一种机器人视觉味觉听觉以时间联想的设计方法与流程

文档序号:15399798发布日期:2018-09-11 17:13阅读:1721来源:国知局

一种机器人视觉味觉听觉以时间联想的设计方法的技术领域,是属于,机器人、人工智能、计算机、图像处理、味觉传感器技术、听觉传感器技术,数学等技术领域,主要技术是把2种以上的机械器官产生的数据,同时记录下来,同时把时间也保存起来,建立映射,把各器官产生的数据保存在各自的集合里,通过子集搜索相同事件进行联想,再通过时间映射向其他的集合扩散,进一步的产生联想,就这样一步一步的联想下去,一般是可以收敛的,如果不能收敛,就设定多少步后停止,这样就使机器具有无限的联想力。



背景技术:

智能型机器人是最复杂的机器人,也是人类最渴望能够早日制造出来的机器朋友。然而要制造出一台智能机器人并不容易,仅仅是让机器模拟人类的行走动作,科学家们就要付出了数十甚至上百年的努力。1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说中,根据Robota(捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文,原意为“工人”),创造出“机器人”这个词。1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制,可以行走,会说77个字,甚至可以抽烟,不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。1942年 美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造,但后来成为学术界默认的研发原则。1948年 诺伯特·维纳出版《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》,阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律,率先提出以计算机为核心的自动化工厂。1954年 在达特茅斯会议上,马文·明斯基提出了他对智能机器的看法:智能机器“能够创建周围环境的抽象模型,如果遇到问题,能够从抽象模型中寻找解决方法”。这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。1956年 美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人,并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作,因此具有通用性和灵活性。1959年 德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后,成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传,他也被称为“工业机器人之父”。1962年 美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人,并出口到世界各国,掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。 传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器,包括1961年恩斯特采用的触觉传感器,托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器,而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统,并在1964年,帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器,能识别并定位积木的机器人系统。1965年 约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声呐系统、光电管等装置,根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始,美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人,并向人工智能进发。1968年 美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉传感器,能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人,拉开了第三代机器人研发的序幕。 日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人,被誉为“仿人机器人之父”。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长,后来更进一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。 世界上第一次机器人和小型计算机携手合作,就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。 美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA,这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。 英格伯格再推机器人Helpmate,这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年,他还预言:“我要让机器人擦地板,做饭,出去帮我洗车,检查安全”。 中国著名学者周海中教授在《论机器人》一文中预言:到二十一世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。 丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件,让机器人制造变得跟搭积木一样,相对简单又能任意拼装,使机器人开始走入个人世界。1999年 日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO),当即销售一空,从此娱乐机器人成为机器人迈进普通家庭的途径之一。2002年 美国iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba,它能避开障碍,自动设计行进路线,还能在电量不足时,自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。iRobot公司北京区授权代理商:北京微网智宏科技有限公司。2006年 6月,微软公司推出Microsoft Robotics Studio,机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显,比尔·盖茨预言,家用机器人很快将席卷全球。因此对于智能机器人重要的输入信息就是视觉味觉听觉,现在的技术没有把视觉味觉听觉很好的对应起来,更不用说能让机器具有联想的功能,因此有了本发明。



技术实现要素:

由于人工智能和机器人的快速发展,在现有的技术上,人类利用摄像头能很好的识别一些事物,同时人类利用电子舌能很好的区分各种味道,听觉的处理更不用说了,在单方面的技术都超过了人类的识别的能力,在人类的行为中,当人类看见盐,就会想起它是咸的,尝到咸的味道,就会想起它是盐,再过了一段时间再一次的看见盐的情况下,同时听到狗的叫声,把这样的事件同时记录下来,但现在的计算机技术还没有办法实现这种联想的作用,因此本发明正好是解决这种技术,实现这种相互映射的功能,本发明的重中之重是通过时间把它们联系起来,通过时间映射来实现。一种机器人视觉味觉听觉以时间联想的设计方法,其特征是,机器人视觉味觉听觉以时间联想的设计方法,由6部分构成,1.视觉部分,2.味觉部分,3.听觉部分,4.是以时间作为映射进行存储的方法5.是建立对应关系,6.产生联想,视觉部分主要是使用摄像机把图像拍摄下来,把图像的数据和当时拍摄的时间一起存储到一个集合空间,味觉处理的方法就是用电子舌对物质进行味觉识别,然后让产生的味觉数据和当时的时间一起存储在一个集合里,听觉部分就是接收声音并进行处理,把听到声音的数据和当时的时间一起存储到一个集合里,以时间作为映射进行存储的方法采用如下设计,如果机器人多器官同时接受到信号,通过运算需要同时保存这些数据,并让它们以时间建立映射关系,采取的方法是把各器官得到的数据各自保存在自己的集合里,如果这个事件已经存在,就把他并入这个事件的子集里,同时调来发生时的时间,把这个时间和各个器官的事件一起保存起来,建立对应关系,就是建立图像、味觉、听觉的对应关系,由于保存时,把时间同时保存下来,因此可以通过时间建立对应关系,以时间记忆作为2者的关联,具备唯一性和实时性,因此其中的一个器官被激活,就可以通过时间映射到其他的集合,把其他的也激活,产生联想是采用这样的设计,因为在一种感觉的集合里有很多子集,这些子集是由不同时间存储的同一事件,因此当这个事件被匹配上激活,就会激发整个子集,就会通过不同的时间去联想和这个事件的有关的事件,这样它就会激发其他集合的子集,如果其他集合的子集这个事件,也有不同时间的事件,这样就激发其他集合的子集,这样一般是可以收敛的,但也有可能一些事件不能收敛,那么就设定经过多少次联想后,就终止,通过上面这样的设计,本发明具有这样的功能,比如听到一段美妙的音乐,让这段音乐和听觉集合数据库进行匹配,匹配上了,就查找有没有子集,就是搜索以前是否发生过相同的音乐,然后通过事件记录的时间,在图像和味觉集合上搜索这个时间,比如在图像集合找到这个时间,就把这个时间对应的图像事件激活,通过这个图像事件,查找相同事件的子集,这就是联想,如果这个子集有几个对应的相同事件,就进一步的联想,就是把这个事件对应的不同时间,映射到其他的集合进行搜索,这样一步一步的联想下去,一般是可以收敛的,如果不能收敛,就设定这样的联想进行多少步终止,这样就赋予机器人无比的联想能力。

附图说明

图1是一种机器人视觉味觉听觉以时间联想的设计方法的原理图,A代表味觉事件的总集,B代表视觉事件的总集,C代表听觉事件的总集,abc代表味觉事件的子集,可以有很多的子集,def代表视觉事件的子集,可以有很多的子集,gnm代表听觉事件的子集,可以有很多的子集,a1代表味觉的事件部分,b1代表味觉的时间部分,a2代表视觉的事件部分,b2代表视觉的时间部分,a3代表听觉的事件部分,b3代表听觉的时间部分,opq代表是以时间为映射的对应关系,下面的小圆圈代表还可以很多。

实施方案

以附图结构加以说明会更加的清楚,这种设计的机器人具备了3种机械器官,视觉器官,听觉器官,味觉器官,设计这种机器人时,就给这3种器官分配储存空间,这样的存储空间就定义为集合,机器人会不断的输入外部信息,通过处理后需要存储的就存入各自的集合里,并且要和当时发生的时间一起存储起来,并对集合进行分类,不同时间输入的相同事件构成一个子集,如果多个器官同时接受信息,经过处理需要保存,就把发生的时间也同时保存起来,并且通过时间进行联想,具体的例子如下,当听觉事件2被外部激活,那么就在听觉事件2的子集进行搜查,比如只能找到2017/08/30这个事件发生过,那么通过2017/08/30这个事件在视觉集合和味觉集合进行查找,在味觉集合没有找到,但在视觉集合事件1找到了这个时间,这样就通过视觉集合事件1,在它们的子集里查找,找到2个相同的事件在其他不同的时间发生过,时间分别是2008/03/07和2012/05/15,把这2个时间在其他子集进行搜索,分别在味觉事件3和听觉事件1里找到对应的时间,按照这样的逻辑一步一步的进行联想,一般是可以收敛的,如果不能收敛的就设定多少步停止,这样就让机器人具备无限的联想能力。

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