JPH06261982A - Communication robot - Google Patents

Communication robot

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Publication number
JPH06261982A
JPH06261982A JP5170393A JP5170393A JPH06261982A JP H06261982 A JPH06261982 A JP H06261982A JP 5170393 A JP5170393 A JP 5170393A JP 5170393 A JP5170393 A JP 5170393A JP H06261982 A JPH06261982 A JP H06261982A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fma
face
communication robot
human
face portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5170393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumio Hara
文雄 原
Koichi Suzumori
康一 鈴森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5170393A priority Critical patent/JPH06261982A/en
Publication of JPH06261982A publication Critical patent/JPH06261982A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a communication robot capable of making expression proper to a human being. CONSTITUTION:A face portion 1 has the organs such as the eyeballs, eyelids, lower jaw, etc., and the whole surface is covered with a rubber film. The respective organs are driven by an electromagnetic motor 2 and cylinders 4, 5 built in a neck portion 50. Total 18 flexible microactuators 20K, 20L, 20M, 20O, 20P, 20Q, etc., are placed in the face portion so that the expression of the face is freely changed by pressing the rubber film against the organs and pulling the same.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、顔の表情を変化させる
ことにより必要な情報を感情表現することができるコミ
ュニケーションロボットに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a communication robot capable of expressing necessary information by changing facial expressions.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、特にアミューズメントの分野にお
いては、人間の顔を持ったコミュニケーションロボット
を用いてその目や口などを動かすことにより、人間にと
って親近感を感じるように動作させる手法が用いられて
いる。このような方法の一例としては、米国特許第4,17
7,589 号明細書などにその具体例が記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, especially in the field of amusement, a method has been used in which a communication robot having a human face is used to move the eyes and mouth of the humanoid robot so that the human being feels intimate. There is. One example of such a method is US Pat.
Specific examples are described in the specification of No. 7,589.

【0003】しかしながら上述のような従来のコミュニ
ケーションロボットは、いずれも人間の目や口といった
器官を駆動させるだけのものでしかない。そのため、人
間にとって親しみはあるものの、未だに機械特有の「冷
たさ」が色濃く残ってしまっている。
However, the above-mentioned conventional communication robots are only for driving organs such as human eyes and mouths. For this reason, although it is familiar to humans, the "coldness" peculiar to machines still remains.

【0004】また、今後このようなロボットによって人
間の介護などが行われるような時代が到来することを予
想すると、さらに人間に近く、親しみの感じられるコミ
ュニケーションロボットが必要となる。
Further, in anticipation of an era in which such robots will take care of humans in the future, a communication robot that is closer to humans and that is familiar to them is required.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のコ
ミュニケーションロボットは、人間の目や口といった器
官を駆動させるだけのものでしかなく、未だに機械特有
の「冷たさ」が色濃く残ってしまっている。そこで本発
明は、さらに人間に近く、親しみの感じられるコミュニ
ケーションロボットの提供を目的とするものである。
As described above, the conventional communication robot only drives the human eyes and mouth, and the "coldness" peculiar to the machine still remains. There is. Therefore, an object of the present invention is to provide a communication robot that is closer to human beings and has a familiar feel.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明においては、表面に人工皮膚が被覆されると
ともに器官を備えた顔部分と、前記器官を駆動する第1
の駆動手段と、前記皮膚に接続して前記皮膚の各部を変
位させる、弾性体からなる第2の駆動手段とを有するコ
ミュニケーションロボットを構成した。
In order to achieve the above object, in the present invention, a face portion having an artificial skin coated on the surface thereof and having an organ, and a first portion for driving the organ.
And a second drive unit made of an elastic body that is connected to the skin and displaces each part of the skin.

