(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械装置の感情を表現するベクトル動作組み合わせを抽出する動作組み合わせ抽出部と、抽出された前記ベクトル動作組み合わせを構成する機械装置の感情表現要素別に、直前の時間に表現された動作と現在表現された動作とが同一であるかどうかを判別し、前記直前の時間に表現された感情表現要素の動作と、前記現在表現された感情表現要素の動作との差が設定値以上である場合には、前記動作組み合わせ抽出部に、前記設定値以内の新たなベクトル動作組み合わせを抽出させる連続性判断部
を備え、
前記感情表現要素は、ロボットの動作を視覚的または聴覚的に認識することができるロボットで運用可能な個々の動作要素または音響要素を含む、機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置。
【請求項２】
直前の時間に表現された前記機械装置の感情を表す感情値と、現在表現された前記機械装置の感情を表す感情値との差に比例するように前記設定値を算出する設定値算出部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置。
【請求項３】
前記感情値は、複数の細部感情で構成された複合感情であり、
前記直前の時間の感情値と現在の感情値との差は、前記細部感情間の差のうち、最大値、最小値、平均値、中間値またはユーザ設定値のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置。
【請求項４】
前記設定値は、ユーザが選択した係数に比例することを特徴とする請求項２または３に記載の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置。
【請求項５】
前記設定値は、前記機械装置の感情表現要素の数に比例することを特徴とする請求項２または３に記載の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置。
【請求項６】
機械装置の感情を表現する動作組み合わせを抽出する動作組み合わせ抽出部と、抽出された前記動作組み合わせを構成する機械装置の感情表現要素別に、直前の時間に表現された動作と現在表現された動作とが同一であるかどうかを判別し、前記直前の時間に表現された感情表現要素の動作と、前記現在表現された感情表現要素の動作との差が設定値以上である場合には、前記動作組み合わせ抽出部に新たな動作組み合わせを抽出させる連続性判断部
を備え、
前記感情表現要素は、ロボットの動作を視覚的または聴覚的に認識することができるロボットで運用可能な個々の動作要素または音響要素を含み、
前記直前の時間に表現された感情表現要素の動作と、前記現在表現された感情表現要素の動作との差は、下記の数式を通じて算出することを特徴とする、機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置：
0005527747.tif 000030
ここで、
0005527747.tif 000031
であり、
0005527747.tif 000032
であり、
ｂｐ（ｋ−１）は、直前の時間（ｋ−１時間）に表現された感情表現要素の動作組み合わせのうち、ｐ番目の感情表現要素の感情表現動作であり、
ｂｃａｎｐ（ｋ）は、現在時間（ｋ時間）に表現された感情表現要素の動作組み合わせのうち、ｐ番目の感情表現要素の感情表現動作であり、
ｌは、設定値である。
【請求項７】
機械装置の感情を表現するベクトル動作組み合わせを抽出する段階と、
前記抽出されたベクトル動作組み合わせを構成する機械装置の感情表現要素別に、直前の時間に表現された動作と現在表現された動作とが同一であるかどうかを判別し、前記直前の時間に表現された感情表現要素の動作と、前記現在表現された感情表現要素の動作との差が設定値以上である場合には、前記設定値以内の新たなベクトル動作組み合わせを抽出する段階と、を含むことを特徴とする機械装置の持続的な情緒表現動作を選択し、
前記感情表現要素は、ロボットの動作を視覚的または聴覚的に認識することができるロボットで運用可能な個々の動作要素または音響要素を含む方法。
【請求項８】
前記直前の時間に表現された感情表現要素の動作と、前記現在表現された感情表現要素の動作との差は、下記の数式を通じて算出することを特徴とする請求項７に記載の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための方法：
0005527747.tif 000033
ここで、
0005527747.tif 000034
であり、
0005527747.tif 000035
