JP2003345435A

JP2003345435A - ロボットおよびロボットシステム

Info

Publication number: JP2003345435A
Application number: JP2002151148A
Authority: JP
Inventors: Masahito Takuhara; 雅人宅原; Shintaro Kumano; 信太郎熊野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】物を効果的に運んでくるロボットを提供する
こと。【解決手段】本発明のロボット（１）の入力部（６
０）またはセンサ（２０）は、利用者から目的物を運ぶ
内容を含む命令を取得し、演算部（１０）は、物データ
（５６）から目的物の位置を検索し、通信部（７０）
は、他のロボットと通信し、他のロボットの位置を入手
し、さらに、演算部（１０）は、地図データ（５３）を
参照し、目的物の位置と他のロボットの位置から、命令
を実施する他のロボットの一つ、もしくは自分を選択
し、通信部（７０）は、選択されたロボットに命令を送
信する、もしくは、自分で命令を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットに関し、
特に利用者からの命令により物を運搬するロボットに関
する。

【０００２】

【従来の技術】利用者からの命令に従い作業を行なうロ
ボットが使用されている。利用者がロボットに、利用者
が持ってくることを要求する物（以下、目的物）を持っ
てくるように命令をすると、その目的物を探して持って
くるロボットが開発されている。しかし、従来のこのよ
うなロボットに、目的物を持ってくるよう命令した場
合、そのロボット自身がその命令を実行する。このた
め、命令を実行するために適当な位置に当該ロボットが
いない場合、当該ロボットが命令を実行するために長い
時間を要する場合がある。

【０００３】また、ロボットは、目的物の同等品となる
ものが近くにある場合にも命令された遠くにある目的物
を取りに行く、または、位置がわからない目的物を探し
まわることがあるため、命令を実行するのに時間が掛か
ることがある。

【０００４】さらに、目的物まで移動する経路が多様な
形状を有する場合、ロボットはその経路全てに対応する
移動手段を有する必要がある。具体的には、目的物まで
の移動経路に平坦な床と階段とがある場合、床と階段の
両方に対応する移動手段を有する必要がある。また、一
台のロボットが担当するエリアが広い場合、ロボットが
記憶する担当するエリアに関するデータ量が大きくなる
ことがある。

【０００５】さらに、従来のロボットは利用者に目的物
を運んだ後、命令がなければその物を片付けない。利用
者がその物を片付ける場合、その物を決められた場所に
片付けなければ、次回ロボットがその物を探す時、ロボ
ットはその物がどこにあるか記憶していないため、試行
錯誤して探す必要がある。ロボットが、自ら運んできた
物を、運んできた場所、または、決められた場所に自動
的に片付けることが好ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】物を効果的に運んでく
るロボットを提供すること。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下に、［発明の実施の
形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決する
ための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許
請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との
対応関係を明らかにするために付加されたものである
が、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的
範囲の解釈に用いてはならない。

【０００８】本発明によるロボット（１）は、入力部
（６０）またはセンサ（２０）と、通信部（７０）と、
演算部（１０）と、物の位置の情報を含む物データ（５
６）と特定の範囲の地図の情報を含む地図データ（５
３）を記憶している記憶部（５０）と、を具備する。入
力部（６０）またはセンサ（２０）は、利用者から目的
物を運ぶ内容を含む命令を取得し、演算部（１０）は、
物データ（５６）から目的物の位置を検索し、通信部
（７０）は、他のロボットと通信し、他のロボットの位
置を入手し、さらに、演算部（１０）は、地図データ
（５３）を参照し、目的物の位置と他のロボットの位置
から、命令を実施する他のロボットの一つ、もしくは自
分を選択し、通信部（７０）は、選択されたロボットに
命令を送信する、もしくは、自分で命令を実行する。

【０００９】本発明によるロボットシステムは、センサ
（２０）又は入力部（６０）と、通信部（７０）と、記
憶部（５０）と、演算部（１０）と、動作機構（４０）
を具備する複数のロボットが、特定の範囲内に存在す
る。複数のロボットの中の任意の第１ロボットが、、セ
ンサ（２０）または入力部（６０）で利用者から作業命
令を受け、他のロボットに作業情報を送信し、他のロボ
ットは作業情報を受信し、第１ロボットに作業に関する
情報を送信し、第１ロボットは、受信した作業に関する
情報から、作業を実施する他のロボット、または、自分
自身を選択し、選択されたロボットに作業を実施するよ
うに通信し選択されたロボットが作業を実施する、また
は、第１ロボットが自分自身で作業を実施する。

【００１０】本発明によるロボットシステムは、センサ
（２０）又は入力部（６０）と、通信部（７０）と、記
憶部（５０）と、演算部（１０）と、動作機構（４０）
を具備する複数のロボットが、特定の範囲内に存在す
る。各ロボットの記憶部（５０）は、物の位置の情報を
含む物データ（５６）と特定範囲の地図の情報を含む地
図データ（５３）、及び自らの位置を含む位置情報を記
憶する。センサ（２０）または入力部（６０）で、利用
者から目的物を運ぶ作業に関する作業命令を受けた、複
数のロボット内の第１ロボットが、他のロボットに他の
ロボット自身の位置情報を送るよう送信命令を送信し、
他のロボットの各々は、送信命令を受信し、第１ロボッ
トに自分の位置情報を送信する。第１ロボットは、受信
した他のロボットの位置情報と自分の位置情報から、物
データ（５６）と地図データ（５３）を参照して、目的
物への移動経路が最も短い他のロボット、または、自分
自身を選択し、選択されたロボットに作業を実施するよ
うに通信する、または、第１ロボットが自分自身で作業
を実施する。

