JP2020520033A - コンパニオンロボットのための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

コンパニオンロボット（11）として機能し、ユーザにサービスを提供し、ロボットおよびユーザにローカルな環境に関するデータと情報を収集し、ユーザおよびリモートの処理手段と通信するシステムおよび方法。複数のセンサは、（ｉ）コンパニオンロボットとユーザが配置されている環境を調べ、当該環境に関するデータを生成し、ユーザに関する情報を検出し、当該情報を含むデータを生成するように構成されている。通信手段は、（ｉ）感覚的に知覚可能な情報をユーザと通信し、（ｉｉ）情報を含むデータをリモートの処理手段と通信する。処理手段は、（ｉ）センサからデータを受信し、（ｉｉ）情報を抽出するためにデータを処理し、当該情報を使って所定の機能を実行し、（ｉｉｉ）出力情報およびデータを通信手段に提供する。

Description

本発明は、コンパニオンロボットのための方法およびシステムに関する。本発明は、ヘルスケア環境、特に、治療および福祉の応用において、特別の実用性を有する。

これらの応用は、小児腫瘍患者および延長された患者治療を含み、延長された患者治療は、火傷、外傷、リハビリテーション、神経障害、および高齢者を含むことができるが、それらに限定されず、これらの応用は、遠隔医療、認知症、隔離および医療／ヘルスケア分野におけるその他の一般的な応用を含む。

本明細書全体における先行技術に関するあらゆる記述は、該当する先行技術が広く知られていること、または当該分野において普及している一般的な知識の一部を形成していることを承認するものであると解釈されるべきではない。

コンパニオンロボットは、人間と交流するように設計された人工知能システムである、ソーシャルロボットの一種である。これらのタイプのロボットは、人工知能システムの技術的進歩の結果、人気が高まっている。人工知能システムの技術的進歩は、ロボットが自律することを可能にし、ロボットがロボットの環境内における人間からの合図、ならびに動作またはイベントに応じて独立して交流する能力を得ることを実現している。このため、ロボットは、家またはヘルスケア施設において、人間のコンパニオンとしての振舞うことができる。

このタイプの自律的な能力を有することは、コンパニオンロボットを産業用ロボットなど、その他の種類のロボットと区別する。コンパニオンロボットは、しばしば「スマート」または「インテリジェント」なロボットとよばれる。スマートロボットの知能は通常、人間の思考プロセスを模倣するコグニティブコンピュータモデルに基づいている。コグニティブコンピューティングには、データマイニングを使う機械学習システム、パターン認識、自然言語処理を使って人間の脳が働く方法を模倣することが含まれる。これは、ソーシャルロボットがますます洗練された方法で交流することを可能とする。

ヘルスケア環境は、患者に同行し、友達として行動し、支援の手段となり、困難な時期に安心感の得られる存在を提供できるように開発されたコンパニオンロボットの好適な応用を提供する。

体調不良および／または治療的処置を必要とする人間との交流は、ヘルスケア環境の業界標準を満たすために、コンパニオンロボットの設計において対処されて克服されるべきである複雑性および課題を一斉に顕在化させる。

今日のコンパニオン／セラピーロボットは、（ｉ）特注品、（ｉｉ）既製品の２つの種類のいずれかに分類されることが多い。

特注品のロボット（例えば、MITのHuggable^TMなど）には、対象の用途のために特別に設計されているという利点を有する。しかし、特注品のロボットは、カスタムのハードウェアおよびソフトウェアを使用するため、設計および製造が複雑となる傾向があり、典型的には、高価となる。

既製品のロボット（例えば、RxRobots ^TMなど）は、設計および製造の複雑さが軽減されるものの、対象の用途のために特別に設計されたものではない。このため、既製品のロボットの臨床的な使用のための変更は、カスタマイズされたソフトウェアによって行われる。特定用途向けのハードウェア、例えば、温度などのセンサを追加することは、ロボットが元々特定用途向けのハードウェアを追加することを想定して設計されていないため、非常に困難である。

特注品のロボットと既製品のロボットは、いずれも、モータ、ギア、関節などの故障しやすい一連の機械部品を有している。これらの要因が合わさり、従来のロボットは、高価で壊れやすいことが多い。

本発明の実施形態は、コストが低いこと、カスタマイズができること、および最小限の機械部品を有し堅牢であることをもって、従来技術との差別化を実現している。

本発明の目的は、先行技術の不利な点の少なくとも１つを克服または改善すること、または有用な代替物を提供することにある。

有利なことに、本発明の好適な実施形態は、コンパニオンロボットが、特定の機能をコンパニオンロボットが動作することが意図されている環境に応じて規定される、許容可能な基準において実行することを可能にするための方法およびシステムを提供する。これらの機能は、例えば、人へのサービスの提供、ならびにロボットおよび／または人のローカルな環境に関するデータおよび情報の収集、ならびに人および／または処理手段と通信することを含んでいてもよい。

本発明の第１の側面によれば、ユーザのためのコンパニオンロボットとして機能するシステムが提供され、当該システムは、
（ｉ）コンパニオンロボットおよびユーザが配置されている環境を調べ、環境に関するデータを生成し、
（ｉｉ）ユーザに関する情報を検出し、当該情報を含むデータを生成するように構成された、ひとつまたは複数のセンサと、
（ｉ）ユーザ向けの感覚的に知覚可能な情報および
（ｉｉ）リモートの処理手段向けの情報を含むデータの通信を行うための通信手段と、
（ｉ）それぞれのセンサからデータを受信し、
（ｉｉ）情報を抽出するためにデータを処理し、当該情報を用いて所定の機能を実行し、
（ｉｉｉ）通信手段が通信を行うために出力情報および出力データを供給する、処理手段と、
少なくともシステムを実体的に覆っている外部筐体とを含む。

好ましくは、センサは、
（ｉ）距離センサであって、見通し内にある物体の表面と当該距離センサの位置との間の距離を判定するための距離センサと、
（ｉｉ）システムの外部筐体の周囲における環境温度を判定するための温度センサと、
（ｉｉｉ）モーションセンサと、
（ｉｖ）ＲＦＩＤ（radio frequency identification）問い合わせセンサであって、システムに関連付けられたリモートＲＦＩＤタグが当該ＲＦＩＤ問い合わせセンサに対して所定の近接範囲内に持ち込まれたときに、検出を行い、問い合わせを行う、ＲＦＩＤ問い合わせセンサと、
（ｖ）外部の物体が筐体に所定の態様で接触したことを判定する触覚センサのうち、ひとつまたは複数を含む。

モーションセンサは、好ましくは、加速度計、速度計、ジャイロスコープ、および全地球測位システム（ＧＰＳ）のうち、ひとつまたは複数を含む。

処理手段は、好ましくは、所定の機能のうち、ひとつまたは複数を実行するために、
（ｉ）システムをユーザに関連付けるために呼び出される初期化プロセスと、
（ｉｉ）ローカルでシステムに供給される電力を提供するために、システムに備えられているバッテリを充電するために呼び出される再充電プロセスと、
（ｉｉｉ）リモートＲＦＩＤタグを有する物体を識別し、当該物体に関連し規定の処理機能を実行するために、ＲＦＩＤ問い合わせセンサによって呼び出されるＲＦＩＤ問い合わせプロセスのうち、ひとつまたは複数を含む。

初期化プロセスは、好ましくは、始動可能な音声認識システムを含み、音声認識システムは、ユーザの音声を認識し、応答し、適応するように構成されている。システムがリモートの電源に接続されている場合、再充電プロセスは始動可能であることが好ましい。

通信手段は、好ましくは、
（ｉ）光源と、
（ｉｉ）音声と、
（ｉｉｉ）動作機構と、
（ｉｖ）無線機器の通信機構のうち、ひとつまたは複数の通信機構を含む。
ここで、それぞれの通信機構は、処理手段の関連するプロセスによって個別に始動可能である。

光通信機構は、好ましくは、筐体の異なる部分を照らすように配置された少なくともひとつの光源を含む。光源は、好ましくは、ＬＥＤと、ＬＥＤのアレイと、液晶画面と、液晶画面のマトリックスと、有機ＥＬ画面と、有機ＥＬ画面のマトリックスと、ランプとを含むグループより選択される。音声通信機構は、好ましくは、複数の合成された音声および録音された音声を含む。動き通信機構は、好ましくは、振動発生器またはモータを含む。無線通信機構は、好ましくは、システムによって収集されたデータおよび情報をスマートな端末装置と通信することが可能であり、スマートな端末装置からシステムのデータおよび情報を受信することが可能である。

