JPH0857159A

JPH0857159A - ロボット

Info

Publication number: JPH0857159A
Application number: JP6202330A
Authority: JP
Inventors: Makoto Inoue; 真井上
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1996-03-05
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP3712276B2

Abstract

(57)【要約】【目的】生物に特有な現象を模倣することができるロ
ボットを提供することを目的とする。【構成】ロボット１は、いわばロボシャクトリムシと
呼ぶべきロボットであり、任意の数の単位モジュール１
０が一列に接続されて構成される。単位モジュール１０
の側面には、他の単位モジュール１０を接続し、あるい
は、これを分離する結合装置、上面には、それぞれ他の
単位モジュール１０を捕捉し、検出する２個のアームと
センサとが配設されている。ロボット１は、これらを用
いて他の単位モジュール１０を捕捉し、捕捉した単位モ
ジュール１０を接続することにより成長し、単位モジュ
ール１０の一部を分離して増殖する。このように、ロボ
ット１は、捕食および成長といった生物の行動を模倣す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モジュール構造を有
し、自律的に構成を変更することができるロボットに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットを愛玩のため、あるいは、鑑賞
のために用いるというアイディアが古くからある。この
ような用途のロボットとして、例えば人の呼びかけに対
して簡単な反応を示したり、歩いたりといった単純な機
能を有するロボットが従来から実用化されている。ま
た、このような用途のロボットの一種として、例えば特
公平０１−９８７３号公報（文献１）に開示された「ロ
ボット玩具」、あるいは、特公平０４−１７０７５号公
報（文献２）に開示された「合体ロボット玩具」に開示
されたロボットが知られている。

【０００３】文献１，２に開示されたロボットは、例え
ば、アニメーションフィルムに登場する戦闘用ロボット
に似せて形成されており、その腕等を任意に着脱してロ
ボットの形状の変化を楽しむように構成されている。ま
た、ロボットから外した腕を組み合わせて、さらに他の
ロボットを作って楽しむこともできる。

【０００４】また、アパート等ではペット等を飼うこと
が禁じられている場合が多く、また、都市住民にとって
動物に触れる機会が非常に少なくなってきている。一
方、都市住民にはペットを飼いたいという願望を持つ者
が多い。かかる現状の下、生身の動物ではなく、好みの
動物の動作を真似する、いわばペットもどきの愛玩用ロ
ボットが商品化され、愛玩用ロボットを身近に置く都市
住民も増えてきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、文献１，２に
開示されたロボットは、いわば、ロボット型の玩具とい
ったものであり、人手により部品が着脱されて構成が変
化しても、自律的に構成が変化することはなく、いくつ
かの決まった形状以外をとりえない。また、現在までに
実現化されている愛玩用ロボットのほとんどは、極めて
限られた運動機能および応答機能しか有さない。つま
り、愛玩用ロボットとしては、現在の所、例えば、手を
叩くと吠える犬の形をしたロボット程度のものしか実現
されていない。

【０００６】ここで、愛玩用あるいは鑑賞用ではない
が、構成が自律的に変化するロボットとして、例えば
「自己修復する機械システム（村田他、第１１回日本ロ
ボット学会学術講演会予稿集１４９頁〜１５２頁、
（社）日本ロボット学会発行、発行日１９９３年１１月
１２日）」（文献３）、あるいは、「モジュール型ロボ
ットの開発試作（松丸他、第１１回日本ロボット学会学
術講演会予稿集１５３頁〜１５４頁、発行者、発行日は
文献３に同じ）」（文献４）に開示されたロボットが知
られている。これらのモジュール構造のロボットに関す
る技術を応用することにより、愛玩・鑑賞用のロボット
の形状変化、動作および反応等を複雑化することがで
き、例えば障害物を避けて動き回るような愛玩・鑑賞用
ロボットを実現することができると考えられている。

【０００７】しかし、このような複雑な形状変化等が可
能なロボットであっても、従来のモジュール構造のロボ
ットの延長上の技術によっては、成長、増殖あるいは死
といった、生物に特有な現象を模倣することはできな
い。本発明は以上述べたような従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、複雑な形状変化、動作および反
応等を実現することができ、しかも、成長、増殖あるい
は死といった、生物に特有な現象をも模倣することがで
きるロボットを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のロボットは、複数の単位モジュールが一体に
接続され、該複数の単位モジュールの１つが頭脳モジュ
ールとして機能するロボットであって、前記単位モジュ
ールそれぞれは、該単位モジュールそれぞれを頭脳モジ
ュールが指示する方向に移動させる移動手段と、近傍の
他の単位モジュール、または、近傍の複数の単位モジュ
ールが一体に接続された他のロボットを検出する検出手
段と、前記頭脳モジュールの指示に基づいて、前記他の
単位モジュール、または、前記他のロボットを検出した
場合に、これらを捕捉する捕捉手段と、前記頭脳モジュ
ールの指示に従って、捕捉または他のロボットから分離
した他の単位モジュールと当該単位モジュールとを該頭
脳モジュールの指示が伝達されるように接続し、また
は、当該単位モジュールに接続されている他の単位モジ
ュールを分離する接続・分離手段とを有する。

