JP4024683B2

JP4024683B2 - コミュニケーションロボット

Info

Publication number: JP4024683B2
Application number: JP2003007292A
Authority: JP
Inventors: 崇行神田; 貴幸平野; 浩石黒; 潔小暮
Original assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Current assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: JP2004216513A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はコミュニケーションロボットに関し、特にたとえば固有の無線タグを保有する複数のコミュニケーション対象との間でコミュニケーション行動を実行する、コミュニケーションロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のコミュニケーションロボットの一例が特許文献１に開示される。この特許文献１に開示されるロボット装置では、ロボット装置に対面する人物をカメラで撮影し、撮影したカメラ画像から正面顔画像を取得し、予め記憶してある識別辞書と照合して、人物を特定していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−５６３８８号（第６頁〜第１１頁，第１図〜第１０図，第１２図，第１９図〜第２２図および第３３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術は、ロボットに対面する人物を特定（識別）するようにしてあるため、ロボットの近傍やその周囲に存在する人物を特定するのは困難であり、人物が複数人存在する場合には、それぞれの人物と対面して、人物を特定する必要があった。また、カメラで撮影した映像によって人物を特定するようにしてあるため、処理が膨大であり、人物の特定に時間がかかってしまうという問題があった。さらに、ロボットから見て人物が複数重なっている場合には、後ろに位置する人物を特定することができないという問題もあった。したがって、このような従来技術を、複数人の人物のような複数のコミュニケーション対象との間でコミュニケーション行動を実行するコミュニケーションロボットに適用することはできなかった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、コミュニケーション対象を容易に特定でき、特定したコミュニケーション対象に適したコミュニケーション行動を実行できる、コミュニケーションロボットを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、固有のタグ情報を有する無線タグを保有する複数のコミュニケーション対象との間で、振る舞いおよび音声の少なくとも一方によるコミュニケーション行動を実行するコミュニケーションロボットであって、タグ情報と当該タグ情報を有する無線タグを保有するコミュニケーション対象とを対応付けて記録するタグ情報データベース、コミュニケーション対象が保有する無線タグからタグ情報を取得する取得手段、取得手段の取得結果に基づいて近傍或いは周囲に存在する複数のコミュニケーション対象を個別に認識する認識手段、認識手段の認識結果に基づいてコミュニケーション行動を実行する１のコミュニケーション対象を特定する特定手段、コミュニケーション行動の履歴を、当該コミュニケーション行動を実行したコミュニケーション対象に対応づけて記録する履歴データベース、特定手段によって特定された１のコミュニケーション対象に対応づけて記録されたコミュニケーション行動の履歴に従うコミュニケーション行動を当該コミュニケーション対象に実行する実行手段、および認識手段によって認識されたコミュニケーション対象のそれぞれについて特定情報を取得しているかどうかを履歴データベースを参照して判別する判別手段を備え、判別手段によって特定情報を取得していないと判別されたコミュニケーション対象が存在するとき、実行手段が少なくとも当該コミュニケーション対象に対して特定情報を報知するためのコミュニケーション行動を実行する、コミュニケーションロボットである。
【０００７】
【作用】
コミュニケーションロボットは、固有の無線タグを保有するたとえば人間（ユーザ）のような複数のコミュニケーション対象に対して、音および動作の少なくとも一方によるコミュニケーション行動を実行する。コミュニケーションロボットは、少なくともタグ情報を記録するタグ情報データベースを備えている。コミュニケーションロボットは、コミュニケーション行動を実行する際、取得手段によってコミュニケーション対象からタグ情報を取得する。認識手段は、コミュニケーション対象としての人間（ユーザ）を個別に認識する。特定手段は、認識手段の認識結果に基づいて１のコミュニケーション対象を特定する。つまり、コミュニケーションロボットの近傍或いは周囲に存在するユーザのうち、１人のユーザを特定する。そして、実行手段は、当該ユーザに対してコミュニケーション行動を実行する。
【０００８】
たとえば、検出手段が各コミュニケーション対象との距離の大小を検出するので、特定手段は、距離が最小となる１のコミュニケーション対象を特定することができる。つまり、最近傍に存在するユーザに対してコミュニケーション行動を取ることができる。
【０００９】
また、無線タグは電波を発信し、取得手段はアンテナを含む。検出手段は、取得手段によってタグ情報を取得したときのアンテナにおける電波強度に応じて距離の大小を検出する。つまり、電波強度がより弱ければ、コミュニケーションロボットからの距離が大きく、電波強度がより強ければ、コミュニケーションロボットからの距離が小さい。したがって、特定手段は、一番強い電波強度で取得したタグ情報を有するユーザをコミュニケーション対象に特定するのである。
