四万温泉案内ロボット開発

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四万温泉案内ロボット開発

四万温泉のキャラクター「摩耶姫ちゃん」とお供のカモシカの「くらっぽ」、キジバトの「しまっぽ」による案内ロボットを開発しました。

2018年2月14日に上毛新聞に掲載されました。

四万温泉案内ロボット

 

複数ロボット自然会話システムの技術を適用しています。

3体のロボットは、インターネット経由で繋がっており、「くらっぽ」と「しまっぽ」のお供が四万温泉の案内を会話形式で行います。

案内は、テンキーの特定の番号を入力することで開始します。
会話が終わるとテンキーの番号入力待ちとなり、番号を入力すると会話を開始します。

会話は、同期をとりながら行い、同時に発話をすることもできます。
また、会話をしている時は、頭部や手などを動かします。

案内文は、サーバーにアップロードすることで、案内の内容を即座に変更することができます。

今後は、四万温泉の旅館、ホテルなどの宿泊施設やお店、観光スポット、四万温泉のイベント、温泉の由来、歴史などのコンテンツを増やすことで四万温泉の総合ガイドをロボットが行ってくれます。

テンキーに代わって、マイクで指示することも可能です。

温泉街の散策やサイクリング時に案内ロボットを携帯することで、温泉街のガイドを行うことが可能です。

四万温泉案内ロボット20180213-1(設置時の動画)

四万温泉案内ロボット20180213-2(設置時の動画)

四万温泉案内ロボットは、python3プログラミング言語で開発しております。
サーボモーター制御は、pigpioライブラリを使用しています。
サーボモーターの動きで、ロボットの喜怒哀楽を表現しています。

適用技術:
pythonプログラミング(音声認識、自然会話などのAIクラウドサービス利用技術、音声入力、音声合成、thread技術)
WebサービスAPI(会話の同期制御)
pigpioライブラリによるサーボモーター、LED制御(サーボの動きとLEDの光制御でロボットの喜怒哀楽を表現)
Webサーバー(PHPによるWebサービスAPIプログラミング)
MySQLデータベース(案内会話情報などのコンテンツ、ログ情報、制御情報管理)

群馬プログラミングカレッジでは、複数ロボット自然会話システム、案内ロボット、IOTシステムなどの開発教育、クラウド利用技術教育などを実施しています。

プログラミングを習得したい方を募集しております。
お気軽にお問合せください。

 

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複数ロボット自然会話システム(2)

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複数ロボット自然会話システム(2)

複数ロボット自然会話システム(1)
複数ロボット自然会話システム(2)
複数ロボット自然会話システム(3)
複数ロボット自然会話システム(4)

複数ロボット自然会話システム

ソフトウェア要件定義:

  1. ホームページの仕様:
    ホームページにアクセスして、参加ロボットのID、名前、会話モード、独り言モード、鼎談モードのロボット指定などのパラメータをFormで設定し、サーバーに設定する。設定データは、MySQLデータベースに保存する。

    以下の機能もホームページで行う。

    1. 新規ロボットの追加
    2. ロボットの削除
    3.  登録情報の表示
  2. サーバーのWebサービスAPI仕様
    1. 複数ロボット自然会話システムの中枢でシステム全体をクライアント側のサーバープログラムと連携して管理する。
    2.  プログラミング言語はPHP。
    3.  セッションを立ち上げ、session変数で管理する。
    4.  会話情報やログ情報は、サーバーのMySQLデータベースで管理する。
  3. クライアント側のサーバープログラムの仕様
    1. サーバーから参加ロボット情報、会話モード、独り言モードなどのパラメータ情報をMySQLデータベースからダウンロードして、設定する。
    2. 会話モードに従って、パターンを設定して、サーバーのsession変数にアップロードする。
    3.  対談モード:

      1) 順序(重複あり)nΠr=nのr乗でパターンリスト生成。 n=3、r=2の場合、3Π2=3の2乗=9通りのパターン
      AA  BA  CA  
      AB  BB  CB  
      AC  BC  CC
      となる。
      独り言パターンは、AA、BB、CCの3通りとなる。

      2) 独り言モードに対応して、重複パターンの有無を設定する。

      3) 各パターンのアップロード・パターンに最初の挨拶文を時刻に応じて、「こんにちは」、「こんばんは」を設定してサーバーにアップロードする。

      4) AA-u/d、AB-u/dの形式でパターンを設定。
      AAは、独り言モードで、u/dは、アップロード済/ダウンロード済を表す。 AB-u/dは、AロボットからBロボットへの会話文が格納され、u/dは、アップロード済/ダウンロード済を表す。

    4. 鼎談(ていだん)モード:

      1) 組合せ、nCrで、rは3とし、鼎談パターンを生成。

      2) nが4の場合は、4!/3!×(4-3)!=4通りのパターンを生成。

      3) nが4の場合は、ABC、ACD、BCD、BADの4パターンとなる。
      ABC-A-u/d  ACD-A-u/d  BCD-B-u/d  BAD-B-u/d
      ABC-B-u/d  ACD-C-u/d  BCD-C-u/d  BAD-A-u/d
      ABC-C-u/d  ACD-D-u/d  BCD-D-u/d  BAD-D-u/d

      4) 各パターン毎に各ロボットの会話文格納場所を確保して、u/dの状態で、アップロード済、ダウンロード済を表す。

      5) 各パターンからランダムに1つのロボットを抽出して、残りのロボットへ最初の挨拶文を時刻に応じて、「こんにちは」、「こんばんは」を設定してサーバーにアップロードする。

    5. 会談モード:

      1) 組合せ、nCrで、n、rは4以上の人数とし、会談パターンを生成。

      2) 仕組みは鼎談モードと同一。

  4. クライアントプログラム仕様
    1. クライアントプログラムは、1つのロボットのプログラムで、各ロボットの数だけ存在する。
    2. 各ロボットは、IDと名前を持ち、サーバーを通して他のロボットと会話する。
    3. 電源投入すると、サーバーから参加ロボット情報、会話モードなどのパラメータ情報をダウンロードして、初期化を行いスタンバイ状態になったら、スタンバイ状態をサーバーに送信する。
    4. ロボットとサーバー間の通信は、WebサービスAPIで行う。
    5. サーバーの会話開始合図で、他のロボットと会話を始める。
    6. サーバーの会話終了の合図で会話を中止する。
    7. 各ロボットは、投げ掛けられた会話に対して、応答を順次行う。
    8. 応答文は、AIクラウドの自然会話サービスを利用したり、ローカルで機械学習で生成したもの、形態素解析で抽出した品詞で新たに会話文を生成、マルコフ連鎖で生成した応答文などを使用する。
    9.  ロボットは、ある特定の話題について会話を行うことができる。その話題のキーワードでインターネットから検索した情報をもとに応答文を生成して会話相手のロボットに応答文を返すこともできる。

 

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