JP3958253B2 - 対話システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対話型ロボットを用いた対話システムに関し、詳しくは、使用者に対しさまざまなパターンの音声で運動しながら応答することが可能な対話型ロボットとの会話や、更にコンピューター中のキャラクターとの会話により、英会話など語学学習に役立つ対話システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報手段の進歩により、海外の人々と外国語でコミュニケーションを取る機会が増えている。また、輸送手段の進歩により海外に気軽に旅行に行ける時代となり、旅行先の国の言葉を理解したり、話したりする機会も増えている。従って、英語をはじめとする外国語の習得、特に会話力の習得は、年代を問わず重要である。
【０００３】
例えば、英語の場合、中学校や高校で学ぶ基礎的な英文法を理解していれば、理論的には英会話が可能なはずであるが、実際には難しく、改めて会話の勉強をする必要がある。従って、英会話スクールに入会することにより英会話の勉強を行うのが一般的である。しかしながら、仕事が忙しい等の理由で時間が取れない場合は、たとえ入会しても参加できず学費が無駄になってしまう。
このような場合、英会話のレッスンのためのＣＤやＣＤ−ＲＯＭなどを利用することも考えられるが、一人で勉強するのは根気と忍耐力が必要であり、また、一つのストーリーでは一通り見た後は飽きてしまうため、効率よく会話力を習得することができなかった。
【０００４】
また、こどもは、大人よりも早く語学を習得することができるため、早くから英会話スクールに通わせるなどして語学力を身につけたいと考える親が多い。しかし、スクールは学費がかかり、また、通常は保護者同伴で通う必要があることから、親の時間がない場合はスクールに入れることは困難となる。従って、自宅で英会話を身につけることができる方法が望まれていた。
【０００５】
そして、英会話スクールにおいては、先生が生徒とサークルを組んで会話を行うのが普通であるが、会話の中に新しい話題を常に提供する必要があり、そのような話題提供のための手段が望まれていた。
【０００６】
このような手段として、例えば特許文献１に記載されたキャラクタ型会話システムがあるが、このシステムは、コンピューターの画面上のキャラクターと対話するだけであるため、現実性に乏しく、特にこどもの場合は興味を示しにくいといった問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２６９０８７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点を解決し、効率よく自宅で会話力を習得させ、幅広い年齢層に興味を持って受け入れられ、しかも、飽きさせない話題を提供することのできる対話システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、豊富な応答文を蓄積させた対話型ロボットや、このロボットをコンピューターと接続することによりロボットのほかにキャラクターと対話することができる対話システムを見出し、本発明に至った。
【００１０】
請求項１記載の対話システムは、
（ａ）コンピューターと有線又は無線で接続するための接続部、
使用者音声記録部により記録された音声をコンピューターに送信するとともに、コンピューターから送信された応答文の意味内容を受信する対コンピューター送受信部、
コンピューターから送信された応答文の意味内容を対応する音声に変換する応答文音声変換部が設けられた対話型ロボットと、
（ｂ）使用者が発した音声及び対話型ロボットの発声部が発した音声を対話型ロボットから受信する音声受信手段、
音声受信手段により受信された音声の意味内容を認識し解読する音声認識手段、
キャラクターを選択可能とするためのキャラクター選択手段、
１種類又は２種類以上のキャラクターを表示し、キャラクター並びに対話内容に沿った物語を物語の進行に沿ってキャラクターデータメモリから選択表示するための表示手段、
多様かつ多種類な応答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積された応答文データメモリ、
キャラクターの種類及びキャラクター並びに対話内容に沿った物語の内容が蓄積されたキャラクターデータメモリ、
前記音声認識手段により解読された意味内容に対応する応答文を対話型ロボット又はキャラクターの言葉とするか否かを判断しながら前記応答文データメモリから選択する応答文マッチング手段、
応答文の意味内容を対話型ロボットに送信する応答文送信手段、
前記使用者が対話中に適切な返答文が思いつかない場合に前記返答文データメモリが選択した適切な返答文を表示手段に表示させるための返答文表示指示手段、
とを含むコンピューターと、
を有する、
キャラクター、対話型ロボット及び使用者の三者の間で対話が可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の対話システムは、
（ａ）コンピューターと有線又は無線で接続するための接続部、
使用者音声記録部により記録された音声をコンピューターに送信するとともに、コンピューターから送信された応答文の意味内容を受信する対コンピューター送受信部、
コンピューターから送信された応答文の意味内容を対応する音声に変換する応答文音声変換部が設けられた対話型ロボットと、
（ｂ）使用者が発した音声及び対話型ロボットの発声部が発した音声を対話型ロボットから受信する音声受信手段、
音声受信手段により受信された音声の意味内容を認識し解読する音声認識手段、
キャラクターを選択可能とするためのキャラクター選択手段、
１種類又は２種類以上のキャラクターを表示し、キャラクター並びに対話内容に沿った物語を物語の進行に沿ってキャラクターデータメモリから選択表示するための表示手段、
多様かつ多種類な応答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積された応答文データメモリ、
キャラクターの種類及びキャラクター並びに対話内容に沿った物語の内容が蓄積されたキャラクターデータメモリ、
前記音声認識手段により解読された意味内容に対応する応答文を対話型ロボット又はキャラクターの言葉とするか否かを判断しながら前記応答文データメモリから選択する応答文マッチング手段、
応答文の意味内容を対話型ロボットに送信する応答文送信手段、
前記使用者が対話開始時に適切なキーセンテンスを思いつかない場合に前記応答文データメモリが選択した適切なキーセンテンスを前記表示手段に表示させるためのキーセンテンス表示指示手段とを含むコンピューターと、
を有する、
キャラクター、対話型ロボット及び使用者の三者の間で対話が可能であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の対話システムは、請求項１又は２において、
前記コンピューターは、
使用者が自己の対話レベルを指定する対話レベル設定手段を更に含み、
前記応答文マッチング手段は、更に、使用者の対話レベルに応じた応答文を応答文データメモリから自動的に又は前記対話レベル設定部により設定された使用者の対話レベルに応じて選択するものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の対話システムは、請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記対話型ロボットには、
応答文に応じた表情及び／又は行動（応答運動パターン）が蓄積された応答運動パターンデータベースと、
応答文マッチング部が選択した応答文に対応する適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベースから選択する応答運動パターンマッチング部と、
前記応答運動パターンマッチング部により選択された応答運動パターンが表現されるべき部位を動かす応答運動指令部とが更に設けられており、
前記応答運動パターンマッチング部は、前記コンピューターから送信された応答文に対応した適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベースから選択することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の対話システムは、請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記対話型ロボットの対コンピューター送受信部は、更に、
対話型ロボットが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、その旨を前記コンピューターに送信するとともに、前記コンピューターから送信された返答文の意味内容を受信し、
前記コンピューターが、
応答文データメモリに記録された応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文からなる返答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積された返答文データメモリと、
対話型ロボットが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、前記キャラクター選択手段により選択されたキャラクター又は対話型ロボットに応じて返答文データメモリから選択する返答文マッチング手段と、
返答文の意味内容を対話型ロボットに送信する返答文送信手段とをさらに含み、
前記対話型ロボットの返答文音声変換手段は、コンピューターから送信された返答文の意味内容を対応する音声に変換することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の対話システムは、請求項５において、
前記応答文マッチング手段は、更に、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データメモリから選択できない場合に、その旨を返答文マッチング手段に伝えるとともに、
前記返答文マッチング手段は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリから選択することを特徴とする。
請求項７記載の対話システムは、請求項５又は６において、
前記返答文マッチング手段は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリから選択する場合が２度続いた場合には、異なる話題の返答文をランダムに返答文データメモリから選択することを特徴とする。
請求項８記載の対話システムは、請求項５〜７のいずれかにおいて、
前記返答文マッチング手段は、更に、使用者の対話レベルに応じた返答文を自動的に又は前記対話レベル設定部により設定された使用者の対話レベルに応じて返答文データベースから選択するものであることを特徴とする。
請求項９記載の対話システムは、請求項５〜８のいずれかにおいて、
前記対話型ロボットの返答運動パターンマッチング部は、前記コンピューターから送信された返答文に対応した適切な返答運動パターンを、返答運動パターンデータベースから選択することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の対話システムは、請求項１〜９のいずれかにおいて、
日本語以外の言語で使用者と前記対話型ロボットが対話し、語学学習用に用いられることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の対話型ロボット及び対話システムの実施形態について説明する。
まず、本発明の対話型ロボットについて説明する。図１（ａ）は、対話型ロボットの外観を示す図である。本発明の実施形態の対話型ロボットＡは、図１（ａ）に示すように、使用者と英語で対話することができる小鳥の形態を有するロボットである。
対話型ロボットＡは、コンピューターＢと接続可能であってもよく、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続することにより、提供されるのが本実施形態の対話システムである。
【００１８】
まず、本実施形態における対話型ロボットＡについて説明する。対話型ロボットＡの構成要素は、図２に示すように、使用者音声記録部１１、音声認識部１２、応答文データベース１３、応答文マッチング部１４、応答文音声変換部１５及び発声部１６を含む。このような応答文データベース１３に蓄積された応答文としては、「おはよう（Good morning）、やあ（Hi)」などがある。
【００１９】
使用者が自己の対話レベルにあった対話を楽しみたい場合には、対話レベル設定部２１を更に含むことが好ましい。
また、対話型ロボットＡに応答文に応じた表情及び／又は行動（応答運動パターン）を表現させたい場合には、応答運動パターンデータベース３１、応答運動パターンマッチング部３２及び応答運動指令部３３を更に設けることが好ましい。
【００２０】
