Co-Bot 远程替身机器人设计

随着医学水平及科技的发展，人类的健康得到了极大地改善，病假与事假是每个人经常会遇到的情况。然而长期的病假将一定程度上导致学生无法到校学习，使学生的学习进度落后，虽然目前有慕课及腾讯课堂等线上课程，但这些课程无法与学校课程很好的衔接，且老师很难单独为请病假或事假的部分学生开展线上课程。同时，学校的学习氛围和同学间的互动和师生间的互动也是影响孩子成长的重要因素。为此设计此Co-Bot 远程替身机器人，旨在为请病假、事假或者长期请假的学生解决无法到校学习的问题。

1 远程替身机器人概述

“远程替身机器人是最典型的用于改善人类交流体验的服务，是继视频会议之后的又一次通信变革，让交流协作更加高效。远程替身机器人不仅能够让员工在外能够身临其境，还能让无法去学校的学生在家上课。”——《美国国家基金会》。这种机器人配备了一个电视摄像机、一个话筒进行用户影像传输和一个无线发报机用以数据传输，底部配备轮子模拟用户移动。使用者登入相关网页就能看到机器人在现场看到的一切，人们只需要远程控制便可实现足不出户完成工作学习的梦想。

据访谈，传说白猿通背拳为白猿公所传，白猿通背拳尊白猿公为太始始祖.艺成后传于李义、王道、韩成三人.经数朝流传，至清末道光年间，由山东黄县人任氏(本名鲁云清)传于北京广安门增寿寺夹道一家名叫玉顺城皮货店的帐房先生石鸿胜，石鸿胜苦练得艺，艺成后在京收徒传艺，门徒众多.所收弟子张文成、刘子英、项中山、马晓合、韩洞一.其中马晓合是北京牛街回族人，自此白猿通背拳在北京牛街得以盛传，该区所习的白猿通背拳与回族传统摔跤技术相结合，形成现在打中含摔，摔中有打的一种独特的白猿通背拳拳法.

2 远程替身机器人现状

远程替身机器人种类繁多，以较为成熟的Vgo、Double Robotics为例，其功能多样但价格在7 000 至10 000 元之间。售价高昂在于内置电机的成本高且无较好的替代品，国产电机寿命不超过1 000 小时，而进口的Portescap 等电机寿命可达3 000 小时，但成本却超2 000 元，如用较差的电机则会因机器人的自平衡靠电机快速频繁切换自转而导致电机内部碳刷损伤严重，无法维持机器人的使用寿命。此外，还包括电池等成本，每台量产的机器人价格都将超过7 千元。同时现有产品自重较大普遍在3—7 公斤，且远程替身机器人的高昂价格使得普通家庭难以负荷。

再如觅睿和360 儿童陪伴替身机器人，这类替身机器人的价格在300 元至2 000 元，但功能单一，仅通过单向视频方式交流，无法保证用户与周围人群间的互动。但与Vgo 等机器人不同，这类机器人多为塑料机身，相对于金属机身的多功能远程替身机器人成本更为低廉，同时去除了移动功能，降低了对电机质量的要求。

现有远程替身机器人造价高昂是由于其体积庞大，所需电机需具有较大功率。初期设计应考虑缩小远程替身机器人的尺寸，试图减少远程替身机器人所需电机的成本，但在设计中不能摒弃其原有的功能。在设计远程替身机器人尺寸前须考虑其应用功能性。初期方案设计思维的发散过程应首先考虑功能的实用性，以单一摄像头为主的远程替身机器人存在功能的局限性，即由于只有学生单方可以看到老师上课的样子，或是只有用户可以看到开会或讨论等情景，对方无法看到用户，因而在沟通上产生一定的差异性，无法使用户双方得到良好的沟通。因此，远程替身机器人应采用双向视频功能，在产品中加入屏幕，解决了产品在使用过程中，双方无法视频面对面的问题。心理学传统的情绪理论认为，面孔是情绪表达的主要载体，而面部表情比躯体、声音等线索更可靠，在情绪识别中起主导作用。因此，采用双向视频技术可使用户更好的与同伴进行相互沟通。通过电子屏幕置入双向视频功能，可以减少摄像头所占据体积的同时减少耳机和音响的占位。充电器方面应从传统的有线充电到无线充电的发展，一方面使产品更带科技感，另一方面无线充电则更为方便，也使得远程替身机器人的附属配件得以减少。除基本功能外，远程机器人还应具备屏幕升降功能，让用户在视线被遮挡时可自由调节屏幕高度，用以保持最佳视野。

