淘云科技：用“AI 机器人”链接家园共育.pdf

过去，玩具的设计是为了满足儿童的娱乐需求，陪伴成长，激发 儿 童 探 索 和 认 识 世 界 的 兴趣。近年来，随着通识教育的发展，教育焦虑随年龄段逐渐下移，家长越来越重视孩子课外能力的养成和德智体美劳的全面发展，希望与孩子朝夕相处的玩具有除娱乐以外的功能，例如可以帮助孩子提高学习效率和成绩，或是完成更具挑战性的学习任务。针对儿童学习成长全场景，安徽淘云科技股份有限公司（以下简称“淘云科淘云科技：用“AI+机器人”链接家园共育近年来，市面上开始出现众多智能早教机器人，它们集陪伴、教育于一体，一般具有语音对话、百科问答、动作表达等功能。这种场景式的陪伴，在一定程度上弥补了当下父母因为工作忙碌而不能陪伴、教育孩子的缺憾。随着父母对孩子的成长和教育付出成本的意愿增强，AI 教育机器人或将成为下一个千亿级教育市场。文/李轲昕64 机器人产业|ROBOT INDUSTRYCAse StudY案例分析 2023 年第 4 期 65技”）打造了儿童智能陪伴机器人、儿童编程益智机器人、儿童 AI 学习助手、AI学前教育解决方案等 4 大品类 30 余款产品，用智能硬件产品链接了家园共育，做好儿童的科技启蒙。细腻的交互设计提升亲和力作为面向儿童的机器人产品，淘云科技研发的阿尔法蛋系列机器人具有友好的设计、积极的内容输出和更安全的相处模式。儿童认知和理解世界的出发点与成人不同，产品外观是吸引儿童的重要因素，友好的设计是吸引儿童与之触发互动的前提。阿尔法蛋系列机器人具有圆润的外壳和俏皮的表情，在与儿童交互的过程中，尽可能避免复杂的词汇和句子，直观表达机器人的情绪和意图。在响应速度方面，阿尔法蛋具备迅速识别儿童的语言、表情和动作的能力，重视儿童在交互过程中得到反馈的即时性。机器人所提供的内容应当是积极的，并有助于儿童的发展。阿尔法蛋系列机器人设立合格的内容过滤机制，屏蔽不适合儿童的信息。例如，对于可访问互联网的机器人，设计拦截机制，以防止儿童接触到不适合的网页或视频，语音交互的内容也经由层层过滤，防止机器人表述出不恰当的言辞。另外，阿尔法蛋系列机器人设计了面向家长的监督体系，如有发现不适合儿童的内容，家长可以点击举报按钮，使该问题及时反馈到研发方，避免该内容被其他用户大规模接触到。机器人的设计必须考虑到儿童的安全，避免有可能被儿童吞咽的小部件，并确保机器人的动作不会对儿童造成伤害。除此之外，阿尔法蛋系列机器人注重健康互动的引导，通过设定使用时间限制，鼓励儿童参与户外活动，避免儿童对机器人产生过度依赖，同时也便利了家长参与儿童的成长过程，营造健康的家庭氛围。自主化技术使交互更加智能在学习场景中，如果孩子在书本上看到不认识的字，手指向它并问“这个字怎么读”，阿尔法蛋系列机器人可以快速解决疑问。在这个环节中，机器人通过“语音识别语义理解手势识别指尖定位版面分析图文识别语音合成”来完成对上述问题的反馈，为孩子解答字的读音、笔顺和解释。在图文识别的过程中，李轲昕 本刊编辑淘云科技：用“AI+机器人”链接家园共育CAse StudY案例分析66 机器人产业|ROBOT INDUSTRY儿童场景下的文本内容不同于传统场景下白纸黑字的印刷体，儿童读物往往形式多样，因此图文识别难度较高。为提高儿童场景下图文识别的准确度，淘云科技提出了基于端到端句法解析的多样式文本识别方法，实现了一维句法到二维句法的突破，提升了儿童绘本等复杂场景下的图文识别效果。语言交流是陪伴机器人与孩子沟通的基础方式，因此，实现有温度、有情感的交流，是陪伴机器人发展遵循的主线之一。传统语音合成方法声音合成真实度低，缺少情感，且语速韵律固定，难以逼真地模拟人声，导致儿童听感不佳。针对这个问题，淘云科技提出基于无监督特征解耦的高表现力语音转换方法。提取音色表征，提升音色转换自然度，为保证音色表征的独立解耦性，利用基于神经网络的互信息估计方法，增加音色表征和性别、年龄的互信息约束。通过该方法，阿尔法蛋系列机器人在高表现力语音场景下，音色转换的自然度提升至 4.5MOS 分，可理解程度达到 98%。产品线布局与迭代方向在儿童语言识别度和交互自然度等方面，淘云科技建成我国首个省级儿童智慧教育多模态交互技术工程研究中心，针对儿童使用的特定场景，深耕童声识别、童音合成、图像识别等儿童人工智能核心技术，独家打造了儿童语义理解模型，让机器人能够听懂并回答“童言童语”。从新玩具到新学具，再到新文具，淘云科技阿尔法蛋系列机器人以适用年龄为主线，持续迭代，为儿童提供了连贯且逐渐升级的学习路径。儿童可以从早期的探索和发现，过渡到后期的创新和实践，最后转向更具体和高效的学习方法。近几个月来，各企业研发的大模型如雨后春笋般出现，这一现象对儿童陪伴及教育机器人提出了更为广阔的定义，有力促进了市场需求新的增长，大模型在面向儿童的机器人领域终将落地。未来，将有更多的孩子体验到大模型的魅力，以儿童陪伴及教育机器人为代表的 AI 智能教育硬件产品前景广阔。在线阅读（节选）