家用机器人论文

1、 毕业设计（论文）专用纸 毕 业 设 计（论 文）题目 ：家用学习机器人在智能机器设备发展中的 应用研究（论文）家用学习机器人（设计）姓 名 杨欣 学 号 1310741a21 所在学院 工业设计学院 专业班级 13产品2班 指导教师 李翠玉 日 期 2017年5月4 日 - 2 -摘 要在历经的近年的计算机及相关领域技术加速发展期之后，各种日趋成熟的机器人系统开发平台的不断涌现，制作和研发机器人的技术已经十分高超，基本不存在制作的障碍。机器人作为一种高端工艺品，不再只存于影视中，开始慢慢出现在人们的生活当中。当前，国内的制造业和加工业的技术都有一定的进步，拥有着坚实的制作基础，并且还有一个相

2、对来说较为完整的产业生产链。在目前新兴产业飞速发展的趋势下，为了进一步增强工业产品的竞争力，提高制造业的自助创新能力，要着重推进国内机器人工业的发展，尤其是家用机器人工业的发展，让机器人制造工业在行业中占据一定的领先地位。研发制造家用学习机器人，是在尊重一般规律的前提下使机器人带有特殊性，将一种技术产品化的一个过程。有别于设计和开发特种机器人与产业机器人，家用的学习机器人的服务对象是市场上的多数普通消费者，其工作的地点和环境是日常中的生活区域以及公共的场所。家用学习机器人本质上来说，属于一种高技术集成产品，其设计的主要目的在于如何实现高效率的人机交互，或者让机器人拥有更高的环境适应能力。因此，

3、对于家用学习机器人在市场上以何种方式出现，对于上述的两个主题具有至关重要的作用，也对产品的市场表现力产生着决定性的作用。关键词：家用 学习 机器人 设计 Abstract After years of computer and related technology in recent years to accelerate the development period, a variety of increasingly mature robot system development platform continues to emerge, the robot product design

4、and development has no large technical barriers. Robots will begin to walk into people's daily lives. China's modern processing and manufacturing industry in the past stage of the introduction and digestion of production capacity and technical strength has been a certain basis, and in some e

5、conomically active areas have formed a relatively complete industrial ecological chain. In the new wave of industry, the development of China's robot industry, especially household robots products, is to enhance the level of independent innovation and enhance the competitiveness of products, occ

6、upy the industry leading position of the inevitable trend. Home learning robot products is a technology product design process, in accordance with the general laws of technology products at the same time have a certain degree of particularity. Different from the design and development of industrial

7、robots or special robots, home learning robot products are designed to be directed to the general user population, the environment used is a complex daily life area and public places. Therefore, as a high-tech integrated products, home robot design topics focus on more efficient human-computer inter

8、action, more excellent environmental adaptability. Home learning robot in the daily life of what kind of product form, directly related to the success of the two key issues, and then determine the technical product of the market performance. For the characteristics of household robots for detailed n

9、eeds analysis and judgment, how to conduct accurate market positioning, how to grasp the actual use of potential customers and psychological expectations, they are to determine the main form of robot technology products.Keywords: Natural form Contemporary jewelry Personality expression Composite mat

10、erial目 录前 言51绪论61.1研究背景与意义61.2强化学习的智能机器人的研究现状61.3家用机器人发展现状与趋势71.3.1老龄化社会和残疾人需要家用机器人服务71.3.2日常生活娱乐的需求71.3.3新的生活方式的需求72家用机器人产品形式与交互设计82.1家用机器人技术的民用市场需求分析82.1.1娱乐机器人82.1.2家用电器机器人92.1.3静止机器人92.1.4助理机器人92.1.5类人机器人102.2家用学习机器人产品概念构思102.3家用学习机器人的交互作用与设计要素103家用学习机器人的设计方案123.1家用学习智能机器人的设计构思123.1.1设计初衷123.1.2

