一种基于语言交互操控的移动智能玩具的制作方法
一种基于语言交互操控的移动智能玩具的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于语言交互操控的移动智能玩具，即一种依托人工智能、云服务系统和儿童云智库支持的移动智能玩具MIT，即Mobile Internet Toy。
【【背景技术】】
[0002]目前常见的儿童玩具多不具备互动功能，而现有技术中的互动类玩具大多为离线的交互类玩具，虽然具有交互功能，但内容和形式固定不变，只适合一个特定年龄段孩子玩。孩子一旦对互动内容熟悉了解后，对该玩具的兴趣会大大减少。缺少一种可以由孩子发起需求、能够和儿童智力一起成长、长期陪伴孩子的玩具产品。
[0003]互联网上虽有丰富的儿童教育资源，但需要借助计算机、手机APP、浏览器、搜索引擎等复杂的设备、软件、工具和输入才可以阅读。并不适宜儿童使用，尤其是处于智力发育期的婴儿及学龄前的幼儿。更有许多不健康不安全的内容会威胁到儿童的身心健康。所以全球几乎十岁以下儿童都只能被动的接受来自家长、学校和玩具提供的知识。
[0004]儿童生性好动，处于这种阶段的孩子探索新事物以及相互交流并渴望获得反馈，而当下社会父母缺少足够的时间陪伴孩子，并且孩子之间沟通和交流时间也在逐渐减少。所以缺少一种有强烈吸引力的、适合不同年龄段儿童、可模仿并部分替代父母同伴，寓教于乐的健康玩具。
[0005]以语音语义识别为基础的人工智能技术，在今天还处于准确率不高、有待发展完善的高科技产品，但尚未有将准确率并不十分理想的语音语义识别技术作为优点应用到儿童互动玩具上。事实上目前超过70%的语音识别准确率恰好非常适用于处于语言敏感期、极有耐心、求知欲强烈又缺乏阅读能力的I?7岁的儿童。
【【实用新型内容】】
[0006]本实用新型的实用新型目的在于提供一种基于语言交互操控的移动智能玩具，其属于依托人工智能云服务系统和儿童云智库支持的移动智能玩具。实际上该智能玩具属于一种信息交互设备，该设备具有外壳以及位于外壳内部的控制单元，所述信息交互设备还包括无线通讯模块、存储模块、语音信号接收模块、语音信号发送模块、一个或多个扬声器、一个或多个拾音器和至少一块支持触摸交互的真彩显示屏，所述无线通讯模块连接到无线网，拾音器接收用户的语音信息，将语音信号转换为语音指令，根据该语音指令执行相应的动作或者输出语音信号，在所述接收的语音信号为问题时，所述输出的语音信号为问题相应的答案，扬声器输出合成的语音信号。
[0007]所述显示屏幕，能够显示文字、图像和视频，通过触摸所述显示屏能够完成人机交互输入。所述信息交互设备还包括摄像头，电源按键、语音对话按键、设置按键、复位返回按键，可充电电池电源。
[0008]所述信息交互设备包括信息交互模块，支持设备的用户与其他设备的用户信息交互，信息包括文字、语音、视频中的一种或几种。所述信息交互设备还包括体感探头，能够感知外界来自用户的各种接触行为，提供体感信号给控制单元。所述信息交互设备还包括电动动作机构，根据控制单元的指令执行相应的动作。所述存储模块包括大容量存储器并支持云存储，存储模块存储信息交互设备的名称、用户的名称、下载的图片、音乐、应用APP。所述无线通讯模块为WLAN模块或蓝牙模块；所述控制单元还包括定位模块，支持以下至少定位方式中的至少一种定位方式:GPS定位、基站定位、wifi定位。所述控制单元为中央处理单元CPU或DSP或FPGA ;所述控制单元安装有Andr1d/1S/ffindows中任一种软件操作系统，并能够运行支持该操作系统的软件APP;述外壳由绒毛、塑料、金属等材料中的一种或几种制作而成。所述信息交互设备与儿童云智库通信，发送搜索请求到儿童云智库，并接收搜索结果，所述儿童云智库存储语音、影像、音乐、文字、图片、卡通形式多媒体素材；所述儿童云智库内容包括:与天文、气象、地理、色彩、文学、历史、绘画、音乐、数学、科技、人文、动物、植物、游戏、卡通、故事相关的问题和答案；儿童云智库中的知识内容按照难易程度进行分类存储；儿童云智库包括语音识别模块，对接收到的语音信号进行识别，根据识别结果搜索并提供相应的信息内容。
[0009]该信息交互设备为移动智能玩具。并且该玩具还涉及一种信息交互系统，包括信息交互设备，和人工智能设备，人工智能设备控制信息交互设备，人工智能设备包括语音唤醒模块、语音识别模块、语义识别模块、语音搜索模块、控制模块、存储模块、语音合成模块、学习模块，
[0010]所述语音唤醒模块用于在接收到唤醒语音指令时，唤醒人工智能设备；语音识别模块，用于将声音转换成文字；语义识别模块，用于语义识别；语音搜索模块，根据用户的语音信号的需求，搜索适合的反馈答案或内容；控制模块，用于通过对话操控信息交互设备按用户要求做动作；存储模块，用于信息交互设备的虚拟姓名、年龄、智力等级、学习记录、常见问题；语音合成模块，用于合成语音输出问题答案；学习模块，用于收集未知问题并制作答案。所述人工智能系统在服务器中运行。
[0011]本实用新型涉及在传统玩具基础上增加人工智能交互功能，依托云系统使传统玩具本体具有了“智慧”，可以“听懂”操作者语言并按要求执行相应动作或“开口”说话回答问题，成为一种智能玩具，并无需依托手机实现与云系统进行互联。
[0012]所述的智能玩具包括玩具本体，位于玩具本体中的核心控制单元以及云系统，所述云系统包括人工智能云服务系统和儿童云智库，所述玩具本体为具有一具体形象的实体，并具有至少一块支持触摸交互的真彩显示屏，所述的显示屏能够显示文字、图像和视频，通过触摸所述显示屏能够完成人机交互输入；所述玩具本体还包括语音语义识别模块，该模块至少包括一个或多个拾音器，所述玩具本体还包括语音合成和播放模块，且该模块至少包括一个或多个扬声器，所述玩具能够通过语音进行控制；所述的核心控制单元具有2G以上存储器并支持云存储，所述的儿童云智库为以日常会话、教育资源和百科知识为核心的儿童资源云数据库。
