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技術 ロボット装置、ロボット装置の行動制御方法、プログラム及び記録媒体

出願人 ソニー株式会社
発明者 永塚仁夫井上真
出願日 1999年11月30日 (20年0ヶ月経過) 出願番号 2000-403392
公開日 2002年8月20日 (17年3ヶ月経過) 公開番号 2002-233977
状態 特許登録済
技術分野 玩具 マニプレータ・ロボット マニプレータの制御、安全及び主従型のもの マニプレータの構造 マニプレータ
主要キーワード 減衰パラメータ 認識オブジェクト 生体物 相互作用パラメータ 回転角速度センサ オブザーバー 直接センサ 仮想ペット
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

ロボット装置が、実世界でリアリティ生命感をもって行動することができる。

解決手段

感情モジュールは、認識オブジェクトから情報が入力されると、入力される情報の種別判別し(ステップST1)、その入力された情報に応じたパラメータを用いて、各感情ユニット感情レベルを変化させる(ステップST2)。感情モジュールは、感情レベルが閾値を超えている感情ユニットのうち、感情レベルが最大となっている感情ユニットを選択する。選択された感情ユニットは、その情報を、例えば行動生成オブジェクト等、出力を要求しているオブジェクトに対して通知する。

概要

背景

従来より、のような多足生体物を形取ったロボット装置が開発されている。このような従来から提案されているロボット装置は、予めプログラムされて決められた作業のみを黙々と続けるものや、単純なシーケンスに沿った振る舞いしか行うことができなかった。

概要

ロボット装置が、実世界でリアリティ生命感をもって行動することができる。

感情モジュールは、認識オブジェクトから情報が入力されると、入力される情報の種別判別し(ステップST1)、その入力された情報に応じたパラメータを用いて、各感情ユニット感情レベルを変化させる(ステップST2)。感情モジュールは、感情レベルが閾値を超えている感情ユニットのうち、感情レベルが最大となっている感情ユニットを選択する。選択された感情ユニットは、その情報を、例えば行動生成オブジェクト等、出力を要求しているオブジェクトに対して通知する。

目的

そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されたものであり、実世界でリアリティや生命感をもって行動することができるロボット装置、ロボット装置の制御方法及びプログラム記録媒体を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

多関節駆動部を有するロボット装置において、内部状態を検出する内部状態検出手段と、検出された上記内部状態に基づいて、値が変化する本能モジュールと、上記本能モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御手段とを有することを特徴とするロボット装置。

請求項2

上記本能モジュールの値は、時間経過に従って増加することを特徴とする請求項1記載のロボット装置。

請求項3

上記本能モジュールの値は、上記行動生成制御手段が生成した行動結果に基づいて、減少することを特徴とする請求項1記載のロボット装置。

請求項4

上記内部状態は、バッテリー残量であって、上記本能モジュールは食欲ユニットを有し、上記食欲ユニットの値は、上記バッテリー残量に基づいて変化することを特徴とする請求項1記載のロボット装置。

請求項5

外部状態を検出する外部状態検出手段と、検出された上記外部状態に基づいて、値が変化する感情モジュールとをさらに有し、上記本能モジュールと上記感情モジュールとは、相互に影響することを特徴とする請求項1記載のロボット装置。

請求項6

上記本能モジュールは、オブジェクト指向により設計されていることを特徴とする請求項1記載のロボット装置。

請求項7

上記本能モジュールは、少なくとも食欲ユニットと運動欲ユニットとを有することを特徴とする請求項1記載のロボット装置。

請求項8

多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するロボット装置の行動制御方法において、内部状態を検出する内部状態検出工程と、検出された上記内部状態に基づいて本能モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された本能モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御工程とを有することを特徴とするロボット装置の行動制御方法。

請求項9

多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するためのプログラムにおいて、上記ロボット装置の内部状態を検出する内部状態検出工程と、検出された上記内部状態に基づいて本能モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された本能モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御工程とを実行させることを特徴とするプログラム。

請求項10

多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するためのプログラムが記録された記録媒体において、上記ロボット装置の内部状態を検出する内部状態検出工程と、検出された上記内部状態に基づいて本能モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された本能モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御工程とを実行させるプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。

