[发明专利]一种与老年人益智游戏智能交互的方法、系统和机器人

说明书

本发明提出了一种与老年人益智游戏智能交互的方法、系统和机器人，该方法包括：实时识别游戏对象的位置和旋转角度；在老人操作完成后，根据所述游戏对象的位置和旋转角度，计算抓取下一游戏对象动作的即时回报值以及根据所述即时回报值执行游戏对象抓取；所述游戏对象动作的即时回报值用于表示在可选范围内最优且代价最小的动作，并更新强化学习中的状态动作值函数。基于该方法，还提出了一种与老年人益智游戏智能交互的系统和机器人。本发明在强化学习状态改变的基础上加入了人机交互的因素，在与老年人进行益智游戏的过程中，强调机器人和人产生互动，有效的提高了老年人陪护的质量，更好的实现老年心理健康方面的陪护。

技术领域

本发明属于智能交互技术领域，特别涉及一种与老年人益智游戏智能交互的方法、系统和机器人。

背景技术

中国已经成为养老问题大国,老龄人口、高龄人口、失能人口呈现同步增长趋势，同时养老问题也是一个全球性问题,在很多发达国家同样存在。家庭保姆和护理机构从业人员的缺乏增加了养老工作的困难，一位护工对应一位老年人的监护模式在当前社会背景下显然是不可行的。老年人由于年龄增大导致记忆力衰退、身体灵活性下降、易敏感易孤独；自理能力的下降提高了外部监护的要求；日常生活的照料、心里辅助以及身体健康监护成为关注老年人必不可少的需求。时代和科技在快速发展，电子产品快速迭代变得越来越智能，但是老年人记不住复杂的操作步骤。切实符合老年人需求，关注老年人空虚寂寞的心理是需要切实解决的技术问题。

研究表明，采用合理的方法可以延缓老年人智力衰退玩益智类游戏是一种行之有效的锻炼老年人思维，延缓智力退化的方法。现有的娱乐机器人以儿童为主要对象，开发了基于语音对话的各种早教游戏。而这些游戏不适合听力衰退、视力模糊的老年人。传统的益智游戏比如“九连环”“魔方”等缺乏趣味性、交互性，并且对于老年人来说挑战不轻松，他们很容易厌烦。养老问题激增与劳动力短缺的矛盾促生了机器人行业在养老服务方面的探索，用助老陪护机器人代替护工辅助进行老年陪护工作可以减轻社会劳动的压力。如何来将机器人与益智游戏结合起来，在与老年人进行益智游戏的过程中使机器人和人产生互动以解决老年心理健康方面的陪护问题是需要探索的新的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种与老年人益智游戏智能交互的方法、系统和机器人。用于将机器人与益智游戏结合起来，在与老年人进行益智游戏的过程中，使机器人和老年人产生互动以解决老年心理健康方面的陪护问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于与老年人益智游戏智能交互的方法，包括以下步骤：

实时识别游戏对象的位置和旋转角度；

在老人操作完成后，根据所述游戏对象的位置和旋转角度，计算抓取下一游戏对象动作的即时回报值以及根据所述即时回报值执行游戏对象抓取；所述游戏对象动作的即时回报值用于表示在可选范围内最优且代价最小的动作，并更新强化学习中的状态动作值函数。

进一步的，所述实时识别游戏对象的位置和旋转角度的方法为：通过采用旋转目标检测网络模型经过训练实时识别游戏对象的位置和旋转角度。

进一步的，所述计算抓取下一游戏对象动作的即时回报值包括：

计算游戏对象的抓取难度、计算选择游戏对象的创新度、计算机械臂抓取游戏动作对象的服从度和游戏的完成度；

分别赋予游戏对象的抓取难度、选择游戏对象的创新度、机械臂抓取游戏动作对象的服从度和游戏的完成度相应的权重，计算抓取下一游戏对象动作的即时回报值R_t+1。

进一步的，所述游戏对象的抓取难度的评分计算方法为：

其中，x_i是第i个对象在难度排序中的序列；n为总的对象数。