JP2002113675A - ロボット制御システム並びにロボット制御用ソフトウェアの導入方法 - Google Patents

ロボット制御システム並びにロボット制御用ソフトウェアの導入方法

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JP2002113675A
JP2002113675A JP2000310146A JP2000310146A JP2002113675A JP 2002113675 A JP2002113675 A JP 2002113675A JP 2000310146 A JP2000310146 A JP 2000310146A JP 2000310146 A JP2000310146 A JP 2000310146A JP 2002113675 A JP2002113675 A JP 2002113675A
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隆之 坂本
Kazufumi Oyama
一文 尾山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハードウェア依存のミドルウェア層と、ハー
ドウェア非依存のアプリケーション層との組み合わせを
動的に変更して多関節型ロボットを制御する。 【解決手段】 ロボットのハードウェア構成に依存する
ソフトウェア・セットを複数格納する記憶装置と、ロボ
ットのハードウェア構成に依存しないソフトウェア・セ
ットを複数格納する記憶装置を用意し、実行時にロボッ
トのハードウェア構成に適合するソフトウェアを前者の
記憶装置から導入して、これをハードウェア構成に依存
しないソフトウェア・セットと動的に組み合わせること
によって、ユーザのニーズに合致する適切なロボットの
動作制御を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脚式歩行型など多
関節型のロボットをソフトウェア・プログラムを用いて
制御するロボット制御システム並びにロボット制御用ソ
フトウェアの導入方法に係り、特に、脚部や頭部など各
動作ユニットの着脱・交換などに伴ってハードウェア構
成が大幅に変更する可能性がある多関節型ロボットをソ
フトウェア・プログラムを用いて制御するロボット制御
システム並びにロボット制御用ソフトウェアの導入方法
に関する。
【０００２】更に詳しくは、本発明は、ハードウェア構
成に対して依存性の高いソフトウェア層とハードウェア
構成に非依存のソフトウェア層の組み合わせからなるソ
フトウェア・プログラムを用いて多関節型ロボットを制
御するロボット制御システム並びにロボット制御用ソフ
トウェアの導入方法に係り、特に、ミドルウェアのよう
なハードウェア依存のソフトウェア層と、アプリケーシ
ョンなどのハードウェア非依存のソフトウェア層との組
み合わせを動的に変更して多関節型ロボットを制御する
ロボット制御システム並びにロボット制御用ソフトウェ
アの導入方法に関する。
【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ＲＯＢＯＴ
Ａ(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】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、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。
【０００５】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。
【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
をエミュレートする。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ことも要求
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】昨今の脚式移動ロボットは高い情報処理能
力を備えており、インテリジェントなロボットそのもの
を一種の計算機システムとして捉えることができる。
【００１１】例えば、ロボットは、感情モデルや行動モ
デル、学習モデルなどのように、動作に関する各種の規
則をモデル化して保持しており、これらモデルに従って
ユーザ・アクションなどの外的要因に応答した行動計画
を立案して、各関節アクチュエータの駆動や音声出力な
どを介して行動計画を体現し、ユーザに対するフィード
バックとすることができる。このような行動計画の立案
やこれを体現するためのロボットの動作制御は、計算機
システム上におけるプログラム・コード（例えぱアプリ
ケーションなど）の実行という形態で実装される。
【００１２】一般的な計算機システムとロボットとの主
な相違として、前者はシステムを構成するハードウェア
・コンポーネントの種類や組み合わせ（すなわちハード
ウェア構成）が各システム間で差が比較的少ないのに対
して、後者はハードウェア構成がシステム間で大幅に変
更するという点を挙げることができよう。例えば、ひと
えに移動ロボットといっても、胴体に対して取り付けら
れる可動部として、頭と脚部と尻尾で構成されるロボッ
トや、頭部と車輪のみで構成されるロボットなど、千差
万別である。
【００１３】装備されるハードウェア構成がシステム間
で比較的均一である計算機システムにおいては、システ
ム上で実行するソフトウェアのデザインはハードウェア
の影響を比較的受けずに済む。これに対して、後者のロ
ボットの場合には、特にハードウェア操作を行う制御ソ
フトウェアにおいてはハードウェア依存性が極めて高く
なる。
【００１４】例えば、ロボットの移動制御を考えた場
合、移動手段が可動脚の場合と車輪の場合と、２足と４
足の場合とでは、移動時・歩行時における安定度判別規
範がまったく相違するので、アプリケーションを実行す
るための動作環境はシステム間で大幅に異なる。
【００１５】ロボットのソフトウェア開発を考えた場
合、このような事情を鑑み、ハードウェアの依存性が比
較的低いソフトウェア層と、ハードウェアの依存性が高
いソフトウェア層とに区別することが効率的と思料され
る。すなわち、ハードウェア非依存ソフトウェアと、ハ
ードウェア依存ソフトウェアとを個別に開発しておき、
両者の組み合わせにより、多岐にわたる、さまざまな特
性や性能を持つ製品ラインアップを提供することができ
る。
【００１６】ハードウェア非依存のソフトウェアは、例
えば、感情モデルや行動モデル、学習モデルなどのハー
ドウェア操作との関係が少ない処理を行うアプリケーシ
ョンである。また、ハードウェア依存のソフトウェア
は、例えば、ロボットの基本的な機能を提供するソフト
ウェア・モジュールの集まりで構成されるミドルウェア
であり、各モジュールの構成はロボットの機械的・電気
的な特性や仕様、形状などハードウェア属性の影響を受
ける。ミドルウェアは、機能的には、各部のセンサの入
力を処理・認識して上位のアプリケーションに通知する
認識系のミドルウェアと、アプリケーションが発行する
コマンドに従って各関節アクチュエータの駆動などハー
ドウェアの駆動制御を行う出力系のミドルウェアに大別
することができる。
【００１７】アプリケーションとミドルウェア間の任意
の組み合わせを許容するためには、これらソフトウェア
層間でのデータやコマンドを交換する形式、すなわちプ
ログラム間のインターフェースを確立させておく必要が
ある。
【００１８】ところで、ロボットを始めとして各種の計
算機システムに対してソフトウェアを導入する形態とし
て、新しいソフトウェアをリムーバブル・メディアを介
して供給したり、あるいはネットワーク経由でソフトウ
ェアをダウンロードすることが挙げられる。
【００１９】機種間でハードウェア構成の相違が著しい
ロボットに対して新規ソフトウェアを導入するに際して
は、まず第一に、導入ソフトウェアが導入先のハードウ
