JP2004066381A

JP2004066381A - ロボット装置

Info

Publication number: JP2004066381A
Application number: JP2002227761A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kishi; 岸　義雄
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】４足歩行のみならず、２足立ちも行うことができるロボット装置を提供する。
【解決手段】左側後脚２０と右側後脚４０は、４足歩行時と後脚２足立ち時とで接地面５０に対する接地箇所を異ならせる。４足歩行時には、つま先部２４ａ、４４ａのみを接地面５０に接地させるが、２足立ち時には、つま先部２４ａ、４４ａと踵部２４ｂ、４４ｂとを接地させる。つま先部２４ａと踵部２４ｂ、つま先部４４ａと踵部４４ｂとを接地面５０に両方接地している状態は、足裏を接地させているのに等しい。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、胴体部と、前記胴体部に対して首部を介して連結される頭部と、前記胴体部に対して連結される前側左右脚と後側左右脚の計４本の脚部とを備えてなるロボット装置に関する。
【０００２】
【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”ＲＯＢＯＴＡ（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。
【０００３】
最近では、イヌやネコ、クマのように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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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）、クマなどの比較的知性の高い脚式移動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忠実に再現する。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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、汎用化されているエンターティンメント用途のロボット装置、特に胴体部に対して連結される前側左右脚と後側左右脚の計４本の脚部を用いて歩行する脚式移動ロボット装置では、前記４本の脚部を用いた歩行を動作のメインとすることが考えられてきた。
【０００８】
イヌ、ネコ、ライオン或いはクマのような４脚歩行の動物は、２脚、特に後側左右脚を用いて、立ち上がることもある。このような動きを、４脚のエンタテインメントロボットに行わせることは考えられてなかった。
【０００９】
また、例えば、後側左右脚の構成としては、胴体部に連結される太股部、太股部に連結されるすね部、すね部の接地面側先端に取りつけられる踵部、さらに踵部よりも前側に取りつけられるつま先部といった要素が考えられていた。これら要素の中で太股部とすね部との連結部である、いわゆる膝部から下の踵、つま先までの動きは、歩行時等に連動するようにはなされてなかった。
【００１０】
また、胴体部には首部を介して頭部が連結されるが、首部と頭部の動きも連動されるような構成ではなかった。
【００１１】
本発明に係るロボット装置は、前記実情に鑑みてなされたものであり、４足歩行のみならず、２足立ちも行うことができるロボット装置の提供を目的とする。また、後側左右脚の各膝部から下にある、膝関節と足首関節の動きを連動することのできるロボット装置の提供を目的とする。また、首部と頭部の動きを連動することのできるロボット装置の提供を目的とする。さらに、頭部を軽くすることができるロボット装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロボット装置は、前記課題を解決するために、胴体部と、前記胴体部に対して首部を介して連結される頭部と、前記胴体部に対して連結される前側左右脚と後側左右脚の計４本の脚部とを備えてなり、前記４本の脚部の後側左右脚の２本は、４足歩行時と後脚２足立ち時とで接地面に対する接地箇所を異ならせる。前記後側左右脚の２本は、それぞれ前記胴体部に対して第１の脚関節部を介して連結される太股部と、前記太股部と第２の脚関節部を介して連結されるすね部と、前記すね部と第３の脚関節部を介して連結される足部とを有してなり、前記４足歩行時には前記足部のつま先を接地箇所とし、前記２足立ち時には前記足部の裏側を接地箇所とする。
【００１３】
本発明に係るロボット装置は、前記課題を解決するために、胴体部と、前記胴体部に対して首部を介して連結される頭部と、前記胴体部に対して連結される前側左右脚と後側左右脚の計４本の脚部とを備えてなり、前記首部は前記胴体部と第１の首関節部で連結され、前記頭部は前記首部と第２の首関節部で連結されてなり、この第１の首関節部と第２の首関節部は連動されている。前記第１の首関節部と前記第２の首関節部を一つの回転駆動力発生手段にて駆動する。また、前記一つの回転駆動力発生手段を前記胴体部内に収納する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、バッテリーから電力の供給を受けた回転駆動力発生手段の具体例である、サーボモータ等の電動モータにより駆動される４本の脚を備えるロボット装置１である。エンターティンメントロボット装置として使われる。
【００１５】
このロボット装置１は、左側面を図１に、右側面を図２に示すように、胴体部ユニット２に対して左前脚部ユニット１０、左後脚部ユニット２０、右前脚部ユニット３０、右後脚部ユニット４０を連結している。また、胴体部ユニット２の前端部には首部カバー６によって覆われた首部を介して頭部ユニット３を、後端部には尻尾７を連結している。胴体部ユニット２内にはスピーカ８が収納されている。頭部ユニット３内には、ＰＳＤ４とＭＯＳカメラ５が収納されている。
【００１６】
左前脚部ユニット１０は、回転支点１１ａで胴体部ユニット２に左前脚上腕１１を接続し、回転支点１２ａで左前脚上腕１１と左前脚下肢１２を接続している。左前脚下肢１２の接地面５０側先端には前脚接地部１３が設けられている。左前脚上腕１１は、外装カバー１４内に収納されている。左前脚下肢１２は外装カバー１５内に収納されている。
【００１７】
なお、脚部ユニットの脚上腕という表現は、関節の上流側部材、脚上部、或いは太腿部と同じ意味を持たせた表現である。また、脚部ユニットの脚下肢という表現は、関節の下流側部材、脚下部、或いは脛部と同じ意味を持たせた表現である。
【００１８】
左後脚部ユニット２０は、回転支点２１ａで胴体部ユニット２に左後脚上腕２１を接続し、回転支点２２ａで左後脚上腕２１と左後脚下肢２２を接続している。さらに、左後脚下肢２２には、回転支点２３ａにて足部２４が接続されている。足部２４には、つま先部２４ａと踵部２４ｂとを設けている。左後脚上腕２１は、外装カバー２５内に収納されている。左後脚下肢２２は外装カバー２６内に収納されている。
右前脚部ユニット３０は、回転支点３１ａで胴体部ユニット２に右前脚上腕３１を接続し、回転支点３２ａで右前脚上腕３１と右前脚下肢３２を接続している。右前脚下肢３２の接地面５０側先端には前脚接地部３３が設けられている。右前脚上腕３１は、外装カバー３４内に収納されている。右前脚下肢３２は外装カバー３５内に収納されている。
【００１９】
右後脚部ユニット４０は、回転支点４１ａで胴体部ユニット２に右後脚上腕４１を接続し、回転支点４２ａで右後脚上腕４１と右後脚下肢４２を接続している。さらに、右後脚下肢４２には、回転支点４３ａにて足部４４が接続されている。足部４４には、つま先部４４ａと踵部４４ｂとを設けている。右後脚上腕４１は、外装カバー４５内に収納されている。右後脚下肢４２は外装カバー４６内に収納されている。
【００２０】
図１、図２に示した計４本の脚部ユニット１０，２０，３０及び４０を備えたロボット装置１は、左側後脚２０と右側後脚４０とを用いて２足にて立ち上がることができる。そして、左側後脚２０と右側後脚４０は、４足歩行時と後脚２足立ち時とで接地面５０に対する接地箇所を異ならせる。４足歩行時には、つま先部２４ａ、４４ａのみを接地面５０に接地させるが、２足立ち時には、つま先部２４ａ、４４ａと踵部２４ｂ、４４ｂとを接地させる。つま先部２４ａと踵部２４ｂ、つま先部４４ａと踵部４４ｂとを接地面５０に両方接地している状態は、足裏を接地させているのに等しい。
【００２１】
図３には、ロボット装置１が４足歩行をするときの姿勢（左側）を示す。この図３では、各上腕部、各下肢部の外装カバーを省略している。また、胴体ユニット２内の外装も省略し、筐体２ａを胴体部（以下、胴体部２ａとする）として省略して示す。
【００２２】
