語(yǔ)音交互機(jī)器人的耳朵：聽(tīng)到聲音，識(shí)別不同的聲音

人的耳朵是僅次于眼睛的感覺(jué)器官，聲波叩擊耳膜引起聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)的沖動(dòng)，沖動(dòng)傳給 大腦的聽(tīng)覺(jué)區(qū)，因而引起人的聽(tīng)覺(jué)。服務(wù)機(jī)器人“耳朵”通常是用“微音器”或者錄音機(jī)做 成的。例如，被送到火星上去的空間機(jī)器人，它的“耳朵”就是一架無(wú)線電接收機(jī)。人的 耳朵十分靈敏，人能聽(tīng)到Z微弱的聲音，它對(duì)耳膜的壓強(qiáng)是只有100億分之幾kg/cm², 這 個(gè)壓強(qiáng)的大小只是大氣壓強(qiáng)的百億分之幾�？墒怯靡环N稱為鈦酸鋇的壓電材料做成的 “耳朵”比人的耳朵更為靈敏。如果用這樣的“耳朵”來(lái)監(jiān)聽(tīng)糧庫(kù)，那么在2～3kg 糧食里 一條小蟲爬動(dòng)的聲音也能被它準(zhǔn)確地“聽(tīng)”出來(lái)。

用壓電材料做成的“耳朵”之所以能夠聽(tīng)到聲音，是因?yàn)閴弘姴牧鲜艿嚼�力或者壓�?作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱的電壓信號(hào)，這種電壓可以用電路檢測(cè)出來(lái)，這種特性稱為壓電效應(yīng)。 當(dāng)壓電材料在聲波的作用下不斷地被拉伸或壓縮的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生隨聲音信號(hào)變化而變化 的電壓，這種電壓經(jīng)過(guò)放大器放大后送入計(jì)算機(jī)(相當(dāng)于人腦的聽(tīng)覺(jué)區(qū))進(jìn)行處理，服務(wù) 機(jī)器人“耳朵”就能聽(tīng)到聲音了。但是，聽(tīng)到聲音只是D一步，更重要的是要能識(shí)別不同 的聲音。

目前，人們已經(jīng)研制成功了能夠識(shí)別連續(xù)話音的裝置，它能夠識(shí)別不是特別指定的 人所發(fā)出的聲音，這項(xiàng)技術(shù)能使服務(wù)機(jī)器人“聽(tīng)話”,從而大大地降低了對(duì)服務(wù)機(jī)器人用 戶的特殊要求。用戶可以用嘴直接向服務(wù)機(jī)器人發(fā)布指令，從而改變了用戶在操作服務(wù) 機(jī)器人的時(shí)候，手和眼睛忙個(gè)不停，而嘴和耳朵卻是閑著的狀況。 一個(gè)用戶可以用聲音 同時(shí)控制四面八方的服務(wù)機(jī)器人，還可以對(duì)樓上和樓下的服務(wù)機(jī)器人同時(shí)發(fā)出指令，且 不需要照明，這樣就能適宜于在夜間或地下工作。現(xiàn)在，人們還在研究使服務(wù)機(jī)器人“耳 朵”能通過(guò)聲音鑒別人的心理狀態(tài)等問(wèn)題，人們希望未來(lái)服務(wù)機(jī)器人“耳朵”不光能夠聽(tīng) 懂人說(shuō)的話，它還能夠理解人的喜悅、憤怒、驚訝、猶豫和曖昧等情緒。這些都會(huì)給服務(wù) 機(jī)器人的應(yīng)用帶來(lái)極大的發(fā)展空間。下面介紹一個(gè)服務(wù)機(jī)器人“耳朵”的實(shí)例。

日本著名的東京高島屋商場(chǎng)為了解決顧客排長(zhǎng)隊(duì)購(gòu)物難的問(wèn)題，引入了一款語(yǔ)音識(shí) 別機(jī)器人“薩婭”當(dāng)導(dǎo)購(gòu)員，如圖2.4所示�！八_婭”能夠用超過(guò)700種不同的語(yǔ)音方式對(duì) 購(gòu)物者的問(wèn)題和投訴做出反應(yīng)，它會(huì)告訴顧客去哪層樓能夠買到他們所需的商品，還能 和他們閑聊幾句，但是有時(shí)也會(huì)無(wú)法“溝通”。曾有一位記者問(wèn)“薩婭”問(wèn)題，可能是因?yàn)? 他口音太重，“薩婭”聽(tīng)不懂，一直指著洗手間的方向，無(wú)法告訴記者所要去的商場(chǎng)樓層。 雖然“薩婭”的面部動(dòng)作還存在一些不足，但是它表現(xiàn)高興、傷心或生氣時(shí)是很逼真的。 盡管“薩婭”是一個(gè)語(yǔ)音識(shí)別服務(wù)機(jī)器人，但是它像其他日本人那樣講禮貌，彬彬有禮。