JP6943644B2

JP6943644B2 - ロボット支援システム

Info

Publication number: JP6943644B2
Application number: JP2017126675A
Authority: JP
Inventors: 可嘉戴; 圭祐寺田
Original assignee: 株式会社Ｇ−グロボット
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2037-06-28
Also published as: JP2019005883A

Description

本発明は、ロボット支援システムに係り、より詳細には、利用者とサービスロボットとの対話を支援するロボット支援システムに関する。

近年、身振りや手振りや音声等を用いて利用者を対象にサービスを行うサービスロボットが、病院、ホテル、銀行、レストラン等の受付カウンタに配置され、人に代わって受付や案内等の業務を行うようになってきている。
また、近年、パソコン、テレビ、ラジオ、ＣＤプレイヤ、ＤＶＤプレイヤなどの視聴覚機器とともに用いられ、映像や音楽などのコンテンツに応じて香りを噴射することで、コンテンツの臨場感を高める嗅覚ディスプレイが開発されている。

特許文献１には、ロボットに備え付けられた撮像手段及び集音手段により、ロボット周囲の画像情報及び音声情報を収集してこれらを関心度判定手段に送信し、関心度判定手段及び関心度判定手段から情報を受信した顔認証手段の判定結果に基づき、各人物の接客の順番を決定する発明が記載されている。この発明では、各人物が一定領域内にいるか、顔がロボットへ向いているか、視線がロボットへ向いているか、所定のジェスチャ又は発話をしているかに基づき、関心度の判定を行っている。

特許文献２には、ロボットの音声認識部により、辞書を用いて利用者の音声に対応する文字列を特定して文字列信号を推論エンジンに出力し、推論エンジンにより、特定した文字列信号に基づいて利用者が持つ感情を推論し、推論した感情度に基づいて、可動部を可動させる発明が記載されている。

特許文献３には、香源の収納された複数の香気室を有する筐体と、香気室内に空気を送り込み、筐体の噴射口から外部へ香気を噴射させる風力源と、筐体内に設けられ、風力源と同時又は交互に作動されて、無臭の空気を噴射する補助風力源とを有する嗅覚ディスプレイが記載されている。

特開２００９−２４８１９３号公報特開２００３−２０２８９２号公報特開２０１５−１０２７４８号公報

しかしながら、従来のサービスロボットは、利用者に対して、音声（音声）や写真画像（視覚情報）を用いて案内を行うことはあったが、嗅覚情報を提示することは無かった。そのため、利用者に対して行う案内には、臨場感の面で改善の余地があった。また、従来の嗅覚ディスプレイは、サービスロボットとともに用いられたことが無かった。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、嗅覚情報を提供することで臨場感を高め、サービスロボットがより質の高い案内サービスを行うことを可能にしたロボット支援システムを提供することを目的とする。

本発明のロボット支援システムは、配置場所において案内メニューに従って利用者に案内サービスを提供するサービスロボットと、前記サービスロボットの近傍に配置され、前記サービスロボットの動作を制御するロボット制御装置とを備え、前記利用者と前記サービスロボットとの対話を支援するロボット支援システムにおいて、前記ロボット制御装置は、前記利用者から発せられた音声に反応して、複数の香源から所望の香源を選択し、目的とする香りを発生させ前記利用者に提示する嗅覚ディスプレイを含み、前記案内メニューに従った前記サービスロボットと前記利用者との対話に応じて前記嗅覚ディスプレイを駆動することを特徴とする。

また、前記案内メニューが、ホテルフロントにおける利用案内を含むよう構成しても良い。
さらに、前記案内メニューが、インフォメーションセンタにおける観光案内又は買い物案内であるよう構成しても良い。
また、前記案内メニューが、レストランにおける食事案内であるよう構成しても良い。

このように、本発明のロボット支援システムでは、利用者とサービスロボットとの間で対話を実施し、利用者の発話から所定のキーワードを抽出する。そして、嗅覚ディスプレイにこのキーワードに対応する香りを発生させる香源を選択させ、香りを噴射させることで、利用者に嗅覚情報を提供でき、案内を受ける利用者の臨場感を高めることができる。その結果、サービスロボットがより質の高い案内サービスを行うことを可能にしたロボット支援システムを提供することができる。