【０００９】好適には、前記ロボットを構成する単位モ
ジュールのいずれかの接続・分離手段は、前記頭脳モジ
ュールの指示に従って、該ロボットを構成する単位モジ
ュールの数が所定の数を超えた場合に、該ロボットを構
成する単位モジュールの一部を分離する。

【００１０】好適には、前記ロボットを構成する単位モ
ジュールのいずれかの接続・分離手段は、前記頭脳モジ
ュールの指示に従って、該単位モジュールの接続・分離
手段それぞれに、該ロボットが所定の形状になるように
他の単位モジュールを接続させ、あるいは、分離させ
る。好適には、前記ロボットを構成する単位モジュール
それぞれの接続・分離手段は、前記ロボットを構成する
単位モジュールの数が基準値以下になった場合に、前記
頭脳モジュールの指示に従って、他の単位モジュールを
それぞれ分離する。

【００１１】

【作用】ロボットを構成する単位モジュールそれぞれの
移動手段は、それぞれ任意の方向に単位モジュールを移
動させる。検出手段は、周囲の他の単位モジュール等が
ある方向を検出する。ロボットを構成する単位モジュー
ルのいずれかの移動手段、つまり後述する頭脳モジュー
ルの移動手段は、他の単位モジュールの移動手段をも制
御して、ロボットが全体として動こうとする方向に単位
モジュールそれぞれを、検出手段が検出した他の単位モ
ジュール等の方向に単位モジュールそれぞれを移動させ
る。捕捉手段は、検出手段が検出した単位モジュールを
捕捉し、あるいは、他のロボットから単位モジュールを
むりやりにでも分離させて捕捉する。さらに、捕捉手段
は、必要な場合には、捕捉した単位モジュールを、接続
・分離手段が接続可能な位置まで移送する。

【００１２】接続・分離手段は、捕捉手段が捕捉した単
位モジュール等を機械的接続し、さらに、頭脳モジュー
ルからの制御信号が伝達可能に電気的に接続する。ま
た、接続分離手段は、所定の条件において、接続されて
いる単位モジュールを分離する。つまり、例えば、ロボ
ットを構成する単位モジュールのいずれかの接続・分離
手段は、ロボットを構成する単位モジュール数が所定の
数を超えた場合にロボットの単位モジュールの一部を分
離する。

【００１３】

【実施例１】以下、図１〜図８を参照して本発明の第１
の実施例を説明する。まず、図１〜図５を参照してロボ
ット１およびロボット１を構成する単位モジュール１０
_i（ｉは整数、以下同じ）の構成を説明する。図１は、
本発明のロボット１の構成を例示する図であって、
（Ａ）は最小数（３個）の単位モジュール１０₁〜１０
₃から構成されるロボット１ａを示し、（Ｂ）は（Ａ）
に示したロボット１ａに２個の単位モジュール１０₄，
１０₅が接続されたロボット１ｂを示す。

【００１４】図２は、図１に示した単位モジュール１０
_iの構成を例示する斜視図である。図３は、図２に示し
た単位モジュール１０_iを第１の接続装置１２０₁の方
向から見た側面図である。図４は、図２に示した単位モ
ジュール１０_iの底面図である。図５は、図２に示した
単位モジュール１０_iの内部構成を示す図である。

【００１５】図１（Ａ），（Ｂ）のロボット１ａ，１ｂ
に例示するように、ロボット１は、いわばロボシャクト
リムシと呼ぶべきロボットであり、３個以上の任意の数
の単位モジュール１０_iが一列に接続されて構成され
る。ロボット１を構成する単位モジュール１０_iは、例
えば全て同一の構成となっている。単位モジュール１０
_iは、例えば図２に示すように、上面および底面が同一
の正方形である箱型に形成された筐体１００に組み立て
られており、各側面に単位モジュール１０_iと他の単位
モジュール１０_i-1，１０_i+1とを接続し、あるいは、
分離する接続装置１２０が配設されている。

【００１６】また、単位モジュール１０_iの上面には、
第１および第２のアーム１０２₁，１０２₂およびセン
サ１０４が配設されている。アーム１０２₁，１０２₂
は、それぞれ図２中の矢印ａ、ｂに示すように、関節を
任意の角度に折り曲げることができ、回転軸の回りに自
在に回転することができる腕と、物を掴むことができる
爪とを有している。ロボット１は、アーム１０２₁，１
０２₂を、図６を参照して後述する捕食動作を行う際
に、他の単独の単位モジュール１０_j（ｊは整数，ｊ≠
ｉ、以下同じ）、あるいは、他のロボット１を構成して
いる単位モジュール１０_jを捕捉するために用いる。ア
ーム１０２₁，１０２₂は、例えば工作機械のアームを
単位モジュール１０ _iの大きさに合わせて小型化したよ
うな構成になっており、爪の部分に物体が触れた場合に
は、このことを検出して制御回路２００に通知する。