胴体部２ａと頭部ユニット３を接続する首部１１０は首部カバー６によって覆われている。首部１１０は、一つの電動モータ５６_０によって、胴体部２ａとの支点と頭部ユニット３との支点を中心に２箇所でチルト駆動される。胴体部２ａとの支点を中心とする回転角度は、ポテンショメータ５７_０１によって検出される。ポテンショメータは、角度検出器であって、回転を検出するための軸が図示しない、支点用歯車の例えば側部等に圧入されて、その歯車の回転角度を検出する。また、頭部ユニット３は、首部１１０を介し、電動モータ５６_１により左右方向に回転される。これにより、頭部ユニット３はパンされる。この頭部ユニット３の回転角度はポテンショメータ５７_０２によって検出される。なお、ここでは歯車機構は省略している。詳細は後述する。
【００２３】
左前脚部ユニット１０では、左前脚上腕１１が胴体部２ａに対して回転支点１１ａを中心に電動モータによって駆動される。また、左前脚下肢１２が左前脚上腕１１との回転支点１２ａを中心に電動モータ５６_２によって駆動される。その回転角度は、ポテンショメータ５７_２によって検出される。
【００２４】
また、左後脚部ユニット２０では、左後脚上腕２１が胴体部２ａに対して回転支点２１ａを中心に電動モータ５６_３によって駆動される。その回転角度は、ポテンショメータ５７_３によって検出される。
【００２５】
また、左後脚部ユニット２０では、左後脚下肢２２が左後脚上腕２１との回転支点２２ａを中心に電動モータ５６_４によって駆動される。その回転角度はポテンショメータ５７_４によって検出される。さらに、左後脚下肢２２には、前述したように回転支点２３ａにて足部２４が接続されており、この足部２４も電動モータ５６_４によって駆動される。
【００２６】
胴体２ａ内の重心ＣＧは、４足歩行時にあって、少なくとも遊脚している脚を除いた３脚が接地面上に形成した三角形内に入っているように制御される。このようにすれば、転倒を防止できる。
【００２７】
そして、４足歩行時にあっては、左前脚部ユニット１０の左前脚下肢１２の先端の前脚接地部１３は接地面に接地する。また、左後脚部ユニット２０の足部２４のつま先部２４ａも接地する。
【００２８】
右前脚部ユニット３０、右後脚部ユニット４０にも同様の位置に電動モータと、ポテンショメータが取りつけられている。電動モータによって回転された角度がポテンショメータによって検出される。そして、右前脚部ユニット３０の右前脚下肢３２の先端の前脚接地部３３は接地面に接地する。また、右後脚部ユニット４０の足部４４のつま先部４４ａも接地する。
【００２９】
図４には、ロボット装置１の２足立ち時の姿勢（左側）を示す。この図４でも、各上腕部、各下肢部の外装カバーを省略している。また、胴体ユニット２内の外装も省略し、筐体２ａを胴体部（以下、胴体部２ａとする）として省略して示す。
【００３０】
２足立ち時にあっては、左後脚部ユニット２０の足部２４のつま先部２４ａと踵部２４ｂとを接地させる。また、右後脚部ユニット４０の足部４４のつま先部４４ａと踵４４ｂとを接地させる。
【００３１】
この２足立ち時にあっては、胴体２ａ内の重心ＣＧは、接地面５０に接地している後脚左右の足部２４、４４のほぼ中央部５０ｃにくるように制御される。また、接地面５０からは、後脚左右の足部２４、４４のつま先部、踵部に反力５０ａ、５０ｂが加わる。
【００３２】
以下に、左前脚部ユニット１０の左前脚下肢１２内の回転駆動力伝達機構、左後脚部ユニット２０の左後脚上腕２１及び左後脚下肢２２内の回転駆動力伝達機構について説明する。
【００３３】
先ず、図５を参照して左前脚部ユニット１０の左前脚下肢１２内の回転駆動力伝達機構について説明する。回転駆動力伝達機構は、回転駆動力発生手段の具体例である電動モータ５６_２からの回転駆動力を伝達する機構である。電動モータ５６_２の出力軸２００に固着された出力軸歯車２０１と、この出力軸歯車２０１に順次連なるように係合されている減速歯車列とから構成されている。
【００３４】
この左前脚下肢１２内の減速歯車列は、径が異なる二つの歯車を同軸に段付で一体化した段付歯車２０２，２０３，２０４と、歯車２０５とから構成されている。回転支点１２ａを中心に下肢部１２を最終的に回転させるのは、歯車２０５である。この歯車２０５の回転角度は、ポテンショメータ５７_２によって検出される。
【００３５】
段付歯車２０２は、大径ギア２０２Ａと小径ギア２０２Ｂが段付で一体化された構成とされて、ギア支軸２０６に一体的に同軸に取りつけられている。また、段付歯車２０３は、大径ギア２０３Ａと小径ギア２０３Ｂが一体化された構成とされて、ギア支軸２０７に一体的に同軸に取りつけられている。また、段付歯車２０４は、大径ギア２０４Ａと小径ギア２０４Ｂが一体化された構成とされて、ギア支軸２０８に一体的に同軸に取りつけられている。歯車２０５は、膝関節に相当するものであり、回転支点１２ａを中心とする。この歯車２０５には、前記ポテンショメータ５７_２が取りつけられ、その回転角度が検出される。
【００３６】
上記回転駆動力伝達機構にあっては、上記出力軸歯車２０１が、段付歯車２０２の大径ギア２０２Ａと噛み合うように係合されている。そして、大径ギア２０２Ａと一体化されている小径ギア２０２Ｂが段付歯車２０３の大径ギア２０３Ａと噛み合うように係合されている。さらに、大径ギア２０３Ａと一体化されている小径ギア２０３Ｂが段付歯車２０４の大径ギア２０４Ａと噛み合うように係合されている。さらにまた、大径ギア２０４Ａと一体化されている小径ギア２０４Ｂが歯車２０５と係合されている。
【００３７】
このような構成により、電動モータ５６_２の回転駆動力が出力軸歯車２０１、段付歯車２０２，２０３，２０４を介して歯車２０５に伝達される。伝達された回転駆動力により、左前脚下肢１２は矢印Ｌ又は矢印Ｒの方向に回転される。例えば、電動モータ５６_２が矢印Ｌの方向に回転駆動されると、歯車２０５は矢印Ｌの方向に回転駆動される。また、電動モータ５６_２が矢印Ｒの方向に回転駆動されると、歯車２０５は矢印Ｒの方向に回転駆動される。
【００３８】
次に、左後脚部ユニット２０の左後脚上腕２１及び左後脚下肢２２内の回転駆動力伝達機構について説明する。この左後脚部ユニット２０は、図６に拡大して示すように、回転支点２１ａ、２２ａ、２３ａを中心に、左後脚上腕２１、左後脚下肢２２、足部２４を回転駆動する。
【００３９】
左後脚上腕２１内の回転駆動力伝達機構は、電動モータ５６_３からの回転駆動力を伝達する機構である。図７に示すように、電動モータ５６_３の出力軸２１０に固着された出力軸歯車２１１と、この出力軸歯車２１１に順次連なるように係合されている減速歯車列とから構成されている。
【００４０】
減速歯車列は、段付歯車２１３と，段付歯車２１４，段付歯車２１５，歯車２１８，歯車２２０とから構成されている。回転支点２１ａを中心に左後脚上腕２１を最終的に回転させるのは、歯車２２０であるが、ポテンショメータ５７_３は歯車２１８の回転角度を検出している。
【００４１】
段付歯車２１３は、大径ギア２１３Ａと小径ギア２１３Ｂが一体化された構成とされて、ギア支軸２２１に一体的に同軸に取りつけられている。また、段付歯車２１４は、大径ギア２１４Ａと小径ギア２１４Ｂが一体化された構成とされて、ギア支軸２１６に一体的に同軸に取りつけられている。また、段付歯車２１５は、大径ギア２１５Ａと小径ギア２１５Ｂが一体化された構成とされて、ギア支軸２１７に一体的に同軸に取りつけられている。歯車２１８は、ギア支軸２１９に取りつけられている。歯車２２０は、支軸２２１に取りつけられている。支軸２２１の中心は回転支点２１ａとなっている。
【００４２】
上記出力軸歯車２１１が、段付歯車２１３の大径ギア２１３Ａと噛み合うように係合されている。そして、大径ギア２１３Ａと一体化されている小径ギア２１３Ｂが段付歯車２１４の大径ギア２１４Ａと噛み合うように係合されている。さらに、大径ギア２１４Ａと一体化されている小径ギア２１４Ｂが段付歯車２１５の大径ギア２１５Ａと噛み合うように係合されている。さらにまた、大径ギア２１５Ａと一体化されている小径ギア２１５Ｂが歯車２１８と係合されている。歯車２１８は歯車２２０と係合されている。
【００４３】
このような構成により、電動モータ５６_３の回転駆動力が出力軸２１０、出力軸歯車２１１、段付歯車２１３，２１４，２１５、歯車２１８を介して歯車２２０に伝達される。伝達された回転駆動力により、左後脚上腕２１は矢印Ｌ又は矢印Ｒの方向に回転される。
【００４４】
左後脚下肢２２内の回転駆動力伝達機構は、図８に示すように、電動モータ５６_４からの回転駆動力を伝達する、２系統からなる機構である。第１の系統は、図９に取り出して示すように、電動モータ５６_４の出力軸２３０に固着された出力軸歯車２３１と、この出力軸歯車２３１に順次連なるように係合されている減速歯車列から構成される。
【００４５】
この第１系統の減速歯車列は、段付歯車２３２，２３３，２３４，２３５，歯車２３６とから構成されている。歯車２３６は、回転支点２２ａを中心に左後脚下肢２２を最終的に回転させる。ポテンショメータ５７_４は歯車２３６の回転角度を検出している。
