基于思维链的人形机器人柔性装配方法、系统及介质与流程

本技术涉及自然语言处理，尤其涉及一种基于思维链的人形机器人柔性装配方法、系统及介质。

背景技术：

1、随着制造业向智能化和柔性化方向的发展，传统的固定流程装配系统已经难以满足多样化、定制化生产的需求。柔性制造系统作为一种应对复杂多变生产环境的解决方案，能够快速适应不同类型的装配任务和产品变化，提升生产线的效率和灵活性。在此过程中，人形机器人因其类人化的操作方式和灵活的工作能力，逐渐成为柔性制造领域的重要角色。

2、然而，目前的人形机器人在复杂任务解析和自主装配方面仍面临多重挑战，例如在面对新任务时，往往需要对任务流程进行重新编程或调整，这不仅增加了系统的开发时间，也提高了使用门槛和成本。传统的机器人任务分配和规划大多依赖于预先编写的程序或固定的指令模板，任务解析能力不足，难以理解复杂指令，这种方法在应对多变的装配任务时显得过于僵化和缺乏灵活性，无法满足快速调整和实时响应的要求。同时，在进行任务规划与执行任务时，往往缺乏对复杂装配过程的深入理解和自适应能力，导致操作员需要投入大量时间进行任务指导和参数调整，极大地限制了生产线的自动化水平。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种基于思维链的人形机器人柔性装配方法、系统及介质，旨在无需依赖预先编写的程序或固定指令模板，以减少开发和操作成本，自动从复杂指令中准确提取关键信息，生成清晰的执行计划，实现柔性装配的智能化。

2、为实现上述目的，本技术实施例的一方面提出了一种基于思维链的人形机器人柔性装配方法，所述方法包括以下步骤：

3、获取用户提供的装配任务指令；

4、通过思维链模型对所述装配任务指令进行任务解析，并在解析过程中通过注意力机制计算所述装配任务指令中每个词语的权重，根据所述权重动态调整与当前任务相关的解析目标，根据所述解析目标将任务逐层分解为多个子任务，得到任务树结构；

5、遍历所述任务树结构确定装配计划，其中，所述装配计划包括执行安排顺序、任务路径规划和装配动作参数；

6、根据所述装配计划控制人形机器人执行装配操作。

7、在一些实施例中，所述获取用户提供的装配任务指令，包括以下步骤：

8、获取用户提供的多模态数据，其中，所述多模态数据包括文字、语音和视觉信息；

9、采用自然语言处理技术对文字和语音进行分词、词性标注和语义解析，提取任务的主要内容和意图得到文本信息；

10、采用计算机视觉技术对所述视觉信息进行特征提取和识别，得到符号信息；

11、将所述文本信息和所述符号信息映射到向量空间，得到所述装配任务指令。

12、在一些实施例中，所述通过注意力机制计算所述装配任务指令中每个词语的权重，根据所述权重动态调整与当前任务相关的解析目标，包括以下步骤：

13、通过注意力机制基于上下文信息计算所述装配任务指令中每个词语的注意力评分，其中，所述上下文信息包括任务历史状态和领域知识；

14、对所述注意力评分进行归一化处理，得到所述词语的权重；

15、将所述权重大于预设阈值的所述词语确定为与当前任务相关的所述解析目标。

16、在一些实施例中，所述遍历所述任务树结构确定装配计划，包括以下步骤：

17、遍历所述任务树结构确定子任务的先后顺序与依赖关系；

18、根据所述子任务的先后顺序与依赖关系，对所述任务树结构进行逻辑验证，并基于注意力机制对所述任务树结构中的子任务排列进行优化，得到所述执行安排顺序；

19、根据所述执行安排顺序采用运动规划算法确定所述任务路径规划；

20、对所述子任务进行任务分解，直至分解成人形机器人可直接执行的多个基础动作，并根据所述基础动作确定所需的装配动作参数；

21、根据所述执行安排顺序、所述任务路径规划和所述装配动作参数得到装配计划。

22、在一些实施例中，所述根据所述子任务的先后顺序与依赖关系，对所述任务树结构进行逻辑验证，并基于注意力机制对所述任务树结构中的子任务排列进行优化，得到所述执行安排顺序，包括以下步骤：

23、当同时存在多个待执行的所述子任务，则通过注意力机制评估每个所述子任务的优先级和资源需求，得到评估结果；

24、根据所述评估结果通过强化学习算法确定任务调度策略，并根据所述任务调度策略调整所述任务树结构中的子任务排列，得到所述执行安排顺序。

25、在一些实施例中，所述基于思维链的人形机器人柔性装配方法还包括以下步骤：

26、获取监测数据，其中，所述监测数据包括环境信息和装配状态数据；

27、根据所述监测数据判断当前执行的所述子任务是否存在异常情况；

28、当所述子任务存在异常情况，则通过注意力机制重新对所述子任务进行任务解析，并动态调整所述子任务对应的所述装配计划。

29、在一些实施例中，所述基于思维链的人形机器人柔性装配方法还包括以下步骤：

30、记录所述任务树结构和所述装配状态数据，得到装配流程结果；

31、通过交互界面展示所述装配流程结果。

32、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种基于思维链的人形机器人柔性装配虚拟系统，所述虚拟系统包括：

33、第一模块，用于获取用户提供的装配任务指令；

34、第二模块，用于通过思维链模型对所述装配任务指令进行任务解析，并在解析过程中通过注意力机制计算所述装配任务指令中每个词语的权重，根据所述权重动态调整与当前任务相关的解析目标，根据所述解析目标将任务逐层分解为多个子任务，得到任务树结构；

35、第三模块，用于遍历所述任务树结构确定装配计划，其中，所述装配计划包括执行安排顺序、任务路径规划和装配动作参数；

36、第四模块，用于根据所述装配计划控制人形机器人执行装配操作。

37、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种基于思维链的人形机器人柔性装配硬件系统，所述硬件系统包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

38、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

39、本技术实施例至少包括以下有益效果：本技术提供一种基于思维链的人形机器人柔性装配方法、系统及介质,该方案通过获取用户提供的装配任务指令，通过思维链模型对装配任务指令进行任务解析，并在解析过程中通过注意力机制计算装配任务指令中每个词语的权重，根据权重动态调整与当前任务相关的解析目标，根据解析目标将任务逐层分解为多个子任务，得到任务树结构，能够无需依赖预设固定指令模板或规则，利用层级化思维链和注意力机制的结合，在任务解析过程中自动从复杂指令中准确提取关键信息，忽略无关内容，适应自然语言中多变的表达方式，提高自主任务解析能力的灵活性和准确性。

40、通过遍历任务树结构确定装配计划，其中，装配计划包括执行安排顺序、任务路径规划和装配动作参数，根据装配计划控制人形机器人执行装配操作，能够将任务转化为装配操作，生成清晰的执行计划，减少柔性配装系统开发和操作成本，实现柔性装配的智能化。