JP2001191279A

JP2001191279A - 行動管理システム、行動管理方法及びロボット装置

Info

Publication number: JP2001191279A
Application number: JP37535299A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Sabe; 浩太郎佐部; Rika Hasegawa; 里香長谷川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のロボット装置の協調行動を容易に実現
する。【解決手段】行動管理システムは、自主的に行動を決
定する複数のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃと、これら
ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの行動を管理する外部ク
ライアントであるパーソナルコンピュータ３３とを有し
ている。そして、パーソナルコンピュータ３３は、複数
のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃそれぞれにコマンドを
同期して送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のロボット装
置の行動を管理する行動管理システム及び行動管理方
法、並びに自主的に行動を決定する自律型のロボット装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ユーザからの指令や周囲の環境に
応じて自主的に行動を決定する自律型のロボット装置の
提案及び開発がなされている。例えば、この種のロボッ
ト装置は、犬や猫のように多関節の四足動物によく似た
形状とされ、行動するための行動パターンに基づいて自
律的に自己が行動を決定している。具体的には、ロボッ
ト装置は、ユーザから「ふせ」という音声命令を受け取
ると「伏せ」の姿勢を取ったり、自分の口の前にユーザ
が手を差し出す動作に応じて「お手」をするようになさ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、コマ
ンド装置（リモートコントローラ）により、任意の命令
の実行が可能なロボット装置が提案されている。例え
ば、コマンド装置から出力される音階コマンドに応じて
所定の動作をするようなロボット装置がある。これによ
り、ユーザは、自律型のロボット装置として遊ぶ以外に
も自律行動の際には発現しない面白い行動を音階コマン
ドによって呼び出して鑑賞することができる。このよう
に、からくり人形のようにプリプログラムされた行動を
呼び出して鑑賞して楽しむというニーズが存在してお
り、そのような技術の提案及び開発がなされている。

【０００４】さらに、複数のロボット装置に協調行動さ
せたいとするニーズもある。複数のロボット装置の協調
行動により、１つのロボット装置が１つの行動（芸）を
する場合とは異なり、複数のロボット装置があたかも連
動しているかのように見せることができる。このような
複数のロボット装置による協調行動は、ユーザの鑑賞の
楽しみを広げるといえる。

【０００５】このような複数のロボット装置による協調
行動は、各ロボット装置毎に予めプリプログラムし、異
なる一連の行動パターンを複数のロボット装置で連動さ
せることにより可能になるが、以下のような問題が発生
する。

【０００６】綿密な時間計画を立てた上に同時に行動を
開始する必要がある。すなわち、各行動に要する時間を
知らなくてはいけない上に同期させるためのタイムテー
ブルを綿密に計画しなくてはならない。

【０００７】多関節のロボット装置の場合、異なる行動
パターンをとるということは異なる姿勢を経なければな
らない。複数のロボット装置にある行動を同時に発現さ
せたい場合には、直前の姿勢によってその行動を起こせ
る姿勢まで推移する必要があるが、当然その推移に要す
る時間も知らなくてはならなく、行動計画の設計も複雑
になる。

【０００８】また、多種の協調行動（多種の行動パター
ン）をさせたい場合、その分だけ各行動パターン毎にロ
ボット装置のプログラム或いはデータを変更する作業が
必要になる。

【０００９】また、協調行動の開始時間を揃えるのも困
難であるが、一旦開始した後に何らかの要因で行動がず
れてしまった時には最後までずれたままになってしま
う。

【００１０】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてな
されたものであり、複数のロボット装置の協調行動を容
易に実行させることが可能な行動管理システム、行動管
理方法及びロボット装置の提供を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る行動管理シ
ステムは、上述の課題を解決するために、自主的に行動
を決定する自律型のロボット装置に、外部から入力され
てくるコマンドにより行動を決定する機能を備えて、こ
の自律型のロボット装置の行動を管理する行動管理シス
テムであって、複数のロボット装置に、コマンドを同期
して送出する行動管理手段を備える。

【００１２】このような構成を備えた行動管理システム
により、複数のロボット装置は、同期した送られてきた
コマンドを実行するので、結果として、複数のロボット
装置の行動が協調行動となる。

【００１３】また、本発明に係る行動管理方法は、上述
の課題を解決するために、自主的に行動を決定する自律
型のロボット装置に、外部から入力されてくるコマンド
により行動を決定する機能を備えて、この自律型のロボ
ット装置の行動を管理する行動管理方法であって、複数
の上記ロボット装置に、コマンドを同期して送出する。

【００１４】この行動管理方法により、複数のロボット
装置は、同期した送られてきたコマンドを実行するの
で、結果として、複数のロボット装置の行動が協調行動
となる。

【００１５】また、本発明に係るロボット装置は、上述
の課題を解決するために、自主的に行動を決定する自律
型のロボット装置であって、他の複数のロボット装置
に、コマンドを同期して送出する行動管理手段を備え
る。

【００１６】このような構成を備えたロボット装置によ
り、他の複数のロボット装置は、同期した送られてきた
コマンドを実行するので、結果として、複数のロボット
装置の行動が協調行動となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態は、本
発明を、自主的に行動を決定する自律型のロボット装置
装置の行動を管理する行動管理システムに適用したもの
である。この行動管理システムは、複数のロボット装置
に協調行動をさせることができるように構成されてい
る。

【００１８】この行動管理システムにより行動が管理さ
れるロボット装置は、図１に示すように、移動のため駆
動される脚部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、ＣＣＤ(Charge
Coupled Device)ビデオカメラなどが収容された頭部３
及び胴体４等から構成されている。また、このロボット
装置１は、内部回路として、図２に示すように、少なく
とも、制御手段であるＣＰＵ１５、各種情報を記憶する
データ記憶部１３を備えている。データ記憶部１３とし
ては、例えば、ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memor
y)、フラッシュＲＯＭ(Read Only Memory)或いはいわゆ
るメモリースティック等の情報記憶手段が挙げられる。
さらに、ロボット装置１は、図１及び図２に示すよう
に、データを記憶しておくためのメモリカードやデータ
を無線により送受信するため無線ＬＡＮカード等である
ＰＣカード２００を装着するためのＰＣカードスロット
（ＰＣカードＩ／Ｆ）１４を備えている。

【００１９】このロボット装置１は、外的要因又は内的
要因に基づいて、自身の行動を決定するプログラムによ
り、行動し、感情を変化させることができる。ここで、
自身の行動を決定するプログラムは、行動モデルや感情
モデルにより構築されている。具体的には、ロボット装
置１は、各種センサからの入力に対応して、自身の行動
を決定するプログラムに基づいて、自律的に行動するよ
うになされている。例えば、ロボット装置１は、図３に
示すように、ユーザが「おて」というと、前脚２ａをユ
ーザの手３００にのせる「お手」の動作をする。

【００２０】また、ロボット装置１は、ＰＣカードスロ
ット１４に装着されたＰＣカード（メモリカード）２０
０に所定のデータを書き込むことができる。また、ロボ
ット装置１は、無線通信用のＰＣカード（無線ＬＡＮカ
ード）２００により、外部機器であるパーソナルコンピ
ュータ等との間でデータ通信を行うことができる。ロボ
ット装置１は、このような無線通信機能により外部クラ
イアントとされるパーソナルコンピュータとの間でデー
タ通信を行い、他のロボット装置と同期して協調行動を
することができる。

【００２１】このように構成されたロボット装置１は、
次のように、行動管理システム上においてその行動が管
理されている。

【００２２】行動管理システムは、図４に示すように、
第１乃至第３のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの行動を
管理するパーソナルコンピュータと、パーソナルコンピ
ュータ３３と複数のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃとの
間のデータ通信を可能にする中継器３４とを備えてい
る。

【００２３】パーソナルコンピュータ３３と中継器３４
とは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続さ
れており、例えば、中継器３４はいわゆるアクセスポイ
ントをなす。なお、ローカルエリアネットワークには、
他の機器として、例えば、ワークステーション（ＷＳ）
が接続されていてもよい。

【００２４】また、ローカルエリアネットワークにおけ
るロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃとのデータ通信プロト
コルは、パーソナルコンピュータ３３と図示しないワー
クステーションとの間のネットワーク通信に使用され、
インターネット通信に一般的に使用されているＴＣＰ／
ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Proro
col）を用いるものとする。すなわち、行動管理システ
ムでは、既存のネットワーク通信方式を採用して、複数
のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの行動を管理するよう
に構築されている。

【００２５】図４に示す行動管理システムでは、第１乃
至第３のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの３台の行動が
管理される場合について述べているが、これに限定され
るものではない。すなわち、本発明が適用された行動管
理システムは、少なくとも２台のロボット装置の行動を
管理することができる。

