CN107363862A - 基于机器人的社交*** - Google Patents
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Abstract
本发明申请公开了基于机器人的社交***，包括设于服务器的社交匹配装置和设于机器人上的社交数据收集装置，社交匹配装置用于接收网络内发送的社交匹配参数值，存储并进行数据匹配，发送社交匹配信息；社交数据收集装置用于收集老人的日常行为形成社交匹配参数值、分析并发送社交需求，所述社交数据收集装置包括动作捕捉模块、语音采集模块、处理器、语音提示模块。本方案为老年人提供一个社交匹配平台，实现根据特征标签找到相似性格的朋友，满足老人的社交需求。
Description
技术领域
本发明涉及机器人通信技术领域，尤其涉及一种基于机器人的社交***。
背景技术
在现实生活中，很多老人缺少必要的社交。由北京大学国家发展研究院发布的2015年中国健康与养老追踪调查项目研究报告显示，在农村，45.61%的60岁以上老人不参加社会活动，在城市，这个比例是23.98%。在60岁以上受访老人中，33.1%有较严重的抑郁症症状。
2017年有新闻报道称，一名市民的母亲从外地来洛阳生活，因为在这儿没人说话，就常独自出去散心，在一晚上竟独自在洛阳火车站候车大厅坐了一夜。表面来看，老人独自外出，夜不归宿，缘于孤独，而深层次的原因则是老人来洛阳后，人地两生，社交圈萎缩，老人社交的需求得不到有效满足，容易出现一些心理上的问题，甚至做出一些“奇怪”的行为。
美国心理学家马斯洛认为，除了拥有基本的生理和安全需求，人还拥有社交的精神需求。与年轻人一样，老人也有正常的社交需求。在一些城市，老年大学之所以一座难求，也是因为在这里，老人们能够建立适合自己的社交圈，他们的社交需求得到了释放与满足，学什么反而并不重要。
而对于新入住养老院的老人，离开了原先熟悉的社交圈，进入了一个陌生的环境，因对养老院的老人不了解，与周围人员沟通较少，感觉孤独；而对于入住时间较长的老人，因与周围的老人生活方式、阅历等方面的不同，彼此间不能产生共同的话题，社交需求得不到释放与满足，久而久之也会感觉内心孤独。
发明内容
本发明意在提供一种基于机器人的社交***，为老年人提供一个社交匹配平台，实现根据特征标签找到相似性格的朋友，满足老人的社交需求。
本发明提供基础方案是：基于机器人的社交***，包括设于服务器的社交匹配装置和设于机器人上的社交数据收集装置，其中：
社交匹配装置用于接收网络内发送的社交匹配参数值，将社交需求老人的社交匹配参数值与数值数据库中存储的其他老人的社交匹配参数值进行数据匹配：
当匹配值大于等于预设阈值，则匹配成功，社交匹配装置将社交匹配信息发送给处理器；
当匹配值小于预设阈值，则匹配失败，社交匹配装置将社交匹配失败信号发送给处理器；
社交数据收集装置包括：
动作捕捉模块，动作捕捉模块用于收集老年人的动作状态，所述动作捕捉模块包括加速度传感器和陀螺仪，其中，加速度传感器用于检测人体移动的加速度信号，陀螺仪用于检测人体倾斜的角度信号；
语音采集模块，语音采集模块用于采集老年人的语音信号和周围环境的音频信号；
处理器，处理器用于接收加速度信号、角度信号和语音信号，提取及识别特征信号，进行社交分析，形成社交匹配参数值；
其中处理器接收到加速度信号及角度信号后与存储器中预设的加速度阈值和角度阈值进行对比，从而确定老人当前的动作状态；
其中处理器提取语音信号及音频信号中的关键词，统计关键词出现次数，识别后对关键词进行分类，从而确定老年人的人生阅历及兴趣爱好；
其中处理器通过识别出的动作状态和聊天内容分析出老人的生活习惯和兴趣爱好；
处理器还用于向服务器中的社交匹配装置推送社交匹配参数值和发送邀约；