であり、
ｂｐ（ｋ−１）は、直前の時間（ｋ−１時間）に表現された感情表現要素のベクトル動作組み合わせのうち、ｐ番目の感情表現要素の感情表現動作であり、
ｂｃａｎｐ（ｋ）は、現在時間（ｋ時間）に表現された感情表現要素のベクトル動作組み合わせのうち、ｐ番目の感情表現要素の感情表現動作であり、
ｌは、設定値である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置及び方法に係り、さらに詳細には、直前の時間に表現された感情と連続性のある現在の感情を表現させる装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
泣いていて直ぐ笑うのは、現実的な感情表現であるとはいえない。したがって、ロボットも同様に、現実的な感情を表現するためには各感情表現間に連続性がなければならない。
【０００３】
特に、ロボットの感情表現に自然さを付与するために、同一感情に対してランダムに異なる感情表現をとるようにする場合には、このような連続性に反する可能性が高い。したがって、感情表現時に一定程度の時系列的な連続性を提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、直前の時間に表現された感情と連続性のある現在の感情表現のための、機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置及び方法を提供するためのものである。
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、以上で述べた技術的課題に制限されず、述べられていないさらに他の技術的課題は、以下の記載から当業者に明確に理解される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための本発明の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置は、機械装置の感情を表現する動作組み合わせを抽出する動作組み合わせ抽出部；前記抽出された動作組み合わせを構成する機械装置の感情表現要素別に、直前の時間に表現された動作と現在表現された動作とが同一であるかどうかを判別し、前記直前の時間に表現された感情表現要素の動作と、前記現在表現された感情表現要素の動作との差が設定値以上である場合には、前記動作組み合わせ抽出部に新たな動作組み合わせを抽出させる連続性判断部；を備える。
【０００７】
また、直前の時間に表現された前記機械装置の感情を表す感情値と、現在表現された前記機械装置の感情を表す感情値との差に比例するように前記設定値を算出する設定値算出部をさらに備える。
【０００８】
また、前記感情値は、複数の細部感情で構成された複合感情であり、前記以前時間の感情値と現在の感情値との差は、前記細部感情間の差のうち、最大値、最小値、平均値、中間値またはユーザ設定値のうちいずれか一つである。
【０００９】
また、前記設定値は、ユーザが選択した係数に比例する。
【００１０】
また、前記設定値は、前記機械装置の感情表現要素の数に比例する。
【００１１】
また、前記直前の時間に表現された感情表現要素の動作と、前記現在表現された感情表現要素の動作との差は、下記の数式を通じて算出する。
0005527747.tif 000002
ここで、
0005527747.tif 000003
であり、
0005527747.tif 000004
であり、ｂｐ（ｋ−１）は、直前の時間（ｋ−１時間）に表現された感情表現要素の動作組み合わせのうち、ｐ番目の感情表現要素の感情表現動作であり、ｂｃａｎｐ（ｋ）は、現在時間（ｋ時間）に表現された感情表現要素の動作組み合わせのうち、ｐ番目の感情表現要素の感情表現動作であり、ｌは、設定値である。
【００１２】
一方、本発明による連続的な感情表現方法は、機械装置の感情を表現する動作組み合わせを抽出する段階；前記抽出された動作組み合わせを構成する機械装置の感情表現要素別に、直前の時間に表現された動作と現在表現された動作とが同一であるかどうかを判別し、前記直前の時間に表現された感情表現要素の動作と、前記現在表現された感情表現要素の動作との差が設定値以上である場合には、新たな動作組み合わせを抽出する段階；を含む。
【発明の効果】
【００１３】
以上で述べたように、本発明の連続的な感情表現装置は、感情表現動作の連続性を保証できる。
【００１４】
特に、直前の感情値と現在の感情値との差が適応的に反映された感情表現が可能である。
【００１５】
また、感情表現要素の数及び感情に対する反応性が反映できて、さらに現実的な感情表現を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な機械装置感情表現方式を示す概略図である。
