技术领域
[0001] 本
发明涉及云计算、先进智能机器人、
情感计算领域，具体地说是一种机器人云系统。
背景技术
[0002] 云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式，其计算资源(数据资源、计算能
力、存储能力、交互能力)是动态、可伸缩、且被透明虚拟化的，以服务的方式提供。提供计算资源的网络被称为“云”。“云”中的资源或服务在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，不断扩展。云计算可以整合互联网上的资源，为用户提供更快捷的服务资源。智能机器人在人类生活中扮演着十分重要的
角色，比如医疗、导览、保洁等。
[0003] 传统的智能机器人造价昂贵且结构复杂，机器维护及升级不便，难以普及到普通大众之中；且为“机器人—服务”的一对一服务模式，难以快速高效的完成群体性的作业任务，给大规模使用机器人带来了阻碍；且传统机器人交互过程无情感交互。
发明内容
[0004] 本发明为了克服
现有技术的不足之处，提出了一种机器人云系统，能适用于大规模机器人服务任务，并融入了机器人情感服务，在保证机器人群体性协作的能力的
基础之上，提高了机器人服务的
质量、效率和扩展性。
[0005] 本发明为解决以上技术问题采用如下技术方案：
[0006] 本发明一种机器人云系统的特点是，所述机器人云系统的组成包括：
服务器端S、机器人集群R和机器人云系统交互端interface；
[0007] 利用式(1)将所述机器人云系统RobotCloud描述为一个三元组：
[0008] RobotCloud＝(S,R,interface) (1)
[0009] 所述服务器端S的组成包括：先进智能数据资源与能力池、情感计算与情感创生模
块和数据传输模块；
[0010] 所述机器人集群R的组成包括：机器人集合、机器人与机器人的交互、机器人与服务器端S的交互以及机器人与用户的交互；
[0011] 利用式(2)表示所述机器人集群R：
[0012]
[0013] 式(2)中，i表示机器人类别，j表示第i类别所属的机器人编号，rij表示第i类别所属的编号为j的机器人；{rij}表示所述机器人集合；f({rij})表示所述机器人与机器人的交互； 表示所述机器人与服务器端S的交互；P表示用户， 表示所述机器人与用户的交互。
[0014] 本发明所述的机器人云系统的特点也在于，
[0015] 所述机器人与机器人f({rij})的交互是按如下情况进行：
[0016] 情况1、若交互的第i类别所属的编号为j的机器人rij与第n类别所属的编号为m的j机器人 为同种等级，假设第i类别所属的编号为j的机器人ri为先到达服务现场的机器人，第n类别所属的编号为m的机器人 为待加入服务的机器人，则按如下步骤进行完全的知识交互：
[0017] 步骤1、第i类别所属的编号为j的机器人rij向第n类别所属的编号为m的机器人
请求建立交互链接；
[0018] 步骤2、第n类别所属的编号为m的机器人 接收所述交互连接请求并建立交互连接；
[0019] 步骤3、第i类别所属的编号为j的机器人rij将自身数据信息在服务器端S的编号传送给第n类别所属的编号为m的机器人
[0020] 步骤4、第n类别所属的编号为m的机器人 接收所述第i类别所属的编号为j的机j器人ri的自身数据信息的编号 并通过所述数据传输模块与所述服务器端S建立通信链接；
[0021] 步骤5、在通信链接建立成功后，第n类别所属的编号为m的机器人 根据自身数据j信息在服务器端S编号 向服务器端S请求更新所述第i类别所属的编号为j的机器人ri的编号 所对应的数据信息；
[0022] 步骤6、服务器端S响应第n类别所属的编号为m的机器人 的更新请求，并更改所述第n类别所属的编号为m的机器人 的自身数据信息的编号为
