JP6635324B1 - 会話型ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】動物の表情を表示するモニターの外周に、動物の頭部の形状（顔の輪郭）を模したモニターカバーを取付け、可愛らしさや親しみ易さを演出することができる会話型ロボットを提供する。【解決手段】少なくとも正面から見た形状が動物の頭部を正面視した形状を模して形成された会話型ロボット１０であって、動物の目１２、鼻１３、及び口１４を表示する長方形状のモニター１１と、外形が動物の頭部の外形形状を模して形成され、モニター１１との寸法比及び面積比が規定されモニター１１の外周に取付けられるモニターカバー１５とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、全体が動物の頭部の形状を模して形成され、顔に相当する部位に配置されたモニターに動物の目、鼻、及び口で表現される表情が表示される会話型ロボットに関する。

従来の会話ロボットとの会話（対話）は、マニュアルに基づく接客対応に代表されるように、反復的で画一的なものが多い。その結果、会話が不自然になり易く、雑談も合わせて行うような会話ができないといった問題点が指摘されている。このため、会話ロボットがユーザーを識別して、予め入手したユーザーのプロファイルに基づいて会話を行い、更に会話を行いながら得られたユーザーの新たな情報を適宜、会話に反映させることにより、会話が不自然になることを回避する提案が行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、特許文献１等の会話ロボットでは、雑談のための情報が限られるため、幅広い話題に関する雑談や、個別の話題に特化された雑談には対応しきれず、不自然な会話、内容の破綻した会話に陥り易いという問題が生じる。
これに対し、例えば本出願人が先に出願した特許文献２には、ユーザーの発話状況及び発話目的に応じて応答内容が変化し、ユーザーの求めに応じた最適な応答を行うことが可能な会話ロボットが記載されている。
また、例えば特許文献３では、顔の表情により喜怒哀楽の感情を表現できる知的ロボットが提案され、特許文献４では、使用者との間で情報の入出力を行い、生物的な動作を行うロボット型インタフェース装置が提案されている。

特表２０１６−５３６６３０号公報 特許第６４２０５１４号明細書 特開２００１−２１５９４０号公報 特開２００２−３５５７７９号公報

特許文献２には、ロボット側の対話者として、応答内容に応じて設定された担当キャラクタの応答時の顔画像を表示する表示装置や、担当キャラクタの顔画像の表情を応答時に変化させる画像表示データを作成して表示装置に入力する応答制御装置等を有することは記載されているが、会話ロボットの全体構成や、各部の装置構成等がブロック図で示されているだけで、具体的なロボットの形状及び構造については開示されていない。
また、特許文献３には、顔に相当する部位において表情を電子的に表示させる電子的表情表示手段を有することにより、所有者の似顔絵又は友人、アイドル、有名人等に近い顔や表情を表示することや、ペットや人形の顔を表示することに加え、電子的表情表示手段の周囲に、メカニカルなフレームや様々な髪型のカバー部品を取付けて豊富な表情を再現することは記載されているが、カバー部品を動物の頭部の形状（顔の輪郭）とすることは開示されていない。
さらに、特許文献４には、ロボットが口を開くことにより、口の中に表示手段（液晶表示装置）が現れるような構造が記載されているが、この表示手段は、使用者に対して情報を提示するものであり、動物の表情を表示するものではなく、ロボット全体で動物の形態を表したものであって、表示手段の外周に動物の頭部の形状（顔の輪郭）を模したカバーが取付けられるものではない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、動物の表情を表示するモニターの外周に、動物の頭部の形状（顔の輪郭）を模したモニターカバーを取付け、ペットのように可愛らしさや親しみ易さを演出することができる会話型ロボットを提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る会話型ロボットは、動物の目、鼻、及び口を表示する長方形状のモニターと、該モニターの外周に取付けられるモニターカバーとを有し、少なくとも正面から見た形状が動物の頭部のみを正面視した形状を模して形成された会話型ロボットであって、
前記モニターカバーは、前記動物の左右の耳の形状を含んで外形が前記動物の頭部の外形形状を模して形成され、底部が下に凸の円弧状に湾曲しており、該底部を接地して前記モニターを立設させた状態で起き上がり小法師状に揺動可能であり、一方の前記耳の前面及び他方の前記耳の後面にそれぞれ配置される人感センサーと、前記モニターカバーの前面に配置されるカメラ、マイク、及びスピ−カーにより、監視及びユーザーとの会話を行う。

