УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗВУКОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ИГРУШКОЙ Российский патент 2003 года по МПК A63H3/28 A63H30/00 G06F3/16 

Изобретение относится к дистанционно управляемым игрушкам, а более конкретно к игрушкам, реагирующим на речевое или звуковое воздействие.

В настоящее время, наряду с игрушками, управляемыми посредством механических воздействий или электрических сигналов, все большее распространение получают игрушки, реагирующие на звуковые или речевые команды и производящие в ответ на эти команды различные механические движения, световые сигналы, речевые или иные звуки. Привлекательность таких игрушек, особенно обладающих интерактивными возможностями, обусловлена большой коммуникативной ролью звуков и речи в жизни детей.

Известны самые различные виды игрушек, реагирующих на звуковые команды и производящих звуковые реакции.

Так, известна разговаривающая игрушечная кукла, включающая составное тело, имеющее, по меньшей мере, частично гибкую оболочку, которая может принимать некоторые положения подобно живому существу, размещенные в теле множество переключающих средств, каждое из которых в ответ на сигнал переключения обеспечивает соответствующее положение тела, синтезатор, позволяющий генерировать какое-либо из множества слов в соответствии с контрольными сигналами. Синтезатор включает громкоговоритель для воспроизведения синтезированных слов, программирующее средство, включенное между множеством переключающих средств и синтезатором и обеспечивающее программирование контрольных сигналов синтезатору и переключающему средству соответственно для синтеза программируемых слов и выработки сигнала переключения. Игрушка включает также блок питания с выключателем, обеспечивающим отключение игрушки при отсутствии внешних воздействий, гравитационное средство переключения, микрофон, соединенный через электронные цепи с синтезатором (см. патент США 4696653, МКИ А 63 Н 003/28, опубликован 29.09.1987).

Известная игрушка произносит слова или фразы в качестве реакции на прикосновение к определенным участкам игрушки или в ответ на произнесенные слова, а также позволяет уменьшить расход энергии, когда отсутствуют внешние воздействия на игрушку.

Известна интерактивная игрушка, имеющая фантастическую внешность и включающая, по меньшей мере, один аудиопреобразователь, приемопередатчик игрушки, взаимодействующий с аудиопреобразователем, и взаимодействующий с игрушкой компьютер, в который входит входной приемник пользователя, блок запоминания информации, полученной от пользователя через входной приемник пользователя, компьютерный приемопередатчик, блок распознавания речи, получающий речевые сигналы от пользователя через, по меньшей мере, один аудиопреобразователь и приемопередатчик игрушки и через компьютерный приемопередатчик и обеспечивающий распознавание выходного речевого сигнала; контроллер, обрабатывающий указанную выше информацию, полученную через входной приемник пользователя и запоминающий ее в блоке запоминания информации, и также вырабатывающий речевой распознаваемый сигнал для обеспечения интерактивного аудиоконтакта пользователя и игрушки посредством компьютерного приемопередатчика игрушки и, по меньшей мере, одного аудиопреобразователя (см. патент США 6160986, МКИ G 09 B 005/00, опубликован 12.12.2000).

Известная интерактивная игрушка, включающая компьютер с программой распознания речи, обеспечивает распознание звуковых команд, а также возможность изменения реакций игрушки (сценариев ее поведения) пользователем, что создает возможность интеллектуального поведения игрушки, учитывающего тип звукового (речевого) воздействия.

К недостаткам известной интерактивной игрушки следует отнести необходимость комплектации игрушки компьютером; сложность управления игрушкой, что предполагает квалифицированного пользователя компьютера; сложность процедуры (программы) распознания речи пользователя, которая требует дополнительного обучения пользователя корректному произнесению команд; невозможность организации диалога и других типов интерактивного поведения игрушек между собой ввиду отсутствия средств идентификации игрушек при работе с компьютером. По существу, известная игрушка является разновидностью компьютерной диалоговой системы, в которой пользователю отводится роль ответа на вопросы, задаваемые компьютером через динамик в виде игрушки.