【００１０】
ただし、無線タグは超音波や赤外線によりタグ情報を送信 (放射）するようにしてもよい。超音波によりタグ情報を送信する場合には、取得手段に含まれる超音波センサが無線タグからの超音波を受信し、そのときの超音波センサにおける音波強度に応じてコミュニケーション対象としてのユーザが特定される。また、赤外線によりタグ情報を送信（放射）する場合には、取得手段に含まれる赤外線センサが無線タグからの赤外線を受信し、そのときの赤外線センサにおける受光強度に応じてコミュニケーション対象としてのユーザが特定される。
【００１１】
さらに、コミュニケーションロボットは、実行手段によって実行されたコミュニケーション行動の履歴を、たとえば当該コミュニケーション行動を実行したコミュニケーション対象に対応づけて記録する履歴データベースを備える。このため、履歴データベースを参照して、特定されたコミュニケーション対象に適したコミュニケーション行動を実行することができる。たとえば、初めて対話するユーザに対しては、お辞儀をするとともに、「○○さん、はじめまして」と挨拶することができる。また、以前に対話したことがあるが、今日初めて対話するユーザに対しては、お辞儀をするとともに、「○○さん、こんにちは」と挨拶することができる。つまり、適切でないコミュニケーション行動を繰り返すようなことがない。
【００１２】
また、判別手段は、履歴データベースを参照して、認識手段によって認識されたコミュニケーション対象のそれぞれについて特定情報を取得しているかどうかを判別する。特定情報を取得していないと判別されたコミュニケーション対象が存在する場合には、実行手段が当該特定情報を少なくとも当該コミュニケーション対象に報知 (提示）するためのコミュニケーション行動を実行する。つまり、特定のユーザに対してのコミュニケーションだけでなく、それ以外のユーザに対してもコミュニケーション行動を取ることもできる。
【００１３】
一方、特定情報を取得していないと判別されたコミュニケーション対象が存在しない場合には、実行手段は他のコミュニケーション対象を探すためのコミュニケーション行動を実行する。つまり、新しいコミュニケーション対象を求める。ただし、他の特定情報を報知するためのコミュニケーション行動を実行するようにしてもよい。
【００１４】
また、認識手段によって、コミュニケーション対象を認識できない場合には、つまり近傍や周囲にユーザが存在しない場合には、実行手段は、コミュニケーション対象を探す (求める）ためのコミュニケーション行動を実行する。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、タグ情報に基づいてコミュニケーション対象を特定するので、その特定が簡単である。また、１のコミュニケーション対象を特定するので、ロボットは当該コミュニケーション対象に適したコミュニケーション行動を取ることができる。
【００１６】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１７】
【実施例】
図１を参照して、この実施例のコミュニケーションロボット（以下、単に「ロボット」ということがある。）１０は、主として人間のようなコミュニケーションの対象とコミュニケーションすることを目的とした相互作用指向のコミュニケーションロボットである。ただし、コミュニケーションの対象としては、コミュニケーションロボット１０と同様に構成された他のコミュニケーションロボットであってもよい。
【００１８】
このロボット１０の近傍或いは周囲には、人間ないしはユーザＡ、ユーザＢおよびユーザＣが存在し、ユーザＡ、ユーザＢおよびユーザＣは、それぞれ、ＲＦＩＤタグ（以下、単に「タグ」という。）１２、１４および１６を所持或いは装着（保有）している。タグ１２、１４および１６は、任意のタグを用いることができるが、この実施例では、自走式（電池式）のタグを用いてある。したがって、タグ１２、１４および１６は、それぞれ、固有のＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)の情報を所定周波数の電波に重畳して、一定の時間間隔で送信（発信）する。ただし、異なる周波数の電波を送信して、周波数の違いでタグ（ユーザ）を識別可能な構成としてもよい。
【００１９】
なお、この実施例では、３人のユーザが存在する場合について示してあるが、ユーザは１人以上であればよい。
【００２０】
図２はロボット１０の外観を示す正面図であり、この図２を参照して、ロボット１０のハードウェアの構成について説明する。ロボット１０は台車２０を含み、この台車２０の下面にはロボット１０を自律移動させる車輪２２が設けられる。車輪２２は車輪モータ（図３参照：９０）によって駆動され、台車２０すなわちロボット１０を前後左右任意の方向に動かすことができる。
【００２１】
なお、図２においては省略するが、台車２０の前面には、衝突センサ（図３参照：９４）が取り付けられ、この衝突センサ９４は台車２０への人や他の障害物の接触を検知する。つまり、ロボット１０の移動中に障害物との接触を検知すると、直ちに車輪２２の駆動を停止してロボット１０の移動を急停止させて、衝突を未然に防止する。
【００２２】
また、この実施例では、ロボット１０の背の高さは、人（ユーザ）、特に子供に威圧感を与えることのないように、１００ｃｍ程度とされる。ただし、この背の高さは変更可能である。
【００２３】
台車２０の上には、多角形柱のセンサ取付パネル２４が設けられ、このセンサ取付パネル２４の各面には、超音波距離センサ２６が取り付けられる。この超音波距離センサ２６は、センサ取付パネル２４すなわちロボット１０の周囲の主としてユーザとの距離を計測するものである。
【００２４】
