JP6134894B2 - ロボット制御システムおよびロボット - Google Patents

Description

この発明は、ロボット制御システムおよびロボットに関し、特にたとえば、来場者に展示物の説明などの案内情報を発話コンテンツとして提供する、ロボット制御システムおよびロボットに関する。

背景技術の一例である非特許文献１では、科学館内を案内するロボットが、その場での見学履歴から、まだ見ていない展示物についてユーザに説明する。

Masahiro Shiomi, Takayuki Kanda, Hiroshi Ishiguro and Norihiro Hagita, Interactive Humanoid Robots for a Science Museum, IEEE Intelligent Systems, vol. 22, no. 2, pp. 25-32, Mar/Apr. 2007.

非特許文献１は、ユーザにできるだけ多くの展示物を見てもらう案内ロボットとして有効であるが、その場での案内に限られるので、ユーザに対して必ずしも適切な説明ができるとは限らない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、ロボット制御システムおよびロボットを提供することである。

この発明の他の目的は、適切な案内情報を提供できる、ロボット制御システムおよびロボットを提供することである。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、この発明の理解を助けるために記述する実施形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、展示物が置かれた展示会場内においてユーザに発話コンテンツを出力するロボットを含む、ロボット制御システムであってユーザが来場した際の閲覧行動を履歴として記録する記録手段、ユーザの前回来場時の閲覧合計時間を計算する計算手段、閲覧合計時間が所定時間より短いかどうか判断する判断手段、およびユーザが再来場したとき、判断手段の判断結果に応じて決まる発話コンテンツを前記ロボットから出力させる出力手段を備える、ロボット制御システムである。

第１の発明では、ロボット制御システム（100：実施例において対応する部分を例示する参照符号。以下、同じ。）のロボット（10）は、展示物（Ｅ）が置かれた展示会場の中を自律移動できる。記録手段（16, S9, 336）は、たとえば各ユーザがそれぞれの展示物に対してどの程度の時間閲覧したか（閲覧時間）などを閲覧行動の履歴として記録する。計算手段（16, S23）がユーザの前回来場時の閲覧合計時間、すなわち、当該ユーザがその展示会場に展示しているそれぞれの展示物を閲覧した時間の合計を計算する。そして、判断手段（16, S25）はその閲覧合計時間が所定時間（たとえば、６０秒）未満かどうか判断する。出力手段は、判断手段の判断結果に応じて、つまり、前回の閲覧合計時間が所定時間より短いかどうかに応じて、発話コンテンツを決定してロボットから発話させる。たとえば、ユーザが特定の展示物について比較的長時間閲覧した記録があれば、「＊＊＊をよく見ていましたね。」のような発話コンテンツを出力させる。たとえば、ユーザが展示物を殆んど見ないでその展示会場を通過しただけという閲覧行動の履歴があれば、「ゆっくり見ていってください。」のような発話コンテンツを出力させる。

第１の発明によれば、ユーザの閲覧行動の履歴に応じて発話コンテンツを出力するので、ユーザに適切な案内情報を提供することができる。前回のユーザの閲覧合計時間、つまり、前回のユーザの大局的行動履歴に基づいて適切な案内情報を提供することができる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、出力手段は、当該ユーザの前回来場時の閲覧行動の履歴に基づいて決まる発話コンテンツを出力させる、ロボット制御システムである。

第２の発明では、たとえば、ユーザが特定の展示物について比較的長時間閲覧した記録があれば、「前回は＊＊＊をよく見ていましたね。今回は別の展示物も見ていってください」のような発話コンテンツを出力させる。たとえば、ユーザが展示物を殆んど見ないでその展示会場を通過しただけという閲覧行動の履歴があれば、「前回はあまり見てくれなかったようですが、今回はゆっくり見てください。」のような発話コンテンツを出力させる。

第２の発明によれば、前回来場時の閲覧行動の履歴に基づいて決まる発話コンテンツを出力するので、ユーザに適切な案内情報を提供することができるだけでなく、ロボットがユーザをよく観察しているという印象を与えることができ、ユーザのロボットに対する親近感を増すことが期待できる。

第３の発明は、第２の発明に従属し、発話コンテンツは当該ユーザの前回来場時の閲覧行動に言及するフレーズを含む、ロボット制御システムである。

第３の発明では、たとえば「前回は＊＊＊をよく見ていましたね。」とか、「前回はあまり見てくれなかったようですね。」のように、前回の閲覧行動に直接言及するフレーズを含む、発話コンテンツを出力させる。

第３の発明によれば、ユーザの前回来場時の閲覧行動に言及するフレーズを含む発話コンテンツを出力するので、ロボットがユーザをよく観察しているという強い印象を与えることができ、ユーザのロボットに対する親近感を一層増すことが期待できる。

第４の発明は、展示物が置かれた展示会場内においてユーザに発話コンテンツを出力するロボットを含む、ロボット制御システムのコンピュータによって実行されるロボット制御プログラムであって、コンピュータを、ユーザが来場した際の閲覧行動を履歴として記録する記録手段、ユーザの前回来場時の閲覧合計時間を計算する計算手段、閲覧合計時間が所定時間より短いかどうか判断する判断手段、およびユーザが再来場したとき、判断手段の判断結果に応じて決まる発話コンテンツをロボットから出力させる出力手段として機能させる、ロボット制御プログラムである。

第５の発明は、展示物が置かれた展示会場内においてユーザに発話コンテンツを出力するロボットを含む、ロボット制御システムのコンピュータによって実行されるロボット制御方法であって、ユーザが来場した際の閲覧行動を履歴として記録する記録ステップ、ユーザの前回来場時の閲覧合計時間を計算する計算ステップ、閲覧合計時間が所定時間より短いかどうか判断する判断ステップ、およびユーザが再来場したとき、判断ステップの判断結果に応じて決まる発話コンテンツを前記ロボットから出力させる出力ステップを含む、ロボット制御方法である。