【００１７】センサ１０４は、例えば、それぞれ前後左
右を写すテレビカメラ１０６₁〜１０６₄を有してお
り、テレビカメラ１０６₁〜１０６₄それぞれが向いて
いる方向の映像を写す。接続装置１２０₁〜１２０
₄は、それぞれ接続部材１２２₁〜１２２₄，１２４₁
〜１２４₄と接続コネクタ１２６₁〜１２６₄とを有し
ており、単位モジュール１０_iの接続装置１２０₁〜１
２０₄は、他の単位モジュール１０_jの接続装置１２０
₁〜１２０₄と当接されて、単位モジュール１０_iと単
位モジュール１０_jとを機械的および電気的に接続す
る。

【００１８】つまり、単位モジュール１０_i，１０_jが
移動して、これらの接続装置１２０ ₁同士が当接される
と、図５を参照して後述する単位モジュール１０_i，１
０_jの制御回路２００の制御に従って、接続部材１２２
₁，１２４₁同士および接続部材１２２₂，１２４₂が
機械的に接続して単位モジュール１０_i，１０_jを機械
的に接続し、接続コネクタ１２６₁の接点（図示せず）
同士が電気的に接触して単位モジュール１０_i，１０_j
間で制御信号等を送受信させる。また、逆に、所定の条
件下では、制御回路２００の制御に従って、単位モジュ
ール１０_i，１０_jの接続部材１２２，１２４は互いに
機械的な接続を解き、単位モジュール１０_i，１０_jを
機械的および電気的に分離する。

【００１９】図３および図４に示すように、単位モジュ
ール１０_iの底面には、キャスタ１３０₁〜１３０₄お
よび移動装置１４０が配設されている。キャスタ１３０
₁〜１３０₄は、それぞれ車輪を有しており、図４の矢
印に示すように、車輪が単位モジュール１０_iの進行方
向を向くように保持する。移動装置１４０は、モーター
と車輪１４２₁，１４２₂とを有しており、図５を参照
して後述する制御回路２００の制御に従って、図４の矢
印に示すように、単位モジュール１０_iの進行方向に向
けて車輪１４２₁，１４２₂を回転させ、単位モジュー
ル１０_iを移動させる。

【００２０】単位モジュール１０_iは、図５に示すよう
な内部構成になっている。制御回路２００は、図２およ
び図３に示したセンサ１０４のテレビカメラ１０６₁〜
１０６₄がそれぞれ写した単位モジュール１０_iの周
囲、それぞれの方向の映像を画像処理し、単位モジュー
ル１０_iの周囲にあるロボット１を構成しない単独の単
位モジュール１０_jまたは他のロボット１（以下、「単
位モジュール１０_j等」と記す）の方向を算出し、移動
装置駆動回路２０４を介して移動装置１４０を制御し
て、算出した方向に単位モジュール１０_iを移動させ
る。

【００２１】また、制御回路２００は、左アーム駆動回
路２０２₁および右アーム駆動回路２０２₂を介してア
ーム１０２₁，１０２₂をそれぞれ制御して、単位モジ
ュール１０_j等を捕捉させる。また、制御回路２００
は、ロボット１の形状に関するデータ（ロボットタイプ
情報）、つまり、ロボット１は単位モジュール１０_iが
一列に接続されて構成されるといった情報を記憶してお
り、ロボット１を構成する他の単位モジュール１０_iと
の接続関係を認識し、ロボット１のロボットタイプ情報
に従って、アーム１０２₁，１０２₂が捕捉した単位モ
ジュール１０_iを接続装置１２０₁〜１２０₄のいずれ
に接続するか、あるいは、接続装置１２０₁〜１２０₄
のいずれに接続されている単位モジュール１０_iを分離
するかを決定し、接続装置１２０₁〜１２０₄を制御し
て他の単位モジュール１０_iを接続または分離する。

【００２２】なお、ロボット１を構成する単位モジュー
ル１０_iのいずれかの制御回路２００、例えば図１
（Ａ）のロボット１ａに最初から含まれる３個の単位モ
ジュール１０₁〜１０₃の中央に位置する単位モジュー
ル１０₂の制御回路２００は、ロボット１ａ全体を制御
するマスタ制御回路として動作する。以下、マスタ制御
回路として動作する制御回路２００を有する単位モジュ
ール１０_iを、頭脳モジュールとも称する。頭脳モジュ
ール（単位モジュール１０₂）の制御回路２００は、他
の単位モジュール１０_iからも、ロボット１を構成する
単位モジュール１０_iの数等、ロボット１の動作を決定
するために必要なデータを接続コネクタ１２６₁〜１２
６₄を介して受け入れ、図６〜図８を参照して後述する
ロボット１の動作を制御する制御データを生成して他の
単位モジュール１０_iに対して出力する。

