(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御装置であって、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を取得する表示情報取得部と、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向を推定するタッチパターン推定部と、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を生成する剛性パラメータ情報生成部と、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータを制御するアーム制御部と、
を備えるアームの制御装置。
【請求項２】
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、前記タッチパネルディスプレイに対する荷重又はトルクを推定する負荷推定部をさらに備え、
前記剛性パラメータ情報生成部において、前記負荷推定部により推定された荷重又はトルクに基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を生成する、
請求項１に記載のアームの制御装置。
【請求項３】
前記タッチパターン推定部において、
前記人が前記画面にタッチしつつなぞることにより、変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
前記タッチパターン推定部で推定された前記位置情報から、前記画面の表面に垂直な方向に加わる押す力と前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力に関する力と、
前記画面の表面に垂直な方向に加わる押す力に関する力情報と前記位置情報とから、前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクと、
前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力に関する力情報と前記位置情報とから、前記画面の表面に垂直な方向を軸とするトルクと、
のうち少なくとも１つ以上の情報を推定する、請求項２に記載のアームの制御装置。
【請求項４】
前記タッチパターン推定部において、
（１）前記画面に前記人がタッチし、
（２）前記画面に前記人がなぞりながらタッチする位置が任意の方向に変化し、
（３）前記画面から前記人が離れる、
というように変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
（１）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとが加わり、
（２）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクと前記画面の表面に垂直な方向を軸とするトルクとが加わり、
（３）前記画面に力が加わらない、
というように変化する力情報を推定する、請求項３に記載のアームの制御装置。
【請求項５】
前記タッチパターン推定部において、
（１）前記画面に前記人がマルチタッチし、
（２）前記画面に前記人がマルチタッチしたそれぞれの位置がお互いに離れる方向に変化し、
（３）前記画面から前記人が離れる、
というように変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
（１）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとが加わり、
（２）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクと前記画面の表面に垂直な方向を軸とするトルクとが加わり、
（３）前記画面に力が加わらない、
というように変化する力情報を推定する、請求項３に記載のアームの制御装置。
【請求項６】
前記タッチパターン推定部において、
（１）前記画面に前記人がマルチタッチし、
（２）前記画面に前記人がマルチタッチしたそれぞれの位置がお互いに近づく方向に変化し、
（３）前記画面から前記人が離れる、
というように変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
（１）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとが加わり、
（２）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクと前記画面の表面に垂直な方向を軸とするトルクとが加わり、
（３）前記画面に力が加わらない、
というように変化する力情報を推定する、請求項３に記載のアームの制御装置。
【請求項７】
前記タッチパターン推定部において、
前記人が前記表示装置の画面に複数回のタッチを繰り返す際の位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
前記タッチパターン推定部で推定された位置情報から、前記画面の表面に垂直な方向に加わる押す力と前記画面に力が加わらないときに関する力と、
前記画面の表面に垂直な方向に加わる押す力に関する力情報と前記位置情報から、前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとのうち少なくとも１つ以上の情報を推定する、請求項２に記載のアームの制御装置。
【請求項８】
前記タッチパターン推定部において、
（１）前記画面に前記人がタッチし、
（２）前記画面から前記人が離れる、
というように複数回繰り返し変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
（１）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとが加わり、
（２）前記画面に力が加わらない、
というように変化する力情報を推定する、請求項７に記載のアームの制御装置。
【請求項９】
前記タッチパターン推定部において、
前記人が前記表示装置の画面に対して行う操作の可能性について複数の候補がある場合、タッチする可能性のある複数の位置情報を全て推定する、請求項１又は２に記載のアームの制御装置。
【請求項１０】
前記画面に対して、前記人がタッチしていない状態から初めにタッチする位置を取得する初期接触位置情報取得部を備え、
前記タッチパターン推定部において、
前記初期接触位置情報取得部から取得した初期接触位置に基づいて、前記人がタッチする可能性のある位置情報を推定する、請求項１又は２に記載のアームの制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の前記アームの制御装置と、
前記アームと、
を備えるロボット。
【請求項１２】
タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御方法であって、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を表示情報取得部で取得し、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向をタッチパターン推定部で推定し、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を剛性パラメータ情報生成部で生成し、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータをアーム制御部で制御する、
アームの制御方法。
【請求項１３】
タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御プログラムにおいて、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を表示情報取得部で取得するステップと、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向をタッチパターン推定部で推定するステップと、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を剛性パラメータ情報生成部で生成するステップと、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータをアーム制御部で制御するステップと、
をコンピュータに実行させるための、アームの制御プログラム。
【請求項１４】
タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御用集積電子回路であって、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を表示情報取得部で取得し、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向をタッチパターン推定部で推定し、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を剛性パラメータ情報生成部で生成し、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータをアーム制御部で制御する、
アームの制御用集積電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルディスプレイ付きアームの剛性の制御及び動作の生成を行うためのアームの制御装置及び制御方法、アームの制御装置を有するロボット、アームの制御プログラム、アームの制御用集積電子回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザがディスプレイ等の表示部を所望の位置に移動させる表示装置として、下記の表示装置が提案されている。【０００３】
表示装置において、ユーザのベゼル部への接触を検出する検出部を備え、表示部を移動させようとしてユーザがベゼル部に接触したことが検出されると、リンク部が回動可能となり、表示部を所望の位置に移動させることができる。また、表示部の位置を保持しようとしてユーザがベゼル部との接触を絶った状況が検出されると、リンク部は回動不可となり、表示部の位置が保持される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２８１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、ユーザが表示部を移動させる際は必ずベゼル部にユーザが接触する必要があった。そのため、ユーザの見易い位置に表示装置を移動させるため、ユーザがベゼル部以外、例えば表示部などを掴み、ユーザの手前に引き寄せることができなかった。また、表示部がタッチパネルディスプレイの場合には、ユーザがタッチパネルディスプレイをタッチするため、より適切に表示部を移動させる必要があった。【０００６】
従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、タッチパネルディスプレイ付きアームにおいて、人が軽い力でタッチパネルディスプレイを移動させることができ、人がタッチパネルディスプレイにタッチする際にタッチした方向にタッチパネルディスプレイが移動せず、タッチすることができるアームの制御装置及び制御方法、ロボット、アームの制御プログラム、並びに、アームの制御用集積電子回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様に係るアームの制御装置は、タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御装置であって、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を取得する表示情報取得部と、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向を推定するタッチパターン推定部と、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を生成する剛性パラメータ情報生成部と、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータを制御するアーム制御部と、
を備える。【０００８】
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、方法、コンピュータプログラム並びにシステム、方法及びコンピュータプログラムの任意の組み合わせにより実現してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の前記一つの態様によれば、人がタッチパネルディスプレイ上をタッチした際は、タッチパネルディスプレイの画面に表示された内容に応じてタッチパネルディスプレイ付きアームの制御をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
【図１】図１は、第１実施形態に係るロボットにおけるアームのブロック図であり、
【図２】図２は、第１実施形態に係るロボットにおける動作情報のデータの説明図であり、
【図３Ａ】図３Ａは、第１実施形態に係るロボットにおけるアームの移動の説明図であり、
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおけるアームの移動の説明図であり、
【図３Ｃ】図３Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおけるアームの移動の説明図であり、
【図４Ａ】図４Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける動作情報生成の説明図であり、
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける動作情報生成の説明図であり、
【図４Ｃ】図４Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける動作情報生成の説明図であり、
【図４Ｄ】図４Ｄは、第１実施形態に係るロボットにおける動作情報生成の説明図であり、
【図５Ａ】図５Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける表示情報データベースのデータの説明図であり、
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける表示情報データベースのデータの説明図であり、
【図６Ａ】図６Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（タッチ）の説明図であり、
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（タッチ）の説明図であり、
【図６Ｃ】図６Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（タッチ）の情報のデータの説明図であり、
【図７Ａ】図７Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（ページめくり）の説明図であり、
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（ページめくり）の説明図であり、
【図７Ｃ】図７Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（ページめくり）の説明図であり、
【図７Ｄ】図７Ｄは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（ページめくり）の説明図であり、
【図７Ｅ】図７Ｅは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（ページめくり）の情報のデータの説明図であり、
【図８Ａ】図８Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（拡大又は縮小）の説明図であり、
【図８Ｂ】図８Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（拡大又は縮小）の説明図であり、
【図８Ｃ】図８Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（拡大又は縮小）の説明図であり、
【図８Ｄ】図８Ｄは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（拡大又は縮小）の説明図であり、
【図８Ｅ】図８Ｅは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（拡大又は縮小）の情報のデータの説明図であり、
