JP2024059511A - 作業ロボット調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、作業員の動作分析やプログラミングに掛かる時間及びコストを削減する作業ロボット調整方法を提供することを目的とする。【解決手段】作業ロボット調整方法は、センサを有する移動式ロボットを作業員が動作する環境に移動させ、前記センサを用いて作業員の動作を記録し、前記記録に基づいて、作業員の動作を学習し、前記学習に基づいて、作業員の動作と同じ動作を作業ロボットに行わせ、作業員の動作と前記作業ロボットの動作とが一致するように調整する、工程を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、作業環境で作業を行う作業ロボットの調整方法に関する。

近年、例えば工場でのライン作業など、人による作業を作業ロボットに行わせたり、作業ロボットに補助させたりする技術が検討されている。例えば、特許文献１には、データベースに格納された作業対象物の形状等を含む各種情報等に基づいて作業員の作業内容を判定し、また、作業ロボットに設けられた各種センサから取得した情報に基づいて表示装置に情報を表示することで、作業員の作業負担を軽減する支援システムが開示されている。

特開２０２１－１３０１５６号公報

作業員の作業を作業ロボットで再現する場合、作業員の動作分析を行い、動作ごとにロボットにプログラミングする必要がある。この場合、動作分析やプログラミングに時間や人件費等のコストが掛かる。

そこで、本発明は、作業員の動作分析やプログラミングに掛かる時間及びコストを削減する作業ロボット調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る作業ロボット調整方法は、センサを有する移動式ロボットを作業員が動作する環境に移動させ、前記センサを用いて作業員の動作を記録し、前記記録に基づいて、作業員の動作を学習し、前記学習に基づいて、作業員の動作と同じ動作を作業ロボットに行わせ、作業員の動作と前記作業ロボットの動作とが一致するように調整する、工程を有する。

本発明によれば、作業員の動作分析やプログラミングに掛かる時間及びコストを削減する作業ロボット調整方法が提供される。

本発明に係る実施形態１の作業ロボット調整方法での、システム構成の一例を示す図である。 （ａ）図１に示す作業ロボット及び（ｂ）図１に示すセンサ取付部材の一例を示す図である。 本発明に係る実施形態１の作業ロボット調整方法における、機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る実施形態１の作業ロボット調整方法の処理を示すフローチャートの一例である。 センサ取付部材の変形例の一例である。

以下、図面を参照して、作業ロボット調整方法について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

（実施形態１）
図１は、作業ロボット調整方法を説明するための図である。なお、図１が煩雑になることを避けるため、各センサのセンシング領域の符号については、後述する取付部材用センサ３３のセンシング領域３３０ａのみ付している。また、作業ロボット調整方法を行うための作業ロボット調整システム１００の詳細については、図３を用いて後述する。

作業ロボット調整方法では、移動式ロボットとして機能する複数の人型ロボット２０ａ～ｄと、各人型ロボット２０ａ～ｄにそれぞれが連結するセンサ取付部材３０ａ～ｄとを備える。

各人型ロボット２０ａ～ｄは、後述する管理制御装置６０（図３参照）からの指令を受け、又は人型ロボット２０ａ～ｄ内部に設けられた情報処理装置２５（図３参照）からの指示により、作業場２００の作業ライン２０１で作業する作業員４００の付近に移動する。各センサ取付部材３０ａ～ｄは、各人型ロボット２０ａ～ｄと連結されているため、人型ロボット２０ａ～ｄの移動に合わせて移動する。

そして、各人型ロボット２０ａ～ｄ及びセンサ取付部材３０ａ～ｄに備えられたセンサ２３ａ～ｄ、３３ａ～ｄにより作業員４００の動作が記録される。動作が記録された後、当該記録に基づき、作業員４００の動作の学習が行われる。この学習は自動学習により行われる。ここで、自動学習とは、学習済みモデルを自動的に作成することや、学習済みモデルを使用して判定／解析を行う学習のことをいう。

作業員４００の動作の学習が行われた後、管理制御装置６０からの指令を受け、又は人型ロボット２０ａ～ｄ内部に設けられた情報処理装置２５からの指示により、作業員４００の動作と同じ動作を、作業ロボットとして機能する人型ロボット２０に行わせる。作業員４００の動作と同じ動作を人型ロボット２０にさせる工程も、自動学習により行われる。

