JP6134895B2 - ロボット制御システム、ロボット制御プログラムおよび説明ロボット - Google Patents

Description

この発明はロボット制御システム、ロボット制御プログラムおよび説明ロボットに関し、特にたとえば、科学館などにおいて訪問客に対して展示物の説明を行う、ロボット制御システム、ロボット制御プログラムおよび説明ロボットに関する。

従来、科学館などにおいて、訪問客に対する展示物の説明を説明ロボットに実行させる技術が知られている。

たとえば、特許文献１には、訪問客から展示物の説明を要求された場合に、訪問客に指示された展示物の近傍に移動して、指差しおよび発話を用いて展示物の情報提供を行う情報提供装置が開示されている。また、特許文献２には、訪問客が現時点において注目している展示物の説明を行う場合に、訪問客と展示物との間を塞がない位置に移動して、訪問客の視線を遮ることなく展示物の説明を行う移動説明装置が開示されている。

特開２０１０−２３１３１５号公報 [Ｇ０６Ｑ ５０／００] 特開２００９−２８５８１８号公報 [Ｂ２５Ｊ １３／０８]

或る展示物の説明を受けていない、或いはその展示物の見所部分を見ていない訪問客に対して、説明ロボットがその見所部分の説明を開始するためには、先ず、その見所部分を目視できる位置まで訪問客を導くと共に、訪問客の注目がその見所部分に向くように、説明ロボットから訪問客に対して働きかける必要がある。しかしながら、訪問客に対する働きかけを行う際に適した説明ロボットの説明位置（立ち位置）の決定方法などの、訪問客に対する展示物の説明をスムーズに開始するための技術は、未だに確立されていない。

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、ロボット制御プログラムおよび説明ロボットを提供することである。

この発明の他の目的は、展示物の説明をスムーズに開始することができる、ロボット制御システム、ロボット制御プログラムおよび説明ロボットを提供することである。

第１の発明は、訪問客に対して展示物の説明を行う説明ロボットを含むロボット制御システムであって、展示物の見所部分が見易い領域に対して予め設定される見所領域を記憶する見所領域記憶手段、訪問客の現在位置を取得する訪問客位置取得手段、展示物に設定された見所領域以外の位置であってかつ訪問客位置取得手段によって取得した訪問客の現在位置から当該見所領域までの訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、説明ロボットが当該展示物の説明を行う際の説明位置を選択するロボット位置選択手段、ロボット位置選択手段によって選択された説明位置に説明ロボットを移動させる移動制御手段、見所領域への訪問客の移動を促す誘導行動を説明ロボットに実行させる誘導行動制御手段、および訪問客の注目を展示物の見所部分に向けさせる注目行動を説明ロボットに実行させる注目行動制御手段を備え、さらに展示物の見所部分の説明が可能な領域内に予め設定される複数の説明候補点を記憶する説明候補点記憶手段、および説明候補点と展示物の見所部分との距離、展示物の見所部分を起点として見所領域の中央部と説明候補点とがなす第１角度、および展示物の見所部分を起点として見所領域の中央部と訪問客の現在位置とがなす第２角度の少なくとも１つに基づいて、説明候補点の有用度を算出する有用度算出手段を備え、ロボット位置選択手段は、説明候補点記憶手段に記憶された説明候補点の中から、有用度算出手段によって算出された有用度が最も高い説明候補点を説明位置として選択する、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は、説明ロボットを含み、たとえば展示物の説明を受けていない訪問客がいる場合に、説明ロボットから訪問客に働きかけることによって、その訪問客の注目を展示物の見所部分に向けさせた後、その見所部分の説明を行う。見所領域記憶手段は、展示物に対して予め設定される見所領域を記憶する。見所領域は、展示物の見所部分が見易い領域に対して設定され、たとえば展示物の見所部分の中央部を基点とする扇形状の領域として定義される。ただし、展示物の見所部分は、展示物全体である場合もある。訪問客位置取得手段は、訪問客の現在位置を取得する。ロボット位置選択手段は、展示物の見所部分の説明が可能な位置、つまり説明ロボットが見所部分の説明を行っても不自然ではない位置の中から、少なくとも見所領域以外の位置であって、かつ訪問客の現在位置から見所領域までの訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、説明ロボットが展示物の説明を行う際の説明位置（立ち位置）を選択する。移動制御手段は、ロボット位置選択手段によって選択された説明位置に説明ロボットを移動させる。誘導行動制御手段は、見所領域への訪問客の移動を促す誘導行動、たとえば、「こっちに来て下さい。」という発話を説明ロボットに実行させる。注目行動制御手段は、訪問客の注目を展示物の見所部分に向けさせるための注目行動、たとえば、展示物Ｘの見所部分Ｙを指差しながら、「あそこを見てください。」という発話を説明ロボットに実行させる。

第１の発明によれば、予め展示物に設定した見所領域以外の位置であって、かつ訪問客の現在位置から見所領域までの訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、説明ロボットの説明位置を選択するので、説明ロボットが訪問客の移動を邪魔することなく、展示物の見所部分を見易い位置まで訪問客をスムーズに導くことができる。また、展示物Ｘの見所部分Ｙを見易い位置まで訪問客を導くので、訪問客の注目を見所部分に向けさせ易くなる。したがって、展示物の見所部分の説明をスムーズに開始することができる。

また、第１の発明では、展示物に対して予め設定される複数の説明候補点を記憶する説明候補点記憶手段と、説明候補点と展示物の見所部分との距離、第１角度および第２角度の少なくとも１つに基づいて、説明候補点の有用度を算出する有用度算出手段とをさらに備える。ここで、説明候補点は、展示物の見所部分の説明が可能な領域内、つまり説明ロボットが見所部分の説明を行っても不自然ではない領域内に設定される。また、第１角度は、展示物の見所部分を基点として見所領域の中央部と説明候補点とがなす角度を示し、第２角度は、展示物の見所部分を基点として見所領域の中央部と訪問客の現在位置とがなす角度を示す。ロボット位置選択手段は、複数の説明候補点の中から、有用度が最も高い説明候補点を説明位置として選択する。したがって、複数の説明候補点の中から説明ロボットの説明位置を適切に選択することができる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、説明候補点記憶手段に記憶される説明候補点は、指差しを用いた説明が可能な領域に対して設定される。

第２の発明では、展示物に予め設定される説明候補点は、説明ロボットが指差し用いた説明が可能な領域内、つまり指差しを伴う説明を行っても不自然ではない領域内に設定される。これによって、説明ロボットの説明位置は、指差し可能な位置から選択されることになる。

第２の発明によれば、他の安全上の問題がなければ、指差しを伴う説明を説明ロボットが確実に実行することができるようになる。

第３の発明は、第１または第２の発明に従属し、移動制御手段によって説明ロボットが説明位置まで移動した後、当該説明ロボットが指差し可能な状況か否かを判断する状況判断手段を備え、注目行動制御手段は、状況判断手段によって指差しが可能な状況であると判断されたとき、指差しを伴う発話による注目行動を説明ロボットに実行させ、状況判断手段によって指差しが可能な状況ではないと判断されたとき、指差し無しの発話による注目行動を説明ロボットに実行させる。

