JPH11508491A - 可動装置(apparatus)を制御する設備(installation)および方法 - Google Patents

可動装置(apparatus)を制御する設備(installation)および方法

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JPH11508491A
JPH11508491A JP9504330A JP50433097A JPH11508491A JP H11508491 A JPH11508491 A JP H11508491A JP 9504330 A JP9504330 A JP 9504330A JP 50433097 A JP50433097 A JP 50433097A JP H11508491 A JPH11508491 A JP H11508491A
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バン・ウイーリンゲン,アリー・ヘンドリク・ニコラース
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アリー・バン・ウイーリンゲン・ビデオ・フイルム・プロダクシヨンズ
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Abstract

(57)【要約】 生きている存在もしくはその二次元のシミュレーションに似ている可動装置(1)を制御する設備および方法であって、その装置は人工四肢、制御シグナルを受ける手段(3)および人工四肢のための駆動シグナルを発生させる手段(2)を提供され、その設備は、使用者(4)によりコマンドを入力するための入力手段(13)を提供されたユーザーインターフェース(5);第一の通信ライン(11)を介してユーザーインターフェースに接続され、そして一連の極小の動きから構成されかつ感情にもまた基づき得る動きのデータを提供される記憶手段(20、21、22)、その装置に滑らかな動きを実行させるための極小の動きの読取りの間に必要とされる極小以下の動きの計算および極小の動きの間への前述の極小以下の動きの挿入のためのエディタ(7)、を含んで成る、中央プロセスユニット(6)を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】 可動装置(apparatus)を制御する設備(installation)および方法 本発明は、生きている存在(being)もしくはその二次元のシミュレーションに 似ている可動装置を制御する設備に関し、その装置は人工四肢、制御シグナルを 受ける手段および人工四肢のための駆動シグナルを発生させる手段を提供され、 その設備は ・使用者によるコマンドを入力するための入力手段を提供されたユーザーインタ ーフェース、 ・第一の通信ラインを介してユーザーインターフェースに接続されそして ・装置の位置に関するデータをストアする第一の記憶手段、 ・前述の第一の記憶手段からデータを読取るための読取り手段、 ・前述の読取り手段から前述のデータを受け、そして前述の位置の間に内挿さ れる動きを計算しかつキャラクターをそれに応じて動かすためのエディタ手段 を含んで成る中央プロセスユニット、 を含んで成る。 こうした集成装置は欧州特許出願第0,428,164号から既知であり、これは動く キャラクター例えば人様の存在をディスプレイ上に表示するアニメーション製作 装置を開示する。所望の動き(movemnet)を計算するため、動くキャラクターは腕 、脚などのような多様な部分に分離される。これらの部分のいずれも別個の時間 尺度に別個の動きを割り当てられる。別個の動きが計算された後、キャラクター の組み合わせられた動きが、これらの別個の動きを1個の時間尺度上で加えるこ とにより確立される。 部分の別個の動きは、メモリからのキャラクターの読出しの「基本的な形」の間 の内挿する動きを計算するよう計画されるプロセッサにより確立される。「基本 的な形」は、基本的配置のデータすなわち予め決定された場所でのキャラクター の予め決定されたポーズと定義される。基本的動きの軌線すなわち極小の(atomi c)動きはストアされない。既知の集成装置は動画化されたキャラクターの滑らか な動きを制御することが可能であるとは言え、より人もしくは動物のように見え ることに関して制御された動きを完成する必要がなお存在する。 本発明の第一の目的は、生きている存在のように見える二次元もしくは三次元 のキャラクターに可能な限り自然なすなわち人もしくは動物のような動きを提供 する、そのキャラクターの動きを制御する設備を提供することである。 本発明の設備は、人のように動くことが可能である、人のように話すことが可 能である、そして人のように感情を表すことが可能である、ロボット様の人形を 構成するプロジェクトの一部を形成する。この文脈で、動きは時間にわたる(ove r time)位置および姿勢の連続と定義され、話すこと(speech)は時間にわたる特 定の音の連続と定義され、そして感情は動きおよび音を表現する様式と定義され る。人のように動き、話しそして感情を表現することが可能である人形の場合、 動き、話すことおよび感情は同時性をもたされなければならない。本発明は、部 分的に、特定された感情および/もしくは特定された話すことの機能として、人 形が人のように動くことを可能にする設備および方法に関する。 本発明のさらなる目的は、従って、隣接する周囲からのシグナルに応答して装 置を動かし得る動きのエディタ/コンポーザユニットを提供す ることである。この目的に必要とされる制御情報は高レベルで特定されることが 可能でなくてはならない。使用者は所望の感情に関連する所望の動きを動きのエ ディタ/コンポーザユニットに送る(feed)ことが可能でなくてはならない。この ユニットは使用者により提供される特定化を装置のために制御シグナルに翻訳す る。前述の装置に伝達される制御シグナルは自然の(人の)動きをもたらす。 さらなる目的は、使用者が怒りもしくは疲労のような感情を慣習的な言語的用 語で動きのエディタ/コンポーザユニットに送ることが可能でなくてはならない ということであり、その後、後者は、完全に新たな動きの特定化が必要とされる ことなしに人形の最終的な動きに前述の感情を組み込むことが可能である。 さらなる目的は、動きの特定化に対するいかなる修正も迅速になされることが 可能でなくてはならないということである。 従って、本発明は、 ・前述の第一の記憶手段が装置の予め決定された極小の動きに関する極小の動 きのデータをストアしている、 ・前述のエディタ手段は極小以下の動きを計算しそして隣接する極小の動きに 間にそれらを挿入するように計画され、先行する極小の動きとその後の動きとの 間に挿入されるべきいかなる極小以下の動きも、先行する極小の動き、極小以下 の動きおよびその後の極小の動きの組み合わせられた動きが滑らかかつがたがた と動かない(not jerky)ように、それが開始部分で前述の先行する極小の動きと そして終了部分で前述のその後の極小の動きと重なり合うように計算される、 ことを特徴とする、上で定義されるような設備を提供する。 この集成装置で、読取られている極小の動きの間に必要とされる極小以下の動 きの計算は、特定の極小の動きの終了点およびその後の極小の動きの開始点にの みならず、その終了点に近接する最初に挙げられる動きの中およびその開始点を 越えるその後の極小の動きの中にも基づく。言い換えれば、エディタは、言わば 、付加的な動きの路がある種の「膠」として2個の極小の動きの間に挿入され得 るように、特定の極小の動きの終点を越えてそしてその後の極小の動きの開始点 を越えて伸びる前述の路を計算する。極小の動きはデータスーツ(data suit)を 使用して人もしくは動物のような現実の生きている存在から得られることができ 、かようにこの装置の組み合わせられた動きの自然な外観を向上させる。なぜな ら、極小の動きは可能な限り人様もしくは動物様であるようにされ得るからであ る。 有利には、この設備はまた、この設備が似ている存在の感情に結び付けられる 、装置の予め特定された動きに関する感情の動きのデータを提供される第二の記 憶手段も提供される。ここで読取り手段もまた第二の記憶手段から読取るために 装備され、かつ、ここでエディタもまた使用者により入力される感情に従って極 小以下の動きを計算するために装備される。感情は、例えば、例えば人形の顔の 部分の特定の動きを必要とする、特定の顔の表情、換言すれば口および瞼の特定 の位置に反映され得る。 さらに、当該設備は、音のデータを提供される第三の記憶手段を提供され得、 ここで読取り手段もまた音のデータを読取るために装備され、かつ、ここでエデ ィタもまた使用者により入力される音に従って極小以下の動きを計算しそして音 のデータもまた含有する制御シグナルを提供 するために装備される。こうした第三の記憶手段を加えることにより、この装置 が、生きている存在(例えば人)のように動くことのみならず関係する生きてい る存在に関連する音(例えば話すこと)を出すこともまた可能である。この集成 装置で、装置の口が、出される音に対応する動きをすることが準備され得る。 好ましくは、エディタは、使用者が日常言語でコマンドを入力し得るようにフ ァジー論理に基づく。今日、ファジー論理はプログラミングで幅広く使用される 技術である。このタイプの論理は、そのための正確な解決が存在しないもしくは 正確に解決されるには複雑すぎる問題に使用され得る。従って、ファジー論理は 、日常言語(例えば「速く歩け」というコマンド)で使用者により特定されるコ マンドを装置の滑らかなパターンの動きに翻訳するのに強力かつ適する手段であ る。 それによって使用者がシミュレーションの助けを借りて装置の期待されるべき 動きをチェックすることが可能である、ある種の電子ビューアを創製するため、 中央プロセスユニットは、エディタにより計算される制御シグナルを基にして装 置によりなされるべき期待される動きをモニター上でシミュレーションするため のソフトウェアを装備された第四の記憶手段を提供され得る。 第一、第二および第三のメモリは、生きている試験存在で、例えばデータスー ツの形態のセンサーによって獲得されている動きに関するデータをストアし得る 。 本発明はまた、生きている存在もしくはその二次元のシミュレーションに似て いる可動装置を制御する方法にも関し、この装置は、人工四肢、制御シグナルを 受ける手段、および以下の段階すなわち ・入力手段を提供されたユーザーインターフェースを介してのコマンドの入力、 ・使用者により入力されたコマンドに従っての第一の記憶手段からの装置の位置 に関するデータの読取り、 ・前述の位置の間に内挿される動きの計算およびそれに応じてキャラクターを動 かすこと、 に従って人工四肢のための駆動シグナルを発生させる手段を提供され、 ・前述の第一の記憶手段から極小の動きを読取ること、 ・極小以下の動きを計算しそして隣接する極小の動きに間にそれらを挿入するこ と。先行する極小の動きとその後の動きとの間に挿入されるべきいかなる極小以 下の動きも、先行する極小の動き、極小以下の動きおよびその後の極小の動きの 組み合わせられた動きが滑らかかつがたがた動かないように、それが開始部分で 前述の先行する極小の動きとおよび終了部分で前述のその後の極小の動きと重な り合うように計算される、により特徴づけられる。 本発明のさらに有利な方法はこの先の依存する請求の範囲に指摘される。 本発明はいくつかの図面に関して下により詳細に説明されることができ、図面 は本発明の根底にある原則を図式的にしかしながら保護の範囲の制限を示唆する ことなしに示す。 第1図はロボット様の人形の概略表示であり、 第2ないし4図は本発明の機能を図解するブロック線図であり、 第5図は動きのエディタ/コンポーザユニットの構造の概略表示であり、 第6a図は中央プロセスユニットのメモリの配置の概略表示であり、 第6b図は特定の感情および特定の話すことと一緒になった時間にわたる人形 の動きの概略表示であり、 第7図は入力変数「速度」および「距離」のならびに出力変数「行動」の構成 機能(membership function)を示し、 第8図は極略図(polar diagram)を示し、 第9図は種々の運動(motion)グループの間の関係を示し、 第10図は本発明で使用されるライブラリの可能なレイアウトを示す。 第1図は、高度に図式的に、多様な四肢で構成される人形1を示す。四肢のい くつかは、上腕に関して前腕のように、隣接する四肢に関して相互から独立の3 個の方向に動くことが可能である一方、他は上部脚に関して下部脚のように隣接 する四肢に関して一方向にただ折り曲げることが可能である。人形1について以 前に特定された指示がセーブされているレコーダが参照数字2により図式的に指 摘される。実際には、レコーダ2は人形1の体内もしくは体上に提供される。レ コーダ2は使用者との通信のためのアンテナ3を提供される。 第2図は、特定の動きが特定の位置xから特定の所望の位置yまでの移行で定 義され得ることを図式的に示す。この情況において、第2図の上半分で、位置z が位置xと位置yとの間に定義され得ることもまた示される。その位置zを介し て位置xから位置yまでの移行が進行しなければならない。動きの持続時間は位 置xと所望の位置yとの間の移行の数に部分的に依存する。しかしながら、位置 xから位置yまでの移行は自然の移行に可能な限り似ていなくてはならない(換 言すれば人での移行に似ているもの)ため、限度が第2図の上半分の多様な移行 に負わせ られ、そして動きの持続時間は主として多様な位置の間の移行の持続時間により 決定される。 第2図の下半分は、話すことが多様な音の連続と定義され得ることを示す。話 すことの場合は、持続時間は主として多様な連続的な音の持続時間により決定さ れる。 第3図は、図式的に、人形1による特定の行動が異なる下位行動(sub-action) に分離され得ることを示す。ここでシークェンスと呼ばれる「挨拶」の行動は、 例えば、頭の3個の連続的な位置(位置x、位置yおよび位置z)ならびに2個 の連続的な音(音1および音2)に分離され得る。この場合、位置xは人形の頭 がまっすぐである位置、位置yは頭が傾いた位置、そして位置zは頭が再びまっ すぐになる位置と定義される。