[發(fā)明專利]用于智慧教育的情感狀態(tài)分析方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210977358.4
• 申請(qǐng)日: 2022-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN115473932A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃麗娟;王南懿;劉靖琳;歐佳;王萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川天府新區(qū)麓湖小學(xué)（成都哈密爾頓麓湖小學(xué)）
• 主分類號(hào): H04L67/51
• 分類號(hào): H04L67/51;H04L67/568;H04L67/12;H04L9/40;G06N3/04;G06K9/62;G06F9/50
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 許馳

本發(fā)明公開了用于智慧教育的情感狀態(tài)分析方法及裝置，涉及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，方法包括S1設(shè)備端實(shí)時(shí)采集情感信息，并將情感信息和設(shè)備信息發(fā)送至邊緣端；S2邊緣端判斷設(shè)備信息的服務(wù)類型是否為已緩存的服務(wù)類型，若否進(jìn)S3，反之進(jìn)S4；S3云端服務(wù)器分析該設(shè)備信息的服務(wù)類型，并發(fā)送至邊緣端，邊緣端緩存該服務(wù)類型，進(jìn)S4；S4邊緣端確定情感分析結(jié)果，發(fā)送至設(shè)備端；S5設(shè)備端做出響應(yīng)；通過“云端服務(wù)器?邊緣端”協(xié)同實(shí)現(xiàn)服務(wù)緩存機(jī)制，使教育場(chǎng)景服務(wù)種類多樣化；通過“邊緣端?設(shè)備端”協(xié)同使計(jì)算與傳輸產(chǎn)生更低時(shí)延，可以實(shí)時(shí)反饋與策略部署；通過“云端服務(wù)器?邊緣端?設(shè)備端”的微服務(wù)架構(gòu)，降低計(jì)算與通信負(fù)載，節(jié)省能耗并降低實(shí)現(xiàn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于智慧教育的情感狀態(tài)分析方法及裝置。

背景技術(shù)

智慧教育是近些年的研究熱點(diǎn)，在全球范圍內(nèi)吸引了巨大的學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)投資。智慧教育是指利用現(xiàn)代信息技術(shù)促進(jìn)教育管理、教育教學(xué)、教育研究等教育改革與發(fā)展的過程。智慧教育中一個(gè)重要的研究方向是未來課堂，它研究智能學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建，計(jì)算學(xué)習(xí)過程中的情緒狀態(tài)變化，并提供及時(shí)的教學(xué)反饋，而未來課堂的部署與包括物聯(lián)網(wǎng)、人工智能在內(nèi)的最先進(jìn)的通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)高度相關(guān)。然而，未來課堂的主要缺點(diǎn)是它缺乏成熟的“萬物互聯(lián)”(IoE)實(shí)現(xiàn)，無法在教學(xué)過程中與所有相關(guān)參與者(教職工和學(xué)生)進(jìn)行積極互動(dòng)。在實(shí)踐中，未來課堂應(yīng)該能夠感知參與者的情緒特征(快樂、緊張等)，然后控制相關(guān)設(shè)備來貼合參與者的心理需求，比如在學(xué)生情緒緊張的情況下播放平滑的音樂。

為解決以上問題，科研人員利用一些人工智能方法(如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN等)推斷和解釋人們的情緒狀態(tài)，然而，人工智能輔助的情感計(jì)算涉及巨大的計(jì)算成本并通常集中式運(yùn)行。當(dāng)情感計(jì)算算法在云端運(yùn)行時(shí)，它將涉及密集的數(shù)據(jù)通信，并使得未來課堂很難實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的實(shí)時(shí)性和高性能。同時(shí)，一旦系統(tǒng)部署在未來課堂上，它缺乏物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支持不同情感計(jì)算任務(wù)的靈活性。降低時(shí)延、降低成本、靈活部署，對(duì)智慧教育中未來課堂的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題設(shè)計(jì)了一種用于智慧教育的情感狀態(tài)分析方法及裝置。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

用于智慧教育的情感狀態(tài)分析方法，包括：

S1、設(shè)備端實(shí)時(shí)采集情感信息，并將情感信息和設(shè)備信息發(fā)送至邊緣端；

S2、邊緣端判斷設(shè)備信息的服務(wù)類型是否為已緩存的服務(wù)類型，若否則進(jìn)入S3，反之進(jìn)入S4；

S3、云端服務(wù)器獲取設(shè)備信息并分析該設(shè)備信息的服務(wù)類型，將該設(shè)備信息的服務(wù)類型發(fā)送至邊緣端，邊緣端緩存該服務(wù)類型，并進(jìn)入S4；

S4、邊緣端分析情感信息確定情感分析結(jié)果，并發(fā)送至設(shè)備端；

S5、設(shè)備端根據(jù)情感分析結(jié)果做出響應(yīng)。

用于智慧教育的情感狀態(tài)分析裝置，應(yīng)用于上述的用于智慧教育的情感狀態(tài)分析方法，包括：

設(shè)備端；設(shè)備端用于采集情感信息，并根據(jù)邊緣端的情感分析結(jié)果做出響應(yīng)；

邊緣端；邊緣端用于分析情感信息；

云端服務(wù)器；云端服務(wù)器用于分析該設(shè)備信息的服務(wù)類型；邊緣端分別與設(shè)備端和遠(yuǎn)端服務(wù)器通訊連接。

本發(fā)明的有益效果在于：設(shè)計(jì)基于微服務(wù)及邊緣計(jì)算的“云端服務(wù)器-邊緣端-設(shè)備端”框架，實(shí)現(xiàn)相比于傳統(tǒng)教育更能實(shí)時(shí)反饋情感狀態(tài)的智慧教育。通過“云端服務(wù)器-邊緣端”協(xié)同實(shí)現(xiàn)服務(wù)緩存機(jī)制，使得教育場(chǎng)景服務(wù)種類更加多樣化；通過“邊緣端-設(shè)備端”協(xié)同使得計(jì)算與傳輸產(chǎn)生更低時(shí)延，進(jìn)而情感狀態(tài)可以實(shí)時(shí)反饋與策略部署；通過“云端服務(wù)器-邊緣端-設(shè)備端”的微服務(wù)架構(gòu)，降低計(jì)算與通信負(fù)載，節(jié)省能耗并降低實(shí)現(xiàn)成本。

附圖說明