[发明专利]一种基于磁性液体的动作或表情模拟装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于磁性液体的动作或表情模拟装置和方法，其中，模拟装置包括摄像机，用于拍摄人体动作或表情；磁性液体演示仪，包括主演示区和多个围绕所述主演示区沿环向均匀分布的外部演示区；上位机，其信号连接所述摄像机与磁性液体演示仪的控制器；模拟方法包括以下步骤：s1.通过所述摄像机拍摄人体动作或表情的图像，并将图像传到所述上位机；s2.所述上位机识别拍摄到的动作或表情图像，将识别出的动作或表情进行编码，并将编码传输到磁性液体演示仪的控制器；s3.所述磁性液体演示仪的控制器根据所述编码产生相应的控制信号，使所述主演示区和外部演示区的磁性液体产生表征该编码所对应的动作或表情的起伏变化。

技术领域

本发明涉及演示仪器领域，尤其涉及一种基于磁性液体的动作或表情模拟装置和方法。

背景技术

人工智能是计算机科学的一个分支，它试图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。随着智能机器和人工智能的发展，计算机情感分析已越来越重要。其中人脸表情识别作为情感信息交流的感知手段在教学认知状态分析等领域有广泛应用潜力。目前，基于深度学习的表情及动作识别方法日趋成熟，可实现较高的识别率。

磁性液体是一种新型的功能材料，它通常是由纳米级的磁性颗粒、添加剂和载液组成的胶体溶液。施加磁场时，磁性液体迅速被磁化，发生从液态到类固态的相变，去掉磁场后，又恢复到原来的状态(即液态)。磁性液体在宏观上形成类固态圆锥状结构的“磁丘”(又名“山状结构”)。因为它的磁致相变特性，磁性液体在实际中有着广泛的应用，在理论上具有很高的学术价值。用纳米金属及合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于各种苛刻条件的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。

此方法通过人工智能算法识别动作与表情，并将识别到的动作或表情通过磁性液体的起伏表现出来，适用于科普演示、高端娱乐装置。此方法基于深度学习的图像识别算法和智能材料技术，实现了科普装置与用户的实时互动，有助于使用者直观感受和理解这两种先进技术，具有良好的科普演示效果，有助于提高我国青少年儿童和普通民众在该领域的科学素养。此外，磁性液体在磁场控制下的起伏律动具有独特的形态，兼具观赏性与娱乐性，可用于高端娱乐。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是利用面部识别技术实现一种磁性液体演示仪的互动演示，通过识别不同的人体动作或表情对应磁性液体演示仪做出不同的演示效果。

本发明的基于磁性液体的动作或表情模拟装置，包括：

摄像机，用于拍摄人体动作或表情；

磁性液体演示仪，包括主演示区和多个围绕所述主演示区沿环向均匀分布的外部演示区；

上位机，其信号连接所述摄像机与磁性液体演示仪的控制器。

进一步，所述主演示区的磁性液体起伏高度可控。

本发明还公开了一种利用上述装置进行动作或表情模拟的方法，包括以下步骤：

s1.通过所述摄像机拍摄人体动作或表情的图像，并将图像传到所述上位机；

s2.所述上位机识别拍摄到的动作或表情图像，将识别出的动作或表情进行编码，并将编码传输到磁性液体演示仪的控制器；

s3.所述磁性液体演示仪的控制器根据所述编码产生相应的控制信号，使所述主演示区和外部演示区的磁性液体产生表征该编码所对应的动作或表情的起伏变化。

进一步，当上位机识别出的动作为摇头时，所述主演示区的磁性液体起伏，同时各个外部演示区的磁性液体绕主演示区依次往复起伏；

当上位机识别出的动作为点头时，所述主演示区的磁性液体起伏，同时各个外部演示区的磁性液体同步起伏；