(57)【要約】【課題】  物体や人の状況を認識して最適な行動を取り、人の行動に対して適切な応答を返すことができるコミュニケーションロボットシステムを提供する。【解決手段】  対象物から情報を受信してコミュニケーション行動を取るロボットシステムであって、対象物の属性及びコミュニケーション相手の行動パターンに対応した行動ルールを格納したデータベースから対象物に対する相手の行動パターンに基づいて一つの行動ルールを選択し、実行するとともに、一つの行動ルールに基づいた行動を実行した後に受信した対象物の状態に基づいて先に実行した行動ルールに続いて次に実行すべき最適な行動ルールを選択する。【選択図】  図１
2006231485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物から発信される対象物に固有の情報を受信し、受信した情報に基づいてロボットがコミュニケーション行動を取るコミュニケーションロボットシステムであって、前記対象物に固有の情報は、該対象物の属性及び該対象物に対してコミュニケーション相手が取り得る行動パターンとを含んでおり、コミュニケーションロボットは、前記対象物から発信される情報を受信する受信部と、前記対象物の属性及びコミュニケーション相手の行動パターンに対応したコミュニケーションロボットの行動ルールを格納したデータベースと、受信した情報に基づいて前記対象物の属性及びコミュニケーション相手の行動パターンに対応した行動ルールを前記データベースから取得して記憶する記憶部と、受信した対象物に対するコミュニケーション相手の行動パターンに基づいて前記記憶部に記憶したいくつかの行動ルールの中から一つの行動ルールを選択する行動ルール選択手段と、該行動ルール選択手段で選択した行動ルールを実行する実行手段とを備えるとともに、前記行動ルール選択手段は、一つの行動ルールに基づいた行動を実行した後に受信した前記対象物に対するコミュニケーション相手の行動パターンに基づいて前記記憶部に記憶したいくつかの行動ルールの中から先に実行した行動ルールに続いて実行すべき行動ルールを選択することを特徴とするコミュニケーションロボットシステム。
【請求項２】
前記実行手段は、音声生成手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のコミュニケーションロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コミュニケーションロボットシステムに関し、詳しくは、近くにいるコミュニケーション相手、例えば人間の行動に基づいた的確なコミュニケーション行動を実行することができるコミュニケーションロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種物体に、その物体に関する情報を入力したタグを貼り付け、タグから発信された情報を受信して解析することにより、前記物体に応じた的確な行動をロボットに取らせる方法、システムが多く提案されてきている。例えば、物体に設けた複数のタグからの信号によって物体の姿勢を検出し、その物体の位置と姿勢とからそのときの状態に応じて物体を確実に取り扱えるようにした方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２３０５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の方法では、一定の手順で行動すればよい物体の取り扱いに関しては優れているといえるが、そのときの周囲の状況、例えば人の動作に応じて最適な行動を取るようなことはできなかった。例えば、対象となる人や物体に対する最適な行動は、ロボットと人との会話や動作の状況によって変化していくため、ロボットが外部の情報のみから、そのときに認識対象とすべき物体を把握したり、どのような行動を取るべきかを判断することはできなかった。
【０００４】
