基于Android平台的智能机器人研究

摘要：随着移动智能终端设备的迅速普及和Android平台的应用越来越广泛，智能机器人的研究备受关注越来越多，成为当今热点问题。该文介绍了基于Android的平台的智能机器人研究，机器人可以聊天，报天气预报，讲笑话等功能。

关键词：Android；机器人；智能

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）28-0184-03

1 引言

现代玩具工业在经历了塑料玩具、小制玩具、电子玩具之后，开始进入智能玩具的崭新时代。而现代科技的大力发展也为玩具的智能化提供了技术支持，而随着人们生活水平的提高智能玩具也走进了日常生活，担任着娱乐的重要角色。且随着人们生活水平的提高，智能手机也成为人们重要的通讯工具，安卓系统手机则占领智能手机系统的大头。于是将安卓手机与智能玩具机器人相结合成为智能玩具的新趋势，且必将成为未来智能玩具市场的一部分。

智能机器人至少要具备三个要素：感觉要素，运动要素和思考要素。智能玩具机器人有着通过安卓平台来控制其移动、加速和与人相互追逐的特征，这样可以更加贴近智能化的现代生活，给人们带来科技的新意和娱乐。利用安卓平台控制来实现其智能化与现在市场大部分的遥控控制的玩具以及部分语音识别的智能化玩具机器人更加贴近现代人的生活，与现实更契合。

安卓应用平台操控软件是基于安卓系统手机平台，通过无线通信获得数据，从而得知机器移动的具体状况，方便控制和发出指令。而机器人的智能是在于能够通过传感器感知环境和自身状态，实现在有障碍物的环境中面向目标自主运动以及与人相互追逐的动态，从而完成一定功能的机器人系统。本课题智能移动机器人技术综合了运动控制、感知障碍物、感知生物体以及自主避障等技术。采用无线通信技术能够有效地简化手机与机器等移动终端设备之间的通信。

2 目的和意义

图灵机器人平台是一个免费的API开放平台，基于自然语言处理、知识库和云计算等技术，为广大开发者、合作伙伴提供的一系列智能语义处理能力（包括语义理解、智能问答、知识库对接等）的服务平台。

图灵机器人平台能被运用到智能手机，智能电视，智能车载，智能移动端，网站客服等多领域，实现自然语言的智能交互。

同时，图灵机器人平台能“一键式”接入微信公众平台，实现智能聊天机器人，智能客服机器人等服务。

图灵测试是测试人在与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问。问过一些问题后，如果测试人不能确认被测试者30%的答复哪个是人、哪个是机器的回答，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。还没有一台机器能够通过图灵测试。

3 关键技术与解决方案

（1）布局实现

聊天机器人的页面目前只有一个，使用LinearLayout布局，使用一个ListView承载聊天信息列表，页面下方是一个文字输入框和一个发送按钮。

另外，为了实现聊天语句发送和接收的区分，ListView里的项目里也定义了布局文件。所有的信息被记录时，需要保存一个flag字段，来表示它属于哪种类型的消息。

（2）类文件

消息类：ListData.java

这个类是发送或接收的某一条消息的类，其中包括三个属性和其geter、seter方法。

private String content； //消息的内容

private int flag； //消息标志位，1发送，2接收

private String time； //消息发送的时间

主操作类：MainActivity.java

完成应用的主要界面操作和显示，实现按钮点击事件，获取用户输入的文字，将其拼接成一个完成的HTTP请求的URL。

（3）主配置文件

聊天机器人发送消息和接收消息都需要使用到HTTP协议，使用Java提供的相关类，可以方便进行书写，在网络通讯类HttpData.java中最重要的方法就是 doInBackground（）方法。

（4） 图片的处理

在聊天软件中，聊天内容下面通常有这样的一张图片，但是并不是所有的聊天话语都是固定长度的，我们给每一个聊天语句的长度设置不同背景的背景图片显然不合适。

首先在图片的右侧和下侧选择一个文字容纳块，即表示当文字超过这个选定的区域时需要做图片像素的填充。另外在图片的左侧和上侧，选择需要进行像素填充的区域，一般为了保持图片的美观，仅选择一个像素的距离，而且在这个选择的像素条上没有颜色的过渡和变化。

这样当显示文字超过图片宽度时，则该图片会自动将被选定竖直像素条重 复填充，当显示文字超过图片高度时，该图片会自动将被选定水平的像素条重复填充。也就是说通过.9图片处理后的图片，是具有水平、竖直方向上的单条像素 伸缩性的一种特殊格式图片。这样做用户减少了很多图片的流量下载和程序适应性的编码。

另外，聊天机器人程序实现时，还完成了几个个优秀的小功能。

（1）我们可以在程序中给聊天机器人内置几个不同的打招呼的语句，在每次程序启动时，随机获取其中一条，作为对用户的欢迎语。这条欢迎语实际上是自己实例化一条接收的文本消息。

（2）当用户发送问题或语句超过1分钟，再次发送语句时，会在消息上部显示发送的最新短时间，以此提示用户当前时间。如02：27：32，如果时间超过1个小时，则会显示消息发送长时间，如2016年9月28日 02：27：32，方便用户查看历史记录。

（3）用户发送多条数据并得到回应，条目数多时，将会将ListView拉很长，用户再次看前几条数据时，会不太方便，在程序中对于超过30条的先前消息删除，不在聊天界面中显示。

