JP2002205291A - 脚式ロボット及び脚式ロボットの行動制御方法、並びに記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オペレータからの直接的なコマンド入力なし
に、外部要因に応答して自ら行動計画を立案し体現する
ロボットを提供する。 【解決手段】 ロボットは、本あるいはその他の印刷媒
体・記録媒体に印刷・記録されたストーリ、あるいはネ
ットワーク経由でダウンロードされたストーリを朗読す
る際に、記述された文字通りに単に逐語的に読み上げる
のではなく、時間の変化、季節の変化、あるいはユーザ
の感情変化などの外部要因を利用して、元の内容との実
質的同一の範囲内で動的にストーリを改編し、毎回異な
った内容を朗読することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも肢体と
体幹部を有する脚式ロボットのような多関節型のロボッ
ト及び脚式ロボットの行動制御方法、並びに記憶媒体に
係り、特に、肢体及び／又は体幹部を利用した各種の行
動シーケンスを実行する脚式ロボット及び脚式ロボット
の行動制御方法、並びに記憶媒体に関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、オペレータから
の直接的なコマンド入力なしに、外部要因に応答して自
ら行動計画を立案して外界に対して体現するタイプの脚
式ロボット及び脚式ロボットの行動制御方法、並びに記
憶媒体に係り、特に、ユーザとの共有作業空間でユーザ
と協調的な作業を行っている最中に、時間の変化、季節
の変化、あるいはユーザの感情変化などの外部要因を検
出して、行動シーケンスを変容させる脚式ロボット及び
脚式ロボットの行動制御方法、並びに記憶媒体に関す
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"ＲＯＢＯ
ＴＡ(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、クマの子供のよう
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 robo
t）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
るいはイヌやくまの子供（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、相手の言葉や態度（「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、インテリジェントなロボット
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】ユーザ操作などの外部からの刺激を検出し
たことに応答してこのモデルを変更する、すなわち学習
効果を有する「学習モデル」を付与することによって、
ユーザにとって飽きない、あるいはユーザ毎の好みに適
応した行動シーケンスを実行することができる。

【００１１】また、いわゆる自律型のロボットは、オペ
レータからの直接的なコマンド入力がなくとも、カメラ
やスピーカ、接触センサなどの各種センサ入力によって
外部要因を取り込んで、自ら行動計画を立案し、手足の
動作や音声出力など機体上の各種の出力形態を介して行
動計画を体現することができる。

【００１２】外部要因に応じて行動シーケンスを変容さ
せると、ロボットはユーザにとって意外で予期しない行
動をとることができるので、ユーザは飽きずにロボット
と付き合い続けることができる。

【００１３】ロボットが、例えば一般家庭内などのユー
ザとの共有作業空間において、ユーザや他のロボットと
協調的な作業を行っている最中に、ロボットが、時間の
変化、季節の変化、あるいはユーザの感情変化などの外
部要因の変化を検出して、行動シーケンスを変容させる
と、ユーザはロボットに対してより深い愛着を覚えるこ
ともできる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、肢体
及び／又は体幹部を利用した各種の行動シーケンスを実
行することができる、優れた脚式ロボット及び脚式ロボ
ットの行動制御方法、並びに記憶媒体を提供することに
ある。

【００１５】本発明の更なる目的は、オペレータからの
直接的なコマンド入力なしに、外部要因に応答して自ら
行動計画を立案し体現するタイプの、優れた脚式ロボッ
ト及び脚式ロボットの行動制御方法、並びに記憶媒体を
提供することにある。

【００１６】本発明の更なる目的は、ユーザや他のロボ
ットとの共有作業空間でユーザと協調的な作業を行って
いる最中に、時間の変化、季節の変化、あるいはユーザ
の感情変化などの外部要因を検出して、行動シーケンス
を変容させることができる、優れた脚式ロボット及び脚
式ロボットの行動制御方法、並びに記憶媒体を提供する
ことにある。

【００１７】

【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
所定の行動シーケンスに従って動作する脚式ロボット又
は脚式ロボットの行動制御方法であって、外部要因を検
出する入力手段又はステップと、前記行動シーケンスの
少なくとも一部に関する変更可能な選択肢を提供する選
択肢提供手段又はステップと、前記入力手段又はステッ
プによって検出された外部要因に基づいて、前記選択肢
提供手段又はステップによって提供されたものから適当
な選択肢を選択する入力判断手段又はステップと、前記
入力判断手段又はステップによる判断結果に従って変更
された行動シーケンスを実行する行動制御手段又はステ
ップと、を具備することを特徴とする脚式ロボット又は
脚式ロボットの行動制御方法である。

【００１８】本発明の第１の側面に係る脚式ロボット
は、本あるいはその他の印刷媒体・記録媒体に印刷・記
録されたストーリ、あるいはネットワーク経由でダウン
ロードされたストーリを朗読するなどの行動シーケンス
を実行する。そして、あるストーリを朗読する際に、記
述された文字通りに単に逐語的に読み上げるのではな
く、時間の変化、季節の変化、あるいはユーザの感情変
化などの外部要因を利用して、元の内容との実質的同一
の範囲内で動的にストーリを改編し、毎回異なった内容
を朗読することができる。

【００１９】したがって、本発明の第１の側面に係る脚
式ロボットがこのようにユニークな行動を実現すること
により、ユーザは飽きることなくロボットと長時間付き
合うことができる。また、ユーザは、ロボットに対して
深い愛情を覚えることができる。

【００２０】また、自律型ロボットの世界が読書の世界
にまで広がり、ロボットの世界観を拡張することができ
る。

【００２１】本発明の第１の側面に係る脚式ロボット
は、行動シーケンスの実現に利用するコンテンツを外部
から取得するコンテンツ取得手段をさらに備えていても
よい。例えば、インターネットのような情報通信媒体を
介してコンテンツをダウンロードしてもよいし、ＣＤや
ＤＶＤなどのコンテンツ記憶媒体を介して２以上のシス
テム間でコンテンツの移動を行ってもよい。あるいは、
その他のコンテンツ流通媒体を利用してもよい。

【００２２】また、前記入力手段又はステップは、「な
でられた」のようなユーザから加えられるアクションを
外部要因として検出してもよいし、時間や季節の変化、
又は、特別な日時への到達を外部要因として検出しても
よい。

【００２３】また、脚式ロボットが実現する行動シーケ
ンスは、例えば本やこれと等価な印刷物・複製物から供
給される文章の朗読であってもよいし、落語の実演であ
ってもよい。また、行動シーケンスは、ＢＧＭとして利
用可能な音楽データの再生を含んでいてもよい。

【００２４】例えば、前記入力手段又はステップにより
検出されたユーザからのインストラクションに応答し
て、前記行動シーケンスにおいて朗読するシーンを切り
換えるようにしてもよい。

【００２５】また、脚式移動ロボットは、状態を表示す
るための目ランプのような表示手段をさらに備えていて
もよい。このような場合、朗読するシーンの切り換わり
に応じて前記表示手段は表示形態を切り換えるようにし
てもよい。

【００２６】また、本発明の第２の側面は、可動部を有
するロボット装置であって、外部要因を検出する外部要
因検出手段と、前記ロボット装置による発話を出力する
音声出力手段と、前記発話内容に関するシナリオが記憶
された記憶手段と、前記シナリオを変更するシナリオ変
更手段とを備え、前記外部要因検出手段により検出され
た外部要因に基づいて、前記シナリオ変更手段による上
記シナリオを変更しながら前記シナリオを前記音声出力
手段から発話する、ことを特徴とするロボット装置であ
る。