ここで、会話型ロボットのユーザー情報登録部、入力音声処理部、音声出力処理部、画像出力処理部等の機能を搭載した会話型ロボット本体は、モニターの筐体内部又はモニターカバーの内部に収容される。

本発明に係る会話型ロボットにおいて、前記左右の耳は、該左右の耳の高さ方向に沿う軸心を中心に揺動可能であることが好ましい。
ここで、左右の耳は、駆動部を必要とすることなく、手動で揺動させることができるが、モニターカバーの内部に小型モーター等の駆動部を備えてもよい。

本発明に係る会話型ロボットにおいて、前記モニターカバーは、前記左右の耳を除く外形形状が正面視して横長の楕円形状に形成され、該楕円形状の面積は、前記モニターの面積の２．５〜２．９倍（より好ましくは２．６〜２．８倍、さらに好ましくは黄金比（＝１：１．６１８）の比率の２乗に相当する２．６１８倍）であることが好ましい。

本発明に係る会話型ロボットにおいて、前記楕円形状は、最大横寸法が前記モニターの対角線の長さの１．４〜１．７倍（より好ましくは１．５〜１．７倍、さらに好ましくは黄金比の比率に相当する１．６１８倍）、最大縦寸法が前記モニターの対角線の長さの０．８〜１．２倍（より好ましくは０．９〜１．１倍、さらに好ましくは０．９４倍）であることが好ましい。

本発明に係る会話型ロボットにおいて、前記楕円形状の、前記モニターの対角線に沿う斜め方向寸法が前記モニターの対角線の長さの１〜１．４倍（より好ましくは１．１〜１．３倍、さらに好ましくは１．２７倍）であることが好ましい。

本発明に係る会話型ロボットにおいて、前記モニターの下辺から、前記楕円形状の下端までの距離は、前記モニターの対角線の長さの０．１〜０．４倍（より好ましくは０．２〜０．３倍、さらに好ましくは０．２１倍）であることが好ましい。

本発明に係る会話型ロボットにおいて、前記モニターカバーに着脱可能に取付けられ、該モニターカバーの底部を支持して前記モニターを立設させた状態で保持する固定台座を有することが好ましい。

本発明に係る会話型ロボットにおいて、前記モニターに表示される前記動物の目、鼻、及び口で表現される表情は、ユーザーとの会話の内容に応じて変化することが好ましい。

本発明に係る会話型ロボットは、少なくとも正面から見た形状が動物の頭部を正面視した形状を模して形成され、モニターに動物の目、鼻、及び口が表示されるので、動物と話すように会話を楽しむことができる。また、モニターの外周に取付けられるモニターカバーの外形が、動物の頭部の外形形状を模して形成されるので、例えば、猫、パンダ、熊、犬等の動物を模した複数種のモニターカバーを用意すれば、モニターカバーを交換し、それに合わせてモニターに表示する動物の顔（目、鼻、口）を変更することにより、様々な動物に対応することができる。

モニターカバーに配置される人感センサー、カメラ、マイク、及びスピ−カーにより、監視及びユーザーとの会話を行うので、会話型ロボットが設置された室内等において会話型ロボット（モニター）に近付く人物を検知及び識別して、相手に応じた会話を行うことや警告を発することができる。

左右の耳が、左右の耳の高さ方向に沿う軸心を中心に揺動可能である場合、耳のみを動かすことにより、人感センサーの向きを変えて（調整して）確実に人物の接近を検知することができる。

モニターカバーの各部の寸法（形状）が、モニターの対角線の長さを基準として所定の寸法範囲に設定された場合、会話型ロボットからユーザーに対して、親しみ易さや安心感を与え、可愛らしさを強調することができる。

モニターカバーの底部を接地してモニターを立設させた状態で起き上がり小法師状に揺動可能であるので、親しみ易さや可愛らしさを演出して、会話型ロボットに対するユーザーの興味を引き出し、使用頻度を高めることができる。

モニターカバーに着脱可能に取付けられ、モニターカバーの底部を支持してモニターを立設させた状態で保持する固定台座を有する場合、使用時に会話型ロボットの姿勢を安定化させることができ、操作性に優れる。

モニターに表示される動物の目、鼻、及び口で表現される表情が、ユーザーとの会話の内容に応じて変化する場合、ユーザーが会話型ロボットに対して感情移入し易くなり、自然な会話を促して、ストレス解消効果や癒し効果を高めることができる。