【0007】[0007]

【作用】上記のような構成のコミュニケーションロボッ
トとすれば、人間の目や口といった器官を駆動するのみ
ならず、人工皮膚を引っ張ったり押し込んだりして変位
させることにより、人間特有の表情を作り出すことが可
能となる。また、表情を作り出すためのアクチュエータ
(第2の駆動手段)として弾性体からなる駆動手段を利
用しているので、表情が瞬時に変化することがなくゆっ
くりと変化するので、人間の動作により一層近いものと
なる。
With the communication robot configured as described above, not only the human eyes and mouth are driven, but also the artificial skin is pulled or pushed to displace, thereby creating a facial expression peculiar to humans. Is possible. Further, since the driving means made of an elastic body is used as the actuator (second driving means) for producing the facial expression, the facial expression does not change instantly but changes slowly, so that it is closer to human motion. Will be things.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1,図2は本発明に係るコミュニケーションロ
ボットの顔部分の内部構造を示す側面図および正面図で
あり、図3,図4は同ロボットの顔部分および首部分の
内部構造を示す側面図および正面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are a side view and a front view showing an internal structure of a face part of a communication robot according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are side views showing an internal structure of a face part and a neck part of the robot. It is a front view.

【0009】まず、図3,図4を用いてコミュニケーシ
ョンロボットの基本動作を行うための各駆動系について
説明する。コミュニケーションロボット100 は、顔部分
1および首部分50に大別されており、首部分50の内部に
は顔部分1全体を駆動するための機器が内蔵されてい
る。
First, each drive system for performing the basic operation of the communication robot will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The communication robot 100 is roughly divided into a face portion 1 and a neck portion 50, and a device for driving the entire face portion 1 is built inside the neck portion 50.

【0010】ベース部分6には、電磁モータ2および支
持柱7が固定される。ここで、支持柱7はベース部分6
に対して顔部分1を支持するためのものであり、顔部分
1の端部とはZ2 軸回りに回転可能となるように接続さ
れている。一方、電磁モータ2は顔部分1および首部分
50をZ1 軸回りに回転駆動させる。
An electromagnetic motor 2 and a support pillar 7 are fixed to the base portion 6. Here, the support pillar 7 is the base portion 6
On the other hand, it is for supporting the face portion 1, and is connected to the end of the face portion 1 so as to be rotatable about the Z2 axis. On the other hand, the electromagnetic motor 2 has a face portion 1 and a neck portion.
Rotate 50 around Z1 axis.

【0011】電磁モータ2の上部には、前方にシリンダ
3が、左右にシリンダ4,5がそれぞれ配置され、各シ
リンダ3,4,5 の一端が電磁モータ2の回転軸に回転可能
に接続されている。また各シリンダ3,4,5 の他端は顔部
分1の端部に回転可能に接続されている。ここで、シリ
ンダ4,5 の両端はZ2 軸と平行な軸回りに回転するよう
接続され、シリンダ3の両端はZ1 軸およびZ2 軸とそ
れぞれ直行するZ3 軸回りに回転するよう接続されてい
る。したがって、シリンダ3は顔部分1をZ2軸回りに
回転駆動させ、シリンダ4,5 は顔部分1をZ3 軸回りに
回転駆動させる。
At the top of the electromagnetic motor 2, a cylinder 3 is arranged at the front and cylinders 4, 5 are arranged at the left and right, respectively, and one ends of the cylinders 3, 4, 5 are rotatably connected to the rotary shaft of the electromagnetic motor 2. ing. The other end of each cylinder 3, 4, 5 is rotatably connected to the end of the face portion 1. Both ends of the cylinders 4 and 5 are connected to rotate about an axis parallel to the Z2 axis, and both ends of the cylinder 3 are connected to rotate about a Z3 axis orthogonal to the Z1 axis and the Z2 axis. Therefore, the cylinder 3 drives the face portion 1 to rotate about the Z2 axis, and the cylinders 4 and 5 drive the face portion 1 to rotate about the Z3 axis.

