(57)【要約】  対象者（３０１）の爪を追加的に塗装するオプションと共に、対象者（３０１）の天然まつ毛（２６０）にまつ毛エクステンション（２６１）を取り付けるプロセスを自動化するための装置。いくつかの実施形態では、エクステンション（２６１）の配置は、コンピュータビジョンを利用するロボット機構（２１９）によって行われ、いくつかの実施形態では、誤動作の場合に対象者を保護するために、ロボット機構（２１９）と前記対象者（３０１）との間に障壁（２０１）が形成されている。【選択図】図１５
2019536651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
まつ毛エクステンションを用いて対象者の複数の天然まつ毛のうちの１つの天然まつ毛を延長するように構成された装置において、
前記まつ毛エクステンションを取得し、前記まつ毛エクステンションを操り、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並んで配置するように構成されたロボット機構と、
前記天然まつ毛の位置を前記ロボット機構に伝達するように構成されたコンピュータビジョンシステムとを備えた装置。
【請求項２】
前記ロボット機構は、３つの互いに直交する軸に沿って直線運動を提供するように構成された直交ロボットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
追加の２つの運動軸が前記直交ロボットの出力に取り付けられ、前記追加の２つの軸はねじれ軸と傾斜軸とを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ロボット機構は、前記追加の２つの軸の出力に取り付けられた一対のピンセットをさらに含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ロボット機構は、前記一対のピンセットと並んで接続された選択的展開可能プローブをさらに含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
追加の３つの運動軸が前記直交ロボットの出力に取り付けられ、前記追加の３つの軸は、ねじれ軸、傾斜軸、およびロール軸を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記ロボット機構は、前記追加の３つの軸の出力に取り付けられた一対のピンセットをさらに含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ロボット機構は、
直列な３つの平行作動回転関節であって、前記３つの平行作動回転関節の各々は重力方向と整列した回転軸を有する、直列な３つの平行作動回転関節と、
重力方向と一直線に並ぶ軸に沿って作用する４つ目の作動並進関節とを提供する、
スカラロボットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記スカラロボットの出力に追加の２つの運動軸が取り付けられ、前記追加の２つの軸はねじれ軸および傾斜軸を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ロボット機構が、前記追加の２つの軸の出力に取り付けられた第１の対のピンセットをさらに含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ロボット機構は、前記第１の対のピンセットとは別々に作動可能であるように構成された第２の対のピンセットさらに含み、少なくとも１つの追加の運動軸が前記第１および第２の対のピンセット間に設けられた、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ロボット機構は、前記第１の対のピンセットの周りに配置された第２の対のピンセットをさらに含み、前記ロボット機構は、前記第１および第２の対のピンセット間の長さに沿って前記第１および第２の対のピンセット間で相対的かつ制御された並進をもたらすように構成され、２つの追加の回転軸は前記第１および第２の対のピンセット間に設けられた、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記スカラロボットの出力に追加の３つの運動軸が取り付けられており、前記追加の３つの軸は、ねじれ軸、傾斜軸、およびロール軸を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記ロボット機構は、前記追加の３つの軸の出力に取り付けられた一対のピンセットをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ロボット機構と通信するコントローラをさらに備え、前記ロボット機構は、前記第４の作動並進関節に対して遠位に取り付けられたロボットヘッド機構をさらに含み、前記ロボットヘッド機構は、前記少なくとも１対のピンセットを選択的に開閉するアクチュエータを有し、前記コントローラは前記アクチュエータを制御するように構成され、前記少なくとも１対のピンセットのうちの１対のピンセットは、前記ロボット機構の３つの回転自由度に対して最も遠位である、請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