処理手段は、好ましくは、服薬コンプライアンスプロセスを含む。服薬コンプライアンスプロセスは、好ましくは、
（ｉ）服薬リマインダ呼び出しプロセスと、
（ｉｉ）薬剤検証プロセスと、
（ｉｉｉ）正しい薬剤を特定するプロセスと、
（ｉｖ）服薬イベントを記録するロギングプロセスのサブプロセスうち、ひとつまたは複数を含み、これらのサブプロセスは、関連する服薬イベントにおいて実行される。

服薬リマインダ呼び出しプロセスは、好ましくは、服薬スケジュールから導出される所定の時刻に薬剤を服用することをユーザまたは患者にリマインダするためのリマインダプロセスを始動する。服薬リマインダ呼び出しプロセスは、好ましくは、薬剤を問い合わせ、始動される服薬スケジュールに格納されているタイミングデータを抽出する、問い合わせプロセスを含む。服薬スケジュールは、好ましくは、患者が服用する処方薬と、処方薬を収容するための容器識別情報と、服用する予定時刻とを含む。

薬剤検証プロセスは、好ましくは、ＲＦＩＤ問い合わせセンサに規定された近接範囲内に配置された薬剤を含む容器の識別情報を検証することにより正しい薬剤を特定することを含む。容器は、好ましくは、容器識別情報を有するＲＦＩＤタグを含む。

正しい薬剤を特定するプロセスは、好ましくは、通信手段に対して感覚的に知覚可能な信号を生成することを含む。当該信号は、好ましくは、容器において検出された識別情報が服薬スケジュールによると処方薬に一致する場合に、容器の選択を有効にするか、容器において検出された識別情報が服薬スケジュールによると処方薬に一致しない場合に、容器の選択を無効化する。

処理手段は、好ましくは、温度取得プロセスを含む。温度取得プロセスは、好ましくは、
（ｉ）温度リマインダ呼び出しプロセスと、
（ｉｉ）温度較正プロセスと、
（ｉｉｉ）ユーザがシステムを温度測定のための正しい姿勢に合わせるよう指示を行う温度オリエンテーションプロセスと、
（ｉｖ）最適な測定精度を得るためにユーザの皮膚から正しい距離にシステムを配置するようユーザに指示を行う温度ポジショニングプロセスと、
（ｖ）温度読み取りプロセスと、
（ｖｉ）温度比較プロセスと、
（ｖｉｉ）温度アラートプロセスと、
（ｖｉｉｉ）温度取得イベントを記録するためのロギングプロセスのサブプロセスのうち、ひとつまたは複数を実行するようにプログラムされている。

温度リマインダ呼び出しプロセスは、好ましくは、温度スケジュールから導出された所定の時刻に自身の温度を測定することをユーザに思い出させるリマインダプロセスを始動する。リマインダプロセスは、好ましくは、対応する通信機構によって生成された特定の視聴覚的な合図を用いる。

温度較正プロセスは、好ましくは、温度測定の精度を保証するために赤外線温度センサをチェックすることを含む。チェックが失敗の結果を返した場合、特定の視聴覚的な合図が対応する通信機構によって生成され、失敗が記録され、温度測定が中止されることが好ましい。

温度オリエンテーションプロセスは、好ましくは、オリエンテーションの合図をユーザに提供することを含む。オリエンテーションの合図は、音声の合図および／または視覚的な合図であることが好ましい。オリエンテーションの合図では、両手で翼をつかみながら、くちばしがユーザに向くようにシステムを持ち上げ、システムが温度測定のための正しい姿勢となるよう、ユーザに指示することが好ましい。

温度ポジショニングプロセスは、好ましくは、視覚的な合図をユーザに提供することを含む。視覚的な合図は、最適な測定精度のため、自動的に赤外線センサが皮膚から正しい距離に配置されるよう、システムをユーザの額に向かい合う配置にすることをユーザに指示することが好ましい。

温度読み取りプロセスは、好ましくは、温度読み取りを開始し、分析方法によって安定した読み取りが得られたことが示されるまで、適切な方法によって得られたデータを継続的に分析することを含む。当該方法は、例えば、固定平均、移動平均、または線形回帰の手法を含む。

温度比較プロセスは、好ましくは、温度測定値を、低温、通常の温度および高温を示している、保存された設定点と比較し、対応する通信機構を介して適切な視聴覚的な合図を生成することを含む。

温度アラートプロセスは、好ましくは、適切な場合において、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、ＧＳＭまたはＳＭＳなどの機構を介し、親、保護者または臨床スタッフにアラートを提供することを含む。

イベントを記録するためのロギングプロセスは、
（ｉ）欠落したイベントを記録するための欠落イベント追跡プロセスと、
（ｉｉ）所定の回数にわたって欠落しているイベントについて、ユーザのためにカスタマイズされたアラートプロファイルに応じ、リモートの処理手段にアラート信号を送信するために、通信手段を呼び出すアラート機能と、
（ｉｉｉ）アラートプロファイルから欠落イベントのアラートフラグを取得し、欠落イベント追跡プロセスが得た欠落したイベントの数が当該アラートフラグと一致したときにアラート機能を始動するアラートプロファイル問い合わせプロセスとを含むことが好ましい。

ロギングプロセスは、好ましくは、服薬イベントの記録に使用することが可能であり、当該イベントは、医療的なイベントである。ロギングプロセスは、好ましくは、温度取得イベントの記録に使用することが可能であり、当該イベントは、温度取得イベントである。ロギングプロセスは、好ましくは、イベント中に作成されたひとつまたは複数のデータ項目を記録することを含む。記録されたデータ項目は、好ましくは、その後、臨床的な専門家によるレビューのために利用可能となる。服薬イベントの場合、ロギングプロセスは、薬剤が正しかったか否か、薬剤が誤っていたか否か、および／または薬剤を服用した時刻に関連するデータ項目の記録を含むことができる。温度取得イベントの場合、ロギングプロセスは、温度が測定された時刻および／または温度の測定値に関連するデータ項目の記録を含むことができる。

処理手段は、好ましくは、フラストレーションプロセスを含み、フラストレーションプロセスは、フラストレーションイベントにおいて、
（ｉ）フラストレーションプロセスが開始されたら、加速度計を繰り返し読み取る機能と、
（ｉｉ）ふたつの連続する測定値間における動きのｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸において、所定のしきい値を超える変化が検出されたか否かを判定する機能と、
（ｉｉｉ）上述の変化が検出された場合、ユーザに合図を提供する機能とを実行するようにプログラムされている。

加速度計は、好ましくは、約１００ミリ秒ごとに読み取られる。所定のしきい値は、好ましくは、約０．３単位である。合図は、視覚的な合図および／または可聴な合図を含むことが好ましい。視覚的な合図は、好ましくは、所定の持続時間の光パルスである。当該所定の持続時間は、好ましくは、約０．５秒である。可聴な合図は、好ましくは、そのような音声のライブラリよりランダムに選択された短い音声の形式である。

処理手段は、リマインダプロセスを含むことが好ましい。リマインダプロセスは、好ましくは、
（ｉ）通信手段を呼び出し、リマインダプロセスを始動する呼び出しプロセスの特定のタイプに関連した、対応する通信機構を生成するための視聴覚的な合図のセレクタと、
（ｉｉ）最初のリマインダから所定の時間内に応答がない場合、イベントがリマインドされることを示唆する感覚的に知覚可能な情報をアサートするよう、通信手段に信号を送信する時刻リマインダと、
（ｉｉｉ）必要に応じ、服薬リマインダまたは温度測定リマインダを示唆する感覚的に知覚可能な情報をアサートするよう、通信手段に信号を送信する服薬リマインダまたは温度測定リマインダとを含む。

処理手段は、好ましくは、鎮静プロセスを始動する。鎮静プロセスは、好ましくは、鎮静イベントにおいて、
（ｉ）光合図プロセスと、
（ｉｉ）音声合図プロセスと、
（ｉｉｉ）温度測定プロセスと、
（ｉｖ）高温検出プロセスと、
（ｖ）呼吸検出プロセスのサブプロセスのうち、ひとつまたは複数の実行するようにプログラムされている。

光合図プロセスは、好ましくは、システムの領域内の光源を所定の期間照明し、当該領域に向かって息を吹きかけるよう、ユーザに指示することを含む。光源は、所定の色を照らすことが好ましい。一例において、所定の色は、オレンジ色である。所定の期間は、好ましくは、約２秒である。ユーザは、可聴な合図によって「ろうそくを吹き消す」ようも指示されることが好ましい。