請求項11

多関節駆動部を有するロボット装置において、外部状態を検出する外部状態検出手段と、検出された上記外部状態に基づいて、値が変化する感情モジュールと、上記感情モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御手段と、上記感情モジュールの値を他のロボット装置に通知する通信手段とを有することを特徴とするロボット装置。

請求項12

上記通信手段により他のロボット装置の上記感情モジュールの値を受信し、上記他のロボット装置の感情モジュールの値に基づいて、上記感情モジュールの値が変化することを特徴とする請求項11記載のロボット装置。

請求項13

上記通信手段により他のロボット装置の上記感情モジュールの値を受信し、上記他のロボット装置の感情モジュールの値に基づいて、上記行動生成制御手段は所定の行動を生成することを特徴とする請求項11記載のロボット装置。

請求項14

多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するロボット装置の行動制御方法において、外部状態を検出する外部状態検出工程と、検出された上記外部状態に基づいて感情モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された感情モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御工程と、上記感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する通知工程とを有することを特徴とするロボット装置の行動制御方法。

請求項15

多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するためのプログラムにおいて、上記ロボット装置に対する外部状態を検出する外部状態検出工程と、検出された上記外部状態に基づいて上記ロボット装置の感情モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された感情モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御工程と、上記感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する通知工程とを実行させることを特徴とするプログラム。

請求項16

多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するためのプログラムが記録された記録媒体において、上記ロボット装置に対する外部状態を検出する外部状態検出工程と、検出された上記外部状態に基づいて上記ロボット装置の感情モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された感情モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御工程と、上記感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する通知工程とを実行させるプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。

技術分野

0001

本発明は、生体のように自然な動作をするロボット装置、そのようなロボット装置の行動制御方法、ロボット装置を行動させるためのプログラム、及びそのようなプログラムが記録された記録媒体に関する。

背景技術

0002

従来より、のような多足生体物を形取ったロボット装置が開発されている。このような従来から提案されているロボット装置は、予めプログラムされて決められた作業のみを黙々と続けるものや、単純なシーケンスに沿った振る舞いしか行うことができなかった。

発明が解決しようとする課題

0003

ところで、携帯端末の中で感情モデルを搭載した仮想ペットを飼うものもあるが、このような仮想ペットは実世界で動き回ることはできないため、リアリティ生命感に欠けていた。

0004

そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されたものであり、実世界でリアリティや生命感をもって行動することができるロボット装置、ロボット装置の制御方法及びプログラム記録媒体を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

本発明に係るロボット装置は、多関節駆動部を有するロボット装置である。ロボット装置は、上述の課題を解決するために、内部状態を検出する内部状態検出手段と、検出された内部状態に基づいて、値が変化する本能モジュールと、本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御手段とを有する。

0006

このような構成を有するロボット装置は、内部状態検出手段により検出された内部状態に基づいて本能モジュールの値が変化し、その値に基づいて、多関節駆動部を行動生成制御手段により制御する。これにより、ロボット装置は、内部状態に基づいて変化する本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をする。

0007

また、本発明に係るロボット装置の行動制御方法は、多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するロボット装置である。ロボット装置の行動制御方法は、上述の課題を解決するために、内部状態を検出する内部状態検出工程と、検出された内部状態に基づいて本能モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程とを有する。

0008

このようなロボット装置の行動制御方法は、ロボット装置の内部状態に基づいて変化する本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御してロボット装置を行動させる。

0009

また、本発明に係るプログラムは、多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するためのプログラムである。プログラムは、上述の課題を解決するために、ロボット装置の内部状態を検出する内部状態検出工程と、検出された内部状態に基づいて本能モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程とを実行させる。

0010

このようなプログラムにより、ロボット装置は、内部状態に基づいて変化する本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をする。

0011

また、本発明に係る記録媒体は、多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するためのプログラムが記録されている。記録媒体は、上述の課題を解決するために、ロボット装置の内部状態を検出する内部状態検出工程と、検出された上記内部状態に基づいて本能モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された本能モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御工程とを実行させるプログラムが記録されている。このような記録媒体により、ロボット装置は、内部状態に基づいて変化する本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をする。

0012

また、本発明に係るロボット装置は、多関節駆動部を有するロボット装置である。ロボット装置は、上述の課題を解決するために、外部状態を検出する外部状態検出手段と、検出された外部状態に基づいて値が変化する感情モジュールと、感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御手段と、感情モジュールの値を他のロボット装置に通知する通信手段と有する。

