JP2021060822A - 多機能ロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】一つのロボット本体を様々な用途に用いることができるとともに、ロボットの意匠性を向上できる多機能ロボットシステムを提供する。【解決手段】多機能ロボットシステム１０は、走行部２０と、走行部２０の上側に設けられた角型リング状のリング体２４を含む保持部２２と、を有し、自律走行可能なロボット本体１２と、前記リング体２４の内側に着脱自在で、互いに異なる機能を有する複数の機能ボックス１４であって、それぞれが前記リング体２４の幅方向内寸とほぼ同じ幅方向寸法を有する箱状である複数の機能ボックス１４と、を備え、前記リング体２４に装着する機能ボックス１４を交換することで、機能を交換可能である。【選択図】図３

Description

本明細書では、複数の機能をユーザに提供可能な多機能ロボットシステムを開示する。

近年、自律走行可能なロボットを用いて、ユーザに様々な機能を提供する技術が提案されている。例えば、自律走行可能で、予め設定された条件に基づいて、特定エリアを清掃する掃除ロボット等が知られている。こうした自律走行可能なロボットの多くは、その提供できる機能が限定的であった。例えば、掃除ロボットの場合、清掃の場面でしか活用されなかった。

そのため、ユーザに様々な機能を提供するためには、自律走行可能なロボットが複数必要であった。ここで、自律走行を可能にするための自立走行モジュールは、高価なセンサやプロセッサ、走行機構等が必要で、高価となりやすい。かかる高価な自立走行モジュールを、必要な機能ごとに用意した場合、コスト上、あるいは、収納スペース上のユーザの負担が大きかった。

ここで、特許文献１には、少なくとも最小限のロボット機能を有するロボットモジュールと、ロボットモジュールに着脱自在に取り付けられ、所定の機能を実行する複数の機能モジュールと、を有した機能可変型ロボットシステムが開示されている。この特許文献１の技術によれば、一つのロボットモジュールを用いて、複数の機能をユーザに提供できるため、コスト上、あるいは、収納スペース上のユーザの負担を軽減しつつ、ユーザに様々な機能を提供できる。

特開２００７−１９３７３６号公報

しかしながら、特許文献１のロボットシステムは、ロボットモジュールと、機能モジュールと、の見た目の一体感が乏しく、意匠性が悪かった。すなわち、特許文献１のロボットシステムでは、台車状のロボットモジュールの上に、機能モジュールを載置しているが、各機能モジュールは、その提供機能に適した形状、サイズとなっており、ロボットモジュールとの統一感がないデザインであった。

そこで、本明細書では、一つのロボット本体を様々な用途に用いることができるとともに、ロボットの意匠性を向上できる多機能ロボットシステムを開示する。

本明細書で開示する多機能ロボットシステムは、走行部と、走行部の上側に設けられた角型リング状のリング体を含む保持部と、を有し、自律走行可能なロボット本体と、前記リング体の内側に着脱自在で、互いに異なる機能を有する複数の機能ボックスであって、それぞれが前記リング体の幅方向内寸とほぼ同じ幅方向寸法を有する箱状である複数の機能ボックスと、を備え、前記リング体に装着する機能ボックスを交換することで、機能を交換可能なことを特徴とする。

かかる構成とすることで、一つのロボット本体を様々な用途に用いることができる。また、保持部に角型リング状のリング体を設け、複数の機能ボックスをいずれもリング体の幅方向内寸とほぼ同じ幅方向寸法を有する箱状としている。これにより、リング体と、機能ボックスと、の見た目の一体感が向上し、ロボットの意匠性を向上できる。

この場合、前記複数の機能ボックスそれぞれは、前記リング体の高さ方向内寸の８割以上の高さ方向寸法を有してもよい。

かかる構成とした場合、機能ボックスを搭載したロボット本体を正面から見た場合、リング体の内側の大部分が、機能ボックスで占有され、機能ボックスの外周囲をリング体が取り囲むように見える。そして、これにより、機能ボックスとリング体との見た目の一体感がより向上する。

また、前記複数の機能ボックスは、画像を表示する表示ボックス、ＡＥＤ機能を有するＡＥＤボックス、冷温庫機能を有する冷温庫ボックス、および、自動販売機機能を有する自販機ボックスの少なくとも一つを有してもよい。