ェア構成に適合していることが重要である。さらに、新
たに導入されるソフトウェアが他のソフトウェア層との
相性（すなわちアプリケーションとミドルウェアとの互
換性）が保たれいてる必要がある。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、脚式
歩行型など多関節型のロボットをソフトウェア・プログ
ラムを用いて制御することができる、優れたロボット制
御システム並びにロボット制御用ソフトウェアの導入方
法を提供することにある。
【００２１】本発明の更なる目的は、脚部や頭部など各
動作ユニットの着脱・交換などに伴ってハードウェア構
成が大幅に変更する可能性がある多関節型ロボットをソ
フトウェア・プログラムを用いて制御することができ
る、優れたロボット制御システム並びにロボット制御用
ソフトウェアの導入方法を提供することにある。
【００２２】本発明の更なる目的は、ハードウェア構成
に対して依存性の高いソフトウェア層とハードウェア構
成に非依存のソフトウェア層の組み合わせからなるソフ
トウェア・プログラムを用いて多関節型ロボットを制御
することができる、優れたロボット制御システム並びに
ロボット制御用ソフトウェアの導入方法を提供すること
にある。
【００２３】本発明の更なる目的は、ミドルウェアのよ
うなハードウェア依存のソフトウェア層と、アプリケー
ションなどのハードウェア非依存のソフトウェア層との
組み合わせを動的に変更して多関節型ロボットを制御す
ることができる、優れたロボット制御システム並びにロ
ボット制御用ソフトウェアの導入方法を提供することに
ある。
【００２４】
【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、複数のハードウェア構成要素の組み合わせからなる
ロボットをハードウェア依存ソフトウェアとハードウェ
ア非依存ソフトウェアを用いて制御するロボット制御シ
ステムであって、ハードウェア非依存ソフトウェアを提
供するハードウェア非依存ソフトウェア提供手段と、１
以上のハードウェア依存ソフトウェアを提供するハード
ウェア依存ソフトウェア提供手段と、ロボットのハード
ウェア構成情報を取得するハードウェア構成情報取得手
段と、前記ハードウェア構成情報取得手段により取得さ
れたハードウェア構成情報に適合するハードウェア依存
ソフトウェアを前記ハードウェア依存ソフトウェア提供
手段の中から選択するハードウェア依存ソフトウェア選
択手段と、前記ハードウェア非依存ソフトウェア提供手
段が提供するハードウェア非依存ソフトウェア並びに前
記ハードウェア依存ソフトウェア選択手段が選択したハ
ードウェア依存ソフトウェアをシステムに導入するソフ
トウェア導入手段と、を具備することを特徴とするロボ
ット制御システムである。
【００２５】但し、ここで言う「システム」とは、複数
の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が
論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュ
ールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００２６】本発明の第１の側面に係るロボット制御シ
ステムによれば、ロボットのハードウェア構成に依存す
るソフトウェア・セットを複数格納するハードウェア依
存ソフトウェア提供手段すなわち記憶装置と、ロボット
のハードウェア構成に依存しないソフトウェア・セット
を複数格納するハードウェア非依存ソフトウェア提供手
段すなわち記憶装置を用意する。そして、例えばロボッ
トの起動時・実行時において、ロボットのハードウェア
構成に適合するソフトウェアを前者の記憶装置から導入
して、これをハードウェア構成に依存しないソフトウェ
ア・セットと動的に組み合わせるようにすることによっ
て、ユーザのニーズに合致する適切なロボットの動作制
御を実現することができる。
【００２７】ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又
はハードウェア依存ソフトウェアは、前記ロボット本体
に対して固定的に取り付けられる固定型メモリ装置や、
前記ロボット本体に対して交換可能に取り付けられる交
換可能メモリ装置によって提供される。
【００２８】ロボット本体から取外すことができる交換
可能メモリ装置を利用することによって、新規ソフトウ
ェアや、ユーザのニーズに適合するソフトウェアを機体
に提供することができる。したがって、前記ソフトウェ
ア導入手段は、前記交換可能メモリ装置から優先してハ
ードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハードウェア
依存ソフトウェアを導入することによって、ユーザのニ
ーズに合致する適切な制御ソフトウェアを用いてロボッ
トの動作制御を実現することができる。
【００２９】前記ソフトウェア導入手段は、例えば、前
記交換可能メモリ装置に使用可能なハードウェア非依存
ソフトウェア及び／又はハードウェア依存ソフトウェア
が存在しないとき、又は、交換可能メモリ装置が前記ロ
ボット本体に装着されていないときに、前記固定型メモ
リ装置からハードウェア非依存ソフトウェア及び／又は
ハードウェア依存ソフトウェアを導入するようにすれば
よい。
【００３０】また、本発明の第２の側面は、複数のハー
ドウェア構成要素の組み合わせからなるロボットに対し
てハードウェア依存ソフトウェアとハードウェア非依存
ソフトウェアを導入するロボット制御用ソフトウェアの
導入方法であって、ハードウェア非依存ソフトウェアを
提供するハードウェア非依存ソフトウェア提供ステップ
と、１以上のハードウェア依存ソフトウェアを提供する
ハードウェア依存ソフトウェア提供ステップと、ロボッ
トのハードウェア構成情報を取得するハードウェア構成
情報取得ステップと、前記ハードウェア構成情報取得ス
テップにより取得されたハードウェア構成情報に適合す
るハードウェア依存ソフトウェアを前記ハードウェア依
存ソフトウェア提供ステップにより提供されたものの中
から選択するハードウェア依存ソフトウェア選択ステッ
プと、前記ハードウェア非依存ソフトウェア提供ステッ
プにより提供されたるハードウェア非依存ソフトウェア
並びに前記ハードウェア依存ソフトウェア選択ステップ
により選択されたハードウェア依存ソフトウェアをシス
テムに導入するソフトウェア導入ステップと、を具備す
ることを特徴とするロボット制御用ソフトウェアの導入
方法である。
【００３１】本発明の第２の側面に係るロボット制御用
ソフトウェアの導入方法は、ロボットのハードウェア構
成に依存するソフトウェア・セットを複数格納する記憶
装置と、ロボットのハードウェア構成に依存しないソフ
トウェア・セットを複数格納する記憶装置を用意するこ
とによって実現される。例えばロボットの起動時・実行
時において、ロボットのハードウェア構成に適合するソ
フトウェアを前者の記憶装置から導入して、これをハー
ドウェア構成に依存しないソフトウェア・セットと動的
に組み合わせるようにすることによって、ユーザのニー
ズに合致する適切なロボットの動作制御を行うことがで
きる。
【００３２】ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又
はハードウェア依存ソフトウェアは、前記ロボット本体
に対して固定的に取り付けられる固定型メモリ装置や、
前記ロボット本体に対して交換可能に取り付けられる交
換可能メモリ装置によって提供される。
【００３３】ロボット本体から取外すことができる交換
可能メモリ装置を利用することによって、新規ソフトウ
ェアや、ユーザのニーズに適合するソフトウェアを機体
に提供することができる。したがって、前記ソフトウェ
ア導入ステップでは、前記交換可能メモリ装置から優先
してハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハード
ウェア依存ソフトウェアを導入することによって、ユー
ザのニーズに合致する適切な制御ソフトウェアを用いて
ロボットの動作制御を実現することができる。
【００３４】前記ソフトウェア導入ステップでは、例え
ば、前記交換可能メモリ装置に使用可能なハードウェア
非依存ソフトウェア及び／又はハードウェア依存ソフト
ウェアが存在しないとき、又は、交換可能メモリ装置が
前記ロボット本体に装着されていないときに、前記固定
型メモリ装置からハードウェア非依存ソフトウェア及び
／又はハードウェア依存ソフトウェアを導入するように
すればよい。
【００３５】また、本発明の第３の側面は、複数のハー
ドウェア構成要素の組み合わせからなるロボットをハー
ドウェア依存ソフトウェアとハードウェア非依存ソフト
ウェアを用いて制御するロボット制御システムであっ
て、ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハード
ウェア依存ソフトウェアは、前記ロボット本体に対して
固定的に取り付けられる固定型メモリ装置並びに前記ロ
ボット本体に対して交換可能に取り付けられる交換可能
メモリ装置によって提供され、前記ロボットを、前記交
換可能メモリ装置から導入されたハードウェア依存ソフ
トウェア及びハードウェア非依存ソフトウェアを用いて
動作制御するベストマッチ動作モード、前記固定型メモ
リ装置から導入されたハードウェア依存ソフトウェア及
び前記交換可能メモリ装置から導入されたハードウェア
非依存ソフトウェアを用いて動作制御する互換動作モー
ド、前記固定型メモリ装置から導入されたハードウェア
依存ソフトウェア及びハードウェア非依存ソフトウェア
を用いて動作制御する固定動作モード、のうちいずれか
の動作モードで制御することを特徴とするロボット制御
システムである。
【００３６】ロボット本体から取外すことができる交換
可能メモリ装置を利用することによって、新規ソフトウ
ェアや、ユーザのニーズに適合するソフトウェアを機体
に提供することができる。したがって、ベストマッチ動
作モード、互換動作モード、固定動作モードの優先順位
で動作モードを選択することにより、ユーザのニーズに
合致する適切な制御ソフトウェアを用いてロボットの動
作制御を実現することができる。
【００３７】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。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を詳解する。
【００３９】図１には、本発明の実施に供されるロボッ
トのハードウェア構成を模式的に図解している。同図に
示すように、ロボットのハードウェアは、制御系サブシ
ステム１０と、駆動系サブシステム５０とで構成され
る。
【００４０】制御系サブシステムは、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）１１と、メイン・メモリ１２と、固定
型メモリ装置１３と、交換可能メモリ装置１４とで構成
され、る。
【００４１】メイン・コントローラとしてのＣＰＵ１１
は、システム制御ソフトウェアの制御下で、アプリケー
ションのようなハードウェア非依存プログラムや、ミド
ルウェアのようなハードウェア依存プログラムを実行し
て、ロボットという装置全体の動作を統括的に制御する
ようになっている。
【００４２】ＣＰＵ１１は、メモリやその他の各回路コ
ンポーネントや周辺機器とバス接続されている。バス上
の各装置にはそれぞれに固有のアドレス（メモリ・アド
レス又はＩ／Ｏアドレス）が割り当てられており、ＣＰ
Ｕ１１はアドレス指定することでバス上の特定の装置と
通信することができる。バスは、アドレス・バス、デー
タ・バス、コントロール・バスを含んだ共通信号伝送路で
ある。
【００４３】メイン・メモリ１２は、通常、複数個のＤ
ＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）チップで構成
される揮発性記憶装置で構成され、ＣＰＵ１１の実行プ
ログラム・コードをロードしたり、その作業データの一
時的な保存のために利用される。本実施例では、固定型
メモリ装置１３や交換可能メモリ装置１４から供給され
るアプリケーションやミドルウェアなどのプログラム・
コードは、メイン・メモリ１２上に展開すなわちメモリ
空間上にマッピングされる。
【００４４】固定型メモリ装置１３は、ロボット本体に
対して固定的に取り付けられた、交換不能な不揮発性記
憶装置である。例えば、フラッシュ・メモリのように、
書き込み電圧の印加によりプログラマブルな不揮発性メ
モリ素子で固定型メモリ装置１３に構成することができ
る。
【００４５】固定型メモリ装置１３は、ロボットの動作
や思考を制御するためのアプリケーションや、ハードウ
ェア操作用のミドルウェアなどのプログラム・コードを
格納するために利用される。但し、装置に対して固定的
に設置されることから、ミドルウェアなどのハードウェ
ア依存型のソフトウェアに関しては、ロボットの出荷時
（デフォルト時）又は標準的なハードウェア構成に適合
するバージョンを固定型メモリ装置１３内に用意してお
くことが好ましい。
【００４６】交換可能メモリ装置１４は、ロボットに対
して着脱・交換可能に取り付けられる、不揮発性記憶装
置である。例えば、メモリ・カードやメモリ・スティック
のようなカートリッジ式の記憶媒体で交換可能メモリ装
置１４を構成して、所定のメモリ・スロット上に装填す
ることによって、装置上で使用に供される。
【００４７】交換可能メモリ装置１４は、固定型メモリ
装置１３と同様に、ロボットの動作や思考を制御するた
めのアプリケーションや、ハードウェア操作用のミドル
ウェアなどのプログラム・コードを格納するために利用
される。但し、ロボット本体に対して着脱・交換に提供
され、またハードウェア構成の異なる機種間を移動して
使用に供されることが想定されるので、最新のソフトウ
ェアを機体に提供する際などに利用することができる。
ミドルウェアなどのハードウェア依存型のソフトウェア
に関しては、ロボットの出荷時（デフォルト時）又は標
準的なハードウェア構成に適合するバージョンか否かを
特に意識して交換可能メモリ装置１４上に格納する必要
性が低い。むしろ、アプリケーションが想定するハード
ウェア構成に対して動作環境を提供することができるミ
ドルウェアを、アプリケーションと組にして、交換可能
メモリ装置１４に格納することが好ましい。
【００４８】一方、駆動系サブシステム５０は、各関節
アクチュエータやその駆動制御回路、動作検出用のエン
コーダ、さらにはカメラや接触センサなどの各種センサ
類（いずれも図示しない）などで構成される。図示の例
では、駆動系サブシステム５０は、頭部、胴体部、脚部
など各駆動ユニット単位で扱われるものとする。
【００４９】さらに、駆動ユニットの少なくとも一部
は、着脱・交換などにより動的に再構成可能な物理コン
ポーネント（ＣＰＣ：Configurable Physical Componen
t）として構成されているものとする。
【００５０】本実施例では、各物理コンポーネントは、
固有の識別情報すなわちコンポーネントＩＤが付与され
ている。制御系サブシステム１０のＣＰＵ１１（より具
体的にはＣＰＵ１１上で実行されるシステム制御ソフト
ウェア）は、装備されている各物理コンポーネントに対
してバス経由でアクセスして、各物理コンポーネントに
対して制御コマンドを転送したり、それぞれのコンポー
ネントＩＤを取得することができるようになっている。
検出されたコンポーネントＩＤの組み合わせが、ロボッ
トにおける現在のハードウェア構成情報となる。
【００５１】図２には、ＣＰＣコンポーネントの着脱・
交換により駆動系サブシステム５０の構成を変更した例
を示している。同図（ａ）では、胴体に対して頭と脚と
尻尾などの複数の物理コンポーネントが装着されている
が、同図（ｂ）では、胴体に対して物理コンポーネント
として車輪しか装備されていない。