11、头脑风暴123.1.3风格确定123.1.4草图制作133.2家用学习智能机器人的设计概述143.3家用学习型智能机器人的优缺点15结 论17致 谢18参考文献19附 录20前 言在最近的三十多年中，中国在集成电子电路、计算机技术以及人工智能的理论和实践上取得了重大的进展，并且在新型传感器和微型机电设备等行业中取得了重大的突破，这为国内的机器人行业发展奠定了坚实的基础，带来了巨大的机遇和挑战。基于此，有一批企业抓机机遇开始研发新的技术，制造新式的玩具、商品和组装的配件，同时还出售其他平台化的商品。 1绪论1.1研究背景与意义在不久的将来，家用机器人软件的平台标准将会在商用机器人领域内出现，同时

12、还会出台相关的集群协作、远程控制以及导航组件的相关标准。欧洲的多数国家将国内的科研力量投入到家庭、办公领域机器人以及工业机器人的标准制定中。这些现象无一不体现着机器人产品开始进入了普通的市场当中。早期国内的技术与生产方式虽然引进了国外的方式和技术，但是经过一段时间的吸收和消化，并转化为国内的生产基础，同时在经济较为发达的地区形成了较为完整的产业生态链。在新一轮的产业发展趋势中，我国机器人工业的发展，尤其是家用机器人的发展，能够使得国内的自主创新能力增强，同时提高产品的竞争力，促使产业发展占据行业的领先地位。可是国内的生产技术基础仍旧较为薄弱，和发达国家相比，国内的精密制造业仍不发达。因此，我们

13、应当充分把握市场的需求还有企业的发展方向，整合创新资源，才能使这一行业取得重大的突破。1.2强化学习的智能机器人的研究现状所谓的强化学习，指的是一个获取最大回报的过程，即智能体学习通过一定的方式把环境投射到行为当中以获取回报的最大化。这一学习方式带有奖惩性，属于适应性较强的学习方式。智能体可以在学习的过程中寻找较大奖赏的方式，发现并避免低效率的方法。这一学习方法强化学习法，在近几年来被广泛地运用于人工智能和机器人的身上，逐渐成为智能系统设计的核心技术之一。同时，科研工作者并不就此止步，不断地研究强化学习的算法，使之在智能机器人的领域产生了巨大的进步。使用强化学习算法的智能机器人具有更高的环境适

14、应能力，同时有更为高效地路径规划方法。文献提出一种新的状态空间定义方法，用以限制动态环境下移动机器人的状态数量，有效地减少Q值表的维数，提高系统的学习效率；反向学习法可以系统地提高学习的效率；文献中还提出了另外一种算法，即启发式加速Q算法，该算法利用了启发函数计算动作，用以增强强化学习算法；文献中的神经网络还可以初始化Q值，可以优化机器人的内部算法。强化学习的速度和效率受到许多因素的影响，最主要的是状态空间的大小以及环境的复杂度。当状态空间过大，移动的机器人需要花费大量的时间探索新的学习策略，这不仅使得学习效率低，还很难得出最优方法。这一问题是使用强化学习法时所无法避免的、由其本质特征所决定的

15、，可是这一问题可以采用其他的算法来提高机器人的收敛速度和学习速率，来改进机器人。其中一种学习方法就是分层学习法，采用分而治之的原则，将原本的一个整体划分为不同的子任务，并进一步分解子任务将其最小化，从而体现出空间的降维。1.3家用机器人发展现状与趋势机器人的发展应该是从六十年代初开始说起，那是人们才刚刚进入人们的视野，智能机器人其实就是仿照各种各样的人工智能综合的成果，这些发展都是由于计算机的发展和进步。研究者在研究人工智能时用机器人的研发来体现自己所研发的人工智能，这也是人类首次证实了人工智能的作用，智能机器人的行动规划及操作是可以根据环境和设定的任务目标来制定的。过了几年，市场上对第一代机