さらに、前記ロボット本体およびユーザ端末と通信可能な管理センタを備え、前記管理センタは、前記ユーザ端末から少なくともサービス提供位置を含むリクエストを受信するリクエスト受信部と、前記リクエストに基づいて、少なくとも前記サービス提供位置とサービス内容とを含むサービス指令を生成するリクエスト処理部と、前記ロボット本体に、前記サービス指令を送信するサービス指令送信部と、を有し、前記ロボット本体は、前記サービス指令を受信した場合に、前記サービス提供位置へ移動してもよい。

これにより、ユーザが移動しなくても、ユーザが希望する機能ボックスの機能をユーザに提供できる。

この場合、前記管理センタは、さらに、複数の前記ロボット本体それぞれの、現在位置と、搭載されている前記機能ボックスの種類と、を記憶したロボットデータベースを備え、前記リクエスト処理部は、ロボットデータベースを参照して、前記リクエストで要求されたサービス内容を提供可能であって、前記サービス提供位置までの距離または移動時間が最も小さいロボット本体を選定してもよい。

かかる構成とすることで、リクエストに適したロボット本体を、迅速に、サービス提供位置に移動させることができる。

本明細書で開示する多機能ロボットシステムによれば、一つのロボット本体を様々な用途に用いることができるとともに、ロボットの意匠性を向上できる多機能ロボットシステムを開示する。

多機能ロボットシステム全体の構成を示す図である。 ロボット本体の斜視図である。 機能ボックスを搭載したロボット本体の斜視図である。 機能ボックスの一種である表示ボックスの斜視図である。 機能ボックスの一種であるＡＥＤボックスの斜視図である。 機能ボックスの一種である冷温庫ボックスの斜視図である。 機能ボックスの一種である自販機ボックスの斜視図である。 ロボット本体および機能ボックスの電気的構成を示すブロック図である。 管理センタの機能ブロック図である。

以下、図面を参照して多機能ロボットシステム１０について説明する。図１は、多機能ロボットシステム１０全体の構成を示す図である。多機能ロボットシステム１０は、管理センタ１６と、複数のロボット本体１２と、複数の機能ボックス１４と、を有する。各ロボット本体１２は、後述するように、管理センタ１６からのサービス指令に基づいて自律走行可能であるとともに、機能ボックス１４を着脱自在に保持できる。複数の機能ボックス１４は、互いに異なるサービス機能を有している。一つのロボット本体１２に搭載する機能ボックス１４を必要に応じて交換することで、一つのロボット本体１２で、複数種類のサービスをユーザに提供できる。換言すれば、ロボット本体１２は、搭載する機能ボックス１４を交換することで異なる機能を発揮できる、多機能ロボットとなる。

管理センタ１６は、複数のロボット本体１２およびユーザ端末１８とインターネットを介して通信可能となっている。なお、ユーザ端末１８は、ユーザが所有する通信端末であり、例えば、スマートフォンやフューチャーフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等が該当する。また、ユーザは、個人でもよいし、飲食店やホテル等の店舗、イベント運営会社等の法人等でもよい。管理センタ１６は、複数のロボット本体１２それぞれと通信し、複数のロボット本体１２を管理する。例えば、管理センタ１６は、複数のロボット本体１２それぞれの現在位置、および、複数のロボット本体１２それぞれに搭載されている機能ボックス１４の種類を、記憶する。また、管理センタ１６は、ユーザ端末１８からリクエストを受け付け、このリクエストに応じたサービス指令をロボット本体１２に送信する。サービス指令は、少なくとも、サービスの提供位置を含む。ロボット本体１２は、サービス指令を受信すれば、サービス提供位置へ移動するとともに、当該サービス指令に応じた処理を実行し、ユーザが希望するサービスをユーザに提供する。

次に、この多機能ロボットシステム１０で用いられるロボット本体１２、機能ボックス１４、および、管理センタ１６それぞれの構成について説明する。図２は、ロボット本体１２の斜視図であり、図３は、機能ボックス１４を搭載した状態のロボット本体１２の斜視図である。また、図４〜図７は、様々な機能ボックス１４の斜視図である。さらに、図８は、ロボット本体１２および機能ボックス１４の電気的構成を示すブロック図である。なお、以下の各図において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｒｈ」は、それぞれ、ロボット本体１２の前方、上方、右側方を示す。