本発明の第１実施例であるロボット支援システム１０００において用いられるサービスロボット１００とロボット制御装置２００を示す図。図１のサービスロボット１００の骨格構造を示す図。図１のサービスロボット１００とロボット制御装置２００の制御系を示す図。図３のロボット制御装置２００の嗅覚ディスプレイ制御部２４０の構成を示すブロック図。図４の信号生成部２４７が香源選択信号を生成する際に用いるテーブルの内容を示す図。本発明の第１実施例であるロボット支援システム１０００の制御フロー。図６のステップＳ４における嗅覚ディスプレイ制御部２４０及び嗅覚ディスプレイ２３０の詳細な制御フロー。本発明の第２実施例であるロボット支援システムの信号生成部が香源選択信号を生成する際に用いるテーブルの内容を示す図。本発明の第３実施例であるロボット支援システムの信号生成部が香源選択信号を生成する際に用いるテーブルの内容を示す図。

［第１実施例］
図１〜図７を用いて、本発明の第１実施例であるロボット支援システム１０００について説明する。本発明の第１実施例であるロボット支援システム１０００は、ホテルのフロントに配置され、案内メニューに従って、利用者にホテルの利用案内サービスを提供するサービスロボット１００と、サービスロボット１００の近傍に配置され、サービスロボット１００の動作を制御するロボット制御装置２００とを有する。

図２を参照すると、サービスロボット１００は、頭部１１０と、頭部１１０に接続する首部１２０と、首部１２０に接続する胴部１３０と、胴部１３０に接続する腕部１４０と、胴部１３０に接続する脚部１５０と、カメラＣと、マイクＭと、スピーカＳとを有している。
胴部１３０は、上部胴体１３１と、下部胴体１３２と、上部胴体１３１及び下部胴体１３２を連結する連結部１３３とからなる。腕部１４０は、腕１４１と、腕１４１の先端に設けられた手１４２と、腕関節１４３、１４４とからなる。脚部１５０は、脚１５１と脚１５１の先端に設けられた足部材１５２と脚関節１５３、１５４とからなる。カメラＣは、サービスロボット１００の周囲を撮影するためのものであり、頭部１１０の目に相当する位置に設置される。マイクＭは、サービスロボット１００の周囲の音声を収集するためのものであり、上部胴体１３１に設置される。スピーカＳは、合成された音声を周囲に発信するためのものであり、頭部１１０の口に相当する位置に設置される。

図３を参照すると、サービスロボット１００は、さらに、ロボット制御装置２００との間で信号の送受信を行う通信部１６０と、通信部１６０と接続し、ロボット制御装置２００からの信号を受けて、サービスロボット１００の各部を制御する制御部１７０とを有する。
制御部１７０は、入力部制御部１７１と、出力部制御部１７２と、動作制御部１７３とを有する。入力部制御部１７１は、ロボット制御装置２００から受信した信号に従いカメラＣ及びマイクＭを制御するとともに、カメラＣが撮影した画像を画像信号として、マイクＭが収集した利用者の声などの音声を音声信号として、通信部１６０を介してロボット制御装置２００へと送信する。出力部制御部１７２は、ロボット制御装置２００から受信した信号に従いスピーカＳを制御し、合成音を発信させる。動作制御部１７３は、ロボット制御装置２００から受信した信号に従い頭部１１０の（口や目部分の）動作、首部１２０の動作、胴部１３０の動作、腕部１４０の動作及び脚部１５０の動作を制御する。

さらに図３を参照すると、ロボット制御装置２００は、サービスロボット１００との間で信号の送受信を行う通信部２１０と、通信部２１０を介してサービスロボット１００へ信号を送り、サービスロボット１００を制御するロボット制御部２２０と、サービスロボット１００が対話する利用者に向かって香りを噴射する嗅覚ディスプレイ２３０と、利用者の発話内容に応じて嗅覚ディスプレイ２３０を制御する嗅覚ディスプレイ制御部２４０とを有する。