[0013]所述玩具本体还具备机械结构，能通过语音命令实现操控玩具本体的动作，且玩具本体具有体感探头以及信号输出模块，将体感探头感应到的来自外界的触碰转换为信号提供至核心控制单元，所述玩具本体还具有摄像头；所述显示屏显示的图像和视频包括与本体融为一体的静态或动态面部表情。
[0014]所述核心控制单元采用移动智能终端通用的CPU芯片，具有2-8核中央处理单元，所述核心控制单元使用能够用于所述移动智能终端的操作系统，并能够运行支持该操作系统的软件APP。
[0015]所述的操作系统为Andr1d、1S、Windows8中的一种或多种。
[0016]所述的核心控制单元具有通信模块，支持WLAN和/或蓝牙；所述核心控制单元具有GPS、基站、wifi其中之一或多种定位装置和系统。
[0017]所述玩具本体上至少具有一个硬件电源按键，语音对话按键、设置按键和复位返回按键，能够通过硬件或利用触屏用软件实现，且玩具本体内具有可充电电池。
[0018]所述的人工智能云服务系统包括多台物理服务器或计算机硬件。
[0019]所述的人工智能云服务系统还包括后台运行的一组应用程序软件，包括但不限于用户认证管理软件、运行履历、系统访问检测日志等。
[0020]所述的儿童云智库为经人工筛选后的适合于不同年龄段儿童的经过分级归类后的，以日常会话、教育资源和百科知识为核心的教育娱乐资源数据库。
[0021]具体的，如上所述的玩具本体可以是由绒毛、塑料、吹气、金属等任何材料制作的、可以是具有手动、电动、触感等形式的传统玩具本体。
[0022]本实用新型涉及的智能玩具在传统玩具本体中增加有一个核心控制单元。该核心控制单元采用当前移动智能终端(MID)通用CPU芯片制作，具有2-8核性能强大的中央处理单元(P⑶)。这种CPU—直广泛用于手机、PAD、机顶盒和车载设备等高端MID 产品中。核心控制单元可以使用Andr1d/1S/Windows系列其中之一或其他的软件操作系统，并可以运行支持该操作系统的软件APP。该核心控制单元具有通信模块，可以支持WLAN/蓝牙上网，具有定位功能，支持GPS定位/基站定位/wifi多种定位，具有2G以上大容量存储器和可以支持云存储。使玩具本体具有“记忆力”，能够记住自己和小朋友的名字、保存下载的图片、音乐、应用APP等。
[0023]如上所述的智能玩具本体具有至少一块支持触摸的真彩显示屏。通过屏幕播放动态图像并呈现各种表情，使智能玩具本体可以具有与其融为一体的“表情”。显示屏可以通过播放卡通视频和图片方式回答操作者关心的问题。通过触摸屏操控者可以设置系统、输入文字、临摹绘画、做多选答题等互动内容。
[0024]如上所述智能玩具本体具有一个以上的扬声器。该扬声器可以是使玩具具有“说话”能力，通过扬声器可以发出人工合成语音回答问题；也可以实现与真人对话；可以播放语言类知识、音乐、故事等。
[0025]如上所述智能玩具本体具有一个以上拾音器。通过高灵敏度拾音器接收外部声音，使玩具本体具有“听觉”。可以被语音唤醒和倾听操控者问题。智能玩具本体主要依靠语言交流实现操控。
[0026]如上所述智能玩具本体具有多个控制键。至少应具有电源按键、语音对话按键、设置按键、复位返回按键。在设置按键中可以支持网络设置、进行软件在线升级。
[0027]如上所述智能玩具本体具有可充电电池电源。至少支持I小时以上时间无外接电源条件下工作。同时具有外接低压电源输入插口支持给电池充电。
[0028]如上所述智能玩具本体具有“学习”功能，基于云系统的上述玩具，能够实现自动收集聚合儿童在不同年龄段交互中回答不了的常见问题，提交给后台管理系统，之后由人工收集和制作答案后提交系统，使智能玩具的“大脑”性能不断增强，从而具备“智慧”，并能够实现“智力”的增长，可以伴随儿童一起长大。
[0029]如上所述智能玩具本体必须在互联网状态下使用，离开互联网玩具本体“智慧”失效，会自动进入休眠。
[0030]如上所述智能玩具本体初次使用可以通过手机输入激活码激活、唤醒后使用。
[0031]如上所述智能玩具本体可以由拥有者给玩具本体起个性化的名字，玩具会记住这个名字，并且当听到“Hi，+自定义名字”时被自动唤醒和启动。
[0032]如上所述智能玩具本体还可以具有体感探头，可以“感知”外界来自人的各种接触行为，提供体感信号给核心控制单元。
[0033]如上所述智能玩具本体可以具有电动机械机构，听从来自核心控制单元发出的动作指令，使玩具具有“行动”能力，可以通过对话实现操控玩具做各种动作。
[0034]如上所述智能玩具本体可以安装有摄像头，采集视频图像。能够使玩具本体具有“视觉”，也可以具有人脸识别功能。
[0035]如上所述智能玩具本体可以具有“思维”能力，能够与人互动下棋，做益智游戏
[0036]基于上述玩具本体具有听力和视觉基础上，智能玩具本体可以成为语音和视频“聊天”工具。该聊天主要体现在以下几种方面:首先，可以实现一个玩具操控者通过其玩具本体与另一玩具本体的操控者之间的聊天；
[0037]再者，可以实现玩具操控者和手机持有者或其它移动终端持有者之间的语音或视频聊天，等等。
[0038]如上所述智能玩具本体可以加入同年龄段好友进行语音或视频“聊天”，添加好友时可以经过注册手机发同意码确认，防止儿童直接接触陌生人。
[0039]如上所述智能玩具本体可以具有属于自己的虚拟物品“道具”，可以包括但不限于有:
[0040]聚宝盆一一存放收藏的感兴趣素材，可以离线收听，收看；
[0041]玩具箱一一存放收藏的可互动、可组装虚拟玩具；
[0042]幼儿园一一存放小朋友图标，可以和同智力等级小朋友建立聊天；
[0043]顺风耳一一链接智库，百问不倒老师形象；
