WO2000043168A1

WO2000043168A1 - Robot

Info

Publication number: WO2000043168A1
Application number: PCT/JP2000/000342
Authority: WO
Inventors: Makoto Inoue; Naoyasu Hosonuma; Kyoko Furumura; Kotaro Sabe
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2000-07-27
Also published as: CN1301830C; EP1120205A1; JP4366617B2; CN1293606A; US6381515B1; JP2000210886A; EP1120205A4

Description

明細書ロボット装置技術分野

本発明はロボット装置に関し、例えば家庭内において用いられるェンタティンメントロボットに適用して好適なものである。背景技術

近年、家庭内において趣味や娯楽のために使うェンタティンメントロボットの開発が行われている。この種のエンタテインメントロボットは、例えば家庭内で飼う大ゃ猫等のような四足動物に良く似た形状を有し、マイクロプロセッサや信号処理回路に加えて視覚センサ、触覚センサ等を搭載し、所定の制御プログラムに基づいて自律的に行動するようになされている。

ところでかかる構成のェンタティンメントロボットにおいては、制御プロダラムのうち基本的な動作プログラムや感情モデル等のデータを胴体部の内部メモリに格納し、これらの動作プログラムや感情モデルに基づいて行動するようになされている。このためにェンタティンメントロボットにユーザ所望の行動をとらせたい場合には、分解して内部メモリを交換するか、又は内部メモリのデータを書き換えるか以外に方法はなく一般ユーザにとつて困難であった。発明の開示

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、使い勝手を一段と向上し得る口ボット装置を提案しょうとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、所定の制御プログラムに基づいて可動部を動作させることにより自律的に行動するロボット装置において、ロボット装置の所定位置に固定された固定型記憶手段と、ロボット装置の所定位置に着脱自在に設けられた着脱型記憶手段と、制御プログラムを作動するために使用する制御データをその種類に応じて固定型記憶手段又は着脱型記憶手段に記憶し、又はその種類に応じて固定型記憶手段又は着脱型記憶手段から読み出す制御手段とを設けるようにする。

これによりこのロボット装置では、固定型記憶手段又は着脱型記憶手段に制御プログラムを作動するために使用する制御データを記憶する際、又は固定型記憶手段又は着脱型記憶手段から制御データを読み出す際に当該制御データの種類に応じて固定型記億手段又は着脱型記憶手段を使い分けることができる共に、着脱型記憶手段を取り外してデータ内容の追加、削除及び書き換えを容易に行うことができ、かくして使い勝手を一段と向上させることができる。

る。

また本発明においては、所定の制御プログラムに基づいて可動部を動作させることにより自律的に行動するロボット装置において、ロボット装置の所定位置に設けられた記憶手段と、制御プログラムを作動するために使用する制御デ一タをその種類に応じて記憶手段に記憶し、又はその種類に応じて記憶手段から読み出す制御手段とを具え、可動部を動作させたときの制御手段による内部状態の変化を記憶手段に記憶するようにする。

これによりこのロボット装置では、可動部を動作させたときの制御手段による内部状態の変化を記憶手段に記憶しておくことにより、内部状態の変化を後から読み出して確認することができ、かくして使い勝手を一段と向上させることがでさる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明によるエンタテインメントロボッ卜の外観を示す略線的な斜視図である。

図 2は、エンタテインメントロボッ卜の回路構成を示すプロック図である。図 3は、制御プログラムの構成を示す略線図である。図 4は、感情モジュールと他のオブジェクトとの関係の説明に供する略線図である。

図 5は、外部記憶メモリに書き込むべきデータ（ 1 ) の説明に供する略線図である。

図 6は、外部記憶メモリに書き込むべきデータ（2) の説明に供する略線図である。

図 7は、外部記憶メモリに書き込むべきデ一タ（3) の説明に供する略線図である。

図 8は、内部記憶メモリ又は外部記憶メモリに対するデータ書込処理手順を示すフローチヤ一トである。

発明を実施するための最良の形態

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

( 1 ) エンタテインメントロボットの外観

図 1において、 1は全体として本発明による口ボット装置としてのェンタティンメントロボット（以下、これを単にロボットと呼ぶ）を示し、頭部 2、胴体部 3、しつぼ 4及び本体フレーム 5と当該本体フレーム 5に取り付けられた右前脚 6、左前脚 7、右後脚 8及び左後脚 9とからなる移動ユニット 1 0によって構成されている。ここで移動ユニット 1 0は、頭部 2及び胴体部 3を本体フレーム ⁵ によって支持しており、胴体部 3の一部からしっぽ 4が突出した状態で取り付けられている。