ロボット本体１２は、機械的には、車輪等を有した走行部２０と、当該走行部２０の上側に設けられる保持部２２と、に大別される。走行部２０は、図２、図３に示すように、片側三つ、左右合わせて六つの車輪を有している。ロボット本体１２には、この六つの車輪を回転駆動させる走行モータ３６（図２、図３では図示せず、図８参照）が搭載されている。走行モータ３６は、各車輪ごとに設けられてもよいし、一部の車輪にのみ設けられてもよい。なお、走行部２０は、一般的な道路や屋内の通路を走行できるのであれば、その構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、車輪の個数は、六つに限らず、四つでもよいし、六つより多くてもよい。また、車輪に替えて、他の走行機構、例えば、キャタピラ等の商品名で知られている無限軌道等を設けてもよい。

また、ロボット本体１２には、走行部２０での自律走行を助けるために通信Ｉ／Ｆ３２およびセンサ群３４（いずれも図２、図３では図示せず、図８参照）も設けられている。通信Ｉ／Ｆ３２は、外部機器と通信するためのもので、携帯電話会社等が提供する回線を利用したモバイルデータ通信や、Ｗｉｆｉ（登録商標）等を利用した無線ＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）等を利用した中距離または近距離無線通信のためのハードウェアを含む。モバイルデータ通信またはＷｉｆｉ機能は、例えば、管理センタ１６やユーザ端末１８、および他のロボット本体１２等との通信に利用される。また、中距離または近距離無線通信機能は、当該ロボット本体の近傍にあるユーザ端末１８や、他のロボット端末、当該ロボット本体１２に搭載された機能ボックス１４等との通信に利用される。

センサ群３４は、ロボット本体１２の走行状態および周辺環境を検知する１以上のセンサを含む。こうしたセンサ群３４は、例えば、速度センサ、カメラ、ミリ波レーダ、赤外線センサ、ＬｉＤＡＲ、超音波センサ、ＧＰＳセンサ、加速度センサ、およびジャイロセンサの少なくとも一つを含む。後述するロボットコントローラ３０（図８参照）は、センサ群３４で検知された検知結果および通信Ｉ／Ｆ３２を介して取得された情報に基づいて、走行モータ３６を駆動制御する。

保持部２２は、走行部２０の上側に設けられている。保持部２２は、図２、図３に示すように、角形リング状であるリング体２４を有している。リング体２４は、幅方向に間隔をあけて立脚する一対のサイド部材２４Ｓと、一対のサイド部材２４Ｓの上端同士を接続する上横部材２４Ｕと、一対のサイド部材２４Ｓの下端同士を接続する下横部材２４Ｌと、を有する。したがって、保持部２２の奥行き方向両端は、閉鎖されることなく、貫通している。

図３から図７に示すように、本例において、複数の機能ボックス１４は、いずれも、箱状の外観を有する。この機能ボックス１４は、図３に示すように、リング体２４の内側に配置され、保持される。一対のサイド部材２４Ｓそれぞれの対向面には、サポートレール２６が設けられている。このサポートレール２６は、機能ボックス１４を摺動可能に下側から支える。また、一対のサイド部材２４Ｓそれぞれの対向面には、さらに、係合ピン２８も設けられている。この係合ピン２８は、幅方向に進退可能であり、進出することで機能ボックス１４の一部と係合する。なお、図２では、一番下側の係合ピン２８のみが進出しており、その他の係合ピン２８は、後退している。このように係合ピン２８が、機能ボックス１４の一部と係合することで、機能ボックス１４の脱落や盗難が防止される。

ここで、図２では、一つのサイド部材２４Ｓに複数のサポートレール２６および複数の係合ピン２８を設けている。これは、本例のロボット本体１２を、箱に梱包された物品を搬送する物品搬送ロボットとしても流用可能とするためである。ロボット本体１２を物品搬送ロボットとして流用した場合、リング体２４の内側には、機能ボックス１４ではなく、物品を梱包した箱が配置される。このとき、一つのリング体２４の内側に、複数の箱を同時に保持できるように、一つのサイド部材２４Ｓに複数のサポートレール２６および複数の係合ピン２８を設けている。ただし、当然ながら、ロボット本体１２を物品搬送ロボットとして流用しないのであれば、サポートレール２６および係合ピン２８は、一つのサイド部材２４Ｓに一つずつ設けられてもよい。また、本例では、機能ボックス１４をサポートレール２６で下側から支える構成としているが、機能ボックス１４をリング体２４の内側に保持できるのであれば、他の形態で保持してもよい。例えば、機能ボックス１４は、リング体２４の上横部材２４Ｕから吊り下げ保持されてもよいし、下横部材２４Ｌの上に直接載置されてもよい。また、係合ピン２８に替えて、他の手段で、機能ボックス１４のリング体２４からの意図しない離脱を防止してもよい。