第４の発明または第５の発明によれば、第１の発明と同様の効果が期待できる。

第６の発明は、展示物が置かれた展示会場内においてユーザに発話コンテンツを出力するロボットであって、ユーザが来場した際の閲覧行動を履歴として記録する記録手段、ユーザの前回来場時の閲覧合計時間を計算する計算手段、閲覧合計時間が所定時間より短いかどうか判断する判断手段、およびユーザが再来場したとき、判断手段の判断結果に応じて決まる発話コンテンツを出力する出力手段を備える、ロボットである。

第６の発明によれば、ユーザに対して適切な案内情報を提供するロボットが得られる。前回のユーザの閲覧合計時間、つまり、前回のユーザの大局的行動履歴に基づいて適切な案内情報を提供することができる。

この発明によれば、ユーザに適切な案内情報を提供することができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１はこの発明の一実施例のロボット制御システムが適用される展示会場の一例を示す図解図である。 図２は図１に示す展示会場の平面図（地図）の一例を示す図解図である。 図３はこの発明の一実施例のロボット制御システムの概要を示す図解図である。 図４は図３に示す中央制御装置の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 図５は図３に示す実施例に用いるロボットの一例の外観を正面から見た図解図である。 図６は図５に示すロボットの電気的な構成の一例を示すブロック図である。 図７は図４に示す中央制御装置のメモリのメモリマップの一例を示す図解図である。 図８は図７に示すユーザ管理テーブルの一例を示す図解図である。 図９は図７に示す閲覧行動テーブルの一例を示すフロー図である。 図１０は図７に示す発話コンテンツテーブルの一例を示す図解図である。 図１１は図４に示す中央制御装置のプロセサの記録処理の動作の一例を示すフロー図である。 図１２は図４に示す中央制御装置のプロセサのロボット行動決定処理の動作の一例を示すフロー図である。

図１を参照して、この実施例のロボット制御システム１００は、展示物Ｅが置かれた展示会場などの空間（環境）で利用される。展示会場の中では、ユーザ（来場者）およびロボット１０が任意に移動することができ、天井には、この展示会場内でのすべてのユーザの位置やその身体の向きを検出するための複数の距離画像センサ１２（１２ａ，１２ｂ，…）が設けられている。

ロボット１０は、相互作用指向のロボット（コミュニケーションロボット）でもあり、ユーザのようなコミュニケーションの対象との間で、身振り手振りのような身体動作や音声でのコミュニケーション行動を実行する機能を備えている。また、ロボット１０はコミュニケーションの一環として、展示物Ｅについての説明（発話コンテンツ）をユーザに対して出力したり、展示会場を案内したりするサービスを行う。ロボット１０は、サービスを行う上で必要であれば、展示会場内を自律的に移動したり、中央制御装置１４が付与する行動命令に基づいて動作したりする。

また、実施例の空間は展示物Ｅが置かれた展示会場であるが、これに限らずショッピングモール、会社のフロア、博物館またはアトラクション会場などでも、ロボット制御システム１００は利用可能である。

なお、図１では簡単のため、ユーザは１人しか示していないが、展示会場にはさらに多くのユーザがいてもよい。同様にロボット１０も１台しか示していないが、ロボット制御システム１００は２台より多くのロボット１０を同時に制御することができる。

図２はこのような展示会場（空間）の平面的な位置を示す地図である。図２を参照して、展示会場には、複数の（この実施例では３つの）展示物Ｅ（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）が展示される。展示会場には出入口が形成され、この出入口にはＲＦＩＤタグのデータを読み取るためのタグリーダ１３（図３、図４）が設置されている。たとえば、ユーザは、自身が持つＲＦＩＤタグをタグリーダに読み取らせた後、展示会場に入場する。ＲＦＩＤタグにはユーザＩＤが記憶されており、タグリーダはＲＦＩＤタグからユーザＩＤを読み取り、それを中央制御装置１４（図３、図４）に送信する。

なお、ＲＦＩＤタグとしては任意のものが利用可能である。ただし、この実施例は、同じ来場者が２回目以降に来場した際に、前回の閲覧行動の履歴を参照して、適切な案内情報を提示する（たとえば、発話コンテンツを出力する）ことを意図したものであるので、この実施例では来場者（ユーザ）を個別的に特定する必要がある。そのため、実施例で用いられるＲＦＩＤタグとしては、各個人に固有のものである、たとえば会員カード、携帯電話機（スマートフォンを含む）、車のキーなどに仕込まれたものが考えられる。

ただし、展示会場の出入口に、カメラを設けておき、そのカメラで撮影したユーザの顔画像を画像処理することによって、ユーザ個人を特定するようにしてもよい。そうすれば、ユーザにＲＦＩＤタグを提示させる面倒が回避できる。

展示会場内の各展示物Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３にはそれぞれ説明可能範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３が設定されている。説明可能範囲Ａとは、ユーザがこの範囲に入っていれば、当該展示物に対する説明（案内情報）をロボット１０がユーザに提供する、そのような範囲のことである。これら説明可能範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３の位置、形状、サイズなどの座標データは、対応の展示物Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の重心Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の位置、形状、サイズなどの座標データと一緒に、後述の地図データ３３２（図７）として、予め記憶されている。

なお、この実施例では、ユーザが各展示物Ｅｉの説明可能範囲Ａｉ内に存在するとき、そのユーザは展示物Ｅｉを閲覧したものとみなす。

図３を参照して、ロボット制御システム１００の中央制御装置１４は、一定時間（たとえば、１秒）毎に距離画像センサ１２ａ，１２ｂ、…によって、任意に移動するユーザの位置を検出すると共に、ユーザの向きを検出する。また、中央制御装置１４は、ネットワーク１０００を介してロボット１０と無線通信を行い、必要であればロボット１０の行動を制御する。