[0023] 步骤7、第i类别所属的编号为j的机器人rij与第n类别所属的编号为m的机器人完成完全的知识交互，并断开交互链接；
[0024] 情况2、若交互的第i类别所属的编号为j的机器人rij与第n类别所属的编号为m的机器人 为不同知识等级，则高等级机器人能完全共享低等级机器人的数据信息；而低等级机器人只能共享高等级机器人中不超过所述低等级机器人拥有的知识等级的数据信息；
[0025] 假设第i类别所属的编号为j的机器人rij为先到达现场的低等级机器人，则按照情况1进行完全的知识交互；
[0026] 假设第i类别所属的编号为j的机器人rij为先到达现场的高等级机器人，则按如下步骤进行部分的知识交互：
[0027] 步骤1、第i类别所属的编号为j的机器人rij向第n类别所属的编号为m的机器人请求建立交互链接；
[0028] 步骤2、第n类别所属的编号为m的机器人 接收所述交互连接请求并建立交互连接；
[0029] 步骤3、第i类别所属的编号为j的机器人rij将自身部分数据信息在服务器端S的编号IDp传送给第n类别所属的编号为m的机器人
[0030] 步骤4、第n类别所属的编号为m的机器人 接收所述第i类别所属的编号为j的机器人rij的自身部分数据信息的编号IDp，并通过所述数据传输模块与服务器端S建立通信链接；
[0031] 步骤5、在通信链接建立成功后，第n类别所属的编号为m的机器人 根据所述编号IDp向服务器端S请求更新与所述编号IDp所对应的数据信息；
[0032] 步骤6、服务器端S响应第n类别所属的编号为m的机器人 的更新请求，并更改所述第n类别所属的编号为m的机器人 的自身数据信息的编号为IDp；
[0033] 步骤7、所述第i类别所属的编号为j的机器人rij与第n类别所属的编号为m的机器人 完成部分的知识交互，断开交互链接。
[0034] 所述机器人与服务器端的交互 包括服务信息的共享与情感信息的反馈；所述机器人与服务器端的交互是按如下步骤进行：
[0035] 步骤1、第n类别所属的编号为m的机器人 向服务器端S请求建立交互链接；
[0036] 步骤2、所述服务器端S接收所述交互连接请求并建立交互连接；
[0037] 步骤3、服务器端S搜索所述先进智能数据资源与能力池，并将待服务现场的基本数据信息编号IDbasic传送给第n类别所属的编号为m的机器人
[0038] 步骤4、所述第n类别所属的编号为m的机器人 接收所述服务器端S的基本数据信息编号IDbasic，并更新与编号IDbasic所对应的数据信息；
[0039] 步骤5、所述第n类别所属的编号为m的机器人 到达服务现场后，搜集所述服务现场的环境信息并上传至服务器端S；
[0040] 步骤6、所述第n类别所属的编号为m的机器人 将所搜集到的用户反馈信息上传至服务器端S；
[0041] 步骤7、服务器端S存储所述服务现场环境信息和所述用户反馈信息并编号为IDrefresh，同时将所述编号IDrefresh传送给第n类别所属的编号为m的机器人[0042] 步骤8、所述第n类别所属的编号为m的机器人 接收所述编号IDrefresh，替换所述基本数据信息编号IDbasic，并更新与编号IDrefresh所对应的数据信息；
[0043] 步骤9、所述第n类别所属的编号为m的机器人 与服务器端S完成交互，断开交互链接。
[0044] 所述机器人云系统交互端interface包括：用户服务的选择和服务质量信息的反馈；用户P通过所述机器人云系统交互端interface与所述机器人云系统RobotCloud的交互是按如下步骤进行：
[0045] 步骤1、用户P通过所述机器人云系统交互端interface登录所述机器人云系统RobotCloud，并选择所需的服务信息，所述机器人云系统RobotCloud确认选择的服务信息，此时用户完成所述用户服务的选择；
[0046] 步骤2、所述机器人云系统RobotCloud根据所述确认的服务信息，
指定与所述服务信息相对应的机器人集群R到达服务现场；
