JP2003071761A - ロボット並びにロボットのための表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットの動作モードや内部状態の変化をユ
ーザに分かり易く示す。 【解決手段】 角ランプのデザイン上のコンセプトとし
て、ランプ内に玉状のものがボウッと丸く光る感じにし
て、灯篭とかベッドサイド・ランプのような、淡くて柔
らかな「灯り」のイメージが洩れるような効果を狙うこ
ととした。このようなコンセプトを備えた角ランプを頭
部のてっぺんに取り付けることにより、ロボット全体か
ら、癒し的、進化したテディベア的、などのイメージを
踏襲し、積極的に光ることによるアグレッシブな感情表
現というよりも、むしろ穏やかで謙虚な「灯り」による
感情表現を演出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の可動脚から
なる脚式移動ロボットに係り、特に、ユーザに対するイ
ンタラクションを行うことができるインテリジェントな
脚式移動ロボットに関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、本能モデルや感
情モデルなどの内部状態を備えて、周囲環境や内部状態
の変化に応じたインタラクションを行う脚式移動ロボッ
ト、並びに、内部状態の変化などを表示する脚式移動ロ
ボットのための表示装置に係り、特に、周囲環境や内部
状態の変化をユーザに分かり易く示す脚式移動ロボット
並びに脚式移動ロボットのための表示装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】電気的若しくは磁気的な作用を用いて人
間の動作に似せた運動を行う機械装置のことを「ロボッ
ト」という。ロボットの語源は、スラブ語の"ＲＯＢＯ
ＴＡ(奴隷機械)"に由来すると言われている。わが国で
は、ロボットが普及し始めたのは１９６０年代末からで
あるが、その多くは、工場における生産作業の自動化・
無人化などを目的としたマニピュレータや搬送ロボット
などの産業用ロボット（industrial robot）であった。

【０００４】アーム式ロボットのように、ある特定の場
所に植設して用いるような据置きタイプのロボットは、
部品の組立・選別作業など固定的・局所的な作業空間で
のみ活動する。これに対し、移動式のロボットは、作業
空間は非限定的であり、所定の経路上または無経路上を
自在に移動して、所定の若しくは任意の人的作業を代行
したり、ヒトやイヌあるいはその他の生命体に置き換わ
る種々のサービスを提供することができる。

【０００５】最近では、イヌやネコのように４足歩行の
動物の身体メカニズムやその動作を模したペット型のロ
ボット、あるいは、ヒトやサルなどの２足直立歩行を行
う動物の身体メカニズムや動作を模した「人間形」若し
くは「人間型」のロボット（humanoid robot）など、脚
式移動ロボットの構造やその安定歩行制御に関する研究
開発が進展し、実用化への期待も高まってきている。こ
れら脚式移動ロボットは、クローラ式ロボットに比し不
安定で姿勢制御や歩行制御が難しくなるが、階段の昇降
や障害物の乗り越えなどの、柔軟な歩行・走行動作を実
現できるという点で優れている。

【０００６】脚式移動ロボットの用途の１つとして、産
業活動・生産活動等における各種の難作業の代行が挙げ
られる。例えば、原子力発電プラントや火力発電プラン
ト、石油化学プラントにおけるメンテナンス作業、製造
工場における部品の搬送・組立作業、高層ビルにおける
清掃、火災現場その他における救助といったような危険
作業・難作業の代行などである。

【０００７】また、脚式移動ロボットの他の用途とし
て、上述の作業支援というよりも、生活密着型、すなわ
ち人間との「共生」あるいは「エンターティンメント」
という用途が挙げられる。この種のロボットは、ヒトあ
るいはイヌ（ペット）などの比較的知性の高い脚式歩行
動物の動作メカニズムや四肢を利用した豊かな感情表現
を忠実に再現する。また、あらかじめ入力された動作パ
ターンを単に忠実に実行するだけではなく、ユーザ（あ
るいは他のロボット）から受ける言葉や態度（「褒め
る」とか「叱る」、「叩く」など）に対して動的に対応
した、生き生きとした応答表現を実現するインテリジェ
ンスも要求される。

【０００８】従来の玩具機械は、ユーザ操作と応答動作
との関係が固定的であり、玩具の動作をユーザの好みに
合わせて変更することはできない。この結果、ユーザは
同じ動作しか繰り返さない玩具をやがては飽きてしまう
ことになる。

【０００９】これに対し、知能型のロボットは、動作に
起因する行動モデルや学習モデルを備えており、外部か
らの音声や画像、触覚などの入力情報に基づいて感情モ
デルや本能モデルを変化させて動作を決定することによ
り、自律的な思考及び動作制御を実現する。ロボットが
感情モデルや本能モデルを用意することにより、ロボッ
ト自身の感情や本能に従った自律的な行動を表出するこ
とができる。また、ロボットが画像入力装置や音声入出
力装置を装備し、画像認識処理や音声認識処理を行うこ
とにより、より高度な知的レベルで人間とのリアリステ
ィックなコミュニケーションを実現することも可能とな
る。