本発明の一実施の形態に係る会話型ロボットの正面図である。 同会話型ロボットの使用状態を示す正面図である。 同会話型ロボットの構成を示すブロック図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
本発明の一実施の形態に係る会話型ロボット１０は、図１及び図２に示すように、全体が動物の頭部の形状を模して形成され、顔に相当する部位に配置されたモニター１１に動物の目１２、鼻１３、口１４で表現される表情が表示されるものである。ここで、モニター１１に表示される動物の目１２、鼻１３、口１４は、イラスト化（キャラクター化）された画像であることが好ましいが、実際の動物の画像を用いてもよい。

まず、会話型ロボット１０は、図１及び図２に示すように、少なくとも正面から見た形状が動物（ここでは猫）の頭部を正面視した形状を模して形成されている。そして、動物の目１２、鼻１３、口１４（表情）を表示するためのモニター１１は長方形状に形成されており、その外周に、外形が動物の頭部の外形形状を模して形成されたモニターカバー１５が取付けられている。このモニターカバー１５は、動物の左右の耳１６、１７の形状を含んで形成され、一方の耳（ここでは正面視して左の耳）１６の後面（中央部）及び他方の耳（ここでは正面視して右の耳）１７の前面（中央部）にそれぞれ人感センサー１８、１９が搭載されている。そして、左右の耳１６、１７は、図１に示すように、左右の耳１６、１７の高さ方向に沿う軸心を中心に揺動可能となっている。これにより、耳１６、１７のみを手動で動かす（揺動させる）だけで、人感センサー１８、１９の向きを変えて、会話型ロボット１０（モニター１１）への人物の接近を確実に検知することができる。

また、モニターカバー１５の前面の所望の位置に、カメラ２０、マイク２１及びスピーカー２２を配置することができる。これにより、会話型ロボット１０は、会話の相手となる人物（ユーザー）の顔（表情）をカメラ２０で撮影することができる。また、マイク２１を通して相手の声を聞き取り、スピーカー２２から音声を発することができる。なお、カメラ、マイク及びスピーカーの配置は本実施の形態に限定されるものではなく、適宜、選択することができる。
ここで、例えば会話型ロボット１０に予めユーザーの顔を登録（記録）しておけば、カメラ２０で撮影された人物の顔と、予め登録されたユーザーの顔を比較、照合することにより、その人物がユーザーであるか、不審者（侵入者）であるかを識別し、適正な会話を行ったり、警告を発したりすることができる。会話型ロボット１０に登録するユーザーの数は適宜、選択することができ、主な使用者だけでなく、その家族等を登録することにより、確実に不審者（侵入者）を識別できる。不審者（侵入者）への警告は、音声、ブザー等の発報音、モニターやモニターカバーの発光若しくは点滅、又はこれらの組合せにより行うことができる。また、同時に、ユーザー、ユーザーの家族、又はセキュリティー会社等に対して異常を知らせるメールを送信することもできる。この会話型ロボット１０を設置することにより、人感センサー１８、１９及びカメラ２０により監視を行うことができるので、別途、監視用のカメラやセンサー等を設置する必要がなくなる。

次に、モニターカバー１５の形状の詳細について説明する。
まず、図１及び図２に示すように、モニターカバー１５は、左右の耳１６、１７を除く外形形状が正面視して横長の楕円形状に形成されている。このとき、楕円形状の面積（モニター１１の面積と、モニターカバー１５の面積（左右の耳１６、１７を除く）の合計であり、正面視した動物の顔の面積に相当）は、モニター１１の面積の２．５〜２．９倍（より好ましくは２．６〜２．８倍、さらに好ましくは黄金比（＝１：１．６１８）の比率の２乗に相当する２．６１８倍）となっていることが好ましい。また、最大横寸法（長軸の長さ＝長径）Ａがモニター１１の対角線の長さＬの１．４〜１．７倍（より好ましくは１．５〜１．７倍、さらに好ましくは黄金比の比率に相当する１．６１８倍）、最大縦寸法（短軸の長さ＝短径）Ｂがモニター１１の対角線の長さＬの０．８〜１．２倍（より好ましくは０．９〜１．１倍、さらに好ましくは０．９４倍）、モニター１１の対角線に沿う斜め方向寸法Ｃがモニター１１の対角線の長さＬの１〜１．４倍（より好ましくは１．１〜１．３倍、さらに好ましくは１．２７倍）であることが好ましい。さらに、モニター１１の下辺から、楕円形状（モニターカバー１５）の下端までの距離Ｄは、モニター１１の対角線の長さＬの０．１〜０．４倍（より好ましくは０．２〜０．３倍、さらに好ましくは０．２１倍）であることが好ましい。

