WO2021145155A1

WO2021145155A1 - ゆらぎ発振器及びロボット

Info

Publication number: WO2021145155A1
Application number: PCT/JP2020/047692
Authority: WO
Inventors: 輝夫神吉; 育志堀田
Original assignee: 国立大学法人大阪大学
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2021-07-22
Also published as: JPWO2021145155A1; US20230038563A1

Abstract

ゆらぎ発振器（１）は、デジタル回路で構成されたプロセッサ（１０）を備え、プロセッサ（１０）は、ランダム変数を発生するランダム変数発生部（１０２）と、波形信号を予め記憶するルックアップテーブル（１０１）と、ルックアップテーブル（１０１）から読み出した波形信号とランダム変数発生部）１０２）により生成されたランダム変数とフィードバックされるパルス信号とに基づいて波形信号にゆらぎを付与する演算部（１０３）と、演算部（１０３）から出力されるゆらぎ信号を所定の閾値と比較することでパルス信号を生成する閾値判別部（１０４）と、パルス信号を演算部（１０３）にフィードバックさせるフィードバックループ（１０７）とを有する。

Description

ゆらぎ発振器及びロボット

　本発明は、ゆらぎ発振器及びそのゆらぎ発振器を備えるロボットに関するものである。

　信号にノイズを加えることである確率の下で信号が強まり、反応が向上する確率共鳴現象を利用した発振器であるゆらぎ発振器が知られている。ゆらぎ発振器は、例えば１／ｆゆらぎのようなゆらぎを持って発振するため、蛍のように照明装置を点滅させたり、ロボットを生物的に動かしたりといった人間にとって心地のよい制御が実現可能である。さらに、ゆらぎ発振器は、ノイズに埋もれた微弱な信号を検出するセンサとして利用することも可能である。従来のゆらぎ発振器は、アナログ回路で構成されていたため、所望の周波数でゆらぎ発振器を発振させるには、抵抗及びコンデンサ等の回路パラメータを柔軟に調整することが要求されていた。

　そこで、特許文献１には、回路パラメータが柔軟に調整可能なゆらぎ発振器が開示されている。具体的には、特許文献１には、ノイズ発生器と、入力信号にノイズ発生器で発生したノイズ信号及びフィードバックされる過渡応答信号を加算する加算器と、加算器から出力される加算信号を閾値と比較することでパルス信号を生成する閾値判別部と、パルス信号を過渡応答させる過渡応答部と、過渡応答部からの過渡応答信号をフィードバックさせるフィードバックループと、フィードバックループを流れる過渡応答信号の強度を調整する強度調整部とを備えるゆらぎ発振器が開示されている。

　しかしながら、特許文献１記載のゆらぎ発振器は、抵抗及びコンデンサを含む微分回路又は積分回路等のアナログ回路からなる過渡応答部によって過渡応答信号が生成されている。この過渡応答信号を理想的な波形にチューニングするには、過渡応答部の回路パラメータを様々な値に変化させる作業が要求され、手間がかかる。

　さらに、特許文献１記載の過渡応答部は抵抗及びコンデンサを含む微分回路又は積分回路で構成されているため、回路規模が増大するという課題がある。特に、ゆらぎ発振器を低周波で発振させるためには、過渡応答部の時定数を増大させる必要があり、回路規模の増大を招いてしまう。

　さらに、特許文献１記載のゆらぎ発振器は、アナログ回路で構成されているため、ファンクションジェネレータ等で構成されるノイズ発生器が必要となり、回路構成の小規模化を図る上でさらなる改善の余地がある。

国際公開第２０１７／０３３９６２号

　本発明の目的は、過渡応答信号の整形が容易、ノイズ発生器が不要、且つ回路構成の小規模化を図ることが可能なゆらぎ発振器等を提供することである。

　本発明の一態様に係るゆらぎ発振器は、デジタル回路で構成されたプロセッサを備え、前記プロセッサは、ランダム変数を発生するランダム変数発生部と、波形信号を予め記憶するルックアップテーブルと、前記ルックアップテーブルから読み出した前記波形信号と前記ランダム変数発生部により生成された前記ランダム変数とフィードバックされるパルス信号とに基づいて前記波形信号にゆらぎを付与する演算部と、前記演算部から出力されるゆらぎ信号を所定の閾値と比較することでパルス信号を生成する閾値判別部と、前記パルス信号を前記演算部にフィードバックさせるフィードバックループとを有する。

実施の形態１に係るゆらぎ発振器の一例を示すブロック図である。ゆらぎ発振器の動作を説明する波形図である。閾値判別部の状態に対する、微分波形、積分波形、及び対数的波形の一例を示す図である。ゆらぎ発振器が実装された集積回路の外観図である。図４に示すポートＰ０［４］及びポートＰ１［０］から出力される第１出力信号及び第２出力信号の波形図である。単一のゆらぎ発振器の実装例を示す図である。２個のゆらぎ発振器の実装例を示す図である。センサが接続されていない場合におけるゆらぎ発振器の状態の時間的推移の一例を示す図である。センサが接続されている場合におけるゆらぎ発振器の状態の時間的推移の一例を示す図である。実施の形態２に係るロボットの外観図である。図１０に示すロボットのブロック図である。モータドライバがロボットの動作パターンを決定する際に用いる論理値表を示す図である。実施の形態３に係るゆらぎ発振器のブロック図である。従来のゆらぎ発振器の構成を示すブロック図である。

　以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

　まず、本実施の形態に係るゆらぎ発振器を説明する前に従来のゆらぎ発振器について説明する。図１４は、従来のゆらぎ発振器１０００の構成を示すブロック図である。図１４の上側には、閾値判別部１００３から出力されるパルス信号の波形図が示されている。ゆらぎ発振器１０００は、ノイズ発生器１００１、加算器１００２、閾値判別部１００３、過渡応答部１００４、フィードバックループ１００５、及び強度調整部１００６を含む。ノイズ発生器１００１はファンクションジェネレータで構成され、ノイズ信号を生成する。加算器１００２は、ノイズ発生器１００１で発生したノイズ信号と入力信号とフィードバックループ１００５を流れるパルス信号とを加算する。入力信号にノイズ信号を加算することで、入力信号にゆらぎが付与される。

　閾値判別部１００３は、加算器１００２から出力された加算信号を所定の閾値と比較する。加算信号が閾値を超えれば、波形図に示すように閾値判別部１００３からハイレベルのパルス信号が出力され、ゆらぎ発振器１０００はハイ状態になる。加算信号が閾値を下回れば、波形図に示すように閾値判別部１００３からローレベルのパルス信号が出力され、ゆらぎ発振器１０００はロー状態になる。