【００１１】本発明によるロボットシステムは、センサ
（２０）又は入力部（６０）と、通信部（７０）と、記
憶部（５０）と、演算部（１０）と、動作機構（４０）
を具備する複数のロボットが、特定の範囲内に存在す
る。各ロボットの記憶部（５０）は、物の位置の情報を
含む物データ（５６）と特定範囲の地図の情報を含む地
図データ（５３）、及び自らの位置を含む位置情報を記
憶する。センサ（２０）または入力部（６０）で、利用
者から目的物を運ぶ作業に関する作業命令を受けた、複
数のロボット内の第１ロボットが、他のロボットに作業
命令を送信し、他のロボットの各々は作業命令を受信
し、第１ロボットに、物データ（５６）と地図データ
（５３）を参照して、自分が作業命令を完了する場合に
予想される所要時間を送信する。第１ロボットは演算部
（１０）で物データ（５６）と地図データ（５３）を参
照して、自分が作業命令を完了するのに予想される所要
時間を算出する。第１ロボットは、受信した他のロボッ
トの所要時間と自分の所要時間から、所要時間が最も短
い他のロボット、または、自分自身を選択し、選択され
たロボットに作業命令を実施するように通信する、また
は、第１ロボットが自分自身で作業命令を実施する。

【００１２】本発明によるロボットは、入力部（６０）
またはセンサ（２０）と、記憶部（５０）と、演算部
（１０）と、動作機構（４０）を具備する。記憶部（５
０）は、物の位置を含む物位置情報と、物と同等の機能
を有する同等品を関連付ける同等品リストを含む物デー
タ（５６）を記憶する。入力部（６０）またはセンサ
（２０）は、利用者から目的物を持ってくる内容を含む
命令を受ける。演算部（１０）は、同等品リストを参照
して目的物の同等品を検索し、物位置情報から目的物と
同等品の位置を検索し、目的物より同等品の方が命令を
実施するのに有利な場合に、同等品を持ってくるように
動作機構（５０）を制御する。

【００１３】上記の同等品の方が命令を実施するのに有
利な場合は、目的物より同等品の位置が近い場合、目的
物の位置の情報がない場合、目的物より同等品が軽い場
合、目的物より同等品が速く運搬できる場合のいずれか
である。

【００１４】さらに、出力部（３０）を具備し、同等品
の方が命令を実施するのに有利な場合に、出力部（３
０）は、利用者に同等品を持ってくることを確認する質
問を出力する。入力部（６０）またはセンサ（２０）
で、質問に対する利用者の反応を検出し、演算部（１
０）は、反応から同等品を持ってくることを決定する。

【００１５】本発明のロボットシステムは、複数のエリ
ア内の第１エリアを担当する第1ロボットと、第１エリ
アに隣接する第２エリアを担当する第２ロボットとを含
む。第１ロボットが利用者から第２エリアにある目的物
を持ってくるように命令を受けた時に、第１ロボットは
第２ロボットに、目的物を第１エリアと第２エリアの境
に持ってくるよう通信する。第２ロボットは、目的物を
境に運搬する。第１ロボットは、目的物を境から利用者
に運搬する。

【００１６】本発明のロボットシステムは、複数のエリ
ア内の第１エリアを担当する第1ロボットと、第１エリ
アに隣接する第２エリアを担当する第２ロボットとを含
む。第１ロボットおよび第２ロボットの各々は、入力部
（６０）またはセンサ（２０）と、記憶部（５０）と、
演算部（１０）と、通信部（７０）と、および、動作機
構（４０）と、を具備する。記憶部（５０）は、物の位
置情報を含む物データ（５６）を記憶する。第１ロボッ
トが、入力部（６０）またはセンサ（２０）で、利用者
から目的物を持ってくるように命令を受ける。第１ロボ
ットの演算部（１０）は、物データ（５６）を参照し、
目的物が第２エリアにあることを認識した場合に、第１
ロボットは通信部（７０）により、第２ロボットに、目
的物を第１エリアと第２エリアの境に持ってくるよう通
信する。第２ロボットは、第１ロボットのから通信を受
信し、目的物を探索して、目的物を境に運搬する。第１
ロボットは、目的物を境から利用者に運搬する。

【００１７】本発明ロボットは、利用者からの命令によ
り目的物を持ってくる機能を有する。さらに本発明ロボ
ットは、利用者が目的物を使用していることを監視し、
利用者が目的物の使用が終了した動作を検出し、目的物
を、持ってきた位置に戻す。

【００１８】本発明のロボットは、演算部（１０）と、
センサ（２０）と、物の片付け位置、及び、物と物に対
応する使用終了動作を対応付ける情報を含む物データ
（５６）を記憶する記憶部（５０）と、利用者からの命
令により目的物を運搬する機能（４０）と、を具備す
る。センサ（２０）は、利用者が目的物を使用している
動作を検出する。演算部（１０）は、物データを参照し
て、利用者の動作が、目的物の使用終了動作であること
を検出したとき、目的物を片付け位置に戻すように、目
的物を運搬する機能（４０）を制御する。

【００１９】上記において、利用者の命令により目的物
を運んできた場合、ロボットは目的物を運んできた位置
を記憶し、片付け位置は、運んできた場所である。

【００２０】

【発明の実施の形態】添付図面を参照して、本発明によ
るロボットの実施の形態を以下に説明する。本発明のロ
ボット１は、利用者の命令に従って、移動する、物を持
ってくる、などの作業を行なうことができるロボット１
に代表される。