ロボット本体１２には、係合ピン２８を進退させるための係合アクチュエータ４０（図８参照）が設けられている。この係合アクチュエータ４０の構成は、電子制御できるものであれば、特に限定されない。したがって、係合アクチュエータ４０は、ソレノイドアクチュエータ等の電磁シリンダでもよい。また、係合アクチュエータ４０は、空圧シリンダや、油圧シリンダ、リニアモータ等を含むアクチュエータでもよい。さらに、係合アクチュエータ４０は、回転モータと伝達機構を組み合わせたアクチュエータでもよい。係合アクチュエータ４０は、非通電時に、係合ピン２８を進出させ、通電時に係合アクチュエータ４０を退避させる構成でもよい。かかる構成とすることで、電源喪失時でも、係合ピン２８を進出させることができ、機能ボックス１４のリング体２４からの意図しない離脱を防止できる。

また、ロボット本体１２には、周辺の人へメッセージを通知するための出力デバイス３８も設けている。出力デバイス３８は、例えば、ガイダンス音声やアラーム音を出力するスピーカ、画像や文字列を表示するディスプレイ、必要に応じて点灯または消灯するランプ等を含む。

ロボット本体１２には、さらに、当該ロボット本体１２に設けられた各種電気機器に電力を供給するバッテリ４２（図８参照）も設けられている。このバッテリ４２は、充放電可能な二次電池である。バッテリ４２を充電可能とするために、ロボット本体１２は、充電器と、当該充電器を外部電源に接続するためのプラグと、を有してもよい。また、別の形態として、バッテリ４２を、必要に応じて、ロボット本体１２の外部において充電できるように、ロボット本体１２から着脱可能としてもよい。また、バッテリ４２は、無線で充電されてもよい。例えば、ロボット本体１２およびロボット本体１２の外部に、それぞれ、コイルとコンデンサを組み込み、二組のコイルとコンデンサの磁界共鳴により電力を供給する非接触充電方式を取り入れてもよい。

ロボット本体１２の駆動は、ロボットコントローラ３０（図８参照）により制御される。ロボットコントローラ３０は、少なくとも、プロセッサ３０ａと、メモリ３０ｂと、を有するマイクロコンピュータである。ロボットコントローラ３０の各機能は、プロセッサ３０ａがメモリ３０ｂに格納されたプログラムを実行することにより実現される。なお、プロセッサ３０ａは、広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えばＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、等）や、専用のプロセッサ（例えばＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、プログラマブル論理デバイス、等）を含むものである。また、ロボットコントローラ３０を構成するプロセッサ３０ａは、物理的に一つである必要はなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサで構成されてもよい。同様に、メモリ３０ｂも、物理的に一つの要素である必要はなく、物理的に離れた位置に存在する複数のメモリで構成されてもよい。また、メモリ３０ｂは、半導体メモリ（例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ソリッドステートドライブ等）および磁気ディスク（例えば、ハードディスクドライブ等）の少なくとも一つを含んでもよい。

機能ボックス１４は、ユーザへのサービス提供に必要な機能を有したモジュールである。互いに異なる機能を有した複数の機能ボックス１４が、予め用意されており、ロボット本体１２には、この複数の機能ボックス１４の中から選択された一つの機能ボックス１４が搭載される。機能ボックス１４が有する機能は、特に限定されないが、例えば、画像を表示するディスプレイ機能や、ＡＥＤ機能、冷蔵庫機能、冷凍庫機能、保温庫機能、および、自動販売機機能の少なくとも一つを有してもよい。