【図２】本発明の感情表現動作選定装置を示すブロック図である。
【図３】各要素に対する感情表現動作に係る感情別確率値を設定したテーブルを示す概略図である。
【図４】ユーザが各要素に対する感情表現動作に係る感情別優先順位を設定したテーブルを示す概略図である。
【図５】本発明の感情表現動作選定方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置が感情表現動作選定装置に適用される例を示す概略図である。
【図７】本発明の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の連続的な感情表現装置及び方法について、図面を参照してさらに詳細に説明する。
【００１８】
本格的に連続的な感情表現装置を説明する前に、理解のためにロボット感情表現の方式について述べる。
【００１９】
ロボットに感情を表現させるためには、現在のロボットの感情値を算出せねばならない。感情とは、喜びや悲しみなどの一つの細部感情に定められる場合はほとんどない。人間が現在喜びを感じる場合であっても、驚きの感情と怒りの感情など他の感情が一部反映される。すなわち、感情表現は、複合的な細部感情が反映された結果である。したがって、ロボットを通じて現実的な感情表現を具現するためには、ロボットに適用する感情値も喜び（ｈａｐｐｉｎｅｓｓ）、悲しみ（ｓａｄｎｅｓｓ）、驚き（ｓｕｒｐｒｉｓｅ）、怒り（ａｎｇｅｒ）などの多様な細部感情を反映してベクトルで表すことができる。
【００２０】
図１は、一般的な機械装置感情表現方式を示す概略図である。一般的にロボットの情緒を表現するために２次元または３次元の固定された次元の空間を用い、このような固定された次元の空間上の一定の位置に感情をマッピングする。感情値は、空間上の一定の位置に該当するベクトル値で表現及び計算できる。
【００２１】
すなわち、ベクトル空間上のいろいろな感情をマッピングしておき、特定の感情ベクトルが与えられた場合、前記特定の感情ベクトルと、ベクトル空間上にマッピングされたいろいろな感情のうち距離上最も近い感情の一つを選択して表現する方法を採用してきた。
【００２２】
言い換えれば、ベクトル空間上の無数な座標に感情を手作業でマッピングさせるには限界があるため、従来の図１の方式は、少数の座標を選択して各座標に該当する感情及び感情に該当する感情表現動作をマッピングしておいた後、ロボットの感情値を分析して最も近い座標の感情を選択し、それにより感情表現を行うことである。
【００２３】
例えば、４次元ベクトル空間上の座標１に感情値１｛喜び１、悲しみ０、驚き０、怒り０）を表すように設定されており、感情値２｛喜び３／４、悲しみ１／４、驚き０、怒り０｝と感情値３｛喜び３／４、悲しみ０、驚き１／４、驚き０｝とが、他の感情を表現する座標より座標１に近い場合、感情値１、２、３はいずれも座標１に設定された感情表現を行うようになる。
【００２４】
このように、従来の方式は、内部的に実際に生成された感情値が相異なるにもかかわらず、選択される感情値は座標１にマッピングされた感情値のうち最も類似した一つのみ選択され、同じ座標の感情値を基準として感情表現動作を選択するため、一般的に表現機関を通じて表現される形態も同一である。
【００２５】
図２は、感情表現動作選定装置を示すブロック図である。
【００２６】
図２に示された感情表現動作選定装置は、既定の各感情に対して、ロボットの表現要素別に行われる各感情表現動作の確率を設定する感情表現設定部１１０、前記各表現要素から、前記感情表現動作をランダムに一つずつ抽出して組み合わせた動作組み合わせを生成する動作組み合わせ生成部１３０、及び前記各動作組み合わせに含まれている感情表現動作の確率の平均を前記感情別に算出し、前記各動作組み合わせから、前記平均が前記ロボットの感情値に最も近い動作組み合わせを選定する動作組み合わせ選定部１５０を備えている。
【００２７】
感情表現設定部１１０は、ロボットの表現要素別に行われる感情表現動作の確率を設定する。
【００２８】
ロボットの表現要素は、外部でロボットの動作を視覚または聴覚で認識できる、ロボットで運用可能な個別動作要素または感情表現要素である。例えば、目、口、耳、頭、手、足などがロボットの要素に該当する。ロボットの表現要素には、笑い声、泣き声などの感情音響を表示するスピーカーも含まれる。
【００２９】
感情表現設定部１１０は、各表現要素の多様な動作から、感情表現と関連する動作（以下、感情表現動作という）を定義し、各感情表現動作に感情別確率を設定する。