　過渡応答部１００４は、微分回路又は積分回路で構成されパルス信号を微分又は積分し、過渡応答信号を出力する。過渡応答信号はフィードバックループ１００５によりフィードバックされて加算器１００２に入力される。強度調整部１００６はフィードバックされる過渡応答信号の強度を調整して加算器１００２に入力する。

　ゆらぎ発振器１０００は、大局的には、入力信号の強度、過渡応答部１００４の時定数、及びフィードバックされる過渡応答信号の強度等で定まる固有周波数で発振することになる。しかしながら、加算器１００２から出力される加算信号にはノイズ信号によりゆらぎが与えられているため、発信周期が例えば１／ｆゆらぎでゆらぐことになる。これにより、ゆらぎ発振器１０００を用いてロボット又は照明装置を制御した場合、人間にとって心地のよい制御が可能となる。

　このように、ゆらぎ発振器１０００はアナログ回路で構成されている。そのため、上述したように、過渡応答部１００４の回路パラメータのチューニングに手間がかかると共に過渡応答部１００４の回路規模が増大するという課題がある。さらに、ゆらぎ発振器１０００はノイズ発生器１００１が必要なため、その分、回路規模が増大するという課題もある。

　そこで、本発明者は、デジタル回路からなるプロセッサでゆらぎ発振器を構成し、従来のゆらぎ発振器で要求される理想的な過渡応答信号の波形を有する波形信号をルックアップテーブルに予め記憶させておけば、過渡応答部が不要になり、回路規模を小さくすることができるとの知見を得た。さらに、ルックアップテーブルに理想的な過渡応答信号の波形を有する波形信号を記憶させておけば、過渡応答部１００４の面倒な回路パラメータの調整作業が不要になるとの知見が得られた。さらに、プロセッサはランダム変数をプログラムによって容易に発生させることができるため、ファンクションジェネレータのような大規模なノイズ発生器は不要になるとの知見が得られた。本発明者はこれらの知見に基づいて下記に示すゆらぎ発振器を想到するに至った。以下、本実施の形態に係るゆらぎ発振器について図面を用いて説明する。

　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係るゆらぎ発振器１の一例を示すブロック図である。ゆらぎ発振器１は、プロセッサ１０、センサ２０、発光器３０、及び赤外線発光器４０を含む。

　プロセッサ１０は、ＣＰＵとＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリとを含むマイクロコントローラで構成されたデジタル回路である。プロセッサ１０は、ルックアップテーブル１０１、ランダム変数発生部１０２、演算部１０３、閾値判別部１０４、強度調整部１０５、取得部１０６、フィードバックループ１０７、クロック信号発生器１０８、及びクロック設定器１０９を含む。ルックアップテーブル１０１、ランダム変数発生部１０２、演算部１０３、閾値判別部１０４、強度調整部１０５、取得部１０６、及びフィードバックループ１０７は、プロセッサ１０がコンピュータをゆらぎ発振器１として機能させるプログラムを実行することで実現される。但し、これは一例であり、ルックアップテーブル１０１、ランダム変数発生部１０２、演算部１０３、閾値判別部１０４、強度調整部１０５、取得部１０６、及びフィードバックループ１０７はＡＳＩＣ及びＦＰＧＡ等の専用の回路で構成されてもよい。

　ルックアップテーブル１０１は、波形信号を予め記憶する。波形信号としては、従来のゆらぎ発振器１０００で要求される理想的な形状を持つ過渡応答信号が採用できる。例えば、波形信号は、微分回路の出力波形である微分波形、積分回路の出力波形である積分波形、又は対数的波形を有する。

　ゆらぎ発振器１では、ロー状態にある場合、例えばハイ状態にある場合に使用される波形信号を反転させた反転波形信号が用いられる。そこで、ルックアップテーブル１０１は、ハイ状態のときに使用される波形信号のみを基本波形パターンとして記憶する。これにより、ルックアップテーブル１０１のメモリリソースの消費が抑制される。

　ルックアップテーブル１０１が記憶する波形信号は、ある波形を所定のサンプリング間隔でサンプリングしたときの各サンプル点のデジタルのサンプル値が時系列に配列された離散波形信号である。ルックアップテーブル１０１に記憶された波形信号は、クロック信号発生器１０８から出力されるクロック信号に同期してサンプル値が演算部１０３によって順次読み出される。

　対数的波形は、図２の左上の波形信号２０１で示されるように、グラウンドＧＮＤからピークに向けて上に凸のカーブを描いて立ち上がる立ち上がり部と、立ち上がり部よりも緩やかな下に凸のカーブを描いてピークからグラウンドＧＮＤに向けて緩やかに減衰する減衰部とを有している。対数的波形は、ＬＣＲ回路の過渡応答時の出力信号の波形である過渡応答波形であり、微分波形と積分波形とを合成した形状を有している。ＬＣＲ回路は、コイル（Ｌ）、コンデンサ（Ｃ）、及び抵抗（Ｒ）を直列接続又は並列接続させた回路である。

　図３は、閾値判別部１０４の状態に対する微分波形、積分波形、及び対数的波形の一例を示す図である。図３において、（ａ）は閾値判別部１０４の状態、すなわちパルス信号を示し、（ｂ）は微分波形を示し、（ｃ）は積分波形を示し、（ｄ）は対数的波形を示している。微分波形は、閾値判別部１０４の状態がハイ状態の場合、グラウンドＧＮＤからほぼ直線状にピークに向けて急峻に立ち上がった後、ピークからグラウンドＧＮＤに向けて下に凸のカーブを描いて緩やかに減衰する形状を有している。閾値判別部１０４の状態がロー状態になると、微分波形はハイ状態の微分波形を反転させた形状を有している。

　積分波形は、閾値判別部１０４の状態がハイ状態の場合、グラウンドＧＮＤから上に凸のカーブを描いて緩やかに立ち上がる形状を有している。閾値判別部１０４の状態がロー状態になると、積分波形はハイ状態の積分波形を反転させ且つ反転させた積分波形の先頭をハイ状態の積分波形の最後に繋いだ形状を有している。

　対数的波形は、閾値判別部１０４の状態がハイ状態の場合、上述した立ち上がり部と立ち下がり部とを有する形状を有している。閾値判別部１０４の状態がロー状態になると、対数的波形はハイ状態の対数的波形を反転させた形状を有している。

　ルックアップテーブル１０１が記憶する波形信号は上述した対数的波形、微分波形、及び積分波形に限定されず、時間的に形状が変化する波形であればどのような波形を有していてもよい。

　図１に参照を戻す。ランダム変数発生部１０２は、ランダム変数を発生する。ランダム変数とは、例えば所定の数値範囲内においてランダムに選択される数値である。ランダム変数発生部１０２は、クロック信号に同期してランダム変数を決定し、演算部１０３に入力する。