図３〜図７に示すように、複数の機能ボックス１４は、いずれも、略箱状の外観を有する。図３に示すように、機能ボックス１４の奥行き寸法は、リング体２４の奥行き寸法よりも充分に大きい。そのため、機能ボックス１４をリング体２４に配置した場合、機能ボックス１４の前部および後部は、リング体２４の前端および後端から突出し、外部に露出する。その一方で、各機能ボックス１４の幅方向寸法は、リング体２４の幅方向内寸とほぼ同じである。また、機能ボックス１４の高さ寸法は、リング体２４の高さ方向内寸の８割以上の大きさとなっている。

また、各機能ボックス１４の側面には、係合ピン２８が係合可能な係合穴４４（図４〜図７参照）が形成されている。この係合穴４４に係合ピン２８が進入し、係合をすることで、機能ボックス１４のリング体２４からの意図しない離脱が防止される。なお、図示例では、一つの側面に二つの係合穴４４を形成しているが、係合穴４４の個数や位置は、適宜変更されてもよい。また、本例では、機能ボックス１４に係合穴４４を、リング体２４に係合ピン２８を設けているが、これらは、逆でもよい。すなわち、機能ボックス１４に、係合ピン２８および係合アクチュエータ４０を設け、リング体２４のサイド部材２４Ｓに係合穴を設けてもよい。

また、各機能ボックス１４には、その内部にアクセスするための開口と、当該開口を開閉自在に覆う蓋体５６（図４〜図７参照）と、が設けられている。本例において、蓋体５６は、幅方向一端にヒンジを有した片開きドアである。しかし、蓋体５６は、開口を開閉できるのであれば、他の形態、例えば、観音開きタイプや、折れ戸タイプ、スライドドアタイプ等でもよい。

機能ボックス１４には、この蓋体５６の開閉をロックするロック機構（図示せず）が設けられている。このロック機構の構成は、ロック／アンロックを電気的に切り替え可能であれば、特に限定されない。したがって、例えば、ロック機構は、機能ボックス１４の本体に設けられた可動部材と、蓋体５６に設けられるとともに可動部材が係合可能な係合部材と、可動部材を動かす蓋ロックアクチュエータ５２（図８参照）と、を有してもよい。蓋ロックアクチュエータ５２は、電動アクチュエータであり、例えば、動力源として、モータや、電磁シリンダ、油圧シリンダ、空圧シリンダを含む。この蓋ロックアクチュエータ５２も、係合アクチュエータ４０と同様に、通電時には可動部材をアンロック方向に動かし、非通電時には、可動部材をロック方向に動かしてもよい。かかる構成とすることで、電力喪失時にも、蓋体５６をロックし続けることができる。

機能ボックス１４のＯＮ／ＯＦＦは、ロボット本体１２により制御される。すなわち、機能ボックス１４には、電源ＳＷ４９（図８参照）が設けられており、ボックスコントローラ４６は、ロボット本体１２からの指示に基づいて、電源ＳＷ４９をＯＮまたはＯＦＦする。ロボット本体１２からの指示は、通信Ｉ／Ｆ４８を介して取得される。通信Ｉ／Ｆ４８は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の中距離または近距離無線通信のためのハードウェアである。バッテリ５０は、電源ＳＷ４９がＯＦＦとなった場合でも、この電源のＯＮ／ＯＦＦ切り替えのために必要な箇所、すなわち、通信Ｉ／Ｆ４８およびボックスコントローラ４６には、電力を供給し続ける。

バッテリ５０は、充放電可能な二次電池である。このバッテリ５０も、ロボット本体１２のバッテリ４２と同様に、機能ボックス１４に固定されてもよいし、機能ボックス１４から着脱可能であってもよい。また、ロボット本体１２および機能ボックス１４の少なくとも一方は、ワイヤレス充電器を有し、これにより、機能ボックス１４のバッテリ５０およびロボット本体１２のバッテリ４２で、電力をシェアできるようにしてもよい。

個別機能モジュール５４は、複数の機能ボックス１４それぞれの機能に応じたモジュールである。例えば、ディスプレイ機能を提供する表示ボックス１４ａ（図４参照）の場合、個別機能モジュール５４は、画像を表示するディスプレイ７２を含む。ディスプレイ７２は、例えば、表示ボックス１４ａの前面に配置される。表示ボックス１４ａの背面には、開口が形成されており、当該開口が蓋体５６により、開閉自在に覆われている。管理者は、この背面に形成された開口を通じて表示ボックス１４ａのメンテナンスを行う。また、別の形態として、表示ボックス１４ａの内部空間を、荷物を収容するロッカーとして利用してもよい。