図３は中央制御装置１４の電気的な構成を示すブロック図である。図３を参照して、中央制御装置１４は、距離画像センサ１２ａ，１２ｂおよびプロセサ１６などを含む。プロセサ１６は、コンピュータ或いはＣＰＵと呼ばれることもある。プロセサ１６には、先述した距離画像センサ１２ａおよび距離画像センサ１２ｂに加えて、他の距離画像センサ１２が接続される。なお、距離画像センサ１２ａ，１２ｂを区別する必要がない場合、単に「距離画像センサ１２」と言う。

プロセサ１６にはメモリ１８および通信ＬＡＮボード２０が接続される。

距離画像センサ１２は、赤外光またはレーザーなどの光を照射し、対象物から反射した光（反射光）をＣＣＤセンサなどの光学センサによって捉える。距離画像センサ１２は、光が戻るまでの時間を画素毎に計測することで、対象物までの実際の距離を測定する。実施例の距離画像センサ１２には、ASUS（登録商標）製のXtion（登録商標）と呼ばれる製品が採用されている。なお、他の実施例では、距離画像センサ１２は、Microsoft（登録商標）製のKinect（登録商標）センサ、パナソニック（登録商標）製の３次元距離画像センサD-IMager（登録商標）などを使用することも可能である。この種のセンサは、３次元距離計測センサ、３Ｄスキャナなどと呼ばれる場合もある。

プロセサ１６は、このような距離画像センサ１２を通じて対象（ユーザ）の３次元情報を取得する。距離画像センサ１２からの３次元情報には、対象の形状および対象までの距離が含まれている。たとえば、ユーザが天井に設けられた距離画像センサ１２によってセンシングされると、ユーザを上から見た状態の頭部および両肩の形状と、頭部および両肩までの距離が３次元情報として得られる。

たとえば、展示会場には３５個の距離画像センサ１２が所定の位置（既知）に設置されており、プロセサ１６は、各々から３次元情報を取得して、３次元空間（ワールド座標系）における位置（たとえば、重心など特徴点の位置座標（ｘ，ｙ，ｚ））およびユーザの向き（たとえば、頭部および両肩など特徴部位の向き）を計算することができる。

なお、他の実施例では、距離画像センサ１２ではなく、２次元または３次元のＬＲＦを利用して、ユーザの位置および向きが検出されてもよい。

メモリ１８はＲＯＭ，ＨＤＤおよびＲＡＭを含む。ＲＯＭおよびＨＤＤには、中央制御装置１４の動作を制御するための制御プログラム予め記憶される。また、ＲＡＭは、プロセサ１６のワークメモリやバッファメモリとして用いられる。

通信ＬＡＮボード２０は、たとえばＤＳＰで構成され、プロセサ１６から与えられた送信データを無線通信装置２２に与え、無線通信装置２２は送信データを、ネットワーク１０００を介してロボット１０に送信する。たとえば、送信データは、ロボット１０の自律移動に必要なデータや、サービスを行うために必要なデータおよびロボット１０に指示する行動命令の信号（コマンド）などである。また、通信ＬＡＮボード２０は、無線通信装置２２を介してデータを受信し、受信したデータをプロセサ１６に与える。

なお、他の実施例では、中央制御装置１４は、ディスプレイなどの出力装置と、マウスおよびキーボードなどの入力装置とを備えていてもよい。

図５はこの実施例のロボット１０の外観を示す正面図である。図５を参照して、ロボット１０は台車４０を含み、台車４０の下面にはロボット１０を自律移動させる２つの車輪４２および１つの従輪４４が設けられる。２つの車輪４２は車輪モータ４６（図６参照）によってそれぞれ独立に駆動され、台車４０すなわちロボット１０を前後左右の任意方向に動かすことができる。また、従輪４４は車輪４２を補助する補助輪である。したがって、ロボット１０は、配置された空間内を自律制御によって移動可能である。

台車４０の上には、円柱形のセンサ取り付けパネル４８が設けられ、このセンサ取り付けパネル４８には、多数の赤外線距離センサ５０が取り付けられる。これらの赤外線距離センサ５０は、センサ取り付けパネル４８すなわちロボット１０の周囲の物体（ユーザや障害物など）との距離を測定するものである。

なお、この実施例では、距離センサとして、赤外線距離センサを用いるようにしてあるが、赤外線距離センサに代えて、ＬＲＦや、超音波距離センサおよびミリ波レーダなどを用いることもできる。

センサ取り付けパネル４８の上には、胴体５２が直立するように設けられる。また、胴体５２の前方中央上部（ユーザの胸に相当する位置）には、上述した赤外線距離センサ５０がさらに設けられ、ロボット１０の前方の主としてユーザとの距離を計測する。また、胴体５２には、その側面側上端部のほぼ中央から伸びる支柱５４が設けられ、支柱５４の上には、全方位カメラ５６が設けられる。全方位カメラ５６は、ロボット１０の周囲を撮影するものであり、後述する眼カメラ８０とは区別される。この全方位カメラ５６としては、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いるカメラを採用することができる。なお、これら赤外線距離センサ５０および全方位カメラ５６の設置位置は、当該部位に限定されず適宜変更され得る。

胴体５２の両側上端部（ユーザの肩に相当する位置）には、それぞれ、肩関節５８Ｒおよび肩関節５８Ｌによって、上腕６０Ｒおよび上腕６０Ｌが設けられる。図示は省略するが、肩関節５８Ｒおよび肩関節５８Ｌは、それぞれ、直交する３軸の自由度を有する。すなわち、肩関節５８Ｒは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕６０Ｒの角度を制御できる。肩関節５８Ｒの或る軸（ヨー軸）は、上腕６０Ｒの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸およびロール軸）は、その軸にそれぞれ異なる方向から直交する軸である。同様にして、肩関節５８Ｌは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕６０Ｌの角度を制御できる。肩関節５８Ｌの或る軸（ヨー軸）は、上腕６０Ｌの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸およびロール軸）は、その軸にそれぞれ異なる方向から直交する軸である。

