[发明专利]一种教育机器人与课堂教学的控制方法及系统

说明书

本发明涉及教育机器人技术领域，具体公开了一种教育机器人与课堂教学的控制方法及系统，系统包括多媒态双臂教育机器人、多媒态服务器、多媒态学生端和多媒态教师端，多媒态双臂教育机器人包括机器人本体、多媒体通信模块、多媒体采集模块、多媒态信息处理模块、教学模块和状态分析模块；多媒态教师端和多媒态学生端用于向多媒态通信模块发送教学模式指令，教学模式指令包括课堂教学模式和课堂辅导模式；课堂教学模式包括教师主讲式、机器人辅助式和机器人主讲式；教师主讲式中，状态分析模块用于分析学生的学习情况并反馈，教学模块基于学生的学习情况对学生进行辅导和提示。采用本发明的技术方案能够使课堂教学中的互动更高效。

技术领域

本发明涉及多媒态双臂教育机器人技术领域，特别涉及一种教育机器人与课堂教学的控制方法及系统。

背景技术

随着社会的发展，教育问题变成一个越来越受关注的话题。为了有效利用宝贵的学习时间，提高学生的学习效率是很重要的，而提高教师与学生的参与度和投入度是提高学习效率的手段之一。

随着机器人技术的发展，多媒态双臂教育机器人也逐渐应用的教学中，但是现有的多媒态双臂教育机器人主要是对一些简单的问题进行回答，不能够与学生和教师形成很好的互动，学生和教师的体验性较差，影响其参与度和投入度，无法提供沉浸式动态语言学习环境，不能更好地提高教师与学生的教学效率。

为此，需要一种能进行高效互动的教育机器人与课堂教学的控制方法及系统。

发明内容

本发明提供了一种教育机器人与课堂教学的控制方法及系统，能够使课堂教学中的互动更高效。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种教育机器人与课堂教学的控制系统，包括多媒态双臂教育机器人、多媒态服务器、多媒态学生端和多媒态教师端；

多媒态双臂教育机器人包括机器人本体、多媒态通信模块、多媒态采集模块、多媒态信息处理模块、教学模块和状态分析模块；

多媒态服务器存储有教育资源数据和教学控制模型；教育资源数据包括案例库、学生特征库和教师特征库；

状态分析模块与多媒态服务器相连，状态分析模块内部存放有状态分析模型；状态分析模型包括学生表情识别分析模型、学生学习状态分析模型；

多媒态采集模块用于采集教师或学生的声波信号和图像信号；多媒态信息处理模块用于从多媒态采集模块获取教师或学生的声波信号和图像信号，对声波信号进行处理，生成语音信息，并对语音信息进行识别，生成文字信息，对图像信号进行处理，生成图像信息；多媒态通信模块用于将语音信息、文字信息或图像信息发送至多媒态教师端或多媒态学生端；

多媒态学生端和多媒态教师端还用于采集语音信息和文字信息，并选择多媒态通信模式；多媒态通信模式包括广播式和双向式；双向式包括一对一、一对多和多对多；

多媒态教师端和多媒态学生端用于向多媒态通信模块发送教学模式指令，教学模式指令包括课堂教学模式和课堂辅导模式；课堂教学模式包括教师主讲式、机器人辅助式和机器人主讲式；机器人辅助式的类型包括讨论式、个性化式和游戏式；

教师主讲式中，状态分析模块用于分析学生的学习情况并反馈，教学模块用于基于学生的学习情况对学生进行辅导和提示；

机器人主讲式中，教学模块用于播放预设的教学内容库中的内容进行教学讲解，并从多媒态信息处理模块获取学生的语音信息、文字信息和图像信息，对学生的学习过程进行跟踪；教学内容库中的内容播放完毕后，自动进入课堂辅导模式。

基础方案原理及有益效果如下：