機能ボックス１４は、さらに、自動体外式除細動機能を有するＡＥＤボックス１４ｂ（図５参照）であってもよい。このＡＥＤボックス１４ｂの個別機能モジュール５４は、自動体外式除細動（ＡＥＤ）キット７３を有する。ＡＥＤキット７３は、ＡＥＤボックス１４ｂの内部空間に配置されており、蓋体５６を開放することで取り出せるようになっている。蓋体５６には、ＡＥＤキット７３を外部から視認できるように、透明素材（ガラス、透明アクリル等）が嵌め込まれた窓部７４を設けてもよい。なお、一般に、ＡＥＤキット７３は、緊急性を要する場合に利用される。そのため、ＡＥＤボックス１４ｂの蓋体５６は、いつでも、開閉できるように、ロック機構を省略してもよい。この場合、必要も無いのにＡＥＤキット７３を取り出す悪戯を防止するために、蓋体５６が解放された場合には、アラーム音を出力してもよい。

また、機能ボックス１４は、食料品等の物品を所望の温度で保存する冷温庫ボックス１４ｃ（図６参照）であってもよい。この冷温庫ボックス１４ｃの個別機能モジュール５４は、内部空間を、所望の温度に保つための調温ユニット７８を含む。調温ユニット７８は、クーリングユニットを含んでもよく、この場合、冷温庫ボックス１４ｃは、冷蔵庫または冷凍庫として機能する。また、調温ユニット７８は、ヒータを含んでもよく、この場合、冷温庫ボックス１４ｃは、保温庫として機能する。こうした冷温庫ボックス１４ｃは、料理のデリバリーサービスや、飲食店での料理提供、食品生産ライン等に利用できる。

また、機能ボックス１４は、スナック菓子や飲料等の商品を販売する自販機ボックス１４ｄ（図７参照）でもよい。この自販機ボックス１４ｄの個別機能モジュール５４は、例えば、商品を冷却または保温する調温ユニット（図７では図示せず）を含んでもよい。また、図７の図示例では、蓋体５６を開けることで、全ての商品にアクセスできるようにしているが、一般的な自動販売機と同様に、購入された商品のみ、取り出し口に出力する構成としてもよい。この場合、自販機ボックス１４ｄの個別機能モジュール５４は、購入された商品を取り出し口に出力するための機構を含む。

以上のような機能ボックス１４の各部の駆動は、ボックスコントローラ４６（図８参照）により制御される。ボックスコントローラ４６は、ロボットコントローラ３０と同様に、少なくとも、プロセッサ４６ａと、メモリ４６ｂと、を有するマイクロコンピュータである。ボックスコントローラ４６は、通信Ｉ／Ｆ４８を介してロボット本体１２との間で、各種信号を授受する。ここで、ロボット本体１２から機能ボックス１４に送信される信号としては、上述した電源ＳＷ４９のＯＮ／ＯＦＦ信号の他に、蓋体５６のロック／アンロックの切り替え信号、個別機能モジュール５４の動作信号等が含まれる。また、機能ボックス１４からロボット本体１２に送信される信号としては、当該機能ボックス１４の識別情報等が含まれる。ロボット本体１２は、機能ボックス１４から送信された識別情報に基づいて、搭載される機能ボックス１４の種類を判別する。

なお、本例では、こうした各種信号を、無線通信で授受しているが、当然ながら、有線で信号を授受してもよい。この場合、ロボット本体１２および機能ボックス１４は、有線用の信号コネクタ（例えばＵＳＢコネクタ等）を有してもよい。また、機能ボックス１４に、当該機能ボックス１４の識別情報を記録したＲＦタグやバーコードを設けておき、ロボット本体１２に、このＲＦタグを読み込むＲＦＩＤリーダ、あるいは、バーコードを読み込むバーコードリーダを設けてもよい。かかる構成とすれば、機能ボックス１４の電源がＯＦＦの状態であっても、ロボット本体１２側で機能ボックス１４を識別することができる。

次に、管理センタ１６の構成について図９を参照して説明する。図９は、管理センタ１６の機能ブロック図である。管理センタ１６は、複数のロボット本体１２の状態を記録したロボットＤＢ６０を有している。このロボットＤＢ６０には、少なくとも、複数のロボット本体１２それぞれの位置情報と、各ロボット本体１２に搭載されている機能ボックス１４の識別情報と、が記録されている。

