JP6601861B2 - 衣装製作支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロボット等の衣装製作を支援するための装置に関する。

ヒューマノイドロボットやペットロボット等、人間との対話や癒しを提供する自律行動型ロボットの開発が進められている（例えば特許文献１参照）。このようなロボットは、周囲の状況に基づいて自律的に学習することで行動を進化させ、生き物に近い存在になっていくと予想される。近い将来、ペットが感じさせるような癒しをユーザに与える存在になる。

特開２０００−３２３２１９号公報

ロボットが生き物に近い存在となった場合、人間がペットにするようにロボットに衣装を着せることが予想される。ロボットの衣装販売が一大ビジネスとなる可能性もある。しかし、ロボットと言っても多種多様である。このような衣装を製作する場合、人間と同様の手法で型紙を作ったり、立体裁断を行うのは難しい。ロボットは、種別によって可動部の位置や駆動力が異なるため、衣料分野の専門家が、それらを考慮して衣装設計を行うのは容易でない。逆に、ロボット設計者が衣装まで設計するのも容易ではない。なお、可動部の標準化が困難であることが衣装設計を難しくするという観点からは、高齢者や身体障害者など、筋力が衰えた人間の衣装製作にも同様の問題が生じ得る。

本発明は上記課題認識に基づいて完成された発明であり、その目的の一つは、装着対象の動作能力に応じた衣装製作を効率的に実現するための装置を提供することにある。

本発明のある態様の衣装製作支援装置は、衣装の装着対象の外形状を模擬する本体と、装着対象の可動箇所を模擬する可動部と、装着対象が衣装を装着した際の可動部の変位に伴って変化する所定の物理量を検出するセンサと、を備える。

本発明によれば、装着対象の動作能力に応じた衣装製作に好適な装置を提供できる。

実施形態に係るロボットの外観を表す図である。 衣装着用時におけるロボットの正面外観図である。 衣装製作支援装置の構造を概略的に表す断面図である。 計測装置の機能ブロック図である。 支援装置の利用例を表す図である。 支援装置の利用例を表す図である。 変形例にかかる支援装置の構成を表す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略することがある。

図１は、実施形態に係るロボット１００の外観を表す図である。図１（ａ）は正面図であり、図１（ｂ）は側面図である。
ロボット１００は、外部環境および内部状態に基づいて行動や仕草（ジェスチャー）を決定する自律行動型ロボットである。外部環境は、カメラやサーモセンサなど各種のセンサにより認識される。内部状態はロボット１００の感情を表現するさまざまなパラメータとして定量化される。

ロボット１００のボディ１０４は、全体的に丸みを帯びた形状を有し、柔軟で弾力性のある素材により形成された外皮１０５を含む。丸くてやわらかく、手触りのよいボディ１０４とすることで、ロボット１００はユーザに安心感とともに心地よい触感を提供する。外皮１０５は、人が弾力を感じる程度の厚みを有し、ウレタンスポンジなどの伸縮性を有する素材で形成される。ロボット１００には、衣装を着せることができる。ユーザの好みに応じて、衣装を着せることで、季節感や誕生日などのイベントを楽しむことができる。ロボット１００は衣装に取り付けられたＩＣタグを読み込むことで、装着中の衣装を特定することができる。そして、衣装に応じて、衣装に適した行動や、各可動部の調整をおこなう。ロボット１００の所定の位置（本実施形態では腹部）には、ＩＣタグの情報を読みとるためのリーダが設けられている。リーダがＩＣカードと正常に通信できるよう、ロボット１００が衣装を着用したときにＩＣカードの位置がリーダの位置と重なるよう、衣装の特定位置にＩＣカードが縫い付けられている。

ロボット１００は、３輪走行するための３つの車輪を備える。図示のように、一対の前輪１０２（左輪１０２ａ，右輪１０２ｂ）と、一つの後輪１０３を含む。前輪１０２が駆動輪であり、後輪１０３が従動輪である。前輪１０２は、回転速度や回転方向が個別に制御可能とされている。後輪１０３は、ロボット１００を前後左右への移動させるために回転自在となっている。

前輪１０２および後輪１０３は、図示しない駆動機構（回動機構、リンク機構）によりボディ１０４に完全収納できる。走行時においても各車輪の大部分はボディ１０４に隠れているが、各車輪がボディ１０４に完全収納されるとロボット１００は移動不可能な状態となる。車輪の収納動作に伴ってボディ１０４が降下し、床面Ｆに着座する。この着座状態においては、ボディ１０４の底部に形成された着座面１０８が床面Ｆに当接する。

ロボット１００は、２つの手１０６を有する。手１０６には、モノを把持する機能はない。手１０６は、図示しない内蔵ワイヤを引っ張る又は緩めることにより、上げる、振る、振動するなど簡単な動作が可能である。２つの手１０６も個別制御可能である。ロボット１００は、図示しない通信機、制御回路（記憶装置やプロセッサを含む）、モニタ、各種駆動機構およびバッテリー等を内蔵する。

