JP6659615B2 - 生体認証機能を有するシステム - Google Patents

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Description

本願は、生体認証機能を有するロボットシステムに関する。
ロボット及びその制御装置を含むロボットシステムにおいては、作業者が制御装置等を操作する。セキュリティーのために、特定の条件を満たす有資格者のみに操作を実行することを許可することが好ましい場合がある。したがって、ロボットシステムにおいて、及びその他の産業においても、有資格者のみに操作を実行することを許可するための様々な技術が提案されている(例えば、特許文献1,2)。
特開2010−198465号公報 特開2009−9397号公報
ロボットシステムにおいては、セキュリティーを更に向上できる技術が望まれている。
本開示の一態様は、ロボットと、RFタグであって、人の生体認証情報を検出する検出装置と、ロボットの作業に関連する操作を許可された有資格者の固有生体認証情報を記憶するメモリと、検出装置により検出された生体認証情報と、メモリに記憶された固有生体認証情報とを比較することにより、生体認証結果を得る第1プロセッサと、第1プロセッサにおいて得られた生体認証結果を送信する第1アンテナと、を有する、RFタグと、RFタグから送信された生体認証結果を受信する第2アンテナを有し、生体認証結果が人が有資格者であることを示す場合に、操作に関連する処理を進める制御装置と、を備える、ロボットシステムである。
本開示の一態様によれば、RFタグにおいて、RFタグを保持している人が有資格者か否かが、生体認証により判定される。生体認証結果が人が有資格者であることを示す場合に、ロボットの作業に関連する操作の処理が進められる。したがって、無資格者がRFタグを保持していたとしても、ロボットの作業に関連する操作の処理が進められることが防止され得る。よって、セキュリティーが向上され得る。
第1実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。 図1の部分拡大図である。 図1のロボットシステムのブロック図である。 図3のシステムコントローラの動作を示すフローチャートである。 図3のRFタグの動作を示すフローチャートである。 第2実施形態に係るロボットシステムを示す部分拡大斜視図である。 図6のロボットシステムのブロック図である。 第3実施形態に係るロボットシステムのRFタグの動作を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、実施形態に係るロボットシステムを説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図1は、第1実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図であり、図2は、図1の部分拡大図であり、図3は、図1のロボットシステムのブロック図である。図1に示されるように、ロボットシステム100は、例えば、ロボット1と、制御装置10と、コンベヤ3と、テーブル4と、安全柵5と、を備えている。ロボット1は、例えば、6軸多関節型ロボットである。ロボット1は、他の種類のロボットであってもよい。ロボット1は、例えば、安全柵5の中で、コンベヤ3とテーブル4との間で物品Wを運ぶように構成されている。ロボット1は、他の動作を行ってもよい。
図3に示されるように、制御装置10は、システムコントローラ2を有している。システムコントローラ2は、ロボット1を含む作業実行機械を制御するように構成されており、ロボット1に加えて、例えばコンベヤ3、テーブル4及び安全柵5の少なくとも1つを制御するように構成されている。システムコントローラ2は、例えば、CPU(central processing unit)(第2プロセッサ)21、ROM(read only memory)(不図示)及びRAM(random access memory)(不図示)を有している。CPU21は、システムコントローラ2の各構成要素、及び、ロボット1の各構成要素を制御するように構成されている。CPU21は、ロボットシステム100の他の構成要素も制御するように構成されていてもよい。CPU21は、後述するリーダ7と通信可能に構成されている。図2に示されるように、システムコントローラ2は、作業者Oからの入力を受け付け作業者Oに情報を提示するタッチパネル22を有している。システムコントローラ2は、その他の入力装置及び表示装置を追加的に又は代替的に有していてもよい。また、システムコントローラ2は、信号灯23等、他の周辺機器を有していてもよい。システムコントローラ2は、ロボット1と有線通信又は無線通信が可能であり、ロボット1に信号を送るように構成されている。