また、上腕６０Ｒおよび上腕６０Ｌのそれぞれの先端には、肘関節６２Ｒおよび肘関節６２Ｌが設けられる。図示は省略するが、肘関節６２Ｒおよび肘関節６２Ｌは、それぞれ１軸の自由度を有し、この軸（ピッチ軸）の軸回りにおいて前腕６４Ｒおよび前腕６４Ｌの角度を制御できる。

前腕６４Ｒおよび前腕６４Ｌのそれぞれの先端には、手６６Ｒおよび手６６Ｌがそれぞれ設けられる。各手６６には、ユーザと同じように親指、ユーザ差し指、中指、薬指および小指が設けられている。手６６の親指およびユーザ差し指の根本には指関節（図示せず）が設けられており、それぞれを独立して動かすことができる。また、中指、薬指および小指は一体成型され、親指およびユーザ差し指と同様、根元に指関節が設けられている。そして、中指、薬指および小指はまとめて動かすことが出来る。

また、手６６Ｒおよび手６６Ｌのそれぞれ根元には、手首が設けられる。図示は省略するが、左右の手首は、それぞれ１軸の自由度を有し、この軸（ヨー軸）の軸回りにおいて手６６Ｒおよび手６６Ｌの角度を制御できる。また、図示は省略するが手６６Ｒおよび手６６Ｌの親指、ユーザ差し指および残りの３本の指（中指、薬指および小指）の指関節は、それぞれ１自由度を有し、この軸の軸回りにおいて指の角度を制御できる。

従って、ロボット１０は、親指、中指、薬指および小指が折り曲げられた指さしの状態の手６６で任意の対象をポインティングしたり、手を開いた状態で上腕６０、前腕６４および手６６の全体を使って任意の対象をポインティングしたりすることが可能となる。そのため、上腕６０、前腕６４および手６６はポインティング手段と呼ばれることもある。

なお、他の実施例では、ユーザと同じようにそれぞれの指が独立し、かつユーザの指と同じ数の指関節を持つ手６６が採用されてもよい。この場合、ロボット１０は、ポインティングだけでなく、物を指で掴んだり、手話によるコミュニケーションを行ったりすることが可能となる。

また、図示は省略するが、台車４０の前面、肩関節５８Ｒと肩関節５８Ｌとを含む肩に相当する部位、上腕６０Ｒ、上腕６０Ｌ、前腕６４Ｒ、前腕６４Ｌ、手６６Ｒおよび手６６Ｌには、それぞれ、接触センサ６８（図５で包括的に示す）が設けられる。台車４０の前面の接触センサ６８は、台車４０へのユーザや他の障害物の接触を検知する。したがって、ロボット１０は、自身の移動中に障害物との接触が有ると、それを検知し、直ちに車輪４２の駆動を停止してロボット１０の移動を急停止させることができる。また、その他の接触センサ６８は、当該各部位に触れたかどうかを検知する。なお、接触センサ６８の設置位置は、当該部位に限定されず、適宜な位置（ユーザの胸、腹、脇、背中および腰に相当する位置）に設けられてもよい。

胴体５２の中央上部（ユーザの首に相当する位置）には首関節７０が設けられ、さらにその上には頭部７２が設けられる。図示は省略するが、首関節７０は、３軸の自由度を有し、３軸の各軸廻りに角度制御可能である。或る軸（ヨー軸）はロボット１０の真上（鉛直上向き）に向かう軸であり、他の２軸（ピッチ軸、ロール軸）は、それぞれ、それと異なる方向で直交する軸である。

頭部７２には、ユーザの口に相当する位置に、スピーカ７４が設けられる。スピーカ７４は、ロボット１０が、それの周辺のユーザに対して音声ないし音によってコミュニケーションを取るためや、後述の発話コンテンツをユーザに対して出力するためなど用いられる。また、ユーザの耳に相当する位置には、マイク７６Ｒおよびマイク７６Ｌが設けられる。以下、右のマイク７６Ｒと左のマイク７６Ｌとをまとめてマイク７６と言うことがある。マイク７６は、周囲の音、とりわけコミュニケーションを実行する対象であるユーザの音声を取り込む。さらに、ユーザの目に相当する位置には、眼球部７８Ｒおよび眼球部７８Ｌが設けられる。眼球部７８Ｒおよび眼球部７８Ｌは、それぞれ眼カメラ８０Ｒおよび眼カメラ８０Ｌを含む。以下、右の眼球部７８Ｒと左の眼球部７８Ｌとをまとめて眼球部７８と言うことがある。また、右の眼カメラ８０Ｒと左の眼カメラ８０Ｌとをまとめて眼カメラ８０と言うことがある。

眼カメラ８０は、ロボット１０に接近したユーザの顔や他の部分ないし物体などを撮影して、それに対応する映像信号を取り込む。また、眼カメラ８０は、上述した全方位カメラ５６と同様のカメラを用いることができる。たとえば、眼カメラ８０は、眼球部７８内に固定され、眼球部７８は、眼球支持部（図示せず）を介して頭部７２内の所定位置に取り付けられる。図示は省略するが、眼球支持部は、２軸の自由度を有し、それらの各軸廻りに角度制御可能である。たとえば、この２軸の一方は、頭部７２の上に向かう方向の軸（ヨー軸）であり、他方は、一方の軸に直交しかつ頭部７２の正面側（顔）が向く方向に直行する方向の軸（ピッチ軸）である。眼球支持部がこの２軸の各軸廻りに回転されることによって、眼球部７８ないし眼カメラ８０の先端（正面）側が変位され、カメラ軸すなわち視線方向が移動される。なお、上述のスピーカ７４、マイク７６および眼カメラ８０の設置位置は、当該部位に限定されず、適宜な位置に設けられてよい。