【0012】このように構成された駆動系によれば、電
磁モータ2の回転角度の制御により人間の右向き、左向
き動作が行われる。またシリンダ3の伸縮量の制御によ
り人間の上向き,下向き動作が行われ、シリンダ4,5 の
伸縮量の制御により人間の首傾け動作が行われる。つま
り、人間の首が行う基本動作は、上記の駆動系により実
現することができる。
According to the drive system constructed as described above, the rightward and leftward movements of a person are performed by controlling the rotation angle of the electromagnetic motor 2. Further, by controlling the amount of expansion and contraction of the cylinder 3, the human being performs upward and downward movements, and by controlling the amount of expansion and contraction of the cylinders 4 and 5, the human tilting movement is performed. That is, the basic operation performed by the human neck can be realized by the above drive system.

【0013】続いて顔部分1の内部構造について説明す
る。顔部分1には、第1の駆動手段である5個の電磁モ
ータ8,9,10,11,12が配置されている。電磁モータ8は喉
部分に配置され、下顎13を軸13a 回りに回転させる。電
磁モータ9,10は上顎部分に配置され、眼球14,15 を左右
に回転駆動する。同様に電磁モータ11,12 は頭頂部分に
配置され、眼球14,15 を上下に回転駆動する。なお眼球
14,15 には、直交する2軸回りに回転可能となるように
ジンバル構造が採用されている。これら電磁モータ8,9,
10,11,12は回転軸から伸びるワイヤの長さ制御をするよ
うに駆動され、人間の口の開閉動作,および目線の変化
動作を行う。
Next, the internal structure of the face portion 1 will be described. On the face portion 1, five electromagnetic motors 8, 9, 10, 11, 12 which are first driving means are arranged. The electromagnetic motor 8 is arranged in the throat and rotates the lower jaw 13 about the axis 13a. The electromagnetic motors 9 and 10 are arranged in the upper jaw and rotate the eyeballs 14 and 15 left and right. Similarly, the electromagnetic motors 11 and 12 are arranged at the top of the head and rotate the eyeballs 14 and 15 up and down. Eyeball
The gimbal structure is adopted for 14,15 so that it can rotate around two orthogonal axes. These electromagnetic motors 8,9,
10, 11 and 12 are driven so as to control the length of the wire extending from the rotation axis, and perform the opening / closing operation of the human mouth and the changing operation of the line of sight.

【0014】さらに、顔部分1には、第2の駆動手段で
ある計18本のフレキシブルマイクロアクチュエータ(以
下、FMAと言う)20A 〜20R が組み込まれている。こ
れらFMAは、図1,図2に示すような状態で配置され
ており、後述するように人間の顔の表情を変化させる如
く顔の皮膚の各部を伸長,弛緩する。FMAは、全体が
シリコンゴムなどの弾性体で形成され、流体の圧力調整
によってその長手方向に変位駆動されるアクチュエータ
である。なおFMAの基本構造は例えば特開平1-247809
号に詳細が開示されているので、ここでは説明を省略す
る。
Further, a total of 18 flexible microactuators (hereinafter referred to as FMA) 20A to 20R, which are second driving means, are incorporated in the face portion 1. These FMAs are arranged in the state shown in FIGS. 1 and 2, and extend and relax each part of the skin of the face so as to change the facial expression of the human face, as will be described later. The FMA is an actuator which is entirely formed of an elastic material such as silicon rubber and is displaced and driven in the longitudinal direction by adjusting the pressure of a fluid. The basic structure of the FMA is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-247809.
Since the details are disclosed in No. 1, the description is omitted here.

【0015】また、顔部分1の表面はここでは図示して
いないが1〜5mm程度の肉厚のゴム被膜(人工皮膚)が
被覆されている。顔の輪郭の成型は、例えばシリコンゴ
ム注型による型取り等の手段により行われる。また、ゴ
ム被膜の強度,耐久性を増すために、繊維とその複合材
料を使用することもできる。このようにして製作された
ゴム被膜が人間の皮膚の役目を果たし、金属製の骨格表
面に張り渡され被覆されている。そして、本発明のコミ
ュニケーションロボットの表情生成に供される。
Although not shown here, the surface of the face portion 1 is covered with a rubber coating (artificial skin) having a wall thickness of about 1 to 5 mm. The contour of the face is molded by means of, for example, molding with silicone rubber casting. Fibers and their composite materials can also be used to increase the strength and durability of the rubber coating. The rubber coating thus produced plays the role of human skin and is stretched and coated on the surface of a metal skeleton. Then, the communication robot of the present invention is used for expression generation.