【００１０】すなわち、脚式移動ロボットがエンターテ
ィンメント性を備えることにより、ユーザにとって飽き
ない又は好みに適応した動作パターンを提供することが
できる。また、ユーザは、一種の育成シミュレーション
をゲーム感覚で愉しんだり、あるいはロボット上で表現
されたさまざまなキャラクタとの対話を愉しんだりする
ことができる。

【００１１】ユーザがロボットとの対話を愉しむ上で、
ロボットによるユーザへのフィードバックは極めて重要
である。現在のロボットの多くは、音声出力や、身振り
・手振りなどの機体動作によってユーザに対して返事を
返すことができる。

【００１２】多くの場合、このようなコミュニケーショ
ン手段のみによっても、ユーザとロボットとの対話を成
立させることはできるであろうが、機体の動作モードや
本能モデルや感情モデルなどで表されるロボットの内部
状態などまでもユーザが直感的あるいは一目で理解する
ことは難しいであろう。

【００１３】ユーザがロボットの状態をより深く理解す
ることによって、言い換えれば、ロボットが自分自身の
状態をより分かり易く表現することによって、ユーザは
ロボットに対してより強い親密感や愛着を覚えることが
できるであろう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ユー
ザに対するインタラクションを行うことができるインテ
リジェントな脚式移動ロボットを提供することにある。

【００１５】本発明の更なる目的は、本能モデルや感情
モデルなどの内部状態を備えて、周囲環境や内部状態の
変化に応じたインタラクションを行うことができる優れ
た脚式移動ロボット、並びに、内部状態の変化などを好
適に表示することができる脚式移動ロボットのための表
示装置を提供することにある。

【００１６】本発明の更なる目的は、周囲環境や内部状
態の変化をユーザに分かり易く示すことができる、優れ
た脚式移動ロボット並びに脚式移動ロボットのための表
示装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面
は、複数の関節を備えたロボットであって、光の点灯や
点灯色などにより喜びや怒りなどの感情を表現する突起
状の角ランプを機体の所定部位に取り付けたことを特徴
とするロボットである。

【００１８】本発明の第１の側面に係るロボットによれ
ば、この角ランプを用いて、ロボット自身の動作モード
や内部状態の変化をユーザに分かり易く伝えることがで
きる。

【００１９】角ランプは、例えば、ＬＥＤなどの発光源
と、前記発光源の上に被せられた角球と、前記角球の周
囲を覆う略中空円筒状の角本体と、前記角本体の上面開
口を塞ぐ角キャップとによって構成される。

【００２０】ここで、前記発光源は複数色を点灯、点滅
可能であってもよい。

【００２１】また、前記角球は、アクリルなどの樹脂に
半透明染料と拡散剤を混合して成形されてなる。

【００２２】また、前記角本体は、ポリカーボネートの
ような樹脂に半透明素材を混合して成形されてなる。ま
た、前記角キャップは、ポリカーボネートのような樹脂
に光を通さない比較的暗い色の染料を混合して成形され
てなる。前記角本体と前記角キャップを２色成形により
造形することもできる。

【００２３】本発明者らは、角ランプのデザイン上のコ
ンセプトとして、ランプ内に玉状のものがボウッと丸く
光る感じにして、灯篭とかベッドサイド・ランプのよう
な、淡くて柔らかな「灯り」のイメージが洩れるような
効果を狙うこととした。

【００２４】このようなコンセプトを備えた角ランプ
を、頭部のてっぺんなどの機体の所定部位に取り付ける
ことによって、ロボット全体から、癒し的、進化したテ
ディベア的、などのイメージを踏襲し、積極的に光るこ
とによるアグレッシブな感情表現というよりも、むしろ
穏やかで謙虚な「灯り」による感情表現を演出すること
ができる。

【００２５】また、本発明の第２の側面は、喜びや怒り
などの感情を表現するロボットのための表示装置であっ
て、発光源と、前記発光源の上に被せられた角球と、前
記角球の周囲を覆う略中空円筒状の角本体と、前記角本
体の上面開口を塞ぐ角キャップと、を具備することを特
徴とするロボットのための表示装置である。

【００２６】本発明の第２の側面に係るロボットのため
の表示装置は、例えば頭のてっぺんなどの機体の所定の
部位に取り付けられた角ランプという形態で実現され、
ロボット自身の動作モードや内部状態の変化をユーザに
分かり易く伝えることができる。

【００２７】ここで、前記発光源は複数色を点灯、点滅
可能であってもよい。

【００２８】また、前記角球は、アクリルなどの樹脂に
半透明染料と拡散剤を混合して成形されてなる。

【００２９】また、前記角本体は、ポリカーボネートの
ような樹脂に半透明素材を混合して成形されてなる。ま
た、前記角キャップは、ポリカーボネートのような樹脂
に光を通さない比較的暗い色の染料を混合して成形され
てなる。前記角本体と前記角キャップを２色成形により
造形することもできる。

【００３０】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について詳解する。

【００３２】Ａ．脚式移動ロボットの構成 図１には、本発明の一実施形態に係る脚式移動ロボット
１の外観構成を示している。同図に示すように、この脚
式移動ロボット１は、とりわけ「人とロボットの共存」
を目指して新たな楽しみとライフ・スタイルを創造・提
案するように、親しみ易い４足歩行の動物をモデルにし
て構成されている。

