CN106991123A - 一种面向智能机器人的人机交互方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种面向智能机器人的人机交互方法及装置，其中，该方法包括：交互信息获取步骤，获取关于用户的多模态交互信息，其中，多模态交互信息中包含语音交互信息；交互话题确定步骤，根据多模态交互信息确定用户是否为儿童用户，其中，如果用户为儿童用户，则对语音交互信息进行解析，并根据解析结果从预设儿童话题库中确定当前交互话题；反馈信息输出步骤，基于当前交互话题生成对话反馈信息并输出。本方法在与儿童用户进行交互的过程中，能够有效滤除掉成人的词汇和话题，从而提高数据的纯净度，这样也就避免了智能机器人向儿童用户推送不宜的内容，保护了儿童用户的身心健康，提高了智能机器人的用户体验。

Description

一种面向智能机器人的人机交互方法及装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体地说，涉及一种面向智能机器人的人机交互方法及装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，信息技术、计算机技术以及人工智能技术的引入，机器人的研究已经逐步走出工业领域，逐渐扩展到了医疗、保健、家庭、娱乐以及服务行业等领域。而人们对于机器人的要求也从简单重复的机械动作提升为具有拟人问答、自主性及与其他机器人进行交互的智能机器人，人机交互也就成为决定智能机器人发展的重要因素。

对于智能机器人来说，其交互对象既可能是成人，也可能是儿童，现有的智能机器人所使用的人机交互方法在与儿童进行交互的过程中会将一些不适合儿童的交互话题推送给儿童用户。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种面向智能机器人的人机交互方法，其包括：

交互信息获取步骤，获取关于用户的多模态交互信息，其中，所述多模态交互信息中包含语音交互信息；

交互话题确定步骤，根据所述多模态交互信息确定所述用户是否为儿童用户，其中，如果所述用户为儿童用户，则对所述语音交互信息进行解析，并根据解析结果从预设儿童话题库中确定当前交互话题；

反馈信息输出步骤，基于所述当前交互话题生成对话反馈信息并输出。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：

儿童话题库构建步骤，基于网络爬取数据，利用预设话题分类模型为所述网络爬取数据的各个话题添加成人话题标签或儿童话题标签，利用儿童话题标签的话题构建所述预设儿童话题库。

根据本发明的一个实施例，在所述儿童话题库构建步骤中，利用预设话题分类模型根据所述网络爬取数据的新闻标签来为所述网络爬取数据的各个话题添加标签。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：

话题标签修改步骤，根据获取到的用户的反馈信息对对应话题的标签进行修改。

根据本发明的一个实施例，在所述交互话题确定步骤中，还根据所述多模态交互信息确定儿童用户的用户ID，根据所述用户ID确定该儿童用户对应的可输出话题，并根据所述解析结果从该用户对应的可输出话题中确定当前交互话题。

本发明还提供了一种面向智能机器人的人机交互装置，其包括：

交互信息获取模块，其用于获取关于用户的多模态交互信息，其中，所述多模态交互信息中包含语音交互信息；

交互话题确定模块，其用于根据所述多模态交互信息确定所述用户是否为儿童用户，其中，如果所述用户为儿童用户，则对所述语音交互信息进行解析，并根据解析结果从预设儿童话题库中确定当前交互话题；

反馈信息输出模块，其用于基于所述当前交互话题生成对话反馈信息并输出。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：

儿童话题库构建模块，其用于基于网络爬取数据，利用预设话题分类模型为所述网络爬取数据的各个话题添加成人话题标签或儿童话题标签，利用儿童话题标签的话题构建所述预设儿童话题库。

根据本发明的一个实施例，所述儿童话题库构建模块配置为利用预设话题分类模型根据所述网络爬取数据的新闻标签来为所述网络爬取数据的各个话题添加标签。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：

话题标签修改模块，其用于根据获取到的用户的反馈信息对对应话题的标签进行修改。

根据本发明的一个实施例，所述交互话题确定模块配置为还根据所述多模态交互信息确定儿童用户的用户ID，根据所述用户ID确定该儿童用户对应的可输出话题，并根据所述解析结果从该用户对应的可输出话题中确定当前交互话题。

