JP7420387B2 - 衣装を着用するロボット - Google Patents
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Description
動作制御部は、着替えモードに設定されたとき、駆動機構に含まれるアクチュエータのトルクを抑制する。電源制御部は、着替えモード中においても、動作制御部の機能を実現する電子回路への通電を維持する。
以下、ロボット100の基本構成について図1から図4に関連して説明したあと、ロボット100のさまざまな行動シーンについて説明する。
図1は、ロボット100の外観を表す図である。図1Aは正面図であり、図1Bは側面図である。
ロボット100は、外部環境および内部状態に基づいて行動を決定する自律行動型のロボットである。外部環境は、カメラやサーモセンサ115など各種のセンサにより認識される。内部状態はロボット100の感情を表現する様々なパラメータとして定量化される。ロボット100は、オーナー家庭の家屋内を行動範囲とする。以下、ロボット100に関わる人間を「ユーザ」とよぶ。ユーザのうち、ロボット100の所有者または管理者を「オーナー」とよぶ。
ボディ104は、本体フレーム310、一対の腕106、一対のカバー312および外皮314を含む。本体フレーム310は、頭部フレーム316および胴部フレーム318を含む。頭部フレーム316は、中空半球状をなし、ロボット100の頭部骨格を形成する。胴部フレーム318は、角筒形状をなし、ロボット100の胴部骨格を形成する。胴部フレーム318の下端部が、ロアプレート334に固定されている。頭部フレーム316は、接続機構330を介して胴部フレーム318に接続されている。
ロボット100は、内部センサ128、通信機126、記憶装置124、プロセッサ122、駆動機構120およびバッテリー118を含む。駆動機構120は、上述した接続機構330および車輪駆動機構370を含む。プロセッサ122と記憶装置124は、制御回路342に含まれる。各ユニットは電源線130および信号線132により互いに接続される。バッテリー118は、電源線130を介して各ユニットに電力を供給する。各ユニットは信号線132により制御信号を送受する。バッテリー118は、リチウムイオン二次電池であり、ロボット100の動力源である。
ロボットシステム300は、ロボット100、サーバ200および複数の外部センサ114を含む。ロボット100およびサーバ200の各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)および各種コプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
ロボット100の機能の一部はサーバ200により実現されてもよいし、サーバ200の機能の一部または全部はロボット100により実現されてもよい。
サーバ200は、通信部204、データ処理部202およびデータ格納部206を含む。
通信部204は、外部センサ114およびロボット100との通信処理を担当する。データ格納部206は各種データを格納する。データ処理部202は、通信部204により取得されたデータおよびデータ格納部206に格納されるデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部202は、通信部204およびデータ格納部206のインタフェースとしても機能する。
ロボット100は、複数の動作パターン(モーション)を有する。腕106を震わせる、蛇行しながらオーナーに近づく、首をかしげたままオーナーを見つめる、などさまざまなモーションが定義される。
以下、いつ、どのモーションを選ぶか、モーションを実現する上での各アクチュエータの出力調整など、ロボット100の行動制御に関わる設定のことを「行動特性」と総称する。ロボット100の行動特性は、モーション選択アルゴリズム、モーションの選択確率、モーションファイル等により定義される。
位置管理部208は、ロボット100の位置座標を特定する。状態管理部244は、充電率や内部温度、プロセッサ122の処理負荷などの各種物理状態など各種内部パラメータを管理する。また、状態管理部244は、ロボット100の感情(寂しさ、好奇心、承認欲求など)を示すさまざまな感情パラメータを管理する。これらの感情パラメータは常に揺らいでいる。感情パラメータに応じてロボット100の移動目標地点が変化する。たとえば、寂しさが高まっているときには、ロボット100はユーザのいるところを移動目標地点として設定する。
快・不快行為は、ユーザの応対行為が、生物として心地よいものであるか不快なものであるかにより判別される。たとえば、抱っこされることはロボット100にとって快行為であり、蹴られることはロボット100にとって不快行為である。肯定・否定反応は、ユーザの応対行為が、ユーザの快感情を示すものか不快感情を示すものであるかにより判別される。抱っこされることはユーザの快感情を示す肯定反応であり、蹴られることはユーザの不快感情を示す否定反応である。
ロボット100は、通信部142、データ処理部136、データ格納部148、内部センサ128および駆動機構120を含む。
通信部142は、通信機126(図3参照)に該当し、外部センサ114、サーバ200および他のロボット100との通信処理を担当する。データ格納部148は各種データを格納する。データ格納部148は、記憶装置124(図3参照)に該当する。データ処理部136は、通信部142により取得されたデータおよびデータ格納部148に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部136は、プロセッサ122およびプロセッサ122により実行されるコンピュータプログラムに該当する。データ処理部136は、通信部142、内部センサ128、駆動機構120およびデータ格納部148のインタフェースとしても機能する。
