JP2015066621A - ロボット制御システム、ロボット、出力制御プログラムおよび出力制御方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】ロボット制御システムは、空間に設けられた複数の距離画像センサ１２ａ，１２ｂによって人（ユーザ）の位置および向きを検出する。また、ロボット１０は、空間内を自律移動することが可能である。展示物Ｅには、説明開始範囲が対応している。ロボット制御システムの中央制御装置は、ユーザが説明開始範囲に入り、展示物Ｅの方を向いたかを判断する。そして、ユーザが、展示物Ｅに近づいて説明開始範囲に入り、展示物Ｅの方を向くと、ロボット１０は展示物Ｅを手や腕などによって指し示して、展示物Ｅに関する発話コンテンツを出力する。【効果】ユーザが展示物Ｅに興味を持ったときに、展示物Ｅに関する発話コンテンツを適切に提供することが出来る。【選択図】図１

Description

この発明は、ロボット制御システム、ロボット、出力制御プログラムおよび出力制御方法に関し、特にたとえば、来場者に展示物の説明をする、ロボット制御システム、ロボット、出力制御プログラムおよび出力制御方法に関する。

背景技術の一例である非特許文献１では、ロボットはユーザに接近して場所に応じたサービスを提供する。また、特許文献１では、ショッピングモールを移動する人間の大局行動が予測され、ロボットは大局行動が予測された人間にリコメンド情報を提供する。

特開2010-231470号公報[B25J 13/00, G06Q 50/00] M. Shiomi, T. Kanda, D. F. Glas, S. Satake, H. Ishiguro and N. Hagita, Field Trial of Networked Social Robots in a Shopping Mall, IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS2009), pp. 2846-2853, 2009.

ところが、非特許文献１では、同じ場所を訪れた複数のユーザが同じものに興味を持っているとは限らないため、ロボットがユーザに対して誤ったサービスを提供してしまうことが考えられる。また、特許文献１では、同じ大局行動が予測された複数の人間が同じものに興味を持っているとは限らないため、ロボットは誤ったリコメンド情報を提供してしまうことが考えられる。したがって、非特許文献１および特許文献１のロボットでは、展示物が置かれた展示会場で、展示物に興味を持った人に適した情報を提供することができない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、ロボット制御システム、ロボット、出力制御プログラムおよび出力制御方法を提供することである。

この発明の他の目的は、発話コンテンツを適切に提供することが出来る、ロボット制御システム、ロボット、出力制御プログラムおよび出力制御方法を提供することである。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、この発明の理解を助けるために記述する実施形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、展示物が置かれた空間において自律移動可能なロボットを含む、ロボット制御システムであって、空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得手段、ユーザが展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断手段、ユーザの向きが展示物に向いているかを判断する第２判断手段、およびユーザが所定範囲に入っており、かつユーザの向きが展示物に向いていると判断されたとき、ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力手段を備える、ロボット制御システムである。

第１の発明では、ロボット制御システム（１００：実施例において対応する部分を例示する参照符号。以下、同じ。）のロボット（１０）は、展示物（Ｅ）が置かれた空間の中を自律移動する。取得手段（１６，Ｓ３，Ｓ１５）は、たとえば空間の天井に設置された距離画像センサ（１２）によって検出されたユーザの位置および向きを取得する。第１判断手段（１６，Ｓ５）は、たとえば展示物の中心点（Ｃ）と対応する所定範囲の中で、ユーザの位置が検出されているかを判断する。第２判断手段（１６，Ｓ７）は、たとえばユーザの体の向きが、展示物の中心点の方を向いているかを判断する。ユーザが展示物に近づいて所定範囲に入り、展示物の方を向くと、出力手段（１６，Ｓ１１，Ｓ４５）は、ロボットに対して発話コンテンツを与え、ロボットは当該展示物に関する発話コンテンツをユーザに対して出力する。

第１の発明によれば、ユーザが展示物に興味を持ったときに、展示物に関する発話コンテンツを適切に提供することが出来る。

第２の発明は、第１の発明に従属し、ユーザが所定範囲の外にいるかを判断する第３判断手段、およびユーザが所定範囲の外にいると判断されたとき、発話コンテンツの出力を停止する停止手段をさらに備える。

第２の発明では、第３判断手段（１６，Ｓ１７）は、たとえば発話コンテンツが出力されているユーザが所定範囲の外にいるかを判断する。そして、停止手段（１６，Ｓ１９）は、たとえば発話コンテンツを出力されているユーザが所定範囲の外に移動すると、発話コンテンツの出力を停止する。

第２の発明によれば、ユーザが展示物に興味を持っていないと考えられるため、発話コンテンツの提供を停止することが出来る。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明に従属し、ユーザとロボットとの親密度を推定する推定手段、および推定された親密度に基づいてロボットの行動を決める決定手段をさらに備える。

第３の発明では、推定手段（１６，Ｓ３９，Ｓ４５）は、たとえばユーザとロボットとの親密度の深さ（高さ）をレベル別に推定する。決定手段（１６，Ｓ４１，Ｓ４３）は、たとえば親密度に基づいて、移動速度などの行動を決める。たとえば、ロボットは親密度に基づいて決められた移動速度でユーザの元に移動し、ユーザに発話コンテンツを出力する。

第３の発明によれば、推定された親密度に応じてロボットの行動が変化するため、ユーザはロボットとの親密度の深まり方を実感することが出来る。

第４の発明は、第３の発明に従属し、推定手段は、ユーザに対して発話コンテンツを出力した回数に基づいて、ユーザとロボットとの親密度を推定する。

第４の発明では、ユーザに対して発話コンテンツを出力した回数、たとえばロボットがユーザと会話した回数に基づいて、ユーザとロボットとの親密度が推定される。

第４の発明によれば、親密度を推定するときの処理時間を短くすることが出来る。

第５の発明は、第２の発明ないし第４の発明のいずれかに従属し、ユーザに対して発話コンテンツを出力したことを記憶する記憶手段をさらに備え、出力手段は、発話コンテンツを出力したことを記憶したユーザが所定範囲に入っており、かつユーザの向きが展示物に向いていると判断されたとき、前回とは異なる発話コンテンツを出力する。

第５の発明では、記憶手段（１６，Ｓ４７，Ｓ４９，Ｓ５３）は、たとえば複数のユーザが空間にいる場合、ユーザ毎に発話コンテンツが出力されたことを記憶する。たとえば、発話コンテンツが出力されたことがあるユーザに対しては、前回と異なる発話コンテンツを出力する。

第５の発明によれば、ロボットが同じユーザに対して何度も同じ説明をしないようにすることが出来る。そのため、ユーザは、展示物を見る度に異なる知識を得ることが出来る。

第６の発明は、第５の発明に従属し、記憶手段は、発話コンテンツの出力を停止したことを記憶する停止記憶手段を含み、出力手段は、発話コンテンツの出力を停止したことを記憶したユーザが所定範囲に入っており、かつユーザの向きが展示物に向いていると判断されたとき、前回とは異なる発話コンテンツを出力する。

第６の発明では、ユーザが所定範囲の外に出て発話コンテンツの出力が停止すると、停止記憶手段（１６，Ｓ４９）は、発話コンテンツの出力が停止したことを記憶する。たとえば、発話コンテンツが出力されているときに立ち去ったユーザに対して再び発話コンテンツを出力するときは、展示物から派生した内容の発話コンテンツが出力される。

第６の発明によれば、前回の発話コンテンツを最後まで聞かなかったユーザは、展示物から派生した知識を得ることが出来る。

第７の発明は、第５の発明に従属し、記憶手段は、発話コンテンツの出力が終了したことを記憶する終了記憶手段を含み、出力手段は、発話コンテンツの出力が終了したことを記憶したユーザが所定範囲に入っており、かつユーザの向きが展示物に向いていると判断されたとき、前回とは異なる発話コンテンツを出力する。

第７の発明では、ユーザに対する発話コンテンツの出力が終了すると、終了記憶手段（１６，Ｓ４７）は発話コンテンツの出力が終了したことを記憶する。たとえば、ロボットからの説明を最後まで聞いたユーザには、展示物に対してより深い内容を説明した発話コンテンツが出力される。

第７の発明によれば、前回の発話コンテンツを最後まで聞いたユーザは、展示物に対する知識をより深めることが出来る。

第８の発明は、第５の発明ないし第７の発明のいずれかに従属し、発話コンテンツが出力されたとき、周囲に他のユーザがいるかを判断する第４判断手段をさらに備え、記憶手段は、周辺に他のユーザがいると判断されたとき、他のユーザに対して発話コンテンツが出力されたと記憶する。

第８の発明では、第４判断手段（１６，Ｓ５１）は、たとえば発話コンテンツが出力されているユーザの周囲に他のユーザがいるかを判断する。周辺に他のユーザがいると判断されると、他のユーザに対しても発話コンテンツが出力されたと考えられるため、記憶手段は他のユーザに対しても、発話コンテンツが出力されたと記憶する。

