TW202014281A - 通用創作人物基幹機器人 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種通用創作人物基幹機器人1，可配合各種情況及外裝零件40進行尺寸調整及形狀變更，並可使配合創作人物之所期望的動作加以進行。通用創作人物基幹機器人包含：骨架部20；動作機構11，使骨架部動作；及控制部10，控制該動作機構，而使該骨架部進行所期望之動作模式的動作；骨架部可配合安裝於骨架部的外裝零件，而進行尺寸調節及形狀變更中的至少任一者。

Description

通用創作人物基幹機器人

本發明係關於一種通用創作人物基幹機器人，可配合各式各樣的外裝零件，無論作為何種創作人物的控制骨架皆可發揮功能。

以往，地方政府等在使用創作人物或吉祥物時，一般係由人穿著布偶裝等服裝而進行動作，但考慮到在烈日下等嚴苛的勞動或人事成本的高漲，嘗試以機器人代替。例如，在專利文獻1中記載有一種將服裝穿在機器人上而使其行動特性變化的技術。又，近年來，接待服務本身的存在方式變得較多樣化，因此亦尋求因應顧客之多樣化需求的新型服務。 [習知技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：WO2018／8323

[發明所欲解決之問題]

然而，由於作為上述創作人物或吉祥物係存在各式各樣者，故各創作人物或吉祥物使用者必需個別開發與各創作人物或吉祥物對應之機器人。亦即，由於就創作人物或吉祥物的尺寸及動作而言，每個創作人物都係獨立個體，因此當然無法使相同的機器人直接適用於該等創作人物。從而，必需個別地開發機器人，而導致各開發成本增加。

又，為了因應近年來顧客需求的多樣化，亦有將機器人用於商店等的櫃台或將人體模型等的展示物等機器人化的要求，但由於該等要求亦有各種尺寸或所需之動作等，故具有與上述相同的問題，即難以因應顧客多樣化之需求此點，成為問題。

由於本發明係欲解決如此之問題而提案者，故其目的在於提供一種通用性高的通用創作人物基幹機器人，可配合各種情況及外裝零件而進行尺寸調整及形狀變更，並可使配合創作人物之期望動作加以進行。 [解決問題之技術手段]

為了達成上述目的，本發明之通用創作人物基幹機器人包含：骨架部；動作機構，使骨架部動作；及控制部，控制動作機構，使該骨架部進行所期望之動作模式的動作；骨架部，可配合穿在骨架部之外裝零件，而進行尺寸調節及形狀變更中的至少一者。 [對照先前技術之功效]

本發明之通用創作人物基幹機器人，由於具有上述構成，因此可配合各種情況及外裝零件而進行尺寸調整及形狀變更，並可使和其用途及創作人物等匹配的期望動作加以進行，且因為通用性高，故可因應多樣化的需求。

以下，基於附加圖式說明本發明之實施態樣。首先，基於圖1及圖2說明關於通用創作人物基幹機器人1的概略基本構成。

通用創作人物基幹機器人1包含：骨架部20；動作機構11，使骨架部20動作；及控制部10，控制動作機構11，使骨架部20進行所期望之動作模式的動作。骨架部20可配合穿在骨架部20上之外裝零件40，而進行尺寸調節及形狀變更中之至少任一者。

此通用創作人物基幹機器人1，係通用於各種用途的雛形機器人，可因應顧客的需求、顧客所擁有的外裝零件及用途等而進行尺寸調節及形狀變更，並藉由將台詞、語音、動作等客製化、及改變外裝零件40，而可作為各式各樣之創作人物的創作人物機器人3。在以下的實施態樣中，可如後述般選擇每種用途的動作模式。又，本發明之通用創作人物基幹機器人1亦可為智慧型機器人，此時，動作模式亦可基於在動作時所習得之知識及智慧，而並非因應用途特定者。

通用創作人物基幹機器人1例如用於以下情況：創作人物或吉祥物機器人(例如，地方政府的當地創作人物(yuru-chara)、動漫創作人物、主題公園等的布偶裝創作人物)、接待、回應及引導來訪者的接待人員型機器人、展示用機器人(例如，人體模型、展場模特兒)、及定置型機器人(例如，桌上型機器人)等。