【００２７】本発明の第２の側面に係るロボット装置
は、前記シナリオを発話する際に、前記シナリオの内容
に基づいて前記可動部を動作させるようにしてもよい。

【００２８】本発明の第２の側面に係るロボット装置
は、あらかじめ記憶されている発話内容に関するシナリ
オを音声出力するようになっているが、単に記述された
文字通りに単に逐語的に音声出力するのではなく、前記
外部要因検出手段により検出された外部要因に基づい
て、前記シナリオ変更手段による上記シナリオを変更し
ていくことができる。

【００２９】すなわち、時間の変化、季節の変化、ある
いはユーザの感情変化などの外部要因を利用して、元の
内容との実質的同一の範囲内で動的にシナリオを変更す
るので、毎回異なった発話内容となる。したがって、本
発明の第２の側面に係るロボット装置がこのようにユニ
ークな行動を実現することにより、ユーザは飽きること
なくロボットと長時間付き合うことができる。また、ユ
ーザは、ロボットに対して深い愛情を覚えることができ
る。

【００３０】また、ロボット装置は、前記シナリオを発
話する際に、前記シナリオの内容に基づいて前記可動部
を動作させるというインタラクションを付加することに
より、エンターティンメント性がさらに高まる。

【００３１】また、本発明の第３の側面は、所定の行動
シーケンスに従って動作する脚式ロボットの行動制御を
コンピュータ・システム上で実行するように記述された
コンピュータ・ソフトウェアをコンピュータ可読形式で
物理的に格納した記憶媒体であって、前記コンピュータ
・ソフトウェアは、外部要因を検出する入力ステップ
と、前記行動シーケンスの少なくとも一部に関する変更
可能な選択肢を提供する選択肢提供ステップと、前記入
力ステップによって検出された外部要因に基づいて、前
記選択肢提供ステップにおいて提供されたものから適当
な選択肢を選択する入力判断ステップと、前記入力判断
ステップによる判断結果に従って変更された行動シーケ
ンスを実行する行動制御ステップと、を具備することを
特徴とする記憶媒体である。

【００３２】本発明の第３の側面に係る記憶媒体は、例
えば、さまざまなプログラム・コードを実行可能な汎用
コンピュータ・システムに対して、コンピュータ・ソフ
トウェアをコンピュータ可読な形式で提供する媒体であ
る。このような媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）
やＦＤ（Floppy Disk）、ＭＯ（Magneto-Optical dis
c）などの着脱自在で可搬性の記憶媒体である。あるい
は、ネットワーク（ネットワークは無線、有線の区別を
問わない）などの伝送媒体などを経由してコンピュータ
・ソフトウェアを特定のコンピュータ・システムに提供
することも技術的に可能である。勿論、インテリジェン
トな脚式移動ロボットは、高度な情報処理能力を備えて
おり、コンピュータとしての側面も持っている。

【００３３】本発明の第３の側面に係る記憶媒体は、コ
ンピュータ・システム上で所定のコンピュータ・ソフト
ウェアの機能を実現するための、コンピュータ・ソフト
ウェアと記憶媒体との構造上又は機能上の協働的関係を
定義したものである。換言すれば、本発明の第３の側面
に係る記憶媒体を介して所定のコンピュータ・ソフトウ
ェアをコンピュータ・システムにインストールすること
によって、コンピュータ・システム上では協働的作用が
発揮され、本発明の第１の側面に係る脚式移動ロボット
及び脚式移動ロボットの行動制御方法と同様の作用効果
を得ることができる。

【００３４】また、本発明の第４の側面は、ロボット装
置が発話するための文章と、前記ロボット装置が上記文
章を発話する際に前記文章中の発話位置を認識するため
の識別手段とを備えることを特徴とする記録媒体であ
る。

【００３５】本発明の第４の側面に係る記憶媒体は、例
えば、複数ページの印刷媒体が一端縁にて開閉可能に閉
じられてなる本や書籍として構成される。ロボット装置
は、このような記憶媒体を見ながらその文章を朗読する
際には、発話位置を認識するための識別手段を手掛かり
にして、適切な朗読箇所を見つけることができる。

【００３６】このような識別手段としては、例えば、本
を見開いたときの左右のページに異なる色を使ったり
（すなわち、ページ毎に色の組合せが違うように印刷又
は画像形成処理する）、あるいはサイバーコード（ｃｙ
ｂｅｒｃｏｄｅ）のようなビジュアル・マーカを各ペー
ジに貼設することにより実現される。

【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形態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
の実施形態について詳解する。

【００３９】図１には、本発明を実施に供される、四肢
による脚式歩行を行う移動ロボット１の外観構成を示し
ている。図示の通り、該ロボット１は、四肢を有する動
物の形状や構造をモデルにして構成された多関節型の移
動ロボットである。とりわけ本実施形態の移動ロボット
１は、愛玩動物の代表例であるイヌの形状及び構造を模
してデザインされたペット型ロボットという側面を有
し、例えば人間の住環境において人間と共存するととも
に、ユーザ操作に応答した動作表現することができる。

【００４０】移動ロボット１は、胴体部ユニット２と、
頭部ユニット３と、尻尾４と、四肢すなわち脚部ユニッ
ト６Ａ〜６Ｄで構成される。

【００４１】頭部ユニット３は、ロール、ピッチ及びヨ
ーの各軸方向（図示）の自由度を持つ首関節７を介し
て、胴体部ユニット２の略前上端に配設されている。ま
た、頭部ユニット３には、イヌの「目」に相当するＣＣ
Ｄ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）カメラ１
５と、「耳」に相当するマイクロフォン１６と、「口」
に相当するスピーカ１７と、頭部や背中などの部位に配
設されてユーザの接触を感知するタッチ・センサ１８
と、複数のＬＥＤインジケータ（目ランプ）１９が搭載
されている。これら以外にも、生体の五感を構成するセ
ンサを含んでいても構わない。

【００４２】目ランプ１９は、その表示形態に応じて、
移動ロボット１の内部状態や実行中の行動シーケンスに
関する情報をユーザにフィードバックすることができる
が、その動作については後述に譲る。

【００４３】尻尾４は、ロール及びピッチ軸の自由度を
持つ尻尾関節８を介して、胴体部ユニット２の略後上端
に湾曲若しくは揺動自在に取り付けられている。

【００４４】脚部ユニット６Ａ及び６Ｂは前足を構成
し、脚部ユニット６Ｃ及び６Ｄは後足を構成する。各脚
部ユニット６Ａ〜６Ｄは、それぞれ、大腿部ユニット９
Ａ〜９Ｄ及び脛部ユニット１０Ａ〜１０Ｄの組み合わせ
で構成され、胴体部ユニット２の底面の前後左右の各隅
部に取り付けられている。大腿部ユニット９Ａ〜９Ｄ
は、ロール、ピッチ、ヨーの各軸の自由度を持つ股関節
１１Ａ〜１１Ｄによって、胴体部ユニット２の各々の所
定部位に連結されている。また、大腿部ユニット９Ａ〜
９Ｄと脛部ユニット１０Ａ〜１０Ｄの間は、ロール及び
ピッチ軸の自由度を持つ膝関節１２Ａ〜１２Ｄによって
連結されている。

【００４５】図１１には、移動ロボットを底面側から眺
望した様子を示している。同図に示すように、四肢の足
底には肉球が取り付けられている。この肉球は押下操作
可能なスイッチとして構成されている。肉球は、カメラ
１５やスピーカ１７、タッチ・センサ１８と並んで、ユ
ーザのコマンドや外部環境の変化を検出するために重要
な入力手段となる。