第８の発明によれば、多くのユーザがいる空間において、ユーザが同じ発話コンテンツの提供を何度も受けずに済むようになる。

第９の発明は、第２の発明ないし第８の発明のいずれかに従属し、所定範囲は、展示物と対応する第１所定範囲および第１所定範囲を含む第２所定範囲を含み、第１判断手段は、ユーザが第１所定範囲に入っているかを判断し、第３判断手段は、ユーザが第２所定範囲の外にいるかを判断する。

第９の発明では、たとえば、第２所定範囲は、第１所定範囲を含み、かつ第１所定範囲よりも広い範囲である。また、ユーザが第１所定範囲に入ると発話コンテンツが出力され、ユーザが第２所定範囲の外に出ると発話コンテンツの出力が停止される。

第９の発明によれば、２つの所定範囲によって、ロボットの動作を安定化させることが出来る。

第１０の発明は、第１の発明ないし第９の発明のいずれかに従属し、ロボットは、ポインティング手段を含み、ロボットは、ポインティング手段によって展示物を指した状態で発話コンテンツを出力する。

第１０の発明では、ロボットのポインティング手段（６０，６４，６６）は、たとえば、ロボットの手や腕などである。たとえば、ロボットは、手などで展示物を指した状態で、発話コンテンツを出力する。

第１０の発明によれば、展示物に関する発話コンテンツをロボットの体を利用して効果的に提供することが出来る。

第１１の発明は、展示物（Ｅ）が置かれた空間において自律移動可能なロボット（１４）を含む、ロボット制御システム（１００）のプロセッサ（１６）を、空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得手段（Ｓ３，Ｓ１５）、ユーザが展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断手段（Ｓ５）、ユーザの向きが展示物に向いているかを判断する第２判断手段（Ｓ７）、およびユーザが所定範囲に入っており、かつユーザの向きが展示物に向いていると判断されたとき、ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力手段（Ｓ１１，Ｓ４５）として機能させる、出力制御プログラムである。

第１１の発明でも、第１の発明と同様、ユーザが展示物に興味を持ったときに、展示物に関する発話コンテンツを適切に提供することが出来る。

第１２の発明は、展示物（Ｅ）が置かれた空間において自律移動可能なロボット（１０）を含む、ロボット制御システム（１００）における出力制御方法であって、ロボット制御システムのプロセッサ（１６）が、空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得ステップ（Ｓ３，Ｓ１５）、ユーザが展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断ステップ（Ｓ５）、ユーザの向きが展示物に向いているかを判断する第２判断ステップ（Ｓ７）、およびユーザが所定範囲に入っており、かつユーザの向きが展示物に向いていると判断されたとき、ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力ステップ（Ｓ１１，Ｓ４５）を実行する、出力制御方法である。

第１２の発明でも、第１の発明と同様、ユーザが展示物に興味を持ったときに、展示物に関する発話コンテンツを適切に提供することが出来る。

第１３の発明は、展示物（Ｅ）が置かれた空間において自律移動可能なロボット（１０）であって、空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得手段（９０，Ｓ３，Ｓ１５）、ユーザが展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断手段（９０，Ｓ５）、ユーザの向きが展示物に向いているかを判断する第２判断手段（９０，Ｓ７）、およびユーザが所定範囲に入っており、かつユーザの向きが展示物に向いていると判断されたとき、ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力手段（９０，Ｓ１１，Ｓ４５）を備える、ロボットである。

第１３の発明でも、第１の発明と同様、ユーザが展示物に興味を持ったときに、展示物に関する発話コンテンツを適切に提供することが出来る。

第１４の発明は、展示物（Ｅ）が置かれた空間において自律移動可能なロボット（１０）のプロセッサ（９０）を、空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得手段（Ｓ３，Ｓ１５）、ユーザが展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断手段（Ｓ５）、ユーザの向きが展示物に向いているかを判断する第２判断手段（Ｓ７）、およびユーザが所定範囲に入っており、かつユーザの向きが展示物に向いていると判断されたとき、ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力手段（Ｓ１１，Ｓ４５）として機能させる、出力制御プログラムである。

第１４の発明でも、第１の発明と同様、ユーザが展示物に興味を持ったときに、展示物に関する発話コンテンツを適切に提供することが出来る。

第１５の発明は、展示物（Ｅ）が置かれた空間において自律移動可能なロボット（１０）における出力制御方法であって、ロボットのプロセッサ（９０）が、空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得ステップ（Ｓ３，Ｓ１５）、ユーザが展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断ステップ（Ｓ５）、ユーザの向きが展示物に向いているかを判断する第２判断ステップ（Ｓ７）、およびユーザが所定範囲に入っており、かつユーザの向きが展示物に向いていると判断されたとき、ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力ステップ（Ｓ１１，Ｓ４５）を実行する、出力制御方法である。

第１５の発明でも、第１の発明と同様、ユーザが展示物に興味を持ったときに、展示物に関する発話コンテンツを適切に提供することが出来る。

この発明によれば、発話コンテンツを適切に提供することが出来る。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１はこの発明の一実施例のロボット制御システムの概要を示す図解図である。 図２は図１に示すロボット制御システムの構成の一例を示す図解図である。 図３は図１に示す中央制御装置の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 図４は図１に示すロボットの外観を正面から見た図解図である。 図５は図１に示すロボットの電気的な構成の一例を示すブロック図である。 図６は図１に示す距離画像センサが設置される或る空間の地図の一例を示す図解図である。 図７は図３に示す発話コンテンツＤＢの構成の一例を示す図解図である。 図８は図３に示す中央制御装置のメモリのメモリマップの一例を示す図解図である。 図９は図３に示す中央制御装置のプロセッサの出力制御処理の一例を示すフロー図である。 図１０は図３に示すユーザＤＢの構成の一例を示す図解図である。 図１１は図３に示す発話コンテンツＤＢの構成の他の一例を示す図解図である。 図１２は図３に示す中央制御装置のプロセッサの第２実施例の出力制御処理の一部の一例を示すフロー図である。 図１３は図３に示す中央制御装置のプロセッサの第２実施例の出力制御処理の他の一部の一例であって、図１２に後続するフロー図である。

＜第１実施例＞
図１を参照して、この実施例のロボット制御システム１００は、展示物Ｅが置かれた展示会場などの空間（環境）で利用される。展示会場の中では、人（ユーザまたは来場者）およびロボット１０が任意に移動することができ、天井には複数の距離画像センサ１２（１２ａ，１２ｂ，…）が設けられている。

ロボット１０は、相互作用指向のロボット（コミュニケーションロボット）でもあり、ユーザのようなコミュニケーションの対象との間で、音声を含むコミュニケーション行動を実行する機能を備えている。また、ロボット１０はコミュニケーションの一環として、展示物Ｅについての説明（発話コンテンツ）をユーザに対して出力したり、展示会場を案内したりするサービスを行う。ロボット１０は、サービスを行う上で必要であれば、展示会場内を自律的に移動したり、中央制御装置１４が付与する行動命令に基づいて動作したりする。

また、実施例の空間は展示物Ｅが置かれた展示会場であるが、これに限らずショッピングモール、会社のフロア、博物館またはアトラクション会場などでも、ロボット制御システム１００は利用可能である。

なお、図１では簡単のため、ユーザは１人しか示していないが、展示会場にはさらに多くのユーザがいてもよい。同様にロボット１０も１台しか示していないが、ロボット制御システム１００は２台より多くのロボット１０を同時に制御することができる。

また、ロボット１０は、音声に加えて、身振り手振りのような身体動作を含むコミュニケーション行動を行うこともある。

図２を参照して、ロボット制御システム１００の中央制御装置１４は、一定時間（たとえば、１秒）毎に距離画像センサ１２ａ，１２ｂによって、任意に移動するユーザの位置を検出すると共に、ユーザの向きを検出する。また、中央制御装置１４は、ネットワーク１０００を介してロボット１０と無線通信を行い、必要であればロボット１０の行動を制御する。空間の中で位置が検出されたユーザには、ユーザＩＤが付与される。

図３は中央制御装置１４の電気的な構成を示すブロック図である。図３を参照して、中央制御装置１４は、距離画像センサ１２ａ，１２ｂおよびプロセッサ１６などを含む。プロセッサ１６は、マイクロコンピュータ或いはＣＰＵと呼ばれることもある。プロセッサ１６には、先述した距離画像センサ１２ａおよび距離画像センサ１２ｂに加えて、他の距離画像センサ１２が接続される。なお、距離画像センサ１２ａ，１２ｂを区別する必要がない場合、単に「距離画像センサ１２」と言う。