作業員４００の動作と同じ動作を人型ロボット２０にさせる工程においては、人型ロボット２０が自動学習した作業を、例えば３００回程度行わせ、自動学習した作業と同じ動作、ルート、スピード等で人型ロボット２０が動作を実行できるようになるまで処理が繰り返される。また、自動学習した作業を、例えば２０倍速などのスピードを上げて、自動学習した作業と同じ動作、ルート、スピード等で実行できるようになるまで処理が繰り返される。

学習結果を複数の作業ロボット（人型ロボット２０）に反映させ、複数の作業ロボットの動作が、スタートから停止するまでが一致するよう調整されるまで、前記処理が繰り返される。これにより、作業員の動作分析やプログラミングに掛かる時間及びコストを削減することが可能となる。

図２は、図１に示す作業ロボット及びセンサ取付部材の一例を示す図である。図２を参照して、人型ロボット２０ａ～ｄ及びセンサ取付部材３０ａ～ｄの構成を説明する。

図２（ａ）に示すように、人型ロボット２０は、ロボット本体２１と、ロボット移動機構２２と、ロボット用センサ２３と、ロボット用センサ２３に含まれるロボット用撮像装置２４と、情報処理装置２５（図３参照）と、腕部２６と、を備える。

人型ロボット２０は、ロボット本体２１の下方に設けられたロボット移動機構２２により移動することが可能であり、例えば管理制御装置といった人型ロボット２０の外部から指令を受けて、あるいは情報処理装置２５に記録されたプログラムを参照して、作業場２００の作業ライン２０１付近に移動する。

ロボット本体２１には、その下方にロボット移動機構２２、上方に腕部２６、腕部２６のさらに上方にロボット用センサ２３が設けられている。また、ロボット本体２１の内部には、情報処理装置２５が設けられている。

ロボット移動機構２２は、任意の構成でよく、例えばモーターで駆動する回転体を設けたものでもよいし、脚部として人の脚に形状を似せた構成であってもよい。

ロボット用センサ２３は、人型ロボット２０の上方、好ましくはロボット本体２１の頂上部、言い換えると人型ロボットの頭部付近に設けられ、作業員４００を検知する。また、ロボット用センサ２３は、人型ロボット２０の周辺にある、人型ロボット２０が作業する物体と腕部２６との距離及び角度を少なくとも表す情報を逐次取得する。ロボット用センサ２３の一例としては、最高性能のカメラ、サーモカメラ、高画素・望遠・超広角・３６０度・高性能カメラ、レーダー、ソリッドステートＬｉＤＡＲ、ＬｉＤＡＲ、マルチカラーレーザ同軸変位計、ビジョン認識、又はその他様々なセンサ群が採用され得る。これらは、ロボット用撮像装置２４の一例でもある。また他には、ロボット用センサ２３の他の一例としては、振動計、硬度計、微細音、超音波、振動、赤外線、紫外線、電磁波、温度、湿度、スポットＡＩ天気予報、高精度マルチチャネルＧＰＳ、低高度衛星情報、又はロングテールインシデントＡＩ ｄａｔａ等が挙げられる。

ロボット用センサ２３から取得するセンサ情報の一例としては、画像、距離、振動、熱、匂い、色、音、超音波、紫外線、赤外線等が挙げられ、好ましくはロボット用撮像装置２４により、画像、距離の情報が取得される。ロボット用センサ２３（ロボット用撮像装置２４）は、これらの検知を、一例としてナノ秒毎に実施する。センサ情報は、例えば、作業員４００の動作のモーションキャプチャ、作業場２００の３Ｄマップ、作業場２００における作業員４００の移動や動作のナビゲーション、コーナリング、スピード等の分析に用いられる。

腕部２６は、ロボット本体２１の上方に、回動自在に取り付けられている。また、腕部２６の先端には物体を把持するための把持部（不図示）が取り付けられている。把持部を介して、センサ取付部材３０が人型ロボット２０に連結される。

なお、人型ロボット２０は、ロボット本体２１の中央部分、一例として人型ロボットの胴体部にセンサをさらに設けてもよい。この場合、当該センサは、ロボット本体の頂上部付近に設けられたロボット用センサ２３とは、その高さ位置が異なる。高さ位置が異なることで、センサは作業員４００の動作を異なる角度から検知することができる。