ロボット１００の頭部正面（顔）には２つの目１１０が設けられている。目１１０は、液晶素子または有機ＥＬ素子により、様々な表情で表示される。ロボット１００は、スピーカーを内蔵し、簡単な音声を発することもできる。ロボット１００の頭頂部にはツノ１１２が取り付けられる。ツノ１１２には全天球カメラが内蔵され、上下左右全方位を一度に撮影できる。また、ロボット１００の頭部正面には、高解像度カメラが設けられる（図示せず）。

このほか、ロボット１００は、周辺温度分布を画像化する温度センサ（サーモセンサ）、複数のマイクロフォンを有するマイクロフォンアレイ、計測対象の形状を測定可能な形状測定センサ（深度センサ）、超音波センサ、加速度センサ、タッチセンサなどさまざまなセンサを内蔵する。

図２は、衣装着用時におけるロボット１００の正面外観図である。
ユーザは、ロボット１００に衣装３００を着せることができる。衣装３００には様々な種類がある。それらの衣装は、いわゆるパタンナーにより立体的な設計がなされるが、そのパタンナーがロボット１００の性能まで把握しているわけではない。このため、衣装がロボット１００にフィットするよう製作できたとしても、ロボット１００がそれを着用することで適正な動作制御が阻害される可能性がある。場合によって、ロボット１００に予め設定された駆動力では、関節部位を動かせなくなることも想定される。人間に衣装を着せる場合、体型に対して寸法が合っていなかったり、奇抜なデザインであったとしても、着にくい、動きにくいという感覚はあるものの、着て動けなくなるという状況にはならない。しかしながら、ロボット１００の場合は、駆動力や可動範囲に明確な限界があり、その限界を超えると全く動かなくなったり、モータなどの部品が異常に発熱してしまう。人にとっては、単なる衣装かもしれないが、ロボット１００にとっては正常な動作を左右する重要な要素のひとつと言える。そこで本実施形態では、ロボット技術に精通しないパタンナーであっても、ロボットごとに適正な衣装設計が行えるよう補助する衣装製作支援装置を提供する。

図３は、衣装製作支援装置の構造を概略的に表す断面図である。
衣装製作支援装置（以下、単に「支援装置」という）２００は、ロボット１００のマネキン又はトルソー態様の外観を有し、可動部の機械的構造については忠実に再現されている。その可動部の作動量や負荷を検出するためのセンサも搭載されている。

すなわち、支援装置２００は、ロボット１００の外形状（図１のボディ１０４）を模擬する本体１１１と、ロボット１００の可動箇所を模擬する可動部１１３と、可動部１１３の変位に伴って変化する物理量を検出するセンサ１１４を備える。可動部１１３は、首関節１１６および腕関節１１８を含む。センサ１１４は、首センサ１２０および腕センサ１２２を含む。

本体１１１は、ベースフレーム１３０、本体フレーム１３２、一対のカバー１３４および外皮１３６を含む。これらの部材は、ロボット１００のボディ１０４を構成する部材と共通する。外皮１３６は、ロボット１００の外皮１０５と同様に人が弾力を感じる程度の厚みを有し、ウレタンスポンジなどの伸縮性を有する素材で形成される。ベースフレーム１３０は、アッパープレート１３８とロアプレート１４０とを複数のサイドプレート１４２により連結して構成され、本体１１１の軸芯を構成する。

本体フレーム１３２は、頭部フレーム１４４および胴部フレーム１４６を含む。頭部フレーム１４４は、中空半球状をなし、頭部骨格を形成する。胴部フレーム１４６は、段付筒形状をなし、胴部骨格を形成する。胴部フレーム１４６は、ベースフレーム１３０と一体に固定されている。頭部フレーム１４４は、ジョイント１４８等を介してアッパープレート１３８に接続され、胴部フレーム１４６に対して相対変位可能とされている。

頭部フレーム１４４には、ヨー軸１５０、ピッチ軸１５２およびロール軸１５４の３軸が設けられ、各軸が首関節１１６を構成する。各軸を手動で回動させることで、ロボット１００の頭部の動作を再現できる。すなわち、ヨー軸１５０を回転させることで頭部フレーム１４４をヨーイングさせ、首振り動作を再現できる。ピッチ軸１５２を回転させることで頭部フレーム１４４をピッチングさせ、頷き動作等を再現できる。ロール軸１５４を回転させることで頭部フレーム１４４をローリングさせ、首を傾げる動作を再現できる。

頭部フレーム１４４の上部には、ヨー軸１５０に支持されるプレート１５６が固定されている。頭部フレーム１４４およびその内部機構を下方から支持するように、ベースプレート１５８が設けられている。ベースプレート１５８は、ジョイント１４８を介してアッパープレート１３８（ベースフレーム１３０）と連結されている。