【００２１】図１にロボット１の、外観の例を示す。図
１に示されるロボット１は、頭部２、胴部３を持ち、カ
メラ２１、マイク２２、モニタ３１、スピーカ３２、ア
ーム４２、移動機構４１、ハンド４３、通信装置７０等
を具備しているロボット１が例示されている。ロボット
１は、人間の各部に対応した位置に、同様の機能を持つ
センサや出力装置を備えることが、人とのコミュニケー
ションをとる上で好ましい。具体的には、頭部２の人の
目に対応する位置にカメラ２１を備え、口の位置にスピ
ーカ３２を備え、耳の位置にマイク２２を備えることで
ある。また、人間の腕の様に肩および肘に可動部を持
ち、手振りや踊りができることである。人はロボット１
の顔の部分を見てロボット１に話し掛けるため、ロボッ
ト１の顔に相当する位置にカメラ２１を備えることで、
対面する人の顔の画像を撮影することができる。人間に
近い構成を持つことで、ロボット１を使用する人は、ロ
ボット１に親近感を持ち、ロボット１を人と擬制して扱
うようになる。特に、介護に使用されるロボット１にお
いては、利用者に親近感を持たれ、家族や友人のように
感じられるロボット１が望まれる。

【００２２】図２にロボット１の構成を示す。ロボット
１は、演算装置１０、センサ２０、出力装置３０、動作
装置４０、記憶装置５０、入力装置６０、通信装置７０
を具備する。

【００２３】演算装置１０は、機能的には中央演算部１
１、センサ情報処理部１２、出力装置制御部１３、動作
装置制御部１４、通信情報処理部１７を具備する。演算
装置１０の上記各部は機能上の分類であり、装置の構成
は単数もしくは複数のＣＰＵを具備するコンピュータに
代表される。

【００２４】センサ情報処理部１２は、センサ２０が検
出した情報を処理し、中央演算部１１に送信する。セン
サ情報処理部１２はセンサ２０の種類により、個別に構
成されてもよい。具体的には、カメラ２１には画像処理
部が対応し、マイク２２には音声処理部が対応する等で
ある。

【００２５】出力装置制御部１３は、中央演算部１１が
決定した出力に関する指令に対応して、出力装置３０の
制御を行なう。出力装置制御部１３は、出力装置３０の
種類により、個別に構成されてもよい。動作装置制御部
１４は、中央演算部１１が決定した動作に関する指令に
対応して、動作装置４０の制御を行なう。動作装置制御
部１４は、動作装置４０の種類により、個別に構成され
てもよい。

【００２６】センサ２０は、カメラ２１、マイク２２、
赤外線センサ２３、重量感知器２４、触覚感知器２５、
姿勢感知器２６などに代表され、ロボット１に要求され
る機能に合わせ、必要なセンサが、単数または複数選択
されて装着される。

【００２７】カメラ２１はＣＣＤカメラに代表され、目
的物の探索ための撮影、ロボット１の移動時に経路上の
障害物を検出するための撮影、人を探索するための撮影
などに使用される。カメラ２１で撮影された画像は、セ
ンサ情報処理部１２で画像処理される。

【００２８】マイク２２は、人の声を含む音声を検出
し、命令の音声入力に使用される。さらに、マイク２２
は、電子メールの音声入力、または、周辺の情報収集等
にも使用される。

【００２９】赤外線センサ２３は、２点間の赤外線が切
断されることにより人や物の存在を確認するセンサや、
温度差により人の存在等を検出する赤外線カメラに代表
される。

【００３０】重量感知器２４は、ロボット１がものを持
ったときに重さを感知したり、物を持っていることを検
出したりする。触覚感知器２５は、物にぶつかったこと
や、持っている物の固さ、もしくは利用者に撫でられ
た、または、叩かれたことを検知する。また、指紋など
を検出する機能を有することもできる。姿勢感知器２６
は、ロボット１が自身の姿勢を感知し、感知結果は移動
時などの姿勢制御に使用される。

【００３１】出力装置３０は、モニタ３１、スピーカ３
２、発光部３３、印刷部３４などに代表され、ロボット
１の機能に合わせ、必要な出力装置が単数または複数選
択されて装着される。

【００３２】モニタ３１は、液晶ディスプレイ等に代表
され、情報の表示、電子メールの表示等を行なう。

【００３３】スピーカ３２は、音声や音楽を出力する。
スピーカ３２は、音声による情報提示やロボット１の会
話に使用される。

【００３４】発光部３３は、ロボットの顔に当たる部分
に設置されるＬＥＤなどに代表される。ロボット１の情
況、文字、表情等を示すことが出来る。

【００３５】印刷部３４は、利用者の命令によりデータ
を印刷する場合等に使用される。

【００３６】動作装置４０は、移動機構４１、アーム４
２、ハンド４３、本体・首の動作機構４４に代表され、
ロボット１の機能に合わせ、必要な動作装置が単数また
は複数選択されて装着される。

【００３７】移動機構４１は、ロボット１が移動するた
めの機構で、２足歩行用脚、４足歩行用脚、その他の移
動用脚、車輪、クローラ等に代表され、ロボット１が移
動する場所や移動スピードに合わせて選択される。移動
機構４１は、利用者の命令に応答して作業をする場合に
使用される。移動機構４１はロボット１が担当する範囲
を移動できるように選択されて設置される。

【００３８】アーム４２は、人の腕に相当する機能を有
し、ロボット１の本体に可動的に取り付けられ、アーム
４２の先端にハンド４３が取り付けられる。アーム４２
は、利用者の命令に応答して動作をする場合に使用され
る。ハンド４３は、アーム４２の先に取り付けられ、物
を掴む機能を有する。ハンド４３も、利用者の命令に応
答して動作をする場合に使用される。アーム４２とハン
ド４３により、ロボット１は物を把持することができ
る。