図２（ｂ）に示すように、センサ取付部材３０は、取付部材本体３１と、取付部材移動機構３２と、取付部材用センサ３３と、取付部材用撮像装置３４と、を備える。センサ取付部材３０は、取付部材本体３１の下方に設けられた取付部材移動機構３２により移動することが可能である。

取付部材本体３１は、例えば棒状ないしは杖状の部材であり、その材料は特に限定されない。取付部材本体３１の長さは、人型ロボット２０の高さ（背丈）よりも長い。取付部材本体３１には、その下方、好ましくは下端に取付部材移動機構３２、取付部材本体３１の上方、好ましくは上端に取付部材用センサ３３が設けられている。

取付部材移動機構３２は、例えばキャスター等の回転体を設けた構成からなり、人型ロボット２０の移動に合わせて、センサ取付部材３０が移動することを補助する。なお、本実施形態においては、センサ取付部材３０は自律して移動することを想定していないが、取付部材移動機構３２に指令を与える取付部材制御部（不図示）を設け、取付部材制御部からの信号に基づき取付部材移動機構３２を動かす構成であってもよい。

取付部材用センサ３３は、取付部材本体３１の上方に設けられ、作業員４００を検知する。また、取付部材用センサ３３は、人型ロボット２０の周辺にある、人型ロボット２０が作業する物体と腕部２６との距離及び角度を少なくとも表す情報を逐次取得する。取付部材用センサ３３の一例は、ロボット用センサ２３と同様であり、また取付部材用撮像装置３４の一例も、ロボット用撮像装置２４の一例と同様である。加えて、取得されるセンサ情報の一例もロボット用センサ２３と同様であり、センサ情報の検知タイミングの一例もロボット用センサ２３と同様である。

取付部材用撮像装置３４は、取付部材用センサ３３に含まれる。また、取付部材用撮像装置３４を含む取付部材用センサ３３は、人型ロボット２０の高さ（背丈）よりも高い位置に配置されている。これにより、取付部材用センサ３３はロボット用センサ２３よりも高い位置から作業員の動作を検知することができる。

取付部材用センサ３３は、そのセンシング領域３３０が作業員４００の動作を検知する方向となるよう、取付部材本体３１に設けられる。ロボット用センサ２３についても、センシング領域（不図示)が作業員４００の動作を検知する方向となるよう、ロボット本体２１に設けられる。

図１に示すように、４つの人型ロボット２０ａ～ｄ及び４つのセンサ取付部材３０ａ～ｄは、それぞれが作業員４００の動作を異なる位置、高さ又は／及び向きから検知するように配置される。このように、本実施形態では、複数のセンサがそれぞれ異なる位置、高さ又は／及び向きから作業員４００の動作を検知するよう配置されることから、作業員４００の動作の学習において様々なデータを取得することができる。なお、作業員４００の動作を記録するためのロボットの個数は４体に限定されず、１～３体でも、５体以上であっても良い。

また、図１においては、センサ取付部材３０ｄについては、作業員４００の手元をセンシングするため、延長部材３５ｄ及び追加の取付部材用センサ３３ｄ２が設けられている。延長部材３５ｄは、棒状の部材であり、取付部材用センサ３３ｄ１付近から水平方向に延びるように配置される。また、延長部材３５ｄの先端に、取付部材用センサ３３ｄ２が設けられ、取付部材用センサ３３ｄ２は、作業員４００をその上部からセンシングする。取付部材用センサ３３ｄ２により、作業員４００の動作の検知を行いやすくすることができる。さらに、各人型ロボットのロボット本体２１にもロボット用センサ２３とは別のセンサ（撮像装置）を設ける場合、複数の人型ロボットの有するセンサ数は合計８つ、複数のセンサ用取付部材の有するセンサは合計５つとなり、全体で１３個のセンサにより作業員４００の動作を検知することができる。

図３は、作業ロボット調整システム１００における、機能構成の一例を示すブロック図である。

作業ロボット調整システム１００は、人型ロボット２０と、センサ取付部材３０と、管理制御装置６０と、を含んで構成されている。人型ロボット２０は、管理制御装置６０の対ロボット用通信部６８及びセンサ取付部材３０と、各々無線又は有線通信を介して接続され、管理制御装置６０からの指令を受けると共に、センサ取付部材３０からの検知結果を取得する。なお、センサ取付部材３０は、管理制御装置６０と通信可能に構成されていてもよい。また、人型ロボット２０は、１体ではなく、複数体が管理制御装置６０と接続されるようにしても良い。