感情表現設定部１１０は、このように選択された感情表現動作に対して、図３のように、各感情（細部感情）別に確率を設定する。図３を説明すれば、口に対して普通（Ｎｅｕｔｒａｌ）、微笑む（Ｓｍｉｌｅ）、開ける（Ｏｐｅｎ）、ぎゅっと閉じる（Ｃｌｏｓｅ）、振る／捻る（Ｓｈａｋｅ）、しかめる（Ｆｒｏｗｎ）などの感情表現動作を定義し、目と頭に対してもそれぞれ６個の表現動作を定義した。もちろん、各表現要素の感情表現動作の数は同一でなくてもよい。
【００３０】
感情表現設定部１１０は、開ける（Ｏｐｅｎ）に対して細部感情別に確率を設定する。具体的に喜び（Ｈａｐｐｉｎｅｓｓ）２／６＝１／３、悲しみ（Ｓａｄｎｅｓｓ）０、驚き（Ｓｕｒｐｒｉｓｅ）３／６＝１／２、怒り（Ａｎｇｅｒ）１／６のように設定できる。かような確率を、各表現要素別のあらゆる動作に対して設定する。図３に示したように、Ｈａｐｐｉｎｅｓｓ、Ｓａｄｎｅｓｓ、Ｓｕｒｐｒｉｓｅ、Ａｎｇｒｙに関する細部感情の数及び確率は、ユーザによって設定される。ユーザが確率を直接設定する場合、感情表現設定部１１０は、各表現要素の感情表現動作に係る感情別確率をテーブルで保存するデータベースの機能を行える。
【００３１】
一方、ユーザが直接確率を設定し難いので、ユーザに簡単に優先順位のみ設定させ、感情表現設定部１１０で設定された優先順位を確率に変換してもよい。
【００３２】
図４は、ユーザが各要素に対する感情表現動作に係る感情別優先順位を設定したテーブルを示す図面である。
【００３３】
感情表現設定部１１０は、図４の優先順位を図３の確率に変換するために、次の数式１を用いる。
【数１】
0005527747.tif 000005
ここで、
0005527747.tif 000006
は、ｐ番目の要素で、ｗｐ番目の感情表現動作に係るｊ番目の感情の確率値であり、
0005527747.tif 000007
は、ｐ番目の要素で、ｗｐ番目の感情表現動作に係るｊ番目の感情の優先順位であり、
0005527747.tif 000008
は、ｐ番目の要素で、ｗｐ番目の感情表現動作に係るｊ番目の感情の優先順位のうち最も大きい値であり、
0005527747.tif 000009
は、ｐ番目の要素で、ｗｐ番目の感情表現動作に係るあらゆる感情の優先順位の和である。
【００３４】
図４で、口開け（Ｍｏｕｔｈ Ｏｐｅｎ）の優先順位は、驚き１順位、喜び２順位、怒り３順位である。これを数式１に適用すれば、口開け喜びは、（３−２＋１）／６＝１／３になる。口開け悲しみは、優先順位がないので０である。口開け驚きは、（３−１＋１）／６＝１／２になる。口開け怒りは、（３−３＋１）／６＝１／６になる。これは、図３と一致する。
【００３５】
動作組み合わせ生成部１３０は、各表現要素から感情表現動作をランダムに一つずつ抽出して組み合わせることで動作組み合わせを生成する。動作組み合わせは、感情を表現する時に動作する各表現要素の感情表現動作集合である。例えば、動作組み合わせは、表現要素の口（Ｍｏｕｔｈ）から開ける（Ｏｐｅｎ）動作を、表現要素の目（Ｅｙｅｓ）から大きく開ける（Ｂｉｇ）動作を、表現要素の頭（Ｈｅａｄ）から仰け反る（Ｂａｃｋ）動作を抽出して組み合わせられる。かかる組み合わせの確率（値）を、喜び、悲しみ、驚き、怒りの順に並べれば、次の通りである。
口    １／３    ０    １／２    １／６
目    １／３    ０    ２／３      ０
頭      ０      ０    ２／３    １／３
【００３６】
動作組み合わせ生成部１３０は、一つ以上の動作組み合わせを生成できる。
【００３７】
感情表現動作をランダムに抽出するのは、同じ感情値に対して多様な感情表現動作を行わせるためであり、これについては後述する。
【００３８】
次いで、動作組み合わせ選定部１５０は、まず動作組み合わせに含まれた感情表現動作の確率に対して感情別に平均を出す。
【００３９】
すなわち、口を開ける−目を大きく開ける−頭を仰け反る動作の組み合わの場合、喜びの平均は（１／３＋１／３＋０）／３＝２／９、悲しみの平均は０、驚きの平均は（１／２＋２／３＋２／３）／３＝１１／１８、怒りの平均は（１／６＋０＋１／３）／３＝１／６である。
【００４０】
次いで、算出された平均値を、入力されたロボットの感情値と比較する。ロボットの感情値が｛喜び、悲しみ、驚き、怒り｝形態のベクトルならば、比較可能に算出された平均値も、｛２／９、０、１１／１８、１／６｝のようにベクトル化する。
【００４１】
次いで、動作組み合わせ選定部１５０は、両ベクトル間の距離を計算する。動作組み合わせが複数ならば、各動作組み合わせに対して感情別平均値を用いて前記のようにロボットの感情値までの距離を求め、最も短い距離を持つ平均（ベクトル）が算出された動作組み合わせを選定する。このように選定された動作組み合わせを、各要素を制御する制御部に伝送することで、ロボットに自然な感情を表現させることができる。両ベクトル間の距離が最も短いというのは、最も近いということを表す。
