JP2002136772A - 電子ペット - Google Patents
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Abstract
的に延びる頭尾16とを有しかつたとえばウレタン系素
材からなる外被12を含み、その球形部の一部に透明球
殻18を設け、その内部にカメラ20を配置する。頭尾
16には弾性体からなる芯材17を内蔵して頭尾16を
連続的に揺動させる。パン動作やチルド動作をさせるア
クチュエータが、コイルばね28のような弾性体によっ
て、支持される。弾性体による連続的な動きにアクチュ
エータによる離散的な動きを加えることによって、より
生物的な動きが生成される。マイク211および212
ならびにスピーカ23が音声インタフェースとして利用
される。 【効果】 簡単な構成でより生物的な動きのできる電子
ペットが得られる。
Description
特にたとえば社会的な表示が可能なインタフェースとし
て利用できる、かつ解釈の多義性を持った形状でありな
がら実際の生物的な振る舞いを生成できる、新規な電子
ペットに関する。
されるいわゆるペットロボットないし電子ペットが種々
提案され、実現されている。
在する生物の形状(たとえば犬や猫)を有し、したがっ
て、ユーザ(人間)は、その電子ペットの性状を、その
形状から連想して固定的に解釈してしまう。そのため、
ユーザは、その特定形状の電子ペットに対して、その形
状で表される実在の生物に対すると同じようなアクショ
ンをするだけである。また、このように一義的に解釈さ
れる形状の従来の電子ペットでは、ユーザは、実際の生
物と電子ペットとの相違に注意が向きすぎ、場合によっ
ては、その電子ペットに対する愛着を感じることができ
ないこともある。
によって予めデザイン化している振る舞いができるだけ
であり、したがって、進化プログラムを組み込んでいる
とはいえ、ユーザに一定の満足を与えるにとどまり、飽
きられ易いという問題もある。
規な、電子ペットを提供することである。
き出すことができる、電子ペットを提供することであ
る。
にくい、電子ペットを提供することである。
ットは、球形部とその球形部から連続的に延びる頭尾と
を有する外被、外被の頭尾に内蔵されるかつ弾性体から
なる芯材、外被の球形部に設けられる1つの透明球殻、
および外被に内蔵されるアクチュエータを備える、電子
ペットである。
ムに従って離散的に制御可能なアクチュエータ、および
アクチュエータを支持する弾性体を備える、電子ペット
である。
かつ手触りのよい材料で形成され、たとえば球形部とそ
の球形部の頂部から上方に伸びる先細の頭尾を有する。
球形部は頭または胴と解釈でき、頭尾は、角またはしっ
ぽとして解釈できる。つまり、この発明の電子ペットは
全体として解釈に多義性を付与する異形形状であり、し
たがって、ユーザはこの電子ペットに、実在の生物に対
する場合とは異なり、種々のアクションを行い、その機
能や性格を把握しようとする。そのために、ユーザは、
従来の電子ペットのような実在の生物を真似た形状の電
子ペットに対するより一層、愛着を持ちしかも飽き難
い。
頭尾は、連続的かつ継続的に揺動するので、常にどこか
の部位の全体が微動する実際の生物に近い動きを提示で
きる。
トをプログラムに従って離散的に制御することによっ
て、電子ペットに特定の社会的な表示をさせることがで
きる。
することによって、弾性体による連続的かつ継続的な動
きにその離散的な動きを重畳することができるので、従
来の電子ペットのような精巧で高価なメカニズムを用い
ることなく、簡易な構造で実在する生物的な動きを生成
することができる。
首振り(Tilting:チルト動作)および横首振り(Panni
ng:パン動作)を実現できる駆動機構、たとえば俯仰手
段および旋回手段を有する。チルト動作によって肯定的
な社会的表示が実現でき、パン動作によって否定的な社
会的表示が実現できる。
からたとえば肌色領域を抽出してその肌色領域を追尾す
るように制御すれば、電子ペットがユーザの顔を追尾す
る仕草を表現できる。
くとも2つのマイクを設けることによって、2つのマイ
クへ入力される音声信号の位相差に応じて、音源方向を
特定でき、したがって、その音源方向にアドレスするな
どの社会的表示を実現できる。
ば、上述のマイクとともに、音声インタフェース可能な
電子ペットが実現できる。
る外形形状を有するので、ユーザが固定的なアクション
しか行わない従来の電子ペットに比べて、ユーザの愛着
を引き出すことができ、しかもユーザに飽きられにく
い、電子ペットが得られる。
きが弾性体による連続的な動きに重畳されるので、簡単
な構造によって、実在する生物に近い、生物的な動きを
生成することができる。
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。
