具有自主生活能力的人形机器人制造技术

本发明专利技术涉及人形机器人，该人形机器人能够调查其环境，尤其是确定人类何时出现并且参与对应于它们的期望的评估的所述人类进行的活动。机器人的操作系统在机器人中被配置为处理由提取器(传感器和处理功能)接收的信息，以列出活动(手势、对话、等等)，这些活动根据当前状况和与人类的接合历史而被优先化，以决定将启动哪个活动并使致动器执行该活动。在待执行的活动列表中还考虑了机器人的安全状况。

Humanoid robot with autonomous living ability

The present invention relates to humanoid robots that can investigate their environment, in particular human activities that determine when human beings appear and participate in the evaluation of their expectations corresponding to them. The robot in the robot operating system is configured for processing by the extractor (sensor and processing) received information to the list of activities (gestures, dialogue, etc.), these activities according to the current situation and the history of human being and joint prioritization, to decide which activities will start to carry out the activity and actuator. The safety status of the robot is also considered in the list of activities to be performed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自主生活能力的人形机器人
技术介绍
本专利技术涉及机器人编程系统的领域。更加具体而言，其应用于对在关节连接的肢体上可以来回转动或者使用它们的机器人(尤其是人类或动物形式的机器人)的行为和运动进行编辑和控制。机器人从其具有某些人类外观属性(例如，头、躯干、双臂、双手等)的那一刻开始可以被认为是人形的。然而，人形机器人可以是或多或少复杂的。其肢体可具有更多或更少数量的关节。其可以静态地和动态地控制其自身的平衡并且用两肢行走，可能在三个维度上或者简单地在底座上滚动。其可以从环境中拾取信号(“听”、“看”、“触摸”、“感觉”等)并根据或多或少复杂的行为来进行反应，并且通过语音或通过手势来与其他机器人或人类进行交互。对于当代的人形机器人，编程者能够创建可以是或多或少复杂的场景，以作为由机器人所反应/执行的事件/动作的序列。这些动作可以根据与机器人交互的人的某些行为而是条件性的。但是在这些第一代的人形机器人中，应用编程是在开发工具包中完成的，并且每个应用都需要通过触发事件(该事件的发生已经被包括在应用中)来启动。因此，存在对能够像人类那样过“自主生活”(其能够基于它正在其中演进的环境来以确定的方式表现)的人形机器人的需求。本专利技术的目的是通过提供能够在没有编程者的任何干预的情况下自主地确定适于在其中演进的上下文的、其生活的序列的机器人，来克服现有技术的机器人的限制。
技术实现思路
为此目的，本专利技术提供了至少包括以下部分的人形机器人：存储器，所述存储器连接至用于取回和存储用于由机器人执行的活动的处理功能；活动，其由机器人的预先编程的行为和具有所述行为的启动条件的清单文件(manifestfile)的对组成；图像、声音、触摸和惯性信号的提取器，所述图像、声音、触摸、和惯性信号表征情况、事件、以及与机器人周围的场景中的人类的交互中的一个或多个；光信号、所显示的信息、声音、语音、运动中的一个或多个动作的致动器，所述一个或多个动作属于行为；所述人形机器人的特征在于，其还包括思想模块，以用于自动地创建活动的优先化的(prioritized)列表、在所述优先化的列表中选择至少一个活动并向一个或多个致动器命令所述活动的执行。有利地，所述存储器还被配置为存储允许机器人与其交互的人类的身份数据和所述交互的预先定义的参数相匹配的数据。有利地，所述活动的优先化的列表是基于以下中的一个或多个来创建的：对处于与机器人进行通信的情况中的人类的存在的确定、进行自主活动的偏好、以及执行任何活动的能力。有利地，在已经确定了处于与机器人进行通信的情况中的人类的存在之后，在该机器人周围限定多个接合区(engagementzone)。有利地，所述多个接合区按照人类与机器人之间的距离来限定。有利地，所述多个接合区基于在所述人类与所述机器人之间的交互的上下文的演进而不同。有利地，在已经确定了处于与机器人进行通信的情况下的人类的存在之后，提取器服务在其他活动的执行期间保持追踪所述人类。有利地，其中，活动的所述优先化的列表是基于对已经与所述机器人交互了的人类的优选活动的确定来创建的。有利地，所述活动的优先化的列表中的顺序通过以下步骤来设置：首先，将对保护机器人的约束考虑在内，第二，将一个或多个人类在接合区中的一个接合区中的存在考虑在内，第三，将可以由机器人自主地执行的活动考虑在内。有利地，本专利技术的机器人还包括资源管理器以有助于对优先化活动的列表进行排序。有利地，在执行优先化的列表中的第一活动之前，将活动的优先化的列表随机化。本专利技术还提供了一种用于控制人形机器人的方法，该方法包括：取回并存储用于由机器人执行的活动，活动由机器人的预先编程的行为和具有行为的启动条件的清单文件的对组成；从一个或多个提取器中取回图像、声音、触摸、和惯性信号，所述图像、声音、触摸、和惯性信号表征情况、事件、以及与机器人周围的场景中的人类的交互中的一个或多个；对光信号、所显示的信息、声音、语音、运动中的一个或多个动作的致动器进行激活，所述一个或多个动作术属于行为；所述方法的特征在于，其还包括在思想模块中自动地创建活动的优先化的列表、在所述优先化的列表中选择至少一个活动、并向一个或多个致动器命令所述活动的执行。