CN107175669A - 一种用于人机交互的人工智能系统及其工作流程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于人机交互的人工智能系统，包括机器和智能系统，所述机器包括传感器、处理器、动作器、传感器数据接口、处理器数据和指令接口以及动作器指令接口，智能系统包括机器接口模块、知识库模块、分析与处理模块、人类沟通模块以及用户终端接口模块。人类不需要学习操作各种类型的机器，只要把需求告知智能系统，即可由智能系统执行对机器的操作；人类只需说明最终的目的，即可由智能系统决定实现目的所需的机器种类并分别操作它们完成各自的任务；人类可以用熟悉的自然语言、直观的虚拟交互物体或思维感应与智能系统交流；智能系统呈现给用户的界面是具体的人物视觉形象，拥有自然的语音和动作，亲和度高于工具形态的机器。
Description
技术领域
本发明涉及人机交互领域，具体是一种用于人机交互的人工智能系统。
背景技术
机器是由各种金属和非金属部件组装成的装置，机器消耗能源，可以运转、做功，它是用来代替人的劳动、进行能量变换、信息处理、以及产生有用功。机器为人们的工作和生活带来了巨大的帮助，目前人类与机器沟通的方式主要是通过按钮、手柄、鼠标、显示器、触摸屏、键盘指令、语音指令等直接操作机器，这种方式可以让机器执行人们的命令，但是这种方式具有以下缺陷：第一，不同机器的操作界面差异很大，用户的学习成本高；第二，要求多种机器协同完成的任务，需要单独给各个机器下达指令，花费时间长，程序繁琐；第三，人类的命令需要抽象成机器能理解的机械操作和指令才能执行；第四，很多机器的形态对人类的亲和度不足，这就为人们的使用带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于人机交互的人工智能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于人机交互的人工智能系统，包括机器和智能系统，所述机器包括传感器、处理器、动作器、传感器数据接口、处理器数据和指令接口以及动作器指令接口，传感器数据接口用于把机器上的传感器收集到的数据发送给智能系统，处理器数据和指令接口用于把机器上搭载的处理器处理出来的结果发送给智能系统，以及接收智能系统产生的指令给机器上的处理器，动作器指令接口用于读取智能系统产生的动作器操作指令并且发送给动作器，传感器分别与传感器数据接口和处理器电连接，处理器分别与处理器数据和指令接口以及动作器电连接，动作器还与动作器指令接口电连接，智能系统包括机器接口模块、知识库模块、分析与处理模块、人类沟通模块以及用户终端接口模块，分析与处理模块分别与知识库模块、机器接口模块以及人类沟通模块电连接，机器接口模块用于从机器获得数据输入和发送操作指令到机器，知识库模块用于存放、管理和调取关于各种机器任务、自然语言和人类情感的知识片，分析与处理模块通过分析输入的信息来搜索知识，从而做出相应的决策，人类沟通模块用于虚拟出一个可视化人物形象，从而通过视觉、声音、思维感应等手段与用户沟通，用户终端接口模块用于调用用户终端设备上的输入输出设备，机器接口模块分别与传感器数据接口、处理器数据和指令接口以及动作器指令接口电连接，用户终端接口模块分别与人类沟通模块和输入输出设备电连接。
作为本发明进一步的方案：动作器包括电机和照明设备。
作为本发明进一步的方案：输入输出设备包括屏幕、投影仪、扬声器、麦克风、摄像头和脑电波传感器。
所述用于人机交互的人工智能系统的工作流程，具体步骤如下：
步骤一，人类沟通模块通过用户终端接口模块与输入输出设备电连接，实现与人类沟通；
步骤二，人类表达自己想实现的目的，人类沟通模块将数据发送给分析与处理模块，分析与处理模块得出并理解用户提出的要求并发送给知识库模块，知识库模块的知识进一步整理出实现要求所需的控制机器的决策，并把反馈信息发送给分析与处理模块，分析与处理模块通过人类沟通模块告知用户，如果反馈信息正确，用户不再进行表达，如果反馈信息不正确，用户重新表达自己想实现的指令；
步骤三，反馈信息确认正确后，分析与处理模块将指令发送给机器接口模块，机器接口模块将指令发送给动作器指令接口以及处理器数据和指令接口，动作器接收动作器指令接口的指令或者处理器发送的指令，动作器执行智能系统的指令。