モニター１１の対角線の長さＬを基準として、図１に示すモニターカバー１５の各部の寸法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが、上記の寸法範囲に設定された場合、会話型ロボット１０からユーザーに対して、親しみ易さや安心感を与え、可愛らしさを強調することができる。但し、モニターカバー１５の各部の寸法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、上記の寸法範囲に限定されるものではなく、適宜、選択することができる。
また、モニターカバー１５は、左右の耳１６、１７を除く外形形状が正面視して横長の楕円形状に形成されているので、会話型ロボット１０の重心位置を調整することにより、モニターカバー１５の底部を接地してモニター１１を立設させた状態で、会話型ロボット１０を起き上がり小法師状に揺動可能とすることができる。この会話型ロボット１０の動き（揺動）により、ユーザーの興味を惹くことができ、ユーザーと会話型ロボット１０との距離を縮めて接触の機会を増加させ、会話を促進することができる。

この会話型ロボット１０を使用（操作）する際には、図２に示すように、モニターカバー１５の底部をモニターカバー１５に着脱可能な固定台座２３で支持することが好ましい。これにより、会話型ロボット１０の姿勢を安定化させ、モニター１１を立設させた状態で保持することができる。また、会話型ロボット１０は、ユーザーが手で抱えた状態で使用することもできるし、会話型ロボットの背面が平坦状に形成されている場合には、背面を接地させて（寝かせた状態で）使用することもできる。
ユーザーが会話型ロボット１０と会話を行っている間、モニター１１に表示される動物の目１２、鼻１３、口１４で表現される表情は、ユーザーとの会話の内容に応じて変化することが好ましい。会話型ロボット１０が、表情（目１２、鼻１３、口１４）で喜怒哀楽を表現することにより、ユーザーが会話型ロボット１０に対して感情移入し易くなり、自然な会話を促して、ストレス解消効果や癒し効果が高まる。また、会話型ロボット１０が発する音声に合わせて、モニター１１に表示される動物の口１４を動かす（口１４の形を変えたり、口１４を開閉させたりする）ことにより、その動物が話しているように見せることができ、親しみを感じ易くなる。このとき、モニター１１に表示される動物の目１２、鼻１３、口１４の画像は、複数の静止画（写真）をコマ送りで切り替えるものでもよいし、アニメーション（動画）でもよい。
なお、ユーザーが会話型ロボット１０と会話を行っていない時（待機中）でも、適宜、モニター１１に表示される動物の表情を変化させることができ、例えば眠っている表情等を表示させてもよい。

次に、図３を参照して会話型ロボット１０の本体構成について説明する。
会話型ロボット１０は、モニター１１の筐体内部又はモニターカバー１５の内部に収容された会話型ロボット本体２５を備えている。
会話型ロボット本体２５は、ユーザー情報登録部２６を有しており、例えば各ユーザーの顔と共に、ユーザーの名前、性別、年齢、趣味、嗜好等が登録（記録）される。これにより、会話型ロボット１０は、各ユーザーに対応した会話を行うことができる。また、先に、説明したように、カメラ２０で撮影された人物の顔と、予め登録されたユーザーの顔を比較、照合することにより、その人物がユーザーであるか否かを判別することもできる。
また、会話型ロボット本体２５は、マイク２１から入力される音声を処理する入力音声処理部２７を有しており、ユーザーの発する言葉（音声）から会話の内容を判別することができる。

