JP2018051701A - コミュニケーション装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】構造体の顔部に対するユーザの向きを考慮した自然なコミュニケーション行動を行うことが可能なコミュニケーション装置を提供する。
【解決手段】コミュニケーション装置１は、構造体２と制御装置１００とを有する。構造体２は、頭部４と胴体部６と腕部８といった構成部位を有する。構造体２の頭部４の正面には、構造体２の構成部位である顔部２０が設けられている。構造体２は、構造体２の周囲の物体の相対的な位置を検出するセンサとしてカメラ３２とマイク３４と距離センサ４０とを有する。制御装置１００は、構造体２の各構成部位の動作を制御することによって、コミュニケーション行動を表現するジェスチャを構造体２に行わせる。制御装置１００は、顔部２０が向く方向と顔部２０から見たユーザの顔の方向とのなす角度に応じて異なるジェスチャを構造体２に行わせるように、構成部位の動作を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明はコミュニケーション装置に関し、特に、ユーザとコミュニケーションを行うコミュニケーション装置に関する。
ジェスチャ及び発話等によってユーザと自律的にコミュニケーションを行うコミュニケーション装置（コミュニケーションロボット）が知られている。この技術に関連し、特許文献１は、人間との間で、身振り手振りのようなジェスチャ（身体動作）および音声の少なくとも一方を含むコミュニケーション行動を実行するコミュニケーションロボットを開示している。
特許文献１にかかるコミュニケーションロボットは、人間の質問に応じて選択された１の領域の大きさに応じて、身体動作を決定する。また、特許文献１にかかるコミュニケーションロボットは、前記選択された１の領域と、自身と、人間との位置関係に応じて、音声の内容を決定する。また、特許文献１にかかるコミュニケーションロボットは、胴体と、左右の腕と、頭部とを有する。頭部には、人の口に相当する位置にスピーカが設けられ、人の耳に相当する位置にマイクが設けられ、人の目に相当する位置にカメラを含む眼球部が設けられる。
特開２０１３−２３９２０９号公報
コミュニケーションロボットが周囲の状況に応じた動作を行うことによって、ユーザに安心感を与える。一方、コミュニケーションを取る相手（ユーザ）がロボット（構造体）の頭部の正面側（顔部）に存在するか否かに関わらず、ロボットが同じジェスチャを行うと、ユーザに対して無機質な印象を与えるおそれがある。したがって、ユーザはコミュニケーションロボットと自然なコミュニケーションを行っていないと感じるおそれがある。したがって、コミュニケーションロボット（構造体）に対するユーザの向きを考慮したジェスチャを行うことが望まれる。
本発明は、構造体の顔部に対するユーザの向きを考慮した自然なコミュニケーション行動を行うことが可能なコミュニケーション装置を提供するものである。
本発明にかかるコミュニケーション装置は、ユーザに対してコミュニケーション行動を行うコミュニケーション装置であって、複数の構成部位から構成され、顔を構成する部位に対応する構成部位を少なくとも１つ備える顔部を有する構造体と、前記構成部位の動作を制御することによって、前記コミュニケーション行動を表現するジェスチャを前記構造体に行わせる制御手段と、前記構造体の周囲の物体の、前記構造体に対する相対的な位置を検出する検出手段とを有し、前記検出手段は、ユーザの顔の位置を検出し、前記制御手段は、前記顔部が向く方向と前記顔部から見た前記ユーザの顔の方向とのなす角度に応じて異なるジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する。
本発明は、上記のように構成されていることによって、構造体に対するユーザの方向に応じて、ジェスチャを変更することができる。これにより、構造体は、ユーザの方向を考慮してコミュニケーションを行っていることを表現できるので、ユーザに対して無機質な印象を与えることを抑制することができる。したがって、本発明にかかるコミュニケーション装置は、構造体の顔部に対するユーザの向きを考慮した自然なコミュニケーション行動を行うことが可能となる。
また、好ましくは、前記制御手段は、前記角度が予め定められた閾値以上である場合と前記閾値未満である場合とで、異なるジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する。
本発明は、このように構成されていることによって、ユーザが構造体の正面にいる場合といない場合とで異なるジェスチャを行うことが可能となる。したがって、ユーザの方向を考慮してコミュニケーションを行っていることをさらに確実に表現できるので、ユーザに対して無機質な印象を与えることをさらに抑制することができる。したがって、本発明にかかるコミュニケーション装置は、構造体の顔部に対するユーザの向きを考慮した、より自然なコミュニケーション行動を行うことが可能となる。
また、好ましくは、前記角度が前記閾値未満である場合に、前記制御手段は、第１のジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御し、前記角度が前記閾値以上である場合に、前記制御手段は、前記第１のジェスチャよりも前記構成部位の動作範囲の大きな第２のジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する。
本発明は、このように構成されていることによって、ユーザが構造体の正面に存在しない場合に、ユーザに対して視認し易いジェスチャを行うことが可能となる。これにより、ユーザの方向を考慮してコミュニケーションを行っていることをさらに確実に表現できるので、ユーザに対して無機質な印象を与えることをさらに抑制することができる。したがって、本発明にかかるコミュニケーション装置は、構造体の顔部に対するユーザの向きを考慮した、より自然なコミュニケーション行動を行うことが可能となる。
また、好ましくは、前記角度が前記閾値未満である場合に、前記制御手段は、第１のジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御し、前記角度が前記閾値以上である場合に、前記制御手段は、前記第１のジェスチャに相当する動作が前記検出されたユーザの顔の位置から視認されやすくなるように、前記第１のジェスチャにおいては動作しない前記構成部位が動作する第２のジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する。
本発明は、このように構成されていることによって、ユーザが構造体の正面に存在しない場合であっても、ジェスチャを表現する構造部位が他の構成部位によって隠れてしまうことを抑制できる。したがって、本発明では、ユーザがジェスチャを視認できなくなることを抑制できる。つまり、本発明では、ジェスチャをユーザに対してより視認し易くなるようにすることが可能となる。これにより、ユーザの方向を考慮してコミュニケーションを行っていることをさらに確実に表現できるので、ユーザに対して無機質な印象を与えることをさらに抑制することができる。したがって、本発明にかかるコミュニケーション装置は、構造体の顔部に対するユーザの向きを考慮した、より自然なコミュニケーション行動を行うことが可能となる。
また、好ましくは、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記ユーザの顔の一部が障害物によって隠れているか否かに応じて異なるジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する。