【図９Ａ】図９Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（キーボード入力）の説明図であり、
【図９Ｂ】図９Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（キーボード入力）の説明図であり、
【図９Ｃ】図９Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（キーボード入力）の情報のデータの説明図であり、
【図１０Ａ】図１０Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（複数の操作の可能性がある場合）の説明図であり、
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（複数の操作の可能性がある場合）の説明図であり、
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（複数の操作の可能性がある場合）の情報のデータの説明図であり、
【図１１Ａ】図１１Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける病院のコンテンツの説明図であり、
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける病院のコンテンツの説明図であり、
【図１２】図１２は、第１実施形態に係るロボットにおけるタッチパターン推定部で推定した接触可能範囲の位置情報のデータの説明図であり、
【図１３Ａ】図１３Ａは、第１実施形態に係るロボットにおけるタッチパネルディスプレイの座標系の説明図であり、
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおけるタッチパネルディスプレイの座標系の説明図であり、
【図１４Ａ】図１４Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける接触力計算（タッチ）の説明図であり、
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける接触力計算（ページめくり）の説明図であり、
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける接触力計算（拡大又は縮小）の説明図であり、
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、第１実施形態に係るロボットにおける接触力計算（キーボード入力）の説明図であり、
【図１４Ｅ】図１４Ｅは、第１実施形態に係るロボットにおける接触力計算（複数の操作の可能性がある場合）の説明図であり、
【図１５Ａ】図１５Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける負荷推定部で導出した力、トルクの情報（タッチ）のデータの説明図であり、
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける負荷推定部で導出した力、トルクの情報（ページめくり）のデータの説明図であり、
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける負荷推定部で導出した力、トルクの情報（拡大又は縮小）のデータの説明図であり、
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、第１実施形態に係るロボットにおける負荷推定部で導出した力、トルクの情報（キーボード入力）のデータの説明図であり、
【図１５Ｅ】図１５Ｅは、第１実施形態に係るロボットにおける負荷推定部で導出した力、トルクの情報（複数の操作の可能性がある場合）のデータの説明図であり、
【図１６】図１６は、第１実施形態に係るロボットにおける人とタッチパネルディスプレイの位置関係の説明図であり、
【図１７Ａ】図１７Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける剛性パラメータ情報生成部で生成した剛性パラメータ情報（タッチ）のデータの説明図であり、
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける剛性パラメータ情報生成部で生成した剛性パラメータ情報（ページめくり）のデータの説明図であり、
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける剛性パラメータ情報生成部で生成した剛性パラメータ情報（拡大又は縮小）のデータの説明図であり、
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、第１実施形態に係るロボットにおける剛性パラメータ情報生成部で生成した剛性パラメータ情報（キーボード入力）のデータの説明図であり、
【図１７Ｅ】図１７Ｅは、第１実施形態に係るロボットにおける剛性パラメータ情報生成部で生成した剛性パラメータ情報（複数の操作の可能性がある場合）のデータの説明図であり、
【図１８Ａ】図１８Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける熟練度の説明図であり、
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける熟練度の説明図であり、
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける熟練度の説明図であり、
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、第１実施形態に係るロボットにおける熟練度の説明図であり、
【図１８Ｅ】図１８Ｅは、第１実施形態に係るロボットにおける熟練度の説明図であり、
【図１９】図１９は、第１実施形態に係るロボットにおける入出力ＩＦのブロック図であり、
【図２０】図２０は、第１実施形態に係るロボットにおけるアームの説明図であり、
【図２１Ａ】図２１Ａは、第１実施形態に係るロボットにおける動作手順の説明図であり、
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、第１実施形態に係るロボットにおける動作手順の説明図であり、
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、第１実施形態に係るロボットにおける動作手順の説明図であり、
【図２１Ｄ】図２１Ｄは、第１実施形態に係るロボットにおける動作手順の説明図であり、
【図２１Ｅ】図２1Ｅは、第１実施形態に係るロボットにおける動作手順の説明図であり、
【図２１Ｆ】図２１Ｆは、第１実施形態に係るロボットにおける動作手順の説明図であり、
【図２１Ｇ】図２１Ｇは、第１実施形態に係るロボットにおける動作手順の説明図であり、
【図２２】図２２は、第１実施形態に係るロボットの制御装置の操作手順におけるフローチャート図であり、
【図２３】図２３は、第１実施形態に係るロボットの制御装置の操作手順におけるフローチャート図であり、
【図２４】図２４は、第２実施形態に係るロボットにおけるアームのブロック図であり、
【図２５】図２５は、第２実施形態に係るロボットにおける接触位置情報のデータの説明図であり、
【図２６】図２６は、第２実施形態に係るロボットにおける初期接触位置情報のデータの説明図であり、
【図２７Ａ】図２７Ａは、第２実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（ページめくり）の説明図であり、
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、第２実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（ページめくり）の説明図であり、
【図２７Ｃ】図２７Ｃは、第２実施形態に係るロボットにおける接触パターン推定（ページめくり）の説明図であり、
【図２８】図２８は、第２実施形態に係るロボットの制御装置の操作手順におけるフローチャート図であり、
【図２９Ａ】図２９Ａは、従来のディスプレイ付きアームのタッチパネルディスプレイの説明図であり、
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、従来のディスプレイ付きアームのタッチパネルディスプレイの説明図であり、
【図３０】図３０は、従来のディスプレイ付きアームのタッチパネルディスプレイの説明図であり、
【図３１】図３１は、従来のディスプレイ付きアームのタッチパネルディスプレイの課題の説明図であり、
【図３２】図３２は、第３実施形態のロボットに係るロボットにおけるアームのブロック図であり、
【図３３】図３３は、第３実施形態のロボットに係るロボットの制御装置の操作手順におけるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書において、「タッチ」とは、人（ユーザ）１３０１，３０１がディスプレイ１３０３，３０３上を指７０１又はスタイラスペン等により触れることを意味する。つまり、「タッチ」とは、指７０１又はスタイラスペン等がディスプレイ１３０３，３０３上に接触するまでの動作を意味し、接触後、指７０１又はスタイラスペン等をディスプレイ１３０３，３０３上から離す動作までを含む意味ではない。
【００１２】
また、本明細書において、「人が離れる」とは、人（ユーザ）１３０１，３０１がディスプレイ１３０３，３０３上から指７０１又はスタイラスペン等を離すことを意味し、人（ユーザ）１３０１，３０１がディスプレイ１３０３，３０３から離れることを意味するものではない。
【００１３】
また、本明細書において、「マルチタッチ」とは、タッチパネルディスプレイ１３０３，３０３に同時に複数の指７０１などが接触している状態を意味する。つまり、「マルチタッチ」とは、タッチパネルディスプレイ１３０３，３０３上の複数の位置に対する複数のタッチであって、時間的に重複する複数のタッチを意味する。したがって、「マルチタッチ」は、同時に開始された複数のタッチだけではなく、異なる時刻に開始され、ある時点において同時に検出される複数のタッチを含む。具体的には、第１タッチが開始された後に、第１タッチが継続された状態で第２タッチが開始された場合、第２タッチの開始時点において、第１タッチと第２タッチとはマルチタッチに相当する。
【００１４】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、まず、本発明の基礎となった知見を説明したのち、本発明の種々の態様について説明する。
【００１６】
（本発明の基礎となった知見）
人（ユーザ）１３０１の見易い位置にディスプレイを移動させる技術として、例えば図３０に示すように、アーム１１０２に取り付けられたディスプレイ１３０３の一部を掴み、ユーザ１３０１の所望する位置にディスプレイ１３０３を移動させる技術がある。アーム１０２に取り付けられたディスプレイ１３０３を自由に移動させる必要がある場面としては、図２９Ａ及び図２９Ｂに示すように、ユーザ１３０１がベッド１３００上で横たわりながらディスプレイ１３０３を見る場合又は会議中にディスプレイ１３０３に表示された内容を出席者１３０１で共有する場合などである。
【００１７】
上記のような使用場面においては、ディスプレイ１３０３を移動させる際は軽い力で移動でき、移動させない間はディスプレイ１３０３をしっかり固定するようにアーム１１０２の剛性を制御する必要がある。これにより、軽い力でディスプレイ１３０３を移動でき、ユーザ１３０１が見易い位置にディスプレイ１３０３を配置することができる。
【００１８】
しかし、ディスプレイ１３０３がタッチパネルディスプレイの場合、ディスプレイ１３０３が軽い力で移動できるようにしておくと、ユーザ１３０１がディスプレイ１３０３上をタッチすることによって、図３１に示すように、ユーザ１３０１がタッチした方向にディスプレイ１３０３が移動してしまう。
【００１９】
よって、タッチパネルディスプレイ１３０３を移動させる際には軽い力で移動でき、タッチした場合にはディスプレイ１３０３が固定されたままとなるように、アーム１１０２の剛性を制御することが求められている。
【００２０】
そこで、本発明の第１態様に係るアームの制御装置は、タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御装置であって、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を取得する表示情報取得部と、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向を推定するタッチパターン推定部と、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を生成する剛性パラメータ情報生成部と、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータを制御するアーム制御部と、
を備える。
【００２１】
これにより、ユーザ（人）が指などでタッチパネルディスプレイ上をタッチした際は、ディスプレイに表示された内容に応じてタッチパネルディスプレイ付きアームの制御をすることができる。また、ユーザが手でタッチパネルディスプレイを掴んで自由に移動させることができ、ユーザがタッチパネルディスプレイ上をタッチした際はディスプレイが固定されているため、タッチ入力を確実に行なうことができる。また、タッチパターン推定部で推定されたタッチする可能性についての情報を基に剛性パラメータ情報を剛性パラメータ情報生成部で生成するので、簡易な方法でタッチパネルディスプレイの操作性を向上することができる。
【００２２】
また、本発明の第２態様によれば、前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、前記タッチパネルディスプレイに対する荷重又はトルクを推定する負荷推定部をさらに備え、
前記剛性パラメータ情報生成部において、前記負荷推定部により推定された荷重又はトルクに基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を生成する、
第１の態様に記載のアームの制御装置としてもよい。
【００２３】
これにより、ユーザ（人）が指などでタッチパネルディスプレイ上をタッチした際は、ディスプレイに表示された内容に応じてタッチパネルディスプレイ付きアームの制御をすることができる。また、ユーザが手でタッチパネルディスプレイを掴んで自由に移動させることができ、ユーザがタッチパネルディスプレイ上をタッチした際はディスプレイが固定されているため、タッチ入力を確実に行なうことができる。
【００２４】
また、本発明の第３態様によれば、前記タッチパターン推定部において、
前記人が前記画面にタッチしつつなぞることにより、変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
前記タッチパターン推定部で推定された前記位置情報から、前記画面の表面に垂直な方向に加わる押す力と前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力に関する力と、
前記画面の表面に垂直な方向に加わる押す力に関する力情報と前記位置情報とから、前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクと、
前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力に関する力情報と前記位置情報とから、前記画面の表面に垂直な方向を軸とするトルクと、
のうち少なくとも１つ以上の情報を推定する、第２の態様に記載のアームの制御装置としてもよい。
【００２５】
これにより、剛性を調整することによって、人がタッチパネルディスプレイの画面をなぞるような摩擦力の加わる操作を行ったときにおいて、なぞった方向にタッチパネルディスプレイが移動せずタッチできる。
【００２６】
また、本発明の第４態様によれば、前記タッチパターン推定部において、
（１）前記画面に前記人がタッチし、
（２）前記画面に前記人がなぞりながらタッチする位置が任意の方向に変化し、
（３）前記画面から前記人が離れる、
というように変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
（１）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとが加わり、
（２）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクと前記画面の表面に垂直な方向を軸とするトルクとが加わり、
