文献综述(或调研报告):
3.1服务机器人研究现状
根据国际机器人联合会的定义,服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它能帮助人类完成除生产制造加工过程以外的设备。随着机器人技术的飞速发展,服务机器人逐渐进入家庭、办公室等场所,以帮助老年人或残疾人改善人们的日常生活质量。根据世界机器人学国际机器人联合会2014年服务机器人的报告,2014年全球服务机器人市场销售额约为59.7亿美元。服务机器人的销售继续增长,年增长率超过30%,国际机器人联合会(2018)预计,未来十年,服务机器人在专业和个人用途方面的使用将进一步扩大。如今,服务机器人的市场规模在世界范围内正在迅速增长。人们需要服务机器人提供智能、安全和有效的服务。
人机交互在服务型机器人中起着重要作用,因为这是人们与机器人通信的自然方式。研究人员已经提出了许多人机交互方法,例如体感交互、语音交互和面部识别等。
作为合作伙伴,机器人需要能够自主导航、识别人体动作等。从认知层面上讲,交互机器人可以检测到人并意识到人何时想与机器人进行交互。
服务机器人的交互式地图和导航目前是机器人社区中一个活跃的研究领域。Kruijff等通过人与机器人之间的自然语言对话来构建语义图[1]。Randelli等总结了许多多模式交互,例如用于语义标记的语音,手势和视觉,可帮助机器人获得丰富的环境知识而无需许多先决条件[2]。Pronobis和Jensfelt提出了一个概率框架,该框架结合了对象观察、形状、大小、房间外观和人为输入等不确定的信息,用于语义映射[3]。它抽象化了多模态的感官信息,并将其与概念性的常识知识相集成,从而使语义图更具描述性,并且该系统更具可伸缩性,并且更适合人机交互。Cheng Zhao等提出了一种交互式方法,用于构建用于在室内环境中导航服务机器人的网格语义地图[4]。
接待机器人是一种特殊的服务机器人,被引入执行公共互动的机器人正变得特别重要。2016年,Zhaohui Z等设计了一个使用机器人操作系统(ROS)的智能交互服务机器人,它通过语音和手势进行人机交互,还提出了一种低成本解决方案,使服务机器人可以接收任务。这个智能互动服务机器人结合了定位和地图绘制(SLAM)、与机械臂的体感交、语音命令、工作站和电话APP的远程控制,并使用ROS作为信息处理的核心[5]。
另外,由于陪护机器人等在提供服务的时间内也将扮演同伴的角色,所以有研究指出是它们的行为要包含移情意识,在人机交互中认可情感方面。随着情感计算领域的迅速扩展,情感在人机交互中的作用在过去十年中一直是一个活跃的研究课题。通常,研究工作一方面关注机器人感知人类情感的能力,另一方面关注机器人表达情感的能力,以获得情感丰富的人机交互体验。
Shibata T等将海豹式精神承诺机器人Paro应用在痴呆患者的支持和治疗中,以及认知健康的老年人中,证明机器人辅助疗法甚至可以改善痴呆症患者的大脑活动状况[6]。2019年Dimitrios Giakoumis等为服务机器人开发了一种新的情感策略,着重于针对轻度认知障碍(MCI)和阿尔茨海默病(AD)早期患者在家中的需求的帮助场景[7]。他们介绍了一种与情感策略有关的方法,能检测到用户情感状态(强调用户的负面情绪)映射到机器人的动作,以便通过在需要时改变机器人的行为来向用户诱发更多的积极情绪。例如从刺激用户与亲戚和朋友接触,到驱动机器人更主动的行为,从而引起更积极的“被照顾”感,而服务机器人则提供辅助干预。
3.2人体动作识别国内外研究现状