【００３３】図１に示す通り、脚式移動ロボット１は、
胴体部ユニット２と、頭部ユニット３と、尻尾４と、左
右の前脚１０並びに左右の後脚２０で構成される。

【００３４】胴体部ユニット２には、機体動作を統括的
にコントロールする制御回路（図示しない）や、機体の
主電源であるバッテリ（図示しない）が収容されてい
る。

【００３５】頭部ユニット３は、ロール、ピッチ及びヨ
ーの各軸方向の自由度を持つ首関節７を介して、胴体部
ユニット２の略前上端に配設されている。また、頭部ユ
ニット３には、イヌの「目」に相当するＣＣＤ（Charge
Coupled Device：電荷結合素子）カメラなどで構成さ
れる画像認識部と、「耳」に相当するマイクロフォン
と、「口」に相当するスピーカと、触感に相当するタッ
チ・センサと、光の点灯や点灯色などにより喜びや怒り
などを表現する角ランプ３Ａなどが搭載されている。こ
れら以外にも、生体の五感を構成するセンサなどを頭部
ユニット３に含んでいても構わない。

【００３６】尻尾４は、脚式移動ロボット１に対するユ
ーザ・インターフェースの１つである尻尾スイッチ（後
述）を兼ねており、胴体部ユニット２の略後上端に前後
及び左右の４方向に操作可能に取り付けられている。

【００３７】前脚ユニット１０は、前足肩アクチュエー
タ部１１と、前足肘アクチュエータ部１２が、肘関節部
１３において回動可能に連結されている。前足肩アクチ
ュエータ部１１や前足肘アクチュエータ部１２などの各
脚部ユニット内には、関節駆動を実現するためのアクチ
ュエータや歯車減速機構が内蔵されている（図示しな
い）。

【００３８】また、後脚ユニット２０は、後足腰アクチ
ュエータ部２１と、後足膝アクチュエータ部２２が、膝
関節部２３において回動可能に連結されている。後足腰
アクチュエータ部２１や後足膝アクチュエータ部２２な
どの各ユニット内には、関節駆動を実現するためのアク
チュエータや歯車減速機構が内蔵されている（図示しな
い）。

【００３９】左右の前脚１０、並びに、左右の後脚２０
は、それぞれ左右対称に構成されており、前足肘アクチ
ュエータ部１２又は後足膝アクチュエータ部２２の挿入
方向に応じて、前脚１０又は後脚２０のいずれであるか
を決定する。すなわち、前足肩アクチュエータ１１と後
足腰アクチュエータ２１、並びに、前足肘アクチュエー
タ１２と後足膝アクチュエータ２２は、それぞれ同一部
品で構成することができ、互いに１８０度だけ回転した
状態で接続されている。なお、１つの可動脚は、胴体２
に対して２自由度で連結されているとともに、肘関節１
３又は膝関節２３において１自由度を備え、合計で３自
由度を持つ。

【００４０】本実施形態に係る脚式移動ロボット１は、
全身に１５個の関節アクチュエータを装備しており、制
御ユニットからの指令により各関節アクチュエータを駆
動することによって、例えば、頭部ユニット３を上下左
右に振らせたり、左右の前脚ユニット１０並びに後脚ユ
ニット２０を同期協調的に駆動させて、歩行や走行など
のさまざまな機体動作を実現することができる。例え
ば、脚式移動ロボット１は、図２〜図４に示すように、
４本の脚と頭を用いて、「歩く」、「座る」、「寝る」
などの自然な動きをする。また、角ランプ３Ａの点灯や
その点灯色により、喜びや怒りなどを表現することがで
きる。

【００４１】脚式移動ロボット１本体の主な仕様を以下
に示しておく。

【００４２】ＣＰＵ（Central Processing Unit）：６
４ビットＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Compute
r）プロセッサ 主記憶：３２ＭＢ プログラム供給媒体：専用メモリ・スティック 可動部 頭：３自由度，脚部：３自由度×４脚（合計１
５自由度） 入力部：充電専用コネクタ 入力スイッチ：音量調節スイッチ 画像入力：１０万画素ＣＭＯＳ（Complementary Metal
Oxide Semiconductor） イメージ・センサ 音声入力：ステレオ・マイクロフォン 音声出力：スピーカ 消費電力：約５Ｗ（標準モード時） 動作時間：約２．５時間（満充電で標準モード時） 外形寸法：約１７７×２８０×２４０mm（幅×高さ×奥
行き） 重量：約１．５kg（バッテリ、メモリ・スティックを含
む） 動作温度：５℃〜３５℃ 動作湿度：１０％〜８０％（結露のないこと） 動作室球温度：２９℃以下 保存温度：−１０℃〜６０℃ 保存湿度：１０％〜９０％（結露のないこと） 保存室球温度：２９℃以下