更に、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声（返事）を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文（例えば、応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文など）を対話型ロボットＡから返答させたい場合には、返答文データベース４１、返答文マッチング部４２、返答文音声変換部４３を更に含むことが好ましい。このような返答文としては「もう一度言って。」「聞こえない。」（Come again please. I can't hear you）といったものが挙げられる。
そして、対話型ロボットＡに返答文に応じた表情及び／又は行動（返答運動パターン）を表現させたい場合には、返答運動パターンデータベース５１、返答運動パターンマッチング部５２及び返答運動指令部５３を更に設けることが好ましい。
【００２１】
更に、対話型ロボットＡの外面の部位に接触した場合に、接触部位、例えば図１の（ａ）に例示したロボットのおでこ、のど、両足、腹及び背中の６部位に対応する表情及び／又は行動（接触運動パターン）を表現させたい場合には、接触認識部６１、接触運動パターンデータベース６２、接触運動パターンマッチング部６３及び運動指令部６４を更に設けることが好ましい。
【００２２】
また、コンピューターＢの表示手段により表示されたキャラクターと使用者の間、或いは前記キャラクター、対話型ロボットＡ及び使用者の三者の間で対話を楽しみたい場合は、接続部７１と、対コンピューター送受信部７２とをさらに設けることが好ましい。
【００２３】
以下、対話型ロボットＡの構成を説明する。
使用者音声記録部１１は、使用者が発した音声を入力し一時的に記録する。実際には、対話型ロボットＡに内蔵されたマイクロフォン及びメモリ（図示せず）がその役割を果たす。
【００２４】
音声認識部１２は、前記使用者音声記録部１１により記録された音声の意味内容を認識し解読する。解読できる音声は、音声認識部１２に設けられた音声認識ソフトの能力による制約があるが、単語及び２語以上の文を合わせて８０パターンとすることができる。
このような音声認識部１２としては、例えば対話型ロボットＡのみの場合は、センタリー社の音声認識ソフトを使用することができる。
なお、返答文データベース４１、返答文マッチング部４２、返答文音声変換部４３が設けられている場合には、使用者音声記録部１１は、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、その旨の情報を返答文マッチング部４２に伝える。
【００２５】
応答文データベース１３は、応答文の意味内容が蓄積されたデータベースである。応答文データベース１３は、例えば、趣味（hobby）、数字（number）、天気（weather）、動物（animal）、食べ物（food）、お話（chat）、ゲーム（game）、物語（story）、歌（song）等をテーマとする各セクションに分類され、各セクションには、これらのテーマに沿った内容の応答文の意味内容がＡＤＰＣＭ方式（音声圧縮方式）等の形式で蓄積されている。
【００２６】
応答文マッチング部１４は、音声認識部１２により解読された意味内容に対応する応答文を、応答文データベース１３から選択する。また、対話レベル設定部２１を構成要素に含む場合は、更に、使用者の対話レベルに応じた応答文を応答文データベース１３から自動的に又は前記対話レベル設定部２１により設定された使用者の対話レベルに応じて選択する。
対話型ロボットＡに、応答運動パターンデータベース３１、応答運動パターンマッチング部３２及び応答運動指令部３３が設けられている場合、選択した応答文の内容は、応答運動パターンマッチング部３２に伝えられることが好ましい。
そして、返答文データベース４１、返答文マッチング部４２、返答文音声変換部４３が設けられている場合において、使用者に対し再度発声を促したい場合には、応答文マッチング部１４は、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データベース１３から選択できないと、その旨を返答文マッチング部４２に伝える。
更に、接触部位に応じて対話型ロボットＡが応答するようにしたい場合は、応答文マッチング部１４は、ランダムに応答文を応答文データベース１３から選択することが好ましい。
【００２７】
応答文音声変換部１５は、応答文の意味内容を対応する音声に変換する。また、接続部７１及び対コンピューター送受信部７２を設けた場合には、応答文音声変換部１５は、コンピューターＢから送信された応答文の意味内容を対応する音声に変換する。
【００２８】
発声部１６は、前記応答文音声変換部１５により変換された音声を使用者に対して発声するいわゆるスピーカーとしての役割を有する。また、返答文データベース４１、返答文マッチング部４２、返答文音声変換部４３を設けた場合には、発声部１６は、前記返答文音声変換部４３により変換された音声を、スピーカー機能を利用して使用者に対して発声する。
ここで、音声は、ネイティブスピーカーが発声したものを予め録音したものを用いることができる。
【００２９】
対話レベル設定部２１は、使用者が自己の対話レベルを指定する。対話レベルは、例えば、「やさしい」「ふつう」「むずかしい」の３段階に設定することができる。
【００３０】
応答運動パターンデータベース３１は、対話型ロボットＡに、応答文に応じた表情及び／又は行動（応答運動パターン）をさせるソースプログラムやソースコードの形式で蓄積されたデータベースである。例えば、対話型ロボットＡの応答文に合わせて口を動かしたり、羽をばたばた動かすなどのデータを蓄積させておくことができる。
【００３１】
応答運動パターンマッチング部３２は、応答文マッチング部１４が選択した応答文に対応する適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベース３１から選択する。また、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続する場合には、感情表現をより豊かにできる点で、応答運動パターンマッチング部３２は、コンピューターＢから送信された応答文に対応した適切な応答運動パターンを、応答運動パターンデータベース３１から選択することが好ましい。
【００３２】
応答運動指令部３３は、前記応答運動パターンマッチング部３２により選択された応答運動パターンが表現されるべき対話型ロボットＡの部位を動かす。
【００３３】
返答文データベース４１は、応答文データベース１３に記録された応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文等からなる返答文の意味内容が蓄積されたデータベースである。返答文データベース４１は、例えば、応答文データベース１３が、趣味（hobby）、数字（number）、天気（weather）、動物（animal）、食べ物（food）、お話（chat）、ゲーム（game）、物語（story）、歌（song）等をテーマとする各セクションについての応答文を蓄積する場合、対応する各セクションのテーマに沿った内容の返答文の意味内容がＡＤＰＣＭ圧縮方式等の形式で蓄積されている。
【００３４】
返答文マッチング部４２は、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合や、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択する。また、返答文マッチング部４２は、更に、応答文マッチング部１４から、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データベース１３から選択できない旨の情報を受け取った場合には、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択する。
そして、返答文マッチング部４２は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択する場合が２度続いた場合には、異なる話題の返答文をランダムに返答文データベース４１から選択することにより、プログラム上会話を強制的に進行させ（ステップをパスさせる）、用意された質問をランダムに返すことができる。
また、対話レベル設定部２１を構成要素に含む場合は、返答文マッチング部４２は、更に、使用者の対話レベルに応じた返答文を返答文データベース４１から自動的に又は前記対話レベル設定部２１により設定された使用者の対話レベルに応じて選択する。
【００３５】
返答文音声変換部４３は、前記返答文マッチング部４２により選択された返答文の意味内容を対応する音声に変換する。また、コンピューターＢと接続する場合には、返答文音声変換部４３は、コンピューターＢから送信された返答文の意味内容を対応する音声に変換する。
【００３６】
返答運動パターンデータベース５１は、返答文に応じた表情及び／又は行動（応答運動パターン）が蓄積されたデータベースである。
【００３７】
返答運動パターンマッチング部５２は、適切な返答運動パターンを、前記返答運動パターンデータベース５１から選択する。また、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続する場合には、対話型ロボットＡの感情表現をより豊かにできる点で、返答運動パターンマッチング部５２は、コンピューターＢから送信された返答文に対応した適切な返答運動パターンを、返答運動パターンデータベース５１から選択することが好ましい。
【００３８】
返答運動指令部５３は、前記返答運動パターンマッチング部５２により選択された返答運動パターンが表現されるべき対話型ロボットＡの部位を駆動させる。
【００３９】
接触認識部６１は、使用者が対話型ロボットＡの外面に接触した場合に、接触部位を認識するものであり、接触部位は複数設けることができ、例えば、対話型ロボットＡのおでこ、のど、両足、腹及び背中の６箇所の部位にセットされている。また、接触に応じて対話型ロボットＡが応答するようにしたい場合には、接触認識部６１は、更に、接触があった旨を応答文マッチング部１４に伝えることが好ましい。
接触運動パターンデータベース６２は、接触部位に対応する表情及び／又は行動（接触運動パターン）がソースコードやソースプログラムの形式で蓄積されたデータベースである。表情及び行動としては、笑う、泣く等の感情をクチバシや羽根の動きで表現したりすることができる。
接触運動パターンマッチング部６３は、適切な接触運動パターンを、前記接触運動パターンデータベース６２から選択する。
運動指令部６４は、前記接触運動パターンマッチング部６３により選択された接触運動パターンが表現されるべき部位を動かす。本実施形態においては、クチバシと羽根が動くようになっており、運動指令部６４により、会話の進行程度に合わせてクチバシ及び／又は羽根の動き（早く、或いはゆっくりなど）のパターンや、特に羽根の場合は上まで完全に上がるか、或いは途中までかといったパターンが挙げられる。
尚、使用者が接触部位の一つに接触するとスリープモードに入るようにしても良い。具体的には例えば、背中を長押しすると、その旨が応答文マッチング部１４に伝えられ、応答文として、「またね（see you later）」か「さようなら（good by）」が選択され発声されるとともに、運動指令部６４により運動が停止する。
【００４０】
このような対話型ロボットＡは、電気エネルギーを用いて操作されることが好ましく、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、電源接続用端子又は電池挿入部を有する（図示せず）。
【００４１】
次に、本発明の対話システムについて説明する。図１は、本発明の対話システムで用いる対話型ロボット及びコンピューターの外観を示す図である。
図１において、対話型ロボットＡをコンピューターＢとは、対話型ロボットＡに設けられた接続部７１を介して、有線又は無線で接続されている。例えば、有線で接続される場合は、ＵＳＢケーブル及びコンピューターのＵＳＢ接続部位を利用して接続することができる。また、無線で接続する場合、インターネット等のネットワークを利用して接続することができる。
【００４２】
対コンピューター送受信部７２は、使用者音声記録部１１により記録された音声をコンピューターＢに送信するとともに、コンピューターＢから送信された応答文を受信する。
【００４３】
対話システムで用いる対話型ロボットとしては、前述した本発明の対話型ロボットＡを用いることができるので、以下、コンピューターＢについて説明する。対話型ロボットＡにコンピューターＢを接続した対話型システムの場合、対話型ロボットＡは、使用者の対話相手であるほかに、使用者が発した音声を記録するためのマイクロフォンとしての役割をも有することとなる。
コンピューターＢの構成要素は、図３に示すように、音声受信手段１１１、音声認識手段１１２、表示手段１１３、キャラクター選択手段１１４、応答文データメモリ１１５、キャラクターデータメモリ１１６、応答文マッチング手段１１７及び応答文送信手段１１８を含む。
【００４４】
使用者が自己の対話レベルにあった対話を楽しみたい場合には、対話レベル設定手段１２１を更に含むことが好ましい。
