JP3190909B2 - 知能ロボット - Google Patents

知能ロボット

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彰司 坂本
美智男 岡田
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株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、知能ロボットに関
し、特にたとえば人間が触った部位によってその人間に
対する好悪の感情を表現する、新規な知能ロボットに関
する。
【0002】
【従来の技術】最近では、知能ロボットがペットのよう
に行動する、いわゆるペットロボットが種々提案され、
実現されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの知能ロボット
またはペットロボットは、当該ロボットに対する人の接
し方に応じて予めプログラムされたように行動するもの
であり、ペットロボットによって、あたかも本物のペッ
トが存在するかのように、人の心が癒されるという効用
がある。反面、従来のペットロボットは、いずれも、複
雑な構造を有し、したがって、非常に高価である等の問
題があった。
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、簡
単な構造でかつ安価な、知能ロボットを提供することで
ある。
【0005】この発明の他の目的は、人が触った部位な
いし領域に従ってその人に対する好悪の感情を表現す
る、新規な知能ロボットを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に従った知能ロ
ボットは、所定形状を有する内殻を有する内部構造物、
接触センサを包含して内殻に被せられる外被、および内
部構造物に設けられ外被を通して外部を撮影できるカメ
ラを備え、内殻はカメラの動きに従って動くようにさ
れ、カメラを俯仰させる俯仰手段、カメラを旋回させる
旋回手段、および感情表現手段をさらに備え、感情表現
手段は、俯仰手段によって縦首振りをさせ、または旋回
手段によって横首振りをさせる動作手段を含む、知能ロ
ボットである。
【0007】
【作用】内殻はたとえば球形のような所定形状を有し、
外被は、たとえば発泡ウレタンのような柔軟でかつ手触
りのよい材料で形成され、たとえばその内殻に被せられ
る球形部とその球形部の頂部から上方に伸びる先細の頭
尾を有する。もしカメラを内蔵すれば、そのカメラのレ
ンズを球形部の一部から露出させ、1つ目小僧のような
独特の形状とすることができる。
【0008】
【0009】
【0010】内部構造物に設けられ外被を通して外部を
撮影できるカメラ、およびカメラを俯仰させる俯仰手段
および/または旋回手段をさらに備え、内殻がカメラと
一体に動くようすれば、俯仰手段を縦首振り手段とし
て、旋回手段を横首振り手段として、それぞれ兼用する
ことができる。そして、感情表現手段が、俯仰手段によ
って縦首振りをさせ、または旋回手段によって横首振り
をさせる動作手段を含む。
【0011】また、追尾手段が、たとえば好感を持った
と判断したとき俯仰手段および旋回手段の少なくとも
一方を制御してカメラによって人を追尾させる。また、
たとえば好感を持たなかったと判断したとき、回避手段
が、俯仰手段および旋回手段の少なくともを用いてカメ
ラが人を回避するように制御す
【0012】
【発明の効果】この発明によれば、カメラの俯仰手段お
よび旋回手段を用いて縦首振りおよび横首振りさせるこ
とができ、構成が簡単であり、したがって、感情を表現
できる知能ロボットを安価に提供できる。
【0013】この発明のその他の目的,特徴および利点
は、添付図面に関連して行われる以下の実施例の詳細な
説明から一層明らかとなろう。
【0014】
【実施例】図1および図2を参照して、この実施例の知
能ロボット10は全体として、ティアドロップ(雨滴)
形状である外被12を含む。この外被12は、柔軟で人
が触って気持ちのいい材料、たとえば発泡ウレタン等に
よって形成される。外被12は、後述の球形の内殻に被
せられる球形部14と、その球形部14の頂部から延び
かつ先細りの先端が丸みを持って形成される頭尾16と
を含む。
【0015】外被12の適宜の位置に、たとえば透明プ
ラスチックからなる眼球18が露出する。その眼球18
は、外被12内に設けられたカラーカメラ20のレンズ
20a(図3)を覆う。したがって、カメラ20は、眼
球18を通して、外部の人や風景を撮影することができ
る。
【0016】また、外被12の下端から、移動用の車輪
22が露出する。したがって、この実施例の知能ロボッ
ト10は、車輪22によって床面上を自在に移動し得
る。
【0017】図3に、外被12に覆われる内部構造物2
4が示される。図3は、図1と同様に、知能ロボット1
0を正面から見た図である。内部構造物24は、たとえ
ばプラスチックや金属板で断面「コ」字形に形成された
ベースフレーム26を含み、このベースフレーム26は
上面板とその両端から垂下する2つの側面板とを含み、
側面板を貫通して車軸27が適宜の軸受け手段によって
回転可能に支持される。側面板の外側でその車軸27の
両端に、図1を参照して説明した移動用車輪22が取り
付けられる。
