JP2020160724A - 制御装置及び情報提示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】認識し易い態様でユーザへの情報を提示可能にした制御装置及び情報提示装置を提供する。【解決手段】情報提示装置１は、ヘッド部３において複数の態様で照明が可能な照明部５を備える。照明部５は、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションに応じて、複数態様での照明が可能である。情報提示装置１は、ユーザの健康状態に応じた照明を行う場合、健康状態が正常であれば、その旨を通知すべく、例えば光源２８が青や緑で光るように照明部５を動作させる。情報提示装置１は、健康状態が非正常であれば、その旨を通知すべく、例えば光源２８が赤や橙で光り、かつ高速で点滅するように照明部５を動作させる。【選択図】図７

Description

本発明は、ユーザに情報を提示する動作を制御する制御装置及び情報提示装置に関する。

従来、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションが可能な情報提示装置として、例えばロボットの動きを通じて対話する技術が周知である（特許文献１等参照）。特許文献１では、身体を模倣したロボット等において、対話の内容に準じて目の動き等の表情を変化させることにより、この表情の変化を通じて、運転者等の対話者とのコミュニケーションを実行する。

特許第６４４３４１９号公報

しかし、運転者が運転中に対話する場合、ロボットの目線の動きなどを注視することが困難なため、注視しなくてよいコミュにエーション方法が望まれていた。
本発明の目的は、認識し易い態様でユーザへの情報を提示可能にした制御装置及び情報提示装置を提供することにある。

前記問題点を解決する制御装置は、ユーザと意思交換を通じたコミュニケーションが可能な情報提示装置を制御する構成であって、前記情報提示装置に設けられた照明部を、現在の環境に応じた態様で制御することにより、前記ユーザとの前記意思交換を通じたコミュニケーションを実行する制御部を備えた。

前記問題点を解決する情報提示装置は、ユーザと意思交換を通じたコミュニケーションが可能な構成であって、複数の態様で照明が可能な照明部と、現在の環境に応じた態様で照明するように前記照明部を制御することにより、前記ユーザとの前記意思交換を通じたコミュニケーションを実行する制御部とを備えた。

本発明によれば、認識し易い態様でユーザへの情報を提示することができる。

一実施形態の情報提示装置を正面から見た斜視図。 情報提示装置を裏面から見た斜視図。 ヘッド部をベース部から外した情報提示装置を正面から見た斜視図。 ヘッド部をベース部から外した情報提示装置を裏面から見た斜視図。 情報提示装置の分解斜視図。 情報提示装置の電気的構成を示すブロック図。 （ａ），（ｂ）は照明部の照明態様の例示図。 （ａ），（ｂ）は、照明部の照明パターンの例示図。 ヘッド部が回転及び上下動する動作態様の例示図。 ヘッド部を回転させる第１可動機構の作動図。 ヘッド部を上下動させる第２可動機構の作動図。 学習の処理の流れを示すフローチャート。

以下、制御装置及び情報提示装置の一実施形態を図１〜図１２に従って説明する。
図１及び図２に示すように、情報提示装置１は、情報提示装置１の座の部分となるベース部２と、ベース部２に対して可動するヘッド部３とを備える。情報提示装置１は、ユーザとの意思交換に応じた態様でヘッド部３を動作させることにより、自身の意思を表現して、ユーザとコミュニケーションをとる。

ヘッド部３は、ヘッド本体４と、複数の態様で照明が可能な照明部５とを備える。すなわち、情報提示装置１は、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションをとるために複数態様での照明が可能な照明部５を備える。照明部５は、光が透過可能な略円板状の表示パネル６において、各種態様の照明を実行する。照明部５は、ユーザとのコミュニケーション時に、意思交換に応じた態様で照明を実行することにより、ユーザの発話に対する応答や、自身の意思を表現する。照明態様としては、例えば照明の色、照明の明るさ、照明の動き、点灯、点滅、点滅速度、及びこれらの組み合わせなどがある。照明の動きには、例えば照明によって回転を表現する態様や、照明によって直線移動を表現する態様等がある。