【0016】次に、各FMA20A 〜20R の役割について
説明する。FMA20A,20B,20E,20F は顔部分1の右側上
方に配置されており、これらは右眉毛周辺を変化させる
ためのものである。また、FMA20C,20D,20G,20H は顔
部分1の左側上方に配置されており、これらは左眉毛周
辺を変化させるためのものである。いずれのFMAも図
3に示されるように、その長手方向を顔の前後方向に向
けた状態で固定されており、この長手方向に変位するよ
うになっている。
Next, the role of each FMA 20A-20R will be described. The FMAs 20A, 20B, 20E, 20F are arranged on the upper right side of the face portion 1, and these are for changing the periphery of the right eyebrow. Further, the FMAs 20C, 20D, 20G, 20H are arranged above the left side of the face portion 1, and these are for changing the periphery of the left eyebrow. As shown in FIG. 3, each FMA is fixed with its longitudinal direction facing the front-back direction of the face, and is displaced in this longitudinal direction.

【0017】FMA20I,20J は丁度両方の眼球14,15 の
上に配置されており、これらは左右の瞼の開閉度を変化
させるためのものである。これらFMAも同様に、その
長手方向を顔の前後方向に向けた状態で固定されてお
り、この長手方向に変位するようになっている。
The FMAs 20I and 20J are placed just above both eyes 14 and 15 and these are for changing the degree of opening and closing of the left and right eyelids. Similarly, these FMAs are also fixed with their longitudinal directions facing the front-back direction of the face, and are displaced in this longitudinal direction.

【0018】FMA20K,20L,20N,20O,20P,20Q,20R は顔
部分1の中心部および下顎部分に配置されており、これ
らは上下唇周辺を変化させるためのものである。これら
FMAはその長手方向を唇方向に向けた状態で固定され
ており、この長手方向に変位するようになっている。な
お、前述のように電磁モータ8によって下顎13が回転駆
動されるので、FMA20N,20O,20P,20Q,20R もこれにし
たがって移動する。
The FMAs 20K, 20L, 20N, 20O, 20P, 20Q and 20R are arranged in the central portion of the face portion 1 and the lower jaw portion, and these are for changing the upper and lower lip periphery. These FMAs are fixed with their longitudinal directions facing the labial direction, and are displaced in this longitudinal direction. Since the lower jaw 13 is rotationally driven by the electromagnetic motor 8 as described above, the FMA 20N, 20O, 20P, 20Q, 20R also moves accordingly.

【0019】次に、本願におけるFMAの基本動作につ
いて説明する。上述の各FMA20A 〜20R がゴム被膜に
対して行う基本動作は2通りあり、1つは直接ゴム被膜
にFMAを押し付ける動作であり、1つはFMAとゴム
被膜をワイヤで連結してゴム被膜を引き付ける動作であ
る。前者の方法を採用しているのは瞼を開閉するFMA
20I,20J と、下唇を持ち上げるFMA20R と、鼻を持ち
上げるFMA20M の計4本である。また、他の14本のF
MAは後者の方法を採用している。
Next, the basic operation of the FMA in the present application will be described. There are two basic operations that each of the FMAs 20A to 20R described above performs on the rubber coating. One is to directly press the FMA against the rubber coating, and the other is to connect the FMA and the rubber coating with a wire to form the rubber coating. This is an attracting action. The former method is used for FMA that opens and closes the eyelids.
20I, 20J, FMA20R that lifts the lower lip, and FMA20M that lifts the nose. Also, the other 14 F
MA uses the latter method.