Известна интерактивная игрушка, имеющая различные подвижные части тела и производящая кажущееся одушевленное и разумное общение с пользователем. Игрушка включает датчики, в том числе светодиоды и фотодиоды, синтезатор с электронными цепями, таймером и динамиком, позволяющий генерировать речевые сигналы, микрофон и электрические цепи, позволяющие световым и акустическим воздействием активировать синтезатор, механические датчики положения и нажатия, позволяющие механическим прикосновением активировать синтезатор, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) для хранения фраз, блок питания с выключателем, обеспечивающим отключение игрушки при отсутствии внешних воздействий (см. патент США 6149490, МКИ А 63 Н 013/00, опубликован 21.11.2000 г.).

Известная игрушка автономна и относительно проста, обеспечивает возможность вступать в диалог с себе подобными игрушками посредством обмена световыми сигналами, произносить фразы так, что возникает впечатление речевого общения игрушек.

Недостатком известной интерактивной игрушки является ограниченность возможных типов ее речевого взаимодействия, имеющих для детей важное дидактическое значение, необходимость достаточно четкого размещения игрушек относительно друг друга для обеспечения взаимодействия световыми сигналами, а также жесткая заданность диалогов и невозможность их изменения пользователем.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому устройству является устройство для звукового управления игрушкой (см. патент США 5647787, МКИ F 63 Н 030/00, опубликован 15.07.1997). Устройство включает программируемый набор исполняющих устройств (драйверов), имеющих множество выбираемых действий, запоминаемых в ПЗУ, аудиоприемник и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для получения и запоминания переданной последовательности звуковых команд, определенной пользователем; процессор для выработки команд для набора исполняющих устройств выполнять игрушке определенные действия в соответствии определенной пользователем последовательности действий.

Процессор включает электронные цепи, реагирующие на последовательный ввод принимаемых звуковых сигналов, поступающих в порядке введения из пользователем, а также производящие распознавание команд и побуждающие набор исполняющих устройств, запомненных в ПЗУ, выполнять игрушкой действия в выбранном пользователем порядке в соответствии с полученной последовательностью звуковых команд. Процессор соединен с первым ключом режимов обучения и исполнения. ПЗУ через второй ключ соединен с набором исполняющих устройств. Известное устройство действует в двух режимах: обучения и исполнения. Когда первый ключ находится в положении обучения, пользователь отдает команду на просмотр всех имеющихся действий игрушки. Далее пользователь произносит свои команды. Звуковая команда поступает через аудиоприемник в электронные цепи, где усиливается и преобразуется в цифровую форму. Цифровой сигнал поступает в контроллер, с выхода которого через аудиодрайвер может поступать на динамик для подтверждения правильности записанной команды (зеркальное воспроизведение) с целью контроля введенной звуковой команды, при этом сами исполняющие устройства не включаются. Очередная введенная команда соответствует включению очередного исполняющего устройства. Одновременно спектрально-временной образ звуковой команды записывается в ОЗУ для дальнейшего ее распознавания в режиме исполнения. Спектрально-временные образы зависят от процедуры распознавания, применяемой в игрушке. Например, игрушка может реагировать на конкретную фразу, на конкретный речевой сигнал, на громкий звук, число слов в команде и т.д. После записи команд игрушка готова к работе в режиме исполнения. Когда первый ключ переводят в положение режима исполнения, игрушка переходит в состояние ожидания команды. После поступления звуковой команды через аудиоприемник и электронные цепи в процессор последний сохраняет поступившую команду или последовательность команд в блоке памяти и начинает распознавать их в последовательности поступления. Каждая распознанная команда через второй ключ поступает на соответствующее исполняющее устройство до исчерпанная всех произнесенных команд.

Известное устройство для звукового управления игрушкой не предусматривает взаимодействие нескольких игрушек между собой; примененный в нем режим обучения является довольно сложным и может быть выполнен только пользователями, имеющими, по крайней мере, начальное техническое образование, но не детьми младшего школьного возраста; в устройстве не предусмотрено преобразование звуковых реакций в звуковые команды, так как отсутствует возможность различать фразы, произносимые самой игрушкой, и фразы, произносимые другой игрушкой. Кроме того, предусматривается, что реакции записываются в ПЗУ, а команды - в ОЗУ, и звуковые реакции будут восприниматься игрушкой как команды самой себе, что делает невозможным общение между игрушками.

