(57)【要約】【課題】人に依存する動作を低減し、利便性の高いゴミ箱として用いることができるロボットを提供する。【解決手段】ロボットは、ゴミと、該ゴミを保持する人が行うゴミを捨てる意思に紐づく行動と、を検出する検出手段２２と、検出手段２２により検出された人に向かって移動する移動手段２３と、を備える。これにより、ゴミ捨てを行う人に向かって走行することができるため、人の移動の手間を低減し、利便性を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴミと、該ゴミを保持する人が行うゴミを捨てる意思に紐づく行動と、を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された人に向かって移動する移動手段と、を備える
ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴミ箱として用いられるロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００６−１０２８６１号公報がある。この公報に記載されたゴミ箱型の移動体では、人を見つけるとゴミを拾うように促し、ゴミが投入された場合には音声を発生させることができる。この移動体は、地面を走行することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０２８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した移動体では、ゴミを保持した人が、移動体の位置まで移動してゴミ捨てを行うという手間が発生する。さらに、ゴミの種類による分別は人が行う必要がある。すなわち、人に依存した動作が必要となる。
本発明は、人に依存する動作を低減し、利便性の高いゴミ箱として用いることができるロボットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかるロボットは、ゴミと、該ゴミを保持する人が行うゴミを捨てる意思に紐づく行動と、を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された人に向かって移動する移動手段と、を備える。
これにより、ゴミ捨てを行う人に向かって走行することにより、人の移動の手間を低減することができる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、人に依存する動作を低減し、利便性の高いゴミ箱として用いることができるロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】走行ロボットと飛行ロボットを模式的に示した図である。
【図２】走行ロボットの蓋が開いた状態を示した図である。
【図３】走行ロボットから画像取得を行い、ごみを保持する人を検出した状態の一例を示す図である。
【図４】飛行ロボットから画像取得を行い、ごみを保持する人を検出した状態の一例を示す図である。
【図５】走行ロボットがゴミを回収するための動作の流れの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、ロボット１は、走行ロボット１１と、飛行ロボット１２と、を備える。なお、走行ロボット１１と、飛行ロボット１２は一組のロボットであって、共同して動作する。
【０００９】
走行ロボット１１は、本体部２１と、本体部２１に設けられ、人やゴミを検出する検出手段２２と、本体部２１の下部に設けられており接地している移動手段２３と、通信手段２４と、本体部２１の上部に設けられた蓋２５と、蓋２５を開閉させる蓋駆動手段２６と、制御手段２７と、ちり取り部２８と、を備える。走行ロボット１１の上下方向のサイズは、通常のゴミ箱と同程度であって、例えば約８０ｃｍである。また、走行ロボット１１が走行して人に近接した場合に、人に対向する略平面に平行である向きを正面方向とする。
【００１０】
本体部２１は、例えば上下方向に延在する略筒状であって、図２に示すように蓋２５が開いた状態であるときに上方からゴミを投入可能であるように、上方のみ開口している。本体部２１の下部には、複数の移動手段２３が連結されている。典型的には、本体部２１内に、通信手段２４、蓋駆動手段２６、制御手段２７が格納されている。なお図１に示しているように、本体部２１の一部の径が短径である等、本体部２１の形状は変更可能である。さらに、本体部２１において、各手段が配置される位置についても、自由に変更可能である。
【００１１】