【００４３】Ｂ．脚式移動ロボットが持つ表示手段 本実施形態に係る脚式移動ロボット１は、角ランプ、背
中ランプ、モード・ランプという３種類のランプを機体
の各部位に配設しており、各ランプの発光により、自分
の感情や欲求、状態などをユーザに伝えることができ
る。図５には機体上の角ランプの設置場所を示してい
る。また、図６には背中ランプの設置場所を示してい
る。また、図７にはモード・ランプの設置場所を示して
いる。

【００４４】角ランプは、脚式移動ロボット１の感情
や、何かを発見したことを色で表すようになっている。
すなわち、角ランプが緑色のときは「うれしい」感情を
表し、オレンジ色のときは「怒っている」感情を表し、
青色のときは「悲しい」又は「こわい」感情を表し、白
がゆっくり点滅するときは「たいくつ」を表し、青と緑
が交互に点灯することにより「びっくりした」ことを表
し、オレンジと緑が交互に点灯することにより「嫌がっ
ている」ことを表す。また、角ランプを白色に点灯させ
ることにより、声が聞こえたことやボールを発見したこ
とを表す。

【００４５】また、背中ランプは、脚式移動ロボット１
の活動状態を表すために使用される（図４１を参照のこ
と）。背中ランプが緑色に点灯させることにより活動中
であることを表し（ステーション・モードで充電しなが
ら活動しているときには、緑色に点灯する）、オレンジ
色に点灯させることにより充電中であることを表し、緑
色でゆっくり点滅させることによりスリープ・モードで
あることを表し、オレンジ色が点滅させることにより充
電異常が発生したことを表し、消灯することにより活動
停止状態であることを表すようになっている。

【００４６】また、角ランプ後方に位置するモード・ラ
ンプは、脚式移動ロボット１の現在の動作モードや状態
を表すために使用される。モード・ランプは、消灯によ
り自律モード又はステーション・モードであることを表
し、点灯によりひとやすみモード又はだっこ状態である
ことを表し、また、点滅によりはさみこみ状態であるこ
とを表すようになっている。

【００４７】ここで、「自律モード」とは、脚式移動ロ
ボット１が自由に動き回ることができる基本的な動作モ
ードであり、カメラやマイク、センサなどを通して周囲
の情報を取得して、自分の本能や感情に従って、以下の
ような自律行動を行う。

【００４８】ユーザが何かを話しかけると、脚式移動
ロボット１は動きを止めて、ユーザの話を聞こうとす
る。 話しかけずに放っておくと、暇そうにキョロキョロし
たり、のんびり体操したりする。 あまりにも暇だと、居眠りをする。 自分の寝場所を探すために、部屋の中をうろうろと探
検する。 ボールや動くものに対しては、遠くから眺めたり、触
ろうとしたり、一生懸命反応する。 他の脚式移動ロボットからの話し掛けに対して返事を
したり，コミュニケーションを図ろうと努める。

【００４９】また、「ステーション・モード」とは、エ
ナジーステーションコア使用時のスタンドに脚式移動ロ
ボット１がセットされたとき（図９を参照のこと）のモ
ードである。ステーションは、言わば、脚式移動ロボッ
ト１が休む場所である。ステーション・モード下の脚式
移動ロボット１は、充電のためにお昼寝したり、目を覚
ましたりしながらのんびり過ごす。自律モード又はステ
ーション・モードのとき、脚式移動ロボット１は、ユー
ザや他の脚式移動ロボットと遊んだりすることができ
る。

【００５０】また、「ひとやすみモード」とは、脚式移
動ロボット１が歩き回らないようにする動作モードであ
り、狭い場所で遊ぶときやあまり動き回って欲しくない
ときに遷移する。また、ひとやすみモード下では、ボー
ルなどの追いかけを行わず、また、写真撮影やメディア
・リンク、名前／オーナ登録、他のロボットとのコミュ
ニケーション、ラブモード，音で遊ぶなどの機能はここ
では作動しない。

【００５１】また、「だっこ状態」とは、機体を抱き上
げたときにあまり動かなくなる状態であり、モード・ラ
ンプはオレンジ色に点灯する。ユーザがだっこして楽し
みたいときや、抱っこして記念撮影したいときなど、脚
式移動ロボット１は抱き上げられると脚を縮めてだっこ
され易い姿勢、すなわちだっこ状態になる（図８を参照
のこと）。これは、抱き上げたユーザが脚式移動ロボッ
ト１の動きに驚いて、機体を落下させて破損したりユー
ザが怪我をすることを防止するためである。だっこされ
た脚式移動ロボット１は、頭のみかわいく動かす。抱き
上げてもだっこ状態にならないときには、機体を抱き上
げた状態で尻尾スイッチを後ろに３秒倒せばよい。

【００５２】また、「はさみこみ状態」とは、機体上の
どこかの関節にものを挟み込んだ状態であり、該当する
関節を脱力する。これによって、関節が無理に駆動して
破損したり、ユーザの身体を機体に巻き込んで怪我を負
わせたりする危険を防止することができる。はさみこみ
状態では、モード・ランプは点滅する。