子ペット10は仮想的な生命体(以下、単に「クリーチ
ャ」と称する。)であり、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。この頭尾16には、図1および図2に
示すように、たとえば金属やプラスチックあるいは合成
ゴムのような弾性体からなる棒状の芯材17が内蔵され
ていて、したがって、頭尾16は、前後左右に連続的に
揺動する。この頭尾16は、後述の透明球殻18ととも
に、クリーチャ10がそのときに取る姿勢や方向を強調
する機能を果たす。したがって、ユーザの様々な関与の
結果としてのクリーチャ10の反応を頭尾16の動きに
増幅して表示することができる。なお、この芯材17
は、後に説明する内部構造物24(図3)によって基端
が支持される。
のようにウレタン系やゴムなどの素材で作られており、
クリーチャ10の全体的な動きを弾性的な揺動に変換す
る機能を果たし、その揺動は、ユーザに対して、その頭
尾16に触って質感を確かめるなどの振る舞いを誘発す
る。
しクリーチャ10の外被12は、略球形の球形部14と
頭尾16とを有し、それを見る人間に解釈の多義性を与
える。すなわち、球形部14は、頭とも胴とも解釈で
き、頭尾16は、角ともしっぽとも解釈できる。つま
り、実在する生物とは異なる形状を持つため、ユーザ
は、このような形状から機能や性格を特定することが難
しく、「触る」、「声を掛ける」、「覗き込む」、「手
を振る」、「音を立てる」などの多様な関与を引き出す
ことができる。
ラスチックからなる透明球殻18が露出する。その透明
球殻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2
0は、透明球殻18を通して、外部の人や風景を撮影す
ることができる。つまり、実施例のクリーチャ10は、
上述のように頭とも胴とも解釈できる球形部14のほぼ
中心に、透明球殻18を有する。多くの動物は通常2つ
の眼球を有するのに対し、実施例クリーチャ10は、1
つの透明球殻18をもつだけであるので、この球殻18
は、たとえば「動物の眼球」として、あるいは「口」と
して解釈される。このように、球殻18は1つだけ設け
られるので、上述の外被12すなわち異形の全体形状と
あいまって、クリーチャ10が実在する動物ヘの帰属さ
せられるのを回避する機能を果たす。
えるようにアイリス(絞り)19を設け、後に説明する
手段によって、そのアイリスを、たとえば外界の光量の
変化に合わせて連続的に変化させるようにすれば、透明
球殻18はあたかも生物の「目」のような印象を与え
る。したがって、クリーチャ10が仮想的生命体である
ことをユーザに認識させることができる。
22が露出する。したがって、この実施例のクリーチャ
10は、車輪22によって床面上を自在に移動し得る。
内の透明球殻18の近傍には、2つのマイク211およ
び212が設けられる。このマイク211および212
は、図3に示す内部構造物24に取り付けられてステレ
オマイクとして機能し、2つのマイク211および21
2に入力される音の位相差で音源方向を知ることができ
る。そして、後に説明するコンピュータ46は、その音
源方向にクリーチャ10をアドレスすることによって、
社会的表示を達成する。
す内部構造物24に取り付けられて、図1および図2に
示すように、複数の赤外線近接センサ25,25,…が
設けられる。ただし、この近接センサ25が設けられる
外被12の位置には、赤外線を透過するための赤外線透
過部、たとえば開口ないし孔が形成される。この近接セ
ンサ25は、クリーチャ10の位置決めまたは位置制御
のための情報、たとえばクリーチャ10がユーザの近傍
に位置するのか、あるいはユーザからはかなり離れて位
置するのかなどの情報を検知する。
で示すように、スピーカ23が内蔵される。このスピー
カ23は、図3に示す内部構造物24に、ユーザに対し
て音声を出力する。このようにスピーカ23を設けかつ
上述のマイク211および212を設けることによっ
て、このクリーチャ10を音声インタフェース手段とし
て利用することができる。
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。
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。つまり、この実施例では、クリーチャ10の
本体が全体として、ばね28などの弾性体で支持され
る。ただし、実施例では、コイルばね28上に支持台3
0を支持したが、この支持台30をコイルばねによって
懸架する構造でもよい。また、ばねとしては、コイルば
ねだけでなく、板ばねが用いられてもよい。さらに、ば
ねは、ゴムや弾性プラスチックのような他の弾性体に代
