一种儿童陪伴机器人

1.本发明涉及陪伴机器人技术领域，更具体地涉及一种儿童陪伴机器人。


背景技术：

2.在社会在发展趋势下，传统的中国家庭，即由父母与已婚子女所组成的家庭比例降低，而夫妻家庭，即不与父母同居，独立抚养未成年子女的家庭比例上升，而在此情况下，夫妻婚后并且有孩子时，由于工作需要占据大量的精力与时间，因此在孩子的教育与陪伴上会受到影响，因此儿童机器人便是一种陪伴儿童的优秀产品；
3.儿童用的陪伴机器人是家庭机器人的一类，再加上现在互联网以及科技的发展，使得现有的儿童陪伴机器人具有更多的功能以及更高的人工智能，陪伴机器人可以根据需求对儿童的行为进行指导，并可在父母忙碌时起到陪伴的效果，但是传统的陪伴机器人存在以下问题：
4.传统的陪伴机器人的使用时间有限，在陪伴儿童使用几年后，就会出现问题，此时就需要更换新的陪伴机器人，而陪伴机器人在使用时，会让儿童感觉到陌生，且新陪伴机器人的数据在开始阶段无法与儿童之间达成默契，因此不利于儿童进行使用；
5.陪伴机器人在进行使用时，儿童自身发育较快，且每个阶段所需要的陪伴内容都不相同，而传统的陪伴机器人主要的作用更类似于学习机，比较适合已经进入到学校中的儿童，而无法对学龄前或者更小的儿童进行更好的陪伴。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施条例提供一种儿童陪伴机器人，以解决背景技术中所提出的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种儿童陪伴机器人，包括声音模块、显示模块、互动模块、分析模块、控制模块、采集模块以及收发模块；
8.声音模块通过发出声音对儿童的需求进行回应，并进行与儿童的交流；
9.显示模块可以展示出儿童所需要的信息；
10.互动模块控制陪伴机器人根据儿童需求做出动作；
11.分析模块可以将每次与儿童之间的互动信息进行存储与分析，并进行陪伴机器人自身的学习与更新；
12.采集模块用于将儿童每天的行为数据进行采集，并将采集结果发送给分析模块；
13.控制模块控制陪伴机器人内各个模块进行工作；
14.收发模块可以将分析模块内的数据进行发送与接收。
15.在一个优选的实施方式中，所述控制模块内分为abcd四个模式，a模式对应启蒙期，b模式对应幼儿期，c模式对应儿童期，d模式对应学龄期，abcd四个模式可自由进行选择，且所述abcd四个模式均可分别对声音模块、显示模块、互动模块、分析模块进行控制。
16.在一个优选的实施方式中，所述启蒙期为2-3岁的儿童，a模式下声音模块所发出
的声音较为温柔，且a模式下会对儿童需要记忆的物品名称进行反复提醒，并在显示模式内显示出对应物品的卡通图像。
17.在一个优选的实施方式中，所述幼儿期为4-5岁的儿童，b模式下的声音仍较为温柔，b模式下每一天需要至少向儿童讲述一篇童话故事，b模式下的分析模块会记录儿童每一天的情绪信息，儿童情绪低落而贬低自己时进行安抚，儿童情绪高涨而高估自己时进行引导。
18.在一个优选的实施方式中，所述儿童期为6-7岁的儿童，所述c模式下声音模块内的声音从温柔转化为清脆，且c模式下每天所讲述的内容从童话故事变为儿童启蒙读物，且每日睡前与儿童进行交流，倾听儿童的倾诉，并将结果经过分析模块进行分析后，采用收发模块发送到父母的手机上。
19.在一个优选的实施方式中，所述学龄期为8-11岁的儿童，所述d模式下每天所讲述的内容由儿童启蒙读物变为教育读物以及科普读物，d模式下的收发模块将儿童在学校的教育材料进行输入，在儿童回到家内可进行教学资料的查询，且d模式下仍每天进行儿童的情感交流。
20.在一个优选的实施方式中，所述采集模块对儿童的行为信息进行采集，当分析模块检测出儿童情绪失落时，将数据传递给控制模块，此时控制模块可以控制互动模块对儿童进行安抚，安抚的方式为陪伴机器人运动到儿童身边，抬起手臂对儿童进行抚摸，其控制声音模块发出声音进行同步安抚。
21.在一个优选的实施方式中，所述采集模块对儿童情绪的采集方式为心电信号监测，心电信号采集的方式为陪伴机器人接触儿童，采集到的心电信号采用准则函数进行计算，准则函数为式中x为所采集到的心电信号向量值，x
t
为所采集到的心电信号转置矩阵向量值，sb为类间散布矩阵，sw为类内散布矩阵.