頭部 2は、タツチセンサ 1 1、液晶ディスプレイでなる画像表示部 1 2、 C C D (C h a r g e C o u p l e d D e b i c e ) でなるカメラ部 1 3、音声出力手段としてのスピ一力 1 4、赤外線リモートコントローラ 1 5及びマイク 1 6を有し、胴体部 3は内部に C PU (C e n t r a l P r o c e s s i n g U n i t ) でなる制御手段としてのコントロ一ラ 2 0、 RAM (R a n d o m A c c e s s Me m o r y) でなる主記憶部 2 2及び所定位置に取り付け固定された不揮発性のフラッシュメモリでなる固定型記憶手段としての内部記憶メモリ 2 3を有すると共に、背中部に複数の入力キーでなるキー入力部 2 5と尻部に着脱可能なメモリ力一ドでなる着脱型記憶手段としての外部記憶メモリ 2 ⁴とを有している。

なお移動ュニット 1 0は、本体フレーム 5の腹部にバッテリ 2 6を搭載しており、専用の充電装置（図示せず）によってバッテリ 2 6をチャージするようになされている。

( 2 ) エンタテインメントロボットの回路構成

次にロボット 1の回路構成を図 2を用いて説明する。ロボット 1は、コント口ーラ 2 0によって全体の動作を制御するようになされており、カメラ部 1 3で撮像された画像信号に対して所定の画像処理を画像処理部 3 1によって施し、これを画像データとしてコントローラ 2 0に送出する。

また画像処理部 3 1は、コントローラ 2 0によって内部記憶メモリ 2 3又は外部記憶メモリ 2 4から主記憶部 2 2を介して読み出した再生データに対して所定の画像処理を施し、これを再生画像として画像表示部 1 2に表示する。

またロボット 1は、マイク 1 6で集音した音声信号に対して所定の音声処理を音声処理部 3 2によって施し、これを音声データとしてコントロ一ラ 2 0に送出する。また音声処理部 3 2は、コントローラ 2 0によって内部記憶メモリ ^{2 3}又は外部記憶メモリ 2 4から主記憶部 2 2を介して読み出した再生データに対して所定の音声処理を施し、これを再生音声として例えば「鳴き声」等をスピーカ 1 4から出力する。

またロボット 1の送受信部 3 3は、コントローラ 2 0の指令に基づいて外部機器（図示せず）に対する制御信号を赤外線光によってワイヤレスで送信する。運動制御部 3 4は、関節部分の動きを制御するためのモータ、ドライバ及び位置センサによって構成され、頭部 2、右前脚 6、左前脚 7、右後脚 8及び左後脚 9にそれぞれ内蔵されている。従ってコントローラ 2 0は、頭部 2、右前脚 6、左前脚 7、右後脚 8及び左後脚 9の各運動制御部 3 4を制御することにより、指令通りに動かし、また動かしたときの位置を検出するようになされている。

さらにロボット 1は、タツチセンサ 1 1によって所定の機器の操作ボタンを押下したか否かの接触情報を検出すると共に、ユーザによって撫でられたか又は叩かれたかの接触情報を接触時間や接触時の衝撃によって検出し、また加速度センサ及び角速度センサ 3 5によつて検出した加速度や角速度によつて動作時の姿勢又は自分の現在位置を認識する。

なおロボット 1は、通常自律的に行動するようになされているが、キー入力部 2 5のキーボードを介して所定のキー入力を行うことにより、コント口一ラ 2 0 に対して予め決められた任意の指令を送ることができ、これによりユーザ所望の動作を実行させ得るようになされている。

ところで外部記憶メモリ 2 4には、図 3に示すようにロボット 1全体の動きや感情を制御する制御プログラムが階層化されて格納されており、上述した構成のロボット 1のハ一ドウエアで動作する組込用リアルタイム O S ( O p e r a t — i n g S y s t e m ) の上に、システムソフトウェア層、ミドルウェア層及びアプリケーション層の 3層が形成されて構成されている。

システムソフトゥユア層は、例えば頭部 2、右前脚 6、左前脚 7、右後脚 8及び左後脚 9等の各デバイスを直接制御するデバイスドライバと、上位層のォブジェクトへサービスを提供するサ—バオブジェクトによって構成されている。ミドルウェア層は、例えば画像信号、音声信号及び接触情報等を処理する認識オブジェクトと、歩行や姿勢等のロボット 1の運動制御を行う運動制御オブジェクトと、脚や頭部 2及びしっぽ 4を動かして感情を表現する動作生成オブジェクトとから構成されている。

アプリケーション層は、例えば学習を行う学習オブジェクトと、感情を取り扱う感情モデルオブジェクトと、ふるまいを決定する行動生成オブジェクトと、口ボット 1全体を特徴づけるシナリオォブジ: クトとから構成されている。

ここで感情モデルオブジェクトは、感情モジュールを備えている。感情モジュ —ルは、データとして 6情動モデル（喜び、悲しみ、怒り、恐怖、驚き、嫌悪） 0/00342

と呼ばれる複数種類の感情ュニットを取り扱うようになされており、当該感情ュニットは例えば現在の感情のレベル（以下、これを感情レベルと呼ぶ）と、最小感情レベルと、最大感情レベルと、感情を通知する基準となる閾値とから構成されている。

