一种智能学习陪伴机器人的制作方法

本发明涉及陪伴机器人，尤其涉及一种智能学习陪伴机器人。

背景技术：

1、在当前的市场环境中，陪伴机器人作为应对老龄化社会的一种创新解决方案，正逐渐受到广泛关注。随着科技的进步和老年人对生活质量要求的提升，陪伴机器人的种类和功能不断丰富，形成了多样化的产品生态，陪伴机器人可以大致分为几类：

2、情感陪伴机器人，如paro(海豹机器人)和aibo(索尼机器狗)，主要通过可爱的外观和自然的行为模式来提供情感支持。这些产品专注于与用户进行情感互动，帮助老年人减轻孤独感，尽管其功能相对简单，但在满足老年人情感需求方面发挥了积极作用。健康监测型机器人，如elliq和robear，则结合了健康监测功能，能够实时采集和分析老年人的健康数据。这类机器人不仅提供健康建议，还能提醒老年人按时服药或进行适当锻炼，帮助他们更好地管理健康，这一类产品尤其受到家庭照护者的青睐，因为其能够有效减轻照护负担。多功能智能机器人，如buddy和leka，集成了情感陪伴、健康监测、娱乐和社交等多种功能，能够与用户进行丰富的互动。这些机器人不仅可以播放音乐、视频，还能通过社交媒体连接，增强老年人与家人之间的联系，促进社交互动。服务型机器人，如care-o-bot和pepper，主要用于提供服务与支持，包括信息查询、智能家居控制和紧急呼叫等，这些产品通过语音与用户进行交互，具有一定的情感交流能力，但其核心功能仍侧重于服务性。

3、尽管陪伴机器人市场前景广阔，但仍面临一些挑战。市面上的陪伴机器人功能单一，无法兼顾健康监测和陪伴。陪伴机器人往往通过语音识别使用者的语音指令进行工作，但是，在有些使用者说话夹带口音、口齿不清的情况下，在不同环境、使用者身体状态不同会发出不同声音的情况下，陪伴机器人往往不能识别这些声音，造成陪伴机器人无法使用，特别是使用者遇到危险的时候，若陪伴机器人离使用者较远而分辨不出求救的语音指令，容易造成使用者危险。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种智能学习陪伴机器人，能够进行智能语音学习，精准识别使用者的语音指令，功能丰富，兼顾健康监测和陪伴。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能学习陪伴机器人，包括蓝牙耳机、机器人本体；

3、所述蓝牙耳机具备获取语音功能；

4、所述机器人本体包括：触摸模块、语音接收模块、语音学习系统、中央控制器、指令存储单元和无线信息传输模块；所述触摸模块用于接收使用者的触摸信号；所述蓝牙通信模块无线连接蓝牙耳机用于接收使用者通过蓝牙耳机发出的声音信号；语音学习系统包括语音接收系统、语音识别模块、a/d转换器和存储器；所述语音接收系统包括外置的收集装置和语音接收器；所述收集装置设有语音学习按钮、学习模块；所述语音学习按钮能够将收集装置收集到的声音信号传送到语音接收器并能够通过语音学习模块进行语音学习；所述语音接收器分别连接蓝牙通信模块和中央控制器；所述中央控制器分别连接语音识别模块、学习模块；所述语音识别模块连接a/d转换器；所述a/d转换器连接存储器；所述指令存储单元用于存储指令及指令对应的触摸信号和声音控制信号；所述中央控制器根据声音控制信号或触摸信号比对指令存储单元输出对应的指令控制机器人本体；

5、所述机器人本体还包括生活陪伴模块、健康管理模块、应急模块、电源模块、电量检测模块；所述生活陪伴模块包括语音交互模块、语音通讯模块、ai情感陪伴模块；所述健康管理模块用于测量指定住院老人的健康数据，并对健康数据进行管理；应急模块用于通过语音或触摸操作呼救并向监管人员端和医护人员端发出呼救信号；电源模块可充电且用于为机器人本体供电；所述电量检测模块用于检测机器人本体的电量；所述健康管理模块包括健康监测模块，健康监测模块对接若干种健康监测设备；所述健康监测设备包括心率测量装置、血氧测量装置、血压测量装置、微循环测量装置。

6、进一步地，所述语音学习具体包括以下步骤：

7、(1)在存储器中建立源数据域所述源数据域为预设的语音指令的标准语音通过a/d转化器转化得到的数据域；每个源数据域数据对应一个语音指令；其中，第n个源样本数据为