【0020】図5,図6を参照してFMAの基本動作を
さらに詳細に説明する。なお、図5,図6は顔部分1の
目および口付近の拡大側面図である。まず、図5を用い
てゴム被膜にFMAを押し付ける動作について説明す
る。ここでは瞼21を開閉するFMA20I(20J)を例にとっ
て説明する。
The basic operation of the FMA will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6 are enlarged side views of the face portion 1 near the eyes and mouth. First, the operation of pressing the FMA against the rubber coating will be described with reference to FIG. Here, the FMA 20I (20J) that opens and closes the eyelid 21 will be described as an example.

【0021】FMA20I は筒状の収納ガイド16内に収納
され、図中斜線で示した一端部を固定部材17を介して収
納ガイド16に固定している。一方、FMA20I の他端部
にはキャップ18が固定され、さらにその先端に自在継手
19a が固定されている。ここでキャップ18は、FMA20
I が収納ガイド16内を長手方向に滑らかに移動できるよ
うに、テフロン(商品名)などの自己潤滑性の良好な材
料で製作されている。
The FMA 20I is housed in a cylindrical storage guide 16, and one end portion shown by hatching in the figure is fixed to the storage guide 16 via a fixing member 17. On the other hand, a cap 18 is fixed to the other end of the FMA20I, and a universal joint is attached to the tip of the cap 18.
19a is fixed. Here, the cap 18 is FMA20.
It is made of a material having a good self-lubricating property such as Teflon (trade name) so that I can smoothly move in the longitudinal direction in the storage guide 16.

【0022】眼球14(15)は軸14a 回りに回転可能に支持
されており、同時に瞼21も軸14a 回りに回転可能に支持
されている。瞼21の一端には自在継手19b が固定されて
おり、前記自在継手19a との間をリンク22にて連結して
いる。また、瞼22の他端はここでは図示しないがゴム被
膜に接合されている。
The eyeball 14 (15) is rotatably supported around the shaft 14a, and at the same time, the eyelid 21 is also rotatably supported around the shaft 14a. A universal joint 19b is fixed to one end of the eyelid 21, and is linked to the universal joint 19a by a link 22. The other end of the eyelid 22 is joined to a rubber coating, which is not shown here.

【0023】このような構成において送気チューブ23か
ら空気を送り込むと、FMA20I は加圧され矢印方向に
伸長する。するとFMA22I の伸び量がリンク22に伝達
され、瞼21に作用する。つまり、FMA22I が伸びれば
瞼21の閉じ具合が大きくなる。また、送気チューブ23か
ら空気を抜いてFMA20I を大気圧に開放すれば、FM
A20I は減圧され矢印と逆方向に縮小する。FMA20I
が縮めば瞼21の開き具合が大きくなる。
When air is sent from the air feeding tube 23 in such a structure, the FMA 20I is pressurized and extends in the direction of the arrow. Then, the extension amount of FMA22I is transmitted to the link 22 and acts on the eyelid 21. In other words, if the FMA22I extends, the degree of closing of the eyelid 21 increases. Also, if air is released from the air supply tube 23 and the FMA20I is opened to atmospheric pressure, the FM
A20I is decompressed and contracts in the direction opposite to the arrow. FMA20I
If is reduced, the degree of opening of the eyelid 21 increases.

【0024】続いて、図6を用いてFMAがゴム被膜を
引き付ける動作について説明する。ここでは上下唇周辺
を変化させるためのFMA20K,20L,20N,20O,20P,20Q,20
R を図示してあるが、動作は全て同一であるのでFMA
20K(20L)を例にとって説明する。また、前述の図5と同
一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
Next, the operation of the FMA to attract the rubber coating will be described with reference to FIG. Here, FMA20K, 20L, 20N, 20O, 20P, 20Q, 20 for changing the upper and lower lip area
Although R is shown in the figure, all operations are the same, so FMA
20K (20L) will be described as an example. Moreover, the same components as those in FIG.