プロセッサ１６にはメモリ１８、通信ＬＡＮボード２０が接続されると共に、発話コンテンツデータベース（ＤＢ：Ｄａｔａｂａｓｅ）２４およびユーザＤＢ２６も接続される。

距離画像センサ１２は、赤外光またはレーザーなどの光を照射し、対象物から反射した光（反射光）をＣＣＤセンサなどの光学センサによって捉える。距離画像センサ１２は、光が戻るまでの時間を画素ごとに計測することで、対象物までの実際の距離を測距する。実施例の距離画像センサ１２には、ＡＳＵＳ（登録商標）社製のＸｔｉｏｎと呼ばれる製品が採用されている。なお、他の実施例では、距離画像センサ１２は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）社製のＫｉｎｅｃｔ（登録商標）センサ、パナソニック（登録商標）社製の３次元距離画像センサＤ−ＩＭａｇｅｒ（登録商標）などを使用することも可能である。この種のセンサは、３次元距離計測センサ、３Ｄスキャナなどと呼ばれる場合もある。

プロセッサ１６は、このような距離画像センサ１２を通じて対象の３次元情報を取得する。距離画像センサ１２からの３次元情報には、対象物の形状および対象物までの距離が含まれている。たとえば、ユーザが天井に設けられた距離画像センサ１２によってセンシングされると、人を上から見た状態の頭部および両肩の形状と、頭部および両肩までの距離が３次元情報として得られる。

たとえば、空間には３５個の距離画像センサ１２が所定の位置（既知）に設置されており、プロセッサ１６は、各々から３次元情報を取得して、３次元空間（ワールド座標系）における位置（たとえば、重心など特徴点の位置座標（ｘ，ｙ，ｚ））およびユーザの向き（たとえば、頭部および両肩など特徴部位の向き）を計算することが出来る。

なお、他の実施例では、距離画像センサ１２にではなく、２次元または３次元のＬＲＦを利用して、ユーザの位置および向きが検出されてもよい。

メモリ１８はＲＯＭ，ＨＤＤおよびＲＡＭを含む。ＲＯＭおよびＨＤＤには、中央制御装置１４の動作を制御するための制御プログラムが予め記憶される。また、ＲＡＭは、プロセッサ１６のワークメモリやバッファメモリとして用いられる。

通信ＬＡＮボード２０は、たとえばＤＳＰで構成され、プロセッサ１６から与えられた送信データを無線通信装置２２に与え、無線通信装置２２は送信データを、ネットワーク１０００を介してロボット１０に送信する。たとえば、送信データは、ロボット１０の自立移動に必要なデータや、サービスを行うために必要なデータおよびロボット１０に指示する行動命令の信号（コマンド）などである。また、通信ＬＡＮボード２０は、無線通信装置２２を介してデータを受信し、受信したデータをプロセッサ１６に与える。

発話コンテンツＤＢ２４は、ロボット１０がユーザに対して出力する発話コンテンツが記憶されている。ユーザＤＢ２６は、空間内にいるユーザの情報が上述したユーザＩＤと対応付けて記憶されている。なお、これらのＤＢについては後述するため、ここでの詳細な説明は省略する。

なお、他の実施例では、中央制御装置１４は、ディスプレイなどの出力装置と、マウスおよびキーボードなどの入力装置とを備えていてもよい。

図４はこの実施例のロボット１０の外観を示す正面図である。図４を参照して、ロボット１０は台車４０を含み、台車４０の下面にはロボット１０を自律移動させる２つの車輪４２および１つの従輪４４が設けられる。２つの車輪４２は車輪モータ４６（図５参照）によってそれぞれ独立に駆動され、台車４０すなわちロボット１０を前後左右の任意方向に動かすことができる。また、従輪４４は車輪４２を補助する補助輪である。したがって、ロボット１０は、配置された空間内を自律制御によって移動可能である。

台車４０の上には、円柱形のセンサ取り付けパネル４８が設けられ、このセンサ取り付けパネル４８には、多数の赤外線距離センサ５０が取り付けられる。これらの赤外線距離センサ５０は、センサ取り付けパネル４８すなわちロボット１０の周囲の物体（ユーザや障害物など）との距離を測定するものである。

なお、この実施例では、距離センサとして、赤外線距離センサを用いるようにしてあるが、赤外線距離センサに代えて、ＬＲＦや、超音波距離センサおよびミリ波レーダなどを用いることもできる。

センサ取り付けパネル４８の上には、胴体５２が直立するように設けられる。また、胴体５２の前方中央上部（人の胸に相当する位置）には、上述した赤外線距離センサ５０がさらに設けられ、ロボット１０の前方の主としてユーザとの距離を計測する。また、胴体５２には、その側面側上端部のほぼ中央から伸びる支柱５４が設けられ、支柱５４の上には、全方位カメラ５６が設けられる。全方位カメラ５６は、ロボット１０の周囲を撮影するものであり、後述する眼カメラ８０とは区別される。この全方位カメラ５６としては、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いるカメラを採用することができる。なお、これら赤外線距離センサ５０および全方位カメラ５６の設置位置は、当該部位に限定されず適宜変更され得る。

胴体５２の両側上端部（人の肩に相当する位置）には、それぞれ、肩関節５８Ｒおよび肩関節５８Ｌによって、上腕６０Ｒおよび上腕６０Ｌが設けられる。図示は省略するが、肩関節５８Ｒおよび肩関節５８Ｌは、それぞれ、直交する３軸の自由度を有する。すなわち、肩関節５８Ｒは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕６０Ｒの角度を制御できる。肩関節５８Ｒの或る軸（ヨー軸）は、上腕６０Ｒの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸およびロール軸）は、その軸にそれぞれ異なる方向から直交する軸である。同様にして、肩関節５８Ｌは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕６０Ｌの角度を制御できる。肩関節５８Ｌの或る軸（ヨー軸）は、上腕６０Ｌの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸およびロール軸）は、その軸にそれぞれ異なる方向から直交する軸である。

また、上腕６０Ｒおよび上腕６０Ｌのそれぞれの先端には、肘関節６２Ｒおよび肘関節６２Ｌが設けられる。図示は省略するが、肘関節６２Ｒおよび肘関節６２Ｌは、それぞれ１軸の自由度を有し、この軸（ピッチ軸）の軸回りにおいて前腕６４Ｒおよび前腕６４Ｌの角度を制御できる。

前腕６４Ｒおよび前腕６４Ｌのそれぞれの先端には、手６６Ｒおよび手６６Ｌがそれぞれ設けられる。各手６６には、人と同じように親指、人差し指、中指、薬指および小指が設けられている。手６６の親指および人差し指の根本には指関節（図示せず）が設けられており、それぞれを独立して動かすことができる。また、中指、薬指および小指は一体成型され、親指および人差し指と同様、根元に指関節が設けられている。そして、中指、薬指および小指はまとめて動かすことが出来る。

また、手６６Ｒおよび手６６Ｌのそれぞれ根元には、手首が設けられる。図示は省略するが、左右の手首は、それぞれ１軸の自由度を有し、この軸（ヨー軸）の軸回りにおいて手６６Ｒおよび手６６Ｌの角度を制御できる。また、図示は省略するが手６６Ｒおよび手６６Ｌの親指、人差し指および残りの３本の指（中指、薬指および小指）の指関節は、それぞれ１自由度を有し、この軸の軸回りにおいて指の角度を制御できる。

従って、ロボット１０は、親指、中指、薬指および小指が折り曲げられた指さしの状態の手６６で任意の対象を指したり、手を開いた状態で上腕６０、前腕６４および手６６の全体を使って任意の対象を指したりすることが可能となる。そのため、上腕６０、前腕６４および手６６はポインティング手段と呼ばれることもある。

なお、他の実施例では、人と同じようにそれぞれの指が独立し、かつ人の指と同じ数の指関節を持つ手６６が採用されてもよい。この場合、ロボット１０は、ポインティングだけでなく、物を指で掴んだり、手話によるコミュニケーションを行ったりすることが可能となる。

また、図示は省略するが、台車４０の前面、肩関節５８Ｒと肩関節５８Ｌとを含む肩に相当する部位、上腕６０Ｒ、上腕６０Ｌ、前腕６４Ｒ、前腕６４Ｌ、手６６Ｒおよび手６６Ｌには、それぞれ、接触センサ６８（図５で包括的に示す）が設けられる。台車４０の前面の接触センサ６８は、台車４０へのユーザや他の障害物の接触を検知する。したがって、ロボット１０は、自身の移動中に障害物との接触が有ると、それを検知し、直ちに車輪４２の駆動を停止してロボット１０の移動を急停止させることができる。また、その他の接触センサ６８は、当該各部位に触れたかどうかを検知する。なお、接触センサ６８の設置位置は、当該部位に限定されず、適宜な位置（人の胸、腹、脇、背中および腰に相当する位置）に設けられてもよい。

胴体５２の中央上部（人の首に相当する位置）には首関節７０が設けられ、さらにその上には頭部７２が設けられる。図示は省略するが、首関節７０は、３軸の自由度を有し、３軸の各軸廻りに角度制御可能である。或る軸（ヨー軸）はロボット１０の真上（鉛直上向き）に向かう軸であり、他の２軸（ピッチ軸、ロール軸）は、それぞれ、それと異なる方向で直交する軸である。