これらの各感情レベルは、最初に感情パラメータの値によって初期化され、その後認識ォブジェクト等の外部からの情報や時間の経過に伴って変化する。また各感情ユニットは、互いに影響し合う性質を備え、感情レベルを高め合い又は低め合いするようになされている。例えば、悲しみの感情ユニットの感情レベルが高いときには、怒りの感情ユニットの感情レベルが高くなる。また喜びの感情ュニットの感情レベルが高いときには、怒りや嫌悪の感情ュニッ卜の感情レベルは低くなる。

また図 4に示すようにミドルウェア層の認識オブジェクトは、頭部 2、右前脚 6、左前脚 7、右後脚 8及び左後脚 9等の各デバイスから得られる各種センサ情報として、例えば色センサによる画像の色情報、マイク 1 6によって集音した音声信号、タツチセンサ 1 1による接触情報等の入力情報を取り扱い、当該入力情報を認識結果として感情モデルォブジヱク卜の感情モジュールに通知する。

感情モジュールは、認識ォブジュク卜から認識結果が入力されると、当該入力された認識結果の種別を判別し、当該種別のパラメ一タを用いて各感情ュニットの感情レベルを変化させる。そして感情モジュールは、閾値を越えている感情ュニットのうち感情レベルが最大となっている感情ュニットを選択する。

選択された感情ュニットは、その情報を例えば行動生成オブジェクト等の出力を要求しているオブジェクトに対して通知する。なお出力を要求しているォブジェクトは、オブジェクト指向のオブザーバ一パターンにより感情モジュールへォブザーバーとして自身を登録しておく必要がある。

行動生成オブジェクトは、動作生成オブジェクト等を介してハードウェアを制御する。すなわちロボット 1は、頭部 2、右前脚 6、左前脚 7、右後脚 8及び左後脚 9等の各デバイスを動かして感情を表現するようになされている。 ( 3 ) エンタテインメントロボットにおける内部記憶メモリと外部記憶メモリとの使い分け

ところでロボット 1においては、胴体部 3の内部に着脱し得ないように取り付けられた固定型記憶手段としての内部記憶メモリ 2 3と、胴体部 3の尻部に着脱可能に取り付けられた着脱型記憶手段としての外部記憶メモリ 2 4とが設けられており、データの種類や用途に応じて内部記憶メモリ 2 3と外部記憶メモリ 2 4 とを制御手段としてのコントロ一ラ 2 0の制御に基づいて使い分けるようになされている。

( 3 — 1 ) ハードウェアに関する情報の記億場所

例えばロボット 1においては、当該ロボット 1 の製品名、バ一ジョンナンパ、シリアルナンパ、機種情報、修理及び改修の履歴等はロボット 1 自体が持っている固有のハードウエアに関する情報であるので、これらについては内部記憶メモリ 2 3に記憶する。

この場合、製造元のメーカーは修理の依頼があつたときにロボット 1の内部記憶メモリ 2 3からハードウエアに関する情報を読み取ることにより、製造タイプや製造年月日、過去の修理状況を把握し得ると共に、修理を終えたときには同様にして修理の履歴を書き加える。このとき、これらのハードゥヱァに関する情報は胴体部 3の内部に取り付けられた内部記憶メモリ 2 3に格納されることにより、ユーザによって勝手にデータの変更が行われないようになされている。

またロボット 1の内部記憶メモリ 2 3から機種情報を読み取ることにより、ノヽ —ドウアの微妙なモータ音などにソフトが対応して機種に応じて異なるパラメ —タで動作できる。

( 3 - 2 ) 較正情報（キャリブレーションデータ）の記憶場所

またロボット 1においては、運動制御部 3 4によって頭部 2、右前脚 6、左前脚 7、右後脚 8及び左後脚 9等の各デバイスを所定角度に動かしたときの基準となる角度位置を位置センサによって検出し、この角度位置を基に角度ずれをキヤリブレーシヨン（較正）したり、また色を正確に認識させるためにカメラ部 1 3 で撮像した画像信号の色に対応した RGB値や UV値の範囲を基準として色の誤認識をキヤリブレ一シヨンするようになされており、このような基準となる角度位置や UV値の範囲を較正情報（キャリブレーションデータ）として内部記憶メモリ 23に記憶する。その他にも、加速度センサ 3 5の構成情報等も内部記憶メモリ 23に記憶しても良い。

この場合 U値はひ (R (R e d) — Y (輝度信号））で表されると共に、 V値は /3 (B (B l u e) -Y (輝度信号））で表され、このとき用いられる c及び J3は係数である。これらの較正情報は、ロボット 1が使用されている間にずれが生じたときに当該ずれをキヤリブレ一ションするために用いられる基準となる情報であり、内部記憶メモリ 23に格納されることにより、ユーザによって勝手に較正情報の変更が行われないようになされている。