　演算部１０３は、ルックアップテーブル１０１から読み出した波形信号とランダム変数発生部１０２により生成されたランダム変数とフィードバック信号とに基づいて波形信号にゆらぎを付与する。以下、演算部１０３が生成する信号を「ゆらぎ信号」と呼ぶ。ここでは、演算部１０３は、波形信号とランダム変数とフィードバック信号を加算することで波形信号にゆらぎが付与されたゆらぎ信号を生成する。詳細には、演算部１０３は、クロック信号に同期して、ルックアップテーブル１０１から波形信号のサンプル値を順次に読み出し、読み出したサンプル値にランダム変数及びフィードバック信号を加算する。これにより、波形信号及びフィードバック信号を加算した信号に対してゆらぎが付与される。ゆらぎ信号は、閾値判別部１０４に入力されると共に第１出力信号として発光器３０に入力される。

　さらに、演算部１０３は、閾値判別部１０４によりゆらぎ信号が第１閾値を下回ったことを示す制御信号が通知された場合、ルックアップテーブル１０１に記憶された波形信号を先頭から順次に読み出し、読み出した波形信号を反転させた反転波形信号とランダム変数とフィードバック信号とを加算することで、反転波形信号にゆらぎを付与してもよい。一方、演算部１０３は、閾値判別部１０４によりゆらぎ信号が第２閾値を超えたことを示す制御信号が通知された場合、ルックアップテーブル１０１に記憶された波形信号を先頭から順次に読み出し、読み出した波形信号とランダム変数とフィードバック信号とに基づいて波形信号にゆらぎを付与してもよい。これにより、ルックアップテーブル１０１に反転波形信号を記憶させることなく、反転波形信号を生成することができる。

　なお、演算部１０３は、加算処理に代えて、減算処理、乗算処理、又は除算処理によりゆらぎ信号を生成してもよい。

　減算処理の一例は、波形信号からフィードバック信号及びランダム変数をそれぞれ減算する処理、或いは波形信号にフィードバック信号を加算した信号からランダム変数を減算する処理である。乗算処理の一例は、波形信号にフィードバック信号及びランダム変数をそれぞれ乗算する処理である。除算処理の一例は、波形信号をフィードバック信号及びランダム変数のそれぞれで除算する処理である。

　ゆらぎ信号は閾値判別部１０４に入力されると共に、第１出力信号として発光器３０に入力される。発光器３０は出力器の一例である。

　閾値判別部１０４は、演算部１０３から出力されるゆらぎ信号を所定の閾値と比較することでパルス信号を生成する。閾値は第１閾値と第１閾値よりも大きい第２閾値とを含む。第１閾値はゆらぎ発振器１がハイ状態のときに使用される閾値であり、第２閾値はゆらぎ発振器１がロー状態のときに使用される閾値である。閾値判別部１０４は、ゆらぎ発振器１がハイ状態にある場合において、ゆらぎ信号が第１閾値を下回ったと判定した場合、パルス信号をロー状態にする。これにより、ゆらぎ発振器１はロー状態になる。一方、閾値判別部１０４は、ゆらぎ発振器１がロー状態にある場合において、ゆらぎ信号が第２閾値を超えたと判定した場合、パルス信号をハイ状態にする。これにより、ゆらぎ発振器１はハイ状態になる。第１閾値及び第２閾値を用いることで、ゆらぎ発振器１にヒステリシスを持たせることができる。

　閾値判別部１０４は、ゆらぎ発振器１がハイ状態からロー状態に切り替わった場合、その切り替わりを示す制御信号を演算部１０３に通知し、ゆらぎ発振器１がロー状態からハイ状態に切り替わった場合、その切り替わりを示す制御信号を演算部１０３に通知すればよい。これにより、演算部１０３は、ゆらぎ発振器１がロー状態又はハイ状態に切り替わったことを認識できる。閾値判別部１０４から出力されたパルス信号は強度調整部１０５に入力される。

　閾値が１つの場合、閾値判別部１０４は、ゆらぎ信号が閾値を超えた場合、パルス信号をハイ状態にし、ゆらぎ信号が閾値を下回った場合、パルス信号をロー状態にすればよい。

　強度調整部１０５は、パルス信号の強度を調整し、調整したパルス信号をフィードバック信号としてフィードバックループ１０７を介して演算部１０３に入力すると共に、調整したパルス信号を第２出力信号として赤外線発光器４０に入力する。例えば、強度調整部１０５は、フィードバック信号に所定のゲインを乗じることでフィードバック信号の強度を調整すればよい。所定のゲインとしては、ゆらぎ発振器１を目標の周波数で発振させるために必要な強度をフィードバック信号に持たせるための予め定められた値が採用できる。なお、強度調整部１０５は、この所定のゲインを外部から調整可能に構成されてもよい。

　取得部１０６は、センサ２０で検知されたセンシング信号に対して所定の演算を行い、演算後のセンシング信号を演算部１０３に入力する。取得部１０６は、例えば、センシング信号に所定のゲインを乗じることでセンシング信号のレベルを調整すればよい。例えばゆらぎ発振器１を他のゆらぎ発振器１と同期するように動作させる場合、このゲインはこの同期を実現するために予め定められた適切な値が採用される。

　クロック信号発生器１０８は、例えば発振回路で構成され、プロセッサ１０の動作クロックを決定するクロック信号を発生する。クロック設定器１０９は、クロック信号発生器１０８で生成されるクロック信号の周波数を設定する。クロック設定器１０９は例えば分周回路と、分周回路の分周数を設定するための設定部とを含み、クロック信号発生器１０８により発生されたクロック信号を設定部により設定された分周数で分周することで、クロック信号の周波数を調整する。この設定部は、外部からの指示に応じて分周数が設定可能に構成されている。

　センサ２０は、例えば赤外光に感度を持つフォトダイオードで構成され、他のゆらぎ発振器１の赤外線発光器４０が発光した光を検知し、検知結果を示すデジタルのセンシング信号を生成する。

　発光器３０は、例えば発光ダイオードで構成され、第１出力信号にしたがって発光する。第１出力信号は、ルックアップテーブル１０１で記憶された波形信号をベースにゆらぎが与えられた信号である。そのため、波形信号が示す波形にしたがった強度で発光器３０は発光する。さらに、第１出力信号はゆらぎ発振器１の発振信号であり、この発振信号は１／ｆゆらぎでゆらいでいる。そのため、発光器３０は、１／ｆゆらぎで点滅することが可能となる。

　赤外線発光器４０は、例えば赤外光を発光する発光ダイオードで構成され、第２出力信号にしたがって赤外光を発光する。この赤外光は後段に配置されたゆらぎ発振器１のセンサ２０により受光されることになる。これにより後段のゆらぎ発振器１は前段のゆらぎ発振器１に同期して発光器３０を発光させることが可能になる。第２出力信号は赤外光で後段のゆらぎ発振器１に伝達されるため、周囲の環境光の影響を受けることなく後段のゆらぎ発振器１を動作させることができる。赤外線発光器４０は出力器の一例である。