【００２６】このような行動管理システムにより、中継
器３４を介して送られてくるパーソナルコンピュータ３
３からの同期して送られてくるコマンドに基づいて、各
ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃが行動を起こす。よっ
て、複数のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃには、同時期
にパーソナルコンピュータ３３からコマンドが送られて
くることから、ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの全体と
しての行動は協調行動として発現される。

【００２７】このように行動管理システムは、複数のロ
ボット装置１ａ，１ｂ，１ｃに対してコマンドを同期し
て送出することだけで当該ロボット装置１ａ，１ｂ，１
ｃが協調行動をするようになることから、各ロボット装
置の行動の時間管理を意識することなく、そのような協
調行動が実現されたことになる。

【００２８】また、例えば、パーソナルコンピュータ３
３からのコマンドの内容（動作の内容）は各ロボット装
置毎に異なるものでもよく、同一のものでもよい。これ
により、各ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃは、それぞれ
同じ動作により協調行動を起こさせたり、それぞれ異な
る動作により協調行動を起こさせたりすることができ
る。また、複数のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの行動
を一括制御する外部クライアントが共通のパーソナルコ
ンピュータ３３であることから、行動パターンを１台の
パーソナルコンピュータ３３で編集できる。また、外部
クライアントにより複数のロボット装置１ａ，１ｂ，１
ｃの行動を管理していることから、行動が管理される複
数のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃ間ではプログラムや
データをまったく同じにしながら、協調行動を可能にす
ることができる。

【００２９】次に、複数のロボット装置１ａ，１ｂ，１
ｃが、行動管理システムにおいてその行動の同期がとら
れて、全体として協調行動を行う場合について具体的に
説明する。

【００３０】パーソナルコンピュータ３３は、中継器３
４を介してコマンドを各ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃ
に同期して送信して当該各ロボット装置１ａ，１ｂ，１
ｃに協調行動をさせているが、具体的には、コマンド
は、パーソナルコンピュータ３３が保持するロボット制
御スクリプト（台本）ＲＳ内に各ロボット装置に対応さ
れて書き込まれている。具体的には、パーソナルコンピ
ュータ３３は、所定の規定により作製されたロボット制
御スクリプトＲＳによりコマンドを対応されるロボット
装置に送っている。ロボット制御スクリプトＲＳは、各
ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃへのコマンドの送出タイ
ミングの制御や、各ロボット装置の行動の終了タイミン
グを検出可能とするような情報から構成されている。

【００３１】ロボット制御スクリプトＲＳの形態につい
ては、例えば、図５に示すように、コマンド情報等から
構成された複数のデータ列Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃からなる。第
１のデータ列Ｄ₁は第１のロボット装置１ａに対応さ
れ、第２のデータ列Ｄ₂は第２のロボット装置１ｂに対
応され、第３のデータ列Ｄ₁は、第３のロボット装置１
ｃに対応されている。本実施の形態では、ロボット装置
が３台であることから、このデータ列もそれに応じて３
列とされ、行動管理システムにおいて行動を管理するロ
ボット装置に応じてロボット制御スクリプトＲＳのデー
タ列が用意される。

【００３２】具体的には、ロボット制御スクリプトＲＳ
内には、制御したいネットワーク上のロボット装置の数
が記述されている。そして、各データ列Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃
毎に、個々のＩＰアドレスやそのサーバのポート番号の
情報、ロボット装置に送信する抽象コマンド、ロボット
装置１ａ，１ｂ，１ｃの間で同期タイミングをとるため
のコマンド等が記述されている。ここで、ＩＰアドレス
は、上述したように、本実施の形態においてパーソナル
コンピュータ３３とロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃとの
データ通信をＴＣＰ／ＩＰを採用していることから、ネ
ットワーク上におかるロボット装置の識別情報をなす。
例えば、ロボット装置１の有するデータ記憶手段に予め
ＩＰアドレスが書き込まれている。

【００３３】そして、これらコマンドは、例えば、各デ
ータ列Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃において実行順に上から下に並ん
で記述されている。

【００３４】このようなロボット制御スクリプトＲＳに
基づいて、パーソナルコンピュータ３３は、次のように
各ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃにコマンドを送出して
その行動を制御している。

【００３５】パーソナルコンピュータ３３は、ロボット
装置１ａ，１ｂ，１ｃとの間で通信を開始するのに先立
ち、メインプログラムＰＧ₁によりロボット装置の数だ
け通信用のスレッド２８ａ，２８ｂ，２８ｃを生成す
る。第１乃至第３の通信用スレッド２８ａ，２８ｂ，２
８ｃは、行動を管理する第１乃至第３のロボット装置１
ａ，１ｂ，１ｃと対応づけされて、対応されるロボット
装置１ａ，１ｂ，１ｃとの間でデータ通信を行うための
ものである。

【００３６】そして、パーソナルコンピュータ３３は、
このようにデータ通信の開始に先立ち生成した第１乃至
第３の各通信用スレッド２８ａ，２８ｂ，２８ｃに、対
応されるロボット制御スクリプトＲＳ上の第１乃至第３
のデータ列Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃をそれぞれ渡す。各通信用ス
レッド２８ａ，２８ｂ，２８ｃでは、渡された情報（デ
ータ列）からＩＰアドレスとポート番号を取り出して、
クライアントとして各ロボット装置に接続し、これによ
り、通信用スレッド２８ａ，２８ｂ，２８ｃと各ロボッ
ト装置１ａ，１ｂ，１ｃとのデータ通信経路が確立され
る。

【００３７】それから、各通信用スレッド２８ａ，２８
ｂ，２８ｃは、引き渡されたデータ列Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃に
記述されているコマンドを、各通信用スレッド２８ａ，
２８ｂ，２８ｃの間で同期して発信する。

【００３８】ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃは、対応さ
れる通信用スレッド２８ａ，２８ｂ，２８ｃから発信さ
れたコマンドをそれぞれ受信する。各ロボット装置１
ａ，１ｂ，１ｃは、受信したコマンドを実行する。

【００３９】これにより、各通信用スレッド２８ａ，２
８ｂ，２８ｃによるコマンドの送出タイミングについて
は同期がとられていることから、各ロボット装置１ａ，
１ｂ，１ｃの行動は、全体として協調行動によるものと
なる。

【００４０】次に、図６に示すように記述されているロ
ボット制御スクリプトＲＳを用いて具体的に説明する。
この図６に示すロボット制御スクリプトは、複数のロボ
ット装置１ａ，１ｂ，１ｃにより、いわゆる「ウエイ
ブ」の行動をさせるためのものである。複数のロボット
装置１ａ，１ｂ，１ｃによる「ウエイブ」の行動とは、
経時変化を示す図７中（Ａ）から（Ｃ）への変化のよう
に、整列している複数のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃ
が、「お座り」の姿勢において、「ばんざい」の行動を
それぞれが順番にしていくことにより発現される協調行
動である。

【００４１】図６に示すロボット制御スクリプトＲＳ
は、１行目に、行動管理システムに接続されるロボット
装置の台数が記述されている。具体的には、１列目にメ
ニューとして「NUMBER」と記述して、２列目に接続する
ロボット装置の台数が記述されている。本実施の形態の
ように、３台のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃにより協
調行動を行う場合には、台数の欄は「３」となる。

【００４２】そして、２行目以降に、各通信用スレッド
２８ａ，２８ｂ，２８ｃと各ロボット装置１ａ，１ｂ，
１ｃとの間で通信を行うための情報や、コマンド等が記
述されている。具体的には、１列目にはメニューが書き
込まれ、２列目、３列目、４列目に、各通信用スレッド
２８ａ，２８ｂ，２８ｃが、対応されるロボット装置１
ａ，１ｂ，１ｃの行動を制御するための情報が記述され
ている。

【００４３】２行目において、１列目に「IP_ADDRESS」
と書いて、各列に対応されるサーバーのＩＰアドレスを
記述する。或いは、１列目に「HOSTNAME」と書いて、各
ロボット装置のサーバのネットワークホスト名を記述す
るようにしてもよい。

【００４４】３行目において、各ホストのポート番号を
記述する。本実施の形態では、デフォルトとして「1000
0」を記述する。

【００４５】４行目以降において、各ロボット装置に対
応される各列に、コマンド等のロボット装置の行動を制
御するための情報が記述されている。

【００４６】コマンドは、具体的には、大別して同期コ
マンドと抽象コマンドとがある。通信用スレッドがこれ
ら同期コマンド、抽象コマンドの順序で送出するように
記述されている。ここで、抽象コマンドは、ロボット装
置に送信されて、実際の行動をさせるためのコマンドで
あり、同期コマンドは、そのような抽象コマンドによる
各ロボット装置の行動が、ロボット装置全体として協調
行動となるようにするものである。具体的には、同期コ
マンドは、コマンド送出タイミングについて同期をとる
ためのSYNC命令、各ロボット装置の行動始期について同
期をとるためのWAIT命令の二つがある。