本発明は、このように構成されていることによって、障害物によって構造体の行うジェスチャが隠れてしまい、ユーザがジェスチャを視認できなくなることを抑制できる。言い換えると、本発明では、ジェスチャをユーザに対してより視認し易くなるようにすることが可能となる。これにより、障害物を考慮してコミュニケーションを行っていることをさらに確実に表現できるので、ユーザに対して無機質な印象を与えることをさらに抑制することができる。したがって、本発明にかかるコミュニケーション装置は、障害物を考慮した、より自然なコミュニケーション行動を行うことが可能となる。
本発明によれば、構造体の顔部に対するユーザの向きを考慮した自然なコミュニケーション行動を行うことが可能なコミュニケーション装置を提供できる。
実施の形態１にかかるコミュニケーション装置を示す図である。 実施の形態１にかかるコミュニケーション装置のハードウェア構成を示す図である。 実施の形態１にかかる制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる制御装置によって行われる、構造体の制御方法を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる制御装置によって行われる、構造体の制御方法を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる制御装置によって行われる、構造体の制御方法を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる制御装置によって行われる、構造体の制御方法を示すフローチャートである。 ユーザが構造体の正面に存在するか否かを判断する方法について説明するための図である。 実施の形態１にかかる第一ジェスチャの具体例を示す図である。 実施の形態１にかかる第二ジェスチャの１つの具体例を示す図である。 実施の形態２にかかるジェスチャ内容の設定方法を示す図である。 実施の形態２にかかる第一ジェスチャの具体例を示す図である。 実施の形態２にかかる第三ジェスチャの１つの具体例を示す図である。
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態１にかかるコミュニケーション装置１を示す図である。コミュニケーション装置１は、コミュニケーション装置１の周囲のユーザに対してコミュニケーション行動を行う。コミュニケーション行動とは、ユーザに対して情報及び感情等を伝達するための、ユーザが知覚可能な行動である。具体的には、例えば、コミュニケーション装置１は、周囲の状況又はユーザの発話状況等に応じて、予め定められたジェスチャを行う。また、例えば、コミュニケーション装置１は、周囲の状況又はユーザの発話状況等に応じて、ユーザに対して発話を行うことで、ユーザと会話を行う。
コミュニケーション装置１は、構造体２と、制御装置１００とを有する。構造体２は、例えばロボット等の、コミュニケーション行動を表現するものである。制御装置１００は、制御手段としての機能を有する。制御装置１００は、構造体２の動作を制御する。構造体２は、複数の構成部位から構成されている。構造体２は、頭部４と、胴体部６と、腕部８、基部１０といった構成部位を有する。
頭部４は、人間の頭に対応する。胴体部６は、人間の胴体に対応する。腕部８は、人間の腕に対応する。基部１０は、地面（床）に接する構成部位であり、胴体部６を支持している。頭部４は、首関節部１４を介して胴体部６に支持されている。腕部８は、腕関節部１８を介して胴体部６に支持されている。胴体部６は、胴関節部１６を介して基部１０に支持されている。また、腕部８は、右腕に対応する腕部８Ｒと、左腕に対応する腕部８Ｌから構成されている。腕部８Ｒは、腕関節部１８Ｒを介して胴体部６に支持されている。腕部８Ｌは、腕関節部１８Ｌを介して胴体部６に支持されている。ここで、便宜上、構造体２の胴体部６の正面から前方に向かう方向（図１の紙面手前方向）を正とするｘ軸、構造体２の胴体部６から見て腕部８Ｌの方向（図１の右方向）を正とするｙ軸、及び、構造体２の胴体部６から見て上方向を正とするｚ軸から構成される三次元空間を想定する。なお、この三次元空間は、胴体部６を基準としているので、胴体部６の移動に伴って変化し得る。
首関節部１４は、制御装置１００によって制御される１つ以上のモータ（サーボモータ）を備えており、モータの数に応じた数の軸の周りに回転する。これにより、頭部４は、胴体部６に対して相対的に動作を行う。例えば、首関節部１４は、３個のモータを有し、３つの軸の周りにそれぞれ回転するように構成されている。首関節部１４がｘ軸に平行な回転軸の周りに回転すると、頭部４は、首関節部１４を中心として左右に傾く（揺動する）ように動作する。首関節部１４がｙ軸に平行な回転軸の周りに回転すると、頭部４は、首関節部１４を中心として上下に振る（頷く）ように動作する。首関節部１４がｚ軸に平行な回転軸の周りに回転すると、頭部４は、首関節部１４を中心として左右を向く（回転する）ように動作する。
また、腕関節部１８は、制御装置１００によって制御される１つ以上のモータ（サーボモータ）を備えており、モータの数に応じた数の軸の周りに回転する。これにより、腕部８は、胴体部６に対して相対的に動作を行う。例えば、腕関節部１８は、３個のモータを有し、３つの軸の周りにそれぞれ回転するように構成されている。腕関節部１８がｘ軸に平行な回転軸の周りに回転すると、腕部８は、腕関節部１８を中心として上下に揺動するように動作する。腕関節部１８がｙ軸に平行な回転軸の周りに回転すると、腕部８は、腕関節部１８を中心として腕部８を捻るように動作する。腕関節部１８がｚ軸に平行な回転軸の周りに回転すると、腕部８は、腕関節部１８を中心として前後に揺動するように動作する。
また、胴関節部１６は、制御装置１００によって制御される１つ以上のモータ（サーボモータ）を備えており、モータの数に応じた数の軸の周りに回転する。これにより、胴体部６は、基部１０に対して相対的に動作を行う。例えば、胴関節部１６は、３個のモータを有し、３つの軸の周りにそれぞれ回転するように構成されている。胴関節部１６がｘ軸に平行な回転軸の周りに回転すると、胴体部６は、胴関節部１６を中心として左右に傾く（揺動する）ように動作する。胴関節部１６がｙ軸に平行な回転軸の周りに回転すると、胴体部６は、胴関節部１６を中心として上下に傾く（頷く）ように動作する。胴関節部１６がｚ軸に平行な回転軸の周りに回転すると、胴体部６は、胴関節部１６を中心として左右を向く（回転する）ように動作する。
また、構造体２の頭部４の正面には、構造体２の構成部位である顔部２０が設けられている。顔部２０は、人間の顔を構成する部位（目、口等）に対応する構成部位を少なくとも１つ備える。図１に示した例では、顔部２０は、人間の目に対応する目部２２と、人間の口に対応する口部２４とを有する。目部２２は、右目に対応する目部２２Ｒと、左目に対応する目部２２Ｌとから構成されている。
また、構造体２は、周囲の物体の撮像を行うカメラ３２と、周囲の音声を収集するマイク３４と、音声を発するスピーカ３６とを有する。例えば、カメラ３２、マイク３４及びスピーカ３６は、顔部２０に設けられている。また、構造体２は、周囲の物体までの距離を検出する距離センサ４０を有する。本実施の形態において、カメラ３２、マイク３４及び距離センサ４０は、構造体２の周囲の物体の相対的な位置を検出するセンサ（検出手段）として構成されている。ここで、「物体」とは、人（ユーザ）を含む概念である。
距離センサ４０は、目部２２Ｒの近傍に設けられた距離センサ４０Ａと、目部２２Ｌの近傍に設けられた距離センサ４０Ｂと、胴体部６の右側面に設けられた距離センサ４０Ｃと、胴体部６の左側面に設けられた距離センサ４０Ｄとから構成されている。距離センサ４０Ａは、頭部４の右側に存在する物体の位置を検出する。距離センサ４０Ｂは、頭部４の左側に存在する物体の位置を検出する。距離センサ４０Ｃは、胴体部６の右側（腕部８Ｒの下側）に存在する物体の位置を検出する。距離センサ４０Ｄは、胴体部６の左側（腕部８Ｌの下側）に存在する物体の位置を検出する。