ロボット100のモーション格納部160には、サーバ200のモーション格納部232から各種モーションファイルがダウンロードされる。モーションは、モーションIDによって識別される。前輪102を収容して着座する、腕106を持ち上げる、2つの前輪102を逆回転させることで、あるいは、片方の前輪102だけを回転させることでロボット100を回転行動させる、前輪102を収納した状態で前輪102を回転させることで震える、ユーザから離れるときにいったん停止して振り返る、などのさまざまなモーションを表現するために、各種アクチュエータ(駆動機構120)の動作タイミング、動作時間、動作方向などがモーションファイルにおいて時系列定義される。
データ格納部148には、個人データ格納部218からも各種データがダウンロードされてもよい。
ロボット100の動作制御部150は、サーバ200の動作制御部222と協働してロボット100のモーションを決める。一部のモーションについてはサーバ200で決定し、他のモーションについてはロボット100で決定してもよい。また、ロボット100がモーションを決定するが、ロボット100の処理負荷が高いときにはサーバ200がモーションを決定するとしてもよい。サーバ200においてベースとなるモーションを決定し、ロボット100において追加のモーションを決定してもよい。モーションの決定処理をサーバ200およびロボット100においてどのように分担するかはロボットシステム300の仕様に応じて設計すればよい。
まとめると、ロボット100は内部センサ128によりユーザの行為を物理的情報として取得し、サーバ200の認識部212は快・不快を判定する。また、サーバ200の認識部212は特徴ベクトルに基づくユーザ識別処理を実行する。
本実施形態のロボット100は全天周カメラ113によって定期的に周辺を撮像することにより多数の撮像画像(静止画像)を取得する。ロボット100は、撮像画像に基づく記憶(以下、「画像記憶」とよぶ)を形成する。
図5Aから図5Dは、モードに対応して目110に表示されるアイコンを示す。
ロボット100は、複数のモードを備える。本実施形態におけるロボット100は「通常モード(撮影可能、移動可能)」「第1モード(撮影禁止、移動可能)」「第2モード(撮影禁止、移動禁止)」「着替えモード」の4種類であるとして説明する。ユーザは、ツノ112に設置されるモードスイッチ(環状スイッチ:図示せず)により、ロボット100のモードを手動で設定できる。モード設定部は、モードスイッチの入力結果に応じて、ロボット100のモードを設定する。
正しく衣装を着用できたとき、眼生成部は図6Aに示すアイコンを表示させる。一方、衣装を正しく着用できていないときには、眼表示部は図6Bに示すアイコンを表示させる。衣装にはICタグがあらかじめ縫い込まれている。また、ロボット100のボディにはICタグと通信するためのICタグリーダが含まれる。ICタグとICタグリーダはあらかじめ正常に衣装を着用したときに向かい合うように位置合わせされている。ICタグとICタグリーダは、RFID(Radio Frequency Identifier)技術に基づき、数cmから数m程度の近距離にて無線通信により情報を送受する。本実施形態におけるロボット100のICタグリーダは、数cm程度の近距離無線通信を対象として設定される。衣装の所定箇所に取り付けられたICタグと、ロボットの所定箇所に設けられたICタグリーダとが重ならなければ、ICタグリーダはICタグの内容を読み取れない。ICタグリーダは、ICタグと向い合わせになったとき、ICタグから衣装を識別する「衣装ID」を受信する。ICタグリーダが衣装IDを読み取れなかったとき、100は衣装を着用していないか、少なくとも正しく着用できていないと判断できる。
Claims (7)
- ロボットのモーションを選択する動作制御部と、
前記動作制御部により選択されたモーションを実行する駆動機構と、
前記ロボットのモードを設定するモード設定部と、
電源制御部と、を備え、
前記動作制御部は、着替えモードに設定されたとき、前記駆動機構に含まれるアクチュ
エータのトルクを抑制し、
前記電源制御部は、着替えモード中においても、前記動作制御部の機能を実現する電子
回路への通電を維持することを特徴とするロボット。 - 前記動作制御部は、衣装の着用が完了したことを契機として、特定のモーションを実行
対象として選択することを特徴とする請求項1に記載のロボット。 - 前記特定のモーションは、別のロボットに向けたモーションであることを特徴とする請
求項2に記載のロボット。 - 前記モード設定部は、衣装の着用が完了するまで、前記ロボットのモードを着替えモー
ドに維持することを特徴とする請求項1~3のうちいずれか1項に記載のロボット。 - 前記動作制御部は、使用回数が比較的多い衣装を着用する場合におけるモーションと、
使用回数が比較的少ない衣装を着用する場合におけるモーションとを異ならせる請求項1
~4のうちいずれか1項に記載のロボット。 - 前記モード設定部は、ロボットに設けられたモードスイッチの入力に応じて前記モード
を設定し、
前記モード設定部は、衣装の着用の完了が検出されるという条件と、前記モードス
イッチが設けられた部位からユーザが手を離したという条件との両方を充足するまで、着
替えモードを維持する請求項1~5のうちいずれか1項に記載のロボット。 - 前記モード設定部は、脱衣を検出した場合に、着替えモードに設定する請求項1~6
のうちいずれか1項に記載のロボット。
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