专注程度低于预设阈值时，采取预设方式提高用户的专注程度之后，所述方法还包括：若提高用户的专注程度至高于预设阈值，则返回至学习场景中。其中，如果经过预设方式提高用户的专注程度之后，用户的专注程度可以高于预设阈值，则说明提高用户的专注程度成功，则继续学习，教学机器人继续对用户的专注程度进行监督。这样设置的好处是可以提高用户的学习效率，能够在专注程度较高的状态下完成学习内容，起到了较好的伴随用户学习的效果。

在上述各技术方案的基础上，优选的，在当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度之后，所述方法还包括：若所述用户的专注程度仍然低于预设阈值，则开启学习过程，并在等待预设时长后，重新暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度。在本技术方案中，如果提高用户的专注程度失败，则可以先返回学习场景，看用户会不会在预设时长内把注意力集中在学习内容上，例如用户在学习过程中，需要为家人开门等，则不可能在听到提高用户的专注程度信息后很快的把注意力集中回来，则可以在预设时长后再次对用户的专注程度进行检测。这样可以提高用户的使用体验，并能够在用户面临突发情况时，不会导致学习场景被中断，影响用户的学习使用体验的现象。

实施例二

图2是本申请实施例二提供的教学机器人的教学方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上，具体优化为：根据所述用户图像，确定用户的专注程度，包括：根据所述用户图像，识别用户图像中用户的距离；根据用户的距离确定用户的专注程度；和/或，根据所述用户图像，识别用户图像中用户的面部方向；根据用户的面部方向确定用户的专注程度；和/或，根据所述用户图像，识别用户图像中用户的注视方向；根据用户的注视方向确定用户的专注程度。

如图2所示，所述教学机器人的教学方法包括：

s210、获取学习过程中的用户图像。

s220、根据所述用户图像，识别用户图像中用户的距离；根据用户的距离确定用户的专注程度；和/或，根据所述用户图像，识别用户图像中用户的面部方向；根据用户的面部方向确定用户的专注程度；和/或，根据所述用户图像，识别用户图像中用户的注视方向；根据用户的注视方向确定用户的专注程度。

其中，用户的距离可以是用户距离学习机或者教学机器人的距离，可以通过参照物来确定，还可以在图像获取过程中，不仅包括每个像素点的rgb三原色，还包括每个像素点的深度信息，进而根据用户的头部像素点的深度信息来确定用户的距离。示例性的，当用户与教学机器人的距离大于2米时，则可以确定用户的专注程度是较低的，可以采取预设方式提高用户的专注程度。本实施例中可以获取用户的面部图像，进而根据面部图像确定用户的面部方向。例如，如果检测到用户的面部朝向并非是教学机器人的显示屏方向，则可以确定用户的专注程度是较低的，可以采取预设方式提高用户的专注程度。其中，对于面部方向的确定可以基于图像识别技术来确定。另外，本实施例中可以获取用户的眼部图像确定用户的注视方向。当用户的注视方向不在教学机器人的屏幕上或者作业本上时，可以确定用户当前的专注程度较低，可以采取预设方式提高用户的专注程度。可以理解的，如果获取到的用户图像只拍摄到了用户的后脑勺，则可以确定用户当前的注视方向并不在学习机或者教学机器人的屏幕或者作业本上。本实施例中可以采取上述两种方式中的一种进行用户专注程度的判断，还可以采取上述的两种方式或者三种方式共同进行判断，这样设置的好处是可以在用户学习过程中能够对用户的学习专注程度进行监控，并为用户提供召回措施，可以辅助用户在高专注程度下完成学习，辅助提高用户的学习效果。

s230、当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。

本实施例在上述实施例的基础上，提供了一种对用户的专注程度进行判断的方法，这样设置的好处是可以提高用户在学习过程中的专注程度，辅助提高用户的学习效果。

实施例三

图3是本申请实施例三提供的教学机器人的教学装置的结构示意图。如图3所示，所述教学机器人的教学装置，包括：

用户图像获取模块310，用于获取学习过程中的用户图像；

专注程度确认模块320，用于根据所述用户图像，确定用户的专注程度；

专注程度提高模块330，用于当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。

本申请实施例所提供的技术方案，获取学习过程中的用户图像；根据所述用户图像，确定用户的专注程度；当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。通过采用本申请所提供的技术方案，可以实现在儿童学习过程中，对儿童的专注程度进行评估并能够采取适当的方式提高儿童专注程度的目的。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述专注程度确认模块包括：