また、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合や、使用者の発した音声が聞き取れない場合において、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文（応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文）を対話型ロボットＡから返答させる場合には、返答文データメモリ１３１、返答文マッチング手段１３２、返答文送信手段１３３を更に含むことが好ましい。
そして、使用者がキャラクターや対話型ロボットＡとなめらかな会話を続けることができるように、返答文表示指示手段１４１及びキーセンテンス表示指示手段１４２を有することが好ましい。
【００４５】
音声受信手段１１１は、対話型ロボットＡから使用者が発した音声及び対話型ロボットＡの発声部１６が発した音声を受信する。
【００４６】
音声認識手段１１２は、音声受信手段１１１により受信された音声の意味内容を認識し解読する。解読できる音声は、対話型ロボットＡ単独の場合よりも多く、単語及び２語以上の文を合わせて６０００パターン前後とすることができる。このような音声認識手段１１２としては、例えばマイクロソフト社の音声認識ソフトを用いることができる。
【００４７】
表示手段１１３は、キャラクター（例えば、たぬき、蛙、昆虫、魚、等）を表示し、キャラクター並びに対話内容に合致させた物語を物語の進行に沿ってキャラクターデータメモリ１１６から選択表示する。
また、返答文表示指示手段１４１を設ける場合においては、前記表示手段１１３は更に前記返答文（例えば、「もう一度言って。」「聞こえない。」（Come again please. I can't hear you）といったものが挙げられる。）を表示する。
また、キーセンテンス表示指示手段１４２を設ける場合においては、前記表示手段１１３は更に前記キーセンテンス（例えば、「起きて（Wake up）、おはよう(Good morning)などを表示する。
【００４８】
キャラクター選択手段１１４は、使用者がキャラクターの選択を可能とするための手段であり、キャラクターの種類は、多い方が使用者の選択肢を広げ娯楽性を高めることができる点で好ましく、本実施形態では１００種類の動物キャラクターを選択可能である。
応答文データメモリ１１５は、対話型ロボットＡの応答文データベースに蓄積された応答文よりも多様かつ多種類な応答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積されたデータベースである。例えば対話型ロボットＡのデータベース１３に蓄積された応答文のレベルは単純なもの（yes、no等の一語のみ）であるのに対し、応答文データメモリ１１５では、二語以上を文章化してなる文章の応答文（例えば、How are you）が蓄積されている。
【００４９】
キャラクターデータメモリ１１６は、キャラクターの種類、及び、キャラクター並びに対話内容に合致した物語の内容が蓄積されたデータメモリであり、音声はマイクロメディア社のオーディオ圧縮、画像はＪＰＥＧの形式等で蓄積されたデータメモリである。
本実施形態においては、先述のように１００種類のキャラクターについてその外観（画像）及び声（音声）についての情報を蓄積するとともに、それぞれのキャラクターが登場する物語についての様々な情報を蓄積している。例えば、キャラクターについては応答文データメモリ１１５に蓄積された応答文や返答文以外の主に画像情報を蓄積していることになる。
【００５０】
応答文マッチング手段１１７は、前記音声認識手段１１２により認識し解読された意味内容に対応する応答文を、キャラクターの言葉として、前記応答文データメモリ１１５から選択する。
また、対話レベル設定手段１２１を構成要素に含む場合においては、応答文マッチング手段１１７は、更に、使用者の対話レベルに応じた応答文を応答文データメモリ１１５から自動的に又は前記対話レベル設定手段１２１により設定された使用者の対話レベルに応じて選択する。そして、返答文データメモリ１３１、返答文マッチング手段１３２、返答文送信手段１３３を更に含む場合に、使用者に対し再度発声を促したい場合には、応答文マッチング手段１１７は、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データメモリ１１５から選択できない場合に、その旨を返答文マッチング手段１３２に伝えることが好ましい。
【００５１】
応答文送信手段１１８は、応答文の意味内容を対話型ロボットＡに送信する。即ち、対話型ロボットＡにコンピューターＢを接続した対話型システムの場合、対話型ロボットＡは、先述したように、使用者の対話相手であり、使用者が発した音声を入力するためのマイクロフォンとしての役割を有するほかに、対話型ロボットＡの言葉やコンピューターＡの表示手段１１３によりディスプレイ等に表示されたキャラクターの言葉を発声するためのスピーカーとしての役割をも果たすことになる。
【００５２】
対話レベル設定手段１２１は、使用者が自己の対話レベルを指定する。
【００５３】
返答文データメモリ１３１は、応答文データメモリ１１５に記録された応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文からなる返答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積されたデータメモリである。
返答文マッチング手段１３２は、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、前記キャラクター選択手段１１４により選択されたキャラクターに応じて返答文データメモリ１３１から選択する。
また、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データメモリ１１５から選択できない旨の情報を受け取った場合に、返答文マッチング手段１３２は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリ１３１から選択する。
そして、使用者を飽きさせないために、返答文マッチング手段１３２は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリ１３１から選択する場合が２度続いた場合には、異なる話題の返答文をランダムに返答文データメモリ１３１から選択することにより、プログラム上会話を強制的に進行させ（ステップをパスさせる）、用意された質問をランダムに返すことが好ましい。
返答文送信手段１３３は、返答文の意味内容を対話型ロボットＡに送信する。
【００５４】
返答文表示指示手段１４１は、使用者が対話中に適切な返答文が思いつかない場合に、返答文データメモリ１３１が選択した適切な返答文を表示手段１１３に表示させる。
キーセンテンス表示指示手段１４２は、使用者が対話開始時に適切なキーセンテンスを思いつかない場合に、応答文データメモリ１１５が選択した適切なキーセンテンスを表示手段１１３に表示させる。
返答文表示指示手段１４１、キーセンテンス表示指示手段１４２は、使用者がコンピューターＢに対してする指示を受けて表示手段１１３への指示を行う。使用者の指示としては、例えば、表示画面によりコンピューターのディスプレイに表示されたアイコンのクリックなどが挙げられる。
【００５５】
コンピューターＢは、具体的には例えば、各手段の内容が記録されてなるＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＦＤ等の記録媒体をコンピューターの各記録媒体に対応するインターフェースに接続してセットしたものとすることができる。
このようなコンピューターＢは、プリンタを接続したものであっても良い。
尚、コンピューターＢを接続した状態で対話型ロボットＢを用いる場合には、対話型ロボットＢはスピーカーとマイクロフォンとしての役割を有するものであればよく、使用者の発声した返答文の意味内容を認識し解読したり、応答文を選択したりする必要はない。
【００５６】
次に、本実施形態において、対話型ロボットＡ単独と対話する際の対話型ロボットＡ側の対話に関する手順を、図４のフローチャートを用いて説明する。
まず、使用者が、対話型ロボットＡのＯＮ／ＯＦＦスイッチを入れて（ＯＮにする）ロボットを起動させる（ステップ１１）。使用者が対話型ロボットＡに対して発声すると、使用者音声記録部１１が使用者の発した音声を入力し一時的に記録する（ステップ１２）。音声認識部１２は、使用者音声記録部１１により記録された音声の意味内容を認識・解読できた場合には（ステップ１３のＹｅｓ）、応答文マッチング部１４にその内容を伝え、応答文マッチング部１４が、その意味内容に対応する応答文を、応答文データベース１３から選択する。選択できた場合には（ステップ１４のＹｅｓ）、応答文音声変換部１５は、応答文の意味内容を対応する音声に変換し（ステップ１５）、発声部１６から対話型ロボットＡのスピーカーを介して応答文として発声し、使用者に対し話しかける（ステップ１６）。
対話型ロボットＡのＯＮ／ＯＦＦスイッチを切ると（ＯＦＦにする）、対話型ロボットＡは停止する（ステップ１６−１）。
対話型ロボットＡの応答文（声）に対して使用者からの返事があった場合（ステップ１７のＹｅｓ）、ステップ１２に戻る。
【００５７】
一方、応答文マッチング部１４が、使用者の発声した音声の意味内容を認識・解読できない場合（ステップ１３のＮｏ）、又は、認識出来ない場合に対応した適切な応答文を応答文データベース１３から選択できない場合（ステップ１４のＮｏ）には、その旨の情報を返答文マッチング部４２に伝え、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択して（ステップ１４−１）、後述のステップ１９に進む。
【００５８】
一方、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者から返事がなかった場合、即ち、使用者が音声を発しない場合又は使用者の発した音声が聞き取れない場合（ステップ１７のＮｏ）には、使用者音声記録部１１はその旨の情報を返答文マッチング部４２に伝える。
すると、返答文マッチング部４２は、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択し（ステップ１８）、返答文音声変換部４３が返答文の意味内容を対応する音声に変換し（ステップ１９）、発声部１６から対話型ロボットＡのスピーカーを介して返答文として発声して、使用者に対し話しかける（ステップ１１０）。
対話型ロボットＡの声（返答文）に対して使用者から返事があった場合（ステップ１１１のＹｅｓ）、ステップ１２に戻る。
一方、対話型ロボットＡの声（返答文）に対して使用者から返事がなかった場合（ステップ１１１のＮｏ）、使用者音声記録部１１がその旨の情報を返答文マッチング部４２に伝える。すると、返答文マッチング部４２は、異なる話題の返答文をランダムに返答文データベース４１から選択し（ステップ１１２）、ステップ１９に戻る。
【００５９】
次に、本実施形態の対話型ロボットＡ単独と対話する際の対話型ロボットＡ側の運動に関する手順を図５〜７のフローチャートを用いて説明する。
応答運動パターンの場合は、図５に示すように、応答運動パターンマッチング部３２は、応答文マッチング部１４から選択された応答文が伝えられると、その応答文に対応した適切な応答運動パターンを、応答運動パターンデータベース３１から選択する（ステップ２１）。応答運動指令部３３は、応答運動パターンマッチング部３２により選択された応答運動パターンに対応して表現されるべき部位を運動させる（ステップ２２）。
返答運動パターンの場合は、図６に示すように、返答運動パターンマッチング部５２は、返答文マッチング部４２から選択された返答文が伝えられると、その返答文に対応した適切な返答運動パターンを、返答運動パターンデータベース５１から選択する（ステップ３１）。返答運動指令部５３は、返答運動パターンマッチング部５２により選択された返答運動パターンが対応して表現されるべき部位を運動させる（ステップ３２）。
【００６０】
接触運動パターンの場合は、図７に示すように、まず、接触認識部６１が使用者が接触した部位（例えば、おでこ）を認識する（ステップ４１）。接触認識部６１は、応答文マッチング部１４及び接触運動パターンマッチング部６３に接触があった旨を伝える。応答マッチング部１４は、接触部位に応じて応答文を選択し（ステップ４２）、図４のステップ１５に進む。
一方、接触運動パターンマッチング部６３は、適切な接触運動パターンを、接触運動パターンデータベース６２から選択し（ステップ４３）、これを運動指令部６４に伝え、選択された接触運動パターンが表現されるべき部位（例えば、クチバシと羽根）を運動させる（例えば、クチバシを開いたり閉じたりさせる、羽根を上下にばたばたさせる、など）（ステップ４４）。
【００６１】
続いて、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続して、本実施形態の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の対話に関する手順を、図８のフローチャートを用いて説明する。