【００３９】本体・首の動作機構４４は、本体・首を振
ったり、回したりする機構で、方向転換、会話している
人の方へ向きの変更、センサ２０の向きを変更するため
に使用される。

【００４０】記憶装置５０は、動作履歴５１、通信情報
５２、地図／領域情報５３、個人認証データ５４、物デ
ータ５６、などのデータから、ロボット１に要求される
機能に合わせ、必要なデータを記憶している。

【００４１】動作履歴５１は、ロボット１が行なった動
作を時間毎に記録したデータである。動作履歴により行
動パターンやルーチンの行動を認識し、効率よい行動パ
ターンを学習することに利用される。

【００４２】通信情報５２は、電子メールなどの受信履
歴及び内容、担当する人のメールアドレス、メールサー
バ情報、アドレス帖などの通信に関する情報を含む。ま
た、他のロボットと通信により通信した情報を一次的に
記憶することもできる。地図／領域情報５３は、ロボッ
ト１が移動するエリアの地図情報、担当する人に関連付
けられた場所、物の位置、障害物情報などの情報を含
む。また、地図／領域情報５３は特定の範囲にいる他の
ロボットの位置や、そのロボットが担当する範囲の情報
を含む。地図／領域情報５３は、ロボット１が移動した
ときに入手される情報により、順次更新されることが好
ましい。

【００４３】個人認証データ５４は、個人認証に使用さ
れるデータ、具体的には顔、指紋、手形、虹彩、声紋、
体型（骨格）などの特徴量、もしくは、暗証番号、ＩＤ
カード等に記憶された磁気もしくは電気的な情報などの
ＩＤデータと、個人名を関連付ける情報を含む。個人認
証は、中央演算部１１が、個人認証データ５４と、セン
サ２０や入力装置６０から入手した特徴量やＩＤデータ
を基に行なう。使用されるデータは、いずれか一つ、も
しくはいずれかの組合せにより行なわれる。個人認証
は、ロボット１が特定の人にのみ使用される場合に、利
用者を特定するために使用される場合がある。また、物
を渡すときに、相手が適当であるか個人認証を行なうこ
とができる。

【００４４】物データ５６は、ロボット１が担当するエ
リアもしくは特定のエリアにある物の情報と、その位
置、形、色、大きさ、重さ、機能等が関連付けられてい
る。物データ５６は、ロボット１が物を探す場合などに
使用される。さらに、物データ５５は、ある物の同等品
または同じ機能を有する物を、その物と関連付ける同等
品リストを含んでいる。具体的には、鉛筆とボールペ
ン、はさみとカッターなどを関連付けるリストである。
さらに、物データには、物とその物を利用者が使用する
動作、および、使用を終了した場合の動作を関連付ける
情報を含む場合がある。

【００４５】入力装置６０は、スイッチ６１、キー６
２、カード読取装置６３に代表され、ロボット１の機能
に合わせ、必要な入力装置が単数または複数選択されて
装着される。

【００４６】スイッチ６１は、電源や各種設定などをす
るスイッチである。複数のキー６２はキーボード等を形
成し、暗証番号の入力や各種設定、命令を入力すること
ができる。また、利用者は、キー６２で電子メールや文
章等の入力をすることができる。カード読取装置６３
は、個人認証時に、ＩＤカードの磁気や電気的信号を読
み取るために使用される場合がある。

【００４７】通信装置７０は、送受信部７１を具備し、
インターネットやイントラネットを通じて、電子メール
等の情報を送受信できる。通信は、無線通信であること
が好ましい。さらに、ロボット１は、通信装置７０を使
用して、他のロボットと通信することができる。ロボッ
ト１は他のロボットとの通信により、他のロボットの位
置情報や目的物の位置情報を入手することができる。ま
た、他のロボットに、利用者から命令された作業もしく
は作業の一部を行なうように命令を送信することができ
る。

【００４８】（実施の形態１）本実施の形態では、同じ
エリアもしくは重複するエリアを担当するロボットがロ
ボット１の他に複数または単数存在しいる。ロボット１
が利用者から目的物を持ってくるように命令された場
合、ロボット１は、単数もしくは複数の他のロボットと
通信して各ロボットの位置情報を入手する。ロボット１
は、目的物の位置情報と入手した各ロボットの位置情報
から、命令を実行するロボット（以下、ロボット１’）
を選択して、利用者からの命令を実行するよう命令を送
信する。適当な位置にいるロボット１’により命令が実
行されることにより、ロボット１が命令を実行するより
迅速に命令が実施される。

【００４９】図３を参照して、実施の形態１のロボット
１及びロボット１’の動作が説明される。利用者に近い
位置にいるロボット１が、入力装置７０もしくはセンサ
２０で利用者から目的物を持ってくるように命令を受け
る（ＳＡ１）。ロボット１は、演算装置１０で物データ
５６を検索して、目的物の位置を確認する（ＳＡ２）。
ロボット１は、通信装置７０で、複数または単数の他の
ロボットと通信し（ＳＡ３）、他のロボットの位置を入
手する（ＳＡ４）。ロボット１は、演算装置１０で、入
手した他のロボットの位置、自分の位置、目的物の位置
を、地図／領域データを参照して確認し、各ロボットの
目的物までの移動経路を作成する。ロボット１の演算装
置１０は、移動経路から最も目的物に近いロボット１’
を選択する（ＳＡ５）。ロボット１は、利用者からの命
令、および、目的物の位置、命令者の位置を選択された
ロボット１’に通信装置７０で無線で送信する（ＳＡ
６）。ロボット１は、自分が一番速く目的物へ移動でき
る時は、自分を選択し、自分で命令を実行する。