人型ロボット２０は、ロボット用センサ２３と、ロボット用センサ２３に含まれるロボット用撮像装置２４と、情報処理装置２５と、を備える。

本実施形態による情報処理装置２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。情報処理装置２５はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。ＤＶＤドライブは、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ及びＤＶＤ－ＲＡＭドライブ等であってよい。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。情報処理装置２５はまた、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２３０及びキーボードのような入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されている。

ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置１２２４は、情報処理装置２５内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＤＶＤドライブは、プログラム又はデータをＤＶＤ－ＲＯＭ等から読み取り、記憶装置１２２４に提供する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時に情報処理装置２５によって実行されるブートプログラム等、及び／又は情報処理装置２５のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。

プログラムは、ＤＶＤ－ＲＯＭ又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、情報処理装置２５に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、情報処理装置２５の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信が情報処理装置２５及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。

上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、情報処理装置２５上又は情報処理装置２５近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介して情報処理装置２５に提供する。

本実施形態におけるフローチャート及び図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表してよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

センサ取付部材３０は、人型ロボット２０の腕部２６と連結され、人型ロボット２０に合わせて移動する。取付部材用センサ３３（取付部材用撮像装置３４）は、物体の情報を検知し、取付部材用通信部（不図示）を介して当該情報を情報処理装置２５に送信する。

管理制御装置６０は、作業調整ロボット調整方法を実現するため、人型ロボット２０に対して指令を与える制御装置である。また、管理制御装置６０は、記憶装置１２２４に蓄積されたセンサ情報を取得してもよい。

管理制御装置６０は、ＣＰＵ６０Ａ、ＲＡＭ６０Ｂ、ＲＯＭ６０Ｃ、入出力部（Ｉ／Ｏ）６０Ｄ、及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス６０Ｅ、並びに対ロボット用送受信部６８で構成されている。Ｉ／Ｏ６０Ｄには、記録媒体６２が接続されている。

また、Ｉ／Ｏ６０Ｄには、人型ロボット２０の制御系との間で作業情報を含む動作制御情報を送受信する対ロボット用送受信部６８が接続されている。

（本発明に係る実施形態１の作業ロボット調整方法の処理）
図４は、本実施形態の作業ロボット調整方法の処理を示すフローチャートの一例である。

まず、管理制御装置６０の指令により、あるいは情報処理装置２５の記憶装置１２２４に記憶されたプログラムの読み出し指令により、情報処理装置２５は、移動式ロボットとして機能する人型ロボット２０を作業場（作業環境）２００に移動するよう指示する（ステップＳ１０１）。移動は、人型ロボット２０のロボット移動機構２２の作動による。この際、センサ取付部材３０は、人型ロボット２０に連結されていることから、人型ロボット２０の移動に付随して移動する。

移動に際しては、ロボット用センサ２３（ロボット用撮像装置２４）及びセンサ取付部材用センサ３３（取付部材用撮像装置３４）のセンシング領域（撮像領域）が、それぞれ異なる向きから作業員４００を検知するよう、指令が与えられる。このような人型ロボット２０及びセンサ取付部材３０の配置は、例えば予め作業場２００のフロア図面を記憶装置１２２４又は／及び記録媒体６２に記録し、各人型ロボット２０等の位置を、当該記録されたフロア図面に対応付けることにより行われる。あるいは、人型ロボット２０等の配置は、機械学習を通じて最適化された位置に基づく。

次に、複数のセンサ２３ａ～ｄ、３３ａ～ｄ（複数の撮像装置２４ａ～ｄ、３４ａ～ｄ）により、作業員４００の作業ライン２０１での動作が検知される（ステップＳ１０２）。各人型ロボット２０ａ～ｄの情報処理装置２５は、各種センサが検知したセンサ情報を取得する。取得されたセンサ情報は、記憶装置１２２４に記憶される。

情報処理装置２５は、記憶装置１２２４に蓄積された、言い換えると記録されたセンサ情報に基づいて、作業員４００の動作を学習する（ステップＳ１０３）。学習においては、作業員４００の動作のモーションキャプチャ、作業場２００の３Ｄマップ、作業場２００における作業員４００の移動や動作のナビゲーション、コーナリング、スピード等の分析が行われ、自動学習により人型ロボット２０の最適な動作が学習される。