頭部７２には、人の口に相当する位置に、スピーカ７４が設けられる。スピーカ７４は、ロボット１０が、それの周辺のユーザに対して音声ないし音によってコミュニケーションを取るために用いられる。また、人の耳に相当する位置には、マイク７６Ｒおよびマイク７６Ｌが設けられる。以下、右のマイク７６Ｒと左のマイク７６Ｌとをまとめてマイク７６と言うことがある。マイク７６は、周囲の音、とりわけコミュニケーションを実行する対象であるユーザの音声を取り込む。さらに、人の目に相当する位置には、眼球部７８Ｒおよび眼球部７８Ｌが設けられる。眼球部７８Ｒおよび眼球部７８Ｌは、それぞれ眼カメラ８０Ｒおよび眼カメラ８０Ｌを含む。以下、右の眼球部７８Ｒと左の眼球部７８Ｌとをまとめて眼球部７８と言うことがある。また、右の眼カメラ８０Ｒと左の眼カメラ８０Ｌとをまとめて眼カメラ８０と言うことがある。

眼カメラ８０は、ロボット１０に接近したユーザの顔や他の部分ないし物体などを撮影して、それに対応する映像信号を取り込む。また、眼カメラ８０は、上述した全方位カメラ５６と同様のカメラを用いることができる。たとえば、眼カメラ８０は、眼球部７８内に固定され、眼球部７８は、眼球支持部（図示せず）を介して頭部７２内の所定位置に取り付けられる。図示は省略するが、眼球支持部は、２軸の自由度を有し、それらの各軸廻りに角度制御可能である。たとえば、この２軸の一方は、頭部７２の上に向かう方向の軸（ヨー軸）であり、他方は、一方の軸に直交しかつ頭部７２の正面側（顔）が向く方向に直行する方向の軸（ピッチ軸）である。眼球支持部がこの２軸の各軸廻りに回転されることによって、眼球部７８ないし眼カメラ８０の先端（正面）側が変位され、カメラ軸すなわち視線方向が移動される。なお、上述のスピーカ７４、マイク７６および眼カメラ８０の設置位置は、当該部位に限定されず、適宜な位置に設けられてよい。

このように、この実施例のロボット１０は、車輪４２の独立２軸駆動、肩関節５８の３自由度（左右で６自由度）、肘関節６２の１自由度（左右で２自由度）、手首の１自由度（左右で２自由度）、指関節の１自由度（左右の各指で６自由度）、首関節７０の３自由度および眼球支持部の２自由度（左右で４自由度）の合計２５自由度を有する。

図５はロボット１０の電気的な構成を示すブロック図である。この図５を参照して、ロボット１０は、プロセッサ９０を含む。プロセッサ９０は、マイクロコンピュータ或いはプロセッサとも呼ばれ、バス９２を介して、メモリ９４、モータ制御ボード９６、センサ入力／出力ボード９８、音声入力／出力ボード１１０および通信ＬＡＮボード１３０に接続される。

メモリ９４はＲＯＭおよびＲＡＭを含む。ＲＯＭには、ロボット１０の動作を制御するための制御プログラムが予め記憶される。たとえば、各センサの出力（センサ情報）を検知するための検知プログラムや、外部コンピュータ（中央制御装置１４）との間で必要なデータやコマンドを送受信するための通信プログラムなどが記憶される。また、ＲＡＭは、プロセッサ９０のワークメモリやバッファメモリとして用いられる。

モータ制御ボード９６は、たとえばＤＳＰで構成され、各腕や首関節および眼球部などの各軸モータの駆動を制御する。すなわち、モータ制御ボード９６は、プロセッサ９０からの制御データを受け、右眼球部７８Ｒの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図５では、まとめて「右眼球モータ１１２」と示す）の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード９６は、プロセッサ９０からの制御データを受け、左眼球部７８Ｌの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図５では、まとめて「左眼球モータ１１４」と示す）の回転角度を制御する。

また、モータ制御ボード９６は、プロセッサ９０からの制御データを受け、肩関節５８Ｒの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと肘関節６２Ｒの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図５では、まとめて「右腕モータ１１６」と示す）の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード９６は、プロセッサ９０からの制御データを受け、肩関節５８Ｌの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと肘関節６２Ｌの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図５では、まとめて「左腕モータ１１８」と示す）の回転角度を制御する。

また、モータ制御ボード９６は、プロセッサ９０からの制御データを受け、右の手首の１軸の角度を制御する１つのモータと右手６６Ｒの３つの指関節のそれぞれの角度を制御する３つのモータとの４つのモータ（図５では、まとめて「右手モータ１２０」と示す）の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード９６は、プロセッサ９０からの制御データを受け、左手の手首の１軸の角度を制御する１つのモータと左手６６Ｌの３つの指関節のそれぞれの角度を制御する３つのモータとの４つのモータ（図５では、まとめて「左手モータ１２２」と示す）の回転角度を制御する。

ここで、指関節の角度は、モータの回転がそのまま反映されるわけではなく、モータの回転によって動作する流体圧シリンダによって制御される。具体的には、流体圧シリンダには、動作流体を移動させるピストンが移動自在に収容されており、このピストンの位置がモータの回転によって変化する。そして、流体圧シリンダの動きに応じて指関節の角度が変化する。なお、流体圧シリンダを用いたロボットの手については、たとえば特開２０１３−９６５１４号公報に詳しく説明されているので、ここでは、その公開公報を参照することによって、詳細な説明を省略する。

さらに、モータ制御ボード９６は、プロセッサ９０からの制御データを受け、首関節７０の直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータ（図５では、まとめて「頭部モータ１２４」と示す）の回転角度を制御する。

そして、モータ制御ボード９６は、プロセッサ９０からの制御データを受け、車輪４２を駆動する２つのモータ（図５では、まとめて「車輪モータ４６」と示す）の回転角度を制御する。なお、この実施例では、車輪モータ４６を除くモータは、制御を簡素化するためにステッピングモータ（すなわち、パルスモータ）を用いる。ただし、車輪モータ４６と同様に直流モータを用いるようにしてもよい。また、ロボット１０の身体部位を駆動するアクチュエータは、電流を動力源とするモータに限らず適宜変更されてもよい。たとえば、他の実施例では、エアアクチュエータなどが適用されてもよい。

センサ入力／出力ボード９８は、モータ制御ボード９６と同様に、ＤＳＰで構成され、各センサからの信号を取り込んでプロセッサ９０に与える。すなわち、赤外線距離センサ５０のそれぞれからの反射時間に関するデータがこのセンサ入力／出力ボード９８を通じてプロセッサ９０に入力される。また、全方位カメラ５６からの映像信号が、必要に応じてセンサ入力／出力ボード９８で所定の処理を施してからプロセッサ９０に入力される。眼カメラ８０からの映像信号も、同様に、プロセッサ９０に入力される。また、上述した複数の接触センサ６８（図５では、まとめて「接触センサ６８」と示す）からの信号がセンサ入力／出力ボード９８を介してプロセッサ９０に与えられる。

音声入力／出力ボード１１０もまた、同様に、ＤＳＰで構成され、プロセッサ９０から与えられる音声合成データに従った音声または声がスピーカ７４から出力される。また、マイク７６からの音声入力が、音声入力／出力ボード１１０を介してプロセッサ９０に与えられる。

通信ＬＡＮボード１３０は、たとえばＤＳＰで構成され、プロセッサ９０から与えられた送信データを無線通信装置１３２に与え、無線通信装置１３２は送信データを、ネットワーク１０００を介して外部コンピュータ（中央制御装置１４）に送信する。また、通信ＬＡＮボード１３０は、無線通信装置１３２を介してデータを受信し、受信したデータをプロセッサ９０に与える。たとえば、送信データとしては、全方位カメラ５６および目カメラ８０によって撮影された周囲の映像データなどである。

図６は展示会場（空間）の地図である。図６を参照して、展示会場には、入り口および３つの展示物Ｅ（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）が含まれる。入口にはＩＲＩＤタグのリーダが設置されている。たとえば、ユーザは自身が持つＲＦＩＤタグをリーダに読み取らせることによって、展示会場に入場可能になる。ＲＦＩＤタグにはユーザＩＤが記憶されており、リーダはＲＦＩＤタグからユーザＩＤを読み取る。中央制御装置１４には、リーダによって読み取られたユーザＩＤが送信される。そのため、中央制御装置１４は、入り口で検出されたユーザの位置と受信したユーザＩＤとを対応付けることで、展示会場内にいる複数のユーザをそれぞれ識別することが出来る。

