JP2013013946A - ロボット、状況認識方法および状況認識プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボット1は、ロボット1の各部位間を接続する関節に設けられた複数のサーボモータ33P、33R、33Y、35R、35L、37R及び37Lを有する。さらに、ロボット1は、各サーボモータ33P、33R、33Y、35R、35L、37R及び37Lのトルクを用いて、ロボット1の部位に対する拘束状況を検知する。
【選択図】図1
Description
まず、本実施例に係るロボットの全体構成について説明する。図1は、実施例1に係るロボットの全体構成を示す機能ブロック図である。図1に示すロボット1は、人の日常生活に溶け込んで親和的な対話、すなわち「インタラクション」を行うものであり、頭3と、右腕5Rと、左腕5Lと、右脚7Rと、左脚7Lと、胴体9とを有する。なお、図1の例では、スキンシップを促し、かつ動物と人間(幼児)の中間的な存在感を演出する観点から、軟らかい毛で覆われた表皮や幼児に近い体型を持つ子ぐまのぬいぐるみの外観が採用される場合を想定する。
次に、本実施例に係るロボットの処理の流れについて説明する。図7は、実施例1に係るインタラクション実行処理の手順を示すフローチャートである。このインタラクション実行処理は、ロボット1の電源がON状態である限り、繰り返し実行される。
上述してきたように、本実施例に係るロボット1は、人とインタラクションを行うロボット1が各関節にサーボモータ30を有し、各サーボモータ30のトルクからロボット1の部位に対する拘束状況を推定する。したがって、本実施例に係るロボット1によれば、各種のセンサを用いずにロボット1が保持されている保持状況を認識できる。さらに、本実施例に係るロボット1では、接触センサやケーブルの数を低減できるので、ロボット1を小型化できる。
次に、本実施例に係るロボットの処理の流れについて説明する。図10は、実施例2に係るインタラクション実行処理の手順を示すフローチャートである。このインタラクション実行処理は、ロボット2の電源がON状態である限り、繰り返し実行される。
上述してきたように、本実施例に係るロボット2は、上記の実施例1と同様に、人とインタラクションを行うロボット1が各関節にサーボモータ30を有し、各サーボモータ30のトルクからロボット1の部位に対する拘束状況を検知する。したがって、本実施例に係るロボット2によれば、上記の実施例1と同様に、各種のセンサを用いずにロボット2が保持されている保持状況を認識できる。さらに、本実施例に係るロボット2では、接触センサやケーブルの数を低減できるので、ロボット2を小型化できる。
上記の実施例1では、ロボット1の姿勢を保持トルクから検出する場合を例示したが、必ずしも保持トルクから検出する必要はなく、上記の実施例2と同様に、加速度センサを用いてロボット1の姿勢を検出することとしてもかまわない。
また、上記の実施例2では、ロボット2の姿勢をサーボモータ30のトルクの負荷から検出する場合を例示したが、必ずしも加速度センサを用いる必要はなく、上記の実施例1と同様に、ロボット1の姿勢を保持トルクから検出することとしてもかまわない。
また、上記の実施例1では、ロボット1の姿勢を推定してからロボット1の部位に対する拘束状況を推定する場合を説明したが、必ずしもロボット1の姿勢の後に拘束状況を推定する必要はない。例えば、開示の装置は、ロボット1の姿勢および拘束状況を並行して推定することもできるし、また、ロボット1の拘束状況を推定してからロボット1の姿勢を推定することもできる。
また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、採取部11、算出部12、姿勢推定部13、拘束状況推定部14、判別部15又は実行部16をロボット1の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしてもよい。また、回転角指令部21、採取部22、検知部23、検出部24、判別部25又は実行部16をロボット2の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしてもよい。また、採取部11、算出部12、姿勢推定部13、拘束状況推定部14、判別部15又は実行部16を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上記のロボットの機能を実現するようにしてもよい。さらに、回転角指令部21、採取部22、検知部23、検出部24、判別部25又は実行部16を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上記のロボットの機能を実現するようにしてもよい。
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図11を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する状況認識プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。
3 頭
5R 右腕
5L 左腕
7R 右脚
7L 左脚
9 胴体
10 制御部
11 採取部
12 算出部
13 姿勢推定部
14 拘束状況推定部
15 判別部
16 実行部
33P,33R,33Y,35R,35L,37R,37L サーボモータ
39 モータ制御部
Claims (9)
- ロボットであって、
前記ロボットの各部位間を接続する関節に設けられた複数のサーボモータと、
各サーボモータのトルクを用いて、前記ロボットの部位に対する拘束状況を検知する検知部と
を有することを特徴とするロボット。 - 各サーボモータの回転角の増減を指令する回転角指令部と、
前記回転角指令部によってサーボモータの回転角の増減が指令されている期間のサーボモータのトルクの負荷を採取する採取部とをさらに有し、
前記検知部は、
前記採取部によってサーボモータごとに採取されたトルクの負荷から、前記ロボットの部位に対する拘束状況を検知することを特徴とする請求項1に記載のロボット。 - 前記検知部によって検知されたロボットの部位に対する拘束状況に基づいて前記ロボットが保持されている保持状況を判別する判別部をさらに有し、
前記検知部は、
前記採取部によってサーボモータごとに採取されたトルクの負荷のうち、前記ロボットの首のピッチ方向および腕の一方のトルクの負荷が所定の閾値以上であるか否かを検知し、
前記判別部は、
前記検知部によって前記ロボットの首のピッチ方向および腕の一方のトルクの負荷が閾値以上であると検知された場合には前記ロボットが抱きかかえられていると判別し、前記ロボットの首のピッチ方向および腕の一方のトルクの負荷が閾値未満であると検知された場合には面に載置されていると判別することを特徴とする請求項2に記載のロボット。 - 前記判別部によって判別されたロボットの保持状況に応じて情報を出力する制御、及び/又は、前記サーボモータを駆動して前記部位を動作させる制御を実行する実行部をさらに有することを特徴とする請求項3に記載のロボット。
- 各サーボモータの電流値を採取する採取部と、
前記採取部によってサーボモータごとに採取された電流値から、各サーボモータの回転角を保持するのに掛かる保持トルクを算出する算出部と、
前記検知部は、
前記算出部によって算出された各サーボモータの保持トルクから、前記ロボットの部位に対する拘束状況を検知することを特徴とする請求項1に記載のロボット。 - 前記算出部によってサーボモータごとに算出された保持トルクから当該部位が所定の基準方向から傾斜している傾斜角を各部位ごとに算出した上で各部位の傾斜角の組合せから前記ロボットの姿勢を検出する検出部と、
前記検知部によって検知されたロボットの部位に対する拘束状況および前記検出部によって検出されたロボットの姿勢に基づいて前記ロボットが保持されている保持状況を判別する判別部とをさらに有することを特徴とする請求項5に記載のロボット。 - 前記判別部によって判別されたロボットの保持状況に応じて情報を出力する制御、及び/又は、前記サーボモータを駆動して前記部位を動作させる制御を実行する実行部をさらに有することを特徴とする請求項6に記載のロボット。
- ロボットが、
前記ロボットの各部位間を接続する関節に設けられた複数のサーボモータのトルクを用いて、前記ロボットの部位に対する拘束状況を検知する
処理を実行することを特徴とする状況認識方法。 - ロボットに、
前記ロボットの各部位間を接続する関節に設けられた複数のサーボモータのトルクを用いて、前記ロボットの部位に対する拘束状況を検知する
処理を実行させることを特徴とする状況認識プログラム。
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