【００４６】
また、第２の系統は、図１０に取り出して示すように、電動モータ５６_４の出力軸２３０に固着された出力軸歯車２３１と、この出力軸歯車２３１に順次連なるように係合されている段付歯車２３２，２３３，２３４，２３７，歯車２３８とから構成されている。歯車２３８は、回転支点２３ａを中心に足部２４を最終的に回転させる。
【００４７】
これら二つの系統において段付歯車２３４までは共通に使われている。そして、段付歯車２３４からの回転駆動力を第１系統の段付歯車２３５，第２系統の段付歯車２３７の両方に伝達している。よって、歯車２３６と歯車２３８には同じ回転駆動力が伝達されることになり、連動して回転することになる。
【００４８】
第１系統の段付歯車２３２は、大径ギア２３２Ａと小径ギア２３２Ｂが一体化された構成とされ、ギア支軸２４１に一体的に同軸に取りつけられている。また、段付歯車２３３は、大径ギア２３３Ａと小径ギア２３３Ｂが一体化された構成とされ、ギア支軸２４３に一体的に同軸に取りつけられている。また、段付歯車２３４は、大径ギア２３４Ａと小径ギア２３４Ｂが一体化された構成とされ、ギア支軸２４３に一体的に同軸に取りつけられている。また、段付歯車２３５は、大径ギア２３５Ａと小径ギア２３５Ｂが一体化された構成とされ、ギア支軸２４４に一体的に同軸に取りつけられている。歯車２３６は、膝関節に相当するものであり、回転支点２２ａを中心とする。この歯車２３６には、前記ポテンショメータ５７_４が取りつけられ、その回転角度が検出される。
【００４９】
第１系統にあっては、図９に示すように、出力軸歯車２３１が、段付歯車２３２の大径ギア２３２Ａと噛み合うように係合されている。そして、大径ギア２３２Ａと一体化されている小径ギア２３２Ｂが段付歯車２３３の大径ギア２３３Ａと噛み合うように係合されている。さらに、大径ギア２３３Ａと一体化されている小径ギア２３３Ｂが段付歯車２３４の大径ギア２３４Ａと噛み合うように係合されている。大径ギア２３４Ａと一体化されている小径ギア２３４Ｂが段付歯車２３５の大径ギア２３５Ａと噛み合うように係合されている。大径ギア２３５Ａと一体化されている小径ギア２３５Ｂが歯車２３６の噛み合うように係合されている。
【００５０】
このように、図８に示す左後脚部ユニット２０の下肢２２の第１系統の回転駆動力伝達機構では、電動モータ５６_４の回転駆動力が出力軸２３１、段付歯車２３２，２３３，２３４，２３５を介して歯車２３６に伝達される。伝達された回転駆動力により、左後脚下肢２２は矢印Ｌ又は矢印Ｒの方向に回転される。
【００５１】
例えば、電動モータ５６_４が、矢印Ｌの方向に回転駆動されると、歯車２３６は矢印Ｒの方向に回転駆動される。また、電動モータ５６_４が、矢印Ｒの方向に回転駆動されると、歯車２３６は矢印Ｌの方向に回転駆動される。この回転方向の伝達については図１１，図１２を参照して後述する。
【００５２】
第２系統の段付歯車２３７は、前記図１０に示したように、大径ギア２３７Ａと小径ギア２３７Ｂが一体化された構成とされ、ギア支軸２４５に一体的に同軸に取りつけられている。また、歯車２３８は、足首関節に相当するものであり、ギア支軸２４６の中心である、回転支点２３ａを中心として足部２４を回転する。
【００５３】
この第２系統にあっては、出力軸歯車２３１が、段付歯車２３２の大径ギア２３２Ａと噛み合うように係合されている。そして、大径ギア２３２Ａと一体化されている小径ギア２３２Ｂが段付歯車２３３の大径ギア２３３Ａと噛み合うように係合されている。さらに、大径ギア２３３Ａと一体化されている小径ギア２３３Ｂが段付歯車２３４の大径ギア２３４Ａと噛み合うように係合されている。大径ギア２３４Ａと一体化されている小径ギア２３４Ｂが段付歯車２３７の大径ギア２３７Ａと噛み合うように係合されている。大径ギア２３７Ａと一体化されている小径ギア２３７Ｂが段付歯車２３８と噛み合うように係合されている。
【００５４】
このような構成により、左後脚部ユニット２０の下肢２２の第２系統の回転駆動力伝達機構では、電動モータ５６_４の回転駆動力が出力軸２３１、段付歯車２３２，２３３，２３４，２３７を介して歯車２３８に伝達される。伝達された回転駆動力により、足部２４は矢印Ｌ又は矢印Ｒの方向に回転される。
【００５５】
例えば、電動モータ５６_４が矢印Ｌの方向に回転駆動されると、歯車２３８は矢印Ｒの方向に回転駆動される。また、電動モータ５６_４が矢印Ｒの方向に回転駆動されると、歯車２３８は矢印Ｌの方向に回転駆動される。
【００５６】
このような回転方向の伝達について以下に説明する。左後脚部ユニット２０の下肢２２にあっては、電動モータ５６_４の回転駆動力が、出力軸２３１、段付歯車２３２，２３３，２３４まで第１系統、第２系統に共通に伝達される。その後、第１系統にあっては、段付歯車２３４の後に、段付歯車２３５、歯車２３６へと回転駆動力が伝達される。また、第２系統にあっては、段付歯車２３４の後に、段付歯車２３７、歯車２３８へと回転駆動力が伝達される。このような構成により、歯車２３６と歯車２３８には方向が同じ回転駆動力が伝達されるので、連動して回転することになる。
【００５７】
先ず、図１１の（ａ）には、電動モータ５６_４から段付歯車２３４までの伝達機構の共通部を示す。電動モータ５６_４が矢印Ｌの方向に回転駆動されると、出力軸歯車２３１に係合する段付歯車２３２の大径ギア２３２Ａと、この大径ギア２３２Ａと一体化されている同軸の小径ギア２３２Ｂは矢印Ｒに回転駆動される。すると、小径ギア２３２Ｂに係合される段付歯車２３３の大径ギア２３３Ａは矢印Ｌ方向に回転駆動される。大径ギア２３３Ａと一体化されている同軸の小径ギア２３３Ｂも矢印Ｌ方向に回転駆動されるので、小径ギア２３３Ｂに係合される段付歯車２３４の大径ギア２３４Ａは矢印Ｒ方向に回転駆動される。
【００５８】
図１１の（ｂ）には、図１１の（ａ）の前記共通部に続く、第１系統の回転駆動力伝達機構の残部を示す。段付歯車２３４の大径ギア２３４Ａは、矢印Ｒ方向に回転駆動されている。大径ギア２３４Ａに一体化されている同軸の小径ギア２３４Ｂに係合される段付歯車２３５の大径ギア２３５Ａは矢印Ｌ方向に回転駆動される。すると、大径ギア２３５Ａに一体化されている同軸の小径ギア２３５Ｂに係合されている歯車２３６は矢印Ｒ方向に回転駆動される。
【００５９】
図１１の（ｃ）には、図１１の（ａ）の前記共通部に続く、第２系統の回転駆動力伝達機構の残部を示す。段付歯車２３４の大径ギア２３４Ａは、矢印Ｒ方向に回転駆動されている。大径ギア２３４Ａに一体化されている同軸の小径ギア２３４Ｂに係合される歯車２３７の大径ギア２３７Ａは矢印Ｌ方向に回転駆動される。すると、大径ギア２３７Ａに一体化されている同軸の小径ギア２３７Ｂに係合されている歯車２３８は矢印Ｒ方向に回転駆動される。
【００６０】
このように、左後脚下肢２２の回転駆動力伝達機構にあっては、電動モータ５６_４が、矢印Ｌの方向に回転駆動されると、歯車２３６及び歯車２３８は矢印Ｒの方向に回転駆動される。
【００６１】
同様に、図１２を参照すると、左後脚下肢２２の回転駆動力伝達機構にあって、電動モータ５６_４が、矢印Ｒの方向に回転駆動されると、歯車２３６及び歯車２３８が矢印Ｌの方向に回転駆動されることが分かる。
【００６２】
以上のことから、図１３に示すように、左後脚部ユニット２０の左後脚下肢２２内の回転駆動力伝達機構は、一つの電動モータ５６_４の回転駆動力を回転支点２２ａを中心とする膝関節と、回転支点２３ａを中心とする足首関節とに連動して伝達することができる。これにより、左後脚上腕２１の回転支点２１ａと回転支点２２ａと回転支点２３ａとを結ぶことによって得られる膝曲がり角度α１と、回転支点２２ａと回転支点２３ａと足部２４のつま先先端とを結ぶことによって得られる足首曲がり角度α２とを連動して制御することができる。前記図１３は、４足立ち姿勢にて正面を見ている状態を示している。前記図３の歩行姿勢時の左後脚部ユニットの膝曲がり角度α０１と、足首曲がり角度α０２とに比べ、それぞれ角度が浅くなっている。
【００６３】
なお、これまでは、左前脚ユニット１０の左前脚下肢１２内の回転駆動力伝達機構、左後脚部ユニット２０の左後脚上腕２１及び左後脚下肢２２内の回転駆動力伝達機構について説明してきたが、右前脚ユニット３０の右前下肢３２内の回転駆動力伝達機構、右後脚部ユニット４０の右後脚上腕４１及び右後脚下肢４２内の回転駆動力伝達機構についても同様である。
【００６４】
次に、首部１１０、頭部（顔）３等のチルト構造について説明する。先ず、図１３には胴体を基準としたときの首部１１０の角度である首角度βと、胴体を基準としたときの頭部（顔）の角度（胴体基準顔角度）γを示す。さらに、首部に対する顔の角度δも示す。図１３のように、４足立ち姿勢にて正面を見ている状態では、首角度βは４５度であり、胴体基準顔角度γは０度である。また、顔の対首角度δは４５度である。
【００６５】
