JP2004338056A - Robot device and its controlling method - Google Patents

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JP2004338056A
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Takayuki Shinohara
隆之 篠原
Kazufumi Oyama
一文 尾山
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot device capable of keeping a posture while improving a durability of a mounted actuator, and a method of controlling it. <P>SOLUTION: The actuator for driving a movable part is controlled to locate the movable part at a predetermined stable position where it is difficult to displace by its own weight, and thereafter the robot device transits to a standby mode. During the standby mode, control of the actuator is stopped and the position of the movable part is monitored. When a displacement of the movable part over a predetermined threshold is recognized, the control of the actuator is resumed to have the movable part moved to the original stable position, and then the control of the actuator is stopped again. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボット装置及びその制御方法に関し、例えばペットロボットに適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、本願特許出願人により4足歩行型のペットロボットが開発及び販売されている。かかるペットボットは、一般家庭において飼育される犬又は猫や、他のライオン等の動物に似た形状を有し、「叩く」又は「撫でる」といったユーザからの働きかけや、周囲の環境に応じて自律的に行動し得るようになされたものである(例えば非特許文献1)。
【0003】
【非特許文献1】
特願2001−268117
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかるペットロボットにおいては、動作を発現する場合のみならず、静止している状態にあっても、そのときの姿勢を維持するために、重力に逆らって可動部を所定位置に位置させるためのトルクを対応するアクチュエータに発生させる必要がある。
【0005】
このため従来のペットロボットにおいては、動作を発現しているか否かに拘わりなく、稼働中は全てのアクチュエータに常に駆動電流が印加されている状態となっており、その分アクチュエータの寿命が短くなる問題があった。
【0006】
かかる問題を解決するための1つの手法として、例えばペットロボットが動作を発現しない待機モード時にあるときなどに、姿勢維持に不要なアクチュエータに対する駆動電流の印加を停止(以下、これをアクチュエータの制御を停止するという)する方法が考えられる。
【0007】
しかしながらこの方法によると、かかるアクチュエータが発生するトルクによって所定位置に位置していたペットロボットの可動部が、当該アクチュエータの制御を停止した途端に自重により重力方向に動きだし、この結果ペットロボットの姿勢が崩れて不自然な姿勢となる問題があった。
【0008】
従って、かかるペットロボットにおいて、搭載するアクチュエータの耐久性を向上させながら常に姿勢を維持するというトレードオフの関係にある両課題を共に解決することができれば、ペットロボットとしてのエンターテインメント性を損なうことなく、ペットロボットの耐久性を向上させ得るものと考えられる。
【0009】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、搭載されたアクチュエータの耐久性を向上させながら常に姿勢を維持し得るロボット装置及びその制御方法を提案しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、ロボット装置において、制御部が、可動部を駆動するアクチュエータを制御して当該可動部を自重により変位し難い所定の安定位置に位置させた後に待機モードに遷移し、待機モード中は、当該アクチュエータに対する制御を停止すると共に可動部の位置を検出する位置検出手段の検出結果を監視し、当該検出結果に基づいて可動部が予め設定された所定の閾値以上に変位したことを認識したときには、アクチュエータに対する制御を再開して可動部を元の安定位置に移動させた後、アクチュエータに対する制御を再度停止するようにした。
【0011】
この結果このロボット装置においては、アクチュエータを常時駆動させることなく、待機モード時の姿勢が自重等により崩れるのを有効に防止することができる。
【0012】
また本発明においては、ロボット装置の制御方法において、可動部を駆動するアクチュエータを制御して可動部を自重により変位し難い所定の安定位置に位置させた後に待機モードに遷移し、待機モード中は、当該アクチュエータに対する制御を停止すると共に可動部の位置を監視し、可動部が予め設定された所定の閾値以上に変位したことを認識したときには、アクチュエータに対する制御を再開して可動部を元の安定位置に移動させた後、アクチュエータに対する制御を再度停止するようにした。
【0013】
この結果このロボット装置の制御方法によれば、アクチュエータを常時駆動させることなく、待機モード時の姿勢が自重等により崩れるのを有効に防止することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【0015】
(1)本実施の形態によるペットロボット1の構成
図1において、1は全体として本実施の形態によるペットロボットを示し、胴体部ユニット2の前後左右にそれぞれ脚部ユニット3A〜3Dが連結されると共に、胴体部ユニット2の前端部及び後端部にそれぞれ頭部ユニット4及び尻尾部ユニット5が連結されることにより構成されている。
【0016】
この場合胴体部ユニット2には、図2に示すように、このペットロボット1全体の動作を制御するコントローラ10と、このペットロボット1の動力源としてのバッテリ11と、バッテリセンサ12及び温度センサ13などからなる内部センサ部14と、各種制御プログラムや制御パラメータが格納された外部メモリ26となどが収納されている。
【0017】
また頭部ユニット4には、このペットロボット1の実質的な「目」として機能するCCD(Charge Coupled Device)カメラ15、「耳」として機能するマイクロホン16及びタッチセンサ17などからなる外部センサ部18と、外見上の「目」として機能するLED(Light Emitting Diode)19と、「口」として機能するスピーカ20となどがそれぞれ所定位置に配設されている。
【0018】
さらに各脚部ユニット3A〜3Dの大腿部ブロック3A〜3D及び脛部ブロック3A〜3Dを連結する膝関節機構部21A〜21Dや、胴体部ユニット2と各脚部ユニット3A〜3Dとをそれぞれ連結する各肩関節機構部22A〜22D、胴体部ユニット2及び頭部ユニット4を連結する首関節機構部23(図6)、並びに尻尾部ユニット5における尻尾5A(図1)の付根部分などには、それぞれ対応する自由度数分のアクチュエータ24〜24及び対応するポテンショメータ25〜25が配設されている。
【0019】
そして頭部ユニット4のCCDカメラ15は、周囲の状況を撮像し、得られた画像信号S1Aをコントローラ10に送出する。またマイクロホン16は、ユーザから発話された「歩け」、「伏せ」又は「ボールを追いかけろ」等の音声を集音し、得られた音声信号S1Bをコントローラ10に送出する。
【0020】
さらにタッチセンサ17は、図1において明らかなように頭部ユニット4の上部に設けられており、ユーザからの「撫でる」や「叩く」といった物理的な働きかけにより受けた圧力を検出し、検出結果を圧力検出信号S1Cとしてコントローラ10に送出する。
【0021】
一方、バッテリセンサ12は、バッテリ11の残量を検出して、検出結果をバッテリ残量検出信号S2Aとしてコントローラ10に送出し、温度センサ13は、ペットロボット1内部の温度を検出して検出結果を温度検出信号S2Bとしてコントローラ10に送出する。また各ポテンショメータ25〜25は、バッテリセンサ12及び熱センサ13などと共に内部センサ部14を構成し、それぞれ対応するアクチュエータ24〜24の出力軸の回転角度を検出し、検出結果を角度検出信号S2C〜S2Cとしてコントローラ10に送出する。
【0022】
コントローラ10は、外部センサ部18のCCDカメラ15、マイクロホン16及びタッチセンサ17などの各外部センサからそれぞれ与えられる画像信号S1A、音声信号S1B及び圧力検出信号S1Cなどの外部センサ信号S1と、内部センサ部14のバッテリセンサ12、熱センサ13及び各ポテンショメータ25〜25などの各内部センサからそれぞれ与えられるバッテリ残量検出信号S2A、温度検出信号S2B及び各角度検出信号S2C〜S2Cなどの内部センサ信号S2となどに基づいて、ペットロボット1の周囲及び内部の状況や、ユーザからの指令、ユーザからの物理的な働きかけの有無などを判断する。
【0023】
そしてコントローラ10は、この判断結果と、予めメモリ10Aや外部メモリ26に格納されている各種制御プログラム及び制御パラメータとに基づいて続く行動を決定し、決定結果に基づいて必要なアクチュエータ24〜24に駆動信号S3〜S3を送出して当該駆動信号S3〜S3に基づきそのアクチュエータ24〜24を所望状態に駆動させることにより、頭部ユニット4を上下左右に振らせたり、尻尾部ユニット5の尻尾を動かせたり、各脚部ユニット3A〜3Dを駆動して歩行させるなどの行動を行わせる。
【0024】
またこの際コントローラ10は、必要に応じて所定の音声信号S4をスピーカ20に与えることにより当該音声信号S4に基づく音声を外部に出力させたり、LED19にLED駆動信号S5を出力することによりこれを点滅させる。
【0025】
このようにしてこのペットロボット1においては、周囲及び内部の状況や、ユーザからの指令及び働きかけの有無などに基づいて自律的に行動することができるようになされている。
【0026】
(2)コントローラ10の処理