【００５０】選択されたロボット１’は、通信装置７０
で命令内容を受信する（ＳＢ１）。命令内容には、目的
物の位置、および、利用者の位置が含まれる。ロボット
１’は、演算装置１０で、記憶装置５０で記憶している
地図／領域情報５３を参照し、受信した目的物の位置を
確認して、移動機構４１で目的物の位置まで移動する
（ＳＢ２）。ロボット１’は、目的物の位置を受信しな
いで、記憶している地図／領域情報５３を参照して、目
的物を探索することもできる。ロボット１’は、目的物
が既定の位置になかった場合は、センサ２０等で目的物
の探索を行なう。他のロボットに探索するよう命令を送
信し、通信しながら協働で探索することもできる。ロボ
ット１’は、センサ２０で目的物を見つけた場合、物デ
ータを参照して目的物を確認し、動作装置４０で目的物
を把持する（ＳＢ３）。

【００５１】ロボット１’は、受信した利用者の位置に
基づき、動作機構４０で目的物を把持したまま、移動機
構４１で利用者の近くに移動する（ＳＢ４）。ロボット
１’は、利用者に目的物を渡す（ＳＢ５）。

【００５２】このように、目的物に経路上最も近いロボ
ット１’が選択されて、命令が実行されるため、命令を
受けたロボット１が目的物を取りに行くより、命令が迅
速に実行される。

【００５３】本実施の形態では、命令を受けたロボット
１が、他のロボットの位置を受信して、命令を実行する
ロボット１’を選択したが、位置に限らず以下の方法で
選択することも出来る。他のロボットに命令内容（物の
位置、物の情報、利用者の位置を含む）を送信し、送信
されたロボットは、現在の作業内容、自己の運搬能力、
移動経路などから、それぞれ命令を実施できる予想時間
を算出し、ロボット１に送信する。各ロボットの命令を
実施できる予想時間をロボット１が受信し、ロボット１
が、最も短時間で命令を遂行できるロボット１’を選択
し、命令を実行するよう命令を送信する。このように各
ロボットの作業の予想時間から実施するロボット１’を
選択することにより、他のロボットが他の作業している
場合や、ロボット毎に機能や能力が異なる場合でも、命
令を最も迅速に遂行できるロボット１’を選択すること
ができる。

【００５４】（実施の形態２）本実施の形態では、図４
を参照して、利用者がロボット１に目的物をも持ってく
るように命令した場合に、ロボット１の記憶部に目的物
の位置が記憶されていない場合や、ロボット１の担当範
囲に目的物がない場合、目的物の位置が遠く命令の実施
に既定以上の時間が掛かる場合に、ロボット１が目的物
の同等品を選択して持って来る動作が説明される。

【００５５】利用者は、ロボット１に目的物を持ってく
るように命令を伝える（ＳＣ１）。ロボット１は、マイ
ク２２から利用者の音声を受信し、または、入力装置６
０の入力により命令を受ける（ＳＤ１）。ロボット１
は、演算装置１０で物データ５６を検索して、目的物の
位置を確認する（ＳＤ２）。演算装置１０は、目的物の
位置が、既定の位置より遠い場合、予想される持ってく
るまでの時間が既定の時間より長い場合、または、位置
が確認できない場合、ロボット１は物データ５５の同等
品リストを参照して、目的物と同等の機能を有するもの
（以下、同等品）を検索する（ＳＤ３）。さらに、演算
装置１０は、検索した同等品の位置を検索し、検索した
同等品の中から最も近い同等品を選択する（ＳＤ４）。
ロボット１は選択した同等品を持ってくることで了承す
るか、出力装置３０で質問を提示して、利用者に確認す
る（ＳＤ６）。具体的には、ロボット１が「鉛筆」を持
ってくるように命令された時に、「鉛筆」の場所が不明
の場合、近くにある「ボールペン」で了承するか、スピ
ーカ３２からの音声で確認する等である。

【００５６】利用者は、同等品で了承するか、同等品で
了承しないか、回答する（ＳＣ２）。センサ２０または
入力装置６０で、利用者の回答を取得する。演算装置１
０は、同等品で了承しない場合、次に近くにある別の種
類の同等品を選択（ＳＤ５）し、出力装置３０で質問を
提示して、利用者に確認する（ＳＤ６）。ロボット１
は、同等品が利用者により了承されるか、目的物が一番
近くなる場合まで、質問を繰り返す（ＳＤ６→ＳＣ２→
ＳＤ５→ＳＤ６）。

【００５７】センサ２０または入力装置６０で取得した
利用者の回答が了承であった場合、ロボット１は、同等
品（同等品がなかった場合は目的物、以下同じ）の位置
へ移動機構４１で移動する（ＳＤ７）。ロボット１は、
センサ１０で同等品を確認し、動作装置４０で同等品を
把持する（ＳＤ８）。ロボット１は、動作装置４０で同
等品を把持した状態で、移動機構４１で利用者の近くへ
移動（ＳＤ９）し、利用者へ同等品を渡す（ＳＤ１
０）。

【００５８】このように、ロボット１は、目的物が担当
する範囲にない場合や遠くにある場合に、目的物を探し
まわることや遠くに取りに行くことなく同等品を持って
くることで、迅速に命令を遂行することができる。ま
た、同等品が利用者に了承されるか確認することで、無
駄な作業をすることを避けることができる。

【００５９】（実施の形態３）実施の形態３では、隣接
する複数のエリアのそれぞれが、複数のロボットのそれ
ぞれがが担当するように構成されている。本実施の形態
では、、利用者からの命令に対して、複数のロボットの
各々が自分の担当するエリア内の作業を実施すること
で、協働して命令を実施する場合が説明される。

