计算机云端助理的研究与设计

陈栩聪 郑宇煜 唐钰霖 丘洪伟

摘要：在计算机普及的现在，仍有着一定数量的人们不懂如何使用计算机，且现今计算机操作的步骤繁多，暂时找不到一种人机交互的简单方式，现市场上也出现了用于提高人机交互效果的软件，但是，均存在功能不完善、设计不够人性化等问题，该文将介绍计算机云端助理的研究与设计，帮助更多的用户轻松愉快的使用计算机。

关键词：精简操作;人机交互;语音操作

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）31-0029-04

1概述

1.1项目可行性分析与应用前景

随着计算机渗入到我们生活中，计算机的操作逐渐简化，但目前智能语音操作的交互模式还存在着一些缺陷，为了解决这一问题，我们把日常生活中的人机交互归纳成多种情景或者模式，为了使人们的计算机操作能够进一步简化，减少人们使用电脑的时间成本，我们设计了计算机云端助理软件。

本软件所属的领域是计算机辅助操作系统，是一种附带电脑精灵情绪表达程序，一种新型电脑互动模式、一种游戏娱乐和生活工作相结合的计算机辅助操作系统。

本作品使用c#言基础编写，unity3D作为基本引擎，人物形象使用Live 2D软件制作，数据库使用SQL数据库，语音识别使用讯飞API进行辅助。

为了更好地了解市场，我们专门做了市场调研和需求分析。此次调查的对象共有247人，其中大部分人群的职业是学生。

1）超过55%的人群对自己的日常生活没有较为系统的规划，而在此人群中有59%的人愿意使用能够规划日程的软件。

2）有51%的人表示沒有养过桌宠或使用过此类软件，但在养过桌宠的121人中仅有32%的人表示厌恶，其主要原因是在于桌宠的占屏问题，选择了此选项的人数占据了84%的比例。

3）此次调查玩游戏的情况，仅有16%的人不怎么接触游戏，而玩游戏的人群中以悠闲类游戏居多，占据了43%的比例。

4）在此软件盈利的问题上，占了44%的人表示不会为游戏装扮氪金，还有34%的人觉得只要做得好看，就会为游戏氪金，而有高达58%的人群会为一款好用的软件付费。

通过以上数据得出人们想拥有一款计算机桌面宠物可爱的外表的计算机辅助软件。其中有9%的人完全不用语音功能进行交流，有46%希望能够通过语音指示完成自己想要完成的操作，也有14%的人认为用语音指示，比自己动手操作会更快速、便捷。大部分人都有过为收集各路资源到处奔波各种软件的烦恼，仅有21%的人群没有这个烦恼。

在计算机常常遇到的问题方面，有55%的人常因为电脑故障无法自修，有51%的人对计算机的使用并没有完全了解，认为计算机使用操作过于冗杂的人占了34%。

在软件功能方面，占了77%的人认为当今人工智能应该具有智能协助操作的功能，而认为需要具有智能语音聊天和自我成长学习功能的人均占了50%左右。82%的人认为人工智能应该在生活中帮助我们收集资料，日程计划安排和聊天娱乐的分别占据了63%和52%的比例。

通过本次调查，目前社会上存在的此类软件应用，均存在功能不完善或不好用，一部分用户不知道如何操作此类软件应用，此类软件应用解决计算机操作问题的范围小，如：微软小娜对计算机的操作虽然可以解决一部分的问题，但不支持应用功能拓展，没有开放模块拓展给用户，导致其他软件不能对接，造成了操作局限。导致这种操作局限的问题，一是没有开放模块功能;其次是人机交互方式还做不到很自然的交互。

用户对计算机各种操作量日益增长，故现在社会急需一款能简化计算机操作和一款属于自己的桌宠的软件应用。我们设计本软件的目的是让电脑操作进一步进行简化，减少人们使用电脑工作的时间成本，并且提供一款拥有可爱外表的计算机桌面宠物的计算机辅助软件。

1.2当前国内外同类课题研究水平概述

国内：小爱同学，天猫精灵

以天猫精灵的硬件产品“天猫精灵x1”为例，它内置AliGe-nie系统，通过中文普通话语音指令，目前可实现智能家居控制、语音购物、手机充值、音乐音频播放等功能，带来人机交互的体验。