Задачей настоящего изобретения являлось создание такого устройства для звукового управления игрушкой, которое было бы способно, без значительного его усложнения, осуществлять диалог между игрушками, расширило разнообразие интеллектуального поведения игрушки и повысило се занимательность.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для звукового управления игрушкой, включающее аудиоприемник, электронные цепи аудиоприемника, преобразующие акустическое воздействие в цифровой сигнал, процессор, блок памяти для получения и запоминания принимаемой аудиоинформации и множества действий, соответствующих упомянутой аудиоинформации, по меньшей мере, одно программируемое исполняющее устройство, управляемое сигналами процессора, и аудиопередатчик, введены генератор задержки и управляемый им коммутатор, при этом блок памяти соединен с первым входом/выходом процессора, второй выход процессора соединен с входом аудиопередатчика через упомянутое исполняющее устройство, генератор задержки соединен с третьим входом/выходом процессора, вход коммутатора подключен к выходу электронных цепей аудиоприемника, а выход коммутатора соединен с четвертым входом процессора.

Генератор задержки может быть выполнен в виде снабженного таймером блока переключения коммутатора в моменты начала и конца передаваемой через аудиопередатчик аудиоинформации.

Коммутатор может быть снабжен вторым входом, соединенным со вторым выходом процессора, и вторым выходом, подключенным к входу исполняющего устройства аудиопередатчика.

Процессор может быть снабжен ключом смены режимов поведения игрушки (режим монолога, режим диалога, режим ролевого диалога и другие).

В формат запомненной в блоке памяти аудиоинформации может быть включен код ее длительности.

Блок памяти может включать оперативное запоминающее устройство и постоянное запоминающее устройство, которое может быть выполнено сменным.

Постоянное запоминающее устройство обычно содержит спектрально-временные образы для распознания принятой аудиоинформации и передаваемую аудиоинформацию.

Передаваемая аудиоинформация может содержаться в постоянном запоминающем устройстве в виде таблицы монологов, в виде таблицы диалогов.

Устройство для звукового управления игрушкой может включать два программируемых исполняющих устройства и, по меньшей мере, один источник света, управляемый одним из исполняющих устройств.

Устройство может включать два программируемых исполняющих устройства и размещаться в корпусе, снабженном, по меньшей мере, одним подвижным элементом с приводом, управляемым одним из исполняющих устройств.

Устройство может включать три программируемых исполняющих устройства и размещаться в корпусе, снабженном, по меньшей мере, одним подвижным элементом с приводом, управляемым одним из исполняющих устройств и, по меньшей мере, одним источником света, управляемым другим из исполняющих устройств.

Корпус устройства может быть выполнен, например, в виде фигуры животного, фигуры человека, в виде фантастической фигуры.

Заявляемая совокупность признаков устройства не обнаружена заявителем в источниках патентной и другой научно-технической информации, что позволяет считать заявляемое решение соответствующим критерию "новизна".

Введение в состав игрушки генератора задержки, соединенного с процессором, и управляемого этим генератором коммутатора, прерывающего цепь приема аудиоинформации на время вывода аудиоинформации, например на время произнесения игрушкой очередной реплики, не позволяет игрушке воспринимать собственную выводимую аудиоинформацию как команду или реплику другой игрушки или пользователя, а реагировать только на аудиоинформацию, поступающую от другой игрушки или от пользователя. Тем самым обеспечивается возможность организации диалога между игрушками или между игрушкой и пользователем. Снабжение коммутатора вторым входом и вторым выходом позволяет прерывать цепь передачи аудиоинформации на время приема аудиоинформации, что расширяет функциональные возможности игрушки.

Таким образом, отличительные признаки заявляемого устройства в совокупности с известными признаками обеспечивают достижение нового технического эффекта, что, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии заявляемого устройства критерию "изобретательский уровень".