　図２は、ゆらぎ発振器１の動作を説明する波形図である。以下、図２を用いてゆらぎ発振器１の処理の概要を説明する。図２に示す各種波形図において、縦軸は電圧、横軸は時間を示している。なお、図２の例では、センサ２０から入力されるセンシング信号の図示は省略している。図２において、左上段の波形図はルックアップテーブル１０１が記憶する波形信号２０１を示している。この例では、波形信号２０１として上述した対数的波形が示されている。左中段の波形図はランダム変数発生部１０２が生成するランダム変数２０２を示す波形図である。左下段の波形図はフィードバック信号２０３を示している。この例では、閾値判別部１０４からハイ状態のパルス信号が出力されているため、ハイ状態のフィードバック信号２０３が示されている。

　波形信号２０１とランダム変数２０２とフィードバック信号２０３とは、クロック信号に同期して演算部１０３に入力される。演算部１０３は、波形信号２０１とランダム変数２０２とフィードバック信号２０３とをクロック信号に同期して加算してゆらぎ信号を生成し、閾値判別部１０４に入力する。

　中央の波形図はゆらぎ信号２０４を示している。ゆらぎ信号２０４はフィードバック信号の強度でオフセットされた波形信号２０１に対してランダム変数２０２によるゆらぎが付与された信号である。タイミングｔ１において、ゆらぎ信号２０４が第１閾値Ｖｔｈ１を下回っている。そのため、閾値判別部１０４は、パルス信号をハイ状態からロー状態にする。右下段の波形図は閾値判別部１０４から出力されるパルス信号２０６を示している。この波形図に示されるように、タイミングｔ１においてパルス信号２０６がハイ状態からロー状態に切り替えられていることが分かる。これにより、ゆらぎ発振器１はハイ状態からロー状態になる。

　このとき閾値判別部１０４は、ゆらぎ発振器１がロー状態に切り替わったことを示す制御信号を演算部１０３に通知する。この制御信号を受けた演算部１０３は、波形信号２０１を先頭のサンプル値から読み出す。右上段の波形図は、ゆらぎ発振器１の状態の切り替わりに応じて演算部１０３により処理される波形信号２０１を示している。タイミングｔ１においてゆらぎ信号が第１閾値Ｖｔｈ１を下回っている。そのため、演算部１０３は、１サイクル目の途中で波形信号２０１の読み出しを中止し、先頭のサンプル値から波形信号２０１の読み出しを開始する。これにより、２サイクル目の波形信号２０１の読み出しが開始される。２サイクル目においてゆらぎ発振器１はロー状態にあるため、演算部１０３は波形信号２０１にマイナス１を乗じて反転波形信号２０５を生成する。そして、演算部１０３は反転波形信号２０５に対してランダム変数２０２及びフィードバック信号を加算してゆらぎ信号を生成する。

　タイミングｔ２では、反転波形信号２０５をベースに生成されたゆらぎ信号が第２閾値Ｖｔｈ２を超えている。そのため、閾値判別部１０４はパルス信号をロー状態からハイ状態に切り替える。このとき、閾値判別部１０４は、ロー状態からハイ状態に切り替わったことを示す制御信号を演算部１０３に通知する。この制御信号を受けた演算部１０３は、２サイクル目の波形信号２０１の読み出しを中止し、先頭のサンプル値から波形信号２０１の読み出しを開始する。これにより、３サイクル目の波形信号２０１の読み出しが開始される。３サイクル目においてゆらぎ発振器１はハイ状態であるため、演算部１０３は波形信号２０１をベースにゆらぎ信号を生成する。以降、これらのことが繰り返され、ゆらぎ発振器１は発振する。なお、図２の波形信号２０１、フィードバック信号２０３、及びゆらぎ信号２０４において、タイミングｔ１以降の波形は省略されている。

　図４は、ゆらぎ発振器１が実装された集積回路４００の外観図である。集積回路４００では図１に示すプロセッサ１０の各ブロックが集積されており、センサ２０、発光器３０、及び赤外線発光器４０は集積されていない。集積回路４００は、「１」～「８」のピン番号で示される８つのピンを含む。図４の下側にはピン「１」～「８」と、各ピンに対応するポートと、各ポートに流れる信号とを対応付けた表が示されている。

　各ポートにおいて、Ｐに続く「０」はそのポートに流れる信号がアナログ信号であることを示し、Ｐに続く「１」はそのポートに流れる信号がデジタル信号であることを示している。

　以下、主要なピンについてのみ簡単に説明する。ピン「４」はＶＳＳポートであり、グラウンド電圧が入力される。ここでは、グラウンド電圧は０Ｖである。ピン「５」はＰ１［０］ポートであり、コンパレータの状態が出力される。ここで出力されるコンパレータの状態は、強度調整部１０５から出力される第２出力信号である。ピン「７」はＰ０［４］ポートであり、アナログ信号を出力する。ここで出力されるアナログ信号は、演算部１０３から出力される第１出力信号である。ピン「８」はＶＤＤポートであり、供給電圧が入力される。供給電圧は集積回路４００の駆動電圧である。

　図５は、図４に示すポートＰ０［４］及びポートＰ１［０］から出力される第１出力信号及び第２出力信号の波形図である。図５の例では、ルックアップテーブル１０１に記憶された波形信号は対数的波形である。

　タイミングｔ１でポートＰ０［４］に流れる第１出力信号（ゆらぎ信号）が第１閾値Ｖｔｈ１を下回ったため、ポートＰ１［０］に流れる第２出力信号はハイ状態からロー状態に切り替わっている。これにより、ゆらぎ発振器１はハイ状態からロー状態に切り替わる。演算部１０３は、ゆらぎ発振器１がロー状態になったため、ルックアップテーブル１０１から波形信号の先頭からの読み出しを開始すると共に、読み出したサンプリング値を反転させる。これにより、ポートＰ０［４］に流れる第１出力信号は、ハイ状態の第１出力信号を反転させた形状を有している。

　ロー状態に切り替わって間もないタイミングｔ２において波形信号をベースに生成された第１出力信号は第２閾値Ｖｔｈ２を超えたため、ポートＰ１［０］に流れる第２出力信号はロー状態からハイ状態に切り替わっている。以降、この処理が繰り返され、図５に示すような第１出力信号及び第２出力信号が出力される。

　図６は、単一のゆらぎ発振器１の実装例を示す図である。この実装例では、ゆらぎ発振器１は、図４に示す集積回路４００と発光ダイオード６０１とを含んでいる。発光ダイオード６０１は図１に示す発光器３０の一例である。発光ダイオード６０１は、Ｐ０［４］ポートに接続され、第１出力信号が入力され、可視光を発光する。