【0025】FMA20K の一端部に固定されたキャップ
18にはワイヤ24a の一端が接続され、FMA20K の他端
部方向に引き伸ばされている。一方、唇の右横上部に該
当するゴム被膜に対し、シリコンボンド27により一端を
接続されたワイヤ24b が配置され、FMA20K 方向に引
き伸ばされている。これらワイヤ24a,24b はフック25に
より接続されている。また、固定部材17付近には滑車26
が配置され、ワイヤ24a を巻き付けている。
A cap fixed to one end of the FMA20K
One end of a wire 24a is connected to 18 and is extended toward the other end of the FMA 20K. On the other hand, a wire 24b, one end of which is connected by a silicon bond 27, is arranged on the rubber coating corresponding to the upper right side of the lips and stretched in the FMA20K direction. These wires 24a, 24b are connected by a hook 25. In addition, a pulley 26 is provided near the fixing member 17.
Is arranged and the wire 24a is wound.

【0026】このような構成において送気チューブ23か
ら空気を送り込むと、FMA20K は加圧され矢印方向に
伸長する。するとFMA20K の伸び量に応じてワイヤ24
a が引っ張られ、フック25,ワイヤ24b を介して唇に作
用する。つまり、FMA20Kが伸びれば唇の引っ張られ
具合が大きくなる。また、送気チューブ23から空気を抜
いてFMA20K を大気圧に開放すれば、FMA20K は減
圧され矢印と逆方向に縮小する。FMA20K が縮めばゴ
ム被膜の弾性復元力によって唇の引っ張られ具合が小さ
くなり、口は元の形状に復帰する。
When air is sent from the air feeding tube 23 in such a structure, the FMA 20K is pressurized and extends in the direction of the arrow. Then, depending on the amount of elongation of FMA20K, the wire 24
a is pulled and acts on the lips via the hook 25 and the wire 24b. In other words, as FMA20K stretches, the degree to which the lips are pulled increases. Further, if air is released from the air supply tube 23 and the FMA 20K is opened to the atmospheric pressure, the FMA 20K is decompressed and contracts in the direction opposite to the arrow. If the FMA20K shrinks, the elastic restoring force of the rubber coating pulls the lips less and the mouth returns to its original shape.

【0027】なお、FMA20N(20O),20P(20Q) もFM
A20K(20L)と同様の動作を行い、唇の各部に対応するゴ
ム被膜を引っ張るようになっている。また、FMA20M
については鼻付近のゴム被膜を直接持ち上げるような構
造となっている。
The FMA20N (20O) and 20P (20Q) are also FM
The same operation as A20K (20L) is performed, and the rubber coating corresponding to each part of the lips is pulled. Also, FMA20M
The structure is such that the rubber coating near the nose is lifted directly.

【0028】また、ここでは図示しないが、各FMAに
連通するチューブ23は圧力制御弁を介して圧力源とつな
がっており、この圧力制御弁の開閉量を制御することに
より各FMAを自在に変位させることが可能である。
Although not shown here, the tube 23 communicating with each FMA is connected to a pressure source via a pressure control valve, and each FMA is freely displaced by controlling the opening / closing amount of this pressure control valve. It is possible to

【0029】図7〜図10は、本発明のコミュニケーショ
ンロボット100 により表現される顔の変形パターンであ
る。図7は無表情の状態を示したものであり、これはい
ずれのFMAも駆動していない顔、つまりゴム被膜の成
型状態と同じである。この顔が本ロボット100 の初期表
情であるとすると、図8〜図10に示した計18パターンが
表現可能となる。なお、図中に示した記号はFMAの符
号に対応しており、例えば図8の「A」は「FMA20A
」を駆動した場合に得られる変形パターンである。
7 to 10 are face deformation patterns expressed by the communication robot 100 of the present invention. FIG. 7 shows an expressionless state, which is the same as the molding state of a face in which neither FMA is driven, that is, a rubber coating. If this face is the initial facial expression of the robot 100, a total of 18 patterns shown in FIGS. 8 to 10 can be expressed. The symbols shown in the figure correspond to the symbols of FMA. For example, "A" in FIG.
It is a deformation pattern obtained when “” is driven.

