JP2001306292A - アクション応答システムおよびそのプログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スイッチ操作ではなく、アクション内容によっ
て応答動作を一時的に禁止させたり、応答動作を再開さ
せることができ、意図しないアクションに対して不用意
に応答しないように容易に制御する。 【解決手段】ＣＰＵ１は、音声入力部３からの音声アク
ション内容が例えば、「少し黙っていて」、「返事は要
らない」、「静かに」等の応答禁止命令であれば、それ
以降におけるアクションに対応した応答動作を一時禁止
させ、アクション内容が例えば、「返事は」、「どう
？」等の対話許可命令であれば、一時禁止中の応答動作
を再開させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、人間のアクショ
ンに対応して応答動作を行うアクション応答システムお
よびそのプログラム記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、人間のアクションによって対話形
式で応答するアクション応答システムとしては、テキス
ト入力によるアドベンチャーゲームのように、文書を利
用者に提示しておき、利用者の応答を限られた範囲で認
識して、シナリオ通りにゲームを遂行するもの、あるい
は電子玩具や動物型ロボットのように、人間からの話し
掛け等のアクションに応答して予め決められている対応
動作を行うものが知られている。ところで、近年、アク
ション応答システムとしての動物型ロボットは、著しく
発達し、感覚機能や認識機能を持ち、動物の擬似的動作
や会話等を人間からのアクションに応答して行うように
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のものにおいては、ロボットに対するアクションではな
く、不用意なアクションにも、敏感に応答してしまうこ
とがあり、また、同じ内容のアクションであれば、常
に、同様の対応動作を行うようにしているため、直ぐに
飽きられてしまうという欠点があった。第１の発明の課
題は、スイッチ操作ではなく、アクション内容によって
応答動作を一時的に禁止させたり、応答動作を再開させ
ることができ、意図しないアクションに対して不用意に
応答しないように制御できるようにすることである第２
の発明の課題は、同じアクションであっても、その頻度
に応じてクション対応動作を変化させることができ、単
調な対応動作を回避した飽きのこないアクション応答シ
ステムを提供できるようにすることである。第３の発明
の課題は、同じアクションであっても、人間の感情や心
理状況に応じてクション対応動作を変化させることがで
き、単調な対応動作を回避した飽きのこないアクション
応答システムを提供できるようにすることである。

【０００４】この発明の手段は、次の通りである。請求
項第１記載の発明（第１の発明）は、人間のアクション
に対応して応答動作を行うアクション応答システムにお
いて、人間のアクションを外界情報として検出する外界
情報検出手段と、この外界情報検出手段によって検出さ
れたアクションの内容を認識する外界情報認識手段と、
この外界情報認識手段によって認識されたアクション内
容が応答禁止を指示するアクションであれば、それ以降
におけるアクションに対応した応答動作を一時禁止さ
せ、アクション内容が応答再開を指示するアクションで
あれば、前記禁止中の応答動作を再開させる動作制御手
段とを具備するものである。また、コンピュータに対し
て、上述した各機能を実行させるためのプログラムコー
ドをそれぞれ記録した記録媒体を提供するものである。
なお、予め個人識別情報が登録されている状態におい
て、前記外界情報検出手段によって検出された人間の特
徴情報と前記登録されている個人識別情報とを照合する
ことにより、予め登録されている特定者からのアクショ
ンかを判別する判別手段を設け、この判別手段によって
特定者からのアクションであることが判別された場合
に、前記動作制御手段は、当該特定者からのアクション
内容が応答禁止を指示するアクションであれば、それ以
降におけるアクションに対応した応答動作を一時禁止さ
せるようにしてもよい。したがって、請求項１記載の発
明においては、スイッチ操作ではなく、アクション内容
によって応答動作を一時的に禁止させたり、応答動作を
再開させることができ、意図しないアクションに対して
不用意に応答しないように制御することができる。

