# FOCUS ONE 全景学习环境机器人｜项目介绍

版本：V2.0（科创项目概念验证）  
日期：2026 年 8 月

## 一句话介绍

FOCUS ONE 是一台可以自主行走的全景学习环境机器人。它以 60 GHz 毫米波雷达、全屋建图和环境传感为感知基础，以环境心理学与学生自主权为交互原则，联动温度、通风、净化、香氛与个性声景，完成物品记忆、作业扫描、批阅复核、错题分析、英语口语和次日学习计划。

它不是替代父母、老师或心理专业人员的机器，也不是监控学生的摄像头。它把重复、可结构化的环境与学习任务做好，让家庭和学校把注意力留给关系、价值判断和真正的教育。

## 1. 项目命题

学习状态不是单一意志问题，而是身体、空气、情绪摩擦、任务难度和反馈方式共同作用的结果。FOCUS ONE 选择“先降低环境摩擦，再提供温和支持”的路径：

- 身体状态：存在、位置、坐/站/躺、离席与连续静止；
- 空间环境：温度、湿度、CO₂、PM₂.₅、VOC、光和噪声；
- 情绪摩擦：找不到物品、任务过载、失败后的烦躁、提醒冲突；
- 学习过程：资料归档、作业步骤、错因、复习间隔、口语反馈；
- 关系边界：学生能暂停、家长看趋势、教师复核内容、系统不作人格评价。

## 2. 十个产品模块

### 2.1 自主移动与全屋建图

采用差速轮式底盘、激光雷达/深度传感、保险杠与超声冗余避障，完成室内 SLAM、低速导航、禁行区和自动回充。全屋扫描雷达负责空间地图；毫米波雷达负责人的存在与基本姿态，二者不混为一谈。

### 2.2 非摄像头状态感知

60 GHz 毫米波雷达输出距离、速度、角度和姿态置信度，首版只识别存在、坐、站、躺、离席和长时间静止。“玩手机”“走神”“偷懒”不能仅凭姿态下结论。学校版不使用生物特征推断情绪。

### 2.3 学习环境调节

持续监测温度、湿度、CO₂、PM₂.₅ 和 VOC，联动空调、新风、窗控或 HEPA 净化。20–23°C 是默认起点而非医学阈值；学生可按季节与体感校准。普通学习空间不主动富氧，也不采用可能产生臭氧的负离子方案。

### 2.4 空气净化与四舱香氛

H13 HEPA、活性炭滤芯与独立密封精油盒采用模块化风道。薰衣草、迷迭香、洋甘菊和薄荷只作为自愿体验，不宣称治疗失眠或稳定提高专注。学校默认关闭；哮喘、过敏、偏头痛或嗅觉敏感者禁用。

### 2.5 音乐与声景

提供平静、进入状态、休息和助眠四类个人声景。由于背景音乐对学习的效果高度依赖任务和个人，语言、记忆和复杂阅读默认静音，低干扰器乐/自然声只在学生选择后启用；每次记录“更好、无变化、更差”，形成个人策略。

### 2.6 英语、听力与互动讲读

麦克风阵列提供语音输入、听力输入、跟读、发音反馈和情景对话。故事模式采用预测、提问、等待、复述与词汇回收，不只是单向播放。助眠故事定时淡出，不持续监听。

### 2.7 父母声音输入

父母声音需要说话者与监护人双重授权，默认端侧加密、带水印、限制句库与使用场景，可一键删除声纹和合成数据。不得默认用于开放式声音克隆、模型训练、外发或营销。

### 2.8 物品记忆与标签定位

可选 RGB-D 相机带物理遮挡片，只在物品记忆模式工作；UWB/BLE 标签提供房间级或近距离定位。系统保存“最后一次可靠出现位置”与置信度，没有可靠证据时只给回忆线索。第三阶段再评估软夹爪整理机器人，不进入 MVP。