前記ロボット機構の各作動関節は電気モータを含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ロボット機構は、６軸の連続回転を直列に提供するように構成された６軸ロボットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記ロボット機構は、前記６軸ロボットの出力に取り付けられた第１の対のピンセットをさらに含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ロボット機構は、
第２の６軸ロボットと、
前記第２の６軸ロボットの出力に取り付けられた第２の対のピンセットまたは鋭い先端のプローブとをさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ロボット機構と通信するように構成されたコントローラをさらに備え、前記コンピュータビジョンシステムは、前記コントローラと通信するように構成されたカメラを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記コンピュータビジョンシステムは、少なくとも１つの追加のカメラをさらに含み、前記コンピュータビジョンシステムは、ステレオコンピュータビジョンを提供するように構成された、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記コンピュータビジョンシステムは、レーザ距離計を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
コントローラをさらに含み、前記コンピュータビジョンシステムは、前記天然まつ毛の位置および前記まつ毛エクステンションの位置を監視し、前記天然まつ毛の前記位置および前記まつ毛エクステンションの前記位置を前記コントローラに伝達するように構成され、前記コントローラは、前記天然まつ毛の前記位置および前記まつ毛エクステンションの前記位置を用いて、前記ロボット機構に前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛と実質的に同軸の向きに操らせるように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記ロボット機構は、冗長検出および処理システムを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
接着剤を貯蔵するように構成された液体装填領域をさらに備え、前記ロボット機構は、前記まつ毛エクステンションを前記接着剤に浸すようにさらに構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
使用者が前記天然まつ毛を分離するために用いられるように構成された手動まつ毛分離ツールをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
前記ロボット機構は、アクチュエータと連結された複数のリンクと、前記まつ毛エクステンションを掴むように構成された第１の端部と、前記複数の天然まつ毛を探るように構成された第２の端部とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
アクチュエータと結合された前記複数のリンクは、５つの作動自由度を通して結合された少なくとも６つのリンクを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記ロボット機構は、スカラロボット、６軸ロボットアーム、または直交ロボットをさらに含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１の端部は、マニキュアブラシを掴むようにさらに構成され、前記ロボット機構は、前記対象者の指の爪にマニキュアを塗布するようにさらに構成された、請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
前記コンピュータビジョンシステムは、立体画像ペアを前記カメラ上に生成するように構成されたミラーまたはプリズムを有するカメラを含むステレオコンピュータビジョンシステムである、請求項２７に記載の装置。
【請求項３２】
前記ロボット機構は、前記第１の端部と前記第２の端部との間にアクチュエータをさらに含み、前記ロボット機構は、前記第１の端部と前記第２の端部とを互いに対して変位させるようにさらに構成された、請求項２７に記載の装置。
【請求項３３】
前記アクチュエータは、ねじれ軸および傾斜軸を含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記アクチュエータは、スラスト軸をさらに含む、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記第１の端部および前記第２の端部は入れ子になっており、前記第１の端部は、前記第２の端部は、前記天然まつ毛を前記複数の天然まつ毛の他のまつ毛から分離している間に、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛上に配置するように構成された、請求項３２に記載の装置。
【請求項３６】
前記第１の端部は、１対のピンセットを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３７】
前記第２の端部は、１対のピンセットを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３８】