胴部フレーム１４６は、ベースフレーム１３０および計測装置１６０を収容している。計測装置１６０は、通信ラインＬを介して外部の表示装置２１０と接続される。胴部フレーム１４６は、本体１１１のアウトラインに丸みをもたせるよう、上半部が滑らかな曲面形状とされている。一対のカバー１３４は、胴部フレーム１４６の下半部を左右から覆うように設けられている。カバー１３４は、胴部フレーム１４６の上半部と連続した滑らかな外面（曲面）を形成するように組み付けられる。胴部フレーム１４６の下半部は、カバー１３４との間にスペースＳを形成するよう小幅とされている。スペースＳは、ロボット１００において前輪１０２を収容するスペースに対応する。

外皮１３６は、ロボット１００の外皮１０５と共通のものである。外皮１３６は、本体フレーム１３２を外側から覆う。外皮１３６には手１０６が一体に形成されている。外皮１３６の頂部には、ロボット１００のツノ１１２を貫通させるための開口部１６２が設けられている。外皮１０５の上部正面には、頭部フレーム１４４の顔領域を露出させるための開口部１６４が設けられている（図２参照）。外皮１３６は、本体フレーム１３２の正面側および背面側に延在し、胴部フレーム１４６に固定されている。

胴部フレーム１４６の上部には、左右一対の腕機構１７０が連結されている。腕機構１７０は、胴部フレーム１４６の側から第１関節１７２、第１節１７４、第２関節１７６、第２節１７８、第３関節１８０、第３節１８２が順次連結されて構成されている。各節は、各関節を中心軸として回動可能である。各関節は「腕関節１１８」として機能する。なお、ロボット１００においては、これら３つの節に沿ってワイヤが設けられ、そのワイヤを引っ張ることで手１０６を上下に動かすことが可能であるが、支援装置２００においては、そのワイヤが省略されている。

首センサ１２０は、頭部の動作角を検出する回転角センサ１９２と、頭部の動作トルクを検出するトルクセンサ１９４を含む。回転角センサ１９２は、頭部フレーム１４４の首振り角（ヨー軸１５０の回転角）を検出するセンサ、首の仰俯角（ピッチ軸１５２の回転角）を検出するセンサ、および首の傾角（ロール軸１５４の回転角）を検出するセンサを含む。トルクセンサ１９４は、首振り方向（ヨーイング）の負荷トルクを検出するセンサ、首の仰俯方向（ピッチング）の負荷トルクを検出するセンサ、および首の傾方向（ローリング）の負荷トルクを検出するセンサを含む。各センサの出力は、計測装置１６０に入力される。

腕センサ１２２は、腕部（手１０６）への引張力を検出するテンションセンサ１９６と、腕部の動作角を検出する回転角センサ１９８を含む。テンションセンサ１９６は、例えば歪ゲージを含み、腕機構１７０を構成する３つの節の内側に沿って設けられている。回転角センサ１９８は、第１関節１７２の回転角（腕部の上下方向角度）を検出する。各センサの出力は、計測装置１６０に入力される。なお、変形例においては、さらに第２関節１７６や第３関節１８０の回転角を検出するセンサを設けてもよい。

計測装置１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する通信線等備える。計測装置１６０は、各センサの検出値に基づいて後述する判定処理を実行し、表示装置２１０に表示させるデータを出力する。

表示装置２１０は、例えばパーソナルコンピュータの液晶ディスプレイからなり、計測装置１６０から送信される演算結果（判定結果）を画面に表示する。

図４は、計測装置１６０の機能ブロック図である。
計測装置１６０は、上述した演算器等のハードウェアと、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。図中のブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを概略的に示している。

計測装置１６０は、入力部２０２、判定部２０４および出力部２０６を備える。入力部２０２は、センサ１１４の検出値を入力する。判定部２０４は、その検出値に基づいて、支援装置２００の首関節１１６への負荷トルク、頭部の各回転角度（ヨー角、ピッチ角、ロール角）、腕関節１１８への引張荷重（引張応力）、腕部の角度等を算出する。

判定部２０４は、その負荷トルクや引張荷重がロボット１００の設計上の可動範囲において、駆動限界より小さいか否かを判定する。例えば、衣装３００を着せたときに頭部の可動範囲全域において、負荷トルクが駆動限界より小さければ、その衣装３００を着せても頭部を正常に動作できると判断できる。また、頭部の回転角度が３０度までは負荷トルクが駆動限界を下回っているが、３０度以上では負荷トルクが駆動限界を超える場合は、３０度以上は頭部を回転できないと判断できる。その場合は、衣装３００のデザインや材質を変更するか、衣装３００を着せたときは頭部を３０度までしか回転できないというロボット１００の動作を制限する情報を用意する。