【００４２】
以上の動作組み合わせ選定部１５０の動作は、次の数式２で定義される。下記の数式は、動作組み合わせ選定部１５０の動作を説明する一つの例である。
【数２】
0005527747.tif 000010
ここで、ｅ（ｋ）は、ｋ時間における表現しようとするロボットの感情値（ベクトル）であり、Ｐは、ロボット感情要素の総数であり、
0005527747.tif 000011
は、ｐ番目の要素で、ｗｐ番目の感情表現動作の感情値（ベクトル）であり、‖‖は、ベクトルのサイズ（ベクトル間の距離）であり、ｍｉｎは、複数の値のうち最小値を選択する演算子であり、
0005527747.tif 000012
は、値の導出に使われた因子ｗ１、ｗ２、…、ｗｐ、…、ｗＰを転置行列として表す演算子であり、ｂ（ｋ）は、ロボットの感情値に最も近いと選定された動作組み合わせである。
【００４３】
既存の感情表現方式によれば、ロボットは、予め定義された少数の動作組み合わせのみを用いて感情を表現することができたが、以上の構成によれば、抽出可能なあらゆる動作組み合わせを用いれば、（表現要素に割り当てられた感情表現動作の種類数）表現要素の数個の動作組み合わせを用いて感情を表現できる。
【００４４】
また、ランダムに感情表現動作を抽出する動作組み合わせ生成部１３０で、あらゆる動作組み合わせではなく一部の動作組み合わせのみを生成するならば、同一感情値に対しても異なる動作組み合わせが選定されうる。したがって、さらに自然な感情表現が可能になる。例えば、人間の場合、嬉しい感情を表現する時、微笑みの代わりに口をしかめることもあるが、以上の構成によれば、いわゆる感情表現のランダム性を具現できる。
【００４５】
感情表現のランダム性を浮き彫りにするために、次の方案をさらに考慮できる。
【００４６】
ロボットの感情値に最も近い平均を近接平均という時、動作組み合わせ選定部１５０は、動作組み合わせ生成部１３０から入力される動作組み合わせの順に平均を算出し、現在算出された平均が現在までの近接平均ではない場合、現在算出された平均と近接平均との差がランダム性を満たせば、現在算出された平均を、現在までの近接平均と選定できる。
【００４７】
前述したように、動作組み合わせ選定部１５０は、現在算出された平均が現在までの近接平均でなければ、該当動作組み合わせに興味を持っていない。これは、感情値にさらに近い動作組み合わせがあるのに、敢えて現在の動作組み合わせを選定する必要がないからである。したがって、近接平均でなければ、現在算出された平均をダミー(dummy)と見なしてしまう恐れがある。
【００４８】
しかし、同一感情に対して多様な動作組み合わせを選定しようとするならば、現在までの近接平均ではなく現在算出された平均に、近接平均と選定できる機会をさらに与えられる。
【００４９】
このために、動作組み合わせ選定部１５０は、現在算出された平均と近接平均との差がランダム性を満たすかどうかを判別する。この時、ランダム性は、ランダムに選択された定数を基準とすることを意味する。
【００５０】
すなわち、現在算出された平均と近接平均との差がランダム性を満たすかどうかは、ランダムに選択された定数を基準として判別する多様な方案を含む。
【００５１】
現在算出された平均と近接平均との差も、直接的な引き算以外に間接的な引き算を含む。かかる例として、次の数式３のようにランダム性を満たすかどうかが判別できる。
【数３】
0005527747.tif 000013
ここで、
0005527747.tif 000014
であり、ｒａｎｄｏｍ（０,１）は、０と１との間のランダム値であり、Ｚは、終了定数であって、反復値がカウントされる度に減少する値であり、ｅｒｒｏｒ（ｂｂｅｓｔ（ｋ））は、最適動作組み合わせとロボットの感情値との差の大きさであり、ｅｒｒｏｒ（ｂｃａｎ（ｋ））は、動作組み合わせとロボットの感情値との差の大きさであり、
0005527747.tif 000015
である。
【００５２】
数式３には、算出された平均と近接平均との差がＰＡ（ｋ）と表現されており、ランダムな定数として０と１間の値を用いる。
【００５３】
終了定数Ｚは、反復値、すなわち、反復回数に関するものであり、後述する。
【００５４】
図５は、感情表現動作選定方法を示すフローチャートである。
【００５５】
図５に示した感情表現動作選定方法は、図２の感情表現動作選定装置の動作についての説明に対応できる。
【００５６】