（３）前記画面に力が加わらない、
というように変化する力情報を推定する、第３の態様に記載のアームの制御装置としてもよい。
【００２７】
これにより、剛性を調整することによって、人がページめくり操作を行ったときにおいて、なぞった方向にタッチパネルディスプレイが移動せずタッチできる。
【００２８】
また、本発明の第５態様によれば、前記タッチパターン推定部において、
（１）前記画面に前記人がマルチタッチし、
（２）前記画面に前記人がマルチタッチしたそれぞれの位置がお互いに離れる方向に変化し、
（３）前記画面から前記人が離れる、
というように変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
（１）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとが加わり、
（２）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクと前記画面の表面に垂直な方向を軸とするトルクとが加わり、
（３）前記画面に力が加わらない、
というように変化する力情報を推定する、第３の態様に記載のアームの制御装置としてもよい。
【００２９】
これにより、剛性を調整することによって、人が拡大操作を行ったときにおいて、なぞった方向にタッチパネルディスプレイが移動せずタッチできる。
【００３０】
また、本発明の第６態様によれば、前記タッチパターン推定部において、
（１）前記画面に前記人がマルチタッチし、
（２）前記画面に前記人がマルチタッチしたそれぞれの位置がお互いに近づく方向に変化し、
（３）前記画面から前記人が離れる、
というように変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
（１）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとが加わり、
（２）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向に加わる摩擦力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクと前記画面の表面に垂直な方向を軸とするトルクとが加わり、
（３）前記画面に力が加わらない、
というように変化する力情報を推定する、第３の態様に記載のアームの制御装置としてもよい。
【００３１】
これにより、剛性を調整することによって、人が縮小操作を行ったときにおいて、なぞった方向にタッチパネルディスプレイが移動せずタッチできる。
【００３２】
また、本発明の第７態様によれば、前記タッチパターン推定部において、
前記人が前記表示装置の画面に複数回のタッチを繰り返す際の位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
前記タッチパターン推定部で推定された位置情報から、前記画面の表面に垂直な方向に加わる押す力と前記画面に力が加わらないときに関する力と、
前記画面の表面に垂直な方向に加わる押す力に関する力情報と前記位置情報から、前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとのうち少なくとも１つ以上の情報を推定する、第２の態様に記載のアームの制御装置としてもよい。
【００３３】
これにより、剛性を調整することによって、人が画面を連続タッチする操作を行ったときにおいて、タッチした方向にタッチパネルディスプレイが移動せずタッチできる。
【００３４】
また、本発明の第８態様によれば、前記タッチパターン推定部において、
（１）前記画面に前記人がタッチし、
（２）前記画面から前記人が離れる、
というように複数回繰り返し変化する位置情報を推定し、
前記負荷推定部において、
（１）前記画面の表面に垂直な方向に押す力と前記画面の表面に水平な方向を軸とするトルクとが加わり、
（２）前記画面に力が加わらない、
というように変化する力情報を推定する、第７の態様に記載のアームの制御装置としてもよい。
【００３５】
これにより、剛性を調整することによって、人がキーボード入力操作を行ったときにおいて、タッチした方向にタッチパネルディスプレイが移動せずタッチできる。
【００３６】
また、本発明の第９態様によれば、前記タッチパターン推定部において、
前記人が前記表示装置の画面に対して行う操作の可能性について複数の候補がある場合、タッチする可能性のある複数の位置情報を全て推定する、第１又は２の態様に記載のアームの制御装置としてもよい。
【００３７】
これにより、複数のタッチ操作が可能なコンテンツにおいても、タッチした方向にタッチパネルディスプレイが移動せずタッチできる。
【００３８】
また、本発明の第１０態様によれば、前記画面に対して、前記人がタッチしていない状態から初めにタッチする位置を取得する初期接触位置情報取得部を備え、
前記タッチパターン推定部において、
前記初期接触位置情報取得部から取得した初期接触位置に基づいて、前記人がタッチする可能性のある位置情報を推定する、第１又は２の態様に記載のアームの制御装置としてもよい。
【００３９】
これにより、人が初めにタッチする位置を検出し剛性を調整することによって、人がタッチした方向にタッチパネルディスプレイが移動せずタッチできる。
【００４０】
また、本発明の第１１態様によれば、第１〜１０のいずれか１つの態様に記載の前記アームの制御装置と、
前記アームと、
を備えるロボットとしてもよい。
【００４１】
これにより、ユーザ（人）が指などでタッチパネルディスプレイ上をタッチした際は、ディスプレイに表示された内容に応じてタッチパネルディスプレイ付きアームの制御をすることができる。また、ユーザが手でタッチパネルディスプレイを掴んで自由に移動させることができ、ユーザがタッチパネルディスプレイ上をタッチした際はディスプレイが固定されているため、タッチ入力を確実に行なうことができる。
【００４２】
また、本発明の第１２態様によれば、タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御方法であって、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を表示情報取得部で取得し、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向をタッチパターン推定部で推定し、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を剛性パラメータ情報生成部で生成し、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータをアーム制御部で制御する、
アームの制御方法としてもよい。
【００４３】
これにより、ユーザ（人）が指などでタッチパネルディスプレイ上をタッチした際は、ディスプレイに表示された内容に応じてタッチパネルディスプレイ付きアームの制御をすることができる。また、ユーザが手でタッチパネルディスプレイを掴んで自由に移動させることができ、ユーザがタッチパネルディスプレイ上をタッチした際はディスプレイが固定されているため、タッチ入力を確実に行なうことができる。
【００４４】
また、本発明の第１３態様によれば、タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御プログラムであって、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を表示情報取得部で取得するステップと、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向をタッチパターン推定部で推定するステップと、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を剛性パラメータ情報生成部で生成するステップと、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータをアーム制御部で制御するステップと、
をコンピュータに実行させるための、アームの制御プログラムとしてもよい。
【００４５】
これにより、ユーザ（人）が指などでタッチパネルディスプレイ上をタッチした際は、ディスプレイに表示された内容に応じてタッチパネルディスプレイ付きアームの制御をすることができる。また、ユーザが手でタッチパネルディスプレイを掴んで自由に移動させることができ、ユーザがタッチパネルディスプレイ上をタッチした際はディスプレイが固定されているため、タッチ入力を確実に行なうことができる。
【００４６】
また、本発明の第１４態様によれば、タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御用集積電子回路であって、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を表示情報取得部で取得し、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向をタッチパターン推定部で推定し、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を剛性パラメータ情報生成部で生成し、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータをアーム制御部で制御する、
アームの制御用集積電子回路としてもよい。
【００４７】
これにより、ユーザ（人）が指などでタッチパネルディスプレイ上をタッチした際は、ディスプレイに表示された内容に応じてタッチパネルディスプレイ付きアームの制御をすることができる。また、ユーザが手でタッチパネルディスプレイを掴んで自由に移動させることができ、ユーザがタッチパネルディスプレイ上をタッチした際はディスプレイが固定されているため、タッチ入力を確実に行なうことができる。
【００４８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における、アームの制御装置１０３を有するロボット１０１のブロック図を示す。図１において、ロボット１０１は、アーム１０２と、アーム１０２の制御装置１０３とで構成されている。
【００４９】
アーム１０２の制御装置１０３は、表示装置の一例としてのタッチパネルディスプレイ３０３の位置及び姿勢を制御するアーム１０２の制御装置である。このアーム１０２の制御装置１０３は、表示情報取得部１０８と、タッチパターン推定部１１０と、負荷推定部１１１と、剛性パラメータ情報生成部１１２と、アーム制御部１１３とを少なくとも備えている。
【００５０】
以下、アーム１０２の制御装置１０３の主たる構成について、まず、簡単に説明する。
【００５１】
表示情報取得部１０８は、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部（画面）３０３ａ上に表示される情報を取得する。
【００５２】
タッチパターン推定部１１０は、表示情報取得部１０８より取得した前記情報に基づいて、画面３０３ａ上において、人３０１によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向を推定する。
【００５３】
負荷推定部１１１は、タッチパターン推定部１１０より推定した前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネルディスプレイ３０３に負荷される荷重又はトルクを推定する。
【００５４】
剛性パラメータ情報生成部１１２は、負荷推定部１１１より推定された荷重又はトルクに基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿ってタッチパネルディスプレイ３０３の位置及び姿勢が変化しないようアーム１０２を制御する情報を生成する。
【００５５】
アーム制御部１１３は、剛性パラメータ情報生成部１１２より生成された前記情報に基づいてアーム１０２の剛性パラメータを制御する。
【００５６】
この結果、タッチパネルディスプレイ３０３に人３０１がタッチした際、タッチした方向へタッチパネルディスプレイ３０３が移動してしまうことを防ぐため、タッチした際にタッチパネルディスプレイ３０３の位置が固定されるようアーム１０２の制御を行なう。特に、この第１実施形態では、タッチパネルディスプレイ３０３の表示内容より、タッチされる領域及び力（又はトルク）を推定し、タッチされた際にその力（又はトルク）を打ち消す方向にアーム１０２を制御するようにしている。
【００５７】
以下、この第１実施形態について詳細に説明する。
【００５８】
＜アームの制御装置の説明＞
アーム１０２の制御装置１０３は、制御装置本体部１０４と、周辺装置１０５とで構成されている。
【００５９】
＜制御装置本体部の説明＞
制御装置本体部１０４は、動作情報取得部１０６と、アーム動作情報生成部１０７と、表示情報取得部１０８と、表示情報データベース１０９と、タッチパターン推定部１１０と、負荷推定部１１１と、剛性パラメータ情報生成部１１２と、アーム制御部１１３と、入力情報取得部１１６とで構成されている。
【００６０】
周辺装置１０５は、入出力ＩＦ（インターフェース）１１４と、モータドライバ１１５とで構成されている。それぞれの機能について、以下に説明する。
【００６１】
動作情報取得部１０６は、入出力ＩＦ１１４からアーム１０２の位置情報及び姿勢情報と、入出力ＩＦ１１４に内蔵されたタイマーからの時間情報とが入力される。また、動作情報取得部１０６は、入出力ＩＦ１１４から取得した位置情報を時間情報で微分することによって、速度情報を取得する。また、動作情報取得部１０６は、姿勢情報を時間情報で微分することによって、角速度情報を取得する。図２は、動作情報取得部１０６で取得する時間情報と、位置情報と、姿勢情報と、速度情報と、角速度情報とを示す。
【００６２】
動作情報は、アーム１０２を移動させる際のアーム１０２の動作を生成するための情報であり、後述する剛性パラメータとは、独立している。
【００６３】
動作情報取得部１０６は、取得したアーム１０２の位置情報と、姿勢情報と、速度情報と、角速度情報と、時間情報とを、アーム動作情報生成部１０７に出力する。
【００６４】
アーム動作情報生成部１０７は、動作情報取得部１０６からアーム１０２の位置情報と、姿勢情報と、速度情報と、角速度情報と、時間情報とを取得する。アーム動作情報生成部１０７は、取得した情報を基に、アーム１０２が移動するための動作情報を生成する。動作情報は、人３０１がアーム１０２を直接触り、アーム１０２を移動させることによって生成される。このように、人３０１がアーム１０２を移動させるためには（図３Ｂ参照）、アーム１０２の剛性を低く設定しておく必要がある。例えば、アーム１０２に力センサを取り付け、人３０１がアーム１０２に加えた力の大きさにゲインをアーム動作情報生成部１０７で掛けて、アーム１０２の移動量をアーム動作情報生成部１０７で導出する。その際に、ゲインの値を大きくすることによって、軽い力でアーム１０２を移動させることができる。アーム１０２に力センサ３０２を取り付ける一例として、図３Ａに示す。また、人３０１が力センサ３０２に力を加え、アーム１０２を移動させる例を、図３Ｂ及び図３Ｃに示す。ここでは、アーム１０２は、３本のアーム部材１０２ａと、４個の回転関節部１０２ｂとで構成されており、アーム１０２の先端に回転関節部１０２ｂを介して、表示装置の一例としてのタッチパネルディスプレイ３０３が配置されている。力センサ３０２は、３本のアーム部材１０２ａの真ん中のアーム部材１０２ａに配置されて、人３０１がこの力センサ３０２を直接握ったり、３本のアーム部材１０２ａのいずれかのアーム部材１０２ａに接触するなどして、力センサ３０２が力を検出しつつ、アーム１０２を移動させるように構成している。
【００６５】
また、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の表示部（画面）３０３ａ（図６Ａ参照）以外の部分又はアーム１０２に接触したことを上述の力センサ３０２で検出すると、剛性パラメータ情報生成部１１２により剛性を低く設定するため、軽い力でアーム１０２を移動させることができる。
【００６６】
以上により、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａ以外に接触したときは、剛性パラメータ情報生成部１１２でアーム１０２の剛性を低く設定する。
【００６７】
アーム動作情報生成部１０７による動作情報の生成の一例として、図４Ａ〜図４Ｄに示す動作の動作情報を生成する。
【００６８】
図４Ａでは、人３０１がアーム１０２及びタッチパネルディスプレイ３０３に触っておらず、アーム１０２及びタッチパネルディスプレイ３０３は移動しない。
【００６９】