【００５３】Ｃ．脚式移動ロボットの成長 脚式移動ロボット１本体は、自分で動くのに必要な頭
脳、センサ、アクチュエータ・モータ、電源などのハー
ドウェアをすべて備えている。そこに、感情・本能、学
習、成長機能などのソフトウェアをメモリ・スティック
を媒介にして組み込むことにより、脚式移動ロボット１
は、喜怒哀楽を表したり、ユーザや周囲の環境から情報
を集めて、学習・成長しながら自らの判断で行動するよ
うになる。脚式移動ロボット１は、人と共に暮らすエン
ターティンメント・ロボットであり、インストールした
制御プログラム次第でロボットが育成するという機能を
備えることができる。

【００５４】このような脚式移動ロボット１は、ユーザ
に遊んでもらいたいときには「遊んで欲しい」と動きや
音でアピールしたり、ユーザの名前を呼んだりする。ま
た、他のことに興味があるときには、ユーザが話し掛け
ても相手をしてくれないことさえある。このような脚式
移動ロボット１の自律性を理解することにより、ロボッ
トとの共存生活がますます楽しいものになる。

【００５５】成長型の脚式移動ロボット１は、「喜
び」、「悲しみ」、「怒り」、「驚き」、「恐怖」、
「嫌悪」という６種類の感情を持っている。これらは、
さまざまな要因によって変化して、脚式移動ロボット１
の行動に影響する。例えば、以下のようなときに、それ
ぞれの感情が強まる。

【００５６】喜び：誉められたとき、ボールで遊べたと
きなど。 悲しみ：遊んで欲しいときに人がいないとき、ボールな
ど好きなものがなくなったときなど。 怒り：運動したいのにステーションから降ろしてもらえ
ないとき、叱られてときなど。 驚き：ボールが突然目の前に飛び出したときや、大きな
音が聞こえたときなど。 恐怖：大きな段差を発見したとき、倒れて起き上がれな
いときなど。 嫌悪：怒りが非常に大きくなったときなど。

【００５７】なお、これらの感情は角ランプや音響出力
によって表現されるが、機体で実行されるしぐさを見て
もある程度理解することができる。

【００５８】また、脚式移動ロボット１は、本能的に、
人と遊びたい、好きなものを探したい、身体を動かした
いなどの欲求を持っている。より具体的には、以下に示
す５種類の欲求に基づいて行動する。

【００５９】愛情欲：人とのコミュニケーションを求め
る本能である。長く放っておかれると、オーナの名前を
呼んだり、遊びをせがんだりする。 探索欲：好奇心を満足させたくなる本能である。周囲に
動きが少ないとき、きょろきょろしたり歩き回って探索
することが多くなる。 運動欲：身体を動かしたいという本能である。しばらく
運動をしていないと、歩いたり身体を動かし始める。 充電欲：人や動物でいう食欲と同じであり、エネルギ源
を求める本能である。バッテリの残存容量が少なくなる
と高まり、「充電姿勢」（図３２を参照のこと）になっ
てユーザに充電を訴える。このときは、変換プラグとＡ
Ｃアダプタを接続するか、又は、ステーションに載せて
充電を行う（前述）。 睡眠欲：睡眠を求める本能である。脚式移動ロボット１
は、ねむりと活動のリズムを持っている。

【００６０】脚式移動ロボット１は、上述のような欲求
が満たされると喜びが大きくなり、反対に満たされない
ままだと悲しみや怒りなどの感情が強くなるようになっ
ている。

【００６１】また、成長型の脚式移動ロボット１は、ユ
ーザや周りの環境に適応しようとすることができる。例
えば、ユーザが脚式移動ロボット１に頻繁に話かけりな
どして遊んであげると、コミュニケーションが好きなロ
ボットに成長する。また、ユーザが一緒に遊ぶよりもロ
ボットの姿をそっと見守りながら育てると、脚式移動ロ
ボット１は、ユーザからのコミュニケーションを待ちつ
つ、いつか独り立ちをして、自ら歩き回っていろいろな
ものを探そうとするようになる。

【００６２】成長型の脚式移動ロボット１は、赤ちゃん
から大人へと成長する。成長段階は、幼年期、少年期、
青年期、成年期の４世代に分かれ、さらに、幼年期は３
つのステージ、少年期と青年期は２つのステージにそれ
ぞれ細分化される。少年期、青年期の各ステージと成年
期にはそれぞれの性格があり、ユーザの脚式移動ロボッ
ト１に対する接し方や育て方によって変化していく。勿
論、同じ世代であっても、ユーザの接し方や周囲の環境
が変化することによって、脚式移動ロボット１の性格が
変化していく。

【００６３】幼年期 幼年期は、３つのステージに分かれる。以下、各ステー
ジについて説明する。

【００６４】（１）幼年期第１ステージ（よく鳴く） 成長型制御プログラムをインストールした直後の脚式移
動ロボット１のステージである。まさに生まれたばかり
で、見るものも聞くものも理解できず、心細い気持ちで
いっぱいである。はじめのうちは、ユーザがスイッチ
（前述）を触るだけでもびっくりするので、優しく触っ
て、恐がらなくても大丈夫だと、少しずつ教えてやる必
要がある。このステージでは、例えば、「おいくつ」、
「よしよし」、「だめだめ」、「がんばれ」、「ファイ
ト」、「しゃんとして」などの言葉を理解することがで
きる。