【０００５】請求項第３記載の発明（第２の発明）は、
人間のアクションに対応して応答動作を行うアクション
応答システムにおいて、人間のアクションを外界情報と
して検出する外界情報検出手段と、この外界情報検出手
段によって検出されたアクションの内容を認識する外界
情報認識手段と、人間からのアクション頻度を判別する
判別手段と、この判別手段によって判別されたアクショ
ン頻度に応じてそのアクションに対応する応答パターン
を変更する応答制御手段とを具備するものである。ま
た、コンピュータに対して、上述した各機能を実行させ
るためのプログラムコードをそれぞれ記録した記録媒体
を提供するものである。なお、前記応答のパターンは動
作であり、前記応答制御手段は、アクション頻度に応じ
て動作速度や動作の大きさを変更することで、前記応答
のパターンを変更するようにしてもよい。したがって、
請求項３記載の発明においては、同じアクションであっ
ても、その頻度に応じてクション対応動作を変化させる
ことができ、単調な対応動作を回避した飽きのこないア
クション応答システムを提供することができる。

【０００６】請求項第５記載の発明（第３の発明）は、
人間の音声アクションに対応して応答動作を行うアクシ
ョン応答システムにおいて、人間の音声アクションを外
界情報として検出する外界情報検出手段と、この外界情
報検出手段によって検出された音声アクションの内容を
認識する外界情報認識手段と、この外界情報認識手段に
よって認識された言語の内容あるいは音程から人間の感
情や心理状況を判別する判別手段と、この判別手段によ
る判別結果に基づいてそのアクションに対応する応答パ
ターンを変更する応答制御手段とを具備するものであ
る。また、コンピュータに対して、上述した各機能を実
行させるためのプログラムコードをそれぞれ記録した記
録媒体を提供するものである。したがって、請求項５記
載の発明においては、同じアクションであっても、人間
の感情や心理状況に応じてクション対応動作を変化させ
ることができ、単調な対応動作を回避した飽きのこない
アクション応答システムを提供することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照してこの
発明の一実施形態を説明する。図１は、この実施形態に
おける動物型ロボット（ペットロボット）の全体構成を
示したブロック図である。この動物型ロボットには、外
界感覚機能として聴覚系の音声入力部を有し、人間のア
クション（話し掛け）に応じた対応動作（会話／行動）
を実行可能なものであり、また、アクション対応動作以
外では、予め設定されている設定動作を自律的に行う自
律行動を行うようにしたものである。そして、アクショ
ン内容によって応答動作を一時的に禁止させたり、応答
動作を再開させることができ、また、同じアクションで
あっても、そのアクション頻度あるいは人間の感情や心
理状況に応じてクション対応動作を変化させることが可
能な構成となっている。

【０００８】ＣＰＵ１は、記憶部２内のオペレーティン
グシステムや各種アプリケーションソフトにしたがって
この動物型ロボットの全体動作を制御する中央演算処理
装置である。記憶部２は、オペレーティングシステムや
各種アプリケーションソフト等が格納され、磁気的、光
学的、半導体メモリ等によって構成されている記録媒体
やその駆動系を有している。この記録媒体はハードディ
スク等の固定的な媒体若しくは着脱自在に装着可能なＣ
Ｄ−ＲＯＭ、フロッピィデスク、ＲＡＭカード、磁気カ
ード等の可搬型の媒体である。また、ＣＰＵ１は記録媒
体内に格納されるその一部あるいは全部を他の機器側か
ら取り込み、記録媒体に新規登録あるいは追加登録する
こともできる。