【0030】これら計18パターンを適当に組み合わせる
ことにより、図11に示す6種類の顔の表情を生成するこ
とが可能となる。これらはそれぞれ「驚き」,「恐
れ」,「嫌気」,「怒り」,「喜び」,「悲しみ」とい
う人間の基本的な表情に対応している。また、これらの
表情をさらに複合させることにより、人間の複雑な感情
表現をより多く表現することができる。これらの表情
は、ロボットに接続されたコンピュータからの指令に応
じて必要なFMAを駆動することにより行われる。
By appropriately combining these 18 patterns in total, it is possible to generate the six types of facial expressions shown in FIG. These correspond to the basic human facial expressions of "surprise,""fear,""disgust,""anger,""joy," and "sadness." Further, by further compounding these facial expressions, it is possible to express more complex human emotional expressions. These facial expressions are performed by driving the required FMA according to a command from a computer connected to the robot.

【0031】図12には、これら6種類の表情を生成する
ために駆動されるFMAが具体的に示されている。な
お、「恐れ」の表情中、「唇両端を横に引く」ためには
20N,20Oのみを駆動すればよいが、変形量が小さい場
合にはさらに20K,20L,20P,20Qも駆動することが好まし
い。
FIG. 12 specifically shows the FMA that is driven to generate these six types of facial expressions. In addition, in the expression of "fear"
It is sufficient to drive only 20N and 20O, but when the amount of deformation is small, it is preferable to drive 20K, 20L, 20P and 20Q.

【0032】なお、各FMAの変位量を適当に制御する
ことにより、上記表情をさらにきめ細かに表現すること
も可能である。もちろん、FMA以外の弾性体製駆動手
段を利用しても同様の効果が期待できる。
By appropriately controlling the displacement amount of each FMA, it is possible to express the expression more finely. Of course, the same effect can be expected by using an elastic body driving means other than FMA.

【0033】このような本発明においては、表情を生成
するために弾性体アクチュエータであるFMAを利用し
ている。一般的に人間の顔の表情は初期状態から徐々に
変形するものであり、表情も機械的に瞬時に変化するこ
とはない。本発明の如く弾性体からなる(弾性体を主要
構成とする)アクチュエータを利用すれば、ステッピン
グモータなどを利用したと異なり表情をゆっくりと変化
させることができるので、より一層人間の表情変化に近
いものとすることができる。特に、このような形態のコ
ミュニケーションロボットを人間の介護用などに利用す
る場合には、患者の恐怖心を和らげることにも寄与す
る。
In the present invention as described above, an FMA, which is an elastic actuator, is used to generate a facial expression. Generally, the facial expression of a human face is gradually deformed from the initial state, and the facial expression does not change mechanically instantaneously. When an actuator made of an elastic body (having an elastic body as a main component) is used as in the present invention, the facial expression can be slowly changed unlike the case where a stepping motor or the like is used. Can be one. In particular, when the communication robot having such a form is used for caring for a human or the like, it also contributes to alleviate the fear of the patient.

【0034】なお、本発明の用途としては、介護用ロボ
ットのみならず、アミューズメントロボットや案内ロボ
ット,手話ロボットなど枚挙にいとまがない。また、コ
ンピュータからの情報を人間に伝達するマンマシンイン
タフェースの一種として本発明のコミュニケーションロ
ボットを利用すれば、よりユーザフレンドリなコンピュ
ータ環境を構築することができる。さらには心理学の研
究用としても利用することが可能である。
The applications of the present invention include not only nursing robots but also amusement robots, guide robots, sign language robots, and the like. Further, by using the communication robot of the present invention as a kind of man-machine interface for transmitting information from a computer to a human, a more user-friendly computer environment can be constructed. It can also be used for psychological research.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、人
間特有の表情を作り出すことが可能となる。また、表情
を作り出すためのアクチュエータとして弾性体からなる
駆動手段を利用しているので、人間の動作により一層近
いものとなる。
As described above, according to the present invention, a facial expression peculiar to a human can be created. Further, since the driving means made of an elastic body is used as an actuator for creating a facial expression, it is more similar to the motion of a human.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のコミュニケーションロボットの顔部分
および首部分の内部構造を示す側面図。
FIG. 1 is a side view showing an internal structure of a face portion and a neck portion of a communication robot of the present invention.