音1で、人形は「こんにちは」という語を話す一 方、音2は「わたしはダッチーです」という語に対応する。この情況において、 第3図はまた、図式的に、音1は位置xから位置yまでの移行で作り出されなけ ればならない一方、音2は位置yから位置zまでの移行で作り出されなければな らないことも示す。これは、時間の関数としてのこのタイプのパターンが人形に 人の態度(presence)を与えるためである。 第4図は多様なシークェンス(行動)が結合され得ることを示す。第4図はま た、多様な四肢が時間の関数として同時に動き得ることも示す。シークェンスx は第3図に図式的に示されるように挨拶の行動を指摘する。挨拶の行動はシーク ェンスyがその後に続き、ここで人形はその手を伸ばす。シークェンスyは、順 に、シークェンスzがその後に続き得、ここで人形がさようならを言う。シーク ェンスyおよびシークェンスzはそれぞれ、ちょうどシークェンスxのように予 め定義された位置を含 んで成る。人形は、挨拶し(シークェンスx)そしてその手を伸ばす(シークェ ンスy)際に、前に歩く(シークェンスq)ようプログラムされ得る。同様に、 人形は、その手を延ばし(シークェンスy)そしてさようならを言う(シークェ ンスz)後で後ろに歩く(シークェンスr)ようプログラムされ得る。シークェ ンスqおよびrは同様にそれぞれ、ちょうどシークェンスx、yおよびzのよう に多様な予めプログラムされた位置から成る。 第4図はまた、多様なタイプの感情(感情a、感情bおよび感情c)がシーク ェンスx、yおよびzのそれぞれについてプログラムされ得ることも示す。例え ば、挨拶は、例えば幸福な様式(感情a)でであり得る一方、手を伸ばすことは 丁寧になされ得(感情b)、そしてさようならを言うことは心からである(感情 c)。 人形1は、好ましくは、アンテナ3を介する無線通信を介してその入力データ を受ける。入力データは、好ましくは、人形1が話すことが可能であるように音 と組み合わせられた人形の特定の開始位置に関係がある人形の隣接する四肢の間 の全ての関節についての角度の差異を含んで成る。多様な関節の角度の差異は、 下に説明されることができるように、予めセーブされたデータおよび/もしくは 即座に発生されるデータから成る。 人形1の新たな動きは使用者4により特定される。第5図は、動きのエディタ /コンポーザユニットの一般的構造内の使用者4を示す。使用者4は、例えば、 モニター12およびキーボード13を装備された図式的に示されるパーソナルコンピ ュータ5から成るユーザーインターフェースを介して中央プロセスユニット6と 通信する。中央プロセスユニット6 との通信は二方向通信ライン11を介して進行する。中央プロセスユニット6は少 なくともエディタ7および読取り装置8を含んで成り、その機能は下に説明され ることができる。中央プロセスユニット6はまた、多様なメモリ、すなわち標準 的動きをストアする動きのメモリ20、感情をストアする感情のメモリ21、音に関 するデータをストアする音のメモリ22および一般的メモリ19も提供される。もち ろん、他のデータをストアする他の記憶手段もまた提供され得る。 動きのエディタ/コンポーザユニットのための構造はまた、例えばメモリ19な いし22に新たな情報を加えることを所望するオペレーターとの通信のためのメイ ンテナンスインターフェース15も含んで成る。このために、メインテナンスイン ターフェース15は二方向通信ライン16を介して中央プロセスユニット6に接続さ れる。新たな情報は、例えば、センサーを備え付けられた動く試験人の助けを借 りて記録されている新たなタイプの動きに関する。これはいわゆる「データスー ツ」18の助けを借りて行われていることができる。こうしたデータスーツ18は多 様な例えば100個のセンサーを含んで成り、これが試験人の動きを記録する。セ ンサーのシグナルは予め決定された時間に四肢の空間的位置に関する情報を記録 する。中央プロセスユニット6は出力シグナル23を作り出し、これは人形1を使 用者4により特定される様式で動かすための人形1の制御シグナルである。 人の存在(human being)の動きのシミュレーションのためのソフトウェアパッ ケージのデザインおよび実行が下に一般的に記述される。なされ得る動きの部分 は、「極小の」動きのグループ、換言すればオペレーターにより予め記録されて いる基本的動きから成り、それによって全ての 可能性のある動きの構成が可能にされる。 記録された動きはメモリ20ないし22で利用可能である。動きは1から数千個ま でのフレームで長さが変動し得る。動画の各秒は固定された数のフレームを含ん で成る。 新たな動きはエディタ7を使用して発生され得る。これらの新たな動きは「極 小の」動きの任意の数の組み合わせである。それぞれの動きは特定の感情および /もしくは速さの結果としての動きをそれに加えることにより適応され得る。極 小の動きを組み合わせるために発生されなければならない移行は人のような動き をもたらさなければならない。好ましくは、電子ビューアが結果をチェックする ために提供される。 開発されたプログラムは2個の異なる相すなわちオフライン相およびオンライ ン相に再分され得る。オフライン相では、動きは、新たな動きを形成するために 、変化、組み合わせ、付加、などされ得る。オンライン相ではそれぞれの動きは 実時間(real time)で起こる。オンライン相では、補正をすることを可能にする ために利用できるより少ない計算時間が存在し、その結果変化の可能性が従って 制限される。実時間で動きを実行することが可能であるためには、動きは時間に 関して連続的な位置としてストアされる。 人体の構造は高度に複雑である。人の動きのモデルは従ってまたとりわけ複雑 でもある。最も本質的な情報のみを含んで成るモデルが利用される場合、人体の ある動きをシミュレーションすることが可能である。このモデルは、とりわけ、 四肢の寸法および重量に関する、ならびに関節の可能な角度の上限および下限の 情報を含有しなければならない。 例えば、人体の区分モデルが利用され得、ここで人体は例えば23区分 により表される。各区分は1個の四肢から成り、これは、特定の長さのものであ りかつ隣接する四肢に関して特定の回転を受けることが可能である1個の関節を 有する。 四肢の自由度は3個の独立の方向の関節の回転可能性により決定され、これは 「偏揺れ」、「縦揺れ」および「横揺れ」により表され得る。偏揺れ角度は横断 面での回転であり、縦揺れ角度は矢状面での回転であり、そして横揺れ角度は前 頭面での回転である。各方向は最小および最大の片寄り(deflection)を有する。 特定の方向に片寄りが存在しない場合、最小の逸脱(deviation)は最大の片寄り に等しい。 動きは、偏揺れ、縦揺れおよび/もしくは横揺れの角度を変化させることによ り発生される。角度が片寄り限界内にある限り、人体により実行され得る動きが 発生される。この動きを人のように見せるために、角度は予め決定された規則に 従って変化しなければならない。これは、それが人であるとは言え人であるよう に見えない動きが発生されることを防止する。 がたがた動く動きは人形1の動きのパターンを発生させる場合に避けられなけ ればならない。がたがた動くことは加速の変化の速さもしくは位置の第三の派生 物と定義される。2点の間の最も滑らかな動きはがたがた動くことを最小限にす るものである。現実には、最小は実際の最小となり得ない。なぜなら、その場合 の動きは無限時間持続するとみられるからである。実際には、使用される値は所 望の速さで可能な最小値である。 発生されるべき動きのパラメータとしてのがたがた動くことに加え、質量の重 心(mass center of gravity)の位置が重要なパラメータである。 質量の重心は、人形1がその平衡を喪失することを防止するために人形1の足に 関して予め定義された位置のグループからのある位置を仮定することのみが可能 である。 人は彼らが異なって感じる場合に異なって動く。言い換えれば、彼らは「感情 的に」動く。怒っている者は幸福なもしくは悲しい者と異なる様式で動く。速さ の変動はまた、感情の影響下でも生じ得る。これは、与えられた動きが時間に関 して現れる様式が変化し得ることを意味する。ときに、感情は動きの速さにのみ 影響を有するが、しかしときには感情は動きそれ自身にもまた影響を与える。速 さの変化はまた例えば慣性質量(mass inertia)のため異なる動きにもつながり得 る。 人による比較的長い動きは通常、より小さな動きに再分され得る。比較的長い 動きは、第2、3および4図に図解されるように、移行によって結合される一連 のより小さな動きと考えられ得る。動きは、例えば、歩くこと、座ることおよび 食べることの3段階に再分され得る。これらのより小さな動きのそれぞれは、本 来、順に、「極小の」動きに再分され得る。これは最小の同定された動きの単位 である。歩くことは、例えば、歩みの連続と考えられ得る。これは、動きが、予 め定義された開始点および終了点をもつ「極小の」動きに再分され得ることを意 味する。動きの終了点および続く動きの開始点は、人のように見えなくてはなら ない移行の動きによって、相互に結合されなければならない。開始点および終了 点は言わば相互に「接着され」なければならない。これはエディタ7の仕事であ る(第5図)。 中間の移行を伴う連続的な動きは、一緒に、動きを完成するために関節がたど らなければならない路を形成する。通常、1個以上の関節があ る動きを実行するために使用される。これは特定の動きを同定する多様な路が存 在することを意味する。これらの関節のそれぞれについて、路は、偏揺れ、縦揺 れおよび横揺れの角度に翻訳されなければならない。 ここで最も重大な問題は、通常の日常言語で使用者4により特定される動きの 記述が人形1の動きに翻訳されなければならないということである。動きはメモ リ20ないし22ですでに利用可能であり得るが、しかしこれは真実である必要はな い。これが真実でない場合、動きが計算されなければならない。 言い換えれば、使用者4は、コンピュータが正確な値を必要とする際に日常言 語に置き換えて考える。これら2個は通常、相互に呼応しない。一領域から多領 域への翻訳は1:1の関係でないため、翻訳であるごまかしが必要とされる。「 ファジー論理」の使用はこれをするための強力な手段である。なぜなら、このタ イプの論理は自然の概念を処理することが可能であるからである。こうした自然 の概念は人の感情に関し得る。「ファジー論理」の使用は本記述で後で説明され ることができる。 感情は通常、7つの一般的なグループ、すなわち驚き、不安、反感、怒り、喜 び、悲しみおよび中立に再分される。これらの感情およびこれらの組み合わせが 全ての可能な感情を形成する。他の感情、言い換えれば特定の感情についての他 の語、は、これらの7個の基本的感情に置き換えて表現されなければならない。 もちろん、誰でも彼もしくは彼女自身の感情の解釈を有し、そして新たな感情は 従ってそれぞれの新たな人について特定されなければならない。これらの新たな 感情が記述されていれば、それらはいずれかの任意の動きのグループに加えられ 得る。特定の感情に利用可能な動きが存在しない場合、エディタ7それ自身が試 みをなし得そして他の動きを動きのグループから引き出し得そしてこれらを関係 する機能性のために使用し得る。エディタ7は従って、その仕事を実行すること が可能であるためにある程度の知能を保有しなければならない。エディタ7は特 定された動きについて正確な極小の動きを選択する能力がなければならない。も ちろん、組み合わせられた動きが正確な挙動をもたらすことができるという保証 は何ら存在しない。これは、メモリですでに利用可能である動きに、およびエデ ィタにより選択されている動きに相互に合致する可能性に高度に依存する。 入力手段としての通常の日常言語の使用は、動きが多様な様式で表現され得る という問題を伴う。「速く歩け」および「走れ」という表現は同じ動きを指すが 、しかし、これらの概念の間に(今までのところ)関連は存在しない。しかしな がら、こうした関連は「ファジー論理」を使用することにより創製され得、その 結果エディタがその場合に強力な器械となることができる。なぜなら、例えば「 速さ」を調整することにより、異なる動きのグループが、使用者4とのいずれか の相互作用なしに調査されることができるからである。 第6a図は中央プロセスユニット6に属するメモリの可能な配置を示す。人の 動きに対応する多様な動きの路が、動きのメモリ20にストアされる。メモリ領域 20aは、例えば、「歩くこと」の動きに関する位置データを含有する一方、メモ リ領域20bは「座ること」に関する位置データを、メモリ領域20cは「手を振る こと」に関する位置データを、メモリ領域20dは「話すこと」に関する位置デー タを、メモリ領域20eは「眠ること」に関する位置データを、そしてメモリ領域 20fは「握手すること」に関する位置データを含有する。 上に指摘されるように、動きの路のそれぞれは極小の動きに分離され得る。 感情のメモリ領域21aは、例えば「友好的な」感情に関する位置データを含有 する。これらの位置データは身体の態度に、しかしとりわけ唇および瞼の位置に 関し得る。その顔が上で定義される7個の基本的感情に置き換えて多様な感情を 表現することが可能であるような方法で形成されているロボットの頭は、以前に 、例えばコバヤシ(H.Kobajashi)ら、"Study on face robot for active human interface"、ロボットおよび人の通信に関するI.E.E.E.国際ワークショップ(I.E .E.E.International Workshop on Robot and Human Communication)、東京理科 大学(Science University of Tokyo)、1993、に記述されている。 メモリ領域21bには、例えば、「驚き」の感情に関連する動きの路がストアさ れる一方、領域21cには「怒った」感情に関連する動きの路がストアされる。も ちろん、感情のメモリはまた、他の基本的感情の動きの路がストアされる他のメ モリ領域もまた含有する。 記録されたデータが実時間に人形1によって再生される場合、3層、すなわち 音(話すこと)、動きおよび感情が言わば重ね合わされなければならない。