図４Ｂでは、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３に触り、タッチパネルディスプレイ３０３を介してアーム１０２に対して、タッチパネルディスプレイ３０３を移動させたい方向に力を加えている時点である。
【００７０】
図４Ｃでは、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３を移動させたい方向にアーム１０２を介してタッチパネルディスプレイ３０３が移動している状態である。
【００７１】
図４Ｄでは、アーム１０２とタッチパネルディスプレイ３０３との移動が終了し、人３０１がアーム１０２及びタッチパネルディスプレイ３０３に触っておらず、アーム１０２及びタッチパネルディスプレイ３０３は移動しない。
【００７２】
なお、動作情報の生成方法は、上述した人３０１がアーム１０２又はタッチパネルディスプレイ３０３に直接触って動作情報を生成する方法の他に、遠隔からペンダントなどのリモコンを用いて移動させる方法、又は、予め動作を教示して移動させる方法など、任意の方法で可能である。
【００７３】
アーム動作情報生成部１０７は、生成したアーム１０２の位置情報と、姿勢情報と、速度情報と、角速度情報と、時間情報とを、動作情報として、アーム制御部１１３に出力する。出力する動作情報、時間情報は図２に示す情報と同様の構成である。
【００７４】
表示情報取得部１０８は、タッチパネルディスプレイ３０３から表示情報を取得する。表示情報とは、タッチパネルディスプレイ３０３で表示されるコンテンツ情報のことを示す。コンテンツ情報には、例えば、本を読むための文章情報、動画を観るための動画情報、又は、地図を見るための地図情報などがある。また、ＨＴＭＬ形式などの形式で情報が記述されている場合は、それらの情報も、コンテンツ情報に含まれる。
【００７５】
表示情報取得部１０８は、タッチパネルディスプレイ３０３から取得した表示情報をタッチパターン推定部１１０に出力する。
【００７６】
表示情報データベース１０９は、表示情報に対応する、人３０１がタッチする可能性のある接触可能範囲（領域）の位置情報及び方向情報（タッチの動作方向の情報）のデータを保有する。位置情報及び方向情報の詳細については、後述する。例えば、ＨＴＭＬ形式で記述されているコンテンツ情報の場合では、図５Ａに示すようなデータベースを表示情報データベース１０９は保有する。このデータベースでは、例えば、ＨＴＭＬの「mousedown」などのイベントの情報に対して、表示する位置と方向との座標の情報をそれぞれ持っている。また、ＨＴＭＬ形式でないコンテンツ情報の一例として、図５Ｂに示すようなデータベースを表示情報データベース１０９は保有する。このデータベースでは、例えば、「本」などの情報に対して、表示する位置と方向との座標の情報をそれぞれ持っている。
【００７７】
なお、保有するデータについて、位置情報の間隔を間引くことによって、データ数を圧縮することも可能である。
【００７８】
表示情報データベース１０９が有する情報はタッチパターン推定部１１０により読み出される。
【００７９】
タッチパターン推定部１１０は、表示情報取得部１０８からコンテンツ情報を取得する。取得したコンテンツ情報から、人３０１がタッチする可能性のある位置情報をタッチパターン推定部１１０が推定する。タッチパターン推定部１１０は、取得したコンテンツ情報を表示情報データベース１０９に出力し、表示情報データベース１０９からコンテンツ情報に対応する、接触可能範囲の位置情報及び方向情報を取得する。タッチパターン推定部１１０で推定する情報は、位置情報と方向情報とで構成される。接触可能範囲の位置情報とは、人３０１がタッチする可能性のある位置情報（ｘ，ｙ）のことを表す。接触可能範囲の方向情報とは、人３０１が手（指）７０１でタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａをタッチしたままなぞる操作を行う場合、指７０１の進む方向の情報のことを表し、＋ｘ、−ｘ、＋ｙ、−ｙの４方向の情報で構成される。接触可能範囲の位置情報及び方向情報は、共に、その情報について可能性のある場合は１で表され、可能性のない場合は０で表される。
【００８０】
人３０１が、表示装置の一例としてのタッチパネルディスプレイ３０３に対して行う操作として、ここでは、一例として、「タッチ」、「ページめくり」、「拡大又は縮小」、及び、「キーボード入力」の４つの操作について説明する。
【００８１】
《タッチ》
タッチ操作は、人３０１が指７０１などでタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａをタッチする（表示部３０３ａに接触する）動作である。例として、図６Ａに示すように、人３０１がタッチ操作をして選択するコンテンツを用いて、説明する。図６Ａでは、コンテンツ情報として、表示部３０３ａの中央に「同意しますか？」という質問が表示され、それに対する回答として、「Ｙｅｓ」と「Ｎｏ」との２つのボタンが質問の下に表示されている。このようなコンテンツ情報を表示情報取得部１０８から取得した場合、人３０１が指７０１などでタッチする可能性のある位置は、表示部３０３ａの下部の図６Ｂの参照符号Ａで示した破線で囲まれた範囲である。例えば、ＨＴＭＬでは「mousedown」などのイベントで、タッチ操作の可能性のある範囲を、タッチパターン推定部１１０が表示情報取得部１０８から取得する。また、ＨＴＭＬでない場合などは、人３０１は、コンテンツ情報について、後述する入出力ＩＦ１１４を用いて、入力して、タッチパターン推定部１１０が取得する。なお、データベースとしてコンテンツ情報を所有し、所有したコンテンツ情報をタッチパターン推定部１１０でパターン推定して、コンテンツ情報をタッチパターン推定部１１０で決定するなどして、コンテンツ情報を推定することも可能である。タッチパターン推定部１１０は、コンテンツ情報に対応する接触可能範囲の位置情報として、人３０１がタッチする可能性のある位置（ｘ，ｙ）は１とし、人３０１がタッチする可能性のない位置（ｘ，ｙ）は０として情報を推定する。また、タッチパターン推定部１１０は、コンテンツ情報に対応する方向情報として、移動する方向（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙの４方向）について、移動する可能性がある場合は１とし、移動する可能性が無い場合は０とする。一例として、タッチパネルディスプレイ３０３での移動する操作とは、なぞり動作のことを表す。ここでは、どの方向にも移動する（なぞる）可能性が無いので、いずれの方向の情報も０である。以上より、ここでは、タッチパターン推定部１１０により、接触可能範囲の位置情報は（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ）が推定されるとともに、接触可能範囲の方向情報は（０，０，０，０）が推定される。推定された情報の例を図６Ｃに示す。
【００８２】
《ページめくり》
ページめくり操作は、文章を読んでいるときなどにおいて、ページを変更する場合に人３０１が行う操作である。その操作は、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａを指７０１などで任意の方向になぞるようにタッチする動作である。すなわち、ページめくり操作の位置情報は、まず、画面３０３ａに指７０１などがタッチし、次いで、画面３０３ａにおいて、指７０１などでなぞりながら、タッチする位置が任意の方向に変化し、次いで、画面３０３ａから指７０１などが離れる、というように変化する位置情報である。具体的には、図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明すると、人３０１の手７０１がタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａにタッチした時点（図７Ａ）からタッチ状態を維持しながら一定方向（一例として、図７Ａでは−ｘ軸方向）に移動する動作（スライド動作）のことである（図７Ｂ参照）。
【００８３】
例として、図７Ｃに示すように、文書を読むコンテンツを用いて説明する。例えば、ＨＴＭＬでは「draggable」などのイベントで、表示部３０３ａ内においてページめくり操作の可能性のある範囲を、タッチパターン推定部１１０が表示情報取得部１０８から取得する。このようなコンテンツ情報をタッチパターン推定部１１０が表示情報取得部１０８から取得した場合、表示部３０３ａにおいて人３０１がタッチする可能性のある位置は、図７Ｄの参照符号Ａで示した破線で囲まれた範囲である。また、人３０１がタッチする可能性のある位置が移動する方向について、可能性のある方向は、＋ｘ方向と−ｘ方向である（図７Ｄの左右方向）。よって、推定される接触可能範囲の位置情報としては、位置（ｘ，ｙ）はタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａの全域で１であり、位置（ｘ，ｙ）の移動する方向は＋ｘ方向と−ｘ方向で１である。以上より、ここでは、タッチパターン推定部１１０により、接触可能範囲の位置情報は（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）が推定されるとともに、接触可能範囲の方向情報は（＋ｘ，−ｘ，０，０）が推定される。推定された情報の例を図７Ｅに示す。
【００８４】
《拡大又は縮小》
拡大又は縮小操作は、写真を見ているときなどにおいて、写真を拡大又は縮小する場合に人３０１が行う動作である。その操作は、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａを複数の指７０１などで２方向になぞるようにタッチする動作である。すなわち、拡大操作の位置情報は、まず、画面３０３ａに複数の指７０１などがマルチタッチし（画面３０３ａに複数の指７０１などがマルチタッチする位置が移動せず）、次いで、画面３０３ａに複数の指７０１などがマルチタッチしたそれぞれの位置がお互いに離れる方向に変化し、次いで、画面３０３ａから指７０１などが離れる、というように変化する位置情報である。縮小操作の位置情報は、まず、画面３０３ａに複数の指７０１などがマルチタッチし（画面３０３ａに複数の指７０１などがマルチタッチする位置が移動せず）、次いで、画面３０３ａに複数の指７０１などがマルチタッチしたそれぞれの位置がお互いに近づく方向に変化し、次いで、画面３０３ａから指７０１などが離れる、というように変化する位置情報である。具体的には、拡大の場合は図８Ａに示すように複数の指７０１などがお互いが離れる方向にタッチし、縮小の場合は図８Ｂに示すように複数の指７０１などがお互いが近づく方向にタッチする。
【００８５】
例として、図８Ｃに示すように、写真を見るコンテンツを用いて説明する。例えば、ＨＴＭＬでは「meta name=”viewpoint”」を指定した場合に、「USER-SCALABLE」の引数でピンチアウト（拡大）、ピンチイン（縮小）を行うか行わないかを指定するなどのイベントで、拡大又は縮小操作の可能性のある範囲を、タッチパターン推定部１１０が表示情報取得部１０８から取得する。このようなコンテンツ情報をタッチパターン推定部１１０が表示情報取得部１０８から取得した場合、人３０１がタッチする可能性のある位置は、図８Ｄの参照符号Ａで示した破線で囲まれた範囲である。また、人３０１がタッチする可能性のある位置が移動する方向について、可能性のある方向は、＋ｘ方向、−ｘ方向、＋ｙ方向、及び、−ｙ方向である。よって、推定される接触可能範囲の位置情報としては、位置（ｘ，ｙ）はタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａの全域で１であり、位置（ｘ，ｙ）の移動する方向は＋ｘ方向、−ｘ方向、＋ｙ方向、及び、−ｙ方向でそれぞれ１である。以上より、ここでは、タッチパターン推定部１１０により、接触可能範囲の位置情報は（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）が推定されるとともに、接触可能範囲の方向情報は（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙ）が推定される。推定された情報の例を図８Ｅに示す。
【００８６】
《キーボード入力》
キーボード入力操作は、文章を作成するときなどにおいて、キーボード入力を行う場合に人３０１が手で行う動作である。その操作は、前述したタッチ操作を連続して行う。すなわち、キーボード入力操作の位置情報は、まず、画面３０３ａに指７０１などがタッチし（画面３０３ａに指７０１などがタッチする位置が移動せず）、次いで、画面３０３ａから指７０１などが離れる、と複数回繰り返し変化する位置情報である。具体的には、例として、図９Ａに示すように、文章を作成するコンテンツを用いて説明する。例えば、ＨＴＭＬでは「keydown」などのイベントで、キーボード入力操作の可能性のある範囲を、タッチパターン推定部１１０が表示情報取得部１０８から取得する。このようなコンテンツ情報をタッチパターン推定部１１０が表示情報取得部１０８から取得した場合、人３０１がタッチする可能性のある位置は、図９Ｂの参照符号Ａで示した破線で囲まれた範囲である。また、人３０１がタッチする可能性のある位置が移動する方向については、いずれの方向も０である。
【００８７】
タッチ操作との違いは、人３０１が連続してタッチする可能性があるので、推定される接触可能範囲の位置情報について１が出力される時間が連続的に長いことが挙げられる。以上より、ここでは、タッチパターン推定部１１０により、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の画面３０３ａに複数回のタッチを繰り返す際の位置情報を推定する。すなわち、タッチパターン推定部１１０により、接触可能範囲の位置情報は（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ）が推定されるとともに、接触可能範囲の方向情報は（０，０，０，０）が推定される。推定された情報の例を図９Ｃに示す。
【００８８】
《複数の操作の可能性がある場合》
また、上述した操作のうち、可能性として複数の候補がある場合がある。すなわち、タッチパターン推定部１１０において、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の画面３０３ａに対して行う操作の可能性について複数の候補がある場合、タッチする可能性のある複数の位置情報を全て推定する。
【００８９】
例として、図１０Ａに示すように、地図を見ながら地図を拡大した後で、目的地を選択するコンテンツを用いて説明する。このようなコンテンツを表示情報取得部１０８から取得した場合、人３０１がタッチする可能性のある位置は、図１０Ｂの参照符号Ａで示した破線で囲まれた範囲（拡大又は縮小操作）と参照符号Ｂで示した破線で囲まれた範囲（タッチ操作）である。また、人３０１がタッチする可能性のある位置が移動する方向については、参照符号Ａの範囲では、＋ｘ方向、−ｘ方向、＋ｙ方向、及び、−ｙ方向であり、参照符号Ｂの範囲では、いずれの方向も０である。このように複数の操作の可能性があるコンテンツの場合は、複数の可能性のある操作を合わせた情報をタッチパターン推定部１１０で推定する。この例では、位置については、参照符号Ａの範囲と参照符号Ｂの範囲とを合わせた範囲とし、方向については、参照符号Ａでの方向と参照符号Ｂでの方向とを合わせた範囲とする。以上より、ここでは、タッチパターン推定部１１０により、接触可能範囲の置情報は（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）が推定されるとともに、接触可能範囲の方向情報は（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙ）が推定される。推定された情報の例を図１０Ｃに示す。
【００９０】
なお、上述した操作の説明を行ったが、タッチパネルディスプレイ３０３に対して人３０１が行う全ての操作に関して対応可能である。
【００９１】
上述したコンテンツ以外にも、病院などで用いられるコンテンツにも適用可能である。図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて具体的なコンテンツを説明する。
【００９２】
図１１Ａは、リハビリ映像の動画のコンテンツである。このようなコンテンツでは、参照符号Ａで囲んだ、再生／停止ボタン又はスライダなどを操作する部分を、タッチパターン推定部１１０で、人３０１がタッチする可能性のある接触可能範囲の位置情報として推定する。
【００９３】
図１１Ｂは、体重及び血圧などの体調を入力するコンテンツである。このようなコンテンツでは、参照符号Ｂと参照符号Ｃとで囲んだ、選択又は入力を行う部分をタッチパターン推定部１１０で、人３０１がタッチする可能性のある接触可能範囲の位置情報として推定する。
【００９４】