　ＶＤＤポートには供給電圧が入力されている。ＶＳＳポートはグラウンドＧＮＤと接続されている。発光ダイオード６０１とグラウンドＧＮＤとの間には、抵抗６０２が設けられている。抵抗６０２は、発光ダイオード６０１の電流制限抵抗である。図６に示すゆらぎ発振器１においては、図５のポートＰ０［４］に示す第１出力信号にしたがって、発光ダイオード６０１は点滅する。図５に示すように、ゆらぎ発振器１がオン状態にある期間がゆらいでいる。そしてこのゆらぎは１／ｆゆらぎの特性を持つことが可能である。そのため、発光ダイオード６０１は、あたかも蛍のような人間が心地よさを感じ得る自然な点滅を実現できる。

　図７は、２個のゆらぎ発振器１の実装例を示す図である。この実装例では、２個のゆらぎ発振器１が接続されている。ここでは、左側のゆらぎ発振器１に対して１＿１の符号を付し、右側のゆらぎ発振器１に対して１＿２の符号を付し、両者を区別する。ゆらぎ発振器１＿１及びゆらぎ発振器１＿２の基本構成は図６に示すゆらぎ発振器１と同じである。但し、図７の例では、ゆらぎ発振器１＿１のＰ０［４］ポートはゆらぎ発振器１＿２のＰ０［３］ポートと接続されている。この接続は、図１に示すゆらぎ発振器１がゆらぎ発振器１＿２であるとすると、センサ２０としてゆらぎ発振器１＿１が採用され、センサ２０から取得部１０６に入力されるセンシング信号としてゆらぎ発振器１＿１の第１出力信号が採用されたものと考えればよい。これによりゆらぎ発振器１＿１及びゆらぎ発振器１＿１は同期して発振し、ゆらぎ発振器１＿１の発光ダイオード６０１はゆらぎ発振器１＿２の発光ダイオード６０１と同期して点滅する。図７において、ゆらぎ発振器１＿１のＰ０［４］ポートはゆらぎ発振器１＿２のＰ０［２］ポートに接続されていてもよい。

　図８は、センサ２０が接続されていない場合におけるゆらぎ発振器１の状態の時間的推移の一例を示す図である。図８において、上図はセンサが接続されていないゆらぎ発振器１の一例を示す回路図８００である。真ん中の図は回路図８００で示すゆらぎ発振器１の状態の時間的推移を示す波形図８０３である。下図は回路図８００で示すゆらぎ発振器１の状態の積分値の時間的推移を示す波形図８０４である。図８の回路図８００の例では、ゆらぎ発振器１は出力端子８０２とグラウンドＧＮＤとの間に抵抗８０１が接続されている。ゆらぎ発振器１からの出力信号はフィードバックループ８０６を介して入力端子８０７にフィードバックされる。この図では、フィードバックループ８０６はゆらぎ発振器１の外側に図示されているが、実際には、このフィードバックループ８０６はゆらぎ発振器１が備える図１に示すフィードバックループ１０７を示している。

　波形図８０４に示す状態の積分値とは、例えばゆらぎ発振器１のハイ状態を「１」、ロー状態を「－１」とし、これらの値を時間軸に沿って積分したときの値を示している。

　センサからの入力がない場合、波形図８０３に示すように、ゆらぎ発振器１はハイ状態とロー状態とのデューティー比がほぼ５０％になるように状態が変化する。そのため、波形図８０４に示すように、状態の積分値は初期値８０５を中心に上下に振動する三角波状の波形となる。したがって、状態の積分値をロボットの位置制御に使用した場合、局所的には初期値８０５に対応する初期位置を中心として例えば左右方向又は前後方向に繰り返しロボットを移動させつつも大局的には前記初期位置にロボットを留まらせるランダムウオークを実現できる。

　図９は、センサ９０１が接続されている場合におけるゆらぎ発振器１の状態の時間的推移の一例を示す図である。図９において、上図はセンサ９０１が接続されている場合のゆらぎ発振器１の一例を示す回路図９００である。真ん中の図は回路図９００で示すゆらぎ発振器１の状態の時間的推移を示す波形図９０３である。図は回路図９００で示すゆらぎ発振器１の状態の積分値の時間的推移を示す波形図９０４である。

　回路図９００の例では、ゆらぎ発振器１は、出力端子９０２とグラウンドＧＮＤとの間に抵抗９０５が設けられている。センサ９０１は、フォトセンサであり、ゆらぎ発振器１と出力端子９０２との間に接続されている。ここでは、センサ９０１のセンシング信号はフィードバックループ９０６を介して入力端子９０７にフィードバックされる。このフィードバックループ９０６も図８のフィードバックループ８０６と同様、ゆらぎ発振器１が備える図１に示すフィードバックループ１０７を示している。

　センサ９０１がある場合、波形図９０３に示すように、ゆらぎ発振器１はハイ状態とロー状態との時間平均に偏りが生じる。この波形図９０３では、ハイ状態とロー状態との時間平均はハイ状態側に偏っている。そのため、波形図９０４に示すように、状態の積分値は、初期値９０８側への多少の減少は見られるものの、大局的には時間の経過に伴って初期値９０８から増大していく。したがって、例えば、状態の積分値をロボットの位置制御に使用した場合、照射する光に応じてロボットを移動させることが可能となる。

　以上説明したように、本実施の形態によるゆらぎ発振器１によれば、波形信号を予め記憶するルックアップテーブル１０１が設けられているため、従来のゆらぎ発振器で要求される理想的な過渡応答信号の波形信号を事前にルックアップテーブル１０１に記憶させることが可能になる。これにより、理想の過渡応答信号を得るために積分回路又は微分回路で構成された過渡応答部の回路パラメータを調整するといった手間のかかる作業を行わなくても、理想の過渡応答信号を得ることが可能となる。

　さらに、この構成によれば、ランダム変数発生器、ルックアップテーブル、演算部、閾値判別部、及びフィードバックループがデジタル回路からなるプロセッサで構成されている。これにより、従来のゆらぎ発振器で採用されていた微分回路又は積分回路からなる過渡応答部が不要となり、回路構成の小規模化を図ることが可能となる。さらに、このようなプロセッサでゆらぎ発振器が構成されているため、ゆらぎ発振器１をワンチップの集積回路で構成することが可能になる。さらに、ファンクションジェネレータ等のノイズ発生器を別途設けることが不要となり、回路構成のさらなる小規模化を図ることができる。

　（実施の形態２）
　次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、実施の形態１で説明したゆらぎ発振器１を用いて制御されるロボットに関するものである。