处理器还用于接收社交匹配装置推送的社交匹配信息和接收其他老年人邀约；
语音提示模块，语音提示模块用于处理器接收到社交匹配信息和邀约时对老年人进行语音提示。
基础方案的工作原理：通过动作捕捉模块采集老年人日常行为的动作，其中加速度传感器可以测量出人体移动的加速度，进而判断出人体移动的距离；陀螺仪可以检测出人体转动、偏转角度，通过测量自身的旋转状态，判断出人体当前运动状态，是向前、向后、向上、向下、向左还是向右、是加速（角速度）还是减速（角速度），两者结合形成惯性测量单元，可精确的判断出人体的动作状态。
具体过程，加速度传感器及陀螺仪实时采集老年人的实际动作并发送给处理器，处理器接收到加速度信号及角度信号后与处理器中预设的加速度阈值和角度阈值进行对比：
当加速度信号大于预设加速度阈值时，角度信号也大于预设角度阈值，此种情况可能则判断为人体下蹲；
当加速度信号大于预设加速度阈值时，角度信号小于等于预设角度阈值，此种情况可能则判断为人体在跑步；
当加速度信号小于等于预设加速度阈值时，角度信号大于等于预设角度阈值，此种情况可能则判断为人体在弯腰；
当加速度信号小于等于预设加速度阈值时，角度信号小于等于预设角度阈值，此种情况可能则判断为人未移动，可能在休息或者坐着阅读。
同时语音采集模块采集处于当前日常行为下的语音信号，通过处理器提取及识别语音信号的特征，从而两者结合分析出老年人当前所处的状态，如吃饭、聊天、打牌等，并统计特定时间段内的行为状态，从而确定所看护老人的生活习惯和兴趣爱好；处理器还会提取语音信号中的关键词，统计关键词出现次数，识别后对关键词进行分类，从而确定老年人的人生阅历及兴趣爱好。
处理器通过识别出的动作状态和聊天内容分析、统计出老年人的生活习惯、人生阅历和兴趣爱好，形成社交匹配参数值，并将社交匹配参数值推送给服务器中的社交匹配装置，社交匹配装置对社交匹配参数值进行存储。
处理器还对提取的语音信号进行社交分析，判断老人是否有社交需求，如果有，则向社交匹配装置发送社交需求信号，社交匹配装置接收到需求信号后，将社交需求老人的社交匹配参数值与数值数据库中存储的其他老人的社交匹配参数值进行数据匹配：
当匹配值大于等于预设阈值，则匹配成功，社交匹配装置将社交匹配信息发送给处理器，处理器接收到社交匹配信息后，控制语音提示模块发出语音提示，如“XX喜欢钓鱼，是否邀约”等，处理器通过语音识别和或动作捕捉来确认老人是否进行邀约，如老人同意邀约，处理器向社交匹配信息成功的人发送邀约信号。
当匹配值小于预设阈值，则匹配失败，社交匹配装置将社交匹配失败信号发送给处理器，处理器接收到社交匹配失败信号后，控制语音提示模块发出语音提示，如“社交匹配失败”等。
语音提示模块除了上述语音提示外，还可以与老人进行简单的交流，当动作捕捉模块和语音采集模块采集不到行为特征信号和语音信号时，可以开启语音提示模块，对老人进行询问，以确保获得准确的社交匹配参数值，减少误差，同时也可以处理一些突发应急状况。
基础方案的有益效果是：本方案通过收集老人的生活习惯、人生阅历和兴趣爱好等特征信息获得社交匹配参数值，从而自动匹配出性格爱好相似的朋友，以满足老人的社交需求。
同时语音提示模块除了在接收到社交匹配信息和邀约信息对老人进行语音提示外，也可以在检测不到行为特征信号和语音信号时，对老人进行询问，以确保获得准确的社交匹配参数值，减少误差，同时当老人发生一些突发状况时，也可对老人进行问询并发送求救信号，保证老人获得及时的帮助。
