服务机器人融入建筑环境系统设计

未来服务机器人将与人类一起生活在建筑环境内,机器人的融入必将对建筑环境和人类活动产生深刻影响。设计并开展建筑环境内人-机器人自然交互实验,参考相机标定原理提出室内坐标转换方程,采用定帧法获取服务机器人融入建筑环境后行人运动构型、运动速度、偏移距离等运动特征参数,在宏观层面基于交互主体、交互运动构型、交互意愿展开定性分析,在微观层面对建筑通道内人机交互运动速度与交互偏移距离展开定量统计分析。研究结果表明服务机器人融入建筑环境后对行人运动行为、运动速度、偏移距离均产生显著影响,人机共生系统势必对建筑尺度和设计产生深远影响。研究以期引发服务机器人融入建筑环境的思考,为构建人、机器人、建筑环境系统设计框架奠定基础。     

基于目标导向的扫地机器人设计研究

针对目前扫地机器人设计中存在的针对性不强、市场种类繁杂和产品生命周期短等问题,将目标导向设计方法引入到扫地机器人设计中。基于对用户目标的分析和研究,提出扫地机器人爬楼这一功能目标,开展越障扫地机器人的设计。通过扫地机器人爬楼主动轮的结构设计、动力学建模以及产品整体形态设计等一系列设计行为来实现用户目标。在此基础上强调用户与产品之间的交互过程,满足用户对产品的情感需求,为智能家电设计提供参考。     

工业机器人可靠性设计与测试研究

工业机器人作为一种工业现场应用设备,其可靠性往往在与人类交互过程中显得尤为重要,其可靠性受到设计、加工、装配以及调试等多方面因素的影响,对其研究比较复杂。本文主要介绍工业机器人的元器件选型、分析以及可靠性测试方面的保障,进一步提升产品的可靠性。     

基于接触力信息的可穿戴型下肢助力机器人传感系统研究

为了从人机系统的交互运动信息获取人体下肢的运动意图,从而实现为操作者提供助力的目的,对可穿戴型下肢助力机器人感知系统进行了理论分析和技术实现.在分析整个机器人系统控制所需要的交互信息的基础上,设计了一套基于接触力信息和关节角度信息的多传感器感知系统.该系统主要包括获取腿部接触力传感器、地面反力传感器以及用于获取外骨骼机器人关节运动信息的电机编码器等.相关实验结果表明,所设计的多传感器感知系统性能稳定、实时性好,为可穿戴型下肢助力机器人目标的实现提供了保障.     

面向虚拟装配的层次化交互手势技术

针对目前虚拟装配系统存在的用户体验不足问题,文中将手势识别技术引入虚拟装配的人机交互中,提出了一种面向虚拟装配操作的层次化交互手势模型;根据装配任务和交互模式的特点,提出了二级手势分类策略:先对交互手势进行初步分类再利用情境感知技术判断手势的类型;然后利用运动感知技术对手势的交互语义进行识别;接着通过对用户作业空间的手功能区感知来实现不同交互模式的自然过渡,从而降低用户在交互过程中的认知负担;最后通过自主开发的虚拟装配原型系统对文中提出的交互手势技术进行验证.实验结果表明,文中的层次化交互手势建模与识别方法能有效地增加虚拟装配环境中的人机交互效率和用户体验.     

基于多点触控桌的多用户协同地图浏览与决策

针对现有Web地图服务仅支持单用户的问题,提出基于多点触控桌的多用户协同地图浏览与决策应用设计,包括基于手势及控件的并发浏览地图的设计,以及满足多用户协同工作需求的工作状态互感知、数据共享及协商支持设计.通过实验探索用户如何通过该应用设计进行协同地图浏览和决策以及屏幕触控点分布显示,相对于控件,用户更倾向于使用自然手势进行交互.用户问卷结果以及对用户协同工作过程的观察表明,该应用设计可有效支持多用户协同地图浏览与决策.此外,发现用户较少转变地图朝向来适应自己,用户在进行协同工作时都伴随着语言交流,且不同语言情境对应于不同的交互手势.     

基于生理信号感知的个性化复合情绪机器人

为了解决人机情感交互中机器人从感知外界刺激到情绪行为产生过程中的个性化问题,建立了一种基于生理信号感知的个性化复合情绪机器人系统.首先,利用情感空间切比雪夫距离与支持向量机,获取受试者实时的生理情绪状态,作为机器人感知信息的输入;然后,利用二阶阻尼系统生成感知强度;最后,基于大五人格量表实现个性化情绪输出.结果表明,中性激励下正向人格与负向人格的复合情绪出现个性化差异,其中正向人格的快乐情绪维持在高强度0.9附近,负向人格相反.具有正向人格设置的交互机器人输出的平静与快乐行为所占时间百分数分别为54.75%与45.25%.因此,机器人能够根据该系统生成具有不同人格因素的情绪走向,并做出相应的行为决策.     