【００２３】頭脳モジュールに隣接しない単位モジュー
ル１０_iには、その間に接続された単位モジュール１０
_iが制御信号を中継する。つまり、例えば、頭脳モジュ
ールの制御回路２００は、ロボット１全体の移動方向を
決定し、制御信号を介して他の単位モジュール１０_iの
制御回路２００に移動方向を指示し、同じ方向に単位モ
ジュール１０_iそれぞれを移動させる。

【００２４】左アーム駆動回路２０２₁および右アーム
駆動回路２０２₂は、制御回路２００の制御に従って、
それぞれアーム１０２₁，１０２を駆動する。移動装置
駆動回路２０４は、制御回路２００の制御に従って、移
動装置１４０を駆動する。なお、上述したロボット１の
各構成要素の内、移動装置１４０が本発明に係る移動手
段に相当し、センサ１０４が本発明に係る検出手段に相
当し、アーム１０２₁，１０２₂本発明に係る捕捉手段
に相当し、接続装置１２０が本発明に係る接続・分離手
段に相当する。また、制御回路２００は、これらのロボ
ット１の各構成要素を制御する。

【００２５】以下、図６〜図８を参照してロボット１の
動作を説明する。図６は、図１に示したロボット１の捕
食行動および成長を示す図であって、（Ａ）はロボット
１ａと単位モジュール１０₄の最初の状態を示し、
（Ｂ）はロボット１ａが単位モジュール１０₄を捕食す
る動作を示し、（Ｃ）は単位モジュール１０₃に単位モ
ジュール１０₄が接続されて成長したロボット１ｆを示
す。図６（Ａ）に示すように、最小数（３個）の単位モ
ジュール１０_iから構成され、単位モジュール１０₄を
頭脳モジュールとするロボット１ａが、任意の方向に移
動している。また、単位モジュール１０₄も、それ自身
の制御回路２００の制御に従って、任意の方向に移動し
ている。

【００２６】ある時点で、ロボット１ａの単位モジュー
ル１０₂のセンサ１０４を介して制御回路２００が単位
モジュール１０₄の存在を検出し、単位モジュール１０
₄がある方向を算出し、その方向を移動方向に決定す
る。単位モジュール１０₂の制御回路２００は、接続装
置１２０を介して単位モジュール１０₁，１０₃の制御
回路２００に対して、制御信号を介して移動方向をを通
知する。単位モジュール１０_iの制御回路２００は移動
装置１４０を制御して、それぞれ図６（Ａ）に示す矢印
ａの方向に移動させる。移動の間、単位モジュール１０
_iそれぞれは、単位モジュール１０₄がアーム１０
２₁，１０２₂の爪に触れた場合に検出することができ
るように、それぞれアーム１０２₁，１０２₂を振り回
す。

【００２７】図６（Ｂ）に示すように、単位モジュール
１０₃のアーム１０２₁，１０２₂のいずれかが単位モ
ジュール１０₄に触れると、単位モジュール１０₃の制
御回路２００は、単位モジュール１０₄に触れたアーム
１０２₁，１０２₂を制御して単位モジュール１０₃を
捕捉し、開いている接続装置１２０₁〜１２０₄のいず
れかの位置、つまり、接続後のロボット１ｆの形状が一
列になるように、単位モジュール１０₃が接続装置１２
０₁で単位モジュール１０₂と接続している場合には、
接続装置１２０₃の位置に単位モジュール１０₄を移送
して接続する。このようなロボット１の行動を、例えば
ロボット１の捕食行動という。図６（Ｃ）に示すよう
に、単位モジュール１０₃，１０₄の接続が終わると、
ロボット１は４個の単位モジュール１０_iから構成され
るロボット１ｆに成長する。

【００２８】図７は、図１に示したロボット１が増殖す
る動作を説明する図である。図８は、図７に示したロボ
ット１の増殖動作における制御回路２００の処理を示す
フローチャートである。図７に示すように、２個の単位
モジュール１０_iから構成されるロボット１（記号ａ）
を、例えばロボット１の「幼虫」と呼ぶ。ロボット１の
幼虫は、他の単位モジュール１０₃を捕食して（矢印
ｂ）、３個の単位モジュール１０_iから構成されるロボ
ット１に成長する（矢印ｃ，ｄ）。ロボット１はさらに
成長して（矢印ｅ）、７個の単位モジュール１０_iから
構成されるロボット１に成長する（記号ｆ）。ロボット
１は、３個の単位モジュール１０_iから構成されるよう
になった時点で一人前になり、また幼虫は２個の単位モ
ジュール１０から構成されるので、例えば幼虫を生むこ
とができる５個以上の単位モジュール１０_iから構成さ
れるロボット１を、例えばロボット１の「成虫」と呼
ぶ。