[0047] 步骤3、用户P根据现场服务的情况，通过机器人云系统的交互端interface进行所述服务质量信息的反馈；
[0048] 步骤4、机器人云系统RobotCloud接收所述服务质量信息的反馈，并更新所述先进智能数据资源与能力池，从而完成用户与所述机器人云系统RobotCloud的交互。
[0049] 所述机器人与用户的交互 包括机器人对于用户P的融合情感的服务，以及用户P对所述融合情感服务的融合情感的反馈信息；所述机器人与用户的交互是按如下步骤进行：
[0050] 步骤1、第i类别所属的编号为j的机器人rij对用户P进行现场服务；
[0051] 步骤2、用户P对于第i类别所属的编号为j的机器人rij的现场服务产生融合情感的反馈信息；
[0052] 步骤3、第i类别所属的编号为j的机器人rij收集用户P的融合情感的反馈信息，并与服务器端S进行交互；
[0053] 步骤4、服务器端S根据接收到的用户融合情感的反馈信息通过所述情感计算与情感创生模块产生情感交互数据；
[0054] 步骤5、所述第i类别所属的编号为j的机器人rij根据所述服务器端S接收到的所述情感交互数据，对用户P进行更新的融合情感的服务；
[0055] 步骤6、所述用户P根据所述更新的融合情感的服务，产生新的融合情感的反馈信息；
[0056] 步骤7、所述第i类别所属的编号为j的机器人rij重复步骤2-6，直至用户P没有产生新的融合情感的反馈信息，则完成现场服务；
[0057] 步骤8、所述第i类别所属的编号为j的机器人rij与用户P完成交互，断开交互链接。
[0058] 与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
[0059] 1、本发明通过服务器端、机器人集群和机器人云系统的交互端构建了“云服务—机器人—用户”的云服务模式，克服了现有技术中“机器人—服务”的一对一服务模式，从而使得机器人服务扩展到大规模集群协作的作业任务中，应用更加广泛。
[0060] 2、本发明通过机器人集群提供的云服务，使得用户可以直接定制自己需要的服务信息，避免了购买专用服务机器人造成的高昂开销。
[0061] 3、本发明通过云服务端集中协调机器人集群，避免了花费巨额资金为单个机器人打造庞大的数据资源库的开销，并改变了机器人的升级方式，降低了机器人产业成本。
[0062] 4、本发明通过集成情感计算与情感创生模块，使得机器人可以进行融合了情感的服务，彻底改变了传统机器人无情感交流的设计
缺陷，为服务机器人进入平常生活、医疗护理以及特殊服务行业提供了良好的交互体验。
[0063] 5、本发明通过机器人云系统，建立了机器人与机器人之间的层次知识交互，摆脱了高级机器人向低级机器人共享知识的无用知识共享问题。
[0064] 6、本发明通过机器人云系统，建立了高效的机器人与用户的交互流程，实现了
人机交互中的实时情感更新与反馈，提升了用户体验。
[0065] 7、本发明通过机器人云系统，搭建了流畅的机器人与云端的交互通道，实现了云机器人服务的无缝扩展。
[0066] 8、本发明通过机器人云系统，为用户提供了随时随地可获取的服务，采用云端的和谐人机交互，实现了用户与机器人云端的高效互通与反馈，提升了机器人服务的响应速度与质量。
附图说明
[0067] 图1是本发明系统模块结构图。
具体实施方式
[0068] 本
实施例中，机器人云系统的组成包括：服务器端S、机器人集群R和机器人云系统交互端interface；
[0069] 利用式(1)将机器人云系统RobotCloud描述为一个三元组：
[0070] RobotCloud＝(S,R,interface) (1)
[0071] 服务器端S的组成包括：先进智能数据资源与能力池、情感计算与情感创生模块和数据传输模块；先进智能数据资源与能力池包括机器人的能力数据、机器人服务应对场景数据、百科