検出手段２２は、画像取得手段２２ａと、音取得手段２２ｂと、を備える。画像取得手段２２ａは、周囲の環境の取得と、ゴミと、ゴミを保持する人の検出を行う。例えば画像取得手段２２ａには、ＣＣＤカメラを用いることができるが、これに限られない。以下では、画像取得手段２２ａは、走行ロボット１１の正面方向を基準として、所定の画角で、動画像として取得するものとして説明する。
【００１２】
画像取得手段２２ａは周囲の環境を取得し、取得した画像の情報を制御手段２７に出力する。なお、制御手段２７では、取得した画像の情報を解析して、障害物を避ける走行経路の設定を行うことができる。
【００１３】
また図３に示すように、画像取得手段２２ａでは、ゴミと、人がゴミを保持している状態を検出する。画像取得手段２２ａは、取得した画像の情報を制御手段２７に出力する。制御手段２７では、ゴミの種類や、人がゴミを保持した状態で手招き等のゴミを捨てる意思に紐づく行為をしているか否かを判定することができる。ここで、ゴミの種類の判定は、人がゴミを保持している状態であるときに、人に近づくように走行する前に行ってもよく、人に十分に近づいた状態になるように走行した後に行ってもよい。さらに、これらの組み合わせであってもよい。ゴミの種類とは、例えば、缶、ビンなどの燃えないゴミや、紙ゴミなどの燃えるゴミなどであるが、これらに限られない。
【００１４】
また例えば、画像取得手段２２ａにより取得した画像を用い、対象となる人までの距離の計測を行うことができる。これにより、走行ロボット１１は、人に向かって走行した後に、人の近くで停止することができる。
【００１５】
音取得手段２２ｂは、人による発声の有無とその方向を取得する複数のマイクを用いることができる。例えば、音取得手段２２ｂでは、人が走行ロボット１１を呼ぶ声を取得し、情報を制御手段２７に出力する。制御手段２７は、音声が発生した方向に人がいるものとして、画像取得手段２２ａにより画像取得を実行させることができる。
【００１６】
また、音取得手段２２ｂは、蓋２５が開いた状態でゴミが捨てられた後に、人により蓋２５を閉じるための所定の掛け声を取得する。
【００１７】
移動手段２３は、本体部２１の下部において、接地するように設けられた複数の車輪と駆動モータを備える。例えば走行ロボット１１は、制御手段２７からの制御に応じて駆動モータの駆動力を変化させ、車輪を用いて走行を行う。
【００１８】
通信手段２４は、送受信可能である無線通信手段である。走行ロボット１１は、通信手段２４を用いて、飛行ロボット１２に対して双方向で通信を行うことができる。
【００１９】
蓋２５は、本体部２１の上部において開閉を行う。例えば、蓋２５は、本体部２１の上端に対してヒンジやシリンダ等の部材により接続されており、蓋駆動手段２６の駆動により、図２に示すように正面側が大きく開口する。
【００２０】
蓋駆動手段２６は、蓋２５の近傍に配置され、蓋２５を開閉するための駆動力を発生させる。例えば、蓋駆動手段２６は、蓋２５と本体部２１を接続する部材を動作させるモータであり、制御手段２７の制御に基づいて動作する。より具体的には、蓋駆動手段２６は、走行ロボット１１が人の近傍に配置され、走行ロボット１１が回収しているゴミの種類と、人が保持しているゴミの種類が一致していると制御手段２７により判定された場合に、蓋２５が開いた状態となるように動作する。
【００２１】
また、蓋駆動手段２６は、ゴミが本体部２１内に入れられたことを検出した後に、蓋２５が閉じた状態となるように動作する。なお、本体部２１へのゴミの投入が完了したか否かの判定は、音取得手段２２ｂにより、所定のキーワードの音声入力がなされたか否かによって行う。
【００２２】
制御手段２７は、走行ロボット１１の移動手段２３を用いた走行状態の制御や、蓋２５の開閉状態の制御を行う。
【００２３】
具体的には、制御手段２７は、検出手段２２により取得された画像や音の情報や、飛行ロボット１２の検出手段３２により取得した情報に基づいて走行経路を決定し、制御信号を生成して、移動手段２３を駆動させることができる。また、制御手段２７は、検出手段２２により取得された画像や音の情報に基づいて、蓋２５の開閉を行うための制御信号を生成し、蓋駆動手段２６を駆動させることができる。
【００２４】
なお、制御手段２７には、人工知能によって構成された学習モデルをベースとして、学習を行う機能を備える。これにより制御手段２７では、検出手段２２や通信手段２４から入力された情報をもとに学習を行い、精度良く障害物を回避することや、ゴミを持った人の手招き動作や掛け声を高い精度で認識できるようになる。さらに、制御手段２７は、人工知能によって構成された学習モデルを利用して、ゴミの種類の判定し、蓋２５を開くか否かの判定を行うことができる。
【００２５】