まず、既定の各感情に対して、ロボットの表現要素別に行われる各感情表現動作の確率を設定する（Ｓ５１０）。感情表現設定部１１０では、ユーザにより、ロボットの感情表現要素で表現される動作に該当する各感情が予め設定される。前述したように、前記設定は、感情表現要素に対する確率値自体、あるいは表現動作による感情の順序に設定される。
【００５７】
次いで、各表現要素で、感情表現動作をランダムに一つずつ抽出して一つ以上の動作組み合わせを生成する（Ｓ５３０）。これは、動作組み合わせ生成部１３０で行われる動作である。
【００５８】
動作組み合わせに含まれた感情表現動作の確率の平均を感情別に算出し、動作組み合わせから、平均がロボットの感情値に最も近い動作組み合わせを選定する（Ｓ５５０）。動作組み合わせ選定部１５０で行われる動作としては、例えば、数式２による動作組み合わせを選定できる。
【００５９】
ここで、動作組み合わせを選定する段階を、細部的に再び記述すれば、次の通りである。
【００６０】
ａ）既定の各感情に対して、ロボットの表現要素別に行われる各感情表現動作の確率を設定する（Ｓ５１０）。ユーザの便宜を考慮して、数式１のように優先順位を確率に変換できる。
【００６１】
ｂ）前記表現要素別に前記ロボットの感情値に最も近い感情表現動作を抽出して、初期動作組み合わせを生成する（Ｓ５３０）。
初期動作組み合わせｂｉｎｉｔは、次の数式４で定義される。
【数４】
0005527747.tif 000016
ここで、
0005527747.tif 000017
であり、ＲＰは、実数を構成要素とするＰ次元のベクトルを表す。すなわち、ｂｉｎｉｔは、Ｐ次元のベクトルで表現され、実数を構成要素とする。
【００６２】
ｃ）前記各表現要素から、前記感情表現動作をランダムに一つずつ抽出して動作組み合わせを生成し、前記動作組み合わせに含まれた感情表現動作の確率の平均を前記感情別に算出する（Ｓ５５１）。
【００６３】
生成された動作組み合わせｂｃａｎ（ｋ）は、次の数式５で定義される。
【数５】
0005527747.tif 000018
ｂｃａｎ（ｋ）は、ランダムに抽出された感情表現動作の組み合わせであるため、数式４の
0005527747.tif 000019
のような端緒がない。
【００６４】
ｄ）前記確率の平均と、前記初期動作組み合わせを初期値とする最適動作組み合わせｂｂｅｓｔ（ｋ）のうち、どちらが前記ロボットの感情値にさらに近いかを判別する（Ｓ５５２）。
この時の判別に使用する式は、次の数式６で定義される。
【数６】
0005527747.tif 000020
ここで、
0005527747.tif 000021
であり、判別初期に
0005527747.tif 000022
であり、ｅ）段階で代替が行われれば、ｅｒｒｏｒ（ｂｂｅｓｔ（ｋ））＝ｅｒｒｏｒ（ｂｃａｎ（ｋ））である。
【００６５】
ｅ）前記確率の平均が前記ロボットの感情値にさらに近いならば、すなわち、数式６を満たすならば、前記確率の平均の動作組み合わせｂｃａｎ（ｋ）に前記最適動作組み合わせｂｂｅｓｔ（ｋ）を代替し（Ｓ５５３）（ｂｂｅｓｔ（ｋ）←ｂｃａｎ（ｋ））、反復値を差し引いた（Ｓ５５４）後、前記反復値が０ならば（Ｓ５５５）、前記最適動作組み合わせをロボットの動作と選定し（Ｓ５５６）、そうでなければ、前記ｃ）段階に戻る。
反復値は、多様な方式、数式、定数で設定される。
例えば、終了定数Ｚ及び終了基準εを設定し、次の数式７を満たすならば、反復値が０であると処理できる。
【数７】
0005527747.tif 000023
ここで、初期Ｚは、εより大きい実数であり、反復値の差し引きは、ＺがξＺに代替されることであり、０＜ξ＜１である。
数式３の終了定数Ｚは、数式７の終了定数Ｚであり得、この場合、反復回数が増加するほど現在算出された平均が数式３を満たす確率が高くなる。
【００６６】
ｆ）前記最適動作組み合わせが前記ロボットの感情値にさらに近いならば、前記確率の平均の動作組み合わせと前記最適動作組み合わせとの差がランダム性を満たすかどうかを判別する（Ｓ５５７）。ランダム性は、数式３を通じて判別できる。
【００６７】
ｇ）前記ランダム性を満たすならば、前記動作組み合わせに前記最適動作組み合わせを代替し（Ｓ５５３）、前記反復値を差し引いた（Ｓ５５４）後、前記反復値が０ならば（Ｓ５５５）、前記最適動作組み合わせを前記ロボットの動作と選定し（Ｓ５５６）、前記反復値が０でなければ、前記ｃ）段階に戻る。
【００６８】
ｈ）前記ランダム性を満たさなければ（Ｓ５５７）、前記反復値の差し引きなしに前記ｃ）段階に戻る。ｇ）段階及びｈ）段階がランダム性を満たすかどうかは、数式３によって行われる。反復値の差し引きなしにｃ）段階に戻るということは、数式６の判別結果、ｅ）段階が全く進んでいない場合であっても、ｇ）段階を必ず進めるということを意味する。したがって、ｇ）段階を必ず進めないようにする場合、ｈ）段階で反復値を差し引いてｃ）段階に戻るようにすればよい。