0013

このような構成を有するロボット装置は、外部状態検出手段により検出された外部状態に基づいて感情モジュールの値が変化し、その値に基づいて、多関節駆動部を行動生成制御手段により制御するとともに、感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する。これにより、ロボット装置は、外部状態に基づいて変化する感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をするとともに、その感情モジュールの値を他のロボット装置に通知する。

0014

また、本発明に係るロボット装置の行動制御方法は、多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するロボット装置の行動制御方法である。このロボット装置の行動制御方法は、上述の課題を解決するために、外部状態を検出する外部状態検出工程と、検出された外部状態に基づいて感情モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程と、感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する通知工程とを有する。

0015

このようなロボット装置の行動制御方法は、ロボット装置の外部状態に基づいて変化する感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をさせるとともに、その感情モジュールの値を他のロボット装置に通知する。

0016

また、本発明に係るプログラムは、多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するためのプログラムである。プログラムは、上述の課題を解決するために、ロボット装置に対する外部状態を検出する外部状態検出工程と、検出された外部状態に基づいてロボット装置の感情モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程と、感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する通知工程とを実行させる。

0017

このようなプログラムにより、ロボット装置は、外部状態に基づいて変化する感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をするとともに、その感情モジュールの値を他のロボット装置に通知する。

0018

また、本発明に係る記録媒体は、多関節駆動部を有するロボット装置の行動を制御するためのプログラムが記録されている。記録媒体は、上述の課題を解決するために、ロボット装置に対する外部状態を検出する外部状態検出工程と、検出された外部状態に基づいてロボット装置の感情モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程と、感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する通知工程とを実行させるプログラムが記録されている。

0019

このような記録媒体により、ロボット装置は、外部状態に基づいて変化する感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をするとともに、その感情モジュールの値を他のロボット装置に通知する。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

0021

本発明は、例えば図1に示す構成のロボット装置1に適用される。上記ロボット装置1は、システム全体を制御する中央処理演算部(Central Processing Unit:以下、「CPU」という。)11と、例えばCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサを有するビデオカメラ12と、ビデオカメラ12からのビデオデータ等を記憶する記憶部13と、シリアルバスホストコントローラ等を1つにまとめた大規模集積回路(Large‐Scale Integrated circuit:以下、「LSI」という。)14とを備える。

0022

LSI14は、例えばシリアル通信パラレル通信USB通信等のインターフェースからなる通信部14aを有し、この通信部14aを介して外部のパーソナルコンピュータ100と接続される。このとき、パーソナルコンピュータ100は、LSI14を介して、例えばCPU11を動作させるプログラムを変更したり、その操作を行うことができる。

0023

LSI14は、PCカードインターフェース15を介して、PCカード規格等の様々なデバイス、例えばPCカードスロットに挿入されるATA(Advanced Technology Attachment)フラッシュメモリカード等の記憶装置200や無線通信カード等の通信装置300と接続される。

0024

記憶装置200には、感情ユニット感情レベルや本能ユニットの本能レベルを制御するための各種パラメータが記憶されている。具体的には、感情ユニットの感情レベルを変化させて制御するための要素となる感情パラメータ,入力作用パラメータ減衰パラメータ相互作用パラメータ等が記憶されている。また、本能ユニットの本能レベルを変化させて制御するための要素となる本能パラメータ,入力作用パラメータ,増加パラメータ等も記憶されている。実行時には、記憶装置200からこれらのパラメータが読み出されて使用される。

0025

上記LSI14は、リアルタイム時間情報を得るための図示しないタイマと、バッテリーの残量の管理やタイマと連係してある時間にパワーオンとする等の制御を行うための図示しないバッテリマネージャを備える。

0026

また、上記ロボット装置1は、手足,口等を構成する第1から第4のCPC(Configurable Technology Attachment)デバイス20,30,40,50とを備える。各CPCデバイスは、LSI14内のシリアルバスハブ(SBH)14bに接続されている。ここでは、CPCデバイスを4つ示しているが、その数は特に限定されるものではないのは勿論である。