Заявляемое устройство для звукового управления игрушкой изображено на чертеже, где
на фиг.1 приведена блок-схема устройства, реагирующего на звуковые команды и производящего звуковые реакции;
на фиг.2 изображена блок-схема устройства с расширенными функциональными возможностями;
на фиг.3 приведена общая последовательность действий заявляемого устройства (М_нач - номер начального монолога, М_кон - номер конечного монолога, D_нач - начальный диалог, D_кон - номер конечного диалога, Т_макс - интервал времени, после которого происходит выключение устройства при отсутствии внешних воздействий);
на фиг.4 изображена последовательность действий заявляемого устройства в режиме монолога (R - текущая реплика монолога, R_мах - последняя реплика в монологе);
на фиг.5 приведена последовательность действий заявляемого устройства в режиме диалога (R₁ - текущая реплика в диалоге, R_1мax^- последняя реплика в диалоге);
на фиг.6 изображена временная диаграмма монологов заявляемого устройства (R, R+1, R+2,...R_мах - реплики монолога (для каждого монолога число реплик различно), Т_о - заданная пауза ожидания ответа между репликами в монологе, в течение которой коммутатором включается цепь аудиоприемника (заштрихованы интервалы отключения аудиоприемника), Т - продолжительность отдельного монолога (своя для каждого монолога);
на фиг.7 приведена временная диаграмма диалога двух заявляемых устройств А и Б (R_A, R_A+1, R_A+2,...R_Aмах - реплики устройства A; R_Б, R_Б+1, R_Б+2,... R_Бмах - реплики устройства Б; нач. Т_о - начальная часть паузы ожидания ответа Т_о, после прихода которого начинается распознавание реплики; Т_р - интервал времени, за который происходит распознавание реплики; Т_RA, Т_RA+1, Т_RA+2, Т_Rмах - продолжительность реплик устройства А, в течение которых коммутатором прерывается цепь аудиоприемника устройства А (заштриховано); Т_RБ, Т_RБ+1, Т_RБ+2, Т_RБмах - продолжительность реплик устройства Б, в течение которых коммутатором прерывается цепь аудиоприемника устройства Б (заштриховано).

Заявляемое устройство включает (см. фиг.1) аудиоприемник 1, электронные цепи 2 аудиоприемника 1, преобразующие акустическое воздействие в цифровой сигнал, коммутатор 3, процессор 4, который может быть снабжен (см. фиг.2) ключом 5 смены режимов поведения игрушки, блок памяти 6 для получения и запоминания принимаемой аудиоинформации и множества действий, соответствующих этой аудиоинформации. Блок памяти 6 соединен с первым входом/выходом процессора 4 и может включать оперативное запоминающее устройство 7 (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство 8 (ПЗУ), которое может быть выполнено сменным. Коммутатором 3 управляет генератор задержки 9, который может быть, например, выполнен в виде блока переключения 10, снабженного таймером 11. Программируемое исполняющее устройство 12 (драйвер) подключено к аудиопередатчику 13 и может быть соединено напрямую со вторым выходом процессора 4 (см. фиг. 1)или (см. фиг.2) через второй вход - второй выход коммутатора 3. Генератор задержки 9 подключен к третьему входу/выходу процессора 4, а электронные цени 2 аудиоприемника 1 соединены с первым входом коммутатора 3, первый выход которого подключен к четвертому входу процессора 4.

Устройство для звукового управления игрушкой может быть снабжено вторым программируемым исполняющим устройством 14, соединенным с приводом 15 (например, электромотором или электромагнитом), приводящим в движение один или несколько подвижных элементов корпуса устройства (на чертеже не показаны), которое может быть выполнено в виде фигуры животного (кошки, собаки, мышки и др.) или фигуры человека, или в виде какой-либо фантастической фигуры.

Устройство для звукового управления игрушкой может быть снабжено третьим программируемым исполняющим устройством 16, подключенным к одному или нескольким источникам света 17 (например, светодиодам или лампочкам). Блок памяти 6 (в частном случае ПЗУ 8) содержит спектрально-временные образы принимаемой аудиоинформации (например, принимаемых реплик другой игрушки или пользователя) для ее распознания и аудиоинформацию, передаваемую игрушкой (например, реплики игрушки). В формат кода запомненной в блоке памяти 6 (в частном случае в ПЗУ 8) аудиоинформации - например, произносимых игрушкой реплик и спектрально-временных образов принимаемых реплик другой игрушки или пользователя, включен код длительности их звучания, что позволяет отключать канал ввода аудиоинформации на период ее вывода (например, произнесения реплики игрушкой) и отключать канал вывода аудиоинформации на период ее ввода (приема реплики другой игрушки или пользователя).