なお、カメラ３２の数は１つでなくてもよく、複数あってもよい。例えば、カメラ３２は、頭部４の正面側（顔部２０）だけでなく、頭部４の後側に取り付けられてもよい。これにより、構造体２の全方位について撮像が可能となる。なお、カメラ３２が顔部２０に１つ設けられている場合であっても、首関節部１４がｚ軸に平行な回転軸の周りに１回転することによって、構造体２の全方位を撮像するようにしてもよい。また、全方位カメラであるカメラ３２を頭部４の上端に設けることで、構造体２の全方位を撮像するようにしてもよい。また、カメラ３２を目部２２Ｒ及び目部２２Ｌにそれぞれ設けることによって、これらのカメラ３２によって撮像された画像の視差を用いて、物体までの距離を検出してもよい。
制御装置１００は、例えばコンピュータとしての機能を有する。制御装置１００は、構造体２（ロボット）の内部に搭載されてもよいし、構造体２と有線又は無線を介して通信可能に接続されてもよい。制御装置１００は、構造体２の各構成部位の動作を制御することによって、コミュニケーション行動を表現するジェスチャを構造体２に行わせる。つまり、コミュニケーション装置１において、制御装置１００はマスタ装置としての機能を有し、構造体２はスレーブ装置としての機能を有する。
図２は、実施の形態１にかかるコミュニケーション装置１のハードウェア構成を示す図である。制御装置１００は、首関節部１４、腕関節部１８、胴関節部１６、カメラ３２、マイク３４、距離センサ４０及びスピーカ３６と、有線又は無線を介して接続されている。制御装置１００は、カメラ３２、マイク３４及び距離センサ４０の少なくとも１つから受け付けた情報から、構造体２に表出させる内容（表出内容）を決定する。そして、制御装置１００は、決定された表出内容を表出させるために、首関節部１４、腕関節部１８、胴関節部１６及びスピーカ３６の少なくとも１つを制御する。
ここで、「表出内容」とは、コミュニケーション装置１がユーザとコミュニケーションを行うために構造体２がユーザに対して表現（表出）する行動（コミュニケーション行動）である。例えば、「表出内容」は、ジェスチャ及び発話を含む。ジェスチャは、ユーザが視覚によって認識可能な身振り手振りであって、例えば、「腕（腕部８）を振る」、「頭（頭部４）を上下に振る（頷く）」といったものを含む。発話は、ユーザが聴覚により認識可能な言語（又は音）を発することである。
例えば、制御装置１００は、表出内容（コミュニケーション行動）が「腕を振る」である場合に、腕関節部１８を制御して、腕部８を動作させる。これによって、コミュニケーション装置１は、「腕を振る」という表出内容を表出する。また、例えば、制御装置１００は、表出内容（コミュニケーション行動）が「挨拶をする」である場合に、スピーカ３６を制御して「こんにちは」という音声を発生させ、首関節部１４を制御して頭部４を上下に傾けるようにする。これによって、コミュニケーション装置１は、「挨拶をする」という表出内容を表出する。
また、制御装置１００は、ユーザの感情に応じて表出内容（コミュニケーション行動）を決定してもよい。具体的には、制御装置１００は、カメラ３２を用いてユーザの顔の表情を解析し、その解析結果に応じて表出内容を決定してもよい。さらに、制御装置１００は、音声認識を行い、音声認識に応じて表出内容（コミュニケーション行動）を決定してもよい。具体的には、制御装置１００は、マイク３４を用いてユーザが発した声を検出し、その声のトーン又は発話の内容等を解析する。そして、制御装置１００は、解析結果から表出内容を決定してもよい。これにより、コミュニケーション装置１は、ユーザの感情に応じた自然なコミュニケーションを行うことができる。
図３は、実施の形態１にかかる制御装置１００の構成を示すブロック図である。制御装置１００は、主要なハードウェア構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０６とを有する。ＣＰＵ１０２は、制御処理及び演算処理等を行う演算装置としての機能を有する。ＲＯＭ１０４は、ＣＰＵ１０２によって実行される制御プログラム及び演算プログラム等を記憶するための機能を有する。ＲＡＭ１０６は、処理データ等を一時的に記憶するための機能を有する。
また、制御装置１００は、情報取得部１１２、表出判断部１１４、検出処理部１１６、ジェスチャ内容設定部１１８、動作量設定部１２０、障害物補正部１２２及び動作制御部１２４（以下、「各構成要素」と称する）を有する。情報取得部１１２、表出判断部１１４、検出処理部１１６、ジェスチャ内容設定部１１８、動作量設定部１２０、障害物補正部１２２及び動作制御部１２４は、それぞれ、情報取得手段、表出判断手段、検出処理手段、ジェスチャ内容設定手段、動作量設定手段、障害物補正手段及び動作制御手段としての機能を有する。各構成要素は、例えば、ＣＰＵ１０２がＲＯＭ１０４に記憶されたプログラムを実行することによって実現可能である。また、必要なプログラムを任意の不揮発性記録媒体に記録しておき、必要に応じてインストールするようにしてもよい。なお、各構成要素は、上記のようにソフトウェアによって実現されることに限定されず、何らかの回路素子等のハードウェアによって実現されてもよい。各構成要素の機能については、以下に示すフローチャート（図４〜図７）を用いて説明する。
図４〜図７は、実施の形態１にかかる制御装置１００によって行われる、構造体２の制御方法を示すフローチャートである。図４は、制御装置１００が構造体２を制御してジェスチャを行わせる方法を示している。図５は、Ｓ１６の処理の詳細を示す。図６は、Ｓ２０の処理の詳細を示す。図７は、Ｓ３０の処理の詳細を示す。
制御装置１００は、情報を取得する（ステップＳ１０）。具体的には、情報取得部１１２は、コミュニケーション行動の表出のタイミングを判断するために必要な情報を取得する。さらに具体的には、例えば、情報取得部１１２は、マイク３４を用いて音声データを取得する。また、例えば、情報取得部１１２は、カメラ３２を用いて撮像された画像データを取得する。例えば、情報取得部１１２は、距離センサ４０を用いて物体までの距離を示す距離情報を取得する。また、例えば、情報取得部１１２は、構造体２自身の状態を示す構造体情報を取得する。
次に、制御装置１００は、コミュニケーション行動の表出を行うか否かを判断する（ステップＳ１２）。具体的には、表出判断部１１４は、Ｓ１０の処理で取得された情報を用いて、コミュニケーション行動の表出を行うか否かのタイミングを判断する。表出判断部１１４がコミュニケーション行動の表出を行わないと判断した場合（Ｓ１２のＮＯ）、処理はＳ１０に戻る。一方、表出判断部１１４がコミュニケーション行動の表出を行うと判断した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、表出判断部１１４は、表出内容を決定する（ステップＳ１４）。つまり、表出判断部１１４は、どのようなコミュニケーション行動を行うかを決定する。このように、タイミングよく非言語コミュニケーションを行うことで、構造体２が生き物らしいような印象をユーザに与えることができ、さらにユーザの対話動機を高めることができる。
例えば、表出判断部１１４は、音声認識結果から、ユーザの発話が完了したと判断した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）に、発話の完了に応じたコミュニケーション行動の表出を行うと判断する（Ｓ１４）。この場合、表出判断部１１４は、取得された音声データから雑音を除去して、ユーザの発話を示す発話情報のみを抽出する。そして、表出判断部１１４は、抽出された発話情報から、ユーザの音声の音量及び周波数等の変化を解析することによって、ユーザの発話が完了したことを判断する。さらに、表出判断部１１４は、表出内容として、例えば、頭部４を上下に振動させて相槌を打っているように見えるコミュニケーション行動を行うと決定する。
