KR20170042544A

KR20170042544A - 휴머노이드 로봇의 대기 모드

Info

Publication number: KR20170042544A
Application number: KR1020177000003A
Authority: KR
Inventors: 세바스티안 달리바르드; 알렉산드레 마젤; 시릴 콜레트; 브루노 매이종니어; 제롬 몽샥스
Original assignee: 소프트뱅크 로보틱스 유럽
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2017-04-19
Also published as: CA2953246C; KR102071116B1; CN106575376A; WO2015185709A3; NZ727011A; US20170080564A1; AU2018267604A1; US10576632B2; CA2953246A1; SG11201609561UA; BR112016028468A2; MX2016015825A; EP2952299A1; RU2663657C2; AU2015270429A1; WO2015185709A2; RU2016152152A; JP2017516673A; RU2016152152A3

Abstract

로봇에 대한 대기 모드를 실행하는 컴퓨터 구현 방법이 개시되며, 상기 방법은 로봇의 하나 이상의 부분과 연관된 하나 이상의 파라미터(가령, 하나 이상의 모터의 온도)를 측정하는 단계, 상기 파라미터와 연관된 하나 이상의 대기 최적화 규칙(가령, 모터의 열의 분산을 최대화)을 수신하는 단계, 및 하나 이상의 수신된 대기 최적화 규칙을 실행(가령, 바디 애니메이션을 실행시켜 모터를 냉각시킴)하는 단계를 포함한다. 모니터링된 파라미터가 모터 온도 측정치 및/또는 에너지 소비 값 및/또는 마모의 신호를 정량화하는 값을 포함한다. 최적화 규칙의 예시는 에너지의 소비량의 최소화 및/또는 마모의 최소화 및/또는 열의 소산의 최대화를 포함한다. 형태에서, 지정된 애니메이션이 가치 있는 사회적 계약 점수와 연관될 수 있다. 액세서리의 선택사항적 사용을 포함해, 추가 양태가 개시된다. 시스템 양태 및 컴퓨터 프로그램이 기재된다.

Description

휴머노이드 로봇의 대기 모드{STANDBY MODE OF A HUMANOID ROBOT}

이 출원은 데이터 처리 분야와 관련되며 더 구체적으로 로봇의 대기 모드(standby mode)와 관련된다.

개인 컴퓨터(가령, 랩톱, 태블릿, 스마트폰 등)와 로봇(가령, 휴머노이드 로봇)은 매우 상이한 물체이다.

로봇(가령, 동반자 휴머노이드 로봇)과의 인간-기계 대화는 개인 컴퓨터와의 대화와 매우 상이하다. 동반자 로봇(companion robot)은 실제 현실에서 수행되는 상호 대화(interactive dialog) 및 물리적 동작(physical action)을 이용해 인간과 감정적 관계를 쌓을 수 있다.

개인 컴퓨팅의 기술 분야에서 알려진 대기 방법이 로봇에 적합하지 않으며, 휴머노이드 로봇에 특히 더 적합하지 않다.

로봇을 위한 특정 대기 모드의 방법 및 시스템에 대한 필요성이 있다.

로봇에 대한 대기 모드를 실행하는 컴퓨터 구현 방법이 개시되며, 상기 방법은 로봇의 하나 이상의 부분과 연관된 하나 이상의 파라미터(가령, 하나 이상의 모터의 온도)를 측정하는 단계, 상기 파라미터와 연관된 하나 이상의 대기 최적화 규칙(가령, 모터의 열의 분산을 최대화)을 수신하는 단계, 및 하나 이상의 수신된 대기 최적화 규칙을 실행(가령, 바디 애니메이션을 실행시켜 모터를 냉각시킴)하는 단계를 포함한다. 모니터링된 파라미터가 모터 온도 측정치 및/또는 에너지 소비 값 및/또는 마모의 신호를 정량화하는 값을 포함한다. 최적화 규칙의 예시는 에너지의 소비량의 최소화 및/또는 마모의 최소화 및/또는 열의 분산의 최대화를 포함한다. 형태에서, 지정된 애니메이션이 가치 있는 사회적 계약 점수와 연관될 수 있다.

액세서리의 선택사항적 사용을 포함해, 추가 양태가 개시된다. 시스템 양태 및 컴퓨터 프로그램이 또한 기재된다.

본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 기재될 것이며, 여기서, 유사한 도면 부호가 유사한 요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명의 전역적 기술적 환경을 도시한다.
도 2는 방법의 실시예의 일부 양태를 상세히 도시한다.
도 3은 본 발명의 특정 실시예의 특정 양태를 상세히 나타낸다.

휴머노이드 로봇은 "사회적 기술(social technology)"의 떠오르는 형태이다. 휴머노이드 로봇은 동반자 로봇으로서 인간 사용자에 의해 파트너로 여겨지고 있으며, 감정적 관계는 아니더라도, 지속적인 학습 관계(서로 간에 이뤄지는 학습, 즉, 로봇이 사용자로부터 학습하고 사용자가 로봇으로부터 학습)를 유지한다. 예를 들어, 기계만이 아니라, 개인 로봇이 교수 활동(가령, 식이, 스포츠 또는 교육)에 대해 우수한 가치를 보인다. 개인 컴퓨터에 비교할 때, 시뮬레이션된 감정 및 몸짓이 더 매력적이고, 설득력 있으며, 확신에 찬 또는 그 밖의 다른 방식으로 신뢰할만한 관계를 가능하게 한다.