16、器人的需求逐渐减少，基于此，制造业将工业机器人的作用领域从汽车行业扩大到了电气机械制造、非制造和电子等领域。第一代机器人在设计时并没写入视觉及触觉的编程，所以第一代机器人没有触觉和听觉。但是市场上需要具有新功能的机器人，而此时计算机与传感器飞速发展，这一技术有利地推动了机器人行业的发展，出现了市场上第一代有感的，具有判断和识别能力的机器人。1990年以后，购买机器人的用户多数是中小企业，因此机器人的制造体型基本趋于轻小化。譬如九十年代初日本生产的擦玻璃机器人、苏联的自由移动而且很轻的机器人。到了如今的21世纪机器人就变得应该是更加的智能化的方向去发展，比若说更聪明的机器人、更快的分析、更自然地

17、互动、更微妙的互动。家用智能机器人发展趋势上也有了一定的变化：1.3.1老龄化社会和残疾人需要家用机器人服务随着经济的发展，中国社会面临的问题与挑战也越来越多，当前尤为重要的就是如何应对人口老龄化和残疾人人数越来越多的问题。由当前的现状我们可以预见到，若是这些问题不能得到良好地解决，我国在未来将会投入大量的人力物力来照顾老年人以及残疾人，社会所承担的压力会越来越重。但是，如果能够利用家用机器人的发展，研发出专门照顾和护理老人以及残疾人的家用机器人，照顾他们的日常起居，不仅可以使他们的生活更为便利，还能一定程度上减轻国家及社会所承担的责任。1.3.2日常生活娱乐的需求目前的娱乐活动的方式都较为单

18、一、传统。但是，随着科学技术的发展，机器人逐渐走入了人们的日常生活当中，尤其是家用机器人，在这种类型的机器人中有一型号的机器人专门被研发出来供人们日常娱乐中使用。1.3.3新的生活方式的需求区别于其他用途的机器人，家用机器人最主要的目的就是服务于众多的普通家庭，这也是为什么家用机器人可以成为大众消费品的主要原因之一。美国等发达国家之所以大力推动家用机器人发展的，是因为它的发展可以一定程度上推动国家经济的发展。2家用机器人产品形式与交互设计2.1家用机器人技术的民用市场需求分析家庭机器人已经越来越多的走进了我们的生活，对学龄前儿童的状态的远程查看，对父母来说也已经不是可望不可即的梦，学龄前儿童如

19、何自己在家学习?家长上班时谁来陪孩子玩?种种难题现在都可以解决了。韩国Robotics公司研发的最新智能机器人可进行唱歌、跳舞、教授英文等儿童教辅工作。此外，机器人本身带有的自身摄像头有助于父母在远程关注儿童行为，查看孩子的安全状态。丰富多采的功能，却仅需3600美元，标志着智能机器人的发展进入了新时代。在日本、韩国、西欧等发达国家，家用机器人在生活中承担了越来越多的职能，打扫卫生、家庭安保、洗碗等简单的家务工作都可由机器人代劳。据世界机器人技术年度调查报告最新统计结果显示，机器人数量在近两年来实现了成倍量的增长，在2003年，全球机器人总数已经达到60.7万台，仅在2002年就实现了全球三分

20、之二的机器人增量。其中，最多的是除草机器人，共计有57万台，其次是除草机器人约有3.7万台，并对机器人的发展做出了如下预计，未来三年，机器人的数量还将实现倍增，增长速度将超过7倍。在报告中，报告预计到2007年全球机器人总数将达到410万台，但除草机器人仍将占机器人的主要部分，此外清洁机器人如窗户清洁和泳池清洁也将大幅增长，实现突破。在家用机器人之外，娱乐机器人同样普遍存在，并以全球69.2万台的总量占据了全球机器人的主体份额。此外，报告中还提到了各国机器人的认可程度，其中近两年来亚洲和北美洲的机器人接受度增加，日本目前是世界上最大的机器人购买国。除此以外，北美洲和欧洲的机器人需求紧随其后，欧

21、盟作为发达国家集中区，在2003年机器人使用量达到25万，德国、意大利、法国为主要发展国。随着机器人技术的进一步发展，价格逐渐下降，在发展中国家机器人技术的进展也是超乎想像的，极大的促进了机器人的普及与发展。索尼公司研发的Abio宠物狗在上市以后，五年来外形和功能不断被完善，较最初的版本已经有了极大改观。有人推测在未来十年，此类智能机器人还将进一步发展，承担更多的功能。在未来数字家庭的发展趋势与要求下，机器人将成为未来的家庭管家。同时，像其他科技类产品一样，机器人产业会随着科技的普及而逐渐减少其神秘性，增加其普及度，从而走入更多的普通家庭，扩大其市场规模。此外，还将在家庭任务的分工上根据任务的