【００６９】
以上では、感情の表現のための方法について検討した。説明された構成によれば、多様で複合的な感情に符合する最上の感情表現またはランダムな感情表現が可能である。
【００７０】
ただし、ランダムな感情表現を考慮したため、以前の感情表現動作と現在の感情表現動作との間にギャップがありうる。このような動作間のギャップは、自然な感情表現を制限するため解消される必要がある。以下では、本発明による連続的な感情表現のための装置及び方法について説明する。
【００７１】
図６は、本発明の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置を示すブロック図である。
【００７２】
図６に示した機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置は、ロボットの感情を表現する動作組み合わせを抽出する動作組み合わせ抽出部２１０、及び前記抽出された動作組み合わせを構成するロボットの表現要素別に直前動作と現動作とが同一であるかどうかを判別し、設定値以上の要素で同一でないと判別されれば、前記動作組み合わせ抽出部２１０に新たな動作組み合わせを抽出させる連続性判断部２３０を備える。
【００７３】
動作組み合わせ抽出部２１０は、ロボットの感情を表現する動作組み合わせを抽出する。この時に抽出される動作組み合わせは、最終的に選定されてロボットの各要素の制御部に伝えられる直前の動作組み合わせでもあり、動作組み合わせを選定する過程で抽出される動作組み合わせでもありうる。すなわち、感情表現動作抽出装置は、動作組み合わせを出力する装置の出力端どこに位置してもよい。
【００７４】
連続性判断部２３０は、抽出された動作組み合わせｂｃａｎ（ｋ）が、直前の時間の動作組み合わせｂ（ｋ−１）と設定値以上の差がある場合、新たな動作組み合わせを抽出させる。結果的に直前の時間の動作組み合わせと比較して。設定値以内の動作変化を持つ動作組み合わせを抽出することで、直前の時間の動作と現在の動作との間にギャップをなくす。すなわち、動作の連続性を維持させる。
【００７５】
具体的に連続性判断部２３０は、次の数式８を通じて動作の連続性を判別できる。
【数８】
0005527747.tif 000024
ここで、
0005527747.tif 000025
であり、
0005527747.tif 000026
であり、ｂｐ（ｋ−１）は、直前の時間（ｋ−１時間）の動作組み合わせで、ｐ番目の表現要素の感情表現動作であり、ｂｃａｎｐ（ｋ）は、現在時間（ｋ時間）の動作組み合わせで、ｐ番目の表現要素の感情表現動作であり、ｌは、設定値である。
【００７６】
数式８を満たすならば、連続性があると判別し、満たさなければ、連続性がないと判別する。
【００７７】
以上の構成によれば、動作の連続性を保証できる。ただし、設定値が固定されるならば、感情表現に制限が生じる。例えば、感情値自体に大きい変化がある場合、以前の動作組み合わせと現在の動作組み合わせとの間には相当な差があるしかない。このような場合、固定された設定値を用いるならば、最適の感情表現が、連続性のため使われられない恐れがある。このような現象を防止するために、設定値を、感情値と関連して流動的に変化させる。
【００７８】
このために機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置は、ロボットの感情を表す感情値から、直前の時間の感情値と現在の感情値との差に比例するように前記設定値を算出する設定値算出部２５０をさらに備える。
【００７９】
この時、感情値は、複数の細部感情で構成された複合感情（ベクトル）でありうる。このような場合、以前時間の感情値と現在の感情値との差は、数式９のように、細部感情間の差のうち最も大きい値でありうる。
【数９】
0005527747.tif 000027
ここで、Ｊは、表現可能な細部感情の総数であり、
0005527747.tif 000028
であり、ｅｊ（ｋ−１）は、直前の感情値でｊ番目細部感情値であり、ｅｊ（ｋ）は、現在動作値でｊ番目の細部感情値であり、ｍａｘ｛｝は、最大値を抽出する演算子である。
【００８０】
このように細部感情間の差のうち最も大きい値を使用する場合、以前時間の感情値と現在感情値との差が大きくなるため、以前時間の感情と現在の感情とが互いに変わる確率が大きくなって多様な感情表現が可能であるという効果がある。
【００８１】
また、本発明は、前記数式９のように必ずしも細部感情間の差のうち最も大きい値の使用に限定されるものではなく、細部感情間の差が最も小さな値を使用してもよい。最も小さな値を使用する場合、以前時間の感情値と現在感情値との差が大きくないため、以前時間の感情と現在の感情との間に連続性の高い感情を表現できる。