(3 - 3) エラ一動作実行プログラムの記憶場所

またロボット 1は、外部記憶メモリ 24 (図 2) に基本的な動作を行わせる制御プログラムが記憶されているため、この外部記憶メモリ 24が胴体部 3の尻部に取り付けられない限り動作せず、また例え外部記憶メモリ 24が胴体部 3の尻部に取り付けられたとしても何らかのエラーが発生した場合には動作し得ない。この場合ロボット 1は、外部記憶メモリ 24が取り付けられていないことや、例え取り付けられていたとしてもエラ一が発生したときには、自律的に動作し得ないことを所定の動作によってュ一ザに認識させるようになされており、こうした動作によってエラ一を知らせるためのエラ一動作実行プログラムについては内部記憶メモリ 23 (図 2) に予め記憶されている。

もしもエラ一動作実行プログラムが外部記憶メモリ 24に格納されていた場合、外部記憶メモリ 24が胴体部 3の尻部に取り付けられなかったときにはロボット 1は作動しないばかり力エラ一を知らせる所定の動作も行うことはできないしかしながら、この場合のロボット 1は、エラーを知らせる動作のためのエラ一動作実行プログラムが内部記憶メモリ 23に格納されていることにより、外部記憶メモリ 2 '4が取り付けられなかったために作動しないときでも、最低限エラ一を知らせる動作だけは実行できるのでユーザに容易に認識させ得るようになされている。

( 3 - 4 ) 学習データ及び個性データの記憶場所

さらにロボット 1は、例えば「頭部 2を撫でた場合にはしつぼ 4を振る」、「頭部 2を叩いた場合には頭部 2を上げ下げして首を振る」等のように、外部入力に応じて所定の動作を自律的に実行するような動作を規定するパラメータを動作生成ォブジェク卜に複数有しており、このうち学習によって所定の動作を一段と頻繁に実行するようになったパラメータの学習データや、元々「頭部 2を頻繁に動かす」ロボット 1、「しつぼ 4を良く振る」ロボット 1等のように各々のロボット 1毎に異なる特徴や性格を表したパラメータの個性データに関しては内部記憶メモリ 2 3に記憶する。

この場合ロボット 1は、学習データ及び個性データに関しては内部記憶メモリ 2 3に記憶していることにより、制御プログラムの格納されている外部記憶メモリ 2 4を他のものと交換した場合でも、既に学習によって得られた学習データや、ロボット 1 自身が持っている固有の個性データに関しては変更することがないので、再度学習させる必要や個性が変わってしまうことはない。

( 3— 5 ) 環境情報の記憶場所

またロボット 1は、カメラ部 1 3 (図 1 ) によって所定時間毎に取り込んだ周囲の画像信号に対して画像処理部 3 1 (図 2 ) で画像処理し、これを画像データファイルとして主記憶部 2 2を介して外部記憶メモリ 2 4に送出し、当該外部記憶メモリ 2 4に書き込む。またロボット 1は、マイク 1 6 (図 1 ) によって所定時間毎に集音した周囲の音声信号に対して音声処理部 3 2 (図 2 ) で音声処理し、これを音声データファイルとして主記憶部 2 2を介して外部記憶メモリ 2 4に送出し、当該外部記憶メモリ 2 4に書き込む。

この場合ュ一ザは、図 5に示すように外部記憶メモリ 2 4をロボット 1の尻部から取り外し、パーソナルコンピュータ（以下、これを単にコンピュータと呼ぶ ) 4 0を介して外部記憶メモリ 2 4に格納された画像データファイル及び音声データファイルを読み出してモニタに出力し得るようになされている。

これによりユーザは、モニタに表示されたロボット 1が見た映像を確認し得ると共に、モニタのスピーカから出力されるロボット 1が聞いた音声を確認することができ、かくしてロボット 1における周囲の環境情報を確認し得ると共にロボット 1の行動履歴についても把握することができる。

( 3 - 6 ) 感情レベル履歴データの記億場所

さらにロボット 1は、自律的に行動している最中に好きな色を見たり、また誰かに撫でられたりした場合に感情ュニットの感情レベルが変化し、このような感情レベルの変化の履歴を感情レベル履歴データとして外部記憶メモリ 2 4に記憶すると共に、ロボット 1 自体が動作したときの動作の履歴を動作履歴データとして外部記憶メモリ 2 4に記憶する。

この場合ユーザは、図 5に示すように外部記憶メモリ 2 4をロボット 1の尻部から取り外し、コンピュータ 4 0を介して外部記憶メモリ 2 4に格納された感情レベル履歴データ及び動作履歴データを読み出してモニタに表示し得るようになされている。これによりユーザは、モニタに表示されたロボット 1の感情レベルの履歴及び動作の履歴を確認することができ、かくしてロボット 1の感情の変化及び動作の変化を把握することができる。