[0044]千里眼一一基于真实地图，配合手机APP可以看到亲人和进行视频对话；
[0045]兀宝虚拟货币；
[0046]藏宝图一一目的地地图。支持真实世界的位置服务，可创建自己的王国。
[0047]如上所述智能玩具本体可以具有挑战模式。用户可不断挑战玩具对象，挑战成功后，玩具自动提供更高水准的智力和娱乐内容。
[0048]本实用新型在另一个方面涉及使用一个人工智能云服务系统。人工智能云服务系统是玩具本体的大脑和灵魂。玩具本体的一切表情、行动都受人工智能云服务系统控制。
[0049]该系统还包括被配置为由执行计算机程序模块的多台物理服务器或计算机硬件和在机器中运行的一组应用程序软件组成。共同构成一个人工智能云服务系统。
[0050]如上所述人工智能云服务系统软件在一台或一组服务器或计算机硬件中运行。运行的应用程序模块包括语音唤醒模块、语音识别模块、语义识别模块、语音搜索模块、语音操控模块、记忆模块、语音合成模块，学习模块和用户模块等组成。
[0051]如上所述人工智能模块软件具有语音唤醒模块:呼唤:“嗨+玩具本体的个性名字”时，玩具可以自动激活，进入互动模式；所述语音识别模块，用于将声音转换成文字；
[0052]所述语义识别模块:帮助听懂语言内容，语义识别；
[0053]所述语音搜索模块:按对话内容涉及的需求，寻找适合的反馈答案或内容；
[0054]所述语音操控模块:通过对话操控玩具按操作者要求做动作；
[0055]所述记忆模块:可以记忆每个玩具本体的虚拟姓名、年龄、智力等级、学习记录、常见问题等；
[0056]所述语音合成模块:用于回答问题；
[0057]所述学习模块:可以收集回答不出来的问题并制作答案；
[0058]所述用户模块:用户模块可以被配置为保持虚拟空间中与单独的用户关联的用户账户。用户账户可以包括与玩具本体有关的用户资料、使用履历和进度有关信息。
[0059]本实用新型的在另一个方面涉及使用一个儿童云智库。云智库相当于是玩具本体的大脑细胞，通过云后台的方式存储和记忆着所有相关学科的知识、问题和答案。通过大数据技术和人工处理，还不断在添加和丰富其内容。
[0060]如上所述儿童云智库是由语音、影像、音乐、文字、图片、卡通形式多媒体素材组成的数据库。
[0061]如上所述儿童云智库内容包括:天文、气象、地理、色彩、文学、历史、绘画、音乐、数学、科技、人文、动物、植物、游戏、卡通、故事等几乎所有儿童关心的问题和答案。内容经教育专家精心挑选、物理网络上与公共互联网完全分开、绝无不良内容和专门针对儿童的大型数据库。
[0062]如上所述在儿童云智库中事先对每一个学科的知识内容按难易程度拆分，使适合不同年龄使用，每个年龄段又可以更细拆分为多个不同层级内容使用。
[0063]本实用新型涉及的儿童云智库具有可以根据儿童语言请求指令识别，搜索到并提供所关注内容的能力。在儿童云智库内容调用方法上还提供有通关模式。儿童可以自主选择从一个合适的起点开始，一级级循序渐进的学习掌握一个学科的所有内容。
【【附图说明】】
[0064]图1是玩具本体的结构示意图；
[0065]图2是操作者、玩具本体和云的交互过程图；
[0066]图3是玩具本体和操作者之间交互方式图。
【【具体实施方式】】
[0067]图1为本实用新型中智能玩具本体的结构示意图，不限制各功能模块在玩具中的具体安放位置，凡玩具本体中包含图示各功能模块情况均在本专利保护范围内有效。本专利对玩具本体的制作材料和工艺没有限制，也不限制玩具本体是否具有触感和具有动作机构和控制。
[0068]如图1所示，玩具本体I为一具有一具体形象的实体，该玩具本体I上具有一个摄像头2，能够用于视频聊 天等互动，玩具本体I的正面具有一支持触摸交互的真彩显示屏3，所述显示屏3能够显示文字、图像和视频，可以展示各种表情，能够播放动态图像，通过触摸所述显示屏能够完成人机交互输入，并且例如，在某种状态下，该显示屏能够显示与玩具本体I的外表色彩图案一致的色彩图案并配合表情，实现高度逼真的视觉效果，使显示屏与玩具本体I融为一体。玩具本体I内部还具有核心控制单元4，拾音器5，电源和充电电池6，而在玩具本体I上还设置有播放语音的喇叭7。
[0069]图2展示了所述玩具的用户，也就是操作者8、玩具本体I以及人工智能云服务系统10和儿童云智库9之间的互动流程图，其中人工智能云服务系统10和儿童云智库9共同组成云系统11，具体的流程为:
[0070]步骤S1、操作者8发出请求，优选通过语音发出上述请求；
[0071]步骤S2、玩具本体I中的拾音器接收用户语音后，通过网络传送至人工智能云服务系统10 ；
[0072]步骤S3、语音语义识别模块对话语进行识别；
[0073]步骤S4、搜索引擎根据用户请求进行搜索；
[0074]步骤S5、在儿童云智库9中提取相应的内容，步骤S6将结果送至服务端口，步骤S7回传至玩具；最后，步骤S8、经扬声器或视频播放或展示给用户。
[0075]图3展示了玩具本体I和操作者8之间交互方式，操作者8可以通过听、说、看、动与玩具进行互动，核心控制单元控制拾音器、喇叭、显示屏、体感探头/控制键、电动机械结构以及摄像头等玩具硬件，操作者8通过说、动控制玩具，玩具通过喇叭，显示屏以及机械动作产生的声觉视觉效果反馈至操作者，云系统通过通信模块为核心控制单元提供丰富的资源，电源和充电电池为玩具本体I提供电量，存储器使玩具提供内存，使其具有记忆等能力。
[0076]基于上述实用新型的智能玩具，可以有多种互动玩法:例如:在一种应用场景中，操作者8可以和玩具聊天，向玩具本体I提出问题。如说:“今天天气怎么样？ ”玩具本体I会通过网络发送到人工智能云服务系统10，经过语音语义识别后提取当天的天气信息，生成语音播报内容反馈回来。“天呀！今天下午会下大雨！”。再比如，在另一种应用场景中，操作者8可以和玩具互动，要求玩具做出各种动作。如:“你会哭吗？ ”经过同上述一样的人工智能处理以后，玩具本体I会在屏幕3上声泪俱下地大声啼哭！优选的，玩具本体I的电动机械结构受核心控制单元4指挥，做出相应的动作，揉眼睛擦眼泪等与场景相配合的动作。