判定部２０４は、ロボット１００の可動部分毎に設計上の可動範囲（動作範囲）と駆動限界値（駆動力の負荷限界値）とを作動条件として記憶装置に格納しており、各可動部におけるセンサ１１４の検出値と予め保持されている作動条件とを比較することにより作動条件を満たすか否かを判定する。作動条件は、可動範囲と駆動限界値に限らず、温度、振動、騒音など各部の特徴に応じて、ロボット１００が設計上の要件を満たすように設定される。一般にロボット１００には複数の可動部があるので、可動部毎に用意された作動条件が、所定の型式のロボット１００における作動条件セットとして管理される。ロボット１００の場合、外形は同じでも、内部に搭載されているモータや駆動機構の性能は製造時期や、ロボット１００の世代に応じて変わることが予想される。そこで、ロボット１００の種別、型式ごとに作動条件セットが予め記憶装置に格納されている。別の実施形態では、作動条件セットはネットワークを介して取得され、ひとつの作動条件セットだけが判定部２０４の記憶装置に格納されるよう構成されてもよい。

出力部２０６は、判定部２０４による判定結果を表すデータを表示装置２１０に向けて出力する。ロボット１００の可動部は連続的に変位するため、出力部２０６は、刻々と変化する検出値の様子や判定結果を表示装置２１０に表示する。判定部２０４において、作動条件を満たさないと判定された場合、出力部２０６は作動条件を満たさないと判定された検出値と、作動条件を満たさないことを報知するメッセージとを表示装置２１０に表示させる。判定部２０４および出力部２０６は、作動条件を満たさないことを報知する「報知部」として機能する。

表示装置２１０は、出力部２０６から受信したデータに基づき、判定結果を画面に表示する。例えば、首関節１１６への負荷トルクが作動条件を満たす場合、「首：ＯＫ」「＊＊Ｎ・ｍ」のように表示する。腕関節１１８に負荷される荷重が作動条件を満たさない場合、「ＮＧ」のように表示する。

図５および図６は、支援装置２００の利用例を表す図である。図５は衣装の型紙作成に利用した例を示し、図６は衣装サンプルの検証に利用した例を示す。
ロボット１００の衣装製作を行う場合、パタンナーは、デザイナーから提供されたデザインに沿って型紙を作成する。その際、図５（ａ）に示すように、支援装置２００に生地３０２を着せ付けてピン３０４で止め、立体裁断をすることで型紙に展開できる。

図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、このピン止めの段階で支援装置２００の頭部や腕部を手動で動かすことで、負荷トルクや引張荷重が作動条件を満たすか否かを確認できる。それらのいずれかが作動条件を満たさなければ、表示装置２１０に「ＮＧ」等の表示がなされる。パタンナーは、この表示を参考にピン止め位置をずらして寸法に余裕をもたせたり、生地の材質を変えたりすることで、作動条件を満たすように修正できる。

このような立体裁断を経て得られた型紙に沿って生地を裁断し、仮縫いすることで衣装サンプルを作製できる。図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、衣装サンプル３１０を支援装置２００に装着し、作動条件を満たすことを検証することで、衣装設計の精度を確保できる。このとき、作動条件を満たさない場合には、表示装置２１０に「ＮＧ」等の表示がなされる。パタンナーは、この表示を参考に再度寸法の修正を行えばよい。このようにして得られた衣装サンプル３１０を型紙に展開することで、同種の衣装の量産に移行できるようになる。

以上、実施形態に基づいて、支援装置２００について説明した。本実施形態によれば、支援装置２００の外形状や可動部の構造がロボット１００とほぼ共通とされる。このため、支援装置２００をマネキン又はトルソーの態様で利用でき、ロボットの種別に応じた衣装設計を精度良く行うことができる。ロボットのメカニズムに詳しくないパタンナーであっても、布地を当てつつ支援装置２００を動かすことで、ロボット１００の可動箇所（関節位置）を容易に把握でき、衣装設計に反映させることができる。

一方、支援装置２００の内部構造については、ロボット１００における駆動部を省略するなど、モックアップのように簡素化される。このため、支援装置２００はロボット１００と比べて相当軽量となり、取扱いも容易である。ロボット１００の外形状と駆動機構の設計がほぼ終わった段階で支援装置２００を提供できるため、ユーザ（パタンナー等）がロボット１００の完成を待つまでもなく衣装製作を並行できるようになる。

そして特に、支援装置２００にセンサ１１４を設け、ロボット１００の動作を担保できることを確認しつつパターン（型紙）を起こすなど、衣装設計を進めることができる。つまり、衣装設計の過程でロボットの仕様に適切か否かを検証し、適宜修正を行うことができる。その結果、衣装設計をトータル的に効率よく行うことができる。

［変形例］
上記実施形態では、ロボット１００の駆動部を取り除く態様で支援装置２００を構成する例を示した。変形例においては、支援装置２００の可動箇所の少なくともいずれかについて、ロボット１００の設計上の性能に応じた負荷を試験的にかけられる構成としてもよい。つまり、ロボット１００の可動部の負荷能力を再現できる支援装置２００に、衣装３００を着用させて、動作を検証するものである。