【００４６】図示のように構成された移動ロボット１
は、後述する制御部からの指令により各関節アクチュエ
ータを駆動することによって、例えば、頭部ユニット３
を上下左右に振らせたり、尻尾４を振らせたり、各足部
ユニット６Ａ〜６Ｄを同期協調的に駆動させて歩行や走
行などの動作を実現することができる。

【００４７】なお、移動ロボット１の関節自由度は、実
際には各軸毎に配備され関節アクチュエータ（図示しな
い）の回転駆動によって提供される。また、脚式移動ロ
ボット１が持つ関節自由度の個数は任意であり、本発明
の要旨を限定するものではない。

【００４８】図２には、移動ロボット１の電気・制御系
統の構成図を模式的に示している。同図に示すように、
移動ロボット１は、全体の動作の統括的制御やその他の
データ処理を行う制御部２０と、入出力部４０と、駆動
部５０と、電源部６０とで構成される。以下、各部につ
いて説明する。

【００４９】入出力部４０は、入力部として移動ロボッ
ト１の目に相当するＣＣＤカメラ１５や、耳に相当する
マイクロフォン１６、頭部や背中などの部位に配設され
てユーザの接触を感知するタッチ・センサ１８、各足底
に配設された肉球スイッチ、あるいは五感に相当するそ
の他の各種のセンサを含む。また、出力部として、口に
相当するスピーカ１７、あるいは点滅の組み合わせや点
灯のタイミングにより顔の表情を形成するＬＥＤインジ
ケータ（目ランプ）１９などを装備している。これら出
力部は、脚などによる機械運動パターン以外の形式で移
動ロボット１からのユーザ・フィードバックを表現する
ことができる。

【００５０】移動ロボット１は、カメラ１５を含むこと
で、作業空間上に存在する任意の物体の形状や色彩を認
識することができる。また、移動ロボット１は、カメラ
のような視覚手段の他に、赤外線、音波、超音波、電波
などの発信波を受信する受信装置をさらに備えていても
よい。この場合、各伝送波を検知するセンサ出力に基づ
いて発信源からの位置や向きを計測することができる。

【００５１】駆動部５０は、制御部２０が指令する所定
の運動パターンに従って移動ロボット１の機械運動を実
現する機能ブロックであり、首関節７、尻尾関節８、股
関節１１Ａ〜１１Ｄ、膝関節１２Ａ〜１２Ｄなどのそれ
ぞれの関節におけるロール、ピッチ、ヨーなど各軸毎に
設けられた駆動ユニットで構成される。図示の例では、
移動ロボット１はｎ個の関節自由度を有し、したがって
駆動部５０はｎ個の駆動ユニットで構成される。各駆動
ユニットは、所定軸回りの回転動作を行うモータ５１
と、モータ５１の回転位置を検出するエンコーダ５２
と、エンコーダ５２の出力に基づいてモータ５１の回転
位置や回転速度を適応的に制御するドライバ５３の組み
合わせで構成される。

【００５２】電源部６０は、その字義通り、移動ロボッ
ト１内の各電気回路等に対して給電を行う機能モジュー
ルである。本実施形態に係る移動ロボット１は、バッテ
リを用いた自律駆動式であり、電源部６０は、充電バッ
テリ６１と、充電バッテリ６１の充放電状態を管理する
充放電制御部６２とで構成される。

【００５３】充電バッテリ６１は、例えば、複数本のニ
ッケル・カドミウム電池セルをカートリッジ式にパッケ
ージ化した「バッテリ・パック」の形態で構成される。

【００５４】また、充放電制御部６２は、バッテリ６１
の端子電圧や充電／放電電流量、バッテリ６１の周囲温
度などを測定することでバッテリ６１の残存容量を把握
し、充電の開始時期や終了時期などを決定するようにな
っている。充放電制御部６２が決定する充電の開始及び
終了時期は制御部２０に通知され、移動ロボット１が充
電オペレーションを開始及び終了するためのトリガとな
る。

【００５５】制御部２０は、「頭脳」に相当し、例えば
移動ロボット１の頭部ユニット３あるいは胴体部ユニッ
ト２に搭載される。

【００５６】図３には、制御部２０の構成をさらに詳細
に図解している。同図に示すように、制御部２０は、メ
イン・コントローラとしてのＣＰＵ（Central Processi
ng Unit）２１が、メモリ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た構成となっている。バス
２７は、データ・バス、アドレス・バス、コントロール・
バスなどを含む共通信号伝送路である。バス２７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）が割り当てられている。ＣＰＵ２
１は、アドレスを指定することによってバス２８上の特
定の装置と通信することができる。

【００５７】ＲＡＭ（Random Access Memory）２２は、
ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）などの揮発性メモリで構成さ
れた書き込み可能メモリであり、ＣＰＵ２１が実行する
プログラム・コードをロードしたり、実行プログラムに
よる作業データの一時的な保存のために使用される。

【００５８】ＲＯＭ（Read Only Memory）２３は、プロ
グラムやデータを恒久的に格納する読み出し専用メモリ
である。ＲＯＭ２３に格納されるプログラム・コードに
は、移動ロボット１の電源投入時に実行する自己診断テ
スト・プログラムや、移動ロボット１の動作を規定する
動作制御プログラムなどが挙げられる。

【００５９】ロボット１の制御プログラムには、カメラ
１５やマイクロフォン１６などのセンサ入力を処理する
「センサ入力処理プログラム」、センサ入力と所定の動
作モデルとに基づいて移動ロボット１の行動すなわち運
動パターンを生成する「行動命令プログラム」、生成さ
れた運動パターンに従って各モータの駆動やスピーカ１
７の音声出力などを制御する「駆動制御プログラム」、
各種のサービスを提供するアプリケーション・プログラ
ムなどが含まれる。

【００６０】駆動制御プログラムによって生成される運
動パターンには、通常の歩行運動や走行運動以外に、
「お手」、「お預け」、「お座り」や、「ワンワン」な
どの動物の鳴き声の発声などエンターティンメント性の
高い動作を含んでいてもよい。

【００６１】また、アプリケーション・プログラムは、
外部要因に応じて、本を朗読したり、落語を実演した
り、音楽を再生したりする行動シーケンスなどのサービ
スを提供するプログラムである。

【００６２】センサ入力処理プログラムや駆動制御プロ
グラムはハードウェアに依存するソフトウェア階層であ
り、プログラム・コードは機体のハードウェア構成と一
意となるので、ＲＯＭ２３に格納されてハードウェアと
一体化して提供されるのが一般的である。これに対し、
行動シーケンスなどのアプリケーション・ソフトウェア
はハードウェアに非依存のソフトウェア階層であり、必
ずしもハードウェアと一体化して提供する必要はない。
したがって、アプリケーション・ソフトウェアは、ＲＯ
Ｍ２３に格納して機体にあらかじめ備えられている以外
に、メモリ・スティックなどの記憶媒体を介して、ある
いはネットワーク上のサーバからダウンロードしたりし
て、動的にインストールすることができる。

【００６３】不揮発性メモリ２４は、例えばＥＥＰＲＯ
Ｍ（Electrically Erasable and Programmable ROM）の
ように、電気的に消去再書き込みが可能なメモリ素子で
構成され、逐次更新すべきデータを不揮発的に保持する
ために使用される。逐次更新すべきデータには、例え
ば、製造番号や暗号鍵などのセキュリティ情報や、移動
ロボット１の行動パターンを規定する各種モデルやプロ
グラム・コードなどが挙げられる。