タッチパターン推定部１１０で推定される接触可能範囲の位置情報を、図１２に示す。図１２には、接触可能範囲の位置情報と方向情報とが含まれる。
【００９５】
タッチパターン推定部１１０は、推定した接触可能範囲の位置情報を負荷推定部１１１に出力する。
【００９６】
なお、複数の操作の可能性がある場合は、上述した各操作に優先順位をタッチパターン推定部１１０で付け、その優先順位に応じて剛性をタッチパターン推定部１１０で調整することも可能である。例えば、使用している人（ユーザ）３０１が過去に行った操作をデータベース（図示せず）で記憶し、よく行う操作順に優先順位をタッチパターン推定部１１０で付けるなどの方法を用いる。
【００９７】
負荷推定部１１１は、タッチパターン推定部１１０から接触可能範囲の位置情報を取得する。負荷推定部１１１は、タッチパターン推定部１１０から取得した接触可能範囲の位置情報から、タッチパネルディスプレイ３０３に加わる力及びトルクを計算する。
【００９８】
算出する力及びトルクの情報は、１と０で表される。力及びトルクが加わっているときはそれぞれ１となり、力及びトルクが加わっていないときはそれぞれ０となる。また、力は、ｘｙｚ軸のそれぞれの方向の力Ｆｘ、Ｆｙ、及び、Ｆｚを計算し、トルクは、ｘｙｚ軸のそれぞれの方向回りのトルクＭｘ、Ｍｙ、及び、Ｍｚを計算する。それぞれ＋、−について１、０を求めるので、計１２個で表される力及びトルクの情報を算出する。
【００９９】
負荷推定部１１１での力及びトルクの計算方法について説明する。まず、タッチパネルディスプレイ３０３の座標系とアーム１０２の取り付け位置とについて説明する。図１３Ａ及び図１３Ｂは、タッチパネルディスプレイ３０３の座標系と、アーム１０２の手先部１０２ｅの座標系とを表す。タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａの座標系は、図１３Ａに示すように中心部分を原点Ｏ（０，０）とする。また、アーム１０２の先端の手先部（タッチパネルディスプレイ３０３の取り付け部）１０２ｅは、図１３Ｂに示すようにタッチパネルディスプレイ３０３の裏面の中心部分に取り付ける。なお、座標系の設定又はアーム１０２の手先部１０２ｅの取り付け方は、他の任意の方法でも可能である。
【０１００】
負荷推定部１１１での力及びトルクの具体的な計算方法は、図１３Ａの座標系に基づいて、ｘ軸方向の力Ｆｘと、ｙ軸方向の力Ｆｙと、ｚ軸方向の力Ｆｚと、ｘ軸回りのトルクＭｘと、ｙ軸回りのトルクＭｙと、ｚ軸回りのトルクＭｚとを、以下の条件に基づいて、それぞれ計算する。ここでは、力Ｆｘと力Ｆｙと、力Ｆｚとは、タッチパターン推定部１１０で推定された位置情報から、画面３０３ａの表面に水平な方向に加わる摩擦力に関する力と、画面３０３ａの表面に垂直な方向に加わる押す力とを示している。また、トルクＭｘとトルクＭｙと、トルクＭｚとは、画面３０３ａの表面に垂直な方向に加わる押す力に関する力情報と位置情報とから、画面３０３ａの表面に水平な方向を軸とするトルクと、画面３０３ａの表面に水平な方向に加わる摩擦力に関する力情報と位置情報とから、画面３０３ａの表面に垂直な方向を軸とするトルクとを示している。
【０１０１】
（第１条件）
ｘ，ｙ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙについて、方向情報として、方向（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙ）において、それぞれ、方向情報が１である場合は、その軸の力Ｆｘ，Ｆｙが加わっているとする。逆に、方向情報が０である場合は、その軸の力Ｆｘ，Ｆｙが加わっていないとする。ここでの力Ｆｘ，Ｆｙは、摩擦力に関する力である。ここでは、負荷推定部１１１において、タッチパターン推定部１１０で推定された位置情報から、画面３０３ａの表面に水平な方向に加わる摩擦力に関する力Ｆｘ，Ｆｙの情報を推定する。
【０１０２】
（第２条件）
ｚ軸方向の力Ｆｚについて、接触可能範囲の位置情報において、１つの座標でもタッチがある（接触可能範囲の位置情報が１である）場合は、力Ｆｚが加わっているとする。逆に、全ての座標においてタッチが無い（接触可能範囲の全ての位置情報が０である）場合は、力Ｆｚが加わっていないとする。ここでは、負荷推定部１１１において、タッチパターン推定部１１０で推定された位置情報から、画面３０３ａの表面に垂直な方向に加わる押す力Ｆｚの情報を推定する。
【０１０３】
（第３条件）
ｘ，ｙ軸回りのトルクＭｘ，Ｍｙについて、接触可能範囲の位置情報において、原点Ｏ（０，０）から離れた座標でタッチがある（接触可能範囲の位置情報が１である）場合は、トルクＭｘ，Ｍｙが加わっているとする。例えば、座標（３，１５）でタッチがある場合は、トルク−Ｍｘ，Ｍｙが加わっていることとなり、座標（−１４，０）でタッチがある場合は、トルク−Ｍｙが加わっているとなる。つまり、座標（＋ｘ，０）でタッチがある場合はトルク＋Ｍｙが加わり、座標（０、＋ｙ）でタッチがある場合は−Ｍｘのトルクが加わる。ここでは、負荷推定部１１１において、画面３０３ａの表面に垂直な方向に加わる押す力に関する力情報と位置情報とから、画面３０３ａの表面に水平な方向を軸とするトルクＭｘ，Ｍｙの情報を推定する。
【０１０４】
（第４条件）
ｚ軸回りのトルクＭｚについて、接触可能範囲のｘ軸の方向情報が１の場合は、接触可能範囲の位置情報がｙ＝０以外の位置でタッチしていると、トルクＭｚが加わる。また、接触可能範囲のｙ軸の方向情報が１の場合は、接触可能範囲の位置情報がｘ＝０以外の位置でタッチしていると、トルクＭｚが加わる。ここでは、負荷推定部１１１において、画面３０３ａの表面に水平な方向に加わる摩擦力に関する力情報と位置情報とから、画面３０３ａの表面に垂直な方向を軸とするトルクＭｚの情報を推定する。
【０１０５】
次に、上述した操作についての負荷推定部１１１での力及びトルクの計算方法を、具体的に説明する。
【０１０６】
《タッチ》
タッチパターン推定部１１０から負荷推定部１１１が取得した接触可能範囲の位置情報は、図１４Ａに示す参照符号Ａの破線で囲まれた範囲（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ）であり、方向情報が０である。よって、第１条件である、方向情報はいずれも０であるので、ｘ，ｙ方向には力Ｆｘ，Ｆｙは加わらない。第２条件である、力Ｆｚに関する接触可能範囲の位置情報において、１つの座標でもタッチがあるので、力＋Ｆｚが加わる。次に、第３条件である、原点Ｏから離れたところの座標（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ）にタッチがあるので、トルク＋Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙが加わる。第４条件である、トルクＭｚに関する方向情報はいずれも０であるので、ｚ軸回りのトルクは加わらない。
【０１０７】
以上より、ここでは、力＋Ｆｚと、トルク＋Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙとを負荷推定部１１１で推定する。
【０１０８】
《ページめくり》
タッチパターン推定部１１０から負荷推定部１１１が取得した接触可能範囲の位置情報は、図１４Ｂに示す参照符号Ａの破線で囲まれた範囲（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）であり、接触可能範囲の方向情報が（＋ｘ，−ｘ，０，０）である。よって、第１条件である、方向情報は（＋ｘ，−ｘ，０，０）であるので、力＋Ｆｘ，−Ｆｘが加わる。第２条件である、１つの座標でもタッチがあるので、力＋Ｆｚが加わる。次に、第３条件である、原点Ｏから離れたところ（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）にタッチがあるので、トルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙが加わる。第４条件である、方向情報は（＋ｘ，−ｘ，０，０）であり、ｙ＝０以外の位置でタッチの可能性があるので、トルク＋Ｍｚ、−Ｍｚが加わる。すなわち、ここでは、以下のように、変化する力情報を負荷推定部１１１で前記位置情報を基に推定する。まず、（１）画面３０３ａの表面に垂直な方向に押す力＋Ｆｚと画面３０３ａの表面に水平な方向を軸とするトルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙとを負荷推定部１１１で推定する。次いで、（２）画面３０３ａの表面に垂直な方向に押す力＋Ｆｚと画面３０３ａの表面に水平な方向に加わる摩擦力＋Ｆｘ，−Ｆｘと画面３０３ａの表面に水平な方向を軸とするトルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙと画面３０３ａの表面に垂直な方向を軸とするトルク＋Ｍｚ，−Ｍｚと、を負荷推定部１１１で推定する。次いで、（３）画面３０３ａに力が加わらないことになり、この段階では、負荷推定部１１１での推定は行わない。
【０１０９】
以上より、ここでは、力＋Ｆｘ，−Ｆｘ，＋Ｆｚと、トルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙ，＋Ｍｚ，−Ｍｚとを負荷推定部１１１で推定する。
【０１１０】
《拡大又は縮小》
タッチパターン推定部１１０から負荷推定部１１１が取得した接触可能範囲の位置情報は、図１４Ｃに示す参照符号Ａの破線で囲まれた範囲（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）であり、接触可能範囲の方向情報が（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙ）である。よって、第１条件である、接触可能範囲の方向情報は（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙ）であるので、力＋Ｆｘ，−Ｆｘ，＋Ｆｙ，−Ｆｙが加わる。第２条件である、１つの座標でもタッチがあるので、力＋Ｆｚが加わる。次に、第３条件である、原点Ｏから離れたところ（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）にタッチがあるので、トルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙが加わる。第４条件である、方向情報は（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙ）であり、ｘ＝０、ｙ＝０以外の位置でタッチの可能性があるので、トルク＋Ｍｚ、−Ｍｚが加わる。すなわち、ここでは、以下のように、変化する力情報を負荷推定部１１１で前記位置情報を基に推定する。まず、（１）画面３０３ａの表面に垂直な方向に押す力＋Ｆｚと画面３０３ａの表面に水平な方向を軸とするトルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙとを負荷推定部１１１で推定する。次いで、（２）画面３０３ａの表面に垂直な方向に押す力＋Ｆｚと画面３０３ａの表面に水平な方向に加わる摩擦力＋Ｆｘ，−Ｆｘ，＋Ｆｙ，−Ｆｙと画面３０３ａの表面に水平な方向を軸とするトルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙと画面３０３ａの表面に垂直な方向を軸とするトルク＋Ｍｚ，−Ｍｚとを負荷推定部１１１で推定する。次いで、（３）画面３０３ａに力が加わらないことになり、この段階では、負荷推定部１１１での推定は行わない。
【０１１１】
以上より、ここでは、力＋Ｆｘ，−Ｆｘ，＋Ｆｙ，−Ｆｙ，＋Ｆｚと、トルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙ，＋Ｍｚ，−Ｍｚとを負荷推定部１１１で推定する。
【０１１２】
《キーボード入力》
タッチパターン推定部１１０から負荷推定部１１１が取得した接触可能範囲の位置情報は、図１４Ｄに示す参照符号Ａの破線で囲まれた範囲（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ）であり、接触可能範囲の方向情報が０である。よって、第１条件である、方向情報はいずれも０であるので、ｘ，ｙ方向には力は加わらない。第２条件である、１つの座標でもタッチがあるので、力＋Ｆｚが加わる。次に、第３条件である、原点Ｏから離れたところ（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ）にタッチがあるので、トルク＋Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙが加わる。第４条件である、接触可能範囲の方向情報はいずれも０であるので、ｚ軸回りのトルクは加わらない。ここでは、以下のように、変化する力情報を負荷推定部１１１で前記位置情報を基に推定する。まず、（１）画面３０３ａの表面に垂直な方向に押す力＋Ｆｚと画面３０３ａの表面に水平な方向を軸とするトルク＋Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙを負荷推定部１１１で推定する。次いで、（２）画面３０３ａに力が加わらないことになり、この段階では、負荷推定部１１１での推定は行わない。
【０１１３】
以上より、ここでは、力＋Ｆｚと、トルク＋Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙとを負荷推定部１１１で推定する。タッチ操作との違いは、力及びトルクの加わる時間がそれぞれ長いことである。
【０１１４】
なお、人３０１が画面３０３ａに複数回のタッチを繰り返す場合には、人３０１が画面３０３ａに複数回のタッチを繰り返す際の位置情報をタッチパターン推定部１１０で推定する。そして、タッチパターン推定部１１０で推定された位置情報から、画面３０３ａの表面に垂直な方向に加わる押す力Ｆｚと、画面３０３ａに力が加わらない（人３０１が画面３０３ａにタッチしない）ときに関する力とを負荷推定部１１１で推定する。次いで、画面３０３ａの表面に垂直な方向に加わる押す力Ｆｚに関する力情報と位置情報から、画面３０３ａの表面に水平な方向を軸とするトルクＭｘ，Ｍｙとのうち少なくとも１つ以上の情報を負荷推定部１１１で推定する。
【０１１５】
《複数の操作の可能性がある場合》
タッチパターン推定部１１０から負荷推定部１１１が取得した接触可能範囲の位置情報は、図１４Ｅに示す参照符号Ａの破線で囲まれた範囲（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）と参照符号Ｂの破線で囲まれた範囲（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）とを合わせた範囲であり、接触可能範囲の方向情報が方向（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙ）と方向（０，０，０，０）とを合わせた情報である。よって、第１条件である、方向情報は（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙ）であるので、力＋Ｆｘ，−Ｆｘ，＋Ｆｙ，−Ｆｙが加わる。第２条件である、１つの座標でもタッチがあるので、力＋Ｆｚが加わる。次に、第３条件である、原点Ｏから離れたところ（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）にタッチがあで、トルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙが加わる。第４条件である、方向情報は（＋ｘ，−ｘ，＋ｙ，−ｙ）であり、ｘ＝０、ｙ＝０以外の位置でタッチの可能性があるので、トルク＋Ｍｚ、−Ｍｚが加わる。
【０１１６】
以上より、ここでは、力＋Ｆｘ，−Ｆｘ，＋Ｆｙ，−Ｆｙ，＋Ｆｚと、トルク＋Ｍｘ，−Ｍｘ，＋Ｍｙ，−Ｍｙ，＋Ｍｚ，−Ｍｚとを負荷推定部１１１で推定する。
【０１１７】
負荷推定部１１１において、上述した方法で導出される力及びトルクの例を、タッチ操作については図１５Ａに示し、ページめくり操作については図１５Ｂに示し、拡大又は縮小操作については図１５Ｃに示し、キーボード入力操作については図１５Ｄに示し、複数の操作の可能性がある場合については図１５Ｅに示す。図１５Ａ〜図１５Ｅには、力情報とトルク情報とが含まれ、ぞれぞれ、１の場合は加わっていることを示し、０の場合は加わっていないことを示す。
【０１１８】
負荷推定部１１１において、力又はトルクのどちらか一つを推定することも可能である。導出方法は上述した方法と同様である。このように、力又はトルクのどちらか一つを推定することによって、タッチパネルディスプレイ３０３を保持するアーム１０２の自由度が６軸未満の場合においても適応可能となる。
【０１１９】
