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本發(fā)明公開了一種基于多感知數(shù)據(jù)融合的人機(jī)自然交互系統(tǒng)，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(yùn)動(dòng)解算模塊、圖像處理模塊、力學(xué)解算模塊和虛擬場(chǎng)景渲染模塊；虛擬場(chǎng)景渲染模塊根據(jù)手臂運(yùn)動(dòng)軌跡和手指運(yùn)動(dòng)軌跡生成虛擬手臂和手指，力學(xué)解算模塊根據(jù)虛擬手指與虛擬物體的碰觸信息，計(jì)算操作者當(dāng)前狀態(tài)下應(yīng)得到的期望反饋力矢量；本發(fā)明可滿足手臂大范圍運(yùn)動(dòng)情況下的手臂運(yùn)動(dòng)軌跡的跟蹤要求；其次，可通過圖像信息測(cè)量操作者手指的運(yùn)動(dòng)軌跡，可精確測(cè)量手指上多個(gè)關(guān)節(jié)的角度；再者，可為操作者提供力反饋和虛擬場(chǎng)景的視覺反饋，增強(qiáng)系統(tǒng)的臨場(chǎng)感、交互性。

1.痛點(diǎn)問題 多年來，工業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)分析算法和模型都是基于大量代碼實(shí)現(xiàn)，效率低，難以實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)。同時(shí)，工業(yè)大數(shù)據(jù)處理分析模型處理過程多由多個(gè)算法通過一定的計(jì)算流程構(gòu)成，計(jì)算流程復(fù)雜多變，迫切需要一款支持靈活定制和快速開發(fā)的處理分析技術(shù)來支持工業(yè)大數(shù)據(jù)處理分析。 2.解決方案 清華數(shù)為交互式大數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)針對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)處理與分析任務(wù)的交互式探索、建模、調(diào)試和應(yīng)用而設(shè)計(jì)。根據(jù)CRISP-DM設(shè)計(jì)原則，一般大數(shù)據(jù)處理與分析分為業(yè)務(wù)理解、數(shù)據(jù)理解、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、建模、評(píng)估和部署等階段，各階段相輔相成，形成一個(gè)大數(shù)據(jù)處理分析生命周期。 圖1.交互式大數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)設(shè)計(jì)思想 本成果技術(shù)基于上述CRISP-DM的設(shè)計(jì)思想而設(shè)計(jì)，完全支持大數(shù)據(jù)處理與分析生命周期。該技術(shù)的特點(diǎn)包括： （1）內(nèi)置數(shù)百種通用和專用的大數(shù)據(jù)分析算法和模型，并提供了按需擴(kuò)展機(jī)制，用戶可以按照自己的需要隨時(shí)添加和擴(kuò)充，以支持客戶特定的大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求； （2）支持拖拽方式構(gòu)建處理與分析流程，完全圖形化設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)處理分析計(jì)算流程，并能在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行單步/多步運(yùn)行調(diào)試，查看中間結(jié)果，實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)行結(jié)果，以獲得用戶期望的處理分析結(jié)果； （3）支持機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練及使用，內(nèi)置了機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練框架，一般機(jī)器學(xué)習(xí)模型在該技術(shù)的支持下，可以實(shí)現(xiàn)快速訓(xùn)練，訓(xùn)練結(jié)果可支持進(jìn)一步的大數(shù)據(jù)處理與分析； （4）支持?jǐn)?shù)據(jù)處理與分析流程參數(shù)化，在其提供的內(nèi)部數(shù)據(jù)處理與分析算法模板中，用戶通過算法模板可以開發(fā)面向Java、Python的算法，并集成和擴(kuò)展到該技術(shù)的算法集合，實(shí)現(xiàn)按需定制處理分析； （5）支持?jǐn)?shù)據(jù)畫像和學(xué)習(xí)模型可視化，以圖形化的方式定制數(shù)據(jù)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(zhuǎn)批處理三種處理方式； （7）按需定制運(yùn)行計(jì)劃與資源有效利用，用戶可設(shè)置任務(wù)執(zhí)行計(jì)劃，任務(wù)執(zhí)行計(jì)劃定期運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)周期性處理分析，方便獲得持續(xù)的運(yùn)行結(jié)果。 