多様 な局面が第6b図により詳細に示される。ここでこれらの3層が時間にわたる例 により図解される。人形1は、例えば、予め決定された期間、歩き、握手をしそ して話すようプログラムされており、その間、人形1はまた友好的でもある。前 述の予め決定された期間は、例えば、人形1が驚く際に彼が話すその後の期間が 後に続き得る。連合した動きが今や利用可能な標準的な動きから可能な限り読取 られる一方、中間の移行がエディタ7の助けを借りて計算されなければならない (第 5図)。 人形1を十分に利用するために、動きは事前にプログラムされなければならな い。これは、値が、特定の動きについて、各関節の偏揺れ、縦揺れおよび横揺れ の角度に割り当てられなければならないことを意味する。例えば20個を越える関 節を有する人の人形については、これは非常に複雑な仕事かもしくは不可能でさ えあることが明らかであることができる。しかしながら、多様な方法が、全ての 関節がプログラムされなければならないことなしに人形1を動かすために利用可 能である。 第一の方法は試験人によりなされる動きの記録に関する。試験人は人形1がな すことになる動きを実行し、試験人は上ですでに説明されているようないわゆる データスーツ18を着用する。偏揺れ、縦揺れおよび横揺れの角度がデータスーツ により決定される。これらの関節の角度がその後人形1に加えられる。この方法 は複雑、高価かつ遅い。なぜなら全ての動きが事前に実行されそして記録されな ければならないからである。この方法のみが利用される場合、結果はまた、動き が適応され得ないということでもあり、その結果、既に記録された動きといくぶ ん異なる動きがなされなければならない場合は新たな動きが全体として記録され なければならない。さらに、感情は記録された動きに加えられ得ず、その結果、 単一の概念例えば「前に歩く」に関連する特定の動きがそれぞれの連合する感情 についてプログラムされなければならない。 第二の可能な方法は高レベルでの動きの特定化に関する。これは、動きの完全 な記述が与えられることを意味する。動きそれ自身はこの場合はデータの特定化 に従って計算され、そして人形1の入力として使用される。それぞれの特定され た動きがその後実行され得そしてそれぞれの 感情およびそれぞれの速さに適応され得る。この方法は長い計算時間を必要とす る。なぜなら値が各関節について計算されなければならないからである。人の動 きの全ての特徴および人体の機械的特徴が同様に考慮に入れられなければならな い。この方法の別の欠点は、高レベルで全ての動きを特定することが可能でない ということである。いくつかの動きはそれらが複雑すぎるために特定され得ない 。結果として、このタイプの動きはこの方法を使用して実行され得ない。 第三の方法は2個の先行する方法の組み合わせである。この第三の方法では、 所望の動きがデータスーツ18を着用している試験人により実行される。試験人に より実行される動きは記録され、そして、例えばメインテナンスインターフェー ス15を介して動きのメモリ20にストアされる(第5図)。その後、高レベルで特 定の所望の動きを特定しそして動きのメモリ20にストアされた情報を利用するこ とが可能である。記録された動きは、所望の動きを創製するために、エディタ7 の助けを借りて相互に結合される。この方法で計算された動きは人形1のための 入力データとして使用され得る。こうした方法の利点は、各時間点でそれぞれの 動きをそっくりそのまま記録することもしくは動き全体を計算することが必要で ないことである。この方法の欠点は、動きのメモリ20が実際に極小の動きを提供 されることであり、その結果、多様な連続的な極小の動きの間の移行が、動き全 体がなお人のように見えるような方法で計算されなければならない。さらに、感 情により決定される限界に依存する極小の動きを適応させることもまた可能でな くてはならない。この第三の方法は第一の方法より順応性があり、また、第二の 方法よりもかなりより少ない計算時間がかかる。 要約するために、前述の第三の方法により、動きのエディタ/コンポーザユニ ットが以下の段階を実行する。すなわち 1.動きがデータスーツ18を着用している試験人の助けを借りて記録される、 2.記録された動きが、そっくりののままかもしくは異なる極小の動きに分離 されてかのいずれかで動きのメモリ20にストアされる、 3.新たな人の動きが創製されなければならない場合は、動きのメモリ20から の動きおよび極小の動きが利用される。 新たな動きが、所望の動きおよび所望の感情を高レベルで特定することにより デザインされる。特定された動きは、述べられたように、極小の動きに再分され ており、これは動きのメモリ20に存在する。読取り装置ユニット8が動きのメモ リ20からこれらの極小の動きを読取り、所望の速さおよび特定された感情が考慮 に入れられる。特定された感情は、特定された動きに制限を加えることができ、 そして/もしくは他の四肢により(例えば顔により)動きを加えることができる 。特定された動きが、関連する動きが全体として動きのメモリ20から読取られ得 るように、特定された感情とともにすでに記録されていることもあり得る。そう でない場合、動きはその場合には動きのエディタ/コンポーザユニットそれ自身 により集められなければならない。 動きのメモリ20で利用可能な全ての必要な動きが読取られた後、それらは単一 の滑らかな動きが作り出されるように組み合わせられなければならない。これは 動きの特定化に衝突(conflict)が存在しない場合にのみ可能である。衝突は、例 えば、2個もしくはそれ以上の動きが同じ四肢について特定されている場合、も しくは2個の異なる四肢が同じ時間 点に同じ位置になくてはならずそして衝突がかように避け難い場合に存在し得る 。こうした衝突は関連する動きが実行される前に確立されなければならない。衝 突が存在しない場合、滑らかな動きが発生され得る。 所望の動きを前もって予測することが可能であるためには、それによって人形 1の所望の動きがシミュレーションされ得かつ使用者に示され得る電子ビューア へのアクセスもまた有することが所望される。このタイプの電子ビューアは、例 えば中央プロセスユニット6のメモリ19で実行されていることができる。シミュ レーションされた動きはその後、スクリーン12上に三次元的に表示され得る。電 子ビューアは、使用者4に、記録された動きおよび多様な見る(viewing)角度か ら観察されるべき下位の動き(sub-movement)の発生された組み合わせを可能にす る器械を提供することを意図される。これは、存在する動きを中途妨害しそして 存在する動きの部分を相互に流させる場合に助けとなるものを提供し得る。さら に、創製された動きは実時間でたどられ得、これは使用者が必要とされるように 動きを修正することを可能にする。 電子ビューアとして使用され得る多様な手段例えばAVSプログラムが既知で ある。これは、非常に強力な見るシステムを提供する高度に複雑なプログラムで ある。加えて、それとともに人が作業しなくてはならない設備に関する人間工学 的必要条件の目的のために開発されている「ジャック(JACK)」と命名された動画 プログラムが存在する。「ジャック」プログラムは人の像(figure)の詳細な三次 元画像を提供する。 電子ビューアの助けを借りてシミュレーションされた動きを表示する場合、動 きのメモリ20にストアされた動きが利用される。動きのメモリ20ならびに感情の メモリ21は異なる寸法の多様な人形の情報を含有し得 る。 電子ビューアのためのプログラムは2個の異なる相すなわちオンライン相およ びオフライン相に再分され得る。オンライン相では、ストアされた動きが電子ビ ューアの助けを借りて実時間で再生される(played)。電子ビューアのための出力 シグナルは、所望される場合は、人形1にもまた送られ得る。この相では、使用 者4との相互作用の可能性は制限される。なぜなら、利用可能な計算時間の本質 的な比率がすでに取られているからである。 オフライン相では、使用者は所望の動きにわたって完全な制御を有する。この 相では、動きが編集、ストア、所望されるように可視化、などされる。 完全な動きを発生させるため、メモリにストアされた動きは、述べられたよう に、滑らかな移行により一緒に「接着され」なければならない。この一緒に「接 着すること」は、メモリからの極小の動きの単なる相互への結合より以上である 。なぜなら、1個の微小の動きの終了点がその後の極小の動きの開始点と適合し ないことがほぼ確実であるからである。極小の動きの開始点および終了点に単に 依存しない移行が計算されなければならない。滑らかな移行を得るためには、1 個の極小の動きの終了および続く極小の動きの開始もまた研究されなければなら ない。 計算されるべき移行はメモリから読取られ得ない。移行は、相互に結合されな ければならない2個の連続的な極小の動きの間に自動的に挿入される。移行がど のくらい長くなければならないかは、2個の連続的な極小の動きに依存する。従 って、移行の計算がかかることができる時間の長さを前もって推定することは可 能でない。1個の極小の動きの終了 点とその後の極小の動きの開始点との間の距離が増大する場合はより多くの時間 が必要とされることができる。加えて、移行はまた、使用者により特定される感 情にも依存する。なぜなら、感情は、実行されるべき動きに制限を負わせ、かつ 、口および瞼の動きのような他の四肢による付加的な動きを必要としうるからで ある。 滑らかな動きを発生させるためには、1個の極小の動きの終了点とその後の極 小の動きの開始点との間の滑らかな移行を単に計算することは十分でない。移行 の開始は最初の動きのパターンを実際にたどらなくてはならず、また、移行の終 了は第二の極小の動きのパターンをたどらなくてはならない。従って、移行は、 実際、第一の極小の動きの終了点の前に開始しそして第二の極小のその後の動き の開始点の後に終了しなくてはならない。極小の動きの1個が非常に短い場合、 計算された移行が前述の極小の動きに完全に重なり合うことがあり得る。これは 、前述の短い極小の動きの前および後の動き全体のパターンもまたたどられなけ ればならないことを意味する。 かように、短い極小の動きを相互に結合することにより新たな動きを発生させ ることが可能である。使用者により入力されたコマンドに従って装置に滑らかな 動きを実行させるための、メモリ20−22から読取られている極小の動きの間に必 要とされる極小以下の動きの計算、および、読取られている極小の動きへの間の こうした極小以下の動きの挿入は、エディタ7の仕事である。 動きのメモリ20は、常に、データスーツ18によって試験人により実行された動 きにより補われ得る。データスーツ18のセンサーにより検出される身体位置は、 メインテナンスインターフェース15を介して中央プロ セスユニット6に直接供給され得るか、もしくはメインテナンスインターフェー ス15により読取られ得るフロッピーディスクのようなこの目的に適するデータ記 憶媒体(carrier)にまずセーブされ得るかのいずれかである。同様の方法で、例 えば、試験人の顔に適用されたセンサーによって特定の感情に関連する顔の表情 に関するデータを収集することが可能である。前述の顔の表情はその後、メイン テナンスインターフェース15を介して感情のメモリ21に加えられ得る。 同様に、特定の語を発音することに関連する顎および唇の動きがセンサーの助 けを借りて記録され得、また、連合するデータが、音それ自身に関するデータに 加え、メインテナンスインターフェース15を介して音のメモリ22にセーブされ得 る。 2個もしくはそれ以上の動きが同じ時間点で異なる四肢により実行されなけれ ばならない場合、スタック技術がこれらの同時の動きを制御するのに使用される 。動く四肢は他の四肢の動きに影響を与え得るため、付加的な制限が他の四肢の 動きに負わせられる。特定の四肢についての特定の動きが特定されている場合、 他の四肢が、その四肢について特定される動きを可能にするために同様に動かな くてはならないことができることはほぼ確実である。これは、関係する関節の可 能性のある偏揺れ、縦揺れおよび横揺れの角度に関する付加的な制限に翻訳され る。 特定の動きが発生される場合はこれは修正される必要はない。エディタは従っ て発生された動きを編集する設備(facility)を提供する。編集は、例えば、速さ もしくは連合する感情に関し得る。編集はオフラインもしくはオンラインのいず れかで実施され得る。オンライン編集の場合には、実行中の(running)プログラ ムにわずかな変更を加えることのみ が可能である。なぜなら利用可能な計算時間がこの場合はより短いからである。 いくつかの動きは異なる感情について異なる。例えば、人は、彼が幸福である 場合は彼が怒っている場合と異なって歩く。従って、メモリは異なる感情に関連 する異なる動きを含有する。特定の感情が選択される場合、その感情を伴う動き がメモリから読取られる。オンライン相中に、感情表現は、選択された感情内で のみ編集され得る。例えば動きが「悲しい」という感情内で実行される場合、こ の感情はその動きの間に「幸福だ」に変化され得ない。 同じことが速さの場合に当てはまる。所望の動きはメモリ20に多様な異なる速 さについてセーブされている。オフライン相中に、仮定が速さに関してなされる 。オンライン相中に、特定の選択された速さを伴う動きが、メモリ20にストアさ れたように、その速さを伴う動きの制限内でのみ編集され得る。例えば、ある動 きの間、速く歩くことをゆっくり歩くことに変化させることは可能でない。 エディタは、これが使用者4により特定されない場合、感情もしくは速さに関 して正しい選択をするようプログラムされていることができる。 ルーチンが、ライブラリにストアされる予め記録された動きを組み合わせるこ とによる新たな動きの創製のために開発されている。この組み合わせは、「人( もしくは動物)の動き」をもたらすはずであり、これは、このルーチンにより発 生される動きが現実の人(もしくは動物)の動きに十分に近づくはずであること を意味する。 このルーチンは、スクラッチ(scratch)から人(もしくは動物)の運動を発生 させるのに使用されることを計画されない。