ここでこのようなペットロボット1の行動生成に関するコントローラ10の処理内容を機能的に分類すると、外部及び内部の状態を認識する状態認識部30と、状態認識部30の認識結果に基づいて感情及び本能の状態を決定する感情・本能モデル31と、状態認識部30の認識結果及び感情・本能モデル31において決定された感情・本能の状態に基づいて次の行動を決定する行動決定部32と、行動決定部32により決定された行動や動作を行うためのペットロボット1の一連の動作計画を立てる姿勢遷移制御部33と、姿勢遷移制御部33により立てられた動作計画に基づいてLED16、20やアクチュエータ24〜24等のデバイスを制御するデバイス制御部34とに分けることができる。
【0027】
この場合状態認識部30は、各外部センサ部18から与えられる外部センサ信号S1と、各内部センサ部14から与えられる内部センサ信号S2とに基づいて外部及び内部の状態を認識し、認識結果を状態認識情報D1として感情・本能モデル31及び行動決定部32に通知する。
【0028】
具体的に状態認識部30は、外部センサ部18のCCDカメラ15(図2)から与えられる画像信号S1A(図2)を常時監視し、当該画像信号S1Aに基づく画像内に例えば「赤い丸いもの」や「進行方向に位置する物体」を検出したときには「ボールがある」、「障害物がある」と認識して、当該認識結果を感情・本能モデル31及び行動決定部32に通知する。
【0029】
また状態認識部30は、マイクロホン16(図2)から与えられる音声信号S1B(図2)を常時監視し、HMM(Hidden Markov Model)法などの音声認識手法により「歩け」、「伏せ」、「ボールを追いかけろ」等の各種音声を認識したときには、これを感情・本能モデル31及び行動決定部32に通知する。
【0030】
さらに状態認識部30は、タッチセンサ17(図2)から与えられる圧力検出信号S1Cを常時監視し、当該圧力検出信号S1Cに基づいて所定の閾値以上のかつ短時間(例えば2秒未満)の圧力を検出したときには「叩かれた(叱られた)」と認識し、所定の閾値未満のかつ長時間(例えば2秒以上)の圧力を検出したときには「撫でられた(誉められた)」と認識し、認識結果を感情・本能モデル部31及び行動決定部32に通知する。
【0031】
さらに状態認識部30は、バッテリセンサ12及び温度センサ13からそれぞれ与えられるバッテリ残量検出信号S2A及び温度検出信号S2Bに基づいてバッテリ11の残量及び内部温度を認識し、認識結果を感情・本能モデル31及び行動決定部32に通知する。
【0032】
さらに状態認識部は、各ポテンショメータ25〜25から与えられる角度検出信号S2C〜S2Cに基づいて、対応するアクチュエータ24〜24の回転状態を認識し、認識結果を感情・本能モデル31及び行動決定部32に通知する。
【0033】
感情・本能モデル部31は、「喜び」、「悲しみ」、「驚き」、「恐怖」、「嫌悪」及び「怒り」等の複数の情動について、これら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・本能モデル部31は、これら各情動のパラメータ値を、それぞれ状態認識部30から状態認識情報D1として与えられる「誉められた」、「叱られた」などの特定の認識結果等に基づいて順次変更する。
【0034】
また感情・本能モデル部31は、これと同様にして、「愛情欲」、「探索欲」、「運動欲」、「充電欲」及び「睡眠欲」等の複数の互いに独立した欲求について、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。そして感情・本能モデル部31は、これら各欲求のパラメータ値を、それぞれ状態認識部30からの認識結果や経過時間等に基づいて順次変更する。
【0035】
一方、行動決定部32は、状態認識部30から状態認識情報D1が与えられたときや、現在の行動に移ってから一定時間経過したとき、感情・本能モデル部31におけるいずれかの情動又は本能のパラメータ値が閾値を超えたときなどに、内部メモリ10A及び外部メモリ26に格納されている制御プログラム及び制御パラメータに基づいて次の行動を決定する。
【0036】
具体的に行動決定部32は、次の行動を決定する手法として、図4に示すように、状態をノードNDA0〜NDAnとして表現し、1つのノードNDA0から次にどのノードNDA0〜NDAnに遷移するかを、自ノードNDA0〜NDAnにおいて完結し又は各ノードNDA0〜NDAn間を接続するアークARA0〜ARAnに対してそれぞれ設定された遷移確率P〜Pに基づいて確率的に決定する確率オートマトンと呼ばれるアルゴリズムを用いる。
【0037】
この場合この確率オートマトンにおける各ノードNDA0〜NDAn間の接続関係や、各アークARA0〜ARAnに対する遷移確率P〜P及び、各アークARA0〜ARAnにそれぞれ対応付けられた行動が制御パラメータ(行動モデル)として外部メモリ26に格納されている。
【0038】
そして行動決定部32は、例えば状態認識部30から外部又は内部における特定状態の認識結果である状態認識情報D1が与えられたときや、現在のノード(NDA0)に移ってから一定時間が経過したとき、感情・本能モデル部31におけるいずれかの情動又は本能のパラメータ値が閾値を超えたときなどに、かかる確率オートマトンにおける次の遷移先のノードNDA0〜NDAnを各アークARA0〜ARAnに対する遷移確率P〜Pに基づいて確率的に決定し、このとき決定したノードNDA0〜NDAnと元のノードNDA0とを接続するアークARA0〜ARAnに対応付けられた行動を次に発現すべき行動として、行動決定情報D2として姿勢遷移制御部33に通知する。
【0039】
姿勢遷移制御部33においては、行動決定部32から行動決定情報D2が与えられると、当該行動決定情報D2に基づく行動を行うためのペットロボット1の一連の動作計画を立て、当該動作計画に基づく動作指令情報D3をデバイス制御部34に出力する。
【0040】
この場合姿勢遷移制御部33は、かかる動作計画を立てる手法として、例えば図5に示すようなペットロボット1がとり得る姿勢をそれぞれノードNDB0〜NDB2とし、遷移可能なノードNDB0〜NDB2間を動作を表す有向アークARB0〜ARB5で結び、かつ1つのノードNDB0〜NDB2で完結する動作を自己動作アークARC0〜ARC3として表現する有向グラフを用いる。
【0041】
具体的には、このペットロボット1の場合、各ノードNDB0〜NDB2にはそれぞれ「立つ」、「座る」、「伏せる」等の姿勢が対応付けられ、これらノードNDB0〜NDB2間をそれぞれ結ぶ各有向アークARB0〜ARB5には姿勢を遷移させるための動作が対応付けられている。また各自己動作アークARC0〜ARC3には、それぞれ「歩く」、「ダンスする」、「頭を揺する」、「お手をする」等の対応するその姿勢において発現できる各種動作が対応付けられている。
【0042】
そして姿勢遷移制御部33は、行動決定部32から「立て」、「歩け」、「ダンスしろ」等の行動指令が行動決定情報D2として与えられると、有向アークARB0〜ARB2の向きに従いながら、現在のノードNDB0〜NDB2から指定された姿勢又は動作が対応付けられたノードNDB0〜NDB2又は有向アークARB0〜ARB5若しくは自己動作アークARC0〜ARC3に至る最短経路を探索し、当該探索した経路上の各有向アークARB0〜ARB5や自己動作アークARC0〜ARC3にそれぞれ対応付けられた動作を順次行わせるための動作指令を動作指令情報D3としてデバイス制御部34に次々と出力する。
【0043】
例えば、姿勢遷移制御部33は、ペットロボット1が「伏せる」の姿勢にある場合において、行動決定部32から「座ってバンザイ」という行動指令が与えられた場合には、「伏せる」の姿勢に対応するノードNDB2及び「座る」の姿勢に対応するノードNDB1間を結ぶ有向アークARB1に対応付けられた「座る」という動作(以下、これを「座り動作」と呼ぶ)の動作指令と、自己動作アークARC1に対応付けられた「バンザイ」という動作(以下、これを「バンザイ動作」と呼ぶ)の動作指令とをデバイス制御部34に順次送出することとなる。
【0044】
デバイス制御部34においては、姿勢遷移制御部33が保持する有向グラフの各有向アークARB0〜ARB5や各自己動作アークARC0〜ARC3にそれぞれ対応付けられた各動作にそれぞれ対応させて、その動作をペットロボット1に発現させるためにどのアクチュエータ24〜24(図2)をどのタイミングでどのくらい駆動させるかといった、動作ごとの各アクチュエータ24〜24の時系列的な制御内容を規定したファイル(以下、これを動作ファイルと呼ぶ)を外部メモリ26内に有している。
【0045】
そしてデバイス制御部34は、姿勢遷移制御部33から動作指令情報D3が与えられるごとに、対応する動作ファイルを順次再生して当該動作ファイルに格納された制御パラメータに基づく駆動信号S3〜S3を生成し、当該駆動信号S3〜S3に基づいて対応するアクチュエータ24〜24を駆動制御することにより、ペットロボット1に対応する動作を発現させる。
【0046】
従ってデバイス制御部34は、例えばペットロボット1が「伏せる」の姿勢にある場合において、姿勢遷移制御部33から上述の「座り動作」及び「バンザイ動作」の動作指令が順次与えられた場合には、まず「座り動作」に対応する動作ファイルに基づき対応する各アクチュエータ24〜24を時系列的に順次制御することによりペットロボット1に「座り動作」を発現させ、この後これに続けて「バンザイ動作」に対応する動作ファイルに基づき対応する各アクチュエータ24〜24を時系列的に順次制御することによりペットロボット1に「バンザイ動作」を発現させる。これによりペットロボット1全体として、姿勢を「伏せる」から「座る」に遷移し、その後「バンザイ」するという一連の動作が発現されることとなる。
【0047】
またデバイス制御部34は、各種音のWAVEファイルである複数の音声ファイルと、LED19(図2)の駆動データが格納された複数のLED駆動ファイルを外部メモリ26内に有しており、かかる動作ファイルの再生時等にその動作ファイルと対応付けられた音声ファイル及び又はLED駆動ファイルを同時に再生することにより、ペットロボット1に動作と合わせてスピーカ20(図2)から音声を出力させたり、LED19を点滅駆動させる。
【0048】
このようにしてコントローラ10においては、外部及び内部の状況や、ユーザからの指令及び働きかけの有無等に応じてペットロボット1を自律的に行動させ得るようになされている。
【0049】
(3)ペットロボット1におけるアクチュエータ制御
(3−1)ペットロボット1におけるアクチュエータ制御
次に、このペットロボット1における待機モード時におけるアクチュエータ24〜24の制御処理内容について説明する。
【0050】
このペットロボット1では、当該ペットロボット1がほぼ一日、24時間電源がオンされた状態で稼動(常時稼動)することを前提として制御ソフトウェアが構築されている。ただし、常時稼動といっても、ペットロボット1が常に動いているわけでなく、バッテリ12(図2)を充電するための図6に示すような充電ステーション40に載せられて充電されている間の多くの時間はペットロボット1の動作モードが動作を発現しない待機モードとなる。
【0051】
そこで、このペットロボット1においては、かかる待機モード時には、そのときのペットロボット1の姿勢を維持するために最低限必要なアクチュエータ以外のアクチュエータ24〜24に対する駆動電流の印加を一時的に停止(すなわち制御を一時的に停止)するようになされ、これにより駆動電流を常時印加することに起因するアクチュエータ24〜24の短命化を有効に防止し得るようになされている。
【0052】
