面向人机交互的服务机器人感知和交互方法研究

Humans have been trying to develop service robots that can help humans in a variety of work, hoping that they can naturally communicate with humans and become human's close partners in life and work. Therefore, the service robots with the ability to interact naturally with humans are increasingly important. This project involves the perception methods and interaction methods and learning methods among the service robots and humans, and mainly focus on the selective perception methods (the service robots how to get their external and internal information, observe the work environments, to identify interactive targets by the selective perception methods), context-aware interactive methods based on intentions and attention and other factors (how to exchange information between the service robots and humans, including asking for the information and feedback the information), as well as learning methods of the human-computer interaction behaviors (the service robots adopt machine learning to learn from the human-computer interaction process, in order to improve their interaction skills) and so on. The project is extremely important for promoting research and development and application of the service robots.

人类一直都在努力地研制能够帮助人类从事各种工作的服务机器人，希望它们能与人类进行自然的交流，并成为人类生活和工作中的亲密伙伴。因此，具有与人类进行自然交互的能力对服务机器人来说越来越重要。本课题围绕服务机器人与人类自然交互所涉及的感知和交互及学习方法等关键问题，着重研究服务机器人与人类交互的选择性感知方法（服务机器人如何采用选择性感知方法获取它的外部和内部信息、观察环境、辨别交互对象）、综合了上下文感知和意图及注意等多因素的交互方法（服务机器人与人类之间如何进行信息交换，包括询问信息和反馈信息），以及人机交互行为的学习方法（服务机器人对人机交互过程中的行为和知识及经验进行学习，以提高自身的交互技能）等。本课题对于推动服务机器人的研究和发展及应用具有极其重要的意义。

本课题围绕服务机器人与人类自然交互所涉及的感知和交互及学习方法等内容和目标及关键科学问题，按计划着重地研究了服务机器人与人类交互的选择性感知方法（服务机器人如何采用选择性感知方法获取其外部和内部信息、观察环境、辨别交互对象）、综合了上下文感知和意图及注意等多因素的交互方法（服务机器人与人类之间如何进行信息交换，包括询问信息和反馈信息），以及人机交互行为的学习方法（服务机器人对人机交互过程中的行为和知识及经验进行学习，以提高自身的交互技能）等内容，取得了一批较好的理论研究成果，并且顺利地完成了项目计划书中所确定的研究内容和相关成果指标。本课题研究取得的具体成果如下：①已经发表和录用论文29篇（其中，发表SCI索引论文9篇、发表EI索引（源）论文13篇）、发表和录用中文核心期刊论文7篇）；②在科学出版社出版了研究专著1部；③获得发明专利授权1项；④获得了2019年中国自动化学会科技奖励1项；⑤参与项目研究的5名博士生和19位硕士生已完成答辩和顺利毕业。本课题的研究对于推动服务机器人的人机交互研究和发展及应用将发挥重要作用。