22、不同，逐步细化，主要会包括以下几种类型：2.1.1娱乐机器人娱乐机器人是指那些能够在生活中借助自己的某些特征达到娱乐生活的目的。在形式上娱乐机器人没有过多要求，可以具有人类外貌或者童话、小说的某个角色的外貌，主要目的是为了达到娱乐效果，因而它们常常多才多艺，具备诸如唱歌、交流、对话能力，可以感知人类情感，从而对人类进行疏导、交流，降低精神紧张感，缓解情绪。在此类机器人的研发方面，日本公司在世界范围内处于领先地位。诸如丰田公司开发的一类娱乐机器人，具备唱歌的功能，外貌憨态可掬，可在互动中引得人类捧腹大笑。目前娱乐机器人的发展方向是不断的缩小体积、完善功能。相对于一般的玩具来说，娱乐机器人的体积形

23、态大多偏小，但一般都具有丰富的功能作用，可做出多种反应，且价格较为低廉，能够被人接受。如Wowwee公司研发的RoboasPlne具有远程操控功能，可做多种指定动作，但售价仅为100美元，因而销量甚广。2.1.2家用电器机器人吸尘器机器人是家用电器机器人的主要代表，它们代指一类具有智能设备的家用电器，能够具有某种特殊功能，更好的完成原有任务。比如智能吸尘器可以根据超声波监视器、红外线电子眼等一系列高端设备，来避免清洁工作中意外事件的发生，保证机器人可独立自主的完成某项工作。正如一些机器人研发公司所说，机器人不仅仅是工作的代劳者，更应该是一个能够兼具娱乐功能的思考者。清洁机器人已经问世多年。但由

24、于成本的限制，此类机器人一直未得到有效的利用与发展，主要是由于资金投入不够，所配备的软件系统过于落后造成的。目前以销售清洁机器人为主的iRob公司已经在全球范围内销售了数百万台类似的机器人，走人家家户户改善它们的生活方式。而且，此类机器人价格相对来说较为低廉，可被接受，这也同样是它广泛应用的原因。2.1.3静止机器人静止机器人，就如同名字一样，是一种固定的提供家用服务的机器人。如智能医药箱、智能衣柜等，会在你需要的时候进行一定的专业指导与消息通知，在生活的各个方面协助你。2.1.4助理机器人助理机器人作为一个热门分类，不仅种类齐全，还具有丰富的功能，涉及军事、个人等多个市场。目前有一种个人助理

25、机器人，可协助使用者进行人面孔和语音的确认。配备的微型摄影机和麦克风可准确识别对方身份，并将其信息储存在相应的储存器中，当再次遇到同样的人时，助理会及时提醒。目前美国一家机器人研发机构开发了一类以速度取胜的军用机器人，它具有的速度可达到每小时15英里，使其在战争中也能够准确的传递情报。此外，在速度之余，它还具有夜视功能，有助于在战争中窥测地方情况，及时观测对方举动并传递给本部，以做出及时准确的反应，以免被突袭。另外，可穿戴机器人同样是机器人研发的特点项目，令可穿戴机器人承担个人管家的职责，在老年人、残障人士的生活中可发挥极大作用。有人对此做出预测，表示未来十年内，可穿戴机器人将实现百分之四十的

26、普及率。2.1.5类人机器人与人们心中普遍的机器人想象形象不同。但是，科学家们从未放弃研究具有人类外观的机器人的追求，但保证外观和功能与人类的一致，在目前的机器人研发水平来说，是一个巨大的挑战，主要难度在于对人类行为举止的模仿。此外，令机器人具备人类的表情和反应同样具有极大的挑战性。2.2家用学习机器人产品概念构思通常，我们观看影视作品的时候所看到的机器人都是类似人身体形状的机器人。他们有灵活的四肢和机器电路组成的大脑。那么现实生活中的机器人该不该按照这种形象来设计呢？在当前的技术下，人形机器人已经出现，我们比较熟悉的HONDA的ASIMO就是人形机器人，二十世纪八十年代出现了直立平台，再加上