接著，參照圖1及圖2說明圖1所示通用創作人物基幹機器人1及創作人物機器人3的細節。

骨架部20主要係作為本發明之機器人的外殼部分及基座部分，只要具備有頭部21、胴部22、腳部23及腕部24中之至少任一者即可。當然亦可如圖1(a)所示，具備有頭部21、胴部22、腳部23及腕部24全部。在頭部21中，搭載有影像感測器21a及麥克風感測器21b，在頭部21與胴部22之間，具備有以二軸關節部構成之頂部關節部21c及底部關節部21d。頂部關節部21c係用於進行將頭部21往左右擺動之動作的軸，底部關節部21d係用於將頭部21抬高或垂下而進行點頭動作的軸。

又，圖1所示者，係雙腳步行型的創作人物機器人3，但亦可作為定置型而使用，在作為定置型而使用的情況下，為了可穩定地設置而具有裝卸自如的支撐腳部26，並可固定於設置台27。

如圖1(a)中複數箭頭所示，此通用創作人物基幹機器人1其頭部21、胴部22、腳部23及腕部24可調節尺寸或是變更形狀。例如可進行：腳部23的伸縮(參照圖1(b))、將腕部24從垂下狀態變更成雙手高舉狀態的形狀，從身高較高的創作人物變更成身高較低之創作人物的形狀，從移動型創作人物機器人變更成定置型創作人物機器人之形狀等。

控制部10係由CPU及各種程式等所構成，其與各部及各機構協同，並控制動作機構11而使骨架部20能夠進行動作。又，控制部10亦可藉由搭載於頭部21的影像感測器21a或各種感測器31而收集資訊。例如，可將影像感測器21a所拍攝之影像傳輸至控制部10，並藉由儲存部35加以儲存，亦可藉由控制部10解析影像感測器21a所拍攝之影像，再藉由通信機構傳輸至位於其他位置的通信終端，此時，亦可從其他位置以遙控的方式控制創作人物機器人3的動作。如此，只要具備有影像感測器21a，便可將創作人物機器人3作為巡邏監控機器人而加以運用。又，麥克風感測器21b亦可收集聲音，此時，例如亦可藉由設定，而在捕捉到較大的聲音時，與揮手等動作的程式連動。再者，除了搭載於頭部21的影像感測器21a及麥克風感測器21b之外，感測器31亦可為人體感測揚聲器。此時，亦可在偵測到人或物等物體時，與播放音樂或說話的程式連動。

動作機構11主要係由使骨架部20之各部動作的致動器或馬達等驅動機構所構成，此外亦包含用於步行的移動機構12或構成後述會話機構33的機構。控制部10及動作機構11可內設或外裝於骨架部20。

又，在骨架部20中，例如搭載有測距感測器31a、麥克風感測器21b及其它各種感測器31、安全控制部32、會話機構33、動作選擇部34，並搭載有儲存部35(內設或是外裝)。

測距感測器31a係本發明之通用創作人物基幹機器人1在步行時，偵測與人或物等其他物體之距離的感測器。安全控制部32係基於測距感測器31a的偵測結果而調整移動速度的構成部，並一邊與控制部10及動作機構11協同一邊進行動作。

會話機構33係以收音麥克風(未圖示)將使用者等的語音加以輸入，並基於輸入之語音而產生語音，再以揚聲器(未圖示)將該語音輸出。

動作選擇部34係由用於從複數動作模式中選擇所期望之動作模式的切換開關等所構成。若能將動作模式與用途綁定，則作為動作選擇部34，只要設有可切換每種用途的開關即可。再者，如此之切換開關並不限定於人所操作的開關，亦可為綁定用途(各種情況及外裝零件40)的RFID標籤等識別ID標籤，亦可將此識別ID標籤預先安裝於因應用途之外裝零件40的內面等，而在穿上外裝零件40時，自動選擇配合該外裝零件40的動作模式。

在通用創作人物基幹機器人1為智慧型機器人的情況下，由於如上所述，動作模式亦可為非特定者，故可預先將藉由學習而增加動作元素之知識資料的區域與動作模式綁定，並基於儲存於該區域之知識對每個用途進行動作。