また、台車２０の上には、さらに、下部がセンサ取付パネル２４に囲まれて、ロボット１０の胴体が直立するように設けられる。この胴体は、下部胴体２８と上部胴体３０とによって構成され、下部胴体２８および上部胴体３０は、連結部３２によって互いに連結される。図示は省略するが、連結部３２には昇降機構が内蔵されていて、この昇降機構を用いることによって、上部胴体３０の高さすなわちロボット１０の背の高さを変化させることができる。昇降機構は、後述するように、腰モータ（図３参照：８８）によって駆動される。
【００２５】
なお、上述したロボット１０の背の高さは、上部胴体３０をそれの最下位置にしたときのものである。したがって、ロボット１０の背の高さは、１００ｃｍ以上にすることができる。
【００２６】
上部胴体３０のほぼ中央には、１つの全方位カメラ３４と１つのマイク３６とが設けられる。全方位カメラ３４は、ロボット１０の周囲を撮影するものであり、後述する眼カメラ５６とは区別される。この全方位カメラ３４としては、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いるカメラを採用することができる。マイク３６は、周囲の音、とりわけコミュニケーション対象であるユーザの声を取り込む。
【００２７】
上部胴体３０の両肩には、それぞれ、肩関節３８Ｒおよび３８Ｌによって、上腕４０Ｒおよび４０Ｌが設けられる。肩関節３８Ｒおよび３８Ｌは、それぞれ、３軸の自由度を有する。すなわち、肩関節３８Ｒは、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕４０Ｒの角度を制御できる。Ｙ軸は、上腕４０Ｒの長手方向（または軸）に平行な軸であり、Ｘ軸およびＺ軸は、そのＹ軸に対して、それぞれ異なる方向から直交する軸である。他方、肩関節３８Ｌは、Ａ軸、Ｂ軸およびＣ軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕４０Ｌの角度を制御できる。Ｂ軸は、上腕４０Ｌの長手方向（または軸）に平行な軸であり、Ａ軸およびＣ軸は、そのＢ軸に対して、それぞれ異なる方向から直交する軸である。
【００２８】
また、上腕４０Ｒおよび４０Ｌのそれぞれの先端には、肘関節４２Ｒおよび４２Ｌを介して、前腕４４Ｒおよび４４Ｌが設けられる。肘関節４２Ｒおよび４２Ｌは、それぞれ、Ｗ軸およびＤ軸の軸廻りにおいて、前腕４４Ｒおよび４４Ｌの角度を制御できる。
【００２９】
なお、上腕４０Ｒおよび４０Ｌならびに前腕４４Ｒおよび４４Ｌの変位を制御するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，Ｗ軸およびＡ軸，Ｂ軸，Ｃ軸，Ｄ軸では、それぞれ、「０度」がホームポジションであり、このホームポジションでは、図２に示すように、上腕４０Ｒおよび４０Ｌならびに前腕４４Ｒおよび４４Ｌは下方に向けられる。
【００３０】
また、図示は省略するが、上部胴体３０の肩関節３８Ｒおよび３８Ｌを含む肩の部分や上述の上腕４０Ｒおよび４０Ｌならびに前腕４４Ｒおよび４４Ｌには、それぞれ、タッチセンサ（図３で包括的に示す。：９２）が設けられていて、これらのタッチセンサ９２は、ユーザがロボット１０の当該各部位に触れたかどうかを検知する。
【００３１】
前腕４４Ｒおよび４４Ｌのそれぞれの先端には、手に相当する球体４６Ｒおよび４６Ｌがそれぞれ固定的に設けられる。ただし、指や掌の機能が必要な場合には、人の手の形をした「手」を用いることも可能である。
【００３２】
なお、ロボット１０の形状・寸法等は適宜設定されるが、他の実施例では、たとえば、上部胴体３０は、前面、背面、右側面、左側面、上面および底面を含み、右側面および左側面は表面が斜め前方に向くように形成してもよい。つまり、前面の横幅が背面の横幅よりも短く、上部胴体３０を上から見た形状が台形になるように形成されてもよい。
【００３３】
このような場合、肩関節３８Ｒおよび３８Ｌは、右側面および左側面に、その表面が左右両側面とそれぞれ平行である左右の支持部を介して設けられる。そして、上腕４０Ｒおよび上腕４０Ｌの回動範囲は、これら左右側面または支持部の表面（取り付け面）によって規制され、上腕４０Ｒおよび４０Ｌは取り付け面を超えて回動することはない。
【００３４】
しかし、左右側面の傾斜角、Ｂ軸とＹ軸との間隔、上腕４０Ｒおよび４０Ｌの長さ、ならびに前腕４４Ｒおよび４４Ｌの長さ等を適宜に設定すれば、上腕４０Ｒおよび４０Ｌは前方を超えてより内側まで回動できるので、たとえＷ軸およびＤ軸による腕の自由度がなくてもロボット１０の腕は前方で交差できる。したがって、腕の自由度が少ない場合でも正面に位置する人と抱き合うなどの密接なコミュニケーションを取ることができる。
【００３５】
上部胴体３０の中央上方には、首関節４８を介して頭部５０が設けられる。首関節４８は、３軸の自由度を有し、Ｓ軸、Ｔ軸およびＵ軸の各軸廻りに角度制御可能である。Ｓ軸は首から真上（鉛直上向き）に向かう軸であり、Ｔ軸およびＵ軸は、それぞれ、そのＳ軸に対して異なる方向で直交する軸である。頭部５０には、人の口に相当する位置に、スピーカ５２が設けられる。スピーカ５２は、ロボット１０が、それの周囲（周辺）の人に対して音声（音を含む。）または声によってコミュニケーションを取るために用いられる。ただし、スピーカ５２は、ロボット１０の他の部位、たとえば胴体に設けられてもよい。
【００３６】
また、頭部５０には、目に相当する位置に眼球部５４Ｒおよび５４Ｌが設けられる。眼球部５４Ｒおよび５４Ｌは、それぞれ眼カメラ５６Ｒおよび５６Ｌを含む。以下、右の眼球部５４Ｒと左の眼球部５４Ｌとをまとめて眼球部５４ということがあり、また、右の眼カメラ５６Ｒと左の眼カメラ５６Ｌとをまとめて眼カメラ５６ということもある。
【００３７】
眼カメラ５６は、ロボット１０に接近した人の顔や他の部分ないし物体等を撮影して、それに対応する映像信号を取り込む。眼カメラ５６としては、上述した全方位カメラ３４と同様のカメラを用いることができる。