えられてもよい。
チルトなどの少数の自由度を備えたアクチュエータが構
成される。そして、このアクチュエータは、コンピュー
タ46(図4)によってプログラムに従って制御され
る。プログラムによってアクチュエータの動き任意の連
続的な動きとして制御するためには、一般に、精度の高
いサーボモータなどを用いる必要があり、したがって、
高価になってしまう。
0では、後に説明するような離散的に制御できるアクチ
ュエータを弾性体で支持することによって、より生物的
な動きを作りだす。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
(チルト動作)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(パン動作)が出現する。
号,カメラ20からの外界映像,マイク211および2
12からの外界の音声や音をコンピュータ46で検出
し、それらに応じて、コンピュータ46が各アクチュエ
ータの動きを計算して、各駆動回路48,52および5
6等に指示することによって、アクチュエータを離散的
に動作させる。このアクチュエータの離散的に動きがそ
のアクチュエータを支持する弾性体(たとえばコイルば
ね28)に伝わり、アクチュエータの慣性と弾性体の弾
性特性とを反映して、連続的な動きに変換される。この
連続的で継続的な動きは、生物の動きに一層近似した動
きとなる。この実施例によるアクチュエータの動きはコ
ンピュータ46によって制御されるものの、それに弾性
体による動きが加わるため、全体としては、完全にコン
ピュータ制御された動きにはならず、その動きを物理的
な特性と組み合わせることが、この実施例の特徴の1つ
である。
構え」を引き出し、完全にコンピュータ制御された動き
は「設計的な構え」を引き出す。これに対して、実施例
のクリーチャ10では、その動きの多くは弾性体の物理
的特性に委ねた連続的で継続的な動きが実現され、そこ
にコンピュータ46で制御された離散的な動きが割り込
み、新たな動きを作りだす。このような動きの多様性
は、生物的な動きに類似した動きとなる。そのような生
物近似の動きを弾性体とそれによって支持したアクチュ
エータとによって、簡単な構成でかつ安価に実現でき
る。
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。
に設けられた透明球殻20と頭尾16とによって、クリ
ーチャ10の向きや姿勢およびその変化をユーザに対し
て表示することができる。すなわち、、クリーチャ10
は、社会的な表示の機能を備える。
表示は、上述の俯仰モータ54による小さなチルトの動
きで表現することができる。また、否定的な意思表示
は、上述の旋回モータ58によるパン動作によって表現
できる。そのチルトやパンの動作の大きさを変えること
によって、強い肯定または否定あるいは弱い肯定または
否定を表現することができる。これらは、意思表示など
の問いかけが行われている文脈で明らかに機能する。
向からずらせることによって、クリーチャ10の会話中
での姿勢を表示することができる。すなわち、誰に向か
って話しをしているのか、または誰の話を聞いているの
かという姿勢を表示する。この機能は2つ以上のクリー
チャ10を用いることによって、より一層顕著に表現で
きる。
手段(コンピュータ46)と上述のアクチュエータの制
御とによって、「ユーザの顔を追いかける」という動作
を実現できる。これは、クリーチャ10の心的状態を参
照することによって、追いかけるというモードと追いか
けないというモードとに分けることができる。この手段
によって、クレーム10がユーザに関心があるか否かを
表現できる。また、何かを探しているという状態、すな
わち、特定の興味ある対象を未だ見出していないという
状態を表示することができる。さらには、うつむきがち
になにかを探すようなしぐさは、退屈であるという心的
状態の表現方法として有効である。
ることによって、快活な状態を表示でき、すこしのんび
りとした反応時間をもたせると、元気のない状態を表示
できる。
めには、カメラ20が利用される。すなわち、カメラ2
0からの映像から肌色領域を抽出し、その肌色領域を顔
として特定することによって、チルト機構52および5
4ならびにパン機構56および58を制御して、顔を追
尾できる。
から遠ざかるあるいはユーザに接近するなどの行動によ
って、ユーザを避けるあるいはユーザに関心があるなど
の心的状態を表現できる。また、近接センサ25を利用
することによって、ユーザや他の対象との距離を調整で
きる。つまり、近接センサ25と移動手段48および5
0とを利用して、対象に近づく、あるいはその対象から
関心を外すなどの心的状態を表示することができる。
は、幾つかの自由度を有するアクチュエータの制御と会
