За последнее десятилетие акцент передовых исследований в области проектирования систем автоматизации значительно сместился с производственных направлений на сферу услуг.
Внедряя различные системы домашней автоматизации, большинство простых и повторяющихся задач выполняются компьютерами или микропроцессорами. Мы меняем канал или громкость телевизора простым нажатием кнопки на пульте дистанционного управления, в то время как ранее телевизор управлялся вручную. Подобные изменения были реализованы практически во всех электронных устройствах и бытовой технике.
Первоначальный проект домашней автоматизации был недавно расширен до концепции "умного дома", которая включает в себя современные датчики и различные средства автоматизации, чтобы сделать существующий дом более комфортным, удобным и безопасным.
Поучительно отметить, что в настоящее время мир уделяет пристальное внимание тенденции к увеличению доли пожилого населения и неуклонному сокращению статистических данных об инвалидах при прогнозировании на предстоящие годы. Поэтому ожидается нехватка лиц, обеспечивающих уход за престарелыми, что станет серьезной проблемой в ближайшем будущем.
В качестве средства оказания помощи при уходе "умный дом" может быть альтернативой пожилым людям и людям с ограниченными возможностями, помогая им улучшить качество своей жизни и выполняя определенную работу, а не заниматься повседневной жизнью, поскольку у них есть некоторые ограничения в выполнении работы собственными силами.
В качестве альтернативы предлагается концепция "управляющего робота", который может помочь жителю легко управлять всеми подсистемами в среде "умного дома".
Буквально робот означает кого-то, кто работает в крупном домохозяйстве или имуществе для управления домашними делами, такими как надзор за служащими, сбор арендной платы и ведение бухгалтерского учета.
Применяется та же концепция к роботу в "умном доме" для выполнения ряда специфических задач для жителя, то есть робот-помощник может быть посредником между сложной домашней средой и конечным пользователем для повышения удобства использования.
Структура
Все домашние системы связаны между собой через сеть для общего управления и обмена информацией. Пользователь может напрямую управлять подсистемами в интеллектуальном доме с помощью различных человеко-машинных интерфейсов, а также командовать роботом для косвенного управления подсистемами с помощью голосовой команды.
Робот собирает команды пользователя в подсистемы и информацию о состоянии от приборов мониторинга состояния здоровья и датчиков окружающей среды, которые используются в учебном модуле для распознавания моделей поведения и предоставления профилактических услуг.
Модуль эмоционального взаимодействия робота основан на модели эмоций, которая обрабатывает связанные с взаимодействием эмоциональные слова, заданные в процессе наблюдения за взаимодействием человека.
Каждое эмоциональное слово присваивается событию при выполнении служебных заданий. Когда робот вызывается пользователем или узнает других людей, он генерирует эмоции "нравится" или "не нравится" в соответствии с отношениями между пользователем и роботом. Когда по команде пользователя или учебный модуль инициирует сервисное задание, робот выражает "гордость" или "стыд" , основанные на самооценке похвалы за выполнение задания. Если сервисное задание выполнено успешно, робот показывает эмоции надежды, а в остальном выражает эмоции страха.
Робот также генерирует "радостные" или "дистрессовые" эмоции в зависимости от реакции пользователя или обратной связи. Эти эмоциональные слова выражаются в виде выражений лица 3D.
Описание функций
Робот может оказывать активные услуги с помощью двух манипуляторов-роботов с захватами и мобильной базой, а также управлять бытовой техникой путем доступа к серверу домашней сети в "умном доме". Для внешней связи с сервером домашней сети был определен протокол связи на основе TCP/IP.
В головной части аппаратного робота реализованы функции программного робота, такие как способность к обучению и эмоциональному взаимодействию. Учебный модуль выполняет управление задачами.
Например, робот управляет подсистемами в "умном доме" для обеспечения питания и предоставления услуг по выходу из дома.
Основываясь на полученных нечетких правилах поведения пользователя, он управляет бытовой техникой, такой как кондиционер, лампа и телевизор, а также рекомендует любимые телеканалы пользователя.
Эмоциональные выражения отображаются с помощью анимации глаз и предопределенных движений головы и рук при выполнении служебных заданий. Локализация мобильной платформы достигается с помощью выбранных трех маяков из всех маяков, установленных на потолке "умного дома", для создания глобального маршрута. Ультразвуковые датчики, установленные на корпусе робота, также используются для онлайн-обнаружения препятствий.