まず、使用者が、対話型ロボットＡのＯＮ／ＯＦＦスイッチを入れて（ＯＮにする）ロボットを起動させ、コンピューターＢと接続する（ステップ５１）。使用者が対話型ロボットＡに対して発声（話しかける）と、使用者音声記録部１１が使用者の発した音声を入力し一時的に記録する（ステップ５２）。使用者音声記録部１１は、対コンピューター送受信部７２を介して、使用者音声記録部１１により記録された音声をコンピューターＢに送信する（ステップ５３）。その後、コンピューターＢから送信された応答文の意味内容を受信すると（ステップ５４）、応答文音声変換部１５は、応答文の意味内容を対応する音声に変換し（ステップ５５）、発声部１６から対話型ロボットＡの応答文として、使用者に対し話しかける（ステップ５６）。
対話型ロボットＡの声（応答文）に対して使用者から返事があった場合（ステップ５７のＹｅｓ）、ステップ５２に戻る。
一方、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者から返事がなかった場合、即ち、音声を発しない場合又は使用者の発した音声が聞き取れない場合には（ステップ５７のＮｏ）、使用者音声記録部１１がその旨の情報をコンピューターＢに送信し（ステップ５８）、コンピューターＢからの指示を待つ形になり、ステップ５４に戻る。
【００６２】
続いて、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続して、本発明の対話システムを利用する場合のコンピューターＢ側の対話に関する手順を、図９のフローチャートを用いて説明する。
コンピューターＢを起動させ、対話型ロボットＡと接続し、使用者がキャラクターを選択すると（ステップ６１）、キャラクター選択手段１１４が表示手段１１３に、キャラクターデータメモリ１１６からキャラクターを読み出してコンピューターＢのディスプレイに表示し、物語を進行させる（ステップ６２）。
音声受信手段１１１が、対話型ロボットＡから使用者が発した音声を受信し、かつ音声認識手段１１２は、音声受信手段１１１により受信された音声の意味内容を認識・解読できた場合（ステップ６３のＹｅｓ）、応答文マッチング手段１１７にその内容が伝えられ、応答文マッチング手段１１７が、その意味内容に対応する応答文を、応答文データメモリ１１５から選択できた場合には（ステップ６４のＹｅｓ）、応答文送信手段１１８は、その応答文の意味内容を対話型ロボットＡに送信する（ステップ６５）。返事があった場合はステップ６３に戻り、対話を続けることになる。
【００６３】
一方、応答文マッチング手段１１７が、使用者が発声した音声を認識・解読できない場合（ステップ６３のＮｏ）や、対応した適切な応答文を応答文データベース１３から選択できない場合（ステップ６４のＮｏ）には、その旨の情報が返答文マッチング手段１３２に伝えられ、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリ１３１から選択して（ステップ６４−１）、後述のステップ６８に進む。
【００６４】
対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者から返事がない旨の情報、即ち、音声を発しない場合又は使用者の発した音声が聞き取れない旨の情報を、対話型ロボットＡから受け取った場合には（ステップ６６のＮｏ）、その旨の情報が返答文マッチング手段１３２に伝えられると、返答文マッチング手段１３２が、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリ１３１から選択して（ステップ６７）、返答文送信手段１３３がその返答文の意味内容を対話型ロボットＡに送信する（ステップ６８）。返事があった場合はステップ６３に戻り、対話を続けることになる（ステップ６９のＹｅｓ）。
対話型ロボットＡの声（返答文）に対して使用者から返事がない旨の情報を対話型ロボットＡから受けとった場合（ステップ６９のＮｏ）、その旨の情報が伝えられた返答文マッチング手段１３２は、異なる話題の返答文をランダムに返答文データメモリ１３１から選択し（ステップ６１０）、ステップ６３に戻る。
尚、図８及び図９に示す手順については、コンピューターＢ上のキャラクターの言葉として対話型ロボットＡが発声する場合も、対話型ロボットＡ自身の言葉として発生する場合も同様である。
【００６５】
続いて、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続して、本発明の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の運動に関する手順を図１０及び１１のフローチャートを用いて説明する。
応答運動パターンの場合は、図１０に示すように、対話型ロボットＡの応答運動パターンマッチング部３２が、コンピューターＢから応答文を伝えられると、その応答文に対応した適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベース３１から選択する（ステップ７１）。応答運動指令部３３は、前記応答運動パターンマッチング部３２により選択された応答運動パターンが表現されるべき部位を動かす（ステップ７２）。
返答運動パターンの場合は、図１１に示すように、対話型ロボットＡの返答運動パターンマッチング部５２は、返答文マッチング部４２から選択した返答文が伝えられると、その返答文に対応した適切な返答運動パターンを、前記返答運動パターンデータベース５１から選択する（ステップ８１）。返答運動指令部５３は、前記返答運動パターンマッチング部５２により選択された返答運動パターンが表現されるべき部位を動かす（ステップ８２）。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の対話システムは、多様な応答文で応答するので、使用者が効率よく自宅で特に英会話等の外国語の会話力を習得することが可能である。また、対話型ロボット、又はコンピューター中のキャラクターが対話の相手となるので幅広い年齢層に興味を持って受け入れられる。さらに、多様な話題を提供することができるので、使用者を飽きさせることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態における対話型ロボットの外観（ａ）、並びに、対話システムで用いる前記ロボット及びコンピューターの外観（ｂ）を示す図である。
【図２】 本実施形態における対話型ロボットの構成要素の説明図である。
【図３】 本実施形態におけるコンピューターの構成要素である。
【図４】 本実施形態における対話型ロボットＡと対話する際の対話型ロボットＡ側の対話に関する手順のフローチャートである。
【図５】 本実施形態の対話型ロボットＡと対話する際の対話型ロボットＡ側の応答運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【図６】 本実施形態の対話型ロボットＡと対話する際の対話型ロボットＡ側の返答運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【図７】 本実施形態の対話型ロボットＡと対話する際の対話型ロボットＡ側の接触運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【図８】 本実施形態の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の対話に関する手順のフローチャートである。
【図９】 本実施形態の対話システムを利用する場合のコンピューターＢ側の対話に関する手順のフローチャートである。
【図１０】 本実施形態の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の応答運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【図１１】 本実施形態の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の返答運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ 対話型ロボット
Ｂ コンピューター
１１ 使用者音声記録部
１２ 音声認識部
１３ 応答文データベース
１４ 応答文マッチング部
１５ 応答文音声変換部
１６ 発声部
２１ 対話レベル設定部
３１ 応答運動パターンデータベース
３２ 応答運動パターンマッチング部
３３ 応答運動指令部
４１ 返答文データベース
４２ 返答文マッチング部
４３ 返答文音声変換部
５１ 返答運動パターンデータベース
５２ 返答運動パターンマッチング部
５３ 返答運動指令部
６１ 接触認識部
６２ 接触運動パターンデータベース
６３ 接触運動パターンマッチング部
６４ 運動指令部
７１ 接続部
７２ 対コンピューター送受信部
１１１ 音声受信手段
１１２ 音声認識手段
１１３ 表示手段
１１４ キャラクター選択手段
１１５ 応答文データメモリ
１１６ キャラクターデータメモリ
１１７ 応答文マッチング手段
１１８ 応答文送信手段
１２１ 対話レベル設定手段
１３１ 返答文データメモリ
１３２ 返答文マッチング手段
１３３ 返答文送信手段
１４１ 返答文表示指示手段
１４２ キーセンテンス表示指示手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、対話型ロボットを用いた対話システムに関し、詳しくは、使用者に対しさまざまなパターンの音声で運動しながら応答することが可能な対話型ロボットとの会話や、更にコンピューター中のキャラクターとの会話により、英会話など語学学習に役立つ対話システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報手段の進歩により、海外の人々と外国語でコミュニケーションを取る機会が増えている。また、輸送手段の進歩により海外に気軽に旅行に行ける時代となり、旅行先の国の言葉を理解したり、話したりする機会も増えている。従って、英語をはじめとする外国語の習得、特に会話力の習得は、年代を問わず重要である。
【０００３】
例えば、英語の場合、中学校や高校で学ぶ基礎的な英文法を理解していれば、理論的には英会話が可能なはずであるが、実際には難しく、改めて会話の勉強をする必要がある。従って、英会話スクールに入会することにより英会話の勉強を行うのが一般的である。しかしながら、仕事が忙しい等の理由で時間が取れない場合は、たとえ入会しても参加できず学費が無駄になってしまう。
このような場合、英会話のレッスンのためのＣＤやＣＤ−ＲＯＭなどを利用することも考えられるが、一人で勉強するのは根気と忍耐力が必要であり、また、一つのストーリーでは一通り見た後は飽きてしまうため、効率よく会話力を習得することができなかった。
【０００４】
また、こどもは、大人よりも早く語学を習得することができるため、早くから英会話スクールに通わせるなどして語学力を身につけたいと考える親が多い。しかし、スクールは学費がかかり、また、通常は保護者同伴で通う必要があることから、親の時間がない場合はスクールに入れることは困難となる。従って、自宅で英会話を身につけることができる方法が望まれていた。
【０００５】
そして、英会話スクールにおいては、先生が生徒とサークルを組んで会話を行うのが普通であるが、会話の中に新しい話題を常に提供する必要があり、そのような話題提供のための手段が望まれていた。
【０００６】
このような手段として、例えば特許文献１に記載されたキャラクタ型会話システムがあるが、このシステムは、コンピューターの画面上のキャラクターと対話するだけであるため、現実性に乏しく、特にこどもの場合は興味を示しにくいといった問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２６９０８７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点を解決し、効率よく自宅で会話力を習得させ、幅広い年齢層に興味を持って受け入れられ、しかも、飽きさせない話題を提供することのできる対話システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、豊富な応答文を蓄積させた対話型ロボットや、このロボットをコンピューターと接続することによりロボットのほかにキャラクターと対話することができる対話システムを見出し、本発明に至った。
【００１０】
請求項１記載の対話システムは、
（ａ）コンピューターと有線又は無線で接続するための接続部、
使用者音声記録部により記録された音声をコンピューターに送信するとともに、コンピューターから送信された応答文の意味内容を受信する対コンピューター送受信部、
コンピューターから送信された応答文の意味内容を対応する音声に変換する応答文音声変換部が設けられた対話型ロボットと、
（ｂ）使用者が発した音声及び対話型ロボットの発声部が発した音声を対話型ロボットから受信する音声受信手段、