温度読み取りプロセスは、好ましくは、ほぼ連続的な周期に基づいて温度読み取りを開始し、規定の数の連続する測定値の移動平均を取ることを含む。温度の読み取りは、好ましくは、２０ミリ秒ごとに行われる。連続する読み取りの規定の数は、好ましくは、３０である。

高温検出プロセスは、好ましくは、規定の数の連続した測定において、平均温度の測定値が高いままであるか否かを判定し、判定が肯定的である場合に、少なくともひとつの合図を提供することを含む。合図は、好ましくは、光源を消すという形の視覚的な合図を含む。合図は、好ましくは、呼吸が検出されたことを示す可聴な合図を含む。連続測定値の所定数は、好ましくは、１００である。

呼吸検出プロセスは、好ましくは、呼吸イベントが発生したか否かを判定することを含む。呼吸イベントが検出されない場合、光源は、好ましくは、サイクルが繰り返される前に所定の期間消灯される。呼吸イベントが検出された場合、光源は、好ましくは、規定の係数で延長された期間において消灯され、当該サイクルが繰り返される。規定の係数は、好ましくは、１．５である。複数の連続的な呼吸イベントが検出され、サイクルにおける「オフ」期間がプリセット値に達した場合、当該期間の長さは当該プリセット値で維持され、それより増加しないことが好ましい。

処理手段は、好ましくは、音声検出および修正プロセスを呼び出し、ユーザによって話し声が生成されたことを検出する。音声検出および修正プロセスは、
言語的検出プロセスと、
検出された話し声に基づいて応答を生成する音声応答プロセスとを含む。

音声応答プロセスは、好ましくは、
（ｉ）話し声を検出するためのマイクロフォンの使用と、
（ｉｉ）マイクロフォンによって生成されたアナログオーディオ信号のデジタル形式への変換と、
（ｉｉｉ）受信時にデジタルオーディオ信号を補正する、リアルタイムの音声処理ソフトウェアの使用と、
（ｉｖ）補正されたオーディオ信号を再生するためのオーディオ構成要素の使用とを含む。

その他の実施形態において、音声応答プロセスは、検出された話し声の分析と、分析結果に関連する応答の生成とを含む。

処理手段は、モーションプロセスを含み、モーションプロセスは、
（ｉ）動きのｘ軸、ｙ軸およびｚ軸において、動きを計測するためのモーションセンサの使用と、
（ｉｉ）計測された動きの分析と、
（ｉｉｉ）適切な応答の生成とを含む。

モーションプロセスの好ましい一例は、穏やかな横揺れ運動に特徴的な運動特徴の検出と、睡眠に特徴的な視聴覚的な応答の生成とを含む。

処理手段は、好ましくは、触覚センサと相互作用するための触覚プロセスと、ゲームローダと、発光機能と、人工知能ならびに、インターネットを含む、各種の媒体を跨る通信によって、ハードウェアおよびソフトウェアのプラットフォームに実装することが可能なその他の各種の機能のうち、ひとつまたは複数を含む。

システムは、好ましくは、服薬イベントまたは温度取得イベントを記録しているロギングプロセスから得られた検出データを保存するための検出データ記憶領域を含む、データ記憶装置を備えている。検出データは、好ましくは、処理手段が通信手段から送信信号を受信することに応じ、通信手段による送信またはアップロードのために構成されている。データの保存および送信は、好ましくは、セキュアな保存および送信のための暗号化アルゴリズムの使用など、業界標準のセキュリティプロトコルに整合している。

データ記憶装置は、好ましくは、服薬スケジュールと、温度スケジュールと、呼吸テンプレートと、ユーザ向けにパーソナライズされ得るその他のスケジュールおよびテンプレートのうち、ひとつまたは複数を記憶するためのテンプレート記憶領域を含む。

外部筐体は、温度取得を対象とする目的のために、一定の距離を離れて配置されている突出部と、対面部とを含むことが好ましい。

本発明の別の側面によれば、ユーザのためのコンパニオンロボットとして機能する方法が提供される。当該方法は、
（ｉ）コンパニオンロボットおよびユーザが位置している環境を調べ、当該環境に関するデータを生成するステップと、
（ｉｉ）ユーザに関する情報を検出し、当該情報を含むデータを生成するステップと、
（ｉｉｉ）感覚的に知覚可能な情報でユーザとコミュニケーションをし、情報を含むデータで処理手段と通信をするステップと、
（ｉｖ）環境に関するデータおよびユーザについての情報によって、所定の機能を実行するステップとを含む。

本発明のさらなる機能および利点は、以下の好適な実施形態の詳細な説明によって、当業者に明らかにされる。

ここで、本発明の好適な実施形態は、添付の図面を参照ながら、例によってのみ示される。
図１は、本発明の一実施形態によるコンパニオンロボットの正面斜視図である。 図２は、図１に示したコンパニオンロボットの背面斜視図である。 図３は、図１に示したコンパニオンロボットの正面図である。 図４は、図１に示したコンパニオンロボットの左側面図である。 図５は、図１に示したコンパニオンロボットの背面図である。 図６は、図１に示したコンパニオンロボットの右側面図である。 図７は、図１に示したコンパニオンロボットの上面図である。 図８は、図１に示したコンパニオンロボットの底面図である。 図９は、図１に示したコンパニオンロボットとそのための充電ドックの分解斜視図であり、コンパニオンロボットと充電ドックとを構成する主要な構成要素を示している。 図１０は、図１のコンパニオンロボットのハードウェアアーキテクチャを示す概略的なブロック図である。 図１１は、図１に示したコンパニオンロボットの基本的な原理を示す図である。 図１２は、図１１に示した基本的な原理に関連した特定の応用向けのカスタマイズ例を示す図である。 図１３は、図１に示したコンパニオンロボットによって実行される好適な主要機能を呼び出す起動ルーチンおよび主制御ループを示すフローチャートである。 図１４は、図１に示したコンパニオンロボットの任意的な「鎮静および呼吸」機能を実装するために実行される処理を示すシーケンスフローチャートである。 図１に示したコンパニオンロボットの任意的な「温度測定」機能を実装するために実行される処理を示すシーケンスフローチャートである。 図１６は、図１に示したコンパニオンロボットの任意的な「服薬コンプライアンス」機能を実装するために実行される処理を示すシーケンスフローチャートである。 図１７は、図１に示したコンパニオンロボットの任意的な「夜間照明」機能を実装するために実行される処理を示すシーケンスフローチャートである。 図１８は、図１に示したコンパニオンロボットの任意的な「音声とストーリー」機能を実装するために実行される処理を示すシーケンスフローチャートである。 図１９は、図１に示したコンパニオンロボットの任意的な「おしゃべり」（’babble speak’）機能を実装するために実行される処理を示すシーケンスフローチャートである。 図２０は、図１に示したコンパニオンロボットの任意的な「アウチ応答」機能を実装するために実行される処理を示すシーケンスフローチャートである。 図１に示したコンパニオンロボットの任意的な「ウェイクアップシーケンス」機能を実装するために実行される処理を示すシーケンスフローチャートである。 図２２は、メイン制御ループから呼び出されたときの温度測定機能の動作を示すフローチャートである。 図２３は、メイン制御ループから呼び出されたときにおける常夜灯／更新機能の動作を示すフローチャートである。 図２４は、メイン制御ループの一部として、スイッチポーリングが実行される方法を示すフローチャートである。

本発明の好適な実施形態は、ユーザにサービスを提供し、ローカルな環境に関するデータおよび情報をロボットおよびユーザに収集し、ユーザおよびリモートの処理手段と通信するように機能するコンパニオンロボットを対象としている。

ここで、ユーザは、児童または延長治療および治療を受けているその他の患者であり得る。ユーザは、病院などのヘルスケアサービスおよび医療従事者によって充分にサポートされている環境と、家庭などのヘルスケアサービスおよび医療従事者によって充分にサポートされていない環境とを含む、複数の異なる環境に置かれている可能性がある。一例として、「腫瘍学」の応用がありうる。しかし、本発明は、広範囲のユーザ、環境、および代替的な応用に適用可能であると解される。

本発明の好適な実施形態では、特に治療を受けている児童へのアピールを行うために、コンパニオンロボット１１を赤ちゃんペンギンの形態に特徴付けしている。コンパニオンロボットは、任意の形態をとることができると解される。さらに、ユーザがコンパニオンロボットの外観をカスタマイズできるよう、多数の異なる外部筐体または筐体部品を用意してもよい。