そこで本発明は、物体や人の状況を認識して最適な行動を取ることができ、物体に対する人の行動に対して適切な応答を返すことができるコミュニケーションロボットシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のコミュニケーションロボットシステムは、対象物から発信される対象物に固有の情報を受信し、受信した情報に基づいてロボットがコミュニケーション行動を取るコミュニケーションロボットシステムであって、前記対象物に固有の情報は、該対象物の属性及び該対象物に対してコミュニケーション相手が取り得る行動パターンとを含んでおり、コミュニケーションロボットは、前記対象物から発信される情報を受信する受信部と、前記対象物の属性及びコミュニケーション相手の行動パターンに対応したコミュニケーションロボットの行動ルールを格納したデータベースと、受信した情報に基づいて前記対象物の属性及びコミュニケーション相手の行動パターンに対応した行動ルールを前記データベースから取得して記憶する記憶部と、受信した対象物に対するコミュニケーション相手の行動パターンに基づいて前記記憶部に記憶したいくつかの行動ルールの中から一つの行動ルールを選択する行動ルール選択手段と、該行動ルール選択手段で選択した行動ルールを実行する実行手段とを備えるとともに、前記行動ルール選択手段は、一つの行動ルールに基づいた行動を実行した後に受信した前記対象物に対するコミュニケーション相手の行動パターンに基づいて前記記憶部に記憶したいくつかの行動ルールの中から先に実行した行動ルールに続いて実行すべき行動ルールを選択することを特徴としている。さらに、前記実行手段が音声生成手段を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のコミュニケーションロボットシステムによれば、対象物に応じた適切な行動ルールを選択して実行することができ、さらに、実行した一つの行動ルールの結果から次の行動ルールを的確に選択することができるので、そのときの状況に応じて適切なコミュニケーションを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明のコミュニケーションロボットシステムにおけるシステム構成の一形態例を示すブロック図である。まず、コミュニケーションロボット１１には、各種情報を受信するための受信部１２と、対象物である各種物体に対応したコミュニケーションロボット１１の行動ルールを格納したデータベース１３と、受信部１２で受信した情報に基づいて前記対象となる物体に対応したいくつかの行動ルールを取得して記憶する記憶部１４と、受信した物体の属性に基づいて前記記憶部１４に記憶したいくつかの行動ルールの中から一つの行動ルールを選択する行動ルール選択手段１５と、該行動ルール選択手段１５で選択した行動ルールを実行する実行手段１６と、該実行手段１６からの信号によって音声を生成する音声生成手段１７とを備えている。
【０００８】
一方、コミュニケーションロボット１１のコミュニケーション相手、例えば人間とのコミュニケーションを行う際にコミュニケーションロボット１１が認識すべき対象物である物体２１，２２，２３のそれぞれには、各物体に固有の情報を有する無線タグ２１ａ、２２ａ、２３ａが取り付けられるとともに、各物体２１，２２，２３に対して人間が取り得る行動パターンを検出するためのセンサ２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが取り付けられている。
【０００９】
例えば、物体２１がコップである場合、無線タグ２１ａには少なくとも「コップ」という情報が書き込まれており、センサ２１ｂには、人間がコップを動かす（持ち上げる）という行動パターンを検出するための加速度センサが用いられている。また、物体２２が日記帳である場合、無線タグ２２ａには少なくとも「日記帳」という情報が書き込まれており、センサ２２ｂには、人間が日記帳を開いて読むという行動パターンを検出するための曲げセンサが用いられている。さらに、物体２３が絵である場合、無線タグ２３ａには少なくとも「絵」という情報が書き込まれており、センサ２３ｂには、人間が絵に近付いて見るという行動を検出するための近接センサが用いられている。なお、無線タグには各物体に関する様々な情報を記録しておくことができ、各物体に複数の各種センサを取り付けておくこともできる。
【００１０】
