陪伴机器人自主任务规划方法及装置与流程

本发明涉及人工智能，尤其涉及一种陪伴机器人自主任务规划方法及装置。

背景技术：

1、现有服务型机器人任务规划及执行主要依赖以下方案：

2、设置预定义技能库，即开发者预先编写固定技能脚本，通过语音指令触发并执行该技能脚本；

3、if-then自动化规则，即手动配置触发条件和执行动作；

4、基于大语言模型（large language model，llm）的单轮指令执行，即接收自然语言指令，解析后调用相应的api执行。

5、上述各方案中由于是预定义技能库，导致技能扩展性差，if-then自动化规则缺乏对生活场景的理解，基于大语言模型的任务规划方式缺乏多步规划能力，无法满足面向老年人复杂生活场景的需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种陪伴机器人自主任务规划方法及装置，用以解决现有技术中技能扩展性差、缺乏场景理解以及缺乏多步规划能力至少之一的技术问题。

2、本发明提供一种陪伴机器人自主任务规划方法，包括以下步骤：

3、将目标任务的上下文数据输入场景识别模型，得到所述场景识别模型基于生活场景图谱识别的所述目标任务对应的目标场景模式，所述生活场景图谱包括：实体节点、关系边和场景模式，所述上下文数据为包括用户位置语义特征、用户状态及行为特征、时间上下文特征以及任务语义特征组成的图结构数据；

4、基于所述目标场景模式对应的场景模式模板对所述目标任务进行任务分解并排序，得到各子任务及各子任务的执行顺序和依赖关系；

5、为各子任务匹配所需资源，并基于所述执行顺序、依赖关系和预设的约束条件生成执行计划；

6、其中，所述场景识别模型是基于上下文数据样本及对应的场景模式标签训练得到的。

7、根据本发明提供的一种陪伴机器人自主任务规划方法，在将目标任务的上下文数据输入场景识别模型，得到所述场景识别模型基于生活场景图谱识别的所述目标任务对应的目标场景模式之前，还包括：

8、持续采集陪伴机器人的环境感知数据和用户行为数据；

9、基于所述环境感知数据和用户行为数据构建所述生活场景图谱。

10、根据本发明提供的一种陪伴机器人自主任务规划方法，基于所述目标场景模式对应的场景模式模板对所述目标任务进行任务分解并排序，得到各子任务及各子任务的执行顺序和依赖关系，包括：

11、解析所述目标场景模式对应的场景模式模板；

12、根据解析结果将所述目标任务分解为多个子任务，并得到各子任务的执行顺序和依赖关系。

13、根据本发明提供的一种陪伴机器人自主任务规划方法，为各子任务匹配所需资源，并基于所述执行顺序、依赖关系和预设的约束条件生成执行计划，包括：

14、为各子任务匹配所需的api、设备控制指令和/或人工介入资源；

15、对各子任务进行时间约束、空间约束和能力约束的验证；

16、约束验证通过后，基于所述执行顺序和依赖关系生成执行计划。

17、根据本发明提供的一种陪伴机器人自主任务规划方法，还包括：

18、在按照所述执行计划执行各子任务时，实时监测各子任务状态；

19、在各子任务状态存在偏差异常的情况下，触发动态重规划机制。

20、根据本发明提供的一种陪伴机器人自主任务规划方法，还包括：按照所述执行计划执行各子任务，在任务执行完成后，基于任务执行结果更新生活场景图谱。

21、根据本发明提供的一种陪伴机器人自主任务规划方法，所述场景识别模型的训练方式如下：

22、将所述上下文数据样本输入场景识别模型，得到所述场景识别模型输出的场景模式预测值；

23、将所述场景模式预测值和场景模式标签代入损失函数，在损失函数收敛时，模型训练完成。

24、本发明还提供一种陪伴机器人自主任务规划装置，包括以下模块：

25、目标场景模式识别模块，用于将目标任务的上下文数据输入场景识别模型，得到所述场景识别模型基于生活场景图谱识别的所述目标任务对应的目标场景模式，所述生活场景图谱包括：实体节点、关系边和场景模式，所述上下文数据为包括用户位置语义特征、用户状态及行为特征、时间上下文特征以及任务语义特征组成的图结构数据；

26、任务分解模块，用于基于所述目标场景模式对应的场景模式模板对所述目标任务进行任务分解并排序，得到各子任务及各子任务的执行顺序和依赖关系；

27、执行计划生成模块，用于为各子任务匹配所需资源，并基于所述执行顺序、依赖关系和预设的约束条件生成执行计划；

28、其中，所述场景识别模型是基于上下文数据样本及对应的场景模式标签训练得到的。

29、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的陪伴机器人自主任务规划方法。

30、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的陪伴机器人自主任务规划方法。

31、本发明提供的陪伴机器人自主任务规划方法及装置，通过将目标任务的上下文数据输入场景识别模型，得到所述场景识别模型基于生活场景图谱识别的所述目标任务对应的目标场景模式；基于所述目标场景模式对应的场景模式模板对所述目标任务进行任务分解并排序，得到各子任务及各子任务的执行顺序和依赖关系；为各子任务匹配所需资源，并基于所述执行顺序、依赖关系和预设的约束条件生成执行计划，由于生活场景图谱将老年人的生活环境知识系统化、结构化，为智能规划提供了知识基础，基于场景模式的任务分解，增强了对场景的理解，使复杂任务的自动分解成为可能，无需为每种任务单独编程，技能扩展性较好，且具有多步规划能力，从而显著提升了复杂任务的自主完成率，提高了异常恢复成功率，并大幅降低了老年人需要手动干预任务执行的次数。

1.一种陪伴机器人自主任务规划方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的陪伴机器人自主任务规划方法，其特征在于，在将目标任务的上下文数据输入场景识别模型，得到所述场景识别模型基于生活场景图谱识别的所述目标任务对应的目标场景模式之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的陪伴机器人自主任务规划方法，其特征在于，基于所述目标场景模式对应的场景模式模板对所述目标任务进行任务分解并排序，得到各子任务及各子任务的执行顺序和依赖关系，包括：

4.根据权利要求1所述的陪伴机器人自主任务规划方法，其特征在于，为各子任务匹配所需资源，并基于所述执行顺序、依赖关系和预设的约束条件生成执行计划，包括：

5.根据权利要求1所述的陪伴机器人自主任务规划方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的陪伴机器人自主任务规划方法，其特征在于，还包括：按照所述执行计划执行各子任务，在任务执行完成后，基于任务执行结果更新生活场景图谱。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的陪伴机器人自主任务规划方法，其特征在于，所述场景识别模型的训练方式如下：

8.一种陪伴机器人自主任务规划装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的陪伴机器人自主任务规划方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的陪伴机器人自主任务规划方法。