ロボットシステム100は、RFタグ6と、リーダ7と、を更に備えている。RFタグ6及びリーダ7は、RFID(radio frequency identification)システムを構成している。RFタグ6は、ロボット1の作業に関連する1つ又は複数の操作を許可された有資格者により保持されることが意図されている。リーダ7は、本実施形態においては、システムコントローラ2に組み込まれている。リーダ7は、例えば、システムコントローラ2と無線通信又は有線通信が可能なように、システムコントローラ2付近において安全柵5等の他の場所に取り付けられてもよい。
図3に示されるように、RFタグ6は、検出装置61と、メモリ62と、CPU(第1プロセッサ)63と、第1アンテナ64と、を有している。
検出装置61は、人の生体認証情報を検出するように構成されている。生体認証は、例えば、指紋認証又は静脈認証であってもよく、検出装置61は、生体認証情報として指紋データ又は静脈データを検出するように構成されていてもよい。検出装置61は、指紋認証及び静脈認証以外の生体認証を行うべく、指紋データ及び静脈データ以外のデータを検出するように構成されていてもよい。検出装置61は、例えば、静電容量式のセンサ又は光学式のセンサ等であり得る。
メモリ62は、ロボット1の作業に関連する操作を許可された有資格者の情報を記憶するように構成されている。有資格者の情報は、有資格者の指紋データ又は静脈データ等、有資格者の固有生体認証情報を含む。また、有資格者の情報は、有資格者の氏名及び識別番号、並びに、有資格者に許可されたロボット1の作業に関連する1つ又は複数の操作等、様々な情報を含んでよい。メモリ62は、他の情報を記憶してもよい。メモリ62は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリであってもよく、又は、その他の種類のメモリであってもよい。
CPU63は、検出装置61により検出された生体認証情報と、メモリ62に記憶された固有生体認証情報と、を比較することにより、生体認証結果を得るように構成されている。これにより、CPU63は、RFタグ6を保持している作業者Oが有資格者であるか否か、を判定する。また、CPU63は、RFタグ6の各構成要素を制御するように構成されていてもよい。
第1アンテナ64は、CPU63において得られた生体認証結果を外部装置に送信するように構成されている。第1アンテナ64は、後述するリーダ7の第2アンテナ71との間でデータの交換が可能である。第1アンテナ64は、RFIDに用いられる任意の通信方式を使用してもよく、例えば、電磁誘導方式又は電波方式を使用してもよい。
リーダ7は、第2アンテナ71を有している。第2アンテナ71は、RFタグ6から送信された生体認証結果を受信するように構成されている。生体認証結果以外のデータが第1アンテナ64と第2アンテナ71との間で伝達されてもよい。リーダ7は、RFタグ6にデータを書き込み可能であり得る(リーダ7は、リーダライタとも呼ばれ得る)。第2アンテナ71は、第1アンテナ64と同様な構成を有し得る。
リーダ7は、生体認証結果をCPU21に送信する。CPU21は、生体認証結果がRFタグ6を保持している人が有資格者であることを示す場合に、ロボット1の作業に関連する1つ又は複数の操作の処理を進めるように構成されている。CPU21は、本実施形態では、システムコントローラ2に対する1つ又は複数の入力操作の処理を進めるように構成されている。
次に、ロボットシステム100の動作について説明する。まず、システムコントローラ2におけるロボット1の起動操作について説明する。図4は、図1のシステムコントローラの動作を示すフローチャートである。
図4に示されるように、システムコントローラ2の動作は、システムコントローラ2の起動ボタンが押されることから始まる(ステップS100)。次に、CPU21は、必要な1つ以上の起動条件が整っているか否かを判定する(ステップS102)。例えば、ロボット1が原位置にいるか否か、及び、ロボット1の運転準備が整っているか否か等が判定される。ステップS102において必要な1つ以上の起動条件が整っていると判定された場合に、システムコントローラ2は、リーダ7により、RFタグ6の検出を試みる(ステップS104)。