負荷推定部１１１は、導出した力情報と、トルク情報と、時間情報とを剛性パラメータ情報生成部１１２に出力する。
【０１２０】
剛性パラメータ情報生成部１１２は、負荷推定部１１１から、力情報と、トルク情報と、時間情報とを取得する。剛性パラメータ情報生成部１１２で取得した力及びトルクを基に、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３に接触した際にタッチパネルディスプレイ３０３の姿勢が変化しないように、アーム１０２の剛性パラメータ情報を剛性パラメータ情報生成部１１２で生成する。剛性パラメータ情報とは、アーム１０２の手先部（タッチパネルディスプレイ３０３の取り付け部）１０２ｅにおける各軸（ｘ，ｙ，ｚ，ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）の剛性のパラメータの情報のことである。ここで、ｒｘはｘ軸回りの回転方向であり、ｒｙはｙ軸回りの回転方向であり、ｒｚはｚ軸回りの回転方向である。この値を剛性パラメータ情報生成部１１２で変更することによって、アーム１０２の手先部１０２ｅの剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で変えることができる。その結果、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３に接触するときの剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で調整することができる。また、座標系として図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａの座標系と、アーム１０２の手先部１０２ｅの座標系との２種類存在する。ここでは、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａの座標系を基準とし、その座標系に対する剛性パラメータ情報を剛性パラメータ情報生成部１１２で生成する。以上より、アーム１０２の手先部１０２ｅの座標系とタッチパネルディスプレイ３０３の座標系とが異なるように取り付けられている場合においても、常に、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａに対する剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で変化させることができる。また、剛性パラメータ情報生成部１１２では、剛性パラメータ情報は初期値では剛性を低く設定し、アーム１０２の剛性を変えるときのみ剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で変更する。
【０１２１】
剛性パラメータ情報生成部１１２において、高くした剛性を低く設定するときは、タッチパネルディスプレイ３０３の電源（例えば、後述するように、入出力ＩＦ１１４を使用して入力される、タッチパネルディスプレイ３０３の電源のオン／オフの切替情報）がオフになったとき、又は、負荷推定部１１１で算出した力及びトルクが０のときである。
【０１２２】
剛性パラメータ情報生成部１１２での剛性パラメータ情報の生成方法について説明する。負荷推定部１１１から剛性パラメータ情報生成部１１２で取得した力及びトルク情報に対して、力及びトルクが加わっている情報（１である情報）に対して、その方向に移動しないように剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で変更する。これは、加えられる力及びトルクに対して、その方向の剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で高く設定することによって、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３での操作を行いやすくする。例えば、＋Ｆｚの力が加わっている場合は、＋ｚ方向の剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で高く設定する。また、力及びトルクが加えられない軸については、剛性パラメータ情報生成部１１２で剛性を高く設定しない。なお、上述した剛性を高く設定する方法以外でも、力及びトルクが加わる軸の両方の方向（上述の例では、＋ｚ方向と−ｚ方向）の剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で高く設定することも可能である。
【０１２３】
剛性パラメータ情報生成部１１２で剛性を高く設定する方法の一例として、剛性の低い状態では、ｚ方向に１．０Ｎの力が加わった場合、剛性が低いため、２０ｍｍ程度、タッチパネルディスプレイ３０３が移動してしまう制御系として構成されていたとする。すなわち、剛性の係数が１．０／２０＝０．０５Ｎ／ｍｍとなっている。この状態では、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３に対してタッチ入力を行う度に、タッチパネルディスプレイ３０３がｚ方向へ移動してしまう。そこで、ｚ方向を制御するモータ１０２Ｍのフィードバックゲインを剛性パラメータ情報生成部１１２で大きくすることで剛性を高める。例えば、ｚ方向に２．０Ｎの力が加わったときにタッチパネルディスプレイ３０３の移動量が５ｍｍ以内の移動になるように、剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で変更する。これにより、剛性の係数が２．０／５＝０．４Ｎ／ｍｍとなる。つまり、剛性パラメータ情報生成部１１２で剛性を高く設定するとは、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３を押した方向にタッチパネルディスプレイ３０３が移動しにくくなることを表す。剛性パラメータ情報生成部１１２において、剛性を低く設定する場合と比較して、剛性を高く設定する場合は、同じ力でタッチパネルディスプレイ３０３を押しても、タッチパネルディスプレイ３０３が移動する距離が短い。どちらの場合においても、人３０１が接触しない場合は、タッチパネルディスプレイ３０３は移動しない。
【０１２４】
また、図１６に示すように、人３０１とタッチパネルディスプレイ３０３との位置関係によって、同じタッチ操作又はキーボード操作でも、人３０１とタッチパネルディスプレイ３０３との位置関係によって、タッチパネルディスプレイ３０３に対して加わる力が異なる。そこで、事前に、アーム付きタッチパネルディスプレイ３０３が利用される環境によって、前記剛性の調整量を剛性パラメータ情報生成部１１２で変化させる必要がある。調整方法は、一例として、人３０１が入出力ＩＦ１１４を用いて剛性パラメータ情報生成部１１２に、剛性の調整量を入力することができる。また、剛性パラメータ情報生成部１１２で剛性を低く設定する場合には、タッチパネルディスプレイ３０３が重力の影響で下に落ちない程度の剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で設定する。
【０１２５】
各操作において、図１５Ａ〜図１５Ｅで表される力及びトルクを取得した場合には、一例として、図１７Ａ〜図１７Ｅで表す剛性パラメータ情報を剛性パラメータ情報生成部１１２で生成する。それぞれ、図１７Ａがタッチ操作の場合、図１７Ｂがページめくり操作の場合、図１７Ｃが拡大又は縮小操作の場合、図１７Ｄがキーボード入力操作の場合、図１７Ｅが複数の操作の可能性がある場合を示す。剛性パラメータ情報について、１で示す情報が、剛性を高く設定する軸を表し、０で示す情報が、剛性を高く設定しない軸を表す。
【０１２６】
なお、ここでは、１と０の２つの値を用いて、剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で調整しているが、以下に例示するように、任意のパラメータ値を与えて、剛性の高低を剛性パラメータ情報生成部１１２で微妙に調整することも可能である。
【０１２７】
任意のパラメータ値の与え方の例を説明する。
【０１２８】
１つ目の例では、操作に応じてパラメータ値を剛性パラメータ情報生成部１１２で変える。例えば、タッチ操作が１．０となり、キーボード入力操作が０．８となり、ページめくり操作が０．６となり、拡大又は縮小操作が０．４となるように、剛性を高く設定するときのパラメータを剛性パラメータ情報生成部１１２でそれぞれ変える。ここでは、そのパラメータが大きい値ほど、剛性が高い。このパラメータの変化方法は、タッチ操作又は、キーボード入力操作の方が、ページめくり操作又は拡大又は縮小操作と比べて大きな力及びトルクが加わることに起因する。
【０１２９】
これは、操作に応じて人３０１が表示部３０３ａに加える力の大きさが異なることに起因しており、より大きな力が加わる操作の場合は、剛性が高い。そのように剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で調整することによって、各操作に応じたタッチパネルディスプレイ３０３の操作性を提供することができる。
【０１３０】
２つ目の例では、力及びトルクが加わる軸に応じてパラメータ値を剛性パラメータ情報生成部１１２で変える。例えば、力Ｆｚが１．０となり、トルクＭｘ、Ｍｙが０．８となり、力Ｆｘ、Ｆｙが０．６、トルクＭｚが０．４となるように、剛性を高く設定するときのパラメータを剛性パラメータ情報生成部１１２でそれぞれ変える。このパラメータの変化方法は、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａを押す方向に大きな力が加わることに起因する。
【０１３１】
これは、軸に応じて人３０１が表示部３０３ａに加える力の大きさが異なることに起因しており、より大きな力が加わる操作の場合は、剛性が高い。例えば、表示部３０３ａに対してなぞる方向より、垂直に押す方向の方が力が大きい。そのように剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で調整することによって、各軸に応じたタッチパネルディスプレイの操作性を提供することができる。
【０１３２】
３つ目の例では、タッチする位置に応じてパラメータ値を剛性パラメータ情報生成部１１２で変える。例えば、タッチする位置が原点Ｏから離れるほどパラメータ値を剛性パラメータ情報生成部１１２で大きくし、剛性パラメータ情報生成部１１２で剛性を高く設定する。このことは、原点Ｏから離れた位置でタッチするほど、トルクＭｘ、Ｍｙの値が大きくなることに起因する。
【０１３３】
そのように剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２で調整することによって、各回転方向に応じたタッチパネルディスプレイ３０３の操作性を提供することができる。
【０１３４】
剛性パラメータ情報生成部１１２において、負荷推定部１１１から力情報又はトルク乗法のどちらか一つの情報を取得した場合においても、剛性パラメータ情報を生成することができる。導出方法は上述した方法と同様である。このように、力情報又はトルク情報のどちらか一つの情報を用いて力又はトルクのどちらか一つの剛性パラメータ情報を生成することによって、タッチパネルディスプレイ３０３を保持するアーム１０２の自由度が６軸未満の場合においても適応可能となる。
【０１３５】
剛性パラメータ情報生成部１１２は、剛性パラメータ情報生成部１１２で生成した剛性パラメータ情報と時間情報とをアーム制御部１１３に出力する。
【０１３６】
アーム制御部１１３は、アーム動作情報生成部１０７から動作情報と時間情報とを取得する。また、アーム制御部１１３は、剛性パラメータ情報生成部１１２から剛性パラメータ情報と時間情報とを取得する。
【０１３７】
アーム制御部１１３の１つ目の機能として、アーム制御部１１３に入力された動作情報を、入出力ＩＦ１１４に内蔵されたタイマーを利用して、ある一定時間毎（例えば、１ｍｓ毎）に、アーム制御部１１３から入出力ＩＦ１１４に出力して、モータドライバ１１５を介してアーム１０２の動作を制御する。
【０１３８】
アーム制御部１１３の２つ目の機能として、アーム制御部１１３に入力された剛性パラメータ情報を基に、入出力ＩＦ１１４に内蔵されたタイマーを利用して、ある一定時間毎（例えば、１ｍｓ毎）に、アーム制御部１１３から入出力ＩＦ１１４に出力して、アーム１０２の手先部（タッチパネルディスプレイ３０３の取り付け部）１０２ｅの剛性をアーム制御部１１３で制御する。アーム制御部１１３に剛性パラメータ情報が入力されない場合は、軽い力で人３０１がアーム１０２を移動できるように、アーム制御部１１３で剛性は低く制御されている。ここでは、常にタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａに対する剛性をアーム制御部１１３で制御する。つまり、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａの座標系を基準に、アーム１０２の剛性をアーム制御部１１３で制御する。剛性をアーム制御部１１３で制御することによって、人３０１のタッチ操作を行いやすくする。つまり、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３に対して操作したときに、タッチパネルディスプレイ３０３の位置及び姿勢が変わらないように、剛性をアーム制御部１１３で制御する。
【０１３９】
アーム制御部１１３による剛性の制御方法は、インピーダンス制御又はダンピング制御など、任意の制御方法を用いることも可能である。例えば、出力する力とトルクとにゲインをそれぞれ掛け、アーム１０２の位置及び姿勢をアーム制御部１１３で制御する。このとき、ゲインの値の大きさをアーム制御部１１３で調整することで、剛性をアーム制御部１１３で調整することができる。
【０１４０】
また、剛性を低くしてタッチパネルディスプレイ３０３を移動させるときは、インピーダンス制御又はダンピング制御をアーム制御部１１３で用いればよい。一方、剛性を高めるときには、タッチパネルディスプレイ３０３をその位置に留まるように位置制御をアーム制御部１１３で用いるなど、複数の制御方法をアーム制御部１１３で組み合わせることも可能である。
【０１４１】
なお、タッチ操作のためにアーム制御部１１３で剛性を高く設定しているときは、出力部１１４Ｂでランプの点灯又は音の発生などによって、人３０１に、剛性を高く設定していることを知らせることも可能である。このように、人３０１に剛性の設定を知らせることによって、人３０１が安心してタッチ操作を行えること、又は、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３に衝突することを減らすことができる。
【０１４２】
一方、入力情報取得部１１６は、入出力ＩＦ１１４からの入力情報を取得する。入力情報とは、人３０１が入出力ＩＦ１１４を用いて入力情報取得部１１６に入力する情報のことを示す。
【０１４３】
入力情報の一例としては、タッチパネルディスプレイ３０３の電源のオン／オフの切替情報を表す。
【０１４４】
入力情報の他の例として、熟練度情報を表す。熟練度情報とは、人３０１が第１実施形態にかかるアームの制御装置１０３を使用した使用歴の情報を表す。例えば、使用歴が「０〜１ヶ月」、「２〜５ヶ月」、「６ヶ月〜」の３つの選択肢から人３０１が選択し、人３０１が熟練度情報を入出力ＩＦ１１４を用いて入力情報取得部１１６に入力する。
【０１４５】
入力情報取得部１１６に入力された熟練度情報を基に、タッチパターン推定部１１０において、接触可能範囲の位置情報を調整する。例えば、使用歴の短い人３０１の方が使用歴の長い人３０１と比較して、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａでの接触可能範囲の位置情報を広くする。このようにすることによって、使用歴の短い人３０１がタッチ操作を行う場合に、表示部３０３ａ以外の他の箇所（例えば、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａを囲む外枠部など）に触れながらタッチ操作を行うといった不慣れな状態においても対応することができる。具体的には、図１８Ａ〜図１８Ｃを用いて説明する。図１８Ａの参照符号Ａで囲んだ範囲は、使用歴が「６ヶ月〜」の人３０１における接触可能範囲の位置情報である。人３０１における接触可能範囲の位置情報とは、人３０１が指７０１などでタッチする可能性のある位置の情報であって、より具体的には、タッチする可能性のある範囲の座標値である。使用歴の長い人３０１はタッチ操作に慣れ、選択部分以外にタッチすることが少ないため、接触可能範囲の位置情報を狭くする（すなわち、タッチする可能性のある範囲を狭くする）ことができる。図１８Ｂの参照符号Ｂで囲んだ範囲は、使用歴が「２〜５ヶ月」の人３０１における接触可能範囲の位置情報である。図１８Ｃの参照符号Ｃで囲んだ範囲は、使用歴が「０〜１ヶ月」の人３０１における接触可能範囲の位置情報である。使用歴の短い人３０１はタッチ操作に慣れていないため、タッチ操作を行わない手で画面部３０３ａの一部を支えた状態でタッチ操作を行うことなどがある。例えば、図１８Ｄ及び図１８Ｅに示すように、タッチ操作を行う人の手７０１ではない方の手１８０１で画面部３０３ａの一部、又は、外枠と画面部３０３ａの一部とを支える状態においても、タッチパネルディスプレイ３０３が移動しないので、タッチ操作を可能とする。