このように、この実施例のロボット１０は、車輪４２の独立２軸駆動、肩関節５８の３自由度（左右で６自由度）、肘関節６２の１自由度（左右で２自由度）、手首の１自由度（左右で２自由度）、指関節の１自由度（左右の各指で６自由度）、首関節７０の３自由度および眼球支持部の２自由度（左右で４自由度）の合計２５自由度を有する。

図６はロボット１０の電気的な構成を示すブロック図である。この図６を参照して、ロボット１０は、プロセサ９０を含む。プロセサ９０は、マイクロコンピュータ或いはプロセサとも呼ばれ、バス９２を介して、メモリ９４、モータ制御ボード９６、センサ入力／出力ボード９８、音声入力／出力ボード１１０および通信ＬＡＮボード１３０に接続される。

メモリ９４はＲＯＭおよびＲＡＭを含む。ＲＯＭには、ロボット１０の動作を制御するための制御プログラムが予め記憶される。たとえば、各センサの出力（センサ情報）を検知するための検知プログラムや、外部コンピュータ（中央制御装置１４）との間で必要なデータやコマンドを送受信するための通信プログラムなどが記憶される。また、ＲＡＭは、プロセサ９０のワークメモリやバッファメモリとして用いられる。

モータ制御ボード９６は、たとえばＤＳＰで構成され、各腕や首関節および眼球部などの各軸モータの駆動を制御する。すなわち、モータ制御ボード９６は、プロセサ９０からの制御データを受け、右眼球部７８Ｒの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図６では、まとめて「右眼球モータ１１２」と示す）の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード９６は、プロセサ９０からの制御データを受け、左眼球部７８Ｌの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図６では、まとめて「左眼球モータ１１４」と示す）の回転角度を制御する。

また、モータ制御ボード９６は、プロセサ９０からの制御データを受け、肩関節５８Ｒの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと肘関節６２Ｒの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図６では、まとめて「右腕モータ１１６」と示す）の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード９６は、プロセサ９０からの制御データを受け、肩関節５８Ｌの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと肘関節６２Ｌの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図６では、まとめて「左腕モータ１１８」と示す）の回転角度を制御する。

また、モータ制御ボード９６は、プロセサ９０からの制御データを受け、右の手首の１軸の角度を制御する１つのモータと右手６６Ｒの３つの指関節のそれぞれの角度を制御する３つのモータとの４つのモータ（図６では、まとめて「右手モータ１２０」と示す）の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード９６は、プロセサ９０からの制御データを受け、左手の手首の１軸の角度を制御する１つのモータと左手６６Ｌの３つの指関節のそれぞれの角度を制御する３つのモータとの４つのモータ（図６では、まとめて「左手モータ１２２」と示す）の回転角度を制御する。

ここで、指関節の角度は、モータの回転がそのまま反映されるわけではなく、モータの回転によって動作する流体圧シリンダによって制御される。具体的には、流体圧シリンダには、動作流体を移動させるピストンが移動自在に収容されており、このピストンの位置がモータの回転によって変化する。そして、流体圧シリンダの動きに応じて指関節の角度が変化する。なお、流体圧シリンダを用いたロボットの手については、たとえば特開２０１３−９６５１４号公報に詳しく説明されているので、ここでは、その公開公報を参照することによって、詳細な説明を省略する。

さらに、モータ制御ボード９６は、プロセサ９０からの制御データを受け、首関節７０の直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータ（図６では、まとめて「頭部モータ１２４」と示す）の回転角度を制御する。

そして、モータ制御ボード９６は、プロセサ９０からの制御データを受け、車輪４２を駆動する２つのモータ（図６では、まとめて「車輪モータ４６」と示す）の回転角度を制御する。なお、この実施例では、車輪モータ４６を除くモータは、制御を簡素化するためにステッピングモータ（すなわち、パルスモータ）を用いる。ただし、車輪モータ４６と同様に直流モータを用いるようにしてもよい。また、ロボット１０の身体部位を駆動するアクチュエータは、電流を動力源とするモータに限らず適宜変更されてもよい。たとえば、他の実施例では、エアアクチュエータなどが適用されてもよい。

センサ入力／出力ボード９８は、モータ制御ボード９６と同様に、ＤＳＰで構成され、各センサからの信号を取り込んでプロセサ９０に与える。すなわち、赤外線距離センサ５０のそれぞれからの反射時間に関するデータがこのセンサ入力／出力ボード９８を通じてプロセサ９０に入力される。また、全方位カメラ５６からの映像信号が、必要に応じてセンサ入力／出力ボード９８で所定の処理を施してからプロセサ９０に入力される。眼カメラ８０からの映像信号も、同様に、プロセサ９０に入力される。また、上述した複数の接触センサ６８（図６では、まとめて「接触センサ６８」と示す）からの信号がセンサ入力／出力ボード９８を介してプロセサ９０に与えられる。

音声入力／出力ボード１１０もまた、同様に、ＤＳＰで構成され、プロセサ９０から与えられる音声合成データに従った音声または声がスピーカ７４から出力される。また、マイク７６からの音声入力が、音声入力／出力ボード１１０を介してプロセサ９０に与えられる。

通信ＬＡＮボード１３０は、たとえばＤＳＰで構成され、プロセサ９０から与えられた送信データを無線通信装置１３２に与え、無線通信装置１３２は送信データを、ネットワーク１０００を介して外部コンピュータ（中央制御装置１４）に送信する。また、通信ＬＡＮボード１３０は、無線通信装置１３２を介してデータを受信し、受信したデータをプロセサ９０に与える。たとえば、送信データとしては、全方位カメラ５６および目カメラ８０によって撮影された周囲の映像データなどである。