　図１０は、実施の形態２に係るロボット２００の外観図である。ロボット２００はネズミを模擬したネズミ型の走行ロボットである。ロボット２００は、筐体２１０、フォトセンサ２０１ａ、フォトセンサ２０１ｂ、及び一対の車輪２１１を含む。

　筐体２１０は、半透明状の素材で構成されている。筐体２１０はネズミの耳、目、鼻、及び胴体等を模擬しフォルムを有している。フォトセンサ２０１ａは筐体２１０においてネズミの左目に相当する位置に設けられている。フォトセンサ２０１ｂは筐体２１０においてネズミの右目に相当する位置に設けられている。フォトセンサ２０１ａ，２０１ｂは可視光に感度を持つセンサである。一対の車輪２１１は筐体２１０においてネズミの足に相当する位置に設けられている。

　図１１は、図１０に示すロボット２００のブロック図である。ロボット２００は、上述したフォトセンサ２０１ａ，２０１ｂ及び一対の車輪２１１の他、ゆらぎ発振器２１３，２１４、モータドライバ２１５、モータ２１６，２１７を含む。図１１では、一対の車輪２１１を車輪２１１Ｌ及び車輪２１１Ｒと表している。車輪２１１Ｌ及び車輪２１１Ｒは第１車輪及び第２車輪の一例である。モータ２１６及びモータ２１７は第１モータ及び第２モータの一例である。

　ゆらぎ発振器２１３，２１４はそれぞれ図１に示すゆらぎ発振器１のプロセッサ１０で構成されている。ゆらぎ発振器２１３はフォトセンサ２０１ａにより検出されたセンシング信号が入力され、そのセンシング信号の影響を受けながら発振する。ゆらぎ発振器２１３は出力信号ａをモータドライバ２１５に入力する。出力信号ａは図１に示す閾値判別部１０４から出力されるパルス信号をベースに強度調整部１０５によってゲインが調整された第２出力信号である。したがって、出力信号ａはハイ状態とロー状態とを含んでいる。

　ゆらぎ発振器２１４は、フォトセンサ２０１ｂにより検出されたセンシング信号が入力され、そのセンシング信号の影響を受けながら発振する。ゆらぎ発振器２１４は出力信号ｂをモータドライバ２１５に入力する。出力信号ｂは出力信号と同様、第２出力信号である。

　モータドライバ２１５は、例えば、電気回路で構成され、出力信号ａの状態と出力信号ｂの状態との組み合わせに応じて予め定められたロボット２００の動作パターンを決定する。モータドライバ２１５は、決定した動作パターンでロボット２００を動作させるための制御信号をモータ２１６及びモータ２１７に入力する。以下、モータ２１６の制御信号を第１制御信号と呼び、モータ２１７に入力される制御信号を第２制御信号と呼ぶ。

　モータ２１６はモータドライバ２１５からの第１制御信号に従って車輪２１１Ｌを駆動する。モータ２１７はモータドライバ２１５からの第２制御信号に従って車輪２１１Ｒを駆動する。車輪２１１Ｌはロボット２００の左側の車輪であり、車輪２１１Ｒはロボット２００の右側の車輪である。

　図１２は、モータドライバ２１５がロボット２００の動作パターンを決定する際に用いる論理値表Ｔ１を示す図である。論理値表Ｔ１は、出力信号ａの状態及び出力信号ｂの状態の複数の組み合わせと、各組み合わせに対応するロボット２００の動作パターンとを含んでいる。

　この例では、出力信号ａ，ｂの状態が共に「Ｌ（ロー状態）」の場合、「ストップ」の動作パターンが対応付けられている。出力信号ａの状態が「Ｈ（ハイ状態）」、出力信号ｂの状態が「Ｌ」の場合、「右旋回」の動作パターンが対応付けられている。出力信号ａの状態が「Ｌ」、出力信号ｂの状態が「Ｈ」の場合、「左旋回」の動作パターンが対応付けられている。出力信号ａ，ｂの状態がともに「Ｈ」の場合、「ブレーク」の動作パターンが対応付けられている。

　ストップとは、車輪２１１Ｌ，２１１Ｒの回転を停止させて、車輪２１１Ｌ，２１１Ｒをロック状態にすることである。右旋回とは、ロボット２００を上側から見て右方向に旋回させる動作である。左旋回とは、ロボット２００を上側から見て左方向に旋回させる動作である。ブレークとは、ロボット２００の車輪２１１Ｌ，２１１Ｒを空回りさせる動作パターンである。

　モータドライバ２１５は、動作パターンを「ストップ」に決定した場合、モータ２１６及びモータ２１７に第１制御信号及び第２制御信号の出力を停止する。これにより、ロボット２００は、車輪２０２Ｌ及び車輪２０２Ｒがロック状態になる。モータドライバ２１５は、動作パターンを「右旋回」に決定した場合、車輪２１１Ｌの回転速度を車輪２１１Ｒの回転速度より速くする第１制御信号及び第２制御信号を生成し、モータ２１６及びモータ２１７に入力する。モータドライバ２１５は、動作パターンを「左旋回」に決定した場合、車輪２１１Ｒの回転速度を車輪２１１Ｌの回転速度より速くする第１制御信号及び第２制御信号を生成し、モータ２１６及びモータ２１７に入力する。

　モータドライバ２１５は、動作パターンを「ブレーク」に決定した場合、車輪２１１Ｌ，２０２Ｒを空回りさせる制御信号を生成し、モータ２１６，２１７に入力する。

　このように本実施の形態によれば、光に応じてロボット２００の動作パターンを変化させることができる。さらに、本実施の形態によれば、各ゆらぎ発振器１の第２出力信号の状態の組み合わせに応じて予め定められた動作パターンで動作する移動型のロボットを提供できる。

　なお、上述した論理値表Ｔ１に記載された動作パターンは一例に過ぎず、例えば他の動作パターンが採用されてもよい。他の動作パターンとしては、例えば、前進及び後進などが挙げられる。さらに、出力信号ａ及び出力信号ｂの状態の組み合わせと動作パターンとの対応付けは、上述した論理値表Ｔ１に記載されたものに限定されず、他の対応付けが採用されてもよい。例えば、「Ｌ」、「Ｌ」の組み合わせに対して「ストップ」が対応付けられているが、「Ｈ」、「Ｈ」の組み合わせに対して「ストップ」が対応付けられてもよい。

　図１１の例では、ロボット２００は２つのゆらぎ発振器１を備えているが、これは一例であり、ゆらぎ発振器１の個数は１個でもよいし、３個以上であってもよい。

　（実施の形態３）
　実施の形態３は、実施の形態１のゆらぎ発振器１に対してさらに遅延部１１０を設けたことを特徴等する。図１３は、実施の形態３に係るゆらぎ発振器１Ａのブロック図である。プロセッサ１０Ａはさらに遅延部１１０が設けられている。遅延部１１０は、強度調整部１０５から出力される第２出力信号の位相を所定時間遅延させて赤外線発光器４０に出力する。