在整个建筑工程中，建筑电气设备的能耗较大，运行成本较高。为了有效节约能源资源，实现资源的合理配置，应有效利用各种节能电器和节能设备。达到资源在各个输出、传送环节降低损耗，为企业减少各项成本的支出。为人们提供更加健康环保、绿色舒适的生存空间，打造和谐美满的绿色家园。推进企业和国家的可持续发展战略有序的进行。

3 远程替身机器人设计的意义

随着医学水平的进步虽然已经避免了很多疾病，但人们还是无法避免生病与意外，一些孩子可能从小就得了慢性病（如慢性白血病、先天性心脏病等）或难以医治的疑难杂症（如肺癌、结节性脂膜炎等），为了安全和治疗不得不待在家里或医院，而一些孩子则是普通的疾病（如发烧感冒、意外骨折等）也不得不请病假在家休养。由于不能正常上学他们可能在学习上落后，还可能在生活上孤独，在交友上面临着同学的疏远和朋友的孤立，有些孩子因此会产生抑郁情绪，在一定程度上影响身体健康。而远程替身机器人或许可以作为他们与世界交流及保持社交生活的“替身”，远程替身机器人或许可以帮助这些孩子以另一种方式重回校园。远程替身机器人尝试让其服务于普通民众特别是学生，让那些因病无法上学的学生体验到上学的快乐，弥补其无法上学的遗憾，帮助其身心健康的成长。

4 Co-bot 远程替身机器人设计的创作设想与调研

4.1 Co-bot 远程替身机器人设计的创作设想

4.1.1 共享化远程替身机器人

程小青在翻译《罪数》时，大量地采用了异化的翻译手法，最为显著的表现就是译文中保留了大量的英文词。除此之外，他的异化策略主要表现在以下两个方面。

当前市场对功能多、造价低、售价惠民的远程替身机器人存在较大的需求，这看似矛盾的需求或许在出售的模式和外观结构材质及功能上的更改将弥补这一市场缺口。

以租用的形式共享使用替身机器人，一方面避免了产品购买后使用周期短而带来的资源浪费及金钱浪费；另一方面避免了产品价格昂贵而不能普及的缺点，再有则是补足了功能多、价格低的远程替身机器人产品的市场空缺。

4.1.2 功能多样尺寸小的远程替身机器人

缩小机器人尺寸但功能保持多样化，节约因体积过大而所需的电机成本过高、所需材料过多及体积缩小带来的功能减少问题。

4.2 Co-bot 远程替身机器人设计调研

4.2.1 双向视频远程教学系统组成

发菌室要具备保温、增湿、通风、干燥等条件，菌袋进入发菌室前必须选用规定的无公害药剂进行喷雾或熏蒸消毒处理。室内挂干湿温度计，测定并记录室内温度及空气相对湿度。

现有远程替身机器人体积庞大，在所有功能确定后应考虑如何减少其体积还能不损失功能，考虑折叠结构的可实现性及产品外观造型的创新性是否符合用户群体的风格。结构上采用折叠结构，由于一体式结构不易于收纳，故使用收缩折叠结构使产品在不使用时更容易收纳。但造型上体积仍然十分庞大，故缩小其尺寸并以黄金分割制作草图。球形的设计使产品更显中性、简约、圆润、小巧，此外圆形更能带给用户温暖、圆润、亲近的感觉，寓意圆圆满满。因此，产品尝试采用圆形或球形为主要形态（如图1）。收缩折叠等结构确定后，对其圆形的造型进行深化，将造型贴合功能进行设计与改良深化。由于起初的折叠结构中其结构外露导致产品不够美观及易损坏，故深化中不断地尝试微调造型，隐藏其内部结构。在多次尝试不同的方案后，确定以球体为造型，扁平化的无线充电器，使产品更带科技感并给予用户更为简约、科技、中性的感觉，大体外观造型确定后在其外观上加以修饰，增强其科技感。采用简单结构，即一台手机、一个折叠支架、一个音响、一个无线电充电装置代替及底部的滑轮实现一台简单的远程替身机器人。

