家庭教育辅助机器人及家庭教育辅助系统的制作方法

本发明涉及教育系统技术领域，尤其是涉及一种家庭教育辅助机器人及家庭教育辅助系统。

背景技术

随着人们的生活水平和生活质量的提高，人们对认知的要求也越来越高。目前，家庭远程教育监护系统已越来越得到人们重视。远程教育就是将教育系统技术和计算机多媒体技术与通讯技术相结合。由于网络信息技术的完善，伴随着网络经济的发展与成熟，家庭教育服务正逐步被广大用户所普遍接受，其为使用者提供了更多的学习机会，减少了使用者远距离学习的种种困难，减轻了使用者的经济负担。

现有的家庭教育系统主要由智能监控装置、家庭服务器和远程教育系统等组成，通过智能监控特定人员的学习环境、学习状态，提供教育策略，使用户得到专家监视的教育服务。然而这种系统所提供的教育功能较为单一，无法有针对性地全面提高用户的教育成效，用户体验较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种家庭教育辅助机器人及家庭教育辅助系统，能够根据用户的教育需求和教育条件，提供相匹配的更具有针对性的辅助教育，且教育方式多样，全面提高用户的教育成效，提高用户体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种家庭教育辅助机器人，包括：行走模块、双臂运动模块、信息获取装置及服务器；

所述信息获取装置，用于获取用户的音频信息、视频信息或文字信息；

所述服务器根据所述音频信息、视频信息或文字信息进行分析，确定所述用户的教育需求及家庭教育基础条件；

所述服务器根据所述教育需求及所述家庭教育基础条件，从预设教育数据库中找到匹配的家庭教育策略，并根据所述家庭教育策略，控制所述行走模块带动机器人进行运动、控制所述双臂运动模块执行类人的肢体动作，以完成与被教育者的辅助教育过程；所述家庭教育策略包括环境熏陶法、聆听沟通法、形象感召法、习惯养成法、赏识教育法、挫折教育法、批评惩罚法、休闲调节法和社会参与法中的一种或者多种。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述信息获取装置包括：触控显示屏、摄像装置、语音采集装置；

所述语音采集装置，用于采集用户的语音信息；

所述摄像装置，用于采集用户的图像信息；

所述触控显示屏，用于接收用户所录入的文字信息、所上传的音频信息或者视频信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述服务器包括：语音识别模块、视觉识别模块、信息分析模块；

所述语音识别模块，用于对所述用户所上传的音频信息或者所述语音采集装置所采集的语音信息进行识别，将第一识别结果发送至所述信息分析模块；

所述视觉识别模块，用于对所述用户所上传的视频信息或者所述摄像装置所采集的图像信息进行识别，将第二识别结果发送至所述信息分析模块；

所述信息分析模块，用于对所述第一识别结果和所述第二识别结果进行分析，得到所述用户的教育需求及家庭教育基础条件。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述摄像装置，还用于采集被教育者与所述家庭教育辅助机器人进行互动教学时的人体图像和面部图像；

所述视觉识别模块，还用于对所述人体图像进行形态识别，对所述面部图像进行表情识别；

所述信息分析模块，还用于根据所述形态识别的结果和所述表情识别的结果，分析出被教育者的学习状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述信息采集装置还包括：力感知装置；所述服务器还包括：力感知模块；

所述力感知装置安装于所述双臂运动模块的手部结构中，用于采集被教育者的手部与所述手部结构接触时的脉搏信号；

所述力感知模块，用于根据所述脉搏信号，预测所述被教育者的心理状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述服务器还包括：学习测评模块；

所述学习测评模块，用于根据所述信息分析模块所分析出的所述被教育者的学习状态，及所述力感知模块所预测出的所述被教育者的心理状态，对所述被教育者的学习效果进行测评。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括：通信模块；

所述服务器通过所述通信模块与云服务器进行通信。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述教育需求包括：德育、智育、体育、美育、劳动教育、安全教育、技能教育及感恩教育中的一项或者多项。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述家庭教育基础条件包括：家庭环境、社区环境、家长价值观、家长素质、亲子关系中的一项或者多项。