ロボット状態更新部６２は、複数のロボット本体１２それぞれから定期的に、当該ロボット本体１２の状態を示す状態情報を受信する。状態情報には、ロボット本体１２の位置情報と、搭載される機能ボックス１４の識別情報と、が含まれる。ロボット状態更新部６２は、受信した状態情報に基づいて、ロボットＤＢ６０を更新する。したがって、ロボットＤＢ６０を参照すれば、現在のロボット本体１２の状態が把握できるようになっている。

リクエスト受信部６４は、ユーザ端末１８からのリクエストを取得する。このリクエストには、少なくとも、サービスの提供位置と、ユーザの希望するサービス内容と、が含まれる。サービスの提供位置は、１ヶ所でもよいし、複数箇所でもよい。例えば、ユーザが自動販売機による商品提供を希望する場合、サービスの提供位置は、ユーザがいる場所になる。一方、ユーザが、特定のレストランで調理された料理を指定の配達位置まで配達するデリバリーサービスを希望する場合、サービスの提供位置は、料理を受け取るレストランの位置と、配達位置と、の２ヶ所になる。また、リクエストは、さらに、サービスの提供時間を含んでもよい。すなわち、サービスは、即座に提供されてもよいし、ユーザが予約指定した日時に提供されてもよい。また、サービスが有料で提供される場合、リクエストは、課金情報を含んでもよい。こうしたリクエストは、例えば、ユーザ端末１８にインストールした専用のアプリをユーザが操作することで送信できる。リクエスト受信部６４は、ユーザ端末１８からリクエストを受信すれば、これをリクエスト処理部６６に送る。

リクエスト処理部６６は、受信されたリクエストを解釈し、処理する。具体的には、リクエスト処理部６６は、ロボットＤＢ６０を参照し、リクエストされたサービス内容を提供可能であって、サービス提供位置までの距離または移動時間が最も小さいロボット本体１２を選定する。また、リクエストが課金情報を含む場合、リクエスト処理部６６は、当該課金情報を課金処理部６８に出力する。ロボット本体１２の選定および課金処理が、完了すれば、リクエスト処理部６６は、サービスの提供のためのサービス指令を生成する。サービス指令は、少なくとも、サービスの提供位置と、サービス内容と、を含む。そして、リクエスト処理部６６は、このサービス指令を、選定されたロボット本体１２の識別情報とともに、サービス指令送信部７０に送る。

課金処理部６８は、リクエストに含まれた課金情報に基づいて、サービス提供のための課金処理を実行する。この課金処理は、管理センタ１６内で完結してもよいし、課金センタとは別に存在するオンライン決済の運営会社（例えばクレジットカード会社等）と連携して行うのでもよい。いずれにしても、課金が適切に実行された場合、課金処理部６８は、その旨をリクエスト処理部６６に通知する。サービス指令送信部７０は、リクエスト処理部６６で選定されたロボット本体１２に、ロボット指令を送信する。

サービス指令を受信したロボット本体１２は、当該サービス指令に含まれるサービス提供位置へと自律的に移動する。サービス提供位置に到達すれば、ロボット本体１２は、機能ボックス１４の電源をＯＮするとともに、サービス指令に応じたサービスの提供を機能ボックス１４に指示する。このとき、ロボット本体１２は、必要であれば、蓋体５６のロック解除を機能ボックス１４に指示する。

なお、ここで説明した管理センタ１６の構成は、一例であり、適宜、変更されてもよい。例えば、上記の説明では、管理センタ１６で課金処理を行う例を説明したが、ロボット本体１２に課金処理機能を持たせてもよい。例えば、ロボット本体１２にＱＲコード（登録商標）決済機能やＩＣカード決済機能を持たせてもよい。また、そもそも、管理センタ１６を設けず、ユーザ端末１８からのリクエストを、ロボット本体１２で直接、受け付けるようにしてもよい。いずれにしても、ロボット本体１２に装着する機能ボックス１４を交換可能とすることで、一つのロボット本体１２を様々なサービスに利用することができ、ロボット本体１２をより有効活用できる。換言すれば、本例によれば、複数種類のサービスを提供するために必要なロボット本体１２の台数を低減できるため、サービス提供に要するコストを低減できる。