[0077]操作者8还可以要求玩具播放动画片；可以和玩具互动一起做算数。比如操控者说:“4+7等于几”时，玩具会根据不同年龄段等级，用不同长度的时间计算出结果。如果是一岁等级，可以看到玩具本体I在屏幕上正在一个手指头，一个手指头的掰着计算中，需要I分钟才能算出来。如果小朋友先算完，他还会脸红和耍赖！
[0078]在一种应用场景中，操作者8可以和玩具互动一起学绘画。进入绘画场景以后，如果操控者说:“我们画个大象吧？ ”，画面上会出现一个大象简笔画，然后颜色变浅、操控者8可以在触摸屏上临摹着绘画，随着难度的加深，可能大象一闪就消失了，操控者需要凭记忆力在触摸屏上画出来等等。
[0079]在一种应用场景中，操作者可以通过触摸玩具本体I的道具，进入道具模式。如触摸了“千里眼”道具，系统会打开一张实景影像地图。可以在有手机APP支持的情况下，添加自己熟悉的亲人作为好友，再次打开千里眼时就可以看到亲人当前的位置。点击头像就可以与对方视频或音频对话了。
[0080]采用本实用新型后，智能玩具在人工智能云服务系统和儿童云智库的支撑下，至少具有以下优点:寓教于乐的互动方式能够激发儿童的求知欲，满足儿童的交流欲望，采用简单的语言操控就能够实现跟玩具的互动，以及从互联网资源中获得适合自身年龄段的各种科教娱乐资料；其次可视化效果强，足够大的显示屏，在不伤害儿童视力的情况下，能够以图片/动画方式显示丰富的表情，以及显示其他动画及图片文字等等信息，使玩具的视觉吸引力更强，同时展示互动内容的效果也更强；并且，经过人工(这些人应该是教育专家等对儿童心理和需求足够了解的人群)筛选后的海量资源组成的儿童云智库能提供给用户干净纯洁的网络资源，使家长放心；至少还能提供诸多种类的互动玩法，并且在互动过程中，在后台通过云计算实现与儿童智力的一同成长。
【主权项】
1.一种基于语言交互操控的移动智能玩具，其特征在于，所述玩具包括玩具本体，位于玩具本体中的核心控制单元以及云系统，所述云系统包括人工智能云服务系统和儿童云智库，所述玩具本体为具有一具体形象的实体，并具有至少一块支持触摸交互的真彩显示屏，所述的显示屏能够显示文字、图像和视频，通过触摸所述显示屏能够完成人机交互输入；所述玩具还包括语音语义识别模块、一个或多个拾音器、语音合成和播放模块、一个或多个扬声器，所述玩具能够通过语音进行控制；所述的核心控制单元具有2G以上存储器并支持云存储，所述玩具本体与儿童云智库通信，发送搜索请求到儿童云智库，所述的儿童云智库为以日常会话、教育资源和百科知识为核心的儿童资源数据库。2.根据权利要求1所述的玩具，其特征在于:所述玩具本体还具备机械结构，能通过语音命令操控玩具本体的动作，且玩具本体具有体感探头以及信号输出模块，将体感探头感应到的来自外界的触碰转换为信号提供至核心控制单元，所述玩具本体还具有摄像头；所述显示屏显示的图像和视频包括与本体融为一体的静态或动态面部表情。3.根据权利要求2所述的玩具，其特征在于:所述核心控制单元采用移动智能终端通用的CPU芯片，具有2-8核中央处理单元，所述核心控制单元使用能够用于所述移动智能终端的操作系统，并能够运行支持该操作系统的软件APP。4.根据权利要求3所述的玩具，其特征在于，所述的操作系统为Andr1d、1S、Windows8中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的玩具，其特征在于:所述的玩具还具有无线通信模块，支持WLAN和/或蓝牙；所述核心控制单元具有GPS、基站、wifi其中之一或多种定位装置和系统，并且所述的玩具还包括信息交互模块，支持设备的用户与其他设备的用户信息交互，信息包括文字、语音、视频中的一种或几种。6.根据权利要求1-5其中之一所述的玩具，其特征在于:所述玩具本体上至少具有一个硬件电源按键，语音对话按键、设置按键和复位返回按键，能够通过硬件或利用触屏用软件实现，且玩具本体内具有可充电电池；所述玩具本体由绒毛、塑料、金属等材料中的一种或几种制作而成。7.根据权利要求1-5其中之一所述的玩具，其特征在于:所述的人工智能云服务系统包括多台物理服务器或计算机硬件。8.根据权利要求7所述的玩具，其特征在于:所述的人工智能云服务系统还包括后台运行的一组应用程序软件。9.根据权利要求8所述的玩具，其特征在于:所述的儿童云智库经人工筛选后并适合于不同年龄段儿童并经过分级归类，所述的云智库物理网络上与公共互联网完全分开。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于语言交互操控的移动智能玩具。所述玩具包括玩具本体，位于玩具本体中的核心控制单元以及云系统，所述云系统包括人工智能云服务系统和儿童云智库，所述玩具本体为具有一具体形象的实体，并具有支持触摸交互的真彩显示屏，所述玩具本体还包括语音语义识别模块、语音播放模块，所述玩具能够通过语音进行控制，所述的核心控制单元具有2G以上存储器并支持云存储，且所述的云智库为以日常会话、教育资源和百科知识为核心的儿童资源数据库。采用本实用新型的玩具，能够在传统玩具基础上增加人工智能交互功能，并无需依托手机实现与云系统的互联。
【IPC分类】G09B5/06, G06F3/01, G10L15/26, A63H33/00
【公开号】CN204650422
【申请号】CN201520279168
【发明人】包伯瑜
【申请人】包伯瑜
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月30日