【００５２】図２（ａ）と図２（ｂ）に示す例のよう
に、ハードウェア構成が著しく相違する場合には、同じ
ハードウェア依存ソフトウェアを使用することができな
い。例えば、頭や尻尾からのセンサ入力を行うミドルウ
ェアは、図２（ｂ）に示すハードウェア構成の装置上で
は動作することができない。同様に、移動手段として脚
部を駆動制御するようにデザインされたミドルウェア
を、図２（ｂ）に示すハードウェア構成の装置上で使用
することはできない。
【００５３】次いで、ロボット制御用のソフトウェアの
構成について、図３を参照しながら説明する。同図に示
すように、ロボット制御用ソフトウェアは、アプリケー
ション層と、ミドルウェア層と、システム制御層とで構
成される。これらソフトウェアのデザインには、オブジ
ェクト指向プログラミングを採り入れることができる。
オブジェクト指向における各ソフトウェアは、データと
そのデータに対する処理手続きとを一体化させた「オブ
ジェクト」というモジュール単位で扱われる。また、ア
プリケーション層とミドルウェア層とは、所定のプログ
ラミング・インターフェース（「アプリケーション・イン
ターフェース」と呼ぶことにする）を介してデータ通信
が行われる。
【００５４】アプリケーションは、ロボットの感情をモ
デル化した感情モデルと、本能をモデル化した本能モデ
ルと、外部事象とロボットがとる行動との因果関係を逐
次記憶していく学習モジュールと、行動パターンをモデ
ル化した行動モデルとを備えており、センサ入力情報す
なわち外部要因を基に行動モデルによって決定された行
動の出力先を切り替えるようになっている。
【００５５】感情モデルと本能モデルは、それぞれ認識
結果と行動履歴を入力に持ち、感情値と本能値を管理し
ている。行動モデルは、これら感情値や本能値を参照す
ることができる。また、学習モデルは、外部（オペレー
タ）からの学習教示に基づいて行動選択確率を更新し
て、更新内容を行動モデルに供給する。
【００５６】アプリケーションは、ロボットの構成や動
作を抽象化したモデルによって演算処理を行うので、ハ
ードウェア属性の影響を受けないハードウェア非依存型
のソフトウェアである。
【００５７】ミドルウェア層は、ロボットの基本的な機
能を提供するソフトウェア・モジュールの集まりであ
り、各モジュールの構成はロボットの機械的・電気的な
特性や仕様、形状などハードウェア属性の影響を受ける
ハードウェア依存型のソフトウェアである。
【００５８】ミドルウェア層は、機能的に、認識系のミ
ドルウェアと、出力系のミドルウェアに分けることがで
きる。
【００５９】認識系のミドルウェアでは、画像データや
音声データ、その他のセンサから得られる検出データな
ど、ハードウェアからの生データをシステム制御層経由
で受け取ってこれらを処理する。すなわち、各種入力情
報に基づき、音声認識、距離検出、姿勢検出、接触、動
き検出、色認識などの処理を行い、認識結果を得る（例
えば、ボールを検出した、転倒を検出した、撫でられ
た、叩かれた、ドミソの音階が聞こえた、動く物体を検
出した、障害物を検出した、障害物を認識した、な
ど）。認識結果は、アプリケーション・インターフェー
スを介して上位のアプリケーション層に通知され、行動
計画の立案などに利用される。
【００６０】一方、出力系のミドルウェアでは、歩行、
動きの再生、出力音の合成、目に相当するＬＥＤの点灯
制御などの機能を提供する。すなわち、アプリケーショ
ン層において立案された行動計画を受け取って、ロボッ
トの各機能毎にロボットの各ジョイントのサーボ指令値
や出力音、出力光（ＬＥＤ）、出力音声などを生成し
て、出力すなわち仮想ロボットを介してロボット上で実
演する。このような仕組みにより、アプリケーション側
からは抽象的な行動コマンド（例えば、前進、後退、喜
ぶ、吼える、寝る、体操する、驚く、トラッキングする
など）を与えることで、ロボットの各関節アクチュエー
タや機体上のその他の出力部による動作を制御すること
ができる。
【００６１】本実施例では、これらロボット制御用のソ
フトウェアは、固定型メモリ装置１３や交換可能メモリ
装置１４によって装置１内に提供される。
【００６２】図４には、固定型メモリ装置１３によって
提供されるソフトウェアの構成を模式的に示している。
【００６３】同図に示すように、固定型メモリ装置１３
内には、アプリケーション層と、ミドルウェア層と、シ
ステム制御層が装備されている。各層のソフトウェア
は、メイン・メモリ１２上に展開されて、すなわちメモ
リ空間上にマッピングして使用される。
【００６４】既に述べたように、固定型メモリ装置１３
は、装置に対して固定的に設置されることから、ミドル
ウェアなどのハードウェア依存型のソフトウェアに関し
ては、ロボットの出荷時（デフォルト時）ハードウェア
構成に適合するバージョンが装備されている。
【００６５】図５には、図４に示した固定型メモリ装置
１３によって提供されるソフトウェア構成の変形例を示
している。
【００６６】同図に示す例では、異なるハードウェア構
成に適合する複数のミドルウェアを装備している。固定
型メモリ装置１３上のミドルウェアによってロボット装
置１を駆動可能か否かを即時的に判断するために、各ミ
ドルウェアに適合するハードウェア構成に関する情報を
記述した適合ハードウェア構成情報を備えている。ま
た、ハードウェア構成とこれに適合するミドルウェアの
対応関係を記述したルックアップ・テーブルを備えてい
る。
【００６７】システム制御層は、ロボットのハードウェ
ア構成を検出して、適合ハードウェア構成情報並びにハ
ードウェア−ミドルウェア・ルックアップ・テーブルを参
照して、検出されたハードウェア構成に適合するミドル
ウェアを選択的に導入するようになっている。但し、ミ
ドルウェアの導入処理手順の詳細については後述に譲
る。
【００６８】また、図６には、交換可能メモリ装置１４
によって提供されるソフトウェアの構成を模式的に示し
ている。
【００６９】同図に示すように、交換可能メモリ装置１
４内には、アプリケーション層と、ミドルウェア層が装
備されている。各層のソフトウェアは、メイン・メモリ
１２上に展開して、すなわちメモリ空間にマッピングし
て使用される。
【００７０】交換可能メモリ装置１４は、ロボット本体
に対して着脱・交換に提供され、またハードウェア構成
の異なる機体間を移動して使用に供される。交換可能メ
モリ装置１４の主要な利用形態は、最新バージョンのソ
フトウェアやユーザが使用したいアプリケーションを出
荷後のロボットに対して動的に供給することにある。交
換可能メモリ装置１４上のミドルウェアは、例えばアプ
リケーションの動作に適したロボットのハードウェア構
成を想定してデザインされる。
【００７１】但し、交換可能メモリ装置１４を挿入した
先のすなわちターゲットのロボットが持つハードウェア
構成によっては、ミドルウェアなどのハードウェア依存
型のソフトウェアは適合せず、すなわち導入することが
できない場合もある。これに対し、アプリケーション層
は、基本的にはハードウェア非依存なので、ロボットの
ハードウェア構成に適合するミドルウェア上で動作する
ことができる（但し、アプリケーションとミドルウェア
間の互換性は保証されているものとする）。
【００７２】図７には、図６に示した交換可能メモリ装
置１４によって提供されるソフトウェア構成の変形例を
示している。
【００７３】同図に示す例では、異なるハードウェア構
成に適合する複数のミドルウェアを装備している。交換
可能メモリ装置１４上のミドルウェアによってロボット
装置１を駆動可能か否かを即時的に判断するために、各
ミドルウェアに適合するハードウェア構成に関する情報
を記述した適合ハードウェア構成情報を備えている。ま
た、ハードウェア構成とこれに適合するミドルウェアの
対応関係を記述したルックアップ・テーブルを備えてい
る。
【００７４】固定型メモリ装置１３によって提供される
システム制御層（前述）は、ロボットのハードウェア構
成を検出して、適合ハードウェア構成情報並びにハード