ロボット制御部２２０は、（サービスロボット１００から送信される）画像信号を受信すると、周知の技術により、画像内に人がいるかを検出する。そして、周知の技術により、人がサービスロボット１００から一定の範囲内におり、且つ視線が合っている場合に、当該人を利用者と判断する。そして、周知の技術により、案内メニューに従って、ホテルの利用案内をサービスロボット１００に実行させる制御信号を生成し、通信部２１０を介してサービスロボット１００へ送信するようになっている。なお、ここでいう案内メニューとは、ホテルの設備・施設の種類や利用方法、チェックイン・チェックアウトなどの手続き方法などを順序立てて説明するためのプログラムである。

また、ロボット制御部２２０は、（サービスロボット１００から送信される）利用者の発声（例えば、ホテルの設備に基づく質問）に基づく音声信号を受信すると、周知の技術により、それに答える会話内容をスピーカＳから発するようサービスロボット１００を制御する制御信号を生成し、サービスロボット１００へと送信する。また、音声信号が所定時間収集できない場合には、周知の技術により、利用者に発話を促すような質問を発するようサービスロボット１００を制御する制御信号を生成し、サービスロボット１００へと送信する。

これにより、サービスロボット１００は、利用者がサービスロボット１００から一定の範囲内におり、且つ視線が合っている場合に、利用者に対してお辞儀し、スピーカＳから案内用の音声を発信し、利用者に対して、対話を行いながら案内を実施することができる。

嗅覚ディスプレイ２３０は、内部に所定の香りを発生させる複数の香源を格納している。本実施例で用いられている香源には、例えば、コーヒーの香りを発生させるもの、ラベンダーの香りを発生させるもの、ワインの香りを発生させるもの、ゆずの香りを発生させるもの、ローズの香りを発生させるものがある。嗅覚ディスプレイ２３０は、嗅覚ディスプレイ制御部２４０から信号を受けて起動し、複数の香源から所望の香源を選択し、目的とする香りを発生させて利用者に提示するようになっている。

図４を参照すると、嗅覚ディスプレイ制御部２４０は、入力部２４１と、辞書記憶部２４２と、音声認識部２４３と、文解析部２４４と、キーワード記憶部２４５と、キーワード抽出部２４６と、信号生成部２４７と、出力部２４８とを有する。
入力部２４１は、音声信号の入力を受けるものである。辞書記憶部２４２は、標準的な音声信号に対応する辞書を格納しているものである。音声認識部２４３は、入力部２４１に入力された音声信号に対応する文字列を辞書記憶部２４２に格納されている辞書を用いて特定するものである。文解析部２４４は、音声認識部２４３により特定された文字列に対して形態素解析を行い、すべての名詞を抽出するものである。

キーワード記憶部２４５は、所定のキーワード群が列記された検索テーブルを記憶するものである。本実施例では、キーワードとして、例えば、「カフェ」、「マッサージ」、「バー」、「風呂」、「室内」などが列記されている。キーワード抽出部２４６は、文解析部２４４により抽出されたすべての名詞と、キーワード記憶部２４５に記憶された検索テーブルとを照合し、抽出されたすべての名詞の中から、検索テーブルに含まれるキーワードと一致するキーワードを抽出する。

信号生成部２４７は、キーワード抽出部２４６がキーワードを抽出した場合に、嗅覚ディスプレイ２３０を起動させる起動信号と、嗅覚ディスプレイ２３０に抽出されたキーワードに対応する香りを発生させる香源を選択させる香源選択信号とを生成する。信号生成部２４７は、図５に示すテーブルを有し、例えば、キーワード抽出部２４６が抽出したキーワードが「カフェ」である場合にはコーヒーの香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「マッサージ」である場合にはラベンダーの香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「バー」である場合はワインの香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「風呂」である場合はゆずの香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「室内」である場合はローズの香りを発生させる香源を、嗅覚ディスプレイ２３０に選択させる香源選択信号を生成するようになっている。また、出力部２４８は、信号生成部２４７が生成した起動信号及び香源選択信号を嗅覚ディスプレイ２３０に出力させるものである。