【０００９】一方、この動物型ロボットには、音声入力
部３、音声応答部４、可動動作部５、駆動機構部６を有
し、それらは入出周辺デバイスとしてＣＰＵ1に接続さ
れている。音声入力部３は、Ａ／Ｄ変換器、マイクロフ
ォーン、エコーキャンセラ回路からなり、外界音声を入
力し、その音声波形をＡ／Ｄ変換するもので、人間のア
クション（話し掛け）を外界情報として検出する他、そ
の人間の特徴情報（声紋）を検出する聴覚系感覚機能を
構成する。音声入力部３からの入力音声は、ＣＰＵ１に
取り込まれて音声解析される。ここで、ＣＰＵ1は、音
声解析の結果、その話し掛けの内容を言語認識すると共
に、そのアクション対象者の特徴（声紋）を認識するよ
うにしている。音声応答部４は、人間のアクションに対
して会話応答を行う場合に、スピカーから音声を発声出
力させるものであり、ＣＰＵ1は、会話応答する音声情
報を生成して音声応答部４から出力させる。可動動作部
５は、ロボット本体の可動部（手足、首、目、口等）を
動作させる機構部であり、駆動機構部６は、モータ、電
源、駆動機構を備え、可動動作部５に対する駆動源であ
る。この場合、ＣＰＵ1はアクション対応動作中におい
て、上述した可動部の状態を監視しており、次ぎのアク
ション対応動作の開始タイミングを制御している。

【００１０】そして、この動物型ロボットの記憶部２に
は、システムプログラム２−１、自律行動動作プログラ
ム２−２、言語認識プログラム２−３、アクション対応
動作テーブル２−４、アクション対応動作プログラム２
−５が格納されていると共に、学習エリア２−６、一時
ワークエリア２−７等が設けられているアクション対応
動作テーブル２−４は、人間のアクション（話し掛け）
に対応した応答動作（会話／行動）を実行させるため
に、アクション対応動作プログラム２−５をアクセス
し、アクション内容に応じた種類の動作プログラムを呼
出指定するための動作プログラム管理情報を記憶するプ
ログラム管理テーブルである。

【００１１】図２は、アクション対応動作テーブル２−
４の構成を示、「認識言語」別に、「標準応答動作」、
「感情フラグ」、「特殊応答動作」を記憶する構成とな
っている。すなわち、「認識言語」が応答動作を一時的
に禁止させる音声アクション、例えば、「少し黙ってい
て」、「返事は要らない」、「静かに」等であれば、休
みのポーズのまま応答動作を一時的に停止させる動作内
容が設定されており、また、「認識言語」が応答動作を
再開させる音声アクション、例えば、「返事は」、「ど
う？」等であれば、一時停止中の動作から応答動作を再
開させる動作内容が設定されている。

【００１２】「感情フラグ」は、「認識言語」が例え
ば、「こらー」、「うるさい」等のように感情的な言語
に対応してセットされているフラグで、それに対応する
「標準応答動作」に、例えば、「ビックとしたり、震え
る」動作を表現した「特殊応答動作」が付加される。ま
た、感情的な言語以外であっても、その口調が感情的な
場合にも、「標準応答動作」に「特殊応答動作」が付加
される。学習エリア２−６には、所有者を識別するため
に予め登録された個人識別情報「声紋」と、所有者との
アクション頻度「対話頻度」が学習情報として記憶保持
されている。なお、「対話頻度」は、単位時間内の対話
回数を示している。

【００１３】次に、この一実施形態における動物型ロボ
ットの動作を図３に示すフローチャートを参照して説明
する。ここで、これらのフローチャートに記述されてい
る各機能を実現するためのプログラムは、読み取り可能
なプログラムコードの形態で記録媒体に格納されてお
り、ＣＰＵ１はこのプログラムコードにしたがった動作
を逐次実行する。図３は、システム全体の動作を示した
フローチャートである。先ず、電源投入に伴って自律行
動動作プログラム２−２を起動させて自律行動の動作を
開始させる（ステップＳ１）。この状態において、音声
入力部３をアクセスしながら入力音声の有無を調べ（ス
テップＳ２）、音声入力が無ければステップＳ１に戻っ
て自律行動動作を継続するが、自律行動の動作中におい
て、音声アクション有りが判別された場合には（ステッ
プＳ２）、入力音声を一時ワークエリア３−７に取り込
むと共に、言語認識プログラム２−３を起動させ、入力
音声に基づいて言語認識を行う（ステップＳ３）。