前記第２の端部は、２つの鋭利な先端を有するプローブを操るように構成された機構を含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３９】
前記第１および第２の端部の各々は、それぞれのロボットアームに取り付けられ、前記ロボット機構は、前記第１および第２の端部を互いに対して変位させるように構成された、請求項２７に記載の装置。
【請求項４０】
前記コンピュータビジョンシステムは、前記第１および第２の端部の位置もしくは相対位置、または前記第１および第２の端部の一方と前記天然まつ毛との相対位置を伝達するようにさらに構成された、請求項２７に記載の装置。
【請求項４１】
前記第１および第２の端部の位置もしくは相対位置、または前記第１および第２の端部の一方と前記天然まつ毛との相対位置に基づいて前記ロボットシステムを位置決めするように構成されたコントローラをさらに備えた、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
まつ毛エクステンションと、前記まつ毛エクステンションを操るように構成されたロボット機構を含む装置とを用いて、対象者の複数の天然まつ毛うちの１つの天然まつ毛を延長する方法において、
前記まつ毛エクステンションを前記ロボット機構で捉え、
前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように前記ロボット機構で配置する、方法。
【請求項４３】
前記ロボット機構は２つの端部を有し、前記第１の端部は前記まつ毛エクステンションを保持するように構成された機構を備え、前記第２の端部は前記複数の天然まつ毛を移動させるように構成された機構を備え、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置することは前記まつ毛エクステンションを前記第１の端部と共に前記天然まつ毛と並べることを含み、前記方法は、
前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置する前に、前記第２の端部を有する前記複数の天然まつ毛を、他の前記複数の天然まつ毛から分離されるまで動かすことをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１の端部は第１の対のピンセットを備え、前記第２の端部は第２の対のピンセットを備え、前記まつ毛エクステンションを前記ロボット機構で捉えることは前記第１の対のピンセットで前記まつ毛エクステンションを掴むことを含み、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置することは前記まつ毛エクステンションを前記第１の対のピンセットと共に前記天然まつ毛に並ぶように配置することを含み、前記複数の天然まつ毛を動かすことは前記第２の対のピンセットを前記天然まつ毛の周りで押すことを含む方法であって、
前記第２の対のピンセットを開いて、前記天然まつ毛を分離させることをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記第２の端部の機構は、２つの鋭利な先端を有するプローブを備えた、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記装置は、前記天然まつ毛、前記第１の端部、および前記第２の端部を撮像するように構成されたコンピュータビジョンシステムをさらに含み、前記方法は、
前記天然まつ毛、前記第１の端部、および前記第２の端部の位置を前記コンピュータビジョンシステムと共に判断することをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記複数の天然まつ毛を動かすことは、前記まつ毛エクステンションを捉える前に行われる、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
前記天然まつ毛は、少なくとも２つの天然まつ毛の群を備えた、請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
前記まつ毛の位置を撮像し、
前記位置を前記ロボット機構に伝達し、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置することは、前記まつ毛エクステンションを前記位置に基づいて前記天然まつ毛に並ぶように配置することをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項５０】
前記ロボット機構は、視覚サーボを用いるように構成された、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記まつ毛エクステンションを前記天然のまつ毛に並ぶように配置する前に、前記ロボット機構を用いて前記まつ毛エクステンションに接着剤を塗布することと、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に取り付けることとをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項５２】
前記ロボット機構を用いて第２のまつ毛エクステンションを捉え、
前記ロボット機構を用いて前記第２のまつ毛エクステンションに接着剤を塗布し、
前記ロボット機構を用いて前記複数の天然まつ毛のうちの１つの第２の天然まつ毛に並ぶように前記第２のまつ毛エクステンションを配置し、