　遅延部１１０を設ける意図は以下の通りである。例えば、実施の形態１に示すＮ（２以上の整数）個のゆらぎ発振器１をリング状に接続させた照明ユニットを想定する。Ｎ個のゆらぎ発振器１をリング状に接続させるとは、１番目のゆらぎ発振器１の赤外線発光器４０が発光する赤外光を２番目のゆらぎ発振器１のセンサ２０で受光させることを２番目からＮ番目までのゆらぎ発振器１にも順次に行わせ、さらにＮ番目から１番目のゆらぎ発振器１にも行わせるように各ゆらぎ発振器１を配置することである。これにより、１番目のゆらぎ発振器１の第２出力信号は、２番目、３番目、・・・、Ｎ番目のゆらぎ発振器１へと順次伝播された後、さらに１番目のゆらぎ発振器１に戻されることになる。

　このように構成された照明ユニットでは、最初は各ゆらぎ発振器１はそれぞれ非同期で点滅するが、第２出力信号の伝播が繰り返されるうちにやがて同期して点滅することになる。各ゆらぎ発振器１が出力する第２出力信号の位相を遅延させない場合、各ゆらぎ発振器１の点灯タイミング及び消灯タイミングはほぼ同じタイミングになってしまう。これでは、照明ユニットは、各ゆらぎ発振器１が発光する光がリング状に順次伝播していくような表示演出を実現することができなくなる。

　一方、遅延部１１０を備えたゆらぎ発振器１Ａで照明ユニットを構成する。この場合、各ゆらぎ発振器１Ａの第２出力信号は後段のゆらぎ発振器１Ａに位相が遅延して伝播され、各ゆらぎ発振器１の点灯タイミング及び消灯タイミングは前段のゆらぎ発振器１の点灯タイミング及び消灯タイミングに対して所定時間ずれることになる。これにより、照明ユニットは、各ゆらぎ発振器１Ａが発光する光がリング状に順次伝播していくような表示演出を実現できる。

　照明ユニットはリング状ではなく一方向接続されたゆらぎ発振器１Ａで構成されてもよい。１方向接続とは、１番目のゆらぎ発振器１Ａの赤外線発光器４０が発光する赤外光を２番目のゆらぎ発振器１Ａのセンサ２０で受光させることを２番目からＮ番目までのゆらぎ発振器１Ａにも行わせるように各ゆらぎ発振器１Ａを配置することを指す。これにより、１番目のゆらぎ発振器１の第２出力信号は、２番目、３番目、・・・、Ｎ番目のゆらぎ発振器１へと順次伝播される。この場合、初めのうちは各ゆらぎ発振器１Ａは非同期で点滅しているが、やがて位相を所定時間ずらしながら同期して点灯するようになる。この場合、照明ユニットは、生物を模擬した制御手法である抑制型制御が働いて、Ｎ番目から１番目のゆらぎ発振器１Ａの順で光を点滅させる表示演出が可能となる。
　（実施の形態の纏め）

　この構成によれば、波形信号を予め記憶するルックアップテーブルが設けられているため、従来のゆらぎ発振器で要求される理想的な過渡応答信号の波形信号を事前にルックアップテーブルに記憶させることが可能になる。これにより、理想の過渡応答信号を得るために積分回路又は微分回路で構成された過渡応答部の回路パラメータを調整するといった手間のかかる作業を行わなくても、理想の過渡応答信号を得ることが可能となる。

　さらに、この構成によれば、ランダム変数発生器、ルックアップテーブル、演算部、閾値判別部、及びフィードバックループがデジタル回路からなるプロセッサで構成されている。これにより、従来のゆらぎ発振器で採用されていた微分回路又は積分回路からなる過渡応答部が不要となり、回路構成の小規模化を図ることが可能となる。さらに、このようなプロセッサでゆらぎ発振器が構成されているため、ゆらぎ発振器をワンチップの集積回路で構成することが可能になる。さらに、ファンクションジェネレータ等のノイズ発生器を別途設けることが不要となり、回路構成のさらなる小規模化を図ることができる。

　上記ゆらぎ発振器において、前記波形信号は、微分回路の出力信号を示す微分波形、積分回路の出力信号を示す積分波形、又はＬＣＲ回路の過渡応答波形を有することが好ましい。

　この構成によれば、ルックアップテーブルが記憶する波形信号は微分波形、積分波形、又はＬＣＲ回路の過渡応答波形を有するため、微分波形、積分波形、又はＬＣＲ回路の過渡応答波形をベースとする信号を用いてゆらぎ発振器を動作させることが可能となる。

　上記ゆらぎ発振器において、前記プロセッサは、前記プロセッサの動作クロックを決定するクロック信号を発生するクロック信号発生器と、前記クロック信号の周波数を設定するクロック設定器とをさらに有し、前記演算部は、前記ルックアップテーブルに記憶された波形信号のサンプル値を前記クロック信号に同期して順次読み出すことが好ましい。

　この構成によれば、プロセッサの動作クロックを決定するクロック信号の周波数を設定するクロック設定器が設けられており、ルックアップテーブルに記憶された波形信号のサンプル値がクロック信号に同期して順次読み出される。これにより、従来のゆらぎ発振器のように過渡応答部の時定数をチューニングするといった手間のかかる作業をしなくても、クロック設定器によりクロック信号の周波数を任意に設定して、波形信号の周期を任意に設定することが可能となる。

　上記ゆらぎ発振器において、前記ゆらぎ発振器は、センサをさらに含み、前記プロセッサは、前記センサにより検出されたセンシング信号を取得し、前記演算部に入力する取得部をさらに有し、前記演算部は、さらに前記センシング信号に基づいて前記ゆらぎ信号を生成することが好ましい。

　この構成によれば、センサで検出されたセンシング信号が演算部に入力され、そのセンシング信号をさらに用いてゆらぎ信号が生成されるため、ゆらぎ発振器をセンシング信号に同期させて発振させたり、センシング信号に含まれる微弱な信号を検知したりすることが可能となる。

　上記ゆらぎ発振器において、前記ゆらぎ発振器は、前記ゆらぎ信号又は前記パルス信号を出力信号として出力する出力器をさらに備え、前記センサは、他のゆらぎ発振器からの前記出力信号を検出し、前記センシング信号として前記演算部に入力することが好ましい。

　この構成によれば、他のゆらぎ発振器からの出力信号がセンサにより検知され、センシング信号として演算部に入力されるため、ゆらぎ発振器を他のゆらぎ発振器に同期させることが可能となる。さらに、複数のゆらぎ発振器を一方向接続させたり、リング状に接続させたりすることも可能となる。