具体的には、例えば図6(A)に示すように、ペットロボット1が充電ステーション40に載せられている状態では、ペットロボット1が「伏せ」の姿勢に似た所定の姿勢(以下、これを「ステーション」の姿勢と呼ぶ)で充電ステーション40にその腹部を支えられるようにして保持されるため、このときペットロボット1の首関節機構部23や各肩関節機構部22A〜22D及び各膝関節機構部21A〜21D内の各アクチュエータ24〜24は、この「ステーション」の姿勢を維持するためにトルクを発生させていなければならない最低限必要なアクチュエータとは言い得ない。
【0053】
そこで、このときペットロボット1においては、待機モード時には、首関節機構部23における各自由度の方向(ピッチ方向及びヨー方向)用のアクチュエータ24〜24と、各脚部ユニット3A〜3Dの肩関節機構部22A〜22Dにおける各自由度の方向(ピッチ方向及びロール方向)用のアクチュエータ24〜24と、各脚部ユニット3A〜3Dの膝関節機構部21A〜21Dにおける自由度の方向(ピッチ方向)用のアクチュエータ24〜24とに対する制御を一時停止(すなわち、これらアクチュエータ24〜24に対する駆動電流の印加を停止)するようになされている。
【0054】
ただし、このようなアクチュエータ制御を行った場合、首関節機構部23のピッチ方向のアクチュエータ24〜24の制御を停止した途端に頭部ユニット4がその自重により図6(B)のように前方向又は後方向に倒れてペットロボット1が『うなだれている』ような姿勢となったり、脚部ユニット3A〜3Dが自重により動いて左右の脚部ユニット3A〜3Dの姿勢がアンバランスになるおそれがあり、このような場合には見た目も悪く、また無気力な印象をユーザに与えることとなる。
【0055】
そこでこのペットロボット1では、かかるアクチュエータ24〜24に対する制御を一時的に停止するに際して、頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dを、当該アクチュエータ24〜24の制御を停止した場合においても自重によって変位し難い最も安定な位置(以下、これを安定位置と呼ぶ)にまで移動させたうえで、このアクチュエータ24〜24の制御を停止させるようになされている。
【0056】
実際上、ペットロボット1は、例えば充電ステーション40に載せられた状態において待機モードに遷移するに際して、図6(C)に示すように、頭部ユニット4を、その重心GPが首部関節機構部23におけるピッチ方向の回転中心CEの鉛直上方に位置するように移動させる。
【0057】
またペットロボット1は、これと併せて各脚部ユニット3A〜3Dの肩関節機構部22A〜22D及び膝関節機構部21A〜21Dの全てのアクチュエータ24〜24に対する制御を停止するが、この際には各脚部ユニット3A〜3Dを、それぞれ膝関節機構部21A〜21Dを所定角度に曲げてその先端部を充電ステーション40における脚置き用段部40Aの所定位置に接触させるように姿勢を遷移させる。
【0058】
これによりこのペットロボット1においては、待機モードに遷移してこれらアクチュエータ24〜24に対する制御を停止した状態においても、頭部ユニット4については、首部関節機構部23及び胴体部ユニット2間の静止摩擦力と、アクチュエータ24〜24の出力段に配設された減速ギア列による負荷とによって、自重により頭部ユニット4がピッチ方向に動きだすのを防止でき、また各脚部ユニット3A〜3Dについては、その脚部ユニット3A〜3Dの先端部及び充電ステーション40の脚置き用段部40A間の静止摩擦力と、肩関節機構部22A〜22D及び胴体部ユニット2間の静止摩擦力と、肩関節機構部22A〜22D及び膝関節機構部21A〜21D内の各アクチュエータ24〜24の出力段に配設された減速ギア列による負荷とによって、自重により各脚部ユニット3A〜3Dの待機モード時における姿勢が崩れるのを防止できるようになされている。
【0059】
一方、上述のようにペットロボット1が動作モードを待機モードに遷移させるに際して頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dを予め安定位置に移動させた場合においても、その後の待機モード時において、振動等により頭部ユニット4が動いてその重心GP(図6(A))が首関節機構部23におけるピッチ方向の回転中心CEの鉛直上方位置から外れ、頭部ユニット4が図6(C)のように前方向又は後方向に倒れたり、また振動等により脚部ユニット3A〜3Dの姿勢が崩れて左右の脚部ユニット3A〜3Dの姿勢がアンバランスになるおそれがある。
【0060】
また首関節機構部23のヨー方向のアクチュエータ24〜24の制御を停止した状態では、頭部ユニット4に外力が与えられて頭部ユニット4がヨー方向に回転した場合でも、頭部ユニット4が元の安定位置に戻らないため、見た目も悪く、また生命感がない印象をユーザに与える。
【0061】
そこでこのペットロボット1においては、充電ステーション40に載せられた状態で待機モードに遷移した場合において、頭部ユニット4がその安定位置から首関節機構部23のいずれかの自由度の方向(ピッチ方向及びヨー方向)に当該自由度の方向について予め設定された所定の角度(以下、これを制御開始角度と呼ぶ)以上に回転変位し、又はいずれかの脚部ユニット3A〜3Dの肩関節機構部22A〜22D若しくは膝関節機構部21A〜21Dのいずれかの自由度の方向の屈曲角がその自由度の方向について予め設定された所定の制御開始角度以上に大きく若しくは小さくなったとき(すなわち脚部ユニット3A〜3D又は脛部ブロック3A〜3Dがその自由度方向に対応する制御開始角度以上に回転変位したとき)に、首関節機構部23又はその脚部ユニット3A〜3Dの肩関節機構部22A〜22D若しくは膝関節機構部21A〜21Dの対応するアクチュエータ24〜24を駆動することによりその頭部ユニット4又は脚部ユニット3A〜3Dを元の安定位置に戻し(以下、これを復帰制御と呼ぶ)、その後再びこのアクチュエータ24〜24に対する制御を停止するようになされている。
【0062】
これによりこのペットロボット1では、自重や外力等によりペットロボット1の姿勢が崩れた場合においてもこれを直ちに元の姿勢に戻すことができ、かくして待機モード時においても常に一定の姿勢を維持し得るようになされている。
【0063】
なおこのペットロボット1の場合、上述のいずれの制御開始角度の値も10〜30度程度の範囲で選定されており、これにより制御の偏差やメカ的機構の誤差等に起因する上述のような復帰制御が頻繁に行われるのを未然にかつ有効に防止し得るようになされている。
【0064】
(3−2)アクチュエータ制御処理手順
ここで実際上、上述のような待機モード前及び待機モード中のアクチュエータ24〜24の制御は、図3について上述した行動決定部32の制御のもとに、図7に示すアクチュエータ制御処理手順RT1に従って行われる。
【0065】
実際上、行動決定部32は、ペットロボット1が充電ステーション40に載せられた状態において、1つの動作が終了し、次に発現すべき動作が決定していないときなど、動作モードを待機モードに遷移すべき状況であることを認識すると、このアクチュエータ制御処理手順RT1をステップSP0において開始し、続くステップSP1において、頭部ユニット4を安定位置に移動させる行動をペットロボット1の次の行動として決定し、当該決定結果を行動決定情報D2として姿勢遷移制御部33(図3)に通知する。この結果この行動決定情報D3に基づいて、デバイス制御部34により首関節機構部23のピッチ方向及びロール方向のアクチュエータ24〜24が駆動され、頭部ユニット4が安定位置に移動させられる。
【0066】
次いで行動決定部32は、ステップSP2に進んで、姿勢遷移制御部33を介してデバイス制御部34を制御することにより、かかる首関節機構部23のピッチ方向及ヨー方向のアクチュエータ24〜24に対する制御を停止させる。
【0067】
さらに行動決定部32は、この後ステップSP3に進んで、状態認識部30(図3)から外部又は内部における特定状態の認識結果である状態認識情報D1が与えられ、現在のノード(NDA0)に移ってから一定時間が経過し、又は感情・本能モデル部31(図3)におけるいずれかの情動又は本能のパラメータ値が閾値を超えた否か(すなわちペットロボット1が次の行動の行動を発現すべき状態であるか否か)を判断する。
【0068】
そして行動決定部32は、ステップSP3において否定結果を得るとステップSP4に進んで、首関節機構部23内の各アクチュエータ24〜24とそれぞれ対応する各ポテンショメータ25〜25からの角度検出信号S2C〜S2Cと、各脚部ユニット3A〜3Dの肩関節機構部22A〜22D及び膝関節機構部21A〜21D内の各アクチュエータ24〜24とそれぞれ対応する各ポテンショメータ25〜25からの角度検出信号S2C〜S2Cとに基づく状態認識部30の認識結果として、頭部ユニット4のピッチ方向又はヨー方向の角度が安定位置から制御開始角度以上ずれ、又はいずれかの脚部ユニット3A〜3Dの肩関節機構部22A〜22D及び膝関節機構部21A〜21Dの角度が当該脚部ユニット3A〜3Dが安定位置にある場合の角度から制御開始角度以上ずれたとの通知が状態認識部30から与えられたか否かを判断する。
【0069】
そして行動決定部32は、このステップSP4において否定結果を得ると、ステップSP3に戻って、この後ステップSP3又はステップSP4のいずれかにおいて肯定結果を得るまで、各ポテンショメータ25〜25からの角度検出信号S2C〜S2Cを監視しながらステップSP3−SP4−SP3のループを繰り返す。
【0070】
そして行動決定部32は、やがてステップSP3において肯定結果を得るとステップSP6に進んで、ステップSP3において得られた状態認識部30からの状態検出情報D1に基づいてペットロボット1の次の行動を決定し、決定結果を行動決定情報D2として姿勢遷移制御部33に通知し、この後ステップSP7に進んでこのアクチュエータ制御処理手順RT1を終了する。
【0071】
この結果、このとき行動決定情報D2に基づく動作指令情報D3が姿勢遷移制御部33からデバイス制御部34に与えられ、当該動作指令情報D3の入力に応動してデバイス制御部33よる首関節機構部23のピッチ方向及びヨー方法のアクチュエータ24〜24に対する制御が再開される。またこの動作指令情報D3に基づきデバイス制御部34により対応するアクチュエータ24〜24等の制御が行われ、これにより行動決定部32により決定された行動がペットロボット1により発現される。
【0072】
一方、行動決定部32は、ステップSP4において肯定結果を得るとステップSP5に進んで、姿勢遷移制御部32を介してデバイス制御部34を制御することにより、首関節機構部23のピッチ方向及びヨー方法のアクチュエータ24〜24に対する制御を再開させた後ステップSP1に戻り、この後ステップSP1〜ステップSP7について同様の処理を繰り返す。
【0073】
このようにして行動決定部32は、待機モード前及び待機モード時における首関節機構部23並びに各脚部ユニット3A〜3Dの肩関節機構部22A〜22D及び膝関節機構部21A〜21Dのアクチュエータ24〜24を制御するようになされている。
【0074】