0027

第1のCPCデバイス20は、LSI14からの制御命令に応じて当該デバイス内の各回路を制御するハブ21と、制御信号検出信号等を一時記憶しておくメモリ22と、加速度を検出する加速度センサ23と、ポテンショメータ(potentiometer)24と、関節等の役割を果たすアクチュエータ25とを備える。加速度センサ23は、数十ミリ秒単位で3軸方向の加速度をそれぞれ検出し、この検出結果を、ハブ21,シリアルバスハブ14bを介して、CPU11に供給する。

0028

第2のCPCデバイス30は、ハブ31と、メモリ32と、回転角速度を検出する回転角速度センサ33と、ポテンショメータ34と、アクチュエータ35とを備える。回転角速度センサ33は、数十ミリ秒単位で3軸方向の回転角速度を検出し、この検出結果を、ハブ31,シリアルバスハブ14bを介して、LSI14に供給する。

0029

第3のCPCデバイス40は、ハブ41と、メモリ42と、例えば発光することによって外部から刺激を受けたことを示す発光ダイオードLED)43と、回部と接触したか否かを検出するタッチセンサ44とを備える。

0030

第4のCPCデバイス50は、ハブ51と、メモリ52と、外部に音声を出力する「口」の役割を果たすスピーカ53と、外部の音声を検出する「耳」の役割を果たすマイク54とを備える。

0031

上記ロボット装置1の外観は、多足歩行ロボットからなる。すなわち、上記ロボット装置1は、多足歩行多関節型ロボットであって、4本足を有する動物の形をしている。なお、ロボット装置は、これに限定されるものではなく、例えば、2足歩行の多関節型ロボットであってもよい。

0032

なお、上述した加速度センサ23は、X軸,Y軸,Z軸方向についての加速度を検出する。回転角速度センサ33は、X軸,Y軸,Z軸を回転軸として回転するときのR角,P角,Y角についての回転角速度を検出する。

0033

上記ロボット装置1を制御するプログラムは、図2に示すように、階層化して設計されている。上記プログラムは、具体的には、上述した構成のハードウェアで動作する組込用リアルタイムOS(Operating System)の上に、システムソフトウェアミドルウェアアプリケーションの3層が形成されることにより構成される。

0034

システムソフトウェア層は、例えばデバイスを直接制御するデバイスドライバと、上位層オブジェクトサービスを提供するサーバオブジェクトによって構成される。

0035

ミドルウェア層は、例えば、画像、音、接触などのセンサ情報を処理する認識オブジェクトと、歩行や姿勢などのロボット運動制御を行う運動制御オブジェクトと、手足や頭、尻尾を動かして表現をする動作生成オブジェクトから構成される。

0036

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、感情や本能を取り扱う感情・本能モデルオブジェクトと、振る舞いを決定する行動生成オブジェクトと、このロボット装置全体を特徴づけるシナリオオブジェクトから構成される。

0037

上記感情・本能モデルオブジェクトは、感情モジュールと、本能モジュールとを備える。感情モジュールは、データとして複数種類の感情ユニットを取り扱う。感情ユニットは、例えば、現在の感情のレベル(以下、「感情レベル」という。)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る。感情ユニットは、取り扱う感情の種類だけ用意され、例えば喜び悲しみ、怒り、恐怖、驚き、嫌悪などの感情より構成される。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、認識オブジェクト等の外部からの情報や時間の経過に従って変化する。

0038

各感情ユニットは、互いに感情レベルを高め合ったり低くし合ったりして、影響し合う性質を備える。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、喜びの感情ユニットの感情レベルが高いときは、怒りや嫌悪の感情ユニットの感情レベルは低くなる。なお、上述した感情ユニットは、一例であり、これに限定されるものではない。

0039

本能モジュールは、感情モジュールと同様に、データとして本能ユニットを取り扱っている。本能ユニットは、例えば、現在の本能のレベル(以下、「本能レベル」という。)と、最小本能レベルと、最大本能レベルと、本能を通知する基準となる閾値とから構成される。本能ユニットは、取り扱う本能の種類だけ用意され、例えば、食欲運動欲,休息欲,愛情欲,知識欲性欲等の本能欲求により構成される。これらの各本能レベルは、最初に本能パラメータの値によって初期化され、その後、認識オブジェクト等の外部からの情報や時間の経過に従って変化する。なお、各本能ユニットは、感情ユニットの場合と異なり、互いに本能レベルを高め合うことはない。ただし、本能モジュールと感情モジュールとは互いに影響し合ってもよい。例えば、本能として「お腹がすいている」ときに、「怒る」といった感情になり易いといったようにである。