次のステップとして、情報処理装置２５又は管理制御装置６０は、作業ロボットとして機能する人型ロボット２０に対し、ステップＳ１０３の自動学習に基づいて、作業員４００と同じ動作をするよう指示する（ステップＳ１０４）。具体的には、ロボットの腕部２６及び／又はロボット移動機構２２が、ステップＳ１０３の自動学習で得られた作業員４００の作業（動作）と同じになるよう、ステップＳ１０３の自動学習に基づく動作を、人型ロボット２０に繰り返し行わせる。この動作を、例えば数百回、一例としては３００回程度行わせ、人型ロボットが自動学習で得られた作業と同じ動作、ルート（移動）、スピード等になるまでこの処理を繰り返す。

また、Ｓ１０４では、例えば２０倍速など、自動学習した作業（動作）のスピードを上げて、人型ロボット２０にステップＳ１０３の自動学習に基づく動作を行わせる。これも、例えば数百回、一例としては３００回程度繰り返し動作を行わせ、人型ロボット２０が自動学習で得られた作業と同じ動作、ルート（移動）、スピードで行えるまでこの処理が繰り返される。

さらに、情報処理装置２５又は管理制御装置６０は、人型ロボット（作業ロボット）の動作と作業員４００の動作とが一致するよう調整する処理を実施する（ステップＳ１０５）。具体的には、情報処理装置２５又は管理制御装置６０は、複数の作業用ロボット、本実施形態では複数の人型ロボット２０に対して、ステップＳ１０４で得られた結果に基づき、作業員４００と同じ動作をするよう指示する。複数の人型ロボット２０の動作がシンクロするまで、この処理が繰り返される。複数の人型ロボット２０の動作がシンクロすれば、一連の作業ロボット調整方法は終了する。

（実施形態１に係る作業ロボット調整方法の作用効果）

本実施形態に係る作業ロボット調整方法によれば、移動式ロボットである人型ロボット２０にセンサが備えられる一方、人型ロボット２０は、予め記憶されたプログラム又は機械学習結果に応じて自動で適切な位置に移動する。そのため、作業場２００に固定的なセンサを配置する場合と比較して、作業場に応じてセンサの再配置やセンサ数を増加させる必要がなくなり、短期間及び短コストで作業員４００のセンシング環境を整えることができる。

また、人型ロボット２０は、センサ（撮像装置）が配置されたセンサ取付部材３０と連結されている。そのため、人型ロボット２０の移動に際して、複数のセンサを同時に移動させることができる。

また、作業用ロボット調整方法では、センサを有する移動式ロボット（人型ロボット２０）により作業員４００の作業（動作）をセンシングする構成を採用している。そのため、作業員４００の移動に合わせて移動式ロボットを移動させることもでき、作業員４００の動作に適した位置でセンシングを行うことが可能となる。

また、センサ取付部材３０は、人型ロボットの高さ（背丈）よりも高い位置に取付部材用センサ３０（取付部材用撮像装置４０）が配置されている。そのため、作業員４００の動作を、より俯瞰的な位置からセンシングすることができる。

また、作業用ロボット調整方法では、複数の人型ロボット２０ａ～ｄ及び複数のセンサ取付部材３０ａ～ｄが各々異なる位置に配置され、これらのセンサにより作業員４００の動作をセンシングする構成を採用している。そのため、作業員４００の一つの作業を、異なる位置からセンシングすることが可能となり、自動学習をする上で必要となるデータを一度に多く取得することができる。結果として、作業員４００の動作分析やプログラミングに掛かる時間及びコストを削減することができる。

また、作業用ロボット調整方法では、センサ情報に基づいて作業員４００の動作を自動学習し、自動学習においては、作業員４００の動作のモーションキャプチャ、作業場２００の３Ｄマップ、作業場２００における作業員４００の移動や動作のナビゲーション、コーナリング、スピード等の分析が行われる。そのため、作業員４００の動作を一度に多角的な面から分析することが可能となり、作業員４００の動作分析やプログラミングに掛かる時間及びコストを削減することができる。

また、作業用ロボット調整方法では、学習に基づき作業ロボット（人型ロボット２０）を動作させ、自動学習した作業と作業ロボットの動作とが同じ動作、ルート（移動）、スピード等になるまで処理を繰り返す構成が採用されている。これにより、作業ロボットの動作が、作業員４００の作業との正確性を有するかの確認をする時間が短縮される。