　上記ゆらぎ発振器において、前記閾値は、第１閾値と前記第１閾値よりも大きい第２閾値とを含み、前記演算部は、前記閾値判別部により前記ゆらぎ信号が前記第１閾値を下回ったと判定された場合、前記ルックアップテーブルに記憶された前記波形信号を先頭から読み出し、読み出した前記波形信号を反転させた反転波形信号と前記ランダム変数とフィードバックされる前記パルス信号とに基づいて前記反転波形信号にゆらぎを付与し、前記閾値判別部により前記ゆらぎ信号が前記第２閾値を超えたと判定された場合、前記ルックアップテーブルに記憶された前記波形信号を先頭から読み出し、読み出した前記波形信号と前記ランダム変数とフィードバックされる前記パルス信号とに基づいて前記波形信号にゆらぎを付与することが好ましい。

　この構成によれば、ゆらぎ信号が第１閾値を下回ったと判定された場合、波形信号が先頭から順に読み出され、読み出された波形信号が反転されて反転波形信号が生成され、その反転波形信号にゆらぎが付与されている。そのため、ルックアップテーブルに反転波形信号を記憶させる必要がなくなり、ルックアップテーブルによるメモリリソースの消費量を抑制できる。さらに、第１閾値を下回ってゆらぎ発振器の状態がハイ状態からロー状態に変化したときに、反転波形信号を先頭から読み出すことが可能となり、アナログのゆらぎ発振器と同様の動作が実現可能となる。

　一方、ゆらぎ信号が第２閾値を超えたと判定された場合、波形信号が先頭から読み出され、その波形信号にゆらぎが付与されている。そのため、ゆらぎ発振器の状態がロー状態からハイ状態に変化したときに波形信号を先頭から読み出すことが可能となり、アナログのゆらぎ発振器と同様の動作が可能となる。

　さらに、ゆらぎ発振器がハイ状態のときは第１閾値が採用され、ゆらぎ発振器がロー状態のときは第２閾値が採用され、且つ、第２閾値は第１閾値よりも大きいため、ゆらぎ発振器にヒステリシスを持たせることが可能となる。

　上記ゆらぎ発振器において、前記プロセッサは、フィードバックされるパルス信号の強度を調整する強度調整部をさらに有することが好ましい。

　この構成によれば、フィードバックされる前記パルス信号の強度が調整可能であるため、ゆらぎ発振器のパラメータの柔軟な調整が可能となる。

　本発明の別の一態様に係るロボットは、移動型のロボットであって、第１車輪と、第２車輪と、前記第１車輪を駆動する第１モータと、前記第２車輪を駆動する第２モータと、複数のゆらぎ発振器と、各ゆらぎ発振器から出力されるパルス信号の状態の組み合わせに応じて予め定められた前記ロボットの動作パターンを決定し、決定した前記動作パターンで前記ロボットを移動させるための前記第１モータの第１制御信号及び前記第２モータの第２制御信号を生成するモータドライバとを備え、各ゆらぎ発振器は上記ゆらぎ発振器で構成されている。

　この構成によれば、各ゆらぎ発振器のパルス信号の状態の組み合わせに応じて予め定められた動作パターンで動作する移動型のロボットを提供できる。

Claims

　デジタル回路で構成されたプロセッサを備え、
　前記プロセッサは、
　ランダム変数を発生するランダム変数発生部と、
　波形信号を予め記憶するルックアップテーブルと、
　前記ルックアップテーブルから読み出した前記波形信号と前記ランダム変数発生部により生成された前記ランダム変数とフィードバックされるパルス信号とに基づいて前記波形信号にゆらぎを付与する演算部と、
　前記演算部から出力されるゆらぎ信号を所定の閾値と比較することでパルス信号を生成する閾値判別部と、
　前記パルス信号を前記演算部にフィードバックさせるフィードバックループとを有する、
　ゆらぎ発振器。
　前記波形信号は、微分回路の出力信号を示す微分波形、積分回路の出力信号を示す積分波形、又はＬＣＲ回路の過渡応答波形を有する、
　請求項１記載のゆらぎ発振器。
　前記プロセッサは、
　前記プロセッサの動作クロックを決定するクロック信号を発生するクロック信号発生器と、
　前記クロック信号の周波数を設定するクロック設定器とをさらに有し、
　前記演算部は、前記ルックアップテーブルに記憶された波形信号のサンプル値を前記クロック信号に同期して順次読み出す、
　請求項１又は２記載のゆらぎ発振器。
　前記ゆらぎ発振器は、センサをさらに含み、
　前記プロセッサは、前記センサにより検出されたセンシング信号を取得し、前記演算部に入力する取得部をさらに有し、
　前記演算部は、さらに前記センシング信号に基づいて前記ゆらぎ信号を生成する、
　請求項１～３のいずれかに記載のゆらぎ発振器。
　前記ゆらぎ発振器は、前記ゆらぎ信号又は前記パルス信号を出力信号として出力する出力器をさらに備え、
　前記センサは、他のゆらぎ発振器からの前記出力信号を検出し、前記センシング信号として前記演算部に入力する、
　請求項４記載のゆらぎ発振器。
　前記閾値は、第１閾値と前記第１閾値よりも大きい第２閾値とを含み、
　前記演算部は、
　前記閾値判別部により前記ゆらぎ信号が前記第１閾値を下回ったと判定された場合、前記ルックアップテーブルに記憶された前記波形信号を先頭から読み出し、読み出した前記波形信号を反転させた反転波形信号と前記ランダム変数とフィードバックされる前記パルス信号とに基づいて前記反転波形信号にゆらぎを付与し、
　前記閾値判別部により前記ゆらぎ信号が前記第２閾値を超えたと判定された場合、前記ルックアップテーブルに記憶された前記波形信号を先頭から読み出し、読み出した前記波形信号と前記ランダム変数とフィードバックされる前記パルス信号とに基づいて前記波形信号にゆらぎを付与する、
　請求項１～５のいずれかに記載のゆらぎ発振器。
　前記プロセッサは、フィードバックされるパルス信号の強度を調整する強度調整部をさらに有する、
　請求項１～６のいずれかに記載のゆらぎ発振器。
　移動型のロボットであって、
　第１車輪と、
　第２車輪と、
　前記第１車輪を駆動する第１モータと、
　前記第２車輪を駆動する第２モータと、
　複数のゆらぎ発振器と、
　各ゆらぎ発振器から出力されるパルス信号の状態の組み合わせに応じて予め定められた前記ロボットの動作パターンを決定し、決定した前記動作パターンで前記ロボットを移動させるための前記第１モータの第１制御信号及び前記第２モータの第２制御信号を生成するモータドライバとを備え、
　各ゆらぎ発振器は請求項１～７のいずれかに記載のゆらぎ発振器で構成されている、
　ロボット。