22.在一个优选的实施方式中，所述分析模块内的数据可通过收发模块发送到云端进行存储，每个陪伴机器人与云端数据进行绑定，父母可通过账号进行陪伴机器人的云端平台登录。
23.在一个优选的实施方式中，所述a模式、b模式、c模式以及d模式下的陪伴机器人外形均可进行改变，陪伴机器人的外形根据儿童的喜好可分为毛绒外表、动物外表以及机器人外表。
24.本发明的技术效果和优点：
25.1、本发明通过abcd四个模式，a模式对应启蒙期，b模式对应幼儿期，c模式对应儿童期，d模式对应学龄期，有因此一个机器即可完成对儿童长期的陪伴，当儿童由于年龄增加而进行模式更换时，也可以采用逐渐过渡的方式，由于一直为一个陪伴机器人，能够与儿童达成默契，儿童不会感觉到陌生；
26.2、本发明中，a模式、b模式、c模式以及d模式下的陪伴机器人外形均可进行改变，陪伴机器人的外形根据儿童的喜好可分为毛绒外表、动物外表以及机器人外表，有利于本技术的陪伴机器人一直可陪伴儿童进行使用，其数据可以通过收发模块发送到云端进行储存，因此当陪伴机器人出现损坏，或者儿童使其较小的陪伴机器人可以更换为新的陪伴机器人，由于数据可以通过收发模块进行下载，因此使用时不会产生陌生感，能够有一直使用
的儿童进行适配；
27.3、本发明通过采集模块对儿童的行为信息进行采集，当分析模块检测出儿童情绪失落时，将数据传递给控制模块，此时控制模块可以控制互动模块对儿童进行安抚，安抚的方式为陪伴机器人运动到儿童身边，抬起手臂对儿童进行抚摸，其控制声音模块发出声音进行同步安抚，通过陪伴机器人及时对儿童的低落情绪进行安抚，可以及时缓解儿童的情绪，可以防止儿童父母在忙碌时，未能及时发现儿童情绪出现问题。
附图说明
28.图1为本发明的整体结构组成示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种儿童陪伴机器人并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
30.参照图1，本发明提供了一种儿童陪伴机器人，包括声音模块、显示模块、互动模块、分析模块、控制模块、采集模块以及收发模块；
31.声音模块通过发出声音对儿童的需求进行回应，并进行与儿童的交流；
32.显示模块可以展示出儿童所需要的信息；
33.互动模块控制陪伴机器人根据儿童需求做出动作；
34.分析模块可以将每次与儿童之间的互动信息进行存储与分析，并进行陪伴机器人自身的学习与更新；
35.采集模块用于将儿童每天的行为数据进行采集，并将采集结果发送给分析模块；
36.控制模块控制陪伴机器人内各个模块进行工作；
37.收发模块可以将分析模块内的数据进行发送与接收。
38.进一步的，控制模块内分为abcd四个模式，a模式对应启蒙期，b模式对应幼儿期，c模式对应儿童期，d模式对应学龄期，abcd四个模式可自由进行选择，且abcd四个模式均可分别对声音模块、显示模块、互动模块、分析模块进行控制，本技术通过采用四个不同的模式来对不同年龄的儿童进行陪伴，因此一个机器即可完成对儿童长期的陪伴，当儿童由于年龄增加而进行模式更换时，如将a模式更换为b模式时，可以在前期采用一天a模式一天b模式的方式，逐渐过渡为完全的b模式，便于儿童进行接受。
39.进一步的，启蒙期为2-3岁的儿童，a模式下声音模块所发出的声音较为温柔，且a模式下会对儿童需要记忆的物品名称进行反复提醒，并在显示模式内显示出对应物品的卡通图像，2-3岁的儿童注意力不持久，需要熟悉且有规律的事物来获得安全感，且由于此时儿童的大脑发育不足，因此记忆力有限，采用反复提醒的方式帮助儿童进行记忆。
40.进一步的，根据权利要求2的一种儿童陪伴机器人，其特征在于：幼儿期为4-5岁的儿童，b模式下的声音仍较为温柔，b模式下每一天需要至少向儿童讲述一篇童话故事，b模式下的分析模块会记录儿童每一天的情绪信息，儿童情绪低落而贬低自己时进行安抚，儿童情绪高涨而高估自己时进行引导，4-5岁的儿童此时喜欢幻想，因此每天向儿童讲述童话
故事，可以提高儿童的想象能力，但是此时儿童的思维不够健全，因此容易高估与贬低自己，此时及时对儿童进行正确引导，保证儿童健康成长。