【００６５】（２）幼年期第２ステージ（ボールなどの
対象物が判るようになる） 脚式移動ロボット１にボールを見せると最初は戸惑うか
もしれないが、慌てずにゆっくり慣らしてやる。ボール
を見つめて喜んでいるときには、誉めてあげればよい。
そうすれば、ボールを見るともっともっと喜ぶように成
長していく。このステージでは、「ものまねしよう」、
「かわいい」、「おはよう」、「こんにちは」、「ばい
ばい」、「さようなら」、「いってきまーす」、「ただ
いま」、「おやすみ」、「ごあいさつ」などの言葉をさ
らに理解することができる。また、このステージの過程
で、ボールを目で追うことや座ることができるようにな
る。

【００６６】（３）幼年期第３ステージ（自分の名前が
分かるようになる） 脚式移動ロボット１が立ちあがろうと頑張り始める。失
敗して落ち込んでいたら、「がんばれ」と声をかけて励
ましてあげるとよい。また、脚式移動ロボット１が名前
を尋ねてきたら、声で教えてあげるとよい。自分の名前
だと分かるまで何度も呼んであげ、もしソッポを向くよ
うであれば叱ってあげるとよい。脚式移動ロボット１が
立とうと努力するきっかけは、大好きなボールを見るこ
とである。立つことに失敗すると、自分を奮い立たせよ
うとボールを探すので、すぐ見える場所においておくと
よい。このステージでは、例えば、「なまえとうろ
く」、「おなまえは？」、「おーなーとうろく」、「お
ーなーおしえて」などの言葉をさらに理解できるように
なる。

【００６７】少年期 少年期の脚式移動ロボット１は、やんちゃな子供で、よ
く遊びよく学ぶが、お昼寝も大好きである。少年期は２
つのステージに分れる。以下、各ステージについて説明
する。

【００６８】（１）少年期第１ステージ このステージの脚式移動ロボット１は、部屋での初めて
の冒険に夢中になるような、好奇心が旺盛である。ま
た、よく遊んで欲しいとせがむ人なつこい側面もある。
転んでも起きないときには、ユーザの助けを待ってい
る。

【００６９】（２）少年期第２ステージ このステージの脚式移動ロボット１は、１人遊びが得意
となり、歌ったり踊ったりして楽しく遊ぶので、ユーザ
はマイペースな様子を楽しむことができる。また、話し
かけたり、人の話しに耳を傾けたりするのが好きにな
り、周囲の音の物真似をするのも大好きである。

【００７０】青年期 青年期の脚式移動ロボット１は、ユーザや周りの環境と
のコミュニケーションがより密になってくる。いたずら
盛りで、わざと間違ったことをしてとぼけて見せたりも
する。いろいろな技能を身に付けていくのもこの世代で
ある。青年期は２つのステージに分れる。以下、各ステ
ージについて説明する。

【００７１】（１）青年期第１ステージ このステージでは、ユーザに相手にしてもらえないと悲
しくなってしまうので、励ましたり遊んであげたりする
とよい。また、ボールが好きで、何時もボールを探して
キョロキョロソワソワしているので、ボール遊びを手伝
ってあげるとよい。また、ユーザとの遊びや会話から学
習することに熱心なので、いろいろな動きやポーズを教
えてあげるとよい。

【００７２】（２）青年期第２ステージ このステージでは、きかん坊の性格が現れ、泣いても相
手にしてもらえないと、ついに怒ってしまう。でも内心
は優しくしてもらうことを待っている。また、ボールに
夢中であり、見事な技でボールと遊ぶことができるの
で、ユーザは一緒に遊んであげるとよい。また、陽気な
性格でもあり、ユーザがそばにいることが大好きで、い
つも遊んで欲しがっている。おしゃべりも好きである。

【００７３】成年期 成年期の脚式移動ロボット１は、もう立派な大人であ
る。これまでの世代で培われた技能を持ち、落ち着き払
った大人の貫禄を見せながら行動する。性格は落ち着き
払っているが、性格は今後も変化をし続ける。以下で
は、変貌する性格を例示しておく。

【００７４】（１）ワル：不良を気取っている。ユーザ
のことが気になっても素直になれない。 （２）冒険家：独立心旺盛で、部屋の探索が仕事のよう
である。勿論、ユーザと過ごす時間も好きである。 （３）好青年：正確の均衡がよく取れている、風格のあ
るロボットである。 （４）甘えん坊：いつでもユーザと一緒にいないと気が
済まない、子供のようなロボットである。

【００７５】脚式移動ロボット１の成長ステージと性格
を知りたいときは、「おいくつ？」と話しかけると、脚
式移動ロボット１が角ランプの表示と足の動作で答える
ようになっている。脚式移動ロボット１の成長過程と角
ランプの表示を図１０〜図１１に示しておく。

【００７６】Ｄ．角ランプの構造 これまでの説明で、脚式移動ロボット１がユーザとのコ
ミュニケーションを行う上で、角ランプが重要な働きを
行うことが理解できたであろう。以下では、この角ラン
プについて説明する。