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于语言交互操控的移动智能玩具，即一种依托人工智能、云服务系统和儿童云智库支持的移动智能玩具MIT，即Mobile Internet Toy。
【【背景技术】】
[0002]目前常见的儿童玩具多不具备互动功能，而现有技术中的互动类玩具大多为离线的交互类玩具，虽然具有交互功能，但内容和形式固定不变，只适合一个特定年龄段孩子玩。孩子一旦对互动内容熟悉了解后，对该玩具的兴趣会大大减少。缺少一种可以由孩子发起需求、能够和儿童智力一起成长、长期陪伴孩子的玩具产品。
[0003]互联网上虽有丰富的儿童教育资源，但需要借助计算机、手机APP、浏览器、搜索引擎等复杂的设备、软件、工具和输入才可以阅读。并不适宜儿童使用，尤其是处于智力发育期的婴儿及学龄前的幼儿。更有许多不健康不安全的内容会威胁到儿童的身心健康。所以全球几乎十岁以下儿童都只能被动的接受来自家长、学校和玩具提供的知识。
[0004]儿童生性好动，处于这种阶段的孩子探索新事物以及相互交流并渴望获得反馈，而当下社会父母缺少足够的时间陪伴孩子，并且孩子之间沟通和交流时间也在逐渐减少。所以缺少一种有强烈吸引力的、适合不同年龄段儿童、可模仿并部分替代父母同伴，寓教于乐的健康玩具。
[0005]以语音语义识别为基础的人工智能技术，在今天还处于准确率不高、有待发展完善的高科技产品，但尚未有将准确率并不十分理想的语音语义识别技术作为优点应用到儿童互动玩具上。事实上目前超过70%的语音识别准确率恰好非常适用于处于语言敏感期、极有耐心、求知欲强烈又缺乏阅读能力的I?7岁的儿童。
【【实用新型内容】】
[0006]本实用新型的实用新型目的在于提供一种基于语言交互操控的移动智能玩具，其属于依托人工智能云服务系统和儿童云智库支持的移动智能玩具。实际上该智能玩具属于一种信息交互设备，该设备具有外壳以及位于外壳内部的控制单元，所述信息交互设备还包括无线通讯模块、存储模块、语音信号接收模块、语音信号发送模块、一个或多个扬声器、一个或多个拾音器和至少一块支持触摸交互的真彩显示屏，所述无线通讯模块连接到无线网，拾音器接收用户的语音信息，将语音信号转换为语音指令，根据该语音指令执行相应的动作或者输出语音信号，在所述接收的语音信号为问题时，所述输出的语音信号为问题相应的答案，扬声器输出合成的语音信号。
[0007]所述显示屏幕，能够显示文字、图像和视频，通过触摸所述显示屏能够完成人机交互输入。所述信息交互设备还包括摄像头，电源按键、语音对话按键、设置按键、复位返回按键，可充电电池电源。
[0008]所述信息交互设备包括信息交互模块，支持设备的用户与其他设备的用户信息交互，信息包括文字、语音、视频中的一种或几种。所述信息交互设备还包括体感探头，能够感知外界来自用户的各种接触行为，提供体感信号给控制单元。所述信息交互设备还包括电动动作机构，根据控制单元的指令执行相应的动作。所述存储模块包括大容量存储器并支持云存储，存储模块存储信息交互设备的名称、用户的名称、下载的图片、音乐、应用APP。所述无线通讯模块为WLAN模块或蓝牙模块；所述控制单元还包括定位模块，支持以下至少定位方式中的至少一种定位方式:GPS定位、基站定位、wifi定位。所述控制单元为中央处理单元CPU或DSP或FPGA ;所述控制单元安装有Andr1d/1S/ffindows中任一种软件操作系统，并能够运行支持该操作系统的软件APP;述外壳由绒毛、塑料、金属等材料中的一种或几种制作而成。所述信息交互设备与儿童云智库通信，发送搜索请求到儿童云智库，并接收搜索结果，所述儿童云智库存储语音、影像、音乐、文字、图片、卡通形式多媒体素材；所述儿童云智库内容包括:与天文、气象、地理、色彩、文学、历史、绘画、音乐、数学、科技、人文、动物、植物、游戏、卡通、故事相关的问题和答案；儿童云智库中的知识内容按照难易程度进行分类存储；儿童云智库包括语音识别模块，对接收到的语音信号进行识别，根据识别结果搜索并提供相应的信息内容。
[0009]该信息交互设备为移动智能玩具。并且该玩具还涉及一种信息交互系统，包括信息交互设备，和人工智能设备，人工智能设备控制信息交互设备，人工智能设备包括语音唤醒模块、语音识别模块、语义识别模块、语音搜索模块、控制模块、存储模块、语音合成模块、学习模块，
[0010]所述语音唤醒模块用于在接收到唤醒语音指令时，唤醒人工智能设备；语音识别模块，用于将声音转换成文字；语义识别模块，用于语义识别；语音搜索模块，根据用户的语音信号的需求，搜索适合的反馈答案或内容；控制模块，用于通过对话操控信息交互设备按用户要求做动作；存储模块，用于信息交互设备的虚拟姓名、年龄、智力等级、学习记录、常见问题；语音合成模块，用于合成语音输出问题答案；学习模块，用于收集未知问题并制作答案。所述人工智能系统在服务器中运行。
[0011]本实用新型涉及在传统玩具基础上增加人工智能交互功能，依托云系统使传统玩具本体具有了“智慧”，可以“听懂”操作者语言并按要求执行相应动作或“开口”说话回答问题，成为一种智能玩具，并无需依托手机实现与云系统进行互联。
[0012]所述的智能玩具包括玩具本体，位于玩具本体中的核心控制单元以及云系统，所述云系统包括人工智能云服务系统和儿童云智库，所述玩具本体为具有一具体形象的实体，并具有至少一块支持触摸交互的真彩显示屏，所述的显示屏能够显示文字、图像和视频，通过触摸所述显示屏能够完成人机交互输入；所述玩具本体还包括语音语义识别模块，该模块至少包括一个或多个拾音器，所述玩具本体还包括语音合成和播放模块，且该模块至少包括一个或多个扬声器，所述玩具能够通过语音进行控制；所述的核心控制单元具有2G以上存储器并支持云存储，所述的儿童云智库为以日常会话、教育资源和百科知识为核心的儿童资源云数据库。