音声受信手段により受信された音声の意味内容を認識し解読する音声認識手段、
キャラクターを選択可能とするためのキャラクター選択手段、
１種類又は２種類以上のキャラクターを表示し、キャラクター並びに対話内容に沿った物語を物語の進行に沿ってキャラクターデータメモリから選択表示するための表示手段、
多様かつ多種類な応答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積された応答文データメモリ、
キャラクターの種類及びキャラクター並びに対話内容に沿った物語の内容が蓄積されたキャラクターデータメモリ、
前記音声認識手段により解読された意味内容に対応する応答文を対話型ロボット又はキャラクターの言葉とするか否かを判断しながら前記応答文データメモリから選択する応答文マッチング手段、
応答文の意味内容を対話型ロボットに送信する応答文送信手段、
前記使用者が対話中に適切な返答文が思いつかない場合に前記返答文データメモリが選択した適切な返答文を表示手段に表示させるための返答文表示指示手段、
とを含むコンピューターと、
を有する、
キャラクター、対話型ロボット及び使用者の三者の間で対話が可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の対話システムは、
（ａ）コンピューターと有線又は無線で接続するための接続部、
使用者音声記録部により記録された音声をコンピューターに送信するとともに、コンピューターから送信された応答文の意味内容を受信する対コンピューター送受信部、
コンピューターから送信された応答文の意味内容を対応する音声に変換する応答文音声変換部が設けられた対話型ロボットと、
（ｂ）使用者が発した音声及び対話型ロボットの発声部が発した音声を対話型ロボットから受信する音声受信手段、
音声受信手段により受信された音声の意味内容を認識し解読する音声認識手段、
キャラクターを選択可能とするためのキャラクター選択手段、
１種類又は２種類以上のキャラクターを表示し、キャラクター並びに対話内容に沿った物語を物語の進行に沿ってキャラクターデータメモリから選択表示するための表示手段、
多様かつ多種類な応答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積された応答文データメモリ、
キャラクターの種類及びキャラクター並びに対話内容に沿った物語の内容が蓄積されたキャラクターデータメモリ、
前記音声認識手段により解読された意味内容に対応する応答文を対話型ロボット又はキャラクターの言葉とするか否かを判断しながら前記応答文データメモリから選択する応答文マッチング手段、
応答文の意味内容を対話型ロボットに送信する応答文送信手段、
前記使用者が対話開始時に適切なキーセンテンスを思いつかない場合に前記応答文データメモリが選択した適切なキーセンテンスを前記表示手段に表示させるためのキーセンテンス表示指示手段とを含むコンピューターと、
を有する、
キャラクター、対話型ロボット及び使用者の三者の間で対話が可能であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の対話システムは、請求項１又は２において、
前記コンピューターは、
使用者が自己の対話レベルを指定する対話レベル設定手段を更に含み、
前記応答文マッチング手段は、更に、使用者の対話レベルに応じた応答文を応答文データメモリから自動的に又は前記対話レベル設定部により設定された使用者の対話レベルに応じて選択するものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の対話システムは、請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記対話型ロボットには、
応答文に応じた表情及び／又は行動（応答運動パターン）が蓄積された応答運動パターンデータベースと、
応答文マッチング部が選択した応答文に対応する適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベースから選択する応答運動パターンマッチング部と、
前記応答運動パターンマッチング部により選択された応答運動パターンが表現されるべき部位を動かす応答運動指令部とが更に設けられており、
前記応答運動パターンマッチング部は、前記コンピューターから送信された応答文に対応した適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベースから選択することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の対話システムは、請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記対話型ロボットの対コンピューター送受信部は、更に、
対話型ロボットが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、その旨を前記コンピューターに送信するとともに、前記コンピューターから送信された返答文の意味内容を受信し、
前記コンピューターが、
応答文データメモリに記録された応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文からなる返答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積された返答文データメモリと、
対話型ロボットが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、前記キャラクター選択手段により選択されたキャラクター又は対話型ロボットに応じて返答文データメモリから選択する返答文マッチング手段と、
返答文の意味内容を対話型ロボットに送信する返答文送信手段とをさらに含み、
前記対話型ロボットの返答文音声変換手段は、コンピューターから送信された返答文の意味内容を対応する音声に変換することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の対話システムは、請求項５において、
前記応答文マッチング手段は、更に、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データメモリから選択できない場合に、その旨を返答文マッチング手段に伝えるとともに、
前記返答文マッチング手段は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリから選択することを特徴とする。
請求項７記載の対話システムは、請求項５又は６において、
前記返答文マッチング手段は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリから選択する場合が２度続いた場合には、異なる話題の返答文をランダムに返答文データメモリから選択することを特徴とする。
請求項８記載の対話システムは、請求項５〜７のいずれかにおいて、
前記返答文マッチング手段は、更に、使用者の対話レベルに応じた返答文を自動的に又は前記対話レベル設定部により設定された使用者の対話レベルに応じて返答文データベースから選択するものであることを特徴とする。
請求項９記載の対話システムは、請求項５〜８のいずれかにおいて、
前記対話型ロボットの返答運動パターンマッチング部は、前記コンピューターから送信された返答文に対応した適切な返答運動パターンを、返答運動パターンデータベースから選択することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の対話システムは、請求項１〜９のいずれかにおいて、
日本語以外の言語で使用者と前記対話型ロボットが対話し、語学学習用に用いられることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の対話型ロボット及び対話システムの実施形態について説明する。
まず、本発明の対話型ロボットについて説明する。図１（ａ）は、対話型ロボットの外観を示す図である。本発明の実施形態の対話型ロボットＡは、図１（ａ）に示すように、使用者と英語で対話することができる小鳥の形態を有するロボットである。
対話型ロボットＡは、コンピューターＢと接続可能であってもよく、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続することにより、提供されるのが本実施形態の対話システムである。
【００１８】
まず、本実施形態における対話型ロボットＡについて説明する。対話型ロボットＡの構成要素は、図２に示すように、使用者音声記録部１１、音声認識部１２、応答文データベース１３、応答文マッチング部１４、応答文音声変換部１５及び発声部１６を含む。このような応答文データベース１３に蓄積された応答文としては、「おはよう（Good morning）、やあ（Hi)」などがある。
【００１９】
使用者が自己の対話レベルにあった対話を楽しみたい場合には、対話レベル設定部２１を更に含むことが好ましい。
また、対話型ロボットＡに応答文に応じた表情及び／又は行動（応答運動パターン）を表現させたい場合には、応答運動パターンデータベース３１、応答運動パターンマッチング部３２及び応答運動指令部３３を更に設けることが好ましい。
【００２０】
更に、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声（返事）を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文（例えば、応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文など）を対話型ロボットＡから返答させたい場合には、返答文データベース４１、返答文マッチング部４２、返答文音声変換部４３を更に含むことが好ましい。このような返答文としては「もう一度言って。」「聞こえない。」（Come again please. I can't hear you）といったものが挙げられる。
そして、対話型ロボットＡに返答文に応じた表情及び／又は行動（返答運動パターン）を表現させたい場合には、返答運動パターンデータベース５１、返答運動パターンマッチング部５２及び返答運動指令部５３を更に設けることが好ましい。
【００２１】
更に、対話型ロボットＡの外面の部位に接触した場合に、接触部位、例えば図１の（ａ）に例示したロボットのおでこ、のど、両足、腹及び背中の６部位に対応する表情及び／又は行動（接触運動パターン）を表現させたい場合には、接触認識部６１、接触運動パターンデータベース６２、接触運動パターンマッチング部６３及び運動指令部６４を更に設けることが好ましい。
【００２２】
また、コンピューターＢの表示手段により表示されたキャラクターと使用者の間、或いは前記キャラクター、対話型ロボットＡ及び使用者の三者の間で対話を楽しみたい場合は、接続部７１と、対コンピューター送受信部７２とをさらに設けることが好ましい。
【００２３】
以下、対話型ロボットＡの構成を説明する。
使用者音声記録部１１は、使用者が発した音声を入力し一時的に記録する。実際には、対話型ロボットＡに内蔵されたマイクロフォン及びメモリ（図示せず）がその役割を果たす。
【００２４】
音声認識部１２は、前記使用者音声記録部１１により記録された音声の意味内容を認識し解読する。解読できる音声は、音声認識部１２に設けられた音声認識ソフトの能力による制約があるが、単語及び２語以上の文を合わせて８０パターンとすることができる。
このような音声認識部１２としては、例えば対話型ロボットＡのみの場合は、センタリー社の音声認識ソフトを使用することができる。
なお、返答文データベース４１、返答文マッチング部４２、返答文音声変換部４３が設けられている場合には、使用者音声記録部１１は、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、その旨の情報を返答文マッチング部４２に伝える。
【００２５】
応答文データベース１３は、応答文の意味内容が蓄積されたデータベースである。応答文データベース１３は、例えば、趣味（hobby）、数字（number）、天気（weather）、動物（animal）、食べ物（food）、お話（chat）、ゲーム（game）、物語（story）、歌（song）等をテーマとする各セクションに分類され、各セクションには、これらのテーマに沿った内容の応答文の意味内容がＡＤＰＣＭ方式（音声圧縮方式）等の形式で蓄積されている。
【００２６】
応答文マッチング部１４は、音声認識部１２により解読された意味内容に対応する応答文を、応答文データベース１３から選択する。また、対話レベル設定部２１を構成要素に含む場合は、更に、使用者の対話レベルに応じた応答文を応答文データベース１３から自動的に又は前記対話レベル設定部２１により設定された使用者の対話レベルに応じて選択する。
対話型ロボットＡに、応答運動パターンデータベース３１、応答運動パターンマッチング部３２及び応答運動指令部３３が設けられている場合、選択した応答文の内容は、応答運動パターンマッチング部３２に伝えられることが好ましい。