【００２９】ロボット１の成虫は、上述のように、例え
ば単位モジュール１０₂を頭脳モジュールとして動作す
る。成虫（親）となると、単位モジュール１０₂の制御
回路２００は、単位モジュール１０₅，１０₆の制御回
路２００に対して制御情報を送出し、単位モジュール１
０₅，１０₆間の接続を切らせ、新たな幼虫を放出する
（矢印ｇ，ｈ）。なお、幼虫は、親（成虫）と同じ形に
成長するようなロボットタイプ情報を有している。つま
り、成虫の単位モジュール１０₁〜１０₅は、そのまま
成虫として存在を続け、再び成長して幼虫を発生する。
また、成虫から切り離された単位モジュール１０₆，１
０₇は、新たな幼虫として成長して親と同じ形状の成虫
となり、幼虫を発生する。

【００３０】図８を参照してロボット１の増殖動作を説
明する。新たな単位モジュール１０_iがロボット１に接
続されるたびに、その情報が単位モジュール１０₂の制
御回路２００に入力される。ステップ１０（Ｓ１０）に
おいて、単位モジュール１０₂の制御回路２００は、ロ
ボット１を構成する単位モジュール１０_iの数が所定の
数、例えば７個以上となったか否かを判断する。７個以
上である場合にはＳ１１の処理に進み、７個未満である
場合には処理を終了する。ステップ１１（Ｓ１１）にお
いて、単位モジュール１０₂の制御回路２００は、単位
モジュール１０₅，１０₆の制御回路２００に、単位モ
ジュール１０₅，１０₆間の接続を切らせる。以上のよ
うに、ロボット１は、ロボット１を構成する単位モジュ
ール１０_iの数を変更し、また、単位モジュール１０_i
を一列に接続した形状であるというロボット１の構成を
自律的に保つことができる。また、ロボット１によれ
ば、生物の捕食、成長および増殖を模倣することができ
る。

【００３１】

【実施例２】以下、図９〜図１４を参照して本発明の第
２の実施例を説明する。図９は、本発明のロボット１の
構成を例示する図であって、（Ａ）は最小数（５個）の
単位モジュール１０₁〜１０₅から構成されるロボット
２ａを示し、（Ｂ）は（Ａ）に示したロボット２ａに４
個の単位モジュール１０₆〜１０₉が接続されたロボッ
ト２ｂを示す。なお、単位モジュール１０_iは、第１の
実施例に示した単位モジュール１０_iと同じ構成であ
り、アーム１０２₁，１０２₂は適宜、省略して示して
ある。図９に示したロボット２は、ロボット１と同様な
機能を有しながら形状が異なる、いわばロボヒトデと呼
ぶべきものであり、ロボット２を構成する単位モジュー
ル１０_iは十字形に接続される。

【００３２】以下、図１０〜図１３を参照してロボット
２の動作を説明する。図１０は、図９に示したロボット
２ｃが他のロボット１ｃを捕食する動作を示す図であっ
て、（Ａ）は捕食前のロボット２ｃとロボット１ｃを示
し、（Ｂ）はロボット２がロボット１ｃを分離、捕食す
る動作を示す。図１１は、図１０に示した捕食動作の結
果成長したロボット２ｄの構成を示す図である。図９に
示したロボット２は、例えば単位モジュール１０₁の制
御回路２００を頭脳モジュールとして動作する。図１０
（Ａ）に示すように、ロボット２ｃは、ロボット１ｃを
検出すると、その方向に移動してゆく（矢印ａ）。

【００３３】図１０（Ｂ）に示すように、ロボット２ｃ
は、ロボット１ｃを捕捉すると、ロボット１ｃをロボッ
ト１ｄ，１ｅに分解して、それぞれ接続しようとする位
置に移送して接続する（矢印ｂ，ｃ）。以上の捕食動作
が終了すると、ロボット２ｃは、図１１に示すように、
１３個の単位モジュール１０_iから構成されるロボット
２ｄに成長する。第１の実施例に示したロボット１と同
様に、ロボット２を用いても生物の捕食動作および成長
を模倣することができる。

