具有情感的类人表情机器人研究综述

具有情感的类人表情机器人是机器人研究领域中的热点问题之一。对这方面的研究现状进行了综述。首先,梳理了国内外具有情感的类人表情机器人的研究之路,概括性地总结了具有代表性的表情机器人涉及的相关理论与技术,并对比分析了其系统构成、机械结构、传感系统、控制系统和特性;其次,详细阐述了该领域所涉及的理论与技术,包括面部编码系统理论、人工心理与人工情感理论、传感技术、图像处理技术以及语音识别与表达技术,继而针对该领域研究中存在的问题讨论了进一步的研究方向;最后,对该领域未来的发展进行了展望。

仿人情感交互表情机器人研究现状及关键技术

仿人情感交互表情机器人作为当前智能机器人研究领域中热门的研究方向之一,引起了广泛的关注.为了更加深入地研究仿人表情机器人,对日本、美国、欧盟和国内表情机器人的一些研究成果做了总结.分析了仿人情感交互表情机器人研究的理论框架和关键技术.最后,探讨了未来的发展趋势,对今后的研究方向提出了几点看法.

仿人面部表情机器人的控制系统设计

介绍了基于AT89S52单片机的仿人面部表情机器人的运动控制系统硬、软件结构。通过对人类个性面部表情的分析,设计了面部机构的控制算法。通过实验完成了7路舵机的运动控制并实现了各个不同的面部表情。为进一步研究智能面部表情机器人提供了一定的基础。

仿人面部表情机器人SHFR-1样机

通过对人类实现不同面部表情时脸部肌肉运动情况的分析,设计仿人面部表情机器人的运动机构和控制系统.在仿真环境下,对所设计的虚拟样机进行运动分析,以所得到的数据为依据,研制仿人面部表情机器人样机SHFR-1.在SHFR-1机器人上进行面部表情演示实验,结果表明,该样机可以较好地实现高兴、悲伤、惊讶、害怕、愤怒和厌恶等6种人类基本表情.

仿人面部表情机器人头部机构方案设计

为了赋予表情机器人更丰富的面部表情,并最终实现与人之间更和谐的交互,在对人类基本表情的形成与肌肉运动进行分析的基础上,提出了一种仿人面部表情机器人头部的机械结构设计方案,为后续研究提供了硬件平台支持.并对该机器人头部机构,包括眉毛、眼睑、眼球、能实现咀嚼动作的下颚以及颈部等的工作原理进行了详细说明,对多种方案的选择作了对比.最后,确定了表情机器人头部的机构设计方案.

基于视觉表情分析的交互式表情机器人系统研究

针对表情机器人双向情感交互的需求,从系统集成的角度提出了一种综合表情分析、识别及交互动作映射的表情机器人系统建模方案.首先,以开源Fritz仿人头部机器人为基础,通过扩展语音、视觉等功能模块,构建了表情机器人多通道情感表达映射模型.其次,为实现表情机器人与操作者的自然交互,提出以视觉分析处理作为情感分析及交互操作的核心,采用类Haar特征级联分类算法进行人脸自动定位检测,利用对光照和人脸姿态变化不敏感的Gabor特征作为情感表情特征并实施空域降采样.针对传统特征脸检测方法样本间分布不合理问题,提出结合类内PCA分析、能量维数及特征重构来筛选特征向量,并张量成特征空间完成表情的分类识别.最后,在JAFFE库及实时视频图片上进行的测试结果证实了该系统建模方案的可行性和有效性.

仿人面部表情机器人研究进展

首先,梳理近年来国内外这一领域的发展现状,并从心理学维度空间角度探讨了表情机器人的情感建模方法.其次,从机构设计、人脸表情的计算模型、表情特征的提取与分类的识别等多个方面,对表情机器人研究中的关键技术展开综述.最后,在综述分析的基础上,对表情机器人研究现状及其未来发展进行系统的评价,给出今后发展的4个方向.

表情机器人设计与实现

表情机器人的研究在国内还处于初级阶段,为了推进这一新的科学热点的研究,本文从生物学的角度和和谐人机交互的角度出发,运用了机械设计、传感器技术、舵机控制、嵌入式系统、人工智能等技术设计了一个情感机器人头,它可以和人进行对话并产生表情,最终为人机交互的过程中人们能与计算机进行具有情感、自然、和谐的交互提供接口。

基于舵机驱动的一种仿人面部表情机器人的结构设计

仿人面部表情机器人研究难点之一是在有限空间内完成机械结构设计。文章选用舵机作为驱动,完成了一个结构精简、空间利用率高、成本低的仿人面部表情机器人的结构设计。该机器人外形尺寸接近真人,包含眉毛、眼睑、眼睛和下颌4个运动模块,由7个舵机驱动。整个设计在UG中三维建模并进行运动仿真,机器人能实现多个类人的基本表情。

仿人表情机器人头部系统设计

随着人工智能技术的不断发展,具有人机交互功能的智能服务机器人已经成为机器人研究领域一个重要的发展方向,具有表情识别与再现能力的仿人表情机器人已成为该方向研究的热点。文章分析了表情机器人的表情特征及其定义,基于机械设计、传感器技术、电机控制、人工智能以及三维造型等技术对具有表情再现功能的机器人头部机械结构、控制系统及软件系统进行了研究与设计。通过对头部系统的控制与设计,该机器人的头部各器官及其相应的表情控制点可以迅速、精确地到达预定的位置,从而实现各种情感的表达。