作为本发明进一步的方案：智能系统的工作流程还包括处理器将执行结果采用数据的形式反馈给机器接口模块，机器接口模块将数据发送给分析与处理模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该系统设计合理，使用简单方便，人类不需要学习操作各种类型的机器，只要把需求告知智能系统，即可由智能系统执行对机器的操作；人类只需说明最终的目的，即可由智能系统决定实现目的所需的机器种类并分别操作它们完成各自的任务；人类可以用熟悉的自然语言、直观的虚拟交互物体或思维感应与智能系统交流；智能系统呈现给用户的界面是具体的人物视觉形象，拥有自然的语音和动作，亲和度高于工具形态的机器，使用效果好，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为用于人机交互的人工智能系统的结构示意图。
图2为用于人机交互的人工智能系统的工作原理图。
其中：1-机器，2-智能系统，3-传感器，4-处理器，5-动作器，6-传感器数据接口，7-处理器数据和指令接口，8-动作器指令接口，9-机器接口模块，10-知识库模块，11-分析与处理模块，12-人类沟通模块，13-用户终端接口模块，14-输入输出设备，15-人类。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-2，一种用于人机交互的人工智能系统，包括机器1和智能系统2，所述机器1包括传感器3、处理器4、动作器5、传感器数据接口6、处理器数据和指令接口7以及动作器指令接口8，传感器数据接口6用于把机器1上的传感器3收集到的数据发送给智能系统2，处理器数据和指令接口7用于把机器1上搭载的处理器4处理出来的结果发送给智能系统2，以及接收智能系统2产生的指令给机器1上的处理器4，动作器指令接口8用于读取智能系统2产生的动作器操作指令并且发送给动作器5，传感器3分别与传感器数据接口6和处理器4电连接，处理器4分别与处理器数据和指令接口7以及动作器5电连接，动作器5还与动作器指令接口8电连接，智能系统2包括机器接口模块9、知识库模块10、分析与处理模块11、人类沟通模块12以及用户终端接口模块13，分析与处理模块11分别与知识库模块10、机器接口模块9以及人类沟通模块12电连接，机器接口模块9用于从机器1获得数据输入和发送操作指令到机器1，知识库模块10用于存放、管理和调取关于各种机器1任务、自然语言和人类15情感的知识片，分析与处理模块11通过分析输入的信息来搜索知识，从而做出相应的决策，人类沟通模块12用于虚拟出一个代表智能系统2的可视化人物形象，从而通过视觉、声音、思维感应等手段与用户沟通，用户终端接口模块13用于调用用户终端设备上的输入输出设备14，机器接口模块9分别与传感器数据接口6、处理器数据和指令接口7以及动作器指令接口8电连接，用户终端接口模块13分别与人类沟通模块12和输入输出设备14电连接。动作器5包括电机和照明设备，但不仅仅限于上述设备。输入输出设备14包括屏幕、投影仪、扬声器、麦克风、摄像头和脑电波传感器，人们通过输入输出设备14可以调用智能手机、平板电脑、个人电脑、头戴式设备、汽车中控台等设备，在用户终端设备缺少某些输入输出设备的情况下，人类沟通模块12可以禁用或省略该用户终端设备不支持的部分，例如在缺少屏幕时，只有扬声器与麦克风的设备上，人类沟通模块12能够不显示虚拟人物形象及基于该形象的动作和表情，仅以语音与人类沟通；又例如在缺少扬声器与麦克风时，只有角度定位装置和头戴显示屏的设备上，人类沟通模块12能够把对白以虚拟交互物体的形式显示出来，让人类以移动头部、注视虚拟交互物体的方法沟通。
所述用于人机交互的人工智能系统的工作流程，具体步骤如下：
步骤一，人类沟通模块通过用户终端接口模块与输入输出设备电连接，实现与人类沟通；
步骤二，人类表达自己想实现的目的，人类沟通模块将数据发送给分析与处理模块，分析与处理模块得出并理解用户提出的要求并发送给知识库模块，知识库模块的知识进一步整理出实现要求所需的控制机器的决策，并把反馈信息发送给分析与处理模块，分析与处理模块通过人类沟通模块告知用户，如果反馈信息正确，用户不再进行表达，如果反馈信息不正确，用户重新表达自己想实现的指令；