知识库、会话资源库、语音合成库、用户实时生理信息库以及视觉信息库；情感计算与情感创生模块为机器人情感数据产生模块，采用“心状态转移网络”创生情感，相关介绍可参考论文MENTAL STATE TRANSITION NETWORK AND PSYCHOLOGICAL EXPERIMENTS(Fuji Ren et.al,2005)；
[0072] 机器人集群R的组成包括：机器人集合、机器人与机器人的交互、机器人与服务器端S的交互以及机器人与用户的交互；
[0073] 利用式(2)表示机器人集群R：
[0074]
[0075] 式(2)中，i表示机器人类别，j表示第i类别所属的机器人编号，rij表示第i类别所属的编号为j的机器人；{rij}表示所述机器人集合；f({rij})表示机器人与机器人的交互；表示机器人与服务器端S的交互；P表示用户， 表示机器人与用户
的交互。
[0076] 其中，机器人与机器人f({rij})的交互是按如下情况进行：
[0077] 情况1、若交互的第i类别所属的编号为j的机器人rij与第n类别所属的编号为m的机器人 为同种等级，等级划分方式如下：假设initial，junior，bachelor，master和doctor分别表示机器人的能力等级由低到高依次为：机器人萌芽士、机器人初学士、机器人学士、机器人硕士和机器人博士，且低能力等级的机器人从属于高能力等级的机器人，即((((initial∈junior)∈bachelor)∈master)∈doctor)。假设Lv1，Lv2，Lv3，Lv4和Lv5分别表示机器人知识分级级别由低到高依次为1级、2级、3级、4级和5级；且低级别的机器人的知识分级从属于高级别的机器人的知识分级，即((((initial∈junior)∈bachelor)∈master)∈doctor)；(Lv1,initial)、(Lv2,junior)、(Lv3,bachelor)、(Lv4,master)、(Lv5,doctor)分别表示知识分级级别与机器人的能力等级的分级映射结果；(Lv1,initial)表示知识分级级别为1级的知识所对应的能力等级为机器人萌芽士initial；(Lv2,junior)表示知识分级级别为2级的知识所对应的能力等级为机器人初学士junior；(Lv3,bachelor)表示知识分级级别为3级的知识所对应的能力等级为机器人学士bachelor；(Lv4,master)表示知识分级级别为4级的知识所对应的能力等级为机器人硕士master；(Lv5,doctor)表示知识分级级别为5级的知识所对应的能力等级为机器人博士doctor。同种等级即为以上分级映射中的相同等级，例如(Lv1,initia)与(Lv1,initial)，(Lv3,bachelor)与(Lv3,bachelor)，但(Lv3,bachelor)与(Lv5,doctor)则为不同等级。假设第i类别所属的编号为j的机器人rij为先到达服务现场的机器人，第n类别所属的编号为m的机器人 为待加入服务的机器人，则按如下步骤进行完全的知识交互：
[0078] 步骤A1、第i类别所属的编号为j的机器人rij向第n类别所属的编号为m的机器人请求建立交互链接；
[0079] 步骤A2、第n类别所属的编号为m的机器人 接收交互连接请求并建立交互连接；
[0080] 步骤A3、第i类别所属的编号为j的机器人rij将自身数据信息在服务器端S的编号传送给第n类别所属的编号为m的机器人 机器人rij的自身数据信息表示机器人运行数据，其存储在服务器S，因此在服务器中有自己的编号，即为
[0081] 步骤A4、第n类别所属的编号为m的机器人 接收第i类别所属的编号为j的机器人rij的自身数据信息的编号 并通过数据传输模块与所述服务器端S建立通信链接；
[0082] 步骤A5、在通信链接建立成功后，第n类别所属的编号为m的机器人 根据自身数据信息在服务器端S编号 向服务器端S请求更新第i类别所属的编号为j的机器人rij的编号 所对应的数据信息；