本发明所提供的用于智能机器人的人机交互方法在与儿童用户进行交互的过程中，能够有效滤除掉成人的词汇和话题，从而提高数据的纯净度，这样也就避免了智能机器人向儿童用户推送不宜的内容，保护了儿童用户的身心健康，提高了智能机器人的用户体验。

本发明的其它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可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的面向智能机器人的人机交互方法的实现流程示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的面向智能机器人的人机交互方法的实现流程示意图；

图3是根据本发明再一个实施例的面向智能机器人的人机交互方法的实现流程示意图；

图4是根据本发明一个实施例的面向智能机器人的人机交互装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

对于现有的智能机器人来说，其在与用户进行交互的过程中会基于特定的交互话题来生成相应的对话语句。然而，当用户为儿童时，现有的智能机器人在与用户进行交互过程中会出现向儿童用户推送关于成人话题(例如关于恋爱、军事或是暴力等话题)的内容，这显然不利于儿童用户的身心发展。

针对现有人机交互方法所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新的面向智能机器人的人机交互方法及装置。该人机交互方法能够在当前用户为儿童用户时只就适合儿童的交互话题来与儿童用户进行交互，从而保障了儿童用户的身心健康。

为了更加清楚地阐述本发明所提供的面向智能机器人的人机交互方法的实现原理、实现过程以及优点，以下分别结合不同的实施例来对该人机交互方法作进一步地说明。

实施例一：

图1示出了本实施例所提供的面向智能机器人的人机交互方法的实现流程示意图。

如图1所示，本实施例所提供的人机交互方法首先在步骤S101中获取关于用户的多模态交互信息。其中，该方法在步骤S101中所获取到的关于用户的多模态交互信息包括语音交互信息。

当获取到关于用户的多模态交互信息后，该方法会在步骤S102中根据上述多模态交互信息确定智能机器人的当前用户是否为儿童用户。本实施例中，该方法优选地基于儿童语音的声学特征来根据步骤S101中所获取到的语音交互信息判断智能机器人的当前用户是否为儿童用户。

具体地，本实施例中，该方法在步骤S102中首先提取语音交互信息中的共振峰，随后再根据上述共振峰来判断智能机器人的当前用户是否为儿童用户。儿童所发出的语音的共振峰要大于成人所发出的语音的共振峰，因此该方法也就可以根据儿童语音与成人语音的上述差别来进行用户是否为儿童用户的判断。

需要指出的是，在本发明的其他实施例中，该方法还可以采用其他合理的方式来判断智能机器人的当前用户是否为儿童用户，本发明不限于此。

相对于成人语音，儿童语音具有较长的元音持续时间、较高的基频，并且这些参数的动态范围较大。同时，对于同一元音的两次重复，儿童语音的频谱变化性要比成人语音的大，共振峰的变化性也有相同的特点。此外，由于元音的发音受其后辅音发音的影响较大，而儿童的协调发音能力较差，因此对于同一元音的前半段和后半段，儿童语音的频谱变化性要比成人语音的大。基于儿童语音的上述特征，在本发明的一个实施例中，该方法也就可以基于语音的持续时间、基频和/或包络谱等特征来判断智能机器人的当前用户是否为儿童用户。

此外，还需要指出的是，根据该方法在步骤S101中所获取到的多模态交互信息中所包含信息的不同，本发明所提供的方法还可以采用其他合理方式来判断智能机器人的当前用户是否为儿童用户，本发明同样不限于此。例如，在本发明的一个实施例中，如果该方法在步骤S101中所获取到的多模态交互信息中包含关于用户的图像信息，那么该方法也就可以在步骤S102中采用图像识别的方式来判断智能机器人的当前用户是否为儿童用户。

如图1所示，如果当前用户为儿童用户，那么该方法则会在步骤S103中对步骤S101中所获取到的语音交互信息进行解析，并根据解析结果从预设儿童话题库中确定当前交互话题。

本实施例中，该方法可以在步骤S103中对步骤S101中所获取到的语音交互信息进行关键词提取，并根据所提取到的关键词来从预设儿童话题库中确定当前交互话题。

上述预设儿童话题库是事先构建好的，具体地，本实施例中，该方法优选地基于网络爬取数据来利用预设话题分类模型为上述网络爬取数据的各个话题添加成人话题标签或儿童话题标签。在得到网络爬取数据的各个话题的标签后，该方法也就可以提取出儿童话题标签的话题，并根据这些话题来构建出儿童话题库。