図７は図４に示す中央制御装置１４におけるメモリ１８のメモリマップの一例を示す図解図である。図７で示すように、メモリ１８はプログラム記憶領域３０２およびデータ記憶領域３０４を含む。プログラム記憶領域３０２には、中央制御装置１４を動作させるためのプログラムとして、オペレーティングシステム（ＯＳ）の他、展示会場に来場した各ユーザの閲覧行動の履歴を記録する記録プログラム３１０、各ロボットの動作を決定するための動作決定プログラム３１２などが記憶される。なお、図示は省略するが、このプログラム記憶領域３０２には、上述の距離画像センサ１２の出力からユーザの位置および向きを検出するためのプログラムなども含まれる。

データ記憶領域３０４には、ユーザ情報バッファ３３０が設けられると共に、地図データ３３２が記憶される。たとえば、ユーザ情報バッファ３３０には、３次元情報に基づいて計算された、ユーザの位置およびユーザの向きがユーザ情報として一時的に記憶される。

地図データ３３２には、図２に示すような平面図を表す地図データが含まれる。地図データは、たとえば展示物Ｅおよびその展示物Ｅと対応する所定範囲の情報（座標）など、先に説明した種々の座標データを含む。

なお、図示は省略するが、データ記憶領域３０４には、様々な計算の結果を一時的に格納するバッファや、中央制御装置１４の動作に必要な他のカウンタやフラグなども設けられる。

ユーザ管理テーブル３３４は、たとえば図８に示すものであり、ユーザ毎に、来場回数と、現在来場中かどうかを示す来場中フラグを記録するものであり、先に説明したように、出入口から入るときにＲＦＩＤを読み取ったことで、当該ユーザが来場したことを検知し、出入口から出るときにＲＦＩＤを読み取ったことで、当該ユーザが退場したことを検知することができる。ユーザが来場したとき来場回数がインクリメントされるとともに、来場中フラグがセットされる。ユーザが退場したとき来場中フラグがリセットされる。

閲覧行動テーブル３３６は、たとえば図９に示すものであり、ユーザ毎に、来場毎に、各展示物Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…に対する当該ユーザの閲覧時間を記録する。図９は、たとえばユーザＡＡＡについての閲覧行動テーブルを示すが、他のユーザについても同様のものが設けられる。この閲覧行動テーブル３３６も、先のユーザ管理テーブル３３４と同様に、該当のユーザが最初に来場したときにメモリ１８内に形成され、その後の来場毎に来場回数がインクリメント（更新）される。そして、来場回毎に、そのユーザがどの展示物をどのぐらいの時間した閲覧したかが記録される。それとともに、この閲覧行動テーブル３３６には、そのユーザが展示会場内をどのように移動したかを示す移動軌跡を記録する。移動軌跡は、たとえばΔｔ秒ごとのユーザの位置を取得することによって、記録できる。ただし、図９ではこの移動軌跡については、煩瑣になるので、記載を省略している。

発話コンテンツテーブル３３８は、たとえば図１０に示すように、コンテンツ番号毎に、発話コンテンツのデータが記録されている。この発話コンテンツは、展示会場や展示物に固有のものであるので、発話コンテンツテーブル３３８は展示会場や展示物が変更される都度、予め設定（準備）される。この実施例では、一例として、コンテンツ番号１は「前回はあまり見てくれなかったようですが、今回はゆっくりみてください。」という発話コンテンツであり、コンテンツ番号２は「前回は展示物Ｅｉをよく見ていたようですが、今回は展示物Ｅｊも見ていってください。」という発話コンテンツであり、コンテンツ番号３は「前回はいろいろ見ていただいたようですが、今回もじっくり見ていってください。」という発話コンテンツであり、コンテンツ番号４は「新しい展示物Ｅnewがありますので、見て行ってください。」という発話コンテンツである。

コンテンツ番号１‐３は、上述のように、当該ユーザの前回来場時の閲覧行動に言及して、今回の閲覧を案内するものである。しかしながら、発話コンテンツは、このように前回来場時の閲覧行動に言及するものでなく、たとえばコンテンツ番号４のように、前回の閲覧行動の履歴には直接には関係しないが、過去の閲覧行動の履歴に関連する発話コンテンツであってもよい。

この実施例のロボット制御システム１００では、ユーザの閲覧行動の履歴に基づいて発話コンテンツをこの発話コンテンツテーブル３３８から選択して、ユーザに案内情報として提供するものである。

このようなロボット制御システム１００において、中央制御装置１４は、展示会場の出入口（図２）に設けられたタグリーダ１３が来場者のＲＦＩＤタグを読み取ると、図１１の記録処理を実行する。

タグリーダ１３から、読み取ったＩＤデータが中央制御装置１４に入力されると、中央制御装置１４は最初のステップＳ１において、そのときの来場者が１回目の来場かどうか、たとえば図８のユーザ管理テーブル３３４を参照することによって、判断する。たとえば、ユーザ管理テーブル３３４に記録がなければ、今回の来場が当該ユーザにとって１回目の来場であると判断することができる。そして、ステップＳ１で“ＹＥＳ”のとき、中央制御装置１４は、次のステップＳ３において、ユーザ管理テーブル３３４および閲覧行動テーブル３３６に、そのユーザＵｉを登録するとともに、ユーザ管理テーブル３３４においてそのユーザについて来場中フラグをセットする。