휴머노이드 로봇은 정보 처리 기계이며 따라서 개인 컴퓨터와 광범위하게 비교될 수 있다. 일부 측면은 공통점을 가질 수 있다. 개인 로봇과 개인 컴퓨터를 비교할 때 일부 다른 측면은 매우 상이하다.

예를 들어, "소프트웨어 애플리케이션"의 측면과 관련하여, 꽤 상당한 차이가 강조될 수 있다. 첫 번째 상당한 차이점은 개인 로봇의 멀티모드 특성, 즉, 설계에 있다. 동반자 로봇은 자신의 소유자를 따라다니고(즉, 본 발명의 변위 능력) 물체를 터치하거나 자신의 주위 환경과 대화할 수 있다. 설계적으로, 개인 컴퓨터에는 이러한 다양한 환경적 피드백이 부재한다. 이 "멀티모드" 특징부 또는 특성이 로봇 상의 애플리케이션의 관리(가령, 대기 모드의 관리)와 관련하여 중요하다.

구체적 차이가 대기 모드의 핸들링과 관련되며, 대기 모드에서 로봇은 에너지 절약 측면에 추가로, 여러 다른 애니메이션 또는 모션 시퀀스를 우연히 및/또는 시기 적절하게 및/또는 의도적으로 평가, 선택 및 추가로 실행할 수 있다. 예를 들어 이러한 애니메이션 또는 모션은 인간 사용자("사용자 경험")와의 관계를 유지 또는 개발하면서 모터 냉각 및/또는 시스템 검증을 가능하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 전역적 기술 환경을 도시한다. 로봇(130)은 센서 및 액추에이터를 포함한다. 로직 또는 "마인드"(100)가 로봇 내에서 구현되거나 (예를 들어 원격으로) 로봇과 연관되며 소프트웨어(110) 및 하드웨어 구성요소(120)의 모음을 포함한다. 로봇(130)은 (양방향 통신(140), 가령, 하나 이상의 대화 세션을 통해) 한 명 이상의 사용자(150)와 대화한다. 상기 한 명 이상의 사용자는 (서버의 클라우드 및/또는 다른 로봇 또는 연결된 객체 무리와 통신하는 등) 연결된 장치일 수 있는 다른 컴퓨팅 장치(160)(가령, 개인 컴퓨터, 가령, 웨어러블 컴퓨터 또는 스마트폰 또는 태블릿)를 액세스할 수 있다. 특히, 연결된 장치는 웨어러블 컴퓨터(가령, 시계, 안경, 몰입형 헬멧(immersive helmet) 등)일 수 있다.

도면 상의 특정 로봇(130)이 본 발명이 구현될 수 있는 휴머노이드 로봇의 예시로서 간주된다. 도면 상의 로봇의 하지는 보행 기능을 하지 않고, 표면 상에서 구르는 베이스를 갖고 임의의 방향으로 이동할 수 있다. 본 발명은 보행에 적합한 로봇에서 쉽게 구현될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 로봇은 다양한 유형의 센서를 포함할 수 있다. 이들 중 일부가 로봇의 위치 및 운동을 제어하도록 사용된다. 이는, 예를 들어, 로봇의 몸통에 위치하는 관성 유닛(inertial unit)이 3축 자이로미터 및 3축 가속도계를 포함하는 경우이다. 로봇은 또한 자신의 이마 상에 (상부 및 하부) 2개의 2D 컬러 RGB 카메라를 포함할 수 있다. 또한 3D 센서가 로봇의 눈 뒤에 포함될 수 있다. 상기 로봇은 또한 선택사항으로서, 예를 들어, 머리 및 이의 베이스에 레이저 라인 생성기를 포함하여, 주위에 존재하는 물체/생물체에 대한 자신의 상대적 위치를 감지할 수 있다. 로봇은 또한 주위의 소리를 감지할 수 있는 마이크로폰을 포함할 수 있다. 본 발명의 로봇은 또한, 자신의 베이스의 전면 및 후면에 위치할 수 있는 초음파 센서를 더 포함하여, 주위의 물체/인간까지의 거리를 측정할 수 있다. 로봇은 자신의 머리와 손 상에 촉각 센서(tactile sensor)를 더 포함하여, 인간과의 대화를 가능하게 할 수 있다. 로봇은 자신의 베이스 상에 범퍼를 더 포함하여 로봇이 자신의 경로 중에 마주치는 장애물을 감지할 수 있다. 로봇의 감정을 해석하고 주위 인간과 소통하기 위해, 본 발명의 로봇은, 가령, 로봇의 눈, 귀, 및 어깨에 LED와 (가령, 귀에 위치하는) 확성기를 더 포함할 수 있다. 로봇은 기지국, 그 밖의 다른 연결된 장치, 또는 그 밖의 다른 로봇과 다양한 네트워크(3G, 4G/LTE, Wifi, BLE, 메시(mesh) 등)를 통해 통신할 수 있다. 로봇은 배터리 또는 에너지 공급원을 포함한다. 상기 로봇은 자신이 포함하는 배터리의 유형에 적합한 충전 스테이션을 액세스할 수 있다. 로봇의 위치/운동이 센서의 측정 관점에서, 각 사지와 각 사지의 끝부분에서 형성된 효과기(effector)에 의해 형성된 체인을 활성화하는 알고리즘을 이용해 이의 모터에 의해 제어된다.