図１〜図９で示されているように、赤ちゃんペンギンの形態を採用しているため、ロボット１１は、ペンギンの頭部を模した一体的な頭部１５を有する、ほぼ卵型の本体１３と、ペンギンの翼を模している広がった側面部１７と、ペンギンの脚を模しており、それによってロボットが直立することを可能にする平坦な基部１９と、ペンギンの前方部および側面部を模したフロントシャーシ２１ａおよびリアシャーシ２１ｂとを含む。

頭部１５は、赤ちゃんペンギンのくちばしを模した突起部２５を含む。頭部１５は、突起部２５の直下に配置された凹部２７も含み、赤ちゃんペンギンの口を模している。

前部および後部のシャーシ２１は、ロボット１１の様々な内部構成要素を収容する本体１３の外部筐体を形成するために、周方向で同一平面上にあり、突出した側面部１７と、頭部１５と、基部１９とを貫いている中心線２３に沿って互いにロック留めされる、外殻の半分のふたつの部分を構成している。

それぞれのシャーシ２１は、ロボットの取り扱い時に生じる触力に対してある程度の弾力性と応答性を提供するために、柔軟な材料で作られた複数の区切られた皮をシャーシ２１の表面に組み込んでいる。これらの皮は、破線２９および所定の部品で区切られた本体の領域をまたがっている。

所定の部品は、具体的には、光拡散板フェイスプレート３１と、ボタン膜３３と、制御パッド３５と、背面ラベルパッドおよびスピーカー３７と、シャーシ２１内に配置されたスピーカー４２のためのスピーカパネル４１を有する充電ベース３９とを含む。制御パッド３５は、好ましくは、様々な異なる目的のためにプログラム可能な容量性のタッチスイッチである。説明される実施形態において、制御パッドは、ボリューム調整および温度測定のために使用される。ボリューム調整をする場合、所望のボリュームを大きくしたり、小さくしたりするために、パッドをタッチすることができる。温度測定をする場合、温度測定の読み取りを開始するために、パッド周辺の領域が点灯する。そして、コントロールパッドは、パッドの両方が同時にタッチされたとき、すなわち、装置が正しい向きで保持されていることを検出し、温度測定を行う。制御パッド３５は、ロボットの位置決めおよび方向決めのために、ユーザに他の視覚的な合図を提供してもよい。

フェイスプレート３１は、（ｉ）ＲＦＩＤ（radio frequency identification）センサ４５を組み込んだ突起部２５と、（ｉｉ）ＲＦＩＤタグスロット４７を組み込んだ凹部２７とともに、赤外線センサ４３を含む。ＲＦＩＤタグスロット４７は、スロット４７への選択的な挿入を行うためのＲＦＩＤタグ５１を含む。ＲＦＩＤタグスロット４７は、特に、データまたは情報の搬送波４９を受信する大きさであり、データまたは情報の搬送波４９を受信するように設計されている。

ボタン膜３３は、対応するスイッチ５３を操作する複数の入力ボタンを含み、音楽機能ボタン５５と、おしゃべり(babble)／録音ボタン５７と、ストーリー機能ボタン５９と、ライブラリバックボタン６１と、ライブラリスキップボタン６３とを含んでいる。

充電ベース３９は、充電ドック６７の一部を形成する充電モジュール６５に接触する接触パネル（図示せず）を含む。充電モジュールは、誘導充電器またはプラグなどの機械的な接続部であってもよい。

コンパニオンロボット１１のシャーシ２１は、さらに中央処理装置（ＣＰＵ）７１を含む処理手段を備えている。中央処理装置７１は、ＣＰＵおよび関連する部品７５をマウントしているプリント基板上の物理的なインタフェース回路を使って、上述のように、様々なセンサおよびボタンに接続されている。

通信処理回路７７を含む通信手段は、様々な入出力部品と、ＣＰＵ７１に接続されている。様々な入出力部品は、上述のセンサと、ボタンと、スピーカー４２とを含む。

ＣＰＵ７１と、通信処理回路７７と、適切な周辺機器とを含む各種の回路は、バッテリ７９より電力供給を受ける。

説明される様々な構成要素は、ユーザにサービスを提供するコンパニオンロボット１１として機能するシステムを形成する。本実施形態において、ユーザは、病状を有する患者および当該病状に関し患者を治療することに関わる医療従事者であるものとする。好適な実施形態において、患者は、児童であるが、患者は、どのような年齢であってもよい。これにより、コンパニオンロボット１１は、ロボットと患者のローカルな環境に関するデータおよび情報を収集するように機能し、患者にアピールし、患者との交流を喚起する方法で患者とコミュニケーションをとり、ロボットを支援するリモートの処理手段と通信する。

この目的を達成するために、システムには図１０に示したようなハードウェアアーキテクチャを含む。

本実施形態におけるシステムの一部を形成する周辺機器は、コンパニオンロボットおよび患者が配置されている環境を調べ、環境に関するデータを生成するように構成された複数のセンサを含むように準備されている。また、周辺機器は、患者に関する情報を検出し、当該情報を含むデータを生成するように構成されている。

通信手段は、感覚的に知覚可能な情報を含む様々な情報およびデータを通信するように構成されている。通信手段は、感覚的に知覚可能な情報で患者とコミュニケーションをする。また、通信手段は、情報を含むデータでリモートの処理手段と通信する。

処理手段は、
（ｉ）センサよりデータを受信し、
（ｉｉ）センサより情報を抽出するために当該データを処理し、当該情報によって規定の機能を実行し、
（ｉｉｉ）通信を行うために、通信手段に出力した情報および出力データを供給するように構成されている。

センサは様々な形態をとる。センサは、見通し内にある物体の表面とシステムに関連付けられた距離センサの位置との間の距離を決定するための距離センサを含んでもよい。

システムの外部筐体の周囲の環境温度を判定するために、温度センサが含まれていてもよい。

モーションセンサが含まれていてもよい。モーションセンサは、加速度計と、速度計と、ジャイロスコープと、全地球測位システム（ＧＰＳ）のうち、ひとつまたは複数を含みうる。

ＲＦＩＤセンサ４３は、ＲＦＩＤタグ５１をスロットに挿入することによって、ＲＦＩＤタグ５１がＲＦＩＤセンサ４３より所定の近接範囲内に持ち込まれたときに、システムに関連付けられたリモートのＲＦＩＤタグ５１を検出し、問い合わせをするための問い合わせセンサである。

皮は、外部の物体が筐体２１に所定の態様で接触したことを判定するための触覚センサの上を覆っている。触覚センサは、ＣＰＵを含むすべての処理手段が複数の規定された機能を実行するために、適切な周辺機器によって、ＣＰＵ７１に接続されている。これらの機能は、下記を含むソフトウェアプロセスによって実行される。
（ｉ）システムをユーザに関連付けるために呼び出される初期化プロセス。初期化プロセスは、始動可能な音声認識システムを含む。音声認識システムは、ユーザの音声を認識し、応答し、適応するように準備されている。
（ｉｉ）ローカルでシステムに供給される電力を提供するために、システムに備えられているバッテリを充電するために呼び出される再充電プロセス。再充電プロセスは、システムがリモートの電源に接続されているときに始動可能となる。
（ｉｉｉ）リモートＲＦＩＤタグを有する物体を識別し、当該物体に関連し規定の処理機能を実行するために、ＲＦＩＤ問い合わせセンサによって呼び出されるＲＦＩＤ問い合わせプロセス。

通信手段は、下記を含む、複数の通信機構を含む。
（ｉ）筐体の異なる部位を照らすために配置された光を含む光源。光源は、ひとつまたは複数のＬＥＤと、ＬＥＤのアレイと、液晶画面と、液晶画面のマトリックスと、有機ＥＬ画面と、有機ＥＬ画面のマトリックスと、ランプのうち、ひとつまたは複数を含む。
（ｉｉ）複数の合成された音声および録音された音声。
（ｉｉｉ）振動発生器またはモータを含む、動作機構。
（ｉｖ）システムによって収集されたデータおよび情報をシステムに比較的近接した範囲内のスマートな端末装置に通信し、スマートな端末装置からシステムのデータおよび情報を受信するための無線機器。

