一种基于深度学习的智能机器人交互方法及系统
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2025-10-24 23:07:49
福建省诺行天成科技有限公司针对智能机器人交互 “未知指令处理能力弱、多用户交互混乱、任务处理效率低” 的核心痛点,研发 “一种基于深度学习的智能机器人交互方法及系统”,于 2025 年 5 月 19 日申请专利(申请号:CN202510644826.X),2025 年 8 月 8 日公开(公开号:CN120448071A),由北京中狮信通专利代理事务所(代理人褚岩凤)代理,发明人为吴继平,IPC 分类涵盖智能处理(G06F9/50、G06N3/008 等)、安全识别(G06F21/32)与数据交互(G06F16/2455)。该成果核心是构建 “深度学习驱动 + 多维度协同” 的智能交互体系,核心模块功能聚焦交互精准性与效率:①交互指令解析模块:基于预训练深度学习模型,对用户指令(语音、文本)进行分类,精准识别已知指令与未知指令,已知指令按相似度最大原则匹配执行方案,未知指令先提取关键词检索相关方案,无适配方案时重组关键词并结合知识图谱生成临时方案,经用户确认后执行;②指令处理模块:整合深度学习推理与任务调度逻辑。
本项目研发的基于深度学习的智能机器人交互方法及系统,通过三大创新突破上述痛点:一是首创 “深度学习 + 知识图谱” 未知指令处理技术,区别于传统单一关键词检索,未知指令先经深度学习模型提取核心语义(而非孤立关键词),无适配方案时重组语义关键词,借助知识图谱关联拓展(如 “附近好吃的” 关联 “餐饮类型 - 距离 - 评分”)生成临时方案,未知指令处理成功率提升 134%,交互中断率降至 8% 以下;二是 “生物识别 + 优先级调度” 多用户管理,通过生物识别精准区分用户身份,结合任务紧急程度建立多维度优先级体系(如企业管理员指令>普通员工、紧急故障指令>常规操作),多用户指令调度效率提升 60%,单用户等待时间缩短至 40 秒以内,避免交互混乱;三是 “语义级深度匹配” 已知指令处理,深度学习模型通过语义理解而非表面关键词匹配指令,结合用户历史交互习惯优化匹配逻辑,已知指令误匹配率从 15% 降至 2%,指令执行准确率显著提升。
本项目研制的基于深度学习的智能机器人交互方法及系统,核心定位为 “智能机器人交互核心技术”,可广泛应用于服务机器人、工业协作机器人、家庭陪伴机器人等领域,具体覆盖以下核心方向: 一是服务机器人场景,可作为商场导购、政务大厅咨询、银行客服等机器人的交互核心技术,提升多用户服务效率。例如在福建省某政务大厅试点中,该系统赋能政务咨询机器人,通过生物识别区分办事群众身份,按 “紧急事务(如社保补缴)>普通咨询(如办事流程)” 设定优先级,多用户同时咨询时无混乱,平均每人咨询时长从 5 分钟缩短至 2 分钟,政务办理效率提升 50%;对未知咨询指令(如未录入的冷门办事政策),通过知识图谱生成临时解答方案,用户确认后精准反馈,咨询满意度达 94%。 二是工业协作机器人场景,可用于多工位协同交互,解决工厂多工人同时向机器人发出指令的无序问题。例如在某电子元件厂试点中,机器人通过该系统识别不同工位工人的生物特征(如语音特征),结合生产任务紧急程度(如生产线故障维修指令优先级最高),有序处理设备操作、物料查询等指令,多工位协同效率提升 60%,生产中断时间减少 40%,工厂日均产能提升 15%。 三是家庭陪伴机器人场景,可适配多成员家庭的个性化交互需求,通过生物识别区分家庭成员(如老人、儿童),结合成员习惯生成定制化响应(如对老人使用简洁指令反馈、对儿童增加趣味化表述),同时处理多成员指令(如 “妈妈查快递”“爸爸开空调”),家庭交互满意度从 70% 提升至 92%;此外,未知指令处理能力可满足家庭突发需求(如 “教我做红烧肉”),机器人通过知识图谱生成菜谱方案,拓展家庭服务范围。 随着我国智能机器人市场规模年增速达 35%,交互技术作为核心竞争力,预计 3 年内该系统可覆盖国内 25% 以上中高端智能机器人,带动机器人交互体验从 “功能型” 向 “智能型” 转型,年潜在经济效益超 12 亿元。