また、例えば、表出判断部１１４は、ユーザが出現した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）に、ユーザが出現したことに応じたコミュニケーション行動の表出を行うと判断する（Ｓ１４）。ユーザが出現した場合とは、例えば、コミュニケーション装置１（構造体２）が存在する部屋に人が進入した場合である。この場合、表出判断部１１４は、取得された画像データから人を検出する。そして、表出判断部１１４は、人が検出された場合に、ユーザが出現したと判断する。さらに、表出判断部１１４は、表出内容として、例えば、片方の腕部８を上下に揺動させて手を振っているように見えるコミュニケーション行動を行うと決定する。
また、例えば、表出判断部１１４は、ユーザの感情が変化した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）に、ユーザの感情の変化に応じたコミュニケーション行動の表出を行うと判断する（Ｓ１４）。この場合、表出判断部１１４は、例えば、取得された画像データから、ユーザの表情の変化及び動作の変化（顔向き又は体の向きの変化）を解析する。そして、表出判断部１１４は、ユーザの表情の変化及び動作の変化が生じたと判断された場合に、ユーザの感情が変化したと判断する。また、例えば、表出判断部１１４は、取得された音声データからユーザの発話情報を抽出し、発話情報に対して形態素解析を行うことで発話の内容を解析して、話題の変化を検出する。そして、表出判断部１１４は、話題が変化した場合に、ユーザの感情が変化したと判断する。さらに、表出判断部１１４は、表出内容として、例えば、両方の腕部８を上下に揺動させて手を振っているように見えるコミュニケーション行動を行うと決定する。
また、例えば、表出判断部１１４は、構造体２の状態が変化した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）に、構造体２の変化に応じたコミュニケーション行動の表出を行うと判断する（Ｓ１４）。この場合、表出判断部１１４は、例えば、取得した構造体情報から、構造体２の状態が変化したか否かを判断する。例えば、表出判断部１１４は、構造体２のバッテリ残量が低下した場合に、構造体２の状態が変化したと判断する。さらに、表出判断部１１４は、表出内容として、両方の腕部８で胴体部６の前方を押さえるようにし、胴体部６を前方に傾けるようにして、空腹であるように見えるコミュニケーション行動を行うと決定する。
次に、制御装置１００は、ユーザ及び障害物の検出処理を行う（ステップＳ１６）。具体的には、図５に示すように、検出処理部１１６は、ユーザの検出処理を行う（ステップＳ１６０）。例えば、検出処理部１１６は、取得された画像データを解析して、ユーザの顔（又は目）を認識してもよい。また、検出処理部１１６は、取得された音声データから、ユーザの発話情報を抽出してもよい。
検出処理部１１６は、ユーザが予め定められた範囲に存在するか否かを判断する（ステップＳ１６２）。例えば、検出処理部１１６は、画像データにおいて予め定められた画角にユーザの顔が存在しない場合に、ユーザが予め定められた範囲に存在しないと判断してもよい。ユーザが予め定められた範囲に存在しないと判断された場合（Ｓ１６２のＮＯ）、検出処理部１１６は、発話処理を行う（ステップＳ１６４）。一方、ユーザが予め定められた範囲に存在すると判断された場合（Ｓ１６２のＹＥＳ）、検出処理部１１６は、発話処理（Ｓ１６４）を行わない。
このとき、検出処理部１１６は、音声データからユーザが近くに存在することを認識しているが、所定の画角にユーザの顔が存在しない場合に、発話処理を行ってもよい。この場合の例として、構造体２がリビングに位置し、ユーザはリビングと一続きとなったキッチンに存在する場合がある。この場合、検出処理部１１６は、スピーカ３６を制御して、「どこにいますか。顔を出してください」といった音声を発生させて、ユーザが構造体２の前に来るように促す。
次に、検出処理部１１６は、障害物の検出処理（ステップＳ１６６）を行う。具体的には、検出処理部１１６は、距離センサ４０から、物体（障害物）までの距離を示す距離情報を取得する。これにより、制御装置１００は、構造体２の周囲の障害物の位置を検出できる。ここで、「障害物」とは、構造体２の構成部位の動作を妨げ得る（つまり構成部位に干渉し得る）物体であって、人（ユーザ）も含まれる。
例えば、検出処理部１１６は、距離センサ４０Ａからの距離情報を用いて、頭部４の右側（及び腕部８Ｒの上側）にある障害物の位置を検出できる。また、検出処理部１１６は、距離センサ４０Ｂからの距離情報を用いて、頭部４の左側（及び腕部８Ｌの上側）にある障害物の位置を検出できる。また、検出処理部１１６は、距離センサ４０Ｃからの距離情報を用いて、胴体部６の右側（及び腕部８Ｒの下側）にある障害物の位置を検出できる。また、検出処理部１１６は、距離センサ４０Ｄからの距離情報を用いて、胴体部６の左側（及び腕部８Ｌの下側）にある障害物の位置を検出できる。
次に、制御装置１００は、ジェスチャ内容の設定を行う（ステップＳ２０）。ここで、ジェスチャ内容とは、構造体２の構成部位（頭部４、腕部８、胴体部６等）を、どの位置で、どの方向に、どれだけ動作させるかといった、コミュニケーション行動（表出内容）のより具体的な内容である。例えば、コミュニケーション行動が「手を振る」である場合、ジェスチャ内容とは、腕部８をどれだけ揺動させるのか、及び、腕部８をどの位置で揺動させるのかを示す。
図６に示すように、ジェスチャ内容設定部１１８は、ユーザが構造体２の正面に存在するか否かを判断する（ステップＳ２００）。この具体的な判断方法については、図８を用いて後述する。ユーザが構造体２の正面に存在すると判断された場合（Ｓ２００のＹＥＳ）、ジェスチャ内容設定部１１８は、構造体２に行わせるジェスチャを第一ジェスチャ（第１のジェスチャ）に設定する（ステップＳ２１０）。そして、動作量設定部１２０は、第一ジェスチャを構造体２に行わせるための各関節（首関節部１４、胴関節部１６及び腕関節部１８）の動作量を設定する（ステップＳ２１２）。
一方、ユーザが構造体２の正面に存在しないと判断された場合（Ｓ２００のＮＯ）、ジェスチャ内容設定部１１８は、構造体２に行わせるジェスチャを、第一ジェスチャとは異なる第二ジェスチャ（第２のジェスチャ）に設定する（ステップＳ２２０）。そして、動作量設定部１２０は、第二ジェスチャを構造体２に行わせるための各関節（首関節部１４、胴関節部１６及び腕関節部１８）の動作量を設定する（ステップＳ２２２）。
ここで、第一ジェスチャは、コミュニケーション行動（表出内容）に関して基礎となるジェスチャである。一方、第二ジェスチャは、第一ジェスチャよりも、ユーザにとって視認しやすいようなジェスチャとなっている。言い換えると、第二ジェスチャは、第一ジェスチャよりも目立つジェスチャとなっている。なお、第二ジェスチャは、第一ジェスチャと比較して全く異なる動作を表現するわけではない。第二ジェスチャも、第一ジェスチャが表現するコミュニケーション行動を表現することに留意されたい。
例えば、第二ジェスチャにおける構成部位の動作範囲は、第一ジェスチャにおける構成部位の動作範囲よりも大きい。コミュニケーション行動が「手を振る」である場合、第二ジェスチャでは、第一ジェスチャよりも、腕部８の動作範囲が大きくなる。したがって、ユーザには、構造体２が手を大きく振っているように見える。よって、第二ジェスチャは、第一ジェスチャよりも、ユーザにとって視認しやすく、目立っている。