第二方面，本发明实施例还提供一种家庭教育辅助系统，包括：云服务器，及如第一方面和第一方面的任一种可能的实施方式所述的家庭教育辅助机器人；

所述云服务器与所述家庭教育辅助机器人通信连接；

所述云服务器接收所述家庭教育辅助机器人所发送的被教育者对应的教育需求、家庭教育基础条件、被教育者的学习状态、教育效果评价，并根据所述教育需求、所述家庭教育基础条件、被教育者的所述学习状态、所述教育效果评价优化所述被教育者对应的家庭教育策略。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的家庭教育辅助机器人包括：行走模块、双臂运动模块、信息获取装置及服务器；信息获取装置，用于获取用户的音频信息、视频信息或文字信息；服务器根据音频信息、视频信息或文字信息进行分析，确定用户的教育需求及家庭教育基础条件；服务器根据教育需求及家庭教育基础条件，从预设教育数据库中找到匹配的家庭教育策略，并根据家庭教育策略，控制行走模块带动机器人进行运动、控制双臂运动模块执行类人的肢体动作，以完成与被教育者的辅助教育过程；家庭教育策略包括环境熏陶法、聆听沟通法、形象感召法、习惯养成法、赏识教育法、挫折教育法、批评惩罚法、休闲调节法和社会参与法中的一种或者多种。本发明能够根据用户的教育需求和教育条件，提供相匹配的更具有针对性的辅助教育，且教育方式多样，全面提高用户的教育成效，提高用户体验。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种家庭教育辅助机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种家庭教育辅助机器人中信息获取装置的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种家庭教育辅助机器人中服务器的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种家庭教育辅助机器人与家长、学生的交互过程示意图；

图5为本发明实施例一提供的另一种家庭教育辅助机器人与家长、学生的交互过程示意图；

图6为本发明实施例二提供的一种家庭教育辅助系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的家庭教育系统所提供的教育功能较为单一，无法有针对性地全面提高用户的教育成效，用户体验较差。基于此，本发明实施例提供一种家庭教育辅助机器人及家庭教育辅助系统，能够根据用户的教育需求和教育条件，提供相匹配的更具有针对性的辅助教育，且教育方式多样，全面提高被教育者的教育成效，提高用户体验。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种家庭教育辅助机器人进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供了一种家庭教育辅助机器人，参见图1所示，该发家庭教育辅助机器人包括：行走模块11、双臂运动模块12、信息获取装置13及服务器14。

其中，信息获取装置13，用于获取用户的音频信息、视频信息或文字信息；服务器14根据音频信息、视频信息或文字信息进行分析，确定用户的教育需求及家庭教育基础条件；服务器14根据教育需求及家庭教育基础条件，从预设教育数据库中找到匹配的家庭教育策略，并根据家庭教育策略，控制行走模块11带动机器人进行运动、控制双臂运动模块12执行类人的肢体动作，以完成与被教育者的辅助教育过程；家庭教育策略包括环境熏陶法、聆听沟通法、形象感召法、习惯养成法、赏识教育法、挫折教育法、批评惩罚法、休闲调节法和社会参与法中的一种或者多种。

需要说明的是，上述用户通常为家长，而被教育者为儿童或青少年。上述家庭教育策略中的每种方法都会通过触控显示屏131显示给用户，包括视频、语音、动作形态、方法步骤演示等，让家长了解各种方法，然后根据教育需求和家长的特点，推荐一种或几种方法进行教育。

具体实现的时候，信息获取装置13包括多种音视频信息或者文字信息的采集装置，在本实施例中，信息获取装置13具体包括：触控显示屏131、摄像装置132、语音采集装置133；语音采集装置133，用于采集用户的语音信息，比如：家长对家庭情况的语音介绍，或者与机器人的对话内容等；摄像装置132，用于采集用户的图像信息，比如：居住环境图像、社区环境图像或者也可以是与孩子互动的图像等；触控显示屏131，用于接收用户所录入的文字信息、所上传的音频信息或者视频信息，比如：家长通过智能终端所录的语音信息或者相机所拍摄的照片，或者通过触控显示屏131上所显示的问卷调查内容，所录入的具体文字信息等。

为了更好地了解用户的教育情况，以做到更具有针对性的辅助教育，提高被教育者的学习成效，本发明实施例首先通过用户提供的各种音视频信息或者文字信息，对用户的教育需求和家庭教育基础条件进行分析和预测。具体实现过程如下：

服务器14中设置有语音识别模块141、视觉识别模块142、信息分析模块143；其中，语音识别模块141，用于对用户所上传的音频信息或者语音采集装置133所采集的语音信息进行识别，将第一识别结果发送至信息分析模块143；视觉识别模块142，用于对用户所上传的视频信息或者摄像装置132所采集的图像信息进行识别，将第二识别结果发送至信息分析模块143；信息分析模块143，用于对第一识别结果和第二识别结果进行分析，得到用户的教育需求及家庭教育基础条件。

具体的，教育需求包括：德育、智育、体育、美育、劳动教育、安全教育、技能教育及感恩教育中的一项或者多项。家庭教育基础条件包括：家庭环境、社区环境、家长价值观、家长素质、亲子关系中的一项或者多项。