そして、返答文データベース４１、返答文マッチング部４２、返答文音声変換部４３が設けられている場合において、使用者に対し再度発声を促したい場合には、応答文マッチング部１４は、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データベース１３から選択できないと、その旨を返答文マッチング部４２に伝える。
更に、接触部位に応じて対話型ロボットＡが応答するようにしたい場合は、応答文マッチング部１４は、ランダムに応答文を応答文データベース１３から選択することが好ましい。
【００２７】
応答文音声変換部１５は、応答文の意味内容を対応する音声に変換する。また、接続部７１及び対コンピューター送受信部７２を設けた場合には、応答文音声変換部１５は、コンピューターＢから送信された応答文の意味内容を対応する音声に変換する。
【００２８】
発声部１６は、前記応答文音声変換部１５により変換された音声を使用者に対して発声するいわゆるスピーカーとしての役割を有する。また、返答文データベース４１、返答文マッチング部４２、返答文音声変換部４３を設けた場合には、発声部１６は、前記返答文音声変換部４３により変換された音声を、スピーカー機能を利用して使用者に対して発声する。
ここで、音声は、ネイティブスピーカーが発声したものを予め録音したものを用いることができる。
【００２９】
対話レベル設定部２１は、使用者が自己の対話レベルを指定する。対話レベルは、例えば、「やさしい」「ふつう」「むずかしい」の３段階に設定することができる。
【００３０】
応答運動パターンデータベース３１は、対話型ロボットＡに、応答文に応じた表情及び／又は行動（応答運動パターン）をさせるソースプログラムやソースコードの形式で蓄積されたデータベースである。例えば、対話型ロボットＡの応答文に合わせて口を動かしたり、羽をばたばた動かすなどのデータを蓄積させておくことができる。
【００３１】
応答運動パターンマッチング部３２は、応答文マッチング部１４が選択した応答文に対応する適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベース３１から選択する。また、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続する場合には、感情表現をより豊かにできる点で、応答運動パターンマッチング部３２は、コンピューターＢから送信された応答文に対応した適切な応答運動パターンを、応答運動パターンデータベース３１から選択することが好ましい。
【００３２】
応答運動指令部３３は、前記応答運動パターンマッチング部３２により選択された応答運動パターンが表現されるべき対話型ロボットＡの部位を動かす。
【００３３】
返答文データベース４１は、応答文データベース１３に記録された応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文等からなる返答文の意味内容が蓄積されたデータベースである。返答文データベース４１は、例えば、応答文データベース１３が、趣味（hobby）、数字（number）、天気（weather）、動物（animal）、食べ物（food）、お話（chat）、ゲーム（game）、物語（story）、歌（song）等をテーマとする各セクションについての応答文を蓄積する場合、対応する各セクションのテーマに沿った内容の返答文の意味内容がＡＤＰＣＭ圧縮方式等の形式で蓄積されている。
【００３４】
返答文マッチング部４２は、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合や、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択する。また、返答文マッチング部４２は、更に、応答文マッチング部１４から、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データベース１３から選択できない旨の情報を受け取った場合には、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択する。
そして、返答文マッチング部４２は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択する場合が２度続いた場合には、異なる話題の返答文をランダムに返答文データベース４１から選択することにより、プログラム上会話を強制的に進行させ（ステップをパスさせる）、用意された質問をランダムに返すことができる。
また、対話レベル設定部２１を構成要素に含む場合は、返答文マッチング部４２は、更に、使用者の対話レベルに応じた返答文を返答文データベース４１から自動的に又は前記対話レベル設定部２１により設定された使用者の対話レベルに応じて選択する。
【００３５】
返答文音声変換部４３は、前記返答文マッチング部４２により選択された返答文の意味内容を対応する音声に変換する。また、コンピューターＢと接続する場合には、返答文音声変換部４３は、コンピューターＢから送信された返答文の意味内容を対応する音声に変換する。
【００３６】
返答運動パターンデータベース５１は、返答文に応じた表情及び／又は行動（応答運動パターン）が蓄積されたデータベースである。
【００３７】
返答運動パターンマッチング部５２は、適切な返答運動パターンを、前記返答運動パターンデータベース５１から選択する。また、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続する場合には、対話型ロボットＡの感情表現をより豊かにできる点で、返答運動パターンマッチング部５２は、コンピューターＢから送信された返答文に対応した適切な返答運動パターンを、返答運動パターンデータベース５１から選択することが好ましい。
【００３８】
返答運動指令部５３は、前記返答運動パターンマッチング部５２により選択された返答運動パターンが表現されるべき対話型ロボットＡの部位を駆動させる。
【００３９】
接触認識部６１は、使用者が対話型ロボットＡの外面に接触した場合に、接触部位を認識するものであり、接触部位は複数設けることができ、例えば、対話型ロボットＡのおでこ、のど、両足、腹及び背中の６箇所の部位にセットされている。また、接触に応じて対話型ロボットＡが応答するようにしたい場合には、接触認識部６１は、更に、接触があった旨を応答文マッチング部１４に伝えることが好ましい。
接触運動パターンデータベース６２は、接触部位に対応する表情及び／又は行動（接触運動パターン）がソースコードやソースプログラムの形式で蓄積されたデータベースである。表情及び行動としては、笑う、泣く等の感情をクチバシや羽根の動きで表現したりすることができる。
接触運動パターンマッチング部６３は、適切な接触運動パターンを、前記接触運動パターンデータベース６２から選択する。
運動指令部６４は、前記接触運動パターンマッチング部６３により選択された接触運動パターンが表現されるべき部位を動かす。本実施形態においては、クチバシと羽根が動くようになっており、運動指令部６４により、会話の進行程度に合わせてクチバシ及び／又は羽根の動き（早く、或いはゆっくりなど）のパターンや、特に羽根の場合は上まで完全に上がるか、或いは途中までかといったパターンが挙げられる。
尚、使用者が接触部位の一つに接触するとスリープモードに入るようにしても良い。具体的には例えば、背中を長押しすると、その旨が応答文マッチング部１４に伝えられ、応答文として、「またね（see you later）」か「さようなら（good by）」が選択され発声されるとともに、運動指令部６４により運動が停止する。
【００４０】
このような対話型ロボットＡは、電気エネルギーを用いて操作されることが好ましく、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、電源接続用端子又は電池挿入部を有する（図示せず）。
【００４１】
次に、本発明の対話システムについて説明する。図１は、本発明の対話システムで用いる対話型ロボット及びコンピューターの外観を示す図である。
図１において、対話型ロボットＡをコンピューターＢとは、対話型ロボットＡに設けられた接続部７１を介して、有線又は無線で接続されている。例えば、有線で接続される場合は、ＵＳＢケーブル及びコンピューターのＵＳＢ接続部位を利用して接続することができる。また、無線で接続する場合、インターネット等のネットワークを利用して接続することができる。
【００４２】
対コンピューター送受信部７２は、使用者音声記録部１１により記録された音声をコンピューターＢに送信するとともに、コンピューターＢから送信された応答文を受信する。
【００４３】
対話システムで用いる対話型ロボットとしては、前述した本発明の対話型ロボットＡを用いることができるので、以下、コンピューターＢについて説明する。対話型ロボットＡにコンピューターＢを接続した対話型システムの場合、対話型ロボットＡは、使用者の対話相手であるほかに、使用者が発した音声を記録するためのマイクロフォンとしての役割をも有することとなる。
コンピューターＢの構成要素は、図３に示すように、音声受信手段１１１、音声認識手段１１２、表示手段１１３、キャラクター選択手段１１４、応答文データメモリ１１５、キャラクターデータメモリ１１６、応答文マッチング手段１１７及び応答文送信手段１１８を含む。
【００４４】
使用者が自己の対話レベルにあった対話を楽しみたい場合には、対話レベル設定手段１２１を更に含むことが好ましい。
また、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合や、使用者の発した音声が聞き取れない場合において、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文（応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文）を対話型ロボットＡから返答させる場合には、返答文データメモリ１３１、返答文マッチング手段１３２、返答文送信手段１３３を更に含むことが好ましい。
そして、使用者がキャラクターや対話型ロボットＡとなめらかな会話を続けることができるように、返答文表示指示手段１４１及びキーセンテンス表示指示手段１４２を有することが好ましい。
【００４５】
音声受信手段１１１は、対話型ロボットＡから使用者が発した音声及び対話型ロボットＡの発声部１６が発した音声を受信する。
【００４６】
音声認識手段１１２は、音声受信手段１１１により受信された音声の意味内容を認識し解読する。解読できる音声は、対話型ロボットＡ単独の場合よりも多く、単語及び２語以上の文を合わせて６０００パターン前後とすることができる。このような音声認識手段１１２としては、例えばマイクロソフト社の音声認識ソフトを用いることができる。
【００４７】
表示手段１１３は、キャラクター（例えば、たぬき、蛙、昆虫、魚、等）を表示し、キャラクター並びに対話内容に合致させた物語を物語の進行に沿ってキャラクターデータメモリ１１６から選択表示する。
また、返答文表示指示手段１４１を設ける場合においては、前記表示手段１１３は更に前記返答文（例えば、「もう一度言って。」「聞こえない。」（Come again please. I can't hear you）といったものが挙げられる。）を表示する。
また、キーセンテンス表示指示手段１４２を設ける場合においては、前記表示手段１１３は更に前記キーセンテンス（例えば、「起きて（Wake up）、おはよう(Good morning)などを表示する。
【００４８】
キャラクター選択手段１１４は、使用者がキャラクターの選択を可能とするための手段であり、キャラクターの種類は、多い方が使用者の選択肢を広げ娯楽性を高めることができる点で好ましく、本実施形態では１００種類の動物キャラクターを選択可能である。
応答文データメモリ１１５は、対話型ロボットＡの応答文データベースに蓄積された応答文よりも多様かつ多種類な応答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積されたデータベースである。例えば対話型ロボットＡのデータベース１３に蓄積された応答文のレベルは単純なもの（yes、no等の一語のみ）であるのに対し、応答文データメモリ１１５では、二語以上を文章化してなる文章の応答文（例えば、How are you）が蓄積されている。
【００４９】
キャラクターデータメモリ１１６は、キャラクターの種類、及び、キャラクター並びに対話内容に合致した物語の内容が蓄積されたデータメモリであり、音声はマイクロメディア社のオーディオ圧縮、画像はＪＰＥＧの形式等で蓄積されたデータメモリである。
本実施形態においては、先述のように１００種類のキャラクターについてその外観（画像）及び声（音声）についての情報を蓄積するとともに、それぞれのキャラクターが登場する物語についての様々な情報を蓄積している。例えば、キャラクターについては応答文データメモリ１１５に蓄積された応答文や返答文以外の主に画像情報を蓄積していることになる。
【００５０】
応答文マッチング手段１１７は、前記音声認識手段１１２により認識し解読された意味内容に対応する応答文を、キャラクターの言葉として、前記応答文データメモリ１１５から選択する。