【０１４６】
なお、熟練度情報の取得を人の入力によって行ったが、タッチパネルディスプレイ３０３のオンされた回数又はタッチパネルディスプレイをタッチした回数などをタッチパターン推定部１１０で記憶し、熟練度情報をタッチパターン推定部１１０で推定することも可能である。
【０１４７】
＜周辺装置の説明＞
入出力ＩＦ１１４は、アーム制御部１１３から入力された動作情報をモータドライバ１１５に出力する。また、アーム１０２の各軸のエンコーダ１０２Ｅで取得した入力値から、アーム１０２の位置情報及び姿勢情報をエンコーダ内部の演算部で求めたのち入出力ＩＦ１１４に入力され、入出力ＩＦ１１４に入力された位置情報及び姿勢情報と入出力ＩＦ１１４に内蔵されたタイマーからの時間情報とを、入出力ＩＦ１１４から動作情報取得部１０６に出力する。
【０１４８】
入出力ＩＦ１１４は、図１９に示すように、入力部１１４Ａと出力部１１４Ｂとによって構成される。入力部１１２Ａは、入力ＩＦとなっており、キーボード又はマウス又はタッチパネルディスプレイ又は音声入力などにより人３０１が項目を選択する場合、又は、キーボード又はマウス又はタッチパネルディスプレイ又は音声入力などにより人３０１が数字を入力する場合などに用いられる。出力部１１４Ｂは、出力ＩＦとなっており、取得した情報などを外部に出力する場合又はディスプレイなどに表示する場合などに用いられる。出力部１１４Ｂは、ディスプレイ、スピーカ、又は、ランプなどで構成して、取得した情報などを外部に表示、音声、又は、照明の点等若しくは点滅などで出力することもできる。
【０１４９】
モータドライバ１１５は、入出力ＩＦ１１４から取得した動作情報と剛性パラメータ情報とを基に、アーム１０２を制御するために、アーム１０２の各軸のモータ１０２Ｍへの指令値をアーム１０２に出力する。
【０１５０】
＜アームの説明＞
アーム１０２において、入出力ＩＦ１１４に内蔵されたタイマーを利用して、ある一定時間毎（例えば、１ｍｓ毎）に、アーム１０２の動作情報をアーム１０２の各エンコーダ１０２Ｅを用いてエンコーダ内部の演算部で求めて入出力ＩＦ１１４に出力する。また、アーム１０２の各軸のモータ１０２Ｍは、モータドライバ１１５からの指令値に従って制御される。
【０１５１】
ここで、アーム１０２は各関節部にモータ１０２Ｍとエンコーダ１０２Ｅとが配置されている。より具体的には、アーム１０２のアーム部材１０２ａ同士が連結される各関節部１０２ｂには、関節部駆動用のモータ１０２Ｍのような回転駆動装置と、モータ１０２Ｍの回転軸の回転位相角（すなわち関節角）を検出して位置情報及び姿勢情報を内部の演算部で算出して出力するエンコーダ１０２Ｅ（実際には、アーム１０２の各関節部１０２ｂの内部に配設されている。）とを備えている。モータ１０２Ｍ（実際には、アーム１０２の各関節部１０２ｂの内部に配設されている。）は、各関節部１０２ｂを構成する一対のアーム部材１０２ａ（例えば、回動側アーム部材１０２ａと、該回動側アーム部材１０２ａを支持する支持側アーム部材１０２ａ）のうちの一方のアーム部材１０２ａに備えられ、モータドライバ１１５により駆動制御される。各関節部１０２ｂの一方のアーム部材１０２ａに備えられたモータ１０２Ｍの回転軸が、各関節部１０２ｂの他方のアーム部材１０２ａに連結されて、前記回転軸を正逆回転させることにより、他方のアーム部材１０２ａを一方のアーム部材１０２ａに対して各軸周りに回転可能とする。このように構成することにより、モータ１０２Ｍとエンコーダ１０２Ｅとによりアーム１０２を所望の位置及び姿勢に制御することができる。ここでは、６関節を有する６自由度の多リンクマニピュレータとする。アーム１０２の手先部１０２ｅの座標系は、図２０に示す座標系に従い、タッチパネルディスプレイ３０３と同様の座標系とする。なお、アーム１０２の関節数及び自由度は、第１実施形態の数に限られるわけではなく、１以上のいかなる数でも可能である。
【０１５２】
＜動作手順の説明＞
第１実施形態での動作手順について説明する。ここでは、表示するコンテンツについて、文章を読むコンテンツを例に説明する。
【０１５３】
図２１Ａ〜図２１Ｇを用いて、アーム１０２を移動させ、アーム制御装置１０３でコンテンツによって剛性を調整する例の手順を述べる。
【０１５４】
図２１Ａは、人３０１からタッチパネルディスプレイ３０３が離れている時点である。タッチパネルディスプレイ３０３の電源はオフであり、剛性パラメータ情報生成部１１２により、アーム１０２の剛性についてもいずれの軸も低く設定する。これは、アーム１０２の剛性は、剛性パラメータ情報生成部１１２により、その初期値が低く設定されているためである。
【０１５５】
図２１Ｂは、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の側部を持ち、見やすい位置にタッチパネルディスプレイ３０３を移動させている時点である。剛性パラメータ情報生成部１１２により、アーム１０２の剛性をいずれの軸も低く設定するので、人３０１は軽い力で自分の見やすい位置にタッチパネルディスプレイ３０３を移動させることができる。
【０１５６】
図２１Ｃは、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３を見やすい位置に移動させた時点である。
【０１５７】
図２１Ｄは、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の電源をオンにした時点である。この時点で文章を読むコンテンツが表示部３０３ａに表示されているので、剛性パラメータ情報生成部１１２により、＋ｘ，−ｘ，＋ｚ，＋ｒｘ，−ｒｘ，＋ｒｙ，−ｒｙ，＋ｒｚ，−ｒｚの方向の剛性が高くなっている。つまり、コンテンツが切り替わる度に、剛性パラメータ情報生成部１１２により、剛性を高く設定する軸が切り替わる。
【０１５８】
図２１Ｅは、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａをタッチした時点である。コンテンツが表示された時点から、剛性が高くなっているので、人３０１はタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａを押した方向にタッチパネルディスプレイ３０３が移動せずタッチすることができる。また、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａ以外の場所に接触した場合は、剛性パラメータ情報生成部１１２により剛性を低く設定する。
【０１５９】
図２１Ｆは、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａでページめくりの操作を行った時点である。コンテンツが表示された時点で、剛性パラメータ情報生成部１１２により、ページめくり操作を行う方向の剛性が高くなっているので、人３０１はタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａを押した方向にタッチパネルディスプレイ３０３が移動せず、人３０１は表示部３０３ａに対してページめくりの操作をすることができる。
【０１６０】
図２１Ｇは、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３を触らずに、表示されている文章を読んでいる時点である。この時点においても、文章のコンテンツが表示されているので、剛性パラメータ情報生成部１１２により、＋ｘ，−ｘ，＋ｚ，＋ｒｘ，−ｒｘ，＋ｒｙ，−ｒｙ，＋ｒｚ，−ｒｚの方向の剛性が高くなっている。また、ここでも人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａ以外の場所に接触した場合は、剛性パラメータ情報生成部１１２により、剛性を低く設定する。
【０１６１】
なお、剛性パラメータ情報生成部１１２により剛性を低くする時点は、タッチ操作の可能性のないコンテンツが表示された場合又は剛性を高く設定してから一定時間経過した場合など、任意の方法でも可能である。
【０１６２】
以上のように、剛性パラメータ情報生成部１１２により、コンテンツの内容に応じてアーム１０２の剛性を調整しており、人３０１が操作しやすくなっている。
【０１６３】
＜フローチャート＞
第１実施形態のアーム１０２の制御装置１０４の操作手順を図２２及び図２３のフローチャートを用いて説明する。
【０１６４】
図２２は、第１実施形態のアーム１０２の制御装置１０４の操作の一例を示す。
【０１６５】
まず、ステップＳ２２０１では、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３を自分の見やすい位置及び姿勢に移動させ、ステップＳ２２０２に進む。
【０１６６】
次に、ステップＳ２２０２では、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３に表示されたコンテンツを閲覧し、ステップＳ２２０３に進む。
【０１６７】
次に、ステップＳ２２０３では、タッチパネルディスプレイ３０３に表示されたコンテンツ情報に応じて、アーム制御部１１３により、アーム１０２の剛性を制御し、ステップＳ２２０４に進む。ここでは、人３０１がタッチ操作を行う可能性のあるコンテンツが表示されており、剛性パラメータ情報生成部１１２により、アーム１０２の剛性が高く設定されている。
【０１６８】
次に、ステップＳ２２０４では、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａに対してタッチ操作を行う。ステップＳ２２０３において剛性パラメータ情報生成部１１２により剛性を高く設定したので、タッチパネルディスプレイ３０３が移動することなく、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａにタッチすることができる。
【０１６９】
図２３では、図２２で表されるフローチャートのステップＳ２２０３のアーム剛性制御について、詳しく説明する。
【０１７０】
まず、ステップＳ２３０１では、タッチパターン推定部１１０において、コンテンツ情報を表示情報取得部１０８から取得し、ステップＳ２３０２に進む。
【０１７１】
次に、ステップＳ２３０２では、タッチパターン推定部１１０において、表示情報取得部１０８から取得したコンテンツ情報と表示情報データベース１０９からの情報とを基に、人３０１がタッチする可能性のある接触可能範囲の位置情報及び方向情報を推定する。そして、推定した位置情報及び方向情報を、タッチパターン推定部１１０から負荷推定部１１１に出力し、ステップＳ２３０３に進む。
【０１７２】
次に、ステップＳ２３０３では、負荷推定部１１１において、タッチパターン推定部１１０から取得した接触可能範囲の位置情報及び方向情報を基に、タッチパネルディスプレイ３０３に加わる力及びトルクを計算する。そして、計算した力及びトルクを、負荷推定部１１１から剛性パラメータ情報生成部１１２に出力し、ステップＳ２３０４に進む。
【０１７３】
次に、ステップＳ２３０４では、剛性パラメータ情報生成部１１２において、負荷推定部１１１から取得した力及びトルクの値に基づいて、剛性パラメータ情報を生成し、ステップＳ２３０５に進む。
【０１７４】
次に、ステップＳ２３０５では、アーム制御部１１３において、剛性パラメータ情報生成部１１２から取得した剛性パラメータ情報に応じて、入出力ＩＦ１１４及びモータドライバ１１５を介して、アーム１０２の剛性を制御する。
【０１７５】
《第１実施形態の効果》
コンテンツ内容に応じてアーム１０２の剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２により調整することによって、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３を移動させる場合は軽い力で移動させることができ、人３０１が表示部３０３ａをタッチして操作する場合は、剛性パラメータ情報生成部１１２により剛性を高くすることで、人３０１が押した方向にタッチパネルディスプレイ３０３が移動せず、人３０１が表示部３０３ａにタッチすることができる。よって、タッチパネルディスプレイ３０３の操作性を向上することができる。
【０１７６】
（第２実施形態）
図２４は、本発明の第２実施形態における、ロボット１０１Ｂのブロック図を示す。本発明の第２実施形態のロボット１０１Ｂにおけるアーム１０２と、周辺装置１０５と、制御装置１０３Ｂの制御装置本体部１０４Ｂのうちの動作情報取得部１０６と、アーム動作情報生成部１０７と、負荷推定部１１１と、剛性パラメータ情報生成部１１２と、アーム制御部１１３は第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下、詳細に説明する。
【０１７７】
タッチセンサ２４０３は、タッチパネルディスプレイ３０３の表示部３０３ａに取り付けられ、表示部３０３ａにおいてタッチが生じた位置を図１３Ａの座標系に従い検出する。タッチセンサ２４０３で検出した接触可能範囲の位置情報は、入出力ＩＦ１１４を介して初期接触位置情報取得部２４０１に出力する。
【０１７８】
タッチセンサ２４０３を有するタッチパネルディスプレイ３０３としては、例えば、静電容量方式のタッチパネルディスプレイを用いることによって、実現することができる。
【０１７９】
初期接触位置情報取得部２４０１は、入出力ＩＦ１１４から接触位置情報と、入出力ＩＦ１１４に内蔵されたタイマーからの時間情報とが入力される。入出力ＩＦ１１４から入力される接触位置情報は、一例として、図２５で示すような情報である。ここでは、タッチがある場合は１で表され、タッチがない場合には０で表される。
【０１８０】
初期接触位置情報取得部２４０１は、入出力ＩＦ１１４から入力された接触位置情報を基に、初期接触位置情報を生成する。初期接触位置情報の生成方法は、入出力ＩＦ１１４から入力された接触位置情報において、全ての位置でタッチが無い状態が前の時点で検出されることを条件とし、全ての位置でタッチが無い状態からタッチが生じた際の位置を初期接触位置情報取得部２４０１で検出する。
【０１８１】
一例として、図２５で表される接触位置情報が入力された場合は、時間が２４４３（ｍｓ）のとき全ての位置で接触位置情報が０であり、次の時間が２４４４（ｍｓ）のときに位置（０，１）において接触位置情報が１であるので、位置（０，１）が初期接触位置情報として初期接触位置情報取得部２４０１で検出される。他の時間に関しては、上述した条件を満たさないので、初期接触位置情報として初期接触位置情報取得部２４０１で検出されない。
【０１８２】
図２６に、図２５で表される接触位置情報を初期接触位置情報取得部２４０１で検出したときに初期接触位置情報取得部２４０１で生成する初期接触位置情報を示す。ここで、初期接触がある場合は初期接触位置情報が１で表され、初期接触がない場合には初期接触位置情報が０で表される。
【０１８３】
初期接触位置情報取得部２４０１で生成した初期接触位置情報と、時間情報とを、初期接触位置情報取得部２４０１からタッチパターン推定部２４０２に出力する。
【０１８４】
タッチパターン推定部２４０２は、第１実施形態のタッチパターン推定部１１０に代えてアームの制御装置１０３Ｂに備えられ、第１実施形態におけるタッチパターン推定部１１０の機能に加えて、初期接触位置情報取得部２４０１から取得した初期接触位置情報を基に、その後の接触パターンを推定する機能を有する。以下では、追加機能について説明する。
【０１８５】
タッチパターン推定部２４０２は、初期接触位置情報取得部２４０１から初期接触位置情報と時間情報とを取得する。タッチパターン推定部２４０２は、初期接触位置情報取得部２４０１から取得した初期接触位置情報を基に、その後の接触パターンを推定する。第１実施形態との違いは、第１実施形態ではコンテンツ情報のみで位置及び方向情報をタッチパターン推定部１１０で推定していたのに対して、第２実施形態では、コンテンツ情報に加えて、初期接触位置情報を基に位置及び方向情報をタッチパターン推定部２４０２で推定するので、限られた情報だけを、より正確に推定することができる。言い換えれば、人３０１が始めにタッチする位置を初期接触位置情報取得部２４０１で取得し、その後の接触パターンをタッチパターン推定部１１０で推定するのである。具体的には、画面３０３ａに対して、人３０１がタッチしていない状態から初めにタッチする位置を初期接触位置情報取得部２４０１で取得し、次いで、初期接触位置情報取得部２４０１から取得した初期接触位置に基づいて、人３０１がタッチする可能性のある位置情報をタッチパターン推定部１１０で推定する。