(4)本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、このペットロボット1のコントローラ10は、アクチュエータ24〜24を制御して頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dを自重により変位し難い所定の安定位置に位置させた後に待機モードに遷移し、待機モード中は、当該アクチュエータ24〜24に対する制御を停止すると共に対応する各ポテンショメータ25〜25からの角度検出信号S2C〜S2Cを監視し、当該角度検出信号S2C〜S2Cに基づいて頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dが予め設定された所定の閾値以上に変位したことを認識したときには、対応するアクチュエータ24〜24に対する制御を再開して頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dを元の安定位置に移動させた後、アクチュエータ24〜24に対する制御を再度停止する。
【0075】
従って、このペットロボット1では、アクチュエータ24〜24を常時駆動させることなく、待機モード時の姿勢が自重等により崩れるのを有効に防止することができる。
【0076】
以上の構成によれば、アクチュエータ24〜24を制御して頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dを自重により変位し難い所定の安定位置に位置させた後に待機モードに遷移し、待機モード中は、当該アクチュエータ24〜24に対する制御を停止すると共に対応する各ポテンショメータ25〜25からの角度検出信号S2C〜S2Cを監視し、当該角度検出信号S2C〜S2Cに基づいて頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dが予め設定された所定の閾値以上に変位したことを認識したときには、対応するアクチュエータ24〜24に対する制御を再開して頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dを元の安定位置に移動させた後、アクチュエータ24〜24に対する制御を再度停止するようにしたことにより、アクチュエータ24〜24を常時駆動させることなく、待機モード時の姿勢が自重等により崩れるのを有効に防止することができ、かくしてアクチュエータ24〜24の耐久性を向上させながら常に姿勢を維持し得るペットロボットを実現できる。
【0077】
(5)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を図1及び図2のように構成されたペットロボット1に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の形態のロボット装置に広く適用することができる。
【0078】
また上述の実施の形態においては、本発明によるアクチュエータ制御処理を、ペットロボット1が充電ステーション40上に載せられた状態での待機モード時に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、充電ステーション40に載せられていない状態で待機モードに遷移する場合にもかかるアクチュエータ制御を適用することができる。この場合にあっては、そのときのペットロボット1の姿勢を維持するために最低限必要なアクチュエータ以外のアクチュエータ24〜24に対してかかるアクチュエータ制御処理を適用するようにすれば良い。
【0079】
さらに上述の実施の形態においては、待機モード時における頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dの位置を検出するための位置検出手段として、対応するアクチュエータ24〜24の出力軸の回転角を検出するポテンショメータ25〜25を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のセンサ等を位置検出手段として広く適用することができる。
【0080】
さらに上述の実施の形態においては、ポテンショメータ25〜25からの角度検出信号S2C〜S2Cに基づいて対応するアクチュエータ24〜24を制御する制御手段としてのコントローラ10が図3について上述したような機能を有し、このため図4について上述したようにして待機モード時におけるアクチュエータ24〜24の制御を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、コントローラ10が、アクチュエータ24〜24を制御して頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dを自重により変位し難い所定の安定位置に位置させた後に待機モードに遷移し、待機モード中は、当該アクチュエータ24〜24に対する制御を停止すると共に対応する各ポテンショメータ25〜25からの角度検出信号S2C〜S2Cを監視し、当該角度検出信号S2C〜S2Cに基づいて頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dが予め設定された所定の閾値以上に変位したことを認識したときには、対応するアクチュエータ24〜24に対する制御を再開して頭部ユニット4及び各脚部ユニット3A〜3Dを元の安定位置に移動させた後、アクチュエータ24〜24に対する制御を再度停止するようにするのであれば、その具体的な処理内容として、そのロボット装置のコントローラの機能に合わせた具体的処理内容を適用するようにすれば良い。
【0081】
さらに上述の実施の形態においては、待機モード時において、変位した頭部ユニット4等を元の安定位置に戻すための復帰処理を開始する制御開始角度を10〜30度の範囲で選定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これ以外の範囲で選定するようにしても良い。
【0082】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、ロボット装置において、制御部が、可動部を駆動するアクチュエータを制御して当該可動部を自重により変位し難い所定の安定位置に位置させた後に待機モードに遷移し、待機モード中は、当該アクチュエータに対する制御を停止すると共に可動部の位置を検出する位置検出手段の検出結果を監視し、当該検出結果に基づいて可動部が予め設定された所定の閾値以上に変位したことを認識したときには、アクチュエータに対する制御を再開して可動部を元の安定位置に移動させた後、アクチュエータに対する制御を再度停止するようにしたことにより、アクチュエータを常時駆動させることなく、待機モード時の姿勢が自重等により崩れるのを有効に防止することができ、かくして搭載されたアクチュエータの耐久性を向上させながら常に姿勢を維持し得るロボット装置を実現できる。
【0083】
また本発明によれば、ロボット装置の制御方法において、可動部を駆動するアクチュエータを制御して可動部を自重により変位し難い所定の安定位置に位置させた後に待機モードに遷移し、待機モード中は、当該アクチュエータに対する制御を停止すると共に可動部の位置を監視し、可動部が予め設定された所定の閾値以上に変位したことを認識したときには、アクチュエータに対する制御を再開して可動部を元の安定位置に移動させた後、アクチュエータに対する制御を再度停止するようにしたことにより、アクチュエータを常時駆動させることなく、待機モード時の姿勢が自重等により崩れるのを有効に防止することができ、かくして搭載されたアクチュエータの耐久性を向上させながら常に姿勢を維持し得るロボット装置の制御方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態によるペットロボットの外観構成を示す斜視図である。
【図2】ペットロボットの内部構成を示すブロック図である。
【図3】行動生成に関するコントローラの処理内容の説明に供するブロック図である。
【図4】確率オートマトンの説明に供する概念図である。
【図5】有向グラフの説明に供する概念図である。
【図6】ペットロボットに適用された待機状態前及び待機情報時におけるアクチュエータの制御処理内容の説明に供する略線的な側面図である。
【図7】アクチュエータ処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1……ペットロボット、3A〜3D……脚部ユニット、10……コントローラ、21〜21……膝関節機構部、23……首関節機構部、24〜24……アクチュエータ、25〜25……ポテンショメータ、32……行動決定部、34……デバイス制御部、40……充電ステーション、CE……回転中心、GP……重心、RT1……アクチュエータ制御処理手順。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a robot apparatus and a control method thereof, and is suitably applied to, for example, a pet robot.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a pet robot of a four-legged walking type has been developed and sold by the present applicant. Such a pet bot has a shape similar to animals such as dogs or cats and other lions bred in ordinary households, and responds to user's actions such as "hitting" or "stroking" and the surrounding environment. It is designed to be able to act autonomously (for example, Non-Patent Document 1).
[0003]
[Non-patent document 1]
Japanese Patent Application No. 2001-268117
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a pet robot, in order to maintain a posture at that time, not only when a motion is exhibited but also in a stationary state, the movable part is positioned at a predetermined position against gravity. Must be generated in the corresponding actuator.
[0005]
For this reason, in the conventional pet robot, the drive current is always applied to all the actuators during operation, regardless of whether or not the operation is exhibited, and the life of the actuators is shortened accordingly. There was a problem.
[0006]
As one method for solving such a problem, for example, when a pet robot is in a standby mode in which no operation is exhibited, application of a drive current to an actuator that is not necessary for maintaining a posture is stopped (hereinafter, this is referred to as control of the actuator. To stop).
[0007]
However, according to this method, the movable portion of the pet robot, which was located at a predetermined position by the torque generated by the actuator, starts moving in the direction of gravity by its own weight as soon as the control of the actuator is stopped. There was a problem that it collapsed and became an unnatural posture.
[0008]
Therefore, in such a pet robot, if both problems in a trade-off relation of always maintaining a posture while improving the durability of the mounted actuator can be solved together, without impairing the entertainment properties of the pet robot, It is considered that the durability of the pet robot can be improved.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to propose a robot device capable of always maintaining a posture while improving the durability of a mounted actuator and a control method thereof.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, in the robot device, the control unit controls the actuator that drives the movable unit to position the movable unit at a predetermined stable position where it is difficult to be displaced by its own weight, and then enters the standby mode. In the standby mode, the control of the actuator is stopped and the detection result of the position detection means for detecting the position of the movable portion is monitored during the standby mode. Based on the detection result, the movable portion is controlled to a predetermined threshold or more. When it is recognized that the actuator has been displaced, the control of the actuator is restarted to move the movable portion to the original stable position, and then the control of the actuator is stopped again.
[0011]
As a result, in this robot device, it is possible to effectively prevent the posture in the standby mode from being collapsed by its own weight or the like without constantly driving the actuator.
[0012]
Further, in the present invention, in the control method of the robot apparatus, the method moves to the standby mode after controlling the actuator that drives the movable section to position the movable section at a predetermined stable position where the movable section is hardly displaced by its own weight. When the control of the actuator is stopped and the position of the movable part is monitored, and it is recognized that the movable part has been displaced by a predetermined threshold value or more, the control of the actuator is resumed and the movable part is returned to the original stable state. After moving to the position, the control for the actuator is stopped again.
[0013]
As a result, according to the control method of the robot device, it is possible to effectively prevent the posture in the standby mode from being collapsed due to its own weight or the like without constantly driving the actuator.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
(1) Configuration of the pet robot 1 according to the present embodiment
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a pet robot according to the present embodiment as a whole, and leg units 3 </ b> A to 3 </ b> D are respectively connected to the front, rear, left and right of the body unit 2, and a front end and a rear end of the body unit 2. Are connected to a head unit 4 and a tail unit 5, respectively.
[0016]
In this case, as shown in FIG. 2, a controller 10 for controlling the operation of the entire pet robot 1, a battery 11 as a power source for the pet robot 1, a battery sensor 12 and a temperature sensor 13 are provided in the body unit 2. And an external memory 26 storing various control programs and control parameters.
[0017]
The head unit 4 also includes an external sensor unit 18 including a CCD (Charge Coupled Device) camera 15 functioning as a substantial “eye” of the pet robot 1, a microphone 16 functioning as an “ear”, a touch sensor 17, and the like. And an LED (Light Emitting Diode) 19 functioning as an external "eye", a speaker 20 functioning as a "mouth", and the like are arranged at predetermined positions.
[0018]
Further, a thigh block 3A of each leg unit 3A to 3D. 1 ~ 3D 1 And shin block 3A 2 ~ 3D 2 , The shoulder joint mechanisms 22A to 22D connecting the torso unit 2 and the leg units 3A to 3D, the torso unit 2 and the head unit 4 are connected. Actuators 24 corresponding to the degrees of freedom corresponding to the neck joint mechanism 23 (FIG. 6) and the base of the tail 5A (FIG. 1) of the tail unit 5 are respectively provided. 1 ~ 24 n And the corresponding potentiometer 25 1 ~ 25 n Are arranged.
[0019]
Then, the CCD camera 15 of the head unit 4 captures an image of the surrounding situation and sends the obtained image signal S1A to the controller 10. Further, the microphone 16 collects sounds such as “walk”, “down” or “follow the ball” spoken by the user, and sends the obtained sound signal S1B to the controller 10.
[0020]
Further, the touch sensor 17 is provided on the upper part of the head unit 4 as is apparent in FIG. 1, and detects pressure received by a physical action such as “stroke” or “hit” from the user, and detects the detection result. Is sent to the controller 10 as a pressure detection signal S1C.
[0021]
On the other hand, the battery sensor 12 detects the remaining amount of the battery 11 and sends the detection result to the controller 10 as a battery remaining amount detection signal S2A. The temperature sensor 13 detects the temperature inside the pet robot 1 and detects the detection result. Is sent to the controller 10 as the temperature detection signal S2B. In addition, each potentiometer 25 1 ~ 25 n Constitutes the internal sensor section 14 together with the battery sensor 12 and the heat sensor 13 and the like, and the corresponding actuator 24 1 ~ 24 n The rotation angle of the output shaft is detected, and the detection result is used as the angle detection signal S2C. 1 ~ S2C n To the controller 10.
[0022]
The controller 10 includes an external sensor signal S1 such as an image signal S1A, a sound signal S1B, and a pressure detection signal S1C provided from each of the external sensors such as the CCD camera 15, the microphone 16 and the touch sensor 17 of the external sensor unit 18, and the internal sensor. Battery sensor 12, heat sensor 13 and each potentiometer 25 of section 14 1 ~ 25 n , A temperature detection signal S2B, and an angle detection signal S2C provided from each internal sensor such as 1 ~ S2C n Based on the internal sensor signal S2 and the like, the surroundings and the internal state of the pet robot 1, the command from the user, the presence or absence of the physical action from the user, and the like are determined.
[0023]
Then, the controller 10 determines a subsequent action based on the determination result and various control programs and control parameters stored in the memory 10A and the external memory 26 in advance. 1 ~ 24 n Drive signal S3 1 ~ S3 n And the driving signal S3 1 ~ S3 n Actuator 24 based on 1 ~ 24 n , The head unit 4 is swung up and down, left and right, the tail of the tail unit 5 is moved, and the leg units 3A to 3D are driven to walk. .
[0024]
At this time, the controller 10 outputs a sound based on the sound signal S4 to the outside by giving a predetermined sound signal S4 to the speaker 20 as necessary, or outputs the LED drive signal S5 to the LED 19 to output the sound. Flash.
[0025]
In this manner, the pet robot 1 can autonomously act based on the surrounding and internal conditions, the command from the user and the presence or absence of the action.
[0026]
(2) Processing of controller 10
Here, when the processing content of the controller 10 relating to the action generation of the pet robot 1 is functionally classified, a state recognition unit 30 that recognizes an external and an internal state, and an emotion and a feeling based on the recognition result of the state recognition unit 30 are provided. An emotion / instinct model 31 for determining the state of the instinct; an action determining unit 32 for determining the next action based on the recognition result of the state recognition unit 30 and the state of the emotion / instinct determined in the emotion / instinct model 31; A posture transition control unit 33 that makes a series of operation plans of the pet robot 1 for performing the action or the motion determined by the action determination unit 32, and the LEDs 16 and 20 based on the operation plan made by the posture transition control unit 33. Actuator 24 1 ~ 24 n And the like, and a device control unit 34 for controlling devices.
[0027]
In this case, the state recognizing unit 30 recognizes external and internal states based on the external sensor signal S1 provided from each external sensor unit 18 and the internal sensor signal S2 provided from each internal sensor unit 14, and determines the recognition result. It notifies the emotion / instinct model 31 and the action determining unit 32 as state recognition information D1.
[0028]
Specifically, the state recognizing unit 30 constantly monitors the image signal S1A (FIG. 2) provided from the CCD camera 15 (FIG. 2) of the external sensor unit 18, and includes, for example, a “red circular object” in the image based on the image signal S1A. ”Or“ object located in the traveling direction ”is recognized as“ there is a ball ”and“ an obstacle is present ”, and the recognition result is notified to the emotion / instinct model 31 and the action determination unit 32.
[0029]
In addition, the state recognition unit 30 constantly monitors the audio signal S1B (FIG. 2) given from the microphone 16 (FIG. 2), and performs “walking”, “down”, “ When various voices such as "chase the ball" are recognized, this is notified to the emotion / instinct model 31 and the action determination unit 32.
[0030]
Further, the state recognition unit 30 constantly monitors the pressure detection signal S1C provided from the touch sensor 17 (FIG. 2), and based on the pressure detection signal S1C, a pressure of a predetermined threshold or more and a short time (for example, less than 2 seconds). Is detected as "hit (scorred)", and when a pressure less than a predetermined threshold and for a long time (for example, 2 seconds or more) is detected, it is recognized as "stroke (praised)". Then, the recognition result is notified to the emotion / instinct model unit 31 and the action determination unit 32.
[0031]
Further, the state recognizing unit 30 recognizes the remaining amount and the internal temperature of the battery 11 based on the remaining battery level detection signal S2A and the temperature detection signal S2B given from the battery sensor 12 and the temperature sensor 13, respectively. Notify the model 31 and the action determining unit 32.
[0032]
Further, the state recognizing unit includes the potentiometer 25 1 ~ 25 n Detection signal S2C given by 1 ~ S2C n Based on the corresponding actuator 24 1 ~ 24 n , And notifies the recognition result to the emotion / instinct model 31 and the action determination unit 32.
[0033]
The emotion / instinct model unit 31 provides a parameter representing the strength of each of a plurality of emotions such as “joy”, “sadness”, “surprise”, “fear”, “disgust”, and “anger”. Holding. Then, the emotion / instinct model unit 31 calculates these parameter values of each emotion based on a specific recognition result such as “praised” or “scolded” given as the state recognition information D1 from the state recognition unit 30. To change sequentially.
[0034]
In the same manner, the emotion / instinct model unit 31 also determines a plurality of independent desires such as “love desire”, “search desire”, “exercise desire”, “charge desire”, and “sleep desire”. A parameter indicating the strength of the desire is stored for each desire. Then, the emotion / instinct model unit 31 sequentially changes the parameter values of each desire based on the recognition result from the state recognition unit 30, the elapsed time, and the like.
[0035]
On the other hand, when the state determining unit 32 receives the state recognition information D1 from the state recognizing unit 30 or when a certain period of time has passed since the current action, the behavior determining unit 32 determines whether any of the emotions or instinct in the emotion / instinct model unit 31 is present. When the parameter value exceeds the threshold value, the next action is determined based on the control program and the control parameters stored in the internal memory 10A and the external memory 26.
[0036]
Specifically, as a method of determining the next action, the action determining unit 32 changes the state to the node ND as shown in FIG. A0 ~ ND An And one node ND A0 From which node ND to A0 ~ ND An To the own node ND A0 ~ ND An Completed in each node or each node ND A0 ~ ND An Arc AR connecting between A0 ~ AR An Transition probability P set for 0 ~ P n An algorithm called a probabilistic automaton that determines stochastically based on the
[0037]
In this case, each node ND in this stochastic automaton A0 ~ ND An Connection relationship between each AR A0 ~ AR An Transition probability P for 1 ~ P n And each arc AR A0 ~ AR An Are stored in the external memory 26 as control parameters (behavior models).
[0038]
The action determining unit 32 receives the state recognition information D1 which is a recognition result of a specific state inside or outside from the state recognition unit 30 or the current node (ND A0 ), When the parameter value of any emotion or instinct in the emotion / instinct model unit 31 exceeds a threshold value, the next transition destination node ND in the stochastic automaton A0 ~ ND An The arc AR A0 ~ AR An Transition probability P for 0 ~ P n Is determined stochastically based on the node ND determined at this time. A0 ~ ND An And the original node ND A0 AR connecting to A0 ~ AR An Is notified to the posture transition control unit 33 as the action determination information D2 as the action to be expressed next.
[0039]
In the posture transition control unit 33, when the behavior determination information D2 is given from the behavior determination unit 32, a series of operation plans of the pet robot 1 for performing an action based on the behavior determination information D2 is made, and based on the operation plan. The operation command information D3 is output to the device control unit 34.
[0040]
In this case, the posture transition control unit 33 determines the postures that the pet robot 1 can take as shown in FIG. B0 ~ ND B2 And the node ND to which transition is possible B0 ~ ND B2 Directed arc AR representing movement between B0 ~ AR B5 And one node ND B0 ~ ND B2 The operation completed by the self-operation arc AR C0 ~ AR C3 Is used.
[0041]
Specifically, in the case of this pet robot 1, each node ND B0 ~ ND B2 Are associated with postures such as “stand”, “sit”, and “down”, respectively. B0 ~ ND B2 Directed arc AR that connects between each B0 ~ AR B5 Is associated with an operation for changing the posture. In addition, each self-operation arc AR C0 ~ AR C3 Are associated with various actions that can be expressed in the corresponding posture, such as “walk”, “dance”, “shake your head”, “reach”, and the like.
[0042]
Then, when an action command such as “stand”, “walk”, and “dance” is given from the action determination unit 32 as the action determination information D2, the posture transition control unit 33 sets the directional arc AR. B0 ~ AR B2 While following the direction of the current node ND B0 ~ ND B2 ND associated with the posture or action specified from B0 ~ ND B2 Or directed arc AR B0 ~ AR B5 Or self-acting arc AR C0 ~ AR C3 Search for the shortest path leading to each of the directed arcs AR on the searched path B0 ~ AR B5 And self-moving arc AR C0 ~ AR C3 Are sequentially output to the device control unit 34 as operation command information D3 for sequentially performing the operations respectively associated with.
[0043]
For example, when the pet robot 1 is in the “down” posture, and the behavior determination unit 32 gives the action command “sit down and banzai”, the posture transition control unit 33 changes to the “down” position. Corresponding node ND B2 And the node ND corresponding to the posture of “sit” B1 Directed arc AR connecting between B1 The operation command of the operation of "sitting" (hereinafter, this operation is called "sitting operation") and the self-operation arc AR C1 The operation command of the operation “Banzai” (hereinafter, referred to as “Banzai operation”) associated with the device control unit 34 is sequentially transmitted to the device control unit 34.
[0044]
In the device control unit 34, each directed arc AR of the directed graph held by the posture transition control unit 33 B0 ~ AR B5 And each self-moving arc AR C0 ~ AR C3 In order to cause the pet robot 1 to express the operation corresponding to each operation corresponding to the 1 ~ 24 n Each actuator 24 for each operation such as when and how much to drive (FIG. 2) 1 ~ 24 n (Hereinafter referred to as an operation file) in the external memory 26.
[0045]
Then, each time the operation command information D3 is given from the attitude transition control unit 33, the device control unit 34 sequentially reproduces the corresponding operation file and reproduces the drive signal S3 based on the control parameter stored in the operation file. 1 ~ S3 n Is generated, and the driving signal S3 is generated. 1 ~ S3 n Corresponding actuator 24 based on 1 ~ 24 n The operation corresponding to the pet robot 1 is expressed by controlling the driving of the.
[0046]
Therefore, for example, when the pet robot 1 is in the “down” posture, and the above-mentioned “sitting operation” and “banzai operation” operation commands are sequentially given from the posture transition control unit 33, the device control unit 34 First, each of the actuators 24 corresponding to the motion file corresponding to the "sitting motion" 1 ~ 24 n Are sequentially controlled in chronological order to cause the pet robot 1 to exhibit a “sitting operation”, followed by the corresponding actuators 24 based on the operation file corresponding to the “Banzai operation”. 1 ~ 24 n Are sequentially controlled in a time series to cause the pet robot 1 to exhibit the “Banzai operation”. As a result, the pet robot 1 as a whole transits from a “down” position to a “sit” position, and then performs a series of operations of “banzai”.
[0047]
The device control unit 34 has a plurality of audio files, which are WAVE files of various sounds, and a plurality of LED drive files in which drive data of the LEDs 19 (FIG. 2) are stored in the external memory 26. By simultaneously playing back the audio file and / or the LED drive file associated with the operation file when the file is played back, the pet robot 1 can output sound from the speaker 20 (FIG. Flashing drive.
[0048]
In this manner, the controller 10 can autonomously cause the pet robot 1 to act according to external and internal situations, commands from the user and the presence or absence of an action.
[0049]
(3) Actuator control in pet robot 1
(3-1) Actuator control in pet robot 1
Next, the actuator 24 in the standby mode in the pet robot 1 1 ~ 24 n Will be described.
[0050]
In this pet robot 1, control software is constructed on the assumption that the pet robot 1 operates (always operates) with the power on for about 24 hours a day. However, even though the pet robot 1 is always operating, it does not mean that the pet robot 1 is always moving, and while the pet robot 1 is being charged while being placed on a charging station 40 for charging the battery 12 (FIG. 2) as shown in FIG. Most of the time, the operation mode of the pet robot 1 is a standby mode in which no operation is exhibited.
[0051]
Therefore, in the pet robot 1, in the standby mode, the actuators 24 other than the minimum necessary actuators for maintaining the posture of the pet robot 1 at that time. 1 ~ 24 n Is temporarily stopped (that is, the control is temporarily stopped), whereby the actuator 24 caused by constantly applying the drive current is controlled. 1 ~ 24 n It has been made possible to effectively prevent the shortening of life.
[0052]
Specifically, for example, as shown in FIG. 6A, when the pet robot 1 is placed on the charging station 40, the pet robot 1 has a predetermined posture (hereinafter, referred to as a “down” posture) Is called a “station” posture), and the abdomen is supported by the charging station 40 so that the abdomen can be supported. Each actuator 24 in the joint mechanisms 21A to 21D 1 ~ 24 n Cannot be said to be the minimum necessary actuator that must generate torque to maintain the posture of the “station”.
[0053]
Therefore, at this time, in the pet robot 1 in the standby mode, the actuators 24 for the directions of the respective degrees of freedom (the pitch direction and the yaw direction) in the neck joint mechanism 23 are provided. 1 ~ 24 n And an actuator 24 for each degree of freedom direction (pitch direction and roll direction) in the shoulder joint mechanism units 22A to 22D of the leg units 3A to 3D. 1 ~ 24 n And an actuator 24 for the direction of freedom (pitch direction) in the knee joint mechanisms 21A to 21D of the leg units 3A to 3D. 1 ~ 24 n Is temporarily stopped (that is, these actuators 24 1 ~ 24 n (The application of the driving current to is stopped).
[0054]
However, when such an actuator control is performed, the actuator 24 in the pitch direction of the neck joint mechanism 23 is moved. 1 ~ 24 n Immediately after stopping the control, the head unit 4 falls down forward or backward due to its own weight, as shown in FIG. The units 3A to 3D may move due to their own weight and the postures of the left and right leg units 3A to 3D may be unbalanced. In such a case, the appearance is poor and the user is given a lethargic impression.
[0055]
Therefore, in this pet robot 1, such an actuator 24 1 ~ 24 n Is temporarily stopped when the head unit 4 and each of the leg units 3A to 3D are stopped. 1 ~ 24 n Even when the control of the actuator 24 is stopped, the actuator 24 is moved to the most stable position (hereinafter referred to as a stable position) which is hardly displaced by its own weight. 1 ~ 24 n Is stopped.
[0056]
In practice, for example, when the pet robot 1 is placed on the charging station 40 and transitions to the standby mode, as shown in FIG. 6C, the pet unit 1 moves the head unit 4 and the center of gravity GP thereof to the neck joint mechanism 23. Is moved vertically above the center of rotation CE in the pitch direction at.
[0057]
In addition, the pet robot 1 also controls all the actuators 24 of the shoulder joint mechanisms 22A to 22D and the knee joint mechanisms 21A to 21D of the leg units 3A to 3D. 1 ~ 24 n At this time, the leg units 3A to 3D are bent at predetermined angles, and the respective leg units 3A to 3D are bent at a predetermined angle, and the front ends of the leg units 3A to 3D are set to the predetermined positions of the leg placing steps 40A at the charging station 40. The posture is changed so as to contact the position.
[0058]
As a result, the pet robot 1 shifts to the standby mode, and 1 ~ 24 n Of the head unit 4, the static friction force between the neck joint mechanism 23 and the body unit 2 and the actuator 24 1 ~ 24 n The head unit 4 can be prevented from starting to move in the pitch direction by its own weight due to the load of the reduction gear train arranged at the output stage of each of the output stages, and each of the leg units 3A to 3D has its leg unit 3A to 3D. Frictional force between the tip of the body and the leg resting step 40A of the charging station 40, the static frictional force between the shoulder joint mechanisms 22A to 22D and the torso unit 2, the shoulder joint mechanisms 22A to 22D and the knee joint Each actuator 24 in the mechanism units 21A to 21D 1 ~ 24 n Of the leg units 3A to 3D can be prevented from being distorted in the standby mode due to the weight of the leg units 3A to 3D due to the load of the reduction gear train arranged in the output stage.
[0059]
On the other hand, as described above, even when the head unit 4 and the leg units 3A to 3D are previously moved to the stable positions when the pet robot 1 changes the operation mode to the standby mode, in the subsequent standby mode, The head unit 4 moves due to vibration or the like, and its center of gravity GP (FIG. 6A) is displaced from the position vertically above the rotation center CE in the pitch direction in the neck joint mechanism 23, and the head unit 4 is moved as shown in FIG. As described above, there is a possibility that the posture of the leg units 3A to 3D collapses due to vibration or the like and the postures of the left and right leg units 3A to 3D become unbalanced.
[0060]
The yaw direction actuator 24 of the neck joint mechanism 23 1 ~ 24 n Is stopped, even if external force is applied to the head unit 4 and the head unit 4 rotates in the yaw direction, the head unit 4 does not return to the original stable position, so that the appearance is poor, and Give the user an impression of no life.
[0061]
Therefore, in the pet robot 1, when the mode is shifted to the standby mode in a state where the pet unit 1 is placed on the charging station 40, the head unit 4 moves from its stable position to any one of the degrees of freedom (the pitch direction) of the neck joint mechanism 23. And the yaw direction) in the direction of the degree of freedom or more than a predetermined angle (hereinafter, referred to as a control start angle) or a shoulder joint mechanism of any of the leg units 3A to 3D. When the bending angle in the direction of the degree of freedom of any of the knee joint mechanisms 21A to 21D becomes larger or smaller than a predetermined control start angle set in advance in the direction of the degree of freedom (that is, the leg portion). Units 3A to 3D or shin block 3A 2 ~ 3D 2 Is rotated more than the control start angle corresponding to the direction of the degree of freedom), the neck joint mechanism 23 or the shoulder joint mechanism 22A-22D or the knee joint mechanism 21A-21D of the leg unit 3A-3D. Corresponding actuator 24 1 ~ 24 n To return the head unit 4 or the leg units 3A to 3D to the original stable position (hereinafter, this is referred to as a return control). 1 ~ 24 n Is stopped.
[0062]
Thereby, even if the posture of the pet robot 1 is lost due to its own weight, external force, or the like, the pet robot 1 can immediately return to the original posture, and thus can always maintain a constant posture even in the standby mode. It has been done.
[0063]
In the case of the pet robot 1, the value of any of the above-mentioned control start angles is selected in the range of about 10 to 30 degrees, whereby the control deviation or the mechanical mechanism error as described above results. Frequent return control can be prevented beforehand and effectively.
[0064]
(3-2) Actuator control processing procedure
Here, in practice, the actuator 24 before and during the standby mode as described above is used. 1 ~ 24 n Is performed in accordance with the actuator control processing procedure RT1 shown in FIG. 7 under the control of the action determining unit 32 described above with reference to FIG.
[0065]
Actually, the behavior determining unit 32 changes the operation mode to the standby mode when one operation is completed and the next operation to be developed is not determined in a state where the pet robot 1 is placed on the charging station 40. When recognizing that it is a situation to be changed, this actuator control processing procedure RT1 is started in step SP0, and in the following step SP1, the action of moving the head unit 4 to a stable position is determined as the next action of the pet robot 1. The determination result is notified to the posture transition control unit 33 (FIG. 3) as the action determination information D2. As a result, based on the action determination information D3, the device control unit 34 controls the actuator 24 in the pitch direction and the roll direction of the neck joint mechanism 23. 1 ~ 24 n Is driven, and the head unit 4 is moved to the stable position.
[0066]
Next, the action determining unit 32 proceeds to step SP2 and controls the device control unit 34 via the posture transition control unit 33 to thereby control the pitch and yaw actuators 24 of the neck joint mechanism unit 23. 1 ~ 24 n Is stopped.
[0067]
Further, the action determining unit 32 then proceeds to step SP3, where the state recognition unit 30 (FIG. 3) receives the state recognition information D1 that is the recognition result of the specific state inside or outside, and receives the current node (ND A0 ), Or whether a parameter value of any emotion or instinct in the emotion / instinct model unit 31 (FIG. 3) exceeds a threshold value (that is, the behavior of the pet robot 1 in the next action). Is determined to be in a state in which is to be expressed).
[0068]
When the action determination unit 32 obtains a negative result in step SP3, the operation determination unit 32 proceeds to step SP4, and proceeds to step SP4. 1 ~ 24 n And the corresponding potentiometers 25 1 ~ 25 n Angle detection signal S2C from 1 ~ S2C n And the respective actuators 24 in the shoulder joint mechanisms 22A to 22D and the knee joint mechanisms 21A to 21D of the leg units 3A to 3D. 1 ~ 24 n And the corresponding potentiometers 25 1 ~ 25 n Angle detection signal S2C from 1 ~ S2C n As the recognition result of the state recognition unit 30 based on the above, the pitch direction or the yaw direction angle of the head unit 4 deviates from the stable position by the control start angle or more, or the shoulder joint mechanism unit 22A of any of the leg units 3A to 3D. It is determined whether or not the state recognition unit 30 has notified that the angle of the knee joint mechanism units 21A to 21D deviated from the angle when the leg units 3A to 3D are in the stable position by the control start angle or more. I do.
[0069]
When the action determination unit 32 obtains a negative result in step SP4, it returns to step SP3, and thereafter, until each of the potentiometers 25 obtains a positive result in either step SP3 or step SP4. 1 ~ 25 n Angle detection signal S2C from 1 ~ S2C n Is repeated, and the loop of steps SP3-SP4-SP3 is repeated.
[0070]
When the action determining unit 32 eventually obtains a positive result in step SP3, the process proceeds to step SP6, and determines the next action of the pet robot 1 based on the state detection information D1 from the state recognition unit 30 obtained in step SP3. Then, the determination result is notified to the posture transition control unit 33 as the action determination information D2, and thereafter, the process proceeds to step SP7, and the actuator control processing procedure RT1 is ended.
[0071]
As a result, at this time, operation command information D3 based on the action determination information D2 is provided from the posture transition control unit 33 to the device control unit 34, and the neck joint mechanism unit by the device control unit 33 responds to the input of the operation command information D3. 23 pitch direction and yaw method actuator 24 1 ~ 24 n Is restarted. Also, based on the operation command information D3, the corresponding actuator 24 1 ~ 24 n The behavior determined by the behavior determining unit 32 is expressed by the pet robot 1.
[0072]
On the other hand, if a positive result is obtained in step SP4, the action determining unit 32 proceeds to step SP5, controls the device control unit 34 via the posture transition control unit 32, and thereby controls the pitch direction and yaw of the neck joint mechanism unit 23. Method actuator 24 1 ~ 24 n After returning to step SP1, the process returns to step SP1, and the same processing is repeated for steps SP1 to SP7.
[0073]
In this manner, the action determining unit 32 determines whether the actuator 24 of the neck joint mechanism unit 23 and the shoulder joint mechanism units 22A to 22D and the knee joint mechanism units 21A to 21D of the leg units 3A to 3D before and during the standby mode. 1 ~ 24 n Has been made to control.
[0074]
(4) Operation and effect of this embodiment
In the above configuration, the controller 10 of the pet robot 1 includes the actuator 24 1 ~ 24 n To shift to the standby mode after the head unit 4 and the leg units 3A to 3D are positioned at predetermined stable positions where they are hard to be displaced by their own weights. 1 ~ 24 n Is stopped and the corresponding potentiometers 25 1 ~ 25 n Angle detection signal S2C from 1 ~ S2C n And the angle detection signal S2C 1 ~ S2C n When it is recognized that the head unit 4 and each of the leg units 3A to 3D have been displaced by a predetermined threshold value or more based on the 1 ~ 24 n Is resumed to move the head unit 4 and the leg units 3A to 3D to the original stable positions, and then the actuator 24 1 ~ 24 n Is stopped again.