また、本実施形態では、移動式ロボットと作業用ロボットとは同一のロボット（人型ロボット２０）が用いられている。そのため、工程に分けてロボットを作製する必要がなくなり、作業ロボット調整のコスト及び時間が短縮される。

また、作業用ロボット調整方法では、作業ロボット（人型ロボット２０）の動作と作業員との動作とが一致するよう調整する構成が採用されている。これにより、作業ロボットの動作と作業員４００の作業との正確性が担保される。

また、作業用ロボット調整方法では、複数台の作業ロボット（人型ロボット２０）に自動学習の結果を適用し、複数台の作業ロボットの動作が同一になるまで処理が繰り返す構成が採用されている。そのため、作業ロボットの動作と作業員４００の作業との正確性がより担保される。

（センサ取付部材の変形例）
図５は、センサ取付部材の変形例の一例である。

センサ取付部材３０’とセンサ取付部材３０との違いは、センサ取付部材３０’では３つ以上（図５では８つ）のセンサ取付部材用センサ３３ａ’～３３ｇ’が設けられていることにある。

具体的には、センサ取付部材３０’は、取付部材本体３０’と、取付部材移動機構２２’と、複数のセンサ取付部材用センサ３３ａ’～３３ｇ’（複数の撮像装置）と、複数の延長部材３５ａ’、３５ｂ’とを備えている。なお、図５では、図面が煩雑になることを回避するため、延長部材の符号は３５ａ’、３５ｂ’のみ付している。

センサ取付部材３０’は、複数の延長部材により、その外観は蜘蛛の脚のような構成となっている。また、センサ取付部材３０’は、複数のセンサ取付部材用センサ３３ａ’～３３ｇ’が、それぞれ異なる向き及び／又は高さに配置されている。

センサ取付部材３０’によれば、複数のセンサ（撮像装置）が配置され、取付部材用移動機構３２’を介して一度に多数のセンサ（撮像装置）を移動させることができる。これにより、例えばセンサ取付部材を複数台配置するにはスペースが狭いような作業場においても、様々な高さ、位置及び／又は向きから作業員の作業をセンシングすることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

本実施形態では、移動式ロボット（人型ロボット）及びセンサ取付部材は複数あるものとして説明した。しかし、これに限らず、例えばセンサを備えた移動式ロボット１つを移動させ、作業員の作業を記録させてもよい。

本実施形態では、Ｓ１０３の学習は、自動学習が行われるものとして説明した。しかし、学習は必ずしも自動学習である必要はなく、他の既知の機械学習、例えばディープラーニング（深層学習）や教師なし／あり学習、強化学習等であってもよい。

本実施形態では、移動式ロボット（人型ロボット）１つに対して、センサ取付部材が１つ連結される構成を示した。しかし、これに限らず、例えば１つの移動式ロボットに対して、複数のセンサ取付部材を連結させてもよい。

本実施形態では、移動式ロボットと作業ロボットとは同じ人型ロボットであるものして説明した。しかし、移動式ロボットと作業ロボットとは、異なるロボットであってもよい。

１００ 作業ロボット調整システム
２００ 作業場
２０１ 作業ライン
４００ 作業員
２０ 人型ロボット（移動式ロボット、作業ロボット）
２３ ロボット用センサ
２４ ロボット用撮像装置
２５ 情報処理装置
３０ センサ取付部材
３３ 取付部材用センサ
３４ 取付部材用撮像装置
６０ 管理制御装置

Claims (3)

1. センサを有する移動式ロボットを作業員が動作する環境に移動させ、
   前記センサを用いて作業員の動作を記録し、
   前記記録に基づいて、作業員の動作を学習し、
   前記学習に基づいて、作業員の動作と同じ動作を作業ロボットに行わせ、
   作業員の動作と前記作業ロボットの動作とが一致するように調整する、
   工程を有する作業ロボット調整方法。
2. 前記移動式ロボットと前記作業ロボットは同一のロボットである、請求項１に記載の作業ロボット調整方法。
3. 前記センサは、撮像装置を含み、
   前記撮像装置は、前記移動式ロボットより高い位置に配置されている、
   請求項１又は２に記載の作業ロボット調整方法。

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