【００３８】
たとえば、眼カメラ５６は眼球部５４内に固定され、眼球部５４は眼球支持部（図示せず）を介して頭部５０内の所定位置に取り付けられる。眼球支持部は、２軸の自由度を有し、α軸およびβ軸の各軸廻りに角度制御可能である。α軸およびβ軸は頭部５０に対して設けられる軸であり、α軸は頭部５０の上へ向かう方向の軸であり、β軸はα軸に直交しかつ頭部５０の正面側（顔）が向く方向に直交する方向の軸である。この実施例では、頭部５０がホームポジションにあるとき、α軸はＳ軸と平行であり、β軸はＵ軸と平行であるように設定される。このような頭部５０において、眼球支持部がα軸およびβ軸の各軸廻りに回転されることによって、眼球部５４ないし眼カメラ５６の先端（正面）側が変位され、カメラ軸すなわち視線方向が移動される。
【００３９】
なお、眼カメラ５６の変位を制御するα軸およびβ軸では、「０度」がホームポジションであり、このホームポジションでは、図２に示すように、眼カメラ５６のカメラ軸は頭部５０の正面側（顔）が向く方向に向けられ、視線は正視状態となる。
【００４０】
さらに、頭部５０の横であり、右肩部から延びるアンテナ５８が設けられる。アンテナ５８は図１に示したタグ１２、１４および１６から送信されるＲＦＩＤの情報（タグ情報）が重畳された電波を受信する。
【００４１】
図３はロボット１０の電気的な構成を示すブロック図であり、この図３を参照して、ロボット１０は、全体の制御を司るＣＰＵ６０を含む。ＣＰＵ６０は、マイクロコンピュータ或いはプロセサとも呼ばれ、バス６２を介して、メモリ７０、モータ制御ボード７２、センサ入力／出力ボード７４および音声入力／出力ボード７６に接続される。
【００４２】
メモリ７０は、図示は省略するが、ＲＯＭやＲＡＭを含み、ＲＯＭにはロボット１０の制御プログラムが予め記憶されるとともに、コミュニケーション行動の実行の際にスピーカ５２から発生すべき音声または声の音声データ（音声合成データ）および所定の身振りを提示するための角度データ等が記憶される。ＲＡＭは、ワークメモリやバッファメモリとして用いられる。
【００４３】
モータ制御ボード７２は、たとえばＤＳＰで構成され、各腕や頭部および眼球部等の各軸モータの駆動を制御する。すなわち、モータ制御ボード７２は、ＣＰＵ６０からの制御データを受け、右眼球部５４Ｒのα軸およびβ軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図３では、まとめて「右眼球モータ」と示す。）７８の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード７２は、ＣＰＵ６０からの制御データを受け、左眼球部５４Ｌのα軸およびβ軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図３では、まとめて「左眼球モータ」と示す。）８０の回転角度を制御する。
【００４４】
また、モータ制御ボード７２は、ＣＰＵ６０からの制御データを受け、右肩関節３８ＲのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと右肘関節４２ＲのＷ軸の角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図３では、まとめて「右腕モータ」と示す。）８２の回転角度を調節する。同様に、モータ制御ボード７２は、ＣＰＵ６０からの制御データを受け、左肩関節３８ＬのＡ軸、Ｂ軸およびＣ軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと左肘関節４２ＬのＤ軸の角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図３では、まとめて「左腕モータ」と示す。）８４の回転角度を調整する。
【００４５】
さらに、モータ制御ボード７２は、ＣＰＵ６０からの制御データを受け、頭部５０のＳ軸、Ｔ軸およびＵ軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータ（図３では、まとめて「頭部モータ」と示す。）８６の回転角度を制御する。さらにまた、モータ制御ボード７２は、ＣＰＵ６０からの制御データを受け、腰モータ８８および車輪２２を駆動する２つのモータ（図３では、まとめて「車輪モータ」と示す。）９０の回転角度を制御する。
【００４６】
なお、この実施例では、車輪モータ９０を除くモータは、制御を簡素化するために、ステッピングモータ或いはパルスモータを用いるようにしてある。ただし、車輪モータ９０と同様に、直流モータを用いるようにしてもよい。
【００４７】
センサ入力／出力ボード７４もまた、同様に、ＤＳＰで構成され、各センサからの信号を取り込んでＣＰＵ６０に与える。すなわち、超音波距離センサ２６のそれぞれからの反射時間に関するデータがこのセンサ入力／出力ボード７４を通してＣＰＵ６０に入力される。また、全方位カメラ３４からの映像信号が、必要に応じてこのセンサ入力／出力ボード７４で所定の処理を施された後、ＣＰＵ６０に入力される。眼カメラ５６からの映像信号も、同様にして、ＣＰＵ６０に入力される。また、上述した複数のタッチセンサ（図３では、まとめて「タッチセンサ９２」と示す。）からの信号がセンサ入力／出力ボード７４を介してＣＰＵ６０に与えられる。さらに、上述した衝突センサ９４からの信号も、同様にして、ＣＰＵ６０に与えられる。
【００４８】
音声入力／出力ボード７６もまた、同様に、ＤＳＰで構成され、ＣＰＵ６０から与えられる音声合成データに従った音声または声がスピーカ５２から出力される。また、マイク３６からの音声入力が、音声入力／出力ボード７６を介してＣＰＵ６０に取り込まれる。
【００４９】