### 2.9 扫描、批阅与学习记忆

文档相机扫描作业、试卷、资料和书页，OCR 保留来源、版次和页码。批阅结果必须由学生或教师确认后才进入个人学习图谱；错因可标记为概念、计算、审题、表达或知识迁移。系统据此安排次日练习，并允许老师或学习 AI 读取经授权摘要。

### 2.10 自动翻页与学习规划

柔性滚轮/微负压端头通过扭矩、接触和纸张边缘检测安全翻页。破损、过薄、古籍或高价值书籍明确不支持。屏幕呈现任务计划、课程讲解、英语对练、休息建议和周度复盘。

## 3. 情绪价值与行为支持

情绪支持由学生主动表达或主动选择触发，不以摄像头、声纹、心率等生物特征推断情绪。流程为：

1. 学生点击或说“我有点烦/卡住了”；
2. 系统把声音、任务密度和提醒频率降到最低；
3. 给出不超过三个选项：喝水/远眺、60 秒呼吸、拆成第一小步、暂时休息；
4. 学生选择或跳过；
5. 持续高困扰、危机语言或安全风险时，提醒联系可信任成年人或专业服务。

系统不诊断焦虑、抑郁、注意力障碍或睡眠障碍。

## 4. 机械设计摘要

- 概念尺寸：直径约 420 mm，高约 1,050 mm；需在重心、风道和儿童触达测试后冻结；
- 室内设计速度：不高于 0.6 m/s；
- 续航假设：8–10 小时并常驻自动回充；
- 头部：屏幕、毫米波、麦克风、扬声器、可选摄像头和文档相机；
- 中舱：空气净化、活性炭、四个独立香氛盒、可维护风道；
- 底盘：差速轮、低重心电池、激光雷达、深度/超声、保险杠、急停；
- 扫描臂：升降/俯仰、柔性翻页、扭矩限制和异常释放；
- 未来机械臂：仅限轻量物品、固定收纳盒和软夹爪，经 ISO 13482 风险流程验证后再评估。

## 5. 大模型与系统逻辑

系统分为感知、世界模型、安全策略、大模型导师、记忆和审计六层。大模型不能直接控制电机、空调、香氛或门窗；所有物理动作必须通过确定性策略门，检查人员、置信度、设备状态、剂量、禁行区和撤销条件。

记忆分层：

- 会话记忆：当前任务与临时信号，会话后大部分清理；
- 学习图谱：经确认的题目、知识点、错因与复习记录；
- 授权摘要：经学生/家庭/学校批准后同步给老师或学习 AI；
- 敏感数据：声音、影像和原始雷达不默认进入长期记忆或模型训练。

## 6. MVP 与落地路线

首版只验证四条主链路：

1. 自主移动/雷达状态 → 安全低速到位 → 建议式提醒；
2. CO₂/温度趋势 → 空调/新风/净化联动；
3. 作业扫描 → 人工复核 → 错因图谱 → 次日练习；
4. 自动翻页 → 纸张兼容、夹手、耐久与异常释放测试。

音乐、英语、物品标签可作为可关闭的软件/外设模块同步试验；香氛在儿童安全与可接受性评估后再开放；整理机械臂不进入首版。

## 7. 90 天通过门槛

- 导航碰撞/跌落严重事件为 0；
- 状态提醒误报率低于 5%；
- CO₂ 高于 1,200 ppm 的学习分钟数下降至少 30%；
- 作业 OCR 低置信内容 100% 进入复核队列；
- 次日练习打开率高于 45%；
- 30 日家庭留存高于 55%；
- 主动屏蔽提醒的会话占比低于 15%；
- 香氛/空气/机械/数据严重安全事件为 0。

## 8. 项目边界

FOCUS ONE 不是医疗器械、心理诊断工具、考试监考系统、惩罚型家长控制软件或父母/教师替代品。所有产品参数、研究结论、资助资格、教授候选、价格和商业数字都需要在真实试点与当期官方文件中独立验证。