儲存部35係由各種媒體所構成，並且係將上述各部、各機構所使用的各種常數資料、可變資料、影像資料等加以儲存的儲存區域。例如，亦可將構成動作模式的動作元素保存於儲存部35。上述知識資料亦只要能在儲存部35界定即可。動作模式或知識資料亦可保存於控管複數通用創作人物基幹機器人1的伺服器或雲端。又，此處所謂之動作模式係包含揮手、鞠躬、點頭及眨眼之外，若偵測到人則會靠近而要求握手、進行會話、誘發觸碰面板的操作等所有的動作模式。

如以上所述，骨架部20的構成並非限定於上述態樣。因此，例如根據通用創作人物基幹機器人1的外裝零件40亦可具備排氣機構，其使用空氣管等將空氣從用於排熱之吸入式風扇送至冷卻處，同時將熱從空氣管排放至排氣風扇。

在本發明之通用創作人物基幹機器人1的骨架部20中，可穿著具有各式各樣外裝設計的外裝零件40。本發明係將因應用途之各種外裝預期為外裝零件40。例如，可將創作人物或吉祥物等所謂的布偶裝作為外裝零件40，亦可為展示用機器人等的外裝零件40。

由於預期該等各種外裝零件40為各種不同尺寸及形狀，故如圖1(b)所示，例如，只要配合外裝零件40的尺寸及形狀，而將胴部22、腳部23或腕部24等藉由例如關節部25而調節尺寸(伸縮)，或變更形狀即可。

尺寸調節或形狀變更的方法、機構並無特別限定，可列舉如圖1(b)所示，以機械式使各部伸縮的方法。又，亦可使用伸縮桿或軟管等。例如，亦可如調節椅子高度般滑動而在既定位置進行螺絲固定，此外，例如亦可將腳部23等設為可替換部分或是全部零件的構成。又，亦可使用能使上述伸縮結構電性地動作而變更的方法。例如，亦可在藉由動作選擇部34選擇動作模式時，同時調節尺寸或變更形狀。

如此，根據本發明之通用創作人物基幹機器人1，可使骨架部20配合各式各樣的外裝零件40，並可穿著外裝零件40，而使通用創作人物基幹機器人1進行配合該外裝零件40之用途或創作人物等的期望動作。

簡而言之，只要預先準備將程式追加等，而使控制部10、動作機構11等進行動作，並將骨架部20設定變更(尺寸調節及形狀變更)，便可僅藉由動作選擇部34選擇動作模式，而簡單地切換用途(因應用途之設定變更)，以使因應外裝零件40之用途或創作人物之動作模式的動作進行。

又，對應於用途之動作模式，亦可在每次產生該用途之必要性時進行準備，亦可不透過動作選擇部34，而係能以程式之追加、變更等切換用途。簡而言之，作為通用創作人物基幹機器人1，只要能至少配合穿在骨架部20之外裝零件40，而至少進行尺寸調節及形狀變更等即可。

在圖1中，係顯示穿著雙腳步行型之展示用機器人的外裝零件40的通用創作人物基幹機器人1，但如以上所述，藉由進行骨架部20的尺寸調節及形狀變更等，並穿著外裝零件40，可使用圖1所示之通用創作人物基幹機器人1，並使其變身成如圖3所示之手、腳及軀幹之尺寸不同的雙腳步行型之創作人物或吉祥物用的創作人物機器人3。又，在圖3中，係將圖1之骨架部20的形狀簡易地加以圖示，但基幹的機構係與圖1相同。

作為外裝零件40，並不限定於人所穿著之衣服或如上述布偶裝般柔軟的材質，亦可為硬質的材質亦即鋁等金屬或硬質樹脂等素材。簡而言之，藉由將因應用途之機器人之外殼用的外裝零件40穿在通用創作人物基幹機器人1上，可在外觀上使其變身成新的機器人而加以使用。

又，亦可將忠實地將人再現之例如矽製的類人形(android)這樣的外裝零件40穿在通用創作人物基幹機器人1上，並可作為圖4所示之模仿人形的接待或引導機器人而加以運用，例如可作為百貨公司、醫院、市公所、企業、機場、車站、博物館、圖書館、美術館、展示會、餐廳及零售店舖等的接待或引導機器人而加以運用。