27、传感技术和计算机嵌入技术等也有了不小进展，人形机器人技术也越来越成熟。然而，在现实生活中，人形机器人却未必能满足市场对机器人的需求，相反，市场对机器人的需求是由其功能决定的，机器人的形式也不该只有人形一种，其实人类创造出机器人的目的是为了帮助人们处理一些简单重复的工作，这样就能将人们从繁重的劳动中解放出来。人形机器人的构造并不适合帮助人类处理这样的工作，可以这样说，人形的双腿在很多时候远远不如轮子灵活。ASIMO可以说是目前机器人技术的最高水准了，尽管这样其在表演时也不止一次出现失误，甚至是摔倒。尽管机器人的发展取得了很大的进展，很多机器人也给了人们不少震撼，但是机器人制作成本大，耗资巨大，却

28、无法满足人们的需求。日后或许会出现比ASIMO更高端的机器人，然而其可能也无法满足人们的某些需求，比如陪护病人、照顾病人等比较精细的工作。事实上，机器人ASIMO的出现是为了满足人们镜像情结的梦想，人形机器人的设计理念并不符合人们设计机器人的目的，无法更好地完成人类希望其完成的工作，总之，人形机器人并不是机器人最优化的形式。再看Sony的AIBO机器人，其模仿了动物的形态，也是一款上市销售的机器人产品，其功能是为了满足人类娱乐需求。然而其作为娱乐机器人，其高额的开发成本和售价也制约了它的发展。而繁重的工作我们可以选择用各种各样的工具来帮助我们完成，把这些工具组合在一起来帮助我们应对那些繁重的工

29、作，这其实就是机器人的设计雏形。但是在面对竞争激烈的市场时，融合多种技术手段设计出来的机器人却不一定是人们最经济的选择。2.3家用学习机器人的交互作用与设计要素在家用机器人的设计理念中，机器人被赋予功能上的自主性，用户只需要在机器人产品维护和指定功能及启动上面需要完成一些简单的操作之外，机器人在工作中的其他时候不需要用户介入，这是家用机器人的独特优势，也是机器人应该具备的竞争优势。那么如何保证这一设计理念成为现实，即尽可能地优化这一机器人产品设计以满足人们的家用需求呢？首要的问题是保证产品的交互性。交互性设计改进方法可以通过情景研究来实现。即模拟机器人的日常工作，包括使用环境、用户、机器人需要

30、完成的工作等内容。人种学发展衍生出了相关情景研究，可以用来统计一些实验数据和基础资料。情景研究的目的是将产品设计关注焦点聚集到产品使用时的情景上面，忽视产品本身因素。情景研究的内容会影响到用户的相关体验，在进行情景研究时要注意以下几个方面：(l)要明确客户的需求和客户的真实体验；(2)要注意和客户即被调查者的互动；(3)注意团队合作，识别团队关注点：(4)关注真实结果而不是要表达的观点：(5)关注小样本和丰富的定性数据的创意。结合上面所谈及的几点，我们发现家用机器人需要满足以下设计要素：（1）要具备人机交互性，发展机器人的优势；（2）机器人高效执行人们发出的工作指令的保障是其高效的模糊前端和分

31、布式设计方法；（3）机器人的平台化与标准化是保护设计投入回报，其可以延长产品使用年限，提高产品效益；（4）市场的需求改变要根据客户的体验来判断，要重视客户需求。3家用学习机器人的设计方案3.1家用学习智能机器人的设计构思3.1.1设计初衷儿童学习产品的相关设计一直以来被人们所关注，在儿童学习产品中合理应用情感化要素是设计成功与否的关键。情感化设计理论强调以使用者精神需求为导向进行设计研究。将情感要素与产品形态紧密结合，引发用户的联想。儿童是一个重要的消费群体，其心理单纯，对事物会产生一种本能的和无意识的认知行为，设计的良性引导作用对于儿童的健康成长至关重要，在设计过程中，需关注儿童的心理特征、