【００６４】インターフェース２５は、制御部２０外の
機器と相互接続し、データ交換を可能にするための装置
である。インターフェース２５は、例えば、カメラ１５
やマイクロフォン１６、スピーカ１７との間でデータ入
出力を行う。また、インターフェース２５は、駆動部５
０内の各ドライバ５３−１…との間でデータやコマンド
の入出力を行う。

【００６５】また、インターフェース２５は、ＲＳ（Re
commended Standard）−２３２Ｃなどのシリアル・イン
ターフェース、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical an
d electronics Engineers）１２８４などのパラレル・
インターフェース、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）イ
ンターフェース、ｉ−Ｌｉｎｋ（ＩＥＥＥ１３９４）イ
ンターフェース、ＳＣＳＩ（Small Computer System In
terface）インターフェース、メモリ・スティックを受
容するメモリ・カード・インターフェース（カード・ス
ロット）などのような、コンピュータの周辺機器接続用
の汎用インターフェースを備え、ローカル接続された外
部機器との間でプログラムやデータの移動を行うように
してもよい。

【００６６】また、インターフェース２５の他の例とし
て、赤外線通信（ＩｒＤＡ）インターフェースを備え、
外部機器と無線通信を行うようにしてもよい。

【００６７】さらに、制御部２０は、無線通信インター
フェース２６やネットワーク・インターフェース・カー
ド（ＮＩＣ）２７などを含み、"Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ"の
ような近接無線データ通信や、"ＩＥＥＥ．８０２．１
１ｂ"のような無線ネットワーク、あるいはインターネ
ットなどの広域ネットワークを経由して、外部のさまざ
まなホスト・コンピュータ１００とデータ通信を行うこ
とができる。

【００６８】このような移動ロボット１とホストコンピ
ュータ１００間におけるデータ通信の１つの目的は、ロ
ボット１外部（すなわち遠隔）のコンピュータ資源を用
いて、移動ロボット１の複雑な動作制御を演算したり、
リモート・コントロールすることである。

【００６９】また、該データ通信の他の目的は、行動モ
デルやその他のプログラム・コードなどロボット１の動
作制御に必要なデータ／コンテンツやプログラム・コー
ドを、ネットワーク経由で遠隔の装置から移動ロボット
１に供給することにある。

【００７０】制御部２０は、テンキー及び／又はアルフ
ァベット・キーからなるキーボード２９を備えておいて
もよい。キーボード２９は、ロボット１の作業現場にお
いてユーザが直接的なコマンド入力のために使用する
他、パスワードなどの所有者認証情報の入力に用いられ
る。

【００７１】本実施形態に係る移動ロボット１は、制御
部２０が所定の動作制御プログラムを実行することによ
って、自律的（すなわち人手が介在しない）な動作を行
うことができる。また、画像入力（すなわちカメラ１
５）、音声入力（すなわちマイク１６）、タッチセンサ
１８などの人間や動物の五感に相当する入力装置を備え
るとともに、これら外部入力に応答した理性的又は感情
的な行動を実行するインテリジェンスを備えている。

【００７２】図１〜図３に示すように構成された移動ロ
ボット１は、以下のような特徴がある。すなわち、

【００７３】（１）ある姿勢から他の姿勢へ遷移するよ
うに指示されたとき、各姿勢間を直接に遷移せず、あら
かじめ用意された無理のない中間的な姿勢を経由して遷
移することができる。 （２）姿勢遷移で任意の姿勢に到達したときに通知を受
け取ることができる。 （３）頭部、足部、尻尾部などの各ユニット単位で姿勢
を独立して管理しながら姿勢制御することができる。す
なわち、ロボット１の全体の姿勢とは別に各ユニット毎
に姿勢を管理することができる。 （４）動作命令の動作の詳細を示すためのパラメータを
渡すことができる。

【００７４】移動ロボット１の動作制御は、現実には、
ＣＰＵ２１において所定のソフトウェア・プログラムを
実行することによって実現する。図４には、移動ロボッ
ト１上で稼動するソフトウェア制御構成を模式的に示し
ている。

【００７５】同図に示すように、ロボット制御用のソフ
トウェアは、複数層のソフトウェアで構成される階層構
造を備えている。制御用ソフトウェアにはオブジェクト
指向プログラミングを採り入れることができる。この場
合、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。

【００７６】最下層のデバイス・ドライバは、各関節ア
クチュエータの駆動やセンサ出力の受信などハードウェ
アに対して直接アクセスすることを許容されたオブジェ
クトであり、ハードウェアからの割り込み要求に応答し
て該当する処理を行うようになっている。

【００７７】仮想ロボットは、各種デバイス・ドライバ
と所定のオブジェクト間通信プロトコルに基づいて動作
するオブジェクトとの仲介となるオブジェクトである。
ロボット１を構成する各ハードウェア装置へのアクセス
は、この仮想ロボットを介して行われる。

【００７８】サービス・マネージャは、コネクション・
ファイルに記述されたオブジェクト間の接続情報を基
に、各オブジェクトに接続を促すシステム・オブジェク
トである。

【００７９】システム層より上位のソフトウェアは、オ
ブジェクト（プロセス）毎にモジュール化されており、
必要な機能毎にオブジェクトを選択して置換容易な構成
になっている。したがって、コネクション・ファイルを
書き換えることで、データ型が一致するオブジェクトの
入出力を自由に接続することができる。

【００８０】デバイス・ドライバ層とシステム層以外の
ソフトウェア・モジュールは、ミドルウェア層とアプリ
ケーション層に大別される。

【００８１】図５には、ミドルウェア層の内部構成を模
式的に図解している。

【００８２】ミドルウェア層は、ロボット１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１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。

【００８３】ミドルウェア層は、機能的に、認識系のミ
ドルウェア（図５の左半分）と、出力系のミドルウェア
（図５の右半分）に分けることができる。

【００８４】認識系のミドルウェアでは、画像データや
音声データ、タッチ・センサ１８や肉球スイッチ、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
からの生データを仮想ロボット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、画像認識な
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、熱い／冷た
い（又は、暑い／寒い）、清清しい／じめじめしてい
る、障害物を検出した、障害物を認識した、など）。認
識結果は、入力セマンティクス・コンバータを介して上
位のアプリケーション層に通知され、行動計画などに利
用される。本実施形態では、これらセンサ情報以外に、
インターネットのような広域ネットワーク経由でダウン
ロードされた情報や、時計やカレンダなどの実時間など
を入力情報として利用する。

【００８５】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出力セマンティクス
・コンバータを介して受信処理して、ロボット１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（複数のＬＥＤで構成される目ランプ）、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１上で実演する。このような仕組みによ
り、より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１の各関節による動
作を制御することができる。

【００８６】また、図６には、アプリケーション層の内
部構成を模式的に図解している。

【００８７】アプリケーションは、入力セマンティクス
・コンバータ経由で受け取った認識結果を使って、ロボ
ット１の行動計画を決定して、出力セマンティクス・コ
ンバータ経由で決定された行動を返すようになってい
る。

【００８８】アプリケーションは、ロボット１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１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、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行動切替部とで構成され
る。

【００８９】入力セマンティクス・コンバータ経由で入
力される認識結果は、感情モデル、本能モデル、行動モ
デルに入力されるとともに、学習モジュールには学習教
示信号として入力される。

【００９０】行動モデルによって決定されたロボット１
の行動は、行動切替部並びに出力セマンティクス・コン
バータ経由でミドルウェアに送信され、ロボット１上で
実行される。あるいは、行動切替部を介して、行動履歴
として感情モデル、本能モデル、学習モジュールに、行
動履歴として供給される。

【００９１】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、学習モジュールは、学習教示信
号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。