특정 실시예에서, 본 발명의 로봇은 메시지(오디오, 비디오, 웹 페이지)를 이의 주위 환경으로 통신하거나, 태블릿의 촉각 인터페이스를 통해 사용자로부터의 입력 값을 수신할 수 있는 태블릿을 가진다. 또 다른 실시예에서, 로봇은 스크린을 내장하거나 제공하지 않고, 데이터 또는 정보가 로봇 근방의 표면 상에 영사될 수 있도록 하는 비디오 영사기를 가진다. 상기 표면은 평면이거나(가령, 바닥) 평면이 아닐 수 있다(가령, 영사 표면의 왜곡이 보상되어 충분히 평면인 영사가 획득될 수 있다). 두 실시예 모두(스크린 및/또는 영상기를 갖는 실시예), 본 발명의 실시예가 유효하다: 본 발명의 대화 모델이 시각 대화 수단에 의해 보충 또는 보완된다. 어느 경우라도, 그래픽 수단이 고장나거나 비활성화될 경우, 종래의 대화 모드가 유지된다.

하나의 실시예에서, 로봇은 이러한 그래픽 사용자 인터페이스 수단을 포함하지 않는다. 기존 휴머노이드 로봇에 진보된 음성 능력이 제공되지만, 일반적으로 GUI는 제공되지 않는다. 점점 더 많은 수의 사용자가 선택적으로 및/또는 필수적으로(어린이, 장애인, 실시 상황 등 때문에) 로봇과 통신하기 위해 그래픽 수단(가령, 태블릿, 스마트폰)을 - 심지어 보조도구로서도 - 사용하지 않을 것이다.

소프트웨어(110)의 모음(전부는 아니지만)은 서로 대화하는 소프트웨어 모듈 또는 객체 또는 소프트웨어 코드 부분, 가령, "추출기(extractor)"(111), "활동 제안"(112), "마인드 우선순위화"(113), "패키지 관리자"(114), "사용자 히스토리 데이터"(115), "집중 자율 활동"(116) 및 "집중 대화 주제"(117) 및 "건강 모니터링 서비스"(118)을 포함한다.

일반적으로 "추출기 서비스"(111)는 로봇의 내부 또는 외부에 있는 무언가를 감지 또는 지각하고 로봇의 메모리로 단기 데이터를 제공한다. 추출기 서비스는 로봇 센서로부터 입력 판독물을 수신하며, 이들 센서 판독물이 사전처리되어, 로봇의 위치, 주위 물체/인간의 신원, 상기 물체/인간의 거리, 인간이 발음한 단어 또는 감정과 관련된 데이터를 추출할 수 있다. 추출기 서비스는, 특히, 안면 인식, 인간 지각, 계약 구역(engagement zone), 손 흔듦 검출(waving detection), 미소 검출, 시선 검출, 감정 검출, 음성 분석, 음성 인식, 소리 위치 찾기, 운동 검출, 파노라마 나침반, 로봇 포즈, 로봇 건강 진단, 배터리, QR 코드 핸들링, 홈 자동화, 부족(tribe), 시각 및 스케줄을 포함한다.

"액추에이터 서비스"에 의해 로봇(130)이 동작을 물리적으로 수행할 수 있다. 모션 추적기, LED, 행동 관리자가 "액추에이터 서비스"의 예시이다.

"데이터 서비스"가 장기 저장된 데이터를 제공한다. 데이터 서비스의 예시는 사용자 데이터 및 로봇에 의해 수행된 것의 히스토리를 저장하는 사용자 세션 서비스(115), 및 하이 레벨 정의, 런칭 조건 및 태그를 갖고 로봇에 의해 실행되는 절차의 확장 가능한 저장소를 제공하는 패키지 관리자 서비스(114)이다. 특히, "패키지 관리자"는 활동 및 대화, 및 매니페스트(Manifest)의 확장 가능한 저장소를 제공한다. "매니페스트"는 메타데이터, 가령, 런칭 조건, 태그 및 하이 레벨 기술을 포함한다.

"마인드 서비스"(가령, 서비스 마인드 우선순위화부(113))는 로봇이 동작을 개시할 때 로봇의 중앙 "마인드"에 의해 제어될 것들이다. "마인드 서비스"는 "액추에이터 서비스"(130), "추출기 서비스"(111) 및 "데이터 서비스"(115)를 함께 묶는다. 기본 의식이 "마인드 서비스"이다. 이는 "추출기 서비스", 가령, 사람 지각, 운동 검출, 및 소리 위치 찾기를 이용해 모션 서비스에게 움직일 것을 명령할 수 있다. "마인드"(113)가 상황을 기초로 기본 의식(Basic Awareness)의 행동을 구성한다. 그 밖의 다른 때, 기본 의식은 스스로 동작하거나, 러닝 활동(Running Activity)에 의해 설정된다.

"자율 생활부(Autonomous Life)"가 마인드 서비스이다. 이는 행동 활동을 실행한다. 상황의 맥락을 기초로, 마인드(Mind)는 자율 생활부에게 집중할 활동이 무엇인지를 알려줄 수 있다("집중 자율 활동"(116)). 매니페스트의 메타데이터가 이 정보를 마인드에 묶는다. 임의의 활동이 운영 체제 API 중 하나 이상을 액세스할 수 있다. 활동이 집중할 활동을 자율 생활부에게 직접 말하거나, 집중할 주제를 대화 서비스에게 말할 수 있다.