次にコミュニケーションロボット１１がコミュニケーション相手である人間とコミュニケーションを取る際の行動の流れの一例を説明する。まず最初は、人間及びコミュニケーションロボット１１の双方が各物体２１，２２，２３を認識（定義）していない状態であり、この状態からコミュニケーション行動が始まる。通常は、コミュニケーションロボット１１が物体を認識した後にコミュニケーションが始まるが、コミュニケーションロボット１１が物体を認識する前に人間が行動を起こすと、例えば、人間がコップを持ち上げると、センサ２１ｂからの「コップが動いた。」という情報が無線タグ２１ａを通して発信され、これを直接あるいは他の送受信装置を介して受信部１２が受信する。このとき、受信したコップが未定義の物体である場合には、データベース１３からコップを勝手に動かしたときに対応する行動ルール、例えば、「動かさないで。」という発話や「手を上げて人間の動作を制止する。」といった行動ルールが選択され、実行手段１６からの信号で音声生成手段１７から「動かさないで。」という音声が出力され、また、実行手段１６からの信号で所定位置のモータが作動して手等が動き、「手を上げて人間の動作を制止する。」という制止行動が行われる。このとき、動作だけでなく発話も行うことにより、人間に対するコミュニケーションをより確実に行うことができる。
【００１１】
通常の場合は、物体に取り付けられた無線タグから発信される情報を無線通信によって受信部１２が受信し、受信した情報に基づいてデータベース１３から物体の属性及びコミュニケーション相手の行動パターンに対応した行動ルールを取得して記憶部１４に記憶する。同時に時刻を読み取って記憶部１４に記憶する。これにより、記憶部１４には、例えば、物体２１としてコップの存在と、コップに対して人間が取り得る行動パターンの一つとして「持ち上げる」という行動パターンと、記憶部１４に記憶した時刻とが物体２１に関する情報として記憶される。
【００１２】
さらに、データベース１３からは、コミュニケーションロボット１１がコップの存在時に取るべきいくつかの行動ルールが取得されて記憶部１４に記憶される。例えば、発話の行動ルールとしては、人間に対してコップを認識させるための「コップがあるよ。」という行動ルールがあり、コップに対して人間が取る行動パターンに対応した行動ルールの一例として、「(コップ内の飲み物を)飲んでみてね。」や、「軽いでしょ。」等という行動ルールがいくつか記憶され、さらに、「飲んでみてね。」に続く行動ルールとして「おいしい？。」といったコップに関する二次的な行動ルールもデータベース１３から取得して記憶しておくこともできる。これらの各行動ルールは、コップという物体に関連するデータとしてひとまとめにして記憶される。
【００１３】
この状態、すなわち、コミュニケーションロボット１１が人間及びコップ（物体２１）を認識した状態になると、いくつかの行動ルールの中から、「コップを指さす」という動作と「コップがあるよ。」という発話が選択され、人間に対してコップの存在を認識させるための動作を取る。これにより、コミュニケーションロボット１１は、人間がコップを認識したと判断する。
【００１４】
そして、人間がコップを持ったり、傾けたりすると、コップに取り付けられた加速度センサが「コップが動いた」ことを検出し、無線タグ２１ａを通して発信される。この加速度センサからの「コップが動いた」という情報を受信すると、コミュニケーションロボット１１はコップを意識した動作ルールの中から、例えば、「首を傾け」ながら「軽いでしょ。」という動作及び発話を行う。すなわち、ここでは、「コップ」という対象物に対してコミュニケーション相手である人間が「持つ」という行動パターンに対応した行動ルールを最優先に選択している。
【００１５】
また、行動ルール選択手段１５が、コップに対して人間が取り得る行動パターンの一つとして、人間がコップ内の飲み物を飲むという行動パターンに着目し、記憶部１４に記憶した行動ルールの中から、「飲んでみてね。」という行動ルールを選択して実行する。これにより、コミュニケーションロボット１１は、人間とのコミュニケーションにおいて、「飲む」という行為が「持つ」という行為よりも優先されたことになる。このようにして「飲む」という行為を優先して認識すると、コミュニケーションロボット１１は、加速度センサが「コップが動いた」ことを検出したときに、人間がコップの中の飲み物を飲んだと認識し、「飲む」という人間の行動パターンに基づいて、記憶部１４に記憶したいくつかの行動ルールの中から先に実行した「飲んでみてね。」という行動ルールに続いて行うべき行動ルールを最優先に選択し、例えば「おいしい？」という発話行動を実行する。
【００１６】
一方、各行動ルールを実行したときに時刻情報を取得しておき、「コップがあるよ」と発話してから、あるいは、「飲んでみてね。」と発話してから、あらかじめ設定した時間が経過してもコップの加速度センサからコップが動いたという検出情報が得られなかった場合は、コミュニケーションロボット１１は、人間がコップに興味を示さないものと判断し、記憶部１４から物体２１であるコップに関する情報を削除する。
【００１７】