ステップＳ１で“ＮＯ”を判断したとき、つまり、そのユーザＵｉが２回目以降の来場であると判断したときは、次のステップＳ３で、中央制御装置１４はユーザ管理テーブル３３４および閲覧行動テーブル３３６を更新する。詳しく言うと、このステップＳ３では、ユーザ管理テーブル３３４の来場回数を更新するとともに、来場中フラグをセットする。さらに、このステップＳ３では、閲覧行動テーブル３３６に、今回来場分のデータを記録する記憶領域を確保する。たとえば、ユーザＡＡＡが２回目の来場であれば、図９の「来場回数＝２」の記憶領域を確保する。

ステップＳ３またはＳ５を経た後、中央制御装置１４は、ステップＳ７において、ユーザＵｉの位置Ｐｉ（＝ｘ，ｙ，θ）を取得する。詳しく言うと、中央制御装置１４は、各距離画像センサ１２からの距離情報を受け取り、その距離情報と各距離画像センサの既知の設置位置の情報に基づいて、ユーザの位置を計算することができる。ただし、角度θは、ユーザの向きを示す角度であり、一例として、図２の平面図において水平に対する角度で表される。このステップＳ７ではさらに、現在時刻と前回取得時刻との差Δｔ（秒）を計算する。閲覧行動テーブル３３６の移動軌跡を記録する。つまり、時間の経過とともに変化するユーザの位置を移動軌跡として記録する。

その後、ステップＳ９において、中央制御装置１４は、それぞれの展示物Ｅｉの説明可能範囲Ａｉにユーザが存在する時間（閲覧時間）を計測して、閲覧行動テーブル３３６の閲覧時間の欄に記録する。

このステップＳ７およびＳ９は、ステップＳ１１でユーザが退場したことを検出するまで、そのユーザに対して繰り返し実行される。つまり、ユーザは、展示会場に入場してから退場するまで、距離画像センサ１２によって追跡（トラッキング）され、どの展示物をどの程度の時間閲覧したかという閲覧行動や、移動軌跡が閲覧行動テーブル３３４に記録される。

ただし、このような閲覧行動テーブルを記録するための各ユーザのトラッキング方法はこの実施例に限られるものではなく、他の任意の方法で行われてもよい。

そして、ステップＳ１１でユーザの退場を、たとえば先に説明したタグリーダ１３からの情報に基づいて検出すると、ステップＳ１３において、ユーザ管理テーブル３３４における該当するユーザの来場中フラグをリセットして、この記録処理を終了する。

なお、上述の実施例では、ユーザが入場してから退場するまでの閲覧行動を、リアルタイムで閲覧行動テーブル３３６中に記録するようにしたが、必ずしもユーザをトラッキングしながらリアルタイムで記録する必要はなく、上で説明したようなユーザの閲覧行動を示すデータをバッファに蓄積しておき、たとえばユーザが退場するときに、バッジ処理で、閲覧行動テーブル３３６を記録するようにしてもよい。

図１２に示すロボット行動決定処理は、先の記録処理と同様に、展示会場に新しい来場者があったとき開始される。そして、ステップＳ２１で終了しない限り、ステップＳ２３に進み、ユーザＵｉの閲覧合計時間を計算する。図９のユーザＡＡＡの閲覧行動テーブルでいえば、ユーザＡＡＡは今回２回目の来場であるので、前回（１回目）の来場の際の閲覧行動の履歴を読み出し、それに含まれる閲覧時間を合計することによって、閲覧合計時間を計算する。

そして、ステップＳ２５で、中央制御装置１４は、計算した閲覧合計時間が所定時間、たとえば６０秒未満かどうか判断する。ユーザＡＡＡの１回目の閲覧合計時間は４００秒（＝３００＋６０＋４０）であるので、ステップＳ２５では“ＹＥＳ”が判断される。

したがって、次のステップＳ２７では、中央制御装置１４は、ロボット１０をユーザＵｉに近づかせるように移動制御させるとともに、たとえば前回閲覧時間が最長の展示物Ｅｉ（実施例では、展示物Ｅ１）について、コンテンツ番号２の発話コンテンツを出力させる。たとえば、「前回は展示物Ｅｉをよく見ていたようですが、今回は展示物Ｅｊも見ていってください。」という発話コンテンツを、ロボット１０の音声入力／出力ボード１１０を介してスピーカ７４から出力させる。

逆に、前回の閲覧合計時間が所定時間（実施例では、６０秒）未満の時、ステップＳ２５で“ＮＯ”が判断される。その場合、中央制御装置１４は、次のステップＳ２９で、ロボット１０をユーザＵｉに近づかせるように移動制御させるとともに、たとえばコンテンツ番号１の発話コンテンツを出力させる。たとえば、「前回はあまり見てくれなかったようですが、今回はゆっくり見てください。」という発話コンテンツを、ロボット１０のスピーカ７４から出力させる。

この実施例のように、ユーザの前回来場時の閲覧行動の履歴に言及するフレーズを含み、しかも今回来場時に適した発話コンテンツをロボットが出力するようにすれば、ユーザにより適切な案内情報を提供することができるだけでなく、ロボットがユーザをよく観察しているという強い印象をユーザに与えるので、顔なじみの説明員や店員に接する場合のように、ユーザのロボットに対する親近感を増すことが期待できる。

ただし、ステップＳ２７および／またはＳ２９でユーザに出力する発話コンテンツは、必ずしも前回来場時の閲覧行動の履歴に言及したものでなくてもよい。たとえば、新しい展示物が展示された場合などでは、前回来場時の閲覧行動の履歴に関係なく、図１０の発話コンテンツテーブル３３８のコンテンツ番号４のような発話コンテンツを出力させるようにしてもよい。

その後、中央制御装置１４は、ステップＳ３１において、ロボット１０に対して、同じユーザまたは別のユーザに対して適宜の案内行動を実施するよう、命令を与える。ただし、ロボット１０の案内行動それ自体は重要ではないので、ここでは説明は省略する。