図１４には、ロボット装置１が４足立ちで上を見上げている状態を示す。首部１１０の首角度βは７０であり、胴体基準顔角度γは６０となる。顔の対首角度δは１５度である。
【００６６】
図１５には、ロボット装置１が２足立ちで下を見ている状態を示す。首角度βは胴体部２ａと平行であり０度である。胴体基準顔角度γは−９０度である。また、顔の対首角度δも−９０度である。
【００６７】
このロボット装置１は、首角度βを図１５の０度から図１４の７５度まで、振り角７５度で回転させることができる。また、顔の対首角度δを図１５の−９０度から図１４の−１５度まで、振り角７５で回転させることができる。また、胴体基準顔角度γを図１５の−９０度から図１４の６０度まで、振り角１５０度で回転させることができる。
【００６８】
このように、ロボット装置１が前記各振り角の前記首角度β、胴体基準顔角度γ、顔の対首角度δで、首、頭部（顔）を動かすのを可能とする首部１１０等の構造について図１６〜図１８を参照して以下に説明する。
【００６９】
図１６に示すように、首部１１０の関節は、チルト関節２５１とチルト関節２５２という二つに分けられる。チルト関節２５１は、胴体部２ａ側に設けられ、首部１１０と胴体部２ａとを連結している。胴体部２ａを基準として首部１１０を上下に振る。チルト関節２５２は、頭部ユニット３側に設けられ、首部１１０と頭部ユニット３とを連結している。首部１１０を基準として頭部ユニット３を上下に振る。
【００７０】
チルト関節２５１側の駆動機構は、図１７に詳細を示すように、胴体部２ａ内のチルト関節２５１近傍に取りつけられる電動モータ５６_０の回転駆動力を用いる。電動モータ５６_０の出力軸２４０に固着された出力軸歯車２４１と、この出力軸歯車２４１に順次連なるように係合されている減速歯車列とから構成されている。
【００７１】
このチルト関節１の減速歯車列は、段付歯車２４３と、歯車２４４とから構成されている。チルト関節２５１を最終的に回転させるのは、歯車２４４である。歯車２４４の回転角度は、ポテンショメータ５７_０１によって検出される。
【００７２】
段付歯車２４３は、大径ギア２４３Ａと小径ギア２４３Ｂが一体化された構成とされて、ギア支軸２４２に一体的に同軸に取りつけられている。また、歯車２４４は、チルト関節２５１の回転支軸に取りつけられている。この歯車２４４にはポテンショメータ５７_０１が取りつけられている。
【００７３】
このチルト関節２５１の回転駆動力伝達機構にあっては、上記出力軸歯車２４１が段付歯車２４３の大径ギア２４３Ａと噛み合うように係合されている。そして、大径ギア２４３Ａと一体化されている小径ギア２４３Ｂが歯車２４４と噛み合うように係合されている。
このような構成により、電動モータ５６_０の回転駆動力が出力軸２４１、段付歯車２４３を介して歯車２４４に２段の減速により伝達される。伝達された回転駆動力により、首部１１０は胴体部２ａに対して矢印Ｕ又は矢印Ｄの方向、つまり上下方向に回転される。例えば、電動モータ５６_０が矢印Ｒの方向に回転駆動されると、歯車２４４は矢印Ｒの方向に回転駆動されるので、首部１１０は上方向Ｕに回転される。また、電動モータ５６_０が矢印Ｌの方向に回転駆動されると、歯車２４４は矢印Ｌの方向に回転駆動されるので、首部１１０は下方向Ｄに回転される。
【００７４】
チルト関節２５２側の駆動機構も、図１６、図１８に示す、胴体部２ａ内の電動モータ５６_０の回転駆動力を用いる。電動モータ５６_０の出力軸２４０に固着された出力軸歯車２４１と、この出力軸歯車２４１に順次連なるように係合されている段付歯車２４３、歯車２４４、さらには胴体部２ａの本体フレームに固定された固定歯車２４５、首部１１０の側面に配置された歯車２４５、歯車２４７、そして、頭部ユニット３に固定されている歯車２４８から構成されている。
【００７５】
歯車２４４の回転により首部１１０が動くと、本体フレームに固定された固定歯車２４５上で、この固定歯車２４５に噛み合うように係合された歯車２４６が首の上で相対的に回転する。この歯車２４６は、さらに歯車２４７が係合され、歯車２４７には歯車２４８が係合されている。歯車２４８は、頭部ユニット３に固定されているので、歯車２４８の回転方向、回転量は頭部ユニット３の上下方向の回転、回転角度となる。頭部ユニット３は、軸部２５５で外装ホルダ２５４と連結され、頭外装２５３と一体的に動く。
【００７６】
チルト関節２５１の動きで首部１１０の角度が変化すると、本体フレームに固定された歯車２４５により首部に付けられた歯車２４６は首の上で相対的に回転させられ、最終的に歯車２４８の回転を生む。このため、首部１１０のチルト関節２５１が矢印Ｕ方向に回転すると、頭部ユニット３の頭外装２５３は矢印ｕ方向に回転させらる。また、チルト関節２５１が矢印Ｄ方向に回転すると、頭部ユニット３の頭外装２５３は矢印ｄ方向に回転させられる。あたかもチルト関節２５２がドライブされたかのように動く。
【００７７】
このように、首部１１０のチルト関節２５１、チルト関節２５２では、駆動用の電動モータが一つで済み、頭部の内部（チルト関節２５２）にモータが不要であるので、頭部ユニット３を軽くすることが可能となる。このため、２足立ち等の重心ＣＧが問題となる動作モーションにおいて安定性をより確保し易い。また、可動部を通る配線が無くなり、ワイヤーの屈曲寿命を考慮しなくて済む。
【００７８】
また、このロボット装置１は、顔角度を大きく変化させる場合、首部１１０の首関節をチルト関節２５１とチルト関節２５２に分けているので、顔の向きの角度変化に対し、首部１１０の角度変化を小さくし、胴体部２ａと首部１１０に生じる逃げ部分を小さくすることができる。これは、二つの関節を独立した二つのモータで駆動する従来の技術ではなし得なかったことである。
【００７９】
次に、頭部（顔）３のパン構造について説明する。このパン構造は、ロボット装置１が、頭部ユニット３を左右に振る構造のことである。先ず、パン構造の駆動部について図１９を参照して説明する。頭部ユニット３は、電動モータ５６_１の回転駆動力を利用して左右に振られる。電動モータ５６_１の出力軸２６０に固着された出力軸歯車２６１と、この出力軸歯車２６１に順次連なるように係合されている減速歯車列とから構成されている。
【００８０】
このパン構造の減速歯車列は、段付歯車２６３，２６５、歯車２６６、２６８、２７０、２７１、２７２、２７３とから構成されている。歯車２７２と歯車２７３は、マイタギアである。マイタギア２７３が最終的に回転されて、このマイタギア２７３に取りつけられた軸受け２７４が回転し、この軸受け２７４に挿入されている軸２５５が回転する。
【００８１】
段付歯車２６３は、大径ギア２６３Ａと小径ギア２６３Ｂが一体化された構成とされて、ギア支軸２６２に一体的に同軸に取りつけられている。段付歯車２６５は、大径ギア２６５Ａと小径ギア２６５Ｂが一体化された構成とされて、ギア支軸２６４に一体的に同軸に取りつけられている。これら、電動モータ５６１、段付歯車２６３、段付歯車２６５は、胴体部２ａの本体フレームに取りつけられている。
【００８２】
歯車２６６は、チルト関節２５１の軸上に回転可能に取りつけられる。また、歯車２６８は首部１１０上に取りつけられて支軸２６７を中心に回転される。また、歯車２７０も同様に首部１１０上に支軸２６９を中心に回転するように取りつけられる。歯車２７１は、チルト関節２５２の軸上に回転可能に取りつけられている。これら、歯車２６８，２７０，２７１は減速歯車列を構成している。
【００８３】
マイタギア２７２は、歯車２７１と軸連結されている。このマイタギア２７２の回転方向は、マイタギア２７３により係合することで９０度変えられる。マイタギア２７３の回転は回転軸受け２７４に連動され、さらに回転軸２５５に連動される。したがって、歯車２７１が回転することにより、軸２５５が回転されて、頭部ユニット３がパン方向に回転される。パン方向の回転は、歯車２６６の回転角度ポテンショメータ５７_０１で検出することにより制御される。
【００８４】
首部１１０がチルト関節２５１の動作により、矢印Ｕ方向に回転すると、パン構造のドライブ部分は停止しているから、首部１１０に設けられた歯車２６７、歯車２６９、歯車２７１は、矢印の方向に相対的に回転させられる。すると、歯車２７１と軸連結されているマイタギア２７２も矢印Ｒ方向に回転させられる。このとき、チルト関節２５２の連動により、頭部ユニット３が矢印ｕ方向に同時に回転し、その結果、マイタギア２７２と、２７３の相対的な関係が維持され、パン方向の回転は起こらない。
【００８５】
このパン構造でも、前記チルト構造と同様、頭部ユニット３に電動モータを設けないため、頭部が重くならず、重心が安定する。また、可動部を通る配線が無く、ワイヤーの屈曲寿命も考慮しないで済む。
【００８６】
なお、頭部ユニット３内には、外力が加わらないときには常に頭部を正面に向けるように図２０に示すようなリミッタ機構２８０が設けられている。このリミッタ機能２８０は、リミッタバネ２８１とストッパ２８２と連結ピン２８３から構成されている。
【００８７】
