Co-Bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人設(shè)計(jì)

隨著醫(yī)學(xué)水平及科技的發(fā)展，人類的健康得到了極大地改善，病假與事假是每個人經(jīng)常會遇到的情況。然而長期的病假將一定程度上導(dǎo)致學(xué)生無法到校學(xué)習(xí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度落后，雖然目前有慕課及騰訊課堂等線上課程，但這些課程無法與學(xué)校課程很好的銜接，且老師很難單獨(dú)為請病假或事假的部分學(xué)生開展線上課程。同時，學(xué)校的學(xué)習(xí)氛圍和同學(xué)間的互動和師生間的互動也是影響孩子成長的重要因素。為此設(shè)計(jì)此Co-Bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人，旨在為請病假、事假或者長期請假的學(xué)生解決無法到校學(xué)習(xí)的問題。

1 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人概述

“遠(yuǎn)程替身機(jī)器人是最典型的用于改善人類交流體驗(yàn)的服務(wù)，是繼視頻會議之后的又一次通信變革，讓交流協(xié)作更加高效。遠(yuǎn)程替身機(jī)器人不僅能夠讓員工在外能夠身臨其境，還能讓無法去學(xué)校的學(xué)生在家上課。”——《美國國家基金會》。這種機(jī)器人配備了一個電視攝像機(jī)、一個話筒進(jìn)行用戶影像傳輸和一個無線發(fā)報機(jī)用以數(shù)據(jù)傳輸，底部配備輪子模擬用戶移動。使用者登入相關(guān)網(wǎng)頁就能看到機(jī)器人在現(xiàn)場看到的一切，人們只需要遠(yuǎn)程控制便可實(shí)現(xiàn)足不出戶完成工作學(xué)習(xí)的夢想。

據(jù)訪談，傳說白猿通背拳為白猿公所傳，白猿通背拳尊白猿公為太始始祖.藝成后傳于李義、王道、韓成三人.經(jīng)數(shù)朝流傳，至清末道光年間，由山東黃縣人任氏(本名魯云清)傳于北京廣安門增壽寺夾道一家名叫玉順城皮貨店的帳房先生石鴻勝，石鴻勝苦練得藝，藝成后在京收徒傳藝，門徒眾多.所收弟子張文成、劉子英、項(xiàng)中山、馬曉合、韓洞一.其中馬曉合是北京牛街回族人，自此白猿通背拳在北京牛街得以盛傳，該區(qū)所習(xí)的白猿通背拳與回族傳統(tǒng)摔跤技術(shù)相結(jié)合，形成現(xiàn)在打中含摔，摔中有打的一種獨(dú)特的白猿通背拳拳法.

2 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人現(xiàn)狀

遠(yuǎn)程替身機(jī)器人種類繁多，以較為成熟的Vgo、Double Robotics為例，其功能多樣但價格在7 000 至10 000 元之間。售價高昂在于內(nèi)置電機(jī)的成本高且無較好的替代品，國產(chǎn)電機(jī)壽命不超過1 000 小時，而進(jìn)口的Portescap 等電機(jī)壽命可達(dá)3 000 小時，但成本卻超2 000 元，如用較差的電機(jī)則會因機(jī)器人的自平衡靠電機(jī)快速頻繁切換自轉(zhuǎn)而導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部碳刷損傷嚴(yán)重，無法維持機(jī)器人的使用壽命。此外，還包括電池等成本，每臺量產(chǎn)的機(jī)器人價格都將超過7 千元。同時現(xiàn)有產(chǎn)品自重較大普遍在3—7 公斤，且遠(yuǎn)程替身機(jī)器人的高昂價格使得普通家庭難以負(fù)荷。

再如覓睿和360 兒童陪伴替身機(jī)器人，這類替身機(jī)器人的價格在300 元至2 000 元，但功能單一，僅通過單向視頻方式交流，無法保證用戶與周圍人群間的互動。但與Vgo 等機(jī)器人不同，這類機(jī)器人多為塑料機(jī)身，相對于金屬機(jī)身的多功能遠(yuǎn)程替身機(jī)器人成本更為低廉，同時去除了移動功能，降低了對電機(jī)質(zhì)量的要求。