ヘッド部３は、ベース部２に対し、軸Ｌａ回り（図１に矢印Ａ方向）の回転と、上下方向（図１の矢印Ｂ方向）の動作とが可能に設けられている。このように、ヘッド部３は、ベース部２に対して上下及び左右の各方向に動作する。ヘッド部３は、ユーザとのコミュニケーション時に、意思交換に応じた態様で上下左右の各方向に動作することにより、ユーザの発話に対する応答や、自身の意思を表現する。

図３及び図４に示すように、ヘッド部３は、ベース部２に対して着脱可能に設けられている。ヘッド部３は、ベース部２とコネクタ接続されている。すなわち、ヘッド部３は、ヘッド部３の裏面に設けられた端子７（図４に図示）と、ベース部２に設けられた端子８（図３に図示）とを接続することにより、電気接続される。

図５に示すように、ベース部２は、ベース部２の本体部分をなす基部１１と、ヘッド部３を可動させる機構部分である可動機構１２とを備える。基部１１は、略円筒形状に形成され、中央の凹部１３に可動機構１２が収納されている。情報提示装置１は、例えば車体への設置にあたり、基部１１が車体の組付け先に固定される。

可動機構１２は、ヘッド部３を第１方向に可動させる第１可動機構１２ａと、ヘッド部３を第２方向に可動させる第２可動機構１２ｂとを備える。本例の場合、第１方向は、同図の矢印Ａ方向である。このように、本例の第１可動機構１２ａは、ヘッド部３を第１方向としての軸Ｌ１回りの回転方向（図中の矢印Ａ方向）に回す機構である。また、本例の場合、第２方向は、同図の矢印Ｂ方向である。このように、本例の第２可動機構１２ｂは、ヘッド部３を第２方向としての上下方向（図中の矢印Ｂ方向）に動作させる機構である。

第１可動機構１２ａは、軸Ｌ１回りに回転可能に基部１１に組み付けられた回転体１５と、ヘッド部３が載せられるとともに回転体１５と一体に回る載置部１６と、回転体１５の回転駆動源となるアクチュエータ１７と、アクチュエータ１７の回転力を回転体１５の軸Ｌ１回りの回転力に変換する一対のギヤ部１８，１９とを備える。アクチュエータ１７は、例えばモータ１７ａからなり、縦向きの状態でモータ本体が回転体１５に取り付け固定されている。モータ１７ａは、モータ軸の先端に設けられたギヤ部１８が、基部１１の中央に取り付け固定されたギヤ部１９に噛み合い係合されている。モータ１７ａが回転してギヤ部１８が基部１１側のギヤ部１９に対して回ると、回転体１５が軸Ｌ１回りに回転する動きをとり、この回転によってヘッド部３が軸Ｌ１回りに回る動作をとる。

第２可動機構１２ｂは、ヘッド部３の第２方向に沿って動く連動部２２と、連動部２２の移動を案内する一対のガイド部２３と、連動部２２の第２方向への移動の駆動源となるアクチュエータ２４と、アクチュエータ２４の回転力を連動部２２の上下方向の駆動力に変換する一対のギヤ部２５，２６とを備える。アクチュエータ２４は、例えばモータ２４ａからなり、横向きの状態でモータ本体が回転体１５に取り付け固定されている。モータ２４ａは、モータ軸の先端に設けられたギヤ部２５が、連動部２２の裏面に形成されたギヤ部２６に噛み合い係合されている。

一対のガイド部２３は、ヘッド部３が上下動方向、すなわち連動部２２が移動する矢印Ｂ方向に沿って動作できるように、円弧状に形成されるとともに、斜めに傾けて配置されている。また、連動部２２の表面に設けられた端子８は、載置部１６に形成された切欠部２７から外部に露出されている。これにより、ヘッド部３側の端子７がベース部２側の端子８に接続可能にされる。モータ２４ａが回転してギヤ部２５が回ると、このギヤ部２５の回転がギヤ部２６に伝達されることにより、連動部２２が矢印Ｂ方向、すなわち上下方向に動作する。