本专利技术还提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括当在计算机上运行时适用于执行本专利技术的方法的计算机代码。本专利技术提供了操作系统的功能，即，其允许由机器人的传感器的输出所生成的命令与针对不同的传感器读数的值来定义行为的应用之间的去耦合(decoupling)。这允许计算机代码的模块性，并且因此允许协同式编程，即，社区的成员可以贡献不同的应用，即使不允许对低级别的编程功能的访问，该应用也可以工作。由于本专利技术的软件架构，不需要将开发工具包连接至机器人就能够启动应用。同样，去耦合允许较容易的维护。由于本专利技术，还有可能取决于机器人是否处于其必须与一个或多个人类进行交互的情况中(交互模式)、在其环境中是否没有人类(自主模式)、或者其是否出于具体的原因而处于危险中(保护，由于低电量、跌倒、或其他原因)，而在机器人的行为中建立优先级。附图说明从以下对多个示例性实施例的描述及其附图，本专利技术将更好地理解并且其各种特征和优点将显现，其中：图1显示了本专利技术的多个实施例中的人形机器人的物理架构；图2显示了本专利技术的多个实施例中的人形机器人的软件模块的功能性架构；图3显示了图2的软件模块的功能性架构的操作的流程图；图4示出了本专利技术的多个实施例中的优先化算法；图5显示了本专利技术的多个实施例中的用于确定机器人周围的接合区的示意图。具体实施方式图1显示了本专利技术的多个实施例中的人形机器人的物理架构。图上的具体的机器人100仅仅被看作是其中可以实现本专利技术的人形机器人的示例。图上的机器人的下肢并不是用于行走的，但是可以在其底座140上在任何方向上移动，该底座140在其放置的表面上滚动。本专利技术可以在适于行走的机器人中容易地实现。作为示例，该机器人具有可以大约为120cm的高度110、大约为65cm的深度120和大约为40cm的宽度130。在具体的实施例中，本专利技术的机器人具有平板计算机150，利用该平板计算机150，该机器人可以向其环境传送消息(音频、视频、网页)、或者通过平板计算机的触觉界面接收来自用户的条目。除了平板计算机的处理器以外，本专利技术的机器人还使用其自己的母板的处理器，所述母板可以是例如来自IntelTM的ATOMTMZ530。在本专利技术的具体的实施例中，本专利技术的机器人还有利地包括专用于处理母板和尤其是承载磁旋转编码器(MRE)的板与控制肢体中的关节的电机和机器人用作轮子的球的传感器之间的数据流的处理器。取决于对于确切的关节所需要的最大扭矩的大小，电机可以具有不同的类型。例如，可以使用来自e-minebeaTM的有刷DC无芯电机(例如，SE24P2CTCA)或者来自MaxonTM的无刷DC电机(例如，EC45_70W)。MRE优选地具有使用霍尔效应的类型，其具有12或14比特的精度。在本专利技术的实施例中，在图1上所显示的机器人还包括各种类型的传感器。这些传感器中的一些用于控制机器人的位置和移动。这是例如位于机器人的躯干中的、包括3轴陀螺仪和3轴加速度计的惯性单元的情况。机器人还可以包括具有片上系统(SOC)类型的位于机器人的额头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人形机器人(110)，至少包括：存储器(213)，所述存储器(213)连接至用于取回和存储活动以供所述机器人执行的处理功能，所述活动由所述机器人的预先编程的行为和具有所述行为的启动条件的清单文件的对组成；图像、声音、触摸和惯性信号的提取器(211)，所述图像、声音、触摸和惯性信号表征情况、事件、以及与所述机器人周围的场景中的人类的交互中的一个或多个；光信号、所显示的信息、声音、语音、运动中的一个或多个动作的致动器(212)，所述一个或多个动作属于行为；所述人形机器人的特征在于，其还包括思想模块(230)以用于自动地创建活动的优先化的列表、在所述优先化的列表中选择至少一个活动、以及向一个或多个致动器命令对所述活动的执行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 EP 14305578.81.一种人形机器人(110)，至少包括：存储器(213)，所述存储器(213)连接至用于取回和存储活动以供所述机器人执行的处理功能，所述活动由所述机器人的预先编程的行为和具有所述行为的启动条件的清单文件的对组成；图像、声音、触摸和惯性信号的提取器(211)，所述图像、声音、触摸和惯性信号表征情况、事件、以及与所述机器人周围的场景中的人类的交互中的一个或多个；光信号、所显示的信息、声音、语音、运动中的一个或多个动作的致动器(212)，所述一个或多个动作属于行为；所述人形机器人的特征在于，其还包括思想模块(230)以用于自动地创建活动的优先化的列表、在所述优先化的列表中选择至少一个活动、以及向一个或多个致动器命令对所述活动的执行。2.根据权利要求1所述的人形机器人，其中，所述存储器还被配置为存储允许与所述机器人交互的人类的身份数据和所述交互的预先定义的参数相匹配的数据。3.根据权利要求1至2中的一项所述的人形机器人，其中，活动的所述优先化的列表是基于以下中的一个或多个来创建的：对处于与机器人进行通信的情况中的人类的存在的确定、进行自主活动的偏好、以及执行任何活动的能力。4.根据权利要求3所述的人形机器人，在已经确定了处于与所述机器人进行通信的情况中的人类的存在之后，在该机器人周围限定多个接合区。5.根据权利要求4所述的人形机器人，其中，所述多个接合区是由所述人类与所述机器人之间的距离来限定的。6.根据权利要求5所述的人形机器人，其中，所述多个接合区基于在所述人类与所述机器人之间的交互的上下文的演进而变化。7.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·韦尔特罗普，B·迈索尼耶，J·蒙索，
申请(专利权)人：软银机器人欧洲公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR