JP2007301004A - 制御装置、対戦型ロボットシステム、及びロボット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操作者によって操作されて対戦する複数のロボット装置の制御に関し、種々の工夫を行って趣向性を高めることが可能な制御装置を提供する。
【解決手段】 操作者によって操作されて対戦する複数のロボット装置３、５を制御する制御装置１９は、複数のロボット装置３、５のいずれかが操作者によって操作されて攻撃動作が実行される前に、当該攻撃動作が実行されることにより他の対戦相手のロボット装置３、５が受ける物理的影響の度合いが予め定められた範囲内に収まるように、実行される攻撃動作を自動調整する自動調整部２３を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、制御装置、対戦型ロボットシステム、及び歩行型ロボット装置に関し、特にロボット装置を対戦に用いる場合に好適な制御装置及び対戦型ロボットシステム、並びに新たな制御手法が適用されるロボット装置に関する。

近年、ロボット装置の技術は大きく発展してきたが、いわゆる産業用ロボット装置の技術開発の度合いが大きく、産業用ロボットは専用機として機能が優先される。そのため、産業用ロボット装置と、歩行を主眼とするような移動式ロボット装置、例えば２足歩行型ロボット装置のように重心を考慮する必要があるものとは大きく区別される。２足歩行型ロボット装置の技術水準としては、参考文献として挙げる特許文献１〜３に示される技術がある。

特開２００１−２３９４７９号公報 特開２００１−１２９７７５号公報 特開２００１−６２７６０号公報

しかしながら、産業用ロボット装置及び上記に示す２足歩行型ロボット装置をはじめ、従前の通常のロボット装置に関しては、それぞれが単体として目的の行為を如何にして実施するかに技術開発が絞られていた。

一方、ロボット装置を対戦させるイベントも行われるが、その場合においても対戦相手と自己とは別々とし、操作者が自己のロボット装置をいかに制御するかに限られていた。

また、対戦という点では、格闘ビデオゲームがある。しかしながら、ここでは操作者によるコントローラの操作と画面表示等のソフトウエア処理を連動させているが、リアルな世界のロボット装置を対戦させた場合とは全く異なる事情が存在する。ビデオゲームでは趣向性を重視させてリアルな現実の世界では不可能なキャラクタの動きもビデオゲーム上はＣＧ（コンピュータグラフィックス）によって可能であってそれが逆に重要なこともある。すなわち、基本的なスタンスとして、自己と対戦相手との関係においても、それぞれの操作者が操作するゲーム上のキャラクタの動きを個別に制御して、全体としてユーザにとってよいものになることが重要である。これに対して、例えば重心が重要な２足歩行型ロボット装置の対戦では、操作者によるコントローラの操作による動作に加えて、重力、その他の外的要因（特に対戦相手との関係）が多く、単体の制御に限ったのでは、自己と対戦相手との対戦の関係は各ロボット装置の別々の動作によって偶発的に起こる結果として得られるにすぎず、趣向性の点では不十分であった。

なお、特に２足歩行型ロボット装置は、多くの消費電力が必要なためバッテリーの点或いは重心制御などの複雑な制御が必要な点などから、動作を開始する基本とされる基本姿勢（通常は静止可能な姿勢）が唯一であり、この唯一の基本姿勢から動作を実行して目的とする行為を実施する技術開発が進んできたが、目的とする複数の行為を実施しようとすると、この方向性の技術開発では不十分な点が明らかになった。この唯一の基本姿勢からの制御の問題は、上記した対戦させる場合に限らず、産業用ロボット装置を含め、いずれの分野のロボット装置においても同じである。

ゆえに、本発明は、操作者によって操作されて対戦する複数のロボット装置の制御に関し、種々の工夫を行って趣向性を高めることが可能な制御装置、対戦型ロボットシステムを提供することを目的とする。

また、本発明は、基本姿勢からの動作を実行して目的とする行為を実施する２足歩行型ロボット装置に対して新たな制御手法が適用されたロボット装置、特に２足歩行型ロボット装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、操作者によって操作されて対戦する複数のロボット装置を制御する制御装置であって、前記複数のロボット装置のいずれかが操作者によって操作されて攻撃動作が実行される前に、当該攻撃動作が実行されることにより他の対戦相手のロボット装置が受ける物理的影響の度合いが予め定められた範囲内に収まるように、実行される攻撃動作を自動調整する調整手段を備える。この調整手段により、攻撃動作が実行されるロボット装置側の行為が技として対戦相手側に適度にかかることが可能となり、趣向性が高まる。なお、調整手段は、ロボット装置間の距離をセンサにて検知した出力を用いて調整してもよく、また検知出力を用いずにソフトウエア処理にて調整してもよい。

請求項２に係る発明は、操作者によって操作されて対戦する複数のロボット装置を制御する制御装置であって、前記複数のロボット装置のいずれかが操作者によって操作されて攻撃動作が実行される前に、当該攻撃動作が実行されることにより物理的影響を受ける他の対戦相手のロボット装置との関係に基づいて前記攻撃動作が実行されるべきか否かを判定する判定手段を備える。ここで、他の対戦相手のロボット装置との関係としては、例えば、複数のロボット装置のそれぞれに関して攻撃動作を表すデータが技データとして技データベースに記録されるとともに対戦するロボット装置間の技データ同士の関係を表す相関データが相関データベースに記録されていて、予め定められた技同士の関係に基づいて判定される場合が含まれる。このような判定手段により、判定されて攻撃動作が繰り出される結果、攻撃動作が実行されるロボット装置側の行為が技として対戦相手側に適度にかかる処理が可能となり、趣向性が高まる。

請求項３に係る発明は、請求項２において、前記判定手段が実行されるべきであると判定した後、実行される攻撃動作に対応する動作を前記他の対戦相手のロボット装置に行わせることを特徴とするものである。このように実行される攻撃動作を技と捉えて、対戦相手側もその技を積極的に受ける動作を行うことも可能になり、技のかかり易さが向上する。

請求項４に係る発明は、請求項２又は３において、前記ロボット装置に、前記判定手段が実行されるべきであると判定した攻撃動作により受ける物理的影響又は他の物理的影響を軽減する姿勢若しくは動作を行わせることを特徴とするものである。このように対戦の結果、例えば打突或いは転倒による衝撃などの影響が加わる際に、それを軽減する姿勢或いは動作が行われることにより、ロボット装置が破損、故障してしまうことが防止され、対戦を継続できる。

請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかにおいて、前記複数のロボット装置のそれぞれが実行できる攻撃動作を表すデータが技データとして技データベースに記録されるとともに対戦するロボット装置間の技データ同士の関係を表す相関データが相関データベースに記録されており、前記技データ及び前記相関データは書換え可能であることを特徴するものである。ここで、データの書換えには、例えば電磁的記録カードが用いられればよい。

請求項６に係る発明は、操作者によって操作されて対戦する複数のロボット装置を用いた対戦型ロボットシステムであって、前記複数のロボット装置のいずれかが操作者によって操作されて攻撃動作が実行される前に、当該攻撃動作が実行されることにより物理的影響を受ける他の対戦相手のロボット装置との関係に基づいて前記攻撃動作が実行されるべきか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が実行されるべきであると判定して実行された攻撃動作と当該攻撃動作が実行されたことによる前記他の対戦相手のロボット装置が受けた物理的影響についての検知出力とに基づいて得点を決定する得点決定手段とを備える。このように、技としての攻撃動作とその結果である検知出力とに基づいて総合的に得点が決定されるので、操作者は得点上有利となる技を攻撃動作として選択してその操作を試みるとともに、実際に技がかかったことについては衝撃を検知するセンサ等で検知して、その検知出力（例えば出力の有無とその値）が得点に反映されるので、格闘ビデオゲームにおけるキャラクタの対戦に比べて、リアリティ感が反映さえつつ、趣向性が高くなる。

請求項７に係る発明は、動作を開始するときに基本とされる基本姿勢から動作を実行して目的とする複数の行為を実施するロボット装置であって、前記基本姿勢はそれぞれが異なる姿勢の複数の基本姿勢であり、前記各行為に応じて前記複数の基本姿勢のうちのいずれかが選択される。請求項８に係る発明では、請求項７のロボット装置が２足歩行型ロボット装置であり、前記複数の基本姿勢には直立姿勢が含まれる。

なお、上記制御装置、対戦型ロボットシステム、ロボット装置のそれぞれの動作を方法の発明、その方法を実行するためのプログラムの発明、そのプログラムを記録した記録媒体の発明に捉え直してもよい。さらに、上記制御装置に制御されるロボット装置に関する対応する技術的特徴を発明として捉えてもよく、単に上記制御装置の手段をロボット装置側に保有させて、ロボット装置の発明として捉えてもよい。さらに、上記対戦型ロボットシステムに用いられるロボット装置、制御装置（操作者が操作するコントローラ、ホストのいずれも含む）に関する対応する技術的特徴を発明として捉えてもよく、単に対戦型ロボットシステムの手段をロボット装置、制御装置（操作者が操作するコントローラ、ホストのいずれも含む）側に保有させて、ロボット装置、制御装置（操作者が操作するコントローラ、ホストのいずれも含む）の発明として捉えてもよい。

本発明の制御装置及び対戦型ロボットシステムによって、対戦するロボット装置間の関係が考慮されるため、趣向性が向上する。また、本発明のロボット装置によって、複数の基本姿勢からの制御を行えることにより、制御に必要な定義データとその処理を簡略化できるともに、ロボット装置の動作自体に無駄がなくなり、消費電力を抑えることができ、また動作に必要な時間を短縮できる。

図１は本発明の実施の形態に係る対戦型ロボットシステムの一例を示す概略図である。

対戦型ロボットシステム１は、遠隔操作により対戦するロボット装置３、５のためのシステムであり、ここでのロボット装置３、５はいずれも２足歩行型である。ロボット装置３は操作者Ａがコントローラ７を操作することによりそのコマンドに応答して動作し、ロボット装置５は操作者Ｂがコントローラ９を操作することによりそのコマンドに応答して動作する。各コマンドは、それぞれの攻撃動作を表す技に関する情報を記録した技データベース１１、１３に関連付けられている。技に関する情報に関しては、ロボット装置３に対応する複数の技に関する情報を保持した電磁的記録機器１５が技データベース１１に接続されて読み込まれ、ロボット装置５に対応する複数の技に関する情報を保持した電磁的記録機器１７に接続されて読み込まれる。対戦型ロボットシステム１はロボット装置３、５のそれぞれ制御するためのホストとなる制御装置１９を備える。制御装置１９は成否判定部２１と、自動調整部２３、受け側制御部２５と、軽減部２７と、効果判定部２９と、得点決定部３１と、相関データベース３３とを有する。なお、ロボット装置３、５間、ロボット装置３、５とコントローラ７、９間、ロボット装置３、５と制御装置１９間は通信可能である。

図２は図１の制御装置１の動作の一例を説明するためのフロー図である。図３は図１の相関データベースに記録された相関データの一例を示す図である。以下、図１の各構成の動作について図２及び図３も参照しつつ説明し、対戦における処理を説明する。

操作者Ａがコントローラ７を操作することによりロボット装置３（図２ではロボットＡと表す）が技Ｘを仕掛けようとする（ステップＳＡ１）。一方、同じタイミングで操作者Ｂがコントローラ９を操作することによりロボット装置５（図２ではロボットＢと表す）が技Ｙを仕掛けようとする（ステップＳＢ１）。ここで、相関データベース３３には、技データベース１１、１３のそれぞれに記録された技に関する情報の相関関係を表す相関データが通信によって記録されているものとする。相関データは具体的には例えば図３に示すデータであり、ロボットＡ側の技を表す技Ａ、ロボットＢ側の技を表す技Ｂ、技Ａと技Ｂが適用される両者の関係を表す相対位置、成否確率、技Ａ、Ｂのそれぞれの成功時得点が含まれている。このような相関データと通信されてロボット装置３、５から送られてくる技Ｘ、Ｙの情報とが比較され、成否判定部２１がいずれの技を実施させるかについての成否判定を行う（ステップＳＡ２、ＳＢ２）。なお、相対位置は、例えば、ロボット装置３、５間の通信によって検知してもよく、対戦テーブルに配置された距離センサによって検知してもよい。また、技の成否判定はこのような検知出力に応答させればよいが、検知出力には無関係なプログラムによるソフトウエア処理によって行うようにしてもよい。さらに、成否判定の要件は、技の種類、相対位置のほか、タイミング、ランダム性等も考慮されてもよく、その場合にはそれが相関データベースに反映されればよい。さらに、上記では、図２に示すように両者が技をかける場合において一方の技を成立させて他方の技を不成立としたが、いずれか一方が技をかける場合においても、その技の成否が判定されればよい。