図７は、変形例にかかる支援装置２２０の構成を表す断面図である。
本変形例では、ロボットがバージョンアップ（世代交代）されても、その外形状および可動箇所の構造が実質的に維持される場合を想定する。そして、支援装置２２０について、ロボットのバージョンアップ後も既存のものを利用できるようにする。

支援装置２２０は、可動部１１３の駆動力を調整可能な駆動調整部２３０、駆動調整部２３０を駆動する駆動回路２５０、および駆動回路２５０に駆動指令を出力する制御装置２６０を備える。駆動調整部２３０は、首関節１１６の駆動力を調整する調整用モータ２３１、および腕機構１７０の駆動力を調整する巻上機２４１を含む。

調整用モータ２３１は、ヨー軸１５０の回転トルクを調整するモータ２３２、ピッチ軸１５２の回転トルクを調整するモータ２３４、およびロール軸１５４の回転トルクを調整するモータ２３６を含む。モータ２３２〜２３６は、ロボット１００に設定される各モータの仕様よりも最大出力が大きくされており、仮にロボット１００がバージョンアップ（次世代での出力アップ）されても対応可能である。

巻上機２４１は、手１０６の上下動作のために腕機構１７０を引っ張るワイヤ２４４と、ワイヤ２４４を巻き上げる又は緩めるためのモータ２４２を含む。モータ２４２は、ロボット１００に設定されるモータの仕様よりも最大出力が大きくされており、仮にロボット１００がバージョンアップ（次世代での出力アップ）されても対応可能である。

制御装置２６０は、例えばパーソナルコンピュータからなり、演算器、記憶装置、ユーザインタフェース等のハードウェアと、演算器に処理命令を供給するソフトウェアを有する。制御装置２６０は、ユーザの操作入力に応じて各可動部１１３の制御量を設定し、駆動回路２５０に向けて制御指令信号を出力する。それにより、首関節１１６や腕機構１７０に制御量に対応する駆動力が付与される。駆動回路２５０は、各モータの出力を調整する「出力調整部」として機能する。

制御装置２６０は、制御量と駆動力とを対応付けたデータテーブルを保持する。具体的には、現世代のロボット１００について、首振り角度（制御量）に対してモータ２３２への供給電流値（駆動力）が対応づけられている。このため、例えば衣装サンプル３１０を支援装置２２０に着用させた状態で、パタンナーが「首振り角度：３０度」を設定した場合、衣装設計が適正であれば支援装置２２０の首振り角度は３０度となる。その首振り角度が設定値に満たない場合、ロボット１００の衣装としてきつい（作動条件を満たさない）と判断でき、寸法取りを修正できる。

衣装サンプル３１０を支援装置２２０に着用させた状態で、パタンナーが「腕角度：６０度」を設定した場合、衣装設計が適正であれば支援装置２２０の手１０６の角度（本体１１１の軸線に対する角度）は６０度となる。その手１０６の角度が設定値に満たない場合、同様にロボット１００の衣装としてきつい（作動条件を満たさない）と判断でき、寸法取りを修正できる。

ロボット１００がバージョンアップされた場合、データテーブルを更新することで、そのバージョンに合わせた制御量にて可動部１１３を駆動できる。本変形例によれば、衣装製作を補助する装置として、ロボット１００の数世代にわたり、支援装置２２０を長く使用することができる。また、パタンナーが支援装置２２０に触れること無く作動状態を確認できるので、各部の駆動に応じて衣装３００の皺や歪みなど着衣の状況を視覚的に確認することもできる。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

上記実施形態では支援装置２００にセンサ１１４を設ける例を示し、上記変形例では支援装置２２０に駆動調整部２３０を設ける例を示した。他の変形例では、支援装置にセンサ１１４および駆動調整部２３０の双方を設けてもよい。そして、駆動調整部２３０の駆動力に対する応答をセンサ１１４にて検出し、その結果を表示装置２１０の画面に表示させてもよい。ユーザは、表示された検出結果に基づいて衣装寸法の適否を判断することができる。

上記実施形態では、センサ１１４が検出する物理量として、頭部（首）や腕部の負荷トルク、回転角、引張力など、本体１１１に衣装又は衣装作製用生地が被せられることにより増大する可動部１１３への抵抗を表す力学特徴量を例示した。変形例においては、他の部位の力学特徴量を検出してもよい。ロボットが脚部を有し、パンツやスカート等のボトムスをはかせる場合、ロボットの下半身についても模擬するよう支援装置を構成し、その可動部についてセンサ１１４により力学特徴量を検出してもよい。

上記変形例では、可動部１１３の駆動機構として、出力を任意調整可能な調整用モータ２３１を採用する例を示した。他の変形例においては、調整用モータ２３１に代えて付勢機構（ばね機構等）を設けてもよい。この付勢機構の付勢力により、ロボット１００の可動箇所に設置されたモータの駆動トルクを模擬できる。