0040

上述した各オブジェクトは、オブジェクト指向の設計により構成され、上層にあるか下層にあるかに関係なく、他のオブジェクトからの情報を受けてそれに応じて状態に変化が生じると共に、自己の状態に応じた情報を他のオブジェクトに対して出力する。すなわち、各オブジェクト間で、相互に情報のやり取りが行われて影響し合っている。なお、このようなオブジェクトとしては、生体行動の要因となるもの(例えば、学習,思考,認識)や、生体行動を行うための手段(手足,関節,運動制御)等、生体行動に関する様々な要素を適用することができる。

0041

つぎに、上記感情モジュールの出力に基づいて行動を起こす場合について説明する。感情モジュールは、外部情報が入力されることによって各感情ユニットの感情レベルが変化する場合と、時間の経過によって自らその感情レベルが変化する場合とがある。

0042

最初に、上述した認識オブジェクトは、ハードウェアである図1に示した第1から第4のCPCデバイス20,30,40,50の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音センサによるスピーカの音情報接触センサによるの接触情報等の入力情報を取り扱う。そして、認識オブジェクトは、通知すべき情報を認識すると、図3に示すように、かかる認識結果の情報を感情・本能モデルオブジェクトの感情モジュールに通知する。

0043

感情モジュールは、認識オブジェクトから情報が入力されると、図4に示すように、入力される情報の種別判別し(ステップST1)、その入力された情報に応じたパラメータを用いて、各感情ユニットの感情レベルを変化させる(ステップST2)。そして、感情モジュールは、感情レベルが閾値を超えている感情ユニットのうち、感情レベルが最大となっている感情ユニットを選択する。選択された感情ユニットは、その情報を、例えば行動生成オブジェクト等、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オブジェクトは、オブジェクト指向のオブザーバーパターンにより、感情モジュールへオブザーバーとして、自身を登録しておく必要がある。また、感情モジュールは、本能モジュールが欲求不満を解消したメッセージを受け取るなど、直接センサ情報を扱わないオブジェクトからの入力も受け付けることもある。

0044

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、図1に示す第1から第4のCPCデバイス20,30,40,50を制御して、例えば手足,頭,尻尾等を用いた動作や、音の発生,LEDの点滅間隔等を行って、感情を表現する。

0045

一方、感情モジュールは、時間が経過していくと、図5に示すステップST11以下の処理を実行する。

0046

ステップST11において、感情モジュールは、感情レベルやパラメータの初期化を行って、ステップST12に進む。

0047

ステップST12において、感情モジュールは、LSI14の有するタイマを用いて一定時間が経過したかを判定し、一定時間が経過していないときはステップST12に待機し、一定時間が経過したときはステップST13に進む。

0048

ステップST13において、感情モジュールは、各感情ユニットの感情レベルを減衰させて、ステップST14に進む。なお、減衰の大きさは、記憶部13に記憶されている減衰パラメータによって決定される。

0049

ステップST14において、感情モジュールは、各感情相互の抑制/刺激により感情レベルを変化させて、ステップST15に進む。例えば、恐怖が大きいときは喜びは小さくなったり、嫌悪が大きいときは怒りも大きくなったりする。なお、相互作用の関係やその大きさは、記憶部13に記憶されている相互パラメータによって決定される。

0050

ステップST15において、感情モジュールは、閾値を超えている感情ユニットがあるかを判定し、かかる感情ユニットがないときはステップST12に戻り、かかる感情ユニットがあるときはステップST16に進む。

0051

ステップST16において、感情モジュールは、閾値を超えている感情ユニットのうち、感情レベルが最大の感情ユニットを選択して、ステップST17に進む。

0052

ステップST17において、感情モジュールは、選択した感情ユニットの情報を行動生成オブジェクトに対して通知する。選択された感情ユニットは、その情報を、例えば行動生成オブジェクト等、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、感情モジュールは、本能モジュールが欲求不満を解消したメッセージを受け取るなど、直接センサ情報を扱わないオブジェクトからの入力も受け付けることもある。

0053

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、図1に示す第1から第4のCPCデバイス20,30,40,50を制御して、例えば手足,頭,尻尾等を用いた動作や、音の発生,LEDの点滅間隔等を行って、感情を表現する。そして、再び、ステップST12に戻る。