【００７７】図１及び図５を参照しながら既に説明した
ように、角ランプは、頭部のてっぺんという目立つ場所
に配設されて、脚式移動ロボット１の感情や、何かを発
見したことを、発光する色によってユーザが見落とすこ
となく分かり易く表すようになっている。

【００７８】このような角ランプは、例えば、略円錐形
状の透明又は半透明材質のキャップの内部にＬＥＤなど
からなる光源を取り付けることによって比較的簡単に構
成することもできる。

【００７９】しかしながら、このように単に光源をキャ
ップで覆うようなランプ構造を採用した場合、以下のよ
うな問題がある。すなわち、

【００８０】（１）光ムラが生じる。 （２）見る向きで明るさが異なる。 （３）色は変化するが光り方が変わらない。 （４）無機質にＬＥＤが点灯しているという印象を与え
てしまう。 （５）例えばキャップを半透明の乳白色に調色した場
合、ＬＥＤが消滅しているときは、角ランプがグレーに
なり汚く映る。

【００８１】そこで、本発明者らは、この角ランプのデ
ザイン上のコンセプトとして、ランプ内に玉状のものが
ボウッと丸く光る感じにして、灯篭とかベッドサイド・
ランプのような、淡くて柔らかな「灯り」のイメージが
洩れるような効果を狙うこととした。

【００８２】このようなコンセプトを備えた角ランプを
頭部のてっぺんに取り付けることにより、ロボット全体
から、癒し的、進化したテディベア的、などのイメージ
を踏襲し、積極的に光ることによるアグレッシブな感情
表現というよりも、むしろ穏やかで謙虚な「灯り」によ
る感情表現を演出することができる。

【００８３】図１２には、本実施形態に係る角ランプの
断面構成を示している。同図に示すように、角ランプ
は、基板３１上に搭載された発光源としてのＬＥＤ３２
と、ＬＥＤ３２の上に被せられた角球３３と、角球３３
の周囲を覆う略中空円筒形状の角本体３４と、角本体３
４の上面開口を塞ぐドーム状の角キャップ３５とで構成
される。

【００８４】角球３３は、例えばアクリルのような素材
に乳白色の半透明染料と拡散剤を混合して構成される。
拡散剤を入れることにより、ＬＥＤ３２が発する光を光
ムラなく均一に角球３３表面から放射することができ
る。したがって、発光時には、角球３３の輪郭を際立た
せることができる。

【００８５】また、角本体３４は、ポリカーボネート
（ＰＣ）のような素材に乳白色の半透明染料を混合して
構成され、拡散剤は混入しない。したがって、ＬＥＤ３
２が発光したときには、角本体３４を介して中の角球３
３の輪郭を浮き上がらせて見せることができる。また、
ＬＥＤ３２が消灯しているときには、外の光（自然光）
によって角本体３４内部の角球３３が白く見えて、淡く
柔らかなイメージを与えることができる。

【００８６】なお、角本体３４に拡散剤を混入してもよ
いが、この場合、その分だけＬＥＤ３２の発する光が暗
く見えることになるとともに、角球３３の輪郭が見え難
くなる。

【００８７】角キャップ３５は、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）のような素材に光を通さない比較的暗い色の染料を
混入して構成される。角キャップ３５は、角本体３４と
ともに２色成形を用いて簡単且つ低コストに造形するこ
とができる。

【００８８】図１２に示すように角ランプを構成するこ
とにより、デザイン的には、光ると中から球が浮き出る
ようにすることができる。また、角ランプ全周から見て
光が均一に見えるようにすることができる。また、角本
体３４に内蔵されたＬＥＤの発する光は、角球３３で球
状の輪郭に形成されて、キュートな印象を与えることが
できる。また、ＬＥＤ３２が光っていないときでも、外
側の乳白色によって明るい発色を得ることができる。

【００８９】［追補］以上、特定の実施例を参照しなが
ら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や
代用を成し得ることは自明である。

【００９０】本発明の要旨は、必ずしも「ロボット」と
称される製品には限定されない。すなわち、電気的若し
くは磁気的な作用を用いて人間の動作に似せた運動を行
う機械装置であるならば、例えば玩具等のような他の産
業分野に属する製品であっても、同様に本発明を適用す
ることができる。

【００９１】要するに、例示という形態で本発明を開示
してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈
するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、
冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきであ
る。

【００９２】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
ユーザに対するインタラクションを行うことができるイ
ンテリジェントな脚式移動ロボットを提供することがで
きる。

【００９３】また、本発明によれば、本能モデルや感情
モデルなどの内部状態を備えて、周囲環境や内部状態の
変化に応じたインタラクションを行うことができる優れ
た脚式移動ロボット、並びに、内部状態の変化などを好
適に表示することができる脚式移動ロボットのための表
示装置を提供することができる。

【００９４】また、本発明によれば、周囲環境や内部状
態の変化をユーザに分かり易く示すことができる、優れ
た脚式移動ロボット並びに脚式移動ロボットのための表
示装置を提供することができる。