8、(2)源数据域vs通过离线学习得到聚类函数

9、(3)当使用者按下语音学习按钮，并发出陪伴机器人的执行语音指令，中央控制器收到后，分别经过语音接收系统、语音识别模块、a/d转换器得到学习样本域数据将学习样本域数据与源数据域vs的数据进行匹配；若有完全相同的数据，则停止学习；若不完全相同，进行步骤(4)；

10、(4)将学习样本域数据分为两部分为和其中，为与源数据域vs具有相同特征的学习样本域数据；为与源样本数据特征不同的学习样本域数据；

11、(5)预测学习样本域数据的标签为：其中lt为学习样本域数据集，为学习样本域数据的聚类函数，是表达样本域数据特征的数据标签；

12、(6)制定标签校正策略；

13、(7)根据和步骤(5)计算出相同特征聚类函数根据和步骤(5)计算出不同特征聚类函数

14、(8)设计相同特征损失函数和相同特征损失条件，计算相同特征损失函数，若满足相同特征损失条件，则将作为训练样本对相同特征聚类函数进行训练；

15、(9)设计不同特征损失函数和不同特征损失条件，计算不同特征损失函数，若满足不同特征损失条件，则将作为训练样本对不同特征聚类函数进行训练；

16、(10)根据标签校正策略对训练集数据进行标签校正；

17、(11)赋权重值α、β、γ，根据步骤(2)获得的聚类函数相同特征聚类函数不同特征聚类函数构建聚类函数：

18、

19、(12)训练步骤(11)的聚类函数获得权重δ；获得样本标签的训练模型：

20、

21、(13)将样本标签ft(lt)存储在存储器里，下一次使用者发出的语音指令就可以通过样本标签转换成对应的声音控制信号。

22、进一步地，所述机器人本体还包括影音娱乐模块；所述影音娱乐模块能够播放音乐、动画、电视剧。

23、进一步地，所述健康管理模块还包括睡眠监测，睡眠监测模块对接睡眠监测设备，实现采集老年人睡眠数据，生成睡眠报告。

24、进一步地，所述机器人本体还包括数据分析模块；所述数据分析模块根据健康数据进行分析报告，并获得老年人定期进行健康检查的周期和检查项目。

25、进一步地，所述应急模块还包括跌倒检测预警模块，对接毫米波雷达设备，当使用者发生跌倒时，立即检测并触发生成报警信号通过无线信息传输模块发送至指定终端。

26、进一步地，所述自然语音交互模块用于对自然语言处理，使得使用者通过语音与机器人进行互动，能够从语音中识别使用者的基本需求，并依据预设的使用者喜欢的机器人性格进行对话。语音通讯模块用于与监管人员端进行实时语音交互，双向拨打语音电话，支持机器人本体向制定终端发起语音电话。ai情感陪伴模块用于分析使用者的语音、表情和行为模式，实时监测使用者的情绪状态，及时发出提醒。

27、进一步地，还包括管理后台；管理后台包括云数据服务器、数字健康档案模块、健康数据分析系统；所述数据服务器用于接收使用者的健康数据；所述数字健康档案模块用于根据使用者的健康数据建立数字健康档案；所述健康数据分析系统用于根据健康档案分析使用者的情况并输出报告。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

29、1.本发明能够提供智能化的情感陪伴和基本生活照护，有效缓解使用者孤独感，提升生活质量，兼顾健康监测和陪伴，不仅能为使用者提供情感陪伴，减少孤独感，还能结合健康监测与紧急呼救功能，提供全方位的照护支持。通过智能交互，老年人可以享受更多个性化的娱乐和社交体验，提升心理健康，减少精神压力，从而改善整体生活质量。

30、2.本发明设置语音学习功能，使用者通过语音学习钮，具备训练机器人语音学习的功能，通过语音学习避免使用者说话夹带口音、口齿不清，在不同环境、使用者身体状态不同会发出不同声音的情况下陪伴机器人还能够识别这些声音，正常使用；在使用者遇到危险的时候，陪伴机器人不会因为使用者较远而分辨不出求救的语音指令，避免使用者危险。

31、3.本发明设置应急模块，通过语音或触摸操作呼救并向监管人员端和医护人员端发出呼救信号，还能够结合物联网，感应使用者跌倒。