すなわち、制御手段２７には、周囲の地図情報や演算プログラムを記憶する記憶装置と、演算プログラムを実行することで、画像や音の情報から走行経路の決定や、ゴミの種類を判定して蓋２５の開閉を行うかを決定する演算装置と、演算を行うための情報を一時的に記憶するメモリと、を備えるコンピュータを用いることができる。
【００２６】
なお、制御手段２７で実行される演算によって、画像取得手段２２ａと、音取得手段２２ｂが取得した情報から人検出の処理を行う場合には、画像取得手段２２ａと音取得手段２２ｂと制御手段２７の組み合わせを、ゴミや人を検出するための１つの検出手段とみなすことができる。
【００２７】
ちり取り部２８は、走行ロボット１１の本体部２１の下部に設けられているちり取り状である。走行ロボット１１は、ちり取り部２８をほぼ接地した状態にして走行することで、地面上のゴミを掬い上げて回収することができる。なお例えば、ちり取り部２８は、接地した状態と、接地していない状態を切り替えられるように、可動式であってもよい。
【００２８】
図１に示すように、飛行ロボット１２は、本体部３１と、ゴミ及びゴミを保持する人を検出する検出手段３２と、走行ロボット１１との通信を行う通信手段３３と、を備える。飛行ロボット１２は、地上４〜１０メートル程度の高さを飛行する。
【００２９】
本体部３１は、例えば外見が鳥型であり、自然環境に溶け込んだデザインであることが望ましい。なお本体部３１内に、検出手段３２と、通信手段３３が設けられている。
【００３０】
検出手段３２は、画像取得手段３２ａと、音取得手段３２ｂと、を備える。画像取得手段３２ａは、周囲の環境を取得し、取得した画像の情報を、通信手段３３を介して、走行ロボット１１に対して出力する。
【００３１】
画像取得手段３２ａは、人がゴミを保持している状態を検出するための動画像を取得する。具体的には、図４に示すように、画像取得手段３２ａでは、人がゴミを保持している状態や、手招き等の捨てる意思がある行動をしている状態の画像を取得する。なお、飛行ロボット１２は、画像取得手段３２ａで取得した画像の情報を、通信手段３３を介して、走行ロボット１１に出力する。
【００３２】
音取得手段３２ｂは、人による発声の有無とその方向を取得する複数のマイクである。例えば、音取得手段３２ｂでは、人の発声を取得し、音声があった方向に人がいるものとして、画像取得手段３２ａにより画像取得を実行させることができる。
【００３３】
通信手段３３は、送受信可能である無線通信手段である。飛行ロボット１２は、通信手段３３を用いて、走行ロボット１１との双方向で通信を行うことができる。例えば、飛行ロボット１２により、ゴミを捨てる意思を有する人を発見した場合に、通信手段３３を介して、情報を走行ロボット１１に伝達することが可能である。
【００３４】
なお、飛行ロボット１２は、制御手段を備えていてもよい。制御手段は、飛行ロボット１２の飛行ルートや、動作の制御、取得した画像や音の分析を行うことができる。例えば、制御手段は、記憶装置、演算装置、メモリを有するコンピュータにより構成されている。
【００３５】
次に図５を用いて、走行ロボット１１と飛行ロボット１２の動作の一例について説明する。ここでは、走行ロボット１１は、人が保持するゴミを回収するものとして説明する。
【００３６】
走行ロボット１１と飛行ロボット１２は、それぞれ画像取得と音の取得を行い、地面に落ちているゴミや、ゴミを保持する人を検出する（ステップＳ１）。ここで、ゴミを保持する人の検出は、ゴミを保持する人の手招きや、所定の掛け声によって行うことができる。
【００３７】
なお、走行ロボット１１が対象となるゴミや人を発見した場合には、通信手段２４を介して、飛行ロボット１２と情報を共有できる。同様に、飛行ロボット１２が対象となるゴミや人を発見した場合には、通信手段３３を介して、走行ロボット１１と情報を共有できる。
【００３８】
走行ロボット１１は、走行する経路を決定する（ステップＳ２）。例えば、制御手段２７は、走行ロボット１１の画像取得手段２２ａおよび飛行ロボット１２の画像取得手段３２ａにより取得された画像に基づき、障害物を避けつつ、地上のゴミを拾う経路や、ゴミを保持する人に近づく経路を決定する。
【００３９】
走行ロボット１１は、走行を行う（ステップＳ３）。走行ロボット１１は、ゴミを保持する人の近くまで走行して停止したものとする。
【００４０】
走行ロボット１１は、画像取得手段２２ａにより人が保持するゴミの画像を取得して、制御手段２７によりゴミの種類を判定する（ステップＳ４）。ゴミの種類が、走行ロボット１１が回収している種類に該当するものであれば（ステップＳ４でＹｅｓ）、制御手段２７は、蓋２５を開いた状態とするように蓋駆動手段２６を駆動させる（ステップＳ５）。ゴミの種類が、走行ロボット１１が回収している種類に該当しない場合は（ステップＳ４でＮｏ）、処理を終了する（ステップＳ１１）。