話状況との組み合わせによって、社会的な表示を簡易に
実現できる。これらは、人間どうしの会話の中では、視
線の動き,顔の動き,上半身の動き,両腕の動き,指先
の動きなどの組み合わせによって表示されるものである
が、実施例のクリーチャ10では、それらを簡易にかつ
自然性を失うことなく実現できる。
を制御するために、光量センサ27が設けられる。この
光量センサ27はたとえばCdSからなり、外界の明る
さ(光量)に応じた大きさの信号をコンピュータ46に
入力する。コンピュータ46では、その光量信号に基づ
いてアイリス駆動回路29を制御して、光量信号が大き
いときすなわち外界が明るいときにアイリス19を閉じ
る方向に変位させ、あるいは、光量信号が小さいときす
なわち外界が暗いときにアイリス19を閉じる方向に変
位させる。したがって、透明球殻18でアイリス19の
開口の大きさが変化するので、それがたとえば生物の
「目」として把握できる。
弾性体からなる芯材17を内蔵した。この芯材17をさ
らにアクチュエータ(図示せず)と組み合わせてもよ
い。つまり、離散的な動作を実現するアクチュエータと
連続的な動作を実現する弾性体とを組み合わせることに
よって、より一層生物的挙動に近づけることができる。
なお、アクチュエータとしては、たとえば形状記憶素材
を利用したものが用いられ得る。
はクリーチャ10は、ユーザとの間で種々のインタフェ
ース手段(たとえば音声インタフェース,社会的表示イ
ンタフェースなど)を持っているため、図5に示すよう
に、パソコン用インタフェースとして利用できる。つま
り、パソコン31にクリーチャ10を接続し、そのカメ
ラ20からの映像をパソコン31内に取り込んだり、マ
イク211および/または212を利用してパソコン3
1に音声入力を与えたり、パソコン31からの音声出力
をスピーカ23から出力するようにすることができる。
みた外観図である。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】球形部とその球形部から連続的に延びる頭
尾とを有する外被、 前記外被の前記頭尾に内蔵されるかつ弾性体からなる芯
材、 前記外被の前記球形部に設けられる1つの透明球殻、お
よび前記外被に内蔵されるアクチュエータを備える、電
子ペット。 - 【請求項2】前記外被はウレタン系材料で形成される、
請求項1記載の電子ペット。 - 【請求項3】前記アクチュエータはプログラムに従って
離散的に制御され、さらに前記アクチュエータを支持す
る弾性体を備える、請求項1または2記載の電子ペッ
ト。 - 【請求項4】前記透明球殻に位置して前記外被内にカメ
ラを設けた、請求項1ないし3のいずれかに記載の電子
ペット。 - 【請求項5】互いに異なる位置に設けられた少なくとも
2つのマイクをさらに備える、請求項1ないし4のいず
れかに記載の電子ペット。 - 【請求項6】少なくとも1つのスピーカをさらに備え
る、請求項1ないし5のいずれかに記載の電子ペット。 - 【請求項7】前記アクチュエータは、少なくともパン動
作およびチルト動作を実現できる駆動機構を含む、請求
項1ないし6のいずれかに記載の電子ペット。 - 【請求項8】プログラムに従って離散的に制御可能なア
クチュエータ、および前記アクチュエータを支持する弾
性体を備える、電子ペット。 - 【請求項9】前記アクチュエータは、少なくともパン動
作およびチルト動作を実現できる駆動機構を含む、請求
項8記載の電子ペット。
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JP2000330974A JP3494408B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 電子ペット |
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Cited By (3)
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JP2005279897A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Advanced Telecommunication Research Institute International | ロボットシステム |
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Families Citing this family (1)
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2000
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