清華數(shù)為交互式大數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)面向多種用戶角色，包括數(shù)據(jù)工程師、數(shù)據(jù)分析師、數(shù)據(jù)科學(xué)家、算法工程師、運(yùn)維工程師、代碼工程師等。采用分層設(shè)計(jì)，分為客戶層、服務(wù)層、計(jì)算層。 客戶層包括流程建模調(diào)試工具，用戶可用工具圖形化拖拽式設(shè)計(jì)處理與分析計(jì)算模型，并可進(jìn)行調(diào)試和查看中間結(jié)果；管理工具，針對(duì)服務(wù)層所調(diào)用和訪問的計(jì)算框架或者外部系統(tǒng)進(jìn)行管理，包括對(duì)于數(shù)據(jù)源、計(jì)算環(huán)境、存儲(chǔ)環(huán)境等的管理工具。 服務(wù)層主要包括流程調(diào)度服務(wù)，即負(fù)責(zé)按照用戶所設(shè)定的工作計(jì)劃來定時(shí)調(diào)度執(zhí)行計(jì)算模型；執(zhí)行服務(wù)，是負(fù)責(zé)執(zhí)行處理分析計(jì)算的模型和算法的服務(wù)；計(jì)算資源管理服務(wù)負(fù)責(zé)管理執(zhí)行服務(wù)中所能集成的所有的服務(wù)，如計(jì)算框架和存儲(chǔ)設(shè)施等。 計(jì)算層是執(zhí)行服務(wù)在執(zhí)行處理分析算法和模型中所訪問的外部服務(wù)，包括計(jì)算組件或框架，以及持久化存儲(chǔ)組件或者系統(tǒng)等。 圖2.交互式大數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)架構(gòu) 本成果的交互式處理與分析技術(shù)較好地解決了工業(yè)大數(shù)據(jù)處理分析工作中所遇到的問題和痛點(diǎn)，并且能夠廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中，如能源、礦山、醫(yī)療器械、裝備制造業(yè)、消費(fèi)品制造業(yè)、工程機(jī)械行業(yè)等。 合作需求 期待與工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域企業(yè)緊密合作，獲得各領(lǐng)域的實(shí)際需求，促使該技術(shù)不斷完善和升級(jí)迭代，走向成熟。 未來將在工程機(jī)械行業(yè)、醫(yī)療機(jī)械行業(yè)、礦山行業(yè)、裝備制造行業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)電商行業(yè)等尋求更多的成果轉(zhuǎn)化、深度合作機(jī)會(huì)，在合作基礎(chǔ)上，推動(dòng)上述行業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)，為國(guó)家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)做出清華貢獻(xiàn)。

本項(xiàng)目建立了一個(gè)擬人化的人機(jī)交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的手語合成、基于視覺感知的靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別、基于圖像和視頻序列分析的表情識(shí)別以及基于正側(cè)面相片拼接的表情合成等功能。獲得8項(xiàng)國(guó)家計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)，撰寫了1部人機(jī)交互專著，獲得2008年深圳市科技創(chuàng)新獎(jiǎng)（第一），《手語翻譯系統(tǒng)》和《手語教學(xué)系統(tǒng)》分別被評(píng)為2007年和2008年國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品，構(gòu)建了《中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)手語庫》（共5587詞）。 項(xiàng)目成果應(yīng)用于智能人機(jī)接口、數(shù)字娛樂等領(lǐng)域。中央電視臺(tái)一套《科技博覽》作了題為“手語手機(jī)”的專題報(bào)