前記第２のまつ毛エクステンションを前記第２の天然まつ毛に取り付けることをさらに備えた、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記ロボット機構が前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置する前に、手動まつ毛分離ツールを用いることをさらに備えた、請求項４２に記載の方法。
【請求項５４】
マニキュアを対象者の天然の爪に塗布するように構成された装置において、
アクチュエータと連結された複数のリンクと、マニキュアブラシを掴むように構成されたエンドエフェクタとを含むロボット機構と、
前記天然の爪の位置を前記ロボット機構に伝達するように構成されたコンピュータビジョンシステムであって、前記装置は前記天然の爪にマニキュアを塗布する、コンピュータビジョンシステムとを備えた装置。
【請求項５５】
マニキュアの供給をさらに備え、前記ロボット機構は、前記マニキュアブラシを用いて前記マニキュアの供給源からマニキュアを捉えるように構成された、請求項５４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
［０００１］  本出願は、２０１６年１１月１６日に提出された「Ｍａｃｈｉｎｅ  ｆｏｒ  Ｂｅａｕｔｙ  Ｓａｌｏｎ」と題された米国仮特許出願第６２／４２３，０００号の利益を主張する。この出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
［０００２］  本発明は、まつ毛エクステンションを適用する方法に関し、そして選択的にマニキュアの適用に関する。
【背景技術】
【０００３】
［０００３］  まつ毛エクステンションは世界中で人気が高まっている。まつ毛エクステンションは天然まつ毛繊維に一対一で固定されていることから、「人工まつ毛」または「人工まつ毛構造」と呼ばれるものと通常は区別されている。「人工まつ毛」は、まぶたに固定された裏打ち材（まつ毛繊維の近位端の細いストリップ）に結合された（通常は片目用の）まつ毛繊維の完全なセットである。したがって、このプロセスはより単純であり、家庭用に提供されている。しかしながら、まつ毛エクステンションは、通常はシアノアクリレート接着剤を用いて、美容技術者によって各天然まつ毛繊維に１本ずつ苦労して接着される。エクステンションは、米国特許第８，１２７，７７４号に開示されるように分岐を有することができ、米国特許第８，１１３，２１８号に開示されるような、近くのまつ毛と連結されるためのいくつかの方法がある。
【０００４】
［０００４］  まつ毛エクステンションを初めて適用するときは、装着するのにかなりの時間がかかり、最長で２時間かかる。装着の際には、各まつ毛エクステンションをピンセットで正しい向きに摘み上げ、接着剤に浸してから、接着が生じるまで対象者の天然まつ毛繊維のうちの１本に対して配置させる。この大量の人件費に美容サロンのお金がかかるため、そして必要とされる時間の長さと費用がいくらかの顧客を思いとどまらせるため、いくつかの省力化装置が提案されている。そのような装置の１つは、米国特許出願公開第２０１４／０２６１５１４号に開示された、手持ちのまつ毛用のディスペンサである。工場から出てくるエクステンションのトレイに関しては、米国特許第８，７０１，６８５号に見られるように、省力化の提案もなされている。これらのトレイは、人間にとって困難なのはプロセスにおける接着工程だけではないという事実に対抗することを意図している。まつ毛のエクステンションをピンセットで拾うだけでも困難である。また、各エクステンションに、エクステンションを天然まつ毛繊維に固定するために用いられる予め取り付けられた熱収縮チューブを備えることによって、接着剤の取り扱いおよびエクステンションを接着剤に浸す工程をなくすことが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
［０００５］  したがって、まつ毛エクステンションを取り付けるための時間とコストの両方を減らすことのできる、まつ毛エクステンションをより効果的に取り付ける方法が必要とされている。ここに記載された発明は、分岐、連結、またはその他に関わらず全てのまつ毛エクステンションに適用され、接着剤、熱収縮チューブ、またはその他に関わらず、天然まつ毛への全ての接着方法に適用される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［０００６］  本発明は、まつ毛エクステンションを取り付けるためのロボット機構を含む機械である。それは、対象者をロボット機構から保護する構造も含んでいてもよい。ロボット機構は、まつ毛繊維（そのうちのいくつかは天然のものであり、そのうちのいくつかは人工のものである）を識別し見つけることができるセンサシステムを含む制御システムによって制御される。それはまた、まつ毛エクステンションを拾い上げ、必要であれば接着剤を塗布し、そしてそれが接着されるべき天然まつ毛繊維に対してエクステンションを配置するために用いられるピンセットに似たマニピュレータを含んでいる。一実施形態では、ロボット機構および制御システムは、マニキュアまたはマニキュアリムーバを手に塗布するためにも用いられることができる。
【０００７】