ウェア−ミドルウェア・ルックアップ・テーブルを参照し
て、検出されたハードウェア構成に適合するミドルウェ
アを選択的に導入するようになっている。
【００７５】図４〜図７からも分かるように、アプリケ
ーションは、固定型メモリ装置１３及び交換可能メモリ
装置１４の双方から提供される。アプリケーションは、
基本的にはハードウェア構成に非依存であるから、いず
れのメモリ装置１３／１４上のものであっても、ハード
ウェア構成に適合するミドルウェアを介在させることに
よって、ロボット上で正常に動作することができる。
【００７６】本実施例では、交換可能メモリ装置１４側
から提供されるアプリケーション並びにミドルウェアを
優先的にインストールするようにしている。その理由
は、交換可能メモリ装置１４を媒介としてソフトウェア
を移動することによって、最新のバージョンやユーザ好
みのバージョンを動的に選択できること、また、交換可
能メモリ装置１４上のミドルウェアは、同メモリ装置１
４上のアプリケーションの動作に適したロボットのハー
ドウェア構成を想定してデザインされること、などに依
拠する。
【００７７】アプリケーションやミドルウェアの導入処
理は、固定型メモリ装置１３によって提供されるシステ
ム制御層（前述）が行う。すなわち、システム制御層
は、ロボットのハードウェア構成を検出して、適合ハー
ドウェア構成情報並びにハードウェア−ミドルウェア・
ルックアップ・テーブルを参照して、検出されたハード
ウェア構成に適合するミドルウェアを選択的に導入する
ようになっている。但し、ミドルウェアの導入処理手順
の詳細については後述に譲る。
【００７８】図８には、本実施例に係るロボットの動作
モードを図解している。同図に示すように、ロボットに
は、「ベストマッチ動作モード」と、「互換動作モー
ド」と、「固定動作モード」という３種類の動作モード
が定義されている。
【００７９】ベストマッチ動作モードとは、アプリケー
ション、ミドルウェアともに交換可能メモリ装置１４か
ら導入されたものを使用して動作するモードである。
【００８０】この動作モード下では、ユーザの要望に応
じて出荷後のロボットに対して動的に供給されたアプリ
ケーションを使用することができる。また、同アプリケ
ーションの動作に合わせてデザインされているミドルウ
ェアを交換可能メモリ装置１４から導入して使用するこ
とができる。
【００８１】互換動作モードとは、交換可能メモリ装置
１４から導入したアプリケーションを、固定型メモリ装
置１３から導入したミドルウェア上で動作させるモード
である。
【００８２】この動作モード下では、ユーザの要望に応
じて出荷後のロボットに対して動的に供給されたアプリ
ケーションを使用することができる。
【００８３】また、交換可能メモリ装置１４上のアプリ
ケーションと、固定型メモリ装置１３上のミドルウェア
の間で、所定のプログラミング・インターフェースを装
備する、すなわち互換性を持つことで、このような動作
モードが実現される。
【００８４】固定動作モードとは、アプリケーション、
ミドルウェアともに固定型メモリ装置１３から導入され
たものを使用して動作するモードである。
【００８５】交換可能メモリ装置１４を媒介にして、最
新バージョンのソフトウェア、あるいはユーザのニーズ
に適応したバージョンのソフトウェアを機体間で移動す
ることができるので、交換可能メモリ装置１４側からの
ソフトウェアの導入が優先して行われる。すなわち、ベ
ストマッチ動作モード、互換動作モード、固定動作モー
ドの順で優先順位が与えられる。固定動作モードは、例
えば、交換可能メモリ装置１４がロボット本体に装着さ
れていない場合に実行される動作モードである。
【００８６】続いて、ロボットに対してソフトウェアを
導入するための処理について説明する。
【００８７】図９には、ミドルウェア並びにアプリケー
ションを導入するための処理手順をフローチャートの形
式で示している。この導入処理手順は、例えば、固定型
メモリ装置１３によって提供されるシステム制御層（前
述）が、機体のブート処理時などに行う。以下、このフ
ローチャートに従って、ソフトウェアの導入処理につい
て説明する。
【００８８】まず、バス経由で装備されている各物理コ
ンポーネント（ＣＰＣ）に対してハードウェア・アクセ
スし、各々のコンポーネントＩＤを読み取って、ハード
ウェア構成を取得する（ステップＳ１）。
【００８９】次いで、交換可能メモリ装置１４へのアク
セスを試みる（ステップＳ２）。
【００９０】交換可能メモリ１４がロボット本体に装着
されていない場合には、固定型メモリ装置１３からミド
ルウェア並びにアプリケーションを導入する、すなわち
メイン・メモリ１２上に展開して（ステップＳ１０，Ｓ
１１）、固定動作モードとして動作する。
【００９１】なお、ステップＳ１０における固定型メモ
リ装置１３からのミドルウェアの導入に際して、固定型
メモリ装置１３内の適合ハードウェア構成情報並びにハ
ードウェア−ミドルウェア・ルックアップ・テーブルを参
照して、ステップＳ１において検出されたハードウェア
構成に適合するミドルウェアを選択的に導入ｒ．、すな
わちメイン・メモリ１２上に展開するようにしてもよ
い。
【００９２】他方、交換可能メモリ装置１４がロボット
本体に装着されている場合には、交換可能メモリ装置１
４内の適合ハードウェア構成情報を読み出し、ステップ
Ｓ１において検出された実機上のハードウェア構成と比
較して、ミドルウェアとの適合性を検証する（ステップ
Ｓ４，Ｓ５）。
【００９３】実機上のハードウェア構成と一致する適合
ハードウェア構成情報が交換可能型メモリ装置１４内で
発見できなかった場合には、交換可能型メモリ装置１４
上には実機上で動作可能なミドルウェアがないことにな
る。このような場合には、固定型メモリ装置１３からミ
ドルウェアを導入すなわちメイン・メモリ１２上に展開
するとともに（ステップＳ８）、交換可能メモリ装置１
４からアプリケーションを導入すなわちメイン・メモリ
１２上に展開して（ステップＳ９）、互換動作モードと
して動作する。
【００９４】なお、ステップＳ８における固定型メモリ
装置１３からのミドルウェアの導入に際して、固定型メ
モリ装置１３内の適合ハードウェア構成情報並びにハー
ドウェア−ミドルウェア・ルックアップ・テーブルを参照
して、ステップＳ１において検出されたハードウェア構
成に適合するミドルウェアを選択的に導入するようにし
てもよい。
【００９５】実機上のハードウェア構成と一致する適合
ハードウェア構成情報が交換可能型メモリ装置１４内で
発見できた場合には、さらに、交換可能型メモリ装置１
４内のハードウェア−ミドルウェア・ルックアップ・テー
ブルを参照して、ロボットの実機のハードウェア構成に
適合するミドルウェアが存在するか否かを調べて、これ
を導入すなわちメイン・メモリ１２上に展開する（ステ
ップＳ６）。次いで、交換可能メモリ装置１４からアプ
リケーションを導入すなわちメイン・メモリ１２上に展
開して（ステップＳ７）、ベストマッチ動作モードとし
て動作する。
【００９６】図１０には、ロボットの実機上のハードウ
ェア構成を取得するとともに、これを適合ハードウェア
構成情報と比較する処理を描写している。かかるハード
ウェア構成情報の比較処理は、システム制御層が行う。
オブジェクト指向プログラミングにより実装されたシス
テム制御層のことを、以下では「システム・オブジェク
ト」と呼ぶことにする。
【００９７】図示の例では、ロボットの実機には、胴体
と、脚部と、頭部と、尻尾という各物理コンポーネント
（ＣＰＣ）が搭載されている。システム・オブジェクト
は、バス経由でこれら物理コンポーネントにハードウェ
ア・アクセスして、それぞれのコンポーネントＩＤを取
得する。この場合のロボットのハードウェア構成を、
｛胴体ＩＤ，脚部ＩＤ，尻尾ＩＤ，頭部ＩＤ｝とする。
【００９８】一方、固定型メモリ装置１３並びに交換可
能メモリ装置１４上には、それぞれデザインＡ及びデザ
インＢという適合ハードウェア構成情報ファイルが用意
