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本發明公開了一種基于多感知數據融合的人機自然交互系統，包括MEMS手臂跟蹤裝置、視覺跟蹤裝置，以及安裝在操作者的手掌上的力反饋裝置，上述各裝置由PC終端控制，PC終端包括手臂運動解算模塊、圖像處理模塊、力學解算模塊和虛擬場景渲染模塊；虛擬場景渲染模塊根據手臂運動軌跡和手指運動軌跡生成虛擬手臂和手指，力學解算模塊根據虛擬手指與虛擬物體的碰觸信息，計算操作者當前狀態下應得到的期望反饋力矢量；本發明可滿足手臂大范圍運動情況下的手臂運動軌跡的跟蹤要求；其次，可通過圖像信息測量操作者手指的運動軌跡，可精確測量手指上多個關節的角度；再者，可為操作者提供力反饋和虛擬場景的視覺反饋，增強系統的臨場感、交互性。

突破了人機交互遙操作機器人的力感知、力反饋、力控制三大關鍵技術，研制成功人機交互遙操作的關鍵支撐設備，填補了國內空白。

智能交互式上肢康復機器人在機械結構上改進了現有動力型上肢康復機器人將電機放在運動關節處造成的噪聲高、體積大等不足。在系統控制上，設計了多模態控制（語音控制、觸摸控制、按鍵控制等）方式，使得控制更加符合人機交互控制需要，同時還設計了多種訓練模式（被動訓練、助力訓練、虛擬現實訓練等）。醫、患、機三者交互，實現了醫生跟患者，醫生與機器，患者與機器之間的遠程、無線控制。

1.痛點問題 多年來，工業大數據領域大數據分析算法和模型都是基于大量代碼實現，效率低，難以實現快速開發。同時，工業大數據處理分析模型處理過程多由多個算法通過一定的計算流程構成，計算流程復雜多變，迫切需要一款支持靈活定制和快速開發的處理分析技術來支持工業大數據處理分析。 2.解決方案 清華數為交互式大數據處理與分析技術針對工業大數據處理與分析任務的交互式探索、建模、調試和應用而設計。根據CRISP-DM設計原則，一般大數據處理與分析分為業務理解、數據理解、數據準備、建模、評估和部署等階段，各階段相輔相成，形成一個大數據處理分析生命周期。 圖1.交互式大數據處理與分析技術設計思想 本成果技術基于上述CRISP-DM的設計思想而設計，完全支持大數據處理與分析生命周期。該技術的特點包括： （1）內置數百種通用和專用的大數據分析算法和模型，并提供了按需擴展機制，用戶可以按照自己的需要隨時添加和擴充，以支持客戶特定的大數據應用需求； （2）支持拖拽方式構建處理與分析流程，完全圖形化設計大數據處理分析計算流程，并能在設計過程中進行單步/多步運行調試，查看中間結果，實時調整運行結果，以獲得用戶期望的處理分析結果； （3）支持機器學習模型訓練及使用，內置了機器學習模型訓練框架，一般機器學習模型在該技術的支持下，可以實現快速訓練，訓練結果可支持進一步的大數據處理與分析； （4）支持數據處理與分析流程參數化，在其提供的內部數據處理與分析算法模板中，用戶通過算法模板可以開發面向Java、Python的算法，并集成和擴展到該技術的算法集合，實現按需定制處理分析； （5）支持數據畫像和學習模型可視化，以圖形化的方式定制數據畫像的方法模型，并以二維和三維圖表的形式展示給用戶； （6）支持批處理、流處理和流轉批處理三種處理方式； （7）按需定制運行計劃與資源有效利用，用戶可設置任務執行計劃，任務執行計劃定期運行，以實現周期性處理分析，方便獲得持續的運行結果。 清華數為交互式大數據處理與分析技術面向多種用戶角色，包括數據工程師、數據分析師、數據科學家、算法工程師、運維工程師、代碼工程師等。采用分層設計，分為客戶層、服務層、計算層。 客戶層包括流程建模調試工具，用戶可用工具圖形化拖拽式設計處理與分析計算模型，并可進行調試和查看中間結果；管理工具，針對服務層所調用和訪問的計算框架或者外部系統進行管理，包括對于數據源、計算環境、存儲環境等的管理工具。 服務層主要包括流程調度服務，即負責按照用戶所設定的工作計劃來定時調度執行計算模型；執行服務，是負責執行處理分析計算的模型和算法的服務；計算資源管理服務負責管理執行服務中所能集成的所有的服務，如計算框架和存儲設施等。 計算層是執行服務在執行處理分析算法和模型中所訪問的外部服務，包括計算組件或框架，以及持久化存儲組件或者系統等。 圖2.交互式大數據處理與分析技術架構 本成果的交互式處理與分析技術較好地解決了工業大數據處理分析工作中所遇到的問題和痛點，并且能夠廣泛應用于多個行業和領域中，如能源、礦山、醫療器械、裝備制造業、消費品制造業、工程機械行業等。 合作需求 期待與工業、醫療等領域企業緊密合作，獲得各領域的實際需求，促使該技術不斷完善和升級迭代，走向成熟。 未來將在工程機械行業、醫療機械行業、礦山行業、裝備制造行業、互聯網電商行業等尋求更多的成果轉化、深度合作機會，在合作基礎上，推動上述行業領域實現數字化轉型和智能化升級，為國家實現“雙碳”目標做出清華貢獻。