また、例えば、第二ジェスチャにおいては、第一ジェスチャにおいては動作しない構成部位を動作させるようになっている。コミュニケーション行動が「手を振る」である場合、第一ジェスチャでは、腕部８が動作するのみである。一方、第二ジェスチャでは、腕部８だけでなく、第一ジェスチャでは動作しない頭部４が動作する。したがって、腕部８が頭部４に隠れることが抑制されるので、第二ジェスチャは、第一ジェスチャよりも、ユーザにとって視認しやすく、目立っている。
また、例えば、第二ジェスチャにおける構成部位の動作位置は、第一ジェスチャよりも、構造体２の他の構成部位から離れた位置で動作するようになっている。コミュニケーション行動が「手を振る」である場合、第二ジェスチャでは、第一ジェスチャよりも上の位置で腕部８が揺動する。したがって、腕部８が胴体部６に隠れることが抑制されるので、第二ジェスチャは、第一ジェスチャよりも、ユーザにとって視認しやすく、目立っている。
また、動作量の設定について説明すると、動作量設定部１２０は、設定されたジェスチャ（第一ジェスチャ又は第二ジェスチャ）について目標姿勢を定義する。そして、動作量設定部１２０は、目標姿勢を実現するような、各関節（首関節部１４、胴関節部１６及び腕関節部１８）の関節角度を設定する。動作量設定部１２０は、設定された目標関節角度と、現在の関節角度との差分（動作量）を算出する。例えば、第一ジェスチャについての首関節部１４の動作量をΔＸとし、胴関節部１６の動作量をΔＹとし、腕関節部１８の動作量をΔＺとする。ここで、ΔＸ、ΔＹ及びΔＺは、各関節の回転軸の数に対応する次元のベクトルである。例えば、首関節部１４が３つの軸の周りに回転する場合、ΔＸは三次元のベクトルである。また、胴関節部１６が２つの軸の周りに回転する場合、ΔＹは二次元のベクトルである。
動作量設定部１２０は、算出した動作量を、時間的に段階的に変化するように区分して定義する。この区分数Ｎは、各関節のモータの応答性及びジェスチャの動作速度等に応じて決定される。首関節部１４の現在の関節角度をＸ０とすると、ｉ区分目（ｉはＮ以下の整数）における首関節部１４の関節角度Ｘｉは、以下の式１のように表される。
（式１）
Figure 2018051701
同様に、胴関節部１６の現在の関節角度をＹ０とすると、ｉ区分目における胴関節部１６の関節角度Ｙｉは、以下の式２のように表される。
（式２）
Figure 2018051701
同様に、腕関節部１８の現在の関節角度をＺ０とすると、ｉ区分目における腕関節部１８の関節角度Ｚｉは、以下の式３のように表される。
（式３）
Figure 2018051701
次に、制御装置１００は、障害物を回避するための補正（障害物補正）を行う（ステップＳ３０）。具体的には、図７に示すように、障害物補正部１２２は、障害物の検出処理（図５のＳ１６６）の結果から、胴体部６の周りに障害物があるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。障害物補正部１２２は、設定されたジェスチャで胴体部６を動作させたときに胴体部６が障害物に接触する場合に、胴体部６の周りに障害物があると判断する。
胴体部６の周りに障害物がないと判断された場合（Ｓ３０２のＮＯ）、障害物補正部１２２は、後述するＳ３０４の処理を行わない。一方、胴体部６の周りに障害物があると判断された場合（Ｓ３０２のＹＥＳ）、障害物補正部１２２は、胴体部６が障害物に接触しないように、胴関節部１６の動作を制限する（ステップＳ３０４）。具体的には、障害物補正部１２２は、胴関節部１６の回転角度にリミットを設けて、回転範囲を制限するように、設定された胴関節部１６の動作量を変更する。これにより、ジェスチャ内容は、胴体部６が障害物に接触しないように変更される。例えば、距離センサ４０Ｃによって胴体部６の右側にある障害物に胴体部６が接触する可能性があるとき、障害物補正部１２２は、胴体部６が左側に移動することを制限するように、胴関節部１６の回転角度を制限する。
障害物補正部１２２は、障害物の検出処理（図５のＳ１６６）の結果から、腕部８の周りに障害物があるか否かを判断する（ステップＳ３０６）。障害物補正部１２２は、設定されたジェスチャで腕部８を動作させたときに腕部８が障害物に接触する場合に、腕部８の周りに障害物があると判断する。このとき、障害物補正部１２２は、Ｓ３０４の処理により胴関節部１６の動作が制限された状態で、設定されたジェスチャで腕部８を動作させたときに腕部８が障害物に接触するか否かを判断してもよい。
腕部８の周りに障害物がないと判断された場合（Ｓ３０６のＮＯ）、障害物補正部１２２は、後述するＳ３０８の処理を行わない。一方、腕部８の周りに障害物があると判断された場合（Ｓ３０６のＹＥＳ）、障害物補正部１２２は、腕部８が障害物に接触しないように、腕関節部１８の動作を制限する（ステップＳ３０８）。具体的には、障害物補正部１２２は、腕関節部１８の回転角度にリミットを設けて、回転範囲を制限するように、設定された腕関節部１８の動作量を変更する。これにより、ジェスチャ内容は、腕部８が障害物に接触しないように変更される。例えば、距離センサ４０Ｄによって左側の腕部８Ｌの下側にある障害物に腕部８が接触する可能性があるとき、障害物補正部１２２は、腕部８Ｌが下側に移動することを制限するように、腕関節部１８の回転角度を制限する。
障害物補正部１２２は、障害物の検出処理（図５のＳ１６６）の結果から、頭部４の周りに障害物があるか否かを判断する（ステップＳ３１０）。障害物補正部１２２は、設定されたジェスチャで頭部４を動作させたときに頭部４が障害物に接触する場合に、頭部４の周りに障害物があると判断する。このとき、障害物補正部１２２は、Ｓ３０４の処理により胴関節部１６の動作が制限された状態で、設定されたジェスチャで頭部４を動作させたときに頭部４が障害物に接触するか否かを判断してもよい。
頭部４の周りに障害物がないと判断された場合（Ｓ３１０のＮＯ）、障害物補正部１２２は、後述するＳ３１２の処理を行わない。一方、頭部４の周りに障害物があると判断された場合（Ｓ３１０のＹＥＳ）、障害物補正部１２２は、頭部４が障害物に接触しないように、首関節部１４の動作を制限する（ステップＳ３１２）。具体的には、障害物補正部１２２は、首関節部１４の回転角度にリミットを設けて、回転範囲を制限するように、設定された首関節部１４の動作量を変更する。これにより、ジェスチャ内容は、頭部４が障害物に接触しないように変更される。例えば、距離センサ４０Ａによって頭部４の右側にある障害物に頭部４が接触する可能性があるとき、障害物補正部１２２は、頭部４が右側に移動することを制限するように、首関節部１４の回転角度を制限する。
本実施の形態にかかるコミュニケーション装置１では、このように、構造体２が障害物に接触することが抑制されている。したがって、ユーザは構造体２が周囲の状況を配慮して行動しているように感じるので、ユーザに安心感を与えることができる。
次に、制御装置１００は、ジェスチャ内容を構造体２に表出させるように、構造体２を制御する（ステップＳ４０）。具体的には、動作制御部１２４は、Ｓ２０で設定され、Ｓ３０の処理で制限された動作量（回転角度）で、各関節（首関節部１４、胴関節部１６及び腕関節部１８）を動作させるように、各関節のモータを制御する。これにより、構造体２は、設定されたジェスチャ内容を表出（再生）することができる。
次に、Ｓ２００の処理において、ユーザが構造体２の正面に存在するか否かを判断する方法について説明する。
図８は、ユーザが構造体２の正面に存在するか否かを判断する方法について説明するための図である。構造体２の顔部２０が向く方向、つまり顔部２０の正面の方向をＤｆとする。また、顔部２０から見たユーザ８０の顔８０ｆの方向をＤｕとする。このとき、方向Ｄｆに対する方向Ｄｕの角度、つまり方向Ｄｆと方向Ｄｕとのなす角度をθ１とすると、角度θ１が予め定められた閾値θｔｈ未満である場合に、ジェスチャ内容設定部１１８は、ユーザ８０が構造体２の正面に存在すると判断する。