されているものとする。ここで、デザインＡは、｛胴体
ＩＤ，脚部ＩＤ，尻尾ＩＤ，頭部ＩＤ｝という適合ハー
ドウェア構成を備え、デザインＢは、｛胴体ＩＤ，４輪
ＩＤ｝という適合ハードウェア構成を備えているとす
る。
【００９９】システム・オブジェクトは、ロボットの実
機から取得したハードウェア構成情報と、各々の適合ハ
ードウェア構成情報とを比較し、実機に適合する適合ハ
ードウェア構成情報ファイルを選択する。同図に示す例
では、デザインＡに係る適合ハードウェア構成情報ファ
イルが選択される。
【０１００】システム・オブジェクトは、さらに、固定
型メモリ装置１３又は交換可能メモリ装置１４内のハー
ドウェア−ミドルウェア・ルックアップ・テーブルを参照
して、ハードウェア構成上からロボットに適合すると判
断されたミドルウェアを探索して、ミドルウェアとアプ
リケーションを導入することができる。
【０１０１】図１１には、システム・オブジェクトがミ
ドルウェア並びにアプリケーションを導入するすなわち
メイン・メモリ１２上に展開する様子を描写している。
【０１０２】本実施例では、アプリケーション並びにミ
ドルウェアは、それぞれオブジェクト指向プログラミン
グによりデザインされているものとする。
【０１０３】交換可能メモリ装置１４上には、オブジェ
クトＸ，オブジェクトＹ，オブジェクトＺからなるアプ
リケーション・ファイルが格納されている。これら各オ
ブジェクトは、仮想オブジェクトを介してシステム・オ
ブジェクトと通信することができる。
【０１０４】また、固定型メモリ装置１３上には、オブ
ジェクトＡ，オブジェクトＢ，オブジェクトＣからなる
ミドルウェア・ファイルが格納されている。これら各オ
ブジェクトは、仮想オブジェクトを介してシステム・オ
ブジェクトと通信することができる。このミドルウェア
は、先述のデザインＡなるハードウェア構成情報に適合
するものとする。
【０１０５】また、交換可能メモリ装置１４上には、オ
ブジェクトＤ及びオブジェクトＥからなるミドルウェア
・ファイルが格納されている。これら各オブジェクト
は、仮想オブジェクトを介してシステム・オブジェクト
と通信することができる。このミドルウェアは、先述の
デザインＢなるハードウェア構成情報に適合するものと
する。
【０１０６】いま、システム・オブジェクトによって、
ロボットの実機上のハードウェア構成情報がデザインＡ
であることが特定されたとする。このような場合、シス
テム・オブジェクトは、交換可能メモリ装置１４並びに
固定型メモリ装置１３内のハードウェア−ミドルウェア
・ルックアップ・テーブルを検索して、固定型メモリ装置
１３内からデザインＡに適合するミドルウェア・ファイ
ルを見つけ出す。そして、仮想オブジェクト経由で、こ
のミドルウェア・ファイルを構成するオブジェクトＡ，
オブジェクトＢ，オブジェクトＣを導入する、すなわち
メイン・メモリ１２上に展開する。
【０１０７】さらに、システム・オブジェクトは、交換
可能メモリ装置１４内のアプリケーション・ファイルを
構成するオブジェクトと仮想オブジェクト経由で通信し
て、該アプリケーションを構成するオブジェクトＸ，オ
ブジェクトＹ，オブジェクトＺを導入する、すなわちメ
イン・メモリ１２上に展開する。
【０１０８】ミドルウェアの導入は、例えば、固定型メ
モリ装置１３上のミドルウェア・ファイルのうち仮想オ
ブジェクトに相当する部分を実際のオブジェクトに置き
換えて、メイン・メモリ１２上にロードすることによっ
て実現される。また、このようなメモリ・ロード作業
は、実際には、システム・オブジェクトが行う。
【０１０９】次いで、ロボット動作用のアプリケーショ
ンの入れ替え処理について説明する。
【０１１０】既に述べたように、メモリ・スティックな
どの交換可能メモリ装置１４内には、アプリケーション
の他に、アプリケーションが想定する構成のミドルウェ
アが格納されている。ロボット本体が、アプリケーショ
ンが想定するミドルウェアで動作可能なハードウェア構
成を備えているような場合には、固定型メモリ装置１３
上のミドルウェアに代わって、交換可能メモリ装置１４
側からミドルウェアが導入される。そうでない場合に
は、固定型メモリ装置１３側から導入されたミドルウェ
ア上で、交換可能メモリ装置１４から導入されたアプリ
ケーションが動作することになる。
【０１１１】図１２には、複数の物理コンポーネント
（ＣＰＣ）で構成されるロボットのハードウェアが交換
可能メモリ装置１４を介して外部から供給されるアプリ
ケーションによって動作する様子を図解している。
【０１１２】ロボット本体側は、例えば４足歩行を実現
する物理コンポーネント（ＣＰＣ）のセットと、この４
足ＣＰＣセットの動作環境を提供する４足ミドルウェア
（仮称）とで構成される。この例では、４足ミドルウェ
アは、固定型メモリ装置１３から導入されるものとし、
実機のハードウェア構成に密着した「ルートＣＰＣ」ミ
ドルウェアと呼ぶことにする。
【０１１３】プレイ１の段階では、交換可能メモリ装置
１４を介してアプリケーションＡが導入され、これがル
ートＣＰＣミドルウェア上で４足ＣＰＣセットを動作制
御する。
【０１１４】次いで、プレイ２の段階では、交換可能メ
モリ装置１４を介してアプリケーションＢが導入され、
これがルートＣＰＣミドルウェア上で４足ＣＰＣセット
を動作制御する。
【０１１５】次いで、プレイ２の段階では、交換可能メ
モリ装置１４を介してアプリケーションＡが再び導入さ
れ、これがルートＣＰＣミドルウェア上で４足ＣＰＣセ
ットを動作制御する。
【０１１６】次いで、ロボットの動作環境を提供するミ
ドルウェアの入れ替え処理について説明する。
【０１１７】ロボット本体を構成する物理コンポーネン
トのうち少なくとも一部は、本体から着脱・交換自在に
構成されており、物理コンポーネントの取り替えによ
り、ＣＰＣセットは変更される。例えば、移動手段とし
て４足を持っていたが、４輪と取り替えて、４輪ＣＰＣ
セットとしてロボットを構成することができる。
【０１１８】ハードウェア構成の動的な変更に伴って、
動作環境を提供するミドルウェアも、固定型メモリ装置
１３から導入されるルートＣＰＣ（４足ＣＰＣ）ミドル
ウェアから、４輪ＣＰＣセット駆動用のミドルウェアと
交換する必要がある。このような場合、新しいミドルウ
ェアは、アプリケーション・プログラムと同様に、交換
可能メモリ装置１４を媒介として外部から供給され、メ
イン・メモリ１２に導入することができる。
【０１１９】交換可能メモリ装置１４内には、アプリケ
ーションの他に、アプリケーションが想定するハードウ
ェア構成に適合するミドルウェアが格納されている。交
換可能メモリ装置１４を装着したロボットが、この想定
されるハードウェア構成を備えている場合には、交換可
能メモリ装置１４からミドルウェアを導入して動作環境
を提供することができる。そうでない場合には、固定型
メモリ装置１４のミドルウェアによって提供されるネイ
ティブの動作環境下で、交換可能メモリ装置１４から導
入されるアプリケーションは実行されることになる。
【０１２０】図１３には、各種の物理コンポーネント
（ＣＰＣ）セットで構成されるロボットに対して、その
ハードウェア構成に適合するミドルウェアが導入される
様子を図解している。
【０１２１】同図（ａ）では、ロボットは、出荷時のま
まの４足ＣＰＣセットで構成されているとする。このよ
うな場合、ロボットは、固定型メモリ装置１３から導入
されるルートＣＰＣミドルウェアによって動作環境が提
供される。また、ルートＣＰＣミドルウェア上では、ユ
ーザが交換可能メモリ装置１４を介して導入する各種の
アプリケーション（図示の例では、アプリケーション
Ａ）を実行させることができる。
【０１２２】また、同図（ｂ）では、ロボットのＣＰＣ
組換え作業などにより、ハードウェア構成が４足ＣＰＣ
セットから４輪ＣＰＣセットに変更している。このよう
な場合、４足用のルートＣＰＣミドルウェアをそのまま
使用することができないので、交換可能メモリ装置１４
を媒介として、４輪ＣＰＣセットの駆動を想定したミド