［０００７］  本発明のさらなる目的、特徴、および利点は、図面と関連して以下の好ましい実施形態の詳細な説明からより容易に明らかになり、図において同じ参照番号は共通の部分を指してる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】［０００８］  本発明の実施形態の基本的な外部の特徴を示す図である。
【図２】［０００９］  対象者が別の姿勢をとる実施形態を示す図である。
【図３】［００１０］  筐体の内部コンポーネントを示している。
【図４】［００１１］  ロボットヘッド機構の詳細図である。
【図５】［００１２］  メーカーによって提供されるようなまつ毛エクステンションの典型的なトレイを示す図である。
【図６】［００１３］  別の角度から見た、傾斜軸を動かした状態のロボットヘッド機構の詳細図である。
【図７】［００１４］  代替的なコンピュータビジョンシステムを有するロボットヘッド機構の詳細図である。
【図８】［００１５］  筐体の裏側から見下ろした図である。
【図９】［００１６］  サブ筐体内を見た図である。
【図１０】［００１７］  まつ毛分離機構を有するロボットヘッド機構を示す図である。
【図１１】［００１８］  分離プロセス中に対象者の顔を見下ろした図を示す図である。
【図１２】［００１９］  まつ毛分離機構プローブが移動した後の図１１と同じ図を示す図である。
【図１３】［００２０］  手動まつ毛分離ツールを示す図である。
【図１４】［００２１］  スカラロボットを用いる代替的な実施形態を示す図である。
【図１５】［００２２］  ６軸ロボットを用いた代替的な実施形態を示す図である。
【図１６Ａ】［００２３］  湾曲ピンセットを用いた代替的なロボットヘッド機構構成を示す図である。
【図１６Ｂ】［００２４］  代替的なロボットヘッド機構の動作の概略上面図である。
【図１６Ｃ】［００２５］  代替的なロボットヘッド機構の動作の概略上面図である。
【図１６Ｄ】［００２６］  代替的なロボットヘッド機構の動作の概略上面図である。
【図１６Ｅ】［００２７］  代替的なロボットヘッド機構の動作の概略上面図である。
【図１７Ａ】［００２８］  図１６Ａ〜図１６Ｅの湾曲ピンセットを用いた代替的なロボットヘッド機構の上面図である。
【図１７Ｂ】［００２９］  図１７Ａの代替的なロボットヘッド機構の側面図である。
【図１８】［００３０］  追加の２つの自由度を含む、図１７Ａおよび図１７Ｂのものと同様の代替的なロボットヘッド機構を示す図である。
【図１９Ａ】［００３１］  ロボットヘッド機構の第１の図である。
【図１９Ｂ】［００３２］  図１９Ａのロボットヘッド機構の第２の図である。
【図１９Ｃ】［００３３］  図１９Ａのロボットヘッド機構の第３の図である。
【図１９Ｄ】［００３４］  図１９Ａのロボットヘッド機構の第４の図である。
【図２０】［００３６］  理想化されたまつ毛およびより現実的なまつ毛の概略図である。
【図２１】［００３７］  図２１Ａは２つのまつ毛を示す図である。［００３８］  図２１Ｂは図２１Ａの２つのまつ毛を誤って一緒に接着した様子を示す図である。［００３９］  図２１Ｃは図２１Ｂの接着によって生じる不規則な成長パターンを示す図である。
【図２２】［００４０］  様々な種類の塊による人間の天然まつ毛を高倍率で概略的に示す図である。
【図２３】［００４１］  単体のまつ毛の評価のための様々な幾何学的許容基準を示す図である。
【図２４Ａ】［００４２］  ステレオカメラシステムがどのようにまつ毛の塊を識別するのに役立つことかを示す図である。
【図２４Ｂ】［００４３］  図２４Ａのステレオカメラシステムがどのようにまつ毛の塊を識別するのに役立つかを示す図である。
【図２４Ｃ】［００４４］  図２４Ａのステレオカメラシステムがどのようにまつ毛の房を識別するのに役立つかを示す図である。
【図２５Ａ】［００４５］  まつ毛の位置についての良い先験的な知識を必要としないピンセットに関する分離方法の第１の部分を示す図である。
【図２５Ｂ】［００４６］  図２５Ａの方法の第２の部分を示す図である。
【図２５Ｃ】［００４７］  図２５Ａの方法の第３の部分を示す図である。
【図２５Ｄ】［００４８］  図２５Ａの方法の第４の部分を示す図である。
【図２６】［００４９］  対象者のまつ毛内で動作し、作業領域から離れた基準マーカを有するピンセットを描いた図である。
【図２７】［００５０］  まつ毛を繰り返し離間させ、それらを許容基準と照らし合わせて確認するためのプロセス図である。
【図２８】［００５１］  様々な幾何学的基準およびパラメータに基づいてまつ毛を評価するためのプロセス図である。
【図２９】［００５２］  幾何学的およびニューラルネットワークプロセスの両方を用いてまつ毛を評価するためのプロセス図である。
【図３０Ａ】［００５３］  ２つの別々のプローブを使用し、後者のステップまでまつ毛位置の良い知識を必要としない分離方法の第１の部分を示す図である。
【図３０Ｂ】［００５４］  図３０Ａの方法の第２の部分を示す図である。
【図３０Ｃ】［００５５］  図３０Ａの方法の第３の部分を示す図である。
【図３０Ｄ】［００５６］  図３０Ａの方法の第４の部分を示す図である。
【図３１】［００５７］  ステレオコンピュータビジョンを用いて、人間の天然まつ毛の一般的な位置を確認する方法を示す図である。
【図３２】［００５８］  筐体用のカート型マウントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［００５９］  以下の説明は、多数の特定の構成、パラメータなどを説明している。しかしながら、そのような説明は本発明の範囲に対する限定として意図するものではなく、代わりに例示的な実施形態の説明として提供される。