32、面部表情和行为举止，根据这些情感要素进行设计，全面提升儿童对产品的使用体验，设计一款新的学习陪伴型机器人。3.1.2头脑风暴随着机器人相关研究趋于成熟及市场需求的不断增加，学习型机器人层出不穷。首先设计了两款具有代表性的学习型机器人为例，对其造型设计进行分析和头脑风暴。初期做过多种尝试和实验均以失败告终。因为没有腿部，主要靠底部的轮子实现移动，其造型主要模仿人类的身体，给儿童带来亲近感。 图3-1早期头脑风暴（a） 图3-1早期头脑风暴（b）图3-1早期头脑风暴（c）3.1.3风格确定感官分为视觉、听觉、嗅觉及触觉等，反映到产品设计上包含造型、材质及颜色等要素。这些要素是儿童获取信息的重要途径

33、，儿童学习陪伴型机器人的造型属于情感化设计的本能层面，针对该层面的机器人造型要符合儿童的感官需求及认知心理。根据儿童对造型的感官需求，进行草图方案设计，给出三款方案机器人采用面部温和、四肢有力且夸大脚部的造型特征，配色以白色为主，搭配一定的点缀色。表3-1造型方案比较分析造型部位方案A方案B方案C头部造型拟动物形象拟动物形象拟人胸前造型服装造型屏幕造型简约空白造型四肢造型柔和小巧轮子、包裹感强强调骨骼感儿童学习陪伴型机器人的头部及其表情是设计中的重点部分，头部和面部造型设计决定了机器人是否能和儿童进行有效的情感沟通和信息交流。通过大量草图绘制和模拟测试，以儿童的视角设计了头部交流界面的造型元素

34、，并不断提炼和优化了方案，最后由于不断地查资料、进行创作草图的尝试确定了智能机器人的内容设定，成功设计尝试，定下了这种风格。本设计的重点是交互，这个学习机器人综合语音控制即可当闹钟，眼部当摄像头又是趣味性的学习机器，是机器人与语音控制的交互系统。经随机儿童感官体验测试，逐步确定了具有亲和力和吸引力的造型搭配。色彩设计上，使用不同明度的色彩与白色搭配，简洁明快，符合儿童产品单纯化配色原则。具有语音识别功能、关节灵活度高、能完成较复杂的肢体动作，同时具有表情分析和声音辨识功能，手部较为灵活和逼真。图3-2 最终方案的确定3.1.4草图制作 图3-3草图制作（a） 图3-3草图制作（b）图3-3草图

35、制作（c）3.2家用学习智能机器人的设计概述由于随着科技的不断发展，人们的生活也已经进入了一个更高的层次，所以人们对于科技的要求也越来越高，设计使得艺术与美感共存，所以设计已俨然成为链接科技与人之间感情的桥梁。家用机器人是人类社会高科技发展的产物，以科学合理化、合理的功能化为前提，设计指导成为高科技发展和人类情感的平衡剂。家用机器人设计小型化，轻巧化，行动敏捷化，音视感测灵敏化等都依赖于设计指导。家用机器人的设计表达方式有以下几个方面的探讨：对于机器人的设计，通过对人物特点的整改，使其拥有人的特点，与真正的人更加相像，所以更加可以和人一起产生情感共鸣。造型设计上，一般可考虑仿生造型设计，仿动物

36、，植物，仿人型设计等诸多自然形态都能使人产生亲切感，避免排斥纯机器。也可以采用较为几何造型，简单明了，现代感十足。色彩上，既要反映机器人高科技时代感，又要适用于家用亲和性。色彩冷暖合理搭配，以及黑白灰的调和应用。这点日本和韩国的家电产品设计提供了很多借鉴。不仅造型仿人型，明亮的黄色也带给人亲近愉悦的感觉。在选材上，尽量选择一些和人体皮肤手感相近的材料，让人感觉在进行互动时，对面的不是一个机器，而是一个人从而产生内心的亲近感。通过对功能的开发、明确、集合实现家用机器人人一机一环境系统合理布局及协调统一，使操作宜人化，以满足生理和精神需求。家用机器人功能的扩充集合，使其具备如家务清洁、休闲娱乐、家