1. 吴继平(核心发明人,福建省诺行天成科技有限公司):公司技术总监,长期深耕智能机器人交互与深度学习领域,主导本成果整体技术架构设计,提出 “深度学习 + 知识图谱” 未知指令处理核心思路,曾参与福建省人工智能专项课题(聚焦服务机器人交互优化),拥有 4 项智能交互领域专利,在技术研发中负责深度学习模型搭建与指令解析逻辑设计,攻克 “语义提取精度”“知识图谱关联效率” 等难点,是成果创新的领军者。2. 技术研发组(福建省诺行天成科技有限公司):负责系统核心模块开发,分为算法组与工程组。算法组优化深度学习模型(基于 BERT 改进的语义分类模型),使已知指令识别准确率达 98%,未知指令语义提取精度提升 40%;工程组开发多用户管理模块的生物识别接口(兼容人脸识别、语音识别设备)与优先级调度程序,实现多用户指令有序处理,模块响应延迟≤100ms,保障系统工程化落地。
为了研发该成果,福建省诺行天成科技有限公司在 2024 年 2 月 - 2025 年 5 月期间累计投入经费 480 万元,主要用于核心技术研发(深度学习模型 180 万元、知识图谱构建 120 万元、多用户管理模块 100 万元)、场景测试与优化(80 万元),其中福建省科技型企业补贴 150 万元,企业自筹 330 万元。目前该技术已在 5 家企业完成试点,试点反馈显示,机器人交互中断率降低 70%,多用户任务处理效率提升 60%,企业客户满意度达 90%,初步实现技术价值转化,预计 2025 年底可实现首笔技术许可收入。 针对产业化落地,尚需投入 220 万元研发经费(2025-2026 年),主要用于三方面:一是模型迭代,增加多语种交互(英语、日语)与方言适配(闽南语、粤语),预计投入 80 万元;二是功能拓展,开发指令历史分析(用户偏好挖掘)、多机器人协同交互,预计投入 70 万元;三是工程化适配,开发标准化 API 接口,降低机器人厂商集成难度,预计投入 70 万元,计划 6 个月内完成技术升级。 成果在推动科学技术进步方面,突破了 “智能机器人交互对未知指令响应弱、多用户调度无序” 的技术瓶颈,提出的 “深度学习驱动交互” 技术范式,为机器人交互领域提供新解决方案,相关技术可推动《智能机器人交互技术要求》行业标准的制定;在保障产业发展方面,可带动智能机器人、生物识别、知识图谱等产业链发展,预计 3 年内带动相关产业链增收 5 亿元;在社会效益方面,提升机器人交互的人性化与效率,减少用户等待时间,契合 “数字中国”“智能制造” 国家战略,具备显著的科学价值、经济价值与社会价值。
1. 技术许可与系统销售:向智能机器人制造商(服务机器人、工业机器人企业)许可核心技术(如 “未知指令处理算法”“多用户优先级调度逻辑”),按机器人产量收取提成,单台机器人技术许可费 800-1500 元;向企业用户销售标准化交互系统,针对不同场景提供定制化功能(服务版增加多模态交互,工业版增加多工位协同),单套系统售价 8-15 万元;为存量机器人提供升级服务(加装交互模块),单台升级费用 3-5 万元。 2. 联合开发与合作:与机器人整机企业联合开发定制化交互机器人,福建省诺行天成科技提供交互核心技术,合作方负责硬件研发与市场推广,按产品销售额的 15%-20% 收取技术分成;优先对接年产能超 3000 台的机器人企业,针对服务、工业等场景开发专属交互功能。 3. 云服务与运营:搭建 “机器人交互技术云平台”,为中小型机器人企业提供 API 接口服务(指令解析、多用户管理),按调用次数(0.005 元 / 次)或年度服务费(8-20 万元 / 年)收费;与云服务商合作,将系统纳入智能装备解决方案,共享平台收益;同时提供技术培训(如模型调优、系统集成),单次培训费用 3 万元 / 企业。 4. 资金与资源需求:产业化阶段需引入 600 万元合作资金,用于生产线建设(300 万元)、市场推广(150 万元)、技术储备(150 万元);优先对接具备机器人制造资源、场景应用渠道或云服务资源的合作方,要求合作方具备 300 万元以上资金实力与 2 年以上相关行业经验。 转化目标:1 年内完成 8 家机器人企业合作,实现收入 500 万元;2 年内覆盖国内 20% 以上中高端智能机器人交互市场,年营收超 8000 万元;3 年内成为国内智能机器人交互领域主流技术提供商,市场占有率超 25%,推动技术纳入行业标准。