以下には、ロボット装置１に、前述したような４足歩行や、２足立ちを行わせるための全体的な回路構成、ソフトウェア構成を説明する。
【００８８】
先ず、胴体部ユニット２には、図２１に示すように、ＣＰＵ１１０、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１１１、フラッシュＲＯＭ（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　ｅｍｏｒｙ）１１２、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）カードインターフェース回路１１３及び信号処理回路１１４が内部バス１１５を介して相互に接続されることにより形成されたコントロール部１１６と、このロボット装置１の動力源としてのバッテリー１１７とが収納されている。特に、コントロール部１１６は、本発明のロボット装置１の４足歩行制御や、２足立ち姿勢制御に基づいた制御プログラムをＤＲＡＭ１１１をワークエリアにし、ＣＰＵ１１０にて実行している。
【００８９】
また、胴体部ユニット２には、ロボット装置１の向きや動きの加速度を検出するための角速度センサ１１８及び加速度センサ１１９なども収納されている。
【００９０】
また、頭部ユニット３には、外部の状況を撮像するとともに、周囲の明るさを検出するためのＣＭＯＳカメラ５や、使用者からの物理的な働きかけを検出するためのタッチセンサ５１と、前方に位置する物体までの距離を測定するための距離センサ（ＰＳＤ）４と、外部音を集音するためのマイクロホン５３と、各種音声を出力するためのスピーカ８と、ロボット装置１の「目」に相当するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）（図示せず）などがそれぞれ所定位置に配置されている。なお、ロボット装置１においては、タッチセンサ５１以外にも、胴体部ユニット２及び頭部ユニット３の所定位置に複数のタッチセンサが配置されている。例えば頭部に付いているタッチセンサを、ユーザが撫でたときには、頭部センサを撫でられたという内部状況が評価される。
【００９１】
さらに、各脚部ユニット１０〜４０の関節部（連結部）分や各脚部ユニット１０〜４０及び胴体部ユニット２の各連結部分、並びに頭部ユニット３及び胴体部ユニット２の連結部分などにはそれぞれ所定の自由度数分の電動モータ及びポテンショメータが前述したように配設されている。
【００９２】
そして、これら角速度センサ１１８、加速度センサ１１９、タッチセンサ５１、距離センサ５２、マイクロホン５３、スピーカ８、及び各ポテンショメータ５７_０〜５７_ｎなどの各種センサ並びにヘッドライト５５、ＬＥＤ及びアクチュエータ５６_０　〜５６_ｎは、それぞれ対応するハブ５８_０〜５８_ｎを介してコントロール部１１６の信号処理回路１１４と接続され、ＣＭＯＳカメラ５及びバッテリー１１７は、それぞれ信号処理回路１１４と直接接続されている。なお、ここから記している、アクチュエータ５６_０　〜５６_ｎは、電動モータの他、その周辺の回転駆動力伝達機構も含めている。
【００９３】
信号処理回路１ｌ４は、上述の各センサから供給されるセンサデータや画像データ及び音声データを順次取り込み、これらをそれぞれ内部バス１１５を介してＤＲＡＭ１１１内の所定位置に順次格納する。また信号処理回路１１４は、これと共にバッテリー１１７から供給されるバッテリー残量を表すバッテリー残量データを順次取り込み、これをＤＲＡＭ１１１内の所定位置に格納する。
【００９４】
このようにしてＤＲＡＭ１１１に格納された各センサデータ、画像データ、音声データ及びバッテリー残量データは、この後コントロール部１１６がこのロボット装置１の動作制御を行う際に利用される。
【００９５】
実際上、コントロール部１１６のＣＰＵ１１０は、ロボット装置１の電源が投入された初期時、胴体部ユニット２の図示しないメモリカードスロットに装填されたメモリカード５９又はフラッシュＲＯＭ１１２に格納された、行動制御プログラムや、歩行制御プログラム、２足立ち姿勢制御プログラムをメモリカードインターフェース回路１１３を介して又は直接読み出し、これをＤＲＡＭ１１１に格納する。これらの制御プログラムをＣＰＵ１１０がＤＲＡＭ１１１を作業領域として実行する。すると、ロボット装置１は、歩行面の状態や障害物などの周囲の外部環境や、ユーザによるコマンド、或いは内部環境に応じて、自律的に行動を選択し、その選択した行動の動作や表現の意味に基づいた動作や表現の実行命令を生成し、例えば頭部ユニット３や、脚部ユニット１０〜４０のモジュールの動きを制御する。または外部のＰＣなどからの有線、または無線でこのＣＰＵ１１０に指令をあたえて同様に頭部ユニット３、脚部ユニット１０〜４０などの制御を行う。
また、ＣＰＵ１１０は、信号処理回路１１４よりＤＲＡＭ１１１に順次格納される各センサデータ、画像データ、音声データ及びバッテリー残量データに基づいて自己及び周囲の状況や、使用者からの指示及び働きかけの有無などを判断する。
【００９６】
したがって、ロボット装置１は、コントロール部１１６のＣＰＵ１１０により前記行動制御プログラムや、歩行制御プログラム、２足立ち姿勢制御プログラムを実行することにより、頭部ユニット３を上下左右に振らせたり、脚部ユニット１０〜４０による前述の歩行移動を行うことができる。また、後脚２足を用いた２足立ちも行うことができる。特に、このロボット装置２は、４足歩行時と、２足立ち歩行時で、左右後脚の接地面に対する接地箇所を前述したように異ならせる。
【００９７】
また、コントロール部１１６のＣＰＵ１１０は、必要に応じて音声データを生成し、これを信号処理回路１１４を介して音声信号としてスピーカ８に与えることにより当該音声信号に基づく音声を外部に出力させたり、上述のＬＥＤを点灯、消灯又は点滅させる。また、ＣＰＵ１１０は、ＣＭＯＳカメラ５を用いて周囲の明るさを検出させ、その検出結果に応じてヘッドライト５５を点灯させる。
【００９８】
このようにしてこのロボット装置１においては、自己及び周囲の状況（内部状況及び外部状況）や、使用者からの指示及び働きかけに応じて自律的に行動し得るようになされている。
【００９９】
特に、このロボット装置１は、内部状況及び外部状況、あるいはユーザからの指示及び働きかけに応じて、前記歩行動作や、２足立ち動作を行うことができる。例えば、ユーザにより、「こっちに早く来て」という命令に対して、滑らかな歩行動作を行う。また、「立ち上がって」という命令に対して、左右後脚にて立ち上がる。
【０１００】
次に、図２２〜図２７を用いてロボット装置１のソフトウェア構成について説明する。ロボット装置１におけるソフトウェア構成は、図２２に示すようになる。この図２２において、デバイス・ドライバ・レイヤ６０は、この前記歩行制御プログラムや、２足立ち姿勢制御プログラムの最下位層に位置し、複数のデバイス・ドライバからなるデバイス・ドライバ・セット６１から構成されている。この場合、各デバイス・ドライバは、ＣＭＯＳカメラ５０やタイマ等の通常のコンピュータで用いられるハードウェアに直接アクセスすることを許されたオブジェクトであり、対応するハードウェアからの割り込みを受けて処理を行う。
【０１０１】
また、ロボティック・サーバ・オブジェクト６２は、デバイス・ドライバ・レイヤ６０の上位に位置し、例えば上述の各種センサやアクチュエータ５６_０〜５６_ｎ等のハードウェアにアクセスするためのインターフェースを提供するソフトウェア群でなるバーチャル・ロボット６３と、電源の切換えなどを管理するソフトウェア群でなるバワーマネージャ６４と、他の種々のデバイス・ドライバを管理するソフトウェア群でなるデバイス・ドライバ・マネージャ６５と、脚式移動ロボット装置１の各機構を管理するソフトウェア群でなるデザインド・ロボット６６とから構成されている。
【０１０２】
マネージャ・オブジェクト６７は、オブジェクト・マネージャ６８及びサービス・マネージャ６９から構成されている。オブジェクト・マネージャ６８は、ロボティック・サーバ・オブジェクト６２、ミドル・ウェア・レイヤ７０、及びアプリケーション・レイヤ７１に含まれる各ソフトウェア群の起動や終了を管理するソフトウェア群であり、サービス・マネージャ６９は、メモリカード５９に格納されたコネクションファイルに記述されている各オブジェクト間の接続情報に基づいて各オブジェクトの接続を管理するソフトウェア群である。
【０１０３】
ミドル・ウェア・レイヤ７０は、ロボティック・サーバ・オブジェクト６２の上位層に位置し、画像処理や音声処理などのこのロボット装置１の基本的な機能を提供するソフトウェア群から構成されている。
【０１０４】
また、アプリケーション・レイヤ７１は、ミドル・ウェア・レイヤ７０の上位層に位置し、当該ミドル・ウェア・レイヤ７０を構成する各ソフトウェア群によって処理された処理結果に基づいてロボット装置１の行動を決定するためのソフトウェア群から構成されている。
【０１０５】
なお、ミドル・ウェア・レイヤ７０及びアプリケーション・レイヤ７１の具体なソフトウェア構成をそれぞれ図２３、図２４に示す。