それぞれの通信機構は、処理手段の関連するプロセスによって個別に始動することができる。

処理手段は、服薬コンプライアンスプロセスを含む。服薬コンプライアンスプロセスは、服薬イベントにおいて所定の機能を実行するようにプログラムされたサブプロセスを含む。これらのサブプロセスは、
（ｉ）服薬スケジュールから導出された所定の時刻に服薬することをユーザに促すためのリマインダプロセスを始動する、服薬リマインダ呼び出しプロセス。この服薬リマインダ呼び出しプロセスは、薬剤を問い合わせ、服薬スケジュールに格納されているタイミングデータを抽出するための服薬スケジュール問い合わせプロセスを含む。
（ｉｉ）ＲＦＩＤ問い合わせセンサの所定の近接範囲内に配置された薬剤を含む容器の識別子を検証することによって正しい薬剤を識別する、薬剤検証機能。
（ｉｉｉ）検出された容器の識別子が服薬スケジュールに基づき容器について処方された薬剤と一致する場合に容器の選択を有効化するか、容器の検出された識別子が服薬スケジュールに基づき容器について処方された薬物と一致しない場合に容器の選択を無効化する、感覚的に知覚可能な信号を通信手段で生成するための正しい薬剤を特定する機能。
（ｉｖ）服薬イベントを記録するロギングプロセス。

服薬スケジュールには、ユーザが服用する処方薬と、処方薬を収容するため容器の識別子と、処方薬の服用予定時刻とが含まれる。

処理手段は、コンパニオンロボット１１を市場にあるその他の玩具と差別化する主たる特徴のひとつである温度チェック機能によって実装される温度測定プロセスを含む。処理手段は、病院のネットワークに接続されたリモートの処理手段と温度データを通信できるよう、スマートフォンのアプリとのインタフェースを含む。温度測定プロセスは、温度取得イベントにおいての機能を実行するようにプログラムされている。機能は、下記を含む。
（ｉ）対応する通信機構によって生成された特定の視聴覚的な合図を使い、温度スケジュールから導出された所定の時刻に温度を測定するようユーザにリマインドするリマインダプロセスを始動するための温度リマインダ呼び出しプロセス。
（ｉｉ）温度測定の精度を保証するために赤外線温度センサがチェックされる較正イベントを開始する。較正テストが失敗した場合、対応する通信メカニズムによって特定の視聴覚的な合図が生成されて失敗がログに記録され、温度測定は、中止される。
（ｉｉｉ）ロボットが温度測定のために正しい向きになるよう、両手で翼をつかんでロボットを持ち上げさせるために、ユーザに視聴覚的な合図を提供する。
（ｉｖ）自動的に赤外線センサが皮膚から正しい距離に配置され、最適な測定精度となるよう、ロボットのくちばしがユーザの額に向いて配置されるようにするための視覚的な合図を提供する。
（ｖ）温度の測定を開始し、安定した測定値が得られたことが分析手法によって示されるまで、適切な手法（たとえば、固定平均、移動平均、線形回帰）によって継続的にデータを分析する。
（ｖｉ）低温、通常の温度および高温を示す保存された設定点における温度の測定と、対応する通信機構を介した適切な視聴覚な合図の生成。
（ｖｉｉ）適切な場合において、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ、ＧＳＭ、ＳＭＳなどの機構を介して、親、保護者、または臨床スタッフにアラートを提供する。
（ｖｉｉｉ）温度取得イベントをログに記録するためのログイベントを呼び出す。

温度チェック機能は、図１５に示したフローチャートに基づき、ソフトウェアによって実装される。詳細な温度測定機能は、図２２に示したフローチャートにしたがい、主制御ループから呼び出されたとき、温度チェック機能によって提供される。

ロギングプロセスは、臨床医が病院外で何が発生しているかを確認し、患者の進捗および状態をより正確に把握し、理解するために、現実世界における薬剤のデータログを提供する、服薬コンプライアンス機能によって実装される。ロギングプロセスは、
（ｉ）欠落した服薬イベントまたは温度取得イベントを記録するための欠落イベント追跡プロセスと、
（ｉｉ）所定の回数にわたって欠落している服薬イベントまたは温度取得イベントにおいて、ユーザのためにカスタマイズされたアラートプロファイルに応じ、リモートの処理手段にアラート信号を送信するために、通信手段を呼び出すアラート機能と、
（ｉｉｉ）アラートプロファイルから欠落イベントのアラートフラグを取得し、欠落イベント追跡プロセスが得た欠落イベント数が当該アラートフラグと一致したときにアラート機能を始動する、アラートプロファイル問い合わせプロセスとを含む。

服薬コンプライアンスプロセスは、図１６に示したフローチャートに基づき、ソフトウェアによって実装される。

処理手段は、フラストレーションイベントにおいて、機能を実行するようにプログラムされているフラストレーションプロセスを含む。本実施形態において、フラストレーションプロセスは「アウチ」応答（’ouch’ response）呼ばれ、フラストレーションプロセスは、ユーザが耐えている苦痛をノーマライズし、ユーザがコンパニオンロボットにいくらかの「痛み」を与えることを可能にする単純な機能である。ユーザは、各種の手術および医療処置を受けているとき、いらだっており、無力であることが多いからである。

アウチ応答によって実行される機能は、下記の通りである。
（ｉ）フラストレーションプロセスが始動したら、１００ミリ秒毎に加速度計を読み取る。
（ｉｉ）ふたつの連続する測定値の間の動きのｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸で、約０．３単位の所定のしきい値を超える変化が検出されたか否かを判定する。
（ｉｉｉ）もし該当する変化が検出された場合、０．５秒の所定の持続時間の光パルスの形をとった視覚的な合図と、そのような音声のライブラリからランダムに選択された短い音声の形で可聴的な合図とを提供する。

本実施形態におけるアウチ反応は、図２０に示したフローチャートフローチャートに基づき、ソフトウェアによって実装される。

処理手段は、リマインダプロセスを含む。リマインダプロセスは、
（ｉ）通信手段を呼び出し、リマインダプロセスを始動する呼び出しプロセスの特定のタイプに関連した、対応する通信機構を生成する、視聴覚的な合図のセレクタと、
（ｉｉ）最初のリマインダから所定の時間内に応答がないときに、イベントがリマインドされていることを示唆する、感覚的に知覚可能な情報をアサートするよう、通信手段に信号を送る、アピーリング時間リマインダと、
（ｉｉｉ）適切な服薬リマインダまたは温度測定リマインダを示す、感覚的に知覚可能な情報を特定するために通信手段に信号を送る、アピーリング服薬リマインダまたはアピーリング温度測定リマインダとを含む。

処理手段は、さらに、患者がリラックスし落ち着くために呼吸に集中することを促す、鎮静および呼吸機能として知られている鎮静プロセスを呼び出す。この機能は、ユーザの呼吸能力に適応し、ユーザの呼吸能力を拡大する能力によって、ストレスの多い状況または、例えば、健康およびマインドフルネスなどのリメディアルセラピーの支援に使用することができる。基本的に、鎮静プロセスは、鎮静イベントにおいて下記の機能を実行するようにプログラムされている。
（ｉ）光合図プロセスを開始する。光合図プロセスでは、対応する所定の期間、顔の領域のライトが所定の色で発光する。対応する所定の期間は、例えば、２秒間である。所定の色は、本実施形態では、オレンジ色である。ユーザには、例えば、ロボットに「ロウソクを吹き消して」と言わせて、ロボットの顔の領域に息を吹きこむことが促される。
（ｉｉ）ほぼ連続的であり、周期的な２０ミリ秒毎の温度測定を開始し、本実施形態では、３０である、所定数の連続した測定値の移動平均を求める。
（ｉｉｉ）本実施形態では、１００個である、所定の連続した測定値において平均温度が高いままであるか否かを判定し、平均温度が高いままであれば、所定の色（例えば、オレンジ色）の顔のライトをオフにすることによって視覚的な合図を提供し、さらに息が検出されたことを示す聞き取り可能な合図を提供する。
（ｉｖ）呼吸イベントが検出されない場合、所定の色である、オレンジ色の顔のライトが、例えば、２秒間の対応する期間消灯され、当該サイクルが繰り返される。
（ｖ）呼吸イベントが検出された場合、所定の色である、オレンジ色の顔のライトがオフのままである期間の長さは、例えば、１．５である、所定の係数で増加し、当該サイクルが繰り返される。
（ｖｉ）いくつかの連続する呼吸イベントが検出され、サイクルの「オフ」期間がプリセットされた値に達する場合、この期間の長さはこのプリセット値のままとなり、それ以上増加しない。

鎮静および呼吸機能のためのソフトウェアプロセスが実装される方法を示したフローチャートは、図１４に示されている。

処理手段は、ユーザが単語またはフレーズを話したことを検出するために、音声検出および補正プロセスを呼び出す。音声検出および補正プロセスは、言語学的検出プロセスと、音声応答プロセスとを含む。音声応答プロセスは、供給された音声入力に基づいた応答を生成する。