第３の発明では、説明ロボットが説明位置において説明を開始する前に、説明ロボットが指差し可能な状況か否かを判断する状況判断手段を備える。状況判断手段は、たとえば、説明ロボットの周囲に他の訪問客がいる等して安全上の問題がある場合には、指差し不可能と判断し、説明ロボットが指差し可能な位置にいてかつ安全上の問題がない場合には、指差し可能と判断する。注目行動制御手段は、指差しが可能な状況であるときには、指差しを伴う発話による注目行動を説明ロボットに実行させ、指差しが可能な状況ではないときには、指差し無しの発話による注目行動を説明ロボットに実行させる。

第４の発明は、訪問客に対して展示物の説明を行う説明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おい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、展示物の見所部分が見易い領域に対して予め設定される見所領域を記憶する見所領域記憶手段、訪問客の現在位置を取得する訪問客位置取得手段、展示物に設定された見所領域以外の位置であって、かつ訪問客位置取得手段によって取得した訪問客の現在位置から見所領域までの訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、説明ロボットが当該展示物の説明を行う説明位置を選択するロボット位置選択手段、ロボット位置選択手段によって選択された説明位置に説明ロボットを移動させる移動制御手段、見所領域への訪問客の移動を促す誘導行動を説明ロボットに実行させる誘導行動制御手段、および訪問客の注目を展示物の見所部分に向けさせる注目行動を説明ロボットに実行させる注目行動制御手段として機能させ、さらに展示物の見所部分の説明が可能な領域内に予め設定される複数の説明候補点を記憶する説明候補点記憶手段、および説明候補点と展示物の見所部分との距離、展示物の見所部分を起点として見所領域の中央部と説明候補点とがなす第１角度、および展示物の見所部分を起点として見所領域の中央部と訪問客の現在位置とがなす第２角度の少なくとも１つに基づいて、説明候補点の有用度を算出する有用度算出手段として機能させ、ロボット位置選択手段は、説明候補点記憶手段に記憶された説明候補点の中から、有用度算出手段によって算出された有用度が最も高い説明候補点を説明位置として選択する、ロボット制御プログラムである。

第４の発明によれば、第１の発明と同様の作用効果を奏し、展示物の見所部分を見易い位置まで訪問客をスムーズに導くことができ、また、展示物の見所部分の説明をスムーズに開始することができる。

第５の発明は、訪問客に対して展示物の説明を行う説明ロボットであって、展示物の見所部分が見易い領域に対して予め設定される見所領域を記憶する見所領域記憶手段、訪問客の現在位置を取得する訪問客位置取得手段、展示物に設定された見所領域以外の位置であって、かつ訪問客位置取得手段によって取得した訪問客の現在位置から見所領域までの訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、当該展示物の説明を行う説明位置を選択するロボット位置選択手段、ロボット位置選択手段によって選択された説明位置に移動する移動手段、見所領域への訪問客の移動を促す誘導行動を実行する誘導行動実行手段、および訪問客の注目を展示物の見所部分に向けさせる注目行動を実行する注目行動実行手段を備え、さらに展示物の見所部分の説明が可能な領域内に予め設定される複数の説明候補点を記憶する説明候補点記憶手段、および説明候補点と展示物の見所部分との距離、展示物の見所部分を起点として見所領域の中央部と説明候補点とがなす第１角度、および展示物の見所部分を起点として見所領域の中央部と訪問客の現在位置とがなす第２角度の少なくとも１つに基づいて、説明候補点の有用度を算出する有用度算出手段を備え、ロボット位置選択手段は、説明候補点記憶手段に記憶された説明候補点の中から、有用度算出手段によって算出された有用度が最も高い説明候補点を説明位置として選択する、説明ロボットである。

第５の発明によれば、第１の発明と同様の作用効果を奏し、展示物の見所部分を見易い位置まで訪問客をスムーズに導くことができ、また、展示物の見所部分の説明をスムーズに開始することができる。

この発明によれば、予め展示物に設定した見所領域以外の位置であって、かつ訪問客の現在位置から見所領域までの訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、説明ロボットの説明位置を選択するので、展示物の見所部分を見易い位置まで訪問客をスムーズに導くことができる。また、展示物の見所部分を見易い位置まで訪問客を導くので、訪問客の注目を見所部分に向けさせ易くなる、したがって、展示物の見所部分の説明をスムーズに開始することができる。

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後述の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の一実施例であるロボット制御システムが適用された展示会場の様子を示す図解図である。 図１のロボット制御システムの構成を示す図解図である。 図１のロボット制御システムが備える中央制御装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。 図３に示すメモリのメモリマップの一例を示す図解図である。 図１のロボット制御システムが備える説明ロボットの外観の一例を示す正面図である。 図５の説明ロボットの電気的構成の一例を示すブロック図である。 図１の展示会場の地図を示す図解図である。 各展示物に設定される見所領域、説明領域および説明候補点を説明するための図解図である。 図３に示す展示物ＤＢの内容の一例を示す図解図である。 図５の説明ロボットの説明位置を決定する際に用いる数式の変数を説明するための図解図である。 図５の説明ロボットの説明位置を決定する際に用いる数式の変数を説明するための図解図である。 図３に示すプロセッサが実行するロボット制御の全体処理の一例を示すフロー図である。 図３に示すプロセッサが実行する説明位置の選択処理の一例を示すフロー図である。

図１および図２を参照して、この発明の一実施例であるロボット制御システム（以下、単に「システム」という。）１００は、説明ロボット１０および中央制御装置１２等を含み、展示物Ｘが各所に配置される展示会場、科学館、博物館およびショッピングモール等の環境に適用される。詳細は後述するように、ロボット制御システム１００では、或る展示物Ｘの説明を受けていない、或いはその展示物Ｘの見所部分（注目ポイント）を見ていない訪問客がいる場合などに、説明ロボット１０からその訪問客に対して働きかけることによって、展示物Ｘの見所部分を見易い位置まで訪問客を導くと共に、訪問客の注目を見所部分に向けさせる。そしてその後、説明ロボット１０が訪問客に対して展示物Ｘの見所部分の説明を行う。

この実施例では、オートバイ（モータサイクル）の展示会場に対してロボット制御システム１００を適用した場合を想定して以下の説明を行う。この展示会場の天井には、複数（この実施例では３５個）の距離画像センサ１４が設置されており、これら距離画像センサ１４のそれぞれは、中央制御装置１２に接続される。また、訪問客のそれぞれには、ユーザＩＤが付与される。

中央制御装置１２は、一定時間（たとえば、１秒）毎に、任意に移動する訪問客の位置および向きを距離画像センサ１４によって検出すると共に、連続して検出された位置および向きを訪問客の移動履歴（移動情報）としてユーザＩＤと対応付けて記憶する。また、中央制御装置１４は、ネットワーク１０２を介して説明ロボット１０と無線通信を行い、必要に応じて説明ロボット１０の行動を制御する。

説明ロボット１０は、人間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および音声を含むコミュニケーション行動を実行する機能を備える、相互作用指向のロボットである。説明ロボット１０は、中央制御装置１４が付与する行動命令に基づいて、展示会場内を移動し、展示物Ｘについての説明を訪問客に対して行う。