これにより、利用者がサービスロボット１００と対話を行った際、嗅覚ディスプレイ制御部２４０が、利用者の発話内容からキーワードを抽出する。そして、当該キーワードに対応する香りを発生させる香源を嗅覚ディスプレイ２３０に選択させる香源選択信号を生成して、これを嗅覚ディスプレイ２３０に送ることで、嗅覚ディスプレイ２３０が当該キーワードに対応する香りを利用者に噴射することができる。

次に、図６及び図７を参照して、本発明の第１実施例であるロボット支援システム１０００の制御のフローを説明する。サービスロボット１００に備えられたカメラＣは、サービスロボット１００の周囲を撮影している。その画像信号はロボット制御装置２００のロボット制御部２２０に送られる。ここで、ロボット制御部２２０が、画像内に人がいることを検出する。そして、人がサービスロボット１００から一定の範囲内におり、且つ視線が合っている場合、当該人を利用者と判断する（ステップＳ１）。そして、ホテルの利用案内をサービスロボット１００に実行させる制御信号を生成し、通信部２１０を介してサービスロボット１００へ送信する。これにより、サービスロボット１００に、利用者に対してお辞儀をさせ、スピーカＳから案内用の音声（例えば「いらっしゃいませ。〇〇ホテルの施設をご案内致します。」）を発信させることで、利用者に対してホテルの利用案内を開始する（ステップＳ２）。

その後、マイクＭが収集した利用者の発声が音声信号としてロボット制御装置２００に送られ、これをロボット制御部２２０が受信すると、ロボット制御部２２０は、利用者と対話を行うようサービスロボット１００を制御し、サービスロボット１００と利用者との間で対話（例えば、利用者の「カフェは何階にありますか」との問いに対して、サービスロボット１００が「カフェは１階にあります」と返答する）が実施される（ステップＳ３）。この対話の中で、利用者が所定のキーワード（例えば、「カフェ」）を発すると、嗅覚ディスプレイ制御部２４０が嗅覚ディスプレイ２３０を制御して、キーワードに対応する香り（例えば、「コーヒー」の香り）を利用者に向かって噴射させる（ステップＳ４）。

ここで、ステップＳ４における嗅覚ディスプレイ制御部２４０及び嗅覚ディスプレイ２３０の制御について詳細に説明する。まず、音声信号が入力部２４１を介して音声認識部２４３に入力されると、音声認識部２４３は、入力された音声信号に対応する文字列を辞書記憶部２４２に格納されている辞書を用いて特定する（ステップＳ４１）。次いで、特定された文字列について、文解析部２４４が形態素解析を行い、すべての名詞を抽出する（ステップＳ４２）。そして、キーワード抽出部２４６が、抽出されたすべての名詞と、キーワード記憶部２４５に記憶された検索テーブルとを照合し、抽出されたすべての名詞の中から、検索テーブルに含まれるキーワードと一致するキーワードを抽出する（ステップＳ４３）。

ここで、キーワード抽出を受けて、信号生成部２４７が、嗅覚ディスプレイ２３０を起動するための起動信号と、抽出されたキーワードに対応する香りを発生させる香源を嗅覚ディスプレイ２３０に選択させるための香源選択信号を生成し（ステップＳ４４）、出力部２４８を介して嗅覚ディスプレイ２３０に送信する。そして、起動信号を受信して嗅覚ディスプレイ２３０が起動し（ステップＳ４５）、香源選択信号を受信して、嗅覚ディスプレイ２３０がキーワードに対応する香りを発生させるための香源を選択する（ステップＳ４６）。その後、嗅覚ディスプレイ２３０は、利用者に向かってキーワードに対応する香りを噴射する（ステップＳ４７）。

