张薇薇：酒店送餐机器人虚拟仿真与人机交互设计应用研究

随着酒店行业的呈现爆发式发展趋势，常规化的服务已经很难满足消费者们的需求。一方面酒店想节约成本，另一方面宾客想得到高质量的服务和相对私密的空间，这时选择机器人负责酒店服务工作以上问题则迎刃而解。近几年来，随着人工智能技术的愈加成熟，人工智能在我们的生活中得到了广泛的应用，在社会生产、生活等各个领域都发挥着重要的作用。在中国消费占据重比的餐饮消费市场，依托人工智能技术研发的酒店送餐机器人应用趋势也向好而生。

作为中国著名的智慧酒店解决方案领域顶尖的杰出人才，张薇薇在智能酒店客控系统、无接触AI酒店送餐机器人终端服务均有行业领先的技术方案，帮助传统酒店实现智能化转型。

张薇薇

酒店服务机器人设计与虚拟仿真

2018年3月，张薇薇对酒店服务机器人需要完成的服务内容及国内外研究现状进行了调研，设计了机器人的机械结构和运动机构。其中，为了完成机器人精细、复杂的服务操作，张薇薇选择了具有七自由度、双机械手臂的机器人本体。为了保证机器人在酒店内的移动和机械手臂纵向的工作范围，设计了带传感器的可移动底座和辅助升降机构。同时对服务场景进行划分并利用3D MAX软件进行了三维建模。针对机器人本体移动需求和机械臂的工作要求，张薇薇利用MATLAB软件分别设计了七自由度机械臂正、逆运动方案、移动路径规划算法和障碍躲避算法。使机器人可以完成行走、躲避障碍、夹取物品、自动回充、任务规划等复杂功能，并通过仿真进行了算法验证。随后，在Robot Studio仿真环境中建立了Smart组件库，并进行了机械手臂抓取动作的仿真，证明所设计的控制方案的准确性。

酒店送餐机器人人机交互设计应用

酒店送餐机器人市场空前庞大，而交互设计作为必然会应用到酒店送餐机器人设计中的理念和方法依旧缺少一个相对稳定的理论框架概括其研究本体、描述它的决策规律，提高设计效率。

酒店送餐人机交互设计流程图

张薇薇从酒店服务机器人的交互界面入手，对界面色彩的色相、纯度和明度，图标的种类、大小和间距，文字的字体、字号和间距以及图片的位置、大小和排布方式等视觉元素进行理论分析，研究不同界面版式的特征和优势。对酒店服务机器人工作流程进行分析，从而提出通过优化交互界面元素属性的方式来提升人机交互的效率，并归纳整理出服务机器人人机交互设计方法流程及界面设计原则。张薇薇在实验部分采用眼动仪进行实验。首先针对色彩的色相、纯度和明度，图标形状、大小和间距，图像放置的位置进行单变量单任务搜索实验，获取了包含首视时间、注视时间、注视点数目在内的眼动数据，通过实验数据的对比，得出了交互界面元素的变化对于人眼信息搜索和识别效率的影响的规律，并确定了拥有最优搜索效率的色彩搭配是在色相差为134，纯度差为51，明度差为80时，当图标大小为76像素，图标的间距在自身大小1.2倍时搜索效率最好，而且第二象限的内容最先被观察，其观察速度要比最慢被观察的第四象限快80%。其次选取满版型、对称型、分割型版式进行限时观察实验，利用眼动仪记录实验数据并自动生成热点图和视线轨迹图，通过图像分析并总结出了“满版型主看文字”，“对称型先中间后两边”，“分割型先图后文”等不同版式的用户关注点和视觉流程。张薇薇结合界面设计方法和实验数据设计出一款酒店服务机器人交互界面。选取文字、图片、图标和布局作为界面评价要素，并利用层次分析法确定各评价要素的评价权重，结果表明界面布局的对称型和整齐性最为重要，图标的大小色彩、间距和大小其次，文字的字体、色彩以及图片的位置最弱。张薇薇结合各界面评价要素的眼动数据分析和评价权重构建了界面评价的数学模型，使界面属性、眼动数据和界面评价三者相连，并利用该数学模型将已设计的界面进行评价量化，根据评价要素权重大小顺序，调整界面要素属性使其接近实验最优值来对界面进行优化。

酒店送餐机器人流程模型图

2022年1月，张薇薇设计的两款5G智能模组SMHT200和SMHT230具有良好的性能优势，且具备丰富的功能，均适用于送餐机器人，可为其提供精准的定位导航、音视频通信、高速率数据传输等功能，保障送餐机器人在复杂的厂区、酒店、各种类型的餐饮店等都能实现无人自主智能送餐服务。

张薇薇设计的酒店送餐机器人功能更智能化、更自动化、更流畅化的同时，也提升了机器人的服务效果，赋予了送餐机器人更高的商业价值，为送餐机器人进入社会各大餐饮消费场所，降低餐饮消费市场人力成本提供更多的可能。（文/梁原）