采用超图的微博群落感知方法

针对微博群落的识别与形成演化机理的获取问题,提出一种基于超图的微博群落感知方法.归纳微博用户的交互关系,提出以用户为节点、交互关系为边的微博用户交互关系超图模型;分析微博用户交互环境的情境特征,通过FP-TREE方法挖掘用户交互与情境特征的关联规则;根据关联规则对超图模型进行划分,得到具有相同情境的微博群落.以新浪微博为例进行了模拟验证,结果表明该方法能够感知导致微博群落形成的情境特征,且较传统数据挖掘方法能够更加准确地识别微博群落.     

浅谈可穿戴设备对人类生活的影响与改变

可穿戴设备即直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式智能终端设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备,更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能,可穿戴设备将会对我们的生活、感知将带来巨大的改变。本文针对可穿戴设备对人类生活的影响与改变。     

面向视觉手势交互的映射关系自适应调整

在基于机器视觉手势交互中经常需要大幅度手部移动,合适的映射关系对于用户在较舒适的操作范围内完成交互任务是十分必要的.文中结合用户的交互心理测试,提出一种基于用户操作特点的映射关系自适应调整方法:基于Borg's CR-10尺度心理感知实验测试用户的手部移动的感知,根据人体工程学建立一种基于速度调整的映射方程;根据交互过程中的用户手部移动情况,在每次连续交互操作结束后对映射方程进行调整.此外利用Kinect搭建用户测试系统测试该调整方法性能.实验结果表明,文中提出的映射关系调整方法能有效降低用户大幅度手部移动的几率,同时保持了用户的操作表现.     

基于双向RRT算法的仿人机器人抓取操作

为了实现实际应用中的有效抓取操作,需要对仿人机器人进行全身运动规划.在全身运动规划中,必须考虑所有关节的自由度以及机器人、环境和被抓取对象物理特性的约束.针对这种包含多自由度、复杂约束的运动规划问题,设计了一种基于双向RRT算法的规划方法,获取了机器人的双腿稳定位形和抓取手的位姿序列,从而实现了仿人机器人的全身运动规划.最后,在仿人机器人NAO平台上进行了实验验证,完成了开抽屉、有障碍物情况下的开抽屉以及开抽屉取物并关闭抽屉等任务.实验结果表明,所设计的基于双向RRT算法的全身运动规划方法能够有效地解决仿人机器人的抓取操作问题.     

基于遗传算法的物联网视频多跳中继无线通信路由技术改进

本文提出了适用于物联网视频多跳中继无线通信的实现能量预估的网络层叠协同路由交互寻访技术。该技术的前提是采用遗传算法设计轮询步进优化估值模型,依据估值模型计算节点感知距离和节点能量,结合无线大容量信号编码解调码过程建立层叠协同交互寻访体系,优化簇内、簇头节点的传输效能,实现用户层、网络通信层和感知层层叠路由的交互协同。经软件仿真和数学矩阵对比,该技术可较好地满足物联网视频等大容量感知数据的传输与处理,而且可以充分利用物联网层叠资源特别是感知层与链路层受限的运算、存储和能量等资源。     

面向智能家居服务的拟人情感决策算法

在智能家居中,虚拟管家系统作为网络机器人中的虚拟型机器人,代替用户参与家用设备的管理与控制。为了减少或避免虚拟管家与温湿度调节设备交互时人的参与,需要解决温度湿度设定值如何拟人地自动给定和室内温湿度变化后环境如何被感知这两个问题。提出了应用于虚拟型机器人的拟人情感决策在线控制算法和基于最小二乘支持向量机的温湿度融合策略。在此基础上,进行了对比仿真实验,结果表明:通过调整情感模型的转移加速因子,能够满足用户的个性化温湿度决策的需求;当用户居住房间面积在一定范围内变化时,算法也是有效的。     