( 3 - 7 ) システム口グの記憶場所

またロボッ卜 1は、電源立ち上げ時や自律的な行動中に何らかのエラーが発生したときには、これらのエラ一をシステムログとして外部記憶メモリ 2 4に記憶する。この場合ュ一ザは、図 5に示すように外部記憶メモリ 2 4をロボット 1の尻部から取り外し、コンピュータ 4 0を介して外部記憶メモリ 2 4に格納されたシステムログを読み出してモニタに表示し得るようになされている。

これによりユーザは、モニタに表示されたロボット 1のシステムログを確認することができ、かくしてロボット 1に発生したエラーの状況を把握することができる。 ( 3 - 8 ) 認識画像データの記憶場所

さらにロボット 1は、ユーザの顔が撮像されたテンプレート画像については予め外部記憶メモリ 2 4に記憶しておく。この場合ロボット 1は、ユーザをカメラ部 1 3を介して撮像したときに、当該撮像した静止画像と予め外部記憶メモリ 2 4に記憶されているテンプレ一ト画像とを基にテンプレートマッチングすることにより、ユーザが御主人様であるか否かを判定し得るようになされている。

このようにロボット 1は、認識画像データとしてのテンプレート画像を予め外部記憶メモリ 2 4に記憶しておくようにしたことにより、図 6に示すように外部記憶メモリ 2 4をロボット 1の尻部から取り外し、コンピュータ 4 0を介して外部記憶メモリ 2 4に格納されているテンプレ一ト画像を他のユーザの顔が撮像されているものに書き換えることができる。

こうして他のユーザの顔が撮像されている新たなテンプレート画像の記憶された外部記憶メモリ 2 4をロボット 1に再装着した場合、及び新たなテンプレート画像の記憶されている外部記憶メモリ 2 4に取り替えてロボット 1に再装着した場合に、ロボット 1は新たなテンプレート画像を基にテンプレ一トマッチングを行うことができるので他のユーザを新たな御主人様であると認識し得るようになされている。

このようにロボット 1は、認識させたい撮像対象を予め外部記憶メモリ 2 4に記憶しておき、認識させたい撮像対象を変更したい場合には外部記憶メモリ ^{2 4} を取り外してデータを書き換えるか外部記憶メモリ 2 4自体を交換するだけで済む。

( 3 - 9 ) 認識色データの記憶場所

またロボット 1は、カメラ部 1 3で撮像した画像信号の中で認識すべき種類の色の R G B値や U V値の範囲を色データとして外部記憶メモリ 2 4に記憶する。この場合ロボット 1には、例えば「赤」色を認識した場合に「追いかけなさい」という指令を制御プログラムに与えておき、また「黒」色を認識した場合に「逃げ出しなさい」という指令を制御プログラムに与えておくことにより、色によつてロボット 1の行動パターンを設定し得るようになされている。

このようにロボット 1は、認識色データとしての色データを予め外部記憶メモリ 24に記憶しておくようにしたことにより、図 6に示すように外部記憶メモリ 24をロボット 1の尻部から取り外し、コンピュータ 4 0を介して外部記憶メモリ 24に格納されている色データを他の色データに書き換えることができる。こうして他の色データに書き換えられた外部記憶メモリ 2 4をロボット 1に再装着した場合、及び他の色データの記憶されている外部記憶メモリ 2⁴に取り替えてロボット 1に再装着した場合に、ロボット 1は書き換えられた他の色に応じた行動パターンをとるようになり、'ユーザ所望の色を認識させ当該認識した色に応じた行動パターンを設定し得るようになされている。

(3— 1 0) 音声データの記憶場所

またロボット 1は、スピーカ 1 4から出力する音声に対応した音声データについては外部記憶メモリ 24に記憶する。例えば外部記憶メモリ 2 4に記憶する音声データとしては、実際の動物の鳴き声をディジタル録音しておき、これをサゥンドファイルとして用いてもよく、また M I D I (Mu s i c a l I n— s t r u m e n t D i g i t a l I n t e r f a c e ) と呼ばれる規格の楽器データを用いても良い.。

この場合口ボット 1は、音声デ一タを外部記憶メモリ 24に記憶するようにしたことにより、図 6に示すように外部記憶メモリ 24をロボット 1の尻部から取り外し、コンピュータ 4 0を介して外部記憶メモリ 24に格納されている音声デ —タを書き換えることができる。

こうして他の音声データに書き換えられた外部記憶メモリ 2 4をロボット 1に再装着した場合、及び他の音声データの記憶されている外部記憶メモリ 24に取り替えてロボット 1に再装着した場合に、ロボット 1は書き換えられた他の音声データに応じた鳴き声をスピーカ 1 4から出力することができる。このように口ボット 1は、外部記憶メモリ 2 4に音声データを記憶するようにしたことにより、ユーザ所望の鳴き声を自由に設定し得るようになされている。 (3 - 1 1 ) 動作データの記憶場所