【００４７】SYNC命令は引数としてＩＤ番号と指数（以
下、同期達成指数という。）が与えられている。ＩＤ番
号は、SYNC命令についての識別情報となるものであり、
他のSYNC命令との識別情報となる。このＩＤ番号により
SYNC命令を識別することにより、他のSYNC命令と混同す
ることなく、適切な処理を行うことができるようにな
る。また、同期達成指数は、各ロボット装置１ａ，１
ｂ，１ｃにそれぞれある値が与えられており、それらの
合計が所定の値になるように設定されている。本実施の
形態では、合計が「１００」になるように設定されてい
る。なお、同期達成指数については、「１００」に設定
することに限定されるものではない。すなわち、本発明
の適用に応じて、同期達成指数を決定する。

【００４８】そして、この同期達成指数は、ロボット装
置１ａ，１ｂ，１ｃが次の行動に移れる状態にあるとき
加算される。換言すれば、ある行動をしていたロボット
装置が当該行動を終了したときに加算される。具体的に
は、次のような手順により同期達成指数の加算がなされ
る。

【００４９】例えば、第１のロボット装置１ａは、対応
される第１の通信用スレッド２８ａから送られてきたコ
マンドに応じた行動を終了したとき、或いは次の行動に
移れる状態であるとき、その旨の情報（以下、待機情報
という。）を発信する。対応される第１の通信用スレッ
ド２８ａでは、第１のロボット装置１ａが発信した待機
情報を受信すると、例えば同期制御用グローバルメモリ
ＧＭ上のＩＤ番号が一致する領域に同期達成指数を加え
る（足し込む）。このとき、他の通信用スレッドは、こ
の領域にアクセスできないよう排他制御を行う。すなわ
ち、他のロボット装置（ここでは、第２のロボット装置
１ｂ或いは第３のロボット装置１ｃの一方若しくは両
方）が既にＩＤ番号に対応されるSYNC命令の実行が可能
な状態になった場合には、ＩＤ番号が一致する当該他の
ロボット装置の同期達成指数に、いま送られてきた同期
達成指数を同期制御用グローバルメモリＧＭにて加算す
る。そして、全てのロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの次
の行動に移れる状態になると、同期達成指数の合計値が
所定の値、本例では「１００」になる。

【００５０】このような処理により、各通信用スレッド
２８ａ，２８ｂ，２８ｃは、同期制御用グローバルメモ
リＧＭを監視し、同期達成指数の合計値が所定の値
（「１００」）に達しない限り次のコマンドの読み出し
を行わないことになる。よって、次の行動に移れるロボ
ット装置であっても、次の行動を起こすことなく待機状
態が維持される。

【００５１】そして、複数のロボット装置１ａ，１ｂ，
１ｃの行動を管理するパーソナルコンピュータ３３は、
このような同期達成指数の合計値が所定の値になったこ
とを確認することにより、ＩＤ番号に対応されるSYNC命
令を全てのロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃにおいて終了
し、ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃが次の行動に移れる
状態であることを知ることができる。これにより、パー
ソナルコンピュータ３３は、同期達成指数の合計値が所
定の値になったときには、各通信用スレッド２８ａ，２
８ｂ，２８ｃにより次のコマンドを発信する。

【００５２】次にコマンドは、図６に示すロボット制御
スクリプトＲＳでは、WAIT命令が発信される。

【００５３】このWAIT命令は、時間（ｍｓ）を引数に取
っており、WAIT命令を受け取ったロボット装置は指定さ
れた時間だけ待ってから次のコマンドヘ移行するような
情報をなす。

【００５４】WAIT命令の引数がそれぞれ「０」、「100
0」、「2000」となっている実施の形態では、引数が
「０」のWAIT命令を受信した第１のロボット装置１ａ
は、続いて送られてきているコマンドを直ちに実行し
て、引数が「1000」のWAIT命令を受信した第２のロボッ
ト装置１ｂは、続いて送られてきているコマンドを１秒
待って実行して、引数が「2000」のWAIT命令を受信した
第３のロボット装置１ｃは、続いて送られてきているコ
マンドを２秒待って実行する。すなわち、例えば第１乃
至第３のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの受け取ったWA
IT命令の引数が全て「０」である場合には、第１乃至第
３のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃは次に送られてきて
いるコマンド内容を同時に実行する。

【００５５】そして、本実施の形態では、このWAIT命令
の次に送出されるコマンドは、「BANZAI_SIT」のコマン
ドとなっている。「BANZAI_SIT」コマンドは、ロボット
装置に「お座り」の姿勢において、「ばんざい」の動作
をさせるためのコマンドである。

【００５６】このようなWAIT命令が送出され、続いて
「BANZAI_SIT」コマンドが送出されてくることにより、
第１のロボット装置１ａは、上述のように同期達成指数
の合計値が所定の値になった直後に「BANZAI_SIT」のコ
マンドを開始し、第２のロボット装置１ｂは、それから
１秒後に「BANZAI_SIT」のコマンドを開始し、第３のロ
ボット装置１ｃは、それから２秒後に「BANZAI_SIT」の
コマンドを開始する。

【００５７】以上のようにSYNC命令やWAIT命令等が規定
された図６に示すロボット制御スクリプトＲＳにより概
略として以下のような処理がなされる。

【００５８】１番最初（５行目）のSYNC命令により、各
ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃが次の状態に移れる状態
になると、ＩＤ＝１で同期達成指数が発効される。ＩＤ
＝１の同期達成指数の合計が「１００」になることによ
り、各通信用スレッド２８ａ，２８ｂ，２８ｃからWAIT
命令及び「BANZAI_SIT」のコマンドが発信される。

【００５９】第１のデータ列（第１のロボット装置１a
（ＩＰアドレスが11．22．33．44）に対応されるデータ
列）Ｄ₁のWAIT命令には０秒（「０」）が入っているの
で、第１のロボット装置１ａはすぐに「BANZAI_SIT」コ
マンドを実行し、図７中（Ａ）に示すように、「座り」
姿勢において「バンザイ」動作をする。

【００６０】また、第２のデータ列（第２のロボット装
置１ｂ（ＩＰアドレスが11．22．33．45）に対応される
データ列）Ｄ₂のWAIT命令には１秒（「1000」）が入っ
ているので、第２のロボット装置１ｂは、第１のロボッ
ト装置１ａがコマンドを実行してから１秒後に「BANZAI
_SIT」コマンドを実行し、図７中（Ｂ）に示すように、
「座り」姿勢において「バンザイ」動作をする。同様に
第３のデータ列（第３のロボット装置１ｃ（ＩＰアドレ
スが11．22．33．46）に対応されるデータ列）Ｄ₃のWAI
T命令には２秒（「2000」）が入っているので、第３の
ロボット装置１ｃは、第１のロボット装置１ａがコマン
ドを実行してから２秒後に「BANZAI_SIT」コマンドを実
行し、図７中（Ｃ）に示すように、「座り」姿勢におい
て「バンザイ」動作をする。

【００６１】「BANZAI_SIT」のコマンドの実行が終了す
ると、またSYNC命令があり、再び各ロボット装置１ａ，
１ｂ，１ｃが次の行動に移れる状態であることの検出が
なされる。これにより、先に実行を開始した第１のロボ
ット装置１ａから待ち状態に入り、行動達成指数の合計
が「１００」になることにより、各ロボット装置１ａ，
１ｂ，１ｃは、再び各通信用スレッド２８ａ，２８ｂ，
２８ｃから同期した発信されるWAIT命令及び２回目の
「BANZAI_SIT」のコマンドにより上述したような行動を
再び実行する。

【００６２】図６に示すロボット制御スクリプトＲＳに
よる以上のような処理により、行動管理システムは、図
７中（Ａ）から（Ｃ）に変化するように、３台のロボッ
ト装置１ａ，１ｂ，１ｃを１秒ずつ時間をずらして、バ
ンザイを実行させ、２度の「ウェイブ」の協調行動が発
現させる。

【００６３】以上のように、行動管理システムは、同期
してコマンドを送出することにより、複数のロボット装
置１ａ，１ｂ，１ｃによる協調行動を容易に実現するこ
とができる。このような複数のロボット装置１ａ，１
ｂ，１ｃによる協調行動は、ユーザの鑑賞の楽しさを、
ロボット装置の自立的に起こした行動による楽しさに加
え、さらに広げるものとなる。

【００６４】また、行動管理システムにおいて、複数の
ロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの行動を、共通のパーソ
ナルコンピュータにより管理しているので、ロボット装
置のプログラムを共通化することができる。一方、１台
のパーソナルコンピュータ３３により各ロボット装置１
ａ，１ｂ，１ｃの行動を管理することは、各ロボット装
置１ａ，１ｂ，１ｃをネットワーク上の計算機として把
握することと同様である。これにより、行動管理システ
ムでは、複数のロボット装置１ａ，１ｂ，１ｃの行動管
理を容易にしつつ、行動パターンの作成・編集を容易に
して、例えばこれにより行動パターンの作成・編集実行
までのターンアラウンドを格段に短くすることができ
る。