Спектрально-временные образы принимаемой аудиоинформации обеспечивают "понимание" игрушками друг друга или понимание игрушкой реплик пользователя, что делает возможным их диалог. ПЗУ 8 содержит передаваемую аудиоинформацию, например, в виде пронумерованной таблицы кодов монологов и/или диалогов, а также реплик, произносимых тремя игрушками совместно и т.д. Данные таблицы могут быть разными или совпадать. Таблицы состоят из записей, включающих в себя номер реплики в таблице, оцифрованную запись сигнала реплики; длительность реплики в тактах таймера 11 блока переключения 10 коммутатора 3 в моменты начала и конца передаваемой через аудиопередатчик 13 и принимаемой через аудиоприемник 1 аудиоинформации; спектрально-временной образ фрагмента начала реплики, достаточной для ее распознавания игрушкой; команды в виде двоичных кодов для программируемых исполняющих устройств, соответствующие данной реплике (если игрушка снабжена необходимыми функциями).

В качестве простейшей реализации заявляемого устройства может быть приведен пример игрушек, обладающих способностью к диалогу, - брелок и биппер, синтезирующие и распознающие тональные сигналы одной или двух звуковых частот. При внешнем воздействии (например, механическом) на устройство для звукового управления одной из игрушек (брелка) (см. фиг.1) процессор 4 выработает управляющий сигнал исполняющему устройству 12, которое посредством аудиопередатчика (динамика) 13 воспроизводит тональный сигнал на звуковой частоте. Па время воспроизведения этого сигнала коммутатор 3 под управлением генератора задержки 9 прервет цепь аудиоприемника (микрофона) 1. Устройство управления звуком другой игрушки (биппера), приняв тональный сигнал посредством динамика 1 и электронных цепей 2, в процессоре 4 сравнит спектрально-временной образ (частоту) принятого тонального сигнала с хранящимся в блоке памяти 6 спектрально-временным образом тонального сигнала. При совпадении этих образов (частот) процессор 4 выработает команду исполняющему устройству 12 посредством динамика 13 воспроизвести ответный тональный сигнал, во время воспроизведения которого коммутатором 3 прерывается цепь микрофона 1. То же самое произойдет, если игрушки поменять местами. Синтезируемые сигналы могут быть сложнее (например, музыка). При этом нет необходимости распознавать всю музыкальную фразу, достаточно распознать ее уникальный фрагмент (длительностью в доли секунды). После распознавания соответствующего фрагмента и необходимой паузы (определяемой длиной всей музыкальной фразы) устройство игрушки отвечает своей музыкальной фразой. Добавив необходимую логику, учитывающую историю диалога, можно реализовать большое число диалогов между устройствами, обеспечив занимательность поведения игрушек. Таким образом, даже при весьма скромных требованиях к электронике (микрофон и динамик могут быть реализованы на основе одного универсального звукопреобразователя) обеспечивается значительная занимательность поведения игрушек.

Устройство может действовать в одном или в нескольких рабочих режимах. Различные режимы соответствуют различным наборам реплик и логики диалога и могут задаваться, например, переключением ключа 5. При включении устройства первым нажатием ключа 5 происходит инициализация программного таймера ожидания внешнего воздействия (см. фиг. 3). В режиме ожидания внешнего воздействия (например, прикосновения или громкого звука) игрушка находится в спящем состоянии (состоянии энергосбережения). При длительном отсутствии внешнего воздействия (по истечении времени ожидания Т_макс) игрушка отключается.

Внешнее воздействие на игрушку приводит к включению процессора 4 и началу исполнения программы-загрузчика. Программа-загрузчик загружает из ПЗУ 8 в ОЗУ 7 процессора 4 код программы работы устройства и спектрально-временные образы реплик и устройство начинает работать в режиме монолога (см. фиг.4). Режим монолога начинается с установки (в общем случае случайным образом) счетчика монологов на номер (в таблице) начального монолога М_нач, и установки номера последнего монолога М_кон. Это позволяет избежать повторения одной и той же последовательности монологов и сделать поведение игрушки более занимательным. В режиме монолога устройство последовательно извлекает из очередной таблицы коды реплик R, игрушка произносит реплики с задаваемой паузой Т_о посредством программируемого исполняющего устройства 12 и аудиопередатчика 13 (например, динамика). При этом на время произнесения реплики коммутатор 3, управляемый генератором задержки 9, отключает аудиоприемник 1, чтобы игрушка не приняла ее за реплику другой игрушки или пользователя и не перешла в режим диалога. После окончания монолога М_нач устройство переходит к следующей таблице реплик монолога М_нач+1 и все действия повторяются до тех пор, пока не будет произнесен последний монолог М_кон, после которого устройство переходит в режим ожидания внешнего воздействия. Временная диаграмма монологов устройства иллюстрируется фиг.6.

