基本信息
- 項目名稱：
- 新概念網(wǎng)絡(luò)型室內(nèi)體感服務(wù)系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品設(shè)計了一個具有遠程替身和室內(nèi)服務(wù)管家兩方面功能的室內(nèi)服務(wù)系統(tǒng)。以中央機器人為核心，以外圍的體感控制器和ZigBee網(wǎng)絡(luò)為支持?？梢詽M足人們對室內(nèi)服務(wù)智能化、人性化的需求。作品在保留傳統(tǒng)控制方法的基礎(chǔ)上增加了體感及語音控制設(shè)備，使得室內(nèi)服務(wù)和遠程替身功能更加便于操作和使用。同時，遠程替身可讓遠程人員使用互聯(lián)網(wǎng)登錄中央機器人，通過機器人與室內(nèi)人員互動，增強了遠程社交的互動性和真實性。
- 詳細介紹：
- 隨著人們生活水平的提高，對室內(nèi)服務(wù)系統(tǒng)功能的需求不斷變化。過去只強調(diào)方便快捷的室內(nèi)服務(wù)系統(tǒng)無法滿足人性化控制，遠程社交,以及休閑娛樂的需求。而該作品能夠使身在異地的人以更為真切的方式與服務(wù)系統(tǒng)端的人進行溝通，人性化的控制及娛樂功能也能使人們的身心得以放松。 本系統(tǒng)以一個中央機器人為核心，以外圍分布式ZigBee網(wǎng)絡(luò)與體感手套等設(shè)備為輔助。實現(xiàn)了室內(nèi)服務(wù)管家和遠程替身兩大功能，是一套將基礎(chǔ)智能室內(nèi)服務(wù)，體感（手部動作、語音等）控制，娛樂服務(wù)以及遠程替身等功能相融合的室內(nèi)服務(wù)系統(tǒng)。本系統(tǒng)的室內(nèi)服務(wù)管家針對室內(nèi)人員設(shè)計，在傳統(tǒng)室內(nèi)服務(wù)基礎(chǔ)上增加了體感控制、娛樂服務(wù)等功能。室內(nèi)人員通過與機器人的交互，操作外圍設(shè)備對室內(nèi)電器進行控制。而本系統(tǒng)的最大特點在于實現(xiàn)了遠程替身社交方式，通過體感手套以及網(wǎng)絡(luò)，身在異地的使用者能夠通過讓室內(nèi)機器人模擬自己的動作,與室內(nèi)人員進行更為真切地社交活動。 現(xiàn)今我國老齡化問題日趨嚴重。而子女忙于工作，無法照顧老年人。而本系統(tǒng)可以提供一種解決方案。首先利用系統(tǒng)的服務(wù)管家功能，老人可以享受舒適的室內(nèi)環(huán)境，并且可以減少部分家務(wù)勞動。而子女可通過遠程替身功能主動的與老人交流，看護他們。隨著生活節(jié)奏加快，人們?nèi)ネ獾爻霾畛蔀榧页１泔?。如果此時辦公室又有緊急事務(wù)需要處理，身在異地的人便可通過互聯(lián)網(wǎng)登錄辦公室的服務(wù)系統(tǒng)，操作那里的替身機器人及時的處理問題或與同時交流。當(dāng)然通過互聯(lián)網(wǎng)登錄家里的服務(wù)系統(tǒng)，與家人交流也將變得更加方便、自由。 將慣性測量系統(tǒng)運用于機器人手臂模擬方面的研究尚處于起步階段，更多的是將其運用到無人機，模型飛機以及汽車駕駛安全方面，此類傳感器在手提設(shè)備上也有所使用，但是主要是利用了加速計來進行簡單的慣性測量，無法做到多自由度高準確度的姿態(tài)測量。將慣性測量系統(tǒng)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)備的控制方面更是鮮見，因此對這種應(yīng)用方式的嘗試具有一定研究價值。在物聯(lián)網(wǎng)研究方面，將機器人與其相關(guān)聯(lián)的外圍設(shè)備同時作為整套物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心，運用機器人強大的軟硬件去處理與傳輸數(shù)據(jù)，同時以一個機器人管家的形象去為操作者服務(wù)，在提高數(shù)據(jù)可讀性和操作者可控性的同時，更加增強了親和力，大大提升了人性化的程度。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- ★作品發(fā)明目的 隨著人們生活水平的提高，對室內(nèi)服務(wù)系統(tǒng)功能的需求不斷變化。過去只強調(diào)方便快捷的室內(nèi)服務(wù)系統(tǒng)無法滿足人性化控制，遠程社交,以及休閑娛樂的需求。而該作品能夠使身在兩地的人以更為真切的方式進行溝通，人性化的控制及娛樂功能也能使人們的身心得以放松。 ★基本思路 本系統(tǒng)以中央機器人為核心，實現(xiàn)遠程替身以及服務(wù)管家兩大功能。 遠程替身 1.通過互聯(lián)網(wǎng)，機器人成為操作人員在本地室內(nèi)的替身，操作人員可以通過機器人進行工作和交流；2.