语音交互机器人的耳朵：听到声音，识别不同的声音

人的耳朵是仅次于眼睛的感觉器官，声波叩击耳膜引起听觉神经的冲动，冲动传给 大脑的听觉区，因而引起人的听觉。服务机器人“耳朵”通常是用“微音器”或者录音机做 成的。例如，被送到火星上去的空间机器人，它的“耳朵”就是一架无线电接收机。人的 耳朵十分灵敏，人能听到Z微弱的声音，它对耳膜的压强是只有100亿分之几kg/cm², 这 个压强的大小只是大气压强的百亿分之几。可是用一种称为钛酸钡的压电材料做成的 “耳朵”比人的耳朵更为灵敏。如果用这样的“耳朵”来监听粮库，那么在2～3kg 粮食里 一条小虫爬动的声音也能被它准确地“听”出来。

用压电材料做成的“耳朵”之所以能够听到声音，是因为压电材料受到拉力或者压力 作用时会产生微弱的电压信号，这种电压可以用电路检测出来，这种特性称为压电效应。 当压电材料在声波的作用下不断地被拉伸或压缩的时候，会产生随声音信号变化而变化 的电压，这种电压经过放大器放大后送入计算机(相当于人脑的听觉区)进行处理，服务 机器人“耳朵”就能听到声音了。但是，听到声音只是D一步，更重要的是要能识别不同 的声音。

目前，人们已经研制成功了能够识别连续话音的装置，它能够识别不是特别指定的 人所发出的声音，这项技术能使服务机器人“听话”,从而大大地降低了对服务机器人用 户的特殊要求。用户可以用嘴直接向服务机器人发布指令，从而改变了用户在操作服务 机器人的时候，手和眼睛忙个不停，而嘴和耳朵却是闲着的状况。 一个用户可以用声音 同时控制四面八方的服务机器人，还可以对楼上和楼下的服务机器人同时发出指令，且 不需要照明，这样就能适宜于在夜间或地下工作。现在，人们还在研究使服务机器人“耳 朵”能通过声音鉴别人的心理状态等问题，人们希望未来服务机器人“耳朵”不光能够听 懂人说的话，它还能够理解人的喜悦、愤怒、惊讶、犹豫和暧昧等情绪。这些都会给服务 机器人的应用带来极大的发展空间。下面介绍一个服务机器人“耳朵”的实例。

日本著名的东京高岛屋商场为了解决顾客排长队购物难的问题，引入了一款语音识 别机器人“萨娅”当导购员，如图2.4所示。“萨娅”能够用超过700种不同的语音方式对 购物者的问题和投诉做出反应，它会告诉顾客去哪层楼能够买到他们所需的商品，还能 和他们闲聊几句，但是有时也会无法“沟通”。曾有一位记者问“萨娅”问题，可能是因为 他口音太重，“萨娅”听不懂，一直指着洗手间的方向，无法告诉记者所要去的商场楼层。 虽然“萨娅”的面部动作还存在一些不足，但是它表现高兴、伤心或生气时是很逼真的。 尽管“萨娅”是一个语音识别服务机器人，但是它像其他日本人那样讲礼貌，彬彬有礼。