次に、CPU21は、RFタグ6がリーダ7から一定の範囲内に在るか否かを判定する(ステップS106)。ステップS106においてRFタグ6がリーダ7から一定の範囲内に在ると判定された場合に、CPU21は、RFタグ6からの生体認証結果が、RFタグ6を保持している人が有資格者であることを示しているか否かを判定する(ステップS108)。入力Aは、RFタグ6からリーダ7への生体認証結果の入力を示している。ステップS108において生体認証結果がRFタグ6を保持している人が有資格者であることを示している場合に、CPU21は、システムコントローラ2の起動の処理を進めて(ステップS110)、一連の動作を終了する。CPU21は、具体的には、例えば、ロボット1に稼働するように指令等を行う。
ステップS102において必要な1つ以上の起動条件が整っていないと判定された場合、ステップS106においてRFタグ6がリーダ7から一定の範囲内に無いと判定された場合、及び、ステップS108において生体認証結果がRFタグ6を保持している人が有資格者であることを示していないと判定された場合の各々の場合には、システムコントローラ2は、タッチパネル22に警告メッセージを示す(ステップS112)。警告は、例えば、音声により示されてもよいし、信号灯23により示されてもよい。
以上の説明では、生体認証を必要とするロボット1の作業に関連する操作として、システムコントローラ2におけるロボット1の起動操作について説明された。しかしながら、生体認証を必要とする操作としては、システムコントローラ2に対するその他の入力操作が含まれてもよい。
次に、RFタグ6における生体認証の動作について説明する。図5は、図1のRFタグの動作を示すフローチャートである。
図5に示されるように、RFタグ6の動作は、待機することから始まる(ステップS200)。次に、RFタグ6は、検出装置61において、作業者Oの生体認証情報が検出されたか否かを判定する(ステップS202)。ステップS202において生体認証情報が検出された場合には、CPU63は、検出装置61により検出された生体認証情報と、メモリ62に記憶された有資格者の固有生体認証情報と、を比較することにより、RFタグ6を保持している人が有資格者であるか否かを判定し、これにより、生体認証結果を得る(ステップS204)。CPU63において得られた生体認証結果は、第1アンテナ64から出力Aとして送信される。出力Aは、リーダ7により受信される(図4の入力A参照)。
再び図5を参照すると、ステップS204において得られた生体認証結果がRFタグ6を保持している人が有資格者であることを示す場合には、CPU63は、内部状態を認証未から認証済へ変更する(ステップS206)。
ステップS202において生体認証情報が検出されない場合、及び、ステップS204において得られた生体認証結果がRFタグ6を保持している人が有資格者でないことを示す場合の各々の場合には、RFタグ6は、ステップS200に戻り、再び一定の時間待機する。ステップS200での待機時間としては、例えば、30秒である。
ステップS206の次に、CPU63は、生体認証結果を得てから所定時間が経過したか否か、及び、制御装置10から無効信号を受信したか否か、を判定する(ステップS208)。所定時間は、例えば、30分間以上1時間以内であり得るが、所定時間は、30分間以下であってもよく、1時間以上であってもよい。無効信号は、制御装置10から送信され、例えば、リーダ7の第2アンテナ71から送信されてもよいし、その他の構成要素から送信されてもよい。無効信号は、例えば、作業者Oがシステムコントローラ2において特定の操作を行った後に(例えば作業者Oがシステムコントローラ2においてロボット1の起動操作を行った後に)、リーダ7から送信され得る。無効信号は、その他の状況で送信されてもよい。
ステップS208においてCPU63が、生体認証結果を得てから所定時間が経過した、及び、制御装置10から無効信号を受信した、の少なくとも一方と判定した場合に、CPU63は、内部状態を認証済から認証未へ変更する(すなわち、CPU63は、生体認証結果を無効にする)(ステップS210)。次に、RFタグ6は、ステップS200に戻り、再び一定の時間待機する。
ステップS208においてCPU63が、生体認証結果を得てから所定時間が経過していない、及び、制御装置10から無効信号を受信していない、と判定した場合に、RFタグ6は、一定の時間待機し(ステップS212)、次に再びステップS208に戻る。ステップS212での待機時間としては、例えば、60秒である。
以上の説明では、ステップS208において、CPU63は、生体認証結果を得てから所定時間が経過したか否か、及び、制御装置10から無効信号を受信したか否か、の両方を判定している。しかしながら、CPU63は、生体認証結果を得てから所定時間が経過したか否か、及び、制御装置10から無効信号を受信したか否か、の一方のみを判定してもよい。