【００６５】次に、上述したロボット装置の具体的な構
成について説明する。ロボット装置１の電気的な回路構
成については、例えば図８に示すようになる。

【００６６】ＣＣＤビデオカメラ１１で撮像された画像
データは、信号処理部１２に供給される。信号処理部１
２は、ＣＣＤビデオカメラ１１より供給された画像デー
タに所定の処理を施し、その画像データを内部バス１８
を介して、記憶手段であるＤＲＡＭ(Dynamic Random Ac
cess Memory)１６に記憶させる。

【００６７】また、ロボット装置１は、ＲＯＭインター
フェース３０に接続されたメモリースティックインター
フェース２９を備えており、これによりいわゆるメモリ
ースティック２１０に対するデータの記録及び再生をす
ることができる。

【００６８】さらに、ロボット装置１は、ＰＣカードス
ロット（ＰＣカードＩ／Ｆ）１４を備えている。これに
より、ＰＣカード２００が無線ＬＡＮカードである場合
には、外部機器（例えば、中継器３４）との間でのデー
タ通信が可能となり、ＰＣカードがメモリカードである
場合には、メモリカードに対するデータの記録や再生が
可能になる。

【００６９】そして、ＣＰＵ(Central Processing Uni
t)１５は、フラッシュＲＯＭ(Read Only Memory)１７に
記憶されている動作プログラムを、ＲＯＭインターフェ
ース３０及び内部バス１８を介して読み出し、システム
全体の制御を行う。また、フラッシュＲＯＭ１７に記憶
されているＣＰＵ１１の動作プログラムは、信号処理部
１２に接続される外部のパーソナルコンピュータ(Perso
nal Computer、ＰＣ)３１によって作成及び変更が可能
とされている。

【００７０】外部の状態を検出する検出手段を構成する
ポテンショメータ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ、タッチセン
サ２０及びマイクロホン２１が検出した信号は、分岐部
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを介して信号
処理部１２に供給される。信号処理部１２は、分岐部２
４ａ〜２４ｅから供給された信号を、内部バス１８を介
してＣＰＵ１５に供給する。ＣＰＵ１５は、供給された
信号に基づいてアクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２２ｄ（例えば、それによって駆動される図１の脚
部２ａ〜２ｄや頭部３）の動作を制御する。また、ＣＰ
Ｕ１５は、スピーカ２３から出力される音声を制御す
る。

【００７１】また、赤外線検出部（ＩｒＤＡ）２６を備
えている。赤外線検出部（ＩｒＤＡ）２６は、ユーザの
操作により図示しないリモートコントローラから出力さ
れた命令情報を、分岐部２４ｅを介して信号処理部１２
に供給する。信号処理部１２は、内部バス１８を介して
ＣＰＵ１５に供給し、ＣＰＵ１５では、供給された信号
に基づいてアクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２
２ｄの動作を制御して、ユーザの命令に応じた行動をロ
ボット装置１に出力させる。

【００７２】ここで、ポテンショメータ１９ａ〜１９
ｃ、タッチセンサ２０、マイクロホン２１、アクチュエ
ータ２２ａ〜２２ｄ、スピーカ２３及び赤外線検出部２
６等は、ロボット装置１の足や耳、口等を構成するもの
であり、これらをまとめてＣＰＣ(Configurable Physic
al Component)デバイスと呼ぶ。ＣＰＣデバイスは、こ
れに限定されるものではなく、例えば、距離センサ、加
速度センサ、或いはジャイロ等の計測手段であってもよ
い。

【００７３】図９には、信号処理部１２の構成例を示し
ている。ＤＲＡＭインタフェース４１、ホストインタフ
ェース４２は、それぞれＤＲＡＭ１６、ＣＰＵ１５に接
続されるとともに、外部バス４４にも接続されている。
バスコントローラ４５は、外部バス４４の制御を行う。
バスアービタ４６は、外部バス４４と内部バス４７のア
ービトレーションを行う。

【００７４】パラレルポート４８及びシリアルポート５
０には、例えば、外部の開発環境としてのパーソナルコ
ンピュータ（ＰＣ）３１が接続されている。バッテリマ
ネージャ４９は、バッテリ２７の残量の管理等を行う。
パラレルポート４８、バッテリーマネージャ４９及びシ
リアルポート５０は、それぞれペリフェラルインタフェ
ース５３を介して内部バス４７に接続されている。

【００７５】ＣＣＤビデオカメラ１１は、撮像した画像
データをＦＢＫ(Filter Bank)５６に供給する。ＦＢＫ
５６は、供給された画像データに対して間引き処理を行
い、種々の解像度の画像データを作成する。その画像デ
ータは、内部バス４７を介してＤＭＡ(Direct Memory A
ccess)コントローラ５１に供給される。ＤＭＡコントロ
ーラ５１は、供給された画像データをＤＲＡＭ１６に転
送し、記憶させる。

【００７６】また、ＤＭＡコントローラ５１は、ＤＲＡ
Ｍ１６に記憶されている画像データを適宜読み出し、Ｉ
ＰＥ(Inner Product Engine)５５に供給する。ＩＰＥ５
５は、供給された画像データを使用して所定の演算を行
う。この演算結果は、ＤＭＡコントローラ５１の指示に
従って、ＤＲＡＭ１６に転送され、記憶される。

【００７７】シリアルバスホストコントローラ５７に
は、ＣＰＣデバイス２５が接続される。ＣＰＣデバイス
２５は、例えば、上述したポテンショメータ１９ａ〜１
９ｃ、タッチセンサ２０、マイクロホン２１、アクチュ
エータ２２ａ〜２２ｄ、スピーカ２３及び赤外線検出部
２６等から構成されている。ＣＰＣデバイス２５から供
給された音声データは、シリアルバスホストコントロー
ラ５７を介してＤＳＰ(Digital Signal Processor)５２
に供給される。ＤＳＰ５２は、供給された音声データに
対して所定の処理を行う。ＵＳＢインタフェース５８に
は、外部の開発環境としてのパーソナルコンピュータ
（ＰＣ）３２等が接続される。タイマ５４は、時間情報
を内部バス４７を介して各部に供給する。

【００７８】そして、ロボット装置１は、上述したよう
な協調行動を行うため等にパーソナルコンピュータ３３
との間でデータ通信をするための無線通信関連の構造と
して、図１０に示すように、デバイスドライバ７７、Ｔ
ＣＰ／ＩＰプロトコルスタック７８等を有している。

【００７９】デバイスドライバ７７は、ソフトウェア層
であって、ＰＣカード（無線ＬＡＮカード）２００の上
位として当該ＰＣカードを直接管理してデータの受け渡
しを行う。

【００８０】ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック７８
は、ソフトウェア層にあって、ＴＣＰ／ＩＰのサービ
スをサポートし、デバイスドライバ７７とセマンティク
スコマンドサーバとの間でデータの受け渡しをする。な
お、ロボット装置１には内部のフラッシュＲＯＭ等に予
めこのローカルエリアネットワークの内部でユニークな
ＩＰアドレス（例えば、上述したＩＰアドレス11．22．
33．44等）が書き込まれいる。

【００８１】このＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック７
３の上位にはセマンティクスコマンドサーバ７９といっ
たソフトウェアモジュールがある。セマンティクスコマ
ンドサーバ７９は、上述したように文字列として与えら
れるコマンドを受け付けることが可能な上位サーバとし
て構成されている。

【００８２】セマンティクスコマンドサーバ７９では、
ロボット装置１が起動するとＴＣＰ／ＩＰのサービス
の予め決められたポート番号（例えば10000）を使って
コマンドを受信するサーバを立ち上げて、ローカルエリ
アネットワーク上のパーソナルコンピュータ３３からの
接続要求を待つ。接続要求は、ＩＰアドレスとポート番
号（例えば、11．22．33．44:10000）を指定して発信す
ることにより行う。

【００８３】そして、外部クライアント（パーソナルコ
ンピュータ３３）との間で接続が確立されたセマンティ
クスコマンドサーバ７９では、パーソナルコンピュータ
３３からのコマンドのを受け付けを開始し、受信したコ
マンドをミドルウェア層７４の出カセマンティクスコン
バータ１０１に送り、コマンド内容の行動を実行させ
る。出カセマンティクスコンバータ１０１は、具体的に
は、コマンド名を文字列のまま認識することができるも
ので、これにより、出力セマンティクスコンバータ１０
１は、文字列からなるコマンドの内容に応じて、下位の
ソフトウェアモジュール（オブジェクト）を制御する。

【００８４】ミドルウエア層８０は、ロボット装置１の
基本的な機能を提供するソフトウェア郡であり、その構
成はロボット装置１のデバイスや形状が考慮されて設定
されている。このミドルウェア層８０は、具体的には、
図１１に示すように構成されており、認識系（入力系）
のミドルウェア層９０と出力系のミドルウェア層１００
とに大別され、例えば、オブジェクト群により構成され
ている。