また、前記物体２１であるコップに対するコミュニケーションを行った後、あるいは、コミュニケーションを行っている間に、次の物体２２からの情報を取得して、日記帳の存在を認識、定義する。この場合も、コミュニケーションロボット１１が日記帳を定義する前に人間が日記帳を開いて読もうとすると、日記帳に取り付けられた曲げセンサ２２ｂが日記帳の表紙の曲がりを検出し、無線タグ２２ａから「日記帳が曲げられた。」という信号が発信される。このように、ロボット自身が日記帳を認識する前に「日記帳が曲げられた。」という信号を受信すると、「人間が勝手に日記帳を開いて読もうとしている。」と判断し、データベース１３からこの状態に最適な行動ルールを選択して実行に移す。この場合、例えば、「勝手に読んじゃダメだよ。」という行動ルールを選択し、これに基づいた発話や制止動作を行う。
【００１８】
日記帳を認識した後には、コップの場合と同様に、データベース１３から日記帳に関係する行動ルールや行動パターンを情報として取得し、記憶部１４に記憶したいくつかの行動ルールの中から、例えば「日記帳があるよ。」という行動ルールを行動ルール選択手段１５が選択して発話を実行する。この「日記帳があるよ。」という行動ルールを取った後、あるいは、更に「読んでみて。」という行動ルールを取った後、日記帳の曲げセンサ２２ｂが曲がりを検出し、無線タグ２２ａを介して受信部１２が「日記帳が曲げられた。」という信号を受信すると、人間の行動パターンとして「日記帳を読んだ」という行動パターンを認識し、これに基づいて記憶部１４内の行動ルールの中から、「日記帳があるよ。」という行動ルール、あるいは、「読んでみて。」という行動ルールに続いて実行すべき行動ルールとして、例えば、「面白いかな？」という行動ルールを選択して実行し、音声生成手段１７から「面白いかな？」という発話を行う。
【００１９】
物体２３の絵の場合は、「絵があるよ。」と発話した後、近接センサ２３ｂによって人間が絵に近付いたことを認識すると、記憶部１４内の「絵」に関連する行動ルールから、例えば「見えたかな？」という行動ルールを行動ルール選択手段１５が選択して発話を実行する。
【００２０】
このように構成したコミュニケーションロボットシステムでは、まず、対象物である各種物体に取り付けた無線タグ等から発信される対象物に固有の情報、例えば、対象物として「コップ」いう情報を受信部１２で受信したときに、各種対象物に応じた様々な行動ルールを格納したデータベース１３から、「コップ」に関する属性に対応した行動ルールを取り出して記憶部１４に記憶するとともに、コミュニケーション相手、例えば人間がその対象物に取り得る行動パターン、例えば、コップなら「飲み物を飲む」といった人間の行動パターンも同時にデータベース１３から取り出して記憶部１４に記憶する。
【００２１】
次に、コップに注目してコミュニケーションを行うときの最適な行動ルールとして、例えば「飲んでみてね。」と発話する行動ルールを行動ルール選択手段１５が選択して実行手段１６及び音声生成手段１７を介して実行する。この「飲んでみてね。」と発話する行動ルールを実行した後、コップに取り付けた加速度センサによって「人間がコップを持ち上げた」という情報を取得すると、「飲んでみてね。」との発話、及び、その後に「人間がコップを持ち上げた」という連続した情報から人間が飲み物を飲んだと判断し、行動ルール選択手段１５は、「飲んでみてね。」という先に実行した行動ルールに続いて実行すべき行動ルールとして、例えば「おいしい？」という行動ルールを選択して実行する。
【００２２】
また、「飲んでみてね。」と発話する行動ルールを取った後、「人間がコップを持ち上げた」という情報が得られなかった場合は、コップに関する情報を削除して次の対象物、例えば、日記帳とか、絵とかに注目したコミュニケーションを行う。例えば、日記帳ならば「日記帳があるよ。」という行動ルールを取った後に「日記帳が曲げられた。」という人間の行動パターンを受信したときには、「面白いかな？」と発話する行動を取り、絵の場合には「絵があるよ。」の次に「見えたかな？」というような行動ルールを選択して実行する。
【００２３】
したがって、対象物に関する情報だけではなく、その対象物に対するコミュニケーション相手の行動パターンも情報として取得することにより、コミュニケーション相手に対して、そのときの状況に応じた最適な行動及び応答を取ることができる。特に、行動ルールにロボットの動作だけでなく、発話も利用することにより、コミュニケーションをより高度な状態で成立させることが可能となる。
【００２４】