さらにロボット 1は、所定の動作パターンに応じた動作データに基づいて「首を振る」動作や「しっぽを振る動作」を行うようになされており、このような各動作パターン毎にそれぞれ対応した動作データについては外部記憶メモリ 24に記憶する。

この場合ロボット 1は、動作データを外部記憶メモリ 24に記憶するようにしたことにより、図 6に示すように外部記憶メモリ 24をロボット 1の尻部から取り外し、コンピュータ 4 0を介して外部記憶メモリ 24に格納されている動作デ —タを新たな動作データに書き換えることができる。

こうして新たな動作データに書き換えられた外部記憶メモリ 2 4をロボット 1 に再装着した場合、及び新たな動作データの記憶されている外部記憶メモリ 2 4 に取り替えてロボット 1に再装着した場合に、ロボット 1は新たな動作データに応じた動作を行うことができる。このようにロボット 1は、外部記憶メモリ 24 に動作データを記憶するようにしたことにより、ユーザ所望の動作を容易に実行させ得るようになされている。

(3 - 1 2) 動作プログラムの記憶場所

さらにロボット 1は、画像処理部 3 1がプログラム可能な D S P (D i g i — t a 1 S i g n a l P r o c e s s o r ) で構成されていた場合、画像処理部 3 1を動作させる動作プログラムについては外部記憶メモリ 24に記憶する。この場合ロボット 1は、動作プログラムを外部記憶メモリ 2 4に記憶するようにしたことにより、図 6に示すように外部記憶メモリ 24をロボット 1の尻部から取り外し、コンピュータ 4 0を介して外部記憶メモリ 2 4に格納されている動作プログラムを新たな動作プログラムに書き換えることができる。

こうして新たな動作プログラムに書き換えられた外部記憶メモリ 24をロボット 1に再装着した場合、及び新たな動作プログラムの記憶されている外部記憶メモリ 24に取り替えてロボット 1に再装着した場合に、ロボット 1は画像処理部 3 1に対して新たな動作プログラムに応じた画像処理以外の処理を実行させることができる。

このようにロボット 1は、外部記憶メモリ 2 4に動作プログラムを記憶するようにしたことにより、外部記憶メモリ 2 4の交換又は外部記憶メモリ 2 4の動作プログラムを書き換えることによ D S Pによる処理を任意に設定し得るようになされている。

( 3 - 1 3 ) 学習データの記憶場所

さらにロボット 1は、動作を規定するパラメータのうち学習によって所定の動作を一段と頻繁に実行するようになったパラメータの学習データについては外部記憶メモリ 2 4に記憶する。ここで学習データとは、例えばある動作をロボット 1が行ったときにユーザが撫でてあげると、以後その動作を頻繁に行うようになり、このような所定の外部入力（撫でられることにより接触情報が入力される）が与えられたときに所定の動作を行う確率が高くなるように設定されたデータのことである。

この場合ロボット 1は、学習データを外部記憶メモリ 2 4に記憶することにより、図 7に示すように外部記憶メモリ 2 4をロボット 1の尻部から取り外し、コンピュータ 4 0を介して外部記憶メモリ 2 4に格納されている学習データを新たな学習データに書き換えたり、他の学習データを複写したり、また学習前のデ一タに戻したり、他のロボッ卜の学習データを移植することができる。

こうして新たな学習データに書き換えられた外部記憶メモリ 2 4をロボット 1 に再装着した場合、及び新たな学習データの記憶されている外部記憶メモリ 2 4 に取り替えてロボッ卜 1に再装着した場合に、ロボット 1は新たに学習をさせることなく直ちに新たな学習データに応じた行動を実行し得るようになされている

( 3 - 1 4 ) 個性データの記憶場所

さらにロボット 1は、全てのロボットにおいて共通のデータが存在すると共に、各ロボット毎に異なる行動パターンや特徴を持つ個性デ一タについては外部記憶メモリ 2 4に記憶する。 00鐘

この場合ロボット 1は、個性デ一タを外部記憶メモリ 2 4に記憶することにより、図 7に示すように外部記憶メモリ 2 4をロボット 1の尻部から取り外し、コンピュ一タ 4 0を介して外部記憶メモリ 2 4に格納されている個性データを新たな個性データに書き換えたり、他の個性データを複写したり、また他のロボットの個性データを移植することができる。

こうして新たな個性データに書き換えられた外部記憶メモリ 2 4をロボット 1 に再装着した場合、及び新たな個性データの記憶されている外部記憶メモリ 2 4 に取り替えてロボット 1に再装着した場合に、ロボット 1は新たな個性データに応じた行動を直ちに実行し得るようになされている。

( 4 ) コントローラ 2 0のデータ処理手順

次にロボット 1において自律的に動作した結果として得た学習データ、画像デ —タファイル、音声データファイル、感情レベル履歴データ、動作履歴データ、システムログ等の動作結果データを内部記憶メモリ 2 3又は外部記憶メモリ 2 4 のいずれかに記憶するまでのデータ処理を図 8に示すデータ書込処理手順 R T 1 を用いて説明する。