ここで、中心点Ｃを含む展示物Ｅ１には、２つの説明開始範囲Ａと、説明開始範囲Ａをそれぞれ含む２つの説明中止範囲Ａ’とが対応付けられる。説明開始範囲Ａ１および説明中止範囲Ａ１’は展示物Ｅの左側に対応付けられている。また、説明開始範囲Ａ２および説明中止範囲Ａ２’は展示物Ｅ１の下側に対応付けられている。そして、各説明開始範囲Ａは、ユーザに対して出力する発話コンテンツ（説明する内容）が対応している。なお、説明中止範囲Ａ’は説明開始範囲Ａよりも広く設定されている。また、説明開始範囲Ａおよび説明中止範囲Ａ’はそれぞれ第１所定範囲および第２所定範囲と呼ばれることもある。そして、これらの範囲を区別しない場合は、所定範囲と呼ばれることもある。

図７を参照して、発話コンテンツＤＢ２４は、たとえばテーブルで構成されており、そのテーブルは番号、中心点、説明開始範囲、説明中止範囲および内容の列を含む。そして、１つの発話コンテンツが１つの行で示される。たとえば、番号の欄に「１」が記憶されている発話コンテンツでは、中心点の欄には「Ｃ１」が記憶され、説明開始範囲の欄には「Ａ１」が記憶され、説明中止範囲の欄には「Ａ１’」が記憶され、内容の欄には「これ（指さし）はコンセントです」および「電気をここ（指さし）から充電します」などが記憶される。また、番号の欄に「２」が記憶されている発話コンテンツでは、中心点の欄には「Ｃ１」が記憶され、説明開始範囲の欄には「Ａ２」が記憶され、説明中止範囲の欄には「Ａ２’」が記憶され、内容の欄には「この（指さし）モータは冷却も担っています」などが記憶される。

たとえば、ユーザの位置と向きが検出されたときに、ユーザの位置が説明開始範囲Ａ１に含まれており、かつユーザの向きが中心点Ｃ１の方に向くと、ロボット１０はユーザの近傍に移動し、中央制御装置１４から「１」番の発話コンテンツがロボット１０に送信される。そして、ロボット１０は、受信した「１」番の発話コンテンツをユーザに対して出力する。つまり、ロボット１０は、ユーザに近づいてから、ユーザに対して挨拶をした後に、「これはコンセントです。」と展示物Ｅについて説明（発話）する。また、発話コンテンツの内容の中に「指さし」と指示されている場合は、ロボット１０は手６６で中心点Ｃの方を指しながら説明する。なお、発話コンテンツなどに基づく音声は、ロボット１０のスピーカ７４から出力される。

このとき、ユーザの位置が説明中止範囲Ａ１’の外でなければ、つまりユーザが説明中止範囲Ａ１’の外に出なければ、ロボット１０は番号が「１」番の発話コンテンツの続きを出力する。つまり、ロボット１０は、ユーザに対して「電気をここから充電します。」と、説明を続ける。そして、発話コンテンツの出力が終了すると、ロボット１０は別れの挨拶をユーザに行った後、別の場所または別のユーザの所へ移動する。

このように、ユーザが展示物Ｅに近づき、かつ展示物Ｅの方を向いていると判断できれば、ロボット１０はその展示物Ｅに関する発話コンテンツを出力する。つまり、ユーザが展示物Ｅに興味を持ったときに、展示物Ｅに関する発話コンテンツを適切に提供することが出来る。また、発話コンテンツを出力するときに展示物Ｅがロボット１０の指さしによって指されるため、展示物Ｅに関する発話コンテンツをロボット１０の体を利用して効果的に提供することが出来る。

また、ユーザの位置が説明中止範囲Ａ１’の外であれば、つまりユーザが説明中止範囲Ａ１’の外に出ると、ロボット１０は発話コンテンツの出力を停止する。つまり、ユーザが展示物Ｅに興味を持っていないと考えられるため、発話コンテンツの提供を停止することが出来る。特に、説明開始範囲Ａ１と、その範囲よりも広い第２説明中止範囲Ａ１’を設定することで、ユーザが説明開始範囲Ａ１の周辺にいるときに、ロボット１０に対して発話コンテンツの出力と停止との命令が繰り返して出されないようにすることが出来る。つまり、２つの所定範囲によって、ロボット１０の動作を安定化させることが出来る。

なお、図示は省略しているが、展示物Ｅ２および展示物Ｅ３に対しても、中心点Ｃ、説明開始範囲Ａ、説明中止範囲Ａ’および発話コンテンツが対応付けられる。

また、ユーザの位置が説明開始範囲Ａの中で検出され続けると、ロボット１０から複数の発話コンテンツを連続して出力されることになる。つまり、ユーザは、興味を持った展示物Ｅの周辺で留まることで、ロボット１０から複数の発話コンテンツの提供を受けることが出来る。

上述では第１実施例の特徴を概説した。以下では、図８に示すメモリマップ、図９に示すフロー図を用いて、第１実施例について詳細に説明する。

図８は図２に示す中央制御装置１４におけるメモリ１８のメモリマップの一例を示す図解図である。図８で示すように、メモリ１８はプログラム記憶領域３０２およびデータ記憶領域３０４を含む。プログラム記憶領域３０２には、中央制御装置１４を動作させるためのプログラムとして、発話コンテンツの出力を制御する出力制御プログラム３１０などが記憶される。なお、図示は省略するが、中央制御装置１４を動作させるためのプログラムには、距離画像センサ１２からユーザの位置および向きを検出するためのプログラムなども含まれる。

データ記憶領域３０４には、ユーザ情報バッファ３３０が設けられると共に、地図データ３３２が記憶される。たとえば、ユーザ情報バッファ３３０には、３次元情報に基づいて計算された、ユーザの位置およびユーザの向きがユーザ情報として一時的に記憶される。

地図データ３３２には、空間に置かれている展示物Ｅおよびその展示物Ｅと対応する所定範囲の情報（座標）が含まれる。なお、図示は省略するが、データ記憶領域３０４には、様々な計算の結果を一時的に格納するバッファや、中央制御装置１４の動作に必要な他のカウンタやフラグなども設けられる。

中央制御装置１４のプロセッサ１６は、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）ベースのＯＳや、その他のＯＳの制御下で、図９に示す出力制御処理などを含む、複数のタスクを処理する。

図９は出力制御処理のフロー図である。中央制御装置１４の電源がオンにされると、中央制御装置１４のプロセッサ１６は、ステップＳ１で終了命令か否かを判断する。たとえば、中央制御装置１４を終了させる操作が管理人によって行われたかが判断される。ステップＳ１で“ＮＯ”であれば、つまり終了命令を受け付けていなければ、ステップＳ３でプロセッサ１６は、ユーザ情報を取得する。つまり、ユーザ情報バッファ３３０から、ユーザの位置および向きが読み出される。

続いて、ステップＳ５でプロセッサ１６は、ユーザが説明開始範囲Ａに入っているか否かを判断する。たとえば、プロセッサ１６は、地図データ３３２を読み出して、ユーザの位置が展示物Ｅ１の説明開始範囲Ａ１に含まれているかを判断する。ステップＳ５で“ＮＯ”であれば、たとえばユーザの位置が入口の周囲であれば、プロセッサ１６はステップＳ１の処理に戻る。また、ステップＳ５で“ＹＥＳ”であれば、たとえばユーザの位置が説明開始範囲Ａ１に含まれていれば、ステップＳ７でプロセッサ１６は、ユーザが中心点Ｃの方を向いているか否かを判断する。たとえば、ユーザが説明開始範囲Ａ１にいる場合は、ユーザの向きが展示物Ｅ１の中心点Ｃ１の方に向いているかが判断される。なお、ユーザの向きが中心点Ｃを向いているかを判断する場合、±５度は許容範囲とされる。つまり、ステップＳ７では、ユーザの向きに対して±５度の許容範囲に中心点Ｃが含まれているかが判断される。ステップＳ７で“ＮＯ”であれば、つまりユーザが中心点Ｃの方を向いていなければ、プロセッサ１６はステップＳ１の処理に戻る。なお、ステップＳ５の処理を実行するプロセッサ１６は第１判断手段として機能し、ステップＳ７の処理を実行するプロセッサ１６は第２判断手段として機能する。

また、ステップＳ７で“ＹＥＳ”であれば、つまりユーザが中心点Ｃの方を向いていれば、ステップＳ９でプロセッサ１６は、ロボット１０をユーザの近傍へ移動させる。つまり、プロセッサ１６は、ユーザの位置を示す座標と、その座標への移動命令をロボット１０に対して出す。その結果、ロボット１０はユーザに近づくことになる。

続いて、ステップＳ１１でプロセッサ１６は、発話コンテンツを出力する。つまり、ユーザが入っている説明開始範囲Ａと対応する発話コンテンツが、発話コンテンツＤＢ２４が読み出され、ロボット１０に送信される。ロボット１０は、受信した発話コンテンツに基づいて、ポインティングを行うとともに、ユーザに対して展示物Ｅに関する説明を行う。なお、ステップＳ１１の処理を実行するプロセッサ１６は出力手段として機能する。