現(xiàn)有遠(yuǎn)程替身機(jī)器人造價高昂是由于其體積龐大，所需電機(jī)需具有較大功率。初期設(shè)計(jì)應(yīng)考慮縮小遠(yuǎn)程替身機(jī)器人的尺寸，試圖減少遠(yuǎn)程替身機(jī)器人所需電機(jī)的成本，但在設(shè)計(jì)中不能摒棄其原有的功能。在設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程替身機(jī)器人尺寸前須考慮其應(yīng)用功能性。初期方案設(shè)計(jì)思維的發(fā)散過程應(yīng)首先考慮功能的實(shí)用性，以單一攝像頭為主的遠(yuǎn)程替身機(jī)器人存在功能的局限性，即由于只有學(xué)生單方可以看到老師上課的樣子，或是只有用戶可以看到開會或討論等情景，對方無法看到用戶，因而在溝通上產(chǎn)生一定的差異性，無法使用戶雙方得到良好的溝通。因此，遠(yuǎn)程替身機(jī)器人應(yīng)采用雙向視頻功能，在產(chǎn)品中加入屏幕，解決了產(chǎn)品在使用過程中，雙方無法視頻面對面的問題。心理學(xué)傳統(tǒng)的情緒理論認(rèn)為，面孔是情緒表達(dá)的主要載體，而面部表情比軀體、聲音等線索更可靠，在情緒識別中起主導(dǎo)作用。因此，采用雙向視頻技術(shù)可使用戶更好的與同伴進(jìn)行相互溝通。通過電子屏幕置入雙向視頻功能，可以減少攝像頭所占據(jù)體積的同時減少耳機(jī)和音響的占位。充電器方面應(yīng)從傳統(tǒng)的有線充電到無線充電的發(fā)展，一方面使產(chǎn)品更帶科技感，另一方面無線充電則更為方便，也使得遠(yuǎn)程替身機(jī)器人的附屬配件得以減少。除基本功能外，遠(yuǎn)程機(jī)器人還應(yīng)具備屏幕升降功能，讓用戶在視線被遮擋時可自由調(diào)節(jié)屏幕高度，用以保持最佳視野。

在整個建筑工程中，建筑電氣設(shè)備的能耗較大，運(yùn)行成本較高。為了有效節(jié)約能源資源，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置，應(yīng)有效利用各種節(jié)能電器和節(jié)能設(shè)備。達(dá)到資源在各個輸出、傳送環(huán)節(jié)降低損耗，為企業(yè)減少各項(xiàng)成本的支出。為人們提供更加健康環(huán)保、綠色舒適的生存空間，打造和諧美滿的綠色家園。推進(jìn)企業(yè)和國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有序的進(jìn)行。

3 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人設(shè)計(jì)的意義

隨著醫(yī)學(xué)水平的進(jìn)步雖然已經(jīng)避免了很多疾病，但人們還是無法避免生病與意外，一些孩子可能從小就得了慢性病（如慢性白血病、先天性心臟病等）或難以醫(yī)治的疑難雜癥（如肺癌、結(jié)節(jié)性脂膜炎等），為了安全和治療不得不待在家里或醫(yī)院，而一些孩子則是普通的疾病（如發(fā)燒感冒、意外骨折等）也不得不請病假在家休養(yǎng)。由于不能正常上學(xué)他們可能在學(xué)習(xí)上落后，還可能在生活上孤獨(dú)，在交友上面臨著同學(xué)的疏遠(yuǎn)和朋友的孤立，有些孩子因此會產(chǎn)生抑郁情緒，在一定程度上影響身體健康。而遠(yuǎn)程替身機(jī)器人或許可以作為他們與世界交流及保持社交生活的“替身”，遠(yuǎn)程替身機(jī)器人或許可以幫助這些孩子以另一種方式重回校園。遠(yuǎn)程替身機(jī)器人嘗試讓其服務(wù)于普通民眾特別是學(xué)生，讓那些因病無法上學(xué)的學(xué)生體驗(yàn)到上學(xué)的快樂，彌補(bǔ)其無法上學(xué)的遺憾，幫助其身心健康的成長。

4 Co-bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人設(shè)計(jì)的創(chuàng)作設(shè)想與調(diào)研

4.1 Co-bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人設(shè)計(jì)的創(chuàng)作設(shè)想

4.1.1 共享化遠(yuǎn)程替身機(jī)器人

程小青在翻譯《罪數(shù)》時，大量地采用了異化的翻譯手法，最為顯著的表現(xiàn)就是譯文中保留了大量的英文詞。除此之外，他的異化策略主要表現(xiàn)在以下兩個方面。

當(dāng)前市場對功能多、造價低、售價惠民的遠(yuǎn)程替身機(jī)器人存在較大的需求，這看似矛盾的需求或許在出售的模式和外觀結(jié)構(gòu)材質(zhì)及功能上的更改將彌補(bǔ)這一市場缺口。