[0083] 步骤A6、服务器端S响应第n类别所属的编号为m的机器人 的更新请求，并更改第n类别所属的编号为m的机器人 的自身数据信息的编号为
[0084] 步骤A7、第i类别所属的编号为j的机器人rij与第n类别所属的编号为m的机器人完成完全的知识交互，并断开交互链接；
[0085] 情况2、若交互的第i类别所属的编号为j的机器人rij与第n类别所属的编号为m的机器人 为不同知识等级，即机器人类别不同，则高等级机器人能完全共享低等级机器人的数据信息；而低等级机器人只能共享高等级机器人中不超过低等级机器人拥有的知识等级的数据信息；按照机器人等级划分方法，低等级的知识从属于高等级的知识，故低等级的知识只能使用高等级中包含低等级知识的部分；
[0086] 假设第i类别所属的编号为j的机器人rij为先到达现场的低等级机器人，则按照情况1进行完全的知识交互；
[0087] 假设第i类别所属的编号为j的机器人rij为先到达现场的高等级机器人，则按如下步骤进行部分的知识交互：
[0088] 步骤B1、第i类别所属的编号为j的机器人rij向第n类别所属的编号为m的机器人请求建立交互链接；
[0089] 步骤B2、第n类别所属的编号为m的机器人 接收交互连接请求并建立交互连接；
[0090] 步骤B3、第i类别所属的编号为j的机器人rij将自身部分数据信息在服务器端S的编号IDp传送给第n类别所属的编号为m的机器人 机器人rij为高等级机器人，故其知识包含机器人 的知识，因此高等级的机器人传递知识给低等级的机器人，必然是传递自身知识中等于低等级机器人知识的部分，即部分数据信息；所有的知识数据在服务器端S中均p有编号，高级别自身部分信息的编号以ID表示，以示与自身全部信息编号 的关联；
[0091] 步骤B4、第n类别所属的编号为m的机器人 接收第i类别所属的编号为j的机器人rij的自身部分数据信息的编号IDp，并通过数据传输模块与服务器端S建立通信链接；
[0092] 步骤B5、在通信链接建立成功后，第n类别所属的编号为m的机器人 根据编号IDp向服务器端S请求更新与编号IDp所对应的数据信息；
[0093] 步骤B6、服务器端S响应第n类别所属的编号为m的机器人 的更新请求，并更改第n类别所属的编号为m的机器人 的自身数据信息的编号为IDp；
[0094] 步骤B7、第i类别所属的编号为j的机器人rij与第n类别所属的编号为m的机器人完成部分的知识交互，断开交互链接。
[0095] 机器人与服务器端的交互 包括服务信息的共享与情感信息的反馈；服务信息的共享为先进智能数据资源与能力池中的数据共享，包括：地理信息共享、现场环境信息共享、用户生理信息共享、用户
生物特征信息共享和机器人机械特性信息共享，情感信息反馈为服务器端利用接收到的服务信息，根据情感计算与情感创生模块创生情感，并通过数据传输模块反馈出来；机器人与服务器端的交互是按如下步骤进行：
[0096] 步骤C1、第n类别所属的编号为m的机器人 向服务器端S请求建立交互链接；
[0097] 步骤C2、所述服务器端S接收交互连接请求并建立交互连接；
[0098] 步骤C3、服务器端S搜索先进智能数据资源与能力池，并将待服务现场的基本数据信息编号IDbasic传送给第n类别所属的编号为m的机器人 待服务现场的基本数据信息编号IDbasic为机器人待服务现场的基本数据信息存储在服务器端S中的编号，每个编号对应一个数据信息，该数据信息为待服务现场的地理信息、环境信息、机器人机械特性信息和在该服务现场进行融合情感的服务时当具有的基本情感信息；基本情感信息包括机器人服务时的动作、服务时的声音、服务时的力量、服务时的表情；
[0099] 步骤C4、第n类别所属的编号为m的机器人 接收服务器端S的基本数据信息编号IDbasic，并更新与编号IDbasic所对应的数据信息；