ヘッド部３の照明部５は、前述の表示パネル６と、光源２８とを備える。光源２８は、例えばＬＥＤ（発行ダイオード）であることが好ましい。光源２８は、例えば表示パネル６の表示面６ａにおいて中央に１つ配置されてもよい。さらに、光源２８を複数設ける場合、表示パネル６の表示面６ａにおいて周方向に沿って等間隔に配置されてもよい。なお、本例の場合、光源２８としてのＬＥＤが、表示面６ａの中央に１つ配置されるとともに、その周囲に複数配列された配置パターンとする。表示パネル６の表示面６ａは、光源２８の光を外部に露光することが可能な光透過材料からなる。

図６に示すように、情報提示装置１は、情報提示装置１の動作を制御する制御部３１と、音を集音する集音部３２と、音を出力する音出力部３３とを備える。照明部５は、照明部５の動作を制御する制御部３１に電気接続されている。本例の場合、照明部５は、端子７，８を介して制御部３１に接続される。アクチュエータ１７，２４は、制御部３１に電気接続され、制御部３１によって動作が制御される。集音部３２は、例えばマイクからなる。音出力部３３は、例えば車載されたスピーカからなる。

制御部３１は、照明部５を現在の環境に応じた態様で制御することにより、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションを実行する。また、制御部３１は、アクチュエータ１７，２４を制御することにより、情報提示装置１を現在の環境に応じた態様で動作させて、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションを実行する。現在の環境とは、車両に乗車するユーザに関係するもの、車両の状態に関係するもの、走行時の車両周辺の状況に関係するものなどがある。

制御部３１は、ユーザや周囲状況の状態を検知する検知部３４から検知信号Ｓａを入力する。検知部３４は、例えばユーザの健康状態を検知するセンサ類、ユーザや周囲状況を撮影するカメラ等がある。このように、検知部３４は、車内の運転者を検知したり、車外の障害物を検知したりするものであることが好ましい。制御部３１は、検知部３４から入力した検知信号Ｓａを基に、照明部５及びアクチュエータ１７，２４を制御することにより、情報提示装置１をユーザとの意思交換に準じた態様で動作させる。

制御部３１は、運転者等の乗員の状態を検知する動作、いわゆる「診る」態様の動作と、走行環境の状態を検知する動作、いわゆる「見る」態様の動作とを実行する。診る態様としては、例えば車内の運転者等の乗員の検知があり、その一種として、運転者等の健康状態の監視がある。また、見る態様としては、例えば車外の状況の検知があり、その一種として、交通状況、事故状況、歩行者状況等の監視がある。制御部３１は、診る態様や見る態様に準じた態様で情報提示装置１を動作させ、運転者等の乗員に種々の通知を実行する。

制御部３１は、情報提示装置１の動作をＡＩ（人工知能）によって学習する学習部３５を備えてもよい。学習部３５は、情報提示装置１とユーザとの間で実行された声対話等のコミュニケーションを通じ、制御部３１に登録された学習モデルＭの特徴量や各種パラメータ等を学習により最適化していく。例えば、音声対話の際に取得した検知信号Ｓａが好リアクションの情報だったと判定できた場合には、重みを付けるなどする。制御部３１は、このようにして逐次最適化される学習モデルＭに検知部３４の検知信号Ｓａを入力し、この学習モデルＭの出力を基に情報提示装置１を動作させる。なお、制御部３１及び学習部３５が制御装置を構成する。

次に、図７〜図１２を用いて、本実施形態の情報提示装置１の作用について説明する。
図７（ａ），（ｂ）に示すように、制御部３１は、車内の運転者等を診る態様をとる場合、運転者等の現在状態を検知する検知部３４から得た検知信号Ｓａを基に、ユーザの現在状態を識別する。そして、制御部３１は、その識別結果に応じた態様で照明部５が照明を行うように照明部５を制御する。本例の場合、図７（ａ）に示すように、検知部３４からユーザの健康状態に係る検知信号Ｓａが取得されてユーザの健康状態が判定される場合、健康状態が正常であれば、運転者が確認できる周辺視野において、その旨を通知する態様で照明部５が光る。具体的には、青や緑で照明部５が光る。