なお、図１では簡単のため、訪問客は１人しか示していないが、展示会場にはさらに多くの訪問客がいてもよい。同様に、図１では３つの展示物Ｘ（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）を示しているが、展示会場に配置される展示物Ｘの数は適宜変更可能である。

以下、システム１００の構成について具体的に説明する。上述のように、システム１００は、ネットワーク１０２を介して接続される説明ロボット１０および中央制御装置１２を備える。なお、この実施例では、１台の説明ロボット１０を制御するようにしているが、ロボット制御システム１００は、２台以上の説明ロボット１０を同時に制御することもできる。

図３は、中央制御装置１２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１２は、パーソナルコンピュータやワークステーションのような汎用のコンピュータであり、プロセッサ１６を含む。プロセッサ１６は、マイクロコンピュータ或いはＣＰＵと呼ばれることもある。プロセッサ１６には、上述の距離画像センサ１２に加えて、メモリ１８および通信ＬＡＮボード２０が接続されると共に、ユーザＤＢ２４および展示物ＤＢ２６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ごとに計測することで、対象物までの実際の距離を検出する。この実施例の距離画像センサ１２には、ＡＳＵＳ社製のＸｔｉｏｎ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社製のＫｉｎｅｃｔ（登録商標）センサ、パナソニック社製の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。

プロセッサ１６は、このような距離画像センサ１２を通じて対象の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、対象物の形状および対象物までの距離が含まれている。たとえば、天井に設けられた距離画像センサ１２によって訪問客がセンシングされると、訪問客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。すなわち、プロセッサ１６は、複数の距離画像センサ１２の各々から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、重心などの特徴点の位置座標（ｘ，ｙ，ｚ））および人の向き（たとえば、頭部および両肩など特徴部位の向き）を計算することが出来る。

なお、他の実施例では、距離画像センサ１２にではなく、２次元または３次元のＬＲＦを利用して、人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が予め記憶される。また、ＲＡＭは、プロセッサ１６のワークメモリやバッファメモリとして用いられる。

図４は、メモリ１８のメモリマップの一例を示す図解図である。図４に示すように、メモリ１８は、プログラム記憶領域２０２およびデータ記憶領域２０４を含む。プログラム記憶領域２０２には、たとえば、説明ロボット１０に説明行動を実行させるためのプログラムとして、説明ロボット１０が訪問客に対して展示物Ｘの説明を行う説明位置（立ち位置）を決定するためのロボット位置計算プログラム２１０、説明ロボット１０に実行させる行動（移動行動、発話行動および指差しや首振り等の身体動作など）を決定するための行動命令選択プログラム２１２、および説明ロボット１０との間で必要なデータやコマンド（行動命令）を送受信するための通信プログラム２１４等が記憶される。また、プログラム記憶領域２０２には、距離画像センサ１２の検出データに基づいて訪問客の位置および向きを検出するための位置検出プログラム２１６等も記憶される。

データ記憶領域２０４には、展示物Ｘの位置情報などを含む環境（展示会場）の地図データ２２０等が予め記憶されている。また、図示は省略するが、データ記憶領域２０４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。

図３に戻って、通信ＬＡＮボード２０は、たとえばＤＳＰで構成され、プロセッサ１６から与えられた送信データを無線通信装置２２に与える。無線通信装置２２は、ネットワーク１０２を介してその送信データを説明ロボット１０に送信する。たとえば、送信データは、説明ロボット１０の自律移動に必要なデータ、サービスを行うために必要なデータおよび説明ロボット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ッサ１６に与える。

ユーザＤＢ２６は、展示会場内に存在する訪問客に関する情報が記憶されるデータベースである。図示は省略するが、ユーザＤＢ２６には、たとえば、訪問客の展示会場内における移動履歴や、各展示物Ｘについての説明を説明ロボット１０から受けたか否かの情報などが、ユーザＩＤと対応付けて記憶される。また、ユーザＤＢ２６には、事前のアンケート結果などに基づく訪問客の氏名、年齢、性別および興味のある事柄などの情報が適宜記憶される。

展示物ＤＢ２６は、展示物Ｘに関する情報が記憶されるデータベースであり、訪問客に対して展示物Ｘの説明をする際の移動ロボット１０の行動を決定するため等に利用される。展示物ＤＢ２６には、たとえば、展示物ＩＤと対応付けて、見所領域Ｒｆ、説明領域Ｒｅおよび説明候補点Ｃなどの情報が記憶される（図９参照）。なお、展示物ＤＢ２６の詳細については後述するため、ここでの詳細な説明は省略する。

図５は、説明ロボット１０の外観を示す正面図である。図５を参照して、説明ロボット１０は、台車４０を含み、台車４０の下面には説明ロボット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すなわち説明ロボット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、説明ロボット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すなわち説明ロボット１０の周囲の物体（人や障害物など）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、小型の距離画像センサや、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（人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、説明ロボット１０の前方の主として訪問客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、説明ロボット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の両側面上端部（人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、親指、人差し指、中指、薬指および小指が設けられている。手６６の親指および人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、親指および人差し指と同様、根元に指関節（図示せず）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、人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、説明ロボット１０は、人差し指を伸ばすと共に、親指、中指、薬指および小指が折り曲げた状態の手６６で任意の対象を指差し（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指差したりすることが可能となる。

なお、他の実施例では、人間と同じようにそれぞれの指が独立し、かつ人間の指と同じ指関節を持つ手６６が、説明ロボット１０に採用されてもよい。この場合、説明ロボット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６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への人や他の障害物の接触を検知する。したがって、説明ロボット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の駆動を停止して説明ロボット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（人の胸、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（人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）は説明ロボット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、人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、説明ロボット１０が、それの周辺の人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に用いられる。また、人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人の音声を取り込む。さらに、人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、説明ロボット１０に接近した人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、この実施例の説明ロボット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、説明ロボット１０の電気的な構成を示すブロック図である。図６を参照して、説明ロボット１０は、プロセッサ９０を含む。プロセッサ９０は、マイクロコンピュータ或いはプロセッサとも呼ばれ、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、説明ロボット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、中央制御装置１４などの外部コンピュータとの間で必要なデータやコマンド（行動命令）を送受信するための通信プログラム、中央制御装置１４からのコマンドに基づいて行動するための動作プログラム等が記憶される。また、ＲＡＭは、プロセッサ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、プロセッサ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、プロセッサ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、プロセッサ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、プロセッサ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６６は、プロセッサ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２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６６は、プロセッサ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２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によって制御される。