【０１０６】
ミドル・ウェア・レイヤ７０は、図２３に示すように、騒音検出用、温度検出用、明るさ検出用、音階認識用、距離検出用、姿勢検出用、タッチセンサ用、動き検出用及び色認識用の各信号処理モジュール８０〜８８並びに入力セマンティクスコンバータモジュール８９などを有する認識系９０と、出力セマンティクスコンバータモジュール９８並びに姿勢管理用、トラッキング用、モーション再生用、歩行用、転倒復帰用、ライト点灯用及び音再生用の各信号処理モジュール９１〜９７などを有する出力系９９とから構成されている。
【０１０７】
認識系９０の各信号処理モジュール８０〜８８は、ロボティック・サーバ・オブジェクト６２のバーチャル・ロボット６３によりＤＲＡＭ１１１から読み出される各センサデータや画像データ及び音声データのうちの対応するデータを取り込み、当該データに基づいて所定の処理を施して、処理結果を入力セマンティクスコンバータモジュール８９に与える。ここで、例えば、バーチャル・ロボット６３は、所定の通信規約によって、信号の授受或いは変換をする部分として構成されている。
【０１０８】
入力セマンティクスコンバータモジュール８９は、これら各信号処理モジュール８０〜８８から与えられる処理結果に基づいて、「うるさい」、「暑い」、「明るい」、「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」又は「障害物を検出した」などの自己及び周囲の状況（内部状況及び外部状況）や、使用者からの指令及び働きかけを認識し、認識結果をアプリケーション・レイヤ７１（図２３）に出力する。
【０１０９】
アプリケーション・レイヤ７ｌは、図２４に示すように、行動モデルライブラリ１００、行動切換モジュール１０１、学習モジュール１０２、感情モデル１０３及び本能モデル１０４の５つのモジュールから構成されている。
【０１１０】
行動モデルライブラリ１００には、図２５に示すように、「バッテリー残量が少なくなった場合」、「転倒復帰する」、「障害物を回避する場合」、「感情を表現する場合」、「ボールを検出した場合」などの予め選択されたいくつかの条件項目にそれぞれ対応させて、それぞれ独立した行動モデル１００_１〜１００_ｎが設けられている。もちろん、「歩行移動する」という行動モデルも設けられることになる。
【０１１１】
そして、これら行動モデル１００_１〜１００_ｎ等は、、それぞれ入力セマンティクスコンバータモジュール８９から認識結果が与えられたときや、最後の認識結果が与えられてから一定時間が経過したときなどに、必要に応じて後述のように感情モデル１０３に保持されている対応する情動のパラメータ値や、本能モデル１０４に保持されている対応する欲求のパラメータ値を参照しながら続く行動をそれぞれ決定し、決定結果を行動切換モジュール１０１に出力する。
【０１１２】
なお、この実施の形態の場合、各行動モデル１００_１〜１００_ｎは、次の行動を決定する手法として、図２６に示すような１つのノード（状態）ＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎから他のどのノードＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎに遷移するかを各ノードＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎに間を接続するアークＡＲＣ_１〜ＡＲＣ_ｎに対してそれぞれ設定された遷移確率Ｐ_１〜Ｐ_ｎに基づいて確率的に決定する有限確率オートマトンと呼ばれるアルゴリズムを用いる。
【０１１３】
具体的に、各行動モデル１００_１〜１００_ｎは、それぞれ自己の行動モデル１００_１〜１００_ｎを形成するノードＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎにそれぞれ対応させて、これらノードＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎごとに図２７に示すような状態遷移表１１０を有している。
【０１１４】
この状態遷移表１１０では、そのノードＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎにおいて遷移条件とする入力イベント（認識結果）が「入力イベント名」の列に優先順に列記され、その遷移条件についてのさらなる条件が「データ名」及び「データ範囲」の列における対応する行に記述されている。
【０１１５】
したがって、図２７の状態遷移表１１０で表されるノードＮＯＤＥ_１００では、「ボールを検出（ＢＡＬＬ）」という認識結果が与えられた場合に、当該認識結果と共に与えられるそのボールの「大きさ（ＳＩＺＥ）」が「０から１０００」の範囲であることや、「障害物を検出（ＯＢＳＴＡＣＬＥ）」という認識結果が与えられた場合に、当該認識結果と共に与えられるその障害物までの「距離（ＤＩＳＴＡＮＣＥ）」が「０から１００」の範囲であることが他のノードに遷移するための条件となっている。
【０１１６】
また、このノードＮＯＤＥ_１００では、認識結果の入力がない場合においても、行動モデル１００_１〜１００_ｎが周期的に参照する感情モデル１０３及び本能モデル１０４にそれぞれ保持された各情動及び各欲求のパラメータ値のうち、感情モデル１０３に保持された「喜び（ｊｏｙ）」、「驚き（ｓｕｒｐｒｉｓｅ）」若しくは「悲しみ（ＳＵＤＮＥＳＳ）」のいずれかのパラメータ値が「５０から１００」の範囲であるときには他のノードに遷移することができるようになっている。
【０１１７】
また、状態遷移表１１０では、「他のノードヘの遷移確率」の欄における「遷移先ノード」の行にそのノードＮＯＤＥ_０〜　ＮＯＤＥ_ｎから遷移できるノード名が列記されていると共に、「入力イベント名」、「データ値」及び「データの範囲」の列に記述された全ての条件が揃ったときに遷移できる他の各ノードＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎへの遷移確率が「他のノードヘの遷移確率」の欄内の対応する箇所にそれぞれ記述され、そのノードＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎに遷移する際に出力すべき行動が「他のノードヘの遷移確率」の欄における「出力行動」の行に記述されている。なお、「他のノードヘの遷移確率」の欄における各行の確率の和は１００［％］となっている。
【０１１８】
したがって、図２７の状態遷移表１１０で表されるノードＮＯＤＥ_１００では、例えば「ボールを検出（ＢＡＬＬ）」し、そのボールの「ＳＩＺＥ（大きさ）」が「０から１０００」の範囲であるという認識結果が与えられた場合には、「３０［％］」の確率で「ノードＮＯＤＥ_１２０（ｎｏｄｅ　１２０）」に遷移でき、そのとき「ＡＣＴＩＯＮ１」の行動が出力されることとなる。
【０１１９】
各行動モデル１００_１〜１００_ｎは、それぞれこのような状態遷移表１００として記述されたノードＮＯＤＥ_０〜　ＮＯＤＥ_ｎがいくつも繋がるようにして構成されており、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から認識結果が与えられたときなどに、対応するノードＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎの状態遷移表を利用して確率的に次の行動を決定し、決定結果を行動切換モジュール１０１に出力するようになされている。
【０１２０】
図２４に示す行動切換モジュール１０１は、行動モデルライブラリ１００の各行動モデル１００_１〜１００_ｎからそれぞれ出力される行動のうち、予め定められた優先順位の高い行動モデル１００_１〜１００_ｎ等から出力された行動を選択し、当該行動を実行すべき旨のコマンド（以下、これを行動コマンドという。）をミドル・ウェア・レイヤ７０の出力セマンティクスコンバータモジュール９８に送出する。なお、この実施の形態においては、図２５において下側に表記された行動モデル１００_１〜１００_ｎほど優先順位が高く設定されている。
【０１２１】
また、行動切換モジュール１０１は、行動完了後に出力セマンティクスコンバータモジュール９８から与えられる行動完了情報に基づいて、その行動が完了したことを学習モジュール１０２、感情モデル１０３及び本能モデル１０４に通知する。
【０１２２】
一方、学習モジュール１０２は、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から与えられる認識結果のうち、「叩かれた」や「撫でられた」など、使用者からの働きかけとして受けた教示の認識結果を入力する。
【０１２３】
そして、学習モジュール１０２は、この認識結果及び行動切換モジュール１０１からの通知に基づいて、「叩かれた（叱られた）」ときにはその行動の発現確率を低下させ、「撫でられた（誉められた）」ときにはその行動の発現確率を上昇させるように、行動モデルライブラリ１００における対応する行動モデル１００_１〜１００_ｎの対応する遷移確率を変更する。