我们的作品Juli是以unity为制作工具，使用Live2D技术和c#编写的一个以电脑为平台精简电脑操作的软件，目前已实现语音控制该软件、语音控制电脑、使用自主打包的精简操作包、场景对话功能、快捷搜索功能等。

天猫精灵与我们的作品相比，天猫精灵现在以语音控制智能家居并实现相关功能为主，而我们的作品是建立在windows平台上的一个可以使用语音控制电脑操作并可实现自己编译的操作流程的便利化电脑操作的功能性软件。

国外：微软小娜，Siri

以微软小娜为例，小娜在windows中帮助人们使用电脑。她虽然拥有微软团队的技术保证，和拥有高语音识别的性能，但平台拓展性不高，功能受限，例如：遇到不懂的问题就直接打开必应搜索等等。

本软件与小娜相比，在持续发展上拥有优势，虽然目前拥有功能不完善的相同缺点，但本软件使用unity引擎编写，可以在多平台发布版本，建立服务器。与小娜不同的是，本软件有具现化表情和动作，可以拓展使用更多的电脑操作，并且能作为一个共享电脑自动化操作集成平台进行免费共享集成操作。

2软件的设计与实现

2.1主程序架构设计思路与流程图

软件各功能通过主菜单进行使用，用右键打开菜单或用语音打开菜单。一共设置19个功能，分别是新闻，世界，附加系统，日程，商店，账号信息，任务，活动，每日奖励，仓库，好友，收件箱，设置，juli的家，呼唤iuli，精简操作，文件分类，数据搜索，时间规划，如图1所示。

菜单界面主要显示新闻，世界，附加系统，日程，商店，账号信息的界面人口，其余功能收录在一个更多功能界面里面。

使用户可以用鼠标直接操作需要的功能，或者使用语音操作对应的功能，实现语音输入+鼠键输入的多输入模式控制框架。

客户端使用stock协议通信与服务端进行交互，打开软件弹出商标视频，进入到登录界面，判断用户的账号密码是否正确，在服务端进行验证，验证成功就进入日期变量判断，验证失败就返回登录界面。进入日期变量判断，判断今天是否打开过新闻公告，若无则打开新闻界面，若有则进入主界面。

在主界面中进行功能操作，执行对应的功能，点击关闭按钮，则软件关闭。

2.2数据设计思路与流程图

数据储存在自主搭建的服务器，使用SQL数据库，如图2所示。

2.3服务端设计思路与流程图

使用VS软件的c#言编写服务器界面功能，使用stock协议通信与客户端进行交互。

2.4功能开发

2.4.1情绪表达

计算机云端助理会通过服务器数据库中的记录的心情值来进行情绪表达和动作体现;

原理：情绪表达→读取数据库→进行算法演变选择已经设置好的表情动作程序→通过动画人物表情和动作来表现给用户→进而达到与人的情绪相似。这方法用来解决一个人类不理解电脑AI情绪的问题，如图3所示。

2.4.2计算机助理互动模式

1）语音互动模式

用户可以通过语音唤醒软件，告诉软件执行已经制作好的精简的计算机操作包，或者进行场景对话一边与计算机助理聊天，一边自然地告诉计算机助理，要执行的操作。

2）文字互动模式

用户可以通过点击动画形象来唤醒软件，进行文字输入，发送文字给软件执行相应的计算机操作包，点击文字选项进行与助理互动。如图4所示。

2.4.3数据搜索

以每个标签为一块的内容展示在搜索结果的窗口上，实现资源搜索整合，信息精简，不用打开每个标签网站上进行搜索，即可看到每个标签网站的与搜索内容相关的内容。

2.4.4精简操作

将编写好的日常电脑操作集合成一个操作包，可以通过语音和文字与人物进行对话执行，可以添加操作包和编辑操作包，添加或编辑操作包使用模块图形来修改代码，每一个模块就是一种可编辑的简单计算机操作，将组合好的图形层序通过内置编译器进行编译，编译出一个操作包dll程序，这个操作包就可以接入本软件进行模块化功能扩展，如图5所示。

3结论

在语音识别之后的操作匹配功能已经完成，对应检测到的文字可以执行特定的操作。语音识别的精确度进行优化，在一定的噪聲环境下能比较准确地识别。关键词的提取进行了优化，将网上检索到的资源进行过滤，再存入数据库。云端助理的属性参数则是参考现阶段自己设计的算法流程图，进行心情实时演算。