図２に戻って、技Ｘが成立して技Ｙが成立しないと判定されたとすると、ロボット装置３は技Ｘの動作を仕掛けるべく動作を実施する（ステップＳＡ３）。この際、技Ｘが適切にかかるように、自動調整部２３がその動作を調整する。具体的には、例えば操作者の指示と技の成否を経て技Ｘとしてドロップキックが仕掛けられようとした場合に、ドロップキックが対戦相手に届く位置、方向に自身で微調整を実施した後に、ドロップキック動作が開始される。なお、技の決まり方は、対戦における趣向性・遊戯性などの所望のニーズに合わせて定められればよく、そのためのパラメータの例としては技を仕掛ける側に対して相手側がある一定の範囲、方向に存在するか否かが挙げられ、それがロボット装置或いは対戦テーブルに設置されたセンサによって検出されればよい。一方、技Ｘが決まって趣向性・遊戯性を高めるべく、技Ｙが仕掛けることができないロボット装置５は、技Ｘ動作を受ける動作を行う（ステップＳＢ３）。具体的には、例えば、技Ｘがバックドロップであれば、ロボット装置５はそれに対応する動作（バックを取られ易い動作など）を行う。この動作制御は受け側制御部２５によって行われる。

ここで、上記のように技がかけられることが受け側のロボット装置に対して把握できることから、受け側のロボット装置は上記した技をかけられるための受け側の動作とともに若しくは連続して、又はその受け側の動作がなくても、技がかけられることによる物理的影響・負荷（例えばパンチであればその衝撃）を緩和、吸収等して軽減するための動作を行うこともできる。この軽減動作の制御は軽減部２７によって行われる。なお、軽減部２７は、技に関する両ロボット装置の動作とは別に、例えば転倒時に手を付くなどの動作、さらには衝撃が特に大きいと想定されようにロボット装置に設置された加速度センサの指示値が基準値よりも大きい場合にはサーボモータの電源を切るなどを行わせる可能である。そして、この衝撃等の軽減が行われることによって、ロボット装置が故障、破損することが防止される。

図２に戻って、効果判定部２９によって技Ｘの効果判定が行われる（ステップＳＡ４、ＳＢ４）。技の効果判定は、技の成否判定によって定まった技の内容と、実際に技がかけられたことで生じる物理的な現象（転倒、打撃等による接触）をセンサ等で検知した検知出力との両者から総合的に行われる。そして、得点決定部３１は、相関データベースに設定されている技の内容に基づく得点化と、ロボット装置等に設置した加速度センサ、接触式スイッチ等による検知出力（有無、値）に基づく得点化によって、技をかけたロボット装置側に得点を付与する（ステップＳＡ５）。このような総合的な効果判定に基づく得点付与により、格闘ビデオゲームにおけるキャラクタの対戦に比べて、リアリティ感が反映さえつつ、趣向性、遊戯性が高くなる。

なお、図１に示した電磁的記録機器１５、１７に記録されたデータの内容は、読書き装置によって変更可能としておけば、対戦を重ねる毎に技に関する情報である技の種類等を変化させてロボット装置を強くすることもでき、趣向性、遊戯性が高くなる。また、電磁的記録機器１５、１７は、読書き装置が使用されなくても、対戦時間が経過するにつれて随時書き換わるものでもよい。さらに、電磁的記録機器１５、１７に記録されたデータの内容は、技データベースに記録される技データに加えて、相関データベースに記録される相関データを変更できる。例えば、対戦の回数を重ねる毎に、相関データの相対位置、成否確率を自己に有利なデータへの書き換えが行われる。

なお、上記実施の形態では、ロボット装置３、５を中心にした通信が行われたが、コントローラ７、９と制御装置１９が通信を直接行ってもよい。

また、上記実施の形態では、制御装置１９に種々の構成を備えさせたが、ロボット装置３、５側に搭載できる構成を配置して、可能な限り分散処理を行わせてよいが、ロボット装置間の関係を考慮したシステムとする立場からすれば可能な限り集中してコントロールすることも重要である。