【0018】ベースフレーム26の上面板上には、コイ
ルばね28を介して、たとえばプラスチックや軽量金属
等からなる支持台30が取り付けられる。支持台30上
には、収納部32が設けられる。この収納部32には、
後述のコンピュータ46や移動モータ50(図4)が収
納される。
【0019】収納部32の上には、さらに、支持筒34
を介して、前述のカラーカメラ20が装着される。支持
筒34内には、カメラ20の俯仰角を制御する俯仰モー
タ54(図4),カメラ20の旋回角を制御する旋回モ
ータ58(図4),およびそれらのモータの駆動力をカ
メラ20に伝達する動力伝達手段(図示せず)が収納さ
れる。
【0020】なお、上述のコンピュータ,およびモータ
や動力伝達機構の収納場所はこの実施例に限られるもの
ではなく、他の任意の場所にこれらを収納しまたは取り
付ければよい。
【0021】カメラ20の上には、取り付け板36が固
着され、その取り付け板36によって、カメラ20と一
体的に支持板38が取り付けられる。支持板38は、た
とえばプラスチックや軽量金属からなる平面円形の板で
ある。支持板38の下面には、たとえばプラスチックか
らなる截頭半球状の第1内殻40が、たとえば固着部4
0aと支持板38の周縁とを接着または溶着することに
よって、固着される。支持板38の上面には、たとえば
プラスチックからなるかつ球の頭部を切り取った形状を
有する球頭形状の第2内殻42が、たとえば固着部42
aと支持板38の周縁とを接着または溶着することによ
って、固着される。
【0022】第1内殻40と第2内殻42とによって、
球形の内殻が形成される。この実施例では、先の支持台
30の外面が、第1内殻40の下方に連続する球形部を
形成するように、截頭半球状に形成されている。このよ
うな球形内殻上に、図1で示す外被12の球形部14が
被せられるのである。
【0023】球形内殻すなわち第1内殻40および第2
内殻42の表面には、それぞれがたとえばリミットスイ
ッチである複数の接触センサ44が、規則的に分布し
て、もしくは意図的に偏在して、取り付けられる。つま
り、複数の接触センサ44は、内殻表面上に一定の規則
的な配列で配置されるか、または人が触るであろう部位
または領域に集中的に配置される。なお、接触センサ4
4は、支持台30の外表面に設けてもよい。ここで、接
触センサとは、人が触ったことを検知できるセンサを意
味し、リミットスイッチのように一定の荷重がかかった
とき作動するセンサでもよく、また単に人の軽い接触を
検知できるセンサでもよい。
【0024】このような、接触センサ44は、図4に示
すように、適宜のインタフェースを介してコンピュータ
46に入力される。つまり、コンピュータ46は、セン
サ44の各々からの信号を受け、どのセンサが作動した
か検知できる。コンピュータ46には、さらに、カラー
カメラ20からの映像信号が適宜のインタフェースを介
して取り込まれる。
【0025】コンピュータ46はまた、移動モータ駆動
回路48,俯仰モータ駆動回路52および旋回モータ駆
動回路56に、必要なタイミングで、かつ必要な駆動量
で駆動信号を与える。応じて、移動モータ駆動回路4
8,俯仰モータ駆動回路52および旋回モータ駆動回路
56は、移動モータ50,俯仰モータ54および旋回モ
ータ58を、必要なタイミングで必要な駆動量(回転方
向および回転量を含む)で、駆動する。移動モータ50
が駆動されると、その駆動方向に応じて、車輪22(図
1,図2)が回転され、知能ロボット10が前進または
後退する。
【0026】俯仰モータ54および旋回モータ58の駆
動力が適宜の伝達手段を介して、カメラ20(の雲台)
に伝達され、したがって、俯仰モータ54が駆動される
とカメラ20の俯仰角が制御され、旋回モータ58が駆
動されると旋回角が制御される。したがって、2つのモ
ータ54および58を適宜制御することによって、カメ
ラ20のレンズ20a(図3)を一定角度範囲で任意の
方向に変位させることができる。
【0027】なお、先に説明したように、第1内殻40
および第2内殻42がカメラ20と一体的に動くように
取り付けられているので、カメラ20の俯仰角を連続的
に変化させることによって、内殻も縦向きに変位し、し
たがって、外被12(図1)に、見かけ上、縦首振りさ
せることができる。また、カメラ20の旋回角を連続的
に変化させることによって、内殻も横向きに変位し、し
たがって、外被12に、見かけ上、横首振りが出現す
る。
【0028】動作において、図5の最初のステップS1
で、コンピュータ46は、知能ロボット10に人が触っ
たかどうか判断する。つまり、コンピュータ46は、複
数の接触センサ44のいずれか1つからオン信号が得ら
れると、人が触ったと判断する。
【0029】ステップS1で“YES”が判断される
と、次のステップS2では、コンピュータ46は、その
ときオン信号を入力している接触センサが設けられてい
る部位または領域に応じて、コンピュータ46内に予め
設定しているテーブルまたはプログラムに従って、気持
ちがいいかどうか判断する。たとえば、外被12の球形
部14の前上に触られたとき、気持ちがいいと判断し、
球形部14の後に触られたとき気持ちがよくないと判断
する。気持ちがいいということは、触った人に好感を持
ったということであり、気持ちがよくないと判断したと
きには、好感を持たなかったことを意味している。