[0075]
Therefore, in this pet robot 1, the actuator 24 1 ~ 24 n Without being constantly driven, it is possible to effectively prevent the posture in the standby mode from being collapsed due to its own weight or the like.
[0076]
According to the above configuration, the actuator 24 1 ~ 24 n To shift to the standby mode after the head unit 4 and the leg units 3A to 3D are positioned at predetermined stable positions where they are hard to be displaced by their own weights. 1 ~ 24 n Is stopped and the corresponding potentiometers 25 1 ~ 25 n Angle detection signal S2C from 1 ~ S2C n And the angle detection signal S2C 1 ~ S2C n When it is recognized that the head unit 4 and each of the leg units 3A to 3D are displaced by a predetermined threshold value or more based on the 1 ~ 24 n Is resumed to move the head unit 4 and the leg units 3A to 3D to the original stable positions, and then the actuator 24 1 ~ 24 n Is stopped again, the actuator 24 1 ~ 24 n Without being constantly driven, it is possible to effectively prevent the posture in the standby mode from being collapsed due to its own weight or the like. 1 ~ 24 n A pet robot that can always maintain a posture while improving the durability of the pet can be realized.
[0077]
(5) Other embodiments
In the above-described embodiment, a case has been described in which the present invention is applied to the pet robot 1 configured as shown in FIGS. 1 and 2. However, the present invention is not limited to this, and various other types are applicable. The present invention can be widely applied to various types of robot devices.
[0078]
In the above-described embodiment, the case where the actuator control processing according to the present invention is applied in the standby mode in a state where the pet robot 1 is placed on the charging station 40 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the actuator control can be applied to a case where the mode is shifted to the standby mode when the apparatus is not placed on the charging station 40. In this case, the actuators 24 other than the minimum necessary for maintaining the posture of the pet robot 1 at that time are 1 ~ 24 n The actuator control process may be applied to the above.
[0079]
Further, in the above-described embodiment, the corresponding actuator 24 is used as position detecting means for detecting the positions of the head unit 4 and the leg units 3A to 3D in the standby mode. 1 ~ 24 n Potentiometer 25 for detecting the rotation angle of the output shaft 1 ~ 25 n Has been described, but the present invention is not limited to this, and various other sensors and the like can be widely applied as position detecting means.
[0080]
Further, in the above-described embodiment, the potentiometer 25 1 ~ 25 n Angle detection signal S2C from 1 ~ S2C n Corresponding actuator 24 based on 1 ~ 24 n The controller 10 has a function as described above with reference to FIG. 3 as a control means for controlling the actuator 24 in the standby mode as described above with reference to FIG. 1 ~ 24 n Has been described above, but the present invention is not limited to this. In short, the controller 10 1 ~ 24 n To shift to the standby mode after the head unit 4 and the leg units 3A to 3D are positioned at predetermined stable positions where they are hard to be displaced by their own weights. 1 ~ 24 n Is stopped and the corresponding potentiometers 25 1 ~ 25 n Angle detection signal S2C from 1 ~ S2C n And the angle detection signal S2C 1 ~ S2C n When it is recognized that the head unit 4 and each of the leg units 3A to 3D have been displaced by a predetermined threshold value or more based on the 1 ~ 24 n Is resumed to move the head unit 4 and the leg units 3A to 3D to the original stable positions, and then the actuator 24 1 ~ 24 n In order to stop the control of the robot device again, the specific processing content corresponding to the function of the controller of the robot device may be applied as the specific processing content.
[0081]
Further, in the above-described embodiment, in the standby mode, the control start angle for starting the return process for returning the displaced head unit 4 and the like to the original stable position is selected in the range of 10 to 30 degrees. However, the present invention is not limited to this, and may be selected in other ranges.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the robot apparatus, the control unit controls the actuator that drives the movable unit to shift the movable unit to a predetermined stable position where the movable unit is not easily displaced by its own weight, and then transitions to the standby mode. Then, during the standby mode, the control of the actuator is stopped and the detection result of the position detecting means for detecting the position of the movable part is monitored, and based on the detection result, the movable part is set to a predetermined threshold or more. When it is recognized that the actuator has been displaced, control of the actuator is resumed to move the movable part to the original stable position, and then control of the actuator is stopped again. It is possible to effectively prevent the posture in the mode from collapsing due to its own weight, etc., and thus the actuator mounted The robot apparatus can be realized which can constantly maintain the posture while improving durability.
[0083]
Further, according to the present invention, in the control method of the robot apparatus, the method switches the standby mode after controlling the actuator that drives the movable section to position the movable section at a predetermined stable position where the movable section is hardly displaced by its own weight. Stops the control of the actuator and monitors the position of the movable part, and when recognizing that the movable part has been displaced by a predetermined threshold or more, restarts the control of the actuator and returns the movable part to the original position. After the actuator is moved to the stable position, the control for the actuator is stopped again, so that the posture in the standby mode can be effectively prevented from being collapsed due to its own weight or the like without constantly driving the actuator. A method of controlling a robot device that can always maintain a posture while improving the durability of the mounted actuator It can be current.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an external configuration of a pet robot according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of the pet robot.
FIG. 3 is a block diagram for explaining processing contents of a controller relating to action generation;
FIG. 4 is a conceptual diagram serving to explain a stochastic automaton.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a directed graph.
FIG. 6 is a schematic side view for explaining the control processing content of the actuator before the standby state and during the standby information applied to the pet robot.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an actuator processing procedure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pet robot, 3A-3D ... Leg unit, 10 ... Controller, 21 1 ~ 21 n ... Knee joint mechanism, 23 ... Neck joint mechanism, 24 1 ~ 24 n ... Actuator, 25 1 ~ 25 n ... Potentiometer, 32... Action determination unit, 34... Device control unit, 40... Charging station, CE... Rotation center, GP... Center of gravity, RT1.

Claims (6)

可動部を有するロボット装置において、
上記可動部を駆動するアクチュエータと、
上記可動部の位置を検出する位置検出手段と、
上記位置検出手段の検出結果に基づいて上記アクチュエータを制御する制御手段と
を具え、
上記制御手段は、
上記アクチュエータを制御して上記可動部を自重により変位し難い所定の安定位置に位置させた後に待機モードに遷移し、上記待機モード中は、当該アクチュエータに対する制御を停止すると共に上記位置検出手段の検出結果を監視し、当該検出結果に基づいて上記可動部が予め設定された所定の閾値以上に変位したことを認識したときには、上記アクチュエータに対する上記制御を再開して上記可動部を元の上記安定位置に移動させた後、上記アクチュエータに対する制御を再度停止する
ことを特徴とするロボット装置。
In a robot device having a movable part,
An actuator for driving the movable portion,
Position detecting means for detecting the position of the movable portion,
Control means for controlling the actuator based on the detection result of the position detection means,
The control means includes:
After the actuator is controlled to position the movable portion at a predetermined stable position where the movable portion is not easily displaced by its own weight, the mode shifts to a standby mode. When the result is monitored and it is recognized that the movable portion has been displaced by a predetermined threshold value or more based on the detection result, the control for the actuator is restarted to move the movable portion to the original stable position. And stopping the control of the actuator again after moving the robot.
上記可動部は、上記自重により回転変位し、
上記閾値は、当該回転変位の角度が10〜30度の範囲で選定された
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The movable part is rotationally displaced by its own weight,
The robot device according to claim 1, wherein the threshold value is selected in a range where the angle of the rotational displacement is in a range of 10 to 30 degrees.
上記制御手段は、
充電時に上記待機モードに遷移する
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The control means includes:
The robot device according to claim 1, wherein the robot device transitions to the standby mode when charging.
可動部を有するロボット装置の制御方法において、
上記可動部を駆動するアクチュエータを制御して上記可動部を自重により変位し難い所定の安定位置に位置させた後に待機モードに遷移し、
上記待機モード中は、当該アクチュエータに対する制御を停止すると共に上記可動部の位置を監視し、上記可動部が予め設定された所定の閾値以上に変位したことを認識したときには、上記アクチュエータに対する上記制御を再開して上記可動部を元の上記安定位置に移動させた後、上記アクチュエータに対する制御を再度停止する
ことを特徴とするロボット装置の制御方法。
In a control method of a robot device having a movable portion,
Transition to the standby mode after controlling the actuator that drives the movable section and positioning the movable section at a predetermined stable position that is difficult to be displaced by its own weight,
During the standby mode, the control of the actuator is stopped and the position of the movable unit is monitored, and when it is recognized that the movable unit has been displaced to a predetermined threshold or more, the control of the actuator is performed. A method for controlling a robot apparatus, comprising: restarting and moving the movable portion to the original stable position, and then stopping the control of the actuator again.
上記可動部は、上記自重により回転変位し、
上記閾値は、当該回転変位の角度が10〜30度の範囲で選定された
ことを特徴とする請求項4に記載のロボット装置の制御方法。
The movable part is rotationally displaced by its own weight,
The method according to claim 4, wherein the threshold value is selected in a range where the angle of the rotational displacement is in a range of 10 to 30 degrees.
上記ロボット装置の充電時に上記待機モードに遷移する
ことを特徴とする請求項4に記載のロボット装置の制御方法。
5. The control method according to claim 4, wherein a transition is made to the standby mode when the robot device is charged.
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WO2015174155A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 シャープ株式会社 Attitude control device, robot, and program
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