步骤三，反馈信息确认正确后，分析与处理模块将指令发送给机器接口模块，机器接口模块将指令发送给动作器指令接口以及处理器数据和指令接口，动作器接收动作器指令接口的指令或者处理器发送的指令，动作器执行智能系统的指令，处理器将执行结果采用数据的形式反馈给机器接口模块，机器接口模块将数据发送给分析与处理模块。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种用于人机交互的人工智能系统，其特征在于，包括机器和智能系统，所述机器包括传感器、处理器、动作器、传感器数据接口、处理器数据和指令接口以及动作器指令接口，传感器数据接口用于把机器上的传感器收集到的数据发送给智能系统，处理器数据和指令接口用于把机器上搭载的处理器处理出来的结果发送给智能系统，以及接收智能系统产生的指令给机器上的处理器，动作器指令接口用于读取智能系统产生的动作器操作指令并且发送给动作器，传感器分别与传感器数据接口和处理器电连接，处理器分别与处理器数据和指令接口以及动作器电连接，动作器还与动作器指令接口电连接，智能系统包括机器接口模块、知识库模块、分析与处理模块、人类沟通模块以及用户终端接口模块，分析与处理模块分别与知识库模块、机器接口模块以及人类沟通模块电连接，机器接口模块用于从机器获得数据输入和发送操作指令到机器，知识库模块用于存放、管理和调取关于各种机器任务、自然语言和人类情感的知识片，分析与处理模块通过分析输入的信息来搜索知识，从而做出相应的决策，人类沟通模块用于虚拟出一个可视化人物形象，从而通过视觉、声音、思维感应等手段与用户沟通，用户终端接口模块用于调用用户终端设备上的输入输出设备，机器接口模块分别与传感器数据接口、处理器数据和指令接口以及动作器指令接口电连接，用户终端接口模块分别与人类沟通模块和输入输出设备电连接。
2.根据权利要求1所述的用于人机交互的人工智能系统，其特征在于，所述动作器包括电机和照明设备。
3.根据权利要求1或2所述的用于人机交互的人工智能系统，其特征在于，所述输入输出设备包括屏幕、投影仪、扬声器、麦克风、摄像头和脑电波传感器。
4.一种如权利要求1-3任一所述的用于人机交互的人工智能系统的工作流程，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，人类沟通模块通过用户终端接口模块与输入输出设备电连接，实现与人类沟通；
步骤二，人类表达自己想实现的目的，人类沟通模块将数据发送给分析与处理模块，分析与处理模块得出并理解用户提出的要求并发送给知识库模块，知识库模块的知识进一步整理出实现要求所需的控制机器的决策，并把反馈信息发送给分析与处理模块，分析与处理模块通过人类沟通模块告知用户，如果反馈信息正确，用户不再进行表达，如果反馈信息不正确，用户重新表达自己想实现的指令；
步骤三，反馈信息确认正确后，分析与处理模块将指令发送给机器接口模块，机器接口模块将指令发送给动作器指令接口以及处理器数据和指令接口，动作器接收动作器指令接口的指令或者处理器发送的指令，动作器执行智能系统的指令。
5.根据权利要求4所述的用于人机交互的人工智能系统的工作流程，其特征在于，所述该流程还包括处理器将执行结果采用数据的形式反馈给机器接口模块，机器接口模块将数据发送给分析与处理模块。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111210906A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-29 | 四川大学华西医院 | 一种icu病人的非语言沟通系统 |
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2017
- 2017-07-20 CN CN201710595393.9A patent/CN107175669A/zh not_active Withdrawn
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