以租用的形式共享使用替身機(jī)器人，一方面避免了產(chǎn)品購買后使用周期短而帶來的資源浪費(fèi)及金錢浪費(fèi)；另一方面避免了產(chǎn)品價格昂貴而不能普及的缺點(diǎn)，再有則是補(bǔ)足了功能多、價格低的遠(yuǎn)程替身機(jī)器人產(chǎn)品的市場空缺。

4.1.2 功能多樣尺寸小的遠(yuǎn)程替身機(jī)器人

縮小機(jī)器人尺寸但功能保持多樣化，節(jié)約因體積過大而所需的電機(jī)成本過高、所需材料過多及體積縮小帶來的功能減少問題。

4.2 Co-bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人設(shè)計(jì)調(diào)研

4.2.1 雙向視頻遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)組成

發(fā)菌室要具備保溫、增濕、通風(fēng)、干燥等條件，菌袋進(jìn)入發(fā)菌室前必須選用規(guī)定的無公害藥劑進(jìn)行噴霧或熏蒸消毒處理。室內(nèi)掛干濕溫度計(jì)，測定并記錄室內(nèi)溫度及空氣相對濕度。

現(xiàn)有遠(yuǎn)程替身機(jī)器人體積龐大，在所有功能確定后應(yīng)考慮如何減少其體積還能不損失功能，考慮折疊結(jié)構(gòu)的可實(shí)現(xiàn)性及產(chǎn)品外觀造型的創(chuàng)新性是否符合用戶群體的風(fēng)格。結(jié)構(gòu)上采用折疊結(jié)構(gòu)，由于一體式結(jié)構(gòu)不易于收納，故使用收縮折疊結(jié)構(gòu)使產(chǎn)品在不使用時更容易收納。但造型上體積仍然十分龐大，故縮小其尺寸并以黃金分割制作草圖。球形的設(shè)計(jì)使產(chǎn)品更顯中性、簡約、圓潤、小巧，此外圓形更能帶給用戶溫暖、圓潤、親近的感覺，寓意圓圓滿滿。因此，產(chǎn)品嘗試采用圓形或球形為主要形態(tài)（如圖1）。收縮折疊等結(jié)構(gòu)確定后，對其圓形的造型進(jìn)行深化，將造型貼合功能進(jìn)行設(shè)計(jì)與改良深化。由于起初的折疊結(jié)構(gòu)中其結(jié)構(gòu)外露導(dǎo)致產(chǎn)品不夠美觀及易損壞，故深化中不斷地嘗試微調(diào)造型，隱藏其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在多次嘗試不同的方案后，確定以球體為造型，扁平化的無線充電器，使產(chǎn)品更帶科技感并給予用戶更為簡約、科技、中性的感覺，大體外觀造型確定后在其外觀上加以修飾，增強(qiáng)其科技感。采用簡單結(jié)構(gòu)，即一臺手機(jī)、一個折疊支架、一個音響、一個無線電充電裝置代替及底部的滑輪實(shí)現(xiàn)一臺簡單的遠(yuǎn)程替身機(jī)器人。

產(chǎn)品尺寸在符合人機(jī)工程學(xué)下定為未開啟狀態(tài)高15 cm、寬16 cm、長16 cm。產(chǎn)品屏幕長12 cm、寬6 cm、厚1 cm。產(chǎn)品開啟狀態(tài)高20.7 cm、寬16 cm、長16 cm。充電底座尺寸在符合內(nèi)部結(jié)構(gòu)件組裝的情況下，盡量輕薄，高3.5 cm、直徑22 cm。如圖2 所示，更小的尺寸更有利于節(jié)約成本，且相比于市場現(xiàn)有產(chǎn)品，其更加便攜實(shí)用。

主動紅外夜視技術(shù)是指儀器通過非激光器類的普通紅外光源（紅外二極管等）主動向外發(fā)射紅外光束照射目標(biāo)，并將目標(biāo)反射的紅外輻射圖像轉(zhuǎn)化成為可見光圖像，從而進(jìn)行夜間觀察

。

4.2.3 無線充電

其他如晉代京相璠《春秋土地名》、王隱《晉書地道記》、袁山松《郡國志》、樂資《九州要記》、張勃《吳地志》、郭璞《爾雅注》，亦有不少地名淵源的解釋，但著作大多缺佚，僅從他書轉(zhuǎn)引中尚可窺之，例如南北朝的許多地理著作：北魏闞骃《十三州志》、宋盛弘之《荊州記》、庾仲雍《湘中記》、劉道真《錢唐記》、陳顧野王《輿地志》等。

采用電磁感應(yīng)式無線充電，初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)在次級線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端