Если во время монолога (в паузе Т_о между репликами) другой игрушкой или пользователем будет произнесена реплика диалога R₁, распознанная за время Т_р по спектрально-временному образу, хранящемуся в ПЗУ 8, то данное устройство переходит в режим диалога (см. фиг.3 и фиг.5). В режиме диалога устройства для звукового управления игрушек (или устройство одной игрушки и пользователь) последовательно произносят реплики R₁ из таблицы диалога. Реплики, например, выбирают через одну, чтобы избежать повторения одной и той же реплики и реализовать режим "разговора". После произнесения собственной реплики устройство для звукового управления игрушкой находится в режиме ожидания реплики другой игрушки или пользователя. При этом устройство непрерывно сопоставляет поступающий через аудиоприемник 1 и электронные цепи 2 сигнал (его спектрально-временной образ) со спектрально-временным образом очередной реплики в таблице диалога. Каждую распознанную реплику устройство для звукового управления игрушки воспринимает как команду, которая активирует в данной игрушке произнесение следующей реплики. Пока устройство игрушки воспроизводит эту реплику, коммутатор 3 отключает аудиоприемник 1 с тем, чтобы избежать реакции на собственную реплику. После окончания всех хранящихся в таблицах ПЗУ 8 диалогов устройство для звукового управления игрушки переходит в режим ожидания внешнего воздействия. Временная диаграмма диалога показана на фиг.7.

Режим диалога может быть прерван репликой устройства для звукового управления третьей игрушки, которая из распознанных ею реплик диалога устанавливает активность двух других. Поэтому устройство третьей игрушки может ключевой фразой перевести другие игрушки в режим совместного произнесения реплик, например совместного пения.

При снабжении устройства для звукового управления игрушкой корпусом с, по меньшей мере, одним подвижным элементом, дополнительными программируемыми исполняющими устройствами (например, устройствами 14 и 16), одним или несколькими источниками света 17 и приводом 15 игрушка помимо издания звуков (например, звуков, издаваемых животным, человеком, птицей, автомобилем и т. п. , в зависимости от внешнего вида корпуса устройства) может одновременно или последовательно производить различные движения и/или световые сигналы.

Диалоговый режим заявляемого устройства осуществляется как последовательность команда - реакция, имитирующая разумное поведение людей, животных, птиц, машинок и п.т. На базе заявляемого устройства возможна реализация разнообразных типов поведения игрушки путем задания различных режимов посредством ключа 5.

Возможна чисто компьютерная реализация заявляемого устройства. При этом компьютер (или компьютеры) общается посредством аудиоприемника (микрофона) и аудиопередатчика (динамика). Возможно также применение заявляемого устройства в компьютерных играх.

В общем случае возможна реализация с помощью заявляемого устройства различных режимов его работы, например:
а) режим "монолог" (реплики произносит одна игрушка);
б) режим "диалог" (реплики произносят по очереди одна и другая игрушки или игрушка и пользователь, при этом игрушки не воспринимают собственные реплики как команды);
в) режим "вопрос - ответ" (в роли ведущей выступает одна из игрушек или пользователь);
г) режим "хор" (в ответ на реплику, например, "Поем песню..." одной игрушки или пользователя другая игрушка или другие игрушки реагируют общей репликой, например музыкальным произведением, песней, стихотворением);
д) режим "ералаш" (каждая игрушка произносит свои реплики независимо от реплик других игрушек);
е) режим "попугай" (повторение другой игрушкой с некоторым запаздыванием ранее произнесенной реплики игрушки или пользователя);
ж) режим "ролевой диалог" (в ответ на реплику одной игрушки или пользователя другие игрушки произносят свои собственные ролевые реплики);
з) режим "обучение" (диалог психотерапевтический, тематический, двухязыковый и т.п. между игрушками или пользователем и игрушкой).

Заявляемое устройство может быть снабжено сменными ПЗУ 8 с различными таблицами монологов и диалогов, что расширяет функциональные возможности игрушки.