ロボット 1のコントローラ 2 0は、データ書込処理手順 R T 1の開始ステップから入ってステップ S P 1に移る。ステップ S P 1においてコントロ一ラ 2 0は、口ボット 1の電源立ち上げ時に外部記憶メモリ 2 4から主記憶部 2 2を介して制御プログラムを読み出して起動し、次のステップ S P 2に移る。

ステップ S P 2においてコントローラ 2 0は、外部入力に応じた所定の動作を行うために用いるデータを内部記憶メモリ 2 2又は外部記憶メモリ 2 4から主記憶部 2 2を介して読み出し、次のステップ S P 3に移る。

ステップ S P 3においてコントローラ 2 0は、制御プログラム及び内部記憶メモリ 2 2又は外部記憶メモリ 2 4から読み出したデータを基に所定の動作を行つた結果として得られた動作結果データを内部記憶メモリ 2 2又は外部記憶メモリ 2 4のいずれかに予め決められたパターンに従って書き込み、次のステップ S P 4に移ってこのデータ書込み処理手順 R T 1を終了する。 ( 5 ) 本実施の形態の動作及び効果

以上の構成において、ロボット 1は胴体部 2の内部に取り付け固定された内部記憶メモリ 2 3と、胴体部 2の尻部に着脱可能に取り付けられた外部記憶メモリ 2 4とを設け、コントローラ 2 0の制御に基づいて内部記憶メモリ 2 3と外部記憶メモリ 2 4とを使い分ける。

すなわちロボット 1は、データを書き換えたり変更する必要がなく常時蓄積しておきたいハードウェアに関する情報、エラー動作実行プログラム、変更したくない学習デ一タ及び個性データ等の制御データに関しては胴体部 2の内部に取り付け固定された内部記憶メモリ 2 3に書き込む。

またロボット 1は、カメラ部 1 3によって撮像した周囲の画像データ及びマイク 1 6によって集音した音声データからなる環境情報、感情レベルの変化の履歴を表した感情レベル履歴データ、動作履歴データ、システムログ、ロボット 1 自身が認識するための認識画像データ、認識色データ、出力させたい音声に応じた音声データ、所定の動作を実行させる動作データ、 D S Pに任意の処理を実行させるための動作プログラム、自由に変更するための学習データや個性データ等の制御データに関しては、着脱可能に取り付けられた外部記憶メモリ 2 4に書き込む。

この場合ロボット 1は、外部記憶メモリ 2 4を取り外せることにより、外部記憶メモリ 2 4に書き込まれた種々のデータを読み出してモニタを介して確認し得ると共に、外部記憶メモリ 2 4に書き込まれたデータの書き換えを実行し得、さらに外部記憶メモリ 2 4自体を新たな他の外部記憶メモリ 2 4に交換することができる。

これによりュ一ザは、基本となる制御プログラムを書き換えることなくュ一ザの好みに合わせた種々の動作をロボット 1に自在に実行させることができると共に、ロボット 1を介して得られた種々のデータを外部記憶メモリ 2 4からコンビュ一タ 4 0を介して読み出すことができる。

またロボット 1は、制御プログラムが着脱可能な外部記憶メモリ 2 4に格納さ 2

れていることにより、外部記憶メモリ 2 4のデータ内容をコンピュータ 4 0を介して書き換えている最中にも動作させたい場合には、他の外部記憶メモリ 2 4を装着すれば動作を停止させずに済む。

以上の構成によれば、ロボット 1は胴体部 2の内部に取り付け固定された内部記憶メモリ 2 3と、胴体部 2の尻部に着脱可能に取り付けられた外部記憶メモリ 2 4とを設け、コントロ一ラ 2 0を介して内部記憶メモリ 2 3と外部記憶メモリ 2 4とを制御データの種類や内容に応じて使い分けるようにしたことにより、使い勝手を一段と向上することができる。

( 6 ) 他の実施の形態

なお上述の実施の形態においては、固定型記憶手段としてフラッシュメモリでなる内部記憶メモリ 2 3及び着脱型記憶手段としてメモリ力一ドでなる外部記憶メモリ 2 4を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ハ一ドディスクでなる内部記憶メモリ 2 3及びメモリスティックでなる外部記憶メモリ 2 4を用いるようにしても良い。この場合にも、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また上述の実施の形態においては、内部記憶メモリ 2 2を胴体部 3の内部に取り付け固定し、外部記憶メモリ 2 4を胴体部 3の尻部に差し込んで着脱可能に取り付けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、内部記億メモリ 2 2を頭部 2の内部に取り付け固定し、外部記憶メモリ 2 4を背中部にはめ込んで着脱可能に取り付けるようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、本発明のロボット装置をェンタティンメントロボットに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、自律的に行動するロボットであれば他の種々のロボット装置に本発明を適用するようにしても良い。産業上の利用の可能性