"대화" 서비스는 마인드 서비스로서 구성될 수 있다. 이는 음성 인식 추출기를 이용하고 말하기 위해 "애니메이션된 음성 액추에이터 서비스"를 이용할 수 있다. 상황 맥락을 기초로, 마인드부가 집중할 주제("대화 주제(Dialog Topic)")를 대화부(Dialog)에게 말할 수 있다. "대화" 서비스는 또한 대화를 관리하기 위한 알고리즘을 가지며, 일반적으로 스스로 동작한다. 대화 서비스의 한 가지 구성요소는 "집중 대화 주제" 서비스(117)일 수 있다. 프로그램에 따라 대화 주제는 언제라도 상이한 활동 또는 대화 주제로 초점을 전환하도록 마인드에게 말할 수 있다. 대화 주제를 결정하기 위한 가능한 방법의 한 가지 예시는 다음을 포함할 수 있다: 대화 주제 또는 활동의 런칭 조건이 참 또는 거짓이 되는 순간, 순간에 대한 모든 가능한 활동 또는 대화 주제의 목록이 마인드부로 전송되며, 목록은 활동 우선순위화에 따라 필터링되고, 목록 순서가 랜덤화되며, 목록이 정렬(또는 점수 부여)되어 "고유"하며 덜 빈번하게 시작되는 활동 또는 대화 주제에 우선순위를 부여하고, 이 목록의 상위 대화 주제 또는 활동이 실행된 이전 활동과 동일한 활동이 아님을 확실시하기 위해 특수 체크가 이뤄진다. 목록은 사용자의 선호에 따라 다시 정렬되고 필터링될 수 있다.

로봇이 "건강 모니터링" 서비스(118)를 구현할 수 있다. 이러한 서비스는 데이몬(daemon) 또는 "와치독(watchdog)"으로서 동작하여, 로봇의 서로 다른 우선순위를 검토 또는 제어 또는 규정할 수 있다. 이러한 서비스는 (연속적으로, 간헐적으로 또는 주기적으로) 로봇의 내부 구성요소의 상태를 모니터링하고 하드웨어 고장을 측정 또는 예상 또는 예측 또는 수정할 수 있다. 하나의 형태에서, 로봇의 플릿(fleet)(가령, 설치된 베이스)이 모니터링된다. 내장된 서비스가 연속으로 오류 상황을 검출하고 (예를 들어 1분마다) "클라우드" 서비스와 동기화시킬 수 있다. 일부 실시예에서, "건강 모니터링" 서비스(118)가, 본 명세서에 개시된 서로 다른 대기 모드에 기여할 수 있다.

하드웨어 구성요소(120)는 처리 수단(121), 메모리 수단(122), 입/출력 I/O 수단(123), 대량 저장 수단(124) 및 네트워크 액세스 수단(125)을 포함하고, 상기 수단은 서로 대화한다(캐싱, 스와핑, 분산 컴퓨팅, 로드 밸런싱 등). 처리 수단(121)은 CPU(멀티코어 또는 매니코어(manycore)) 또는 FPGA일 수 있다. 메모리 수단(122)는 플래시 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 중 하나 이상을 포함한다. I/O 수단(123)은 스크린(가령, 터치 스크린), 조명 또는 LED, 햅틱 피드백, 가상 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱 또는 영사기(가령, 레이저 영사기) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 네트워크 액세스 수단은 하나 이상의 네트워크, 가령, 3G, 4G/LTE, Wifi, BLE 또는 메시 네트워크로의 액세스를 제공할 수 있다. 네트워크 트래픽은 암호화될 수 있다(가령, 터널, SSL 등).

하나의 실시예에서, 컴퓨팅 자원(계산부, 메모리, I/O 수단, 저장부 및 연결부)이, 예를 들어, (로봇 자체에서 이용 가능한) 로컬 자원의 보조로서 원격으로 액세스될 수 있다. 예를 들어, 추가 CPU 유닛이 음성 인식 컴퓨팅 작업을 위한 클라우드를 통해 액세스될 수 있다. 컴퓨팅 자원이 또한 공유될 수 있다. 특히, 복수의 로봇이 자원을 공유할 수 있다. 로봇 근방의 연결된 장치가 또한, 가령, 보안 프로토콜을 통해 어느 정도까지 자원을 공유할 수 있다. 디스플레이 수단이 또한 공유될 수 있다. 예를 들어, 텔레비전이 로봇에 의해 추가 디스플레이로서 사용될 수 있다.

도 2는 방법의 실시예의 일부 양태를 상세히 도시한다.

로봇에 대한 대기 모드를 실행하는 컴퓨터 구현 방법이 개시되며, 상기 방법은 로봇의 하나 이상의 부분과 연관된 하나 이상의 파라미터(가령, 하나 이상의 모터의 온도)를 측정하는 단계(220), 상기 파라미터와 연관된 하나 이상의 대기 최적화 규칙(가령, 모터의 열의 분산을 최대화)을 수신하는 단계(230), 및 하나 이상의 수신된 대기 최적화 규칙을 실행(가령, 바디 애니메이션을 실행시켜 모터를 냉각시킴)하는 단계(240)를 포함한다.

단계(220)에서 모니터링된 파라미터가 모터 온도 측정치 및/또는 에너지 소비 값 및/또는 마모의 신호를 정량화하는 값을 포함한다.

최적화 규칙(231)의 예시는 에너지의 소비량의 최소화 및/또는 마모의 최소화 및/또는 열의 분산의 최대화를 포함한다.

하나의 형태에서, 예를 들어, 하나 이상의 수신된 대기 최적화 규칙을 실행하는 단계(240)의 결과로서, 지정된 애니메이션이 로봇에 의해 재생될 수 있다. 상기 애니메이션은 높은 점수와 연관될 수 있다(사용자-친화적 태도, "사회적 계약"). 이 기준은 나중에 측정될 수 있으며, 어느 애니메이션이 실행될지를 선택하도록 고려될 수도 있다.