【００８５】認識系のミドルウェア層９０では、外部か
ら入力された情報を認識する。これによりロボット装置
１は、外部から入力された情報に応じて自律的に行動を
決定すること等ができるようになる。例えば、認識系の
ミドルウェア層９０は、画像データやセンサーデータ、
音データなどのデバイスの生データを処理し、認識結果
を出力するオブジェクト群により構成されている。

【００８６】デバイスのデータを処理するオブジェクト
としては、例えば、距離検出部９２、タッチセンサー部
９３、色認識部９４、音階認識部９５、姿勢検出部９
６、動き検出部９７等が挙げられる。ここで、例えば、
距離検出部９２により「障害物がある」が認識され、タ
ッチセンサー部９３により「なでられた」及び「叩かれ
た」が認識され、色認識部９４により「ボールが赤い」
が認識され、姿勢検出部９６により「転倒した」が認識
され、動き検出部９７により「ボールが動いている」が
認識される。

【００８７】そして、入力系のミドルウェア層９０で
は、入力センティクスコンバータ９１により上述したよ
うなオブジェクトによる認識情報の上位であるセマンテ
ィクスコマンドサーバ７９に渡される。

【００８８】一方、出力系のミドルウェア層１００によ
り、セマンティクスコマンドサーバ７９から渡された情
報に基づいてデバイスの制御が行われる。セマンティク
スコマンドサーバ７９から渡される情報としては、例え
ば、入力セマンティクスコマバータ９１におけるデバイ
スの認識結果等の内的情報に基づくコマンドであった
り、行動管理システムにおいてパーソナルコンピュータ
３３から送られてきた外的情報とされるコマンド等が挙
げられる。内的情報としては、例えば、バッテリー残量
が挙げられる。そして、出力系のミドルウェア層１００
は、このようなコマンドに基づいて、例えばロボット装
置の動作機能毎に構成されているオブジェクト群により
各部を動作させる。

【００８９】オブジェクトとしては、姿勢制御部１０
２、モーション再生部１０５、転倒復帰部１０６、トラ
ッキング部１０７、歩行モジュール部１０８、ＬＥＤ点
灯部１０３、音再生部１０４等が挙げられる。ここで、
例えば、モーション再生部１０５により「動き再生」に
関する制御がなされ、転倒復帰１０６により「転倒復
帰」に関する制御がなされ、トラッキング１０１により
「対象物の追従動作」に関する制御がなされ、歩行モジ
ュール部１０８により「歩行」に関する制御がなされ
る。なお、「トラッキング」とは、動く対象物を見続け
るような動作、具体的には、動く対象物に頭を向け続け
るような動作である。例えば、このような動作を行う場
合、色認識部９４及び動き検出部９７の認識情報がその
「トラッキング」の際の情報として直接使用される。ま
た、これらの制御は、ロボット装置１の姿勢の変化を伴
うことから姿勢管理１０２により姿勢の情報についての
管理がなされる。また、音出力部１０４により「音」に
関する制御がなされ、ＬＥＤ点灯部１０３により「目
（ＬＥＤ）の点灯」に関する制御がなされる。

【００９０】出力系のミドルウェア層１００では、この
ように動作を制御するためのオブジェクト群の上位に位
置される出力セマンティクスコンバータ１０１によりコ
マンドの内容が解釈されて、その内容に応じて上述した
ようなモーション再生部１０５等のオブジェクトがデバ
イスの制御を行う。具体的には、機能毎にロボット装置
１の各ジョイントのサーボ指令値や出力音、出力光（目
のＬＥＤ）を生成して出力する。例えば、上述したよう
な抽象的な行動コマンドとして「BANZAI_SIT」（「バン
ザイ」）のコマンドが送られてきた場合、その行動に必
要なオブジェクトが、そのようなコマンド内容の行動に
必要なデバイスに制御信号を出力し、「バンザイ」の行
動を起こさせる。なお、抽象的な行動コマンドとしては
これに限定されるものではなく、「前進」、「後退」、
「喜ぶ」、「吼える」、「寝る」、「体操する」、「驚
く」、「トラッキング」等の動物が発現する行動のコマ
ンドも挙げられる。

【００９１】そして、出力系のミドルウェア層１００で
は、行動によるデバイスの動作状況（例えばデバイスの
動作終了結果）を検出して、出カセマンティクスコンバ
ータ１０１が、その行動の状況をセマンティクスコマン
ドサーバ７９に返す。ここで、動作が無事終了した旨の
情報は、ロボット装置が次の行動に移れることの情報に
なる。

【００９２】このような出力系のミドルウェア層１００
によりコマンドに基づいて各デバイスの制御がなされる
ことで、ロボット装置１がコマンドに応じた行動を発現
することができるようになる。

【００９３】セマンティクスコマンドサーバ７９では、
上述したような出力系のミドルウェア層１００の実行の
終了の情報をＰＣカード２００を介して、パーソナルコ
ンピュータ３３（外部クライアント）に発信する。そし
て、パーソナルコンピュータ３３では、そのようなロボ
ット装置１の実行の終了の通知に応じて、上述したよう
に、ロボット装置１が次の行動に移れるか否かを判別し
て、その判別結果に応じて次のコマンドを発信する処理
等を行う。

【００９４】以上述べたような構成により、ロボット装
置１は、パーソナルコンピュータ３３からのコマンドを
受け取って、その内容に応じた行動を起こすことができ
る。そして、コマンドの終了結果、すなわち次の行動に
移れる状態であることの情報をパーソナルコンピュータ
３３に返すことができる。

【００９５】なお、例えば、上述したような抽象的なコ
マンド（例えば、「バンザイ」のコマンド）は、複数の
基本コマンド、例えばモーションコマンド、サウンドコ
マンド、ＬＥＤ出力コマンドの組み合わせにより実現さ
れている。そして、ロボット装置１は、そのような抽象
的なコマンドとそれらの基本コマンドとの対応関係を記
憶手段、例えばメモリースティックに記憶しておくこと
により、抽象的なコマンドの内容を実行することが可能
とされている。さらに、そのような対応関係の情報を編
集可能なファイルとして記憶手段に記憶しておくことに
より、ユーザが好みにあわせて抽象的なコマンドにより
実行される各部の動作を変更することもできるになされ
ている。

【００９６】また、ロボット装置１のソフトウェア層に
ついては、例えば図１２に示すように構成されている。
ソフトウェア層は、大別して、アプリケーション層１２
０、ミドルウエア層８０、マネージャオブジェクト層１
３０、ロボットサーバオブジェクト層１４０及びデバイ
スドライバ層１５０から構成されている。さらに、マネ
ージャオブジェクト１３０については、オブジェクトマ
ネージャ１３１及びサービスマネージャ１３２を有して
いる。また、ロボットサーバオブジェクトについては、
デザインロボット１４１、パワーマネージャ１４２、バ
ーチャルロボット１４３及びデバイスドライバマネージ
ャ１４４を有している。これらは、概略以下のように機
能する。

【００９７】マネージャオブジェクト層１３０におい
て、オブジェクトマネージャ１３１は、アプリケーショ
ン層１２０及びミドルウェア層８０の起動、消滅を管理
し、サービスマネージャ１３２は、コネクションファイ
ルに記述されたオブジェクト間の接続情報を元に各オブ
ジェクトに接続を促すシステムオブジェクトとして機能
する。

【００９８】また、デバイスドライバ層１５０は、デバ
イスドライバセット１５１（例えば上述したＣＰＣデバ
イス２５等のハードウェア層）に直接アクセスすること
を許されたオブジェクトである。すなわち、ハードウェ
ア層のデバイスを制御する直上の制御部を構成してい
る。このデバイスドライバ層１５０はハードウェアの割
り込みを受けて処理を行う。

【００９９】また、ロボットサーバオブジェクト層１４
０において、デザインドロボット１４１は、ロボット装
置１の構成等を管理し、パワーマネージャ１４２は、電
源管理をし、デバイスドライバマネージャ１４４は、外
部接続等されている機器、例えば、パーソナルコンピュ
ータやＰＣカードのアクセスを管理している。

【０１００】そして、ロボットサーバオブジェクト層１
４０においてバーチャルロボット１４３は、ミドルウェ
ア層８０と各種デバイスドライバとの間での情報の受け
渡しを各オブジェクト間の通信規約の下で行う部分をな
す。

【０１０１】上述したように、出力系のミドルウェア層
１００は下位のデバイスドライバに制御信号を出力して
各デバイスを実際に制御している。また、上述した認識
系のミドルウェア層９０については下位のデバイスから
の情報に基づいて外部情報を認識している。このような
出力系のミドルウェア層１００による各デバイスの制御
や、認識系のミドルウェア層９０における各デバイスの
状況の認識については、具体的には、図１１に示すよう
に、このバーチャルロボット１１０を介して行われてい
る。