また、ＣＰＵ６０は、バス６２を介して通信ＬＡＮボード９６および無線ＩＤタグ装置１００に接続される。通信ＬＡＮボード９６は、ＤＳＰで構成され、ＣＰＵ６０から送られる送信データを無線通信装置９８に与え、無線通信装置９８から送信データを、図示は省略するが、たとえば、無線ＬＡＮのようなネットワークを介して外部コンピュータに送信させる。また、通信ＬＡＮボード９６は、無線通信装置９８を介してデータを受信し、受信したデータをＣＰＵ６０に与える。つまり、この通信ＬＡＮボード９６および無線通信装置９８によって、ロボット１０は外部コンピュータ等と無線通信を行うことができる。
【００５０】
無線ＩＤタグ装置１００は、図１に示したタグ１２、１４および１６から送信されるＲＦＩＤの情報を重畳した電波を、アンテナ５８を介して受信し、電波信号を増幅し、当該電波信号からＲＦＩＤの情報を分離し、当該ＲＦＩＤの情報を復調（デコード）してＣＰＵ６０に与えるとともに、当該ＲＦＩＤの情報を重畳した電波を受信したときのアンテナ５８における電波強度を検出してＣＰＵ６０に与える。ただし、ＲＦＩＤの情報は、外部コンピュータでデコードして、ＣＰＵ６０に与えるようにしてもよい。
【００５１】
なお、この実施例に示すタグ（１２、１４、１６）およびアンテナ（５８）を含む無線ＩＤタグ装置（１００）としては、米国のＲＦＣｏｄｅ社が製造販売する商品名「Ｓｐｉｄｅｒｔａｇ」および「Ｓｐｉｄｅｒｒｅａｄｅｒｓ」をそれぞれ用いることができる。
【００５２】
また、この実施例では、ＲＦＩＤの情報を重畳した電波をタグ１２、１４および１６から発信し、これをアンテナ５８を介して無線ＩＤタグ装置１００で受信するようにしてあるが、これに限定されるべきでない。たとえば、ＲＦＩＤの情報を重畳した超音波をタグ１２、１４および１６から発信し、これを超音波センサを有する受信装置で受信するような構成にすることができる。また、ＲＦＩＤの情報を赤外線信号に変換した赤外線をタグ１２、１４および１６から放射し、これを赤外線受光部（赤外線センサ）を有する受信装置で受信するような構成にすることもできる。
【００５３】
さらに、ＣＰＵ６０は、バス６２を介して２つのデータベース１０２および１０４に接続される。ただし、これらのデータベースは、外部のネットワーク上にアクセス可能に設けるようにしてもよい。データベース１０２は、ユーザ情報を記憶するデータベース（以下、「ユーザＤＢ」という。）であり、この実施例では、図４（Ａ）に示すようなユーザ情報のテーブルを記録する。図４（Ａ）から分かるように、ユーザ情報のテーブルには、ユーザ名に対応してＲＦＩＤが記述される。したがって、たとえば、ユーザＡに装着されたタグ１２は、“ＡＡＡＡ”というＲＦＩＤを有していることが分かる。このようなユーザＤＢ１０２は、予めロボット１０の設計者或いは開発者が登録しておくことができる。また、新たなユーザを追加する場合には、設計者等が当該新しいユーザ等を、外部コンピュータを操作してユーザＤＢ１０２に登録することができる。他の実施例として、ロボット１０が音声認識機能を備える場合には、ロボット１０と当該新しいユーザとが会話などのコミュニケーションを取ることにより取得したユーザ名およびそのとき取得したＲＦＩＤを対応づけて、ロボット１０（厳密には、ＣＰＵ６０）がユーザＤＢ１０２に登録することもできる。
【００５４】
また、データベース１０４は、ロボット１０がユーザＤＢ１０２に登録されたユーザ（ユーザＡ、ユーザＢ、ユーザＣ、…）のそれぞれ、或いは近傍および周囲に存在するすべてのユーザに対して実行したコミュニケーション行動の履歴を記録したデータベース（コミュニケーション行動履歴ＤＢ）であり、図４（Ｂ）に示すような履歴情報のテーブルを記録する。この図４（Ｂ）から分かるように、履歴情報のテーブルには、年月日および時間、コミュニケーション行動の内容およびＲＦＩＤがそれぞれ対応づけて記述される。したがって、図４（Ｂ）に示す１行目の例は、ロボット１０が、２００３年１月２０日の１０時２０分にコミュニケーション行動１をユーザＣ（ＲＦＩＤ：ＣＣＣＣ）に対して実行したことを示してある。また、５行目の例は、ロボット１０が、２００３年２月２日の１５時５分にコミュニケーション行動５を近傍或いは周囲に存在するすべてのユーザ（ＲＦＩＤ：ＺＺＺＺ）に対して実行したことを示してある。図面の都合上、近傍或いは周囲に存在するすべてのユーザについてのＲＦＩＤを“ＺＺＺＺ”と記述してあるが、実際には、ロボット１０の近傍或いはその周囲に存在するユーザに対応するＲＦＩＤが記述される。つまり、後述するＩＤリストに含まれるすべてのＲＦＩＤが記述される。
【００５５】
なお、ロボット１０が音声認識機能を備える場合には、ユーザがロボットに対して行ったコミュニケーション行動の内容を履歴に記録することもできる。たとえば、ユーザが発話した内容およびユーザが発話したときの全方位カメラ３４や眼カメラ５６からの映像信号を履歴に残しておくことができる。
【００５６】
また、コミュニケーション行動の内容は、モータ７８〜９０の駆動を制御した角度データおよびスピーカ５２から出力した音声（声）に対応するテキストデータであるが、これらの情報を履歴情報として記録した場合にはデータ量が膨大となるため、実際には、１のコミュニケーション行動（たとえば、挨拶、握手、抱きつく、情報提供など）に対応して割り当てられる識別情報（コミュニケーションＩＤ）を記録するようにしてある。
【００５７】
さらに、この実施例では、コミュニケーション行動履歴ＤＢ（以下、単に「履歴ＤＢ」という。）１０４には、年月日および時間とコミュニケーション行動の内容とに対応づけて、ＲＦＩＤを記録するようにしてあるが、ユーザ名を記録するようにしてもよい。
【００５８】
また、この実施例では、履歴情報を時系列順に記録するようにして、１つのテーブルで管理するようにしてあるが、ＲＦＩＤ（ユーザ）別の履歴情報をテーブルで管理するようにしてもよい。このようにすれば、ＲＦＩＤに対応したテーブルに履歴情報を記録（追加）すればよいので、個々の履歴情報に対してＲＦＩＤを記録する必要がなくなる。