本発明は、エンタテインメントロボットや、この他自律的に行動するロボット装置に利用することができる <

Claims

請求の範囲

1 . 所定の制御プログラムに基づいて可動部を動作させることにより自律的に行動するロボット装置において、

上記口ボット装置の所定位置に固定された固定型記憶手段と、

上記口ボット装置の所定位置に着脱自在に設けられた着脱型記憶手段と、上記制御プログラムを作動するために使用する制御データをその種類に応じて上記固定型記憶手段又は上記着脱型記憶手段に記憶し、又はその種類に応じて上記固定型記憶手段又は上記着脱型記憶手段から読み出す制御手段と

を具えることを特徴とするロボット装置。

2 . 上記ロボット装置は、上記制御データに加えて上記ロボット装置自体のハードウエアに関する情報については上記制御手段によって上記固定型記憶手段に記憶する

ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の口ボット装置。

3 . 上記ハ一ドウヱァに関する情報は、上記可動部を動作させる際の較正情報である

ことを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のロボット装置。

4 . 上記ハードウユアに関する情報は、上記ロボット装置に設置されたセンサの較正情報である

ことを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のロボッ卜装置。

5 . 上記ハ一ドウユアに関する情報は、上記ロボット装置の機種情報であることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のロボット装置。

6 . 上記着脱型記憶手段には上記制御プログラムが格納され、当該制御プログラムによって上記可動部が動作しないときに、エラ一状態を知らせるための動作を上記可動部に実行させるエラ一動作実行プログラムが上記固定型記憶手段に記憶されている

ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のロボット装置。

7 . 上記ロボット装置は、外部入力に応じて所定の動作を上記可動部に自律的に実行させることにより得られる学習デ一タ及び上記ロボット装置毎に異なる特徴を有する個性データを上記制御データとして上記制御手段によって上記固定型記憶手段に記憶する

8 . 上記ロボット装置は、撮像手段を有し、当該撮像手段によって撮像した周辺の画像データを上記制御データとして上記制御手段によって上記着脱型記憶手段 s己 t る

9 . 上記ロボット装置は、集音手段を有し、当該集音手段によって集音した周辺の音声データを上記制御データとして上記制御手段によって上記着脱型記憶手段じ1^、する

1 0 . 上記ロボット装置は、上記制御データに加えてエラーが発生したときのェラー情報については上記制御手段によって上記着脱型記憶手段に記憶することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のロボット装置。

1 1 . 上記ロボット装置は、所定の撮像対象を撮像した静止画像データを上記制御データとして上記着脱型記憶手段に記憶し、所定位置に設けられた所定の撮像手段によって撮像した周辺の画像データと上記静止画像データとを上記制御手段によって比較することにより上記所定の撮像対象に対する認識判定を行うことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のロボット装置。

1 2 . 上記ロボット装置は、認識すべき色の色データを上記制御データとして上記着脱型記憶手段に記憶し、所定位置に設けられた所定の撮像手段によつて撮像した周辺の画像データの色に対する認識判定を上記制御手段によって上記色デ一タに基づいて行う

1 3 . 上記ロボット装置は、所定の音声出力手段から出力する音声に対応した音声デ一タを上記制御データとして上記制御手段によって上記着脱型記憶手段に記憶する

1 4 . 上記着脱型記憶手段には、上記制御プログラムに基づいて上記可動部を動作させるときの動作パターンに応じた動作データが上記制御データとして記憶されている

1 5 . 上記ロボット装匱は、上記可動部を動作させる動作プログラムを書き換えることにより上記可動部の動作を変更する信号処理部の上記動作プログラムを上記制御データとして上記制御手段によって上記着脱型記憶手段に記憶することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のロボット装置。

1 6 . 上記ロボット装置は、外部入力に応じて所定の動作を上記可動部に自律的に実行させることにより得られる学習データを上記制御データとして上記制御手段によって上記着脱型記憶手段に記憶する

1 7 . 所定の制御プログラムに基づいて可動部を動作させることにより自律的に行動するロボット装置において、

上記ロボット装置の所定位置に設けられた記憶手段と、

上記制御プログラム及び当該制御プログラムを作動するために使用する制御デ —タを、その種類に応じて上記記憶手段に記憶又はその種類に応じて上記記憶手段から読み出す制御手段と

を具え、

上記可動部を動作させたときの上記制御手段による内部状態の変化を上記記憶手段に記憶する

ことを特徴とするロボット装置。

1 8 . 上記記憶手段は、複数種類の感情をモデル化した複数種類の感情モデルを有し、

上記制御手段は、上記感情モデルのうち所定の感情モデルにおける感情レベルの変化の履歴及び上記ロボット装置自体を動作させたときの動作の履歴を上記内部状態の変化として上記記憶手段に記憶する

ことを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載のロボット装置。