【０１０２】バーチャルロボット１１０は、認識系のミ
ドルウェア層９０及び出力系のミドルウェア層１００と
外部に対しての入出力系を構成するデバイスドライバと
のデータの受け渡しをするものであって、各種デバイス
ドライバとオブジェクト間通信規約に基づいて動作する
オブジェクトとの橋渡しをするオブジェクトとして機能
するものである。このバーチャルロボット１１０によ
り、認識系のミドルウェア層９０及び出力系のミドルウ
ェア層１００と各種デバイスドライバーとの間での情報
の受け渡しが各オブジェクト間の通信規約の下でなされ
ることになる。

【０１０３】次に、ロボット装置１が自主的に行動を決
定するための機能について説明する。ロボット装置１
は、自主的行動の実現するために、行動モデルや感情モ
デルを有している。行動モデルや感情モデルは外的要因
又は内的要因に基づいて変化し、これにより、ロボット
装置は、行動モデルや感情モデルの出力に応じて動作
し、自律型のロボット装置として構成されている。行動
モデル及び感情モデルは、図１２に示したソフトウェア
層におけるアプリケーション層１２０において構築され
ている。感情モデル６４は、例えば図１３に示すように
構築されている。

【０１０４】第１乃至第３のセンサ６１，６２，６３
は、ユーザ、さらには環境などの外部から与えられる刺
激を検知し、電気信号に変換して出力する。この電気信
号は、第１及び第２の入力評価部７１，７２に供給され
る。ここで、第１乃至第３のセンサ６１，６２，６３
は、ポテンショメータ１９ａ〜１９ｃ、タッチセンサ２
０、マイクロホン２１などの他、図示しない音声認識セ
ンサや画像色認識センサ等であり、ユーザがロボット装
置１の世話をするために行った操作や、発した音声を、
電気信号に変換して出力する。第１乃至第３のセンサ６
１，６２，６３の出力は、第１及び第２の入力評価部７
１，７２に供給される。

【０１０５】第１の入力評価部７１は、第１乃至第３の
センサ６１，６２，６３から供給される電気信号を評価
し、所定の感情を検出する。ここでいう所定の感情と
は、例えば喜びの感情である。第１の入力評価部７１
は、検出した感情の評価値を第１の感情モジュール７３
に供給する。第１の感情モジュール７３には、所定の感
情が割り当てられており、第１の入力評価部７１から供
給される感情の評価値に基づいて、感情のパラメータが
増減する。例えば、所定の感情に「喜び」が割り当てら
れている場合には、第１の入力評価部７１から供給され
る感情の評価値に基づいて、「喜び」の感情のパラメー
タが増減することになる。第１の感情モジュール７３
は、感情パラメータを出力選択部７５に供給する。

【０１０６】同様に、第２の入力評価部７２も、第１乃
至第３のセンサ６１，６２，６３から供給される電気信
号を評価し、所定の感情を検出する。ここでいう所定の
感情とは、例えば怒りの感情である。第２の入力評価部
７２は、検出した感情の評価値を第２の感情モジュール
７４に供給する。第２の感情モジュール７４には、所定
の感情が割り当てられており、第２の入力評価部７２か
ら供給される感情の評価値に基づいて、感情のパラメー
タが増減する。例えば、所定の感情に「怒り」が割り当
てられている場合には、第２の入力評価部７２から供給
される感情の評価値に基づいて、「怒り」感情のパラメ
ータが増減することになる。第２の感情モジュール７４
は、感情パラメータを出力選択部７５に供給する。

【０１０７】出力選択部７５は、第１及び第２の感情モ
ジュール７３，７４から供給される感情パラメータが所
定の閾値を越えているか否かを判定し、閾値を越えてい
る感情パラメータを出力する。また、出力選択部７５
は、第１及び第２の感情モジュール７３，７４からの２
つの感情パラメータがいずれも閾値を越えている場合に
は、感情パラメータが大きい方を選択し、出力する。

【０１０８】行動生成部６５は、出力選択部７５から供
給される感情を、具体的な行動を指示する命令に変換
し、出力部６６に供給するとともに、出力評価部７６に
フィードバックさせる。

【０１０９】出力評価部７６は、行動生成部６５から供
給される行動を評価し、その行動が行われた場合、その
行動に対応する感情パラメータを減少させるように制御
する。

【０１１０】出力部６６は、行動生成部６５からの行動
命令に従った出力を行う。出力部６６は、ロボット装置
１の出力であり、これにより、ロボット装置１は、行動
生成部６５からの行動命令に従い行動する。すなわち例
えば、出力部６６は、脚部２ａ〜２ｄ、頭部３、胴体４
などに相当する部材を駆動するアクチュエータ２２ａ〜
２２ｄや、スピーカ２３などでなり、例えば、所定のア
クチュエータを駆動して頭部３を回転させたり、鳴き声
等を出力したりする。

【０１１１】このようにロボット装置１は、感情モデル
の感情パラメータに基づいて感情表現を示す動作をする
が、さらに感情パラメータに基づいて所定のデータを記
憶手段に書き込むこともできる。ロボット装置１は、例
えば、そのような感情を示す動作をした際に、外部の状
態として周囲の画像や周囲の音声を記憶手段に書き込
む。ここで、画像は、外部の状態を検出する検出手段の
一部をなす外部入力手段とされるＣＣＤビデオカメラ１
１により取り込み、音声は、外部入力手段とされるマイ
クロホン２１により取り込む。

【０１１２】以上のような処理について、具体的に、第
１の感情モジュール７３に「喜び」、第２の感情モジュ
ール７４に「怒り」が割り当てられている場合について
説明する。なお、ここで、第１のセンサ６１を画像色認
識センサとし、第２のセンサ６２を音声認識センサと
し、第３のセンサ６３をタッチセンサ２０として以下を
説明する。

【０１１３】第１の入力評価部７１は、画像色認識セン
サ（第１のセンサ）６１から「黄色」に対応する電気信
号、音声認識センサ（第２のセンサ）６２から所定の周
波数（例えば、「レ」）に対応する電気信号、また、タ
ッチセンサ（第３のセンサ）６３から「なでている状
態」に対応する電気信号が供給されると、それぞれの信
号を評価し、「喜び」の評価値を決定する。第１の入力
評価部７１は、「喜び」の評価値を第１の感情モジュー
ル７３に供給する。感情モジュール７３は、「喜び」の
評価値に基づいて、感情のパラメータを増加させる。感
情のパラメータは、出力選択部７５に供給される。

【０１１４】一方、第２の入力評価部７２は、画像色認
識センサ６１から「赤色」に対応する電気信号、音声認
識センサ６２から所定の周波数（例えば、「ファ」）に
対応する電気信号、また、タッチセンサ６３から「たた
いている状態」に対応する電気信号が供給されると、そ
れぞれの信号を評価し、「怒り」の評価値を決定する。
第２の入力評価部７２は、「怒り」の評価値を第２の感
情モジュール７４に供給する。第２の感情モジュール７
４は、「怒り」の評価値に基づいて、感情のパラメータ
を増加させる。感情のパラメータは、出力選択部７５に
供給される。

【０１１５】出力選択部７５は、第１及び第２の感情モ
ジュール７３，７４から供給される感情パラメータが所
定の閾値を越えているか否かを判定する。ここでは、
「怒り」の感情パラメータが閾値を越えているものとす
る。

【０１１６】行動生成部６５は、出力選択部７５から供
給される「怒り」の感情パラメータを具体的な行動（吠
える）を指示する命令に変換し、出力部６６に供給する
とともに、出力評価部７６にフィードバックさせる。

【０１１７】出力部６６は、行動生成部６５からの行動
命令（吠える）に従った出力を行う。すなわち、スピー
カ２３から、対応する音声が出力される。ロボット装置
１が吠えることで、その「怒り」が発散され、「怒り」
の感情が抑制される。このことを考慮して、出力評価部
７６は、第２の感情モジュール７４の感情パラメータを
減少させる。

【０１１８】以上がロボット装置１の有する感情モデル
である。次に、各種情報に基づいてロボット装置１の行
動を決定するための行動モデルについて図１４を用いて
説明する。

【０１１９】行動モデルは、図１４に示すように、セン
サ入力によりロボット装置１に動作させるための行動出
力を決定している。ここで、センサ入力は、ＣＰＣデバ
イス２５のうちのポテンショメータ１９ａ〜１９ｃ等の
外部情報を取得するためのセンサからの入力である。具
体的には、ＣＰＣデバイス２５から認識情報を得た入力
セマンティクスコンバータ９１からの情報とされる。