。

5 Co-bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人的設(shè)計(jì)思路

5.1 功能設(shè)計(jì)

由此可見，市面上缺乏功能多、價格低的遠(yuǎn)程替身機(jī)器人產(chǎn)品，但市場需要這類產(chǎn)品。

我國是世界上人口最多的國家，為了養(yǎng)活占世界22%的14億人口，早在20世紀(jì)80年代，我國就已經(jīng)開始了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究。到目前為止，我國總共有七種轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物獲得農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書，其中轉(zhuǎn)基因棉花和木瓜已經(jīng)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)獲得了商業(yè)化種植的許可。此外，轉(zhuǎn)基因大豆和轉(zhuǎn)基因油菜等五類農(nóng)作物和其涉及的17種農(nóng)產(chǎn)品被國家農(nóng)業(yè)部要求進(jìn)行強(qiáng)制性標(biāo)識。[1]這說明，我國對于轉(zhuǎn)基因食品持非常謹(jǐn)慎的態(tài)度。

5.2 造型設(shè)計(jì)

ACVON 雙向視頻系統(tǒng)是一種純軟件的視頻系統(tǒng)，是由會議控制中心、多點(diǎn)音視頻分發(fā)控制單元（MCU）、視頻客戶端三大部分組成。支持 VPN 連接，支持多級 MCU 交叉互連，ACVON 系統(tǒng)支持從 160×120 到 720×575 的多種視頻分辨率和各種幀率選擇，具有視頻分辨率“幀數(shù)”、對比度“亮度”等視頻參數(shù)在線即時調(diào)整功能。支持 G711、G729、GSM、G723.1，MpegLayer-3音頻壓縮，具有回音消除“噪音抑制”自動增益控制功能和支持遠(yuǎn)端攝像機(jī)云臺和聚焦控制，兼容多種解碼器控制協(xié)議，具有支持教師的屏幕廣播和音視頻轉(zhuǎn)發(fā)廣播的功能。系統(tǒng)音頻視頻同步，網(wǎng)絡(luò)正常情況下延遲在 300 ms 以內(nèi)，系統(tǒng)支持H.323 終端互聯(lián)，低碼流，高精度（720×576）。終端不需要固定IP 地址，支持雙頻顯示，極低網(wǎng)絡(luò)寬帶需求（56K 即提供 320×240）

。

5.3 尺寸設(shè)計(jì)

4.2.2 紅外夜視

5.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基于產(chǎn)品功能和外觀而設(shè)計(jì)，產(chǎn)品內(nèi)部包含伸縮結(jié)構(gòu)、開關(guān)、散熱口、音響、音響散熱口、升降卡位、機(jī)器人本身旋轉(zhuǎn)軸、屏幕旋轉(zhuǎn)軸、扣位、音響遮擋蓋等結(jié)構(gòu)。其中伸縮結(jié)構(gòu)、升降卡位、機(jī)器人本身旋轉(zhuǎn)軸、屏幕旋轉(zhuǎn)軸為內(nèi)置結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)較易損壞故置于產(chǎn)品內(nèi)部不外露。產(chǎn)品搭載一款近5 寸屏幕用以雙向視頻，同時搭載耳機(jī)、音響及攝像頭用以實(shí)時雙向傳輸和接收周圍的音頻和視頻（如圖3）。

5.5 配色設(shè)計(jì)

產(chǎn)品顏色應(yīng)以白色為主，藍(lán)色為輔，使產(chǎn)品更為大眾化、簡約化、科技化

。白色為大眾顏色，體現(xiàn)出產(chǎn)品的中性設(shè)計(jì)。藍(lán)色燈帶的裝飾使產(chǎn)品更有科技感

（如圖4）。

我爸爸會的東西還有很多。他教我做風(fēng)車、做風(fēng)箏，還帶我參觀他的工作場所，我從中學(xué)到了許多安全用電的常識。我覺得家里有一個聰明的爸爸真幸福呢！（指導(dǎo)老師：許艷紅）

5.6 APP 設(shè)計(jì)

現(xiàn)有遠(yuǎn)程替身機(jī)器人的操作基于公司研發(fā)平臺的網(wǎng)頁無法實(shí)現(xiàn)隨時隨地操控，需要電腦才能完成這一復(fù)雜的操作流程。APP的設(shè)計(jì)將有效改善這一缺點(diǎn)，使得用戶隨時隨地控制替身機(jī)器人。