【００３４】図１２は、１１個の単位モジュール１０_i
から構成されるロボット２ｆが***して増殖する様子を
示す図であって、（Ａ）は***前のロボット２ｆを示
し、（Ｂ）は***して生じたロボット２ｇ，２ｈを示
し、（Ｃ）はロボット２ｇ，２ｈがそれぞれ再配列され
て生じたロボット２ｋ，２ｍを示す。図１２（Ａ）に示
すように、ロボット２ｆの単位モジュール１０₁が、ロ
ボット２ｆを構成する単位モジュール１０_iの数が所定
数、例えば１３個以上になったことを検出すると、***
を開始する。つまり、単位モジュール１０₁は、ロボッ
ト２ｆを図１２（Ａ）の点線ａで示すように***させる
ために、単位モジュール１０₈と単位モジュール１０₁₀
を分離する。

【００３５】この***により、図１２（Ｂ）に示すよう
に、ロボット２ｇ，２ｈが発生する。ロボット２ｇの形
状が十字形になっていないので、***の後、ロボット２
ｇの頭脳モジュール（単位モジュール１０₁）は、ロボ
ット２の構成上必要ではあるがその接続位置が適切でな
い単位モジュール１０₄，１０₆を、アーム１０２₁，
１０２₂により分離させ、所定の位置に移送し、さらに
接続装置１２０₁〜１２０₄のいずれかを介して接続す
るという動作を図１２（Ｃ）に示すロボット２ｋの形に
なるまで行う。

【００３６】また、ロボット２ｈは、互いに上述の捕食
行動をとり、例えば、最初に三方に他の単位モジュール
１０_iが接続された単位モジュール１０_iを頭脳モジュ
ールとして、ロボット２ｇと同様の動作を行う。以上
で、ロボット２ｆが***し、増殖してロボット２ｋ，２
ｍを生じる動作を終了する。

【００３７】図１３は、図９に示したロボット２が死ぬ
場合を説明する図であって、（Ａ）は最小数（５個）の
単位モジュール１０_iから構成されたロボット２ｎの構
成を示し、（Ｂ）は他のロボット１，２により、ロボッ
ト２ｎの単位モジュール１０ ₅が捕食された後に残った
ロボット２ｐを示し、（Ｃ）はロボット２ｐが分解した
後を示す図である。図１０（Ａ）に示すように、上述の
***を行う場合以外であって、５個の単位モジュール１
０_iから構成されるロボット２ｎを構成する単位モジュ
ール１０_iが、他のロボット１，２により捕食されてし
まうことがある（矢印ａ）。

【００３８】図１０（Ｂ）に示すように、ロボット２ｎ
の単位モジュール１０₅が捕食されて、４個のからロボ
ット２ｐが残ることになる。ロボット２ｐは、もはや十
字形をとりえない。このような場合には、単位モジュー
ル１０₁は、他の単位モジュール１０₂〜１０₄の動き
をとめて分離する（矢印ｂ，ｃ，ｄ）。このように、ロ
ボット２は生物の死を模倣する。上述のように分離され
た単位モジュール１０₁〜１０₄は、それぞれ任意の方
向に動いても、あるいは、移動せずにその場所に留まっ
ていてもよい。

【００３９】図１４は、図９に示したロボット２が死ぬ
場合の制御回路２００の処理を示す図である。ステップ
２０（Ｓ２０）において、単位モジュール１０₁の制御
回路２００は、ロボット２を構成する単位モジュール１
０_iの数が最小数未満であるか否かを判断する。最小数
未満である場合にはＳ２１の処理に進み、最小数以上で
ある場合には処理を終了する。ステップ２１（Ｓ２１）
において、単位モジュール１０₁の制御回路２００は、
単位モジュール１０₂〜単位モジュール１０₄を分離す
る。

【００４０】

【実施例３】以下、本発明の第３の実施例を説明する。
第３の実施例においては、ロボット１，２の単位モジュ
ール１０_iからキャスタ１３０₁〜１３０₄および移動
装置１４０を取り外した、図１５に示す構成の単位モジ
ュール２０_iにより、ロボット１，２と同様な形状のロ
ボット３を構成する。ロボット３を構成する単位モジュ
ール２０_iは、頭脳モジュールの制御回路２００の制御
によりそれぞれ機能分化する。つまり、ロボット３は、
例えばロボット３がロボット１と同様な形態である場合
には、ロボット３の一端の単位モジュール２０₁が頭脳
モジュールとして動作し、単位モジュール２０₁以外の
単位モジュール２０_iのアーム１０２₁，１０２₂を制
御して、あたかもムカデの脚のように動かすことにより
移動する。

【００４１】このように、アーム１０２₁，１０２₂を
用いてロボット３を移動させることにより、ロボット３
は、車輪を用いて移動するロボット１，２が移動不可能
な場所にも移動することができる。なお、単位モジュー
ル２０₁以外の単位モジュール２０_iのアーム１０
２₁，１０２₂が本発明に係る移動手段であり、単位モ
ジュール２０₁のアーム１０２ ₁，１０２₂は本発明に
係る捕捉手段である。