図８（ａ），（ｂ）に、照明部５の他の照明パターンを図示する。図８（ａ）に示すように、照明パターンは、表示面６ａの中心から光が徐々に大きく広がっていき、大きく広がった後、逆に光が徐々に小さくなり元の状態に戻る光り方を繰り返す態様としてもよい。また、図８（ｂ）に示すように、照明パターンは、表示面６ａの一部分に表示された光が、円弧を描くように表示面６ａの周囲を何周も回るような態様としてもよい。

一方、図７（ｂ）に示すように、検知部３４からユーザの健康状態に係る検知信号Ｓａが取得されてユーザの健康状態が判定される場合、健康状態が不正常であれば、その旨を通知する態様で照明部５が光る。具体的には、照明部５が赤や橙で高速に点滅する状態で光る。このように、健康状態がよくないことを注意喚起するような態様で照明部５が光る。よって、運転者や他の乗員は、運転者の健康状態が好ましくないことを直ちに理解できる。

図９に示すように、制御部３１は、車外の走行環境等を見る態様をとる場合、車外の走行環境を検知する検知部３４から得た検知信号Ｓａを基に、車両周辺の走行環境を識別する。そして、制御部３１は、その識別結果に応じた態様で情報提示装置１が動作するように照明部５及びアクチュエータ１７，２４を制御する。本例の場合、ヘッド部３を上下左右に可動させて周辺を監視するような動きをとらせるとともに、定期的に照明部５を光らせる。このように、運転中、情報提示装置１に車外周辺を監視するような動きをとらせることにより、見守られている安心感をユーザに与えるようにする。

図１０に示すように、ヘッド部３を矢印Ａ方向に回転させる場合には、第１可動機構１２ａのモータ１７ａが回転する。モータ１７ａが回転すると、ギヤ部１８も一体に回り、ベース部２側のギヤ部１９は固定であるので、モータ１７ａ側のギヤ部１８がギヤ部１９に対して回りながらギヤ部１９を周方向に沿って移動する。これにより、ヘッド部３が可動機構１２とともに一体に軸Ｌ１回りに回転する。制御部３１は、ユーザの発話に対してヘッド部３を数回繰り返し横振りさせることにより、会話上の非同意を表現することができる。

図１１に示すように、ヘッド部３を矢印Ｂ方向に上下動させる場合には、第２可動機構１２ｂのモータ２４ａが回転する。モータ２４ａが回転すると、ギヤ部２５も一体に回り、ギヤ部２５の回転がギヤ部２６に伝達されて、連動部２２がガイド部２３に沿って移動する。これにより、連動部２２の上に載置されているヘッド部３が、載置部１６に対して矢印Ｂ方向に移動する。制御部３１は、ユーザの発話に対してヘッド部３を数回縦振りさせることにより、頷きを表現することができる。

図１２に示すように、学習部３５は、情報提示装置１とユーザとの対話の際、対話時のユーザの反応を学習する。例えば、学習部３５は、音声対話の際、検知部３４から検知信号Ｓａとして、音声対話における反応のユーザデータＳｂを取得する（ステップ１０１）。ユーザデータＳｂとしては、例えば「いいね」等の音声による同意や、嬉しそうな顔の表情や、リラックスしていると判定できる心拍数などがある。

学習部３５は、検知部３４から取得したユーザデータＳｂを基に、音声対話の学習を実行する（ステップ１０２）。このとき、学習部３５は、学習モデルＭの特徴量や各種パラメータを更新することにより、学習モデルＭを最適化する。そして、学習部３５は、ユーザとの音声対話が行われる度、学習モデルＭの最適化を逐次実行する。よって、音声対話時、ユーザの特性や嗜好に応じた反応を情報提示装置１が返すことになるので、ユーザが望む好適な対話を実現することが可能となる。