なお、上述の実施例では、ステップＳ２５において前回来場時の閲覧合計時間が所定時間以上あるかどうかを判定することによって、ステップＳ２７またはＳ２９で出力する発話コンテンツを選択、決定したが、発話コンテンツを選択的に決定する要因としてはこの実施例の前回来場時の閲覧合計時間に限られるものではない。

たとえば、図１１のステップＳ９で閲覧行動テーブル３３６に記録したユーザの移動軌跡に基づいて、発話コンテンツを選択または決定するようにしてもよい。たとえば、その移動軌跡をパターンで分類し、その分類に従って発話コンテンツを選択して出力するような実施例が考えられる。

また、さらにその他の実施例では、ロボット１０がディスプレイを有している場合は、発話コンテンツに加えて映像コンテンツも利用してユーザに案内情報を提供するようにしてもよい。

上述の実施例では、図１１の記録処理および図１２の行動決定処理のいずれも、中央制御装置１４によって実行するものとして説明した。しかしながら、これらの処理はロボット１０がすべて実行するようにしてもよい。その場合には、図３に示す距離画像センサ１２からの出力データやタグリーダ１３からの出力データをロボット１０のプロセサ９０（図６）が直接受け取るようにすればよい。しかしながら、実施例と同様に距離画像センサ１２からの出力データやタグリーダ１３からの出力データは中央処理装置１４に入力され、中央処理装置１４で必要な処理を施した後、結果のデータだけをロボット１０に与えるようにしてもよい。その方がロボット１０のプロセサ９０の処理負担が少なくなるので望ましいかもしれない。

上で説明した実施例では、ユーザに対して発話コンテンツとして案内情報を提供するロボット１０は、車輪移動型のロボットであった。しかしながら、ロボットとしては他の形式のものが利用されてもよく、たとえば２足歩行型のロボットが用いられてもよい。

さらに、上述の実施例では、前回来場時の閲覧合計時間が所定時間より短いかどうか判断するために、図１２のステップＳ２５において「閲覧合計時間が６０秒未満かどうか」を判断するようにした。しかしながら、必ずしも「未満」である必要はなく、「閲覧合計時間が６０秒以下かどうか」判断するようにしてもよい。

また、本実施例で説明した複数のプログラムは、データ配信用のサーバのHDDに記憶され、ネットワークを介して本実施例と同等の構成のシステムに配信されてもよい。また、CD, DVD, BD (Blu-ray（登録商標）Disc)などの光学ディスク、USBメモリおよびメモリカードなどの記憶媒体にこれらのプログラムを記憶させた状態で、その記憶媒体が販売または配布されてもよい。そして、上記したサーバや記憶媒体などを通じてダウンロードされた、上記複数のプログラムが、本実施例と同等の構成のシステムに適用された場合、本実施例と同等の効果が得られる。

そして、本明細書中で挙げた、具体的な数値や具体的な発話コンテンツは、いずれも単なる例示であり、展示会場の種類やその他の仕様変更などに応じて適宜変更可能である。

１０ …ロボット
１２ａ，１２ｂ …距離画像センサ
１３ …タグリーダ
１４ …中央制御装置
１６ …プロセサ
１８ …メモリ
１００ …ロボット制御システム
３３４ …ユーザ管理テーブル
３３６ …閲覧行動テーブル
３３８ …発話コンテンツテーブル

Claims (6)

1. 展示物が置かれた展示会場内においてユーザに発話コンテンツを出力するロボットを含む、ロボット制御システムであって、
   ユーザが来場した際の閲覧行動を履歴として記録する記録手段、
   ユーザの前回来場時の閲覧合計時間を計算する計算手段、
   前記閲覧合計時間が所定時間より短いかどうか判断する判断手段、および
   ユーザが再来場したとき、前記判断手段の判断結果に応じて決まる発話コンテンツを前記ロボットから出力させる出力手段を備える、ロボット制御システム。
2. 前記出力手段は、当該ユーザの前回来場時の閲覧行動の履歴に基づいて決まる発話コンテンツを出力させる、請求項１記載のロボット制御システム。
3. 前記発話コンテンツは、当該ユーザの前回来場時の閲覧行動に言及するフレーズを含む、請求項２記載のロボット制御システム。
4. 展示物が置かれた展示会場内においてユーザに発話コンテンツを出力するロボットを含む、ロボット制御システムのコンピュータによって実行されるロボット制御プログラムであって、前記コンピュータを
   ユーザが来場した際の閲覧行動を履歴として記録する記録手段、
   ユーザの前回来場時の閲覧合計時間を計算する計算手段、
   前記閲覧合計時間が所定時間より短いかどうか判断する判断手段、および
   ユーザが再来場したとき、前記判断手段の判断結果に応じて決まる発話コンテンツを前記ロボットから出力させる出力手段
   として機能させる、ロボット制御プログラム。
5. 展示物が置かれた展示会場内においてユーザに発話コンテンツを出力するロボットを含む、ロボット制御システムのコンピュータによって実行されるロボット制御方法であって、
   ユーザが来場した際の閲覧行動を履歴として記録する記録ステップ、
   ユーザの前回来場時の閲覧合計時間を計算する計算ステップ、
   前記閲覧合計時間が所定時間より短いかどうか判断する判断ステップ、および
   ユーザが再来場したとき、前記判断ステップの判断結果に応じて決まる発話コンテンツを前記ロボットから出力させる出力ステップを含む、ロボット制御方法。
6. 展示物が置かれた展示会場内においてユーザに発話コンテンツを出力するロボットであって、
   ユーザが来場した際の閲覧行動を履歴として記録する記録手段、
   ユーザの前回来場時の閲覧合計時間を計算する計算手段、
   前記閲覧合計時間が所定時間より短いかどうか判断する判断手段、および
   ユーザが再来場したとき、前記判断手段の判断結果に応じて決まる発話コンテンツを出力する出力手段を備える、ロボット。

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