體感手套可以讓機器人手臂模擬操作人員的手部動作，做出更為真切的表現(xiàn)；3.對室內(nèi)的遠程測控及手機端控制。 服務(wù)管家 1.通過網(wǎng)絡(luò)獲取室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)。同時提供安全保障服務(wù)；2.室內(nèi)人員可通體感手套，語音識別或環(huán)境數(shù)據(jù)自動決策來控制設(shè)備。 ★創(chuàng)新點 1.遠程替身為相隔兩地的使用者提供了一種互動性更強的社交方式，這種方式在國內(nèi)尚無前例；2.利用姿態(tài)測量傳感器和彎曲傳感器等設(shè)備構(gòu)成的體感手套，可作為人體手臂姿態(tài)的輸出終端，并提供了一種全新的服務(wù)控制方案；3.互聯(lián)網(wǎng)與ZigBee網(wǎng)有機結(jié)合，利用ZigBee實現(xiàn)室內(nèi)測控，可以方便的安裝配置節(jié)點，同時具有室內(nèi)定位功能，利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程計算機實時收集本地傳感器信息。 ★技術(shù)關(guān)鍵 1.基于慣性測量系統(tǒng)的算法實現(xiàn)2.基于.NET框架程序設(shè)計以及數(shù)據(jù)采集處理算法3.基于信號強度檢驗的無線測距算法實現(xiàn)。 ★主要技術(shù)指標 1.機器人系統(tǒng)電池平均續(xù)航時間120分鐘2.慣性測量系統(tǒng)輸出航向角的平均誤差為5°
科學(xué)性、先進性
- ★科學(xué)性 本項目結(jié)合實際需求，將多種技術(shù)相結(jié)合。主要體現(xiàn)在以下幾部分： 1.遠程替身機器人在原有的視頻聊天的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，可以將網(wǎng)絡(luò)上虛擬的社交活動具體化；2.通過體感手套完成對操作人員手臂動作的模擬，增強替身機器人的互動性，并且提供了人性化的控制及娛樂方式；3.通信協(xié)議融合了無線網(wǎng)絡(luò)低功耗組網(wǎng)方便和互聯(lián)網(wǎng)速率高傳輸遠的優(yōu)點，有效適應(yīng)數(shù)據(jù)采集傳輸處理環(huán)節(jié)的不同特點，提高了資源的利用效率；4.多媒體數(shù)據(jù)獲取及機器人控制信息轉(zhuǎn)發(fā)，需要等待且隨機啟動。采用服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)以上功能，利用其自動啟動。后臺運行的優(yōu)勢，很好的解決上述問題；5.可通過手機控制系統(tǒng)，增強實用性。 ★先進性 1.體感手套使用了慣性測量系統(tǒng)，在保持其原有特性的基礎(chǔ)上，提高了通用性，使其融入到人們的日常生活中，擴展了其應(yīng)用；2.傳感器網(wǎng)絡(luò)融合了傳感器技術(shù)，通信技術(shù)以及分布控制的特點。能夠協(xié)作處理信息，降低了布網(wǎng)、建網(wǎng)的復(fù)雜程度；3.科技查新結(jié)果說明，國內(nèi)外尚未研究出擁有替身機器人，體感控制，體感交互手套的室內(nèi)服務(wù)系統(tǒng)。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1.該作品在校級大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲得“特等獎”（證書見附加材料) 2.該作品在第八屆高新區(qū)“挑戰(zhàn)杯”陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲得“特等獎”（證書見附加材料) 3.在教育部G10查新工作站通過國內(nèi)外科技查新（證明見附加材料） 4.該作品中涉及“體感控制”方面的技術(shù)于2011年5月26日同陜西裕源實業(yè)有限公司簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議。（轉(zhuǎn)讓合同見附加材料） 5.該作品于2011年3月在電信科學(xué)技術(shù)第十研究所科技開發(fā)公司進行試用，效果良好。（證明見附加材料）
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 該作品中涉及“體感控制”方面的技術(shù)已轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品，現(xiàn)場演示，圖片，視頻