优选方案一：作为基础方案的优选，还包括静态图像采集模块，静态图像采集模块用于收集老年人处于日常行为状态下的静态图像，处理器用于接收静态人体图像，采用Sift算法生成特征向量，选取关键点特征向量，将关键点特征向量与数据库中存储的静态人体图像样本距离接近的2个关键特征向量进行相似性判定度量：当在这两个关键点中，如果次近距离除以最近距离小于预设阙值，则判定为匹配点。有益效果：通过采集静态人体图像，处理器对静态人体图像进行特征提取及识别，并与数据库中存储的静态人体图像样本进行匹配，判断当前老人所处的动作状态，以确认通过加速度信号、角度信号和语音信号结合获得的动作状态是否正确，从而获得准确的社交匹配参数值，减少误差。
优选方案二：作为优选方案一的优选，静态图像采集模块还可用于采集人脸图像，处理器提取识别人脸的表情变化，并根据表情变化判断老年人是否有社交需求。有益效果：通过提取人脸的表情变化，判断老人的喜怒哀乐，进而判断老年人是否有社交需求：
当识别出老人的表情比较忧伤时，说明老人有心事，需要与人交流进行排解，处理器自动将社交匹配参数值推送给服务器中的社交匹配装置，进行数据匹配，提起社交需求。
优选方案三：作为基础方案的优选，还包括触摸屏，触摸屏用于显示社交匹配信息及接收老人的触摸信号。有益效果：对于存在交流障碍或特殊老人无法与通过语音交流时，可采用触摸屏书写方式表达内心的想法。
优选方案四：作为基础方案、优选方案一、优选方案二和优选方案三的优选，社交数据收集装置还包括定位***，定位***用于定位老年人的位置并作为社交匹配参数值发送给服务器。有益效果：定位***可以定位老人位置，当邀约成功后，可使老人更快的寻找到邀约对象，也防止了老年人迷路走失。
优选方案五：作为优选方案四的优选，处理器对社交匹配信息成功的老年人信息进行存储。有益效果：处理器对社交匹配信息成功的老年人信息进行存储，建立社交群，当老人有社交需求时，处理器从社交群中选择、预约好友，方便快捷。
附图说明
图1为本发明基于机器人的社交***实施例的原理框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：社交数据收集装置1、动作捕捉模块11、语音采集模块12、语音提示模块13、静态图像采集模块14、触摸屏15、定位***16、处理器17、社交匹配装置2。
基于机器人的社交***实施例基本如附图1所示：包括设于机器人上的社交数据收集装置1和设于服务器的社交匹配装置2，其中：
社交匹配装置2用于接收网络内发送的社交匹配参数值，将社交需求老人的社交匹配参数值与数值数据库中存储的其他老人的社交匹配参数值进行数据匹配：
当匹配值大于等于预设阈值，则匹配成功，社交匹配装置2将社交匹配信息发送给处理器17；
当匹配值小于预设阈值，则匹配失败，社交匹配装置2将社交匹配失败信号发送给处理器17；
社交数据收集装置1包括：
动作捕捉模块11，动作捕捉模块11用于收集老年人的动作状态，所述动作捕捉模块11包括加速度传感器和陀螺仪，其中，加速度传感器用于检测人体移动的加速度信号，陀螺仪用于检测人体倾斜的角度信号；
加速度传感器采用三轴加速度计，可以测量出人体移动的加速度，进而判断出人体移动的距离；陀螺仪采用三轴陀螺仪，通过测量自身的旋转状态，判断出人体当前运动状态，是向前、向后、向上、向下、向左还是向右、是加速（角速度）还是减速（角速度），两者结合形成6轴惯性测量单元，可精确的判断出人体的动作状态。
语音采集模块12，语音采集模块12用于采集老年人的语音信号和周围环境的音频信号；其中语音采集模块12包括话筒和科大讯飞公司的语音识别模块，达到语音识别效果。
处理器17，处理器17采用国产龙芯CPU进行数据处理与控制，处理器17用于接收加速度信号、角度信号和语音信号，提取及识别特征信号，进行社交分析，形成社交匹配参数值；
其中处理器17接收到加速度信号及角度信号后与存储器中预设的加速度阈值和角度阈值进行对比，从而确定老人当前的动作状态；
其中处理器17提取语音信号及音频信号中的关键词，统计关键词出现次数，识别后对关键词进行分类，从而确定老年人的人生阅历及兴趣爱好；