したがって、ジェスチャ内容設定部１１８は、角度θ１が閾値θｔｈ未満である場合に、構造体２に行わせるジェスチャを第一ジェスチャに設定する（Ｓ２１０）。一方、ジェスチャ内容設定部１１８は、角度θ１が閾値θｔｈ以上である場合に、構造体２に行わせるジェスチャを第二ジェスチャに設定する（Ｓ２２０）。なお、閾値θｔｈは、概ね１５度程度であるが、これに限られない。また、角度θ１は、顔部２０の正面の方向Ｄｆから左方向及び右方向にそれぞれ０度以上１８０度以下であってもよい。また、角度θ１は、例えば右回り方向を正として０度以上３６０度以下であってもよい。このとき、顔部２０の正面の方向Ｄｆに対して左側の角度を負で示してもよい。この場合、「角度θ１が閾値θｔｈ以上である」とは、「角度θ１の絶対値」が閾値θｔｈ以上であることを意味し得る。同様に、「角度θ１が閾値θｔｈ未満である」とは、「角度θ１の絶対値」が閾値θｔｈ未満であることを意味し得る。したがって、「角度θ１が閾値θｔｈ以上である」とは、ユーザが構造体２の顔部２０の正面にいないことを意味し得る。また、「角度θ１が閾値θｔｈ未満である」とは、ユーザが構造体２の顔部２０の正面にいることを意味し得る。
なお、制御装置１００が角度θ１を測定する方法としては、既存の様々な方法が考えられるが、例として、カメラ３２によって取得された画像データを用いる方法がある。例えば、顔部２０の正面の方向に撮影した画像データにおいて、顔部２０が向く方向の画素位置（座標）Ｐ０は、予め定められ得る。そして、ジェスチャ内容設定部１１８は、顔認識処理によって、画像データにおけるユーザの顔の画素位置（座標）Ｐ１を算出する。そして、ジェスチャ内容設定部１１８は、ユーザの顔にピントを合わせたときの焦点距離（又は画像データにおけるユーザの顔の大きさ）等から、ユーザの顔までの距離Ｌを算出できる。ジェスチャ内容設定部１１８は、これらのＰ０、Ｐ１及び距離Ｌから、幾何学的に角度θ１を算出することができる。また、カメラ３２又は首関節部１４を水平に回転させるようにして構造体２の周囲を撮像する方法を採用する場合は、カメラ３２の正面にユーザが存在するときのカメラ３２又は首関節部１４の角度から、角度θ１を容易に求めることができる。
次に、実施の形態１にかかるジェスチャ内容の具体例を説明する。以下に示す具体例では、コミュニケーション行動が「左手を振る」である場合について示されている。
図９は、実施の形態１にかかる第一ジェスチャの具体例を示す図である。上述したように、図９に例示する第一ジェスチャは、コミュニケーション行動「左手を振る」の基礎となるジェスチャである。
図９に例示するように、制御装置１００は、ｘ軸に平行な回転軸の周りに腕関節部１８Ｌを回転させるように制御を行う。これにより、矢印Ａで示すように、腕部８Ｌが腕関節部１８Ｌを中心として上下に揺動する。このようにして、第一ジェスチャが表出される。したがって、ユーザには、構造体２が左手を振っているように見える。
また、第二ジェスチャでは、制御装置１００は、腕関節部１８の回転角度の範囲を、第一ジェスチャの場合よりも大きくする。これにより、第二ジェスチャでは、腕部８Ｌが上下に揺動する範囲が、第一ジェスチャの場合よりも大きくなる。したがって、第二ジェスチャは、第一ジェスチャよりも、ユーザによって視認しやすく、目立っている。
図１０は、実施の形態１にかかる第二ジェスチャの１つの具体例を示す図である。図１０は、構造体２を後側（背後）から見た図である。図１０は、ユーザが構造体２の後側（背後）に存在するときに表出される第二ジェスチャの例を示す。ジェスチャ内容設定部１１８は、例えば角度θ１が１２０度以上である場合に、図１０に示す第二ジェスチャを表出するように設定してもよい。この場合、閾値θｔｈは１２０度である。
この場合、制御装置１００は、首関節部１４をｘ軸と平行な回転軸の周りに、図１０において時計回りに少し回転させる。これにより、頭部４は、矢印Ｂで示すように、首関節部１４を中心として右側に傾く。このように、第二ジェスチャでは、第一ジェスチャでは動作しない頭部４を動作させることによって、腕部８の動きが頭部４によって隠れることが抑制される。したがって、構造体２の背後からでも、ユーザは、腕部８Ｌの動きを視認しやすくなる。つまり、第一ジェスチャと比較して、第二ジェスチャは目立っている。このように、制御装置１００は、第一ジェスチャに相当する動作が、検出されたユーザの顔の位置から視認されやすくなるように、第一ジェスチャにおいては動作しない構成部位が動作する第二ジェスチャを、構造体２に行わせる。
また、制御装置１００は、第二ジェスチャでは、第一ジェスチャの場合よりも腕部８Ｌが上側で揺動するように、腕関節部１８の動作を制御する。これにより、腕部８Ｌの動きが胴体部６に隠れることが抑制されるので、ユーザは、腕部８Ｌの動きを視認しやすくなる。つまり、第一ジェスチャと比較して、第二ジェスチャは目立っている。また、腕部８Ｌの揺動する範囲を大きくすることで、ユーザは、腕部８Ｌの動きを視認しやすくなる。つまり、第一ジェスチャと比較して、第二ジェスチャは目立っている。
このように、実施の形態１にかかるコミュニケーション装置１は、ユーザが構造体２の顔部２０の正面にいる場合と正面にいない場合とで、異なるジェスチャを構造体２に行わせるように構成されている。したがって、構造体２は、顔部２０に対するユーザの向きを考慮して構造体２がコミュニケーション行動を行っていることを表現できる。これにより、ユーザに無機質な印象を与えることを抑制できる。したがって、実施の形態１にかかるコミュニケーション装置１は、構造体２の顔部２０に対するユーザの向きを考慮した、自然なコミュニケーションを行うことが可能となる。
また、実施の形態１にかかるコミュニケーション装置１は、顔部２０の正面から離れた方向にユーザがいる場合に、目立つジェスチャを構造体２に行わせるように構成されている。したがって、構造体２は、顔部２０に対するユーザの向きを考慮して、ユーザによって気付き易いジェスチャを行っていることを表現できる。これにより、ユーザに無機質な印象を与えることをさらに抑制できる。したがって、実施の形態１にかかるコミュニケーション装置１は、構造体２の顔部２０に対するユーザの向きを考慮した、さらに自然なコミュニケーションを行うことが可能となる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２は、ユーザと構造体２との間に存在する障害物を考慮する点で、実施の形態１と異なる。なお、実施の形態２にかかるコミュニケーション装置１のハードウェア構成は、実施の形態１のハードウェア構成と実質的に同様であるので、説明を省略する。また、実施の形態２にかかる制御装置１００の構成についても、図３に示したものと実質的に同様であるので、説明を省略する。さらに、制御装置１００によって行われる、構造体２の制御方法については、Ｓ２０を除いて図４に示すフローチャートと実質的に同様であるので、Ｓ２０以外の処理については説明を省略する。
図１１は、実施の形態２にかかるジェスチャ内容の設定方法（Ｓ２０）を示す図である。なお、図６に示した処理と実質的に同様の処理については、同一の符号が付されており、適宜、説明を省略する。
ジェスチャ内容設定部１１８は、ユーザが構造体２の正面に存在するか否かを判断する（ステップＳ２００）。ユーザが構造体２の正面に存在すると判断された場合（Ｓ２００のＹＥＳ）、ジェスチャ内容設定部１１８は、構造体２の顔部２０から見てユーザの顔の一部が障害物によって隠れているか否かを判断する（ステップＳ２０２）。例えば、構造体２の顔部２０とユーザとの間に何らかの障害物が存在する場合に、構造体２の顔部２０から見てユーザの顔が障害物によって隠れることがあり得る。