[0013]所述玩具本体还具备机械结构，能通过语音命令实现操控玩具本体的动作，且玩具本体具有体感探头以及信号输出模块，将体感探头感应到的来自外界的触碰转换为信号提供至核心控制单元，所述玩具本体还具有摄像头；所述显示屏显示的图像和视频包括与本体融为一体的静态或动态面部表情。
[0014]所述核心控制单元采用移动智能终端通用的CPU芯片，具有2-8核中央处理单元，所述核心控制单元使用能够用于所述移动智能终端的操作系统，并能够运行支持该操作系统的软件APP。
[0015]所述的操作系统为Andr1d、1S、Windows8中的一种或多种。
[0016]所述的核心控制单元具有通信模块，支持WLAN和/或蓝牙；所述核心控制单元具有GPS、基站、wifi其中之一或多种定位装置和系统。
[0017]所述玩具本体上至少具有一个硬件电源按键，语音对话按键、设置按键和复位返回按键，能够通过硬件或利用触屏用软件实现，且玩具本体内具有可充电电池。
[0018]所述的人工智能云服务系统包括多台物理服务器或计算机硬件。
[0019]所述的人工智能云服务系统还包括后台运行的一组应用程序软件，包括但不限于用户认证管理软件、运行履历、系统访问检测日志等。
[0020]所述的儿童云智库为经人工筛选后的适合于不同年龄段儿童的经过分级归类后的，以日常会话、教育资源和百科知识为核心的教育娱乐资源数据库。
[0021]具体的，如上所述的玩具本体可以是由绒毛、塑料、吹气、金属等任何材料制作的、可以是具有手动、电动、触感等形式的传统玩具本体。
[0022]本实用新型涉及的智能玩具在传统玩具本体中增加有一个核心控制单元。该核心控制单元采用当前移动智能终端(MID)通用CPU芯片制作，具有2-8核性能强大的中央处理单元(P⑶)。这种CPU—直广泛用于手机、PAD、机顶盒和车载设备等高端MID 产品中。核心控制单元可以使用Andr1d/1S/Windows系列其中之一或其他的软件操作系统，并可以运行支持该操作系统的软件APP。该核心控制单元具有通信模块，可以支持WLAN/蓝牙上网，具有定位功能，支持GPS定位/基站定位/wifi多种定位，具有2G以上大容量存储器和可以支持云存储。使玩具本体具有“记忆力”，能够记住自己和小朋友的名字、保存下载的图片、音乐、应用APP等。
[0023]如上所述的智能玩具本体具有至少一块支持触摸的真彩显示屏。通过屏幕播放动态图像并呈现各种表情，使智能玩具本体可以具有与其融为一体的“表情”。显示屏可以通过播放卡通视频和图片方式回答操作者关心的问题。通过触摸屏操控者可以设置系统、输入文字、临摹绘画、做多选答题等互动内容。
[0024]如上所述智能玩具本体具有一个以上的扬声器。该扬声器可以是使玩具具有“说话”能力，通过扬声器可以发出人工合成语音回答问题；也可以实现与真人对话；可以播放语言类知识、音乐、故事等。
[0025]如上所述智能玩具本体具有一个以上拾音器。通过高灵敏度拾音器接收外部声音，使玩具本体具有“听觉”。可以被语音唤醒和倾听操控者问题。智能玩具本体主要依靠语言交流实现操控。
[0026]如上所述智能玩具本体具有多个控制键。至少应具有电源按键、语音对话按键、设置按键、复位返回按键。在设置按键中可以支持网络设置、进行软件在线升级。
[0027]如上所述智能玩具本体具有可充电电池电源。至少支持I小时以上时间无外接电源条件下工作。同时具有外接低压电源输入插口支持给电池充电。
[0028]如上所述智能玩具本体具有“学习”功能，基于云系统的上述玩具，能够实现自动收集聚合儿童在不同年龄段交互中回答不了的常见问题，提交给后台管理系统，之后由人工收集和制作答案后提交系统，使智能玩具的“大脑”性能不断增强，从而具备“智慧”，并能够实现“智力”的增长，可以伴随儿童一起长大。
[0029]如上所述智能玩具本体必须在互联网状态下使用，离开互联网玩具本体“智慧”失效，会自动进入休眠。
[0030]如上所述智能玩具本体初次使用可以通过手机输入激活码激活、唤醒后使用。
[0031]如上所述智能玩具本体可以由拥有者给玩具本体起个性化的名字，玩具会记住这个名字，并且当听到“Hi，+自定义名字”时被自动唤醒和启动。
[0032]如上所述智能玩具本体还可以具有体感探头，可以“感知”外界来自人的各种接触行为，提供体感信号给核心控制单元。
[0033]如上所述智能玩具本体可以具有电动机械机构，听从来自核心控制单元发出的动作指令，使玩具具有“行动”能力，可以通过对话实现操控玩具做各种动作。
[0034]如上所述智能玩具本体可以安装有摄像头，采集视频图像。能够使玩具本体具有“视觉”，也可以具有人脸识别功能。
[0035]如上所述智能玩具本体可以具有“思维”能力，能够与人互动下棋，做益智游戏
[0036]基于上述玩具本体具有听力和视觉基础上，智能玩具本体可以成为语音和视频“聊天”工具。该聊天主要体现在以下几种方面:首先，可以实现一个玩具操控者通过其玩具本体与另一玩具本体的操控者之间的聊天；
[0037]再者，可以实现玩具操控者和手机持有者或其它移动终端持有者之间的语音或视频聊天，等等。
[0038]如上所述智能玩具本体可以加入同年龄段好友进行语音或视频“聊天”，添加好友时可以经过注册手机发同意码确认，防止儿童直接接触陌生人。
[0039]如上所述智能玩具本体可以具有属于自己的虚拟物品“道具”，可以包括但不限于有:
[0040]聚宝盆一一存放收藏的感兴趣素材，可以离线收听，收看；
[0041]玩具箱一一存放收藏的可互动、可组装虚拟玩具；
[0042]幼儿园一一存放小朋友图标，可以和同智力等级小朋友建立聊天；
[0043]顺风耳一一链接智库，百问不倒老师形象；
