智能机器人治疗学习玩具制造技术

特定实施例总体上可涉及智能机器人治疗设备。模块化玩具可包括多个可拆卸的车厢。所述模块化玩具还可包括安装在所述多个车厢的第一车厢上的液晶显示器(LCD)屏幕。所述模块化玩具可进一步包括：气泡生成机构，其安装在所述第一车厢上；容器，其设置在所述多个车厢的附接到所述第一车厢的第二车厢上；以及机器人臂，其安装在所述多个车厢的附接到所述第二车厢的第三车厢上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】智能机器人治疗学习玩具
本专利技术总体上涉及智能机器人治疗学习玩具。更具体地，本专利技术总体上涉及智能机器人治疗学习玩具火车和用于解决儿童中包括例如自闭症谱系障碍(ASD)的各种病症的方法。
技术介绍
有特殊需要的儿童在技能、能力和困难的性质和程度上差异很大。因此，他们的特殊需要表现出相同的多样性，包括教育、社会、行为、学习和身体需要。经常能看到这些儿童是安静、冷漠，并退回到他们自己的世界。他们无法理解自己的环境或理解指示，并且往往难以发展和维持社会关系。此外，大量患有焦虑和抑郁症是其病症的直接后果。一些有特殊需要的儿童患有称为自闭症谱系障碍(ASD)的病症。一般地，ASD是一种神经发育障碍，通常在生命的前3年间被诊断出。它可能伴随着其他身体或心理障碍，并且传统上以社交沟通、社交互动和想象能力的缺陷为特征。此外，ASD通常归因于被诊断患有自闭症的人的心智能力的缺失，并且是具有多种表现形式的复杂发育障碍。根据2014年疾病控制和预防中心(CDC)的报告，世界上约有1％的人口患有ASD。ASD在世界各国变得越来越普遍。例如，在英国，100名儿童中约有一名孩子患有ASD。在美国，自闭症患病率约为48个出生人口中有1个，而在韩国，则约为38个中有1个。在卡塔尔，已报道每年平均有超过220个新的转诊用于ASD评估和干预。这些儿童中有30％是卡塔尔人，并且男孩占病例的80％。为了正确看待这些数字，卡塔尔国具有235万的人口，并且这些中的13.7％(约321,950个)是14岁以下的儿童。该国对当地和外籍社区的自闭症支持需求一直在上升。从1992年至2003年期间仅有4个特殊需要中心，到目前为止，在接下来的几年中，中心的数量增加了约250％。在卡塔尔，精神障碍的总经济成本估计为每年4.7亿美元。例如，孩童发展中心(CDC)是卡塔尔多哈的一个特殊需求中心，提供每周五天的全日制课程，目前每月花费5,550美元。在美国，有智力残疾的人在一生中的自闭症费用约为240万美元，而对于没有智力残疾的人则为140万美元。因此，需要改善ASD儿童的医疗和教育设施。还需要改善当前可用设施的标准，以解决这些儿童的特殊需要。还需要进一步提供负担得起的干预和支持服务，这些干预和支持服务不必局限于诊所内的治疗会议，而是也可以在家中父母容易管理使用的情况下无处不在。考虑到以下详细说明、附图和权利要求，本专利技术的其他特征、优点和实施例已经阐述或清楚。此外，应该理解，本专利技术的前述
技术实现思路
和下面的详细描述都是示例性的，并且旨在提供进一步的解释而不限制所要求保护的本专利技术的范围。附图说明附图是为了进一步理解本专利技术而被包括的并且合并在本说明书中并构成本说明书的部分，说明了本专利技术的优选实施例，并与详细说明一起用于解释本专利技术的原理。在附图中：图1示出了根据特定实施例的机器人火车的模型。图2示出了根据特定实施例的机器人火车的另一模型。图3示出了根据特定实施例的系统组件的概述。图4示出了根据特定实施例的机器人臂的坐标系。图5示出了根据特定实施例的流程图。图6示出了根据特定实施例的系统。图7示出了相对于实验持续时间测量的三个玩具群组的互动持续时间的条形图。图8示出了儿童与玩具群组之间的互动水平的条形图。图9示出了相对于在引入玩具和第一次观察到的反应之间的经过时间而测量的参与(engagement)延迟的条形图。在以下说明性实施例的详细描述中，参考形成其一部分的附图。足够详细地描述了这些实施例，以使本领域技术人员能够实践本专利技术，并且应当理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以对本专利技术进行逻辑或结构上的改变。为了避免使得本领域技术人员实施本文所述实施例所不必需的细节，该描述可以省略本领域技术人员已知的某些信息。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义。具体实施方式贯穿本说明书描述的本专利技术的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。例如，贯穿本说明书中的短语“特定实施例”、“一些实施例”或其他类似语言的使用指的是，结合该实施例描述的特定特征、结构或特性可包括在本专利技术的至少一个实施例中。多年来，研究表明，自闭症谱系障碍(ASD)的儿童喜欢互动式机器人玩具。虽然人类互动是复杂的，需要同时处理从许多通道流入的信息，例如语音、面部表情、手势、肢体语言等，但是与机器人的互动被大大简化。与机器人的沟通被限定于短暂、简单的对话，以及基本的手势和情绪，这为这些儿童提供了更低的感觉过度刺激机会。这种机器人现在被广泛使用，旨在引发新的社会行为和鼓励参与。世界各地记录了大量报告，这些报告证实了被诊断患有ASD的儿童和玩具火车之间的密切关系。