また、物理量として温度を検出してもよい。例えば、上記変形例において駆動調整部２３０に加えて温度センサを設置し、駆動調整部２３０の駆動力に応じて支援装置２２０の内部温度が変化する場合にこれを検出してもよい。その内部温度がロボット１００の内部に設置される回路に影響を及ぼす範囲（回路の作動条件を満たさない）にある場合、その旨を報知してもよい。あるいは、温度そのものを表示させてもよい。ユーザは、温度上昇が基準値を超える場合、衣装の生地を通気性の高いものに変更したり、放熱用の切れ目を入れるなど、適切な処理を行うことができる。

上記実施形態では、ロボットが特定形状の柔らかい外皮を有し、その外皮の上から衣装を着せる構成を示した。変形例においては、上記と異なる形状や材質の外皮を有するロボット、あるいは外皮を有しないロボットの衣装製作に上記支援装置を利用してもよい。

上記実施形態では、支援装置２００の外部に表示装置２１０を設置する例を示した。変形例においては、支援装置２００の本体１１１に表示部を設けてもよい。例えば、支援装置２００における頭部（顔領域など）に液晶パネル等の表示部を設け、センサ１１４による検出結果を表示させてもよい。

上記実施形態では、センサ１１４により検出された物理量が作動条件を満たさない場合に、その旨を表示装置に表示させる例を示した。変形例においては、エラー報知の音声出力を行ってもよい。

上記実施形態では述べなかったが、支援装置の可動部を、ロボットの可動箇所の駆動機構よりも簡素な構造からなる代替機構により構成してもよい。例えば、ロボット１００の頭部内方にクロスリンク機構（パンタグラフ機構）などを追加し、首部を上下に伸縮可能とする駆動機構を採用してもよい。それにより、首を伸ばすことでロボット１００の興味を表現したり、首をすくめることでロボット１００の驚きを表現することもできる。一方、支援装置については、この機構を省略する代替機構を採用してもよい。ロボット１００の通常動作において頻度の低い機能を省略することで、支援装置にかかるコストを適正範囲に抑えることができる。

上記実施形態および変形例では、衣装の装着対象としてロボットの一態様を示したが、上記支援装置は、他のヒューマノイドロボットやペットロボット等にも適用可能である。また、衣装の装着対象を人間とし、上記支援装置として人間を模擬したものを採用してもよい。特に高齢者や身体障害者など、筋力に制限のある人間の衣装の製作に上記支援装置を利用してもよい。その場合、その筋力の制限に対応した物理量（力学特徴量）の基準値として作動条件を設定し、上記と同様の判定処理を行ってもよい。

衣装のデザインを優先する場合、作動条件を必ずしも満たす必要はない。例えば、ダンス用の衣装は、ロボット１００の動作性能を最大まで引き出すことを目的とし全ての作動条件を満たすように設計される。一方で、王様をイメージさせる衣装は、豪華さを優先し、たとえ頭部が通常の半分ぐらいしか動かないとしても襟を立てたデザインを採用したい場合も考えられる。このような場合は、特定の衣装３００を着用した時に限り、ロボット１００の頭部の可動範囲を制限してもよい。こうすることで、衣装３００のデザインに自由度を持たせることができる。また、そうした衣装３００をロボット１００に着用させることでロボット１００に何らかの障害が生じることを防止できる。

図４を用いて説明した判定部２０４は、作動条件を満たすか否かを判定した。判定部２０４の変形例では、判定部２０４は、各可動部が作動できる範囲を判定し、ロボット１００の可動範囲を制限する情報を生成する。例えば、頭部の可動部において、作動条件に規定されている最大の負荷トルクをかけても３０度までしか回動できない場合、判定部２０４は、「この衣装を着用した場合は、頭部は３０度しか回動できない」という動作制限値を生成する。各可動部において、作動条件を一部しか満たさない場合は、その可動部について動作制限値が新たに関連付けられる。出力部２０６は、衣装を特定する情報に関連付けて、動作制限値を出力する。この制限値に基づいて、ロボット１００に提供される可動部の制限情報が生成される。

図３の外皮１３６は、ロボット１００に対して着脱可能に形成されてもよい。衣装の製作において、ピンを用いて衣装の生地を外皮１３６に仮止めする作業がある。実際のロボット１００と同じ材質でできた外皮１３６だとピンを十分に固定できない可能性がある。また、ピンを何度も抜き差しするうちに外皮の特性が変わる可能性がある。外皮の特性が変わると、支援装置２００で作動条件を満たしていると判定された衣装を実際のロボット１００に装着させても動作しない可能性がある。そこで、ピンを抜き差しすることを前提とした材質の外皮１３６と、衣装を装着して作動条件を判定する際に使う実際のロボット１００の外皮と同一の材質の外皮１３６とを作業の目的に応じて取り替えて利用できてもよい。