さらに、モータ制御ボード９６は、プロセッサ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、プロセッサ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、説明ロボット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ッサ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を通じてプロセッサ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ッサ９０に入力される。眼カメラ８０からの映像信号も、同様に、プロセッサ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を介してプロセッサ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、プロセッサ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を介してプロセッサ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、プロセッサ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はその送信データを、ネットワーク１０２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ッサ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、展示会場の地図である。図７を参照して、展示会場には、入り口および３つの展示物Ｘ（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）が含まれる。入口には、ＲＦＩＤタグのリーダが設置されている。たとえば、訪問客は、自身が持つＲＦＩＤタグをリーダに読み取らせることによって、展示会場に入場可能になる。ＲＦＩＤタグには、ユーザＩＤが記憶されており、リーダは、ＲＦＩＤタグからユーザＩＤを読み取る。中央制御装置１４には、リーダによって読み取られたユーザＩＤが送信される。そのため、中央制御装置１４は、入り口で検出された訪問客の位置と受信したユーザＩＤとを対応付けることで、展示会場内にいる複数の訪問客をそれぞれ識別することが出来る。また、入場後に距離画像センサ１４によって検出された訪問客の移動履歴は、ユーザＩＤと対応付けてユーザＤＢ２４に記憶され、また、訪問客が説明ロボット１０に或る展示物Ｘの説明を受けた場合には、その情報もユーザＩＤと対応付けてユーザＤＢ２４に記憶される。

なお、図７に示す地図では簡単のため、各展示物Ｘ（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）を矩形で表しているが、実際には、各展示物Ｘは各種のオートバイであるものとする。また、各展示物Ｘ上に示される点は、各展示物Ｘの見所部分Ｙ（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３）の中央部、つまり訪問客に注目してほしい部分の中央部の位置を表している。具体例を挙げると、見所部分Ｙは、タイヤ、バッテリおよびエンジン等である。ただし、展示物Ｘの見所部分Ｙは、展示物Ｘの全体である場合もある。

また、図７に示すように、この実施例では、展示物Ｘ（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）のそれぞれには、見所領域Ｒｆ（Ｒｆ１，Ｒｆ２，Ｒｆ３）および説明領域Ｒｅ（Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ３）が設計者などによって予め設定される。

図７および図８を参照して、見所領域Ｒｆおよび説明領域Ｒｅのそれぞれは、展示物Ｘの見所部分Ｙの中央部を基点とする扇形状で定義される領域である。見所領域Ｒｆは、展示物Ｘの見所部分Ｙを見易い領域に設定される。すなわち、見所領域Ｒｆは、説明ロボット１０が展示物Ｘの説明を行う際に、訪問客に立たせたい領域に設定される。また、説明領域Ｒｅは、展示物Ｘの見所部分Ｙを指差しできる、つまり指差しを伴う説明を行っても不自然ではない領域に設定される。すなわち、説明領域Ｒｅは、展示物Ｘの説明を行う際に、説明ロボット１０を配置する（説明ロボット１０の立ち位置（説明位置Ｐｅ）とする）ことが好ましい領域に設定される。

さらに、展示物Ｘのそれぞれには、複数の説明候補点Ｃが設計者などによって予め設定される。説明候補点Ｃのそれぞれは、展示物Ｘの説明を行う際の説明ロボット１０の説明位置Ｐｅの候補となる位置であり、展示物Ｘの見所部分Ｙの説明が可能な領域内（つまり、見所領域Ｒｆにいる訪問客との距離が一定範囲内となって、見所部分Ｙの説明を行っても不自然ではない領域内）に予め設定される。この実施例では、後述する数式１−３に基づいて、これら複数の説明候補点Ｃの中から説明ロボット１０の説明位置Ｐｅが選択される。

このような見所領域Ｒｆ、説明領域Ｒｅおよび説明候補点Ｃに関する情報は、上述のように、展示物ＩＤと対応付けて展示物ＤＢ２６に記憶される。以下、図９を参照して、展示物ＤＢ２６の詳細について説明する。

図９に示すように、展示物ＤＢ２６は、テーブルで構成されており、展示物ＩＤに対応付けて、展示物Ｘ、見所領域Ｒｆ、説明領域Ｒｅ、説明候補点Ｃ、指差し座標、説明（指差し有り）および説明（指差し無し）等の情報が記憶される。展示物ＩＤは、展示物ごとに与えられる識別番号であり、展示物Ｘの欄には、展示物の名称が記載される。また、見所領域Ｒｆおよび説明領域Ｒｅの欄には、上述の見所領域Ｒｆおよび説明領域Ｒｅの領域（範囲）を示す座標情報が記載され、説明候補点Ｃの欄には、上述の説明候補点Ｃの位置を示す座標情報が記載される。

また、指差し座標の欄には、展示物Ｘの見所部分Ｙの中心部の位置を示す座標情報、つまり説明ロボット１０が見所部分Ｙを指差して説明する際に目標となる点の座標情報が記載される。さらに、説明（指差し有り）の欄には、説明ロボット１０が指差しを伴う発話によって展示物Ｘの見所部分Ｙの説明を行う際の発話内容がテキスト方式で記載される。また、説明（指差し無し）の欄には、説明ロボット１０が指差し無しの発話によって展示物Ｘの見所部分Ｙの説明を行う際の発話内容がテキスト方式で記載される。なお、説明（指差し有りまたは指差し無し）の欄に記載される発話内容には、訪問客の注目を展示物Ｘの見所部分Ｙに向けさせるために行う発話（注目行動）が含まれる。

たとえば、図９に示す展示物ＤＢ２６を参照すると、展示物ＩＤが「１」の展示物Ｘの名称は、「Ｘ１」であり、「Ｒｆ１」および「Ｒｅ１」という範囲に見所領域Ｒｆおよび説明領域Ｒｅが設定されていることが分かる。また、「Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ１ｃ，…」という複数の位置に説明候補点Ｃが設定されており、指差しを用いて見所部分Ｙの説明を行う際には、「（１００，１００，１２００）」という座標位置が指差されることが分かる。さらに、指差しを伴う発話によって展示物Ｘ１の説明を行う際には、「あそこを見て下さい…」という発話によって説明が開始され、指差し無しの発話によって展示物Ｘ１の説明を行う際には、「タイヤを見て下さい…」という発話によって説明が開始されるということが分かる。展示物ＩＤが「２」の展示物Ｘ２、および展示物ＩＤが「３」の展示物Ｘ３についても同様であるので、説明は省略する。

このような構成のシステム１００では、上述のように、説明ロボット１０が展示会場に配置される。説明ロボット１０は、たとえば、展示会場内に設けられたホームポジションに滞在したり、展示会場内を自由に移動（巡回）したりする。そして、或る展示物Ｘの説明を受けていない、または或る展示物Ｘの見所部分Ｙを見ていない訪問客がいる場合などには、説明ロボット１０からその訪問客に対して積極的に働きかけることによって、展示物Ｘの見所部分Ｙを見易い位置まで訪問客を導き、訪問客の注目を見所部分Ｙに向けさせた後、見所部分Ｙの具体的の説明を行う。

具体的には、システム１００では、距離画像センサ１４からの検出情報およびユーザＤＢ２４を適宜参照して、或る展示物Ｘの説明を受けていない、または或る展示物Ｘの見所部分Ｙを見ていない訪問客が、その展示物Ｘの近傍にいる、或いはその展示物Ｘに近づいてくることを検出すると、先ず、その訪問客に対して展示物Ｘの見所部分Ｙを説明するのに適した説明位置（立ち位置）Ｐｅに説明ロボット１０が移動する。なお、このような説明相手となり得る訪問客が複数存在する場合には、たとえば、効率を考慮して、説明ロボット１０の現在位置から１番近い訪問客を説明相手として選択するとよい。また、たとえば、安全性を考慮して、周囲が混雑していない（他の訪問客が少ない）展示物Ｘの近傍にいる訪問客を説明相手として選択してもよい。ただし、説明相手の選択方法は任意であり、説明相手となり得る訪問客からランダムに選択することもできる。