상세한 실시예 및 형태가 이하에서 언급된다.

로봇에서 또는 로봇에 의해 대기 모드를 실행하기 위한 컴퓨터 구현 방법이 개시되며, 상기 방법은 로봇의 하나 이상의 부분과 연관된 하나 이상의 파라미터를 측정하는 단계, 상기 파라미터와 연관된 하나 이상의 대기 최적화 규칙을 수신하는 단계, 및 하나 이상의 수신된 대기 최적화 규칙을 실행하는 단계를 포함한다.

로봇의 하나 이상의 부분과 연관된 이벤트 및/또는 파라미터가 지속적으로(또는 간헐적으로 또는 주기적으로) 모니터링된다(가령, 로봇 상에서 실행되는 와치독 또는 데몬 또는 그 밖의 다른 일부 연결된 장치 또는 로봇).

로봇의 일부분은 예를 들어 관절 위치(손목, 팔꿈치, 어깨, 무릎, 발목, 목, 골반 등)에 위치하는 관절 체인(가령, 팔, 손, 다리, 발 또는 머리) 및 이의 연관된 모터를 포함한다.

대기 최적화 규칙은 로컬하게 저장되거나 네트워크를 통해 액세스될 수 있다. 규칙은 지정되거나 지정되지 않을 수 있다. 규칙은 정적이거나 동적으로 정의될 수 있다. 일부 실시예에서, 규칙은 모니터링된 파라미터의 세트에 따라 달라질 수 있다. 또한 규칙은 적어도 부분적으로 사용자에 의해 정의되거나(행동 유형, 에너지 절약 프로필 등) 제조업체 또는 로봇 판매상에 의해 정의될 수 있다.

모니터링된 파라미터(가령, 둘레, 값, 임계치)의 조합에 따라, 특정 규칙이 적용될 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 규칙은 로봇의 시스템 상태를 최적화하거나(가령, 시스템 부품 체크, 모터 냉각 등), 및/또는(즉, 이와 조합되어 또는 이를 대체하여) 사용자 친화적 태도(가령, 사회 계약적 포즈 또는 애니메이션)를 채용하는 것을 목표로 가질 수 있다.

도 3에 기재된 특정 실시예에서, 어떠한 사용자 모션 명령어도 관절 체인으로 전송되지 않을 때, 유휴 상태(idle)(300)라고 간주될 수 있다(가령, 일부 지정 임계치 초과 또는 미만일 때). 그렇지 않은 경우, 사용자 또는 소프트웨어 프로그램 명령어(310)가 실행된다. 체인이 "유휴 상태"라고 간주될 때, 모션 제어기가 체인의 모터의 현재 온도를 체크할 수 있고(단계(320)) 일부 실시예에 따르면 해당 체인에 대해 유휴 상태 또는 휴식 포즈(330)를 선택할 수 있으며, 예를 들어, 가장 고온의 관절의 전력 소비를 최소화할 수 있다. 하나의 실시예에서, 유휴 상태로 평가됐다고 체인이 검출되는 한, 모션 제어기가 "안전" 애니메이션(340)을 재생할 수 있는데, 가령, 로봇이 느린 애니메이션(저속, 저 에너지 소비)을 실행하게 할 수 있다.

로봇("상태" 또는 "모드")의 서로 다른 활성화 또는 비활성화가 지금부터 기재된다. 로봇은 서로 다른 머신 상태(일반적으로, "대기"라고 지칭됨)를 입력 또는 남겨둘 수 있다: 휴면 상태, 수면 상태 또는 모드, 또는 그 밖의 다른 유휴 상태. 특히, 시스템 파라미터를 최적화하기 위해 이들 특정 상태가 설계 또는 적합할 수 있다.

동반자 로봇은 응답하지 않거나 그 밖의 다른 방식으로 비활성화 상태일 때, 특정 휴식 또는 대기 상태 또는 모드로 유지될 수 있으며, 때때로 컴퓨터 시스템과 유사하게, 자신의 능력을 회복시키고 및/또는 이의 모터를 냉각시키고 및/또는 체크업 작업을 수행 및/또는 에너지를 저장 및/또는 조용하게 있을 수 있다. 서로 다른 모드 또는 상태가 가능하다. 에너지 소비 레벨을 감소시킴으로써, 로봇은 "능동적 대기 상태", "대기 상태", "휴면", "수면" 또는 "파워 오프"될 수 있다(용어는 변경될 수 있고, 비활성화된 내부 회로의 서로 다른 조합이 가능함).

일부 실시예에서, 예를 들어, "능동적 대기" 모드는 로봇이 선택된 그러나 제한된 개수의 내부 구성요소의 전원을 꺼서 에너지를 절약할 수 있음을 의미할 수 있다. 각성 시간 딜레이는 일반적으로 매우 짧다. "대기" 모드가 비활성 구성요소의 수를 증가시킬수록, 각성 딜레이가 증가될 수 있다. 휴면(hibernation)은 로봇이 신속한(즉, 고속) 각성을 준비함을 의미하며, 선택된 프로세스를 셧 다운하고, 나머지 중 일부는 유지함으로써 에너지를 절약한다. 예를 들어, 로봇은 컴퓨터 시야 또는 적어도 마이크로폰은 유지할 수 있다. 일반적으로 "기본 인지부"라고 불리 우는 모듈은 언제나 활성 상태로 유지된다. "수면" 모드에서, 로봇은 거의 전체적으로 전원을 끌 수 있으며, 예를 들어, 안정적인 평형 상태에 적합한 휴식 자세를 취하고 에너지를 절약한다. 일부 실시예에서 "셧 다운" 프로세스는 엄격하게 제어된다. 특히, 로봇의 상태를 진단하는 역할을 수행할 수 있다. 대칭적으로, "부팅-업"(또는 시동) 프로세스가 가능한 오작동을 진단하는 일련의 지정 작업을 수행한다.