【００６０】図５に特定の範囲とロボットの概要を示
す。特定の範囲が、エリアＡ、エリアＢ、エリアＣに分
割されている。エリアＡはエリアＢと接している。エリ
アＢはエリアＡおよびエリアＣと接している。エリアＣ
はエリアＢと接しているがエリアＡとは接していない。
ロボット１ａはエリアＡを担当している。ロボット１ｂ
は、エリアＢを担当している。ロボット１ｃはエリアＣ
を担当している。ロボット１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞ
れ担当するエリアの地図／領域情報５３、物データ５６
を記憶している。それぞれのロボット１ａ、１ｂ、１ｃ
が記憶している地図／領域情報５３、物データ５６は、
それぞれ担当している範囲のみの場合と、他のエリアの
情報も含んでいる場合がある。

【００６１】エリアＡにいる利用者が、ロボット１ａに
エリアＣにある目的物を取ってくるように命令した場合
の、ロボット１ａ、１ｂ、１ｃの動作が図６を参照して
説明される。

【００６２】利用者が、エリアＡにいて、ロボット１ａ
に目的物を取ってくるよう指示をする。ロボット１ａは
センサ２０または入力装置６０で指示を受ける（ＳＥ
１）。ロボット１ａは、演算装置１０で記憶装置５０が
記憶いている物データ５６を参照し、目的物の位置を確
認する（ＳＥ２）。自分の持つデータに目的物の情報が
ない場合、他のロボット１ｂ、１ｃと通信装置７０で通
信して目的物の位置を確認することもできる。

【００６３】ロボット１ａは、演算装置１０で現在地と
目的物の間の経路を作成する（ＳＥ３）。ロボット１ａ
が、担当するエリア以外の地図／領域情報を記憶してい
ない場合、他のロボット１ｂ、１ｃと通信して地図情報
を入手することもできる。ロボット１ａは各エリアの細
かい情報を入手する必要はなく、エリアの位置関係だけ
入手して、詳細ルートは各エリアのロボットが作成して
もよい。ロボット１ａは、各エリアの担当ロボットの情
報も合わせて入手する場合もある。

【００６４】本実施例では、目的物がエリアＣにあるた
め、ロボット１ａは、演算装置１０でエリアＣからエリ
アＢを経由してエリアＡに至る経路を作成する。ロボッ
ト１ａは、目的物があるエリアＣを担当するロボット１
ｃを選択し（ＳＥ４）、目的物の情報と経路情報を含む
命令を、通信装置７０でで送信する（ＳＥ５）。さら
に、経路上のエリアＢを担当するロボット１ｂを選択し
（ＳＥ６）、目的物の情報と経路情報を含む命令を通信
装置７０で送信する（ＳＥ７）。ロボット１ｃに送信さ
れる指令には、ロボット１ｃが目的物を把持し、経路上
でエリアＣとエリアＢの境の第１中継点に目的物を運ぶ
命令が含まれる。ロボット１ｂに送信される命令には、
第１中継点でロボット１ｃから目的物を受け取り、エリ
アＢとエリアＡの境の第２中継点まで運ぶ指令が含まれ
る。

【００６５】ロボット１ａは、各ロボット１ｂ、１ｃに
指令を送信した後、ロボット１ｂから目的物を受け取る
ため、移動機構４１で第２中継点に移動する（ＳＥ
８）。

【００６６】ロボット１ｃは、通信装置７０でロボット
１ａから命令を受信（ＳＧ１）し、演算装置１０で物デ
ータ５６を参照して目的物の位置を確認し、移動機構４
１で目的物へ移動する（ＳＧ２）。ロボット１ｃはセン
サ２０で目的物を確認し、動作機構４０で目的物を把持
する（ＳＧ３）。ロボット１ｃは、目的物を把持した状
態で、移動機構４１で第１中継点に移動し（ＳＧ４）、
目的物をロボット１ｂへ渡す。

【００６７】ロボット１ｂは、通信装置７０で、ロボッ
ト１ａから命令を受信（ＳＦ１）し、移動機構４１で第
１中継点に移動する（ＳＦ１）。ロボット１ｂは、第１
中継地点で、ロボット１ｃから目的物を受け取り（ＳＦ
３）、動作装置４０で目的物を把持した状態で、移動機
構４１で第２中継点に移動し（ＳＦ４）、目的物をロボ
ット１ａへ渡す。

【００６８】ロボット１ａは、動作装置４０で目的物を
受け取り（ＳＥ９）、目的物を把持した状態で、移動機
構４１で利用者の近くに移動し（ＳＥ１０）、目的物を
利用者に渡す（ＳＥ１１）。

【００６９】このように、エリア毎にロボットを担当さ
せることにより、ロボットが記憶する地図／領域データ
５３や物データ５６の量を少なくすることができる。ま
た、エリア毎に地形が違う場合、地形に合わせて移動手
段を備えることで、各ロボットの機能を特化することが
できる。具体的には、エリアＣが２階フロア、エリアＢ
が階段、エリアＡが１階フロアの場合、ロボット１ｂは
階段を移動する手段を備えるだけで良い。また、他のロ
ボット１ａ、１ｃは床用の移動手段を備えれば良く、そ
れぞれのロボットの構造を簡潔にすることができる。各
ロボット１ａ、１ｂ、１ｃは、独立しているので、どの
ロボット１でも利用者からの命令を聞くことができる。
また、エリアの数は上記のように３エリアに限定され
ず、複数のエリアがあれば、複数のロボットがそれぞれ
のエリアを担当して上記のように協働して作業すること
ができる。

【００７０】（実施の形態４）本実施の形態では、図７
を参照して、利用者に目的物を持ってくるよう命令を受
けたロボット１が、目的物を利用者に渡した後、利用者
が目的物を使用し終わったことを判断して、目的物を既
定の場所もしくは元の場所に片付ける動作が説明され
る。