0054

このようにして、感情モジュールは、外部情報又は内部変化により感情レベルが変化した各感情ユニットのうち、感情レベルが最大の感情ユニットの情報を他のオブジェクトに通知することによって、様々の感情が互いに入り組んだときの状態を行動生成オブジェクトに通知することができる。行動生成オブジェクトは、感情モジュールからの情報に基づいて、システムソフトウェア,OSを介して、ハードウェアである第1から第4のCPCデバイス20,30,40,50を制御する。

0055

以上のように、上記ロボット装置1では、感情モジュールは、各感情が複雑に有機的に関連しているときの最も感情レベルの高い感情ユニットの情報を、行動生成オブジェクトに通知することによって、そのときの状況に応じた最適な感情表現を実現することができる。

0056

上記ロボット装置1は、外界からの入力に反応する感情モジュールだけでなく、内部から徐々に欲求が高まっていく本能モジュールも有する。そこで、上記本能モジュールの出力に基づいて行動を起こす場合について説明する。

0057

本能モジュールは、外部情報が入力されることによって各本能ユニットの本能レベルが変化する場合と、時間の経過によって自らその本能レベルが変化する場合とがある。

0058

最初に、上述した認識オブジェクトは、ハードウェアである図1に示した第1から第4のCPCデバイス20,30,40,50の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,音センサによるスピーカの音情報,接触センサによるの接触情報等の入力情報を取り扱う。そして、認識オブジェクトは、通知すべき情報を認識すると、図6に示すように、かかる認識結果の情報を本能・本能モデルオブジェクトの本能モジュールに通知する。

0059

本能モジュールは、認識オブジェクトから情報が入力されると、図7に示すように、入力される情報の種別を判別し(ステップST21)、その入力された情報に応じたパラメータを用いて、各本能ユニットの本能レベルを変化させる(ステップST22)。例えば、食欲の本能ユニットは、バッテリーが少なくなってくると、本能レベルが大きくなって飲食の欲求、例えば充電要求が大きくなる。なお、本能モジュールは、行動生成モジュールや動作生成モジュールが欲求行動を完了して出力した情報等、各種センサからの情報を扱わないオブジェクトが出力する情報も受け付けることもある。例えば、激しい運動の終了が通知されると、運動欲の本能レベルは、大幅に減衰する。

0060

本能モジュールは、本能レベルが閾値を超えている本能ユニットのうち、本能レベルが最大となっている本能ユニットを選択する。選択された本能ユニットは、その情報を、例えば行動生成オブジェクト等、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オブジェクトは、オブジェクト指向のオブザーバーパターンにより、本能モジュールへオブザーバーとして、自身を登録しておく必要がある。

0061

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、図1に示す第1から第4のCPCデバイス20,30,40,50を制御する。例えば、行動生成オブジェクトは、運動欲が高まってきたときは激しい動きをするように、逆に、休息欲が高まっているときは休息をとるように、手足,頭,尻尾等を動作させて、本能を表現する。

0062

一方、本能モジュールは、時間が経過していくと、図8に示すステップST31以下の処理を実行する。

0063

ステップST31において、本能モジュールは、本能レベルやパラメータの初期化を行って、ステップST32に進む。

0064

ステップST32において、本能モジュールは、LSI14の有するタイマを用いて一定時間が経過したかを判定し、一定時間が経過していないときはステップST32に待機し、一定時間が経過したときはステップST33に進む。

0065

ステップST33において、本能モジュールは、各本能ユニットの本能レベルを増加させて、ステップST34に進む。なお、増加の大きさは、記憶部13に記憶されている増加パラメータによって決定される。

0066

ステップST34において、本能モジュールは、閾値を超えている本能ユニットがあるかを判定し、かかる本能ユニットがないときはステップST32に戻り、かかる本能ユニットがあるときはステップST35に進む。

0067

ステップST35において、本能モジュールは、閾値を超えている本能ユニットのうち、本能レベルが最大の本能ユニットを選択して、ステップST36に進む。

0068

ステップST36において、本能モジュールは、選択した本能ユニットの情報を行動生成オブジェクト等のクライアントモジュールに対して通知する。選択された本能ユニットは、その情報を、例えば行動生成オブジェクト等、出力を要求しているオブジェクトに対して通知する。

0069

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、上述したいようにハードウェアを制御して、ステップST32に戻る。

