JP2016022537A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】人間の心理的安全性を確保することができるロボットを提供する。【解決手段】ロボットは、音声が入力される音声入力部２３と、音声入力部２３から入力された音声を認識する音声認識部１２４と、音声を合成する音声合成部１２２と、合成された音声を出力する音声出力部２４と、言動が規定されたシナリオを含む行動パターンを記憶する行動パターン記憶部２１０と、禁止言動が登録された禁止言動リストを記憶する禁止言動リスト記憶部２３０と、音声認識部１２４により認識されたユーザの音声に基づいて、行動パターン記憶部２１０を検索し、該ユーザに対する応答行動を決定する制御部１００と、を備える。制御部１００は、決定した応答行動と前記禁止言動とを比較し、一致しなかった場合に、該決定した応答行動に基づいて音声合成部１２２に音声を合成させ、音声出力部２４より合成音声を出力させる。【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットにかかり、特に人間に対する心理的安全性を確保したロボットに関する。

工場等の作業現場で多くの産業用ロボットが人間と共に作業している。また、人間とコミュニケーションを行うコミュニケーションロボットが提案されている。従来のロボットは、行動範囲を制限することで、人間に危険が及ばないようにしていた（例えば特許文献１参照）。

このように、従来は、人間の身体的（物理的）安全性を確保するためにロボットの動作を制御していた。しかし、ロボットを制御するにあたり、人間の心理的（精神的）安全性については考慮されていなかった。

特開２００９−９０４００号公報

本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、人間の心理的安全性を確保することができるロボットを提供することを課題とする。

本発明の一態様によるロボットは、音声が入力される音声入力部と、前記音声入力部から入力された音声を認識する音声認識部と、音声を合成する音声合成部と、前記合成された音声を出力する音声出力部と、言動が規定されたシナリオを含む行動パターンを記憶する行動パターン記憶部と、禁止言動が登録された禁止言動リストを記憶する禁止言動リスト記憶部と、前記音声認識部により認識されたユーザの音声に基づいて、前記行動パターン記憶部を検索し、該ユーザに対する応答行動を決定する制御部と、を備え、前記制御部は、決定した応答行動と前記禁止言動とを比較し、一致しなかった場合に、該決定した応答行動を出力させることを特徴とする。

本発明の一態様によるロボットは、音声を合成する音声合成部と、前記合成された音声を出力する音声出力部と、をさらに備え、前記応答行動は、前記音声合成部に音声を合成させ、前記音声出力部より合成音声を出力させるものであってもよい。

本発明の一態様によるロボットにおいて、前記応答行動は、ロボットの動きを伴うものであってもよい。

本発明の一態様によるロボットにおいては、前記禁止言動リストの更新情報を受信する無線通信部をさらに備え、前記制御部は、前記更新情報に基づいて、前記禁止言動リストを更新することが好ましい。

本発明の一態様によるロボットにおいては、文字情報又は画像情報を表示する表示部をさらに備え、前記制御部は、前記決定した応答行動と前記禁止言動とが一致しなかった場合に、該決定した応答行動に基づいて、前記表示部に文字情報又は画像情報を表示させてもよい。

本発明の一態様によるロボットにおいては、前記制御部は、決定した応答行動と前記禁止言動とが一致した場合に、該一致した禁止言動を省略した応答行動を出力させてもよい。

本発明によれば、ロボットが人間とコミュニケーションをとるに際し、人間の心理的安全性を確保することができる。

本発明の実施形態に係るロボットの概略図である。 同実施形態に係るロボットの制御系を示すブロック図である。 禁止言動リストの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るロボットの概略図である。ロボット１は、頭部１１、胴体部１２、腕部１３、肩部１４、及び車輪１５を備えている。ロボット１は、基地局２と無線通信によって接続され、基地局２及びネットワーク３を介して管理装置４と通信することができる。ネットワーク３は例えばＬＡＮ又はインターネットである。

頭部１１の前面には、カメラ２２、マイク２３、及びスピーカ２４が設けられている。カメラ（撮像部）２２は、ロボット１の前方移動方向側の映像をデジタルデータとして取り込むことができ、例えば、カラーＣＣＤカメラを使用することができる。カメラ２２は２台設けられ、左右に平行に並んで配置される。

マイク（音声入力部）２３は、周囲の音声情報（例えば、人間の音声）を取得する。スピーカ（音声出力部）２４は、後述する音声処理部１２０で音声合成された音声を周囲に発信する。

胴体部１２の前面には、文字情報や画像情報を表示するとともに、人間からの操作指示が入力されるタッチパネル２０が設けられている。胴体部１２の上部の左右両側には、左右方向に延びる軸（図示せず）を介して肩部１４が回転自在に設けられている。また、肩部１４には、前後方向に延びる軸１６を介して腕部１３が回転自在に設けられている。図示しない駆動モータにより腕部１３及び肩部１４を回転駆動することで、腕部１３は前後方向及び左右方向に揺動可能となっている。