本实施例中，该方法在为网络爬取数据的各个话题添加成人话题标签或而儿童话题标签时，还可以利用预设话题分类模型来根据网络爬取数据的新闻标签来进行话题标签的添加。

例如，如果该方法所爬取到的数据为“感恩初恋曾对我的付出”，该方法根据上述数据所对应的恋爱新闻标签，可以利用预设话题分类模型将上述爬取数据的话题标签设置为成人话题标签。

再例如，如果该方法所爬取到的数据为“说什么废话，就是刚不要怂，对方多狠我们就加倍狠，打死他们”，该方法根据上述数据所对应的暴力新闻标签，可以利用预设话题分类模型将上述爬取数据的话题标签设置为成人话题标签。

而如果该方法所爬取到的数据为“感谢家人辛辛苦苦把我养大”，该方法可以利用预设话题分类模型将上述爬取数据的话题分类为家庭话题，并将该家庭话题的标签设置为儿童话题标签。

需要指出的是，在本发明的其他实施例中，该方法还可以采用其他合理方式来完成儿童话题库的构建，本发明不限于此。

在步骤S103中，该方法可以通过对步骤S101中所获取到的语音交互信息进行关键词提取，从而根据所提取出的关键词来从预设儿童话题库中确定出当前交互话题。

在确定出当前交互话题后，该方法也就可以在步骤S104中根据步骤S103中所确定出的当前交互话题来生成相应的对话反馈信息并进行输出。

现有人机交互方法在控制智能机器人与儿童用户进行人机交互的过程中，很可能会向儿童用户反馈包含成人词汇或话题的信息，而本实施例所提供的方法通过基于儿童话题库来生成反馈给儿童用户的信息，能够有效地将成人词汇或话题滤除，从而提高了数据的纯净度，使得智能机器人所反馈给儿童用户的词汇和话题更加适合儿童用户的身心发展。

实施例二：

图2示出了本实施例所提供的面向智能机器人的人机交互方法的实现流程示意图。

如图2所示，本实施例所提供的人机交互方法首先在步骤S201中获取关于用户的多模态交互信息。其中，该方法在步骤S201中所获取到的关于用户的多模态交互信息包括语音交互信息。

当获取到关于用户的多模态交互信息后，该方法会在步骤S202中根据上述多模态交互信息确定智能机器人的当前用户是否为儿童用户。其中，如果智能机器人的当前用户为儿童用户，那么该方法则会在步骤S203中对上述步骤S201中所获取到的语音交互信息进行解析，并根据解析结果来从预设儿童话题库中确定出当前交互话题。

在确定出当前交互话题后，该方法会在步骤S204中基于步骤S203中所确定出的当前交互话题来生成相应的对话反馈信息并输出给该儿童用户。

需要指出的是，本实施例中，上述步骤S201至步骤S204的实现原理以及实现过程与上述实施例一中步骤S101至步骤S104所阐述的内容类似，故在此不再对步骤S201至步骤S204的相关内容进行赘述。

由于该方法在步骤S204中所输出的对话反馈信息仍存在不适合该儿童用户的可能，因此如图2所示，本实施例所提供的方法在输出对话反馈信息后，还会获取儿童用户或是其他相关用户(例如儿童用户的监护人)针对上述对话反馈信息所输入的相应的反馈信息。在步骤S205中，该方法会根据所获取到的上述儿童用户或其他相关用户所输入的反馈信息对当前对话话题的标签进行修改。

例如，儿童用户因看到屋子外在下雪而向智能机器人输入了诸如“哎呀，外面下大雪啦”的语音信息，该方法通过则控制机器人基于天气话题输出了诸如“是呀，不过听说内蒙古那里因为大雪冻死了好多羊呢”的反馈语音。而这些反馈语音并不适合儿童用户的对话，因此家长在听到上述反馈语音后，可以向智能机器人输入“别跟他说这些”。而本实施例所提供的人机交互方法则可以根据家长所输入的上述反馈语音来将“大雪冻死羊”的标签由儿童话题改为为成人话题，从而避免在后续交互过程中再次出现该反馈内容。

实施例三：

图3示出了本实施例所提供的面向智能机器人的人机交互方法的实现流程示意图。

如图3所示，本实施例所提供的人机交互方法首先在步骤S301中获取关于用户的多模态交互信息。其中，该方法在步骤S301中所获取到的关于用户的多模态交互信息包括语音交互信息。