このようにしてステップＳ４の制御を行った後、嗅覚ディスプレイ制御部２４０は、嗅覚ディスプレイ２３０を停止させる（ステップＳ５）。その後、利用者との対話の再開の有無が判定される（ステップＳ６）。ここで、対話の再開が有れば、ステップＳ４へ戻り、同様の制御を行うが、対話が再開されなければ、制御を終了する（ステップＳ７）。

このように、本発明の第１実施例であるロボット支援システム１０００では、利用者とサービスロボット１００との間で対話を実施し、利用者の発話内容から所定のキーワードを抽出する。そして、嗅覚ディスプレイ２３０にこのキーワードに対応する香りを発生させる香源を選択させ、香りを噴射させることで、利用者に嗅覚情報を提供でき、案内を受ける利用者の臨場感を高めることができる。その結果、サービスロボット１００がより質の高い案内サービスを行うことを可能にしたロボット支援システム１０００を提供することができる。

［第２実施例］
本発明の第２実施例であるロボット支援システムでは、サービスロボットは、インフォメーションセンタに配置され、案内メニューに従って、観光案内サービスを利用者に提供するものである。第２実施例であるロボット支援システムは、採用されている案内メニューと、嗅覚ディスプレイが格納する香源と、キーワード記憶部の記憶する検索テーブルに列記されるキーワードと、信号生成部で用いるテーブルとが異なる以外は、第１実施例であるロボット支援システム１０００と同様の構成を有している。

本実施例のロボット支援システムでは、案内メニューは、観光地をデートスポット、宗教施設、食べ歩きスポットなどのジャンルに分け、各ジャンルのおすすめスポットを順序立てて説明するためのプログラムである。また、本実施例のロボット支援システムでは、嗅覚ディスプレイが、例えば、海の香りを発生させる香源、硫黄の香りを発生させる香源、線香の香りを発生させる香源、桜の香りを発生させる香源、鮮魚の香りを発生させる香源を備えている。

また、本実施例のロボット支援システムでは、キーワード記憶部の検索テーブルには、「お台場」「温泉」「寺」「花見」「築地」などの観光関連のキーワードが列記されている。また、信号生成部は、図８に示すテーブルを有し、例えば、キーワード抽出部が抽出したキーワードが「お台場」である場合には海の香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「温泉」である場合には硫黄の香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「寺」である場合は線香の香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「花見」である場合は桜の香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「築地」である場合は鮮魚の香りを発生させる香源を、嗅覚ディスプレイに選択させる香源選択信号を生成するようになっている。

これにより、本実施例では、利用者に観光地についての嗅覚情報を提供することができ、利用者の臨場感を高めることができる。そのため、本実施例のロボット支援システムでもサービスロボットがより質の高い案内サービスを行うことができる。

なお、本実施例では、サービスロボットは観光案内サービスを提供するものであったが、買い物案内サービスを提供するものとしても良い。この場合、案内メニューを、商品のカテゴリーごとに、おすすめの商品やその商品を売っている店舗などを順序立てて説明するプログラムとし、嗅覚ディスプレイに格納する香源を観光案内サービス提供時とは変更し（例えば、ローズの香りを発生させる香源等を格納し）、キーワード記憶部の検索テーブルに列記されるキーワードを買い物関連のもの（例えば、香水）とし、信号生成部が用いるテーブルにこれに対応するもの（例えば、抽出したキーワードが「香水」である場合にローズの香りを発生させる香源を嗅覚ディスプレイに選択させる香源選択信号を生成させるようになっているもの）を用いることで、利用者に買い物をする商品についての嗅覚情報を提供することができる。

［第３実施例］
本発明の第３実施例であるロボット支援システムでは、サービスロボットは、レストランに配置され、案内メニューに従って、食事案内サービスを利用者に提供するものである。第３実施例であるロボット支援システムは、採用されている案内メニューと、嗅覚ディスプレイが格納する香源と、キーワード記憶部の記憶する検索テーブルに列記されるキーワードと、信号生成部で用いるテーブルとが異なる以外は、第１実施例であるロボット支援システム１０００と同様の構成を有している。