続いて、ステップＳ１３でプロセッサ１６は、出力終了か否かを判断する。つまり、プロセッサ１６は、発話コンテンツの出力が終了したことがロボット１０から通知されたかを判断する。ステップＳ１３で“ＹＥＳ”であれば、つまり発話コンテンツの出力が終了すると、プロセッサ１６はステップＳ１の処理に戻る。

一方、ステップＳ１３で“ＮＯ”であれば、つまり発話コンテンツの出力が続いていれば、ステップＳ１５でプロセッサ１６は、ユーザ情報を取得する。たとえば、ユーザ情報バッファ３３０からユーザの位置が読み出される。続いて、ステップＳ１７でプロセッサ１６は、ユーザが説明中止範囲Ａ’の外にいるかが判断される。つまり、ユーザが展示物Ｅに関する説明に興味を失ったかが判断される。なお、ステップＳ１７の処理を実行するプロセッサ１６は第３判断手段として機能する。

ステップＳ１７で“ＮＯ”であれば、つまりユーザの位置が説明中止範囲Ａ’の中であれば、プロセッサ１６はステップＳ１１の処理に戻る。つまり、ロボット１０は発話コンテンツの出力を継続する。一方、ステップＳ１７で“ＹＥＳ”であれば、つまりユーザが説明中止範囲Ａ’の外に出ていれば、ステップＳ１９でプロセッサ１６は、出力を停止する。つまり、ロボット１０に対して発話コンテンツの出力を停止する命令を発行する。そして、プロセッサ１６はステップＳ１９の処理が終了すれば、ステップＳ１の処理に戻る。なお、ステップＳ１９の処理を実行するプロセッサ１６は停止手段として機能する。

そして、ステップＳ１で“ＹＥＳ”であれば、たとえばユーザが中央制御装置１４を終了させる操作を行うと、プロセッサ１６は出力制御処理を終了する。

なお、ステップＳ３またはステップＳ１５の処理を実行するプロセッサ３０は取得手段として機能する。

＜第２実施例＞
第２実施例では、ユーザとロボット１０との親密度を推定し、推定された親密度に基づいて、発話コンテンツを出力するロボット１０の行動を変化させる。なお、第２実施例のロボット制御システム１００は、第１実施例と略同じであるため、システムの構成、ロボット１０の外観および電気的な構成、中央制御装置１４の電気的な構成などの説明は省略する。

ユーザとロボット１０との親密度は、ユーザに対して発話コンテンツを出力した回数に基づいて推定される。また、回数をカウントする際には、発話コンテンツの出力が終了したか、停止したかに分けてカウントされる。

図１０を参照して、ユーザＤＢ２６にはユーザＩＤに対応付けて、発話コンテンツが出力された展示物Ｅと、その展示物Ｅの発話コンテンツがユーザに対して出力された回数とが記録される。また、発話コンテンツを聞いた回数は、発話コンテンツを最後まで聞いた、つまり発話コンテンツの出力が終了したことを示す「深まり（専門性）」と、発話コンテンツを聞いている途中に立ち去った、つまり発話コンテンツの出力が停止したことを示す「拡がり」とに分けてカウントされる。たとえば、ユーザＩＤが「００１」のユーザに着目して、展示物Ｅ１についてはロボット１０から説明を３回受けており、ユーザは３回の説明を最後まで聞いたことが分かる。また、展示物Ｅ２についてロボット１０から２回の説明を受けているが、２回とも途中で聞くのを止めていることが分かる。同様に、ユーザＩＤが「００２」のユーザの場合は、展示物Ｅ１に対して説明を受けたが、途中で聞くのを止めていることが分かる。なお、ユーザＤＢ２６では、１つのユーザＩＤと対応する複数または１つの行が１つのユーザデータとして扱われる。

続いて、図１１を参照して、第２実施例の発話コンテンツＤＢ２４は、第１実施例の発話コンテンツＤＢ２４に対して「深まり（専門性）」および「拡がり」の列が追加される。これらの欄には、数値が記憶されている。たとえば、発話コンテンツＤＢ２４において、「深まり」および「拡がり」の欄にそれぞれ「０」が記憶されている場合、「内容」の欄には展示物Ｅを簡単に紹介するメッセージ（たとえば、「これはコンセントです」）が記憶される。これに対して、「深まり」の欄に「１」が記憶されている場合、「内容」の欄には展示物Ｅをより詳しく紹介するメッセージ（たとえば、「電気はここからバッテリーに流れます バッテリーはリチウムイオン型です」）が記憶される。また、「拡がり」の欄に「１」が記憶されている場合、「内容」の欄には展示物Ｅと関連するメッセージ（たとえば、「同じように家庭で充電できる電気自転車の方が売られているみたいです」）が記憶される。

そして、ユーザが説明開始範囲Ａに入ってロボット１０がユーザに近づくと、ユーザＤＢ２６からそのユーザの「深まり」および「拡がり」の数値、つまり発話コンテンツが出力された回数に基づいて親密度が推定される。たとえば、ユーザに対して発話コンテンツを出力した回数が１回であれば、ユーザとロボット１０は既に面識がある状態であるため、低レベルの親密度が推定される。また、ユーザに対して発話コンテンツが出力されたが何度も立ち去られている回数が多ければ、中レベルの親密度が推定される。そして、ユーザに対して最後まで発話コンテンツが出力された回数が多ければ、高レベルの親密度が推定される。なお、一度も発話コンテンツを出力したことが無いユーザに対しては、親密度は「無し」とされる。

このように、ユーザは、ロボット１０から説明を受ける度に、ロボット１０との親密度を高くすることが出来る。

たとえば、ユーザが展示会場を訪れると、推定された親密度によってロボット１０の行動が変化する。第２実施例では、ロボット１０が動き始めるまでの反応時間、接近するときの移動速度、ユーザとの距離および立ち位置、待機場所を変化させる。親密度が設定されていない状態を基準とした場合に、推定された親密度が中レベルより大きければ、ロボット１０はユーザの視界に入る位置で予め待機する。また、親密度のレベルが高くなるにつれて、ロボット１０が動き始めるまでの反応時間を短くし、接近するときの移動速度を速くし、ユーザとの距離を短くし横並びとなるように移動する。このように、第２実施例では、言語を利用しない行動によって、ユーザとロボット１０との親密度を変化させる。

次に、このような行動によってロボット１０がユーザに近づき、低レベルの親密度が推定されている場合は、ロボット１０は「また来ましたね」などの挨拶を行った後に、発話コンテンツを出力する。中レベルの親密度が推定された場合は、ロボット１０は「もうすっかり仲良しですね」と挨拶を行った後に、発話コンテンツを出力する。高レベルの親密度が推定された場合は、ロボット１０は「また会えてうれしいです」と発話した後に握手などを求めてから、発話コンテンツを出力する。

また、親密度が低レベル以上であれば、発話コンテンツを出力する前には、既に出力した発話コンテンツの要約がユーザに出力される。たとえば、ユーザＤＢ２６のユーザデータの状態から出力済みの発話コンテンツを特定することが可能である。そのため、図１１に示す発話コンテンツＤＢ２４のうち上２行について発話コンテンツが出力済みであれば、「これがコンセントでしたね」、「リチウムイオンのバッテリーに充電されるのでしね」および「さてもう少し説明しますね」といった内容の要約がロボット１０から発話（出力）される。

次に、展示物Ｅに対するユーザにおいて、ユーザＤＢ２６の「深まり」の欄の数値に対応して、発話コンテンツＤＢ２４から発話コンテンツが読み出され、ロボット１０から出力される。たとえば、展示物Ｅ１（中心点Ｃ１）の説明開始範囲Ａ１にユーザが入り、そのユーザにおいて展示物Ｅ１に対する「深まり」として「１」が記憶されている場合、発話コンテンツＤＢ２４からは展示物Ｅ１の「深まり」が「１」の発話コンテンツが読み出され、ロボット１０に発話コンテンツが送信される。その結果、ロボット１０は「電気はここからバッテリーに流れます バッテリーはリチウムイオン型です」という展示物Ｅ１に関する説明を、ユーザに対して行う。つまり、前回の発話コンテンツを最後まで聞いたユーザは、展示物Ｅに対する知識をより深めることが出来る。

一方、展示物Ｅ１（中心点Ｃ１）の説明開始範囲Ａ１にユーザが入り、そのユーザにおいて展示物Ｅ１に対する「拡がり」として「１」が記憶されている場合、発話コンテンツＤＢ２４からは展示物Ｅ１の「拡がり」が「１」の発話コンテンツが読み出され、ロボット１０に発話コンテンツが送信される。その結果、ロボット１０は、「同じように家庭で充電できる電気自転車の方が売られているみたいです」という展示物Ｅに関する説明を、ユーザに対して行う。つまり、前回の発話コンテンツを最後まで聞かなかったユーザは、展示物Ｅから派生した知識を得ることが出来る。