【００４２】また、ロボット３は、先頭の単位モジュー
ル２０_iのアーム１０２₁，１０２ ₂のみを腕として用
い、他の単位モジュール２０_jを捕捉する。ロボット３
も、ロボット１，２と同様に、生物の捕食、成長、増
殖、および、死を模倣する。特に、ロボット３が死ぬ場
合に、単位モジュール２０_iそれぞれの機能分化をも消
失させ、他のロボット３に接続された場合に新たに機能
分化するように単位モジュール２０_i構成することによ
り、ロボット１，２の単位モジュール１０_iと同様に他
のロボット３の構成要素として再利用され得ることにな
る。

【００４３】以上説明した実施例１〜３に示した本発明
のロボット１〜３によれば、例えば***により生じた幼
虫ロボットが成長することを観者に示すことができ、あ
るいは、成虫ロボット２から生じた直後の、小さく、何
の機能もない幼虫ロボットが成長するにつれて大きくな
り、種々の機能を獲得することを観者に示すことができ
る。従って、最初から完成されており変化しないロボッ
トではなく、時間の経過につれて変化するロボットを構
成することができるので、観者に生物の成長を見守る場
合と同様な感動を与えることができる。

【００４４】また、本発明のロボット１〜３によれば、
生物の捕食、成長、増殖および死を模倣することができ
るので、例えば観者にロボット１〜３の集団の任意の組
み合わせを一緒に、一定の範囲内に置くことにより、ロ
ボット１〜３それぞれの集団の変化を観者に示すことが
できる。具体的には、ロボット１〜３の集団を置いた範
囲を自然界の生態系に類似するものとして考えて、ロボ
ット１〜３それぞれの集団の盛衰、つまり、ある集団の
数が大きくなる一方、ある集団が他の集団に全て捕食さ
れて消滅する等の現象を観者に示し、自然界の生態系に
ついての深い洞察を与えることができる。

【００４５】また、ロボット１〜３によれば、制御回路
２００のプログラミングあるいはアーム１０２₁，１０
２₂の大きさ、強さ等をロボットの種類ごとに変更する
ことにより、強力な武器で獲物を狩るロボット、あるい
は、物陰に隠れて獲物を待つロボット等を実現すること
ができ、自然界のスペクタクルを再現することができ
る。

【００４６】また、ロボット１〜３によれば、コンピュ
ータ上で生物集団の生態をシュミレートするプログラム
を実行するのと異なり、実体あるロボットの集団が、大
きな音をたてたり、食いついたりする光景を観者に見せ
ることができるので、観者に大きなインパクトを与える
ことができる。また、ロボット集団の盛衰には、偶然の
要素が強く働くので、個々のロボットの運命や、一種類
のロボットの運命が全く予想できず、観者はその意外性
を楽しむことができる。

【００４７】以上説明した第１〜第３の実施例に示した
ほか、本発明のロボット１〜３は、単位モジュール１０
_i，２０_iの接続を容易にするために、例えば、接続装
置１２０の角度あるいは位置を変更可能に構成してもよ
い。また、ロボット１，２を構成する単位モジュール１
０_iも、ロボット３を構成する単位モジュール２０_iと
同様に、ロボット１，２における位置によって機能が分
化するように構成してもよい。

【００４８】また、単位モジュール１０_i，２０_iの接
続が、外部の操作、例えば単位モジュール１０_i，２０
_iの表面の所定のスイッチが押された場合に解けるよう
に構成し、他のロボット１〜３を構成する単位モジュー
ル１０_i，２０を捕食しやすいようにしてもよい。ま
た、ロボット１〜３の形状を、直線状あるいは十字形の
ほか、例えばＴ字形等としてもよい。

【００４９】また、センサ１０４には、テレビカメラ１
０６の他に、例えば磁気センサ、熱センサおよびマイク
等をさらに付加することができ、これらのセンサ類から
のデータに基づいて他の単位モジュール１０_i，２０_i
を検出するように制御回路２００を構成してもよい。ま
た、例えば接続装置１２０を介して単位モジュール１０
_i，２０_i間で、制御信号の他に、電力を供給するよう
に構成してもよい。また、単位モジュール１０_i，２０
_iの形状は、箱型に限らず、例えば円柱形であってもよ
い。

【００５０】また、単位モジュール１０_i，２０_iの形
状を２種類とし、ロボット２のような形状をとる場合に
は、４方向に単位モジュール１０_i，２０_iが接続され
る単位モジュールのみに上面および底面が正方形の箱型
の単位モジュールを用い、他の単位モジュールには、幅
が狭く、接続装置を２つしか有さない単位モジュールを
用いられるようにロボット１〜３を構成してもよい。ま
た、単位モジュール１０_iには、車輪の他、例えばキャ
タピラあるいは昆虫の節足状の脚を移動手段として用い
てもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように本発明のロボットによ
れば、ロボットの形状の複雑な変化、あるいは、複雑な
動作および反応等を実現することができる。また、本発
明のロボットによれば、成長、増殖あるいは死といっ
た、生物に特有な現象をもロボットに模倣させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロボットの構成を例示する図であっ
て、（Ａ）は最小数（３個）の単位モジュールから構成
されるロボットを示し、（Ｂ）は（Ａ）に示したロボッ
トに２個の単位モジュールが接続されたロボットを示
す。