【００９２】本実施形態に係る学習モジュールは、音楽
データのような時系列データと、関節角度パラメータと
を関連付けて、時系列データとして学習することができ
る。時系列データの学習のためにニューラルネットワー
クを利用してもよい。例えば、本出願人に既に譲渡され
ている特願２０００−２５１４８３号明細書には、リカ
レント・ニューラルネットワークを利用したロボットの
学習システムについて開示されている。

【００９３】上述したような制御ソフトウェア構成を備
えたロボットは、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
能である。

【００９４】また、いわゆる自律型のロボットは、オペ
レータからの直接的なコマンド入力がなくとも、カメラ
やスピーカ、接触センサなどの各種センサ入力によって
外部要因を取り込んで、自ら行動計画を立案し、手足の
動作や音声出力など各種の出力形態を介して行動計画を
体現することができる。外部要因に応じて行動シーケン
スを変容させると、ロボットはユーザにとって意外で予
期しない行動をとるので、ユーザは飽きずにロボットと
付き合い続けることができる。

【００９５】以下では、自律型のロボットが外部要因に
応じて行動シーケンスを変容させるための処理につい
て、ロボットが本を「朗読する」という行動シーケンス
を実行する場合を例にとって説明する。

【００９６】図７には、行動シーケンスの変容処理を行
うための機能構成を模式的に図解している。

【００９７】同図に示すように、行動シーケンスの変容
処理は、外部要因を入力する入力部と、行動シーケンス
を構成するシナリオの選択肢を提供するシナリオ部と、
入力結果に基づいてシナリオ部の選択肢を選択する入力
判断部とで構成される。

【００９８】入力部は、例えば、聴覚センサ（マイクロ
フォンなど）と、タッチ・センサと、視覚センサ（ＣＣ
Ｄカメラなど）と、温度センサと、湿度センサと、肉球
スイッチと、カレンダ機能や時計機能などの現在時刻の
計時部と、インターネットなど外部ネットワークからの
配信データの受信部などで構成される。入力部は、例え
ば認識系のミドルウェアで構成され、センサから得られ
る検出データなどは、仮想ロボット経由で受け取って、
所定の認識処理を行った後に、入力判断部に渡される。

【００９９】入力判断部は、入力部から受け取ったメッ
セージに従い、ロボットが現在設置されている作業空間
における外部要因を判断するとともに、この判断結果に
基づいて、行動シーケンスすなわち朗読する本のストー
リを動的に変容させる。但し、変容後の朗読内容を構成
するシナリオは、元の内容と実質的同一の範囲内での改
編にとどめるべきである。何故ならば、本のストーリ自
体を変更させることはもはや「朗読」を意味しないから
である。

【０１００】シナリオ部は、それぞれの外部要因に適応
したシナリオの選択肢を提供する。各選択肢は、原文す
なわち元のシナリオに対して外部要因に応じた修正や変
更が加えられているが、元の内容に対する実質的同一性
は保たれている。入力判断部は、入力部からのメッセー
ジに基づいて、シナリオ部が提供する複数の選択結果の
中から１つを選択して、これを体現すなわち朗読する。

【０１０１】判断結果に基づく変更内容は、シナリオ部
が提供する限りにおいて、ストーリの実質的同一性が保
証される。また、ユーザ側からみれば、同一性の保たれ
たストーリが外部要因に応じて異なる態様で提供される
ので、同じストーリの朗読を何度受けても、いつも新鮮
な感覚で視聴することができ、飽きることなくロボット
と長時間付き合うことができる。

【０１０２】図８には、図７に示した機能構成におい
て、元のシナリオ中の「さて、お腹がすいてきたぞ。食
事でもするか。」というセリフを外部要因に基づいて変
容させる様子を図解している。

【０１０３】同図に示すように、元のシナリオのうち、
外部要因に基づいて変容することが許容されたセリフ
「さて、お腹がすいてきたぞ。食事でもするか。」が入
力判断部に投入される。

【０１０４】入力判断部では、入力部からの入力メッセ
ージに基づいて、現在の外部要因が常に把握されてい
る。同図に示す例では、例えば時計機能からの入力メッ
セージに基づいて、夕方の時刻に到達していることが把
握されている。

【０１０５】入力判断部では、セリフの投入に応答し
て、意味解釈を実行し、投入されたセリフが"食事"に関
連するものであることを検知する。そして、シナリオ部
を参照して、"食事"に関して、分岐可能な選択肢の中か
ら最適なシナリオを選択する。同図に示す例では、夕方
という時刻設定に呼応して、「夕食」なる選択結果が入
力判断部に戻される。

【０１０６】入力判断部は、戻り値としての選択結果に
基づいて元のセリフを変容させる。同図に示す例では、
元のセリフが「さて、お腹がすいてきたぞ。食事でもす
るか。」が外部要因に基づいて修正されたセリフ「さ
て、お腹がすいてきたぞ。夕食でも取るか。」に取り替
えられる。

【０１０７】取り替えられた新しいセリフは、出力セマ
ンティクス経由でミドルウェアに渡され、さらに仮想ロ
ボット経由でロボットの実機上で朗読という形式で実行
される。

【０１０８】自律型ロボットが本（ストーリ）を朗読す
る場合、書かれている文字の通りに単に読むのではな
く、各種の外的要因を利用して、動的にストーリを改編
し、著しくストーリを変えない範囲で毎回異なった内容
を話させることにより、ユニークな自律型ロボットを提
供することができる。

【０１０９】ストーリの構成要素には、例えば登場人物
のセリフやト書き、その他の文章などがある。これらス
トーリの構成要素の中には、外的要因に応じて修正・変
更・差し替えなどを行っても、ストーリ全体の同一性に
影響を与えないもの（例えば、修正・変更を加えても、
アドリブの範囲内として許容されるもの）と、そうでは
なく、ストーリの同一性を喪失させるものがある。

【０１１０】図９には、ストーリを外的要因に応じて変
化させる様子を模式的に図解している。

【０１１１】ストーリ自体は、時間の経過とともに状況
が変化（すなわちストーリの展開）していく時系列デー
タとしてとらえることができる。すなわち、セリフやト
書き、その他の朗読対象文章などの各構成要素が時間軸
上に、整列して構成されている。

【０１１２】図９の横軸は時間軸である。この時間軸上
の点Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，…は、外部要因による変化が許容
されない（言い換えれば、変更するとストーリの同一性
が阻害される）構成要素である。このような構成要素
は、外部要因による分岐不能であり、図７で示したシナ
リオ部は、そもそも選択肢を用意しない。

【０１１３】これに対し、時間軸上の上記の各点Ｐ₁，
Ｐ₂，Ｐ₃，…以外の領域は、外部要因による変化が許容
される構成要素であり、例えば季節や時刻、ユーザの感
情などの外部要因に呼応して変更してもストーリの同一
性を阻害することはない。すなわち、このような構成要
素は、外部要因による分岐が可能であり、シナリオ部は
複数の選択肢すなわち候補値を用意しておくことが好ま
しい。

【０１１４】図９において、時間軸から離れた箇所は、
外部要因に従って元のシナリオから変更した箇所であ
り、聞き手となるユーザは、例えばアドリブとして認識
することができ、ストーリの同一性を失うことはない。
すなわち、本発明を実現したロボットは、外部要因に呼
応して、ストーリを動的に変化させながら本を朗読する
ことができるので、毎回少しずつ異なるストーリの印象
を聞き手に与えることができる。勿論、外部要因に応じ
て元のシナリオからかけ離れた箇所であっても、その前
後の元のシナリオと変動のない箇所とのコンテキストな
どによって、全体としてストーリの同一を失うことはな
い。