社交用户科学传播行为生成因素及其关联关系研究——基于扎根理论与结构方程模型视角的实证分析

社交媒介作为一种新的"现实空间",回归了人际交流与传播的最初本源,这也导致了该场域中的科学传播样态回归到了以人为本的交流。社交用户成为科学传播的基本核心构成要素,其传播行为建构了传播运动的过程,同时也控制了科学交流与传播的结果。基于社交用户传播行为对科学传播至关重要的意义,通过扎根理论结合问卷调查与结构方程模型检验,针对影响社交用户科学传播行为生成的内驱外因进行了深层分析。研究表明,作为社交媒介场域的客观情境,关系强度对感知有用与感知愉悦构成正向影响;信任共享与技术涉入对感知易用与感知愉悦构成正向影响;信息质量对感知易用、感知有用与感知愉悦均构成正向影响。该研究能够对科学传播现有研究进行理论补充与实践检验,为后期社交媒介科学传播优化策略与建议的提出提供依据。     

电力系统智能控制爬行机器人研究与设计

机器人需要能够感知外界环境,通过处理感知信息来控制其肢体。为了实现机器人在未知环境里,智能地工作,该设计以PLC为中心,设计爬行机器人如何采集周围信息,并规划和实现其行走。以机器人构架作为机器人最基本的结构,其包含驱动控制系统;再设计信息采集系统,用于采集机器人周围环境的信息;最后设计以PLC为核心的机器人控制系统,实现机器人能通过PLC的输入口,手动控制爬行机器人,也能让机器人自动感知外界环境,对感知信号进行判断后控制机器人行走。     

饮食消费类网站交互设计的用户体验研究

以交互设计理论为基础,通过对用户在使用饮食消费类网站过程中的交互行为和网站构架、操作流程、信息传达等进行了深入调研和分析,了解用户在使用此类网站时的行为特征和具体体验需求,为此类网站的交互模式与设计方法提供有效参考,为改善网站的用户体验过程,促进饮食消费类网站发展、更好地服务用户做有益的尝试.     

基于MATLAB/Stateflow的助老服务机器人逻辑控制仿真

助老服务机器人是一种可以为老年人提供助行、陪伴和护理等日常服务的机器人.该文提出了一种具有助行和护理功能的助老服务机器人并对其总体结构进行了设计.根据助老服务机器人的功能特点将其划分为行走、取物、人体监测和语音交互4种工作模式.基于MATLAB/Stateflow图形化设计与开发工具对助老服务机器人的主要功能模块进行逻辑建模与仿真.仿真结果表明,该控制模型可以模拟助老服务机器人的实际工作过程,为助老服务机器人控制系统的设计与实现提供了理论依据.     

产品交互设计的理论与实践

产品交互设计是工业设计发展的新方向,对其研究现状进行研究有利于设计理论及实践的进一步发展;分析了交互设计与用户体验、用户研究、人机界面及用户界面的关系,分别从系统模型、结构模型和过程模型3个层面对产品交互设计的理论研究进行了梳理和比较分析,并对传统的产品交互设计方法和审美交互设计方法进行了介绍、对比和评论;在此基础上,对产品交互设计研究的发展进行了讨论,指出研究视角应从可用性视角转换到审美交互视角,建立多学科交叉的研究框架并界定相应的研究范围,而设计方法的发展则表现在3个方向上:移情设计方法的发展、场景分析法的完善和时间维度的引入。     

淘宝网个性化服务对用户服装购买持续使用的影响

随着网购的不断繁荣,电商囊括的商品和用户数也越来越多,人们在海量商品面前变得无所适从."商品迷向"问题尤为突出,网络平台迫切需要通过各种形式的显隐性个性化服务提高用户购买体验,吸引并留住用户.针对以上问题,以电子商务平台个性化服务与用户服装购买行为的交互为起点,将平台上的交互抽象为"感知-使用-持续使用"的渗透过程进行研究.通过市场调研,选择淘宝网为渗透的案例平台,借助SPSS 19.0数据分析软件和结构方程模型分析软件AMOS17.0建立了用户持续使用模型,最终通过对结果的检验和数据分析为电商平台和入驻商家分别提出了个性化服务建议.     

机器人自动摘钩系统中柔顺控制方法研究

针对货运列车摘钩自动化需求，在自主设计的摘钩机器人系统基础上，提出和应用柔顺控制算法，有效提升摘钩过程的鲁棒性，解决了由于车钩变形所导致的摘钩失败问题。具体通过对传感器零点值以及末端安装抓取机构的重力进行标定补偿，得到机器人与车钩交互的实际外力，并输入基于导纳算法的机器人控制器中，使机器人对车钩运动轨迹进行适应性调整。经过实际摘钩作业验证，相较于使用位置控制进行摘钩，该算法能有效避免车钩与机器人发生干涉，提高了摘钩的成功率。