距离确定单元，用于根据所述用户图像，识别用户图像中用户的距离；

根据用户的距离确定用户的专注程度；

和/或，

面向确定子单元，用于根据所述用户图像，识别用户图像中用户的面部方向；

根据用户的面部方向确定用户的专注程度；

和/或，

注视方向确定单元，用于根据所述用户图像，识别用户图像中用户的注视方向；

根据用户的注视方向确定用户的专注程度。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述专注程度提高模块包括：

声音召回单元，用于当监控到用户的专注程度低于预设阈值时，采取第一轮提高用户的专注程度的措施；其中，所述第一轮提高用户的专注程度的措施包括播放声音措施；

视频召回单元，用于若判断用户的专注程度未高于预设阈值，则采取第二轮提高用户的专注程度的措施；其中，所述第二轮提高用户的专注程度的措施包括播放视频措施。

在上述各技术方案的基础上，可选的，

所述专注程度提高模块包括：

第一专注程度提高单元，用于当用户的专注程度低于预设阈值时，采取第一提高用户专注程度的方式；；

专注程度判断单元，用于判断用户的专注程度是否高于预设阈值；

第二专注程度提高单元，用于专注程度判断单元判断为否，则采取第二提高用户专注程度的方式。

在上述各技术方案的基础上，可选的，所述专注程度提高模块还用于：

若所述用户的专注程度仍然低于预设阈值，则开启学习过程，并在等待预设时长后，重新暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度。

上述产品可执行本申请任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种教学机器人的教学方法，该方法包括：

获取学习过程中的用户图像；

根据所述用户图像，确定用户的专注程度；

当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。

存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如cd-rom、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如dram、ddrram、sram、edoram，兰巴斯(rambus)ram等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的专注程度的监控操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的教学机器人的教学方法中的相关操作。

实施例五

本申请实施例提供了一种教学机器人，该教学机器人中可集成本申请实施例提供的教学机器人的教学装置。图4是本申请实施例五提供的一种教学机器人的结构示意图。如图4所示，本实施例提供了一种教学机器人400，其包括：一个或多个处理器420；存储装置410，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器420执行，使得所述一个或多个处理器420实现本申请实施例所提供的教学机器人的教学方法，该方法包括：

获取学习过程中的用户图像；

根据所述用户图像，确定用户的专注程度；

当所述用户的专注程度低于预设阈值时，则暂停学习过程并采取预设方式提高用户的专注程度，直到所述用户的专注程度高于预设阈值后开启。

当然，本领域技术人员可以理解，处理器420还可以实现本申请任意实施例所提供的教学机器人的教学方法的技术方案。

图4显示的教学机器人400仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，该教学机器人400包括处理器420、存储装置410、输入装置430和输出装置440；教学机器人中处理器420的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器420为例；教学机器人中的处理器420、存储装置410、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线450连接为例。

存储装置410作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块单元，如本申请实施例中的教学机器人的教学方法对应的程序指令。

存储装置410可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置410可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置410可进一步包括相对于处理器420远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置430可用于接收输入的数字、字符信息或语音信息，以及产生与教学机器人的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏、扬声器等设备。

本申请实施例提供的教学机器人，可以实现在儿童学习过程中，对儿童的专注程度进行评估并能够采取适当的方式提高儿童专注程度的目的。

上述实施例中提供的教学机器人的教学装置、存储介质及教学机器人可执行本申请任意实施例所提供的教学机器人的教学方法，具备执行该方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的教学机器人的教学方法。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。