当获取到关于用户的多模态交互信息后，该方法会在步骤S302中根据上述多模态交互信息确定智能机器人的当前用户是否为儿童用户。其中，如果智能机器人的当前用户为儿童用户，那么该方法则会在步骤S303中根据上述步骤S301中所获取到的多模态交互信息确定该儿童用户的用户ID。

本实施例中，该方法根据步骤S301中所获取到的多模态交互信息中所包含的信息的不同，可以采用不同的方式来确定儿童用户的用户ID。例如，如果上述多模态交互信息中包含语音信息，那么该方法则可以通过对上述语音信息进行声纹识别来确定该儿童用户的用户ID；而如果上述多模态交互信息中包含图像信息，那么该方法则可以通过对上述图像信息进行人脸识别来确定该儿童用户的用户ID。

需要指出的是，在本发明的其他实施例中，该方法还可以采用其他合理方式来根据所获取到的关于用户的多模态交互信息来确定用户的用户ID，本发明不限于此。

在确定出儿童用户的用户ID后，该方法会在步骤S304中根据步骤S303中所得到的用户ID确定该儿童用户所对应的可输出话题。本实施例中，不同的用户ID对应有不同的输出话题，各个用户ID与其对应的可输出话题可以事先确定。

在得到该儿童用户所对应的可输出话题后，该方法会在步骤S305中对上述语音交互信息进行解析，并根据解析结果从该儿童用户所对应的可输出话题中确定出当前交互话题。最后，该方法也就可以在步骤S306中基于步骤S305中所确定出的当前交互话题来生成相应的对话反馈信息并输出。

需要指出的是，本实施例中，上述步骤S305和步骤S306的具体实现原理以及实现过程与上述实施例一中步骤S103和步骤S104所阐述的内容类似，故在此不再对步骤S305和步骤S306的相关内容进行赘述。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的用于智能机器人的人机交互方法在与儿童用户进行交互的过程中，能够有效滤除掉成人的词汇和话题，从而提高数据的纯净度，这样也就避免了智能机器人向儿童用户推送不宜的内容，保护了儿童用户的身心健康，提高了智能机器人的用户体验。

本发明还提供了一种面向智能机器人的人机交互装置，其中，图4示出了本实施例中该人机交互装置的结构示意图。

如图4所示，本实施例所提供的人机交互装置优选地包括：交互信息获取模块401、交互话题确定模块402、反馈信息输出模块403、儿童话题库构建模块404以及话题标签修改模块405。

交互信息获取模块401用户获取关于用户的多模态交互信息，其中，本实施例中，交互信息获取模块401所获取到的多模态交互信息中优选地包括语音交互信息。当然，在本发明的其他实施例中，根据实际交互场景，交互信息获取模块401所获取到的多模态交互信息中还包括包含其他合理形式的信息(例如图像信息等)，本发明不限于此。

在获取到关于用户的多模态交互信息后，交互信息获取模块401会将上述多模态交互信息传输至与之连接的交互话题确定模块402。本实施例中，交互话题确定模块402会根据上述多模态交互信息判断智能机器人的当前用户是否为儿童用户。

其中，如果当前用户为儿童用户，那么交互话题确定模块402则会进一步对上述多模态交互信息中的语音交互信息进行解析，并根据解析结果从预设儿童话题库中确定当前交互话题。

本实施例中，交互话题确定模块402会将自身确定出的当前交互话题传输至反馈信息输出模块403，以由反馈信息输出模块403根据上述当前交互话题来生成相应的对话反馈信息并输出给该儿童用户，从而实现智能机器人与儿童用户之间的人机交互。

需要指出的是，在本发明的不同实施例中，交互信息获取模块401、交互话题确定模块402和反馈信息输出模块403实现各自功能的具体原理以及过程既可以与实施例一中步骤S101至步骤S104所阐述的内容类似，也可以与实施例二中步骤S201至步骤S204所阐述的内容类似，还可以与实施例三中步骤S301至步骤S306所阐述的内容类似，故在此不再对交互信息获取模块401、交互话题确定模块402和反馈信息输出模块403的相关内容进行赘述。