【００５９】
たとえば、ロボット１０は、コミュニケーション行動を取る（実行する）際、自身の近傍或いは周囲（周辺）に存在する、すなわちタグの送信電波がロボット１０（アンテナ５８）に届く範囲に存在するユーザを認識する。つまり、タグからのＲＦＩＤの情報を取得して、取得したＲＦＩＤのリスト（ＩＤリスト）を作成する。ＩＤリストは、図４（Ｃ）のように示され、ＲＦＩＤの情報に対応して、当該ＲＦＩＤの情報を受信した（取得した）際の電波強度が記述される。たとえば、ＩＤリストには、ＲＦＩＤの情報を取得した順に従ってＲＦＩＤおよびそれを取得したときの電波強度が記述され、たとえば、図４（Ｃ）に示す１列目の例からは、ＲＦＩＤ“ＣＣＣＣ”が取得され、そのときの電波強度がＰ（ｄＢｍ）であったことが分かる。
【００６０】
ロボット１０は、ＩＤリストを作成すると、当該ＩＤリストを参照して、１のコミュニケーション対象を特定する。この実施例では、一番強い電波強度のタグを所持（装着）しているユーザがロボット１０に最も近い位置（短い距離）に存在すると判断して、当該ユーザをコミュニケーション対象に特定する。
【００６１】
なお、２番目、３番目のように任意の番目に電波強度が強いタグを装着しているユーザをコミュニケーション対象として特定することもでき、これは設計者や開発者によって予め決定される事項である。
【００６２】
また、上述したように、超音波によりＲＦＩＤの情報を取得する場合には、超音波センサにおける超音波の強度（音波強度）に応じてコミュニケーション対象が特定される。また、赤外線によりＲＦＩＤの情報を取得する場合には、赤外線センサにおける赤外線の強度（受光強度）に応じてコミュニケーション対象が特定される。
【００６３】
コミュニケーション対象のユーザが特定されると、ロボット１０は履歴情報に従って、当該ユーザに適したコミュニケーション行動を実行する。たとえば、この実施例では、特定したユーザが初めて対話する（コミュニケーションする）ユーザであるかどうかを判断する。
【００６４】
初めて対話するユーザである場合には、お辞儀をする（頭部５０を前方下向きに傾ける）とともに、“○○さん、はじめまして”と挨拶（発話）する（音声をスピーカ５２から出力する。）。一方、初めて対話するユーザでない場合、すなわち以前に対話したことのあるユーザである場合には、さらに、今日初めて対話するユーザであるかどうかを判断する。
【００６５】
今日初めて対話するユーザである場合には、お辞儀をするとともに、“○○さん、こんにちは”と発話する。一方、今日既に対話したユーザである場合には、ロボット１０は、その近傍および周囲に存在するユーザに対してコミュニケーション行動を実行する。具体的には、ＩＤリストに挙がっているユーザのうち、特定情報（たとえば、天気予報）を取得していないユーザが存在するかどうかを、履歴ＤＢ１０４を参照して検出する。
【００６６】
特定情報を取得していないユーザが存在する場合には、たとえば、斜め上を向いて（頭部５０を前方上方に傾けて）みんなに呼びかけるような振り振る舞いをするとともに、“明日は晴れるよ”という情報を発話する。一方、特定情報を取得していないユーザが存在しない場合には、たとえば、斜め上を向いてみんなに呼びかけるような振り振る舞いをするとともに、“暇だよ”と発話して、他のコミュニケーション対象を探す。ただし、特定情報を取得していないユーザが存在しない場合には、みんなに呼びかけるような振り振る舞いをするとともに、他の特定情報（たとえば、スポーツ番組の放送時間など）を発話するようにしてもよい。このように、特定したユーザに限らず、周囲に存在するユーザに対してもコミュニケーション行動を取ることもできるのである。
【００６７】
なお、この実施例では、特定情報として、天気予報やスポーツ番組を知らせるようにしてあるが、これに限定されるべきでない。特定情報としては、スポーツ、趣味、ゲーム、ショッピングなど様々な情報が想定される。このような特定情報は、ロボット１０がインターネットのようなネットワークを介して取得することができる。
【００６８】
また、ユーザ情報にユーザの好みの情報（趣味、興味のある事物の内容など）を付加しておけば、ユーザに応じた特定情報を報知することもできる。
【００６９】
具体的には、図２に示したＣＰＵ６０が図５および図６に示すフロー図に従ってコミュニケーション行動の処理を実行する。図５に示すように、まず、ステップＳ１では、停止命令があるかどうかを判断する。つまり、ＣＰＵ６０は、ロボット１０自身に設けられる停止スイッチ（図示せず）からの停止コマンドや外部コンピュータからの停止コマンドがあるかどうかを判断する。
【００７０】
ステップＳ１で“ＹＥＳ”であれば、つまり停止コマンドがあれば、停止命令があると判断して、そのままコミュニケーション行動の処理を終了する。ただし、ロボット１０の主電源がオフされた場合にも、同様に、処理を終了する。一方、ステップＳ１で“ＮＯ”であれば、つまり停止コマンドがなければ、ステップＳ３でタグを検出する。具体的には、ＣＰＵ６０は、無線ＩＤタグ装置１００からの入力を検出する。
【００７１】
続くステップＳ５では、タグを検出したかどうかを判断する。ステップＳ５で“ＮＯ”であれば、つまり無線ＩＤタグ装置１００からＲＦＩＤの情報および電波強度を取得しなければ、タグを検出していないと判断し、すなわちロボット１０の近傍或いはその周囲にタグを所持したユーザが存在しないと判断し、ステップＳ７でＩＤリストおよび最近傍タグＩＤ（ＲＦＩＤ）を初期化して、ステップＳ２５に進む。
【００７２】
