自動化吸塵機(jī)器人的相關(guān)研究

李晟昊

摘要：為探究如何增強(qiáng)自動吸塵機(jī)器人自助語義交互的問題，提出一種自動吸塵機(jī)器人自助語義交互設(shè)計系統(tǒng)。首先對自動吸塵機(jī)器人自助語義交互進(jìn)行用戶需求分析；再使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法設(shè)計自動吸塵機(jī)器人自助語義交互系統(tǒng)；最終通過對自動吸塵機(jī)器人自助語義交互的迭代設(shè)計解決評測過程中發(fā)現(xiàn)的人為設(shè)計錯誤.通過實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明：采用該方法設(shè)計的自動吸塵機(jī)器人自助語義交互系統(tǒng)可以增進(jìn)用戶對目標(biāo)的認(rèn)知，改善了用戶體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)器學(xué)習(xí)；測評；自動吸塵機(jī)器人；自助語義交互系統(tǒng)

1.前言

現(xiàn)代社會信息技術(shù)快速發(fā)展，人們的生活與工作都受到了很大影響，與此同時，現(xiàn)實(shí)自動吸塵機(jī)器人應(yīng)用也獲得了蓬勃發(fā)展.不同于傳統(tǒng)的軟件，基于移動計算平臺的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)自動吸塵機(jī)器人能夠使得虛擬信息表示方式發(fā)生轉(zhuǎn)換，可以由以往的依靠屏幕進(jìn)行表示，轉(zhuǎn)換成為物理影像。由此，使得虛擬與現(xiàn)實(shí)時間能夠得到完美的對接。針對自動吸塵機(jī)器人交互中存在的人因問題，在此基礎(chǔ)上就用戶層次化需求進(jìn)行了分析和挖掘。則利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法設(shè)計自動吸塵機(jī)器人自助語義交互系統(tǒng)，確保用戶通過數(shù)據(jù)視圖切換是能夠在離散空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效互動的，在機(jī)器人自助語義交互系統(tǒng)的反復(fù)迭代修改完成后實(shí)現(xiàn)最佳的用戶體驗(yàn)。

2.自動吸塵機(jī)器人自助語義交互系統(tǒng)構(gòu)成

依照新型的機(jī)器人自助語義交互系統(tǒng)構(gòu)建的自動吸塵機(jī)器人自助語義交互系統(tǒng)，利用的是分布式結(jié)果，即此時不管是客戶端還是服務(wù)器端都需要進(jìn)行計算處理。對于云端自動吸塵機(jī)器人服務(wù)其，主要負(fù)責(zé)進(jìn)行在線識別，以及離線學(xué)習(xí)；而客戶端負(fù)責(zé)的是特點(diǎn)增強(qiáng)信息的跟蹤與繪制。通過進(jìn)行兩端處理，用戶能夠在手機(jī)平臺實(shí)現(xiàn)交互體驗(yàn)。自動吸塵機(jī)器人可以一種自上而下的方式來對用戶進(jìn)行引導(dǎo)，使得用戶能夠?qū)崿F(xiàn)交互，而且分析能夠發(fā)現(xiàn)，自動吸塵機(jī)器人的全部模塊對應(yīng)的組成結(jié)構(gòu)，而且在其中是含有熱點(diǎn)搜索的。能夠?qū)崿F(xiàn)的主要功能是，能夠?qū)τ脩糁苓厽狳c(diǎn)進(jìn)行定位、掃描，而且還可為用戶導(dǎo)航。用戶可以依據(jù)其興趣點(diǎn)，從分類頻道中選擇富有吸引力的熱點(diǎn)位置。當(dāng)用戶做出選擇之后，即開始向目標(biāo)點(diǎn)出發(fā)，而用戶一旦進(jìn)入到目的點(diǎn)，則此時需要將戶外導(dǎo)覽模塊引入其中。其能夠提供的主要服務(wù)是，用戶可從中得到建筑物的基本信息，并且可通過三維模式進(jìn)行展示。如果自動吸塵機(jī)器人選擇啟動該模塊，基本系統(tǒng)為，首先需要識別場景，隨后要求能夠基于用戶的熱點(diǎn)標(biāo)簽來確定將要進(jìn)行推送的消息。在最后，則用戶為了獲得更多信息進(jìn)入到室內(nèi)空間中，在室內(nèi)漫游模塊中，要求能夠?qū)ㄖ锶S空間進(jìn)行展示，并且室內(nèi)的陳述布局也能夠進(jìn)行重新規(guī)劃。用戶可基于第一視角利用漫游控制權(quán)，對建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過漫游控制其進(jìn)行觀看，而且虛擬對象以及室內(nèi)布局都是可以編輯的。

3.自動吸塵機(jī)器人的機(jī)器學(xué)習(xí)方法

進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計的目的，就是為了確保離散數(shù)據(jù)視圖之間能夠形成較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，而且為用戶交互行為提供指導(dǎo)。在這種設(shè)計方法中，整個過程是十分復(fù)雜的，而且在這一過程中，用戶需要不斷的就交互界面進(jìn)行交流，而且用戶心理情緒也會受到影響。用戶交互動作執(zhí)行之后，將依循預(yù)設(shè)程序進(jìn)行切換，即展示相應(yīng)視圖。在最后，用戶應(yīng)當(dāng)就數(shù)據(jù)描述變化進(jìn)行有效的分析，并且在心理評估完成之后，構(gòu)建自動吸塵機(jī)器人自助語義交互系統(tǒng)。

