JP2001121463A - 知能ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 知能ロボット１０はティアドロップ形状であ
る外被１２を含み、その外被１２の一部に眼球１８が設
けられ、カメラ２０が眼球１８を通して外部を撮影する
ことができる。外被１２は、球形内殻上に、被せられて
いて、その内殻と外被１２との間に複数の接触センサが
配置される。コンピュータはオン信号の入力されたセン
サの数や位置に従って好悪を判断し、それに応じた動作
たとえば縦首振りまたは横首振りをさせる。 【効果】 簡単な構成で人の接触に反応する知能ロボッ
トが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、知能ロボットに関
し、特にたとえば人間が触った部位によってその人間に
対する好悪の感情を表現する、新規な知能ロボットに関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、知能ロボットがペットのよう
に行動する、いわゆるペットロボットが種々提案され、
実現されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの知能ロボット
またはペットロボットは、当該ロボットに対する人の接
し方に応じて予めプログラムされたように行動するもの
であり、ペットロボットによって、あたかも本物のペッ
トが存在するかのように、人の心が癒されるという効用
がある。反面、従来のペットロボットは、いずれも、複
雑な構造を有し、したがって、非常に高価である等の問
題があった。

【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、簡
単な構造でかつ安価な、知能ロボットを提供することで
ある。

【０００５】この発明の他の目的は、人が触った部位な
いし領域に従ってその人に対する好悪の感情を表現す
る、新規な知能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】この発明に従った知能ロ
ボットは、所定形状を有する内殻を有する内部構造物、
内殻上に配置されている複数の接触センサ、接触センサ
を包含して内殻に被せられる外被、接触センサからの信
号に基づいて好感を持ったかどうか判断する判断手段、
および判断手段の判断結果に応じて所定の動作を行う動
作手段を備える。

【０００７】

【作用】内殻はたとえば球形のような所定形状を有し、
外被は、たとえば発泡ウレタンのような柔軟でかつ手触
りのよい材料で形成され、たとえばその内殻に被せられ
る球形部とその球形部の頂部から上方に伸びる先細の頭
尾を有する。もしカメラを内蔵すれば、そのカメラのレ
ンズを球形部の一部から露出させ、１つ目小僧のような
独特の形状とすることができる。

【０００８】内殻表面にたとえばリミットスイッチのよ
うな接触センサを多数分散配置しておき、コンピュータ
は、人が触ったとき、各接触センサからの信号に基づい
て、どの部位または領域が触られたかを検知し、触られ
た部位または領域に従って、好感を持ったと擬制し、ま
たは好感を持たなかったと擬制する。動作手段は、斯か
る判断手段の判断結果に応じて所定の動作を行わせる。

【０００９】この動作手段は、たとえば、判断手段が好
感を持ったと判断したとき縦首振りをさせる縦首振り手
段を含み、判断手段が好感を持たなかったと判断したと
き横首振りをさせる横首振り手段を含んでよい。

【００１０】内部構造物に設けられ外被を通して外部を
撮影できるカメラ、およびカメラを俯仰させる俯仰手段
および／または旋回手段をさらに備える場合、内殻がカ
メラと一体に動くようすれば、俯仰手段を縦首振り手段
として、旋回手段を横首振り手段として、それぞれ兼用
することができる。

【００１１】また、内部構造物に設けられ外被を通して
外部を撮影できるカメラ、カメラを俯仰させる俯仰手
段、およびカメラを旋回させる旋回手段をさらに備える
場合、動作手段は、判断手段が好感を持ったと判断した
とき俯仰手段および旋回手段の少なくとも一方を制御し
てカメラによって人を追尾させる追尾手段を含み、また
は判断手段が好感を持たなかったと判断したとき俯仰手
段および旋回手段の少なくともを用いてカメラが人を回
避するように制御する回避手段を含む。

【００１２】

【発明の効果】この発明によれば、人が触った部位ない
し領域によって好悪の感情を表現するので、あたかも飼
いならした犬や猫等の生きた動物のような動作や行動を
するにも拘わらず、構成が簡単であり、したがって、こ
のような感情を表現できる知能ロボットを安価に提供で
きる。