このように、ロボット１０が同じユーザに対して何度も同じ説明をしないようにすることが出来る。そのため、ユーザは、展示物Ｅを見る度に異なる知識を得ることが出来る。

また、推定された親密度に応じてロボット１０の行動が変化するため、ユーザはロボット１０との親密度の深まり方を実感することが出来る。また、実施例では、ユーザに対して発話コンテンツを出力した回数、つまりユーザとのコミュニケーション回数によって親密度を推定することが出来る。これにより、親密度を推定するときの処理時間を短くすることが出来る。

なお、ユーザに対して発話コンテンツを出力しているときに、他のユーザが周囲（たとえば、１−２ｍ）にいる場合は、他のユーザに対しても同じように発話コンテンツが出力された、つまり他のユーザが説明を又聞きしたと判断される。そして、他のユーザのユーザデータは、ユーザのユーザデータと同じように更新される。これにより、多くのユーザがいる空間において、ユーザが同じ発話コンテンツの提供を何度も受けずに済むようになる。

また、他の実施例では、親密度に応じてロボット１０がユーザに対して説明を行う頻度を変化させてもよい。たとえば、推定された親密度が低くなるにつれて、ロボット１０はユーザに対して発話コンテンツを出力しないようにする。具体的には、親密度が高レベルのユーザには必ず発話コンテンツを出力するようにし、親密度が低レベルのユーザには高レベルのユーザに対して半分の割合で発話コンテンツを出力するようにする。ただし、親密度が無いユーザ、つまり初めて展示会場を訪れたユーザには必ずは発話コンテンツを出力するようにする。

上述では第２実施例の特徴を概説した。以下では、図１２−１３に示すフロー図を用いて、第２実施例について詳細に説明する。

図１２−１３は、第２実施例の出力制御処理のフロー図である。なお、第２実施例の出力制御処理では、ステップＳ１−Ｓ１９の処理は略同じであるため、詳細な説明は省略する。

中央制御装置１４の電源がオンにされると、プロセッサ１６は、ステップＳ１で終了命令か否かを判断する。ステップＳ１で“ＮＯ”であれば、つまり終了命令でなければ、ステップＳ３１でプロセッサ１６は、ユーザが入ってきたか否かを判断する。つまり、空間の入り口で新たなユーザが検出されたかが判断される。ステップＳ３１で“ＮＯ”であれば、つまり新たなユーザが検出されていなければ、プロセッサ１６はステップＳ３５の処理に進む。一方、ステップＳ３１で“ＹＥＳ”であれば、つまり新たなユーザが検出されると、ステップＳ３３でプロセッサ１６は、ユーザを識別する。つまり、空間の入り口に置かれたＲＦＩＤリーダがＲＦＩＤタグからユーザのユーザＩＤを読み取ると、ユーザＤＢ２６からユーザＩＤが特定される。このとき、読み取ったユーザＩＤがユーザＤＢ２６に登録されていなければ、そのユーザＩＤを含むユーザデータがユーザＤＢ２６に登録される。そして、ユーザＩＤが特定または登録されると、入り口で検出されたユーザの位置とユーザＩＤとが対応付けられる。

続いて、ステップＳ３５でプロセッサ１６は、空間にユーザがいるか否かを判断する。空間内で、ユーザの位置が検出されているかが判断される。ステップＳ３５で“ＮＯ”であれば、つまり空間内にユーザがいなければ、プロセッサ１６はステップＳ１の処理に戻る。一方、ステップＳ３５で“ＹＥＳ”であれば、つまり空間内でユーザが検出されると、プロセッサ１６は、ステップＳ３でユーザ情報を取得する。

続いて、ステップＳ３７でプロセッサ１６は、ユーザデータを読み出す。つまり、上記のユーザと対応するユーザデータがユーザＤＢ２６から読み出される。続いて、ステップＳ３９でプロセッサ１６は、ユーザデータに基づいて親密度を推定する。つまり、ユーザデータにおける「深まり」および「拡がり」の欄に記憶される数値に基づいて親密度が推定される。続いて、ステップＳ４１でプロセッサ１６は、親密度に基づいてロボット１０の待機位置を決定する。たとえば、推定された親密度が中レベルより大きければ、ロボット１０はユーザの視界に入る位置に移動する。

続いて、ステップＳ１６は、ステップＳ５でユーザが説明開始範囲に入っているか否かを判断する。プロセッサ１６は、ステップＳ５で“ＮＯ”であればステップＳ１の処理に戻り、ステップＳ５で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ７でユーザが中心点Ｃの方を向いているか否かを判断する。プロセッサ１６は、ステップＳ７で“ＮＯ”であれば、ステップＳ１の処理に戻る。

また、ステップＳ７で“ＹＥＳ”であれば、つまりユーザが説明開始範囲Ａに入っており、対応する中心点Ｃの方を向いていれば、ステップＳ４３でプロセッサ１６は、親密度に基づいてロボット１０の行動を決定する。つまり、推定された親密度のレベルに応じて、ロボット１０が動き始めるまでの反応時間、接近するときの移動速度、ユーザとの距離および立ち位置を決定する。

続いて、ステップＳ４５でプロセッサ１６は、ユーザデータに基づいて発話コンテンツを出力する。つまり、ユーザデータにおける「深まり」、「拡がり」の欄に記憶されている数値に基づいて、発話コンテンツＤＢ２４から発話コンテンツが特定される。そして、得された発話コンテンツがロボット１０に送信され、ユーザに対して発話コンテンツが出力される。なお、ステップＳ４５の処理を実行するプロセッサ１６は出力手段として機能する。

続いて、ステップＳ１３でプロセッサ１６は、出力終了か否かを判断する。ステップＳ１３で“ＹＥＳ”であれば、つまり発話コンテンツの出力が終了すれば、ステップＳ４７でプロセッサ１６は、ユーザデータの「深まり」の欄を更新する。つまり、ユーザはロボット１０の説明を最後まで聞いたため、「深まり」の欄の数値がインクリメントされ、値が１つ増える。ステップＳ４７の処理が終了すれば、プロセッサ１６はステップＳ５１の処理に進む。

また、ステップＳ１３で“ＮＯ”であれば、つまり発話コンテンツの出力が終了していなければ、プロセッサ１６は、ステップＳ１５でユーザ情報を取得し、ステップＳ１７でユーザが説明中止範囲Ａ’の外にいるか否かを判断する。プロセッサ１６は、ステップＳ１７で“ＮＯ”であればステップＳ４５の処理に戻り、ステップＳ１７で“ＹＥＳ”であればステップＳ１９で出力を停止する。

続いて、ステップＳ４９でプロセッサ１６は、ユーザデータの「拡がり」の欄を更新する。つまり、ユーザはロボット１０の説明を最後まで聞かずに立ち去ったため、「拡がり」の欄の数値がインクリメントされ、値が１つ増える。

続いて、ステップＳ５１でプロセッサ１６は、周囲に他のユーザがいるか否かを判断する。つまり、ユーザに対して出力された発話コンテンツが、他のユーザも聞いていたかが判断される。ステップＳ５１で“ＮＯ”であれば、周囲に他のユーザがいなければ、プロセッサ１６はステップＳ１の処理に戻る。一方、ステップＳ５１で“ＹＥＳ”であれば、周囲に他のユーザがいれば、ステップＳ５３でプロセッサ１６は、他のユーザのユーザデータを更新する。たとえば、ユーザのユーザデータにおいて「深まり」の欄の値が更新されていれば、他のユーザのユーザテーブルでも「深まり」の欄の値が更新される。そして、ステップＳ５３の処理が終了すれば、プロセッサ１６はステップＳ１の処理に戻る。そして、ステップＳ１で“ＹＥＳ”であれば、プロセッサ１６は出力制御処理を終了する。

また、ステップＳ３９またはステップＳ４５の処理を実行するプロセッサ１６は推定手段として機能する。また、ステップＳ４１またはステップＳ４３の処理を実行するプロセッサ１６は決定手段として機能する。ステップＳ４７，Ｓ４９，Ｓ５３の処理を実行するプロセッサ１６は記憶手段として機能する。特に、ステップＳ４７の処理を実行するプロセッサ１６は終了記憶手段として機能し、ステップＳ４９の処理を実行するプロセッサ１６は停止記憶手段として機能する。そして、ステップＳ５１の処理を実行するプロセッサ１６は第４判断手段として機能する。

なお、第１実施例および第２実施例については、任意に組み合わせることが可能である。そして、その組み合わせについては容易に想像できるため、ここでの詳細な説明は省略する。

また、展示物Ｅに対するポインティングは、ロボット１０の顔の動きや、視線などによって行われてもよい。また、ロボット１０は、レーザポインタや指し棒などのポインティング手段を備えていてもよい。