ここで、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅを決定する際には、その後の訪問客に対する展示物Ｘの説明をスムーズに開始できるように、展示物Ｘに設定された見所領域Ｒｆ以外の位置であって、かつ訪問客の現在位置から見所領域Ｒｆまでの訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、説明位置Ｐｅが決定される。また、好ましくは、指差しを用いた説明が可能な位置に説明位置Ｐｅが決定される。なお、説明位置Ｐｅの決定、およびその後の訪問客に対する説明ロボット１０の行動を決定するに際しては、展示物ＤＢ２６に記憶された情報が適宜読み出されて利用される。

以下、図１０および図１１を参照して、説明位置Ｐｅの決定方法の一例について、具体的に説明する。この実施例では、説明位置Ｐｅは、展示物Ｘのそれぞれに予め設定された複数の説明候補点Ｃｉ（図８および図９参照）の中から、距離ｄ、第１角度θおよび第２角度θｈに基づいて、現在状況に最も適したもの（有用度が高いもの）が選択される。

ここで、距離ｄは、説明候補点Ｃｉと展示物Ｘの見所部分Ｙとの距離を示す。また、第１角度θは、展示物Ｘの見所部分Ｙを基点として見所領域Ｒｆの中央部と説明候補点Ｃｉとがなす角度、つまり、展示物Ｘの見所部分Ｙと見所領域Ｒｆの中央部とを結ぶ線分と、展示物Ｘの見所部分Ｙと説明候補点Ｃｉとを結ぶ線分とがなす角度を示す。さらに、第２角度θｈは、展示物Ｘの見所部分Ｙを基点として見所領域Ｒｆの中央部と訪問客の現在位置Ｐｈとがなす角度、つまり、展示物Ｘの見所部分Ｙと見所領域Ｒｆの中央部とを結ぶ線分と、展示物Ｘの見所部分Ｙと訪問客の現在位置Ｐｈとを結ぶ線分とがなす角度を示す。

そして、各説明候補点Ｃｉの有用度（Ｕｔｉｌｉｔｙ）は、以下の数１に基づいて計算される。

数１において、Ｕdistance(d)は、距離ｄに基づく有用度であり、以下の数２に基づいて計算される。また、Ｕangle(θ，θｈ)は、第１角度θおよび第２角度θｈに基づく有用度であり、以下の数３に基づいて計算される。

数２において、Ｄprefは、説明ロボット１０の指差し行動に最も適した見所部分Ｙとの距離であり、たとえば１．５−２．５ｍに設定される。また、Ｄmaxは、それとの最大許容差である。つまり、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅは、見所部分Ｙとの距離が指差し行動にとっての最適距離に近付くほど選択され易いようにされる。

数３において、Ｕbase(θ)は、第１角度θに基づく有用度であり、図１１に示すように計算される。すなわち、見所領域Ｒｆ内に入る第１角度θにおいては、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅが見所領域Ｒｆ内にならないように、Ｕbase＝０とされる。また、見所領域Ｒｆの境界部分に相当する第１角度θにおいては、Ｕbase＝Ｕhとされ、説明領域Ｒｅの境界部分に相当する第１角度θにおいては、Ｕbase＝Ｕmとされる。ここで、Ｕh＞Ｕmであり、この間ではＵbase(θ)の値が線形で減少する。さらに、第１角度θが１８０°となる位置では、Ｕbase＝Ｕlとされる。ここで、Ｕm＞Ｕlであり、この間でもＵbase(θ)の値が線形で減少するが、この際のＵbase(θ)の値の減少率は、説明領域Ｒｅ内におけるＵbase(θ)の値の減少率よりも大きく設定される。すなわち、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅは、見所領域Ｒｆの近く、つまり訪問客の近くの位置が選択され易いようにされ、特に、説明領域Ｒｅ内の位置が選択され易いようにされる。

また、Ｐｅｎａｌｔｙ(θ，θｈ)は、説明候補点Ｃｉと訪問客の現在位置Ｐｈとの位置関係に基づく有用度である。Ｐｅｎａｌｔｙ(θ，θｈ)は、展示物Ｘの見所部分Ｙと見所領域Ｒｆの中央部とを結ぶ線分を境界として、訪問客の現在位置Ｐｈと同じ側に位置する説明候補点Ｃｉについては、Ｐｅｎａｌｔｙ(θ，θｈ)＝−Ｕpenaltyとされ、訪問客の現在位置Ｐｈと反対側に位置する説明候補点Ｃｉについては、Ｐｅｎａｌｔｙ(θ，θｈ)＝０とされる。Ｕpenaltyの大きさは、たとえば、Ｕbase(θ)の最大値（Ｕh）と同じ大きさに設定される。これによって、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅは、現在位置Ｐｈから見所領域Ｒｆまでの訪問客の通り道を塞ぐ位置にならないようにされる。

上述のような距離ｄ、第１角度θおよび第２角度θｈを用いた数式１−３に基づいて、説明候補点Ｃｉのそれぞれについての有用度（Ｕｔｉｌｉｔｙ）の計算が終了すると、その中で有用度が最も高い説明候補点Ｃｉが説明ロボット１０の説明位置Ｐｅとして決定される。これによって、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅが適切に決定されるので、その後、決定された説明位置Ｐｅに説明ロボット１０が移動する。

説明位置Ｐｅへの説明ロボット１０の移動が終了すると、続いて、説明相手となる訪問客に対して説明ロボット１０から声をかけることによって、訪問客の見所領域Ｒｆへの移動を促す誘導行動を実行し、見所領域Ｒｆ内まで訪問客を導く。たとえば、説明ロボット１０は、訪問客の方に顔または視線を向け、「こっちに来て下さい。」等と呼びかけ、訪問客が見所領域Ｒｆ内に来るのを待つ。なお、説明ロボット１０の周囲に他の訪問客が居らず、説明ロボット１０が腕を安全に動かすことができる場合には、「こっちに来て下さい。」という発話に加えて、見所領域Ｒｆを指差す指差し行動や、手招きまたは手を振る等のジェスチャを行うと、より確実に訪問客を見所領域Ｒｆ内まで導くことができる。ここで、訪問客の見所領域Ｒｆへの移動を促す際には、説明ロボット１０が、展示物Ｘに設定された見所領域Ｒｆ以外の位置であって、かつ訪問客の現在位置Ｐｈから見所領域Ｒｆまでの訪問客の通り道を塞がない位置に配置されていることから、説明ロボット１０が訪問客の移動の邪魔になることがなく、訪問客を展示物Ｘの見所部分Ｙを見易い位置（見所領域Ｒｆ）までスムーズに導くことができる。