【００１４】この結果、「認識言語」が応答動作を一時
的に禁止させる音声アクション、例えば、「少し黙って
いて」、「返事は要らない」、「静かに」等の応答禁止
命令かを調べるが（ステップＳ４）、応答禁止命令でな
ければ、アクション対応動作テーブル２−４をアクセス
し、「認識言語」に対応して「感情フラグ」がセットさ
れている「こらー」、「うるさい」等の感情的な言語か
を判別する（ステップＳ５）。いま、感情的な言語でな
ければ、口調が感情的か、つまり、一時ワークエリア２
−７内の入力音声を解析して、音程レベルを検出し（ス
テップＳ６）、徐々に音程が上がってきているかを調べ
（ステップＳ７）、口調も感情的でなければ、学習エリ
ア２−６から「対話頻度」を取得して、その値が「通
常」、「大」、「小」かを判別し（ステップＳ８）、そ
の判別結果に応じた動作速度での応答動作を実行させる
（ステップＳ９〜Ｓ１１）。

【００１５】この場合、音声アクションの「認識言語」
に対応付けられている「標準応答動作」の動作プログラ
ムを呼び出してアクション対応の応答動作（会話／行
動）を実行させるが、その際、「対話頻度」の値にした
がって３段階に分け、その値が「通常」の範囲内であれ
ば、通常速度の応答動作（ステップＳ９）を行い、「対
話頻度」の値が「大」であれば、つまり、話し掛けが早
い場合には、速い応答動作（ステップＳ１０）を行い、
「小」であれば、ゆっくり速度の応答動作を行う（ステ
ップＳ１１）。そして、学習エリア２−６内の「対話頻
度」を更新した後（ステップＳ１２）、音声アクション
の有無を調べ（ステップＳ１３）、有れば、ステップＳ
３に戻る。

【００１６】一方、音声アクションを認識した場合、そ
の「認識言語」に基づいてアクション対応動作テーブル
２−４をアクセスした結果、「認識言語」に対応して
「感情フラグ」がセットされている感情的な言語であれ
ば（ステップＳ５）、この「認識言語」に対応する「標
準応答動作」に、例えば、「ビックとしたり、震える」
動作を表現した「特殊応答動作」を付加した特殊対応動
作を行わせる（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ
１２に移り、学習エリア２−６内の「対話頻度」を更新
した後、音声アクションが有れば、ステップＳ３に戻
る。また、感情的な言語でなくても、徐々に音程が上が
ってゆく感情的な口調である場合にも（ステップＳ
７）、特殊対応動作が行われる（ステップＳ１５）。

【００１７】一方、「認識言語」が応答動作を一時的に
禁止させるものであれば（ステップＳ４）、予め登録さ
れている「声紋」を学習エリア２−６から呼び出し、今
回入力された音声と照合することにより特定人間（所有
者）かを調べる（ステップＳ１６）。この結果、所有者
でなければ、所定の拒否応答動作を行うが（ステップＳ
２２）、所有者であれば、休みのポーズのまま応答動作
を一時的に停止させる（ステップＳ１７）。この一時停
止中において、音声アクションの有無を判別し（ステッ
プＳ１８）、音声アクションが有るまで待機状態とな
る。ここで、音声アクショが有ると、入力音声に基づい
て言語認識を行い（ステップＳ１９）、その認識言語が
例えば、「返事は」、「どう？」等の対話許可命令でな
ければ（ステップＳ２０）、対話許可命令が有るまでス
テップＳ１８に戻って待機状態となるが、対話許可命令
が入力された場合には（ステップＳ２０）、一時停止中
の動作から応答動作を再開させる（ステップＳ２１）。
その後、ステップＳ１２に移り、学習エリア２−６内の
「対話頻度」を更新した後、音声アクションが有れば、
ステップＳ３に戻る。なお、ステップＳ１３で音声アク
ションが無いことが検出された場合には、一定時間経過
したかを判別し（ステップＳ１４）、一定時間音声アク
ションが無い場合には、アクション応答動作から自律行
動の動作状態に移る（ステップＳ１）。