車輪１５は、胴体部１２の下部の左右両側に設けられている。図示しない駆動モータにより車輪１５を回転駆動することで、ロボット１は自走することができる。また、左右の車輪１５の回転速度を変え、両輪間に差動を生じさせることで、ロボット１の走行方向を変えることができる。

図２は、ロボット１の制御系を示すブロック図である。図２に示すように、ロボット１は、制御部１００、画像処理部１１０、音声処理部１２０、表示処理部１３０、指示受付部１３２、無線通信部１４０、駆動部１５０、バッテリ１６０、及び記憶装置２００を備える。

画像処理部１１０は、カメラ２２が撮影した画像を処理して、撮影された画像からロボット１の周囲の状況を把握するため、周囲の障害物や人物の認識を行う。画像処理部１１０は、左右のカメラ２２が撮影した２枚の画像の一方を基準としてパターンマッチングを行い、左右の画像中の対応する各画素の視差を計算して視差画像を生成する。視差は、ロボット１から撮影された物体までの距離を表す。

画像処理部１１０は、過去の数フレーム（コマ）の画像を記憶しており、最新のフレーム（画像）と過去のフレームとを比較してパターンマッチングを行い、各画素の移動量を計算し、移動量画像を生成する。そして、視差画像と移動量画像とから、カメラ２２から所定の距離範囲内で移動量の多い画素がある場合に、人物であると推定し、その所定距離範囲のみの視差画像として移動体を抽出する。

画像処理部１１０は、抽出した移動体の一部分の大きさ、形状などから顔領域及び顔位置を認識する。認識された顔の位置は、ロボット１が移動する際の情報や、その人物とのコミュニケーションをとる際の情報として、制御部１００に出力される。

音声処理部１２０は、音声合成部１２２及び音声認識部１２４を有する。音声合成部１２２は、制御部１００から出力された発話行動の指令に基づき、文字情報（テキストデータ）から音声データを生成し、スピーカ２４に合成音声を出力する。音声データの生成には、予め記憶装置２００の発話情報記憶部２２０に記憶している文字情報と音声データとの対応関係が利用される。

音声認識部１２４は、マイク２３からユーザ等の音声データが入力され、音声認識により音声データから文字情報を生成し、制御部１００へ出力する。

表示処理部１３０は、制御部１００から出力された文字情報提示又は画像情報提示の指令に基づき、文字情報又は画像情報をタッチパネル２０に表示させる。

指示受付部１３２は、ユーザからの操作指示がタッチパネル２０に入力されると、この操作指示を受け付け、制御部１００に操作指示内容を出力する。

無線通信部１４０は、管理装置４とデータ通信を行う通信装置であり、公衆回線を利用した無線通信手段でもよく、ワイヤレスＬＡＮなどの近距離無線通信による無線通信手段でもよい。無線通信部１４０は、管理装置４から後述する禁止言動リストの更新情報を受信する。

駆動部１５０は、制御部１００から出力された駆動指令に基づいて、ロボット１の腕部１３や肩部１４を駆動するモータ、車輪１５を駆動するモータを制御し、ロボット１を動かす。

バッテリ１６０は、ロボット１の各部の動作や制御に必要な電力を供給し、例えば充電式バッテリが使用される。

記憶装置２００は、例えばハードディスクで構成され、行動パターン記憶部２１０、発話情報記憶部２２０、及び禁止言動リスト記憶部２３０を有する。記憶装置２００は、管理装置４から送信された情報を記憶することができる。

行動パターン記憶部２１０は、状況に応じた行動パターンのシナリオや動作内容を記憶する。例えば、行動パターン記憶部２１０は、ロボット１から所定距離内に人物が検知された場合、移動を停止し、腕部１３を上げ、挨拶の音声を出力するというシナリオを記憶する。発話情報記憶部２２０は、挨拶等の会話フレーズや、会話の「問い」と「応答」の組などを予め多数格納している。

禁止言動リスト記憶部２３０は、ロボット１が行うことを禁止する言動のリストを記憶する。ここで、ロボット１の言動とは、例えばスピーカ２４からの音声出力やタッチパネル２０での情報提示等である。禁止言動リストには、一般的な悪口などが予め登録されている。

制御部１００は、管理装置４からリスト更新情報を受信すると、禁止言動リスト記憶部２３０の禁止言動リストを更新する。これにより、ロボット１の稼働場所又はコミュニケーションの相手となるユーザに応じて、禁止言動リストを更新できる。例えば、ロボット１が病院等のリハビリ施設においてリハビリ患者とコミュニケーションをとる場合、禁止言動リストには「どうせ治らないよ」などの否定的な言葉が登録される。ロボット１が鬱病患者とコミュニケーションをとる場合、禁止言動リストには「頑張れ」などの無理解な励ましの言葉が登録される。また、コミュニケーションの相手に応じて、「鼻が低いね」「耳が大きいね」などの相手のコンプレックスに触れるような言葉が禁止言動リストに登録される。また、コミュニケーション相手が試験を控えた受験生である場合、「落ちる」などの不合格を連想させる言葉が禁止言動リストに登録される。例えば、図３に示すように、禁止言動リストには、ロボット１が出力することを禁止する言動の識別番号（ＩＤ）と、その内容とが登録される。