以上のような第1実施形態に係るロボットシステム100では、RFタグ6において、RFタグ6を保持している人が有資格者か否かが、生体認証により判定される。生体認証結果がRFタグ6を保持している人が有資格者であることを示す場合に、ロボット1の作業に関連する操作の処理が進められる。したがって、無資格者がRFタグ6を保持していたとしても、ロボット1の作業に関連する操作の処理が進められることを防止できる。よって、セキュリティーが向上され得る。また、無資格者による操作を防止できるため、誤動作及び事故が防止され得る。
また、RFタグ6において生体認証が実行されるため、複数のロボットシステムが在る場合に、リーダ7を各ロボットシステムに設けることにより、各ロボットシステムに生体認証機能は必要とされない。したがって、1つのRFタグ6により、複数のロボットシステムにアクセスすることができる。また、複数のロボットシステムが在る場合に、各ロボットシステムに生体認証機能を設ける必要がないため、安価にセキュリティーが向上され得る。
また、ロボットシステム100では、制御装置10は、第2アンテナ71を有するリーダ7と、リーダ7と通信可能であり、ロボットの作業に関連する操作の処理を進めるCPU21とを有する。より具体的には、制御装置10は、ロボット1を含む作業実行機械を制御するシステムコントローラ2を備え、生体認証を必要とするロボット1の作業に関連する操作が、システムコントローラ2に対する入力操作を含んでいる。したがって、無資格者がRFタグ6を保持していたとしても、システムコントローラ2に対する入力操作の処理が進められることを防止できる。よって、セキュリティーが向上され得る。また、リーダ7がシステムコントローラ2において作業者Oが視認できる場所に組み込まれている場合には、作業者Oはシステムコントローラ2の操作には生体認証が必要とされることを容易に認識することができる。
また、ロボットシステム100では、CPU63は、生体認証結果を得てから所定時間が経過したときに、生体認証結果を無効にする。したがって、例えば、有資格者がRFタグ6を落とし、無資格者がRFタグ6を入手した場合に、生体認証結果は所定時間が経過したときに無効となるため、無資格者による操作が防止され得る。
また、ロボットシステム100では、CPU63は、制御装置10から無効信号を受信したときに、生体認証結果を無効にする。したがって、例えば、作業者Oが制御装置10において特定の操作(例えば、起動の操作)を行う毎に、生体認証が要求される。よって、セキュリティーが更に向上され得る。
次に、第2実施形態に係るロボットシステムについて説明する。図6は、第2実施形態に係るロボットシステムを示す部分拡大斜視図であり、図7は、図6のロボットシステムのブロック図である。図6に示されるように、第2実施形態に係るロボットシステム200は、制御装置10がティーチング装置8を備えており、リーダ7がティーチング装置8に組み込まれている点で、第1実施形態に係るロボットシステム100と異なる。作業者Oは、例えば、ティーチング装置8を用いてロボット1を所望の動作で動かし、システムコントローラ2又はティーチング装置8に設けられているメモリに所望の動作を記憶させることができる。
図7に示されるように、ティーチング装置8に組み込まれたリーダ7は、第2アンテナ71により、RFタグ6の第1アンテナ64と通信するように構成されている。ティーチング装置8は、CPU81を有している。本実施形態では、CPU81が第2プロセッサとして機能する。CPU81は、ティーチング装置8の各構成要素を制御するように構成されている。CPU81は、生体認証結果がRFタグ6を保持している人が有資格者であることを示す場合に、ティーチング装置8に対する入力操作の処理を進めるように構成されている。CPU81は、リーダ7と通信可能に構成されている。ティーチング装置8は、ロボット1及びシステムコントローラ2と無線通信又は有線通信できるように構成されている。
以上のような第2実施形態に係るロボットシステム200におけるティーチング装置8の動作は、図4に示されている第1実施形態に係るロボットシステム100におけるシステムコントローラ2の動作と略同様である。ステップS100〜S112の動作が、ティーチング装置8について行われる。
ティーチング装置8の動作は、ティーチング装置8の起動ボタンが押されることから始まる(ステップS100)。次に、CPU81は、必要な1つ以上の起動条件が整っているか否かを判定する(ステップS102)。判定される起動条件は、例えばロボット1の運転準備が整っているか否か等を含む。ステップS102において必要な1つ以上の起動条件が整っていると判定された場合に、ティーチング装置8は、リーダ7により、RFタグ6の検出を試みる(ステップS104)。