产品尺寸在符合人机工程学下定为未开启状态高15 cm、宽16 cm、长16 cm。产品屏幕长12 cm、宽6 cm、厚1 cm。产品开启状态高20.7 cm、宽16 cm、长16 cm。充电底座尺寸在符合内部结构件组装的情况下，尽量轻薄，高3.5 cm、直径22 cm。如图2 所示，更小的尺寸更有利于节约成本，且相比于市场现有产品，其更加便携实用。

主动红外夜视技术是指仪器通过非激光器类的普通红外光源（红外二极管等）主动向外发射红外光束照射目标，并将目标反射的红外辐射图像转化成为可见光图像，从而进行夜间观察

。

4.2.3 无线充电

其他如晋代京相璠《春秋土地名》、王隐《晋书地道记》、袁山松《郡国志》、乐资《九州要记》、张勃《吴地志》、郭璞《尔雅注》，亦有不少地名渊源的解释，但著作大多缺佚，仅从他书转引中尚可窥之，例如南北朝的许多地理著作：北魏阚骃《十三州志》、宋盛弘之《荆州记》、庾仲雍《湘中记》、刘道真《钱唐记》、陈顾野王《舆地志》等。

采用电磁感应式无线充电，初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端

。

5 Co-bot 远程替身机器人的设计思路

5.1 功能设计

由此可见，市面上缺乏功能多、价格低的远程替身机器人产品，但市场需要这类产品。

我国是世界上人口最多的国家，为了养活占世界22%的14亿人口，早在20世纪80年代，我国就已经开始了转基因技术的研究。到目前为止，我国总共有七种转基因农作物获得农业转基因生物安全证书，其中转基因棉花和木瓜已经农业部批准获得了商业化种植的许可。此外，转基因大豆和转基因油菜等五类农作物和其涉及的17种农产品被国家农业部要求进行强制性标识。[1]这说明，我国对于转基因食品持非常谨慎的态度。

5.2 造型设计

ACVON 双向视频系统是一种纯软件的视频系统，是由会议控制中心、多点音视频分发控制单元（MCU）、视频客户端三大部分组成。支持 VPN 连接，支持多级 MCU 交叉互连，ACVON 系统支持从 160×120 到 720×575 的多种视频分辨率和各种帧率选择，具有视频分辨率“帧数”、对比度“亮度”等视频参数在线即时调整功能。支持 G711、G729、GSM、G723.1，MpegLayer-3音频压缩，具有回音消除“噪音抑制”自动增益控制功能和支持远端摄像机云台和聚焦控制，兼容多种解码器控制协议，具有支持教师的屏幕广播和音视频转发广播的功能。系统音频视频同步，网络正常情况下延迟在 300 ms 以内，系统支持H.323 终端互联，低码流，高精度（720×576）。终端不需要固定IP 地址，支持双频显示，极低网络宽带需求（56K 即提供 320×240）

。

5.3 尺寸设计

4.2.2 红外夜视

5.4 结构设计

产品结构基于产品功能和外观而设计，产品内部包含伸缩结构、开关、散热口、音响、音响散热口、升降卡位、机器人本身旋转轴、屏幕旋转轴、扣位、音响遮挡盖等结构。其中伸缩结构、升降卡位、机器人本身旋转轴、屏幕旋转轴为内置结构，此类结构较易损坏故置于产品内部不外露。产品搭载一款近5 寸屏幕用以双向视频，同时搭载耳机、音响及摄像头用以实时双向传输和接收周围的音频和视频（如图3）。

5.5 配色设计

产品颜色应以白色为主，蓝色为辅，使产品更为大众化、简约化、科技化

。白色为大众颜色，体现出产品的中性设计。蓝色灯带的装饰使产品更有科技感

（如图4）。

我爸爸会的东西还有很多。他教我做风车、做风筝，还带我参观他的工作场所，我从中学到了许多安全用电的常识。我觉得家里有一个聪明的爸爸真幸福呢！（指导老师：许艳红）

5.6 APP 设计

现有远程替身机器人的操作基于公司研发平台的网页无法实现随时随地操控，需要电脑才能完成这一复杂的操作流程。APP的设计将有效改善这一缺点，使得用户随时随地控制替身机器人。