具体的には、ジェスチャ内容設定部１１８は、カメラ３２によって撮像された画像データを解析して、顔認識によって、ユーザの顔を認識する。そして、ジェスチャ内容設定部１１８は、画像データにおいて、ユーザの顔の輪郭が少しでも欠けている場合、又は予め定められた割合以上にユーザの顔の輪郭が欠けている場合に、ユーザの顔が障害物によって隠れていると判断する。どの程度ユーザの顔が欠けた場合にユーザの顔が障害物によって隠れていると判断するかについては、表出内容（コミュニケーション行動）に関する構成部位の動作等に応じて、適宜定められ得る。
ユーザの顔が障害物によって隠れていないと判断された場合（Ｓ２０２のＮＯ）、ジェスチャ内容設定部１１８は、構造体２に行わせるジェスチャを第一ジェスチャに設定する（ステップＳ２１０）。そして、動作量設定部１２０は、第一ジェスチャを構造体２に行わせるための各関節の動作量を設定する（ステップＳ２１２）。
一方、ユーザの顔が障害物によって隠れていると判断された場合（Ｓ２０２のＹＥＳ）、ジェスチャ内容設定部１１８は、構造体２に行わせるジェスチャを、第一ジェスチャとは異なる第三ジェスチャに設定する（ステップＳ２３０）。第三ジェスチャについては後述する。そして、動作量設定部１２０は、第三ジェスチャを構造体２に行わせるための各関節の動作量を設定する（ステップＳ２３２）。なお、各関節の動作量を設定方法については、上述した方法でなされ得る。
一方、ユーザが構造体２の正面に存在しないと判断された場合（Ｓ２００のＮＯ）、ジェスチャ内容設定部１１８は、構造体２の顔部２０から見てユーザの顔の一部が障害物によって隠れているか否かを判断する（ステップＳ２０４）。この判断方法については、Ｓ２０２の処理と実質的に同様であってもよい。ユーザの顔が障害物によって隠れていないと判断された場合（Ｓ２０４のＮＯ）、ジェスチャ内容設定部１１８は、構造体２に行わせるジェスチャを第二ジェスチャに設定する（ステップＳ２２０）。そして、動作量設定部１２０は、第二ジェスチャを構造体２に行わせるための各関節の動作量を設定する（ステップＳ２２２）。
一方、ユーザの顔が障害物によって隠れていると判断された場合（Ｓ２０４のＹＥＳ）、ジェスチャ内容設定部１１８は、構造体２に行わせるジェスチャを、第一ジェスチャ及び第二ジェスチャとは異なる第四ジェスチャに設定する（ステップＳ２４０）。第四ジェスチャについては後述する。そして、動作量設定部１２０は、第四ジェスチャを構造体２に行わせるための各関節の動作量を設定する（ステップＳ２４２）。なお、各関節の動作量を設定方法については、上述した方法でなされ得る。
ここで、第三ジェスチャ及び第四ジェスチャは、設定されたコミュニケーション行動（表出内容）を、障害物によってユーザが視認できないことを抑制しつつ表現したジェスチャである。言い換えると、第三ジェスチャ及び第四ジェスチャは、障害物を避けるようになされるジェスチャである。なお、第三ジェスチャ及び第四ジェスチャにおける「障害物を避ける」という用語は、構造体２の構成部位が障害物に「接触」することを防止することを意味するのではなく、障害物によってユーザがジェスチャを視認できなくなることを抑制することを意味する。したがって、障害物が構造体２から離れている場合であっても、構造体２の顔部２０とユーザとの間に障害物が存在すれば、第三ジェスチャ及び第四ジェスチャは、なされ得る。
また、第三ジェスチャは、第一ジェスチャの動作を、障害物によってユーザが視認できないことを抑制するように変更したジェスチャである。また、第四ジェスチャは、第二ジェスチャの動作を、障害物によってユーザが視認できないことを抑制するように変更したジェスチャである。つまり、第四ジェスチャは、第一ジェスチャよりも目立ち、かつ、障害物を避けるようになされる。なお、第三ジェスチャ及び第四ジェスチャは、第一ジェスチャと比較して全く異なる動作を表現するわけではない。第三ジェスチャ及び第四ジェスチャも、第一ジェスチャが表現するコミュニケーション行動を表現することに留意されたい。
第三ジェスチャ及び第四ジェスチャにおいて、障害物を避けるように各関節を動作させる方法については、例えば、限定されないが、以下に示す方法がある。制御装置１００は、画像データを解析して、ユーザの顔の隠れている側とは反対側に構造体２を傾けるように、各関節を動作させる。制御装置１００は、画像データにおいてユーザの顔の（構造体２から見て）左側が障害物によって隠れていると判断した場合、胴体部６を右側に傾けるように胴関節部１６を動作させる。一方、制御装置１００は、画像データにおいてユーザの顔の（構造体２から見て）右側が障害物によって隠れていると判断した場合、胴体部６を左側に傾けるように胴関節部１６を動作させる。さらに、第三ジェスチャの場合は、制御装置１００は、障害物を避けるようにした状態で、第一ジェスチャを表現するように各関節を動作させる。また、第四ジェスチャの場合は、制御装置１００は、障害物を避けるようにした状態で、第二ジェスチャを表現するように各関節を動作させる。なお、障害物の位置及び設定されたコミュニケーション行動等に応じて、首関節部１４及び腕関節部１８を動作させて障害物を避けるようにしてもよい。
また、障害物を避けるための各関節の動作量は、ユーザの顔の隠れている割合によらず一定であってもよい。この場合、制御装置１００（ジェスチャ内容設定部１１８）は、ユーザの顔の隠れている側に応じたジェスチャを設定する。一方、障害物を避けるための各関節の動作量は、ユーザの顔の隠れている割合から決定されてもよい。この場合、制御装置１００（動作量設定部１２０）は、ユーザの顔の隠れている割合が大きいほど、胴関節部１６等の各関節の動作量を大きくしてもよい。このように、第三ジェスチャ及び第四ジェスチャは、一定である必要はなく、ユーザ及び障害物の位置関係に応じて変化し得る。
次に、実施の形態２にかかるジェスチャ内容の具体例を説明する。以下に示す具体例では、コミュニケーション行動が「頭（頭部４）を上下に振る」である場合について示されている。
図１２は、実施の形態２にかかる第一ジェスチャの具体例を示す図である。上述したように、図１２に例示する第一ジェスチャは、コミュニケーション行動「頭を上下に振る」の基礎となるジェスチャである。
図１２に例示するように、制御装置１００は、ｙ軸に平行な回転軸の周りに首関節部１４を回転させるように制御を行う。これにより、矢印Ｃで示すように、頭部４が首関節部１４を中心として上下に揺動する。このようにして、第一ジェスチャが表出される。したがって、ユーザには、構造体２が頭を上下に振っている（頷いている）ように見える。
図１３は、実施の形態２にかかる第三ジェスチャの１つの具体例を示す図である。図１３の例では、構造体２とユーザとの間に障害物９０がある。そして、図１３の例では、ユーザから見て、構造体２の右側寄りに障害物９０がある。したがって、画像データにおいては、ユーザの顔の（構造体２から見て）右側が障害物によって隠れている。
この場合、制御装置１００は、胴関節部１６を、ｘ軸と平行な回転軸の周りに左回り（図１３において時計回り）に少し回転させる。これにより、胴体部６は、矢印Ｄで示すように、胴関節部１６を中心として左側（腕部８Ｌの側）に傾く。これにより、「頭を上下に振る」というコミュニケーション行動を表現する頭部４が、ユーザに対して顕在化する。したがって、ユーザは、「頭を上下に振る」というコミュニケーション行動を、障害物によって遮蔽されないで視認できるようになる。そして、制御装置１００は、矢印Ｃで示すように、頭部４が首関節部１４を中心として上下に揺動するように、首関節部１４を制御する。なお、このとき、胴体部６が傾くことに伴って頭部４が傾かないように、制御装置１００は、矢印Ｅで示すように、首関節部１４をｘ軸と平行な回転軸の周りに、右回り（図１３において反時計回り）に回転させてもよい。