次に、CPU81は、RFタグ6がリーダ7から一定の範囲内に在るか否かを判定する(ステップS106)。ステップS106においてRFタグ6がリーダ7から一定の範囲内に在ると判定された場合に、CPU81は、リーダ7がRFタグ6から受信した生体認証結果が、RFタグ6を保持している人が有資格者であることを示しているか否かを判定する(ステップS108)。ステップS108において生体認証結果がRFタグ6を保持している人が有資格者であることを示している場合に、CPU81は、ティーチング装置8の起動の処理を進めて(ステップS110)、一連の動作を終了する。
ステップS102において必要な1つ以上の起動条件が整っていないと判定された場合、ステップS106においてRFタグ6がリーダ7から一定の範囲内に無いと判定された場合、及び、ステップS108において生体認証結果がRFタグ6を保持している人が有資格者であることを示していないと判定された場合の各々の場合には、ティーチング装置8は、表示装置に警告メッセージを示す(ステップS112)。警告は、例えば、音声により示されてもよい。
以上の説明では、生体認証を必要とするロボット1の作業に関連する操作として、ティーチング装置8におけるロボット1の起動操作について説明された。しかしながら、生体認証を必要とする操作としては、ティーチング装置8に対するその他の入力操作が含まれてもよい。このような操作としては、例えば、ティーチング作業等が含まれ得る。
第2実施形態に係るロボットシステム200におけるRFタグ6の動作は、図5に示されている第1実施形態に係るロボットシステム100におけるRFタグ6の動作と同じである。したがって、説明を省略する。
以上のような第2実施形態に係るロボットシステム200は、上記の第1実施形態に係るロボットシステム100と略同様な効果を奏する。
さらに、ロボットシステム200では、制御装置10は、ロボット1を制御するティーチング装置8を備え、生体認証を必要とするロボット1の作業に関連する操作が、ティーチング装置8に対する入力操作を含む。したがって、無資格者がRFタグ6を保持していたとしても、ティーチング装置8の操作が実行されることを防止できる。よって、セキュリティーが向上され得る。また、リーダ7がティーチング装置8において作業者Oが視認できる場所に組み込まれている場合には、作業者Oはティーチング装置8の操作には生体認証が必要とされることを容易に認識することができる。
次に、第3実施形態に係るロボットシステムについて説明する。第3実施形態に係るロボットシステムは、図3に示されている第1実施形態に係るロボットシステム100と同様な構成を有している。第3実施形態に係るロボットシステムは、RFタグ6のメモリ62が、有資格者により実行された操作の履歴、本実施形態ではシステムコントローラ2の操作の履歴を記憶するように構成されている点で、第1実施形態に係るロボットシステム100と異なる。
図8は、第3実施形態に係るロボットシステムのRFタグの動作を示すフローチャートである。ステップS200〜ステップS208は、図5に示されている第1実施形態に係るロボットシステム100におけるRFタグ6のステップS200〜ステップS208と同じである。したがって、説明を省略する。
ステップS208においてCPU63が、生体認証結果を得てから所定時間が経過していない、及び、制御装置10から無効信号を受信していない、と判定した場合に、CPU63は、操作の履歴をリーダ7から受信したか否かを判定する(ステップS214)。操作の履歴は、例えば、システムコントローラ2の起動から停止までの間に有資格者が実行した1つ又は複数の操作を含む。各操作は、各操作を実行した有資格者の氏名又は識別番号と関連付けされていてもよい。また、操作の履歴は、各操作が実行された時間を含んでもよく、各操作と各時間とが関連付けされていてもよい。
ステップS214においてRFタグ6が操作の履歴をリーダ7から受信したと判定された場合に、RFタグ6は、受信した操作の履歴をメモリ62に保存して(ステップS216)、一連の動作を終了する。
ステップS214においてRFタグ6が操作の履歴をリーダ7から受信していないと判定された場合に、RFタグ6は、一定の時間待機して(ステップS218)、再びステップS208に戻る。ステップS218での待機時間としては、例えば、60秒である。
以上の説明では、システムコントローラ2にRFタグ6が組み込まれており、RFタグ6のメモリ62が、有資格者により実行されたシステムコントローラ2の操作の履歴を記憶するように構成されている。しかしながら、RFタグ6はティーチング装置8に組み込まれていてもよく、RFタグ6のメモリ62は、有資格者により実行されたティーチング装置8の操作の履歴を記憶するように構成されていてもよい。