上記実施形態および変形例では述べなかったが、衣装のデザインを優先するために、衣装を着用したときのロボットの作動条件（可動範囲や駆動限界値）を、その衣装を着用している間一時的に制限する運用を行ってもよい。この運用は、工場生産前の衣装の試作品にも適用可能ではあるが、工場で生産された衣装に対して適用するとより有効である。具体的には、支援装置のユーザ（「支援装置ユーザ」ともいう）からロボットのユーザ（「ロボットユーザ」ともいう）に対し、その作動条件をロボットの補正情報として提供する。この作動条件には、ロボットのアクチュエータごとの動作補正値（駆動力に関する補正値）および可動範囲（駆動量に関する設定値）が含まれる。作動条件を取得するための情報が、衣装に取り付けられるＩＣタグに記録される。

すなわち、衣装の特定位置にはＩＣタグが縫い付けられる。ＩＣタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）タグとしてもよい。ＲＦＩＤタグは、ＮＦＣ (Near Field Communication)に対応するものでもよい。ＮＦＣは、近距離無線通信技術の一規格であり、例えば１３．５６ＭＨｚにて１０センチメートル程度の近距離通信が可能である。ＩＣタグには、衣装および作動条件を特定するための情報が記録される。

ロボットは、ＩＣタグから情報を読みとるためのＲＦＩＤリーダを備え、衣装を着用した際にＩＣタグと通信を行うことで、その衣装に応じた適正な動作制御を行うための情報（以下「作動設定ファイル」という）を取得する。ロボットは、作動設定ファイルに基づいて可動部の作動条件を調整する。作動条件には、可動部の駆動力や可動範囲、センサ感度に対する補正情報等、衣装を着用することで悪影響が生じないようロボットを制御するための情報が含まれる。この作動条件は、制御量（制御指令値）と駆動量との対応関係を再設定するための補正値であり、支援装置に衣装を着用させて可動部を試験的に駆動すること（負荷試験を行うこと）により算出できる。

支援装置ユーザは、このような運用を行うための衣装管理サーバを備えてもよい。支援装置は、衣装に取り付けられるＩＣタグを識別する（結果的に衣装そのものを識別する）ためのタグＩＤを発行する。衣装管理サーバは、作動設定ファイルをタグＩＤに基づいて識別可能に保持する。作動設定ファイルは、アクチュエータごとの作動条件を定義する。タグＩＤは、作動設定ファイルを取得するための「識別情報」としても機能する。支援装置には、ＩＣタグにタグＩＤを書き込むためのＲＦＩＤリーダ／ライタが設けられる。支援装置におけるＲＦＩＤリーダ／ライタの位置は、ロボットにおけるＲＦＩＤリーダの位置と一致する。支援装置は、衣装の負荷試験に基づいて作動条件（補正情報）を決定すると、タグＩＤを発行して衣装のＩＣタグに書き込む一方、そのタグＩＤおよび作動条件を衣装管理サーバに送信する。衣装管理サーバは、その作動条件とタグＩＤとを対応づけて作動設定ファイルとして保持する。

ＩＣタグは、タグＩＤを至近距離に発信する。ロボットは、衣装の装着を検出すると、ＩＣタグに記録されたタグＩＤを受信する。ロボットは、インターネットを介して衣装管理サーバに接続し、そのタグＩＤに対応した作動設定ファイルを取得する。そして、その作動設定ファイルに記録されている作動条件を制御指令値に反映させる。それにより、ロボットは、衣装に合った無理のない動作を行えるようになる。つまり、ロボットは着用中の衣装に応じて適切な調整を行い、適切な動作ができる。

このように、本変形例によれば、ロボットにおいて衣装に応じた作動条件の設定（補正）を確実に行うことができる。

ところで、ロボットに衣装が着用されると、ＲＦＩＤリーダからの電波がＩＣタグのアンテナに届き、整流作用による電力を発生させる。それにより、ロボットとＩＣタグとの通信が可能となる。しかし、上述のようにＲＦＩＤが近距離通信しかできないため、衣装におけるＩＣタグの取付位置が特定位置からずれると、正常な通信ができなくなる可能性がある。また、衣装の生地や厚みによってはＩＣタグとの通信ができなくなる可能性もある。そこで、支援装置は、衣装そのものに問題がないか、またＩＣタグが衣装の特定位置に取り付けられているか否かを検証する機能も有する。この検証機能は、工場生産された衣装の品質検査に用いることができる。

すなわち、支援装置は、ＲＦＩＤリーダ／ライタが衣装のＩＣタグと正常に通信できたときにタグＩＤを発行し、ＩＣタグに書き込む処理を実行する。このとき、表示装置がその旨を示す表示（「書込みＯＫ」等の表記）を行ってもよい。支援装置において正常に通信できることは、衣装の生地や構造に問題がないことを意味するとともに、ＩＣタグが衣装の特定位置に正確に取り付けられていること、つまりその衣装をロボットに着用させたときにも正常な通信ができることを意味する。