このように、実施の形態２にかかるコミュニケーション装置１は、構造体２とユーザとの間に障害物がある場合であっても、ユーザがコミュニケーション行動を視認できるように、ジェスチャ内容を変更するように構成されている。したがって、ユーザは、構造体２とユーザとの間に障害物がある場合であっても、ユーザがコミュニケーション行動を視認することが可能となる。さらに、構造体２は、障害物を考慮して、ユーザとコミュニケーションを行っていることを表現できる。これにより、ユーザに無機質な印象を与えることをさらに抑制できる。したがって、実施の形態２にかかるコミュニケーション装置１は、構造体２とユーザとの間の障害物を考慮した、より自然なコミュニケーションを行うことが可能となる。
（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、ユーザの顔が構造体２の顔部２０の正面にあるか否かの判断の基準となる閾値θｔｈは１つであるとしたが、閾値θｔｈは、１つとは限らない。閾値θｔｈを複数設けることによって、ユーザの顔が構造体２の顔部２０の正面から離れるにつれて、段階的にジェスチャが変化し得る。つまり、各コミュニケーション行動において、第二ジェスチャは１つとは限らない。言い換えると、１つの第一ジェスチャに対応する第二ジェスチャは、１つとは限らない。
例えば、閾値θｔｈ１を１５度、閾値θｔｈ２を９０度としてもよい。このとき、コミュニケーション行動が「手を振る」であるとする。このケースにおいて、顔部２０が向く方向と顔部２０から見たユーザの顔の方向とのなす角度θ１が１５度以上となった場合に、第一ジェスチャの場合よりも少し腕部８の動作範囲を大きくする。そして、角度θ１が９０度以上となった場合に、さらに腕部８の動作範囲を大きくしてもよい。または、角度θ１が９０度以上となった場合に、片方の腕部８だけでなく両方の腕部８を揺動させてもよい。
さらに、ジェスチャを変更する基準として、閾値θｔｈを用いなくてもよい。ジェスチャを表現する構成部位（腕部８等）の動作範囲を、角度θ１の関数として表してもよい。この場合、角度θ１が大きくなるにつれて、構成部位の動作範囲が大きくなるようにしてもよい。なお、閾値θｔｈを用いることによって、異なるジェスチャを行わせるための制御が、より容易となり得る。
また、第二ジェスチャ（及び第四ジェスチャ）の場合、つまり、ユーザが構造体２の顔部２０の正面にいない場合、構造体２の顔向き又は胴向きをユーザの方に変更するように、ジェスチャを変更してもよい。これにより、構造体２はユーザの方を向いてジェスチャを行うので、ユーザの位置を考慮したより自然なコミュニケーションを行うことが可能となる。
また、第二ジェスチャと第一ジェスチャとの差異は、上述した実施の形態における例に限られない。第二ジェスチャの方が第一ジェスチャよりも、ユーザに対して目立つようなものであれば、任意の差異が可能である。例えば、第二ジェスチャの方が、第一ジェスチャよりも、構成部位の動作速度が速くてもよい。または、第二ジェスチャの方が、第一ジェスチャよりも、構成部位の動作時間が長くてもよい。
また、上述した実施の形態においては、頭部４、腕部８及び胴体部６を動作させることで、コミュニケーション行動を表現するとしたが、このような構成に限られない。例えば、構造体２が脚部及び脚部を動作させるための関節を有する場合、脚部を動作させてジェスチャを表現してもよい。さらに、顔部２０を構成する構成部位（目部２２及び口部２４等）を動作させてジェスチャを表現してもよい。
また、顔部２０は、目部２２及び口部２４を有するとしたが、顔部２０の構成はこれに限られない。顔部２０は、一般的に、人間が「顔」であると認識し得るような構成部位を少なくとも有していればよい。例えば、顔部２０は、少なくとも目部２２を有していればよい。また、カメラ３２、マイク３４、スピーカ３６及び距離センサ４０の位置は、上述した実施の形態にかかる構造体２における位置に限られない。また、カメラ３２、マイク３４、スピーカ３６及び距離センサ４０の数は、上述した実施の形態にかかるコミュニケーション装置１における数に限られない。
また、上述した実施の形態においては、角度θ１をカメラ３２によって撮像された画像データを用いて検出するとしたが、このような構成に限られない。ユーザの位置を認識し、ユーザの方角を検出可能な方法であれば、任意の方法が可能である。例えば、人感センサを用いてもよい。
また、上述した実施の形態においては、構造体２が、人間に対応するロボット（人型ロボット）である例を示したが、このような構成に限られない。構造体２は、人間ではなく、他の生物（犬又は猫等）に対応してもよい。また、構造体２は、縫いぐるみのようなものであってもよい。
１ コミュニケーション装置
２ 構造体
４ 頭部
６ 胴体部
８ 腕部
１０ 基部
１４ 首関節部
１６ 胴関節部
１８ 腕関節部
２０ 顔部
２２ 目部
２４ 口部
３２ カメラ
３４ マイク
３６ スピーカ
４０ 距離センサ
１００ 制御装置
１１２ 情報取得部
１１４ 表出判断部
１１６ 検出処理部
１１８ ジェスチャ内容設定部
１２０ 動作量設定部
１２２ 障害物補正部
１２４ 動作制御部

Claims (5)

  1. ユーザに対してコミュニケーション行動を行うコミュニケーション装置であって、
    複数の構成部位から構成され、顔を構成する部位に対応する構成部位を少なくとも１つ備える顔部を有する構造体と、
    前記構成部位の動作を制御することによって、前記コミュニケーション行動を表現するジェスチャを前記構造体に行わせる制御手段と、
    前記構造体の周囲の物体の、前記構造体に対する相対的な位置を検出する検出手段と
    を有し、
    前記検出手段は、ユーザの顔の位置を検出し、
    前記制御手段は、前記顔部が向く方向と前記顔部から見た前記ユーザの顔の方向とのなす角度に応じて異なるジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する
    コミュニケーション装置。
  2. 前記制御手段は、前記角度が予め定められた閾値以上である場合と前記閾値未満である場合とで、異なるジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する
    請求項１に記載のコミュニケーション装置。
  3. 前記角度が前記閾値未満である場合に、前記制御手段は、第１のジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御し、
    前記角度が前記閾値以上である場合に、前記制御手段は、前記第１のジェスチャよりも前記構成部位の動作範囲の大きな第２のジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する
    請求項２に記載のコミュニケーション装置。
  4. 前記角度が前記閾値未満である場合に、前記制御手段は、第１のジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御し、
    前記角度が前記閾値以上である場合に、前記制御手段は、前記第１のジェスチャに相当する動作が前記検出されたユーザの顔の位置から視認されやすくなるように、前記第１のジェスチャにおいては動作しない前記構成部位が動作する第２のジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する
    請求項２に記載のコミュニケーション装置。
  5. 前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記ユーザの顔の一部が障害物によって隠れているか否かに応じて異なるジェスチャを前記構造体に行わせるように、前記構成部位の動作を制御する
    請求項１から４のいずれか１項に記載のコミュニケーション装置。
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