【図2】本発明のコミュニケーションロボットの顔部分
および首部分の内部構造を示す正面図。
FIG. 2 is a front view showing an internal structure of a face portion and a neck portion of the communication robot of the present invention.

【図3】本発明のコミュニケーションロボットの顔部分
の内部構造を示す側面図。
FIG. 3 is a side view showing the internal structure of the face portion of the communication robot of the present invention.

【図4】本発明のコミュニケーションロボットの顔部分
の内部構造を示す正面図。
FIG. 4 is a front view showing the internal structure of the face portion of the communication robot of the present invention.

【図5】本発明のコミュニケーションロボットの目付近
の拡大側面図。
FIG. 5 is an enlarged side view near the eyes of the communication robot of the present invention.

【図6】本発明のコミュニケーションロボットの口付近
の拡大側面図。
FIG. 6 is an enlarged side view of the vicinity of the mouth of the communication robot of the present invention.

【図7】無表情の顔を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an expressionless face.

【図8】本発明による顔の変化の様子を示す図。FIG. 8 is a diagram showing how a face is changed according to the present invention.

【図9】本発明による顔の変化の様子を示す図。FIG. 9 is a diagram showing how a face is changed according to the present invention.

【図10】本発明による顔の変化の様子を示す図。FIG. 10 is a diagram showing how a face is changed according to the present invention.

【図11】本発明により表現される顔の基本表情を示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing a basic facial expression represented by the present invention.

【図12】図11に示される表情を生成するためのFMA
の駆動方法を示す図。
FIG. 12 is an FMA for generating the facial expression shown in FIG.
The figure which shows the drive method of.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…顔部分 2,8,9,10,11,12…電磁モータ 3,4,5…シリンダ 6…ベース部分 7…支持柱 13…下顎 14,15…眼球 16…収納ガイド 17…固定部材 18…キャップ 19…自在継手 20…フレキシブルマイクロアクチュエータ 21…瞼 22…リンク 23…送気チューブ 24…ワイヤ 25…フック 50…首部分 100 …コミュニケーションロボット 1 ... face part 2,8,9,10,11,12 ... electromagnetic motor 3,4,5, cylinder 6 ... base part 7 ... support pillar 13 ... lower jaw 14,15 ... eyeball 16 ... storage guide 17 ... fixing member 18 … Cap 19… Universal joint 20… Flexible microactuator 21… Eyelid 22… Link 23… Air supply tube 24… Wire 25… Hook 50… Neck 100… Communication robot

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面に人工皮膚が被覆されるとともに器官
を備えた顔部分と、 前記器官を駆動する第1の駆動手段と、 前記皮膚に接続して前記皮膚の各部を変位させる、弾性
体からなる第2の駆動手段と、 を有することを特徴とするコミュニケーションロボッ
ト。
1. An elastic body having a surface covered with artificial skin and having an organ, a first driving means for driving the organ, and a displacement of each part of the skin connected to the skin. And a second driving means including the following.
【請求項2】前記第2の駆動手段は、流体による圧力調
整により駆動するものであることを特徴とする請求項1
記載のコミュニケーションロボット。
2. The second drive means is driven by pressure adjustment by a fluid.
Communication robot described.
JP5170393A 1993-03-12 1993-03-12 Communication robot Pending JPH06261982A (en)

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