일부 실시예에서, 논리 소프트웨어 감독자가 배경에서 계속 실행되고(가령, 로봇의 운영 체제의 "기본 인지부" 소프트웨어 모듈) 상기 휴식 및/또는 대기 최적화 단계를 수행한다.

하나의 형태에서, 하나 이상의 파라미터가 온도 측정치 및/또는 에너지 소비 값 및/또는 마모 신호를 정량화하는 값 또는 이들의 조합을 포함한다.

모니터링된 파라미터가 (가령, 측정되거나 계산 또는 시뮬레이션될 때 관절 위치에 위치하는) 서로 다른 모터의 파라미터, 가령, 온도(또는 열) 및/또는 (로봇의 수명 및 유지관리에 영향을 미치는) 측정 또는 추정된 마모 레벨 및/또는 에너지(또는 배터리 관리 파라미터)의 측정 또는 추정된 나머지 레벨을 포함할 수 있다. 파라미터의 계층구조가 정의될 수 있다. 일반적으로, 온도(가령, 모터의 온도)가 핵심적인 파라미터(단기적으로)이다. 에너지 소비량은 효과 대 배터리 수명을 가진다. 마모의 신호는 장기 영향을 가진다. 이러한 파라미터의 둘레의 정의 및 (측정 또는 시뮬레이션/추정 또는 외부 센서로부터 액세스된) 이들 값의 지식이 로봇 시스템의 전역 관리에 기여할 수 있다.

로봇의 이러한 상태의 특정 양태, 즉, 완전히 각성되지 않을 때가 추가로 개시된다. 특히, 이들 특정 상태 중 하나 이상이 로봇의 건강 상태를 복원 및/또는 보수 및/또는 회복 및/또는 진단하기 위해 핸들링될 수 있다. 다음의 최소화(또는 최대화) 동작이 국소 둘레(가령, 로봇의 하나 이상의 부분) 또는 전역 둘레(가령, 로봇의 전체를 고려함)일 수 있다.

하나의 형태에서, 최적화 규칙은 에너지 소비량 최적화 규칙을 포함한다.

하나의 형태에서, 예를 들어, 어떠한 특정 소프트웨어 애플리케이션도 로봇 상에서 실행 중이 아닐 때, 때때로 로봇을 완전히 멈추지 않으면서 모터의 에너지 소비량이 최적화될 수 있다. 완전한 셧 다운이 로봇의 하나 이상의 모터를 리부팅할 수 없는 위험을 제시할 수 있다. 일부 경우, 로봇의 적어도 일부 부분은 완전히 중단시키지 않는 것이 현명할 수 있다, 즉, 로봇을 일부 특정 유휴 상태로 유지하는 것이 바람직하다.

하나의 형태에서, 최적화 규칙은 로봇의 하나 이상의 부분의 마모의 최소화를 포함한다.

예를 들어 일부 휴식 태도는 과거 또는 현재의 기계적 노력의 균형을 잡을 수 있다. 윤활제가 제공되는 부분이 존재하는 경우 이는 기재된 방법에 따라 적절하게 핸들링될 수 있다.

하나의 형태에서, 최적화 규칙은 로봇의 하나 이상의 모터의 열의 분산의 최적화를 포함한다.

부수적으로, 유휴 애니메이션은 로봇의 모터를 냉각시킬 수 있다. 애니메이션은 또한 부품을 냉각시키거나 및/또는 국지적 상태의 관점에서 냉각을 최적화하도록(또한 일부 실시예에서 에너지를 절약하도록) 설계될 수 있다. 예를 들어, 로봇의 어깨를 냉각시키기 위해, 팔이 가볍게 앞 뒤로 움직일 수 있다(그리고 그 후 중력에 의해 밑으로 떨어뜨려 에너지를 절약할 수 있다). (가령, 특정 국지적 공기 흐름을 이용하기 위해) 추가 센서(가령, 내장되어 있거나 원격 액세스되는 풍속계)가 로봇이 어느 애니메이션이 실행될지를 결정하는 데 도움이 될 수 있다.

하나의 형태에서, 최적화 규칙을 실행하는 단계는 로봇의 하나 이상의 부품의 지정된 모션 애니메이션 또는 지정된 모션을 실행하는 규칙을 포함한다.

애니메이션은 모션 또는 운동의 시퀀스이다. 모션은 공간 중 움직임(즉, 로봇의 하나 이상의 부분의 변위)이며, 예를 들어, 일부 실시예에서 "몸짓(body language)"에 대응할 수 있다. 애니메이션이 소리 및/또는 시각적 효과(음성 합성, 깜박거림(blinking), 섬광 조명(존재하는 경우), 정보의 디스플레이 또는 영사 등)와 추가로 연관될 수 있다.