図４は本発明の実施の形態に係るロボット装置の動作の一例を説明するための図である。

ここでのロボット装置３５では、目的とする行為を実施する開始の姿勢である基本姿勢として異なる姿勢であって複数の基本姿勢が採用される。通常、この基本姿勢は静止可能な姿勢とされ、例えば唯一の基本姿勢として「直立姿勢」のみがあり、この「直立姿勢」を開始基準となって目的とする行為への動作が実施されるに対し、ここでは例えば目的とされる行為が「逆立ち」である場合に、基本姿勢Ａが「直立姿勢」、基本姿勢Ｂが「手を付いた前傾姿勢」という２つの基本姿勢があり、いずれかの基本姿勢が選択されて、その選択された基本姿勢から「逆立ち」という目的とされる行為が実施される。基本姿勢Ａの「直立姿勢」が選択された場合と基本姿勢Ｂの「手を付いた前傾姿勢」が選択された場合を比較すると、基本姿勢Ａの「直立姿勢」が選択されたときは動作が複雑になり、目的とする行為までの時間が長時間化してしまう。特に、重心が考慮されて制御が複雑化の傾向にある２足歩行ロボット装置においては、基本姿勢Ｂの「手を付いた前傾姿勢」のほうが、動作が単純で短時間化という効果が顕著にあらわれる。すなわち、基本姿勢が異なる姿勢にて複数採用されることにより、制御に必要な定義データとその処理を簡略化できるともに、ロボット装置の動作自体に無駄がなくなり、消費電力を抑えることができ、また動作に必要な時間を短縮でき、操作者にとっては基本姿勢の選択肢が増えることからその後の動作にとって容易なものを選ぶことができ、操作性が向上することになる。

なお、図４の基本姿勢Ａから逆立ちという目的とする行為に移行する際に基本姿勢Ｂと見た目上は近似した状況が生じる場合があり得る。しかし、ロボット装置の制御という概念からすれば、一連の動きとして定義される「動作」と外的要因が無い限り動作後に戻る状態であって通常は重心的に安定して静的な状態としてそのままの状態を保持できるものとして定義される「姿勢」とは明確に区別されるべきであり、上記した近似した状況は、基本姿勢Ｂに近い状態であって、異なるものであることを付言する。

本発明の実施の形態に係る対戦型ロボットシステムの一例を示す概略図である。 図１の制御装置１の動作の一例を説明するためのフロー図である。 図１の相関データベースに記録された相関データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るロボット装置の動作の一例を説明するための図である。

符号の説明

１ 対戦型ロボットシステム
１９ 制御装置
３５ ロボット装置

Claims (8)

1. 操作者によって操作されて対戦する複数のロボット装置を制御する制御装置であって、
   前記複数のロボット装置のいずれかが操作者によって操作されて攻撃動作が実行される前に、当該攻撃動作が実行されることにより他の対戦相手のロボット装置が受ける物理的影響の度合いが予め定められた範囲内に収まるように、実行される攻撃動作を自動調整する調整手段を備えた、制御装置。
2. 操作者によって操作されて対戦する複数のロボット装置を制御する制御装置であって、
   前記複数のロボット装置のいずれかが操作者によって操作されて攻撃動作が実行される前に、当該攻撃動作が実行されることにより物理的影響を受ける他の対戦相手のロボット装置との関係に基づいて前記攻撃動作が実行されるべきか否かを判定する判定手段を備えた、制御装置。
3. 前記判定手段が実行されるべきであると判定した後、実行される攻撃動作に対応する動作を前記他の対戦相手のロボット装置に行わせることを特徴とする、請求項２記載の制御装置。
4. 前記ロボット装置に、前記判定手段が実行されるべきであると判定した攻撃動作により受ける物理的影響又は他の物理的影響を軽減する姿勢若しくは動作を行わせることを特徴とする、請求項２又は３記載の制御装置。
5. 前記複数のロボット装置のそれぞれが実行できる攻撃動作を表すデータが技データとして技データベースに記録されるとともに対戦するロボット装置間の技データ同士の関係を表す相関データが相関データベースに記録されており、
   前記技データ及び前記相関データは書換え可能であることを特徴する、請求項１から４のいずれかに記載の制御装置。
6. 操作者によって操作されて対戦する複数のロボット装置を用いた対戦型ロボットシステムであって、
   前記複数のロボット装置のいずれかが操作者によって操作されて攻撃動作が実行される前に、当該攻撃動作が実行されることにより物理的影響を受ける他の対戦相手のロボット装置との関係に基づいて前記攻撃動作が実行されるべきか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段が実行されるべきであると判定して実行された攻撃動作と当該攻撃動作が実行されたことによる前記他の対戦相手のロボット装置が受けた物理的影響についての検知出力とに基づいて得点を決定する得点決定手段とを備えた、対戦型ロボットシステム。
7. 動作を開始するときに基本とされる基本姿勢から動作を実行して目的とする複数の行為を実施するロボット装置であって、
   前記基本姿勢はそれぞれが異なる姿勢の複数の基本姿勢であり、
   前記各行為に応じて前記複数の基本姿勢のうちのいずれかが選択される、ロボット装置。
8. 請求項７のロボット装置は２足歩行型ロボット装置であり、前記複数の基本姿勢には直立姿勢が含まれる。