【０１１５】本実施形態に係るロボットは、本などから
読み上げられるストーリを朗読してくれるが、朗読して
いる時間帯や季節、あるいはロボットに印加されたその
他の外的要因に対応して、朗読する内容を動的に変更さ
せることができる。

【０１１６】本実施形態に係るロボットは、絵本を見な
がらこれを朗読することができる。例えば、朗読中の絵
本のストーリに設定された季節が春であったとしても、
朗読している現在が秋であれば秋として朗読する。ある
いは、クリスマス・シーズンであれば登場人物にサンタ
クロースを登場させたり、ハロウィンの時期であれば街
がパンプキンだらけになったりする。

【０１１７】図１０には、本ロボット１が絵本を見なが
らこれを朗読している様子を示している。本実施形態に
係る移動ロボット１は、このように文章を朗読する際
に、機体の動作を停止させて朗読を行う「朗読モード」
と、ストーリの展開などに応じて前足を動作させながら
朗読を行う「ダイナミック・モード」を備えている（後
述）。ダイナミック・モード下で朗読を行うことによ
り、臨場感を増し、エンターテインメント性を向上させ
ることができる。

【０１１８】例えば、左右のページに異なる色を使い
（すなわち、ページ毎に色の組合せが違うように印刷又
は画像形成処理することにより）、移動ロボット１は、
色認識によってどのページを開いているかを特定するこ
とができ、適切な朗読箇所を見つけることができる。勿
論、サイバーコード（ｃｙｂｅｒｃｏｄｅ）のようなビ
ジュアル・マーカを各ページに貼設しておくことによっ
て、移動ロボット１は画像認識によりページを識別する
ことができる。

【０１１９】図１２〜図１７には、シーン１〜シーン６
からなるストーリの構成例を示している。各図からも分
かるように、シーン１、シーン２、並びにシーン６は、
時間帯などの外部に応じて複数のバージョンが用意され
たシーンであり、それ以外のシーン３、シーン４、並び
にシーン５は時間帯やその他の外部要因で変化すること
のないシーンである。勿論、外部要因に応じて元のシナ
リオからかけ離れたようにみえるバージョンのシーンで
あっても、その前後の元のシナリオと変動のない箇所と
のコンテキストなどによって、全体としてストーリの同
一を失うことはない。

【０１２０】このようなストーリを朗読するロボット
は、入力部並びに入力判断部において外部要因を認識
し、シナリオ部は、それぞれの外部要因に適応したシー
ンを逐次選択していく。

【０１２１】移動ロボット１は、このような朗読用のコ
ンテンツを、ＲＯＭ２３内にあらかじめ格納しておいて
もよいが、メモリ・スティックなどの記憶媒体を介して
適宜外部から供給するようにしてもよい。

【０１２２】あるいは、移動ロボット１がネットワーク
に接続するための手段を備えている場合には、所定の情
報提供サーバから適宜朗読コンテンツをダウンロードす
るようにしてもよい。ネットワーク接続により、常に最
新のコンテンツを利用することが容易になる。また、ダ
ウンロードするデータは、単にお話のないようだけでは
なく、ダイナミック・モード時における機体の動作プロ
グラムや、目ランプ１９の表示制御プログラムなどを含
んでいてもよい。勿論、次回のストーリの予告編をコン
テンツに挿入したり、他業者の宣伝コンテンツを挿入し
てもよい。

【０１２３】本実施形態に係る移動ロボット１は、肉球
スイッチなどの入力手段を介してシーンの切り換えを制
御することができる。例えば、左後足の肉球スイッチを
押して、背中のタッチ・センサを押すことにより次のシ
ーンにスキップさせることができる。もっと先のシーン
に進みたいときには、進む数だけ左後足の肉球スイッチ
を押して、背中のタッチ・センサを押せばよい。

【０１２４】また逆に、前のシーンに戻りたいときに
は、右後足の肉球スイッチを押して、背中のタッチ・セ
ンサを押せばよい。もっと前のシーンに戻りたいときに
は、戻る数だけ右後足の肉球を押して、背中のタッチ・
センサを押せばよい。

【０１２５】また、本実施形態に係る移動ロボット１
は、このように文章を朗読する際に、機体の動作を停止
させて朗読を行う「朗読モード」と、ストーリの展開な
どに応じて前足を動作させながら朗読を行う「ダイナミ
ック・モード」を備えている。ダイナミック・モード下
で朗読を行うことにより、臨場感を増し、エンターテイ
ンメント性を向上させることができる。

【０１２６】また、本実施形態に係る移動ロボット１
は、シーンの切り換わりに応じて目ランプ１９の表示を
変更するようになっている。したがって、ユーザは、目
ランプ１９の表示を基に、何番目のシーンを朗読してい
るのかや、シーンの切り換わりを黙示で確認することが
できる。

【０１２７】図１８には、朗読モード下での目ランプ１
９によるシーンの表示例を示している。また、図１９に
は、ダイナミック・モード下での目ランプ１９によるシ
ーンの表示例を示している。

【０１２８】季節によるシナリオ（又は、シーンにおけ
るバージョン）変化の例を以下に示しておく。

【０１２９】● 春 → 歩くと、周りで蝶が舞っている。 ● 夏 → 蝶が舞う代わりに、蝉が飛んでいる。 ● 秋 → 蝶が舞う代わりに、赤とんぼが飛んでいる。 ● 冬 → 蝶が舞う代わりに、雪が舞い始める。

【０１３０】また、時間によるシナリオ（又は、シーン
におけるバージョン）変化の例を以下に示しておく。

【０１３１】● 朝 → 朝日が眩しく、食事は朝食を食べる。 ● 昼 → 太陽が晧晧と照りつけ、食事は昼食を食べる。 ● 夕方 → 日が沈みかけ、食事は夕食を食べる。 ● 夜 → 夜食（ラーメンや鍋焼きうどんなど）を食べる。

【０１３２】また、祝祭日やその他催事に基づく特別な
日時によるシナリオ（又は、シーンにおけるバージョ
ン）変化の例を以下に示しておく。

【０１３３】● クリスマス → 空にはサンタクロースが乗りトナカイが引く橇が飛
んでいる。 → 出会う人達は、「メリークリスマス！」。と話しか
けてくる。 → 雪が降っていてもよい。 ● 正月 → ロボットが"A Happy New Year"と言って、挨拶して
くれる。 ● ユーザの誕生日 → ロボットがバースデー・カードを書いて送り、これ
を朗読してくれる。

【０１３４】このように、季節による変化や時間帯によ
る変化、そのとき話題になっているような情報をストー
リに盛り込むことにより、リアルタイム性を活かしたコ
ンテンツにすることができる。

【０１３５】また、ロボットの機嫌がよい場合もあれ
ば、逆に機嫌が悪くなることもある。機嫌がよくないた
めに本を読まない日があってもよい。単にランダム性を
利用してストーリを変更するのではなく、自律型の外部
要因（時間、季節感、バイオリズム、ロボットの性格な
ど）を利用して、朗読を行うようにする。

【０１３６】本明細書において説明する実施形態におい
て、ロボットに対する外的要因として利用可能な事柄の
例を以下にまとめておく。

【０１３７】（１）ロボットの身体経由でのユーザとの
コミュニケーション 例）頭をなでる。 → なでられることにより、ユーザの好き嫌いや機嫌な
どの情報を得る。

【０１３８】（２）時間、季節の概念表現 例１）朝、昼、晩、食事種類（朝食、昼食、夕食） 例２）春夏秋冬 ● 春 → 暖かい気温、桜、チューリップなど ● 夏 → 夕立、暑い ● 秋 → 落ち葉 ● 冬 → お正月の挨拶 → クリスマスのサンタクロースの登場 → 雨が雪になる