すなわち、ロボット本体１２は、自律走行可能なロボットであるが、かかる自律走行機能を実現するためには、多数のセンサや複雑な機械的構成が必要であるため、ロボット本体１２は、高価になりやすい。かかる高価なロボット本体１２を、複数のサービスそれぞれごとに用意した場合、全体的なコストが増加する。

また、こうした複数のサービスは、常に必要ではなく、その需要が変動する。そのため、機能ボックス１４を交換不可能とした場合、需要の変動に対応できず、ロボット本体１２を有効活用できない。例えば、飲料を販売する自動販売機機能は、主に、日中の需要が高い一方で、多くの人が自宅や店舗で食事をとる夕食どきには需要が低下する。また、料理を保温したまま配達するデリバリーサービスは、夕食どきには需要が高まる一方で、日中には、需要が低い。かかる場合において、機能ボックス１４を交換不可能とすると、自動販売機の需要が低く、デリバリーサービスの需要が高い夕食どきには、自動販売機ボックスを搭載したロボット本体１２は、活用されることなく、待機することが多くなり、無駄が多い。一方、本例のように、機能ボックス１４を交換可能とすれば、自動販売機の需要が高い日中には、自販機ボックス１４ｄを、デリバリーサービスの需要が高い夕食どきには、冷温庫ボックス１４ｃを、ロボット本体１２に搭載することで、需要の変動に対応でき、高価なロボット本体１２をより有効に活用できる。

ところで、機能ボックス１４を交換可能とした場合、ロボット本体１２と機能ボックス１４との見た目の一体感が保てず、意匠性が低下する場合がある。本例では、いずれの機能ボックス１４も、リング体２４の幅方向内寸とほぼ同じ幅方向寸法を有した箱状としている。さらに、機能ボックス１４の高さ方向寸法を、リング体２４の高さ方向内寸の８割以上としている。かかる構成とすることで、機能ボックス１４を搭載したロボット本体１２を正面から見た場合、リング体２４の内側の大部分が、機能ボックス１４で占有され、機能ボックス１４の外周囲をリング体２４が取り囲むように見える。そして、これにより、機能ボックス１４とリング体２４との見た目の一体感が向上し、ロボットの意匠性を向上できる。また、本例では、いずれのサービスの提供も必要となる基本機能、例えば、自走機能や、外部機器（管理センタ１６やユーザ端末１８）との通信機能は、全て、ロボット本体１２に持たせている。かかる構成とすることで、各機能ボックス１４の構成は、簡易化でき、機能ボックス単体のコストを低減できる。

１０ 多機能ロボットシステム、１２ ロボット本体、１４ 機能ボックス、１４ａ 表示ボックス、１４ｂ ＡＥＤボックス、１４ｃ 冷温庫ボックス、１４ｄ 自販機ボックス、１６ 管理センタ、１８ ユーザ端末、２０ 走行部、２２ 保持部、２４ リング体、２６ サポートレール、２８ 係合ピン、３０ ロボットコントローラ、３２，４８ 通信Ｉ／Ｆ、３４ センサ群、３６ 走行モータ、３８ 出力デバイス、４０ 係合アクチュエータ、４２，５０ バッテリ、４４ 係合穴、４６ ボックスコントローラ、４９ 電源ＳＷ、５２ 蓋ロックアクチュエータ、５４ 個別機能モジュール、５６ 蓋体、６０ ロボットＤＢ、６２ ロボット状態更新部、６４ リクエスト受信部、６６ リクエスト処理部、６８ 課金処理部、７０ サービス指令送信部、７２ ディスプレイ、７３ ＡＥＤキット、７４ 窓部、７８ 調温ユニット。

Claims (1)

1. 走行部と、走行部の上側に設けられた角型リング状のリング体を含む保持部と、を有し、自律走行可能なロボット本体と、
   前記リング体の内側に着脱自在で、互いに異なる機能を有する複数の機能ボックスであって、それぞれが前記リング体の幅方向内寸とほぼ同じ幅方向寸法を有する箱状である複数の機能ボックスと、
   を備え、前記リング体に装着する機能ボックスを交換することで、機能を交換可能である、
   ことを特徴とする多機能ロボットシステム。
   

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