上記実施形態の情報提示装置１によれば、以下のような効果を得ることができる。
情報提示装置１に制御部３１を設け、情報提示装置１に設けられた照明部５を、現在の環境に応じた態様で制御することにより、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションを実行する。情報提示装置１からの情報の出力を照明で実施すれば、情報提示装置１からどのような情報が出力されているのかは、注視せずとも周辺視野で認識することが可能である。よって、ユーザが情報提示装置１と、音声対話等のコミュニケーションをとるにあたり、情報提示装置１から認識し易い態様でユーザへ情報を提示することができる。

情報提示装置１は、ベース部２と、ベース部２に対してアクチュエータ１７，２４を駆動源に動作するヘッド部３とを備える。制御部３１は、アクチュエータ１７，２４を制御することにより、情報提示装置１を現在の環境に応じた態様で動作させて、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションを実行する。よって、例えばヘッド部３を身体の頭部のように動作させることにより、情報提示装置１であっても、人と会話をしているような態様で、ユーザとのコミュニケーションをとることができる。

ヘッド部３は、ベース部２に対し、複数方向に動作可能に設けられている。制御部３１は、ベース部２に対するヘッド部３の複数方向の動きの組み合わせにより、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションを実行する。よって、ヘッド部３を様々な態様で動かすので、ユーザとの間の複雑な意見交換も可能となる。よって、コミュニケーション力の高い情報提示装置１を提供することができる。

制御部３１は、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションにおいて、ベース部２に対してヘッド部３を縦方向及び横方向に動かす動作を用いる。例えば、ヘッド部３の軸Ｌ１回りの回転運動、すなわち横方向の複数回の回転により、否定の首振りを表現しつつ、この動作の際にヘッド部３の縦方向の動きを含ませるようにする。こうすることで、人の首振りに似た動きをヘッド部３にとらせることが可能となるので、より愛着の持てる装置となる。このように、ユーザの発話に対する頷きや否定などを表現することで、コミュニケーション力が一層高い情報提示装置１を提供することができる。

ヘッド部３は、ベース部２に対して着脱可能に設けられている。よって、ヘッド部３を持ち運ぶことが可能となるので、ヘッド部３を保管するなどして、盗難に対する対策をとることができる。

情報提示装置１に学習部３５を設け、ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションを通じて、情報提示装置１が実行する動作を学習する。よって、情報提示装置１が実行する動作の最適化が可能となるので、情報提示装置１のコミュニケーション力を一層高めることができる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
［ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションについて］
・このコミュニケーションは、音声対話に限定されない。例えば、顔の表情や目線の変化等による対話でもよいし、これらと音声との組み合わせでもよい。また、身体の一部を用いたジェスチャによる対話でもよい。

・診る態様と見る態様は、車両の使用状態や機器状態に応じて、適宜切り替わることが好ましい。例えば、乗員が乗車してシートに着座する際に見る態様が実行され、走行が開始されると、見る態様に切り替わる。走行中は、診る態様と見る態様とが規定のタイミングで交互に切り替わるようにする。

［照明部５及びその照明について］
・照明部５は、光源２８としてＬＥＤを用いたものに限らず、他の部材を使用してもよい。また、照明部５は、１つでもよいし、複数でもよい。

・照明部５は、液晶等のディスプレイとしてもよい。
・照明部５の照明は、ユーザとのコミュニケーションが可能な態様であればよい。
［現在の環境について］
・現在の環境とは、ユーザや車両の現在状況であればよい。

・現在の環境とは、車内監視の場合、対象は運転者等の乗員に限らず、車載された各種機器としてもよい。
・現在の環境とは、車外監視の場合、車両の走行や運転に係る種々の状況を含む。