【００７１】利用者がロボット１に目的物を持ってくる
よう指示をする（ＳＨ１）。ロボット１は、センサ２０
または入力装置６１で目的物を持ってくる指示を受け
（ＳＪ１）、上記の実施例に記載しているような方法で
目的物を取ってくる動作を行い（ＳＪ２）、利用者に目
的物を渡す（ＳＪ３）。

【００７２】利用者は目的物を受け取り（ＳＨ２）、目
的物を使用する（ＳＨ３）。利用者に目的物を渡した
後、ロボット１は、センサ２０で利用者の目的物使用情
況を監視する（ＳＪ４）。利用者は目的物の使用を完了
する（ＳＨ４）と、ロボット１の演算装置１０は、セン
サ２０で検出した利用者の動作と、物データに記憶され
ている利用者の物の使用終了動作と照合して、使用完了
動作を確認する（ＳＪ５）。具体的には、ロボット１
は、利用者が目的物をどこかに置いて一定時間経過し
た、または、手を離して一定時間経過したといった動作
により使用完了を判断する。ロボット１は音声により、
利用者に目的物の使用の完了を確認することもできる。

【００７３】ロボット１は、動作装置４０で使用が完了
した目的物を把持し（ＳＪ６）、記憶装置５０に記憶さ
れている目的物が以前あった場所、もしくは物データ５
６に含まれる既定の場所に、移動機構４１で移動し（Ｓ
Ｊ７）、動作装置４０で目的物を元の場所もしくは既定
の場所に置く（ＳＪ８）。目的物を以前あった場所に運
ぶ場合も、上記の実施の形態３と組合わせて複数のロボ
ット１が連携する場合もある。

【００７４】このようにロボット１が、自分で物を片付
けることにより、人が物を片付ける必要がない。また、
物の位置がロボット１に記憶されるので、ロボット１が
次に取りに行く動作において、目的物を探しまわる必要
がない。

【００７５】

【発明の効果】本発明のロボットは、効果的に物を取っ
てくることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のロボットの外観の例を示す。