41.进一步的，儿童期为6-7岁的儿童，c模式下声音模块内的声音从温柔转化为清脆，且c模式下每天所讲述的内容从童话故事变为儿童启蒙读物，且每日睡前与儿童进行交流，倾听儿童的倾诉，并将结果经过分析模块进行分析后，采用收发模块发送到父母的手机上，6-7岁的儿童开设拥有自己的思维能力，因此此时进行儿童启蒙读物播放，可以帮助儿童树立一个正确的价值观，此时的儿童在情感上更易进行倾诉，因此每天与儿童进行交流，并向儿童的父母反馈分析结果，能够帮助父母对儿童此时的成长进行引导。
42.进一步的，学龄期为8-11岁的儿童，d模式下每天所讲述的内容由儿童启蒙读物变为教育读物以及科普读物，d模式下的收发模块将儿童在学校的教育材料进行输入，在儿童回到家内可进行教学资料的查询，且d模式下仍每天进行儿童的情感交流，8-11岁的儿童需要在学校中进行学习，因此本技术的陪伴机器人此时将教育材料进行输入，可以辅助儿童的学习，如对儿童不认识的字进行提醒，或者对英文单词进行发音以及英汉互译，此时儿童每天有较多的时间在学校内度过，因此通过每日与儿童进行交流，可以了解儿童在学校的情况，确保儿童处于一个积极向上的成长环境。
43.进一步的，采集模块对儿童的行为信息进行采集，当分析模块检测出儿童情绪失落时，将数据传递给控制模块，此时控制模块可以控制互动模块对儿童进行安抚，安抚的方式为陪伴机器人运动到儿童身边，抬起手臂对儿童进行抚摸，其控制声音模块发出声音进行同步安抚，通过陪伴机器人及时对儿童的低落情绪进行安抚，可以及时缓解儿童的情绪，可以防止儿童父母在忙碌时，未能及时发现儿童情绪出现问题。
44.进一步的，采集模块对儿童情绪的采集方式为心电信号监测，心电信号采集的方式为陪伴机器人接触儿童，采集到的心电信号采用准则函数进行计算，准则函数为式中x为所采集到的心电信号向量值，x
t
为所采集到的心电信号转置矩阵向量值，sb为类间散布矩阵，sw为类内散布矩阵，对儿童的心电信号进行采集后需要进行滤波处理，滤波后的信号采用准则函数进行计算，计算出的准则函数值与均值波动超过百分之十时，便可进行情绪安抚，因此能够快速的检测到儿童的情绪状态。
45.进一步的，分析模块内的数据可通过收发模块发送到云端进行存储，每个陪伴机器人与云端数据进行绑定，父母可通过账号进行陪伴机器人的云端平台登录，由于本技术机器人的数据在云端进行储存，因此当机器人出现意外而损坏时，可以购买新的陪伴机器人，并将新的陪伴机器人进行云端数据的下载，即可进行正常使用，避免机器人损坏后，新购买的机器人无法适用儿童。
46.进一步的，a模式、b模式、c模式以及d模式下的陪伴机器人外形均可进行改变，陪伴机器人的外形根据儿童的喜好可分为毛绒外表、动物外表以及机器人外表，本技术的陪伴机器人一直可陪伴儿童进行使用，其数据可以通过收发模块发送到云端进行储存，因此当陪伴机器人出现损坏，或者儿童使其较小的陪伴机器人可以更换为新的陪伴机器人，由于数据可以通过收发模块进行下载，因此使用时不会产生陌生感，能够有一直使用的儿童进行适配。
47.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单
元及算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
48.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
49.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
50.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
51.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
52.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
53.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。