音声応答プロセスは、音声を検出するためにマイクを使用し、適切なシステムを使用して、マイクによって生成されたアナログオーディオ信号をデジタル形式に変換する。

また、音声応答プロセスは、リアルタイムの音声処理ソフトウェアを使用して、受信時にデジタルオーディオ信号を補正する。さらに、音声応答プロセスは、サウンドカード、オーディオアンプ、スピーカーなどの適切なシステムを使用して、変更されたオーディオ信号を再生する。

処理手段は、モーションプロセスを含む。モーションプロセスは、
（ｉ）動きのｘ軸、ｙ軸およびｚ軸において、動きを計測するためのモーションセンサの使用と、
（ｉｉ）計測された動きの分析と、
（ｉｉｉ）適切な応答の生成とを含む。

一例として、穏やかな横揺れ運動に特徴的な運動特性の検出と、睡眠に特徴的な視聴覚的な応答の生成がある。もうひとつの例は、ロボットが素早く持ち上げられたことまたは動かされたことを検出し、ロボットが「シューッ」という音声（'whooshing’ sound）で応答することである。アウチ応答を実装するためにモーションプロセスを使うことができる。モーションプロセスは、加速度計を使ってロボットの突然の動きまたはロボットに加えられた力を検出することができる。さらに他の例は、レーシングゲームのための速度計および／またはＧＰＳデバイスの使用、かくれんぼのためのＧＰＳの使用およびオリエンテーションタイプ(orientation-type)ゲームのためのジャイロスコープの使用を含むことができる。

処理手段は、さらに、触覚センサと相互作用するための触覚プロセスと、ゲームローダと、発光機能と、人工知能を使いインターネットを含む各種のメディア間で通信を行うハードウェアおよびソフトウェアのプラットフォーム上に実装することができるその他の各種の機能を含む。

システムは、服薬イベントまたは温度取得イベントを記録するロギングプロセスから得られた検出データを保存するための検出データ記憶領域を含むセキュアなデータ記憶装置を含む。それにより、検出データは、通信手段から処理手段が送信信号を受信した応答として、送信またはアップロードを行えるように構成されている。

データ記憶装置は、服薬スケジュール、温度スケジュール、呼吸テンプレート、およびユーザに合わせてカスタマイズされた他のテンプレートを保存するためのテンプレート記憶領域を含む。データの記録および送信は、セキュアな記録と送信のための暗号化アルゴリズムの使用など、業界標準のセキュリティプロトコルに整合している。

外部筐体は、温度取得の目標を定めるために、所定の距離を離れて配置された突出部と対面部とを含む。

図面は、その他のプロセスおよび機能がいかに実装されているかを説明するフローチャートを示している。これらは、図１７に示す夜間照明機能と、図１８に示す音声およびストーリー機能と、図１９に示すおしゃべり（babble speak）機能と、図２１に示すウェイクアップシーケンスとを含む。

夜間照明機能は、典型的には、業界標準の暗号化を使って大量のデータ転送が発生したときに、コンパニオンロボットが実行する重要な機能である。また、ソフトウェアは、このときに人工知能に基づくアップデートを行うことができるため、コンパニオンロボットは、患者の特徴および性格に応じて適応し、進化できるよう、学習をすることができる。この適応および進化は、プレイされたゲームおよびプレイの習熟度、リストされた音楽、聴かれたストーリー、複数のやりとりを完了した一日における時刻、患者の活動性など、患者との交流の性質を監視することを含むことができる。それにより、コンパニオンロボットは、患者がすでに行っているのと同様の種類の新しいゲーム、音楽、ストーリー、活動を提供することができるよう、進化することができる。夜間照明機能によって提供されるアップデート機能は、図２３に示したフローチャートに基づいて実装される。

スピーカーまたは一対のヘッドフォンと相互作用をする音声およびストーリーのプロセスによって音声およびストーリーの機能を楽しむことが可能である。これらの機能は、伝統的な個人用携帯音楽デバイスと類似しており、ボタン膜３３によって提供されるボタンによって、ボリュームおよび選択などが実現される側面を有する。

おしゃべり機能は、コンパニオンロボット１１に話しかけられた用語およびフレーズの聞き取り可能な反復をユーザに提供する。この機能は比較的単純であり、聞き取りと反復のやりとりによって動作し、時間の経過とともにロボットは、患者の声に適応し、独特のトーンとキャラクタを発達させる。

ウェイクアップシーケンスにより、朝、穏やかに起床することが可能になり、ユーザは、必要な治療または服薬スケジュールに適合したウェイクアップ時間を開始することができる。

サービスを提供するコンパニオンロボットとして機能するためにシステムが採用する全体的な方法は、基本的に以下を含む。
（ｉ）コンパニオンロボットおよび患者が配置されている環境を調べ、環境に関するデータを生成する。
（ｉｉ）ユーザに関する情報を検出し、当該情報を含むデータを生成する。
（ｉｉｉ）感覚的に知覚可能な情報でユーザとコミュニケーションをし、情報を含むデータで処理手段と通信をする。
（ｉｖ）環境に関するデータおよびユーザに関する情報を使って所定の機能を実行する。

本実施形態による上述のシステムを使って方法を実装するための起動ルーチンおよび主制御ループを示すフローチャートは、図１３に示されている。さらに、スイッチポーリングルーチンを主制御ループのサブルーチンとして実装するためのフローチャートは、図２４に示されている。

図１１は、コンパニオンロボットの基本的な原理を示した図である。これらは、感情、デザイン、人工知能、医療機器および臨床インタフェースを含む。基本的な原則は、ユーザごとにカスタマイズすることが可能である。図１２では、感情がエンパワーメントと、キャラクタと、仲間意識とを含む。デザインが存在感と、三次元感知性と、友好性と、経済性とを含んでいる。人工知能が関わり合い（engage）および進化（evolution）と、スマートな応答と、データ合成とを含んでいる。医療機器が検証済みセンサと、堅牢と、規制とを含んでいる。臨床的インタフェースは、温度と、薬剤と、鎮静化とを含んでいる。

エンパワーメントの原理は、患者に自分の治療の複数の側面に対する責任と、コンパニオンロボットに何が起こるかを指示する能力を与えることを目的としている。

キャラクタの原理は、患者自身の好みに基づき、例えば、歌、音楽、ゲームの選択などの特徴を発展させることによって提供される。

仲間意識の原理は、コンパニオンロボットが堅牢でポータブルであり、患者と一緒にどこにでも行き、ストレスのある時期に患者を落ち着かせることによって提供される。

存在感の原理は、システムの適応力を通じて提供され、各時点におけるすべての感覚に寄与する。

三次元感知性は、スマートフォンやタブレットなどの本質的に二次元のデバイスでは利用できない、豊かな種類のユーザとの交流および経験を提供する。

友好性は、音声およびタッチを介したユーザの入力に対する親しみやすい音声の応答および視覚的な応答によって提供される。

経済性は、標準構成要素の製造と使用のための堅牢な設計によって達成される。

関わり合いおよび進化の概念は、患者のニーズの変化に応じて進化する各種のストーリー、音楽、ゲームを通じて提供される。例えば、患者のニーズの変化にしたがって、新しいストーリーおよび音楽、または、より高いゲームレベルのロック解除がある。

スマートな応答は、例えば、音声または視覚の応答の性質がユーザとの対話の性質に適応していくことによって発生する。

データ合成は、温度および服薬コンプライアンスなどの臨床データの長期にわたる正確で信頼できる報告を実現する。

よく開発されたハードウェアプラットフォームおよび堅牢なソフトウェアライブラリを含む実績のある技術のセンサを使うことにより、臨床的に関連するデータの正確な測定を行うことができる。

ハードウェアとソフトウェアの要素を含む堅牢な設計により、コンパニオンロボットはどこにでも患者に同行し、継続して重要な役割を果たすことが可能となる。

コンパニオンロボットおよび関連するドキュメントは、測定機能付きのクラス１医療機器の規制要件を満たす。

非接触赤外線センサを使った患者が温度測定を実行することができる。非接触赤外線センサは、迅速かつ簡単な測定を実現し、介護者および臨床チームへの無線で報告をする。

服薬コンプライアンスは、ＲＦＩＤの技術を使うことによって判定される。

鎮静機能は、患者の呼吸数を安定したレベルまで低下させる没入型の体験を提供するために温度検出および視聴覚的な合図の組み合わせを使う。

有利なことに、本発明は、記載されたヘルスケア用途において大きな利益を提供する多くの重要な要素を提供することができる。これらは、臨床測定を実行する能力と、患者のエンパワーメントと、堅牢性と、患者による購入を可能にするための経済性と、仲間意識と、補完的な人格を通した関わり合いと、ゲームと、ストーリーおよび音楽と、鎮静化と、患者およびその家族のストレスの緩和と、介護者および家族および臨床医および患者の間のコミュニケーションの提供とを含む。さらに有利なことに、プラットフォーム技術は広範囲の応用に適用可能である。