一方、ＲＦＩＤリーダ／ライタがＩＣタグと正常に通信できなかった場合、支援装置は、通信不可と判定してエラー報知する。このとき、表示装置がその旨を示す表示（「書込みＮＧ」「ＩＣタグを正しい位置につけてください」等の表記）を行ってもよい。支援装置ユーザは、この表示をみてＩＣタグの位置を再確認し、衣装への縫い付け位置を修正できる。ＩＣタグの縫い付け位置を修正してもなおエラー報知がなされる場合、支援装置ユーザは、衣装の生地や構造に問題がある可能性を認識できる。

なお、本変形例では、ＩＣタグにタグＩＤのみを記録し、作動設定ファイルについては衣装管理サーバから別途取得することとしたが、支援装置において作動設定ファイルを作成し、ＩＣタグに書き込んでもよい。それにより、ロボットは、インターネットに接続しなくとも、ＩＣタグとの通信により作動設定ファイルを取得できる。

別の変形例では、衣装のデザインよりもロボットに着せたときの機能性を重視してもよい。すなわち、ロボットの作動条件を満たすことを検証する品質検査に支援装置を用いてもよい。想定される作動条件（想定作動条件）と、実際の作動測定値（実測値）とを比較し、実測値が想定作動条件を満たしているか否かを判定するものである。支援装置は、生産された衣装が着用されると、作動条件が満たされるか否かを判定する。作動条件が満たされていれば、ＩＣタグにタグＩＤを書き込む。書き込みが成功することで、ＩＣタグが衣装の特定位置に縫い付けられていることも同時に確認できる。衣装のデザイン後、その衣装により作動条件が満たされ、ＩＣタグとの通信（ＩＣタグへのタグＩＤの書込み等）ができたことをもって品質検査にパスするといった運用を行うものである。

Claims (9)

1. 衣装の装着対象であるロボットの外形状を模擬する本体と、
   前記ロボットの可動箇所を模擬する可動部と、
   前記本体が衣装を装着した際の前記可動部の変位に伴って変化する所定の物理量を検出するセンサと、
   を備え、
   衣装又は衣装作製用生地が被せられた状態で検出された物理量が、前記ロボットの正常動作をおこなうための作動条件を満たさないとき、その旨を報知する報知部を備えることを特徴とする衣装製作支援装置。
2. 衣装の装着対象であるロボットの外形状を模擬する本体と、
   前記ロボットの可動箇所を模擬する可動部と、
   前記本体が衣装を装着した際の前記可動部の変位に伴って変化する所定の物理量を検出するセンサと、
   を備え、
   前記可動部は、前記可動箇所の駆動機構よりも簡素な構造からなる代替機構を備えることを特徴とする衣装製作支援装置。
3. 衣装の装着対象であるロボットの外形状を模擬する本体と、
   前記ロボットの可動箇所を模擬する可動部と、
   前記本体が衣装を装着した際の前記可動部の変位に伴って変化する所定の物理量を検出するセンサと、
   を備え、
   前記可動箇所を駆動するモータの駆動トルクを模擬する付勢力を発揮可能な付勢機構を備えることを特徴とする衣装製作支援装置。
4. 前記センサが、可動部の中心軸の回転角度を検出することを特徴とする請求項３に記載の衣装製作支援装置。
5. 衣装の装着対象であるロボットの外形状を模擬する本体と、
   前記ロボットの可動箇所を模擬する可動部と、
   前記本体が衣装を装着した際の前記可動部の変位に伴って変化する所定の物理量を検出するセンサと、
   を備え、
   前記可動部の駆動機構として、出力を任意調整可能な調整用モータと、
   前記調整用モータの出力を調整する出力調整部と、
   を備え、
   前記出力調整部は、前記ロボットの性能に応じて出力を調整することを特徴とする衣装製作支援装置。
6. 衣装の装着対象であるロボットの外形状を模擬する本体と、
   前記ロボットの可動箇所を模擬する可動部と、
   前記本体が衣装を装着した際の前記可動部の変位に伴って変化する所定の物理量を検出するセンサと、
   を備え、
   ＩＣタグと近距離無線通信するための通信部と、
   前記通信部の受信情報に基づき、前記本体に装着された衣装の特定位置にＩＣタグが取り付けられていることを判定する判定部と、
   を備えることを特徴とする衣装製作支援装置。
7. 前記ロボットが前記ＩＣタグから情報を読み取るためのリーダを備える一方、前記通信部が前記ＩＣタグからの情報の読み取りおよび書き込みをするためのリーダ／ライタを含み、
   前記リーダ／ライタは、前記ロボットにおけるリーダの取付位置と対応する前記本体の位置に設けられ、
   前記判定部は、前記リーダ／ライタが前記ＩＣタグと正常に通信できたときに、前記ＩＣタグが前記衣装の特定位置に取り付けられていると判定することを特徴とする請求項６に記載の衣装製作支援装置。
8. 前記物理量は、前記本体に衣装又は衣装作製用生地が被せられることにより増大する前記可動部への抵抗を表す力学特徴量であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の衣装製作支援装置。
9. 検出された物理量の大きさを表示又は示唆する信号を出力する出力部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の衣装製作支援装置。

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