【０１２０】この行動モデルＭ₃は、異なる行動目的を
もった複数の遷移状態表をサブシステムとして有してい
る。具体的には、サブシステムは、図１５に示すよう
に、システム管理を行動目的とするシステム管理Ｆ₁、
姿勢を管理することを行動目的とする姿勢管理Ｆ₂、障
害物を回避することを行動目的とする障害物回避Ｆ₃、
反射動作を行動目的とする反射Ｆ₄、感情表現を行動目
的とする感情表現Ｆ₅、自律行動一般の動作を行動目的
とする自律行動一般Ｆ₆、ゲームの実行を行動目的とす
るゲームＦ₇、パフォーマンスの実行を行動目的とする
パフォーマンスＦ₈、サッカーの動作を行動目的とする
サッカーＦ₉、データの保存を行動目的とする記録Ｆ₁₀
等の状態遷移表を有しており、行動モデルＭ₃は、この
ような状態遷移表に基づいて現在の状態から目的とする
状態に遷移するような行動出力を決定している。

【０１２１】例えば、状態遷移表には、それぞれに優先
度が付してあり、重要度の高い行動が優先的に実行され
るように関係付けられている。本例では、記録Ｆ₁₀、サ
ッカーＦ₉、パフォーマンスＦ₈、ゲームＦ₇、自律行動
一般Ｆ₆、感情表現Ｆ₅、反射Ｆ₄、障害物回避Ｆ₃、姿勢
管理Ｆ₂及びシステム管理Ｆ₁の順序で優先度が高くなっ
ており、これにより、ＣＰＣデバイス２５からのセンサ
入力に対して、システム管理Ｆ₁、姿勢管理Ｆ₂、障害物
回避Ｆ₃、反射Ｆ₄、感情表現Ｆ₅、自律行動一般Ｆ₆、ゲ
ームＦ₇、パフォーマンスＦ₈、サッカーＦ₉及び記録Ｆ
₁₀の順序で優先的に実行されるようになる。

【０１２２】例えば、状態遷移表については、遷移確率
に基づいて確率的に遷移する状態を決定する確率オート
マンの呼ばれるアルゴリズムの原理を用いている。

【０１２３】確率オートマンは、図１６に示すように、
ｎ（ｎは整数。）個の状態をノードＮＯＤＥ₀〜ＮＯＤ
Ｅ_nとして表現した場合、１つのノードＮＯＤＥ₀から他
のノードＮＯＤＥ₁〜ＮＯＤＥｎに遷移するかを、各ノ
ードＮＯＤＥ₀〜ＮＯＤＥ_nの間を接続するアークＡＲＣ
₁〜ＡＲＣ_nに対してそれぞれ設定された遷移確率Ｐ₁乃
至Ｐ_nに基づいて確率的により決定するアルゴリズムで
ある。ここで、アークとは、装置（ロボット装置１）に
実現される状態を予め定義し、装置の動作を、定義した
各状態間で遷移させるために、各状態間を遷移する際の
装置の動作を示すものである。

【０１２４】このような確率オートマンのアルゴリズム
を状態遷移表に適用することにより、現在が第１のノー
ドＮＯＤＥ₀にある場合において、現在の状態やＣＰＣ
デバイス２５のセンサ入力等の状態遷移のための情報に
基づいて次のノードが決定される。

【０１２５】なお、行動モデルについては、上述したよ
うに、状態遷移表に基づいて行動出力を行うことに限定
されるものでなく、これ以外の手段を採ることもでき
る。例えば、神経回路網における情報処理メカニズムを
参照してなるニューラルネットワークを用いて行動モデ
ルを構築することもできる。

【０１２６】また、行動モデルを構成するサブシステム
は、以上のようなものに限定されないことはいうまでも
ない。

【０１２７】また、行動モデルＭ₃は、行動出力に際
し、図１４に示すように、感情モデルの出力信号である
感情値（感情パラメータ）及び本能モデルの出力信号で
ある本能値（本能パラメータ）を参照している。

【０１２８】感情モデルＭ₁では、感情パラメータが、
上述したようにＣＰＣデバイス２５からのセンサ入力に
基づく入力評価値に応じて増減するとともに、行動を起
こした場合に得られる出力評価値に応じて増減する。す
なわち、感情モデルＭ₁は、入力評価及び出力評価によ
り感情パラメータが更新される。なお、感情モデルＭ₁
は、外界からの入力に反応によるもの、内部状態による
もの、又は時間の経過により変化するものなどで、上述
した怒りや喜びの他に、悲しみ、恐怖、驚き、嫌悪等に
基づくものである。

【０１２９】同様に、本能モデルＭ₂では、本能パラメ
ータが、ＣＰＣデバイス２５からのセンサ入力に基づく
入力評価値に応じて増減するとともに、行動を起こした
場合に得られる出力評価値に応じて増減する。すなわ
ち、本能モデルＭ₂についても、入力評価及び出力評価
により本能パラメータが更新される。なお、本能モデル
Ｍ₂とは、主に内部状態を要因とし、徐々に変化してい
くもので、例えば、食欲、運動欲、休息欲、愛情欲、知
識欲、***等の主に欲求に基づくモデルである。例え
ば、「食欲」の本能モデルは、バッテリー残量を参照し
て得ることができる。

【０１３０】さらに、行動モデルＭ₃は、図１４に示す
ように、学習モジュールＭ₄により行動選択確率更新が
なされるようになっている。

【０１３１】学習モジュールＭ₄は、過去の情報を将来
の行動等に反映させるためのモジュールであって、例え
ば過去の行動を学習するものである。例えば、学習モジ
ュールＭ₄は、学習結果に基づいて、行動モデルＭ₃を構
成するサブシステム（状態遷移表）の優先度（行動選択
確率）を変化させる。これにより、過去の情報が反映さ
れたサブシステムの選択がなされるようになる。

【０１３２】以上のように、行動モデルＭ₃は、入力評
価値及び出力評価値により変化する感情パラメータを示
す感情値や本能パラメータを示す本能値を参照して、さ
らには学習モジュールＭ₄により優先度が変化されるサ
ブシステムにより、最終的な行動出力をなす。

【０１３３】行動選択モジュール１６０は、行動モデル
Ｍ₃の行動出力により行動目的に応じた動作となるよう
に、ＣＰＣデバイス２５を制御して、例えば手足、頭、
尻尾等を動作させ、目的とされる行動を完了させる。そ
して、この動作が上述した出力評価値とされて上述した
感情モデル及びＭ₁本能モデルＭ₂にフィードバックされ
る。なお、ＣＰＣデバイス２５と行動モジュールとの間
の情報の受け渡しについては、具体的には、上述の出力
セマンティクスコンバータ１０１を介して行われる。

【０１３４】以上のように、ロボット装置１の感情及び
行動を規定する部分が構成されている。ロボット装置１
は、上述したように構築されている行動モデルや感情モ
デルにより、外部の状態に起因する外的要因や内部の状
態に起因する内的要因の変化に応じて行動を決定して、
実際の動作を起こす。すなわち、ロボット装置は、外的
要因又は内的要因に応じて自主的に行動を決定する自律
型のロボット装置として構成されている。

【０１３５】そして、行動管理システムにおいて、この
自律型のロボット装置１は、同期されて送られてきたコ
マンドの受信により、他のロボット装置と協調行動を行
うようになされている。これにより、ユーザの鑑賞の楽
しさが広がる。

【０１３６】なお、上述の実施の形態では、複数のロボ
ット装置の行動の管理をパーソナルコンピュータにより
行っている場合について述べた。しかし、これに限定さ
れるものではなく、図１７に示すように、ロボット装置
１ａが他の複数のロボット装置１ｂの行動を管理するこ
ともできる。すなわち、複数のロボット装置の間だけで
閉じたローカルエリアネットワークを形成する。これに
より、一のロボット装置１ａにより、他のロボット装置
の行動を管理することができるようになる。この場合、
複数のロボット装置の行動を管理するためにパーソナル
コンピュータ３３が有している構成をロボット装置１ａ
に備える。

【０１３７】また、上述の実施の形態では、複数のロボ
ット装置に実行させる協調行動として「ウェイブ」をさ
せた場合について述べた。しかし、これに限定されるも
のではなく、音声、動作等の発現可能な行動について協
調行動をさせることができる。また、行動管理するロボ
ット装置の台数も上述のように３台に限定されるもので
はない。具体的には、他に、以下のような協調行動をさ
せることができる。

【０１３８】各ロボット装置にそれぞれ単音を発しさせ
る。これにより、複数のロボット装置の協調行動によ
り、和音が発生される。また、同時に各ロボット装置に
お辞儀をするようにしてもよい。これにより、お辞儀を
する複数のロボット装置が和音を発生するような協調行
動となる。