本発明の範囲は、実施形態の特定の説明に限定されず、説明された実施形態は単なる例示であり、記載された特徴の変更および異なる組み合わせが本発明の一部を形成する新しい実施形態を構成し、本発明の思想および範囲に整合していると解されるべきある。

＜解釈＞
特に断りのない限り、本明細書全体を通じ、「処理」、「演算」、「計算」、「判定」、「分析」などの用語を使用する説明は、コンピュータまたはコンピュータシステムまたは類似した電子的な演算装置の動作および／または処理を示していると解されるべきである。コンピュータまたはコンピュータシステムまたは類似した電子的な演算装置は、物理量として表されているデータを、同様に物理量として表されるその他のデータに操作および／または変換する。

同様に、「コントローラ」または「プロセッサ」という用語は、例えば、レジスタおよび／またはメモリにある電子データを処理し、当該電子データを、例えば、レジスタやメモリに保存できるその他の電子データに変換する任意の装置または装置の一部を指す。「コンピュータ」または「コンピューティングマシン」または「コンピューティングプラットフォーム」には、ひとつまたは複数のプロセッサを含むことができる。

本明細書で説明した方法は、一実施形態では、コンピュータが読み取れる（機械可読ともよばれる）コードを受理するひとつまたは複数のプロセッサに実行させることができる。コードは、ひとつまたは複数のプロセッサによって実行されたときに説明された方法の少なくともひとつを行う命令のセットを含む。実行される動作を特定する（シーケンシャルまたはそれ以外の）命令セットを実行できる任意のプロセッサが含まれる。

よって、ひとつの例として、ひとつまたは複数のプロセッサを含む典型的な処理システムがある。それぞれのプロセッサは、ＣＰＵ、グラフィックスプロセッシングユニット、およびプログラム可能なＤＳＰユニットのうち、ひとつまたは複数を含むことができる。処理システムは、メインＲＡＭおよび／またはスタティックＲＡＭおよび／またはＲＯＭを含むメモリサブシステムをさらに含むことができる。構成要素間の通信用にバスサブシステムが含まれていてもよい。処理システムは、さらに、ネットワークによって結合されたプロセッサを備える分散処理システムであってもよい。処理システムがディスプレイを必要とする場合、例えば、液晶ディスプレイ（LCD）またはブラウン管（CRT）など、そのようなディスプレイが含まれてもよい。手動のデータ入力が必要な場合、処理システムは、キーボードなどの英数字入力ユニット、マウスなどのポインティングコントロールデバイスなどの入力装置も含む。

本明細書で使用されるメモリユニットという用語は、文脈から明らかであり、特に明記しない限り、ディスクドライブユニットなどのストレージシステムも包含する。一部の構成の処理システムは、音声出力デバイスとネットワークインタフェースデバイスを含むことができる。したがって、メモリサブシステムは、ひとつまたは複数のプロセッサによって実行されると、本明細書に記載の方法のひとつまたは複数を実行させる命令のセットを含むコンピュータが読み取り可能なコード（例えば、ソフトウェア）を有するコンピュータが読み取り可能なキャリア媒体を含む。方法が複数の要素、例えば、複数のステップを含む場合、特に明記しない限り、そのような要素の順序は、暗示されないことに留意すべきである。ソフトウェアは、ハードディスクに存在してもよく、またはコンピュータシステムによる実行中に、ＲＡＭ内および／またはプロセッサ内に完全に、または、少なくとも部分的に存在してもよい。したがって、メモリおよびプロセッサも、コンピュータが読み取り可能なコードを有するコンピュータが読み取り可能なキャリア媒体を構成する。

本明細書を通した「一実施形態」、「一部の実施形態」または「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が本開示の少なくともひとつの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体の様々な位置における「一実施形態では」、「一部の実施形態では」または「ある実施形態では」という語句の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定の機能、構造、または特徴は、ひとつまたは複数の実施形態において、本開示から当業者には明らかなように、任意の適切な方法で組み合わせることが可能である。

以下の特許請求の範囲および本明細書の説明において、「備える」（comprising）、「を備える」（comprised of）、または、「備えている」(which comprises)のうち、任意の用語は、少なくとも後続する要素／特徴を含むが、他のものを除外しないことを意味する、オープンな用語である。したがって、請求項で使用される場合、「備える」の用語は、それ以降に列挙される手段または要素またはステップに限定されると解釈されるべきではない。例えば、ＡとＢとを備える装置の表現の範囲は、要素ＡおよびＢのみからなる装置に限定されるべきではない。「含む」(including)または「含んでいる」(which includes)または「含んでいる」(that includes)のうち、任意の用語もオープンな用語であり、少なくとも当該用語に続く要素／機能を含むことを意味し、他のものを除外するものではい。したがって、「含む」(including)は、「備える」(comprising)ことと同義であり、「備える」ことを意味している。

上記の本開示の例示的な実施形態の説明では、本開示を簡素化し、ひとつまたは複数の発明的側面の理解を助ける目的で、本開示の複数の特徴が単一の実施形態、例えば、図またはその説明で一緒にまとめられている場合があると理解される。ただし、この開示方法は、クレームがそれぞれのクレームに明示的に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映していると解釈されるべきではない。むしろ、下記の特許請求の範囲に反映されているように、上述で開示されたひとつの実施形態のすべての機能よりも少ないものに発明的側面がある。したがって、詳細な説明に続く請求項は、この詳細な説明に明示的に組み込まれており、それぞれの請求項は、本開示の別個の実施形態として独立している。

さらに、本明細書で説明される一部の実施形態は、他の実施形態に含まれる他の特徴を含まないが、異なる実施形態の機能の組み合わせは、本開示の範囲内であり、当業者によって理解されるように異なる実施形態を形成することを意味する。例えば、以下の請求項では、クレームされた実施形態のいずれも、任意の組み合わせで使用することが可能である。

本明細書で提供される説明では、具体的な詳細が多数示されている。しかしながら、本開示の実施形態は、これらの特定の詳細なしで実施されうることが理解される。他の例では、この説明の理解を不明瞭にしないために、周知の方法、構造、および技術が詳細に示されていない。

同様に、請求項において使用される場合、結合されたという用語は、直接の接続のみに限定されると解釈されるべきではないことに留意するべきである。「結合された」、「接続された」、「添付された」、および／または「連結された」という用語は、それらの派生語とともに使用することができる。これらの用語は、互いの同義語として意図されていないことが理解されるべきある。したがって、装置Ｂに結合された装置Ａの表現の範囲は、装置Ａの出力が装置Ｂの入力に直接接続されているデバイスまたはシステムに限定されるべきではない。これは、Ａの出力とＢの入力との間にパスがあり、パスは、他の装置または手段を含みうることを意味している。「結合」とは、２つ以上の要素が物理的、電気的、または光学的に直接接触していること、または２つ以上の要素が互いに直接接触していないが互いに協働するか、相互作用していることを意味しうる。対照的に、構成要素が他の構成要素に「直接結合」、「直接接続」、および／または「直接連結」されているという場合、介在する要素は、存在しない。

本装置、システムおよび方法の複数な側面は、ひとつまたは複数の例示的な実施形態を参照して示すことができる。本明細書で使用される「例示的」という用語は、「例、事例または説明としての役割を果たす」ことを意味し、必ずしも本明細書で開示される他の実施形態よりも好適または有利であると解釈されるべきではない。

このように、本開示の好適な実施形態であると考えられるものを説明したが、当業者は、本開示の思想から逸脱することなく、他の更なる修正がそれになされうることと、そのようなすべての変更および修正は、本開示の範囲内にあることを認識するであろう。例えば、上記の式は、使用することができる手順の単に例示するものである。機能は、ブロック図に追加または削除することができ、動作は、機能ブロック間で交換することができる。本開示の範囲内で説明される方法にステップを追加または削除することが可能である。

Claims (19)