制御部１００は、ユーザの位置、ユーザの音声を文字認識した文字情報、ユーザからの操作指示等に基づいて、行動パターン記憶部２１０を検索してユーザに対する応答行動を決定し、応答行動に発話が含まれる場合は発話情報記憶部２２０から会話フレーズを取り出す。あるいはまた、制御部１００は、ユーザの音声を文字認識した文字情報に基づいてユーザからの「問い」を判別し、発話情報記憶部２２０を検索して、この「問い」に対する「応答」フレーズを取り出す。

制御部１００は、応答行動や応答フレーズを決定すると、ユーザに対して提示する情報（音声、文字、画像）と、禁止言動リスト記憶部２３０の禁止言動リストに登録されている言動とを比較する。比較の結果、禁止言動リストに登録されている言動と一致するものがない場合、制御部１００は、駆動部１５０を制御して腕部１３や肩部１４を動かしたり、スピーカ２４から音声を出力したり、タッチパネル２０に文字や画像を表示したりする。一方、禁止言動リストに登録されている言動と一致するものがある場合、制御部１００は、一致した言動を省略した応答行動をとるようにしたり、別の応答行動をとるようにしたりする。

このように、本実施形態によれば、ロボット１は、周囲の状況や人物からの音声等に基づいて人物に対する言動を決定すると、実際にその言動をとる前に、禁止言動リストに登録されている言動と比較し、一致しない場合にその言動をとる。そのため、ロボット１は、人間とコミュニケーションをとるにあたり、コミュニケーション相手を不快にさせる言動を行うことが防止され、コミュニケーション相手の心理的安全性を確保することができる。

上記実施形態では、禁止言動リストに登録される言動の内容として、音声や文字で提示されるものを挙げていたが、ロボット１の行動（動き、動作）でもよい。例えば、コミュニケーションの相手が、事故で腕を失った患者である場合、禁止言動リストには、腕部１３を上げて握手を求めるなどの行動が登録される。

複数のロボット１間で禁止言動リストを共有できるようにしてもよい。例えば、ロボット１が、他の１以上のロボット１と通信を行い、自機の禁止言動リストの登録内容を他のロボット１へ送信したり、他のロボット１の禁止言動リストの登録内容を受信したりして、禁止言動リストの登録内容を更新することで、必要な情報を複数のロボット１で共有できる。あるいはまた、データ管理センター（管理装置４）が複数のロボット１に対して共通のリスト更新情報を送信することで、複数のロボット１が共通の禁止言動を禁止言動リストに登録することができる。

上述した実施形態で説明したロボット１の制御系の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、ロボット制御系の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、ロボット制御系の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

１ ロボット
２ 基地局
３ ネットワーク
４ 管理装置
１１ 頭部
１２ 胴体部
１３ 腕部
１４ 肩部
１５ 車輪
２０ タッチパネル
２２ カメラ
２３ マイク
２４ スピーカ
１００ 制御部
２００ 記憶装置
２１０ 行動パターン記憶部
２２０ 発話情報記憶部
２３０ 禁止言動リスト記憶部

Claims (6)

1. 音声が入力される音声入力部と、
   前記音声入力部から入力された音声を認識する音声認識部と、
   言動が規定されたシナリオを含む行動パターンを記憶する行動パターン記憶部と、
   禁止言動が登録された禁止言動リストを記憶する禁止言動リスト記憶部と、
   前記音声認識部により認識されたユーザの音声に基づいて、前記行動パターン記憶部を検索し、該ユーザに対する応答行動を決定する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、決定した応答行動と前記禁止言動とを比較し、一致しなかった場合に、該決定した応答行動を出力させることを特徴とするロボット。
2. 音声を合成する音声合成部と、
   前記合成された音声を出力する音声出力部と、
   をさらに備え、
   前記応答行動は、前記音声合成部に音声を合成させ、前記音声出力部より合成音声を出力させるものであることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記応答行動は、ロボットの動きを伴うものであることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
4. 前記禁止言動リストの更新情報を受信する無線通信部をさらに備え、
   前記制御部は、前記更新情報に基づいて、前記禁止言動リストを更新することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のロボット。
5. 文字情報又は画像情報を表示する表示部をさらに備え、
   前記制御部は、前記決定した応答行動と前記禁止言動とが一致しなかった場合に、該決定した応答行動に基づいて、前記表示部に文字情報又は画像情報を表示させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のロボット。
6. 前記制御部は、決定した応答行動と前記禁止言動とが一致した場合に、該一致した禁止言動を省略した応答行動を出力させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のロボット。

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