また、対話レベル設定手段１２１を構成要素に含む場合においては、応答文マッチング手段１１７は、更に、使用者の対話レベルに応じた応答文を応答文データメモリ１１５から自動的に又は前記対話レベル設定手段１２１により設定された使用者の対話レベルに応じて選択する。そして、返答文データメモリ１３１、返答文マッチング手段１３２、返答文送信手段１３３を更に含む場合に、使用者に対し再度発声を促したい場合には、応答文マッチング手段１１７は、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データメモリ１１５から選択できない場合に、その旨を返答文マッチング手段１３２に伝えることが好ましい。
【００５１】
応答文送信手段１１８は、応答文の意味内容を対話型ロボットＡに送信する。即ち、対話型ロボットＡにコンピューターＢを接続した対話型システムの場合、対話型ロボットＡは、先述したように、使用者の対話相手であり、使用者が発した音声を入力するためのマイクロフォンとしての役割を有するほかに、対話型ロボットＡの言葉やコンピューターＡの表示手段１１３によりディスプレイ等に表示されたキャラクターの言葉を発声するためのスピーカーとしての役割をも果たすことになる。
【００５２】
対話レベル設定手段１２１は、使用者が自己の対話レベルを指定する。
【００５３】
返答文データメモリ１３１は、応答文データメモリ１１５に記録された応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文からなる返答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積されたデータメモリである。
返答文マッチング手段１３２は、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、前記キャラクター選択手段１１４により選択されたキャラクターに応じて返答文データメモリ１３１から選択する。
また、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データメモリ１１５から選択できない旨の情報を受け取った場合に、返答文マッチング手段１３２は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリ１３１から選択する。
そして、使用者を飽きさせないために、返答文マッチング手段１３２は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリ１３１から選択する場合が２度続いた場合には、異なる話題の返答文をランダムに返答文データメモリ１３１から選択することにより、プログラム上会話を強制的に進行させ（ステップをパスさせる）、用意された質問をランダムに返すことが好ましい。
返答文送信手段１３３は、返答文の意味内容を対話型ロボットＡに送信する。
【００５４】
返答文表示指示手段１４１は、使用者が対話中に適切な返答文が思いつかない場合に、返答文データメモリ１３１が選択した適切な返答文を表示手段１１３に表示させる。
キーセンテンス表示指示手段１４２は、使用者が対話開始時に適切なキーセンテンスを思いつかない場合に、応答文データメモリ１１５が選択した適切なキーセンテンスを表示手段１１３に表示させる。
返答文表示指示手段１４１、キーセンテンス表示指示手段１４２は、使用者がコンピューターＢに対してする指示を受けて表示手段１１３への指示を行う。使用者の指示としては、例えば、表示画面によりコンピューターのディスプレイに表示されたアイコンのクリックなどが挙げられる。
【００５５】
コンピューターＢは、具体的には例えば、各手段の内容が記録されてなるＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＦＤ等の記録媒体をコンピューターの各記録媒体に対応するインターフェースに接続してセットしたものとすることができる。
このようなコンピューターＢは、プリンタを接続したものであっても良い。
尚、コンピューターＢを接続した状態で対話型ロボットＢを用いる場合には、対話型ロボットＢはスピーカーとマイクロフォンとしての役割を有するものであればよく、使用者の発声した返答文の意味内容を認識し解読したり、応答文を選択したりする必要はない。
【００５６】
次に、本実施形態において、対話型ロボットＡ単独と対話する際の対話型ロボットＡ側の対話に関する手順を、図４のフローチャートを用いて説明する。
まず、使用者が、対話型ロボットＡのＯＮ／ＯＦＦスイッチを入れて（ＯＮにする）ロボットを起動させる（ステップ１１）。使用者が対話型ロボットＡに対して発声すると、使用者音声記録部１１が使用者の発した音声を入力し一時的に記録する（ステップ１２）。音声認識部１２は、使用者音声記録部１１により記録された音声の意味内容を認識・解読できた場合には（ステップ１３のＹｅｓ）、応答文マッチング部１４にその内容を伝え、応答文マッチング部１４が、その意味内容に対応する応答文を、応答文データベース１３から選択する。選択できた場合には（ステップ１４のＹｅｓ）、応答文音声変換部１５は、応答文の意味内容を対応する音声に変換し（ステップ１５）、発声部１６から対話型ロボットＡのスピーカーを介して応答文として発声し、使用者に対し話しかける（ステップ１６）。
対話型ロボットＡのＯＮ／ＯＦＦスイッチを切ると（ＯＦＦにする）、対話型ロボットＡは停止する（ステップ１６−１）。
対話型ロボットＡの応答文（声）に対して使用者からの返事があった場合（ステップ１７のＹｅｓ）、ステップ１２に戻る。
【００５７】
一方、応答文マッチング部１４が、使用者の発声した音声の意味内容を認識・解読できない場合（ステップ１３のＮｏ）、又は、認識出来ない場合に対応した適切な応答文を応答文データベース１３から選択できない場合（ステップ１４のＮｏ）には、その旨の情報を返答文マッチング部４２に伝え、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択して（ステップ１４−１）、後述のステップ１９に進む。
【００５８】
一方、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者から返事がなかった場合、即ち、使用者が音声を発しない場合又は使用者の発した音声が聞き取れない場合（ステップ１７のＮｏ）には、使用者音声記録部１１はその旨の情報を返答文マッチング部４２に伝える。
すると、返答文マッチング部４２は、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データベース４１から選択し（ステップ１８）、返答文音声変換部４３が返答文の意味内容を対応する音声に変換し（ステップ１９）、発声部１６から対話型ロボットＡのスピーカーを介して返答文として発声して、使用者に対し話しかける（ステップ１１０）。
対話型ロボットＡの声（返答文）に対して使用者から返事があった場合（ステップ１１１のＹｅｓ）、ステップ１２に戻る。
一方、対話型ロボットＡの声（返答文）に対して使用者から返事がなかった場合（ステップ１１１のＮｏ）、使用者音声記録部１１がその旨の情報を返答文マッチング部４２に伝える。すると、返答文マッチング部４２は、異なる話題の返答文をランダムに返答文データベース４１から選択し（ステップ１１２）、ステップ１９に戻る。
【００５９】
次に、本実施形態の対話型ロボットＡ単独と対話する際の対話型ロボットＡ側の運動に関する手順を図５〜７のフローチャートを用いて説明する。
応答運動パターンの場合は、図５に示すように、応答運動パターンマッチング部３２は、応答文マッチング部１４から選択された応答文が伝えられると、その応答文に対応した適切な応答運動パターンを、応答運動パターンデータベース３１から選択する（ステップ２１）。応答運動指令部３３は、応答運動パターンマッチング部３２により選択された応答運動パターンに対応して表現されるべき部位を運動させる（ステップ２２）。
返答運動パターンの場合は、図６に示すように、返答運動パターンマッチング部５２は、返答文マッチング部４２から選択された返答文が伝えられると、その返答文に対応した適切な返答運動パターンを、返答運動パターンデータベース５１から選択する（ステップ３１）。返答運動指令部５３は、返答運動パターンマッチング部５２により選択された返答運動パターンが対応して表現されるべき部位を運動させる（ステップ３２）。
【００６０】
接触運動パターンの場合は、図７に示すように、まず、接触認識部６１が使用者が接触した部位（例えば、おでこ）を認識する（ステップ４１）。接触認識部６１は、応答文マッチング部１４及び接触運動パターンマッチング部６３に接触があった旨を伝える。応答マッチング部１４は、接触部位に応じて応答文を選択し（ステップ４２）、図４のステップ１５に進む。
一方、接触運動パターンマッチング部６３は、適切な接触運動パターンを、接触運動パターンデータベース６２から選択し（ステップ４３）、これを運動指令部６４に伝え、選択された接触運動パターンが表現されるべき部位（例えば、クチバシと羽根）を運動させる（例えば、クチバシを開いたり閉じたりさせる、羽根を上下にばたばたさせる、など）（ステップ４４）。
【００６１】
続いて、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続して、本実施形態の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の対話に関する手順を、図８のフローチャートを用いて説明する。
まず、使用者が、対話型ロボットＡのＯＮ／ＯＦＦスイッチを入れて（ＯＮにする）ロボットを起動させ、コンピューターＢと接続する（ステップ５１）。使用者が対話型ロボットＡに対して発声（話しかける）と、使用者音声記録部１１が使用者の発した音声を入力し一時的に記録する（ステップ５２）。使用者音声記録部１１は、対コンピューター送受信部７２を介して、使用者音声記録部１１により記録された音声をコンピューターＢに送信する（ステップ５３）。その後、コンピューターＢから送信された応答文の意味内容を受信すると（ステップ５４）、応答文音声変換部１５は、応答文の意味内容を対応する音声に変換し（ステップ５５）、発声部１６から対話型ロボットＡの応答文として、使用者に対し話しかける（ステップ５６）。
対話型ロボットＡの声（応答文）に対して使用者から返事があった場合（ステップ５７のＹｅｓ）、ステップ５２に戻る。
一方、対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者から返事がなかった場合、即ち、音声を発しない場合又は使用者の発した音声が聞き取れない場合には（ステップ５７のＮｏ）、使用者音声記録部１１がその旨の情報をコンピューターＢに送信し（ステップ５８）、コンピューターＢからの指示を待つ形になり、ステップ５４に戻る。
【００６２】
続いて、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続して、本発明の対話システムを利用する場合のコンピューターＢ側の対話に関する手順を、図９のフローチャートを用いて説明する。
コンピューターＢを起動させ、対話型ロボットＡと接続し、使用者がキャラクターを選択すると（ステップ６１）、キャラクター選択手段１１４が表示手段１１３に、キャラクターデータメモリ１１６からキャラクターを読み出してコンピューターＢのディスプレイに表示し、物語を進行させる（ステップ６２）。
音声受信手段１１１が、対話型ロボットＡから使用者が発した音声を受信し、かつ音声認識手段１１２は、音声受信手段１１１により受信された音声の意味内容を認識・解読できた場合（ステップ６３のＹｅｓ）、応答文マッチング手段１１７にその内容が伝えられ、応答文マッチング手段１１７が、その意味内容に対応する応答文を、応答文データメモリ１１５から選択できた場合には（ステップ６４のＹｅｓ）、応答文送信手段１１８は、その応答文の意味内容を対話型ロボットＡに送信する（ステップ６５）。返事があった場合はステップ６３に戻り、対話を続けることになる。
【００６３】
一方、応答文マッチング手段１１７が、使用者が発声した音声を認識・解読できない場合（ステップ６３のＮｏ）や、対応した適切な応答文を応答文データベース１３から選択できない場合（ステップ６４のＮｏ）には、その旨の情報が返答文マッチング手段１３２に伝えられ、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリ１３１から選択して（ステップ６４−１）、後述のステップ６８に進む。
【００６４】
対話型ロボットＡが発声した応答文に対して使用者から返事がない旨の情報、即ち、音声を発しない場合又は使用者の発した音声が聞き取れない旨の情報を、対話型ロボットＡから受け取った場合には（ステップ６６のＮｏ）、その旨の情報が返答文マッチング手段１３２に伝えられると、返答文マッチング手段１３２が、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリ１３１から選択して（ステップ６７）、返答文送信手段１３３がその返答文の意味内容を対話型ロボットＡに送信する（ステップ６８）。返事があった場合はステップ６３に戻り、対話を続けることになる（ステップ６９のＹｅｓ）。