0070

このようにして、本能モジュールは、外部情報又は内部変化により本能レベルが変化した各本能ユニットのうち、本能レベルが最大の本能ユニットの情報を他のオブジェクトに通知することによって、本能が高まってきたときの状態を行動生成オブジェクトに通知することができる。行動生成オブジェクトは、本能モジュールからの情報に基づいて、システムソフトウェア,OSを介して、ハードウェアである第1から第4のCPCデバイス20,30,40,50を制御して、そのときの状況に応じた最適な本能表現を実現することができる。

0071

以上説明したように、感情モジュールも本能モジュールも、様々のオブジェクトからの情報に基づいて動作しているものの、それぞれ並列的に独立して制御されている。これにより、感情や本能が入り交じった複雑な心理状態をロボット装置1に自然に表現させることができる。

0072

なお、上記ロボット装置1は、学習機能も備えている。すなわち、上述したように、記憶装置200には、各感情ユニットの感情レベルや各本能ユニットの本能レベルを変化するための要素となる感情パラメータや本能パラメータ等が記憶されている。そして、ロボット装置1自身が学習を行ったり成長した場合には、学習オブジェクトが記憶装置200の各種のパラメータが書き換えることによって、その性格や行動を変化させることもできる。

0073

また、上記ロボット装置1は、通信装置300を介して、図示しない他のロボット装置1Aと通信することができる。具体的には、ロボット装置1の感情モジュールは、感情レベルが最も高い感情ユニットの情報を上記通信装置300(例えば無線通信カード)に通知する。通信装置300は、この感情ユニットの情報を、予め指定されている他のロボット装置1Aに対して無線により送信する。これにより、上記他のロボット装置1Aは、上記ロボット装置1の感情を読み取ることができ、ロボット装置1と上記他のロボット装置1Aとの間で、感情によるコミュニケーションをとることができる。

0074

これにより、例えば、ロボット装置1が怒っている場合には、他のロボット装置1Aはそれに応じて行動をとることができるようになる。具体的には、他のロボット装置1Aが自分のなわばりを荒らしていると判断したとき、ロボット装置1は怒りに応じた行動として、例えば図9に示すように、吠えるといった行動をとる。また、これに応じて、ロボット装置1の怒りの感情ユニットの感情レベルは高くなる。そしてこのとき、ロボット装置1の通信装置300から怒りの感情ユニットの感情レベルが他のロボット装置1Aに送信される。

0075

ロボット装置1の怒りの感情を受信した他のロボット装置1Aは、これに応じた行動として、例えば図9に示すように、逃げる行動をとる。例えば、このように他のロボット装置1Aがとる逃げる行動は、ロボット装置1から送信されてきた怒りの感情に応じて他のロボット装置1Aが自己の恐怖或いは驚きの感情レベルが高められることによりなされる。

0076

このようにロボット装置1と上記他のロボット装置1Aとの間で、感情によるコミュニケーションをとりそれに応じた行動をとることができるが、その行動は上述の行動に限定されるものではない。

0077

例えば、ロボット装置1が喜んでいる場合には、他のロボット装置1Aはそれに応じて喜びの行動をとることもできる。すなわち、ロボット装置1の喜びの感情を受信した他のロボット装置1Aは、ロボット装置1から送信されてきた喜びの感情に応じて自己の喜びの感情レベルが高めて、ロボット装置1と共に喜びの行動をとる。

0078

また、本能ユニットの情報も、同様にして上記ロボット装置1から上記他のロボット装置1Aに送信するができる。これにより、本能ユニットの情報についてもロボット装置間で通信して、コミュニケーションをとることができる。

0079

さらに、ロボット装置間の通信だけでなく、図10に示すように、いわゆるパーソナルコンピュータ(PC)400との間で通信を行ってもよい。すなわち、PCは、ロボット装置1の感情モジュールの出力を制御して、その感情に応じた行動を起こさせることができる。

0080

なお、無線によって通信を行う場合に限らず、有線を使って通信してもよいし、また、ロボット装置1における感情ユニット等の情報をメモリカード等の記録媒体に記録しておき、これを他のロボット装置1Aに装着してもよいのは勿論である。

0081

また、上記ロボット装置1は、インターフェースが同一であれば、特願平10−030793号(特開平11−126017号公報)に記載されている仮想ペット装置における電子ペットとの間でも、コミュニケーションをとることが可能となる。