・現在の環境とは、運転者等の乗員に関係する状況を含む。
・現在の環境とは、乗員や車両に係る状況に限定されず、例えば車外の通行人や歩行者等の第三者の状況も含む。

［制御部３１について］
・制御部３１は、機能が情報提示装置１及び車体のそれぞれに分けられて設けられる構成としてもよい。

・制御部３１は、情報提示装置１に組み込まれる構成と、車体に設けられる構成とのいずれでもよい。
［検知部３４について］
・検知部３４は、車内や車外の状況を監視できるセンサ類、スイッチ類、カメラ類の種々の部材が使用できる。

・検知部３４は、車両に既設されたものに限定されず、新たに搭載された部品でもよい。
・検知部３４は、情報提示装置１に組み込まれていてもよい。

・検知部３４は、情報提示装置１及び車体の両方に設けられた部品群でもよい。
［学習部３５について］
・学習の手法は、何を用いてもよい。

・学習部３５は、情報提示装置１から省略されてもよい。
［情報提示装置１について］
・情報提示装置１のアクチュエータ１７，２４は、モータ１７ａ，２４ａに限らず、例えばシリンダ等の他の部材を使用してもよい。

・ヘッド部３の可動の方向に、直線方向の移動を含ませてもよい。
・ヘッド部３を複数方向に可動できるようにする場合、例えば全てが回転運動のように、同じ動きの種類としてもよい。

・ヘッド部３の複数方向に可動できるようにする場合、例えば３方向以上に可動するようにしてもよい。
・ヘッド部３は、ベース部２から着脱不可としてもよい。

・集音部３２及び音出力部３３は、情報提示装置１に組み込まれた部品でもよいし、或いは車載された部品を使用してもよい。
・診る態様において、照明部５の照明のみでユーザと意思交換することに限定されず、音声を併用してもよい。

・情報提示装置１は、ヘッド部３がインストルメントパネルの上面等に直接取り付けられる構成としてもよい。
・情報提示装置１は、車体に一体に組み込まれた構成としてもよい。

・情報提示装置１の形状や構造は、他に適宜変更することができる。
［その他］
・情報提示装置１は、制御部３１や学習部３５を有する１つのユニット部品としてもよい。

・情報提示装置１は、車両に使用されることに限定されず、他の機器やシステムに使用されてもよい。

１…情報提示装置、２…ベース部、３…ヘッド部、５…照明部、１７…アクチュエータ、２４…アクチュエータ、３１…制御装置を構成する制御部、３５…制御装置を構成する学習部。

Claims (7)

1. ユーザと意思交換を通じたコミュニケーションが可能な情報提示装置を制御する制御装置であって、
   前記情報提示装置に設けられた照明部を、現在の環境に応じた態様で制御することにより、前記ユーザとの前記意思交換を通じたコミュニケーションを実行する制御部を備えた制御装置。
2. 前記情報提示装置は、ベース部と、前記ベース部に対してアクチュエータを駆動源に動作するヘッド部とを備え、
   前記制御部は、前記アクチュエータを制御することにより、前記情報提示装置を現在の環境に応じた態様で動作させて、前記ユーザとの前記意思交換を通じたコミュニケーションを実行する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記ヘッド部は、前記ベース部に対し、複数方向に動作可能に設けられ、
   前記制御部は、前記ベース部に対する前記ヘッド部の複数方向の動きの組み合わせにより、前記ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションを実行する
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションにおいて、前記ベース部に対して前記ヘッド部を縦方向及び横方向に動かす動作を用いる
   請求項２又は３に記載の制御装置。
5. 前記ヘッド部は、前記ベース部に対して脱着可能に設けられている
   請求項２〜４のうちいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記ユーザとの意思交換を通じたコミュニケーションを通じて、前記情報提示装置が実行する動作を学習する学習部を備える
   請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の制御装置。
7. ユーザと意思交換を通じたコミュニケーションが可能な情報提示装置であって、
   複数の態様で照明が可能な照明部と、
   現在の環境に応じた態様で照明するように前記照明部を制御することにより、前記ユーザとの前記意思交換を通じたコミュニケーションを実行する制御部と
   を備えた情報提示装置。