【０１３９】（３）部屋の明るさ／暗さ 例）暗いと、お化けを登場させる。

【０１４０】（４）ロボットの性格、感情、成長年齢、
生まれた星座、血液型 例１）話し方をロボットに性格により変化させる。 例２）成長年齢により、大人の話し方、子供の話し方に
変化させる。 例３）運勢を占う。

【０１４１】（５）見える物 例１）部屋の様子 例２）ユーザの居場所や姿勢（立っている、寝ている、
座っている） 例３）戸外の景色

【０１４２】（６）ロボットがいる地域、国 例）絵本の中の文字は日本語だけど、ロボットを外国に
持っていくだけで、読むときは自動的にその国の公用語
に切り替える。例えば自動翻訳機能などを用いる。

【０１４３】（７）ネットワーク経由での情報により、
朗読の仕方を変化させる。

【０１４４】（８）ユーザなど人間からの直接入力、あ
るいは他のロボットからの音声入力 例）ユーザが呼んだ名前に従って、主人公やその他の登
場人物の名前を変更する。

【０１４５】また、本実施形態に係るロボットが朗読す
る対象物としては、絵本以外の本や書籍物を挙げること
ができる。また、落語や音楽（ＢＧＭ）を朗読の対象と
することができるし、ユーザや他のロボットが朗読した
ものを視聴して、次の朗読対象とすることができる。

【０１４６】（１）落語を朗読する場合 古典落語の原文にバリエーションを付加して、ロボット
が朗読するようにしてもよい。例えば、季節に応じた暑
さや寒さなどの表現（動作モーション）の変化などを表
現する。また、インターネットを介した課金、ダウンロ
ードを行うことにより、古典全集の任意の落語データを
ダウンロードして、ロボットに語らせることができる。
ロボットは、これらの朗読対象コンテンツを、各種の情
報通信・伝達媒体、流通媒体、提供媒体などを利用して
取得することができる。

【０１４７】（２）音楽（ＢＧＭ）を朗読する場合 インターネットを通じて、サーバから音楽ＢＧＭをダウ
ンロードして、朗読時に鳴らすことができる。さらに、
ユーザの好き嫌いを学習したり、機嫌を判断することに
より、好きなジャンル、あるいは現在の状況に適合した
ジャンルからＢＧＭを適宜選択して鳴らすようにしても
よい。ロボットは、これらの朗読対象コンテンツを、各
種の情報通信・伝達媒体、流通媒体、提供媒体などを利
用して取得することができる。

【０１４８】（３）朗読、並びに他の者が一旦朗読され
たものをさらに朗読する場合 小説（例えば、ハリーポッター・シリーズや推理小説な
ど）を朗読する。朗読する間隔（例えば毎日）や一回当
りに朗読する単位（章毎など）を設定して、ロボット
は、必要な朗読対象コンテンツを必要な量だけ、必要な
タイミングで自律的に入手する。

【０１４９】あるいは、ユーザや他のロボットが朗読し
た内容を音声入力して、後日改めて朗読する。ユーザや
他のロボットとの伝言ゲームや連想ゲームを行ってもよ
い。また、ユーザや他のロボットとの会話を通じてスト
ーリを生成するようにしてもよい。

【０１５０】本実施形態で示したように、ロボットが、
例えば一般家庭内などのユーザとの共有作業空間におい
て、ユーザと協調的な作業を行っている最中に、ロボッ
トが、時間の変化、季節の変化、あるいはユーザの感情
変化などの外部要因の変化を検出して、行動シーケンス
を変容させると、ユーザはロボットに対してより深い愛
着を覚えることもできる。

【０１５１】［追補］以上、特定の実施形態を参照しな
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形態の修
正や代用を成し得ることは自明である。

【０１５２】本実施形態では、イヌを模した４足歩行を
行うペット型ロボットを例に挙げて本発明に係るオーサ
リング・システムについて詳解したが、本発明の要旨は
これに限定されない。例えば、ヒューマノイド・ロボッ
トのような２足の脚式移動ロボットや、あるいは脚式以
外の移動型ロボットに対しても、同様に本発明を適用す
ることができることを充分理解されたい。

【０１５３】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。

【０１５４】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
肢体及び／又は体幹部を利用した各種の行動シーケンス
を実行することができる、優れた脚式ロボット及び脚式
ロボットの行動制御方法、並びに記憶媒体を提供するこ
とができる。

【０１５５】また、本発明によれば、オペレータからの
直接的なコマンド入力なしに、外部要因に応答して自ら
行動計画を立案し体現するタイプの、優れた脚式ロボッ
ト及び脚式ロボットの行動制御方法、並びに記憶媒体を
提供することができる。

【０１５６】また、本発明によれば、ユーザとの共有作
業空間でユーザと協調的な作業を行っている最中に、時
間の変化、季節の変化、あるいはユーザの感情変化など
の外部要因を検出して、行動シーケンスを変容させるこ
とができる、優れた脚式ロボット及び脚式ロボットの行
動制御方法、並びに記憶媒体を提供することができる。

【０１５７】本発明を実現した自律型の脚式ロボット
は、本あるいはその他の印刷媒体・記録媒体に印刷・記
録されたストーリ、あるいはネットワーク経由でダウン
ロードされたストーリを朗読する際に、記述された文字
通りに単に逐語的に読み上げるのではなく、時間の変
化、季節の変化、あるいはユーザの感情変化などの外部
要因を利用して、元の内容との実質的同一の範囲内で動
的にストーリを改編し、毎回異なった内容を朗読するこ
とができる。

【０１５８】このようにロボットがユニークな行動を実
現することにより、ユーザは飽きることなくロボットと
長時間付き合うことができる。

【０１５９】本発明によれば、自律型ロボットの世界が
読書の世界にまで広がり、ロボットの世界観を拡張する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施に供される四肢による脚式歩行を
行う移動ロボット１の外観構成を示した図である。