하나의 실시예에서, 애니메이션이 지정될 수 있다, 즉, 지오메트리가 전체적으로 지정된다. 또 다른 실시예에서, 애니메이션은 규칙 기반이다, 즉, 움직임의 규칙이 결정적이고 지정되지만, 실제로 수행되는 정확한 시퀀스는 다른 외부 요인들에 따라 달라질 수 있다(장애물과의 충돌 또는 충돌 위험, 모터의 측정 온도, 실온, 박수, 청취자의 감정 등). 규칙은 로봇의 부분을 회복시키는 것(가령, 부분을 냉각, 적절한 기능을 시험, 손상 또는 마모를 평가 등)과 에너지 절약 간 타협이다(테스트 기능은 에너지를 사용하며 테스트는 다른 작업을 수행할 때 우발적으로 또는 적절한 때에 적용될 수 있다).

하나의 실시예에서, 이들 애니메이션이 저속으로(및/또는 저 강도로), 즉, 저 에너지로 수행된다. 로봇의 일부가 예를 들어, 저 강도/속도로 모션(피치(pitch), 롤(roll), 요(yaw))을 조합할 수 있다. 예를 들어, 애니메이션은, 흔들기, 스윙(swinging), 스웨잉(swaying), 균형잡기(가령, 팔 또는 다리 또는 몸통), 댄싱(가령, 저 진폭의 조화된 운동), 역균형잡기(counterbalancing), 평형(poising), 숨쉬기(breathing), 몸 흔들기(body rocking), 쉐이킹(shaking), 트렘블링(trembling), 문-워킹(moon-walking), 무릎 꿇기(kneeling down), 끄덕이기(noding), 저작(chewing)(또는 이의 등가), 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유휴 상태에서, 로봇은 리듬에 맞춰(예컨대, 마치 음악을 듣고 있는 것처럼) 자신의 머리를 가볍게 흔들 수 있다. 추가로, 로봇은 하품 소리 또는 코 고는 소리 또는 한숨 쉬는 소리를 발산할 수 있다. 추가 특정 대기 실시예가 기재된다.

하나의 실시예에서, 로봇의 머리가 (즉, 실질적으로) 영구적으로 활성화 상태를 유지한다.

일부 실시예에서, 느린 바디 애니메이션은 사회 친화적인 것이 바람직하다, 가령, 대화를 위해 사용자를 초대한다. 일어 설 때, 예를 들어 로봇은 인간의 행동을 흉내 내면서, (제약을 피하기 위해) 하나의 다리에서 다른 다리로 무게 중심을 이동시킬 수 있다.

로봇의 휴식 상태는 알려진 초기 상태이며: 소프트웨어 애플리케이션의 개발자는 부팅할 때 로봇의 시작 파라미터를 알 수 있다. 다시 말하면, 소프트웨어 애플리케이션의 실행(가령, 활동)을 시작할 때 소프트웨어 개발자가 로봇의 상태에 대해 걱정할 필요가 없다. 기재된 동작이 로봇의 서로 다른 부분의 상태를 모니터 및/또는 연속적으로 보정하여, 상기 로봇이 완전히 작동하거나 및/또는 이의 상태가 항상 알려져 있음을 보장한다.

바람직하게는, 모터(가령, 관절 위치에서의 모터)가 특정 애니메이션에 의해 냉각될 수 있다. 어느 모터가 과도하게 고온인지에 따라, 특정 위치 또는 태도가 선택되어, 제약이 최소화될 수 있다. 하나의 실시예에서, 상기 로봇은 내부 부품, 가령, 가열된 모터의 냉각을 최적화하는 저 진폭의 운동을 수행할 수 있다. 하나의 실시예에서, 이들 운동 또는 제스처 또는 발진이 로봇의 문제되는 부분(가령, 과열되거나 손상된 부분)을 회복시키도록(가령, 냉각 또는 최적화 또는 복수 또는 복원하도록) 특정하게 설계될 수 있다.

하나의 형태에서, 지정된 모션이 지정 임계치를 초과하는 사회적 계약 점수와 연관된 바디 포즈와 연관된다.

실행되도록 계획된 애니메이션이 미리 알려진(가령, 점수가 매겨진) "사용자-친화도"(또는 "사회 계약 점수")를 갖는 정적(또는 동적) 바디 포즈 또는 언어와 유사할 수 있다. 예를 들어, 누군가의 다리를 거는 것은 악수를 하는 것보다 덜 호감을 준다.

바람직하게는, "느린" 애니메이션이 로봇이 "살아 있는 것"처럼 보이게 할 수 있다, 즉, 사용자를 대화에 초대한다. 일부 실시예에서, 애니메이션은 "숨 쉬기" 상태를 흉내 낼 수 있다. 이러한 포즈가 사용자에게, 어떠한 특정 소프트웨어 프로그램 또는 활동(가령, 이야기, 날씨 리포팅, 댄싱 등)도 로봇 상에서 실행 중이 아닌 경우라도 로봇이 여전히 활성 상태이고 대화할 준비가 되어 있음을 신호한다. 다시 말하면, 일부 실시예에서, 인간 태도는 사소한 이점일 수 있다. 또 다른 일부 실시예에서, 인간의 개방된 포즈의 모사(가령, 대화를 요청하는 사회적 태도 또는 몸짓)가 결정 모델(decision model)의 완전한 일부일 수 있다. 일부 경우, 로봇의 기계적 및/또는 전기적 부분의 상태로부터 얻어진 요건이 이러한 사회적 계약 포즈와 일치(즉, 결합)되지 못할 수 있다. 이러한 경우, 로봇은 자신의 구성요소를 우선 회복 또는 복원 또는 재시작 또는 그 밖의 다른 방식으로 수리해야 한다.

