【人机交互技术】一、传统人机交互技术1.命令行交互：在命令行交互界面中，用户输入一条命令及参数，然后输入命令结束字符，系统接收到命令并且执行后，用户便可输入另一条命令。典型的多用户分时操作系统是UNIX2.图形界面交互：机器人图形交互系统把操作机器人的指令分解为各种图形，用户可以通过点击界面上的图标进行命令的组合和生成，从而控制机器人。3.直接操作交互：机器人遥操作工程的力觉反馈指：操作者操纵主动手机构来控制工程机器人进行遥操作，从而控制工程机器人对周围的环境施加的作用力。分类：对称位置型、直接力反馈型、间接力反馈型、间接力反馈改进型、变增益对称位置型、变增益间接力反馈型。
二、新型人机交互技术1.语音交互：2.视觉交互（手势交互）基于手势人-机器人交互方式中主要包括：接触式测量和非接触式测量。基于视觉的手势识别研究中，依靠肤色信息来建立模型进而识别手势是较为高效实用的方法，但在移动的复杂环境下效果不佳。手部目标分离：将图像中的目标区域和背景进行分离操作。分离方法有：人为限制、数据库方法、轮廓跟踪方法、运动分割、肤色分割方法。3.眼球交互：基于角膜反射原理，以近红外光源发出的光在用户眼睛角膜上形成的高亮度反射点为参考点，当转动眼球注视目标的不同位置时，由于眼球近似球体，光斑不动，瞳孔相对光斑发生偏移，利用瞳孔中心和光斑的位置关系即可确定视线的方向。人眼定位方法：人脸检测算法、灰度投影法、二值化法、Hough变换法、对称性检测法。应用前景：智能眼镜、智能手机、智能电视、眼控电脑。4.肌肉感应交互：通过检测用户运动过程中肌肉产生的电信号变化，并结合手臂的物理动作监控来实现人机交互。5.穿戴交互：基于各种穿戴在人体上的设备，共同组成一个智能的人机交互环境。6.情感交互：情感计算：与情感相关、由情感引发或刻意影响情感的计算。情感计算的目的：赋予机器人识别、理解、表达和适应人类情感的能力，以此建立人与机器人自然和谐的交互环境，并使机器人具备更高、更全面的智能。情感计算主要研究内容：情感机理和描述、情感信号的获取和量化、情感信号的分析及建模及识别、情感理解和反馈、情感合成与表达、人机交互的实现。情感交互：人脸表情交互、语音情感交互、肢体情感交流、生理信号。语音情感交互：语音情感识别和情感语音合成。情感语音合成是情感计算与语音合成的交叉课题。肢体情感交互由物理范畴和心理学范畴来描述7.脑机交互：脑机接口（brain computer interface,BCI）能够提供一种非神经肌肉传导的通道，直接把从人头皮上采集到的脑电信号（EEG信号）通过预处理、特征提取、选择和分类，最终转换成计算机或其他外部设备的控制指令。BCI系统分类：植入式和非植入式、同步式和异步式、自发式和诱发式待解决的难题：实时性和准确性，可识别的脑电信号特征有限，脑电信号的不确定性，BCI系统的实用性。
【人机协作技术】一、多智能体理论与技术多智能体系统的提出是为了模拟人类的智能行为。根据人类的思维层次可以分为三类：认知智能体、反应智能体、复合智能体。根据学习方法分两类：独立式学习、分布式汇集学习（多个智能体之间通过相互学习获取新的知识）根据通信双方的结构分两类：同态智能体的通信（定义共同的数据和数据结构即可）、异态智能体的通信（需要建立一种能被通信双方（主要是指人和计算机）理解的语言）。多智能体系统协作方法：合同网协议法（通过协议，选一个智能体作为管理者，其他为被管理智能体）、平等模式（每个智能体的地位是平等的，各智能体通过平等协商完成分配的任务）
二、多通道融合交互技术多通道系统能从语音、手势、身体语言等通信通道中提取和传递语义信息，实现人机交互。基本特点：多个感觉通道、交互双向性、交互的隐含性、交互的非精确性。
三、机器辅助技术
四、基于虚拟现实技术机器感知与反馈1.虚拟现实技术虚拟现实系统的构成包含两部分：计算机仿真的虚拟环境和介入者。交互过程是相互的，人对虚拟环境做出的各种动作都会被虚拟环境捕获到，虚拟环境变化时也会对人产生各种感官刺激信号。虚拟现实的分类：桌面式虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强式虚拟现实、分布式虚拟现实。
2.视觉反馈原理：根据机器人需要完成的实验任务，通过摄像头装置获取目标物体的图像，并通过图像处理得到目标物体的三维坐标。过程：图像空间转换、目标物体阈值分割和直方图的形成、推到目标物体三维坐标
3.听觉反馈4.触觉反馈触觉反馈技术是指在人机交互过程中，计算机对操作者的输入做出响应，并通过触觉反馈设备给操作者反馈力、振动或运动等信息以激活操作者的触觉，使其获得更好的操作体验。包括操作者、触觉反馈设备、虚拟环境虚拟环境仿真模块对传感器信息进行处理，利用碰撞算法和触觉反馈生成算法生成控制信号和视觉信息，分别传递给触觉反馈设备和视频显示设备。️触觉反馈设备：桌面式触觉反馈设备、可穿戴式触觉反馈设备、移动触觉反馈设备。️触觉反馈应用：医学领域、移动电子领域、机器人遥操作、视频游戏
5.多用户交互多用户交互是指多个参与用户在协作环境下，各成员既相互合作以共同完成同一任务，同时又互相独立地完成自己的工作，在各个用户之间，可以共享信息、相互可见、并发的操作共享对象。
参考 华南理工大学出版社 《机器人自然交互理论与方法》
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