APP 的設(shè)計(jì)在于作為用戶與機(jī)器人之間的媒介，用以幫助用戶更好的遠(yuǎn)程控制機(jī)器人與同伴或老師互動。從登入、注冊、設(shè)置等頁面開始、用戶只需使用手機(jī)號便可以注冊。在注冊后使用軟件自帶的掃碼服務(wù)，識別機(jī)器人充電器底部的二維碼進(jìn)入操作頁面，APP 的主要功能有視頻動作監(jiān)控靈敏度的調(diào)節(jié)，聲音檢測靈敏度的調(diào)節(jié)及可選擇的監(jiān)控區(qū)域。此外，分享頁面中可分享實(shí)時畫面給老師、學(xué)校負(fù)責(zé)人和家長。顏色以白色、藍(lán)色為主，體現(xiàn)產(chǎn)品中性、簡約的風(fēng)格。用戶可通過APP 遠(yuǎn)程控制替身機(jī)器人上課，以及與同學(xué)和老師進(jìn)行互動（見圖5）。手機(jī)APP 通過采集用戶的面部圖像和語音信息并實(shí)時輸?shù)綑C(jī)器人的顯示器上，通過機(jī)器人上的雙向視頻技術(shù)將教室信息同步傳回至手機(jī)APP 中，使得Co-Bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人可以更好地讓學(xué)生與教師、同學(xué)、同伴之間互動。動作監(jiān)控靈敏度與聲音檢測靈敏度的調(diào)節(jié)設(shè)置旨在讓用戶可在信號較弱或?qū)Ψ剑ń處?同伴/同學(xué)）動作變化幅度較大且聲音較小時更好地控制機(jī)器人捕捉聲音與動作，實(shí)現(xiàn)更好的互動。APP 嘗試以最簡單的操作方式滿足用戶對復(fù)雜的功能需求，同時實(shí)現(xiàn)學(xué)生、家長、老師、同伴之間的四方互聯(lián)。

5.7 租用流程

Co-Bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人采用共享化租用的模式，類似于共享充電寶的方式。用戶可通過門店或網(wǎng)站繳納一定押金及租用費(fèi)用，自行租用產(chǎn)品。工作人員將把遠(yuǎn)程替身機(jī)器人送至用戶指定地點(diǎn)或由用戶自行放置，工作人員或用戶提前與學(xué)校或教師進(jìn)行溝通以使得用戶擁有更好的使用體驗(yàn)，同時也可獲得學(xué)校或教師的認(rèn)可與允許。用戶在使用結(jié)束后可自行歸還至門店或網(wǎng)站指定地點(diǎn)，也可電話通知工作人員上門回收遠(yuǎn)程替身機(jī)器人，并在這一流程結(jié)束后結(jié)算租金及申請退還押金。這一簡單的共享租用流程的設(shè)想可在一定程度上解決學(xué)生家長因遠(yuǎn)程替身機(jī)器人價格昂貴而無法購買的問題，同時減少資源浪費(fèi)。通過減少新生產(chǎn)及循環(huán)使用，降低替身機(jī)器人的生產(chǎn)成本，從而降低替身機(jī)器人的售價。采用共享化租用形式能使更多需要的家庭受惠，并彌補(bǔ)市場上價格低、功能多的遠(yuǎn)程替身機(jī)器人的市場空缺。

6 結(jié)語

Co-Bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人是對遠(yuǎn)程機(jī)器人設(shè)計(jì)的一種探索。其在一定程度上解決了目前市場上遠(yuǎn)程替身機(jī)器人存在的功能單一、互動性差、通用性差、價格昂貴等問題。Co-Bot 遠(yuǎn)程替身機(jī)器人的設(shè)計(jì)以人文關(guān)懷，共享租用為核心，適合廣大學(xué)校，教育機(jī)構(gòu)，公司等使用，以及適合生病請假、事假、長期無法到校學(xué)習(xí)的學(xué)生使用，主要服務(wù)于因病長期無法到校的學(xué)生使用。提出遠(yuǎn)程替身機(jī)器人共享租用概念，希望借此設(shè)計(jì)幫助更多無法到校上課的學(xué)生，給予學(xué)生以關(guān)懷，使其能重返校園體驗(yàn)學(xué)校的學(xué)習(xí)氛圍獲得正常的校園生活，同時增加與同學(xué)老師之間的互動，從而希望通過此類互動減少學(xué)生因病假長期無法與同伴或同齡人之間互動而產(chǎn)生負(fù)面情緒或抑郁心理。

2)EC細(xì)網(wǎng)格模式對莆田—廈門一帶登陸的“尼伯特”臺風(fēng)影響蒼南地區(qū)期間的風(fēng)場、低層輻合和高層輻散配置場、850 hPa垂直速度場演變與降水起始及強(qiáng)度實(shí)況吻合。

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