其中处理器17通过识别出的动作状态和聊天内容分析出老人的生活习惯和兴趣爱好；
处理器17还用于向服务器中的社交匹配装置2推送社交匹配参数值和发送邀约；
处理器17还用于接收社交匹配装置2推送的社交匹配信息和接收其他老年人邀约；
语音提示模块13，语音提示模块13用于处理器17接收到社交匹配信息和邀约时对老年人进行语音提示。语音提示模块13采用扬声器并搭载型号为E702T的音频输出模块，达到输出语音信号的效果。
还包括静态图像采集模块14，静态图像采集模块14用于收集老年人处于日常行为状态下的静态图像，处理器17用于接收静态人体图像，采用Sift算法生成特征向量，选取关键点特征向量，将关键点特征向量与数据库中存储的静态人体图像样本距离接近的2个关键特征向量进行相似性判定度量：当在这两个关键点中，如果次近距离除以最近距离小于预设阙值，则判定为匹配点，通过采集静态人体图像，处理器17对静态人体图像进行特征提取及识别，并与数据库中存储的静态人体图像样本进行匹配，判断当前老人所处的动作状态，以确认通过加速度信号、角度信号和语音信号结合获得的动作状态是否正确，从而获得准确的社交匹配参数值，减少误差。
静态图像采集模块14还可用于采集人脸图像，处理器17提取识别人脸的表情变化，并根据表情变化判断老年人是否有社交需求，静态图像采集模块14CCD（电荷耦合器件）照相机，通过CCD（电荷耦合器件）照相机采集静态人体及人脸图像。
触摸屏15，触摸屏15用于显示社交匹配信息及接收老人的触摸信号。考虑到老人的特点，触摸屏1524采用NOVA屏幕，增加操控感及提高了屏幕亮度以及对比度，便于老人书写及查看。
定位***16，定位***16用于定位老年人的位置并作为社交匹配参数值发送给服务器，定位采用GPS定位***16进行定位。
通过动作捕捉模块11采集老年人日常行为的动作，通过处理器17提取及识别采集的行为特征信号，同时语音采集模块12采集处于当前日常行为下的语音信号，通过处理器17提取及识别语音信号，从而两者结合确定老年人当前所处的状态，如吃饭、聊天、打牌等，并统计特定时间段内的行为状态，从而确定所看护老人的生活习惯和兴趣爱好；处理器17还会提取语音信号中的关键词，统计关键词出现次数，识别后对关键词进行分类，从而确定老年人的人生阅历及兴趣爱好。
处理器17统计老年人的生活习惯、人生阅历和兴趣爱好，形成社交匹配参数值，并将社交匹配参数值推送给服务器中的社交匹配装置2，社交匹配装置2对社交匹配参数值进行存储。
处理器17还对提取的语音信号进行社交分析，判断老人是否有社交需求，如果有，则向社交匹配装置2发送社交需求信号，社交匹配装置2接收到需求信号后，将社交需求老人的社交匹配参数值与数值数据库中存储的其他老人的社交匹配参数值进行数据匹配：
当匹配值大于等于预设阈值，则匹配成功，社交匹配装置2将社交匹配信息发送给处理器17，处理器17接收到社交匹配信息后，控制语音提示模块13发出语音提示，如“XX喜欢钓鱼，是否邀约”等，处理器17通过语音识别和或动作捕捉来确认老人是否进行邀约，如老人同意邀约，处理器17向社交匹配信息成功的人发送邀约信号。
当匹配值小于预设阈值，则匹配失败，社交匹配装置2将社交匹配失败信号发送给处理器17，处理器17接收到社交匹配失败信号后，控制语音提示模块13发出语音提示，如“社交匹配失败”等。
语音提示模块13除了上述语音提示外，还可以与老人进行简单的交流，当动作捕捉模块11和语音采集模块12采集不到行为特征信号和语音信号时，可以开启语音提示模块13，对老人进行询问，以确保获得准确的社交匹配参数值，减少误差，同时也可以处理一些突发应急状况。
