自主服务机器人在智能楼宇系统中的应用研究

在二十一世纪的今天,机器人行业正处于高速发展的进程中,其中服务机器 人更是因为广阔的市场前景和积极的社会效应而备受青睐;另一方面,随着信息 化时代的到来,人们对生活和工作环境不断提出新的要求,现有的智能楼宇已经 无法满足人们的需求。将服务机器人应用于智能楼宇系统中有着重大的意义,有 效地提高智能楼宇系统的智能化、信息化以及人性化水平,为人们提供更加舒适 及安全的环境。 本文以提升智能楼宇在安全性和舒适性两个方面的服务质量为研究目标。从 满足产品功能的原则出发,利用自主服务机器入实现精确自主巡逻、远程控制楼 宇设备、提供楼宇信息服务和智慧迎宾等具体功能,弥补现有智能楼宇系统在智 能化、信息化以及人性化上的不足。在精确自主巡逻功能中,创新性采用惯性导 航传感器结合正交编码器的方式,实现服务机器人的精确自主导航。在远程控制 设备功能中,利用服务机器人的语音控制,减少现有智能楼宇系统繁琐的手动操 作。在提供楼宇信息服务中,综合楼宇控制中心、互联网信息以及传感器节点信 息,提供精确且实时性高的各类信息,实现以“消费信息”为特征的新一代生活 方式。在智慧迎宾功能中,摒弃传统迎宾机器人采用的红外识别宾客,采用视频 图像人脸识别技术,实现交互性高、人性化的迎宾行为。 为了实现上述具体功能,本文提出以NAO H25型仿人机器人为基础,结合 自主研发的扩展功能机器人的服务机器人设计方案。通过完成NAO机器人软件 设计,用D.H方法对NAO机器人全身运动建立坐标系,并运用齐次变换矩阵获 取机器人姿态的运动学方程,有效合理地控制NAO机器人的硬件设备,实现服 务机器人的核心功能。同时阐述扩展功能机器人的硬件和软件设计,承载NAO 机器人完成自主室内巡逻和快速精确定位,并采集和处理传感器信息。对上述功 能进行验证试验,观察实验结果并分析,服务机器人在智能楼宇系统应用情况良 好,达到预期目标。

  • 2021-06-27
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人工智能+教育_驱动下的教师知识结构重构_——论融入伦理的AIPCEK框架及其发展模式

人工智能(AI)技术的教育应用给教师教学带来前所未有的变革,从智能教学环境、“AI+教学法”的创新到教学内容表征形式的智能化,AI 的影响日渐广泛, 但同时也伴随一系列极具挑战性的伦理问题与伦理风险。 进入智能化时代,教师扮演着新的角色并面临更加复杂的 AI 应用伦理问题,这需要重构教师的知识结构。为此,基于 TPACK 概念框架,将伦理知识作为一种新的教师知识构成要素引入,提出并构建了“AI+学科教学”伦理知识框架(AIPCEK),即教师的基本知识构成包括教学知识、学科知识、AI 知识和伦理知识。在原有 TPACK框架基础上,生成新的融入伦理的复合型知识形态:教学伦理知识(PEK)、学科伦理知识(CEK)、AI 伦理知识(AIEK)、学科教学伦理知识(PCEK)、“AI+学科”伦理知识(AICEK)、“AI+教学”伦理知识(AIPEK)和“AI+学科教学”伦理知识(AIPCEK)。 AIPCEK 继承了伦理知识所具有的复杂性、情境性、实践性、协商建构性和多元化等特点,其发展模式有三种:AIPCEK 发展的金字塔需求模型;基于在线实践社区的教师 AIPCEK 发展模式;基于项目驱动的 AIPCEK 发展模式。AIPCEK 的提出,有助于揭示智能时代教师知识结构新的特点及伦理内涵,为教师专业发展提供理论基础,为教师的知识结构研究及教学实践,提供一种新的分析框架。

  • 2021-04-22
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