人机共融环境下机器人基于完备特征集的意图识别与智能进化

Robot in human-robot co-existing environments should purposely be able to understand environments, task prescribed, self-states, as well as behavior and intentions from human operators. This is essential for co-existing robots to become the main-streamed form in unstructured and randomly complex circumstances to effectively serve for human-beings in various tasks. The co-existing robots should sense the environments and task execution process via sensing information, and acquire task-oriented intelligence via accepting, recording, and learning operations from human beings, and further evolving and sharing with other robots. This project accordingly investigates: 1) system reconfiguration of the co-existing robot according to task understanding; 2) sensing intelligence from distributed computation with sensing information for specific tasks, and its consequent evolutions; 3) recognition and learning from the human commands for a specifically prescribed task by the co-existing robot, which leads to task-oriented intelligence and its evolutions. The home furnishing robot is employed to detect the normal and abnormal or irregular behaviors as well as the mood of human beings, and accept voice commands to operate home furnishings, appliances and medical devices. It can also actively provide hints, suggestions, warnings, as well as entertainment to home holders, hence the effects of the co-existing robots to influence human beings' society and their living states can be demonstrated sufficiently.

人机共融环境下的机器人应该能有目的地理解环境、任务、自身状态和人类的动作和意图，这使得共融机器人能够成为人机共存的非结构任意复杂环境中的主流形态，更有效地服务于人类生活的各个方面。共融机器人需要充分利用传感信息感知环境和任务执行过程，并通过接受、记录和学习人的操作命令获得面向特定任务的智能进化并能共享给其他机器人。本项目研究：1) 共融机器人基于对任务理解的系统结构自配置；2）共融机器人的传感信息结合分布式计算获得面向特定任务的传感智能的理论和技术，以及相应的进化策略；3）共融机器人对人类指导其完成特定任务的指令和意图的识别和感知，以帮助其获得完成特定任务的针对性智能并得到进化的策略和技术路线。项目拟通过家居服务机器人对人类正常异常行为和情绪的检测、语音命令的响应，完成对家居环境、电器和医疗设备的操控并给出提示、通知、报警、娱乐等功能性演示，以系统展现共融机器人对人类社会和生活状态的影响。

本项目研究面向不同任务的共融机器人在线学习操作者意图并逐渐明确须完成任务的能力；研究通过自主智能行为和人机交互过程的知识发现策略，克服智能体系统配置不足、传感不充分、模型不确定等因素对任务完成和系统性能影响的关键技术；研究分布式传感结合分布式计算产生分布式智能的理论方法；探索人机交互和分布式计算环境项目重点研究了共融智能体自主行为生成能力和面向任务的智能进化及最优策略。以无人驾驶汽车和导购机器人等不同智能体基于任务理解的智能进化过程，探讨其在传感器配置和感知模型存在不确定情况下，实现在动态不确定环境中的完成指定任务的能力及优化过程。本项目按计划执行完毕。部分成果超过预期。1).完成了人机共融环境下具有全景视觉的人工智能体基于对所分配任务的主动学习，自主完成决定任务完成过程和性能的传感特征集和智能的主动感知，并通过对任务实际完成过程的性能评价进行针对性的智能进化；2)完成了人机共融环境下无人驾驶汽车的自动泊车任务；3)以商场迎宾和商品推介为目的，研制了一类人机共融环境下的迎宾导购机器人的关键技术，特别是抗随机干扰技术，和样机设计。4)原本拟赴法国参加2020年ICRA会议，因疫情原因只能在网络平台参加了会议并与同行进行了必要的学术交流。已完成了预定的服务机器人系统的开发设计，带有鱼眼相机全⽅位视觉反馈的无人驾驶汽车的自动泊车系统，以及商场导购机器人的设计和原型机制作。发表论文32篇，其中期刊论文20篇，SCI收录17篇。申请发明专利3项，其中1项已授权。毕业博士生3名，硕士生8名。