RFタグ6のメモリ62に記憶された操作の履歴は、例えば、別個の管理装置に集められてもよい。管理装置は、例えば、複数のRFタグ6から複数の有資格者の操作の履歴を集め、複数の有資格者の操作の履歴を記憶するように構成されていてもよい。
以上のような第3実施形態に係るロボットシステムは、上記の第1実施形態に係るロボットシステム100と略同様な効果を奏する。
さらに、第3実施形態に係るロボットシステムでは、RFタグ6のメモリ62が、有資格者により実行された操作の履歴を記憶するように構成されている。したがって、将来に、誰がロボット1に関する操作を実行したかを確認することができる。よって、ロボットシステムをより適切に管理することができる。
ロボットシステムの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。当業者であれば、上記の実施形態の様々な変形が可能であることを理解するだろう。また、当業者であれば、1つの実施形態に含まれる特徴は、矛盾が生じない限り、他の実施形態に組み込むことができる、又は、他の実施形態に含まれる特徴と交換可能であることを理解するだろう。
例えば、上記の実施形態では、リーダ7は、システムコントローラ2又はティーチング装置8に組み込まれている。しかしながら、リーダ7は、システムコントローラ2及びティーチング装置8の両方に組み込まれてもよい。また、制御装置10が、有資格者によってロボット1の作業に関連する操作が実行される他の構成要素を含む場合には、リーダ7は、システムコントローラ2及びティーチング装置8以外の当該他の構成要素に組み込まれてもよい。
1 ロボット
2 システムコントローラ
21 CPU(第2プロセッサ)
6 RFタグ
61 検出装置
62 メモリ
63 CPU(第1プロセッサ)
64 第1アンテナ
7 リーダ
71 第2アンテナ
8 ティーチング装置
81 CPU(第2プロセッサ)
10 制御装置

Claims (6)

  1. 複数のロボットと、
    前記複数のロボットのそれぞれを制御する複数の制御装置と、
    単一のRFタグであって、
    人の生体認証情報を検出する検出装置と、
    前記ロボットのそれぞれの作業に関連する操作を許可された有資格者の固有生体認証情報を記憶するメモリと、
    前記検出装置により検出された前記生体認証情報と、前記メモリに記憶された前記固有生体認証情報とを比較することにより、生体認証結果を得る第1プロセッサと、
    前記第1プロセッサにおいて得られた前記生体認証結果を送信する第1アンテナと、
    を有する、単一のRFタグと、を具備し、
    前記複数の制御装置のそれぞれは、前記単一のRFタグから送信された前記生体認証結果を受信する第2アンテナと、前記第2アンテナを有するリーダと、前記リーダと通信可能であり、前記操作の処理を進める第2プロセッサとを有し、前記生体認証結果が前記人が前記有資格者であることを示す場合に、前記ロボットの作業に関連していて前記人により行われる前記操作の処理を、前記複数の制御装置のそれぞれによって前記生体認証情報を検出することなしに、進める、システム。
  2. 前記制御装置は、前記ロボットを含む作業実行機械を制御するシステムコントローラを備え、
    前記操作が、前記システムコントローラに対する入力操作を含む、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記制御装置は、前記ロボットを制御するティーチング装置を備え、
    前記操作が、前記ティーチング装置に対する入力操作を含む、請求項1又は2に記載のシステム。
  4. 前記制御装置は、前記操作の履歴を記憶する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
  5. 前記第1プロセッサは、前記生体認証結果を得てから所定時間が経過したときに、前記生体認証結果を無効にする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシステム。
  6. 前記第1プロセッサは、前記制御装置から無効信号を受信したときに、前記生体認証結果を無効にする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステム。
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