静态图像采集模块14用于收集老年人处于日常行为状态下的静态人体图像，处理器17用于接收静态人体图像，提取及识别特征信号，通过采集静态人体图像，处理器17对静态人体图像进行特征提取及识别，并与数据库中存储的静态人体图像样本进行匹配，判断当前老人所处的行为状态，以确认通过特征信号和语音信号结合获得的行为状态是否正确，从而获得准确的社交匹配参数值，减少误差。静态图像采集模块14还可用于采集人脸图像，处理器17提取识别人脸的表情变化，并根据表情变化判断老年人是否有社交需求，通过提取人脸的表情变化，判断老人的喜怒哀乐，进而判断老年人是否有社交需求：当识别出老人的表情比较忧伤时，说明老人有心事，需要与人交流进行排解，处理器1717自动将社交匹配参数值推送给服务器中的社交匹配装置2，进行数据匹配，提起社交需求。
触摸屏15用于显示社交匹配信息及接收老人的触摸信号，对于存在交流障碍或特殊老人无法与通过语音交流时，可采用触摸屏15书写方式表达内心的想法。定位***16可以定位老人位置，当邀约成功后，可使老人更快的寻找到邀约对象，也防止了老年人迷路。
处理器17对社交匹配信息成功的老年人信息进行存储，建立社交群。处理器17对社交匹配信息成功的老年人信息进行存储，建立社交群，当老人有社交需求时，处理器17从社交群中选择、预约好友。
使用时，社交数据收集装置1收集一段时间内比如一周内的行为习惯，通过动作捕捉模块11收集老年人日常行为的动作，结合语音采集模块12采集语音信号从而确定老人的生活习惯、兴趣爱好，如老人吃饭、睡觉、运动、看书时，动作捕捉模块11可以捕捉到老人的动作状态，通过采集语音信号确认老人的当前状态，并标记存储，获得准确的老人生活习惯，并从日常聊天说话中提取关键词，统计关键词出现次数，从而确定老年人的人生阅历及兴趣爱好，比如：当统计出“中美关系”、“中日关系”、“世界格局”、“叙利亚”等关键词出现的次数较多，说明老人喜欢聊时政及世界局势；当统计出“垂钓”、“钓鱼”、“河边”、“鱼竿”等，说明老人习惯钓鱼，从而确定了老人的兴趣爱好。
当老人站在窗边思考问题，检测不到动作信号与声音信号，还可通过静态图像采集模块14采集的图片分析老人的动作状态，也可通过语音提示模块13发出“你在干嘛”的语音对来人进行问询，从而确定老人当前的动作状态。
处理器17统计完成老年人的生活习惯、人生阅历和兴趣爱好后，形成社交匹配参数值，并将社交匹配参数值推送给服务器中的社交匹配装置2，社交匹配装置2对社交匹配参数值进行存储。
当处理器17分析出语音信号中与社交意愿时，比如检测到老人说“我要社交”或语句中包含“孤独”或检测到有“叹气声”等情况时，则判断老人有社交需求；处理器17还可以通过分析静态图像采集模块14采集得人脸图像中的表情变化来判断老人是否有社交需求，当检测到老人“皱眉”等表情时，则判断老人有社交需求。
此时，处理器17则向社交匹配装置22发送社交需求信号，社交匹配装置2接收到社交需求信号后，将老人的社交匹配参数值与数据库中存储的其他老人的社交匹配参数值进行数据匹配：
当匹配成功，社交匹配装置2将社交匹配信息发送给处理器17，处理器17接收到社交匹配信息后，控制语音提示模块13发出语音提示，如“XX喜欢钓鱼，是否邀约”、“XX正在打牌，是否邀约前往”等，老人通过语言或者和动作进行反馈，当检测到老人说“去”、“可以”、“好的”等词语时或检测到老人“点头”等动作时表示老人同意，则向匹配成功对象发送邀约；当检测到老人说“算了”、“不去”的词语或者采集到老人“摇头”、“摆手”动作时，说明老人不同意。当处理器17接收到被邀约方同意的回复后，则根据定位***16定位的位置前往对方所在位置。
对于有语言障碍的老年人可以通过触摸屏15书写与***进行交互，比如听到语音提示，如“XX喜欢钓鱼，是否邀约”、“XX正在打牌，是否邀约前往”等，老人可以在触摸屏15上直接录入“不去”或者“去”等词语，来表达内心的想法。