【００１３】この発明のその他の目的，特徴および利点
は、添付図面に関連して行われる以下の実施例の詳細な
説明から一層明らかとなろう。

【００１４】

【実施例】図１および図２を参照して、この実施例の知
能ロボット１０は全体として、ティアドロップ（雨滴）
形状である外被１２を含む。この外被１２は、柔軟で人
が触って気持ちのいい材料、たとえば発泡ウレタン等に
よって形成される。外被１２は、後述の球形の内殻に被
せられる球形部１４と、その球形部１４の頂部から延び
かつ先細りの先端が丸みを持って形成される頭尾１６と
を含む。

【００１５】外被１２の適宜の位置に、たとえば透明プ
ラスチックからなる眼球１８が露出する。その眼球１８
は、外被１２内に設けられたカラーカメラ２０のレンズ
２０ａ（図３）を覆う。したがって、カメラ２０は、眼
球１８を通して、外部の人や風景を撮影することができ
る。

【００１６】また、外被１２の下端から、移動用の車輪
２２が露出する。したがって、この実施例の知能ロボッ
ト１０は、車輪２２によって床面上を自在に移動し得
る。

【００１７】図３に、外被１２に覆われる内部構造物２
４が示される。図３は、図１と同様に、知能ロボット１
０を正面から見た図である。内部構造物２４は、たとえ
ばプラスチックや金属板で断面「コ」字形に形成された
ベースフレーム２６を含み、このベースフレーム２６は
上面板とその両端から垂下する２つの側面板とを含み、
側面板を貫通して車軸２７が適宜の軸受け手段によって
回転可能に支持される。側面板の外側でその車軸２７の
両端に、図１を参照して説明した移動用車輪２２が取り
付けられる。

【００１８】ベースフレーム２６の上面板上には、コイ
ルばね２８を介して、たとえばプラスチックや軽量金属
等からなる支持台３０が取り付けられる。支持台３０上
には、収納部３２が設けられる。この収納部３２には、
後述のコンピュータ４６や移動モータ５０（図４）が収
納される。

【００１９】収納部３２の上には、さらに、支持筒３４
を介して、前述のカラーカメラ２０が装着される。支持
筒３４内には、カメラ２０の俯仰角を制御する俯仰モー
タ５４（図４），カメラ２０の旋回角を制御する旋回モ
ータ５８（図４），およびそれらのモータの駆動力をカ
メラ２０に伝達する動力伝達手段（図示せず）が収納さ
れる。

【００２０】なお、上述のコンピュータ，およびモータ
や動力伝達機構の収納場所はこの実施例に限られるもの
ではなく、他の任意の場所にこれらを収納しまたは取り
付ければよい。

【００２１】カメラ２０の上には、取り付け板３６が固
着され、その取り付け板３６によって、カメラ２０と一
体的に支持板３８が取り付けられる。支持板３８は、た
とえばプラスチックや軽量金属からなる平面円形の板で
ある。支持板３８の下面には、たとえばプラスチックか
らなる截頭半球状の第１内殻４０が、たとえば固着部４
０ａと支持板３８の周縁とを接着または溶着することに
よって、固着される。支持板３８の上面には、たとえば
プラスチックからなるかつ球の頭部を切り取った形状を
有する球頭形状の第２内殻４２が、たとえば固着部４２
ａと支持板３８の周縁とを接着または溶着することによ
って、固着される。

【００２２】第１内殻４０と第２内殻４２とによって、
球形の内殻が形成される。この実施例では、先の支持台
３０の外面が、第１内殻４０の下方に連続する球形部を
形成するように、截頭半球状に形成されている。このよ
うな球形内殻上に、図１で示す外被１２の球形部１４が
被せられるのである。

【００２３】球形内殻すなわち第１内殻４０および第２
内殻４２の表面には、それぞれがたとえばリミットスイ
ッチである複数の接触センサ４４が、規則的に分布し
て、もしくは意図的に偏在して、取り付けられる。つま
り、複数の接触センサ４４は、内殻表面上に一定の規則
的な配列で配置されるか、または人が触るであろう部位
または領域に集中的に配置される。なお、接触センサ４
４は、支持台３０の外表面に設けてもよい。ここで、接
触センサとは、人が触ったことを検知できるセンサを意
味し、リミットスイッチのように一定の荷重がかかった
とき作動するセンサでもよく、また単に人の軽い接触を
検知できるセンサでもよい。

【００２４】このような、接触センサ４４は、図４に示
すように、適宜のインタフェースを介してコンピュータ
４６に入力される。つまり、コンピュータ４６は、セン
サ４４の各々からの信号を受け、どのセンサが作動した
か検知できる。コンピュータ４６には、さらに、カラー
カメラ２０からの映像信号が適宜のインタフェースを介
して取り込まれる。