一方、ステップＳ５で“ＹＥＳ”であれば、つまり無線ＩＤタグ装置１００からＲＦＩＤの情報および電波強度を取得すれば、タグを検出したと判断し、ステップＳ９で、取得したＲＦＩＤおよび各ＲＦＩＤを受信したときの電波強度とを用いて、図４（Ｃ）に示したようなＩＤリストを作成する。そして、ステップＳ１１でＩＤリストを参照して、最近傍タグＩＤを取得する。つまり、電波強度が最大値を示すＲＦＩＤを取得して、コミュニケーション対象のタグすなわちユーザを特定する。
【００７３】
続いて、ステップＳ１３では、当該ＲＦＩＤに対応するユーザと初めて対話するかどうかを判断する。具体的には、ＣＰＵ６０は、履歴ＤＢ１０４を参照して、当該ＲＦＩＤが履歴に存在するかどうかを判断する。ステップＳ１３で“ＹＥＳ”であれば、つまり当該ＲＦＩＤが履歴に存在していなければ、当該ＲＦＩＤに対応するユーザと初めて対話すると判断して、ステップＳ１５で頭部５０を下に向けるとともに、「○○（当該ユーザ名）さん、はじめまして」と挨拶して、ステップＳ２７に進む。具体的には、ＣＰＵ６０は、角度データ（Ｓ軸０度、Ｔ軸０度、Ｕ軸−４５度、Ｘ軸０度、Ｙ軸０度、Ｚ軸０度、Ｗ軸０度、Ａ軸０度、Ｂ軸０度、Ｃ軸０度、Ｄ軸０度）をモータ制御ボード７２に送るとともに、「○○さん、はじめまして」に相当する音声合成データをメモリ７０から読み出して音声入力／出力ボード７６に与える。すると、頭部モータ８８（厳密には、Ｕ軸を制御するモータ）が駆動され、頭部５０が前方下向きに傾けられる。これと同時或いはほぼ同時に、「○○さん、はじめまして」という音声がスピーカ５２から出力される。
【００７４】
一方、ステップＳ１３で“ＮＯ”であれば、つまり当該ＲＦＩＤが履歴に存在すれば、当該ＲＦＩＤに対応するユーザとは以前対話したことがあると判断して、ステップＳ１７で、履歴ＤＢ１０４を参照して、当該ＲＦＩＤに対応するユーザと今日初めて対話をするかどうかを判断する。
【００７５】
ステップＳ１７で“ＹＥＳ”であれば、つまり履歴情報に当該ＲＦＩＤが存在しているが、今日の履歴がなければ、当該ＲＦＩＤに対応するユーザと今日初めて対話すると判断して、ステップＳ１９で、頭部を下に向け、「○○（当該ユーザ名）さん、こんにちは」と挨拶して、ステップＳ２７に進む。
【００７６】
なお、ステップＳ１９におけるコミュニケーション行動は、発話する内容が異なる以外は上述のステップＳ１５において説明した内容と同じであるため、ここでは、詳細な説明は省略することにする。
【００７７】
一方、ステップＳ１７で“ＮＯ”であれば、つまり履歴情報に当該ＲＦＩＤが存在し、今日の履歴もあれば、当該ＲＦＩＤに対応するユーザとは今日既に対話したと判断して、ステップＳ２１で、最新の天気予報（特定情報）を聞いて（取得して）いないユーザがいるかどうかを判断する。つまり、履歴ＤＢ１０４に記録される今日の履歴を参照して、最新の天気予報を聞いていないユーザに対応するＲＦＩＤがＩＤリストに存在するかどうかを判断する。
【００７８】
ステップＳ２１で“ＹＥＳ”であれば、つまり最新の天気予報を聞いていないユーザに対応するＲＦＩＤがＩＤリストに存在すれば、ステップＳ２３で頭部を上に向けるとともに、「明日は晴れるよ」と天気予報を知らせて、ステップＳ２７に進む。具体的には、ステップＳ２３では、ＣＰＵ６０は、角度データ（Ｓ軸０度、Ｔ軸０度、Ｕ軸＋４５度、Ｘ軸０度、Ｙ軸０度、Ｚ軸０度、Ｗ軸０度、Ａ軸０度、Ｂ軸０度、Ｃ軸０度、Ｄ軸０度）をモータ制御ボード７２に送るとともに、「明日は晴れるよ」に相当する音声合成データをメモリ７０から読み出して音声入力／出力ボード７６に与える。すると、頭部モータ８８（厳密には、Ｕ軸を制御するモータ）が駆動され、頭部５０が前方上向きに傾けられる。これと同時或いはほぼ同時に、「明日は晴れるよ」という音声がスピーカ５２から出力される。
【００７９】
一方、ステップＳ２１で“ＮＯ”であれば、つまり最新の天気予報を聞いていないユーザに対応するＲＦＩＤがＩＤリストに存在しなければ、ステップＳ２５で頭部を上に向けるとともに、「暇だよ」と発声して、ステップＳ２７に進む。つまり、ステップＳ２５におけるコミュニケーション行動により、周囲に注意を促し、新しいコミュニケーション対象を探しているのである。ただし、ステップＳ５でタグを検出しない場合には、つまり近傍や周囲にユーザが存在しない場合には、単にコミュニケーション対象を探していることになる。したがって、このような場合には、上述したようなコミュニケーション行動に加えて、さらに車輪モータ９０を駆動して、場所を移動するような行動を取ることも考えられる。
【００８０】
なお、ステップＳ２５におけるコミュニケーション行動は、発話する内容が異なる以外はステップＳ２３で説明した場合と同じであるため、ここでは、詳細な説明は省略することにする。
【００８１】
ステップＳ２７では、ステップＳ１５、Ｓ１９、Ｓ２３またはＳ２５で実行されたコミュニケーション行動についての履歴情報を履歴ＤＢ１０４に記録（追加）して、ステップＳ１に戻る。つまり、時計回路（図示しない）から年月日および時間、実行したコミュニケーション行動に割り当てられるコミュニケーションＩＤおよび当該コミュニケーション対象のＲＦＩＤを履歴ＤＢ１０４に記録する。
【００８２】
この実施例によれば、タグからＲＦＩＤを取得して、ユーザを特定するので、ユーザの特定が簡単である。
【００８３】
また、ロボットの近傍やその周囲に存在するユーザを個別に認識することができるので、ユーザに適したコミュニケーション行動を実行することができる。
【００８４】
さらに、コミュニケーション行動履歴を残しておくので、或るユーザに一度話した内容を当該ユーザに再び話すようなことを回避でき、ユーザに不快感や違和感を与えることがない。つまり、適切でないコミュニケーション行動を繰り返すことを回避することができる。
【００８５】