訪問客が見所領域Ｒｆ内に来たことが検出されると、説明ロボット１０は、訪問客の注目を展示物Ｘの見所部分Ｙに向けさせるための注目行動を実行し、その後、見所部分Ｙについての具体的な説明を行う。具体的には、先ず、説明ロボット１０の現在位置である説明位置Ｐｅが説明領域Ｒｅ内であるか否かや、説明ロボット１０周囲の状況に応じて腕を安全に動かすことができるか否かを判断することによって、説明ロボット１０が指差しを実行できる状況であるか否かを判断する。説明ロボット１０が指差しを実行できる状況である場合には、説明ロボット１０は、展示物Ｘの見所部分Ｙを指差しながら、「あそこを見てください。」等の発話を行うというような、訪問客の注目を展示物Ｘの見所部分Ｙに向けさせるための注目行動を実行する。一方、説明ロボット１０が指差しを実行できる状況でない場合には、説明ロボット１０は、指差しを実行せずに、「タイヤを見てください。」等の具体的名称を含む発話のみを行うというような、訪問客の注目を展示物Ｘの見所部分Ｙに向けさせるための注目行動を実行する。ただし、指差しが実行できない場合でも、発話の際に説明ロボット１０の顔または視線を見所部分Ｙに向けることによって、訪問客の注目を展示物Ｘの見所部分Ｙに向けさせ易くすることができる。

上述のような注目行動を実行した後、説明ロボット１０は、「あのタイヤの溝の形状は、…」等というような、見所部分Ｙについての具体的な説明を行う。ここで、訪問客に対して展示物Ｘの見所部分Ｙの説明を開始する際には、展示物Ｘの見所部分Ｙを見易い位置（見所領域Ｒｆ）まで訪問客を導いているので、訪問客の注目を展示物Ｘの見所部分Ｙに向けさせ易くなり、展示物Ｘの見所部分Ｙの説明をスムーズに開始することができる。

続いて、フロー図を用いてシステム１０の動作を説明する。具体的には、図３に示した中央制御装置１２のプロセッサ１６が、図１２に示すフロー図に従って、説明ロボット１０による展示物Ｘの説明サービスの全体処理を実行する。図１２を参照して、全体処理が開始されると、プロセッサ１６は、ステップＳ１で全体処理を終了するか否かを判断する。たとえば、システム１０を終了させる操作が管理者などによって行われたか否かが判断される。ステップＳ１で“ＹＥＳ”の場合、すなわち一連の説明サービスが終了する等して、システム１０を終了させる操作が管理者などによって行われた場合には、全体処理を終了する。一方、ステップＳ１で“ＮＯ”の場合には、処理はステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、説明相手となる訪問客が存在するか否かを判断する。たとえば、距離画像センサ１４からの検出情報またはユーザＤＢ２４を参照して、或る展示物Ｘの説明を受けていない訪問客がその展示物Ｘの近傍にいるか否かを判断する。ステップＳ３で“ＮＯ”の場合、すなわち説明相手となる訪問客が存在しない場合には、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ３で“ＹＥＳ”の場合、すなわち説明相手となる訪問客が存在する場合には、説明相手となる訪問客と説明対象となる展示物Ｘとを決定して、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、説明対象となる展示物Ｘに関する情報を取得する。つまり、展示物ＤＢ２６を参照して、その展示物Ｘに設定されている見所領域Ｒｆ、説明領域Ｒｅおよび説明候補点Ｃの領域情報ないし位置情報を取得する。また、次のステップＳ７では、説明相手となる訪問客の現在位置Ｐｈを取得する。つまり、距離画像センサ１４からの検出情報またはユーザＤＢ２４を参照して、説明相手となる訪問客の現在位置Ｐｈの座標情報を取得する。

続くステップＳ９では、後述する説明位置Ｐｅの選択処理（図１３参照）を実行することによって、展示物Ｘの見所部分Ｙを説明する際の説明ロボット１０の立ち位置（説明位置Ｐｅ）を決定し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、説明位置Ｐｅに向かって説明ロボット１０を移動させる。すなわち、説明ロボット１０に対して説明位置Ｐｅの座標情報を含む移動命令を送信する。移動命令を受信した説明ロボット１０は、その移動命令に基づいて説明位置Ｐｅへの移動を開始する。

続くステップＳ１３では、説明ロボット１０が説明位置Ｐｅに到着したか否かを判断する。ステップＳ１３で“ＮＯ”の場合、すなわち説明位置Ｐｅの座標位置まで説明ロボット１０が到着していない場合には、ステップＳ７に戻り、訪問客の現在位置Ｐｈなどの現況を再確認しつつ、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅへの移動を続けさせる。一方、ステップＳ１３で“ＹＥＳ”の場合、すなわち説明位置Ｐｅの座標位置まで説明ロボット１０が到着したときには、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、見所領域Ｒｆへの移動を訪問客に促す誘導行動を説明ロボット１０に実行させる。すなわち、誘導行動を実行するための発話情報および身体動作情報を含む行動命令を説明ロボット１０に送信する。たとえば、行動命令を受信した説明ロボット１０は、その行動命令に基づいて、訪問客の方に顔または視線を向け、「こっちに来て下さい。」等と呼びかける。この際、指差しが可能な状況であれば、見所領域Ｒｆを指差す指差し行動を行う。そしてその後、訪問客の見所領域Ｒｆへの移動時間を考慮して、数秒間程度待機する。

続くステップＳ１７では、訪問客の現在位置Ｐｈは見所領域Ｒｆ内であるか否かを判断する。ステップＳ１７で“ＮＯ”の場合、すなわち訪問客が見所領域Ｒｆ内にいない場合には、その訪問客は説明ロボット１０による案内を必要としていないと判断して、ステップＳ１に戻る。ただし、処理をもう一度ステップＳ１５に戻すようにしてもよく、見所領域Ｒｆへの移動を訪問客に促す誘導行動を説明ロボット１０に再度実行させても、訪問客が見所領域Ｒｆ内にやって来ないような場合に、処理をステップＳ１に戻すようにしてもよい。一方、ステップＳ１７で“ＹＥＳ”の場合、すなわち訪問客が見所領域Ｒｆ内にいる場合には、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、説明ロボット１０が指差しできる状況であるか否かを判断する。たとえば、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅが説明領域Ｒｅ内でない場合や、説明ロボット１０の周囲に他の訪問客がいる等して安全上の問題がある場合には、指差し不可能と判断される。一方、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅが説明領域Ｒｅ内であってかつ安全上の問題がない場合には、指差し可能と判断される。