ルーチンにより創 製される動きは人(もしくは動物)の動きに似ているが、しかし人がその動きを 同じ方法で実行することが保証されない。 動きを組み合わせるのに必要なデータはユーザーインターフェースにより提供 される。これは、ユーザーインターフェースが、ルーチンに組み合わせられるべ き動きのIDを通過させる(pass the id's)ことを意味する。ルーチンはライブ ラリからデータを引き出す。ルーチンにより創製される動きはライブラリにスト アされ、そして対応するIDがユーザーインターフェースに戻される。 感情および速度はいわゆる変更子(modifier)である。それら全ては動きに対す るそれら自身の影響を有する。この影響を記述する方法が存在しないため、それ はその感情および速度をもつ存在する動きから推論されなければならない(これ がいやしくも可能である場合)。 動きを特定する場合、感情および速度のこの運動との特定の組み合わせがライ ブラリで利用可能でないことができることが可能である。 この状況に反応するためのスマートな方法は、最も良く合う動き(1個もしく は複数)を見出すことであるが、しかし今や所望の感情および速度が考慮に入れ られる。運動それ自身は検査されないことができる。動きが選択されるはずであ る基準は所望の感情および動きの感情の類似性に依存する。同じことが速度につ いて当てはまる。従って、若干の知識が、感情の間の一致を決定するために提供 されなければならない。異なる運動グループについて、感情および速度を比較す るための異なる制約が存在し得るとみられる。 最後の2方法への拡張は、(普通の言語での)他のより遅い(もしくはより速 い)バージョンである運動グループの間に関連を作ることから 成る。 感情および速度の数はほぼ無限であるため、それらは使用者の助けでのみ特定 され得る。それらは普通の言語で特定されなければならないことができ、また、 1もしくは2語で記述を与えることにより加えられ得る。 ただ7個の基本的感情が存在するという知識で、いかなる新たな感情も基本的 感情のそれぞれに関して与えられるはずである。使用者は新たな感情およびそれ らの関連を特定しなければならないことができる。普通の言語のレベルに留まる ためには、キーボードのファジーな設定が関連を特定するのに提供されることが できる。 この最後の方法は、現在の感情との関係を直観的に有する感情との関係を特定 することに拡張され得るとみられる。これは、基本的感情との全てでない関連が 特定されなければならないことができることを意味する。なぜなら、大部分は新 たなものといかなる関連も有しないことができるからである。 速度はこの複雑な関係を有しない。新たな速度は直線的尺度上で値を割り当て られ得る。 このライブラリの最終目標は、動き、感情、速度および音の完全な組を提供す ることである。 任意の感情を伴うこの運動を引き出すのに中立の感情を伴う運動をとることが 不可能であることを知ったため、運動が多様な感情とともに記録されなければな らないことができることが明らかである。 速度では、それはわずかにより容易である。速度のわずかな変化は動きのわず かな変化につながるが、しかし速度がますます増大もしくは減 少する場合、動きは新たなものに変化する。 この知識は、それにもかかわらず模倣され得る。2個の異なる運動を記録し、 そして2個の記録された運動を組み合わせることにより中間の動きを試みかつ見 出すことは、はるかにより小さく複雑である。 運動グループが存在する以上、一グループが、ただ1個の運動、およびいくつ かの速度をもつ1個の感情、もしくはいくつかの感情をもつ一速度をストアする 、より小さな部分に分割されるべきであろうか? この方法の問題は、一般に、 ただ1個のファイルにはるかに少なすぎる動きが存在することができるというこ とであるため、存在する動きから新たなものを組み合わせることが存在する動き が集められる表を要求するとみられる。さもなければ、このプログラムは特定の 運動のどの動きが存在するかを知らない。この方法の利点は、特定の動きが直線 的時間で見出され得ることである。 この方法は、運動グループを造ることそしてこれらを別個のファイルにストア することであることができるため、こうしたファイルは、いずれかの速度と組み 合わせられるいずれかの感情を伴うこの特定の運動を含有するとみられる。 音は特別の例である。それらはただ記録されそしてストアされなければならな い。それらは動きのように修飾され得ないため、像が言わなければならない何ご とも記録されるべきである。 エディタ7は、動きが普通の言語で特定され得る手段である。動きは、運動、 感情、速度および音から成る。従って、記述のみが動きについて与えられ得る。 これらはプログラムにより使用されず、記述がプログラムにより理解されないこ とを意味する。それらはメモリの助けとなるも のとしてのみ与えられる。それらは動きなどを選択しかつ特定するのに使用され 得る。 デフォルトの動きは常に特定される。デフォルトの運動はわずかな動きからプ ログラムにより構成される。それらは、動きが所望の動きを妨害するとみられる 場合に、わずかな動きとともにライブラリから無作為に選ばれそして同時に転じ られ(shifted)得る。それは呼吸および瞬きのような全ての種類の異なる運動を 含有しうる。 エディタ7は最終的に動きを許容もしくは拒絶することができる手段である。 第一の例では、それは特定された動きを見出そうと試みることができる。これが 失敗する場合、記述を使用して所望の組み合わせに置き変わる感情および速度の 他の組み合わせが見出されることができる。低レベル層がその後、これらの組み 合わせを新たな動きに組み合わせるのに必要とされる。結果は使用者に呈示され ることができる。 動きを特定するため、所望の行動(action)が置かれ得る時間線(timeline)が呈 示される。ライブラリからの動きの選択の2個の選択可能なものが存在する。そ れらはライブラリから所望の感情および速度を伴う運動を拾い上げることにより 正確に特定され得る。しかし、この動きが存在しない場合、それは選ばれ得ず、 しかしこの運動グループを特定することによってのみ選択され得る。デフォルト の感情および速度がとられることができる。 ペースト(pasting)およびスタック(stacking)は実際のところ非常に異なる操 作である。ペーストは一般にスタックより少ない動きに作用する。ペーストはた だ、2個の異なる動きを一緒に接着しなければならない。しかし、特定の時間で 特定される全ての動きはスタックされなけれ ばならない。実際、低レベル層はいくつの動きがスタックされなければならない かを知らないことができる。 プログラムは展開され得ない1個の長い行動から成る。エディタ7が運動、感 情、速度および音を組み合わせるのに使用され得る。より小さな運動から成る動 きは解凍され(unpacked)得、それらのより小さな運動を引き出す。この方法で発 生される運動の部分が新たなものを創製するのに使用され得る。組み合わせられ た動きが存在する限り解凍がなされ得る。 一度にただ1個の全体の感情が存在し得る。2個の組み合わせられた動きがま さに同じ感情を有しない場合、最も強い動き(最も高い優先順位をもつ)が感情 を供給することができる。しかし、解凍がなされる場合、最初の感情が回復され る。 ある時点でいくつかの速度が存在し得る。しかし、一区分について一速度のみが 残存することができる。感情でのように、最も強い動きが速度を供給することが できる。 ビューアは新たな動きの創製で役に立つ手段であることができる。それは記録 された運動を細分し(strip)そして動きの部分を選択するのに有用であることが できる。動きの特定化の結果をチェックする場合にそれなしで行うことが不可能 でさえある。 ビューアは動きを実行する場合に異なる観点から像を示すためのあるパス(pat h)をあちこち移動することが可能であるべきである。これらのパスはトレースと 呼ばれる。 使用者はモデルの配置を特定するための可能性を与えられるべきである。モデ ルの配置を引き出す方法は区分モデルの特性を使用することに よる。このモデルはある種の木のように見られ得、ここで基部(base)は盤状構造 (pelvis)として無作為に選ばれる。全ての区分は1個の関節および1個の「骨」 から成る。基部から四肢が枝を形成する。 モデルの最小構造が区分である。区分は対応する関節との四肢の組み合わせで ある。モデルの構造を造るには区分が結合されなければならない。各区分は、基 部区分を除き、祖先(ancester)区分を有する。祖先区分は現在の区分をモデルに 結合する区分である。各区分は多数の子孫(descendants)を有し得る。 人により実行される運動は、大まかに、2グループすなわち周期的運動および 非周期的運動に分割され得る。 サンプリング速度が一定であり、そして従ってフレームあたりの時間が一定で あるため、異なる速さの周期的運動はまた異なる数のフレームも必要とする。例 えば「ゆっくり歩くこと」の一周期は60個のフレームをとることができ、例えば 「速く歩くこと」は40個のフレームを必要とするのみであることができる。これ は、新たな運動が創製される場合にこの運動のフレーム時間もまた一定でなけれ ばならないことを意味する。一定のフレーム時間をもつ運動を創製する技術がス ケーリング(scaling)である。運動がスケーリングされる場合、フレームが運動 に加えられもしくは運動から取り除かれる。スケーリングは2方法で使用される 。第一の方法は、運動が、ソフトウェアで使用されるフレーム時間と別のフレー ム時間で記録される場合である。スケーリングはまた、運動がライブラリで利用 可能でない速さで創製されなければならない場合にも使用される。この新たな運 動はライブラリで利用可能である運動から創製されなければならない。 ユーザーインターフェースではストーリーボードがデザインされる。これは、 使用者がライブラリから運動を選びそしてこれらを時間線上に置くことを意味す る。運動が置かれる時間線上の位置が運動の開始時間および終了時間を設定する 。プログラムがデザインされる場合、イベントリストがユーザーインターフェー スにより生じられる。このイベントリストはその後運動ルーチンに送られる。 これらのルーチンで、イベントリストが、どこでスタックおよびペーストが起 こるべきかを決定するために分析される。これが決定される場合にスタックおよ びペーストがなされる。スタックおよびペーストは一組のライブラリの運動をも たらす。これらのライブラリの運動が、ストーリーボードで特定される運動を創 製するのに使用される。 それから運動が開始されるべき点もしくは運動が終了すべき点はいつでも異な るため、運動の開始および終了はライブラリに加えられ得ない。周期的運動が開 始する場合、身体は通常、動きを開始するために必要とされる状態にない。 周期的動きを開始する2方法が存在する。最も単純な方法は現在の態度から動 きの最初のフレームの体位に動くことであり、現在の体位から開始体位までの移 行のみが計算されなければならない。他の方法は、現在の状態から最も良く合致 する状態までの移行を創製することである。この方法で創製される移行は第一の 方法で計算される移行より短い。最良の合致は、現在の体位と、周期的運動の全 てのフレームの体位との間の距離を計算することにより見出される。この距離は 、双方の体位で対応する関節の値を差し引くことにより計算される。差異の絶対 値が加えられる。全ての差異を加えることの結果は2個の体位の間の距離を与え る。 運動のスタックは、いくつかの運動が同時に特定される場合は四肢の制御を意 味する。これらの同時の運動を正しく扱うために、優先順位が運動に割り当てら れる。 2個もしくはそれ以上の運動が同時に実行される場合、関節の角度値は1個よ り多い運動により変化されうる。一瞬間に関節の角度の値は1個の値のみを有し 得るため、選択が関節の値についてなされなければならない。より多くの運動が 同時に実施されればスタックはより困難になることができる。 いくつかのライブラリの運動は、運動それ自身に必要でない四肢についての情 報を含有する。例えば、「歩く」というライブラリの運動では、主な四肢は歩く ことに必要である四肢である。腕の運動は歩くことに必要でないが、しかし大部 分の人は歩く場合に彼らの腕を動かす。腕の運動は従って、デフォルト運動とし てライブラリに加えられる。これらのデフォルト運動は低い優先順位を有し、こ れはそれらがいずれかの特定される運動により優先されることを意味する。 同じ瞬間にいくつかの運動がある四肢について特定され得る。一運動のみが一 度になされ得るため、一運動が選ばれる必要がある。これはどの運動が正しいも のであるかが明らかである場合にのみなされ得る。各運動は、正しい選択をする ことが可能であるように優先順位を割り当てられる。 いくつかのタイプの運動が存在する。「休息」運動は他の運動が特定されない 場合になされる運動である。休息運動はソフトウェアにより自動的に選択される 。この運動はいかなる特定される運動によっても置き 換えられる。従って、休息運動は非常に低い優先順位を有する。いわゆるデフォ ルト運動はより高い優先順位を割り当てられる。なぜならそれは休息運動に置き 換わるからである。別のクラスの運動は、別の四肢の運動により誘発される四肢 の運動である。この運動はデフォルト運動より高い優先順位を割り当てられる。 なぜならこの運動は別の四肢を動かすためになされなければならないからである 。最も高い優先順位は直接特定される運動に割り当てられる。 運動のスケーリングは、フレームが運動に加えられるもしくは運動から取り除 かれることを意味する。スケーリングはフレーム時間を変化させるもしくは運動 中のフレームの数を変化させるためになされる。 スケーリングはまた、存在しない運動が2個の存在する運動を組み合わせるこ とにより創製される場合になされる必要がある。この2個の運動は、それらが同 じ数のフレームを有する場合にのみ組み合わせられ得る。双方の運動は、従って 、それらが組み合わせられる前に新たな運動のフレームの数にスケーリングされ るべきである。 スケーリングはフレームを平均することによりなされ得る。フレームが加えら れなければならない場合、新たなフレームが、最初のフレームをコピーすること によりもしくはフレームを組み合わせることにより創製される。係数(factor)が 、平均することでのそれぞれの最初のフレームの重み(weight)を指摘するのに使 用される。各フレームのいくつが使用されるかは、最初のフレームの開始および 終了時間ならびに新たなフレームの開始および終了時間に依存する。これらの開 始および終了時間は絶対的時間である必要はない。時間はまた古いフレームと新 たなフレームとの間の比でもあり得る。フレームが取り除かれなければならない 場合、フレームはまた組み合わせられて新たなフレームを創製する。 知能は、とりわけ、動きの定義が起こらなければならない方法の一部である。 意向は、ユーザーインターフェースの使用を簡単にすることができる普通の言語 を使用することである。プログラムは、例えば「速くかつ愚かに歩くこと」が何 を意味するかを知るある種類の知能を必要とする。この言い方で、3個の部分す なわち「歩くこと」、「速く」および「愚かに」が認識され得る。「歩くこと」 は記録された運動の記述を表し、このためには知能は必要とされない。「速く」 は、他方、速度すなわち中立の運動の変更子である。この種類の速さは(ほぼ) 同じ速度のいずれかの記録された運動を表すべきである。「愚かに」という感情 に同じことが当てはまる。すなわち、「愚かに」はだいたい同じ感情のいずれか の運動を表すべきである。これは、全ての運動が記録されるとみられる場合は目 的のものではないとみられるが、しかしながらこれは意向ではない。ライブラリ に記録されそしてストアされる十分な運動が存在する場合、新たな運動が存在す るものから創製されなければならないことができる。ある運動が何のように見え ることができるかを知るプログラムについては、それは特定された感情および速 度が他の感情および速度にどう関係があるかを知らなくてはならない。その後に のみ、存在する動きから新たなものを創製することが可能である。 普通の言語をインターフェースに結び付ける方法を論考する前に、われわれは ファジー論理への序説を与えることができる。 走行中の自動車にいることを想像せよ。あなたは、取り巻く交通にあなたの挙 動を適合させ、そしてあなたの前の自動車とある距離を保たなければならない。 従って、あなたは、とりわけ、自動車の速さおよび次 の自動車との距離を観察する。この情報の助けで、あなたはブレーキを適用する 、加速する、などができる。 実際、あなたは2個の入力すなわち速度および距離を受け、そしてこれらから出 力すなわち行動を推論する。この推理過程がシミュレーションされる。これがな され得る前に、しかしながら、変数が定義されなければならない。 この例を単純に保つため、多様な変数がいくつかの部分に再分される。速度は 遅い、平均および速いに分割される。これらはメンバーと呼ばれる。 各メンバーはその変数のある間隔すなわち構成機能(membership function)に 範囲を限定される。遅いは約10mphで開始しそして35mphくらいまで継続する。遅 いはそのグラフが頂上(15−30mph)に到達する場合に真に遅い。25から35mphま での間隔は多少遅くかつ多少平均である。25mphは非常に遅くかつわずかに平均 であり、30mphは半分遅く半分平均であり、そして35mphはわずかに遅くかつ非常 に平均である。距離および行動について類似の理論が当てはまる。これは、ある 間隔で1個以上のメンバーが活動的であり得ることを意味する。これは一メンバ ーから別への滑らかな移行を提供する。構成機能はいずれかのタイプの線図、す なわちつりがね型のものから三角形までおよびその中間の全てとして描かれ得る 。これは第7図に説明され、2個の入力変数(速度および距離)についてならび に出力変数(行動)についての構成機能を示す。 行動は実行され得る多様な行動の全体を再分する。 以下はこれらの変数に属する規則の基本(rule base)の一部である。速度および 距離は前件と呼ばれ、行動は帰結と呼ばれる。この例から、各 変数は全ての規則でせいぜい1度使用されうることが当然の結果となる。 ・速度が遅くかつ距離が長い場合、その場合は行動は加速するである。 ・速度が遅くかつ距離が短い場合、その場合は行動はブレーキである。 ・速度が平均でありかつ距離が平均である場合、その場合は行動は安定である。 ・速度が速くかつ距離が長い場合、その場合は行動は加速するである。 ・速度が速くかつ距離が平均である場合、その場合は行動は安定である。 ・速度が速くかつ距離が短い場合、その場合は行動はエアバッグである。 推理過程は規則の基本を評価することによりシミュレーションされる。 規則の基本の全ての規則は異なる組み合わせの全領域の小さな部分を扱う。規則 の基本が十分に定義される場合、完全な領域が扱われることができる。 速度および距離のいかなる2個の値(範囲内)についても、これらの変数の異 なるメンバーが、0(なし)からI(全体)までの範囲にわたるある程度の構成 を有する。1個の特定の出力メンバーの構成の程度が高くなるほど最終結果への その影響がより大きくなる。各規則で、これらの値が充たされ、その規則につい ての出力メンバーの構成の程度を得る。これは実際、この規則の真実性の程度で ある。1個の出力メンバーの構成の異なる程度が蓄積され、そしてその後、最終 結果を得る脱ファジー化(defuzzification)法が適用される。以下の表は入力の 組み合わせの一例を示す。速度および距離の双方が正確に定義されない。速度は 多少遅くかつ多少平均であり、距離は多少平均でかつ多少長い。これは、いくつ かの規則がわずかに活動的であり得ることを意味し、1個以上の活動的な出力メ ンバーにつながる。この例では前件の最小が出力メンバ ーの値として使用される。加速することおよび安定の双方が0.4について真実で あり(for 0.4 true)、加速すると安定との中間のどこかの値につながる。 速度=28および距離=60の例は行動=1.0をもたらす。 出力メンバーの構成の程度を得る多くの方法が存在する。出力の最終的な値を 得る多くの方法もまた存在する。前者は前件の構成の最小もしくは最大の程度を 使用することにより得られることができ、後者は加重平均を取ることにより得ら れることができる。 メンバーの数が多くなるほど結果はより正確になることができるが、しかし、 他方、異なる規則の数は非常に多くなる。黄金中央値(goldenmedian)が見出され なければならない。 下にファジー論理の使用が説明されることができる。 使用されるモデルは7個の基本的感情から成る。色のように、いかなる可能な 感情も基本的感情を使用することにより引き出されるはずである。従って、感情 での若干の組織化が完遂されなければならないことができる。 全ての基本的感情との関係:全ての場合で、新たな感情は、基本的感情の中間 の空間を充たすのに最低2個の基本的感情と関連を有しなけれ ばならない。実際、第8図の極略図が一例を与えるが、しかしそれは2個の隣接 する基本的感情についてのみ作用する。2個の隣接しない感情の間の関連は、そ の間に関連が存在する感情以外の別のものにつながることができる。感情が置か れる順序が、どの他の感情が作られ得るかを決定する。もちろん、これは非常に 不愉快な特色である。使用者が中立と嫌悪との間の関連を特定する場合、意図さ れないことが起こる。すなわち、驚いたという感情が、故意でなくこの関係の一 部になる。 この問題を克服するために、感情が置かれる順序はもはや役割を演じないこと ができる。これらの方法の根底にある問題は、この関係を即座に見渡したいと願 う使用者である。これは3個を越えない行為物(actor)が存在する場合に実現さ れ得る。なぜならn個の変数を扱うことはn次元の画像につながるからである。 われわれのモデルでは、われわれは少なくとも7個の異なる感情(行為物)を取 り扱わなくてはならず、これは視覚的関係が取り除かれなければならないことが できることを意味する。 新たな感情と基本的感情との間の関連はそれぞれの基本的感情について別個に 特定されなければならない。この関連は新たな感情と基本的感情との間の一致の 程度を表す。それは新たな感情の速度についての情報を与えない。従来の方法で 、これは感情の特定化により封じ込められた。 全ての感情との関係:再び、1個の基本的感情との関係の拡張でのように、こ れは特定化の改良のみを意味する。速度でなくしかし一致がより詳細に与えられ 得る。しかし、しばらく後に単に感情を切らすため、それらはある種類の速度を 伴う感情として、そして完全に新たな感情としてでなく加えられることができる 。にもかかわらず、これは意味のあ る拡張であるように思われる、なぜなら、基本的感情に戻らなければならないこ となしに、新たに創製された感情を結合して新たな感情を創製し得るからである 。また、最も近い感情の間の関係がずっとより明らかである。 前の点を考慮して、われわれはこの方法を選ぶ。 新たな感情と存在する感情との間の関係が特定されなければならない。それは 、その大きさが新たな感情と他との間の一致の程度を表す部分への感情の分割を 描く。実際、全ての他の感情は大きさ0の一切れのパイにより表され得る。 分割は正確な値で特定される必要はない。なぜならそれは完全に主観的であり 、数パーセントの差異は認められないからである。従って、付随するパーセンテ ージは画像を除外される。これは、「近隣にある」値が使用されなければならな いことを意味する。ここでファジー論理が眺望に入る。使用者にとって、普通の 言語が使用された場合にそれが最も容易であることができた。ファジー論理の最 も重要な利点はそれがこの特色を実行することである。 分類物(classifier)の記述は値の範囲内に入ることができる。これは構成機能 でなされ得るとみられる。各変数は、この変数が活動的である範囲を表すそれ自 身の構成機能を得る。範囲全体は構成機能の設定(set)により形成される。 構成機能は使用者により作られ得ない。なぜなら、彼はファジー論理の知識を 有するはずであるからである。これは誰もがプログラムを使用し得るとみられる という事実に反する。使用者は異なる分類物を特定することができ、また、プロ グラムは対応する構成機能を加えることがで きる。分類物が存在する場合はいつも、それが、新たな感情と他の感情との間の 関連を特定するのに使用され得る。 異なる基本的感情の間の関連が作られ得る場合、ある感情のタイルの漸時移行 (tile gradation)が喪失されることができる。一致の程度のみがそうした関連に より表される。感情の漸時移行は実際は運動の速さである。そのため、これは、 封じ込められる速度が存在しないことを意味する。すなわちそれは外的に与えら れなければならない。速度は運動が実行される速さを提供する。 異なる速度の間の関連は異なる感情の間のものよりずっと単純である。ちょう ど分類物のように、値は正確な値で与えられ得ない。なぜならこれは意味をなす ことができないとみられるからである。観念は、全ての異なる速度が与えられる 1個の帯(bar)を使用することである。新たな速度がその帯にそれを置くことに より特定され得る。帯上の場所がその値を決定することができる。 速度に属する別の点は以下である。すなわち、副詞は、2個の異なる運動グル ープとともに使用される場合に1個以上の意味を有し得る。例えば、「速く歩く こと」および「速く話すこと」は、速くとともにロードされ得る2個の運動であ るが、しかし実際のところそれは非常に異なる意味を有する。しかしながら、双 方はだいたい同じくらいの値を有するため、おそらくこれは問題にならないこと ができる。 運動グループで利点が存在する。すなわち、感情および速度の組み合わせがラ イブラリの特定の運動について存在しない場合はいつも、プログラムは所望の組 み合わせに最も良く似ている組み合わせを検索し得る。ある組み合わせがひょっ としたら別の組み合わせの代役をつとめ得ると いう事実が、有用性を増加させ、そしてプログラムを生じさせるための時間を減 少させる。 普通の言語の奇異なしかしそれでも強力な特色は、密接に関連する運動の滑ら かな移行である。「大声で話すこと」および「やさしく呼ぶこと」は、同じ顔の 表情および等しい叫びを伴うほぼ同じ行動である一方、「呼ぶこと」および「叫 ぶこと」は確かに異なる行動である。それはこれらの行動を直観的に一緒にする 付随する形容詞である。これは、1個の特定の運動が形容詞を修飾することのみ により異なる状態になり得ることを意味する。副詞を加えることにより、1個の 運動はそれ自身と異なる運動グループに加わり得る。 2個の隣接する行動が、それらの領域が部分的に横切ることができることが可 能である。第9図は、話すこと、呼ぶことおよび叫ぶことでの一例を示す。濃灰 色の領域は2個の異なる運動グループの横切る部分である。話すことに「大声で 」という副詞を加える場合、運動はより強くなりかつ濃灰色の領域に移動するこ とができる。 これらの関係を運動のエディタ7に組み込むことで、非常に強力な手段が結果 となることができる。例えば呼ぶことに感情もしくは速度を加えることにより、 呼ぶことのみならず、付随する感情もしくは速度に依存して、話すこともしくは 叫ぶこともまた検査されることができる。 上に概略を述べられたスキームはファジー論理の用語に容易に変換され得る。 実際、ファジー論理は普通の言語のため存在し、普通の用語が1個の正確な値を 表さないことを仮定する。 使用者は彼の運動グループを築き上げることができ、これは構成機能の標準的 分割を排除する。プログラムは使用者に異なる関係および/も しくは構成機能の範囲を呈示し得、これから使用者は1個を選び得る。あるいは 、扱うためのむしろ漸進的(progressive)だがしかし複雑な方法において、重な り合う、構成機能の部分について何かを言うファジーの設定を提供すること。そ れらは狭くから広くまでの範囲にわたり得る。これらの用語で、使用者は構成機 能を特定し得る。プログラムはこの情報から正しい種類の関係を集めなければな らない。 動きを検索する場合、最も良く適合するものが戻されることができる。正確な 適合が見出される場合、このもののみが戻されることができる。しかし、動きが 利用可能でない場合、われわれは最も良いもののみを戻すことを決定し得る。感 情(例えば)がかなり正しいものでない場合、所望されるものの「他の側に」感 情をもつ動きを引き出すことが可能であることができる(もちろん利用可能な場 合)。その後、これらの2個の運動が相互に組み合わされ得るとみられ、いかな る1個の動き単独より所望のものに近い感情をもたらす。 ともかく、この「方法」は検討されることに相当するとわれわれは思う。実際 、われわれは7個の基本的感情のため7次元のベクトル空間を扱っている。そし て、存在する必要のない第一の感情をもつ運動の対照物が見出されなければなら ない。速度とともにこの方法は作用し得る。 前の節で記述された対象の間のファジーの関係が目的にかなう。使用者がエデ ィタ7で動きを特定する場合、所望の感情および速度を伴う、ライブラリへの登 録を有しない運動が存在することが非常にありそうである。感情および速度のフ ァジーの特定化は、この特定の運動グループの最も近い速度と組み合わせられた 最も近い感情を見出すことを処理する(take care of)。そして、運動グループの 間のファジーの関係は、許 容できる動きを戻すのに可能な何かをなすことができる。これらのファジーに基 づく論題の組み合わせは、実際に可能な最良の結果を生じることができる。 モデルの構造は一次および二次の構造に分離され得る。一次構造はそれから像 の形が認識され得る構造、例えば脚、腕および背を設定する。二次構造はモデル の構造を変化させることなしに無視され得る区分、例えば指から成る。一次構造 はモデルの形を設定するため、この構造が最も重要である。 モデルが使用され得る前に、それは初期化されるべきである。モデルの初期化 は、モデルの全区分の創製、区分をそれらの祖先に結合すること、そして関節の 角度の値を設定すること、を意味する。初期化は2個の部分に分割され得る。第 一の部分は区分の創製および区分をその祖先に結合することである。第二の部分 は初期値の設定である。 2個の環境設定ファイルがモデルを初期化するのに使用される。第一の環境設 定ファイルは区分の創製およびそれらの祖先へのそれらの結合のためのデータを 含有する。 第二の環境設定ファイルは区分での角度の初期化のためのデータを含有する。区 分のそれぞれの角度は最小および最大の値ならびに相殺するもの(offset)を有す る。 動きはサンプリングされなければならない。これは、像の連続的動きが別個の 状態に分割されなければならないことを意味する。各状態は時間t+Δtでの像 の体位を特定する。ここでΔtはサンプリング時間である。各体位はフレームで ストアされる。フレームの構造は以下のように築き上げられる。 関節の状態は、区分のIDと組み合わせられた3個の値(横揺れ、偏揺れおよび 縦揺れ)により特定される。フレームはフレーム・バッファに組み合わせられ得 、これは像の体位を同時に特定し、動きにつながる。 モデルの状態を設定する角度は相対的角度としてもしくは絶対的角度として与 えられ得る。 絶対的角度での問題は、2個の連続する区分の間に関係が存在しないことであ る。区分が前の区分に関してどう配置されるかが既知でない。最小もしくは最大 の限界が冒されるかどうかをチェックすることが可能でない。 相対的角度は前の区分に関して測定される。これはモデルの起源がモデルそれ 自身の一部であることを意味する。相対的角度が使用される場合、モデルは環境 に結合されない。これはまた、運動が環境でのモデルの位置にどう影響するかが 明かでないことも意味する。この問題は環境中の固定点を選ぶことにより確定さ れ得、そして、この固定点に関する基本区分の位置を測定する。この場合、基本 点のみが環境と関連を有する。 人は常に、どちらにしても、環境に結合される。 基本区分が実世界に結合される場合、それに方向づけ(orientation)区分が結 合される固定点が選ばれなければならない。この区分は環境でのモデルの方向づ けを処理する。固定点としてはたらき得るとみられる多くの候補が存在する。 方向づけ区分は変動可能な長さおよび変動可能な固定点をもつ区分である。変 動可能な長さが必要とされる。なぜなら方向づけ区分はまた像の高さも指摘する からである。固定点は変動可能である。なぜなら、歩 く場合に左および右の足が、像が環境に結合される位置を交互に決定するからで ある。左足が地面に接触する場合、左足が固定点を決定する。右足が地面に接触 する場合、右足が固定点を決定する。歩いている間、1個の足が地面上に置かれ そして他の足が上げられていない場合、双方の足が地面に接触する。この瞬間、 固定点が変化されなくてはならない。像の重心が固定点の位置を決定するようで ある。言い換えれば、固定点は地面上の重心の投影である。 ライブラリにストアされる運動は2個の部分に分離され得る。第一の部分は運 動についての統計学的データである。第二の部分は運動それ自身のデータである 。これらの2個の部分は同じ運動ファイルにストアされる。運動は低レベルルー チンによる読取りもしくは書込みのために開けられそして閉じられる。 イベントはある時間間隔で実行されなければならない行動である。1個の運動 の実行は従って1個のイベントとして見られ得る。1個以上の運動が実行されな ければならない場合、イベントの一覧が発生される。このイベントリストでは、 運動はそれらの開始時間に従ってストアされる。ユーザーインターフェースがイ ベントリストにより低レベルルーチンと通信する。ストーリーボードがデザイン される場合、イベントリストはストーリーボードから創製される。このストーリ ーボードはその後運動ルーチンに送られる。 逆の(inverse)運動学が、関節の状態がある関節の与えられた位置から計算さ れるべきである場合に使用されなければならない。逆の運動学は非常に困難な問 題である。なぜなら多くの解決が存在するからである。通常、逆の運動学はヤコ ビアン(Jacobian)マトリックスを逆にすること (inverting)によりなされる。これは非常に困難であるため、逆の運動学の問題 はファジー論理を使用して解決される。ファジー論理を使用して逆の運動学の問 題を解決する方法は当業者に既知である。この方法はそれが実行されるモデルで 作用するよう適応されなければならない。 データは通常、メドコム(MEdCom)で使用されるフォーマットで記録されない。 予め記録された運動は、従って、変換されかつメドコムのライブラリにストアさ れるべきである。角度は今や、それらが放射状(radials)でかつ前の区分に関し て与えられる場合はメドコムのフォーマットにある。 運動は、運動のフレーム時間が変化されるべき場合、新たな運動が2個の存在 する運動から創製される場合、もしくは運動の速さが変化されるべきである場合 は、スケーリングされなければならない。スケーリング係数は運動がスケーリン グされなければならない方法を特定する。 スケーリング係数は常にゼロより大きい値である。スケーリング係数が1に等 しい場合、スケーリングが実行されない。0<スケーリング係数<1の場合、フ レームが取り除かれ、そして1<スケーリング係数の場合、フレームが加えられ る。スケーリング係数の最良の値は1/5≦スケーリング係数≦3である。なぜな ら、スケーリング係数がより小さいかもしくはより大きい場合、多すぎるフレー ムが加えられもしくは取り除かれなければならないからである。これはスケーリ ングされる運動の中断に大きすぎる影響を与える。 フレームが加えられる場合、運動のせいぜい2個のフレームが組み合わされて 新たなフレームを得る。われわれは、2個のフレームの加重平均を取ることによ り新たなフレームを創製する。 新たなフレームの創製のための一般式が与えられ得る。従って、2個の異なる 場合が区別されなければならない。新たなフレームは、 最初のセグメントの内容をコピーすること。この場合は、新たなフレームの開 始時間が最初のフレームの開始時間より後であり、かつ、新たなフレームの終了 時間が最初のフレームの終了時間より早い場合に起こる。この場合、フレームne w≠フレームoriginal。 最初のフレームの一部および次の最初のフレームの一部を取ること。この場合 は、新たなフレームの開始時間が最初のフレームの終了時間より早く、かつ、新 たなフレームの終了時間が最初のフレームの終了時間より後である場合に起こる 。 古いフレームを1個の新たなフレームに組み合わせることによりフレームを取 り除くことが、新たなフレームの創製のように見える。フレームが取り除かれる 場合、最初のフレームが組み合わせられて新たなフレームが創製される。 により加えられる。 スケーリングルーチンでのフレームを取り除くことの一般式は与えるのが困難 である。なぜなら、最低5個の異なる場合が区別されなければならないからであ る。新たなフレームは ・1個もしくはそれ以上の完全なフレーム。新たなフレームが1個の古いフレー ムから発生される場合、スケーリングがなされない。 ・1個もしくはそれ以上の完全なフレームおよび次のフレームの一部。 ・フレームの一部および1個もしくはそれ以上の完全なフレーム。 ・フレームの一部および次のフレームの一部。 ・フレームの一部、1個もしくはそれ以上の完全なフレームおよび次の フレームの一部。 を使用することにより発生され得る。 ライブラリは完全にモジュラを確立される。これは非常に順応性であることの利 点を有する。 各ライブラリファイルはそれ自身の2進木を含有する。これは登録が迅速に見 出され得ることを意味する。それは、もちろん、情報が迅速に見出される検索基 準に依存する。他の情報は、あれば、直線的検索によってのみ見出され得、ライ ブラリファイルの全ての要素が正しいものが見出されるまで検分されなくてはな らないことを意味する。 大部分の各ライブラリファイルは動きおよび感情の記述のようないくつかの種 類のストリングを含有する。ストリングはそれらの決定されない大きさのため扱 うのに迷惑なものである。これはライブラリファイルからのキャラクターのスト リングの排除につながる。 明らかに、要素を削除することの結果は大きい。これを見渡し、われわれは、 要素の除外について無視することを決定している。一般に、これは問題にならな いことができる。というのは、削除されることができる要素の数は加えられるこ とができる要素の数に比較して大きくないからである。もちろん、削除は常に実 行され得るとみられる。今のところ、新たな要素は、ファイル内のいかなる自由 空間も無視して、ファイルの末尾に加えられる。 データをストアする一方法はハッシュ技術でである。ハッシュは使用されるの に多すぎる欠点を有する。 ライブラリは非常に複雑なため若干の説明を必要とする。第10図の助けで、 ライブラリの詳細の若干が説明されることができる。 ライブラリ木の基部に、バーチャルオブジェクト(VirtualObject)のクラスが 存在する。このクラスは純粋に抽象的なクラスである。ライブラリの各要素は直 接もしくは間接的にバーチャルオブジェクトを受け継ぐ。 ファイルシステムデータ(FileSystemData)はファイルを管理するのに必要とさ れる情報を含有する。データの1個の重要な部分は1個の特定のファイルの使用 者の数である。 ビンベース(BinBase)はディスク上の2進木の取り扱いを実行する。従って、 それはその左および右の子のIDをストアする。 ストリングス(Strings)は、グループ名、ラベルおよび記述のような、使用者 により発生される全てのストリングを扱う。各ストリングは1個のかつ同じファ イルに書かれることができる(そしてファイルはなおファイルシステム(FileSys tem)により取り扱われる)。 ストリングベース(StringBase)は、サブクラスでの使用のためのストリングの データベースすなわちストリングス(Strings)と運動のデータとの間の結合を実 行する。ビンベースを介してそれが2進木構造を受け継ぐ。 現実のデータのクラスは、エモーションベース(EmotionBase)、グループベー ス(GroupBase)およびヴェロシティベース(VelocityBase)である。木の情報に加 え、これらのクラスはそれら自身の情報を提供する。・エモーションベースにつ いては、現在は7個の基本的感情との関連がストアされる。 ・グループベースについては、より遅いバージョンおよびより速いバージョン( 双方のグループである)との関連がストアされる。 ・ヴェロシティベースについては強さのみがストアされる。 像は上で挙げられる3個のクラスを一緒にする。像あたり1個のみのエモーシ ョンベース、グループベースおよびヴェロシティベースが備えられる。 スタティスティクスデータ(StatisticsData)は、モディファイヤベース(Modif ierBase)からファイルシステムに情報を伝えるのにのみ使用される。 モディファイヤベースは、1個の感情および1個の速度をもつ、1個の記録さ れたもしくは発生された運動をストアする。モディファイヤベースのファイルは 1個のかつ同じ運動グループからの運動のみを含有する。 1個のタイプの圧縮がすでに実行されている。すなわち、変化する角度をもつ 区分のみがストアされる。われわれが実行している別のタイプの圧縮はレンプル −ツィヴェルヒ(Lemple-ZivWelch)コーディングである。それは適応性のある方 法である。 区分は記述されるように結合されなくてはならないため、モデルに区分を加え るために区分の祖先が与えられなければならない。祖先が存在しなければならな いため、第一の区分の祖先は基部にあることができ、これはプログラムにより提 供される。現在、背骨のような柔軟性の区分がどのように特定されなければなら ないことができるのか明かでない。いくつかのより小さな亜区分に分割された区 分をもつ、現在の選択可能なものが実行される。選択されるそれぞれの角度につ いて、最小および最大の片寄り(横揺れ、縦揺れおよび偏揺れ)。 順序領域で、異なる角度の計算の順序が特定され得る。デフォルトが 現在の区分の補正をリセットするが、しかしモデルに即座に影響を与えない。適 用は、現実のモデルへの現在の区分の補正を充たし、かようにモデルを変更する 。削除はモデルから現在の区分を取り除く。子区分は祖先となるべき取り除かれ る区分の祖先区分を受けることができ、また、祖先は取り除かれた区分の子を受 ける。リロードはある像の最も新しい配置をロードし、そしてセーブはなされた 全ての補正をセーブする。次にモデルがロードされ、この新たな環境設定が使用 されることができる。 環境設定ウィンドウで、ビューウィンドウがポップアップされ、その中に現在 の補正が棒線画により示される。この特定のセグメントに対しなされる補正を制 御するために現在の区分が強調され得る。 モデルを示すために、開始区分は全ての像に存在する基部である。この点から ずっと、全てのその子、およびそれらの子の子などはあちこち移動されなければ ならない。セクション4.4において、われわれは、その環境で像を描くことにつ いての若干の他の点を論考することができる。 ビューアは以下の部分から成る。すなわち、 以下のボタンすなわち 1(ポーズ)起動される場合に動きが停止され、そして解除される場合に再開さ れる。 2(巻き戻し)動きが速く巻き戻されるか、もしくは、再生ボタンが起動中の場 合、動きが逆向きに迅速に再生される。 3(再生)いかなる動きもしくはプログラムが再生ボタンを使用することにより 見られ得る。解除するためには再度押す、でなければ停止ボタンを使用する。 4(早送り)動きが速く巻かれるか、もしくは、再生ボタンが起動中の 場合は動きが前向きに迅速に再生される。 5(記録)このボタンは、動きの一部を選択するかもしくはビューアのトレース を記録するのに使用され得るとみられる。 6(停止)停止ボタンはいくつかの理由のために使用され得る。それはいかなる 起動中のボタンも解除することができる。 7(前)ビューアは前の動きを検索することができ、また、再生ボタンが起動中 の場合は再生を再開することができる。 8(遅い)このボタンが押される場合、秒あたりのフレームの数が減少すること ができる。動きはより遅く再生されることができる。 9(速い)このボタンが押される場合、秒あたりのフレームの数が増加すること ができる。動きはより速く再生されることができる。 10(次)ビューアは次の動きを検索することができ、また、再生ボタンが起動 中の場合は再生を再開することができる。 をもつコントロールパネル。 ・描画領域。この領域で像が示される。 ・情報領域。この領域で、現在のフレームの番号、現在の再生時間および秒あた りの現在のフレームの数が示される。 ・ボタン領域:リセットは像をその最初の位置にリセットする。クローズはビュ ーアを閉じる。 いかなる側からも像を見ることが可能であるためには、マウスボタンが機能的で ある。マウスボタンが描画領域の内側で押される場合、いかなる眺望(view)もあ る方向にマウスをドラッグすることにより得られることができる。ビューアで実 行される変化は、回転、変形(translation)およびズームである。 像を「現実」世界と結合する場合、これは影響をみるために眼に見えるように されなければならない。従って、地平線および歩行台(walking platform)のよう な三次元効果がビューア内に包含されなければならない。従って、われわれは世 界への永続的結合を必要とする。 この問題に対する可能な解決は、モデルの現在の状態を固定することにより、 また、選択された区分の正確な位置を決定することである。この区分は、固定区 分が変化されるまで、この位置で次のフレームの間留まることができる。懸念の 点は、基部区分と異なる固定区分をもつモデルの状態の計算である。基部区分は 全ての他の区分の祖先であるため、この区分の位置を知れば、全ての他の位置が 随伴することができる。しかし、基部区分が固定点でない場合、基部区分の位置 (および中間の区分)は、固定されたものの位置から計算されなければならない ことができる。固定区分の位置は常に最初に計算されなければならない。固定区 分が達せられる(reached)場合、基部へ戻る方法が見出されなければならない。 異なる角度の計算の順序が逆転されなければならない。というのは、今や祖先が その子の後に渡される(passed after)からである。基部が達せられている場合、 全ての計算は以前になされたように実行される。 もちろん、この方法で問題が存在する。例えば、歩いている場合に足を交互に 固定する場合、像は歩いて描画領域から出ることができる。これは同時にビュー アにトレースを実行させることによってのみ防止され得る。にもかかわらず、こ の方法はすでにかなりの差異を作ることができるとみられる。 主領域は動きを特定するのに使用される。ここに必要とされるくらい 多くの時間線が置かれ得る。これらの時間線上に長方形により表される行動が存 する。第一の線は時間を秒で示す。行動を選択する理由は、それらを取り除くこ と、もしくは行動を根底にある行動に展開することである。行動が選択される場 合、時間線の付随する記述もまた強調される。これは時間線を取り除くのに使用 され得る。 現在のところ、スクロールはスクロールボタンを使用することによってのみ完 遂され得るが、しかし、将来は、所望のフレーム番号が与えられるはずである。 水平スクロール領域で、ボタン以外に、その中で行動が特定される完全な時間間 隔を示す線が存在する。このスクロールバーで、特定の点が非常に迅速に見出さ れ得る。 異なる段階で、動きもしくはプログラムを構成する場合、時間線の異なる部分 が示されなければならない。これは、他の行動のみならず多少の行動もまた示さ れなければならないことを意味する。従って、描かれるフレームの数を変化させ ることが可能であることが必要である。これはズームインもしくはズームアウト することにより計画され得る。必要とされる場合は、1ないし数千個のフレーム が一度に示され得る。現在のところ、これはズームボタンを使用することによっ てのみ完遂され得るが、しかし、実際に、使用者に、示されるべきフレームの数 もしくは時間間隔を特定させることもまた可能であるべきである。 行動は、時間線を使用することにより同時に選択され得かつ位置を定められ得 る。時間線は、0で開始しそして正の世界に永遠に進む半無限の線である。 エディタ7の時間線は二重にリンクされたリストの二重にリンクされたリスト により表される。時間線の数は、二重にリンクされたリストを 使用することが必要であるように多くなることができないが、しかし、この種類 のリストを取る理由は、垂直にスクロールすることがより容易であることである 。第一のリストは時間線を結合し、そして各時間線は行動のリストから成る。 行動は内側を見せるように展開され得る。これは動きの一部についての記述が 存在する限りなされ得る。動きが正確な角度値に完全に変換される場合、解凍は なされ得ない。 時間線には実行される2個の行動すなわち加えることおよび削除することのみ が存在する。 時間線に行動を加えることは非常に単純である。ただマウスを正しい時間線に 向ける。この時間線上の正しい開始時間を検索し、そしてマウスの左ボタンを押 す。マウスを正しい終了時間までドラッグしそしてボタンを解放する。 行動は正しい長さを有しないことができ、行動が実施される時間間隔がただ正し くないことを意味する。これは、マウスをドラッグすることにより行動を正しい 時間に大きさを変えることにより解消され得る。行動は行動削除ボタンを押すこ とによってのみ削除され得る。 プログラムが造られる場合はいつも、この完全なプログラムに対しなされた変 更は、喪失される移行をもたらす。全ての移行をリコンパイルすることを防止す るためには変更が記録されなければならない。これは、なされた各変更について 保たれる開始フレームおよび終了フレームとともにリストにストアされ得る。動 きを一様式から他へ翻訳する変更はリストのフレームに影響を与えることができ る。 速度が各動きについて特定されなければならない(もしくはされる) ため、周期的運動が伸びる場合に何が起こることができるかが明らかである。運 動は行動の完全な時間間隔を充たすのに必要とされるほど頻繁に反復されること ができる。非周期的運動の伸展は、他方、問題である。速度が変化されないまま にされる場合、空間が小さすぎる場合は動きは中断されることができ、あるいは 、空間が大きすぎる場合は像はある位置に留まることができる。行動の空間を正 確に充たす場合、動きは付随する速度に反して減速もしくは加速されることがで きる。 他方、この動きに属する速度について無視し得るとみられ、そして行動の大きさ をのみ頼りにし得るとみられる。動きは時間間隔に完全に合うまで伸ばされる。 周期的運動はまた伸ばされることもでき、一般にただ一周期がライブラリで利用 可能であるため、その動きはただ1個の伸ばされた周期から成ることができる。 古い速度が新たな速度を決定するのに使用され得るとみられる。 明らかに、扱うのに最良の方法は、使用者に双方の選択可能なものを提供するこ とである。 ある感情を記述するのに使用される感情の数についての制限のようなものが存 在しない場合、感情およびその関連は分離され得そして2個の異なるファイルに ストアされ得るとみられる。 現在、試験用にのみ定められる異なる運動グループの組み合わせの非常に短い バージョンが実行されている。このバージョンでは、標準的構成機能が使用され 、2個の隣接する変数の構成機能の半分が重なり合っていたことを意味する。さ らに、若干の偽の運動グループ、感情、および速度が使用されそして無作為に初 期化された。 オンライン相で、プログラムはアップデイト後の像の状態に気づかな くてはならない。従って、データの各フレームが送られ、可能な場合は実行され なくてはならず、そして実際の、生じるフレームが送り返されなくてはならない 。 モデルでは、関節は四肢の始まりにある。モデルは柔軟な背(back)を包含する 。柔軟な背が背の曲線を作るのに使用されるべきである。通常の関節の間の柔軟 な背を滑らかな様式で使用するため、われわれはC++を使用するモデルを実行す ることを決定した。C++を使用することの利点は、モデルに機能性を加えること そしてそれに新たなパラメータを加えることが非常に容易であるということであ る。実行は今や、モデルに使用されるデータ構造に完全に独立である。 ライブラリルーチンが感情をストアするのに使用される。このライブラリルー チンは、ライブラリにストアされる種類のデータに関して平易である。運動は今 や、ライブラリにフレーム・バッファの形態でストアされる。このフレーム・バ ッファがどのようにデザインされるかが下に記述される。運動のデータおよび統 計学的情報は今や同じライブラリファイルに書かれる。統計学的情報はそのファ イルの初めに書かれ、運動のデータは統計学的情報の後に書かれる。この段階で 運動のクラスが開発される。 周期的運動のうち、周期的部分のみがライブラリにストアされる。運動は周期 的であるため、どのフレームで周期が開始されるかは重要でない。現在位置に最 も良く合致するフレームが開始フレームとして選ばれ得る。移行がその後、この 最も良く合致するフレームに対し創製される。 最も良く合致するフレームは、その角度の値が現在位置の角度値に近づくフレ ームである。また、現在の体位から開始フレームまで創製され る移行の持続時間は可能な限り短くあるべきである。 ファジー論理は未だ科学的研究の非常に小さな主題である。それは、コンピュ ータ言語、すなわちプログラマーが、その後実際の機械コードに翻訳される高レ ベル構成物のプログラムを作製することを可能にする翻訳結果(product)のよう に、ますます使用されるとみられる。それはソフトウェアを使用者により近づけ るため、普通の用語で通信することがより容易になる。普通の用語から正確な値 への翻訳は未だなされなければならないが、しかし、それはいくぶん厳密さを欠 く方法で特定され得る。 実験が、運動が組み合わせられ得るかどうかをみるために行われた。異なる速 さの2個の歩行運動の間の移行が創製された。この移行は、双方の運動から毎回 1個のフレームを取ること、および双方のフレームの加重平均を取ることにより この運動を組み合わせることにより創製された。それぞれの創製されたフレーム の後、重みが変化された。この方法で、新たなフレームでの第一の運動の影響が 減少し、そして第二の運動の影響が増加した。この方法で、滑らかな様式で双方 の速さを結合する移行が創製される。 また、周期的運動の開始をともなう実験も行われた。記録された周期で、最も 良く合致するフレームの検索が実施された。最も良く合致するフレームはその値 が開始体位の値に最も近づくフレームである。開始体位から、最も良く合致する フレームへの移行が創製された。この移行のフレームは、開始体位のフレームと 最も良く合致するフレームとの間に内挿することにより創製された。この移行は 内挿により創製されたとは言え、それは人のように見えた。 別の運動が、2点の間にただ内挿することにより創製された。この運動は、一 組の関節の開始角度および終了角度を特定することにより創製された。その中で 関節が開始角度から終了角度まで動かなければならなかった歩みの量が与えられ た。フレームは内挿により創製された。この運動は非常に自然に見えたが、とは 言え人のものは何も運動に加えられなかった。 これらの実験から、運動が非常に迅速に人のように見えることが結論された。 おそらく、観察者(viewer)が人の像の運動を見るため、彼はその運動も人のよう であると仮定する。この事実は移行の創製で使用され得る。複雑な変換が、運動 を人のように見えせるためになされる必要がない。 予め記録された運動および予測された運動についての分析から、予め記録され た運動が多くのノイズを含有することがみられた。このノイズのため、運動の少 しの詳細が見られ得ず、そして、運動から特色を抽出することもまた困難である 。 経験は、運動を記録する皆が運動をストアするのに彼自身のフォーマットを使 用することを学んでいる。われわれが受けた運動は、従って、全てが異なるフォ ーマットでストアされた。受けられたそれぞれの異なるフォーマットについて、 運動を記録されたフォーマットからライブラリで使用されるフォーマットに変換 するための変換ルーチンが変更されなければならなかった。 運動がどのように記録されることができるかについて、もしくは、記録された 運動のためのストアするフォーマットについて、何も設定されないため、全ての 運動が下に記述されるフォーマットでストアされるこ とが好ましい。 角度値は放射状で与えられるべきである。 角度の値は前の区分に関して与えられるべきである。 角度の順序は横揺れ、偏揺れ、縦揺れであるべきである。 運動は連続的フレームの収集物として記録されるべきである。 フレームでは、全ての使用される関節の角度値が記録されるべきである。 関節(ajoint)の角度値は関節のIDおよび3個の角度値の組み合わせとして記 録されるべきである。 別個のファイルに、どのIDがどの区分の名称に対応するかが書かれるべきで ある。 全ての運動がこの規則に従って記録される場合、変換ルーチンが実行され得、 これは運動をメドコムライブラリにストアする。これは、変換ルーチンが、記録 されるそれぞれの新たな種類の運動について書かれなければならないもしくは適 応されなければならないことを防止する。 本発明は人形1の動きに関して上に記述されている。しかしながら、本発明は 、人に似ている人形1に制限されないことが明らかであることができる。本発明 の原則はまた、例えば動物に似ている装置にも適用され得る。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年6月12日 【補正内容】 請求の範囲 1.生きている存在もしくはその二次元のシミュレーションに似ている可動装置 (1)を制御する設備であって、その装置が人工四肢、制御シグナルを受ける手 段(3)および人工四肢のための駆動シグナルを発生させる手段(2)を提供さ れ、その設備は ・使用者(4)によるコマンドの入力のための入力手段(13)を提供されたユー ザーインターフェース(5)、 ・ユーザーインタフェースに第一の通信ライン(11)を介して接続されそして ・装置(1)の予め記録された基本的動きのデータをストアする第一の記憶手 段(20)、 ・前述の第一の記憶手段(20)からデータを読取る読取り手段(8)、 ・前述の読取り手段から前述のデータを受け、そして、基本的動きの終了での 人工四肢の方向づけがその後の移行の動きの開始での前述の四肢の方向づけに等 しくかつ前述のその後の移行の動きの終了での人工四肢の方向づけがその後の基 本的動きの開始での前述の四肢の方向づけに等しいように、その後の基本的動き の間の移行の動きを計算しかつそれに従って装置を動かすエディタ手段(7)、 を含んで成る中央プロセスユニット(6)、 を含んで成り、 前述のエディタ手段(7)がまた、四肢の加速の変化の速さが所望の速さの最小 値を有するように選択されるように前述の移行の動きを計算するようにも計画さ れることを特徴とする設備。 2.設備が、設備が似ている存在の感情に結び付けられる装置(1)の予め特定 される動きに関する感情の動きのデータを提供される第二の記 憶手段(21)もまた提供されること、読取り手段(8)もまた第二の記憶手段( 21)から読取るために装備されること、および、エディタ手段(7)もまた使用 者(4)により入力される感情に従って移行の動きを計算するために装備される ことを特徴とする、請求の範囲1の設備。 3.設備が音のデータを提供される第三の記憶手段(22)もまた提供されること 、読取り手段(8)もまた音のデータを読取るために装備されること、ならびに 、エディタ手段(7)もまた使用者(4)により入力された音に従って移行の動 きを計算するためおよび音のデータもまた含有する制御シグナルを提供するため に装備されることを特徴とする、請求の範囲1もしくは2の設備。 4.エディタ手段(7)が、日常言語で入力される使用者からのコマンドを受け るように計画され、そして、前述のコマンドを機械コードに翻訳するためのファ ジー論理とともにロードされることを特徴とする、請求のを範囲1ないし3のひ とつの設備。 5.エディタ手段(7)が、7個の基本的感情、すなわち中立、悲しい、怖がる 、怒った、幸福な、嫌うおよび驚いた、を使用し、かつ、使用者の感情コマンド を構成機能を使用して前述の基本的感情の組み合わせに翻訳するよう計画される ことを特徴とする、請求の範囲4の設備。 6.中央プロセスユニットが、エディタ手段(7)により計算される制御シグナ ルを基にして装置(1)によりなされるべき期待される動きをモニター(13)上 でシミュレーションするためのソフトウェアを装備された第四の記憶手段(19) もまた提供されることを特徴とする、先行する請求の範囲のひとつの設備。 7.設備が、オペレーターとの通信のためのインターフェース(15)も また提供されることを特徴とする、先行する請求の範囲のひとつの設備であって 、そのインターフェース(15)は、第二の通信ライン(16)を介して中央プロセ スユニット(6)に接続され、かつ、予め決定された動き、感情および音それぞ れに従ってそれぞれ第一(20)、第二(21)および第三(22)の記憶手段のため に中央プロセスユニット(6)に受けられるデータを供給するために装備される 設備。 8.前述の設備が、生きている試験存在により実行される動きを記録するデータ スーツ(18)もまた提供されることを特徴とする、請求の範囲7の設備であって 、このデータスーツがインターフェース(15)に接続され得る設備。 9.第一の記憶手段が、増大する優先順位で以下のタイプの基本的動きすなわち ・他の基本的動きが特定されない場合に選択される「休息の」基本的動き、 ・デフォルトの基本的動き、 ・別の四肢の動きにより誘発される四肢の基本的動き、 ・直接特定される基本的動き をストアしていることを特徴とする、先行する請求の範囲のひとつの設備。 10.いかなる基本的動きも多数のフレームにストアされること、および、エデ ィタ手段(7)が、組み合わせられるべき基本的動きのフレームの数をスケーリ ングすることにより基本的動きの組み合わせられた動きを計算するよう計画され る、先行する請求の範囲のひとつの設備。 11.生きている存在もしくはその二次元のシミュレーションに似てい る可動装置(1)を制御する方法であって、その装置が人工四肢、制御シグナル を受ける手段(3)、および人工四肢のための駆動シグナルを発生させる手段( 2)を提供され、その設備が ・入力手段(13)を提供されたユーザーインターフェース(5)を介してコマン ドを受けること、 ・第一の記憶手段(20)から予め記録された基本的動きのデータを読取ること、 ・基本的動きの終了での人工四肢の方向づけがその後の移行の動きの開始での前 述の四肢の方向づけに等しくかつ前述のその後の移行の動きの終了での人工四肢 の方向づけがその後の基本的動きの開始での前述の四肢の方向づけに等しいよう に、その後の基本的動きの間の移行の動きを計算しかつそれに従って装置を動か す、 を含んで成り、 四肢の加速の変化の速さが所望の速さの最小値を有するよう選択されるように前 述の移行の動きを計算する段階により特徴づけられる方法。 12.設備が似ている存在の感情に結び付けられる装置(1)の予め決定された 動きに関する感情の動きのデータを提供される第二の記憶手段(21)からの読取 りの付加的段階、および、使用者(4)により入力される感情に従った移行の動 きの計算により特徴づけられる、請求の範囲11の方法。 13.音のデータを提供された第三の記憶手段(22)からの読取りのさらなる段 階および使用者(4)により所望される音に従った移行の動きの計算、ならびに 音のデータもまた含有する制御シグナルの提供により特徴づけられる、請求の範 囲11もしくは12の方法。 14.日常言語で入力された使用者からのコマンドを受けること、および前述の コマンドを機械コードに翻訳するのにファジー論理を使用することにより特徴づ けられる、請求の範囲11ないし13のひとつの方法。 15.エディタ手段(7)により計算される制御シグナルを基にして装置(1) によりなされるべき期待される動きのモニター(13)上のシミュレーションによ り特徴づけられる、請求の範囲11ないし14のひとつの方法。 16.生きている試験存在により実行される動きがデータスーツ(18)の助けを 借りて記録されることを特徴とする、請求の範囲15の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK, MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR ,TT,UA,UG,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.生きている存在もしくはその二次元のシミュレーションに似ている可動装置 (1)を制御する設備であって、その装置が人工四肢、制御シグナルを受ける手 段(3)および人工四肢のための駆動シグナルを発生させる手段(2)を提供さ れ、その設備は ・使用者(4)によるコマンドの入力のための入力手段(13)を提供されたユー ザーインターフェース(5)、 ・ユーザーインタフェースに第一の通信ライン(11)を介して接続されそして ・装置(1)の位置に関するデータをストアする第一の記憶手段(20)、 ・前述の第一の記憶手段(20)からデータを読取る読取り手段(8)、 ・前述の読取り手段から前述のデータを受け、そして前述の位置の間に内挿さ れる動きを計算しそしてキャラクターをそれに応じて動かすエディタ手段(7) を含んで成る中央プロセスユニット(6)、 を含んで成り、 ・前述の第一の記憶手段(20)が装置の予め決定された極小の動きに関する極 小の動きのデータをストアしている、 ・前述のエディタ手段(7)が、極小以下の動きを計算しそして隣接する極小 の動きに間にそれらを挿入するように計画され、先行する極小の動きとその後の 動きとの間に挿入されるべきいかなる極小以下の動きも、先行する極小の動き、 極小以下の動きおよびその後の極小の動きの組み合わせられた動きがスムーズか つがたがたと動かないように、それが開始部分で前述の先行する極小の動きとそ して終了部分で前述のその 後の極小の動きと重なり合うように計算される、 ことを特徴とする設備。 2.設備が、設備が似ている存在の感情に結び付けられる装置(1)の予め特定 された動きに関する感情の動きのデータを提供される第二の記憶手段(21)もま た提供されること、読取り手段(8)もまた第二の記憶手段(21)から読取るた めに装備されること、および、エディタ(7)もまた使用者(4)により入力さ れる感情に従って極小以下の動きを計算するために装備されることを特徴とする 、請求の範囲1の設備。 3.設備が音のデータを提供される第三の記憶手段(22)もまた提供されること 、読取り手段(8)もまた音のデータを読取るために装備されること、ならびに 、エディタ(7)もまた使用者(4)により入力される音に従って極小以下の動 きを計算するためおよび音のデータもまた含有する制御シグナルを提供するため に装備されることを特徴とする、請求の範囲1もしくは2の設備。 4.エディタ(7)が、使用者(4)が日常言語でコマンドを入力し得るように ファジー論理に基づくことを特徴とする、請求の範囲1ないし3のひとつの設備 。 5.中央プロセスユニットが、エディタ(7)により計算される制御シグナルを 基にして装置(1)によりなされるべき期待される動きをモニター(13)上でシ ミュレーションするためのソフトウェアを装備された第四の記憶手段(19)もま た提供されることを特徴とする、先行する請求の範囲のひとつの設備。 6.設備が、第二の通信ライン(16)を介して中央プロセスユニット(6)に接 続され、かつ、予め決定された動き、感情および音それぞれ に従ってそれぞれ第一(20)、第二(21)および第三(22)の記憶手段のために 中央プロセスユニット(6)にデータを供給するために装備される、メインテナ ンスインターフェース(15)もまた提供されることを特徴とする、先行する請求 の範囲のひとつの設備。 7.前述の設備が、生きている試験存在により実行される動きを記録するデータ スーツ(18)もまた提供されることを特徴とする、請求の範囲6の設備であって 、このデータスーツがメインテナンスインターフェース(15)に接続され得る設 備。 8.生きている存在もしくはその二次元のシミュレーションに似ている可動装置 (1)を制御する方法であって、その装置が人工四肢、制御シグナルを受ける手 段(3)、および以下の段階すなわち ・入力手段(13)を提供されたユーザーインターフェース(5)を介してコマン ドを入力すること、 ・使用者(4)により入力されるコマンドに従って第一の記憶手段(20)から装 置の位置に関するデータを読取ること、 ・前述の位置の間に内挿される動きの計算およびそれに応じてキャラクターを動 かすこと、 に従って人工四肢のための駆動シグナルを発生させる手段(2)を提供され、 ・前述の第一の記憶手段(20)から極小の動きを読取ること、 ・極小以下の動きを計算することおよび隣接する極小の動きの間にそれらを挿入 することであって、先行する極小の動きとその後の動きとの間に挿入されるべき いかなる極小以下の動きも、先行する極小の動き、極小以下の動きおよびその後 の極小の動きの組み合わせられた動きが滑ら かかつがたがたと動かないように、それが開始部分で前述の先行する極小の動き とそして終了部分で前述のその後の極小の動きと重なり合うように計算される、 により特徴づけられる方法。 9.設備が似ている存在の感情に結び付けられる装置(1)の予め決定された動 きに関する感情/動きのデータを提供される第二の記憶手段(21)からの読取り の付加的段階、および、使用者(4)により入力される感情に従った極小以下の 動きの計算により特徴づけられる、請求の範囲8の方法。 10.音のデータを提供された第三の記憶手段(22)からの読取りのさらなる段 階、および使用者(4)により所望される音に従った極小以下の動きの計算、な らびに音のデータもまた含有する制御シグナルの提供により特徴づけられる、請 求の範囲8もしくは9の方法。 11.装置に、使用者(4)により入力されるコマンドに従った滑らかな動きを 実行させるための、読取られている極小の動きの間に必要とされる極小以下の動 きの計算および極小の動きの間への前述の極小以下の動きの挿入、ならびに対応 する制御シグナルの提供が、使用者(4)が日常言語でコマンドを入力し得るよ うにファジー論理に基づくことを特徴とする、請求の範囲8ないし10のひとつ の方法。 12.エディタ(7)により計算される制御シグナルを基にして装置(1)によ りなされるべき期待される動きのモニター(13)上のシミュレーションにより特 徴づけられる、請求の範囲8ないし11のひとつの方法。 13.生きている試験存在により実行される動きがデータスーツ(18) の助けを借りて記録されることを特徴とする、請求の範囲12の方法。
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