ルウェア、すなわち４輪用のルートＣＰＣミドルウェア
を外部から導入する。４輪用のルートＣＰＣミドルウェ
アが提供する動作環境下では、交換可能メモリ装置１４
を介して導入される各種のアプリケーション（図示の例
では、アプリケーションＢ）を実行させることができ
る。
【０１２３】また、同図（ｃ）では、ロボットのハード
ウェア構成自体は、４輪ＣＰＣセットのままであるが、
その動作環境を、４輪ＣＰＣセット駆動用の新機能を備
えた新しいミドルウェア、すなわち４輪用の新しいルー
トＣＰＣセットに変更する例である。このような場合、
交換可能メモリ装置１４を媒介として、新４輪ＣＰＣセ
ットの駆動を想定したミドルウェア、すなわち新４輪用
のルートＣＰＣミドルウェアを外部から導入する。新４
輪用のルートＣＰＣミドルウェアが提供する動作環境下
では、交換可能メモリ装置１４を介して導入される各種
のアプリケーション（図示の例では、アプリケーション
Ｂ）を実行させることができる。
【０１２４】ロボット実機のハードウェア構成に適合し
たミドルウェアを逐次導入することによって、同じアプ
リケーションを様々なハードウェア構成のロボット上で
実行可能となる、という点に充分留意されたい。
【０１２５】本実施例では、ハードウェアの依存性が比
較的低いソフトウェア層すなわちアプリケーション層
と、ハードウェアの依存性が高いソフトウェア層すなわ
ちミドルウェア層とを独立して扱えるように構成したこ
とを前提とする。このようにアプリケーション〜クライ
アントの独立性を実現することにより、以下の機能を満
足させることができる。 （１）１つのアプリケーションで様々なハードウェア構
成のロボットに対応できるようにする。（ユーザは、自
分が所有する（あるいは育てた）アプリケーションを機
体間で移動させたり、流通・販売することができる。） （２）ある１つのハードウェア構成を持つ機体上で、さ
まざまなアプリケーションに対応するミドルウェアを作
成することができる。ミドルウェアの際利用性が高くな
るので、アプリケーションの開発効率が向上する。 （３）同一のハードウェア構成を持つ機体上で、同一の
アプリケーションであっても、ミドルウェアを変更する
ことで、実際の表現力や制御性の向上を実現することが
できる。 （４）バイナリ互換を保証することで、アプリケーショ
ン又はミドルウェアのバイナリ・コードをメモリ・スティ
ックなどの交換可能メモリ装置１４などから機体にダウ
ンロードすることによって、簡単にソフトウェアを入れ
替えて、上述した利点を享受することができる。しか
も、コンパイル作業なしでソフトウェアを交換すること
ができる。 （５）アプリケーションとミドルウェアが独立している
ので、ソフトウェア開発ベンダは、得意な領域の機能開
発に集中することができる。例えば、制御系を専門とす
るベンダはミドルウェアの開発に注力することにより、
色々なアプリケーションを利用することができる。
【０１２６】［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。
【０１２７】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。
【０１２８】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、限定的に解釈されるべきではない。
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。
【０１２９】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
脚式歩行型など多関節型のロボットをソフトウェア・プ
ログラムを用いて制御することができる、優れたロボッ
ト制御システム並びにロボット制御用ソフトウェアの導
入方法を提供することができる。
【０１３０】また、本発明によれば、脚部や頭部など各
動作ユニットの着脱・交換などに伴ってハードウェア構
成が大幅に変更する可能性がある多関節型ロボットをソ
フトウェア・プログラムを用いて制御することができ
る、優れたロボット制御システム並びにロボット制御用
ソフトウェアの導入方法を提供することができる。
【０１３１】また、本発明によれば、ハードウェア構成
に対して依存性の高いソフトウェア層とハードウェア構
成に非依存のソフトウェア層の組み合わせからなるソフ
トウェア・プログラムを用いて多関節型ロボットを制御
することができる、優れたロボット制御システム並びに
ロボット制御用ソフトウェアの導入方法を提供すること
ができる。
【０１３２】また、本発明によれば、ミドルウェアのよ
うなハードウェア依存のソフトウェア層と、アプリケー
ションなどのハードウェア非依存のソフトウェア層との
組み合わせを動的に変更して多関節型ロボットを制御す
ることができる、優れたロボット制御システム並びにロ
ボット制御用ソフトウェアの導入方法を提供することが
できる。
【０１３３】本発明によれば、ロボットのハードウェア
構成に依存するソフトウェア・セットを複数格納する記
憶装置と、ロボットのハードウェア構成に依存しないソ
フトウェア・セットを複数格納する記憶装置を用意する
ことによって、ロボットの起動時あるいは実行時にロボ
ットのハードウェア構成に適合するソフトウェアを前者
の記憶装置から導入して、これをハードウェア構成に依
存しないソフトウェア・セットと動的に組み合わせるこ
とによって、ユーザのニーズに合致する適切なロボット
の動作制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供されるロボットのハードウェ
ア構成を模式的に示した図である。
【図２】ＣＰＣコンポーネントの着脱・交換により駆動
系サブシステム５０の構成を変更した例を示した図であ
る。
【図３】ロボット制御用のソフトウェアの構成を説明す
るための図である。
【図４】固定型メモリ装置１３によって提供されるソフ
トウェアの構成を模式的に示した図である。
【図５】図４に示した固定型メモリ装置１３によって提
供されるソフトウェア構成の変形例を示した図である。
【図６】交換可能メモリ装置１４によって提供されるソ
フトウェアの構成を模式的に示した図である。
【図７】図６に示した交換可能メモリ装置１４によって
提供されるソフトウェア構成の変形例を示した図であ
る。
【図８】本実施例に係るロボットの動作モードを示した
図である。
【図９】ミドルウェア並びにアプリケーションを導入す
るための処理手順を示したフローチャートである。
【図１０】ロボットの実機上のハードウェア構成を取得
するとともに、これを適合ハードウェア構成情報と比較
する処理を描写した図である。
【図１１】システム・オブジェクトがミドルウェア並び
にアプリケーションを導入すなわちメイン・メモリ１２
上に展開する様子を描写した図である。
【図１２】複数の物理コンポーネント（ＣＰＣ）で構成
されるロボットのハードウェアが交換可能メモリ装置１
４を介して外部から供給されるアプリケーションによっ
て動作する様子を示した図である。
【図１３】各種の物理コンポーネント（ＣＰＣ）セット
で構成されるロボットに対して、そのハードウェア構成
に適合するミドルウェアが導入される様子を示した図で
ある。
【符号の説明】
１０…制御系サブシステム １１…ＣＰＵ １２…メイン・メモリ １３…固定型メモリ装置 １４…交換可能メモリ装置 ５０…駆動系サブシステム

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のハードウェア構成要素の組み合わせ
    からなるロボットをハードウェア依存ソフトウェアとハ
    ードウェア非依存ソフトウェアを用いて制御するロボッ
    ト制御システムであって、 ハードウェア非依存ソフトウェアを提供するハードウェ
    ア非依存ソフトウェア提供手段と、 １以上のハードウェア依存ソフトウェアを提供するハー
    ドウェア依存ソフトウェア提供手段と、 ロボットのハードウェア構成情報を取得するハードウェ