ステップＳ１９で“ＹＥＳ”の場合、すなわち説明ロボット１０が指差しできる状況である場合には、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、指差しを伴う発話による説明を説明ロボット１０に実行させる。つまり、展示物ＤＢ２６から指差し座標および説明（指差し有り）等の情報を読み出し、訪問客の注目を展示物Ｘの見所部分Ｙに向けさせる注目行動を実行するための発話情報および身体動作情報を含む行動命令を説明ロボット１０に送信する。行動命令を受信した説明ロボット１０は、その行動命令に基づいて、展示物Ｘの見所部分Ｙを指差しながら、「あそこを見てください。」等の発話を行うというような注目行動を実行した後、「あのタイヤの溝の形状は、…」等というような、見所部分Ｙについての具体的な説明を行う。ステップＳ２１が終了すると、処理はステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ１９で“ＮＯ”の場合、すなわち説明ロボット１０が指差しできる状況でない場合には、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、指差し無しの発話による説明を説明ロボット１０に実行させる。つまり、展示物ＤＢ２６から説明（指差し無し）等の情報を読み出し、訪問客の注目を展示物Ｘの見所部分Ｙに向けさせる注目行動を実行するための発話情報および身体動作情報を含む行動命令を説明ロボット１０に送信する。行動命令を受信した説明ロボット１０は、その行動命令に基づいて、「タイヤを見てください。」等の発話による注目行動を実行する。この発話の際には、顔または視線を見所部分Ｙに向けるようにするとよい。その後、説明ロボット１０は、「あのタイヤの溝の形状は、…」等というような、見所部分Ｙについての具体的な説明を行う。ステップＳ２３が終了すると、処理はステップＳ１に戻る。

図１３は、図１２に示したステップＳ９の説明位置Ｐｅの選択処理を示すフロー図である。図１３に示すように、中央制御装置１２のプロセッサ１６は、説明位置Ｐｅの選択処理を開始すると、ステップＳ３１で、説明対象となる展示物Ｘの説明候補点Ｃの内、移動可能な点を選択して取得する。たとえば、距離画像センサ１４からの検出情報およびユーザＤＢ２４を適宜参照して、展示物ＤＢ２６に記憶された複数の説明候補点Ｃの内、他の訪問客に塞がれている点は除外し、空いている点のみを選択して取得する。

続くステップＳ３３では、ステップＳ３１で取得した各説明候補点Ｃについて、有用度を計算する。すなわち、上述の距離ｄ、第１角度θおよび第２角度θｈを用いた数式１−３に基づいて、説明候補点Ｃのそれぞれについて有用度を計算する。そして、続くステップＳ３５では、最も有用度の高い説明候補点Ｃを説明位置Ｐｅとして選択して、処理を全体処理にリターンする。

この実施例によれば、予め展示物Ｘに設定した見所領域Ｒｆ以外の位置であって、かつ訪問客の現在位置Ｐｈから見所領域Ｒｆまでの訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅを選択するので、展示物Ｘの見所部分Ｙを見易い位置まで訪問客をスムーズに導くことができる。また、展示物Ｘの見所部分Ｙを見易い位置まで訪問客を導くので、訪問客の注目を見所部分Ｙに向けさせ易くなる。したがって、展示物Ｘの見所部分Ｙの説明をスムーズに開始することができる。

なお、上述の実施例では、距離ｄ、第１角度θおよび第２角度θｈを用いた数式１−３に基づいて各説明候補点Ｃの有用度を計算し、有用度の最も高い説明候補点Ｃを説明位置Ｐｅとして選択するようにした。しかし、見所領域Ｒｆ以外の位置であって、かつ訪問客の現在位置Ｐｈから見所領域Ｒｆまでの訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件とする説明位置Ｐｅの決定方法は、これに限定されない。たとえば、距離ｄ、第１角度θおよび第２角度θｈの内の１つまたは２つを用いて各説明候補点Ｃの有用度を計算してもよい。また、距離ｄ、第１角度θおよび第２角度θｈのどの値の有用度を大きくするかも自由に設定できる。たとえば、周囲のどの角度からも見所部分Ｙが目視できるような場合には、展示物Ｘを間に挟んだ訪問客と真向いの位置が説明位置Ｐｅとして選択され難くすることもできる。もちろん、距離ｄ、第１角度θおよび第２角度θｈ以外の変数、および数式１−３以外の数式を用いて各説明候補点Ｃの有用度を計算することもできる。

また、たとえば、訪問客の周囲の状況に基づいて、訪問客の現在位置Ｐｈから見所領域Ｒｆに移動するための経路（最短経路１つでもよいし、通る可能性の高い経路の数通りでもよい）を推定して、その経路上のものを除く説明候補点Ｃの中から説明位置Ｐｅを選択するようにしてもよい。

また、上述の実施例では、説明領域Ｒｅ以外の位置にも説明候補点Ｃを設定しているが、説明候補点Ｃは、説明領域Ｒｅ内のみ、つまり説明ロボット１０の指差し行動が可能な領域のみに設定するようにしてもよい。これによって、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅは、必ず指差し可能な位置となり、他の安全上の問題がなければ、説明ロボット１０は、指差しを伴う説明を確実に実行することができるようになる。

また、説明候補点Ｃは、必ずしも各展示物Ｘについて予め設定されている必要はない。たとえば、説明位置Ｐｅを決定する際には、見所領域Ｒｆ以外の位置であって、かつ訪問客の現在位置Ｐｈから見所領域Ｒｆまでの訪問客の通り道を塞がない位置であることを前提条件として、説明ロボット１０の現在位置から最も近い見所領域Ｒｆの周辺位置を任意に選択するようにしてもよい。

さらに、上述の実施例では、見所領域Ｒｆおよび説明領域Ｒｅを、展示物Ｘの見所部分Ｙの中央部を基点とする扇形状で定義しているが、見所領域Ｒｆおよび説明領域Ｒｅの形状は特に限定されない。たとえば、見所領域Ｒｆおよび説明領域Ｒｅは、展示物Ｘから少し離れた位置に配置される、円形状や四角形状などの適宜な形状の領域であってもよい。

さらにまた、上述の実施例では、１つの展示物Ｘに対して１つの見所部分Ｙを設けているが、１つの展示物Ｘに複数の見所部分Ｙがあってもよい。この場合には、各見所部分Ｙに対して見所領域Ｒｆ、説明領域Ｒｅおよび説明候補点Ｃなどが設定される。

また、１つの見所部分Ｙに対して複数の見所領域Ｒｆが設定されていてもよい。この場合には、各見所領域Ｒｆに対して説明領域Ｒｅおよび説明候補点Ｃなどが設定される。そしてこの場合には、たとえば、他の訪問客による混雑具合に応じて、空いている方の見所領域Ｒｆに説明相手となる訪問客を誘導するようにするとよい。

さらに、１つの見所部分Ｙに対して複数の見所領域Ｒｆが設定する場合には、同じ方向に複数の見所領域Ｒｆを設定することもできる。たとえば、見所部分Ｙを最も見易い領域に絞った幅狭の第１見所領域、第１見所領域よりも幅広の第２見所領域というように、見所領域Ｒｆを複数段階で設定しておいてもよい。この場合には、先ず、第1見所領域への誘導が可能か否かを判断し、混雑度や安全上の理由などで第1見所領域への誘導が不可能であると判断された場合に、第２見所領域への誘導が可能か否かを判断するようにするとよい。

また、展示物Ｘの全体が見所部分Ｙとなる場合などのように、周囲のどの角度からも見所部分Ｙが目視できる場合には、たとえば、訪問客との距離が訪問客に近づきすぎない一定距離内であって、かつ説明ロボット１０の現在位置から近い位置を、説明ロボット１０の説明位置Ｐｅとして選択することもできる。この場合、訪問客の現在位置Ｐｈと説明候補点Ｃとの距離や、展示物Ｘの見所部分Ｙを基点として訪問客の現在位置Ｐｈと説明候補点Ｃとがなす角度を有用度計算に加えるとよい。