なお、この実施例で示したコミュニケーション行動の処理は、単なる一例であり、これに限定されるべきでない。たとえば、今日までに対話した回数をユーザ（ＲＦＩＤ）毎にカウントし、カウント数に応じて親密度の異なるコミュニケーション行動をユーザとの間で実行することもできる。たとえば、或るユーザに対しては、握手をしながら「○○さん、久しぶり」と挨拶し、他のユーザに対しては、抱きつきながら「○○さん、元気ですか」と挨拶することができる。また、今日だけに着目して、対話した回数をカウントして、カウント数が増えるにつれて、より親密度を深めたり、異なる話題（情報）の提供をしたりするなどのコミュニケーション行動を取ることもできる。
【００８６】
また、この実施例では、コミュニケーション行動としては、ロボットの振り振る舞い（行動）および音声の両方を用いた場合についてのみ説明したが、行動および音声のいずれか一方のみによるコミュニケーション行動を実行するようにしてもよい。
【００８７】
さらに、この実施例では、天気予報のような特定情報をネットワークから取得して、ユーザに提供するようにしたが、ロボット１０に内蔵される記憶装置（たとえば、メモリ７０）に記憶しておいた情報を提供することもできる。具体的には、メモリ７０等に歌の音声合成データを記憶しておき、ロボット１０が当該歌を歌って、その近傍または周囲に存在するユーザに歌を教えたりすることができる。また、複数種類の歌の音声合成データを記憶しておけば、履歴情報を参照して、特定のユーザ或いは近傍または周囲に存在するすべてのユーザに対して、聞いたことがない歌を聞かせて、教えることができる。ただし、歌に限らず、外国語（たとえば、英語）の単語や会話などを教えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の構成を示す図解図である。
【図２】図１実施例のロボットのハードウェアを示す正面図である。
【図３】図１実施例のロボットの電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すデータベースの内容の一例およびＩＤリストの一例を示す図解図である。
【図５】図３に示すＣＰＵのコミュニケーション行動の処理の一部を示すフロー図である。
【図６】図３に示すＣＰＵのコミュニケーション行動の処理の他の一部を示すフロー図である。
【符号の説明】
１０ …コミュニケーションロボット
１２，１４，１６ …周波数タグ
６０ …ＣＰＵ
７０ …メモリ
７２ …モータ制御ボード
７４ …センサ入力／出力ボード
７６ …音声入力／出力ボード
１００ …無線ＩＤ受信装置
１０２，１０４ …データベース

Claims

固有のタグ情報を有する無線タグを保有する複数のコミュニケーション対象との間で、振る舞いおよび音声の少なくとも一方によるコミュニケーション行動を実行するコミュニケーションロボットであって、
タグ情報と当該タグ情報を有する無線タグを保有するコミュニケーション対象とを対応付けて記録するタグ情報データベース、
前記コミュニケーション対象が保有する無線タグからタグ情報を取得する取得手段、
前記取得手段の取得結果に基づいて近傍或いは周囲に存在する複数のコミュニケーション対象を個別に認識する認識手段、
前記認識手段の認識結果に基づいてコミュニケーション行動を実行する１のコミュニケーション対象を特定する特定手段、
前記コミュニケーション行動の履歴を、当該コミュニケーション行動を実行した前記コミュニケーション対象に対応づけて記録する履歴データベース、
前記特定手段によって特定された前記１のコミュニケーション対象に対応づけて記録された前記コミュニケーション行動の履歴に従うコミュニケーション行動を当該コミュニケーション対象に実行する実行手段、および
前記認識手段によって認識されたコミュニケーション対象のそれぞれについて特定情報を取得しているかどうかを前記履歴データベースを参照して判別する判別手段を備え、
前記判別手段によって前記特定情報を取得していないと判別された前記コミュニケーション対象が存在するとき、前記実行手段が少なくとも当該コミュニケーション対象に対して前記特定情報を報知するためのコミュニケーション行動を実行する、コミュニケーションロボット。
前記認識手段は、各コミュニケーション対象との距離の大小を検出する検出手段を含み、
前記特定手段は、前記検出手段によって検出された距離が最小となる前記１のコミュニケーション対象を特定する、請求項１記載のコミュニケーションロボット。
前記無線タグは電波を発信し、
前記取得手段はアンテナを含み、
前記検出手段は、前記取得手段によって前記タグ情報を取得したときの前記アンテナにおける電波強度に応じて前記距離の大小を検出する、請求項２記載のコミュニケーションロボット。
前記無線タグは超音波を発信し、
前記取得手段は超音波センサを含み、
前記検出手段は、前記取得手段によって前記タグ情報を取得したときの前記超音波センサにおける音波強度に応じて前記距離の大小を検出する、請求項２記載のコミュニケーションロボット。
前記無線タグは赤外線を放射し、
前記取得手段は赤外線センサを含み、
前記検出手段は、前記取得手段によって前記タグ情報を取得したときの前記赤外線センサにおける受光強度に応じて前記距離の大小を検出する、請求項２記載のコミュニケーションロボット。
前記判別手段によって前記特定情報を取得していないと判別された前記コミュニケーション対象が存在しないとき、前記実行手段は他のコミュニケーション対象を探すためのコミュニケーション行動を実行する、請求項１ないし５のいずれかに記載のコミュニケーションロボット。
前記判別手段によって前記特定情報を取得していないと判別された前記コミュニケーション対象が存在しないとき、前記実行手段は前記特定情報とは異なる他の特定情報を前記コミュニケーション対象に報知するためのコミュニケーション行動を実行する、請求項１ないし５のいずれかに記載のコミュニケーションロボット。
前記認識手段によってコミュニケーション対象を認識できないとき、前記実行手段はコミュニケーション対象を探すためのコミュニケーション行動を実行する、請求項１ないし７のいずれかに記載のコミュニケーションロボット。