【００２５】コンピュータ４６はまた、移動モータ駆動
回路４８，俯仰モータ駆動回路５２および旋回モータ駆
動回路５６に、必要なタイミングで、かつ必要な駆動量
で駆動信号を与える。応じて、移動モータ駆動回路４
８，俯仰モータ駆動回路５２および旋回モータ駆動回路
５６は、移動モータ５０，俯仰モータ５４および旋回モ
ータ５８を、必要なタイミングで必要な駆動量（回転方
向および回転量を含む）で、駆動する。移動モータ５０
が駆動されると、その駆動方向に応じて、車輪２２（図
１，図２）が回転され、知能ロボット１０が前進または
後退する。

【００２６】俯仰モータ５４および旋回モータ５８の駆
動力が適宜の伝達手段を介して、カメラ２０（の雲台）
に伝達され、したがって、俯仰モータ５４が駆動される
とカメラ２０の俯仰角が制御され、旋回モータ５８が駆
動されると旋回角が制御される。したがって、２つのモ
ータ５４および５８を適宜制御することによって、カメ
ラ２０のレンズ２０ａ（図３）を一定角度範囲で任意の
方向に変位させることができる。

【００２７】なお、先に説明したように、第１内殻４０
および第２内殻４２がカメラ２０と一体的に動くように
取り付けられているので、カメラ２０の俯仰角を連続的
に変化させることによって、内殻も縦向きに変位し、し
たがって、外被１２（図１）に、見かけ上、縦首振りさ
せることができる。また、カメラ２０の旋回角を連続的
に変化させることによって、内殻も横向きに変位し、し
たがって、外被１２に、見かけ上、横首振りが出現す
る。

【００２８】動作において、図５の最初のステップＳ１
で、コンピュータ４６は、知能ロボット１０に人が触っ
たかどうか判断する。つまり、コンピュータ４６は、複
数の接触センサ４４のいずれか１つからオン信号が得ら
れると、人が触ったと判断する。

【００２９】ステップＳ１で“ＹＥＳ”が判断される
と、次のステップＳ２では、コンピュータ４６は、その
ときオン信号を入力している接触センサが設けられてい
る部位または領域に応じて、コンピュータ４６内に予め
設定しているテーブルまたはプログラムに従って、気持
ちがいいかどうか判断する。たとえば、外被１２の球形
部１４の前上に触られたとき、気持ちがいいと判断し、
球形部１４の後に触られたとき気持ちがよくないと判断
する。気持ちがいいということは、触った人に好感を持
ったということであり、気持ちがよくないと判断したと
きには、好感を持たなかったことを意味している。

【００３０】気持ちいいと判断したとき、ステップＳ３
において、コンピュータ４６は、俯仰モータ駆動回路５
２に信号を与え、カメラ２０の俯仰角を連続的に変化さ
せる。したがって、このステップＳ３では、縦首振りの
動作をする。それとともに、ステップＳ４では、コンピ
ュータ４６は、俯仰モータ駆動回路５２および／または
旋回モータ駆動回路５６に信号を与え、カメラ２０すな
わち眼球１８（図１)が人の顔を追尾するように制御す
る。具体的には、コンピュータ４６は、カメラ２０から
の映像信号を処理して、カメラ２０が肌色領域（顔）を
追尾するように、制御する。

【００３１】逆に、気持ちいいと判断なかったとき、ス
テップＳ５において、コンピュータ４６は、旋回モータ
駆動回路５６に信号を与え、カメラ２０の旋回角を連続
的に変化させる。したがって、このステップＳ５では、
横首振りの動作をする。それとともに、ステップＳ６で
は、コンピュータ４６は、俯仰モータ駆動回路５２およ
び／または旋回モータ駆動回路５６に信号を与え、カメ
ラ２０すなわち眼球１８が人の顔を避ける方向に向くよ
うに制御する。具体的には、コンピュータ４６は、カメ
ラ２０からの映像信号を処理して、カメラ２０が肌色領
域（顔）から意識的に外れるように制御する。