在用户进入机器人的聊天界面时，使用了随机欢迎语。在每次程序启动时，随机获取其中一条，作为对用户的欢迎语。这条欢迎语实际上是自己实例化一条接收的文本消息。这样会是用户感到亲切，用户发送多条数据并得到回应，条目数多时，将会将ListView拉很长，用户再次看前几条数据时，会不太方便，在程序中对于超过30条的先前消息删除，不在聊天界面中显示。这样用户就不会感觉到页面乱乱的感觉。当用户发送问题或语句超过1分钟，再次发送语句时，会在消息上部显示发送的最新短时间，以此提示用户当前时间。如02：27：32，如果时间超过1个小时，则会显示消息发送长时间，如2016年9月28日 02：27：32，方便用户查看历史记录。这样就可以知道自己是几点和机器人说的话，不会感觉到不知道几点，这样就不用再去担心几点，就可以全身心地投入到与小灵机器人的聊天中。这三个功能增加了小灵机器人的灵活性，给用户舒适的感觉，不会感到枯燥、无味。

4 系统模块设计

在家用服务机器人、商用服务机器人、儿童陪伴机器人、智能客服系统、智能车载系统以及智能家居控制系统等软硬件领域占有绝对性优势。智能对话、知识库、技能服务是图灵机器人三大核心功能。智能对话是指，图灵机器人可赋予软硬件产品中文自然语言交互的能力；知识库是指图灵机器人用户可为机器人导入独家内容以满足个性化及商业化需要；技能服务是指，图灵机器人打包提供超500种实用生活服务技能，涵盖生活、出行、学习、金融、购物等多个领域，一站式满足用户需求。

智能对话：

图灵机器人大脑具备强大的中文语义分析能力，可准确理解中文含义并作出回应，是最擅长聊中文的机器人大脑，赋予软硬件产品自然流畅的人机对话能力。

知识库：

图灵机器人就像每一个人都具有其擅长的知识领域，机器人也应当有此技能。图灵机器人开放基于NLP技术的额自定义知识库功能，将领先人工智能技术与用户私有知识库进行有效结合，机器人拥有者可批量导入知识库，为自己的机器人注入“独家内容”，以满足生活、商业所需。

生活服务技能：

为了满足不同智能化产品的需求，图灵机器人一体化集成超500种生活信息服务技能，接入图灵机器人的软硬件产品，即可实现查菜谱、查天气、查快递等功能，满足智能服务类软硬件产品需求。

智能聊天机器人可以逗我们开心，可以让我们知道一些事情，直接问她就可以，不用去特意去查，他给了我们很方便的功能，我们可以对他的一些功能进行选择性的开启和关闭，我们没意思的时候可以和他聊天，她很愿意为我们服务的，他的功能深受人们的喜爱，有了智能机器人，让我们出行也带来了很多方便，他可以预知一周的天气预报。总之，智能机器人给我们带来了太多的福利，我们都会深深地爱上他。

其他：

图灵机器人是中文语境下智能度最高的“机器人大脑”，是全球领先的机器人中文语言认知与计算平台，图灵机器人对中文语义理解准确率已达90%，和真人聊天非常的像，可为智能化软硬件产品提供中文语义分析、自然语言对话、深度问答等人工智能技术服务。

据了解，“图灵机器人”本身并非机器人，而是加载在机器人身上的类似于Siri的一整套语音语义系统。而在活动现场，多款安装了“图灵机器人”系统的机器人纷纷亮相。而装备了该系统的机器人已经能实现机器人足球赛和拳击赛等的动作。据介绍，我们可爱的机器人，接入了图灵机器人大脑机器人在联网的情况下可做到和人自如的对话，就像是真人一样。深受人们的喜爱，就像两个人聊天一样，可以回答你想问的所有问题，人机对话像人类一样顺畅是因为图灵机器人采用当前主流框架DeepQA深度问答、自然语言处理及语义分析等技术，从而保证了中文语义理解准确率高达90%以上，而图灵机器人自身的学习能力可让机器人每天以0.8%的速度在不断进步。系统功能模块图如图1所示。

5 设计步骤

1）注册图灵机器人账号，获取key值，实现平台接入，通过网页获取数据。

2）异步请求数据，使用图灵机器人的API在Android平台获取数据。

3）Json数据解析，将获取到的Json数据进行解析。

4）数据封装，将解析到的数据进行封装。

5）布局实现，包含主界面，以及适配需要的界面效果，包含listview控件和adapter控件的使用。

6）点9图片的处理，将图片转换成点9图片防止图片变型和失真。

7）添加欢迎语，将欢迎与随机获取到适配，在Strings文件中进行添加数据并且获取数据。

8）添加时间，在双方进行聊天时加入文字输出的时间，并且在一定限制的情况下才会出现的事件。

本人在设计步骤中完成了注册机器人的账号，每个人对应着一个且唯一一个key值，实现平台接入，通过网页获取数据，还可以对自己的机器人设置功能开启，接着通过异步请求数据，使用图灵机器人的API在Android平台获取数据。使Android平台的数据通过异步通信传给用户，让用户知道自己所需要的知识，然后通过Json数据解析，将获取到的Json数据进行解析。使他的值通过Json数据解析，给用户传递信息。接着进行数据封装，将解析到的数据进行封装。时用户在使用过程中方便、快捷。最后，完成了布局实现，包含主界面，以及适配需要的界面效果，包含listview控件和adapter控件的使用。使显示给用户时清晰、明了的效果，页面好看才会给人舒适的感觉。运行结果如图2所示。

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