已经对这种普及的原因进行了调查，以确定如何将火车用作在ASD干预中的社交机器人的有效形成因子(formfactor)。本文描述的特定实施例基于与人形机器人相比，ASD儿童对于玩具的反应、互动持续时间以及参与速度，来探索火车作为患有ASD儿童中的形成因子的合理性。为什么玩具火车在患有ASD儿童当中非常受欢迎，以及为什么它们可以成为ASD干预工具的有效形成因子，可能有几个原因。一个原因可能是，已知一般火车对自闭症谱系中的个体具有广泛的吸引力。火车经常伴随有时间表。这符合这些儿童对可预测性和模式的需要，这些可预测性和模式有助于他们理解他们周围的世界。另一个原因可能是火车伴随有细节。这些玩具有助于满足记忆诸如模型、颜色、大小等之类的细节并从记忆中叙述它们的倾向。这也满足了儿童收集、识别和将事物组织为分类的需要，其用作认知发展的工具。据观察，这些儿童喜欢将火车排列，根据颜色和数量来布置。父母经常用此作为教授数字和计数的工具。独特、大胆的色彩抓住了孩子的注意力，并且有助于保持更长时间的参与。它们还有助于区分并识别不同的角色，并开发对颜色的理解。根据另一个原因，火车有轮子。这引起了儿童的极大兴趣，他们的感官兴趣包括观看转动/旋转/移动物体，这在自闭症谱系中的儿童当中很常见。这还具有在享受玩弄这些玩具的同时鼓励运动技能的额外优点，这通常是对这些儿童的挑战。进一步的原因可能是火车跌落、坠毁和互相撞击。已经观察到患有自闭症的儿童喜欢重现视频中碰撞的场景，因为该动作清晰且易于遵循。这改善了他们有限的模仿技巧。火车也可以成为一种因果关系的玩具，产生的反应取决于儿童的行为。这有助于他们开发对他们的环境及其在环境中的角色的认知。根据另一个原因，火车伴随有不同长度和布局的轨道。每条轨道可以设置在不同的景观中，涉及从洞穴、恐龙土地和农场到雪崩等等。风景的多样性意味着用于形成地形特征部分中的多样性。这些儿童不仅可以更多地了解他们周围的世界，还可以从与父母或玩伴一起在涉及构建这些轨道的物理操作中获得足够多。可能有不同的方法和/或模拟来治疗ASD。根据特定实施例，玩具火车可以被设计成解决具有异常喂养问题、情绪困难、沟通问题和薄弱动作技能的儿童的需要。特定实施例可以针对特殊需要儿童的可用玩具提供改善，特别是对于处在自闭症谱系的儿童，据报道他们对玩具火车显示出强烈的喜好。参照图1，示出了根据特定实施例的机器人火车100的模型。机器人火车100可以能够以其技术先进的特征来提供广泛的应用。为了确保由患有ASD儿童来使用的安全性，火车100可以由柔软本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化玩具，包括：多个可拆卸的车厢；液晶显示器(LCD)屏幕，其安装在所述多个车厢的第一车厢上；气泡生成机构，其安装在所述第一车厢上；容器，其设置在所述多个车厢的附接到所述第一车厢的第二车厢上；以及机器人臂，其安装在所述多个车厢的附接到所述第二车厢的第三车厢上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.15 US 62/375,1381.一种模块化玩具，包括：多个可拆卸的车厢；液晶显示器(LCD)屏幕，其安装在所述多个车厢的第一车厢上；气泡生成机构，其安装在所述第一车厢上；容器，其设置在所述多个车厢的附接到所述第一车厢的第二车厢上；以及机器人臂，其安装在所述多个车厢的附接到所述第二车厢的第三车厢上。2.根据权利要求1所述的模块化玩具，其中所述LCD屏幕被配置为显示多个面部表情、图像或视频。3.根据权利要求1所述的模块化玩具，其中所述气泡生成机构被配置为生成气泡。4.根据权利要求1所述的模块化玩具，其中所述第二车厢的所述容器包括多个煤块，以及其中所述第一车厢包括面向所述第二车厢的前部的开口。5.根据权利要求4所述的模块化玩具，其中所述机器人臂被配置为从所述第二车厢拾取所述多个煤块并通过所述第一车厢的开口将所述煤块供给到所述第一车厢。6.根据权利要求1所述的模块化玩具，其中所述第一车厢包括与所述气泡生成机构配合的烟囱。7.根据权利要求1所述的模块化玩具，进一步包括投影仪，所述投影仪安装在所述第一车厢上并且被配置为沿着所述模块化玩具的路径实时地投射轨道。8.一种操作模块化玩具的方法，包括：启动至少一个驱动电机以使所述模块化玩具置于运动中；采用液晶显示器(LCD)屏幕显示来自所述模块化玩具的第一车厢的多个面部表情、图像或视频；激活安装在所述第一车厢上的气泡生成机构以生成气泡；将包括多个煤块的容器设置在所述模块化玩具的第二车厢上；以及操作安装在所述模块化玩具的第三车厢上的机器人臂，以与所述第一车厢和所述第二车厢互动。9.根据权利要求8所述的操作模块化玩具的方法，其中所述方法进一步包括操作所述机器人臂以从所述第二车厢拾取所述多个煤块并将所述多个煤块供给到所述第一车厢。10.根据权利要求8所述的操作模块化玩具的方法，进一步包括操作安装在所述第一车厢上的投影仪，以沿着所述模块化玩具的路径实时地投射轨道。11.根据权利要求8所述的操作模块化玩具的方法，进一步包括：将所述模块化玩具与便携式设备配对；以及在所述便携式设备与...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰约翰·卡比比汉，希夫扎·贾韦德，基肖尔·库马尔·萨达西武尼，艾哈迈德·亚赛尔·阿勒哈达德，
申请(专利权)人：卡塔尔大学，
类型：发明
国别省市：卡塔尔,QA