"유휴 애니메이션" 또는 "휴식 운동" 또는 그 밖의 다른 방식으로 지정된 모션이 (우연히 또는 의도적으로) 시스템의 최적화에 대응한다. 후보 시스템 최적화가 긍정적인 "사회적" 태도 또는 어필을 추가로 도출하는 경우, 상기 후보 최적화와 연관된 수락 또는 숙고 또는 가중치가 증가될 수 있다. 대안적으로, 사용자 피드백 및 경험이, "대기" 또는 "휴면" 또는 "수면" 모드 상태를 수정할 수 있다.

일부 실시예에서, 최적화 기준이 시스템의 상태 및 이의 서브시스템과 연관된다. 일부 실시예에서, 최적화 기준이 사회적 계약과 연관된다. 일부 실시예에서, 두 가지 유형의 기준 모두(시스템 최적화 및 사회적 대화의 모사)가 동시에(또는 일부 경우 동시에) 사용될 수 있다.

하나의 형태에서, 방법은 상기 지정된 모션 또는 애니메이션을 실행하는 단계를 더 포함한다.

하나의 형태에서, 지정된 모션의 실행이 향상되거나 활성 액세서리에 의해 활성화된다.

하나의 실시예에서, 외부 장치, 가령, "지능형" 의복이 로봇에 착용될 수 있다. 예를 들어, 살아 있는 대상을 시뮬레이션하면서(가령, 숨쉬기, 계약, 대화 초대를 시뮬레이션하기 위한 공압 시스템), 개선된 의복은 선택된 지점으로 로봇을 냉각시키는 데 도움이 될 수 있다. 액세서리는 수동형일뿐 아니라 능동형일 수도 있다: 의복 또는 적절한 개구부에 내장된 팬(fan)이 공기를 낮추는 것 또는 순환을 촉진시킬 수 있으며 로봇의 필요한 부분을 냉각시킬 수 있다.

하나의 형태에서, 하나 이상의 최적화 규칙이 로컬하게 지정되거나 원격 서버로부터 불러와 질 수 있다.

하나의 실시예에서, 로봇이 자율적이다(네트워크 연결의 필요 없이, 규칙이 하드 코딩되거나 로봇에 그 밖의 다른 방식으로 내장된다) 또 다른 실시예에서, 로봇은 원격 서버(가령, "클라우드")로부터 불러와 진 데이터에 의해 제어되거나 영향 받는다. 또 다른 실시예를 들면, 최적화 규칙이 부분적으로 로컬이고 부분적으로 원격지에서 액세스된다.

적합한 컴퓨터 장치 상에서 실행될 때 방법의 하나 이상의 단계를 수행하기 위한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 개시된다.

방법의 하나 이상의 단계들을 수행하기에 적합한 수단을 포함하는 시스템이 개시된다.

개시된 방법이 완전 하드웨어 실시예(가령, FPGA)의 형태를 취할 수 있고, 완전 소프트웨어 실시예 또는 하드웨어와 소프트웨어 요소를 포함하는 실시예의 형태를 취할 수 있다. 소프트웨어 실시예의 비제한적 예를 들면, 펌웨어, 레지던트 소프트웨어, 마이크로코드 등이 있다. 본 발명은 컴퓨터 또는 임의의 명령 실행 시스템에 의해 사용되기 위해 프로그램 코드를 제공하는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 매체로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램 프로덕트의 형태를 가질 수 있다. 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독형 매체는 명령 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 이들과 함께 프로그램을 포함, 저장, 통신, 전파, 또는 전송할 수 있는 임의의 유형의 장치일 수 있다. 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템(또는 장치 또는 디바이스) 또는 전파 매체일 수 있다.

Claims

로봇에서 대기 모드(standby mode)를 실행하는 방법으로서, 상기 방법은,
로봇의 하나 이상의 부분과 연관된 하나 이상의 파라미터를 측정하는 단계,
상기 파라미터와 연관된 하나 이상의 대기 최적화 규칙을 수신하는 단계, 및 하나 이상의 수신된 대기 최적화 규칙을 실행하는 단계
를 포함하는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
제1항에 있어서, 하나 이상의 파라미터는 온도 측정치 및/또는 에너지 소비량 값 및/또는 마모의 신호를 정량화하는 값 또는 이들의 조합을 포함하는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 최적화 규칙은 에너지 소비량 최소화 규칙을 포함하는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 최적화 규칙은 로봇의 하나 이상의 부분의 마모의 최소화를 포함하는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 최적화 규칙은 로봇의 하나 이상의 모터의 열 분산의 최대화를 포함하는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 최적화 규칙을 실행하는 단계는 로봇의 하나 이상의 부분의 애니메이션 또는 지정된 모션을 실행하는 단계를
포함하는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 지정 모션이 지정 임계치를 초과하는 사회 계약 점수(social engagement score)와 연관된 바디 포즈와 연관되는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 지정 모션 또는 애니메이션을 실행하는 단계를 더 포함하는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
제8항에 있어서, 지정된 모션의 실행은 활성 액세서리에 의해 개선 또는 활성화되는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 최적화 규칙이 로컬하게 지정되거나 원격 서버로부터 불러와 지는, 로봇에서 대기 모드를 실행하는 방법.
적합한 컴퓨터 장치 상에서 실행될 때 청구항 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 방법의 단계들을 수행하기 위한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
청구항 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 방법의 단계들을 수행하도록 구성된 수단을 포함하는 시스템.