【０１３９】また、「発声練習」の協調行動をさせるこ
ともできる。具体的には、１台のロボット装置（他のロ
ボット装置の行動管理をできるロボット装置）が指揮者
で、整列している複数のロボット装置を順番に腕で指
す。指されたロボット装置が腕を振りながら発声をす
る。指揮者のロボット装置が順番にロボット装置を指し
ていくとそれに合わせて順に発声する。そして、最後に
指揮者のロボット装置の合図で全員が発声する。

【０１４０】また、「輪唱」の協調行動をさせることも
できる。この場合、「発声練習」の場合と同様に指揮者
のロボット装置の指すタイミングにあわせてずらしなが
ら、輪唱を行うようにする。

【０１４１】また、「体操」の協調行動をさせることも
できる。具体的には、例えば、インストラクターのロボ
ット装置（他のロボット装置の行動を管理するロボット
装置）の指示に合わせてロボット装置が体操をする。言
うことを聞かないロボット装置がいる場合、インストラ
クターのロボット装置は全体に対する指示を止めて、指
示を聞かないロボット装置のみを叱る。例えば、吼えて
叱る。叱られたロボット装置は謝り、インストラクター
のロボット装置は再び指示を出す。そして、今度は全員
で同時に体操を行うようにする。

【０１４２】以上のような協調行動は、スクリプト（台
本）を編集することにより可能となっているので、容易
に上述のような種々の内容に協調行動の内容を変更する
こともできる。

【０１４３】また、上述の実施の形態では、行動管理す
るパーソナルコンピュータ３３により、１つのグループ
を構成する複数のロボット装置に協調行動させる場合に
ついて述べた。しかし、これに限定されるものではな
く、行動管理システムは、複数のグループについての協
調行動を管理することもできる。具体的には、３台のロ
ボット装置からなる第１のグループにある協調行動をさ
せ、他の４台のロボット装置からなる第２のグループに
第１のグループとは異なる協調行動を同時的にさせる。
これにより、ユーザの鑑賞の楽しみがされに広がる。

【０１４４】また、上述の実施の形態では、ロボット装
置１が感情モデルや本能モデルにより自主的に行動を決
定する場合について述べた。しかし、これに限定される
ものではなく、他のプログラム、或いは他のアルゴリズ
ムにより、行動を決定するものとすることもできる。

【０１４５】また、上述の実施の形態では、ロボット装
置１の外観が図１に示されるような形態について述べ
た。しかし、これに限定されるものではなく、図１８に
示すように、より「犬」に近いような外観とすることも
できる。

【０１４６】また、上述の実施の形態では、ロボット装
置を「犬」の形状について述べた。しかし、これに限定
されるものではなく、例えば、他の４脚歩行の動物や、
人型のロボット装置にも適用することもできる。

【０１４７】

【発明の効果】本発明に係る行動管理システムは、自主
的に行動を決定する自律型のロボット装置に、外部から
入力されてくるコマンドにより行動を決定する機能を備
えて、この自律型のロボット装置の行動を管理する行動
管理システムであって、複数のロボット装置に、コマン
ドを同期して送出する行動管理手段を備えることによ
り、複数のロボット装置に協調行動をさせることができ
る。

【０１４８】また、本発明に係る行動管理方法は、自主
的に行動を決定する自律型のロボット装置に外部から入
力されてくるコマンドにより行動を決定する機能を備
え、この自律型のロボット装置の行動を管理する行動管
理方法であって、複数のロボット装置に、コマンドを同
期して送出することにより、複数のロボット装置に協調
行動をさせることができる。

【０１４９】また、本発明に係るロボット装置は、自主
的に行動を決定する自律型のロボット装置であって、他
の複数のロボット装置に、コマンドを同期して送出する
行動管理手段を備えることにより、ロボット装置の行動
管理により、複数のロボット装置に協調行動させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の行動管理システムにおい
て、行動が管理されるロボット装置の外観構成を示す図
である。

【図２】上述のロボット装置の回路構成を示すブロック
図である。

【図３】自律的に「お手」をしたときの上述のロボット
装置を示す斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態の行動管理システムを示す
ブロック図である。

【図５】上述の行動管理システムにおいて、ロボット装
置の行動を管理するパーソナルコンピュータ内のソフト
ウェア等の構成を示す図である。

【図６】複数のロボット装置の行動を制御するためのロ
ボット制御スクリプトの具体例を示す図である。

【図７】複数のロボット装置の協調行動による「ウェイ
ブ」動作を示す図である。

【図８】上述のロボット装置の具体的な回路構成を示す
ブロック図である。

【図９】上述のロボット装置の信号処理部を示すブロッ
ク図である。

【図１０】上述のロボット装置における無線通信機能を
可能にする部分を示すブロック図である。

【図１１】上述のロボット装置のソフトウェア層のミド
ルウェア層を示すブロック図である。

【図１２】上述のロボット装置のソフトウェア層の構成
例を示すブロック図である。

【図１３】上述のロボット装置の感情モデルを構成する
部分を示すブロック図である。

【図１４】上述のロボット装置の行動モデルを構成する
部分を示すブロック図である。

【図１５】上述の行動モデルの具体例を示す図である。

【図１６】上述の行動モデルにおいて、状態の遷移を決
定するアルゴリズムである確率オートマンを説明するた
めに使用した図である。

【図１７】他のロボット装置の行動を管理するロボット
装置を説明するために使用した図である。

【図１８】ロボット装置の具体的な外観を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ロボット装置、１５ＣＰＵ、１６データ記憶
部、３３パーソナルコンピュータ、３４中継器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C150 AA14 BA06 CA02 DA05 DA24 DA26 DA27 DA28 3F059 AA00 BA00 BB06 BC06 FC01 5B089 GA23 GB02 HA11 JA35 JB10 KA13 KB04 KB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自主的に行動を決定する自律型のロボッ
ト装置に、外部から入力されてくるコマンドにより行動
を決定する機能を備えて、この自律型のロボット装置の
行動を管理する行動管理システムであって、複数の上記ロボット装置に、コマンドを同期して送出す
る行動管理手段を備えたことを特徴とする行動管理シス
テム。
【請求項２】上記行動管理手段は、各ロボット装置の
状態を監視しており、上記行動管理手段は、各ロボット装置が次の行動に移れ
る状態であることを検出して、上記コマンドを同期して
送出することを特徴とする請求項１記載の行動管理シス
テム。
【請求項３】各コマンドには識別情報が付されてお
り、上記行動管理手段は、各ロボット装置の状態を上記識別
情報に基づいて監視しており、上記行動管理手段は、同じ識別情報のコマンドが送出さ
れる各ロボット装置が次の行動に移れる状態であること
を検出して、上記コマンドを同期して送出することを特
徴とする請求項２記載の行動管理システム。
【請求項４】各コマンドには、当該各コマンドが送出
される各ロボット装置に対応されて合計が所定量となる
ような指数が付されており、上記行動管理手段は、ロボット装置が次の状態に移れる
状態になっとき当該ロボット装置に送出されるコマンド
に付されている上記指数を加算し、その合計が上記所定
量となったとき上記コマンドを同期して送出することを
特徴とする請求項２記載の行動管理システム。
【請求項５】自主的に行動を決定する自律型のロボッ
ト装置に、外部から入力されてくるコマンドにより行動
を決定する機能を備えて、この自律型のロボット装置の
行動を管理する行動管理方法であって、複数の上記ロボット装置に、コマンドを同期して送出す
ることを特徴とする行動管理方法。
【請求項６】各ロボット装置の状態を監視し、各ロボット装置が次の行動に移れる状態であることを検
出して、上記コマンドを同期して送出することを特徴と
する請求項５記載の行動管理方法。
【請求項７】自主的に行動を決定する自律型のロボッ
ト装置であって、他の複数のロボット装置に、コマンドを同期して送出す
る行動管理手段を備えたことを特徴とするロボット装
置。
【請求項８】上記行動管理手段は、上記他の各ロボッ
ト装置の状態を監視しており、上記行動管理手段は、上記他の各ロボット装置が次の行
動に移れる状態であることを検出して、上記コマンドを
同期して送出することを特徴とする請求項７記載のロボ
ット装置。
【請求項９】各コマンドには識別情報が付されてお
り、上記行動管理手段は、上記他の各ロボット装置の状態を
上記識別情報に基づいて監視しており、上記行動管理手段は、上記識別情報に基づいて、同じ識
別情報のコマンドが送出される上記他の各ロボット装置
が次の行動に移れる状態であることを検出して、上記コ
マンドを同期して送出することを特徴とする請求項８記
載のロボット装置。
【請求項１０】各コマンドには、当該各コマンドが送
出される上記他の各ロボット装置に対応されて合計が所
定量となるような指数が付されており、上記行動管理手段は、上記他のロボット装置が次の状態
に移れる状態にあるとき当該ロボット装置に送出するコ
マンドに付されている上記指数を加算し、その合計が上
記所定量となったとき上記コマンドを同期して送出する
ことを特徴とする請求項８記載のロボット装置。