若將在通用創作人物基幹機器人1上穿有外裝零件40之創作人物機器人3用於吉祥物或創作人物，由於通用創作人物基幹機器人1會代替人穿著外裝零件40，故可有效地使用在烈日下長時間的表演等，這種讓人來進行會成為嚴苛之勞動環境的創作人物表演。當然，若如此使用通用創作人物基幹機器人1來代替人，亦有助於解決人手不足或降低人事成本。

此外，藉由將恐龍或動物的外裝零件40穿在通用創作人物基幹機器人1上，可作為如圖5所示之展示用的四腳步行生物型的創作人物機器人3而加以運用。又例如，亦可使用於百貨公司的人體模型，亦可使用於展示在蠟像館等的人偶。在如此之情況下，作為其動作，亦可僅限於眼睛的變動或腕部24的變動、及會話等而並非步行。再者，使時裝模特兒的特有動作儲存於通用創作人物基幹機器人1，並將人的衣服穿在人體模型這樣的人形外裝零件40上，亦可使用在時裝秀或服裝店的陳列櫥窗。

又，通用創作人物基幹機器人1可為步行型，亦可為僅能頭部旋轉或腕部動作、及會話的非步行型。又，亦可為藉由滾輪而移動之移動型。

又，亦可係使用於定置在桌上等類型的機器人。亦可作為如寵物般放置於起居室等，並享受會話等的療癒機器人而加以使用。只要隨個人喜好，而穿著各種動物的外裝零件40即可。

如以上所說明，若使用通用創作人物基幹機器人1，則可使該機器人變身成各種用途之創作人物機器人3而加以使用，其結果，需要創作人物機器人3的使用者可省下開發新機器人的時間和精力，並抑制開發成本。又，可將創作人物機器人3對應於以下顧客的多樣化需求：接待或演出用的服務機器人、用於住院中之患者或入住護理設施之入住者的療癒服務機器人、及在托兒所或幼稚園等托兒設施、學校或補習班等教育設施的運用等。

又，在上述實施態樣中，通用創作人物基幹機器人1之骨架部20的構成或尺寸調節及形狀變更的方法，並不限定於圖例及上述說明。又，各種感測器31或程式等的構成亦不限於上述記載，而係可應用於滿足多樣化需求。

1:通用創作人物基幹機器人 3:創作人物機器人 10:控制部 11:動作機構 12:移動機構 20:骨架部 21:頭部 21a:影像感測器 21b:麥克風感測器 21c:頂部關節部 21d:底部關節部 22:胴部 23:腳部 24:腕部 25:關節部 26:支撐腳部 27:設置台 31:感測器 31a:測距感測器 32:安全控制部 33:會話機構 34:儲存部 35:動作選擇部 40:外裝零件

圖1(a)、(b)係顯示依本發明之一實施態樣之通用創作人物基幹機器人之一例的圖式。 圖2係顯示通用創作人物基幹機器人之內部基本構成的方塊圖。 圖3係顯示通用創作人物基幹機器人之另一例的圖式。 圖4係顯示通用創作人物基幹機器人之另一例的圖式。 圖5係顯示通用創作人物基幹機器人之另一例的圖式。

1:通用創作人物基幹機器人

3:創作人物機器人

20:骨架部

21:頭部

21a:影像感測器

21b:麥克風感測器

21c:頂部關節部

21d:底部關節部

22:胴部

23:腳部

24:腕部

25:關節部

26:支撐腳部

27:設置台

40:外裝零件

Claims (4)

1. 一種通用創作人物基幹機器人，包含： 骨架部； 動作機構，使該骨架部動作；及 控制部，控制該動作機構，使該骨架部進行所期望之動作模式的動作； 該骨架部，可配合穿在該骨架部之外裝零件，而進行尺寸調節及形狀變更中之至少任一者。
2. 如請求項1所述之通用創作人物基幹機器人，其中， 該骨架部包含頭部、胴部、腳部及腕部中的至少任一者，並可對該等部位之中的至少任一者變更形狀、進行尺寸的調節或是進行替換，而進行該骨架部的形狀變更及尺寸調節。
3. 如請求項1或2所述之通用創作人物基幹機器人，其中， 在該骨架部搭載有： 測距感測器，偵測與其他物體的距離；及 安全控制部，基於該測距感測器的偵測結果，而調整移動速度。
4. 如請求項1至3項中任一項所述之通用創作人物基幹機器人，其中， 在該骨架部搭載有會話機構。

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