APP 的设计在于作为用户与机器人之间的媒介，用以帮助用户更好的远程控制机器人与同伴或老师互动。从登入、注册、设置等页面开始、用户只需使用手机号便可以注册。在注册后使用软件自带的扫码服务，识别机器人充电器底部的二维码进入操作页面，APP 的主要功能有视频动作监控灵敏度的调节，声音检测灵敏度的调节及可选择的监控区域。此外，分享页面中可分享实时画面给老师、学校负责人和家长。颜色以白色、蓝色为主，体现产品中性、简约的风格。用户可通过APP 远程控制替身机器人上课，以及与同学和老师进行互动（见图5）。手机APP 通过采集用户的面部图像和语音信息并实时输到机器人的显示器上，通过机器人上的双向视频技术将教室信息同步传回至手机APP 中，使得Co-Bot 远程替身机器人可以更好地让学生与教师、同学、同伴之间互动。动作监控灵敏度与声音检测灵敏度的调节设置旨在让用户可在信号较弱或对方（教师/同伴/同学）动作变化幅度较大且声音较小时更好地控制机器人捕捉声音与动作，实现更好的互动。APP 尝试以最简单的操作方式满足用户对复杂的功能需求，同时实现学生、家长、老师、同伴之间的四方互联。

5.7 租用流程

Co-Bot 远程替身机器人采用共享化租用的模式，类似于共享充电宝的方式。用户可通过门店或网站缴纳一定押金及租用费用，自行租用产品。工作人员将把远程替身机器人送至用户指定地点或由用户自行放置，工作人员或用户提前与学校或教师进行沟通以使得用户拥有更好的使用体验，同时也可获得学校或教师的认可与允许。用户在使用结束后可自行归还至门店或网站指定地点，也可电话通知工作人员上门回收远程替身机器人，并在这一流程结束后结算租金及申请退还押金。这一简单的共享租用流程的设想可在一定程度上解决学生家长因远程替身机器人价格昂贵而无法购买的问题，同时减少资源浪费。通过减少新生产及循环使用，降低替身机器人的生产成本，从而降低替身机器人的售价。采用共享化租用形式能使更多需要的家庭受惠，并弥补市场上价格低、功能多的远程替身机器人的市场空缺。

6 结语

Co-Bot 远程替身机器人是对远程机器人设计的一种探索。其在一定程度上解决了目前市场上远程替身机器人存在的功能单一、互动性差、通用性差、价格昂贵等问题。Co-Bot 远程替身机器人的设计以人文关怀，共享租用为核心，适合广大学校，教育机构，公司等使用，以及适合生病请假、事假、长期无法到校学习的学生使用，主要服务于因病长期无法到校的学生使用。提出远程替身机器人共享租用概念，希望借此设计帮助更多无法到校上课的学生，给予学生以关怀，使其能重返校园体验学校的学习氛围获得正常的校园生活，同时增加与同学老师之间的互动，从而希望通过此类互动减少学生因病假长期无法与同伴或同龄人之间互动而产生负面情绪或抑郁心理。

2)EC细网格模式对莆田—厦门一带登陆的“尼伯特”台风影响苍南地区期间的风场、低层辐合和高层辐散配置场、850 hPa垂直速度场演变与降水起始及强度实况吻合。

[1]李红园.双向视频远程教学系统及其应用[J].宁波广播电视大学学报，2005（02）：83-86.

[2]赵跃进，王夏天，冯韵.夜视技术及其在中远距离的应用[J].中国铁路，2017（02）：71-76.

[3]郑世欣.浅析无线充电技术在电动汽车应用中的优势与短板[J].电气传动自动化，2017，39（05）：16-19.

[4]孙丽丽，宋魁彦.人体工学及产品设计实例[M].北京：化学工业出版社，2016：40-50.

[5]CHRIS LEFTERI.Material for design [M].London: Laurence King publishing,2014.

[6]熊湘晖.产品造型设计的外观质量美学评价理论及研究[D].昆明：昆明理工大学，2005.

[7]邱志诚，高娟，李慧萍.产品外观色彩的色调设计及配色原则[J].包装工程，2004（01）：124-125+133.