【０１８６】
タッチパターン推定部２４０２による推定方法について、ページめくり操作を例に用いて説明する。
【０１８７】
まず、表示情報取得部１０８から図７Ｃで表される文章をコンテンツ情報としてタッチパターン推定部２４０２で取得する。表示情報取得部１０８から取得したコンテンツ情報を基に、閾値を用いた条件をタッチパターン推定部２４０２で導出する。ここでは、一例として、タッチパターン推定部２４０２において、図２７Ａに示される閾値Ｉ〜ＩＶの直線を表示部３０３ａに設定する。
【０１８８】
閾値Ｉはｘ＝−１５０の直線（参照符号Ｉの縦の点線）である。タッチパターン推定部２４０２では、初期接触位置情報においてｘ＜−１５０（斜線の領域）ならば、ｘ方向の方向情報を＋ｘ方向に限定し、−ｘ方向の方向情報を削除する。このことは、タッチパネルディスプレイ３０３において、ページめくり操作を行う際に左端付近に始めにタッチした場合、＋ｘ方向にページめくりを行うとタッチパターン推定部２４０２で推定することができるからである。
【０１８９】
同様に、閾値ＩＩはｘ＝１５０の直線（参照符号ＩＩの縦の点線）である。タッチパターン推定部２４０２では、初期接触位置情報においてｘ＞１５０（斜線の領域）ならば、ｘ方向の方向情報を−ｘ方向に限定し、＋ｘ方向の方向情報を削除する。
【０１９０】
閾値ＩＩＩはｙ＝１００の直線（参照符号ＩＩＩの横の点線）である。タッチパターン推定部２４０２では、初期接触位置情報においてｙ＞１００（斜線の領域）ならば、ｙに関する位置情報を＋ｙに限定し、−ｙの位置情報を削除する。このことは、タッチパネルディスプレイ３０３において、ページめくり操作を行う際に表示部３０３ａの上端付近に始めにタッチした場合、ｙ方向にはあまり移動しないページめくり操作なので、タッチパターン推定部２４０２で＋ｙの領域に推定することができるからである。
【０１９１】
同様に、閾値ＩＶはｙ＝−１００の直線（参照符号ＩＶの横の点線）である。タッチパターン推定部２４０２では、初期接触位置情報においてｙ＜−１００（斜線の領域）ならば、ｙに関する位置情報を−ｙに限定し、＋ｙの位置情報を削除する。
【０１９２】
第２実施形態において推定する接触パターンと第１実施形態において推定する接触パターンとを比較する。一例として、人３０１の手７０１の初期接触位置が図２７Ｂに示す位置Ａ（−１８０，−１５０）の場合、第２実施形態では、初期接触位置が上述した閾値Ｉに関する条件と閾値ＩＶに関する条件とを満たすので、タッチパターン推定部２４０２で、位置情報は図２７Ｃの参照符号Ａで表される領域（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ）であり、方向情報は＋ｘ方向である。一方、第１実施形態では、タッチパターン推定部２１１０で、位置情報は図７Ｄの参照符号Ａで表される領域（−ｘ〜＋ｘ，−ｙ〜＋ｙ）であり、方向情報は＋ｘ方向、−ｘ方向である。この結果から、第２実施形態での追加機能を用いることによって、第１実施形態の場合よりも、推定する情報を限定できていることがわかる。
【０１９３】
また、他の操作においても、拡大又は縮小操作ならば、拡大操作か縮小操作かのどちらかに限定することができる、など、限られた情報だけを正確に推定することができる。
【０１９４】
＜フローチャート＞
第２実施形態のアーム１０２の制御装置１０３Ｂの操作手順を図２８のフローチャートを用いて説明する。
【０１９５】
第２実施形態のアーム１０２の制御装置１０３Ｂの操作の一例は、図２２と同様である。ここでは、図２２で表されるフローチャートのステップＳ２２０３のアーム剛性制御について、図２８を用いて説明する。
【０１９６】
まず、ステップＳ２３０１では、タッチパターン推定部２４０２において、コンテンツ情報を表示情報取得部１０８から取得し、ステップＳ２８０１に進む。
【０１９７】
次に、ステップＳ２８０１では、タッチパターン推定部２４０２において、初期接触位置情報を初期接触位置情報取得部２４０１から取得し、ステップＳ２８０２に進む。
【０１９８】
次に、ステップＳ２８０２では、タッチパターン推定部２４０２において、表示情報取得部１０８から取得したコンテンツ情報と、初期接触位置情報取得部２４０１から取得した初期接触位置情報と、表示情報データベース１０９の情報とを基に人３０１がタッチする可能性のある位置情報及び方向情報を推定し、負荷推定部１１１に出力し、ステップＳ２３０３に進む。
【０１９９】
次に、ステップＳ２３０３では、負荷推定部１１１において、タッチパターン推定部２４０２から取得した位置情報及び方向情報を基にタッチパネルディスプレイ３０３に加わる力及びトルクを計算し、剛性パラメータ情報生成部１１２に出力し、ステップＳ２３０４に進む。
【０２００】
次に、ステップＳ２３０４では、剛性パラメータ情報生成部１１２において、負荷推定部１１１から取得した力及びトルクの値に基づいて、剛性パラメータ情報を生成し、ステップＳ２３０５に進む。
【０２０１】
次に、ステップＳ２３０５では、アーム制御部１１３において、剛性パラメータ情報生成部１１２から取得した剛性パラメータ情報に応じて、入出力ＩＦ１１４及びモータドライバ１１５を介して、アーム制御部１１３によりアーム１０２の剛性を制御する。
【０２０２】
《第２実施形態の効果》
コンテンツ内容に加えて人３０１の初期接触位置に応じてアーム１０２の剛性を剛性パラメータ情報生成部１１２により調整することによって、限定した軸だけで正確に剛性を調整することができる。よって、タッチパネルディスプレイ３０３の操作性をより向上することができる。
【０２０３】
（第３実施形態）
第１実施形態においては、タッチパターン推定部１１０で推定した接触可能範囲の位置情報を基に負荷推定部１１１でタッチパネルディスプレイ３０３に加わる力及びトルクを算出し、算出した力及びトルクを基にアーム１０２の剛性パラメータ情報を生成している。これに対して、第３実施形態では、タッチパターン推定部１１０で推定した接触可能範囲の位置情報を基にアーム１０２の剛性パラメータ情報を生成する。つまり、負荷推定部１１１を備えずに、簡易な方法で剛性パラメータ情報を生成する。
【０２０４】
図３２は、本発明の第３実施形態における、ロボット１０１Ｃのブロック図を示す。本発明の第３実施形態のロボット１０１Ｃにおけるロボットアーム１０２と、周辺装置１０５と、制御装置１０４Ｃのうちの動作情報取得部１０６と、アーム動作情報生成部１０７と、表示情報取得部１０８と、表示情報データベース１０９と、接触パターン推定部１１０と、アーム制御部１１３と、入力情報取得部１１６と、力情報取得部３０４とは第１実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下、詳細に説明する。
【０２０５】
剛性パラメータ情報生成部３２０１は、タッチパターン推定部１１０で推定した接触可能範囲の位置情報をタッチパターン推定部１１０から取得する。剛性パラメータ情報生成部３２０１では、タッチパターン推定部１１０から取得した接触可能範囲の位置情報を基に、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３に接触した際にタッチパネルディスプレイ３０３の姿勢が変化しないように、アーム１０２の剛性パラメータを生成する。
【０２０６】
剛性パラメータ情報生成部３２０１での剛性パラメータ情報の生成方法について説明する。剛性パラメータ情報生成部３２０１では、タッチパターン推定部１１０から取得した位置情報において、全ての位置において位置情報が０の場合は剛性を変更せず、少なくとも１つの位置において位置情報が１の場合は剛性を全ての方向に対して高く設定する。つまり、剛性パラメータ情報生成部３２０１においては、タッチパターン推定部１１０で推定した位置情報を基に、接触可能性がない場合は剛性を変更せず、接触可能性がある場合は全ての方向の剛性を高く設定する。剛性を高く設定する方法は、第１実施形態と同様の方法である。
【０２０７】
このようにタッチパターン推定部１１０の位置情報を基に、剛性パラメータ情報を剛性パラメータ情報生成部３２０１で生成することによって、簡易な方法で、タッチする可能性が有る場合は剛性を高め、タッチする可能性が無い場合は剛性を変更しないようにすることができる。
【０２０８】
＜フローチャート＞
第３実施形態のアーム１０２の制御装置１０３Ｃの操作手順を図３３のフローチャートを用いて説明する。
【０２０９】
第３実施形態のアーム１０２の制御装置１０３Ｃの操作の一例は、図２２と同様である。ここでは、図２２で表されるフローチャートのステップＳ２２０３のアーム剛性制御について、図３３を用いて説明する。
【０２１０】
まず、ステップＳ２３０１では、タッチパターン推定部１１０において、コンテンツ情報を表示情報取得部１０８から取得し、ステップＳ２３０２に進む。
【０２１１】
次に、ステップＳ２３０２では、タッチパターン推定部１１０において、表示情報取得部１０８から取得したコンテンツ情報と表示情報データベース１０９からの情報とを基に、人３０１がタッチする可能性のある接触可能範囲の位置情報及び方向情報を推定する。そして、推定した位置情報及び方向情報を、タッチパターン推定部１１０から剛性パラメータ情報生成部３２０１に出力し、ステップＳ３３０１に進む。
【０２１２】
次に、ステップＳ３３０１では、剛性パラメータ情報生成部３２０１において、タッチパターン推定部１１０から取得した接触可能範囲の位置情報及び方向情報を基に、タッチする可能性を判断する。タッチする可能性が有ると剛性パラメータ情報生成部３２０１で判断した場合はステップＳ３３０２に進み、タッチする可能性が無いと剛性パラメータ情報生成部３２０１で判断した場合はステップＳ３３０３に進む。
【０２１３】
次に、ステップＳ３３０２では、剛性パラメータ情報生成部３２０１において、全ての方向の剛性を高く設定するように剛性パラメータ情報を生成し、ステップＳ２３０５に進む。
【０２１４】
次に、ステップＳ３３０３では、剛性パラメータ情報生成部３２０１において、剛性を変更しないように剛性パラメータ情報を生成し、ステップＳ２３０５に進む。
【０２１５】
次に、ステップＳ２３０５では、アーム制御部１１３において、剛性パラメータ情報生成部３２０１から取得した剛性パラメータ情報に応じて、入出力ＩＦ１１４及びモータドライバ１１５を介して、アーム１０２の剛性を制御する。
【０２１６】
《第３実施形態の効果》
タッチパターン推定部１１０で推定されたタッチする可能性についての情報を基に剛性パラメータ情報を剛性パラメータ情報生成部３２０１で生成するので、簡易な方法でタッチパネルディスプレイ３０３の操作性を向上することができる。
【０２１７】
なお、タッチパネルディスプレイ３０３とアーム１０２とが一体となっている例について説明したが、アーム１０２に対してタッチパネルディスプレイ３０３が着脱可能である形態を採用することも可能である。例えば、タッチパネルディスプレイ３０３がタブレット又はスマートフォンなどのタッチパネルディスプレイ付き携帯機器である場合において、このような形態を使用することができる。
【０２１８】
なお、第１〜第３実施形態において、剛性パラメータ情報生成部１１２による剛性の調整量に関しては、人３０１がタッチパネルディスプレイ３０３に対してインタラクションが発生したときに、タッチパネルディスプレイ３０３の動きが十分に小さい範囲に設定することが望ましい。特に、人３０１に対してタッチパネルディスプレイ３０３がどのような状態にあるかによって、剛性の調整量は設定する必要がある。例えば、図１６に示すように、人３０１とタッチパネルディスプレイ３０３の位置関係によって、同じタッチ操作又はキーボード操作でも、人３０１とタッチパネルディスプレイ３０３の位置関係によって、タッチパネルディスプレイ３０３に加わる力が異なる。そこで、事前に、アーム付きタッチパネルディスプレイ３０３が利用される環境によって、前記剛性の調整量を剛性パラメータ情報生成部１１２で変化させる必要がある。調整方法は、一例として、人３０１が入出力ＩＦ１１４を用いて剛性パラメータ情報生成部１１２に入力することができる。
【０２１９】
なお、本発明を第１〜第３実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本発明は、前記の第１〜第３実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０２２０】
前記各制御装置の一部又は全部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０２２１】
例えば、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。なお、前記実施形態又は変形例における制御装置を構成する要素の一部又は全部を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、
タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢を制御するアームの制御プログラムであって、
前記タッチパネルディスプレイの画面上に表示される情報を表示情報取得部で取得するステップと、
前記表示情報取得部より取得した前記情報に基づいて、前記画面上において人によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向をタッチパターン推定部で推定するステップと、
前記タッチパターン推定部により推定された前記領域及び前記動作方向に基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿って前記タッチパネルディスプレイの位置及び姿勢が変化しないよう前記アームを制御する情報を剛性パラメータ情報生成部で生成するステップと、
前記剛性パラメータ情報生成部より生成された前記情報に基づいて前記アームの剛性パラメータをアーム制御部で制御するステップと、
をコンピュータに実行させるための、アームの制御プログラムである。
【０２２２】
また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク、磁気ディスク、又は、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。
【０２２３】
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【０２２４】
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２２５】
本発明にかかるアームの制御装置及び制御方法、ロボット、アームの制御プログラム、並びに、アームの制御用集積電子回路は、コンテンツ内容に応じてアームの剛性を調整することによって、人はタッチパネルディスプレイを軽い力で移動できるとともに、人がタッチする際に人が押した方向にタッチパネルディスプレイが移動せずタッチパネルディスプレイをタッチすることができ、家庭用のアーム付きタッチパネルディスプレイにおけるアームの制御装置及び制御方法、ロボット、アームの制御プログラム、並びに、アームの制御用集積電子回路として有用である。また、本発明にかかるアームの制御装置及び制御方法、ロボット、アームの制御プログラム、並びに、アームの制御用集積電子回路は、家庭用装置に限らず、産業用のアーム付きタッチパネルディスプレイ、医療用のアーム付きタッチパネルディスプレイにおけるアームの制御装置及び制御方法、ロボット、アームの制御プログラム、並びに、アームの制御用集積電子回路として適用される可能性もある。【０２２６】
本発明は、添付図面を参照しながら実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【要約】
タッチパネルディスプレイ（３０３）の画面（３０３ａ）上の表示情報を取得する表示情報取得部（１０８）と、表示情報に基づいて、画面上において人（３０１）によりタッチされる可能性のある領域及びタッチの動作方向を推定するタッチパターン推定部（１１０）と、推定した領域及び動作方向に基づいて、ディスプレイに対する荷重又はトルクを推定する負荷推定部（１１１）と、推定された荷重又はトルクに基づいて、タッチパネル入力時にタッチした方向に沿ってディスプレイの位置及び姿勢が変化しないようアームを制御する情報を生成する剛性パラメータ情報生成部（１１２）と、生成された情報に基づいてアームの剛性パラメータを制御するアーム制御部（１１３）とを備える。【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２１Ｇ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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