[0044]千里眼一一基于真实地图，配合手机APP可以看到亲人和进行视频对话；
[0045]兀宝虚拟货币；
[0046]藏宝图一一目的地地图。支持真实世界的位置服务，可创建自己的王国。
[0047]如上所述智能玩具本体可以具有挑战模式。用户可不断挑战玩具对象，挑战成功后，玩具自动提供更高水准的智力和娱乐内容。
[0048]本实用新型在另一个方面涉及使用一个人工智能云服务系统。人工智能云服务系统是玩具本体的大脑和灵魂。玩具本体的一切表情、行动都受人工智能云服务系统控制。
[0049]该系统还包括被配置为由执行计算机程序模块的多台物理服务器或计算机硬件和在机器中运行的一组应用程序软件组成。共同构成一个人工智能云服务系统。
[0050]如上所述人工智能云服务系统软件在一台或一组服务器或计算机硬件中运行。运行的应用程序模块包括语音唤醒模块、语音识别模块、语义识别模块、语音搜索模块、语音操控模块、记忆模块、语音合成模块，学习模块和用户模块等组成。
[0051]如上所述人工智能模块软件具有语音唤醒模块:呼唤:“嗨+玩具本体的个性名字”时，玩具可以自动激活，进入互动模式；所述语音识别模块，用于将声音转换成文字；
[0052]所述语义识别模块:帮助听懂语言内容，语义识别；
[0053]所述语音搜索模块:按对话内容涉及的需求，寻找适合的反馈答案或内容；
[0054]所述语音操控模块:通过对话操控玩具按操作者要求做动作；
[0055]所述记忆模块:可以记忆每个玩具本体的虚拟姓名、年龄、智力等级、学习记录、常见问题等；
[0056]所述语音合成模块:用于回答问题；
[0057]所述学习模块:可以收集回答不出来的问题并制作答案；
[0058]所述用户模块:用户模块可以被配置为保持虚拟空间中与单独的用户关联的用户账户。用户账户可以包括与玩具本体有关的用户资料、使用履历和进度有关信息。
[0059]本实用新型的在另一个方面涉及使用一个儿童云智库。云智库相当于是玩具本体的大脑细胞，通过云后台的方式存储和记忆着所有相关学科的知识、问题和答案。通过大数据技术和人工处理，还不断在添加和丰富其内容。
[0060]如上所述儿童云智库是由语音、影像、音乐、文字、图片、卡通形式多媒体素材组成的数据库。
[0061]如上所述儿童云智库内容包括:天文、气象、地理、色彩、文学、历史、绘画、音乐、数学、科技、人文、动物、植物、游戏、卡通、故事等几乎所有儿童关心的问题和答案。内容经教育专家精心挑选、物理网络上与公共互联网完全分开、绝无不良内容和专门针对儿童的大型数据库。
[0062]如上所述在儿童云智库中事先对每一个学科的知识内容按难易程度拆分，使适合不同年龄使用，每个年龄段又可以更细拆分为多个不同层级内容使用。
[0063]本实用新型涉及的儿童云智库具有可以根据儿童语言请求指令识别，搜索到并提供所关注内容的能力。在儿童云智库内容调用方法上还提供有通关模式。儿童可以自主选择从一个合适的起点开始，一级级循序渐进的学习掌握一个学科的所有内容。
【【附图说明】】
[0064]图1是玩具本体的结构示意图；
[0065]图2是操作者、玩具本体和云的交互过程图；
[0066]图3是玩具本体和操作者之间交互方式图。
【【具体实施方式】】
[0067]图1为本实用新型中智能玩具本体的结构示意图，不限制各功能模块在玩具中的具体安放位置，凡玩具本体中包含图示各功能模块情况均在本专利保护范围内有效。本专利对玩具本体的制作材料和工艺没有限制，也不限制玩具本体是否具有触感和具有动作机构和控制。
[0068]如图1所示，玩具本体I为一具有一具体形象的实体，该玩具本体I上具有一个摄像头2，能够用于视频聊 天等互动，玩具本体I的正面具有一支持触摸交互的真彩显示屏3，所述显示屏3能够显示文字、图像和视频，可以展示各种表情，能够播放动态图像，通过触摸所述显示屏能够完成人机交互输入，并且例如，在某种状态下，该显示屏能够显示与玩具本体I的外表色彩图案一致的色彩图案并配合表情，实现高度逼真的视觉效果，使显示屏与玩具本体I融为一体。玩具本体I内部还具有核心控制单元4，拾音器5，电源和充电电池6，而在玩具本体I上还设置有播放语音的喇叭7。
[0069]图2展示了所述玩具的用户，也就是操作者8、玩具本体I以及人工智能云服务系统10和儿童云智库9之间的互动流程图，其中人工智能云服务系统10和儿童云智库9共同组成云系统11，具体的流程为:
[0070]步骤S1、操作者8发出请求，优选通过语音发出上述请求；
[0071]步骤S2、玩具本体I中的拾音器接收用户语音后，通过网络传送至人工智能云服务系统10 ；
[0072]步骤S3、语音语义识别模块对话语进行识别；
[0073]步骤S4、搜索引擎根据用户请求进行搜索；
[0074]步骤S5、在儿童云智库9中提取相应的内容，步骤S6将结果送至服务端口，步骤S7回传至玩具；最后，步骤S8、经扬声器或视频播放或展示给用户。
[0075]图3展示了玩具本体I和操作者8之间交互方式，操作者8可以通过听、说、看、动与玩具进行互动，核心控制单元控制拾音器、喇叭、显示屏、体感探头/控制键、电动机械结构以及摄像头等玩具硬件，操作者8通过说、动控制玩具，玩具通过喇叭，显示屏以及机械动作产生的声觉视觉效果反馈至操作者，云系统通过通信模块为核心控制单元提供丰富的资源，电源和充电电池为玩具本体I提供电量，存储器使玩具提供内存，使其具有记忆等能力。
[0076]基于上述实用新型的智能玩具，可以有多种互动玩法:例如:在一种应用场景中，操作者8可以和玩具聊天，向玩具本体I提出问题。如说:“今天天气怎么样？ ”玩具本体I会通过网络发送到人工智能云服务系统10，经过语音语义识别后提取当天的天气信息，生成语音播报内容反馈回来。“天呀！今天下午会下大雨！”。再比如，在另一种应用场景中，操作者8可以和玩具互动，要求玩具做出各种动作。如:“你会哭吗？ ”经过同上述一样的人工智能处理以后，玩具本体I会在屏幕3上声泪俱下地大声啼哭！优选的，玩具本体I的电动机械结构受核心控制单元4指挥，做出相应的动作，揉眼睛擦眼泪等与场景相配合的动作。