1. ユーザのためのコンパニオンロボットとして機能するシステムであって、
   （ｉ）コンパニオンロボットおよびユーザが配置されている環境を調べ、環境に関するデータを生成し、
   （ｉｉ）前記ユーザに関する情報を検出し、前記情報を含むデータを生成するように構成された、ひとつまたは複数のセンサと、
   （ｉ）前記ユーザ向けの感覚的に知覚可能な情報および
   （ｉｉ）リモートの処理手段向けの情報を含むデータの通信を行うための通信手段と、
   （ｉ）それぞれのセンサからデータを受信し、
   （ｉｉ）情報を抽出するために前記データを処理し、前記情報を用いて所定の機能を実行し、
   （ｉｉｉ）前記通信手段が通信を行うために出力情報および出力データを供給する、処理手段と、
   少なくともシステムを実体的に覆っている外部筐体とを備える、
   システム。
2. 前記センサは、
   （ｉ）距離センサであって、見通し内にある物体の表面と当該距離センサの位置との間の距離を判定するための距離センサと、
   （ｉｉ）システムの前記筐体の周囲における環境温度を判定するための温度センサと、
   （ｉｉｉ）前記筐体の加速度を判定するための加速度計と、
   （ｉｖ）前記筐体の速度を判定するための速度計と、
   （ｖ）ＲＦＩＤ（radio frequency identification）問い合わせセンサであって、システムに関連付けられたリモートＲＦＩＤタグが前記ＲＦＩＤ問い合わせセンサに対して所定の近接範囲内に持ち込まれたときに、検出を行い、問い合わせを行う、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）問い合わせセンサと、
   （ｖｉ）外部の物体が前記筐体に所定の態様で接触したことを判定する触覚センサのうち、ひとつまたは複数を含む、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記処理手段は、好ましくは、所定の機能のうち、ひとつまたは複数を実行するために、
   （ｉ）前記システムをユーザに関連付けるために呼び出される初期化プロセスと、
   （ｉｉ）ローカルで前記システムに供給される電力を提供するために、前記システムに備えられているバッテリを充電するために呼び出される再充電プロセスと、
   （ｉｉｉ）前記リモートＲＦＩＤタグを有する物体を識別し、前記物体に関連し規定の処理機能を実行するために、前記ＲＦＩＤ問い合わせセンサによって呼び出されるＲＦＩＤ問い合わせプロセスのうち、ひとつまたは複数のプロセスを含む、
   請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記通信手段は、
   （ｉ）光源と、
   （ｉｉ）音声と、
   （ｉｉｉ）動作機構と、
   （ｉｖ）無線機器のうち、ひとつまたは複数の通信機構を含み、
   それぞれの前記通信機構は、前記処理手段の関連するプロセスによって個別に始動可能である、
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記処理手段は、服薬コンプライアンスプロセスを含む、
   請求項１ないし４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記服薬コンプライアンスプロセスは、
   （ｉ）服薬リマインダ呼び出しプロセスと、
   （ｉｉ）薬剤検証プロセスと、
   （ｉｉｉ）正しい薬剤を特定するプロセスと、
   （ｉｖ）服薬イベントを記録するロギングプロセスのサブプロセスのうち、ひとつまたは複数を含み、
   前記サブプロセスは、関連する服薬イベントにおいて実行される、
   請求項５に記載のシステム。
7. 前記処理手段は、温度測定プロセスを含む、
   請求項１ないし６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記温度取得プロセスは、
   （ｉ）温度リマインダ呼び出しプロセスと、
   （ｉｉ）温度較正プロセスと、
   （ｉｉｉ）前記ユーザが前記システムを温度測定のための正しい姿勢に合わせるよう指示を行う温度オリエンテーションプロセスと、
   （ｉｖ）最適な測定精度を得るために前記ユーザの皮膚から正しい距離に前記システムを配置するようユーザに指示を行う温度ポジショニングプロセスと、
   （ｖ）温度読み取りプロセスと、
   （ｖｉ）温度比較プロセスと、
   （ｖｉｉ）温度アラートプロセスと、
   （ｖｉｉｉ）温度取得イベントを記録するためのロギングプロセスのサブプロセスのうち、ひとつまたは複数を実行するようにプログラムされている、
   請求項７に記載のシステム。
9. イベントを記録するための前記ロギングプロセスは、
   （ｉ）欠落したイベントを記録するための欠落イベント追跡プロセスと、
   （ｉｉ）所定の回数にわたって欠落しているイベントについて、前記ユーザのためにカスタマイズされたアラートプロファイルに応じ、リモートの処理手段にアラート信号を送信するために、前記通信手段を呼び出すアラート機能と、
   （ｉｉｉ）前記アラートプロファイルから欠落イベントのアラートフラグを取得し、欠落イベント追跡プロセスが得た前記欠落したイベントの数が前記アラートフラグと一致したときに前記アラート機能を始動するアラートプロファイル問い合わせプロセスとを含む、
   請求項６または８に記載のシステム。
10. 前記処理手段は、フラストレーションプロセスを含み、フラストレーションプロセスは、フラストレーションイベントにおいて、
    （ｉ）前記フラストレーションプロセスが開始されたら、加速度計を繰り返し読み取る機能と、
    （ｉｉ）ふたつの連続する測定値間における動きのｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸において、所定のしきい値を超える変化が検出されたか否かを判定する機能と、
    （ｉｉｉ）上述の変化が検出された場合、前記ユーザに合図を提供する機能とを実行するようにプログラムされている、
    請求項１ないし９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記処理手段は、リマインダプロセスを含む、
    請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. リマインダプロセスは、
    （ｉ）前記通信手段を呼び出し、前記リマインダプロセスを始動する呼び出しプロセスの特定のタイプに関連した、対応する通信機構を生成するための視聴覚的な合図のセレクタと、
    （ｉｉ）最初のリマインダから所定の時間内に応答がない場合、イベントがリマインドされることを示唆する感覚的に知覚可能な情報をアサートするよう、前記通信手段に信号を送信する時刻リマインダと、
    （ｉｉｉ）必要に応じ、服薬リマインダまたは温度測定リマインダを示唆する感覚的に知覚可能な情報をアサートするよう、前記通信手段に信号を送信する服薬リマインダまたは温度測定リマインダとを含む、
    請求項１１に記載のシステム。
13. 前記処理手段は、鎮静プロセスを始動する、
    請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記鎮静プロセスは、鎮静イベントにおいて、
    （ｉ）光合図プロセスと、
    （ｉｉ）音声合図プロセスと、
    （ｉｉｉ）温度測定プロセスと、
    （ｉｖ）高温検出プロセスと、
    （ｖ）呼吸検出プロセスのサブプロセスのうち、ひとつまたは複数のサブプロセスを実行するようにプログラムされている、
    請求項１３に記載のシステム。
15. 前記処理手段は、ユーザによって話し声が生成されたことを検出する音声検出および修正プロセスを呼び出し、前記音声検出および修正プロセスは、言語的検出プロセスと、検出された話し声に基づいて応答を生成する音声応答プロセスとを含む、
    請求項１ないし１４のいずれか一項に記載のシステム。
16. 前記音声応答プロセスは、
    （ｉ）話し声を検出するためのマイクロフォンの使用と、
    （ｉｉ）前記マイクロフォンによって生成されたアナログオーディオ信号のデジタル形式への変換と、
    （ｉｉｉ）受信時にデジタルオーディオ信号を補正する、リアルタイムの音声処理ソフトウェアの使用と、
    （ｉｖ）補正されたオーディオ信号を再生するためのオーディオ構成要素の使用とを含む、
    請求項１５に記載のシステム。
17. 前記音声応答プロセスは、検出された話し声の分析と、分析結果に関する応答の生成とを含む、
    請求項１５に記載のシステム。
18. 前記処理手段は、モーションプロセスを含み、前記モーションプロセスは、
    （ｉ）動きのｘ軸、ｙ軸およびｚ軸において、動きを計測するための加速度計と、
    （ｉｉ）前記加速度計の出力を分析し、適切な応答を提供するためのソフトウェアとを含む、
    請求項１ないし１７のいずれか一項に記載のシステム。
19. （ｉ）コンパニオンロボットおよびユーザが位置している環境を調べ、前記環境に関するデータを生成するステップと、
    （ｉｉ）前記ユーザに関する情報を検出し、前記情報を含むデータを生成するステップと、
    （ｉｉｉ）感覚的に知覚可能な情報で前記ユーザとコミュニケーションをし、情報を含むデータでリモートの処理手段と通信をするステップと、
    （ｉｖ）環境に関する前記データおよび前記ユーザについての前記情報によって、所定の機能を実行するステップとを含む、
    ユーザのためのコンパニオンロボットとして機能する方法。