【００８２】
結果的に本発明は、以前時間の感情値と現在の感情値との差として、細部感情間の差のうち、最大値、最小値、中間値、平均値または必要に応じてユーザが直接設定した値のうちいずれか一つを使用できる。最大値を求めるための数式９とは異なって、最小値、中間値または平均値を求めるために使われる演算子が変わりうるということはいうまでもない。
【００８３】
また、設定値は、ユーザが選択した係数に比例する。係数によって動作の連続性に差があるので、感情変換に対する動作変化に差が発生する。これは、該係数を通じてロボットの性格（最小限感情に対する反応特性）を付与できるということを意味する。
【００８４】
また、設定値は、感情表現動作を行う表現要素の数に比例する。感情表現動作を行う表現要素が多いものの設定値が少ないならば、感情表現動作が非常に制限されざるを得ない。したがって、設定値は、要素の数に比例することが望ましい。
【００８５】
以上の内容を反映して、設定値ｌは、次の数式１０で表現される。
【数１０】
0005527747.tif 000029
【００８６】
ここで、Ｐは、要素の総数であり、φは、ユーザが選択した係数である。
【００８７】
図７は、本発明の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置が図２の感情表現動作選定装置に適用される例を示す。
【００８８】
図７は、図５における確率の平均算出段階（Ｓ５５１）を、ランダム動作組み合わせ生成段階（Ｓ５５８）と確率平均算出段階（Ｓ５５９）とに細分化して示している。ランダム動作組み合わせ生成段階（Ｓ５５８）は、確率の平均算出段階（Ｓ５５１）で感情表現動作をランダムに一つずつ抽出して動作組み合わせを生成する段階であり、確率平均算出段階（Ｓ５５９）は、動作組み合わせに含まれた感情表現動作の確率の平均を前記感情別に算出する段階である。
【００８９】
図６の機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置が、ランダム動作組み合わせ生成段階（Ｓ５５８）と確率平均算出段階（Ｓ５５９）との間に介入して動作できる。機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置は、入力値が動作組み合わせであるので、図５における動作組み合わせが出力される段階の出力端ならば、どちらでも位置できる。
【００９０】
一方、当業者ならば、本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずに他の具体的な形態で行われうるということを理解できるであろう。したがって、以上で述べた実施形態はあらゆる面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解せねばならない。本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導出されるあらゆる変更または変形された形態は、本発明の範囲に含まれていると解釈されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置関連の技術分野に好適に適用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１１０  感情表現設定部
１３０  動作組み合わせ生成部
１５０  動作組み合わせ選定部
【要約】
【課題】機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置及び方法を提供する。
【解決手段】機械装置の感情を表現する動作組み合わせを抽出する動作組み合わせ抽出部と、抽出された動作組み合わせを構成する機械装置の感情表現要素別に、直前の時間に表現された動作と現在表現された動作とが同一であるかどうかを判別し、直前の時間に表現された感情表現要素の動作と、現在表現された感情表現要素の動作との差が設定値以上である場合には、動作組み合わせ抽出部に新たな動作組み合わせを抽出させる連続性判断部と、を備える機械装置の持続的な情緒表現動作を選択するための装置。これにより、感情表現動作の連続性を保証できる。
【選択図】図２【図２】
0005527747.tif 000036
【図３】
0005527747.tif 000037
【図４】
0005527747.tif 000038
【図５】
0005527747.tif 000039
【図６】
0005527747.tif 000040
【図７】
0005527747.tif 000041
【図１】
0005527747.tif 000042