【摘 要】
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随着教育信息化产业的大力发展以及人工智能技术的不断成熟,教育陪伴机器人作为教育应用中的典型代表受到广泛关注。但由于如今的教育陪伴机器人产品功能效果难以保证、开放性和可扩展性相对较差,此类产品还不能满足教育陪伴机器人的应用需求,同时教育陪伴机器人作为教育知识服务载体,能够为激发学生学习兴趣、培养学生综合能力提供平台支撑。本文以建构主义和实用主义为理论基础,结合Arduino电子互动平台和ROS机器人
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随着教育信息化产业的大力发展以及人工智能技术的不断成熟,教育陪伴机器人作为教育应用中的典型代表受到广泛关注。但由于如今的教育陪伴机器人产品功能效果难以保证、开放性和可扩展性相对较差,此类产品还不能满足教育陪伴机器人的应用需求,同时教育陪伴机器人作为教育知识服务载体,能够为激发学生学习兴趣、培养学生综合能力提供平台支撑。本文以建构主义和实用主义为理论基础,结合Arduino电子互动平台和ROS机器人操作系统,设计并开发了教育陪伴机器人,为学习者提供了自动跟随、语音控制以及教育知识语音问答功能。论文主要开展了以下研究工作:（1）设计了基于Arduino的教育陪伴机器人系统。结合教育陪伴机器人的应用需求,对硬件模块、软件模块和教育陪伴机器人外形进行了详细地设计。其中,硬件模块包括了电源控制、舵机移动和WIFI通信三个部分,软件模块完成了学习者自动跟随、教育陪伴机器人语音控制移动和教育知识语音问答三个部分的功能设计。（2）研究了教育陪伴机器人语音交互方法。利用ROS点对点易扩展的通信机制,基于科大讯飞语音识别功能包实现了教育陪伴机器人语音识别、语音控制和语音合成的功能;采用基于图灵的知识库构建方法实现了学习者与教育陪伴机器人之间的问答交流。（3）根据需求设计和整体架构完成教育陪伴机器人系统的开发,重点实现了学习者检测与自动跟随、教育陪伴机器人语音控制移动和教育知识语音问答功能,经过系统测试,能够为学习者提供较好的教育陪伴服务。
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