対話型ロボットＡの声（返答文）に対して使用者から返事がない旨の情報を対話型ロボットＡから受けとった場合（ステップ６９のＮｏ）、その旨の情報が伝えられた返答文マッチング手段１３２は、異なる話題の返答文をランダムに返答文データメモリ１３１から選択し（ステップ６１０）、ステップ６３に戻る。
尚、図８及び図９に示す手順については、コンピューターＢ上のキャラクターの言葉として対話型ロボットＡが発声する場合も、対話型ロボットＡ自身の言葉として発生する場合も同様である。
【００６５】
続いて、対話型ロボットＡとコンピューターＢとを接続して、本発明の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の運動に関する手順を図１０及び１１のフローチャートを用いて説明する。
応答運動パターンの場合は、図１０に示すように、対話型ロボットＡの応答運動パターンマッチング部３２が、コンピューターＢから応答文を伝えられると、その応答文に対応した適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベース３１から選択する（ステップ７１）。応答運動指令部３３は、前記応答運動パターンマッチング部３２により選択された応答運動パターンが表現されるべき部位を動かす（ステップ７２）。
返答運動パターンの場合は、図１１に示すように、対話型ロボットＡの返答運動パターンマッチング部５２は、返答文マッチング部４２から選択した返答文が伝えられると、その返答文に対応した適切な返答運動パターンを、前記返答運動パターンデータベース５１から選択する（ステップ８１）。返答運動指令部５３は、前記返答運動パターンマッチング部５２により選択された返答運動パターンが表現されるべき部位を動かす（ステップ８２）。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の対話システムは、多様な応答文で応答するので、使用者が効率よく自宅で特に英会話等の外国語の会話力を習得することが可能である。また、対話型ロボット、又はコンピューター中のキャラクターが対話の相手となるので幅広い年齢層に興味を持って受け入れられる。さらに、多様な話題を提供することができるので、使用者を飽きさせることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態における対話型ロボットの外観（ａ）、並びに、対話システムで用いる前記ロボット及びコンピューターの外観（ｂ）を示す図である。
【図２】 本実施形態における対話型ロボットの構成要素の説明図である。
【図３】 本実施形態におけるコンピューターの構成要素である。
【図４】 本実施形態における対話型ロボットＡと対話する際の対話型ロボットＡ側の対話に関する手順のフローチャートである。
【図５】 本実施形態の対話型ロボットＡと対話する際の対話型ロボットＡ側の応答運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【図６】 本実施形態の対話型ロボットＡと対話する際の対話型ロボットＡ側の返答運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【図７】 本実施形態の対話型ロボットＡと対話する際の対話型ロボットＡ側の接触運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【図８】 本実施形態の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の対話に関する手順のフローチャートである。
【図９】 本実施形態の対話システムを利用する場合のコンピューターＢ側の対話に関する手順のフローチャートである。
【図１０】 本実施形態の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の応答運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【図１１】 本実施形態の対話システムを利用する場合の対話型ロボットＡ側の返答運動パターンに関する手順のフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ 対話型ロボット
Ｂ コンピューター
１１ 使用者音声記録部
１２ 音声認識部
１３ 応答文データベース
１４ 応答文マッチング部
１５ 応答文音声変換部
１６ 発声部
２１ 対話レベル設定部
３１ 応答運動パターンデータベース
３２ 応答運動パターンマッチング部
３３ 応答運動指令部
４１ 返答文データベース
４２ 返答文マッチング部
４３ 返答文音声変換部
５１ 返答運動パターンデータベース
５２ 返答運動パターンマッチング部
５３ 返答運動指令部
６１ 接触認識部
６２ 接触運動パターンデータベース
６３ 接触運動パターンマッチング部
６４ 運動指令部
７１ 接続部
７２ 対コンピューター送受信部
１１１ 音声受信手段
１１２ 音声認識手段
１１３ 表示手段
１１４ キャラクター選択手段
１１５ 応答文データメモリ
１１６ キャラクターデータメモリ
１１７ 応答文マッチング手段
１１８ 応答文送信手段
１２１ 対話レベル設定手段
１３１ 返答文データメモリ
１３２ 返答文マッチング手段
１３３ 返答文送信手段
１４１ 返答文表示指示手段
１４２ キーセンテンス表示指示手段
Claims (10)
- （ａ）コンピューターと有線又は無線で接続するための接続部、
使用者音声記録部により記録された音声をコンピューターに送信するとともに、コンピューターから送信された応答文の意味内容を受信する対コンピューター送受信部、
コンピューターから送信された応答文の意味内容を対応する音声に変換する応答文音声変換部が設けられた対話型ロボットと、
（ｂ）使用者が発した音声及び対話型ロボットの発声部が発した音声を対話型ロボットから受信する音声受信手段、
音声受信手段により受信された音声の意味内容を認識し解読する音声認識手段、
キャラクターを選択可能とするためのキャラクター選択手段、
１種類又は２種類以上のキャラクターを表示し、キャラクター並びに対話内容に沿った物語を物語の進行に沿ってキャラクターデータメモリから選択表示するための表示手段、
多様かつ多種類な応答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積された応答文データメモリ、
キャラクターの種類及びキャラクター並びに対話内容に沿った物語の内容が蓄積されたキャラクターデータメモリ、
前記音声認識手段により解読された意味内容に対応する応答文を対話型ロボット又はキャラクターの言葉とするか否かを判断しながら前記応答文データメモリから選択する応答文マッチング手段、
応答文の意味内容を対話型ロボットに送信する応答文送信手段、
前記使用者が対話中に適切な返答文が思いつかない場合に前記返答文データメモリが選択した適切な返答文を表示手段に表示させるための返答文表示指示手段、
とを含むコンピューターと、
を有する、
キャラクター、対話型ロボット及び使用者の三者の間で対話が可能であることを特徴とする対話システム。 - （ａ）コンピューターと有線又は無線で接続するための接続部、
使用者音声記録部により記録された音声をコンピューターに送信するとともに、コンピューターから送信された応答文の意味内容を受信する対コンピューター送受信部、
コンピューターから送信された応答文の意味内容を対応する音声に変換する応答文音声変換部が設けられた対話型ロボットと、
（ｂ）使用者が発した音声及び対話型ロボットの発声部が発した音声を対話型ロボットから受信する音声受信手段、
音声受信手段により受信された音声の意味内容を認識し解読する音声認識手段、
キャラクターを選択可能とするためのキャラクター選択手段、
１種類又は２種類以上のキャラクターを表示し、キャラクター並びに対話内容に沿った物語を物語の進行に沿ってキャラクターデータメモリから選択表示するための表示手段、
多様かつ多種類な応答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積された応答文データメモリ、
キャラクターの種類及びキャラクター並びに対話内容に沿った物語の内容が蓄積されたキャラクターデータメモリ、
前記音声認識手段により解読された意味内容に対応する応答文を対話型ロボット又はキャラクターの言葉とするか否かを判断しながら前記応答文データメモリから選択する応答文マッチング手段、
応答文の意味内容を対話型ロボットに送信する応答文送信手段、
前記使用者が対話開始時に適切なキーセンテンスを思いつかない場合に前記応答文データメモリが選択した適切なキーセンテンスを前記表示手段に表示させるためのキーセンテンス表示指示手段とを含むコンピューターと、
を有する、
キャラクター、対話型ロボット及び使用者の三者の間で対話が可能であることを特徴とする対話システム。 - 前記コンピューターは、
使用者が自己の対話レベルを指定する対話レベル設定手段を更に含み、
前記応答文マッチング手段は、更に、使用者の対話レベルに応じた応答文を応答文データメモリから自動的に又は前記対話レベル設定部により設定された使用者の対話レベルに応じて選択するものである請求項１又は２に記載の対話システム。 - 前記対話型ロボットには、
応答文に応じた表情及び／又は行動（応答運動パターン）が蓄積された応答運動パターンデータベースと、
応答文マッチング部が選択した応答文に対応する適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベースから選択する応答運動パターンマッチング部と、
前記応答運動パターンマッチング部により選択された応答運動パターンが表現されるべき部位を動かす応答運動指令部とが更に設けられており、
前記応答運動パターンマッチング部は、前記コンピューターから送信された応答文に対応した適切な応答運動パターンを、前記応答運動パターンデータベースから選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の対話システム。 - 前記対話型ロボットの対コンピューター送受信部は、更に、
対話型ロボットが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、その旨を前記コンピューターに送信するとともに、前記コンピューターから送信された返答文の意味内容を受信し、
前記コンピューターが、
応答文データメモリに記録された応答文に対応する適切な返答文、確認文及びあいさつ文からなる返答文の意味内容が各キャラクターについて蓄積された返答文データメモリと、対話型ロボットが発声した応答文に対して使用者が音声を発しない場合、又は、使用者の発した音声が聞き取れない場合に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、前記キャラクター選択手段により選択されたキャラクター又は対話型ロボットに応じて返答文データメモリから選択する返答文マッチング手段と、
返答文の意味内容を対話型ロボットに送信する返答文送信手段とをさらに含み、
前記対話型ロボットの返答文音声変換手段は、コンピューターから送信された返答文の意味内容を対応する音声に変換することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の対話システム。 - 前記応答文マッチング手段は、更に、使用者が発声した音声の意味内容に対応した適切な応答文を応答文データメモリから選択できない場合に、その旨を返答文マッチング手段に伝えるとともに、
前記返答文マッチング手段は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリから選択することを特徴とする請求項５に記載の対話システム。 - 前記返答文マッチング手段は、更に、使用者に対し再度発声を促す内容の返答文を、返答文データメモリから選択する場合が２度続いた場合には、異なる話題の返答文をランダムに返答文データメモリから選択することを特徴とする請求項５又は６に記載の対話システム。
- 前記返答文マッチング手段は、更に、使用者の対話レベルに応じた返答文を自動的に又は前記対話レベル設定部により設定された使用者の対話レベルに応じて返答文データベースから選択するものである請求項５〜７のいずれかに記載の対話システム。
- 前記対話型ロボットの返答運動パターンマッチング部は、前記コンピューターから送信された返答文に対応した適切な返答運動パターンを、返答運動パターンデータベースから選択することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の対話システム。
- 日本語以外の言語で使用者と前記対話型ロボットが対話し、語学学習用に用いられることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の対話システム。
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