本項目建立了一個擬人化的人機交互系統，實現基于虛擬現實技術的手語合成、基于視覺感知的靜態手勢識別、基于圖像和視頻序列分析的表情識別以及基于正側面相片拼接的表情合成等功能。獲得8項國家計算機軟件著作權，撰寫了1部人機交互專著，獲得2008年深圳市科技創新獎（第一），《手語翻譯系統》和《手語教學系統》分別被評為2007年和2008年國家重點新產品，構建了《中國標準手語庫》（共5587詞）。 項目成果應用于智能人機接口、數字娛樂等領域。中央電視臺一套《科技博覽》作了題為“手語手機”的專題報

智能交互式上肢康復機器人在機械結構上改進了現有動力型上肢康復機器人將電機放在運動關節處造成的噪聲高、體積大等不足，將電機、減速箱、離合器等動力器件放在底座內，并采用基于齒輪的中央驅動設計，在實現簡化機械臂的同時能完成肘關節曲/伸，肩關節曲/伸與內收/外展的多自由度活動。在系統控制上，設計了多模態控制（語音控制、觸摸控制、按鍵控制等）方式，使得控制更加符合人機交互控制需要，同時還設計了多種訓練模式（被動訓練、助力訓練、虛擬現實訓練等），以適用不同階段患者的康復訓練需求。針對該機器人設計的一款應用于手機

本發明提供一種棋牌游戲交互輔助裝置，玩家可以利用本發明的棋牌游戲交互輔助裝置與各種游戲設備進行游戲交互，在游戲交互的過程中，本發明的棋牌游戲交互輔助裝置可以為玩家提供真實棋牌的觸覺感受。此外，玩家操作本發明的棋牌游戲交互輔助裝置就可以操控游戲，這讓玩家有一種在進行實體游戲的游戲感受。此外，本發明的具有很好的普適性和便攜性，不同的棋牌游戲都可以使用本發明的棋牌游戲交互輔助裝置進行游戲交互，且人們可以和移動智能終端一起隨身攜帶，方便隨時使用。

成果簡介：本項成果是國家863 項目光學全反射式大幅面多用戶交互桌面關鍵技術及樣機研究的標志性成果，申請國家發明專利 12 項，發表論文 26 篇， 登記軟件著作權 3 項。 技術領域：電子信息 現狀特點：已經成功應用于包括中國科技館、上海世博會在內的多個展館與 博物館，并在“十一五”國家重大科技成就展中展出。 應用范圍：會議、教學互動桌，多人游戲平臺，軍用沙盤、景點

安全一體化設計，鋁合金外框 支持指紋開關屏 待機功耗低，節能環保 內置安卓模塊 外部音視頻接口豐富 支持黑屏綠色節能功能 類別 參數 參數值 操作系統 Android4.4 液晶面板尺寸 86″ 背光源 LED 顯示比例 16:9 分辨率 3840×2160 亮度 ≥430cd/m2 觸摸方式 紅外觸摸 觸摸點數 10點 書寫方式 手指、觸摸筆或其他非透明物體 觸摸分辨率 32768*32768 玻璃 防暴鋼化玻璃 電源 100V~240V，50/60Hz 最大功耗 ≤300W 外形尺寸（mm） 1974.4 x 1202.1 x 117.4(不含掛架) 包裝尺寸（mm） 2233.0 x 349.0 x 1427.0 凈重（kg） 97.0 機身材料 鋁合金面框，鈑金后蓋 安裝方式 壁掛式安裝/移動支架 工作溫度 -10℃~＋55℃ 工作濕度 10％--90％ 音視頻輸入接口 DP、HDMI、VGA、TV、SPDIF、YPBPR、AV、AUDIO 音視頻輸出接口 耳機 其他接口 RJ45、USB、RS232 附件 電源線、遙控器、觸摸筆、說明書、合格證、保修卡、掛架

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