【図２】移動ロボット１の電気・制御系統の構成図を模
式的に示した図である。

【図３】制御部２０の構成をさらに詳細に示した図であ
る。

【図４】移動ロボット１上で稼動するソフトウェア制御
構成を模式的に示した図である。

【図５】ミドルウェア層の内部構成を模式的に示した図
である。

【図６】アプリケーション層の内部構成を模式的に示し
た図である。

【図７】行動シーケンスの変容処理を行うための機能構
成を模式的に示したブロック図である。

【図８】機能構成において、元のシナリオ中の「さて、
お腹がすいてきたぞ。食事でもするか。」というセリフ
を外部要因に基づいて変容させる様子を示した図であ
る。

【図９】ストーリを外的要因に応じて変化させる様子を
模式的に示した図である。

【図１０】移動ロボット１が絵本を見ながら朗読してい
る様子を示した図である。

【図１１】足底に配設された肉球スイッチを示した図で
ある。

【図１２】シーン１〜シーン６からなるストーリの構成
例を示した図である。

【図１３】シーン１〜シーン６からなるストーリの構成
例を示した図である。

【図１４】シーン１〜シーン６からなるストーリの構成
例を示した図である。

【図１５】シーン１〜シーン６からなるストーリの構成
例を示した図である。

【図１６】シーン１〜シーン６からなるストーリの構成
例を示した図である。

【図１７】シーン１〜シーン６からなるストーリの構成
例を示した図である。

【図１８】朗読モード下での目ランプ１９によるシーン
の表示例を示した図である。

【図１９】ダイナミック・モード下での目ランプ１９に
よるシーンの表示例を示した図である。

【符号の説明】

１…移動ロボット ２…胴体部ユニット ３…頭部ユニット ４…尻尾 ６Ａ〜６Ｄ…脚部ユニット ７…首関節 ８…尻尾関節 ９Ａ〜９Ｄ…大腿部ユニット １０Ａ〜１０Ｄ…脛部ユニット １１Ａ〜１１Ｄ…股関節 １２Ａ〜１２Ｄ…膝関節 １５…ＣＣＤカメラ １６…マイクロフォン １７…スピーカ １８…タッチセンサ １９…ＬＥＤインジケータ ２０…制御部 ２１…ＣＰＵ ２２…ＲＡＭ ２３…ＲＯＭ ２４…不揮発メモリ ２５…インターフェース ２６…無線通信インターフェース ２７…ネットワーク・インターフェース・カード ２８…バス ２９…キーボード ４０…入出力部 ５０…駆動部 ５１…モータ ５２…エンコーダ ５３…ドライバ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C150 CA01 CA02 CA04 DA05 DA24 DA26 DA27 DA28 DF03 DF04 DF33 ED42 ED47 ED52 EF07 EF13 EF16 EF17 EF23 EF29 EF33 EF36 3C007 AS36 CS08 JS03 KS10 KS31 KS39 KT01 MT14 WA04 WA14 WB16 WB25 WC03 WC07

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の行動シーケンスに従って動作する脚
   式ロボットであって、 外部要因を検出する入力手段と、 前記行動シーケンスの少なくとも一部に関する変更可能
   な選択肢を提供する選択肢提供手段と、 前記入力手段によって検出された外部要因に基づいて、
   前記選択肢提供手段によって提供されたものから適当な
   選択肢を選択する入力判断手段と、 前記入力判断手段による判断結果に従って変更された行
   動シーケンスを実行する行動制御手段と、を具備するこ
   とを特徴とする脚式ロボット。
2. 【請求項２】行動シーケンスの実現に利用するコンテン
   ツを外部から取得するコンテンツ取得手段をさらに備え
   る、ことを特徴とする請求項１に記載の脚式ロボット。
3. 【請求項３】前記入力手段により検出する外部要因はユ
   ーザから加えられるアクションを含む、ことを特徴とす
   る請求項１に記載の脚式ロボット。
4. 【請求項４】前記入力手段により検出する外部要因は時
   間や季節の変化、又は、特別な日時への到達を含む、こ
   とを特徴とする請求項１に記載の脚式ロボット。
5. 【請求項５】前記行動シーケンスは文章の朗読である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の脚式ロボット。
6. 【請求項６】前記入力手段により検出されたユーザから
   のインストラクションに応答して、前記行動シーケンス
   において朗読するシーンを切り換える、ことを特徴とす
   る請求項５に記載の脚式ロボット。
7. 【請求項７】状態を表示するための表示手段をさらに備
   え、 朗読するシーンの切り換わりに応じて前記表示手段は表
   示形態を切り換える、ことを特徴とする請求項６に記載
   の脚式ロボット。
8. 【請求項８】前記行動シーケンスは落語の実演である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の脚式ロボット。
9. 【請求項９】前記行動シーケンスは音楽データの再生を
   含む、ことを特徴とする請求項１に記載の脚式ロボッ
   ト。
10. 【請求項１０】可動部を有するロボット装置であって、 外部要因を検出する外部要因検出手段と、 前記ロボット装置による発話を出力する音声出力手段
    と、 前記発話内容に関するシナリオが記憶された記憶手段
    と、 前記シナリオを変更するシナリオ変更手段とを備え、 前記外部要因検出手段により検出された外部要因に基づ
    いて、前記シナリオ変更手段による上記シナリオを変更
    しながら前記シナリオを前記音声出力手段から発話す
    る、ことを特徴とするロボット装置。
11. 【請求項１１】前記シナリオを発話する際に、前記シナ
    リオの内容に基づいて前記可動部を動作させる、ことを
    特徴とする請求項１０の記載のロボット装置。
12. 【請求項１２】所定の行動シーケンスに従って動作する
    脚式ロボットの行動制御方法であって、 外部要因を検出する入力ステップと、 前記行動シーケンスの少なくとも一部に関する変更可能
    な選択肢を提供する選択肢提供ステップと、 前記入力ステップによって検出された外部要因に基づい
    て、前記選択肢提供ステップにおいて提供されたものか
    ら適当な選択肢を選択する入力判断ステップと、 前記入力判断ステップによる判断結果に従って変更され
    た行動シーケンスを実行する行動制御ステップと、を具
    備することを特徴とする脚式ロボットの行動制御方法。
13. 【請求項１３】行動シーケンスの実現に利用するコンテ
    ンツを外部から取得するコンテンツ取得ステップをさら
    に備える、ことを特徴とする請求項１２に記載の脚式ロ
    ボットの行動制御方法。
14. 【請求項１４】前記入力ステップにより検出する外部要
    因はユーザから加えられるアクションを含む、ことを特
    徴とする請求項１２に記載の脚式ロボットの行動制御方
    法。
15. 【請求項１５】前記入力ステップにより検出する外部要
    因は時間や季節の変化、又は、特別な日時への到達を含
    む、ことを特徴とする請求項１２に記載の脚式ロボット
    の行動制御方法。
16. 【請求項１６】前記行動シーケンスは文章の朗読であ
    る、ことを特徴とする請求項１２に記載の脚式ロボット
    の行動制御方法。
17. 【請求項１７】前記入力ステップにより検出されたユー
    ザからのインストラクションに応答して、前記行動シー
    ケンスにおいて朗読するシーンを切り換える、ことを特
    徴とする請求項１６に記載の脚式ロボットの行動制御方
    法。
18. 【請求項１８】状態を表示するための表示ステップをさ
    らに備え、 朗読するシーンの切り換わりに応じて前記表示ステップ
    は表示形態を切り換える、ことを特徴とする請求項１７
    に記載の脚式ロボットの行動制御方法。
19. 【請求項１９】前記行動シーケンスは落語の実演であ
    る、ことを特徴とする請求項１２に記載の脚式ロボット
    の行動制御方法。
20. 【請求項２０】前記行動シーケンスは音楽データの再生
    を含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の脚式ロボ
    ットの行動制御方法。
21. 【請求項２１】所定の行動シーケンスに従って動作する
    脚式ロボットの行動制御をコンピュータ・システム上で
    実行するように記述されたコンピュータ・ソフトウェア
    をコンピュータ可読形式で物理的に格納した記憶媒体で
    あって、前記コンピュータ・ソフトウェアは、 外部要因を検出する入力ステップと、 前記行動シーケンスの少なくとも一部に関する変更可能
    な選択肢を提供する選択肢提供ステップと、 前記入力ステップによって検出された外部要因に基づい
    て、前記選択肢提供ステップにおいて提供されたものか
    ら適当な選択肢を選択する入力判断ステップと、 前記入力判断ステップによる判断結果に従って変更され
    た行動シーケンスを実行する行動制御ステップと、を具
    備することを特徴とする記憶媒体。
22. 【請求項２２】ロボット装置が発話するための文章と、
    前記ロボット装置が上記文章を発話する際に前記文章中
    の発話位置を認識するための識別手段とを、備えること
    を特徴とする記録媒体。
23. 【請求項２３】前記記録媒体は複数ページの印刷媒体が
    一端縁にて開閉可能に閉じられてなる本である、ことを
    特徴とする請求項２２に記載の記録媒体。