【００４１】
人による、走行ロボット１１の本体部２１へのゴミ入れの完了を確認する（ステップＳ６）。例えば、音取得手段２２ｂにより、人が所定の発声をしたことが確認することで、ゴミ入れを完了したものとする。なお、ゴミ入れの完了の確認方法は、この方法に限られない。
【００４２】
制御手段２７は、本体部２１へのゴミ入れ完了後に、蓋２５を閉じた状態にする（ステップＳ７）。その後、走行ロボット１１は人から離れ、所定の位置まで移動する。その後、ステップＳ１に戻り、継続的にゴミの検出や、ゴミを保持する人に検出を行う。
【００４３】
このようにして、走行ロボット１１は、ゴミを保持する人のゴミ捨ての意思に基づく行動を、走行ロボット１１と飛行ロボット１２のそれぞれが有する検出手段によって検出して、その人に向かって走行することができる。したがって、人がゴミ箱まで移動する手間を低減し、利便性を高めることができる。
【００４４】
また、走行ロボット１１及び飛行ロボット１２の両方により、ゴミの検出を継続的に実行することで、地上にあるゴミや、ゴミを保持する人を早期に発見することができる。
【００４５】
また、走行ロボット１１には蓋２５が設けられており、人が保持しているゴミの種類が、その走行ロボット１１が回収している種類に該当しているか否かによって開くか否かを決定できるため、ゴミの分別の間違えを低減できる。
【００４６】
また、蓋２５を開く動作は走行ロボット１１が自動的に判定して行い、蓋２５を閉じる動作は音取得手段２２ｂに入力される音声によって実行できるため、人がゴミ箱に直接触れる必要が無い。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００４８】
例えば、走行ロボット１１に制御手段２７が設けられており、検出手段２２により検出した結果を判断して制御信号を発生させるものとして説明したが、通信手段を用いて遠隔地に設けられたサーバー（図示せず）と通信し、このサーバーで制御手段２７の機能を実行させてもよい。この場合、飛行ロボット１２の検出手段３２により取得された情報を、サーバーに出力するものとし、サーバーを経由してロボット間の情報の伝送を行うこととしてもよい。
【００４９】
また、画像取得手段２２ａでは、走行ロボット１１の正面方向を基準として所定の画角で画像を取得するものとしたが、これに限られない。例えば、走行ロボット１１は、本体部２１を中心とした全方位について画像を取得するものとしてもよい。
【００５０】
また上記では、飛行ロボット１２を用いて上空からゴミを保持している人を検出するものとして記載したが、例えば高所に設けられた定点カメラを用いて撮影を行い、ゴミを保持する人を検出することとしてもよい。
【００５１】
なお、飛行ロボット１２や定点カメラを用いずに、走行ロボット１１のみで動作させることも可能である。
【００５２】
また上記では、走行ロボット１１が１台と飛行ロボット１２が１台であるものとして説明したが、いずれも複数で動作させることができる。例えば、走行ロボット１１は、燃えるゴミを回収する走行ロボットと、燃えないゴミを回収する走行ロボットが、同一の環境下で用いられていてもよい。飛行ロボット１２は、１台で所定の範囲内のエリアをカバーするものであるので、複数台を所定の間隔で配置することで、広エリアをカバーすることとしてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１            ロボット
１１            走行ロボット
１２            飛行ロボット
２１            本体部
２２            検出手段
２２ａ            画像取得手段
２２ｂ            音取得手段
２３            移動手段
２４            通信手段
２５            蓋
２６            蓋駆動手段
２７            制御手段
２８            ちり取り部
３１            本体部
３２            検出手段
３２ａ            画像取得手段
３２ｂ            音取得手段
３３            通信手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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