37、庭看护、安全监控等功能，在明确的基础上集成，使其更智能化，方便操作和沟通。通过对于机器人设计的的具体化到语句标号，形象等统统规范化，使人感觉沟通无障碍，并且有人与人之间的亲切感，同时通过对系统的规范，也可以减少误差。作为高科技产物，其目的本身就是为人民服务，所以现在的设计已经把目光放到了残疾人身上，这也更加体现了设计中的人性化表现，但是在进行设计的时候，虽然是给残疾人，但是在一定程度上还是要符合多数人的需要，以便维系残疾人的自尊，在这一点，德国的盲人阅读机器人堪称典范。设计不是空口号，而应是深植于设计师心中的指导原则。机器人触觉传感器。机器人的触觉传感器分为感知力传感器和视觉传感器。机器人也是

38、多种多样的，有一种机器人称为触觉机器人，就是利用力的传感器，可以给机器人一个对外界力有所感知的功能，所以机器人就具备了人的双手一样的感知力。当然也可以通过对机器人视觉影像件的导入，是机器人可以对外界影像有一个感知判断，从而具有视觉意识，这样一来，机器人所具有的功能在很大程度上与人无异，甚至在一定程度上，它的精准程度要超过人类，所以就更加受到欢迎，目前伦敦大学，爱丁堡大学，等一些知名大学都开设了关于这一方面的研究课程。机器人声音传感器。既然机器人有了触觉和视觉，怎么可以少了听觉，给机器人加入声音传感器，可以是机器人对于声音有一个准确的了解，再加上机器人的大脑也相当于一个数据库，所以可以容纳上百种

39、声音，这样一来，机器人就可以拥有“闻声识人”的能力。机器人运动性能。人们研究机器人的初衷也就是为了方便自己的生活，在一些需要体力活动的时候，可以有机器人代替，所以机器人一定要有能动性。说到机器人的运动性能，设计起来是非常复杂的，需要运用多方面的函数知识，比如对于其手臂的设计，就需要运用到坐标原理，从而使其更加精准，更加灵活。3.3家用学习型智能机器人的优缺点（1）色彩搭配图3-4市场上常见的智能机器人色彩搭配与市场上常见的智能机器人相比，本次设计的学习型智能机器人的色彩搭配与市场常见的比较类似，都是以白色或者灭作为底色，配以其他颜色作为点缀。与市场常见的智能机器人并无太大差别。（2）造型设计图

40、3-5市场上常见的智能机器人造型与市场上常见的智能机器人相比，本设计的学习型智能机器人具有的有缺点是：造型不够小巧，占用空间比较大，市场上的智能机器人头部造型大都是采用比较简单的拟动物形象或者是直接的一个摄像头，胸部造型是拟人的肌肉感造型或者平滑的流线型设计，大部分是没有四肢的，尤其是腿部采用的是轮子的设计，本设计采用的是拟人的头部造型，空白的胸部造型，完全的四肢，造型比较具有亲和力，空白的胸部节约了材料。结合虚拟现实技术对机器人每个关节的运动范围和运动特点进行评估，由于加入了内部骨骼模型，可知每个关节的运动节点及力臂的长度，并通过对四肢的动作及结构设计更好地帮助儿童与机器人之间实现顺畅交流。（3）安全性本设计两个方面：让无操作经验的儿童准确操控机器人，获得舒适、趣味的情感体验，依托造型特征设计机器人的动作，以正确引导儿童行为。首先，操作的方式应具有直观性，智能机器人无需过多的操控装置。从基本的形态和符号语言即可识别使用方法。其次，要有预判性，预设出儿童的连续动作，使机器人默认的设置符合儿童的使用习惯、尺寸、比例及动作特征适合儿童的生理特点。借助计算机辅助设计手段验证机器人造型的结构