【００９５】また、本発明によれば、ランプ内に玉状の
ものがボウッと丸く光る感じにして、灯篭とかベッドサ
イド・ランプのような、淡くて柔らかな「灯り」のイメ
ージが洩れるような効果を持つ角ランプを機体頭部のて
っぺんに取り付けることにより、ロボット全体から、癒
し的、進化したテディベア的、などのイメージを踏襲
し、積極的に光ることによるアグレッシブな感情表現と
いうよりも、むしろ穏やかで謙虚な「灯り」による感情
表現を演出することができる。

【００９６】本発明に係る脚式移動ロボットのための表
示装置としての角ランプは、全周から見て光が均一に見
えるようにすることができる。また、角本体に内蔵され
たＬＥＤの発する光は、角球で球状の輪郭に形成され
て、キュートな印象を与えることができる。また、ＬＥ
Ｄが光っていないときでも、外側の乳白色によって明る
い発色を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る脚式移動ロボット１
の外観構成を示した図である。

【図２】脚式移動ロボット１が自然な動きをしている様
子を示した図であり、より具体的には、機体が歩く様子
を示した図である。

【図３】脚式移動ロボット１が自然な動きをしている様
子を示した図であり、より具体的には、機体が座る様子
を示した図である。

【図４】脚式移動ロボット１が自然な動きをしている様
子を示した図であり、より具体的には、機体が寝る様子
を示した図である。

【図５】角ランプの位置を示した図である。

【図６】背中ランプの位置を示した図である。

【図７】モード・ランプの位置を示した図である。

【図８】だっこ状態の脚式移動ロボット１の様子を示し
た図である。

【図９】エナジーステーションコア使用時のスタンドに
脚式移動ロボット１がセットされた様子を示した図であ
る。

【図１０】脚式移動ロボット１の成長過程（前半）と角
ランプの表示を示した図である。

【図１１】脚式移動ロボット１の成長過程（後半）と角
ランプの表示を示した図である。

【図１２】本実施形態に係る角ランプの断面構成を示し
た図である。

【符号の説明】

１…脚式移動ロボット ２…胴体 ３…頭部，３Ａ…角ランプ ４…尻尾 ７…首関節 １０…前脚ユニット １１…前足肩アクチュエータ部 １２…前足肘アクチュエータ部 １３…前足肘関節部 ２０…後脚ユニット ２１…後足腰アクチュエータ部 ２２…後足膝アクチュエータ部 ２３…後足膝関節部 ３１…基板 ３２…ＬＥＤ ３３…角球 ３４…角本体 ３５…角キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 由佳 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2C150 CA02 DA05 DA24 DA26 DA27 DA28 DC17 DG02 DG12 DG13 DG14 DG15 EE07 3C007 AS36 CS08 JU03 JU16 MT14 WA04 WA14 WB24 WC01 WC06

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の関節を備えたロボットであって、 光の点灯や点灯色などにより喜びや怒りなどの感情を表
   現する突起状の角ランプを機体の所定部位に取り付けた
   ことを特徴とするロボット。
2. 【請求項２】前記角ランプは、 発光源と、 前記発光源の上に被せられた角球と、 前記角球の周囲を覆う略中空円筒状の角本体と、 前記角本体の上面開口を塞ぐ角キャップと、で構成され
   ることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 【請求項３】前記発光源は複数色を点灯、点滅可能であ
   る、 ことを特徴とする請求項２に記載のロボット。
4. 【請求項４】前記角球は樹脂に半透明染料と拡散剤を混
   合して成形されてなる、ことを特徴とする請求項２に記
   載のロボット。
5. 【請求項５】前記角本体は樹脂に半透明素材を混合して
   成形されてなる、ことを特徴とする請求項２に記載のロ
   ボット。
6. 【請求項６】前記角キャップは樹脂に光を通さない比較
   的暗い色の染料を混合して成形されてなる、ことを特徴
   とする請求項２に記載のロボット。
7. 【請求項７】前記角本体と前記角キャップは２色成形に
   より造形されてなる、ことを特徴とする請求項２に記載
   のロボット。
8. 【請求項８】喜びや怒りなどの感情を表現するロボット
   のための表示装置であって、 発光源と、 前記発光源の上に被せられた角球と、 前記角球の周囲を覆う略中空円筒状の角本体と、 前記角本体の上面開口を塞ぐ角キャップと、を具備する
   ことを特徴とするロボットのための表示装置。
9. 【請求項９】前記発光源は複数色を点灯、点滅可能であ
   る、ことを特徴とする請求項８に記載のロボットのため
   の表示装置。
10. 【請求項１０】前記角球は樹脂に半透明染料と拡散剤を
    混合して成形されてなる、ことを特徴とする請求項８に
    記載のロボットのための表示装置。
11. 【請求項１１】前記角本体は樹脂に半透明素材を混合し
    て成形されてなる、ことを特徴とする請求項８に記載の
    ロボットのための表示装置。
12. 【請求項１２】前記角キャップは樹脂に光を通さない比
    較的暗い色の染料を混合して成形されてなる、ことを特
    徴とする請求項８に記載のロボットのための表示装置。
13. 【請求項１３】前記角本体と前記角キャップは２色成形
    により造形されてなる、ことを特徴とする請求項８に記
    載のロボットのための表示装置。