図２はコミュニケーションロボットの基本的な動作の一例を示すフローチャートであって、図３に示すような状態でコミュニケーションロボット３１が人間３２に対してコップ３３に関するコミュニケーションを実行する例を示している。
【００２５】
まず、ステップ１０１でコップ３３に取り付けられている無線タグから情報を受信し、ステップ１０２で受信した情報に基づいてコップ３３に対する行動ルール等をデータベース１３から取り出して記憶部に記憶し、コップ３３を定義する。続いて、ステップ１０３で記憶部に記憶したいくつかの行動ルールの中から現在の状態にもっとも適切な行動ルールを選択して実行し、実行した行動ルールを記憶しておく。例えば、コップを認識した直後の行動ルールとしては、コミュニケーション相手である人間３２にコップ３３を認識させる行動ルールとして、「コップがあるよ。」と発話する行動ルールを選択して実行する。
【００２６】
次に、ステップ１０４でコップ３３に取り付けられている加速度センサからコップ３３が動いたという情報を受信すると、ステップ１０５で、前回実行した行動ルール、この場合は、ステップ１０３で「コップがあるよ。」と発話した行動ルールと、コップ３３が動いたという情報とから、人間３２がコップ３３を持つという行動パターンを認識する。次に、この認識に基づいて、ステップ１０６では、記憶部に記憶したいくつかの行動ルールの中から現在の状態、すなわち、「コップがあるよ。」と発話する行動ルールを実行したら人間３２がコップ３３を持つという行動パターンを取ったという情報に基づき、先に実行した行動ルールの次に実行することがふさわしい行動ルールとして、「軽いでしょ。」あるいは「飲んでみてね。」と発話する行動ルールを選択して実行し、実行した行動ルールの記憶を更新する。
【００２７】
また、ステップ１０７では、ステップ１０４で加速度センサからの情報が受信されない時間ｔがあらかじめ設定した時間Ｔｓを超えたか判定し、受信されない時間ｔが設定時間Ｔｓを超えたときには、ステップ１０８でコップ３３に関する記憶を削除する。
【００２８】
ステップ１０６を実行した後、再びステップ１０４で加速度センサからの情報を監視し、コップ３３が動いたという情報を受信したときには、ステップ１０５において、前回実行した行動ルール、例えば「飲んでみてね。」と発話する行動ルールとコップ３３が動いたという情報とから、人間がコップを持って飲み物を飲んだという行動パターンを認識する。そして、ステップ１０６において、この飲み物を飲んだ行動パターンから、前回の「飲んでみてね。」と発話する行動ルールに続いて次に実行する行動ルールとして、記憶部の中から「おいしい？」と発話する行動ルールを選択して実行する。
【００２９】
このように、コミュニケーションロボット３１は、一つの行動ルールに基づいた行動を実行した後、その行動ルールに対する人間（コミュニケーション相手）の行動パターンを認識し、認識した行動パターンと先に実行した行動ルールとに基づいて次の行動ルールを新たに選択して実行する、という行動を繰り返し行う。
【００３０】
なお、スタート直後や記憶削除後にコップ３３の加速度センサから無線タグを介してコップ３３が動いたという情報が発信されると、前述のように「動かさないで。」と発話する行動ルールをデータベース１３から直接取り出して実行する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のコミュニケーションロボットシステムにおけるシステム構成の一形態例を示すブロック図である。
【図２】コミュニケーションロボットの基本的な動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】コミュニケーション実行時の状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１…コミュニケーションロボット、１２…受信部、１３…データベース、１４…記憶部、１５…行動ルール選択手段、１６…実行手段、１７…音声生成手段、２１，２２，２３…物体、２１ａ，２２ａ，２３ａ…無線タグ、２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ…センサ、３１…コミュニケーションロボット、３２…人間、３３…コップ
【図１】
2006231485.tif 000003
【図２】
2006231485.tif 000004
【図３】
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