[0100] 步骤C5、第n类别所属的编号为m的机器人 到达服务现场后，搜集服务现场的环境信息并上传至服务器端S；
[0101] 步骤C6、第n类别所属的编号为m的机器人 将所搜集到的用户反馈信息上传至服务器端S；用户反馈信息为机器人在为用户服务过程中所收集到的用户对于机器人服务效果的反馈信息，包含用户对于机器人服务过程中的用户生理信息，生物特征信息，用户情感信息，例如血压—用户生理信息、瞳孔缩放—生物特征信息、生气—用户情感信息；
[0102] 步骤C7、服务器端S存储服务现场环境信息和用户反馈信息并编号为IDrefresh，同时将所述编号IDrefresh传送给第n类别所属的编号为m的机器人
[0103] 步骤C8、第n类别所属的编号为m的机器人 接收编号IDrefresh，替换基本数据信息编号IDbasic，并更新与编号IDrefresh所对应的数据信息；
[0104] 步骤C9、第n类别所属的编号为m的机器人 与服务器端S完成交互，断开交互链接。
[0105] 机器人云系统交互端interface包括：用户服务的选择和服务质量信息的反馈，服务质量信息为用户对于机器人服务过程中的对服务效果的反馈信息，包括服务满意度、用户对于服务的情感倾向、需改进的服务内容，比如家政机器人，反馈的信息可以是“家务
整理的不好，很不满意”—服务满意度、“这个机器人很讨厌”—情感倾向、“厨房地板没擦干净”—需改进的服务内容；用户P通过机器人云系统交互端interface与机器人云系统RobotCloud的交互是按如下步骤进行：
[0106] 步骤D1、用户P通过机器人云系统交互端interface登录机器人云系统RobotCloud，并选择所需的服务信息，服务信息包括服务类型及服务要求，机器人云系统RobotCloud确认选择的服务信息，此时用户完成用户服务的选择；
[0107] 步骤D2、机器人云系统RobotCloud根据确认的服务信息，指定与服务信息相对应的机器人集群R到达服务现场；
[0108] 步骤D3、用户P根据现场服务的情况，通过机器人云系统的交互端interface进行服务质量信息的反馈；
[0109] 步骤D4、机器人云系统RobotCloud接收服务质量信息的反馈，并更新先进智能数据资源与能力池，从而完成用户与机器人云系统RobotCloud的交互。
[0110] 机器人与用户的交互 包括机器人对于用户P的融合情感的服务，融合情感的服务表示机器人在服务执行过程中进行服务时，依托基本情感信息进行的服务，以及用户P对融合情感服务的融合情感的反馈信息，融合情感的反馈信息包括用户对于机器人服务过程所反馈出的用户生理信息、用户生物特征信息、用户情感信息；机器人与用户的交互是按如下步骤进行：
[0111] 步骤E1、第i类别所属的编号为j的机器人rij对用户P进行现场服务；
[0112] 步骤E2、用户P对于第i类别所属的编号为j的机器人rij的现场服务产生融合情感的反馈信息；
[0113] 步骤E3、第i类别所属的编号为j的机器人rij收集用户P的融合情感的反馈信息，并与服务器端S进行交互；
[0114] 步骤E4、服务器端S根据接收到的用户融合情感的反馈信息通过情感计算与情感创生模块产生情感交互数据，情感交互数据为服务器端利用接收到的用户融合情感的反馈信息，根据情感计算与情感创生模块创生的对应情感信息，并通过数据传输模块反馈出来；
[0115] 步骤E5、第i类别所属的编号为j的机器人rij根据服务器端S接收到的情感交互数据，对用户P进行更新的融合情感的服务；
[0116] 步骤E6、用户P根据更新的融合情感的服务，产生新的融合情感的反馈信息；
[0117] 步骤E7、第i类别所属的编号为j的机器人rij重复步骤2-6，直至用户P没有产生新的融合情感的反馈信息，则完成现场服务；
[0118] 步骤E8、第i类别所属的编号为j的机器人rij与用户P完成交互，断开交互链接。
