● 摘要
本课题论文从国内外仿生机器人的发展过程、热点技术应用及发展趋势出发,结合市场营销学和用户心理学对市场现有同类产品进行深入研究和详细分析(分析现存问题和其原因,以及市场的发展趋势),以实现有效的弥补市场空白、将民族特色产品市场化、融合与运用相关学科及现有热点技术为宗旨,以幼龄型IV阶段熊猫为机器人的动作与形态比例原型,综合工业设计、机械电子与控制系统完成了情感交互式熊猫宠物机器人的研究设计与制作。 在宠物机器人动作造型的概念设计及情绪模型的搭建阶段,运用了动物形态与行为学、动物解剖学、人类审美学、人机工程学、工程材料学和iNPD(integrated New Product Development)技术的工业设计方法进行研究与分析;在其外部结构的仿真设计与制作方面,运用了多边形细分建模技术、Hair and Fur毛发系统、骨骼与封套设置、正反向运动学仿真技术、油泥雕塑、石膏筑模、硅胶蒙皮、玻璃钢敷架、真宠毛发的立体开片、车缝、染色及镶合等技术;在其内部机构和控制系统的设计与加工方面,基于ARM7的控制器开发了姿态、听觉、触觉、接近觉等多种传感器,使主控器通过采集传感器信号,经过模糊运算处理,驱动分别位于眼部、下颚、颈部、前肢的9个执行机构来完成相应的单点及复合动作,并结合语音模块来综合实现人机交互,使机器人利用肢体语言、面部表情和声音来表达情感;在其实验与用户调查及反馈的数据采集方面,运用了数理统计中的主成分分析法、Face Scale心理状态测试法及多状态数据图表进行了对产品的综合评价与分析预测。 综上所述,本课题的研究提出了一套针对宠物机器人全新而有效的多学科融合技术设计方法与开发制作流程,使高新技术更加具备独立创新的产品化与市场化竞争力。并探讨了对该产品今后的研究方向、细化及深入设计等问题的有效指导。
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