【０１２４】
他方、感情モデル１０３は、「喜び（ｊｏｙ）」、「悲しみ（ｓａｄｎｅｓｓ）」、「怒り（ａｎｇｅｒ）」、「驚き（ｓｕｒｐｒｉｓｅ）」、「嫌悪（ｄｉｓｇｕｓｔ）」及び「恐れ（ｆｅａｒ）」の合計６つの情動について、各情動ごとにその情動の強さを表すパラメータを保持している。そして、感情モデル１０３は、これら各情動のパラメータ値を、それぞれ入力セマンティクスコンバータモジュール８９から与えられる「叩かれた」及び「撫でられた」などの特定の認識結果と、経過時間及び行動切換モジュール１０１からの通知などに基づいて周期的に更新する。
【０１２５】
具体的には、感情モデル１０３は、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から与えられる認識結果と、そのときの脚式移動ロボット装置１の行動と、前回更新してからの経過時間などに基づいて所定の演算式により算出されるそのときのその情動の変動量を△Ｅ［ｔ］、現在のその情動のパラメータ値をＥ［ｔ］、その情動の感度を表す係数をｋ_ｅとして、（１）式によって次の周期におけるその情動のパラメータ値Ｅ［ｔ＋１］を算出し、これを現在のその情動のパラメータ値Ｅ［ｔ］と置き換えるようにしてその情動のパラメータ値を更新する。また、感情モデル１０３は、これと同様にして全ての情動のパラメータ値を更新する。
Ｅ［ｔ＋１］＝Ｅ［ｔ］＋Ｋｅ×△Ｅ［ｔ］　　・・・（１）
なお、各認識結果や出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知が各情動のパラメータ値の変動量△Ｅ［ｔ］にどの程度の影響を与えるかは予め決められており、例えば「叩かれた」といった認識結果は「怒り」の情動のパラメータ値の変動量△Ｅ［ｔ］に大きな影響を与え、「撫でられた」といった認識結果は「喜び」の情動のパラメータ値の変動量△Ｅ［ｔ］に大きな影響を与えるようになっている。
【０１２６】
ここで、出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知とは、いわゆる行動のフィードバック情報（行動完了情報）であり、行動の出現結果の情報であり、感情モデル１０３は、このような情報によっても感情を変化させる。これは、例えば、「吠える」といった行動により怒りの感情レベルが下がるといったようなことである。なお、出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知は、上述した学習モジュール７２にも入力されており、学習モジュール１０２は、その通知に基づいて行動モデル１００_１〜１００_ｎの対応する遷移確率を変更する。
【０１２７】
なお、行動結果のフィードバックは、行動切換モジュレータ１０１の出力（感情が付加された行動）によりなされるものであってもよい。
【０１２８】
一方、本能モデル１０４は、「運動欲（ｅｘｅｒｃｉｓｅ）」、「愛情欲（ａｆｆｅｃｔｉｏｎ）」、「食欲（ａｐｐｅｔｉｔｅ）」及び「好奇心（ｃｕｒｉｏｓｉｔｙ）」の互いに独立した４つの欲求について、これら欲求ごとにその欲求の強さを表すパラメータを保持している。そして、本能モデル１０４は、これらの欲求のパラメータ値を、それぞれ入力セマンティクスコンバータモジュール８９から与えられる認識結果や、経過時間及び行動切換モジュール１０１からの通知などに基づいて周期的に更新する。
【０１２９】
具体的には、本能モデル１０４は、「運動欲」、「愛情欲」及び「好奇心」については、認識結果、経過時間及び出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知などに基づいて所定の演算式により算出されるそのときのその欲求の変動量をΔＩ［ｋ］、現在のその欲求のパラメータ値をＩ［ｋ］、その欲求の感度を表す係数ｋ_ｉとして、所定周期で（２）式を用いて次の周期におけるその欲求のパラメータ値Ｉ［ｋ＋１］を算出し、この演算結果を現在のその欲求のパラメータ値Ｉ［ｋ］と置き換えるようにしてその欲求のパラメータ値を更新する。また、本能モデル１０４は、これと同様にして「食欲」を除く各欲求のパラメータ値を更新する。
Ｉ［ｋ＋１］＝Ｉ［ｋ］＋ｋｉ×ΔＩ［ｋ］　　　　・・・（２）
なお、認識結果及び出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知などが各欲求のパラメータ値の変動量△Ｉ［ｋ］にどの程度の影響を与えるかは予め決められており、例えば出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知は、「疲れ」のパラメータ値の変動量△Ｉ［ｋ］に大きな影響を与えるようになっている。
【０１３０】
なお、このロボット装置１においては、各情動及び各欲求（本能）のパラメータ値がそれぞれ０から１００までの範囲で変動するように規制されており、また係数ｋ_ｅ、ｋ_ｉの値も各情動及び各欲求ごとに個別に設定されている。
【０１３１】
一方、ミドル・ウェア・レイヤ７０の出力セマンティクスコンバータモジュール９８は、図２３に示すように、上述のようにしてアプリケーション・レイヤ７１の行動切換モジュール１０１から与えられる「前進」、「喜ぶ」、「鳴く」又は「トラッキング（ボールを追いかける）」といった抽象的な行動コマンドを出力系９９の対応する信号処理モジュール９１〜９７に与える。
【０１３２】
そしてこれら信号処理モジュール９１〜９７は、行動コマンドが与えられると当該行動コマンドに基づいて、その行動を行うために対応するアクチュエータ５６_０〜５６_ｎに与えるべきサーボ指令値や、スピーカ５４から出力する音の音声データ及び又は「目」のＬＥＤに与える駆動データを生成し、これらのデータをロボティック・サーバ・オブジェクト６２のバーチャル・ロボット６３及び信号処理回路１１４を順次介して対応するアクチュエータ５６_０〜５６_ｎ又はスピーカ８又はＬＥＤに順次送出する。
【０１３３】
以上に説明した、ミドル・ウェア・レイヤ７０と、アプリケーション・レイヤ７１と、バーチャルロボット６３により、本発明の実施の形態のロボット装置１が実行する歩行制御プログラムや、２足立ち姿勢制御プログラムが構築される。
【０１３４】
ミドル・ウェア・レイヤ７０内の認識系９０の騒音検出用、温度検出用、明るさ検出用、音階認識用、距離検出用、姿勢検出用、タッチセンサ用、動き検出用及び色認識用の各信号処理モジュール８０〜８８は、処理結果を入力セマンティクスコンバータモジュール８９に与える。
【０１３５】
入力セマンティクスコンバータモジュール８９は、これら各信号処理モジュール８０〜８８から与えられる処理結果に基づいて、「うるさい」、「暑い」、「明るい」、「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」又は「障害物を検出した」などの自己及び周囲の状況（内部状況及び外部状況）や、使用者からの指令及び働きかけを認識し、認識結果をアプリケーション・レイヤ７１に出力する。
【０１３６】
行動モデルライブラリ１００は、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から認識結果が与えられたときに、必要に応じて感情モデル１０３に保持されている対応する情動のパラメータ値や、本能モデル１０４に保持されている対応する欲求のパラメータ値を参照しながら続く行動をそれぞれ決定し、決定結果を行動切換モジュール１０１に出力する。具体的に、各行動モデル１００_１〜１００_ｎは、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から認識結果が与えられたときなどに、対応するノードＮＯＤＥ_０〜ＮＯＤＥ_ｎの状態遷移表を利用して確率的に次の行動を決定し、決定結果を行動切換モジュール１０１に出力する。
【０１３７】
行動切換モジュール１０１は、行動モデルライブラリ１００の各行動モデル１００_１〜１００_ｎからそれぞれ出力される行動のうち、予め定められた優先順位の高い行動モデル１００_１〜１００_ｎから出力された行動を選択し、当該行動を実行すべき旨のコマンド（行動コマンド又は動作・表現実行指定）をミドル・ウェア・レイヤ７０の出力セマンティクスコンバータモジュール９８に送出する。
【０１３８】
出力セマンティクスコンバータモジュール９８は、アプリケーション・レイヤ７１の行動切換モジュール１０１から与えられる「前進」、「喜ぶ」、「鳴く」又は「トラッキング（ボールを追いかける）」といった実行指令を、制御指令に分解して出力系９９の対応する信号処理モジュール９１〜９７に与える。
【０１３９】
これら信号処理モジュール９１〜９７は、前記実行指令から分解された制御指令に基づいて、その行動を行うために対応するアクチュエータ５６_０〜５６_ｎに与えるべきサーボ指令値や、スピーカ８から出力する音の音声データ及び又は「目」のＬＥＤに与える駆動データを生成し、これらのデータをロボティック・サーバ・オブジェクト６２のバーチャル・ロボット６３及び信号処理回路１１４を順次介して対応するアクチュエータ５６_０〜５６_ｎ又はスピーカ８又はＬＥＤに順次送出する。