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- ★技術(shù)特點和優(yōu)勢 1.新穎而全面的室內(nèi)服務(wù)系統(tǒng)2.新穎的遠程交流方式3.多用途交互體感手套4.多系統(tǒng)多傳感協(xié)同工作。 本系統(tǒng)適用于各類室內(nèi)環(huán)境，滿足人們不同層次的要求。各項功能可以進行組合，以適應(yīng)不同室內(nèi)環(huán)境的需求。適合家庭，學(xué)校及辦公場所等場合使用。 ★推廣前景,市場分析以及效益預(yù)測 高質(zhì)量的生活，舒適安全的室內(nèi)環(huán)境，豐富精彩的娛樂社交活動，是每個人都渴望擁有的。整套系統(tǒng)關(guān)注了多方面的需求，由多個相對獨立的子系統(tǒng)組成，可根據(jù)用戶的不同需求進行定制，以提高市場競爭力。其中遠程替身機器人可為多種人群所廣泛接受，例如在異地出差的人可通過該系統(tǒng)看管家中兒童，與家人交流；患有重病的學(xué)生可通過該機器人與正常的兒童一樣去學(xué)校接受教育。該系統(tǒng)功能覆蓋面廣，適用性強，其表現(xiàn)形式獨具特點?？蛇m應(yīng)不同的室內(nèi)環(huán)境及消費人群，針對當(dāng)前不斷提升的市場需求，具有較大的市場潛力。整套系統(tǒng)的成本1萬元左右，預(yù)售價3萬元左右，它在國內(nèi)外都將擁有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
同類課題研究水平概述
- 隨著智能室內(nèi)服務(wù)系統(tǒng)概念的普及，這種體系的服務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)成為近幾年全球信息服務(wù)業(yè)發(fā)展的一個熱點。本系統(tǒng)在設(shè)計之初就具有兼容性和可裁剪性，便于功能定制。在實現(xiàn)智能家居傳統(tǒng)功能以外，更加關(guān)注社交，娛樂方面的應(yīng)用與融合。涉及層面更加立體，將體感設(shè)備賦予更多應(yīng)用，較為符合人性化主題。 1.遠程替身機器人方面國內(nèi)暫無在研遠程替身體感服務(wù)機器人的項目。在國外，來自ANYBOTS的替身機器人QB采用先進的硬件設(shè)備，能夠在你無法趕到辦公室參加下一場會議時代表你出席,或者代替一家公司“虛擬地”出席一個在偏遠位置舉辦的活動。但是其本質(zhì)上是一個有輪子的遠程會議系統(tǒng)，替身服務(wù)功能的臨場感具有一定的局限，無法讓它模擬人類手臂的動作以增強其功能。因此，QB使用范圍就被縮小了，同時由于其成本價高達15000美金也使它的性價比及可推廣性都受到了限制。在日本大阪大學(xué)開發(fā)的“雙子機械人”則是一種專屬替身機器人，機器人模擬特定使用者表情，其成本較高。同時制作這種完全類人的機器人，容易掉入機器人技術(shù)專家所稱的“詭異之谷”中，因此這種設(shè)計方式在當(dāng)前社會的推廣受到了一定的局限。 2.體感手套和手臂動作模擬方面，在國內(nèi)外均有較為成熟的技術(shù)，例如通過數(shù)據(jù)手套進行手勢識別的研究，這類研究多使用彎曲傳感器，因此可以進行手勢識別。密歇根大學(xué)曾提出將雙軸加速度計應(yīng)用于鼠標的概念；香港中文大學(xué)的MIDS系統(tǒng)；東南大學(xué)的“遙操作機器人系統(tǒng)及多指靈巧手的設(shè)計與算法研究”等，但將體感手套和手臂動作模擬結(jié)合應(yīng)用在替身機器人及室內(nèi)控制方面是尚未出現(xiàn)。 3.室內(nèi)服務(wù)管家方面目前研究機構(gòu)與公司的設(shè)計多為室內(nèi)設(shè)備的監(jiān)測控制系統(tǒng)，未見關(guān)于解決用戶的生活娛樂以及社交問題的設(shè)計或產(chǎn)品。中國聯(lián)通正在研制名為“WO寶貝”的家庭智能服務(wù)機器人，將其作為一個家庭服務(wù)中心。它在安全保障，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測等方面較完善。但娛樂和社交方面有所局限。智能家居領(lǐng)軍品牌海爾U-home，其物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點以家電為單位，其優(yōu)點是各節(jié)點與家電性能參數(shù)結(jié)合，家電集成度高，但也有一定的局限性：與舊家電兼容性較低，與其它品牌兼容性較低；室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測功能受到家電擺放位置的影響，無法靈活配置；通信接口較少，用戶無法集中處理數(shù)據(jù)。體感智能家居控制方面，微軟公司計劃將游戲控制器Kinect用于室內(nèi)控制。這種體感控制器設(shè)計先進，不需人員佩戴任何設(shè)備。但它對光線要求較高且識別范圍較小。