0082

さらに、上述したハードウェア構成からなるロボット装置1を動作させるために、メモリカード等の記録媒体を当該ロボット装置1に装着し、その記録媒体に記録されている制御プログラムインストールすることによって行ってもよい。上記記録媒体に記録されている制御プログラムとしては、図2に示すようなOS,システムソフトウェア,ミドルウェア,アプリケーションからなる制御プログラムが該当する。

発明の効果

0083

本発明に係るロボット装置は、内部状態を検出する内部状態検出手段と、検出された内部状態に基づいて、値が変化する本能モジュールと、本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御手段とを有することにより、内部状態に基づいて変化する本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をすることができる。

0084

また、本発明に係るロボット装置の行動制御方法は、内部状態を検出する内部状態検出工程と、検出された内部状態に基づいて本能モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程とを有することにより、ロボット装置の内部状態に基づいて変化する本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御してロボット装置を行動させることができる。

0085

また、本発明に係るプログラムは、ロボット装置の内部状態を検出する内部状態検出工程と、検出された内部状態に基づいて本能モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程とを実行させることにより、ロボット装置は、内部状態に基づいて変化する本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をすることができる。

0086

また、本発明に係る記録媒体は、ロボット装置の内部状態を検出する内部状態検出工程と、検出された上記内部状態に基づいて本能モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された本能モジュールの値に基づいて、上記多関節駆動部を制御する行動生成制御工程とを実行させるプログラムが記録されており、このようなプログラムの実行により、ロボット装置は、内部状態に基づいて変化する本能モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をすることができる。

0087

また、本発明に係るロボット装置は、外部状態を検出する外部状態検出手段と、検出された外部状態に基づいて値が変化する感情モジュールと、感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御手段と、感情モジュールの値を他のロボット装置に通知する通信手段と有することにより、外部状態に基づいて変化する感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をするとともに、その感情モジュールの値を他のロボット装置に通知することができる。

0088

また、本発明に係るロボット装置の行動制御方法は、外部状態を検出する外部状態検出工程と、検出された外部状態に基づいて感情モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程と、感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する通知工程とを有することにより、ロボット装置の外部状態に基づいて変化する感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をさせるとともに、その感情モジュールの値を他のロボット装置に通知することができる。

0089

また、本発明に係るプログラムは、ロボット装置に対する外部状態を検出する外部状態検出工程と、検出された外部状態に基づいてロボット装置の感情モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程と、感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する通知工程とを実行させることにより、ロボット装置は、外部状態に基づいて変化する感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をするとともに、その感情モジュールの値を他のロボット装置に通知することができる。

0090

また、本発明に係る記録媒体は、状態に基づいてロボット装置の感情モジュールの値を変化させる値変化工程と、変化された感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御する行動生成制御工程と、感情モジュールの値を他のロボット装置に通信手段により通知する通知工程とを実行させるプログラムが記録されており、このようなプログラムの実行により、ロボット装置は、外部状態に基づいて変化する感情モジュールの値に基づいて、多関節駆動部を制御して行動をするとともに、その感情モジュールの値を他のロボット装置に通知することができる。

図面の簡単な説明

0091

図1本発明を適用したロボット装置の構成を示すブロック図である。
図2上記ロボット装置を制御するプログラムの構成を示す図である。
図3感情モジュールと他のオブジェクト等との関係を説明するための図である。
図4上記感情モジュールに外部から情報が入ってきたときの動作を説明するためのフローチャートである。
図5上記感情モジュールが時間の経過によって変化するときの状態を説明するためのフローチャートである。
図6本能モジュールと他のオブジェクト等との関係を説明するための図である。
図7本能モジュールに外部から情報が入ってきたときの動作を説明するためのフローチャートである。
図8上記本能モジュールが時間の経過によって変化するときの状態を説明するためのフローチャートである。
図9上記ロボット装置と他のロボット装置とが通信しているときの状態を説明するための図である。
図10パーソナルコンピュータが上記ロボット装置の感情とその行動を制御するときの状態を説明するための図である。

--

0092

1ロボット装置、11 CPU、14 LSI、20 第1のCPCデバイス、30 第2のCPCデバイス、40 第3のCPCデバイス、50 第4のCPCデバイス、200記憶装置、300 通信装置

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