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機器人運動避障與虛擬形象合成技術(shù)

1.痛點問題擬人化的智能體，在人類生活中開始起到越來越重要的輔助工作、提升生產(chǎn)力和情感交流等作用。具體形式包括實體化的機器人和虛擬的數(shù)字人形象兩種形式。在實體化的機器人技術(shù)中，由于各行業(yè)場景范圍的多樣性，移動機器人的避障問題是阻礙機器人廣泛應(yīng)用的一大痛點。（1）基于視覺信息和深度強化學(xué)習(xí)來解決移動機器人避障問題，會因為仿真數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)的較大差別而導(dǎo)致泛化性能不足，使得真實場景下的避障的成功率下降。（2）目前避障問題中的深度強化學(xué)習(xí)往往需要針對不同復(fù)雜程度的場景重新訓(xùn)練或者再訓(xùn)練模型，難以訓(xùn)練出適用各種密度場景的通用模型。（3）基于雷達的深度強化學(xué)習(xí)避障方法受限于成本、功耗和仿真的難度等，往往使用單線雷達。但單線雷達僅能對某個固定的平面進行檢測，如果移動機器人具有較高的高度，只對某個平面檢測無法實現(xiàn)完美的避障。此外，隨著虛擬形象在金融、文旅、醫(yī)療、零售等領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用，數(shù)字虛擬形象產(chǎn)業(yè)應(yīng)用路線逐漸清晰，但仍存在產(chǎn)業(yè)鏈相對割裂、產(chǎn)品與需求匹配度低、生產(chǎn)成本高效率低、虛擬形象交互能力弱的問題。 2.解決方案針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本成果的解決方案從兩方面入手。首先，在移動機器人避障方面，本成果設(shè)計了一種同時結(jié)合單線雷達與單目相機的避障方法框架，并設(shè)計了新的更有效的深度強化學(xué)習(xí)模型。其次，本成果還提供一種虛擬形象說話視頻生成方法及系統(tǒng)，使用深度學(xué)習(xí)方法，基于訓(xùn)練好的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)語音模型,對預(yù)設(shè)音頻文件進行預(yù)測處理,通過在說話視頻生成過程中引入三維人臉信息,并結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型生成頭部姿勢自然轉(zhuǎn)動且具有個性化說話習(xí)慣的說話視頻。上述算法可搭載于通用硬件平臺，構(gòu)建低成本高效的虛擬形象視頻生成系統(tǒng)。基于以上科研成果，本項目將致力于國民經(jīng)濟各主流行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在人工智能、機器學(xué)習(xí)、計算機視覺技術(shù)等領(lǐng)域持續(xù)積累智能場景應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)，結(jié)合優(yōu)秀的前沿技術(shù)整合與應(yīng)用開發(fā)融合能力和深厚的市場推廣能力，全力打造智能巡檢/服務(wù)/協(xié)作機器人和虛擬人平臺等軟硬件一體化解決方案。以實體機器人并搭載虛擬說話人虛體，通過實體、虛體相結(jié)合的方式打造獨一無二、具有全新體驗的智能巡檢/服務(wù)/協(xié)作機器人，提高智能巡檢/服務(wù)/協(xié)作過程中交互的效率與質(zhì)量。合作需求尋求在清潔能源、儲能、新能源等行業(yè)智能運維部門和相關(guān)企業(yè)合作，對相關(guān)技術(shù)進行推廣應(yīng)用，在清潔能源、儲能、新能源等行業(yè)中部署巡檢/服務(wù)/協(xié)作機器人以及虛擬人服務(wù)平臺，打造無人值守范例，賦能智能化運維，共同推動行業(yè)進步。

清華大學(xué) 2022-07-08

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