【図２】図１に示した単位モジュールの構成を例示する
斜視図である。

【図３】図２に示した単位モジュールを第１の接続装置
の方向から見た側面図である。

【図４】図２に示した単位モジュールの底面図である。

【図５】図２に示した単位モジュールの内部構成を示す
図である。

【図６】図１に示したロボットの捕食行動および成長を
示す図であって、（Ａ）はロボットと単位モジュールの
最初の状態を示し、（Ｂ）はロボットが単位モジュール
を捕食する動作を示し、（Ｃ）は単位モジュールに単位
モジュールが接続されて成長したロボットを示す。

【図７】図１に示したロボットが増殖する動作を説明す
る図である。

【図８】図７に示したロボットの増殖動作における制御
回路の処理を示すフローチャートである。

【図９】本発明のロボットの構成を例示する図であっ
て、（Ａ）は最小数（５個）の単位モジュールから構成
されるロボットを示し、（Ｂ）は（Ａ）に示したロボッ
トに４個の単位モジュールが接続されたロボットを示
す。

【図１０】図９に示したロボットが他のロボットロボッ
トを捕食する動作を示す図であって、（Ａ）は捕食前の
ロボットとロボットを示し、（Ｂ）はロボットがロボッ
トを分離、捕食する動作を示す。

【図１１】図１０に示した捕食動作の結果成長したロボ
ットの構成を示す図である。

【図１２】１１個の単位モジュールから構成されるロボ
ットが***して増殖する様子を示す図であって、（Ａ）
は***前のロボットを示し、（Ｂ）は***して生じた２
つのロボットを示し、（Ｃ）はロボットがそれぞれ再配
列されて生じたロボットを示す。

【図１３】図９に示したロボットが死ぬ場合を説明する
図であって、（Ａ）は最小数（５個）の単位モジュール
から構成されたロボットの構成を示し、（Ｂ）は他のロ
ボットにより、ロボットの単位モジュールが捕食された
後に残ったロボットを示し、（Ｃ）はロボットが分解し
た後を示す図である。

【図１４】図９に示したロボットが死ぬ場合の制御回路
の処理を示す図である。

【図１５】第３の実施例における単位モジュールの構成
を示す図である。

【符号の説明】

１，２，３…ロボット、１０，２０…単位モジュール、
１００…筐体、１０２…アーム、１０４…センサ、１０
６…テレビカメラ、１２０…接続装置、１２２，１２４
…接続部材、１２６…接続コネクタ、１３０…キャス
タ、１４０…移動装置、１４２，１４４…車輪

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の単位モジュールが一体に接続され、
該複数の単位モジュールの１つが頭脳モジュールとして
機能するロボットであって、前記単位モジュールそれぞれは、該単位モジュールそれぞれを、前記頭脳モジュールが指
示する方向に移動させる移動手段と、近傍の他の単位モジュール、または、近傍の複数の単位
モジュールが一体に接続された他のロボットを検出する
検出手段と、前記頭脳モジュールの指示に基づいて、前記他の単位モ
ジュール、または、前記他のロボットを検出した場合
に、これらを捕捉する捕捉手段と、前記頭脳モジュールの指示に従って、捕捉または他のロ
ボットから分離した単位モジュールと当該単位モジュー
ルとを該頭脳モジュールの指示が伝達されるように接続
し、または、当該単位モジュールに接続されている他の
単位モジュールを分離する接続・分離手段とを有するロ
ボット。
【請求項２】前記ロボットを構成する単位モジュールの
いずれかの接続・分離手段は、前記頭脳モジュールの指
示に従って、該ロボットを構成する単位モジュールの数
が所定の数を超えた場合に、該ロボットを構成する単位
モジュールの一部を分離する請求項１に記載のロボッ
ト。
【請求項３】前記ロボットを構成する単位モジュールの
いずれかの接続・分離手段は、前記頭脳モジュールの指
示に従って、該単位モジュールの接続・分離手段それぞ
れに、該ロボットが所定の形状になるように他の単位モ
ジュールを接続させ、あるいは、分離させる請求項１ま
たは２に記載のロボット。
【請求項４】前記ロボットを構成する単位モジュールそ
れぞれの接続・分離手段は、前記ロボットを構成する単
位モジュールの数が基準値以下になった場合に、前記頭
脳モジュールの指示に従って、他の単位モジュールをそ
れぞれ分離する請求項１〜３いずれかに記載のロボッ
ト。