[0077]操作者8还可以要求玩具播放动画片；可以和玩具互动一起做算数。比如操控者说:“4+7等于几”时，玩具会根据不同年龄段等级，用不同长度的时间计算出结果。如果是一岁等级，可以看到玩具本体I在屏幕上正在一个手指头，一个手指头的掰着计算中，需要I分钟才能算出来。如果小朋友先算完，他还会脸红和耍赖！
[0078]在一种应用场景中，操作者8可以和玩具互动一起学绘画。进入绘画场景以后，如果操控者说:“我们画个大象吧？ ”，画面上会出现一个大象简笔画，然后颜色变浅、操控者8可以在触摸屏上临摹着绘画，随着难度的加深，可能大象一闪就消失了，操控者需要凭记忆力在触摸屏上画出来等等。
[0079]在一种应用场景中，操作者可以通过触摸玩具本体I的道具，进入道具模式。如触摸了“千里眼”道具，系统会打开一张实景影像地图。可以在有手机APP支持的情况下，添加自己熟悉的亲人作为好友，再次打开千里眼时就可以看到亲人当前的位置。点击头像就可以与对方视频或音频对话了。
[0080]采用本实用新型后，智能玩具在人工智能云服务系统和儿童云智库的支撑下，至少具有以下优点:寓教于乐的互动方式能够激发儿童的求知欲，满足儿童的交流欲望，采用简单的语言操控就能够实现跟玩具的互动，以及从互联网资源中获得适合自身年龄段的各种科教娱乐资料；其次可视化效果强，足够大的显示屏，在不伤害儿童视力的情况下，能够以图片/动画方式显示丰富的表情，以及显示其他动画及图片文字等等信息，使玩具的视觉吸引力更强，同时展示互动内容的效果也更强；并且，经过人工(这些人应该是教育专家等对儿童心理和需求足够了解的人群)筛选后的海量资源组成的儿童云智库能提供给用户干净纯洁的网络资源，使家长放心；至少还能提供诸多种类的互动玩法，并且在互动过程中，在后台通过云计算实现与儿童智力的一同成长。
【主权项】
1.一种基于语言交互操控的移动智能玩具，其特征在于，所述玩具包括玩具本体，位于玩具本体中的核心控制单元以及云系统，所述云系统包括人工智能云服务系统和儿童云智库，所述玩具本体为具有一具体形象的实体，并具有至少一块支持触摸交互的真彩显示屏，所述的显示屏能够显示文字、图像和视频，通过触摸所述显示屏能够完成人机交互输入；所述玩具还包括语音语义识别模块、一个或多个拾音器、语音合成和播放模块、一个或多个扬声器，所述玩具能够通过语音进行控制；所述的核心控制单元具有2G以上存储器并支持云存储，所述玩具本体与儿童云智库通信，发送搜索请求到儿童云智库，所述的儿童云智库为以日常会话、教育资源和百科知识为核心的儿童资源数据库。2.根据权利要求1所述的玩具，其特征在于:所述玩具本体还具备机械结构，能通过语音命令操控玩具本体的动作，且玩具本体具有体感探头以及信号输出模块，将体感探头感应到的来自外界的触碰转换为信号提供至核心控制单元，所述玩具本体还具有摄像头；所述显示屏显示的图像和视频包括与本体融为一体的静态或动态面部表情。3.根据权利要求2所述的玩具，其特征在于:所述核心控制单元采用移动智能终端通用的CPU芯片，具有2-8核中央处理单元，所述核心控制单元使用能够用于所述移动智能终端的操作系统，并能够运行支持该操作系统的软件APP。4.根据权利要求3所述的玩具，其特征在于，所述的操作系统为Andr1d、1S、Windows8中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的玩具，其特征在于:所述的玩具还具有无线通信模块，支持WLAN和/或蓝牙；所述核心控制单元具有GPS、基站、wifi其中之一或多种定位装置和系统，并且所述的玩具还包括信息交互模块，支持设备的用户与其他设备的用户信息交互，信息包括文字、语音、视频中的一种或几种。6.根据权利要求1-5其中之一所述的玩具，其特征在于:所述玩具本体上至少具有一个硬件电源按键，语音对话按键、设置按键和复位返回按键，能够通过硬件或利用触屏用软件实现，且玩具本体内具有可充电电池；所述玩具本体由绒毛、塑料、金属等材料中的一种或几种制作而成。7.根据权利要求1-5其中之一所述的玩具，其特征在于:所述的人工智能云服务系统包括多台物理服务器或计算机硬件。8.根据权利要求7所述的玩具，其特征在于:所述的人工智能云服务系统还包括后台运行的一组应用程序软件。9.根据权利要求8所述的玩具，其特征在于:所述的儿童云智库经人工筛选后并适合于不同年龄段儿童并经过分级归类，所述的云智库物理网络上与公共互联网完全分开。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于语言交互操控的移动智能玩具。所述玩具包括玩具本体，位于玩具本体中的核心控制单元以及云系统，所述云系统包括人工智能云服务系统和儿童云智库，所述玩具本体为具有一具体形象的实体，并具有支持触摸交互的真彩显示屏，所述玩具本体还包括语音语义识别模块、语音播放模块，所述玩具能够通过语音进行控制，所述的核心控制单元具有2G以上存储器并支持云存储，且所述的云智库为以日常会话、教育资源和百科知识为核心的儿童资源数据库。采用本实用新型的玩具，能够在传统玩具基础上增加人工智能交互功能，并无需依托手机实现与云系统的互联。
【IPC分类】G09B5/06, G06F3/01, G10L15/26, A63H33/00
【公开号】CN204650422
【申请号】CN201520279168
【发明人】包伯瑜
【申请人】包伯瑜
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月30日
最新回复(0)