【0030】気持ちいいと判断したとき、ステップS3
において、コンピュータ46は、俯仰モータ駆動回路5
2に信号を与え、カメラ20の俯仰角を連続的に変化さ
せる。したがって、このステップS3では、縦首振りの
動作をする。それとともに、ステップS4では、コンピ
ュータ46は、俯仰モータ駆動回路52および/または
旋回モータ駆動回路56に信号を与え、カメラ20すな
わち眼球18(図1)が人の顔を追尾するように制御す
る。具体的には、コンピュータ46は、カメラ20から
の映像信号を処理して、カメラ20が肌色領域(顔)を
追尾するように、制御する。
【0031】逆に、気持ちいいと判断なかったとき、ス
テップS5において、コンピュータ46は、旋回モータ
駆動回路56に信号を与え、カメラ20の旋回角を連続
的に変化させる。したがって、このステップS5では、
横首振りの動作をする。それとともに、ステップS6で
は、コンピュータ46は、俯仰モータ駆動回路52およ
び/または旋回モータ駆動回路56に信号を与え、カメ
ラ20すなわち眼球18が人の顔を避ける方向に向くよ
うに制御する。具体的には、コンピュータ46は、カメ
ラ20からの映像信号を処理して、カメラ20が肌色領
域(顔)から意識的に外れるように制御する。
【0032】なお、上述の実施例では、カメラ20の変
位機構を首振り機構とを兼用したが、首振り専用の別の
駆動源をも受けることも容易に考えられる。
【0033】また、上述の好悪の表現動作(首振り,追
尾,回避)は、単なる一例であり、他の行動または動作
で好悪の感情を表現できることは、勿論である。たとえ
ば、好感を持ったときには歓ぶ声を出し、そうでないと
き、いやがる声を出す。さらには、好感を持ったときに
は移動機構を使ってその人に接近するように移動した
り、逆の場合には、その人から遠ざかるように移動する
ことも可能である。実施例では特徴的な頭尾を持ってい
るので、それを感情の表現手段として利用してもよい。
たとえば、好感を抱いたときには、あたかも犬の耳のよ
うに、その頭尾を振るようにし、そうでない場合には、
その頭尾を垂れ下がらせる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の知能ロボットを正面から
みた外観図である。
【図2】図1の知能ロボットを側面からみた外観図であ
る。
【図3】図1実施例の内部構造物を示す図解図である。
【図4】図1実施例の制御系を示すブロック図である。
【図5】図1実施例の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
10 …知能ロボット 12 …外被 20 …カメラ 40 …第1内殻 42 …第2内殻 44 …接触センサ 46 …コンピュータ 50 …移動モータ 54 …俯仰モータ 58 …旋回モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B25J 5/00 B25J 5/00 A 13/00 13/00 Z (56)参考文献 特開 平8−266747(JP,A) 特開 平10−289006(JP,A) 田島年浩(外4名),感情を持ったイ ンタラクティブ・ペットロボット,第16 回日本ロボット学会学術講演会予稿集, 平成10年9月18日,Vol.1,p11− 12 藤田雅博(外1名),ROBOT E ntertainment,第6回ソニ ーリサーチフォーラム論文集,平成8年 11月27日,p234−239 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 13/08 A63H 3/40 A63H 11/00 A63H 13/02 B25J 5/00 B25J 13/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定形状を有する内殻を有する内部構造
    物、 前記接触センサを包含して前記内殻に被せられる外被、
    および 前記内部構造物に設けられ前記外被を通して外部
    を撮影できるカメラを備え、 前記内殻は前記カメラの動きに従って動くようにされ、 前記カメラを俯仰させる俯仰手段、 前記カメラを旋回させる旋回手段、および 感情表現手段
    をさらに備え、 前記感情表現手段は、前記俯仰手段によって縦首振りを
    させ、または前記旋回手段によって横首振りをさせる動
    作手段を含む 、知能ロボット。
  2. 【請求項2】前記感情表現手段は、前記俯仰手段および
    前記旋回手段の少なくとも一方を制御して前記カメラに
    よって前記人を追尾させる追尾手段をさらに含む、請求
    項1または3記載の知能ロボット。
  3. 【請求項3】前記感情表現手段は、前記俯仰手段および
    前記旋回手段の少なくとも一方を用いて前記カメラが前
    記人を回避するように制御する回避手段をさらに含む、
    請求項1または2記載の知能ロボット。
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藤田雅博(外1名),ROBOT Entertainment,第6回ソニーリサーチフォーラム論文集,平成8年11月27日,p234−239

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