【００１８】以上のように、この一実施形態おいては、
音声アクション内容が例えば、「少し黙っていて」、
「返事は要らない」、「静かに」等の応答禁止命令であ
れば、それ以降におけるアクションに対応した応答動作
を一時禁止させ、アクション内容が例えば、「返事
は」、「どう？」等の対話許可命令であれば、一時禁止
中の応答動作を再開させるようにしたから、スイッチ操
作ではなく、アクション内容によって応答動作を一時的
に禁止させたり、応答動作を再開させることができ、意
図しないアクションに対して不用意に応答しないように
制御することができる。この場合、入力音声と予め登録
されている所有者の「声紋」とを照合することにより、
所有者からの応答禁止命令であることを条件に応答動作
を一時禁止させることができる。

【００１９】また、アクション頻度に応じてそのアクシ
ョンに対応する応答のパターンを変更するようにしたか
ら、同じアクションであっても、その頻度に応じてクシ
ョン対応動作を変化させることができ、単調な対応動作
を回避した飽きのこないアクション応答システムを提供
することができる。この場合、アクション頻度に応じて
動作速度を変化するようにしたから、例えば、単位時間
当たりの話し掛け数が多い場合には速い動作、話し掛け
数が少ない場合には、ゆっくり動作で応答させることが
できる。更に、入力音声の音程から人間の感情や心理状
況を判別すると共に、判別結果に基づいてそのアクショ
ンに対応する応答パターンを変更するようにしたから、
同じアクションであっても、人間の感情や心理状況に応
じてクション対応動作を変化させることができ、単調な
対応動作を回避した飽きのこないアクション応答システ
ムを提供することができる。

【００２０】なお、上述した第１実施形態においては、
対話頻度に応じて動作速度を変化させたが、歩幅や手の
振り等、動作の大きさを変化させるようにしてもよい。
この場合、対話頻度が大きければ大きな動作、小さけれ
ば、動作を小さくするようにしてもよい。また、対話頻
度は単位時間内の対話回数に限らず、前回の音声アクシ
ョンから今回の音声アクションまでの時間的な間隔を計
測するようにしてもよい。また、音声アクションに対応
した応答動作を行うようにしたが、画像入力部や接触検
出部を設ければ、人間の身振り、接触に応答した動作を
実行させることができる。また、応答動作は、音声応
答、会話応答を並行して行うようにしてもよい。アクシ
ョン対象者を識別する場合、声紋を照合するようにした
が、顔画像、身長や太り具合、髪型等の身体的な特徴を
検出して識別するようにしてもよい。また、動物型ロボ
ットに限らず、ソフトウェアによる表示画面上での仮想
動物やペット等であってもよい。

【００２１】

【発明の効果】第１の発明によれば、スイッチ操作では
なく、アクション内容によって応答動作を一時的に禁止
させたり、応答動作を再開させることができ、意図しな
いアクションに対して不用意に応答しないように制御す
ることができる。第２の発明によれば、同じアクション
であっても、その頻度に応じてクション対応動作を変化
させることができ、単調な対応動作を回避した飽きのこ
ないアクション応答システムを提供することができる。
第３の発明によれば、同じアクションであっても、人間
の感情や心理状況に応じてクション対応動作を変化させ
ることができ、単調な対応動作を回避した飽きのこない
アクション応答システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】動物型ロボットの全体構成を示したブロック
図。