【０１４０】
以上、説明したように、本発明の実施の形態となる、ロボット装置１は、４足歩行時と後脚２足立ち時とで左側後脚２０と右側後脚４０との、接地面５０に対する接地箇所を異ならせる。４足歩行時には、つま先部２４ａ、４４ａのみを接地面５０に接地させるが、２足立ち時には、つま先部２４ａ、４４ａと踵部２４ｂ、４４ｂとを接地させる。
【０１４１】
また、左後脚部ユニット２０の左後脚下肢２２内の回転駆動力伝達機構は、一つのアクチュエータ５６_４の回転駆動力を回転支点２２ａを中心とする膝関節と、回転支点２３ａを中心とする足首関節とに連動して伝達することができるので、左後脚上腕２１の回転支点２１ａと回転支点２２ａと回転支点２３ａとを結ぶことによって得られる膝曲がり角度α１と、回転支点２２ａと回転支点２３ａと足部２４のつま先先端とを結ぶことによって得られる足首曲がり角度α２とを連動して制御することができる。
【０１４２】
また、首部１１０のチルト関節２５１、チルト関節２５２では、駆動用の電動モータが一つで済み、頭部の内部（チルト関節２５２）に電動モータが不要であるので、頭部ユニット３を軽くすることが可能となる。このため、２足立ち等の重心ＣＧが問題となる動作モーションにおいて安定性をより確保し易い。また、可動部を通る配線が無くなり、ワイヤーの屈曲寿命を考慮しなくて済む。
【０１４３】
また、このロボット装置１は、顔角度を大きく変化させる場合、首部１１０の首関節をチルト関節２５１とチルト関節２５２に分けているので、顔の向きの角度変化に対し、首部１１０の角度変化を小さくし、胴体部２ａと首部１１０に生じる逃げ部分を小さくすることができる。
【０１４４】
また、パン構造でも、チルト構造と同様、頭部ユニット３に電動モータを設けないため、頭部が重くならず、重心が安定する。また、可動部を通る配線が無く、ワイヤーの屈曲寿命も考慮しないで済む。
【０１４５】
【発明の効果】
本発明に係るロボット装置は、４足歩行時と後脚２足立ち時とで４本の脚部の後側左右脚の２本の接地面に対する接地箇所を異ならせる。後側左右脚の２本は、それぞれ胴体部に対して第１の脚関節部を介して連結される上腕と、上腕と第２の脚関節部を介して連結される下肢と、下肢と第３の脚関節部を介して連結される足部とを有してなり、４足歩行時には足部のつま先を接地箇所とし、２足立ち時には足部の裏側を接地箇所とする。このようにして、ロボット装置は、４足歩行のみならず、２足立ちも行うことができる。また、このロボット装置は、後側左右脚の各膝部から下にあって、膝関節と足首関節の動きを連動することができる。
【０１４６】
本発明に係るロボット装置は、首部と胴体部とを第１の首関節部で連結し、頭部と首部とを第２の首関節部で連結してなり、さらに、この第１の首関節部と第２の首関節部とを連動している。これにより、第１の首関節部と第２の首関節部を一つの回転駆動力発生手段にて駆動することができる。また、一つの回転駆動力発生手段を胴体部内に収納する。したがって、首部と頭部の動きを連動することができ、さらに、頭部を軽くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロボット装置の右側面図である。
【図２】ロボット装置の左側面図である。
【図３】ロボット装置の４足歩行姿勢を示す左側面図である。
【図４】ロボット装置の２足立ち時の姿勢を示す左側面図である。
【図５】左前脚下肢内の回転駆動力伝達機構を示す図である。
【図６】左後脚部ユニットの拡大図である。
【図７】左後脚上腕内の回転駆動力伝達機構を示す図である。
【図８】左後脚下肢内の回転駆動力伝達機構を示す図である。
【図９】左後脚下肢内の回転駆動力伝達機構の第１系統を示す図である。
【図１０】左後脚下肢内の回転駆動力伝達機構の第２系統を示す図である。
【図１１】左後脚下肢内の回転駆動力伝達機構の回転方向の伝達を説明するための図である。
【図１２】左後脚下肢内の回転駆動力伝達機構の他の回転方向の伝達を説明するための図である。
【図１３】４足立ち姿勢にて正面を見ている状態のチルト構造を示す図である。
【図１４】４足立ち姿勢にて上を見ている状態のチルト構造を示す図である。
【図１５】２足立ちで下を見ている状態のチルト構造を示す図である。
【図１６】チルト構造の詳細を示す図である。
【図１７】一のチルト関節付近の構造を示す図である。
【図１８】他のチルト関節付近の構造を示す図である。
【図１９】頭部をパンするためのパン構造を示す図である。
【図２０】パン構造に関連するリミット構造を示す図である。
【図２１】ロボット装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２２】ロボット装置のソフトウェア構成を示すブロック図である。
【図２３】ロボット装置のソフトウェア構成におけるミドル・ウェア・レイヤの構成を示すブロック図である。
【図２４】ロボット装置のソフトウェア構成におけるアプリケーション・レイヤの構成を示すブロック図である。
【図２５】同アプリケーション・レイヤの行動モデルライブラリの構成を示すブロック図である。
【図２６】ロボット装置の行動決定のための情報となる有限確率オートマトンを説明するために使用した図である。
【図２７】有限確率オートマトンの各ノードに用意された状態遷移表を示す図である。
【符号の説明】
１　ロボット装置、２　胴体部ユニット、２ａ　胴体部、３　頭部ユニット、１０　左前脚部ユニット、２０　左後脚部ユニット、３０　右前脚部ユニット、４０　右後脚部ユニット、１１０　首部

Claims

胴体部と、
前記胴体部に対して首部を介して連結される頭部と、
前記胴体部に対して連結される前側左右脚と後側左右脚の計４本の脚部とを備えてなり、
前記４本の脚部の後側左右脚の２本は、４足歩行時と後脚２足立ち時とで接地面に対する接地箇所を異ならせることを特徴とするロボット装置。
前記後側左右脚の２本は、それぞれ前記胴体部に対して第１の脚関節部を介して連結される上腕部と、前記上腕部と第２の脚関節部を介して連結される下肢部と、前記下肢部と第３の脚関節部を介して連結される足部とを有してなり、前記４足歩行時には前記足部のつま先を接地箇所とし、前記２足立ち時には前記足部の裏側を接地箇所とすることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
前記第２の脚関節部と第３の脚関節部の動きを連動させて歩行又は立ち上がることを特徴とする請求項２記載のロボット装置。
前記第２の脚関節部と第３の脚関節部を一つの回転駆動力発生手段にて駆動することを特徴とする請求項２記載のロボット装置。
前記首部は前記胴体部と第１の首関節部で連結され、前記頭部は前記首部と第２の首関節部で連結されてなり、この第１の首関節部と第２の首関節部は連動されていることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
前記第１の首関節部と前記第２の首関節部を一つの回転駆動力発生手段にて駆動することを特徴とする請求項５記載のロボット装置。
前記一つの回転駆動力発生手段を前記胴体部内に収納することを特徴とする請求項６記載のロボット装置。
胴体部と、
前記胴体部に対して首部を介して連結される頭部と、
前記胴体部に対して連結される前側左右脚と後側左右脚の計４本の脚部とを備えてなり、
前記首部は前記胴体部と第１の首関節部で連結され、前記頭部は前記首部と第２の首関節部で連結されてなり、この第１の首関節部と第２の首関節部は連動されていることを特徴とするロボット装置。
前記第１の首関節部と前記第２の首関節部を一つの回転駆動力発生手段にて駆動することを特徴とする請求項８記載のロボット装置。
前記一つの回転駆動力発生手段を前記胴体部内に収納することを特徴とする請求項９記載のロボット装置。
前記４本の脚部の後側左右脚の２本は、４足歩行時と後脚２足立ち時とで接地面に対する接地箇所を異ならせることを特徴とする請求項８記載のロボット装置。
前記後側左右脚の２本は、それぞれ前記胴体部に対して第１の脚関節部を介して連結される太股部と、前記太股部と第２の脚関節部を介して連結されるすね部と、前記すね部と第３の脚関節部を介して連結される足部とを有してなり、前記４足歩行時には前記足部のつま先を接地箇所とし、前記２足立ち時には前記足部の裏側を接地箇所とすることを特徴とする請求項８記載のロボット装置。
前記第２の脚関節部と第３の脚関節部の動きを連動させて歩行又は立ち上がることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。
前記第２の脚関節部と第３の脚関節部を一つの回転駆動力発生手段にて駆動することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。