本發(fā)明提供一種棋牌游戲交互輔助裝置，玩家可以利用本發(fā)明的棋牌游戲交互輔助裝置與各種游戲設(shè)備進(jìn)行游戲交互，在游戲交互的過程中，本發(fā)明的棋牌游戲交互輔助裝置可以為玩家提供真實(shí)棋牌的觸覺感受。此外，玩家操作本發(fā)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(jìn)行實(shí)體游戲的游戲感受。此外，本發(fā)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(fā)明的棋牌游戲交互輔助裝置進(jìn)行游戲交互，且人們可以和移動(dòng)智能終端一起隨身攜帶，方便隨時(shí)使用。

成果簡(jiǎn)介：本項(xiàng)成果是國(guó)家863 項(xiàng)目光學(xué)全反射式大幅面多用戶交互桌面關(guān)鍵技術(shù)及樣機(jī)研究的標(biāo)志性成果，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利 12 項(xiàng)，發(fā)表論文 26 篇， 登記軟件著作權(quán) 3 項(xiàng)。 技術(shù)領(lǐng)域：電子信息 現(xiàn)狀特點(diǎn)：已經(jīng)成功應(yīng)用于包括中國(guó)科技館、上海世博會(huì)在內(nèi)的多個(gè)展館與 博物館，并在“十一五”國(guó)家重大科技成就展中展出。 應(yīng)用范圍：會(huì)議、教學(xué)互動(dòng)桌，多人游戲平臺(tái)，軍用沙盤、景點(diǎn)

安全一體化設(shè)計(jì)，鋁合金外框 支持指紋開關(guān)屏 待機(jī)功耗低，節(jié)能環(huán)保 內(nèi)置安卓模塊 外部音視頻接口豐富 支持黑屏綠色節(jié)能功能 類別 參數(shù) 參數(shù)值 操作系統(tǒng) 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(diǎn)數(shù) 10點(diǎn) 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(jī)身材料 鋁合金面框，鈑金后蓋 安裝方式 壁掛式安裝/移動(dòng)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(jī) 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

奧威亞智能交互一體機(jī) 智能教學(xué) 隨心掌控 輕松滿足： ·課堂教學(xué) ·教研互動(dòng) ·會(huì)議演示 ·遠(yuǎn)程會(huì)議 優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)： ·集成設(shè)計(jì) 便捷易用 一體集成設(shè)計(jì)，功能豐富，簡(jiǎn)約美觀 多種快捷工具輕松調(diào)取，使用更高效、便捷 搭配“傳屏寶”、智能筆、移動(dòng)推車等，滿足多種應(yīng)用需求 ·超清護(hù)眼 視聽舒適 4K超清顯示，屏幕亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)，聲音傳播均勻、清晰 防藍(lán)光、防眩光、低輻射，更護(hù)眼 ·精細(xì)識(shí)別 書寫流暢 高精度紅外觸控技術(shù)，精細(xì)識(shí)別書寫 手指書寫、手掌擦除，還原自然書寫體驗(yàn) ·無線傳屏 高效上課 無線傳屏功能，可快速連接電腦手機(jī)，實(shí)時(shí)傳輸圖文視頻，方便開展各種教學(xué)活動(dòng) ·智能管控 保障安全 設(shè)有密碼鎖、NFC、AI人臉解鎖等多重設(shè)備權(quán)限管理方式，設(shè)備管理更簡(jiǎn)單、安全 ·兩套系統(tǒng) 智能切換 支持Windows和Android雙系統(tǒng)，設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定，課堂選擇更豐富

主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)如下： 給老人情感呵護(hù)； 它一款通訊溝通工具，方便老人與家人、醫(yī)生進(jìn)行溝通； 簡(jiǎn)單易用，僅僅需要語音對(duì)話，就可交互，完全解放雙手； 豐富老人的娛樂生活； 老人的學(xué)習(xí)工具，老人可通過它學(xué)習(xí)知識(shí)（養(yǎng)生、廣場(chǎng)舞、按摩等）； 老人的生活助手； 一鍵求救； 健康監(jiān)控伴侶。 

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