智能多功能机器人的离线操作方法与流程

本发明总体上涉及机器人领域，并且特别地涉及离线操作的机器人。相关申请的交叉引用申请人要求美国临时专利申请63/304,621(于2022年1月30日提交)、63/310,120(于2022年2月15日提交)、63/411,156(于2022年9月29日提交)和63/478,170(于2023年1月2日提交)的优先权和权益，所有这些申请均通过引用并入本文。

背景技术：

1、为了更好地理解本发明，理解术语和促进机器人操作的基本要素很有用。

2、当今的机器人通常分为两类。第一类是具有超特定功能的非智能机器人，通常在组装线上。还有一种智能的通用功能的机器人，其有时可移动，可以使用源自人工智能(例如云人工智能)或源自操作算法(例如面部和物体识别、音频识别等)的处理的智能。

3、智能机器人正越来越多地成为日常生活的一部分。这样的机器人用于(例如)医疗护理支持、用作餐厅服务员、外卖配送等。

4、这些机器人通常由存储其数据和功能的服务器控制。操作这样的机器人所需的处理能力通常需要大且昂贵的处理器。为了受服务器控制/能够访问数据、资源和服务，机器人需要具有某种形式的与服务器的通信手段，例如蓝牙、互联网等。

5、智能在线机器人通常可以访问大量数据。有了该数据，其就可以可靠地提取操作数据或任何其他数据，因为其需要这些数据，确保数据始终是最新的。如果没有这种能力，使具有复杂功能的机器人离线操作是非常困难的(甚至不可能)。可以理解，机器人在其使用期间可能并不总是与其服务器通信。例如，断电可能导致wi-fi连接中断，使机器人离线。替代地，机器人可能超出与其服务器的通信范围。因此，为了使机器人离线自主执行，因此将需要机器人上本地地由服务器提供的完整功能，这需要大且昂贵的处理器和存储能力。这种完整功能还可以包括运行繁重的操作算法的处理能力，以支持其做出进行独立操作的决策所需的智能。

6、此外，将整个服务器处理单元装到单独的机器人上以在离线时使其全部功能可用是不切实际的，也不具有成本效益。

7、为了实现本发明，处理器通常比使用服务器操作的类似机器人的一般处理器更大且更昂贵，因为服务器可以卸载通常落在机器人处理器上的大量繁重处理。由于本文公开的机器人离线操作，因此无法做到这一点。因此，本发明的机器人的处理器比一般服务器处理器小得多，因为您无法以任何合理的尺寸或成本效益将整个服务器处理单元装到每个机器人上。因此，该处理器比一般在线机器人大，而比一般服务器处理器小。

8、因此，行业和领域中需要这样的设备或系统——其可以在不利用外部服务器上可用的处理器、数据、信息和asi的情况下高效且有效地允许机器人自主离线操作。

技术实现思路

1、为了实现这些和其他目的，本文的设备允许机器人在不利用外部服务器上可用的处理器、数据、信息和asi的情况下离线自主操作。

2、因此，为了实现这些和其他目的，本文公开的发明是一种使用智能多功能机器人的方法，该智能多功能机器人具有并使用内部人工智能，并且在没有被连接到外部人工智能时自主运转，该方法包括以下步骤：在所述机器人的自主操作之前的预初始化过程或初始化过程期间，当机器人在线时从服务器下载机器人执行特定任务所需的功能和数据；在机器人自主操作期间，所述机器人不使用外部服务器或外部人工智能；在机器人自身上本机运行软件，并且处理软件的硬件在机器人自身上，并且其中，存储在机器人上的数据仅包括执行预配置的功能所需的数据；限制机载硬件处理能力仅包括执行预配置的功能所需的能力；并使机器人适应在限定的场所内自主移动。

3、在优选实施例中，机器人被初始化以仅执行其被设计用于的一个或多个任务。优选地，预配置的功能选自人工智能(ai)、与用户通信、导航、跟随用户、通过语音和音频识别而识别个体用户、生成地图的组。

4、根据本发明的另一方面，本发明构成一种能够自主移动并包括多个功能模块的智能多功能机器人，其中，大脑、路由器和每个模块的功能特征在其自己的隔离虚拟环境容器中操作。此外，每个模块运行独立的脚本，该脚本被封装并部署在其自己的隔离虚拟环境容器中。该功能特征包括导航、图像处理、音频处理或视频处理。

5、根据本发明的另一方面，本发明构成一种管理多个机器人的服务器，每个机器人执行一组指定的任务，该服务器包括：机器人管理表，该机器人管理表根据所述多个机器人中的每一个的唯一机器人id列出每个机器人的任务和关联的脚本；操作数据库，该操作数据库存储运行脚本所需的操作数据；预处理器，该预处理器运行至少一种算法以获取和更新所述操作数据；以及初始化器，当服务器与特定机器人进行网络通信时，所述初始化器根据其唯一机器人id及其关联的所述脚本初始化该特定机器人。

6、本发明的另一方面构成一种对智能多任务机器人进行编程以在没有被连接到外部服务器时使用内部智能并自主运转的方法，该方法包括以下步骤：在机器人自主操作之前的预初始化过程或初始化过程期间，将处理划分为对于机器人的低资源处理任务和对于外部服务器的高资源处理任务；用机器人的低资源处理任务初始化机器人，其中，低资源处理任务提供内部智能；在机器人自主操作期间，机器人使用内部智能而不为外部智能利用服务器；其中，存储在机器人上的用于内部智能的数据仅包括执行预配置的功能所需的数据。

7、优选地，机载硬件处理能力仅包括提供所述内部智能所需的能力。此外，机器人适于在限定的场所内的自主移动。低资源处理任务包括功能特征，该功能特征中的每一个在其自己的隔离虚拟环境容器中操作。低资源处理任务中的一个运行独立脚本以操作所述功能特征。该功能特征包括导航、图像处理、音频处理或语音处理。

8、根据本发明的另一方面，本发明构成一种用于执行预定义的一组任务的机器人，每个任务具有多个特征，该机器人包括：脚本器(scripter)，该脚本器根据机器人的唯一id号从与机器人通信的服务器下载脚本和与该唯一id号关联的多个虚拟容器，其中，该多个虚拟容器中的一个是与服务器通信以下载操作数据子集从而支持该多个虚拟容器的路由器，该多个虚拟容器中的第二虚拟容器是控制器，该控制器根据脚本控制机器人，并且其余虚拟容器中的每一个执行所述多个特征中的一个；以及机器人数据库，该机器人数据库存储操作数据子集，其中，当机器人与服务器在线时，脚本器进行操作，而当机器人从服务器离线时，所述控制器进行操作。

9、通过使用初始化过程可以现实地减少机器人运转所需的单独处理能力和数据存储所需的存储器，该初始化过程在机器人与专用服务器在线时下载机器人执行特定任务所需的功能和数据。机器人可以被初始化以执行其被设计用于的一个或多个任务。因此，仅下载任务所需的数据和指令，从而需要较少的处理能力，因此需要较廉价的处理器和存储器单元。当确定机器人在线时，机器人和服务器之间的持续ping操作可以允许服务器和机器人之间的双向更新。因此，可以通过重新设计软件来适应可以在有限处理能力上运行的功能优化从数据存储角度和软件侧设计机器人。

10、这种工作方式还可以提高数据安全性、可靠性和可用性，特别是在护理领域，尤其是与老年人配合。对于老年人来说，通常存在正确采纳和使用的问题。不太懂技术的老年人可能需要稳定可靠的使用能力，以鼓励与机器人建立信任关系。