【図２】図２は本発明のロボットの構成を示す。

【図３】図３は本発明の複数のロボットと通信して適当
なロボットを選択して命令を実行する動作のフローを示
す。

【図４】図４は本発明のロボットが命令された目的物の
同等品を選択して取ってくる動作のフローを示す。

【図５】図５は本発明の複数のロボットがそれぞれのエ
リアを担当している概念図を示す。

【図６】図６は本発明の複数のロボットがそれぞれのエ
リアを担当して目的物を運搬する動作のフローを示す。

【図７】図７は本発明のロボットが物を片付ける動作の
フローを示す。

【符号の説明】

１、１’、１ａ、１ｂ、１ｃロボット２頭部３胴部１０演算装置１１中央演算部１２センサ情報処理部１３出力装置制御部１４動作装置制御部１７通信情報処理部２０センサ２１カメラ２２マイク２３赤外線センサ２４重量感知器２５触覚感知器２６姿勢感知器３０出力装置３１モニタ３２スピーカ３３発光部３４印刷部４０動作装置４１移動機構４２アーム４３ハンド４４本体／首動作機構５０記憶装置５１動作履歴５２通信情報５３地図／領域情報５４個人認証データ５６物データ６０入力装置６１スイッチ６２キー７０通信装置７１送受信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C007 AS01 AS34 CS08 JS02 KS07 KS18 KS36 KS39 KX02 LT06 WA03 WA13 WA16 WC11 5H301 AA10 BB05 CC03 DD15 DD17 FF15 KK19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力部またはセンサと、通信部と、演算部と、物の位置の情報を含む物データと特定の範囲の地図の情
報を含む地図データを記憶している記憶部と、を具備
し、前記入力部または前記センサは、利用者から、目的物を
運ぶ内容を含む命令を取得し、前記演算部は、前記物データから前記目的物の位置を検
索し、前記通信部は、他のロボットと通信し、前記他のロボッ
トの位置を入手し、さらに、前記演算部は、前記地図データを参照し、前記
目的物の位置と前記他のロボットの位置から、前記命令
を実施する前記他のロボットの一つ、もしくは自分を選
択し、前記通信部は、選択されたロボットに前記命令を送信す
る、もしくは、自分で前記命令を実行する、ロボット。
【請求項２】センサ又は入力部と、通信部と、記憶部
と、演算部と、動作機構を具備する複数のロボットが、
特定の範囲内に存在するロボットシステムであって、前記複数のロボットの中の任意の第１ロボットが、前記
センサまたは前記入力部で利用者から作業命令を受け、
他のロボットに作業情報を送信し、前記他のロボットは前記作業情報を受信し、前記第１ロ
ボットに作業に関する情報を送信し、前記第１ロボットは、受信した前記作業に関する情報か
ら、作業を実施する他のロボット、または、自分自身を
選択し、選択されたロボットに前記作業を実施するように通信す
る、または、前記第１ロボットが自分自身で前記作業を
実施する、ロボットシステム。
【請求項３】センサ又は入力部と、通信部と、記憶部
と、演算部と、動作機構を具備する複数のロボットが、
特定の範囲内に存在するロボットシステムであって、各ロボットの前記記憶部は、物の位置の情報を含む物デ
ータと特定範囲の地図の情報を含む地図データ、及び自
らの位置を含む位置情報を記憶し、前記センサまたは前記入力部で、利用者から目的物を運
ぶ作業に関する作業命令を受けた、前記複数のロボット
内の第１ロボットが、他のロボットに前記他のロボット
自身の前記位置情報を送るよう送信命令を送信し、前記他のロボットの各々は、前記送信命令を受信し、前
記第１ロボットに自分の位置情報を送信し、前記第１ロボットは、受信した前記他のロボットの前記
位置情報と自分の位置情報から、前記物データと前記地
図データを参照して、前記目的物への移動経路が最も短
い他のロボット、または、自分自身を選択し、選択されたロボットに前記作業を実施するように通信す
る、または、前記第１ロボットが自分自身で前記作業を
実施する、ロボットシステム。
【請求項４】センサ又は入力部と、通信部と、記憶部
と、演算部と、動作機構を具備する複数のロボットが、
特定の範囲内に存在するロボットシステムであって、各ロボットの前記記憶部は、物の位置の情報を含む物デ
ータと特定範囲の地図の情報を含む地図データ、及び自
らの位置を含む位置情報を記憶し、前記センサまたは前記入力部で、利用者から目的物を運
ぶ作業に関する作業命令を受けた、前記複数のロボット
内の第１ロボットが、他のロボットに前記作業命令を送
信し、前記他のロボットの各々は前記作業命令を受信し、前記
物データと前記地図データを参照して、自分が前記作業
命令を完了する場合に予想される所要時間を前記第１ロ
ボットに送信し、前記第１ロボットは前記演算部で前記物データと前記地
図データを参照して、自分が前記作業命令を完了するの
に予想される所要時間を算出し、前記第１ロボットは、受信した前記他のロボットの前記
所要時間と自分の前記所要時間から、前記所要時間が最
も短い他のロボット、または、自分自身を選択し、選択されたロボットに前記作業命令を実施するように通
信する、または、前記第１ロボットが自分自身で前記作
業命令を実施する、ロボットシステム。
【請求項５】入力部またはセンサと、記憶部と、演算部
と、動作機構を具備し、前記記憶部は、物の位置を含む物位置情報と、物と同等
の機能を有する同等品を関連付ける同等品リストを含む
物データを記憶し、前記入力部または前記センサは、利用者から目的物を持
ってくる内容を含む命令を受け、前記演算部は、前記同等品リストを参照して前記目的物
の同等品を検索し、前記物位置情報から前記目的物と前
記同等品の位置を検索し、前記目的物より前記同等品の
方が命令を実施するのに有利な場合に、前記同等品を持
ってくるように前記動作機構を制御する、ロボット。
【請求項６】前記同等品の方が命令を実施するのに有利
な場合は、前記目的物より前記同等品の位置が近い場
合、前記目的物の位置の情報がない場合、前記目的物よ
り前記同等品が軽い場合、前記目的物より前記同等品が
速く運搬できる場合のいずれかである、請求項５に記載のロボット。
【請求項７】さらに、出力部を具備し、前記同等品の方が命令を実施するのに有利な場合に、前記出力部は、前記利用者に前記同等品を持ってくるこ
とを確認する質問を出力し、前記入力部または前記センサで、前記質問に対する前記
利用者の反応を検出し、前記演算部は、前記反応から前記同等品を持ってくるこ
とを決定する、請求項５または６のいずれかに記載され
たロボット。
【請求項８】複数のエリア内の第１エリアを担当する第
1ロボットと、前記第１エリアに隣接する第２エリアを
担当する第２ロボットとを含むロボットシステムにおい
て、前記第１ロボットが利用者から第２エリアにある目的物
を持ってくるように命令を受けた時に、前記第１ロボットは前記第２ロボットに、前記目的物を
前記第１エリアと前記第２エリアの境に持ってくるよう
通信し、前記第２ロボットは、前記目的物を前記境に運搬し、前記第１ロボットは、前記目的物を前記境から前記利用
者に運搬する、ロボットシステム。
【請求項９】複数のエリア内の第１エリアを担当する第
1ロボットと、前記第１エリアに隣接する第２エリアを
担当する第２ロボットとを含むロボットシステムにおい
て、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットの各々は、入
力部またはセンサと、記憶部と、演算部と、通信部と、
および、動作機構と、を具備し、前記記憶部は、物の位置情報を含む物データを記憶し、前記第１ロボットが、前記入力部または前記センサで、
利用者から目的物を持ってくるように命令を受け、前記第１ロボットの前記演算部は、前記物データを参照
し、前記目的物が前記第２エリアにあることを認識した
場合に、前記第１ロボットは前記通信部により、前記第２ロボッ
トに、前記目的物を前記第１エリアと前記第２エリアの
境に持ってくるよう通信し、前記第２ロボットは、前記第１ロボットのから通信を受
信し、前記目的物を探索して、前記目的物を前記境に運
搬し、前記第１ロボットは、前記目的物を前記境から前記利用
者に運搬する、ロボットシステム。
【請求項１０】利用者からの命令により目的物を持って
くる機能を有するロボットであって、利用者が前記目的物を使用していることを監視し、利用者が前記目的物の使用が終了した動作を検出し、前記目的物を、持ってきた位置に戻すロボット。
【請求項１１】演算部と、センサと、物の片付け位置、及び、物と前記物に対応する使用終了
動作を対応付ける情報を含む物データを記憶する記憶部
と、利用者からの命令により目的物を運搬する機能と、を具
備するロボットであって、前記センサは、利用者が前記目的物を使用している動作
を検出し、前記演算部は、前記物データを参照して、前記利用者の
動作が、前記目的物の使用終了動作であることを検出し
たとき、前記目的物を片付け位置に戻すように、前記目
的物を運搬する機能を制御する、ロボット。
【請求項１２】利用者の命令により前記目的物を運んで
きた場合、前記片付け位置は、運んできた場所である、
請求項１１に記載されたロボット。