同时，还需要指出的是，本实施例中，交互话题确定模块402在确定当前交互话题时所使用的预设儿童话题库是由儿童话题库构建模块404构建得到的。本实施例中，儿童话题库构建模块404优选地基于网络爬取数据来利用预设话题分类模型为上述网络爬取数据的各个话题添加成人话题标签或儿童话题标签。在得到网络爬取数据的各个话题的标签后，儿童话题库构建模块404也就提取出儿童话题标签的话题，并根据这些话题来构建出儿童话题库。

本实施例中，儿童话题库构建模块404在为网络爬取数据的各个话题添加成人话题标签或而儿童话题标签时，还可以利用预设话题分类模型来根据网络爬取数据的新闻标签来进行话题标签的添加。

本实施例中，反馈信息输出模块403在输出对话反馈信息后，交互信息获取模块401还会获取儿童用户或是其他相关用户(例如儿童用户的监护人)针对上述对话反馈信息所输入的相应的反馈信息。如果上述儿童用户或是其他相关用户所输入的反馈信息表征反馈信息输出模块403所输出的对话反馈信息不合理的话，交互信息获取模块401会将上述儿童用户或是其他相关用户所输入的反馈信息传输至与之连接的话题标签修改模块405，以由话题标签修改模块405根据所获取到的上述儿童用户或其他相关用户所输入的反馈信息对当前对话话题的标签进行修改。

需要指出的是，本实施例中，话题标签修改模块405实现自身功能的具体原理以及过程与上述实施例二中步骤S205所阐述的内容类似，故在此不再对话题标签修改模块405的相关内容进行赘述。

当然，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，上述人机交互装置还可以不包含儿童话题库构建模块404以及话题标签修改模块405，本发明不限于此。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种面向智能机器人的人机交互方法，其特征在于，包括：

交互信息获取步骤，获取关于用户的多模态交互信息，其中，所述多模态交互信息中包含语音交互信息；

交互话题确定步骤，根据所述多模态交互信息确定所述用户是否为儿童用户，其中，如果所述用户为儿童用户，则对所述语音交互信息进行解析，并根据解析结果从预设儿童话题库中确定当前交互话题；

反馈信息输出步骤，基于所述当前交互话题生成对话反馈信息并输出。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

儿童话题库构建步骤，基于网络爬取数据，利用预设话题分类模型为所述网络爬取数据的各个话题添加成人话题标签或儿童话题标签，利用儿童话题标签的话题构建所述预设儿童话题库。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述儿童话题库构建步骤中，利用预设话题分类模型根据所述网络爬取数据的新闻标签来为所述网络爬取数据的各个话题添加标签。

4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

话题标签修改步骤，根据获取到的用户的反馈信息对对应话题的标签进行修改。

5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述交互话题确定步骤中，还根据所述多模态交互信息确定儿童用户的用户ID，根据所述用户ID确定该儿童用户对应的可输出话题，并根据所述解析结果从该用户对应的可输出话题中确定当前交互话题。

6.一种面向智能机器人的人机交互装置，其特征在于，包括：

交互信息获取模块，其用于获取关于用户的多模态交互信息，其中，所述多模态交互信息中包含语音交互信息；

交互话题确定模块，其用于根据所述多模态交互信息确定所述用户是否为儿童用户，其中，如果所述用户为儿童用户，则对所述语音交互信息进行解析，并根据解析结果从预设儿童话题库中确定当前交互话题；

反馈信息输出模块，其用于基于所述当前交互话题生成对话反馈信息并输出。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

儿童话题库构建模块，其用于基于网络爬取数据，利用预设话题分类模型为所述网络爬取数据的各个话题添加成人话题标签或儿童话题标签，利用儿童话题标签的话题构建所述预设儿童话题库。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述儿童话题库构建模块配置为利用预设话题分类模型根据所述网络爬取数据的新闻标签来为所述网络爬取数据的各个话题添加标签。

9.如权利要求6～8中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

话题标签修改模块，其用于根据获取到的用户的反馈信息对对应话题的标签进行修改。

10.如权利要求6～9中任一项所述的装置，其特征在于，所述交互话题确定模块配置为还根据所述多模态交互信息确定儿童用户的用户ID，根据所述用户ID确定该儿童用户对应的可输出话题，并根据所述解析结果从该用户对应的可输出话题中确定当前交互话题。