进一步，服务器14根据教育需求及家庭教育基础条件，从预设教育数据库中找到匹配的家庭教育策略，并根据家庭教育策略，控制行走模块11带动机器人进行运动、控制双臂运动模块12执行类人的肢体动作，以完成与被教育者的辅助教育过程。其中，家庭教育策略包括环境熏陶法、聆听沟通法、形象感召法、习惯养成法、赏识教育法、挫折教育法、批评惩罚法、休闲调节法和社会参与法中的一种或者多种。

为了对被教育者的学习情况进行全面的了解，在被教育者和机器人进行学习互动的过程中，会对被教育者的学习状态进行监控，如本发明实施例中的摄像装置132，还用于采集被教育者与家庭教育辅助机器人进行互动教学时的人体图像和面部图像；视觉识别模块142，还用于对人体图像进行形态识别，对面部图像进行表情识别；信息分析模块143，还用于根据形态识别的结果和表情识别的结果，分析出被教育者的学习状态。

另外，在被教育者和机器人进行学习互动的过程中，触控显示屏131上会显示出与家庭教育策略相匹配的学习内容，以供被教育者进行学习，在学习过程中，可以通过语音对话进行人机交互，也可以通过动作形态来完成题目要求等，信息分析模块143可以通过信息采集装置所采集到的被教育者的多种信息，如：语音、表情、动作，来判断学生整个过程的情绪变化，注意力变化，进一步，通过机器人与被教育者之间的人机交互语音对话、问卷测评等来测评其学习效果。

在本实施例中，信息采集装置还包括：力感知装置134；服务器14还包括：力感知模块144；力感知装置134安装于双臂运动模块12的手部结构中，用于采集用户的手部与手部结构接触时的脉搏信号；力感知模块144，用于根据脉搏信号，预测用户的心理状态。

服务器14可以进一步提高对被教育者的学习情况的了解，以便对学习效果作出准确的测评，如本实施例中的服务器14还包括：学习测评模块145；学习测评模块145，用于根据信息分析模块143所分析出的用户的学习状态，及力感知模块144所预测出的用户的心理状态，对用户的学习效果进行测评。

需要说明的是，学习测评模块145与信息分析模块143可以是一个模块，也可以是分离的两个模块，为了减轻信息分析模块143的计算压力，在本发明实施例中，将学习测评模块145与信息分析模块143设置为两个分离的模块。

此外，上述家庭教育辅助机器人还包括：通信模块15；服务器14通过通信模块15与云服务器14进行通信。

图4和图5示出了家庭教育辅助机器人与家长(即上述用户)、学生(即上述被教育者)之间的互动过程，具体实现过程见上述内容，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的家庭教育辅助机器人，能够根据用户的教育需求和教育条件，提供相匹配的更具有针对性的辅助教育，结合多种家庭教育方法，如环境熏陶法、聆听沟通法、形象感召法、习惯养成法、赏识教育法、挫折教育法、批评惩罚法、休闲调节法、社会参与法等，辅助家长或学生进行家庭教育。主要有以下方面的辅助家庭教育：家庭德育、家庭智育、家庭体育、家庭美育、家庭劳动教育、家庭安全教育、家庭社会技能教育、家庭感恩教育等，教育方式多样，可以全面提高被教育者的教育成效，提高用户体验。

实施例二：

本发明实施例还提供一种家庭教育辅助系统，参见图6所示，该系统包括：云服务器21，及一个或者多个如实施例一所述的家庭教育辅助机器人22。

其中，云服务器21与家庭教育辅助机器人22通信连接；云服务器21接收家庭教育辅助机器人22所发送的被教育者对应的教育需求、家庭教育基础条件、被教育者的学习状态、教育效果评价，并根据教育需求、家庭教育基础条件、被教育者的学习状态、教育效果评价优化被教育者对应的家庭教育策略。

每台家庭教育辅助机器人22会把被教育者对应的教育需求、家庭教育基础条件、被教育者的学习状态、教育效果评价，通过网络通讯传送至云服务器21。对这些数据进行统计、处理，优化家庭教育策略工具包、基础条件工具包、家庭教育效果评价工具包的程序或者参数，同时更新至机器人的应用层，以使家庭教育辅助机器人22更好地为其用户和被教育者提供教育服务。

相比其它类似学习能力测评系统，本系统结合多种学习能力测评方式，调查问卷式、对话交互式、引导操作式、视觉感官式、创作式、力触觉感知式等进行类人的综合测评。具有以下优点：

①辅助教育方式多样化。

②具有家庭教育基础条件的分析，个性化教育策略匹配的功能。

③具有互动性，体验性佳。

④具有家庭教育效果评价与策略改善的功能。

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，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请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，可以通过其它的方式实现。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，又例如，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通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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。

另外，在本发明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。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。