また、上述の実施例では、説明ロボット１０とは別に中央制御装置１２を設け、中央制御装置１２のプロセッサ１６からの指示に基づいて説明ロボット１０が動作するようにしたが、これに限定されない。たとえば、説明ロボット１０のプロセッサ９０に対して、距離画像センサ１４、ユーザＤＢ２４および展示物ＤＢ２６等を接続し、説明ロボット１０のプロセッサ９０が、図１２および図１３に示すような処理を実行することもできる。つまり、説明ロボット１０が、スタンドアロンで訪問客に対する展示物Ｘの説明サービスを実行するようにしてもよい。

また、説明ロボット１０の外観や電気的構成などの具体的構成は、図５および図６に示すものに限定されず、説明ロボット１０としては、公知のロボットを適宜利用できる。たとえば、車輪タイプの移動機構を備えるロボットではなく、２足歩行タイプの移動機構を備えるロボットを説明ロボット１０として採用することもできる。

さらに、上述の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。

なお、上で挙げた寸法などの具体的数値は、いずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

１０ …説明ロボット
１２ …中央制御装置
１４ …距離画像センサ
１６ …中央制御装置のプロセッサ
１８ …中央制御装置のメモリ
２４ …ユーザＤＢ
２６ …展示物ＤＢ
１００ …ロボット制御システム
Ｘ …展示物
Ｙ …見所部分
Ｒｆ …見所領域
Ｒｅ …説明領域
Ｃ …説明候補点

Claims (5)

1. 訪問客に対して展示物の説明を行う説明ロボットを含むロボット制御システムであって、
   前記展示物の見所部分が見易い領域に対して予め設定される見所領域を記憶する見所領域記憶手段、
   前記訪問客の現在位置を取得する訪問客位置取得手段、
   前記展示物に設定された前記見所領域以外の位置であって、かつ前記訪問客位置取得手段によって取得した前記訪問客の現在位置から当該見所領域までの前記訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、前記説明ロボットが当該展示物の説明を行う際の説明位置を選択するロボット位置選択手段、
   前記ロボット位置選択手段によって選択された前記説明位置に前記説明ロボットを移動させる移動制御手段、
   前記見所領域への前記訪問客の移動を促す誘導行動を前記説明ロボットに実行させる誘導行動制御手段、および
   前記訪問客の注目を前記展示物の見所部分に向けさせる注目行動を前記説明ロボットに実行させる注目行動制御手段を備え、さらに
   前記展示物の見所部分の説明が可能な領域内に予め設定される複数の説明候補点を記憶する説明候補点記憶手段、および
   前記説明候補点と前記展示物の見所部分との距離、前記展示物の見所部分を起点として前記見所領域の中央部と前記説明候補点とがなす第１角度、および前記展示物の見所部分を起点として前記見所領域の中央部と前記訪問客の現在位置とがなす第２角度の少なくとも１つに基づいて、前記説明候補点の有用度を算出する有用度算出手段を備え、
   前記ロボット位置選択手段は、前記説明候補点記憶手段に記憶された説明候補点の中から、前記有用度算出手段によって算出された有用度が最も高い説明候補点を前記説明位置として選択する、ロボット制御システム。
2. 前記説明候補点記憶手段に記憶される説明候補点は、指差しを用いた説明が可能な領域に対して設定される、請求項１記載のロボット制御システム。
3. 前記移動制御手段によって前記説明ロボットが前記説明位置まで移動した後、当該説明ロボットが指差し可能な状況か否かを判断する状況判断手段を備え、
   前記注目行動制御手段は、前記状況判断手段によって指差しが可能な状況であると判断されたとき、指差しを伴う発話による注目行動を前記説明ロボットに実行させ、前記状況判断手段によって指差しが可能な状況ではないと判断されたとき、指差し無しの発話による注目行動を前記説明ロボットに実行させる、請求項１または２記載のロボット制御システム。
4. 訪問客に対して展示物の説明を行う説明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おい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、
   前記展示物の見所部分が見易い領域に対して予め設定される見所領域を記憶する見所領域記憶手段、
   前記訪問客の現在位置を取得する訪問客位置取得手段、
   前記展示物に設定された前記見所領域以外の位置であって、かつ前記訪問客位置取得手段によって取得した前記訪問客の現在位置から前記見所領域までの前記訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、前記説明ロボットが当該展示物の説明を行う説明位置を選択するロボット位置選択手段、
   前記ロボット位置選択手段によって選択された説明位置に前記説明ロボットを移動させる移動制御手段、
   前記見所領域への前記訪問客の移動を促す誘導行動を前記説明ロボットに実行させる誘導行動制御手段、および
   前記訪問客の注目を前記展示物の見所部分に向けさせる注目行動を前記説明ロボットに実行させる注目行動制御手段として機能させ、さらに
   前記展示物の見所部分の説明が可能な領域内に予め設定される複数の説明候補点を記憶する説明候補点記憶手段、および
   前記説明候補点と前記展示物の見所部分との距離、前記展示物の見所部分を起点として前記見所領域の中央部と前記説明候補点とがなす第１角度、および前記展示物の見所部分を起点として前記見所領域の中央部と前記訪問客の現在位置とがなす第２角度の少なくとも１つに基づいて、前記説明候補点の有用度を算出する有用度算出手段として機能させ、
   前記ロボット位置選択手段は、前記説明候補点記憶手段に記憶された説明候補点の中から、前記有用度算出手段によって算出された有用度が最も高い説明候補点を前記説明位置として選択する、ロボット制御プログラム。
5. 訪問客に対して展示物の説明を行う説明ロボットであって、
   前記展示物の見所部分が見易い領域に対して予め設定される見所領域を記憶する見所領域記憶手段、
   前記訪問客の現在位置を取得する訪問客位置取得手段、
   前記展示物に設定された前記見所領域以外の位置であって、かつ前記訪問客位置取得手段によって取得した前記訪問客の現在位置から前記見所領域までの前記訪問客の通り道を塞がない位置であることを条件として、当該展示物の説明を行う説明位置を選択するロボット位置選択手段、
   前記ロボット位置選択手段によって選択された説明位置に移動する移動手段、
   前記見所領域への前記訪問客の移動を促す誘導行動を実行する誘導行動実行手段、および
   前記訪問客の注目を前記展示物の見所部分に向けさせる注目行動を実行する注目行動実行手段を備え、さらに
   前記展示物の見所部分の説明が可能な領域内に予め設定される複数の説明候補点を記憶する説明候補点記憶手段、および
   前記説明候補点と前記展示物の見所部分との距離、前記展示物の見所部分を起点として前記見所領域の中央部と前記説明候補点とがなす第１角度、および前記展示物の見所部分を起点として前記見所領域の中央部と前記訪問客の現在位置とがなす第２角度の少なくとも１つに基づいて、前記説明候補点の有用度を算出する有用度算出手段を備え、
   前記ロボット位置選択手段は、前記説明候補点記憶手段に記憶された説明候補点の中から、前記有用度算出手段によって算出された有用度が最も高い説明候補点を前記説明位置として選択する、説明ロボット。

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