本実施例のロボット支援システムでは、案内メニューは、レストランのメニューをジャンルごとに、おすすめのものから順序立てて説明するためのプログラムである。また、本実施例のロボット支援システムでは、嗅覚ディスプレイが、例えば、ステーキの香りを発生させる香源、カレーの香りを発生させる香源、すしの香りを発生させる香源、すきやきの香りを発生させる香源、ワインの香りを発生させる香源を備えている。

また、本実施例のロボット支援システムでは、キーワード記憶部の検索テーブルには、「ステーキ」「カレー」「すし」「すきやき」「ワイン」などの食事（レストランのメニュー）関連のキーワードが列記されている。また、信号生成部は、図９に示すテーブルを有し、例えば、キーワード抽出部が抽出したキーワードが「ステーキ」である場合にはステーキの香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「カレー」である場合にはカレーの香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「すし」である場合はすしの香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「すきやき」である場合はすきやきの香りを発生させる香源を、抽出したキーワードが「ワイン」である場合はワインの香りを発生させる香源を、嗅覚ディスプレイに選択させる香源選択信号を生成するようになっている。

これにより、利用者にレストランのメニューについての嗅覚情報を提供することができ、利用者の臨場感を高めることができる。そのため、本実施例のロボット支援システムでもサービスロボットがより質の高い案内サービスを行うことができる。

なお、サービスロボット１００は、第１実施例ではホテルのフロントに、第２実施例ではインフォメーションセンタに、第３実施例ではレストランに配置したが、化粧品店やワイン販売店、和菓子店、洋菓子店等に配置し、商品の案内をさせるようにしても良い。その際は、嗅覚ディスプレイに格納する香源やキーワード記憶部の検索テーブルに列記するキーワード、信号生成部の用いるテーブルをこれに合わせたものにしても良い。

以上に、本発明の第１実施例〜第３実施例であるロボット支援システム１０００を説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、多様に変形して実施することが出来る。

１０００ロボット支援システム
１００サービスロボット
１１０頭部
１２０首部
１３０胴部
１４０腕部
１５０脚部
１６０通信部
１７０制御部
１７１入力部制御部
１７２出力部制御部
１７３動作制御部
２００ロボット制御装置
２１０通信部
２２０ロボット制御装置
２３０嗅覚ディスプレイ
２４０嗅覚ディスプレイ制御部
２４１入力部
２４２辞書記憶部
２４３音声認識部
２４４文解析部
２４５キーワード記憶部
２４６キーワード抽出部
２４７信号生成部
２４８出力部
Ｃカメラ
Ｍマイク
Ｓスピーカ

Claims

配置場所において案内メニューに従って利用者に案内サービスを提供するサービスロボット（１００）と、前記サービスロボット（１００）の近傍に配置され、前記サービスロボット（１００）の動作を制御するロボット制御装置（２００）とを備え、前記利用者と前記サービスロボット（１００）との対話を支援するロボット支援システム（１０００）において、
前記ロボット制御装置（２００）は、
ｉ）前記サービスロボット（１００）と前記利用者との前記案内メニューに従った対話中の前記利用者の発話内容から前記案内メニューに関連する所定のキーワードを抽出し、当該キーワードに対応する香りを発生させる香源を選択する香源選択信号を生成する嗅覚ディスプレイ制御部（２４０）と、
ｉｉ）前記香源選択信号に応答して複数の香源から所望の香源を選択し、目的とする香りを発生させ前記利用者に提示する嗅覚ディスプレイ（２３０）と、を含むことを特徴とするロボット支援システム。
前記案内メニューが、ホテルフロントにおける利用案内を含むことを特徴とする請求項１に記載のロボット支援システム。
前記案内メニューが、インフォメーションセンタにおける観光案内又は買い物案内であることを特徴とする請求項１に記載のロボット支援システム。
前記案内メニューが、レストランにおける食事案内であることを特徴とする請求項１に記載のロボット支援システム。