【図２】アクション対応動作テーブルの構成を示した
図。

【図３】システム全体の動作を示したフローチャート。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ 記憶部 ３ 音声入力部 ４ 音声応答部 ５ 可動動作部 ６ 駆動機構部 ２−４ アクション対応動作テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 廣 東京都羽村市栄町３丁目２番１号 カシオ 計算機株式会社羽村技術センター内 Ｆターム(参考） 2C150 BA06 CA02 DA04 DA24 DA26 DA27 DA28 ED42 ED52 EF02 EF07 EF16 EF23 EF29 EF33 5D015 AA03 HH04 KK01 KK02 KK04 LL10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人間のアクションに対応して応答動作を行
   うアクション応答システムにおいて、 人間のアクションを外界情報として検出する外界情報検
   出手段と、 この外界情報検出手段によって検出されたアクションの
   内容を認識する外界情報認識手段と、 この外界情報認識手段によって認識されたアクション内
   容が応答禁止を指示するアクションであれば、それ以降
   におけるアクションに対応した応答動作を一時禁止さ
   せ、アクション内容が応答再開を指示するアクションで
   あれば、前記禁止中の応答動作を再開させる動作制御手
   段とを具備したことを特徴とするアクション応答システ
   ム。
2. 【請求項２】予め個人識別情報が登録されている状態に
   おいて、前記外界情報検出手段によって検出された人間
   の特徴情報と前記登録されている個人識別情報とを照合
   することにより、予め登録されている特定者からのアク
   ションかを判別する判別手段を設け、 この判別手段によって特定者からのアクションであるこ
   とが判別された場合に、前記動作制御手段は、当該特定
   者からのアクション内容が応答禁止を指示するアクショ
   ンであれば、それ以降におけるアクションに対応した応
   答動作を一時禁止させるようにしたことを特徴とする請
   求項1記載のアクション応答システム。
3. 【請求項３】人間のアクションに対応して応答動作を行
   うアクション応答システムにおいて、 人間のアクションを外界情報として検出する外界情報検
   出手段と、 この外界情報検出手段によって検出されたアクションの
   内容を認識する外界情報認識手段と、 人間からのアクション頻度を判別する判別手段と、 この判別手段によって判別されたアクション頻度に応じ
   てそのアクションに対応する応答のパターンを変更する
   応答制御手段とを具備したことを特徴とするアクション
   応答システム。
4. 【請求項４】前記応答のパターンは動作であり、前記応
   答制御手段は、アクション頻度に応じて動作速度や動作
   の大きさを変更することで、前記応答のパターンを変更
   するようにしたことを特徴とする請求項３記載のアクシ
   ョン応答システム
5. 【請求項５】人間の音声アクションに対応して応答動作
   を行うアクション応答システムにおいて、 人間の音声アクションを外界情報として検出する外界情
   報検出手段と、 この外界情報検出手段によって検出された音声アクショ
   ンの内容を認識する外界情報認識手段と、 この外界情報認識手段によって認識された言語の内容あ
   るいは音程から人間の感情や心理状況を判別する判別手
   段と、 この判別手段による判別結果に基づいてそのアクション
   に対応する応答パターンを変更する応答制御手段とを具
   備したことを特徴とするアクション応答システム。
6. 【請求項６】コンピュータが読み取り可能なプログラム
   コードを有する記録媒体であって、 人間のアクションが外界情報として検出された際に、検
   出されたアクションの内容を認識させるコンピュータが
   読み取り可能なプログラムコードと、 認識されたアクション内容が応答禁止を指示するアクシ
   ョンであれば、それ以降におけるアクションに対応した
   応答動作を一時禁止させ、アクション内容が応答再開を
   指示するアクションであれば、前記禁止中の応答動作を
   再開させるコンピュータが読み取り可能なプログラムコ
   ードとを有する記録媒体。
7. 【請求項７】コンピュータが読み取り可能なプログラム
   コードを有する記録媒体であって、 人間のアクションが外界情報として検出された際に、検
   出されたアクションの内容を認識させるコンピュータが
   読み取り可能なプログラムコードと、 人間からのアクション頻度を判別させるコンピュータが
   読み取り可能なプログラムコードと、 判別されたアクション頻度に応じてそのアクションに対
   応する応答パターンを変更させるコンピュータが読み取
   り可能なプログラムコードとを有する記録媒体。
8. 【請求項８】コンピュータが読み取り可能なプログラム
   コードを有する記録媒体であって、 人間の音声アクションが外界情報として検出された際
   に、検出された音声アクションの内容を認識させるコン
   ピュータが読み取り可能なプログラムコードと、 認識された言語の内容あるいは音程から人間の感情や心
   理状況を判別させるコンピュータが読み取り可能なプロ
   グラムコードと、 判別結果に基づいてそのアクションに対応する応答パタ
   ーンを変更させるコンピュータが読み取り可能なプログ
   ラムコードとを有する記録媒体。