对于匹配成功的社交对象，处理器17可自动存储在数据库中，建立社交群，以后老人有社交需求，可从社交群中选择对象直接邀约。
本方案通过收集老人的生活习惯、人生阅历和兴趣爱好等特征信息获得社交匹配参数值，从而自动匹配出性格爱好相似的朋友，以满足老人的社交需求。
同时语音提示模块13除了在接收到社交匹配信息和邀约信息对老人进行语音提示外，也可以在检测不到行为特征信号和语音信号时，对老人进行询问，以确保获得准确的社交匹配参数值，减少误差，同时当老人发生一些突发状况时，也可对老人进行问询并发送求救信号，保证老人获得及时的帮助。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.基于机器人的社交***，其特征在于，包括设于服务器的社交匹配装置和设于机器人上的社交数据收集装置，其中：
社交匹配装置用于接收网络内发送的社交匹配参数值，将社交需求老人的社交匹配参数值与数值数据库中存储的其他老人的社交匹配参数值进行数据匹配：
当匹配值大于等于预设阈值，则匹配成功，社交匹配装置将社交匹配信息发送给处理器；
当匹配值小于预设阈值，则匹配失败，社交匹配装置将社交匹配失败信号发送给处理器；
社交数据收集装置包括：
动作捕捉模块，动作捕捉模块用于收集老年人的动作状态，所述动作捕捉模块包括加速度传感器和陀螺仪，其中，加速度传感器用于检测人体移动的加速度信号，陀螺仪用于检测人体倾斜的角度信号；
语音采集模块，语音采集模块用于采集老年人的语音信号和周围环境的音频信号；
处理器，处理器用于接收加速度信号、角度信号和语音信号，提取及识别特征信号，进行社交分析，形成社交匹配参数值；
其中处理器接收到加速度信号及角度信号后与存储器中预设的加速度阈值和角度阈值进行对比，从而确定老人当前的动作状态；
其中处理器提取语音信号及音频信号中的关键词，统计关键词出现次数，识别后对关键词进行分类，从而确定老年人的人生阅历及兴趣爱好；
其中处理器通过识别出的动作状态和聊天内容分析出老人的生活习惯和兴趣爱好；
处理器还用于向服务器中的社交匹配装置推送社交匹配参数值和发送邀约；
处理器还用于接收社交匹配装置推送的社交匹配信息和接收其他老年人邀约；
语音提示模块，语音提示模块用于处理器接收到社交匹配信息和邀约时对老年人进行语音提示。
2.根据权利要求1所述的基于机器人的社交***，其特征在于：还包括静态图像采集模块，静态图像采集模块用于收集老年人处于日常行为状态下的静态图像，处理器用于接收静态人体图像，采用Sift算法生成特征向量，选取关键点特征向量，将关键点特征向量与数据库中存储的静态人体图像样本距离接近的2个关键特征向量进行相似性判定度量：当在这两个关键点中，如果次近距离除以最近距离小于预设阙值，则判定为匹配点。
3.根据权利要求2所述的基于机器人的社交***，其特征在于：所述静态图像采集模块还可用于采集人脸图像，处理器提取识别人脸的表情变化，并根据表情变化判断老年人是否有社交需求。
4.根据权利要求1所述的基于机器人的社交***，其特征在于：还包括触摸屏，触摸屏用于显示社交匹配信息及接收老人的触摸信号。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的基于机器人的社交***，其特征在于：所述社交数据收集装置还包括定位***，定位***用于定位老年人的位置并作为社交匹配参数值发送给服务器。
6.根据权利要求5所述的基于机器人的社交***，其特征在于：所述处理器对社交匹配信息成功的老年人信息进行存储。
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