さらに、会話型ロボット本体２５は、音声出力処理部２８を有しており、先に判別した会話の内容に従って応答内容（出力する音声）を決定する。そして、会話型ロボット１０は、スピーカー２２から、音声を出力してユーザーと会話を行う。また、会話型ロボット本体２５は、画像出力処理部２９を有しており、会話の内容に応じた動物の表情を選択又は作成して、モニター１１に表示することができる。
なお、会話型ロボット１０は、カメラ２０で撮影された人物がユーザー情報登録部２６に登録されたユーザーではなく、不審者であると判別した際に、音声出力処理部２８を介してスピーカー２２から、警告の音声や威嚇音等を発することができる。また、会話型ロボット１０が休止状態で、モニター１１やカメラ２０の電源がオフになっている時に、人感センサー１８、１９で人物の接近を感知した時に、モニター１１やカメラ２０を起動させることもできる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
上記実施の形態では、モニターカバーは、左右の耳を除く外形形状が正面視して横長の楕円形状となるように形成したが、例えば、猿、馬、又はカバ等の動物の頭部の形状（顔の輪郭）に合わせて、縦長の楕円形状、卵形、又はその他の形状等に形成してもよい。いずれの場合も底部を下に凸の円弧状に湾曲させることにより、モニターカバーの底部を接地してモニターを立設させた状態で、会話型ロボットを起き上がり小法師状に揺動させることができる。この場合、必要に応じて、モニターは縦長に配置してもよい。
また、会話型ロボットは、ユーザーと会話ができるものであればよく、会話型ロボット本体の構成として、例えば特許第６４２０５１４号明細書等に記載された公知の構成を適宜、採用することができる。
会話型ロボットは、ネットワーク回線を用いて他の会話型ロボット又はパーソナルコンピュータ等と通信を行うようにしてもよい。また、ユーザーは、会話型ロボットと会話を行うだけでなく、会話型ロボットと通信可能に接続された携帯電話等を介して、遠隔の家族や主治医等と会話を行うこともできる。さらに、会話型ロボットに温度センサーを搭載してユーザーの体温を測定し、その測定データを会話型ロボット本体に内蔵された記憶手段に記憶（保存）したり、メール等で家族や医療機関等に送信したりして、体調管理に利用してもよい。

１０：会話型ロボット、１１：モニター、１２：目、１３：鼻、１４：口、１５：モニターカバー、１６、１７：耳、１８、１９：人感センサー、２０：カメラ、２１：マイク、２２：スピーカー、２３：固定台座、２５：会話型ロボット本体、２６：ユーザー情報登録部、２７：入力音声処理部、２８：音声出力処理部、２９：画像出力処理部

Claims (8)

1. 動物の目、鼻、及び口を表示する長方形状のモニターと、該モニターの外周に取付けられるモニターカバーとを有し、少なくとも正面から見た形状が動物の頭部のみを正面視した形状を模して形成された会話型ロボットであって、
   前記モニターカバーは、前記動物の左右の耳の形状を含んで外形が前記動物の頭部の外形形状を模して形成され、底部が下に凸の円弧状に湾曲しており、該底部を接地して前記モニターを立設させた状態で起き上がり小法師状に揺動可能であり、一方の前記耳の前面及び他方の前記耳の後面にそれぞれ配置される人感センサーと、前記モニターカバーの前面に配置されるカメラ、マイク、及びスピ−カーにより、監視及びユーザーとの会話を行うことを特徴とする会話型ロボット。
2. 請求項１記載の会話型ロボットにおいて、前記左右の耳は、該左右の耳の高さ方向に沿う軸心を中心に揺動可能であることを特徴とする会話型ロボット。
3. 請求項１又は２記載の会話型ロボットにおいて、前記モニターカバーは、前記左右の耳を除く外形形状が正面視して横長の楕円形状に形成され、該楕円形状の面積は、前記モニターの面積の２．５〜２．９倍であることを特徴とする会話型ロボット。
4. 請求項３記載の会話型ロボットにおいて、前記楕円形状は、最大横寸法が前記モニターの対角線の長さの１．４〜１．７倍、最大縦寸法が前記モニターの対角線の長さの０．８〜１．２倍であることを特徴とする会話型ロボット。
5. 請求項３又は４記載の会話型ロボットにおいて、前記楕円形状の、前記モニターの対角線に沿う斜め方向寸法が前記モニターの対角線の長さの１〜１．４倍であることを特徴とする会話型ロボット。
6. 請求項３〜５のいずれか１記載の会話型ロボットにおいて、前記モニターの下辺から、前記楕円形状の下端までの距離は、前記モニターの対角線の長さの０．１〜０．４倍であることを特徴とする会話型ロボット。
7. 請求項１〜６のいずれか１記載の会話型ロボットにおいて、前記モニターカバーに着脱可能に取付けられ、該モニターカバーの底部を支持して前記モニターを立設させた状態で保持する固定台座を有することを特徴とする会話型ロボット。
8. 請求項１〜７のいずれか１記載の会話型ロボットにおいて、前記モニターに表示される前記動物の目、鼻、及び口で表現される表情は、ユーザーとの会話の内容に応じて変化することを特徴とする会話型ロボット。

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