Устройство для звукового управления игрушкой с простейшим речевым поведением игрушки может быть реализовано на основе однокристального процессора.

Для реализации сложного поведения игрушки необходим цифровой процессор, например TMS320 VC5509, ПЗУ с объемом порядка 1 Мбайт, например, на основе FLASH-памяти, такой как AM29F800 ВТ, ОЗУ порядка 0,5 Мбайт, например GVT72256A16-12 фирмы GALVANTECH, кодек, например TLC320AD545 фирмы Texas Instruments.

Наиболее простым способом реализации речевого поведения является жесткая последовательность выборки реплик из таблиц. В более общем случае поведение игрушки может быть реализовано с использованием логики конечных автоматов. Переходы между состояниями соответствуют репликам, а состояния - паузам. Переходы между состояниями осуществляются под влиянием реплик, произносимых партнером по диалогу. Распознание реплик осуществляют одним из стандартных методов сравнением текущей последовательности спектров акустического сигнала со спектральными эталонами типовых реплик. Простота распознания (следовательно, снижение требований к вычислительной мощности процессора) связана со стандартностью произнесения реплик игрушками (отсутствие вариативности произнесения, наличие спектрально-временного образа фрагмента каждой реплики, достаточного для ее однозначного распознания). Таким образом, не требуется сложной процедуры обучения распознания команд и подстройки к особенностям произношения реплик.

Изобретение относится к дистанционно управляемым игрушкам, реагирующим на речевое или звуковое воздействие. Техническим результатом является обеспечение диалога между игрушками, расширение разнообразия интеллектуального поведения игрушки и повышение ее занимательности. Технический результат достигается за счет того, что устройство для звукового управления игрушкой включает аудиоприемник, электронные цепи аудиоприемника, процессор, блок памяти, по меньшей мере, одно программируемое исполняющее устройство и аудиопередатчик, генератор задержки и управляемого им коммутатора. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для звукового управления игрушкой, включающее аудиоприемник, электронные цепи аудиоприемника, преобразующие акустическое воздействие в цифровой сигнал, процессор, блок памяти для получения и запоминания принимаемой аудиоинформации и множества действий, соответствующих упомянутой аудиоинформации, по меньшей мере одно программируемое исполняющее устройство, управляемое сигналами процессора, и аудиопередатчик, при этом блок памяти соединен с первым входом/выходом процессора, второй выход процессора соединен с входом аудиопередатчика через упомянутое исполняющее устройство, отличающееся тем, что в него введен генератор задержки и управляемый им коммутатор, упомянутый генератор соединен с третьим входом/выходом процессора, вход коммутатора подключен к выходу электронных цепей аудиоприемника, а выход коммутатора соединен с четвертым входом процессора.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор задержки выполнен в виде снабженного таймером блока переключения коммутатора в моменты начала и конца передаваемой через аудиопередатчик аудиоинформации.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коммутатор снабжен вторым входом и вторым выходом, при этом второй вход коммутатора соединен со вторым выходом процессора, а второй выход коммутатора подключен к входу исполняющего устройства аудиопередатчика.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что процессор снабжен ключом смены режимов поведения игрушки.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в формат запомненной в блоке памяти аудиоинформации включен код ее длительности.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок памяти включает оперативное запоминающее устройство и постоянное запоминающее устройство.7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что постоянное запоминающее устройство выполнено сменным.8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что постоянное запоминающее устройство содержит спектрально-временные образы для распознавания принимаемой аудиоинформации и передаваемую аудиоинформацию.9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что постоянное запоминающее устройство содержит передаваемую информацию в виде таблицы монологов и/или таблицы диалогов.10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно включает два программируемых исполняющих устройства и, по меньшей мере, один источник света, управляемый одним из упомянутых исполняющих устройств.11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно включает два программируемых исполняющих устройства и размещено в корпусе, снабженном, по меньшей мере, одним подвижным элементом с приводом, управляемым одним из упомянутых исполняющих устройств.12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно включает три программируемых исполняющих устройства и размещено в корпусе, снабженном, по меньшей мере, одним подвижным элементом с приводом, управляемым одним из упомянутых исполняющих устройств и, по меньшей мере, одним источником света, управляемым другим из упомянутых исполняющих устройств.13. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде фигуры животного.14. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде фигуры человека.15. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде фантастической фигуры.