【００３２】なお、上述の実施例では、カメラ２０の変
位機構を首振り機構とを兼用したが、首振り専用の別の
駆動源をも受けることも容易に考えられる。

【００３３】また、上述の好悪の表現動作（首振り，追
尾，回避）は、単なる一例であり、他の行動または動作
で好悪の感情を表現できることは、勿論である。たとえ
ば、好感を持ったときには歓ぶ声を出し、そうでないと
き、いやがる声を出す。さらには、好感を持ったときに
は移動機構を使ってその人に接近するように移動した
り、逆の場合には、その人から遠ざかるように移動する
ことも可能である。実施例では特徴的な頭尾を持ってい
るので、それを感情の表現手段として利用してもよい。
たとえば、好感を抱いたときには、あたかも犬の耳のよ
うに、その頭尾を振るようにし、そうでない場合には、
その頭尾を垂れ下がらせる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の知能ロボットを正面から
みた外観図である。

【図２】図１の知能ロボットを側面からみた外観図であ
る。

【図３】図１実施例の内部構造物を示す図解図である。

【図４】図１実施例の制御系を示すブロック図である。

【図５】図１実施例の動作を示すフロー図である。

【符号の説明】

１０ …知能ロボット １２ …外被 ２０ …カメラ ４０ …第１内殻 ４２ …第２内殻 ４４ …接触センサ ４６ …コンピュータ ５０ …移動モータ ５４ …俯仰モータ ５８ …旋回モータ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年８月３０日（２０００．８．３
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２５Ｊ 5/00 Ｂ２５Ｊ 5/00 Ａ 13/00 13/00 Ｚ (72)発明者 岡田 美智男 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映 像通信研究所内 Ｆターム(参考） 2C150 CA01 CA02 DA06 DA23 DF01 DG22 DJ08 EB01 EC18 ED08 ED42 ED47 ED49 EF02 EF13 EF16 EF23 FA01 FB13 FB33 FB43 3F059 AA00 BA00 BB07 DA05 DB04 DC02 DD05 DE05 FB11 FC00 FC08 3F060 AA00 BA10 CA14 GA13 GD03 GD04 GD11 GD15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定形状を有する内殻を有する内部構造
   物、 前記内殻上に配置されている複数の接触センサ、 前記接触センサを包含して前記内殻に被せられる外被、 前記接触センサからの信号に基づいて好感を持ったかど
   うか判断する判断手段、および前記判断手段の判断結果
   に応じて所定の動作を行なわせる動作手段を備える、知
   能ロボット。
2. 【請求項２】前記動作手段は、前記判断手段が好感を持
   ったと判断したとき縦首振りをさせる縦首振り手段を含
   む、請求項１記載の知能ロボット。
3. 【請求項３】前記内部構造物に設けられ前記外被を通し
   て外部を撮影できるカメラ、および前記カメラを俯仰さ
   せる俯仰手段をさらに備え、 前記内殻は前記カメラの動きに従って動くようにされ、 前記俯仰手段が前記縦首振り手段として用いられる、請
   求項２記載の知能ロボット。
4. 【請求項４】前記動作手段は、前記判断手段が好感を持
   たなかったと判断したとき横首振りをさせる横首振り手
   段を含む、請求項１または２記載の知能ロボット。
5. 【請求項５】前記内部構造物に設けられ前記外被を通し
   て外部を撮影できるカメラ、および前記カメラを旋回さ
   せる旋回手段をさらに備え、 前記内殻は前記カメラの動きに従って動くようにされ、 前記旋回手段が前記横首振り手段として用いられる、請
   求項４記載の知能ロボット。
6. 【請求項６】前記内部構造物に設けられ前記外被を通し
   て外部を撮影できるカメラ、前記カメラを俯仰させる俯
   仰手段、および前記カメラを旋回させる旋回手段をさら
   に備え、 前記動作手段は、前記判断手段が好感を持ったと判断し
   たとき前記俯仰手段および前記旋回手段の少なくとも一
   方を制御して前記カメラによって前記人を追尾させる追
   尾手段を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の知
   能ロボット。
7. 【請求項７】前記動作手段は、前記判断手段が好感を持
   たなかったと判断したとき前記俯仰手段および前記旋回
   手段の少なくともを用いて前記カメラが前記人を回避す
   るように制御する回避手段を含む、請求項６記載の知能
   ロボット。
8. 【請求項８】前記内殻の前記所定形状は球形であり、前
   記外被は前記内殻に被せられる球形部と前記球形部から
   上方に延びる頭尾とを含む、請求項１ないし７のいずれ
   かに記載の知能ロボット。