また、他の実施例では、ロボット１０が中央制御装置１４を有し、ロボット１０が距離画像センサ１２から無線接続または有線接続によって３次元情報を直接取得できてもよい。この場合、ロボット１０単独で、ユーザに出力する発話コンテンツを決めて、出力することが出来る。たとえば、第１実施例の出力制御処理を実行するロボット１０のプロセッ９０は、ステップＳ９の処理ではユーザ情報に基づいてユーザの近傍に移動し、ステップＳ１１の処理では展示物Ｅと対応する発話コンテンツを発話コンテンツＤＢ２４から読み出して出力する。また、第２実施例の出力制御処理を実行するロボット１０のプロセッサ９０は、ステップＳ４１の処理では親密度に基づいて決めた待機場所へ移動し、ステップＳ４３では親密度に基づいて決めた行動を行い、ステップＳ４５ではユーザデータに基づいて発話コンテンツＤＢ２４から発話コンテンツを読み出して、その発話コンテンツを出力する。このように、他の実施例では、ロボット１０は、展示会場内を自律的に移動したり、動作したりすることによって、ユーザに展示物の説明を行うことが出来る。

また、その他の実施例では、ロボット１０がユーザまたはユーザの入場を検出したときに、ロボット１０が発話コンテンツを出力するために、中央制御装置１４に対して出力制御処理の実行命令を出してもよい。このように、ロボット１０の自律行動をサポートするために、中央制御装置１４がロボット１０によって利用されてもよい。

また、さらにその他の実施例では、説明開始範囲Ａと説明中止範囲Ａ’とが同じ座標範囲であってもよい。

また、他の実施例では、ロボット１０がディスプレイを有している場合は、発話コンテンツは音声だけでなく、映像を利用して出力されてもよい。たとえば、発話コンテンツを出力するロボット１０は、自身のディスプレイに映像を表示しながら、展示物Ｅの説明を行う。

また、ロボット１０は、実施例のような車輪移動型のロボットだけでなく、２足歩行型のロボットであってもよい。

また、空間に入ったユーザは、ＲＦＩＤタグではなく、顔認識によって識別されてもよい。

また、本実施例では、閾値などに対して「より大きい」との言葉を用いたが、「より大きい」という表現には「以上」の意味も含まれる。

また、本実施例で説明した複数のプログラムは、データ配信用のサーバのHDDに記憶され、ネットワークを介して本実施例と同等の構成のシステムに配信されてもよい。また、CD, DVD, BD (Blu-ray（登録商標） Disc)などの光学ディスク、USBメモリおよびメモリカードなどの記憶媒体にこれらのプログラムを記憶させた状態で、その記憶媒体が販売または配布されてもよい。そして、上記したサーバや記憶媒体などを通じてダウンロードされた、上記複数のプログラムが、本実施例と同等の構成のシステムに適用された場合、本実施例と同等の効果が得られる。

そして、本明細書中で挙げた、具体的な数値は、いずれも単なる一例であり、製品の仕様変更などに応じて適宜変更可能である。また、本明細書中で挙げた、具体的な発話コンテンツは、展示会場や展示物の種類に応じて適宜変更可能である。

１０ …ロボット
１２ａ，１２ｂ …距離画像センサ
１４ …中央制御装置
１６ …プロセッサ
１８ …メモリ
２４ …発話コンテンツＤＢ
２６ …ユーザＤＢ
６０Ｒ，６０Ｌ …上腕
６４Ｒ，６４Ｌ …前腕
６６Ｒ，６６Ｌ …手
９０ …プロセッサ
９４ …メモリ
１００ …ロボット制御システム
１０００ …ネットワーク

Claims (15)

1. 展示物が置かれた空間において自律移動可能なロボットを含む、ロボット制御システムであって、
   前記空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得手段、
   前記ユーザが前記展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断手段、
   前記ユーザの向きが前記展示物に向いているかを判断する第２判断手段、および
   前記ユーザが前記所定範囲に入っており、かつ前記ユーザの向きが前記展示物に向いていると判断されたとき、前記ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力手段を備える、ロボット制御システム。
2. 前記ユーザが前記所定範囲の外にいるかを判断する第３判断手段、および
   前記ユーザが前記所定範囲の外にいると判断されたとき、前記発話コンテンツの出力を停止する停止手段をさらに備える、請求項１記載のロボット制御システム。
3. 前記ユーザと前記ロボットとの親密度を推定する推定手段、および
   推定された親密度に基づいて前記ロボットの行動を決める決定手段をさらに備える、請求項１または２記載のロボット制御システム。
4. 前記推定手段は、前記ユーザに対して前記発話コンテンツを出力した回数に基づいて、前記ユーザと前記ロボットとの親密度を推定する、請求項３記載のロボット制御システム。
5. 前記ユーザに対して前記発話コンテンツを出力したことを記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記出力手段は、前記発話コンテンツを出力したことを記憶したユーザが前記所定範囲に入っており、かつ前記ユーザの向きが前記展示物に向いていると判断されたとき、前回とは異なる発話コンテンツを出力する、請求項２ないし４のいずれかに記載のロボット制御システム。
6. 前記記憶手段は、前記発話コンテンツの出力を停止したことを記憶する停止記憶手段を含み、
   前記出力手段は、前記発話コンテンツの出力を停止したことを記憶したユーザが前記所定範囲に入っており、かつ前記ユーザの向きが前記展示物に向いていると判断されたとき、前回とは異なる発話コンテンツを出力する、請求項５記載のロボット制御システム。
7. 前記記憶手段は、前記発話コンテンツの出力が終了したことを記憶する終了記憶手段を含み、
   前記出力手段は、前記発話コンテンツの出力が終了したことを記憶したユーザが前記所定範囲に入っており、かつ前記ユーザの向きが前記展示物に向いていると判断されたとき、前回とは異なる発話コンテンツを出力する、請求項５記載のロボット制御システム。
8. 前記発話コンテンツが出力されたとき、周囲に他のユーザがいるかを判断する第４判断手段をさらに備え、
   前記記憶手段は、周辺に他のユーザがいると判断されたとき、前記他のユーザに対して前記発話コンテンツが出力されたと記憶する、請求項５ないし７のいずれかに記載のロボット制御システム。
9. 前記所定範囲は、前記展示物と対応する第１所定範囲および前記第１所定範囲を含む第２所定範囲を含み、
   前記第１判断手段は、前記ユーザが前記第１所定範囲に入っているかを判断し、
   前記第３判断手段は、前記ユーザが前記第２所定範囲の外にいるかを判断する、請求項２ないし８のいずれかに記載のロボット制御システム。
10. 前記ロボットは、ポインティング手段を含み、
    前記ロボットは、前記ポインティング手段によって前記展示物を指した状態で前記発話コンテンツを出力する、請求項１ないし９のいずれかに記載のロボット制御システム。
11. 展示物が置かれた空間において自律移動可能なロボットを含む、ロボット制御システムのプロセッサを、
    前記空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得手段、
    前記ユーザが前記展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断手段、
    前記ユーザの向きが前記展示物に向いているかを判断する第２判断手段、および
    前記ユーザが前記所定範囲に入っており、かつ前記ユーザの向きが前記展示物に向いていると判断されたとき、前記ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力手段として機能させる、出力制御プログラム。
12. 展示物が置かれた空間において自律移動可能なロボットを含む、ロボット制御システムにおける出力制御方法であって、前記ロボット制御システムのプロセッサが、
    前記空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得ステップ、
    前記ユーザが前記展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断ステップ、
    前記ユーザの向きが前記展示物に向いているかを判断する第２判断ステップ、および
    前記ユーザが前記所定範囲に入っており、かつ前記ユーザの向きが前記展示物に向いていると判断されたとき、前記ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力ステップを実行する、出力制御方法。
13. 展示物が置かれた空間において自律移動可能なロボットであって、
    前記空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得手段、
    前記ユーザが前記展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断手段、
    前記ユーザの向きが前記展示物に向いているかを判断する第２判断手段、および
    前記ユーザが前記所定範囲に入っており、かつ前記ユーザの向きが前記展示物に向いていると判断されたとき、前記ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力手段を備える、ロボット。
14. 展示物が置かれた空間において自律移動可能なロボットのプロセッサを、
    前記空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得手段、
    前記ユーザが前記展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断手段、
    前記ユーザの向きが前記展示物に向いているかを判断する第２判断手段、および
    前記ユーザが前記所定範囲に入っており、かつ前記ユーザの向きが前記展示物に向いていると判断されたとき、前記ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力手段として機能させる、出力制御プログラム。
15. 展示物が置かれた空間において自律移動可能なロボットにおける出力制御方法であって、前記ロボットのプロセッサが、
    前記空間内においてユーザの位置および向きを取得する取得ステップ、
    前記ユーザが前記展示物と対応する所定範囲に入っているかを判断する第１判断ステップ、
    前記ユーザの向きが前記展示物に向いているかを判断する第２判断ステップ、および
    前記ユーザが前記所定範囲に入っており、かつ前記ユーザの向きが前記展示物に向いていると判断されたとき、前記ロボットから当該展示物に関する発話コンテンツを出力させる出力ステップを実行する、出力制御方法。

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