基于馬爾可夫隨機(jī)理論，如果在機(jī)器學(xué)習(xí)集中表現(xiàn)為簇結(jié)構(gòu)特性，那么假設(shè)可以令某個 經(jīng)過隨機(jī)游走開始從任意結(jié)點(diǎn)出發(fā)，假如走的步數(shù)是恰當(dāng)?shù)模瑒t此時對比位于簇外的概率，在簇內(nèi)的概率水平是更大的。故此，所構(gòu)建的機(jī)器學(xué)習(xí)集合中，選擇的啟發(fā)式原則是隨機(jī)游走轉(zhuǎn)移概率。即各個蘊(yùn)含點(diǎn)在尋找解的時候會基于信息素與轉(zhuǎn)移概率兩點(diǎn)，而且雖然在每次迭代中，得到的解都只是局部解，然而，經(jīng)過集成之后將各蘊(yùn)含點(diǎn)解全部疊加起來，即可獲得全局解。實(shí)現(xiàn)對信息素矩陣的更新，信息素矩陣最終將會是收斂的。在最后，算法所有代、全部蘊(yùn)含點(diǎn)信息素融合之后的結(jié)果即為收斂之后的信息素集合，對其簡單分析后，即可識別機(jī)器學(xué)習(xí)集。

除此之外，進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計時，要求視覺要素是具有連續(xù)性的。假如出現(xiàn)了視覺斷層問題，那么用戶會感到困擾。故此，要求整個瀏覽器界面整體風(fēng)格是統(tǒng)一的，以免用戶拋棄已有初始系統(tǒng)而進(jìn)行新系統(tǒng)的重構(gòu)，替換的應(yīng)當(dāng)僅為系統(tǒng)局部，降低由于內(nèi)容改變導(dǎo)致的認(rèn)知成本。而且，在無線傳輸中，手機(jī)信號也會對此產(chǎn)生影響，應(yīng)當(dāng)盡量降低。在云端進(jìn)行的數(shù)據(jù)下載，也有可能產(chǎn)生顯示中斷等問題，為了使得用戶體驗(yàn)更加流暢，避免由于反饋缺失而產(chǎn)生認(rèn)知混淆，本文設(shè)計的自動吸塵機(jī)器人在加載數(shù)據(jù)信息的時候，會就當(dāng)前數(shù)據(jù)處理給出提示信息。

4.評測與分析

分析任務(wù)執(zhí)行效果，能夠發(fā)現(xiàn)，對比其他兩個系統(tǒng)，自動吸塵機(jī)器人的獨(dú)有特性是十分突出的。利用這種方法能夠?qū)⒊橄髷?shù)據(jù)以更加直觀的方式表達(dá)，而且用戶更加容易理解。

針對相同的任務(wù)通過WIKITUDE和本文交互系統(tǒng)控制方式完成任務(wù)所用的時間平均要比使用LAYYAPP完成任務(wù)所用時間短。因?yàn)樵谕ㄟ^LAYYAPP系統(tǒng)控制時，有時會受到環(huán)境噪音的干擾以及發(fā)布語音命令的周期時間相對較長，總體上三種方式的平均完成時間相差不大。但單通道模式受操作者水平影響較大，因此導(dǎo)致了任務(wù)完成時間有著較大的波動。而使用本文交互系統(tǒng)完成任務(wù)所用的時間較為平穩(wěn)，因此使得本文交互系統(tǒng)就有較好的適應(yīng)性。

結(jié)論

由于目前大部分的自動吸塵機(jī)器人在交互體驗(yàn)方面都存在問題，在本文中就軟硬件的影響限制進(jìn)行了分析，探討了由此而引發(fā)的人因問題，在此基礎(chǔ)上就如何進(jìn)行交互界面設(shè)計提出了詳細(xì)的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)下，可以將用戶需求轉(zhuǎn)變成為任務(wù)類別，設(shè)計人員依據(jù)該系統(tǒng)能夠使得關(guān)聯(lián)子任務(wù)轉(zhuǎn)變成為交互視圖；關(guān)于熱點(diǎn)的抽象數(shù)據(jù)，可將其進(jìn)行數(shù)據(jù)描述之后，得到可視化數(shù)據(jù)視圖。而且在設(shè)計中，利用的是機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計，構(gòu)建的離散數(shù)據(jù)視圖。進(jìn)行的線索設(shè)計，能夠保證在信息空間中，用戶可進(jìn)行正確移動的，以確保其行為目標(biāo)能夠達(dá)到。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文燦，何慶，朱德生.自動化吸塵機(jī)器人功能拓展與設(shè)計[J].江蘇理工學(xué)院學(xué)報，2016，22（04）：40-42.

[2]沈立，周四春，楊偉濤.音控家用吸塵機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)[J].電子器件，2006（03）：898-901.