    ア構成情報取得手段と、 前記ハードウェア構成情報取得手段により取得されたハ
    ードウェア構成情報に適合するハードウェア依存ソフト
    ウェアを前記ハードウェア依存ソフトウェア提供手段の
    中から選択するハードウェア依存ソフトウェア選択手段
    と、 前記ハードウェア非依存ソフトウェア提供手段が提供す
    るハードウェア非依存ソフトウェア並びに前記ハードウ
    ェア依存ソフトウェア選択手段が選択したハードウェア
    依存ソフトウェアをシステムに導入するソフトウェア導
    入手段と、を具備することを特徴とするロボット制御シ
    ステム。
  2. 【請求項２】前記ロボット本体に対して固定的に取り付
    けられる固定型メモリ装置を備え、 ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハードウェ
    ア依存ソフトウェアは前記固定型メモリ装置によって提
    供される、ことを特徴とする請求項１に記載のロボット
    制御システム。
  3. 【請求項３】前記ロボット本体に対して交換可能に取り
    付けられる交換可能メモリ装置を備え、 ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハードウェ
    ア依存ソフトウェアは前記交換可能メモリ装置によって
    提供される、ことを特徴とする請求項１に記載のロボッ
    ト制御システム。
  4. 【請求項４】前記ロボット本体に対して固定的に取り付
    けられる固定型メモリ装置と、前記ロボット本体に対し
    て交換可能に取り付けられる交換可能メモリ装置を備
    え、 ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハードウェ
    ア依存ソフトウェアは前記固定型メモリ装置並びに前記
    交換可能メモリ装置によって提供され、 前記ソフトウェア導入手段は、前記交換可能メモリ装置
    から優先してハードウェア非依存ソフトウェア及び／又
    はハードウェア依存ソフトウェアを導入する、ことを特
    徴とする請求項１に記載のロボット制御システム。
  5. 【請求項５】前記ソフトウェア導入手段は、前記交換可
    能メモリ装置に使用可能なハードウェア非依存ソフトウ
    ェア及び／又はハードウェア依存ソフトウェアが存在し
    ないとき、又は、交換可能メモリ装置が前記ロボット本
    体に装着されていないときに、前記固定型メモリ装置か
    らハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハードウ
    ェア依存ソフトウェアを導入する、ことを特徴とする請
    求項４に記載のロボット制御システム。
  6. 【請求項６】複数のハードウェア構成要素の組み合わせ
    からなるロボットに対してハードウェア依存ソフトウェ
    アとハードウェア非依存ソフトウェアを導入するロボッ
    ト制御用ソフトウェアの導入方法であって、 ハードウェア非依存ソフトウェアを提供するハードウェ
    ア非依存ソフトウェア提供ステップと、 １以上のハードウェア依存ソフトウェアを提供するハー
    ドウェア依存ソフトウェア提供ステップと、 ロボットのハードウェア構成情報を取得するハードウェ
    ア構成情報取得ステップと、 前記ハードウェア構成情報取得ステップにより取得され
    たハードウェア構成情報に適合するハードウェア依存ソ
    フトウェアを前記ハードウェア依存ソフトウェア提供ス
    テップにより提供されたものの中から選択するハードウ
    ェア依存ソフトウェア選択ステップと、 前記ハードウェア非依存ソフトウェア提供ステップによ
    り提供されたるハードウェア非依存ソフトウェア並びに
    前記ハードウェア依存ソフトウェア選択ステップにより
    選択されたハードウェア依存ソフトウェアをシステムに
    導入するソフトウェア導入ステップと、を具備すること
    を特徴とするロボット制御用ソフトウェアの導入方法。
  7. 【請求項７】前記ロボットは本体に対して固定的に取り
    付けられる固定型メモリ装置を備え、 ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハードウェ
    ア依存ソフトウェアは前記固定型メモリ装置によって提
    供される、ことを特徴とする請求項６に記載のロボット
    制御用ソフトウェアの導入方法。
  8. 【請求項８】前記ロボットは本体に対して交換可能に取
    り付けられる交換可能メモリ装置を備え、 ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハードウェ
    ア依存ソフトウェアは前記交換可能メモリ装置によって
    提供される、ことを特徴とする請求項６に記載のロボッ
    ト制御用ソフトウェアの導入方法。
  9. 【請求項９】前記ロボットは本体に対して固定的に取り
    付けられる固定型メモリ装置と、前記ロボット本体に対
    して交換可能に取り付けられる交換可能メモリ装置を備
    え、 ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハードウェ
    ア依存ソフトウェアは前記固定型メモリ装置並びに前記
    交換可能メモリ装置によって提供され、 前記ソフトウェア導入ステップでは、前記交換可能メモ
    リ装置から優先してハードウェア非依存ソフトウェア及
    び／又はハードウェア依存ソフトウェアを導入する、こ
    とを特徴とする請求項８に記載のロボット制御用ソフト
    ウェアの導入方法。
  10. 【請求項１０】前記ソフトウェア導入ステップでは、前
    記交換可能メモリ装置に使用可能なハードウェア非依存
    ソフトウェア及び／又はハードウェア依存ソフトウェア
    が存在しないとき、又は、交換可能メモリ装置が前記ロ
    ボット本体に装着されていないときに、前記固定型メモ
    リ装置からハードウェア非依存ソフトウェア及び／又は
    ハードウェア依存ソフトウェアを導入する、ことを特徴
    とする請求項９に記載のロボット制御用ソフトウェアの
    導入方法。
  11. 【請求項１１】複数のハードウェア構成要素の組み合わ
    せからなるロボットをハードウェア依存ソフトウェアと
    ハードウェア非依存ソフトウェアを用いて制御するロボ
    ット制御システムであって、 ハードウェア非依存ソフトウェア及び／又はハードウェ
    ア依存ソフトウェアは、前記ロボット本体に対して固定
    的に取り付けられる固定型メモリ装置並びに前記ロボッ
    ト本体に対して交換可能に取り付けられる交換可能メモ
    リ装置によって提供され、 前記ロボットを、 前記交換可能メモリ装置から導入されたハードウェア依
    存ソフトウェア及びハードウェア非依存ソフトウェアを
    用いて動作制御するベストマッチ動作モード、 前記固定型メモリ装置から導入されたハードウェア依存
    ソフトウェア及び前記交換可能メモリ装置から導入され
    たハードウェア非依存ソフトウェアを用いて動作制御す
    る互換動作モード、 前記固定型メモリ装置から導入されたハードウェア依存
    ソフトウェア及びハードウェア非依存ソフトウェアを用
    いて動作制御する固定動作モード、のうちいずれかの動
    作モードで制御することを特徴とするロボット制御シス
    テム。
  12. 【請求項１２】ベストマッチ動作モード、互換動作モー
    ド、固定動作モードの優先順位で動作モードを選択する
    ことを特徴とする請求項１１に記載のロボット制御シス
    テム。
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