KR20120106772A

KR20120106772A - 로봇

Info

Publication number: KR20120106772A
Application number: KR1020127016127A
Authority: KR
Inventors: 토모요시 사토
Original assignee: 아토나프 가부시키가이샤
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-09-26
Also published as: EP2518579B1; JPWO2011077730A1; EP2518579A1; EP2518579A4; JP5745429B2; WO2011077730A1; CN102770820B; US20120316677A1; US9073223B2; CN102770820A

Abstract

본 발명에 의한 이동가능한 후각 로봇 개(1)는, 좌우의 코의 구멍(12L 및 12R)으로부터 각각 얻어지는 외기(19)에 포함되는 화학물질에 관련된 화학물질 관련정보를 취득하는 IMS 유닛(100)과, 각각의 구멍(12L 및 12R)에 있어서 취득된 화학물질 관련정보의 변화에 따라, 이벤트의 발생 및 해당 로봇 개(1)에 대한 이벤트의 발생 방향을 판단하는 이벤트 감시 유닛(30)을 갖는다.

Description

로봇{ROBOT}

본 발명은 화학물질을 검출하는 로봇에 관한 것이다.

WO 2006/013396(일본 특허공표 제2008-508693호 공보)에는, 복수의 전극을 갖는 적어도 1개의 이온 채널의 형상의 이온 필터를 갖는 이온 이동도 분광계가 기재되어 있다. WO 2005/052546(일본 특허공표 제2007-513340호 공보)에는, 샘플 분석을 위한 이온 이동도 베이스의 시스템, 방법 및 장치가 기재되어 있다.

WO 2006/013396(일본 특허공표 제2008-508693호 공보) WO 2005/052546(일본 특허공표 제2007-513340호 공보)

후각은 특정한 화학물질의 분자를 수용체로 받아들임으로써 생기는 감각의 하나로 정의되어 있다. 본 발명에서는, 후각에 상당하는 능력을 구비한 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태는, 복수의 샘플링 포인트를 갖는 로봇, 즉, 프로그래밍 가능한 기계적 장치이다. 이 로봇은, 복수의 샘플링 포인트에 있어서의 유체에 포함되는 화학물질에 관련된 화학물질 관련정보를 취득하는 적어도 1개의 검출 유닛과, 복수의 샘플링 포인트의 각각에 있어서 취득된 화학물질 관련정보의 변화에 따라, 이벤트의 발생 및 해당 로봇에 대한 이벤트의 발생 방향을 판단하는 이벤트 감시 유닛을 갖는다. 화학물질 관련정보의 변화에는, 유체에 새로운 화학물질이 포함됨에 따른 화학물질 관련정보의 변화, 화학물질의 농도가 변화됨에 따른 화학물질 관련정보의 변화 등이 포함된다. 1개의 로봇에 설치된 복수의 샘플링 포인트에서 공기 등의 유체에 포함되는 화학물질을 검출함으로써, 화학물질 발생원의 방향을 추측할 수 있다. 이 때문에, 검출된 화학물질이 발생한 이벤트의 발생 방향을 추측할 수 있다.

로봇은, 로봇을 이벤트 발생 방향으로 움직이는 이동 유닛을 더 갖는 것이 바람직하다. 이벤트가 발생하고 있는 것으로 추측되는 이벤트 발생 방향으로 움직임으로써, 즉 선회하거나 이동함으로써, 로봇에서 검출할 수 있는 화학물질의 농도는 일반적으로 높아진다. 따라서, 이벤트의 발생 방향을 더욱 양호한 정밀도로 추측할 수 있다. 또한, 이벤트의 발생원을 확인하거나, 이벤트의 발생원을 추적하거나 할 수 있다.

로봇은, 취득된 화학물질 관련정보(화학물질 관련정보의 변화)에 의해, 이벤트의 발생 요인을 판단하는 요인 추정 유닛을 더 갖는 것이 바람직하다. 이벤트의 발생 방향으로 선회하거나, 발생원에 근접하거나 함으로써 이벤트의 발생 요인의 추정 정밀도가 향상된다.

로봇은, 이벤트의 발생 요인에 관한 경고(warning)를 시각 및 청각 중 적어도 어느 하나에 의해 인식할 수 있는 정보로서 출력하는 알람 발생 유닛을 더 갖는 것이 바람직하다. 이로써 어떠한 위협이 되는 이벤트인 것으로 추측될 경우에 경보를 출력할 수 있다.

로봇은, 발생 방향의 화상, 소리, 해당 로봇의 장소, 발생 방향의 방위, 유체의 이동 방향, 해당 로봇의 주위의 환경 데이터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이벤트 부속 정보를 취득하는 정보 취득 유닛을 더 갖는 것이 바람직하다. 이로써 로봇은 이벤트의 발생 방향을 추측할 수 있으므로, 그 방향의 화상, 소리 등을 포함하는 이벤트 부속 정보를 취득할 수 있다.

로봇은, 취득된 화학물질 관련정보 및 이벤트 부속 정보에 의해, 이벤트의 발생 요인을 판단하는 요인 추정 유닛을 더 갖는 것이 바람직하다. 이벤트 발생 방향의 화상, 소리 등을 포함하는 이벤트 부속 정보를 가미함으로써 이벤트의 발생 요인을 더욱 양호한 정밀도로 추정할 수 있다.

로봇은, 이벤트의 발생을 포함하는 이벤트 정보를 외부에 전송하는 통신 유닛을 더 갖는 것이 바람직하다. 통신 유닛은, 유선 또는 무선이면 된다. 통신 유닛은, 인트라넷 또는 인터넷에 액세스할 수 있는 것이어도 무방하다.

로봇은, 통신 유닛을 통해 이벤트의 발생 요인을 취득하고, 발생 요인에 관한 경고(워닝)를 시각 및 청각 중 적어도 어느 하나에 의해 인식할 수 있는 정보로서 출력하는 알람 발생 유닛을 더 갖는 것이 바람직하다. 통신 유닛에 의해 발생 요인의 추정을 위해 외부의 리소스를 이용할 수 있으므로, 발생 요인의 추측 정밀도를 향상시킬 수 있다.

로봇은, 해당 로봇을 이벤트 발생 방향으로 이동시키는 이동 유닛과, 통신 유닛을 통해 다른 로봇과 정보를 교환하며, 다른 로봇과 연계(連携)하도록 이동 유닛을 제어하는 제어 유닛을 더 갖는 것이 바람직하다. 복수의 로봇과 이벤트 발생 방향의 정보를 공유함으로써 이벤트의 발생원을 양호한 정밀도로 특정할 수 있다. 또한, 이벤트의 발생원이 이동할 경우에는, 그 이동을 추적하거나 포위하거나 할 수 있다.

통신 유닛은 가시광 통신 유닛을 포함하는 것이 바람직하다. 통신 범위를 한정할 수 있고, 통신 정밀도를 향상시키기가 용이하다. 또, 교환하는 정보를 은닉하기 쉽다.

로봇은, 해당 로봇을 이동시키는 이동 유닛과, 소정의 냄새의 발생원이 되는 화학물질을 방출하는 냄새 출력 유닛을 더 갖는 것이 바람직하다. 냄새가 나게 함으로써, 같은 기능을 갖춘 로봇으로 하여금 추적하게 할 수가 있다.

적어도 1개의 검출 유닛은, 복수의 샘플링 포인트에 각각 대응된 복수의 검출 유닛을 포함하여도 무방하다. 적어도 1개의 검출 유닛은, 복수의 샘플링 포인트에 공통되는 검출 센서와, 복수의 샘플링 포인트로부터 공통의 검출 센서에 대하여 유체(流體)를 시분할로 공급하는 공급 유닛을 포함하여도 무방하다. 전형적인 검출 센서는 이온 이동도 센서(IMS)이다.

본 발명의 다른 양태 중 하나는, 로봇을 제어하는 방법이며, 복수의 샘플링 포인트의 각각에 있어서 취득된 화학물질 관련정보의 변화에 의해, 이벤트의 발생 및 해당 로봇에 대한 이벤트의 발생 방향을 판단하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태 중 하나는, 로봇을 제어하는 프로그램(프로그램 제품)이다. 로봇은 메모리와, CPU와, 복수의 샘플링 포인트와, 복수의 샘플링 포인트에 있어서의 유체에 포함되는 화학물질에 관련된 화학물질 관련정보를 취득하는 적어도 1개의 검출 유닛을 포함하고, 프로그램(프로그램 제품)은, 로봇이 복수의 샘플링 포인트의 각각에 있어서 취득한 화학물질 관련정보의 변화에 의해, 이벤트의 발생 및 로봇에 대한 이벤트의 발생 방향을 판단하는 명령을 포함한다. 프로그램(프로그램 제품)은, 기록 매체에 기록하거나, 컴퓨터 네트워크를 통해 제공할 수 있다.

도 1은 로봇 개의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 로봇 개를 정면에서 본 도면이다.
도 3은 로봇 개를 상방에서 본 도면이다.
도 4는 검출 유닛을 나타내는 블록도이다.
도 5는 로봇 개의 제어의 개요를 나타내는 플로우 챠트이다.

도 1은 후각을 갖춘 개형태의 로봇(로봇 개)의 개략 구성을 나타낸다. 또한, 도 2는 로봇 개를 정면에서 본 모습을 나타낸다. 도 3은 로봇 개를 상방에서 본 모습을 나타낸다.

상기 로봇 개(1)는, IMS(Ion Mobility Spectrometry, 이온 이동도 분석 장치)타입의 센서(검출 유닛)를 베이스로 한 후각기능을 가지고, 센서의 출력과 화학물질 데이터 베이스를 참조하며, 또한, 복수의 로봇 개끼리 서로 커뮤니케이션을 취하면서, 목표 화학물질의 특정이나 분석, 이동체(범인)의 추적이나 (궁지에) 몰아넣기가 가능한 것이다. 한편, 후각은 특정한 화학물질의 분자를 수용체로 받아들임으로써 나타나는 감각의 하나로 정의되어 있다. 따라서, 대기(외기) 등에 포함되는 화학물질을 감지하는 것을 이하에서는 후각 혹은 냄새로서 설명하겠으나, 이하의 시스템(장치, 로봇)에 있어서는, 동물에게 있어 냄새로서 인식되지 않는 화학물질을 검출하는 것도 가능하다.

냄새(좋은 냄새, 나쁜 냄새)의 요인은, 주위의 공기에 포함되는 화합물, 가스 등의 화학물질이다. 본 명세서에 있어서 화학물질이란, 화합물, 분자 및 원소를 포함하고, 성분 혹은 조성물에 한하지 않으며 생성물도 포함한다. 화학물질은 유기물 및 무기물을 포함한다. 후각으로 느껴지는 화학물질은, 관능기(官能基)를 갖춘 것이 많은 것으로 일컬어지고 있다. 관능기의 그룹 중 하나는 탄화수소이며, 예컨대, 알칸(사슬식 포화 탄화수소)을 들 수 있다. 이 그룹에는 화학물질로서 에탄, 메탄, 프로판, 부탄 등이 포함된다. 관능기는, 탄화수소의 기(基)로 한정되지 않으며, 질소를 포함하는 관능기로서는 아미노기 등을 들 수 있고, 산소를 포함하는 관능기로는 알코올기 및 케톤기 등을 들 수 있다. 이들은 화학물질 및 관능기의 일례에 불과하다. 관능기의 분자 중의 원자는, 동일하거나 마찬가지인 화학반응을 받으며, 공통의 냄새로서의 특성을 나타내는 것으로 생각된다. 휘발성 유기물과 유기 화합물은, 냄새로서 후각을 자극하는 전형적인 것이다. 화학물질은 일산화탄소나 이산화탄소 등의 가스(기체 그 자체)이면 된다. 화학물질은 탄소, 알루미늄, 질소 등의 무기물이어도 무방하다.

컴팩트하고 휴대가 가능하며, 냄새의 요인을 검출할 수 있는 분석장치 중 하나는, 이온 이동도(이온?모빌리티) 센서이며, MEMS를 이용한 칩 타입의 디바이스가 제공되고 있다. 이온 이동도 센서(이온 이동도 분광계, Ion Mobility spectrometry)는, 공기중의 물질(분자)을 이온화하고, 이온화된 분자의 이동도의 차이에 근거하는 스펙트럼(출력 패턴, 공기질 패턴)을 출력하는 센서이며, 비대칭전계 이온 이동도 스펙트로미터(Field Asymmetric waveform Ion Mobility Spectrometry ; FAIMS) 또는 미분형 전기이동도 스펙트로미터(Differential Ion Mobility Spectrometry ; DIMS)가 알려져 있다.

이러한 종류의 스펙트로미터형의 센서, 이후 총칭하여 IMS센서는, 고압-저압으로 변화되는 비대칭 전계에 이온화된 분자흐름을 입력하고, 이온의 전계이동도에 근거하여 이들을 필터링한 결과를 출력한다. 시판되고 있는 컴팩트한 IMS센서로서는, SIONEX사의 microDMx, OWLSOTNE사의 FAIMS 디바이스를 들 수 있다.

IMS센서로는, 유체(전형적으로는 공기, 질소 가스 등의 캐리어 가스)에 포함되는 화학물질에 관련된 정보로서, Vd전압(Dispersion Voltage, 전계전압(Vrf), 교류)과 Vc전압(Compensation Voltage, 보상 전압, 직류)의 2개의 변량에 따라 변화되는 이온 전류를 검출할 수 있다. 따라서, 이들을 포함하는 3차원의 데이터(파형 데이터, 스펙트럼), 3차원 중 어느 하나의 파라미터를 고정한 2차원 스펙트럼이 화학물질에 관련된 정보로서 얻어진다. 또한, 스펙트럼의 요소를 나타내는 스펙트럼?시그너쳐(스펙트럼 특성, 특징)를 화학물질에 관련된 정보로서 취득하여도 무방하다. 스펙트럼?시그너쳐에는, 스펙트럼?피크 진폭, 스펙트럼?피크 폭 및 스펙트럼? 피크 구배(勾配), 스펙트럼?피크 간격, 스펙트럼?피크의 수, 처리 조건의 변화에 따른 스펙트럼?피크의 상대적 위치 시프트, 스펙트럼 불연속점, Vrf 대 Vcomp 특성 등이 포함된다.

화학물질에 관련된 정보를 얻는 검출 유닛(센서)은, 질량분석형의 센서여도 무방하며, 유체에 포함되는 화학물질에 관련된 정보로서 M/Z(질량 대 전하)가 얻어진다.

이온 이동도 등을 이용한 분석형의 센서는, 특정한 성분(화학물질)에 민감한 센서와 비교할 때 범용성이 높아, 분석가능한 범위 내에서는, 거의 모든 성분의 유무 및 강도(농도)를 같은 정도의 정밀도로 검출할 수 있다. 센서에 의해 검출된 화학성분(화학물질)의 정보에는, 화학물질(화합물, 분자 및 원소 중 적어도 어느 하나를 포함함)의 강도변화(농도변화, 존재율 변화 및 그 밖의 센서에 의해 감지되는 변화?변량(intensity variations)을 포함함)가 포함된다. 화학물질에 관련된 정보를 취득하는 검출 센서에는, IEEE1451에 준거한 케미컬 센서, 수정 센서(QCM, Quartz Crystal Microbalance), 전기화학적인 센서, SAW(Surface Acoustic Wave) 디바이스, 광 센서, 가스 크로마토그래피, 액(液) 크로마토그래피, MOS(Metal Oxide Semiconductor) 센서를 포함한 다종다양한 센서를 적용할 수 있다.

로봇 개(1)는, 크게 나누어 머리부(2), 목부(3), 몸통부(4), 다리부(5), 둔부(6) 및 꼬리(7)를 갖는다. 로봇 개(1)는, 머리부(2), 목부(3), 몸통부(4), 둔부(6)를 지나 꼬리(7)에 이르도록 데이터 및 전력을 송신하는 내부 버스(bus ; 9)를 구비하고 있어, 로봇 개(1)에 내장되어 있는 다양한 기능(기능 유닛)들이 통신할 수 있게 되어 있다. 또한, 몸통부(4)에 배터리(8)가 수납되어 있어, 로봇 개(1)는 자립하여 자유롭게 이동할 수 있다. 더욱이, 로봇 개(1)는, 각종 외부 통신 유닛을 구비하고 있어, 로봇 개끼리, 호스트 장치, 나아가, 컴퓨터 네트워크에 의해 액세스가능한 각종 하드웨어자원과 통신할 수 있게 되어 있다.

또, 이하에서는 각종 기능을 갖춘 유닛이 로봇 개(1)에 수납되어 있는 것에 대해 설명되어 있으나, 수납 장소는 반드시 이하의 설명으로 한정되는 것은 아니다. 이들의 기능(기능 유닛)은, 전형적으로는, 하나 또는 복수의 CPU 및 메모리를 포함하는 프로그래밍 가능한 하드웨어 자원과 소프트웨어에 의해 실현된다. 프로그래밍 가능한 하드웨어 자원은, 전용의 ASIC 등의 칩을 포함하고 있어도 무방하며, 회로를 재구성할 수 있는 칩을 포함하고 있어도 무방하다.

상기 로봇 개(1)는, 복수의 샘플링 포인트에 있어서의 유체에 포함되는 화학물질을 검출하는 검출 유닛(100)을 갖는다. 본 예에서는 검출 유닛(100)은 IMS센서를 포함하며, 이후에는 IMS 유닛으로 호칭되는 경우가 있다. 로봇 개(1)는 또한, 각각의 샘플링 포인트에서 검출된 화학물질의 변화 및 검출된 화학물질의 농도변화 중 적어도 어느 하나에 의해, 이벤트의 발생 및 로봇 개(1)에 대한 이벤트의 발생 방향을 판단하는 이벤트 감시 유닛(30)을 갖는다. 구체적으로는, 로봇 개(1)의 머리부(2)의 정면(10)의 코(11)의 좌우 구멍(12L 및 12R)이 샘플링 구멍으로 되어 있으며, 코(11)의 후방에 검출 유닛(100)이 수납되어 있다. 검출 유닛(100)은, 화학물질 자체의 정보를 출력하여도 되지만, 화학물질의 존재에 의해 변화(변동)하는 정보, 즉, 화학물질 관련정보를 출력하여도 무방하다.

IMS 유닛(100)은, 화학물질 관련정보로서, 상술한 바와 같이 스펙트럼 및/또는 스펙트럼?시그너쳐(이들을 포함하여 IMS 데이터라 칭함)를 얻을 수 있다. 이벤트 감시 유닛(30)은, 화학물질 관련정보의 변화에 의해 이벤트의 발생을 판단한다.

IMS 유닛(100)은, 샘플링 포인트인 좌우의 구멍(12L 및 12R)에 각각 부착된 복수의 IMS센서를 포함하여도 무방하다. 도 4는, 좌우의 구멍(12L 및 12R)에 공통되는 IMS 센서(110)를 포함하는 검출 유닛(100)의 일례를 나타낸다. 즉, 상기 검출 유닛(100)은, 복수의 샘플링 포인트(12R 및 12L)에 공통의 IMS 센서(110)와, 복수의 샘플링 포인트(12R 및 12L)로부터 IMS 센서(110)에 대하여 유체(본 예에서는 공기(외기) ; 19)를 시분할로 공급하는 공급 유닛(120)과, 외기(19)를 샘플 보존 캡슐(159)에 봉입(封入)하여 보존할 수 있는 샘플 보존 유닛(150)을 포함한다.

IMS 센서(110)는, 흡인된 외기(19)에 포함되는 화학물질을 방사선, 광, 전장(電場) 등을 이용하여 이온화하는 이온화 유닛(111)과, 이온화된 화학물질의 이동량을 제어하는 전계 제어 필터(112)와, 이온화된 화학물질의 이동량으로부터 외기(19)에 포함되는 화학물질에 관련된 정보로서 IMS 데이터(115)를 출력하는 유닛(113)을 포함한다.

공급 유닛(120)은, 샘플링 포인트인 좌우의 구멍(12L 및 12R)으로부터 외기(19)를 흡입하여 배출구(129)로부터 배출하기 위한 흡인 팬(흡인 펌프(128))과, 각각의 구멍(12L 및 12R)으로부터 IMS 센서(110)에 외기(19)를 시분할로 유도하기 위한 관로(130L 및 130R)를 포함한다. 좌우의 관로(130L 및 130R)는 공통의 구성이며, 각각 흡인챔버(121)와, 가동 커넥터(122)와, IMS 센서(110)에 외기(19)를 공급하는 공급관(123)과, 공급관(123)을 바이패스(by-pass)하는 바이패스 관(124)과, IMS 센서(110)로부터 배기하기 위한 배기관(125)을 포함한다. 가동 커넥터(122)는, 샘플링 포인트인 코의 구멍(12L 및 12R)을 ±15도(이것으로 한정되지 않음) 정도 좌우 상하로 방향을 바꿀 수 있도록 하기 위한 것이다. 따라서, 목부(3)를 움직이지 않고도 샘플링 포인트(12L 및 12R)의 방향을 바꿀 수 있다.

좌우의 구멍(12L 및 12R)에는 셧 오프 댐퍼(126)가 설치되어 있어 검출 유닛(100)을 외기(19)에 대하여 차단할 수 있게 되어 있다. 공급관(123), 바이패스 관(124) 및 배기관(125)에는, 각각을 분리할 수 있게 댐퍼(127a?127d)가 설치되어 있다. 검출 유닛(100)은 또한, 이들 댐퍼(126, 127a?127d), IMS 센서(110)를 제어하는 제어 유닛(135)을 포함한다.

예컨대, 좌측의 구멍(12L)으로부터 외기(19)를 흡입하여 분석할 경우에는 우측의 관로(130R)의 댐퍼(127a?127d)를 폐쇄하고, 좌측의 관로(130L)의 댐퍼(127a?127d)를 개방하여 라인을 퍼지(purge)한다. 그 다음에, 우측의 관로(130R)의 댐퍼(127a?127d)를 폐쇄하고, IMS 센서(110)에 의해 좌측의 구멍(12L)으로부터 흡입된 외기(19)에 포함되어 있는 화학물질을 검출한다. IMS 데이터(115)는 이벤트 감시 유닛(30) 및 탐색대상 검출유닛(40)에 공급된다.

이벤트 감시 유닛(30) 및 탐색대상 검출유닛(40)에 있어서, 이벤트 및 탐색 대상이 검출되지 않으면, 상기와 마찬가지로 우측의 구멍(12R)으로부터 외기(19)를 흡입하여 분석한다.

한편, 이벤트 감시 유닛(30)에 의해 이벤트가 검출되고, 이벤트 요인 추정 유닛(50)에 있어서 이벤트 요인을 추측할 수 없는 경우에는, 외기(19)에 포함되어 있는 화학물질은 미확인 또는 IMS 센서(110)에 있어서 분석 경험이 없는 화학물질일 가능성이 있다. 따라서, 제어 유닛(135)은, 우측의 구멍(12R)의 분석으로 이행하기 전에, 바이패스 관(124)과 샘플 보존 유닛(150)을 차단하고 있던 댐퍼(155)를 개방하여, 바이패스 관(124)에 축적되어 있던 외기(19)를 샘플 보존 유닛(150)에 의해 샘플 보존 캡슐(159)에 봉입한다. 그리고, 캡슐 반출 루트(162)를 통해 스토커(160)에 저장한다. 스토커(160)에 저장된 샘플 보존 캡슐(159)에 봉입된 외기(19)를, 이후에, 동형(同型)의 IMS 센서(110)와, 고정밀도의 적당한 타입의 질량 분석기 등을 이용해 해석하여 화학물질의 데이터 베이스에 추가함으로써, 샘플링한 시점에 있어서 로봇에 탑재된 IMS 센서(110)로는 해석할 수 없었던 화학물질을, 이후에 해석가능하게 할 수가 있다.

물질 검출 유닛(100)에서 얻어진 좌우의 샘플링 포인트(12L 및 12R)에 있어서의 IMS 데이터(115)는 이벤트 감시 유닛(30)에 송신된다. 이벤트 감시 유닛(30)은, 각각의 샘플링 포인트(12L 및 12R)에서 샘플링된 외기(19)의 IMS 데이터(115)의 변화에 의해 이벤트의 발생을 판단한다. 화학물질 관련정보인 IMS 데이터(115)의 변화는, 샘플링 포인트(12L 및 12R)에 있어서의 외기(19)에 포함되는 화학물질의 변화 및/또는 화학물질의 농도변화 중 적어도 어느 하나를 시사한다. 이벤트 감시 유닛(30)은, 전 회의 샘플링시의 IMS 데이터(115)와, 이번 샘플링시의 IMS 데이터(115)를 비교하여, 그 차분(差分)이, 이벤트 감시 유닛(30)에 미리 설정되어 있는 문턱값을 초과하면 이벤트가 발생한 것으로 판단한다.

이 경우의 이벤트는, 외기(19)에 새로운 화학물질이 방출되거나, 외기(19)에 대량의 화학물질이 방출되거나 하는 것으로서 다양한 경우가 포함된다. 이벤트로서는, 예컨대, 냄새가 있는 것을 놓거나, 냄새가 부수되는 것이 나타나거나, 냄새가 부수되는 사건을 들 수 있다. 냄새는, 인간이 냄새로서 느낄 수 있는 것으로 한정되지 않으며, IMS 센서(110)에 의해 검출가능한 농도의 화학물질이 외기(19)에 포함되는 것이면 된다. 냄새가 부수되는 것에는, 오염물질, 폭약, 마약 등의 위험물, 인간 등의 생물도 포함된다. 또한, 냄새가 부수되는 사건에는, 발포 사건, 화재 등도 포함된다.

더욱이, 이벤트 감시 유닛(30)은, 로봇 개(1)에 대한 이벤트의 발생 방향을 판단한다. 이벤트 감시 유닛(30)은, 스테레오 타입의 물질검출정보를 취득함으로써 이벤트의 발생 방향을 판단할 수 있다. 복수의 샘플링 포인트(12L 및 12R)에서 검출되는 화학물질의 시간차 및/또는 농도차와 복수의 샘플링 포인트(12L 및 12R)의 3차원적인 위치 관계에 의해 이벤트의 발생 방향을 판단(추정)할 수 있다. 이러한 로봇 개(1)에 있어서는, 코(11)의 좌우의 구멍(12L 및 12R)이 샘플링 포인트로 되어 있으나, 더욱 떨어진 위치에 샘플링 포인트를 설치하는 것도 가능하다. 예컨대, 귀(13)의 구멍을 샘플링 포인트로 하거나, 코(11)에 귀(13)의 구멍을 샘플링 포인트로서 추가함으로써, 상하 방향의 이벤트의 발생 방향의 판단 정밀도가 향상된다.

물질을 검출하기 위한 샘플링 포인트를 설치하는 위치는 머리부(2)에 한정되지 않으며, 다른 장소, 예컨대, 몸통부(4)에 설치하여도 무방하고, 둔부(6)에 설치하여도 무방하다. 또한, 로봇 개(1)에 설치하는 검출 유닛(100)은 1개로 한정되지 않으며, 머리부(2), 몸통부(4) 및 둔부(6)에 각각 설치하여도 무방하다.

로봇 개(1)는 또한, 다리부(5)를 움직임으로써 로봇 개(1)를 자유로운 방향으로 이동할 수 있는 이동 유닛(500)을 포함한다. 이동 유닛(500)에 의해, 로봇 개(1)는, 이벤트의 발생 방향으로 선회하거나, 이벤트의 발생 방향으로 가까이 가거나 멀어지거나, 이벤트 발생 지점으로부터 등거리를 유지하도록 이동할 수 있다. 로봇 개(1)는, CPU 및 메모리 등의 하드웨어자원을 포함하는 중앙 제어 유닛(55)을 포함하며, 이벤트 감시 유닛(30)으로부터 얻어진 이벤트 발생 방향을 향해 로봇 개(1)를 이동시킨다. 로봇 개(1)를 이벤트가 발생하고 있는 것으로 추측되는 이벤트 발생 방향으로 이동시킴으로써, 외기(19)에 포함되는 화학물질의 농도는 일반적으로 높아진다. 또한, 이동 방향이 잘못되어 있으면 화학물질의 농도가 일반적으로 낮아지므로, 이벤트 발생 방향의 추정이 잘못된 것도 판단할 수 있다. 따라서, 이벤트의 발생 방향을 더욱 양호한 정밀도로 추측할 수 있다. 또한, 이벤트의 발생원에 근접함에 따라, 후술하는 화상 취득 유닛(61)에 의해 이벤트의 발생원의 화상을 취득하거나, 이벤트의 발생원을 추적하거나 할 수 있다.

로봇 개(1)는, 물질 검출 유닛(100)에 의해 얻어진 IMS 데이터(115)에 의해, 이벤트의 발생 요인을 판단하는 요인 추정 유닛(50)을 더 갖는다. 요인 추정 유닛(50)은, IMS 데이터(115)에 대응하는 각종 패턴을 저장한 데이터 베이스를 가지며, 패턴 매칭 등의 해석 기술을 이용하여 IMS 데이터(115)를 해석함으로써, IMS 데이터(115) 혹은 그 변화의 요인을 추정할 수 있다. 또한, 요인 추정 유닛(50)은, 후술하는 몇 가지 통신 유닛을 통해 IMS 데이터(115)를 외부의 하드웨어 자원, 예컨대 해석 서버로 보내어, 이벤트의 발생 요인을 얻는 것이어도 무방하다. 로봇 개(1)는, 이벤트의 발생원에 접근할 수 있으며, 보다 농도가 높은 화학물질에 대응하는 IMS 데이터(115)를 취득할 수 있다. 따라서, 이벤트의 발생 요인의 추정 정밀도를 향상시킬 수가 있다.

요인 추정 유닛(50)은 또한, 통신 유닛 및 네트워크 경유로, 요인 데이터 베이스에 포함되는 우선 순위 테이블이나 룰을 동적으로 변경할 수 있다. 이벤트 감시 유닛(30)에 의해 검출된 이벤트가 1개의 화학물질에 관련될 경우, 그 화학물질에 부수되어 발생할 위험이 있는 화학반응에서, 반응 에너지나 열량이 매우 커서 위험하게 될 요소에 민감해지도록 데이터 베이스를 동적으로 변경할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 로봇 개(1)가 감시 대상으로 삼고 있는 지역이나 공장(감시지역)의 공간 데이터를 데이터 베이스에 입력해 두고, 이벤트 감시 유닛(30)에 의해 검출된 이벤트가 서서히 진행되었을 경우의 감시지역의 피해를 예측하여 경고나 통지를 출력할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

산소농도나 CO농도, 인간에 대하여 유독?유해한 화학물질의 요인 데이터 베이스중의 우선 순위를, 통신 유닛을 통해 외부에서 변경하여도 무방하다. 예컨대, 무인화된 공장의 경우, 기본적으로는, 폭발 물질이나 그 밖의 구조물에 대한 데미지(damage) 등이 큰 문제가 되는 경우가 있다. 또한, 특정한 화학물질을 생성하거나 취급하거나 하는 경우에는, 어떤 화학물질의 존재 비율이 커지면, 화학반응 후에 생성되는 화학물질이 문제가 되는 경우가 있다. 이러한 사태 혹은 조건에 대하여, 로봇 개(1)의 동작을 동적으로 제어할 수 있다.

또, 로봇 개(1)는, 요인 추정 유닛(50)과 병렬로 동작하는 탐색대상 검출유닛(40)을 갖는다. 탐색대상 검출유닛(40)은, 탐색 대상인 화학물질을 포함하는 요인이 IMS 데이터(115)로 변환(역변환)된 특정 패턴을 포함하는 라이브러리가 저장된 로컬 메모리(41)와, 특정 패턴과 IMS 데이터(115)를 정상적으로 패턴 매칭 등의 해석 기술에 의해 대조하는 대조 유닛(42)과, 특정 패턴과 IMS 데이터(115)가 일치했을 경우, 혹은 IMS 데이터(115)에 특정 패턴이 포함되면 알람을 출력하는 알람 유닛(45)을 포함한다.

탐색 대상의 대표적인 것에는, 인간에게 위협이 되는 유독물질, 폭약, 병기, 거래가 금지되어 있는 마약 등의 약물, 추적 대상이 되는 범죄자, 행방불명자 등이 있다. 이들 탐색 대상에서 특유의 냄새를 IMS 센서(110)가 감지했을 때 출력되는 IMS 데이터(115)를 로컬 메모리(41)에 저장해 둠으로써, 로봇 개(1)는, 이들 탐색 대상을 보다 효율적으로 발견할 수 있다.

로봇 개(1)는, 이벤트의 발생 요인에 관한 경고(워닝)를 시각 및 청각 중 적어도 어느 하나에 의해 인식하는 정보(알람 정보)로서 출력하는 알람 발생 유닛(59)을 더 갖는다. 알람 발생 유닛(59)은, 요인 추정 유닛(50) 또는 탐색대상 검출유닛(40)에 의해 검출된 이벤트가 어떠한 위협이 되는 이벤트인 것으로 추측될 경우에 소리나 빛 등에 의해 경보를 출력할 수 있다.

로봇 개(1)는, 발생 방향의 화상, 소리, 해당 로봇의 장소, 발생 방향의 방위, 유체의 이동 방향, 해당 로봇의 주위의 환경 데이터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이벤트 부속 정보를 검출하는 정보취득유닛(60)을 더 갖는다. 로봇은, 이벤트의 발생 방향을 추측할 수 있으므로, 그 방향의 화상, 소리 등을 포함하는 이벤트 부속 정보를 취득할 수 있다.

이러한 로봇 개(1)는, 머리부(2)의 좌우의 눈의 위치에 좌우의 화상을 취득하는 화상 취득 유닛(61L 및 61R)을 갖는다. 화상 취득 유닛(61L 및 61R)은, 가시광 영역의 입체화상뿐만 아니라, 적외선 영역의 입체화상도 얻을 수 있으며, 암시(暗視)능력을 구비하고 있다. 또한, 화상 취득 유닛(61L 및 61R)은, 거리 측정 기능을 포함하는 다른 기능을 갖추고 있어도 무방하다. 또한, 로봇 개(1)는, 머리부(2)의 좌우의 귀(13)의 위치에 좌우의 소리(스테레오 음)를 취득하는 마이크로폰(62L 및 62R)을 갖는다. 로봇 개(1)는 머리부(2)를 목부(3)에 설치한 액추에이터(15)에 의해 몸통부(4)에 대하여 좌우 상하로 움직일 수 있다. 따라서, 머리부(2)를 이벤트 발생 방향을 향하게 함으로써, 이벤트 발생 방향의 화상 및 소리를 얻을 수가 있다.

또한, 로봇 개(1)는, GPS 유닛(63)을 포함하여, 로봇 개(1)의 지구상의 위치를 이벤트 부속 정보에 포함시킬 수 있다. 또, 로봇 개(1)는, 풍향, 온도 및 습도를 포함하는 환경 측정 유닛(64)을 포함하여, 이들 정보를 이벤트 부속 정보에 포함시킬 수 있다.

이벤트 부속 정보는, 요인 추정 유닛(50)에 공급된다. 요인 추정 유닛(50)은, 이벤트 발생 방향의 화상, 소리 등을 포함하는 이벤트 부속 정보를 가미함으로써 이벤트의 발생 요인을 더욱 양호한 정밀도로 추정할 수 있다.

로봇 개(1)는, 이벤트의 발생을 포함한 이벤트 정보를 외부로 전송하는 복수 종류의 통신 유닛(200, 201, 210)을 더 갖는다. 우선, 로봇 개(1)는, 꼬리(7)가 FM, AM의 주파수대를 이용한 RF통신 유닛(200)으로 되어 있다. 또한, 좌우의 귀(13)는, 대량의 정보를 송수신하기 위한 MIMO 타입의 통신 유닛(201)으로 되어 있다. 더욱이, 코(11)는 지향성 통신 인터페이스(211)로 되어 있으며, 코(11)의 뒤쪽에 지향성 통신 유닛(210)이 수납되어 있다. 지향성 통신 인터페이스(211)는, 레이저 통신용의 반도체 레이저와, 가시광 통신용의 LED와, 수광 유닛과, 초음파 통신용의 초음파 발생장치와, 마이크로폰을 포함한다. 목부(3)의 액추에이터(15)를 움직임으로써 지향성 통신 인터페이스(211)를 원하는 방향을 향하게 하여 통신 범위를 한정할 수 있어, 통신 정밀도를 향상시키기가 용이하다. 또, 교환하는 정보를 은닉하기가 용이하다.

이들 통신 유닛(200, 201 및 210)을 통해 인트라넷 또는 인터넷과 같은 컴퓨터 네트워크에 액세스하는 것도 가능하다. 따라서, 로봇 개(1)는, 컴퓨터 네트워크 상에 오픈되어 있는 다양한 자원을 이용할 수 있다. 예컨대, IMS 데이터(115)를, 컴퓨터 네트워크를 통해 요인 판별 서버에 보내고, 외부의 자원을 이용하여 이벤트의 발생 요인을 얻을 수 있다. 통신 유닛(200, 201 및 210)에 의해 발생 요인의 추정을 위해 외부의 리소스를 이용할 수 있으므로, 발생 요인의 추측 정밀도를 향상시킬 수가 있다.

또, 이들 통신 유닛(200, 201 및 210)을 사용하여, 로봇 개(1)는, 다른 로봇 개와 정보교환하며, 협조(연계)하여 이벤트의 발생원을 특정하거나, 이벤트의 발생원이 위협적인 경우에는, 그 위협에 대항할 수 있다. 즉, 중앙 제어 유닛(55)은, 이동 유닛(500)을 다른 로봇 개(1)와 연계한 행동을 하도록 제어한다. 복수의 로봇 개(1)와 이벤트 발생 방향의 정보를 공유함으로써 이벤트의 발생원을 양호한 정밀도로 특정할 수 있다. 또한, 이벤트의 발생원이 이동할 경우에는, 그 이동을 추적하거나, 발생원을 포위하거나 할 수 있다.

로봇 개(1)는, 소정의 냄새의 발생원이 되는 화학물질을 방출하는 냄새 출력 유닛(300)을 더 구비한다. 이동 중에 적당한 표식이 되는 장소에, 로봇 개(1)를 식별할 수 있는 냄새를 남김으로써, 같은 기능을 갖춘 로봇 개(1)가 자신을 추적하게 할 수가 있다. 인간이 인식할 수 없는 정도의 냄새나, 자연계의 냄새와 거의 판별이 불가능할 것 같은 냄새를 이용하여, 로봇 개(1)의 이동 경로 등을 간접적으로 다른 로봇 개(1)에 전달할 수 있다.

더욱이, 로봇 개(1)는, 요인 추정 유닛(50)에 의해 특정된 요인이 로봇 개(1)가 대처가능한 위협인 경우에는, 그 위협을 배제하는 대책 유닛(600)을 포함한다. 대책 유닛(600)의 일례는 소화기이며, 이벤트의 요인이 화재로서 초기 소화가 가능하다면, 로봇 개(1)가 대처한다. 대책 유닛(600)의 다른 예는, 이벤트의 요인이 위험한 화학반응일 때에 화학반응을 상쇄할 수 있는 다른 화학반응을 유발시키는 유도체를 사출(射出)하는 유닛이다. 대책 유닛(600)은, 질소 가스 혹은 불활성 가스에 의해 위험한 화학물질의 농도를 낮추거나, 산소농도를 낮추거나 하는 유닛이어도 무방하다. 또한, 대책 유닛(600)은, 산소봄베, 의약품, 식료 등을 포함하는 긴급 구명 유닛이어도 무방하다.

도 5는, 로봇 개(1)의 전형적인 제어를 플로우 챠트에 의해 나타낸다. 이러한 제어는, 프로그램(프로그램 제품)으로서, 기록 매체에 기록하거나, 컴퓨터 네트워크를 통해 제공할 수 있다.

단계 701에 있어서 복수의 샘플링 포인트에 있어서 검출 유닛(100)에 의해 샘플링한다. 단계 702에 있어서, 이벤트 감시 유닛(30)이 IMS 데이터(115)에 포함되는 유체중(공기중)의 화학물질의 변화 및 화학물질의 농도변화 중 적어도 어느 하나에 의해, 이벤트의 발생을 판단한다. 또한, 단계 703에 있어서, 이벤트의 발생이 인정되면, 이벤트 감시 유닛(30)은, 해당 로봇 개(1)에 대한 이벤트의 발생 방향을 판단한다.

단계 704에 있어서, 중앙 제어 유닛(55)이 이벤트에 대응하기 위해 로봇 개(1)의 이동이 필요하다고 판단하면, 단계 705에서, 이동 유닛(500)에 의해 로봇 개(1)를 이벤트 발생 방향으로 이동시킨다.

이러한 처리와 전후하여 혹은 병행하여, 단계 706에 있어서, 정보 취득 유닛(60)은, 발생 방향의 화상, 소리, 해당 로봇의 장소, 발생 방향의 방위, 유체의 이동 방향, 로봇 개(1)의 주위의 환경 데이터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이벤트 부속 정보를 취득한다.

더욱이, 단계 707에 있어서, 중앙 제어 유닛(55)은, 외부의 서버 등의 자원의 서포트가 필요한 것으로 판단하면, 단계 708에 있어서, 통신 유닛(200) 등을 통해 이벤트 정보와 함께 이벤트 부속 정보를 외부로 전송한다.

단계 709에 있어서, 요인 추정 유닛(50)은, IMS 데이터(115)에 포함되는 화학물질의 변화 및 화학물질의 농도변화 중 적어도 어느 하나에 의해, 이벤트의 발생 요인을 판단한다. 요인 추정 유닛(50)은, 외부의 서버 등으로부터 이벤트 발생 요인을 취득하여도 무방하다.

단계 710에 있어서, 중앙 제어 유닛(55)은, 판명 혹은 추정된 발생 요인이 경고(워닝)의 대상이면, 단계 711에 있어서 알람 발생 유닛(59)을 이용하여 경보를 출력한다. 이로써, 로봇 개(1)의 주위에 위협이 있음을 알린다. 통신 유닛(200) 등을 이용하여, 위협의 존재를 외부에 전달하는 것도 가능하다.

또, 단계 712에 있어서, 중앙 제어 유닛(55)이 다른 로봇 개 등과의 연계가 필요하다고 판단하면, 단계 713에 있어서, 통신 유닛(200) 등을 통해 다른 로봇 개와 공동 작업을 수행한다. 중앙 제어 유닛(55)은, 이동 유닛(500)을 다른 로봇 개(1) 등과 연계하도록 제어한다. 냄새 출력 유닛(300)으로부터 소정의 냄새의 발생원이 되는 화학물질을 방출하여, 다른 로봇 개(1)에 정보를 간접적으로 전달하여도 무방하다.

또한, 단계 714에 있어서, 중앙 제어 유닛(55)이, 판명 혹은 추정된 발생 요인에 대하여 대책(초기 대응)이 가능하다고 판단하면, 대책 유닛(600)을 이용하여 발생 요인에 대해 적당한 대책을 수행한다. 단계 715에 있어서, 중앙 제어 유닛(55)은, 이동 유닛(500)을 대책에 적합한 위치로 로봇 개(1)가 이동하도록 제어한다.

이와 같이 후각 로봇 개(1)는, 좌우 독립적인 비강을 가지며, 후각 대상공간의 분위기를 독립된 속도제어를 수행하여 흡인하고 이것을 분석할 수가 있다. 통상의 IMS(센서)는, 최저 1개가 실장되어 있으며, 2개가 독립적으로 실장되어 있는 경우도 있다. 1개를 실장하는 경우에는, 시분할로 분석을 실행하게 된다. 후각 로봇 개는, 자신의 기억(데이터)에 있는 화학물질의 계(系)를 최초로 탐색하는 자기기억 탐색모드, 가까이에 있는 다른 후각 로봇 개와 커뮤니케이션하고, 연계하여 탐색을 수행하는 그룹기억 탐색모드, 원격으로 화학물질에 액세스하여 탐색을 수행하는 글로벌 탐색모드, 기억에 없는 화학물질정보를 유추하는 추정모드, 추정범위에 없는 새로운 화학물질정보를 기억해 축적하는 학습모드, 복수의 후각 로봇 개끼리 수행하는 병렬탐색모드, 이동하는 타겟을 추적하거나, 위치 특정을 하는 트레이스(trace) 탐색모드 등을 구비하고 있다.

또, 후각 로봇 개(1)는, 자신이 가진 개별정보를 필요로 하는 상대의 후각 로봇 개에게 송신할 수 있으므로, 네트워크의 오버헤드를 적게 하여 병렬 탐색이 가능해진다. 인간에 대해서는, 송신된 냄새?향기 스트리밍 정보를 바탕으로, 의사적으로 화학물질을 미량이지만 합성할 수도 있으므로, 탐색하고 있는 타겟에 대한 공유(share)가 가능해진다.

후각 로봇 개(1)는, 화재현장이나 기타, 방사선이나 폭발물과 같은 위험한 현장에서도 공포나 위험성에 대한 감정적인 반응이 없기 때문에, 목적을 달성함에 있어 장해가 적다. 후각 로봇들은, 무선통신과는 별도로 가시광 통신기능도 가지기 때문에, 불필요한 상대에 대한 커뮤니케이션의 누설이 거의 없으며, 보이는 범위의 상대와만 고속으로 통신할 수 있다는 특징이 있다. 후각 로봇의 그룹 전체를 제어하는 컨트롤러측에서는, 필요한 후각 로봇들을 그룹화하거나 분리하거나 하여 가시광의 파장제어를 수행함으로써, 방수(傍受)되기 어려운 동적인 팀 편성이 가능해진다. 특히, 후각 로봇이 GPS를 수신할 수 없는 등의 장소에서도, 가시광 통신을 이용함으로써 매우 정확한 수 10mm 단위로의 위치 측정이 가능해진다.

종래, 마약이나 폭발물, 범인의 유류품의 냄새를 개가 맡게 하여 판정하는 방식이 채용되는 경우가 많았으나, 수 차례나 같은 강한 냄새를 맡게 했더니 개의 후각 능력에 저하가 발생했다. 또한, 금속산화 피막형 센서의 경우에도, 특정한 화학물질에 한정적으로 반응하는 것과, 광범위한 탐색공간을 실현하는 것은 비용적으로나 물리적으로나 과제가 많았다. 센서 네트워크는, 어느 정도의 범위에서, 후각 로봇 개(1)의 화학물질 특정처리에 대해서는 기능하지만, 목적에 따른 모드는 탑재되어 있지 않다. 또한, 후각 로봇 개(1)가 기동력이 있어 이동가능한 것에 대하여, 네트워크를 설정해 두지 않으면 목적달성이 불가능하다는 문제도 있었다. 특히, 미지수인 새로운 화학물질의 추가?유추 기능, 학습 기능은 구비하지 못하였다.

이러한 후각 로봇 개(1)는, 후각처리를 수행하는 검출 유닛(100)과, 이들을 제어하는 제어 유닛(55)을 가지며, 또한, 각종 외부자극에 대하여 즉시 반응하는 반사 반응 유닛, 추정이나 추론, 학습을 수행하는 지능기능을 탑재하는 것도 가능하다.

화학물질의 특정은, 2개의 독립된 비강(12R 및 12L)의 각도조정기능과 흡인속도, 또, 내부에 탑재된 습도 조정 기능을 포함하는 검출 유닛(100), 데이터 처리 유닛(55) 등에 의해 실현된다. 상기 후각 로봇 개(1)에서 특징적인 것은, 매우 위험성이 높은 폭발 물질이나 독약, 독가스, 유해물질에 대한 처리가 우선적으로 수행되는 구조로 되어 있어, 긴급시에는 모든 분석을 정지하고, 우선 처리를 실행하도록 반응시킬 수 있다는 것이다.

더욱이, 로봇 개(1)는 전용의 위험 예지 유닛이 되는 요인 추정 유닛(50)과, 또한, 독립적으로 기능하는 탐색대상 검출유닛(40)을 탑재하고, 이로써 위협이 되는 조건을 상시 모니터링하는 기능을 포함하고 있다. 탐색대상 검출유닛(40)의 로컬 메모리(41)에는, 자신의 탐색 목표가 되는 화학물질의 데이터 베이스를 로딩해 두고, 해당하지 않는 화학물질과 조우했을 경우에는, 독자적으로, 혹은 이벤트 요인 추정 유닛(50)을 통해 원격으로 글로벌?데이터를 참조하여도 무방하다.

또한, 로봇 개(1)는, 샘플 보존 유닛(150)에 의해, 글로벌?데이터에 등록이 없을 경우에는, 새로운 화학물질로서 등록할 수 있게 되어 있다. 즉, 요인을 판단할 수 없는 경우, 물질 검출 유닛(100)으로부터 외기(19)를 그대로 배기하지 않고, 샘플 보존 유닛(150)으로 전환하여 외기를 캡슐에 보존한다. 이는, 기존의 분석 장치에서의 분석 결과와 나중에 대조하여 등록함으로써, 데이터 베이스 품질을 향상시키기 위함이다. 방대한 데이터 베이스를 적절한 품질로 구축하기 위해서는, 이러한 자동화 시스템이 대단히 중요하게 된다. IMS형의 데이터 베이스를 효율적으로 충실하게 하기 위하여, 기존의 질량분석장치 등의 분석 결과와 IMS를 사용한 분석 결과의 비교와 차분 정보를 일치시키거나 혹은 흡수하여 보정하는 룰을 구축할 수 있다. 통계 데이터가 축적되므로, IMS 데이터 베이스 구축을 자동화할 수 있다.

후각 로봇 개(1)는, 통신 유닛(200) 등을 통해, 외부 컨트롤러로부터의 지시에 따라 복수의 모드를 전환할 수 있다. 요인 추정 유닛(50)은, 검색 대상(분석 대상)이 되는 화학물질이나 그 계통의 물질의 정보를 로컬 메모리의 탐색 데이터 베이스에 저장할 수 있다. 따라서, 단시간에 이벤트의 발생 요인을 탐색할 수 있다(자기기억 탐색모드). 탐색 데이터 베이스의 일례로는, 복수의 키로 탐색이 가능한 RD 구조를 채용한 것이 있으며, 유사 화학물질이나 화학변화가 발생하기 쉬운 중간반응물이나 부(副)생성물 등이 탐색 공간상 단거리가 되는 구성을 채용하는 것이 바람직하다.

또, 새로운 미등록의 화학물질은, 이러한 탐색 키의 변경에 의해 데이터 베이스에 용이하게 추가될 수 있게 된다. 후각 로봇 개(1)는, 자기기억 탐색모드와는 별도로, 외부로부터의 탐색 협력(의뢰)이 있었을 경우에, 자기기억 탐색처리를 중단하지 않고, 독립적으로 외부탐색에 협력하는 모드도 구비하고 있다. 이것은, 완전히 독립된 탐색이 실행가능한 이중계(二重系) 구조를 갖고 있는 것을 의미하고 있다. 이로써, 후각 로봇 개끼리 협력하여 병렬처리의 탐색을 실현한다. 또한, 기본적인 탐색 알고리즘은 공통화되어 있으나, 탐색시간을 단축시키기 위해, 복수의 후각 로봇 개가, 하나의 타겟에 대하여 다른 추정을 수행하는 탐색도 가능하도록, 탐색 키를 변경하여 탐색 데이터 베이스의 RD 구조에 대한 액세스를 수행하는 모드를 구비하고 있어도 무방하다. 이로써, 보다 빨리 히트(hit)하면, 다른 탐색을 중지하고 새로운 탐색을 개시할 수가 있다. 이 때문에, 복수의 로봇 개(1)를 이용한 병렬 탐색을 더욱 고속화할 수 있다. 또한, 물리적으로 어떠한 크기의 탐색 공간을, 복수의 후각 로봇 개(1)에 의해 논리 분할함으로써, 탐색 시간을 단축할 수도 있다.

새로운 화학물질을 검출했을 경우에는, 후각 로봇 개(1)는, 네트워크를 경유하여, 글로벌 메모리에 대해 가(假)등록을 수행한다. 이것은 후에 성분분석이 실행되어 물질의 특정이 이루어졌을 경우에, 정식등록으로 하는 방식이다. 화학물질의 시그너쳐가 등록되고, 어떠한 추정 알고리즘에 의해 물질의 추정이 실행된다. 이러한 추정은, 통계 처리와 실제의 물질 특정 결과에 따라, 알고리즘의 수정과 추정 근거(룰)가 수정되어 정확도가 향상되는 방식을 채용하고 있다. 이것을, 화학물질의 추정과 학습이라 부르며, 인간이 화학물질의 특정에 관한 시간을 단축하는데 공헌한다. 즉, 반(半)자동화 알고리즘으로부터, 자동화 알고리즘으로의 진화에 공헌한다. 추정 정확도와 학습 효율을 높이는 포인트는, 탐색 대상의 시그너쳐 정보뿐만 아니라, 그 자리에 있는 다른 정보, 예컨대, 습도나 온도, 그곳에 존재하고 있는 다른 시그너쳐와의 상관성도 포함시킨 유추와 실제의 분석결과 사이의 갭(gap)을 메우는 팩터(factor)를 찾아내는 것이 대단히 중요해진다.

또한, 이상에서는, 자립이동이 가능한 로봇, 즉, 프로그래밍 가능한 기계장치의 예로서 로봇 개를 설명하였다. 로봇은, 동물과 같이 자기 자신이 이동하는 타입의 것이어도 되며, 네트워크 접속을 전제로 한, 거리의 이동을 수반하지 않는, 예컨대, 선회하거나 상하로만 움직이는 등의 로봇이어도 무방하다. 이벤트의 발생 방향을 추정하여 방향을 바꾸는 등의 형태로, 이벤트의 발생 방향의 화상, 소리 등을 취득할 수 있다. 따라서, 로봇을 이용하여, 화학물질의 정보뿐만 아니라, 화상, 소리 등의 다른 정보도 종합적으로 고려하여 이벤트의 요인을 판단할 수가 있다.

또, 로봇 개는 지상을 이동할 수 있는 로봇의 일례이지만, 새형 로봇이나, 공중을 부유 혹은 비행할 수 있는 로봇이어도 무방하다. 더욱이, 바다 위 혹은 바닷속을 이동하는 로봇이어도 무방하다. 또한, 상기에서는 기체 중의 화학물질을 검출하는 기능을 포함하는 로봇을 예로 설명하였으나, 수중 혹은 해중(海中)에 포함되는 화학물질을 검출하는 기능을 포함하는 로봇이어도 무방하다.

Claims

복수의 샘플링 포인트를 갖는 로봇으로서,
상기 복수의 샘플링 포인트에 있어서의 유체에 포함되는 화학물질에 관련된 화학물질 관련정보를 취득하는 검출 유닛과,
상기 복수의 샘플링 포인트의 각각에 있어서 취득된 화학물질 관련정보의 변화에 따라, 이벤트의 발생 및 해당 로봇에 대한 상기 이벤트의 발생 방향을 판단하는 이벤트 감시 유닛을 갖는 로봇.
제 1항에 있어서,
해당 로봇을 상기 이벤트의 발생 방향으로 움직이게 하는 이동 유닛을 더 갖는, 로봇.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 취득된 화학물질 관련정보에 의해, 상기 이벤트의 발생 요인을 판단하는 요인 추정 유닛을 더 갖는, 로봇.
제 3항에 있어서,
상기 이벤트의 발생 방향의 화상, 소리, 해당 로봇의 장소, 상기 이벤트의 발생 방향의 방위, 유체의 이동 방향, 해당 로봇의 주위의 환경 데이터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이벤트 부속 정보를 취득하는 정보 취득 유닛을 더 가지며,
상기 요인 추정 유닛은, 상기 취득된 화학물질 관련정보 및 상기 이벤트 부속 정보에 의해 상기 이벤트의 발생 요인을 판단하는, 로봇.
제 3항에 있어서,
상기 이벤트의 발생 요인에 관한 경고를 시각 및 청각 중 적어도 어느 하나에 의해 인식할 수 있는 정보로서 출력하는 알람 발생 유닛을 더 갖는, 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 이벤트의 발생을 포함하는 이벤트 정보를 외부로 전송하는 통신 유닛을 더 갖는, 로봇.
제 6항에 있어서,
상기 통신 유닛을 통해 상기 이벤트의 발생 요인을 취득하고, 상기 이벤트의 발생 요인에 관한 경고를 시각 및 청각 중 적어도 어느 하나에 의해 인식할 수 있는 정보로서 출력하는 알람 발생 유닛을 더 갖는, 로봇.
제 6항에 있어서,
해당 로봇을 상기 이벤트의 발생 방향으로 이동시키는 이동 유닛과,
상기 통신 유닛을 통해 다른 로봇과 정보교환하고, 상기 다른 로봇과 연계하도록 상기 이동 유닛을 제어하는 제어 유닛을 더 갖는, 로봇.
제 6항에 있어서,
상기 통신 유닛은 가시광 통신 유닛을 포함하는, 로봇.
제 1항에 있어서,
해당 로봇을 이동시키는 이동 유닛과,
소정의 냄새의 발생원이 되는 화학물질을 방출하는 냄새 출력 유닛을 더 갖는, 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 검출 유닛은, 상기 복수의 샘플링 포인트에 각각 대응된 복수의 검출 센서를 포함하는, 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 검출 유닛은 공통의 검출 센서와, 상기 복수의 샘플링 포인트로부터 상기 유체를 상기 공통의 검출 센서로 시분할로 공급하는 공급 유닛을 포함하는, 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 검출 유닛은, 이온 이동도 센서를 포함하는, 로봇.
로봇을 제어하는 방법으로서,
상기 로봇은, 메모리와, CPU와, 복수의 샘플링 포인트와, 상기 복수의 샘플링 포인트에 있어서의 유체에 포함되는 화학물질에 관련된 화학물질 관련정보를 취득하는 검출 유닛을 포함하고,
상기 방법은, 상기 복수의 샘플링 포인트의 각각에서 취득된 화학물질 관련정보의 변화에 따라, 이벤트의 발생 및 상기 로봇에 대한 상기 이벤트의 발생 방향을 판단하는 단계를 구비하는 방법.
제 14항에 있어서,
상기 화학물질 관련정보에 의해, 상기 이벤트의 발생 요인을 판단하는 단계를 더 구비하는 방법.
제 15항에 있어서,
상기 로봇은, 상기 이벤트의 발생 방향의 화상, 소리, 상기 로봇의 장소, 상기 이벤트의 발생 방향의 방위, 유체의 이동 방향, 상기 로봇 주위의 환경 데이터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이벤트 부속 정보를 취득하는 정보 취득 유닛을 더 포함하며,
상기 이벤트의 발생 요인을 판단하는 단계는, 상기 취득된 화학물질 관련정보 및 상기 이벤트 부속 정보에 의해 상기 이벤트의 발생 요인을 판단하는 것을 포함하는, 방법.
제 15항에 있어서,
상기 로봇은 이벤트의 발생을 포함하는 이벤트 정보를 외부로 전송하는 통신 유닛을 포함하고,
상기 이벤트의 발생 요인을 판단하는 단계는, 상기 통신 유닛을 통해 상기 이벤트의 발생 요인을 취득하는 것을 포함하는, 방법.
제 15항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로봇은, 경고를 시각 및 청각 중 적어도 어느 하나에 의해 인식하는 정보로서 출력하는 알람 발생 유닛을 더 포함하며,
상기 이벤트의 발생 요인에 관한 경고를 상기 알람 발생 유닛으로부터 출력하는 단계를 더 구비하는, 방법.
제 14항에 있어서,
상기 로봇은 이동 유닛을 포함하고,
상기 이동 유닛에 의해 상기 이벤트 발생 방향으로 이동하는 것을 포함하는, 방법.
로봇을 제어하는 프로그램으로서,
상기 로봇은 메모리와, CPU와, 복수의 샘플링 포인트와, 상기 복수의 샘플링 포인트에 있어서의 유체에 포함되는 화학물질에 관련된 화학물질 관련정보를 취득하는 검출 유닛을 포함하고,
상기 프로그램은, 상기 로봇이 상기 복수의 샘플링 포인트의 각각에 있어서 취득된 화학물질 관련정보의 변화에 따라, 이벤트의 발생 및 상기 로봇에 대한 상기 이벤트의 발생 방향을 판단하는 명령을 포함하는, 프로그램.