爱知世博】东芝两款生活支援机器人 具有“理解”和“追踪”功能

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【日经BP社报道】
东芝日前成功开发出2种生活支援机器人，一种是可辨别声音方向和说话内容并做出回答的机器人“ApriAlpha_v3（听从机器人）”，另一种是寻找并跟踪人员的机器人“ApriAttenda（跟随机器人）”。以上两款机器人均是作为日本新能源·产业技术综合开发机构（NEDO技术开发机构）的委托业务“新一代机器人实用化项目（样机开发支援业务）”之一而开发的，并且将在爱知万博机器人周（2005年6月9～19日）举办的“机器人样机展”上进行展示。

为了使机器人能够对家庭生活提供帮助，必须要有识别人的肢体动作与声音，或跟随人行动的功能。这2款机器人，分别利用语音识别技术实现了“理解人的讲话”的功能，以及利用图像识别技术实现了“识别人的肢体动作并跟随”的功能。ApriAttenda的部分图像处理技术是与东京理科大学联合开发的。今后将在不断强化各功能的同时，继续开发集2种功能于一身的机器人，力争5、6年后能够投产用于高龄者生活护理等目的的机器人产品。

6个麦克风确定音源位置

　　ApriAlpha_v3利用麦克风捕捉人所发出的声音，再经过信号处理，识别讲话人所处方向及其内容。由此，当有多人和它讲话时，可以分别做出相应的回答。比如，向给它打招呼的人打招呼，或者回答别人的提问。现在的机器人即使同时有6个人和它讲话，也能听懂。

　　麦克风总计有6个，在机器人的前面、上面和背面各配置了2个。通过分析声音到达2个麦克风的波形相位差，就能推断出相对于麦克风的音源方向。其他几对的麦克风也反复进行这种处理。目前在水平方向上，大约能够以5度为单位识别音源的方向。

　　音源方向辩明后，机器人会针对某个音源选择出最为合适的一对麦克风。然后针对每种音源方向所提取到的语音数据进行信号处理，理解各自的内容。机器人的宽度和纵深约为380mm，高约450mm，重量约10kg。另外，在语音识别功能之外，还配备了在行走时用于躲避障碍物的超声波传感器，以及设想与遥控配合使用的红外线发送及接收装置，同时还配备了摄像头等。

跟随预先登记者

　　而ApriAttenda则可以对预先将衣服的颜色和花纹等图像进行登记的人进行追踪，可利用视觉模块与高速图像处理系统不间断地识别人的动作。因此，人动，它就会自动跟随，人停，它会待在旁边。另外，还配备了如果失去了追踪目标能够发出声音找人的功能。

　　图像处理算法能够从复杂的环境中即时地识别出有人的区域。视觉模块由2个摄像头构成，能够区别周围环境中各种物体的距离。而且还能通过多层次地分析动作速度与登记图像的比较结果等，识别有人的区域。

　　只要人一动，机器人就能在保持一定距离的情况下，驱动脚轮跟上去。移动时机器人利用视觉模块测量与人的距离，以此调节速度。同时还可利用超声波传感器躲避障碍物。还可一边分析移动过程中周围环境的变化和照明设备的影响等，通过不断添加和更新特征信息，避免失去跟踪目标。

　　机器人尺寸约为宽450mm×纵深450mm×900mm，重量约为30kg。用于躲避障碍物的超声波传感器，除脚部（8个方向）以外，在腰部也朝向前方安装了传感器。另外，腹部也安装了用于检测障碍物的红外线传感器。

　　今后，东芝准备追加用于向家人通报老人和孩子情况的功能，利用人发出的指令操作家电的功能，在购物中心等场所内搬运行李的功能，力争作为真正的生活支援机器人投入实际应用。（记者：中山 力）