可交互式面部表情机器人系统设计

面部表情机器人在国内研究还处于初级阶段。以模块化机器人套件为平台,设计了一个可交互的面部表情机器人,可以实现机器人头部的运动包括颈部左右旋转、上下点头、眼球转动、眉毛挑动、嘴巴张合等,进一步以实现各种动态表情,比如唱歌、大笑、微笑、忧郁以及与人对话等,从而表达机器人内在情感状态,最终使机器人能通过丰富生动的表情与人进行自然流畅的情感交流,为研究人机交互提供了可能。

仿人表情机器人情感表达技术研究综述

聚焦仿人表情机器人的情感表达技术,帮助理解该技术在仿人表情机器人领域的研究现状和趋势。首先,对国内外具有代表性的仿人表情机器人的功能与技术特点进行梳理,并按情感表达能力将它们划分为3个层次;其次,从结构到控制对其情感表达技术进行全面分析,并就重点技术进行总结概括,指出不同方法的优缺点,归纳发展规律;最后,对该领域未来技术与应用研究的发展趋势进行分析与展望。

一种具有人造皮肤的仿人表情机器人结构设计

具有人造皮肤的表情机器人结构设计是仿人表情机器人的研究热点。现有大部分仿人表情机器人通过10个以上的驱动分别牵引人造皮肤上的控制点来实现表情,成本较高、结构复杂,不利于表情机器人的推广与运用。因此,根据表情的实现原理,结合对称性和基本表情实现的特点,提出了最少驱动数为7的仿人表情机器人结构设计,对FACS理论的分析,设计出用较少驱动来牵引人造皮肤,实现基本表情的仿人机器人,能较大降低成本,有利于对表情机器人的推广。并通过实验样机验证了设计。该研究为仿人表情机器人的进一步研究提供了参考。

面部表情机器人眉毛结构设计与优化

针对现有面部表情机器人拟人化程度偏低、结构自由度少等现状,设计了一种多自由度、高拟人化的面部表情机器人的眉毛结构。为满足人脸表情中眉部动作的复杂性,采用4个自由度的眉毛结构,用于提高其灵活性,具有结构紧凑的特点;设计的结构采用并联结构,可有效减少驱动器数量,满足面部表情机器人尺寸小、精度高的要求。在ADAMS中进行结构优化,并在Pro/e中完成建模,再导入到ADAMS中进行运动仿真,验证了结构设计的有效性。

可交互式面部表情机器人综合实验设计

为让机械制造及其自动化专业的学生了解和掌握机械、控制和通信等多种技术的交叉应用,在大量的研究及试验的基础上,设计了可交互式面部表情机器人综合实验。该实验以现实中的问题为主题,以动手设计和制作为主、老师启发引导为辅的形式展开,强调工程与设计的融合、主动性和实践能力培养以及在技术学习上采用线上线下混合的学习方式。该课程融合多学科知识,通过动手实验、启发式学习、失败分析等方法让学生学习如何融合与应用多学科知识,并用于解决实际工程问题,逐步锻炼学生的综合能力和解决问题的能力。

改善运动表情下高仿真机器人面部应力集中的一种方法研究

在人类与外界进行信息交流时,沟通者的表情高达55%(内容仅占7%,语调占38%),由此可见表情在人类与外界交流中起到了重要作用。现有面部表情机器人其外观逼真,静止状态足以以假乱真。而动态表情存在呆板、僵硬、不流畅等问题。笔者通过研究设计出一种能够改善面部柔性体应力集中的方法,对于解决上述问题有一定说服力。

仿人头像机器人“H&Frobot-Ⅲ”语音及口形系统研制与实验

为进一步研究仿人头部器官及面部表情的行为智能,以及机器人与人类交流问题,首次将口形及其与语音协调问题引入到表情机器人系统,并进行研究。在已研制成功的具有面部表情及视觉仿人头像机器人系统"H&Frobot-II"基础上,根据人面部运动肌肉解剖学及Ekm an面部表情编码系统FACS,论述了口部动作驱动点设置、口形驱动机构及控制方法,设计、研制了语音及口形系统;最后给出了机器人"H&Frobot-III"的语音识别与口形协调实验结果,其口形与人讲同样话时口形能够很好地吻合,验证了语音与口形系统的可行性,从而为进一步研究机器人表情智能奠定了技术基础。

面向作业与人工智能的仿人机器人研究进展

以人类自身为原型参照的仿人全身机器人是国际机器人研究领域最具代表性的研究对象,也是机器人学、机器人技术以及人工智能的终极研究目标.针对国际上目前在仿人全身机器人、仿人头部、多指手、仿人双足步行机等方面理论与关键技术进行了全面回顾、综述与分析,包括作者在仿人机器人方面相关研究工作的回顾;归纳总结了目前仿人全身机器人技术程度,从驱动元部件、步行稳定性、本体集成化设计、操作能力以及环境适应性等角度分别提出了目前存在的主要技术问题以及今后发展的趋势;为从事与仿人机器人及其各组成部分相关研究的科研人员以及相关科技管理部门提供参考.

熊猫机器人听觉传感器的设计与实现

宠物表情机器人在国内的研发尚却处于初级阶段。本文以具有面部表情的熊猫机器人为对象,设计并分析了一种听觉传感器。借助该传感器,熊猫机器人可以感受外界的音量及信号,和人类互动并产生相应的肢体动作。