【００１０】
［００６０］  以下の説明において、用語「まつ毛」が用いられる場合、それは人の１つ以上の天然まつ毛繊維を指すことを意味している。「まつ毛エクステンション」または「エクステンション」という用語が用いられる場合、それは人工のまつ毛エクステンションを指すことを意味する。「まつ毛の扇形」という用語が用いられる場合、それは目に関連する全ての天然まつ毛を意味する。
【００１１】
ロボットまつ毛エクステンション
［００６１］  図１は、本発明の実施形態の基本的な外部の特徴を説明するロボットまつ毛エクステンションシステムの外観図である。この実施形態は、対象者３０１および使用者を保護するための筐体２０１を有している（「対象者」という用語はまつ毛エクステンションを受ける人を指すのに用いられ、「使用者」という用語は、通常、必ずしもそうではないが美容技術者である、装置を操作する人を指す）。対象者３０１は、歯科医院の椅子、より適切には、対象者の髪を洗うためにしばしば行われるようにリクライニングすることができるタイプの美容室用の椅子、と非常によく似た椅子３０２にもたれる。筐体２０１は、その内部のロボット機構が対象者３０１のまつ毛にアクセスできるように、対象者３０１の顔に対して筐体２０１を位置決めするために用いられるアーム１０３によって床、天井、または椅子に取り付けられている。アーム１０３は、多くの形態をとることができ（そして、筐体３０１を対象者３０１の上に転がし、床から筐体２０１までの距離を容易に設定することのできる方法を有する単なるカートでさえあってもよい）、ここでのアームは、通常歯科医院でＸ線装置のようなさまざまな器具を置くのに使用されるアームとして描かれることを意味している。アーム１０３は、歯科医の器具台を様々な位置に容易に移動させても常に水平に保つために歯科医院で用いられるもののようなパンタグラフ機構（図示せず）を含んでいてもよい。アーム１０３はまた、垂直方向のピボットを中心に回転する単純なスイングアームであってもよい。図１のシステムはまた、筐体２０１が対象者３０１に近接しているときにロボット機構が対象者３０１のまつ毛にアクセスすることを可能にする、筐体２０１の下面の開口部からなる窓２６９を示している。当然ながら、筐体２０１は対象者３０１および使用者をロボット機構から保護することができるが、窓２６９から突き出ることがあるロボット機構の部分に対して保護することはできない。さらに安全性を確保する方法はいくつかある。第一に、ロボット工学の専門家は、外科用ロボット工学で行われているような厳格なプロセス制御と冗長なセンシングおよび処理を通して本質的に安全なロボットを作ることが可能であることに気付くであろう。しかしながら、ロボット機構が、窓２６９を通って対象３０１のまつ毛を除いたいかなる部分にも到達できないように、人に配置された保護層を提供することも可能である。ロボット機構を人間の目に損傷を与えられないほど弱く設計することさえ可能である（これは、適用されているまつ毛エクステンションが非常に軽く、非常に弱いロボットによって操られることができることにより可能である）。以下の説明では、ロボットは本質的に安全であり、過度の危険を伴わずに人間である対象者および使用者の近くで動作することができると一般に想定されるが、ここに示す実施形態は選択した安全システムに係らず通常は適切なものである。
【００１２】
［００６２］  図２に示す代替的な実施形態では、対象者３０１は、代替的な椅子１２２の上で、リクライニングするよりもむしろ、前かがみになる。図２では、代替的な椅子１２２は大きなパッド入りピラミッド形として描かれているが、椅子１２２は前向きマッサージ椅子または膝立ちコンピュータ椅子と同じくらい簡単にすることができる。この実施形態では、代替的な筐体１５１は、その上面に代替的な開口部１６９を有して床または支持面に置かれることができる。もちろん、これはロボット機構に異なる向きをもたらすことになるが、ロボット工学の分野ではロボットの向きをどのように調整できるかはよく理解されている。この代替実施形態にとって有利な点は、対象者３０１がシステムからいつでも自分自身を外すことができることであり、上述の実施形態では、対象者３０１が出られるようになる前に筐体２０１が取り外されるようになっている。さらに、この実施形態はまた、別の筐体１５１を地面または支持面に直接または短い脚により配置して、他の支持構造の必要性を低減させる。しかしながら、多くの人がこの姿勢が前の実施形態のリクライニング姿勢よりも快適でないと感じることは不利である。それでも、２つの実施形態は一般に同様のロボット機構および機器を用いることができる。
【００１３】
［００６３］  図３では、筐体２０１の前面２１６および屋根２１７（図１参照）は、筐体２０１の内部を見ることができるように省略されている。また、筐体２０１の右側２１８は、視認性を高めるために切り取られている。筐体２０１の内部にロボット機構２１９があることが分かる。機構２１９は、「直交ロボット」または「ｘｙｚステージ」と一般に呼ばれる種類のものである。この機構をさまざまな方向に直線的に動かすのは、リニアアクチュエータ（および後述のヘッド上の回転軸）の組み合わせによる。図３では、ｘ軸の方向は矢印２２０で示され、ｙ軸の方向は矢印２２１で示され、そしてｚ軸の方向は矢印２２２で示されている。図３では、ロボット機構２１９は、ｘ軸カート２２６をｘ軸に沿って前後に移動させるｘ軸ベルト２２５に接続されて、ｘ軸モータ２２４によって駆動される２つのｘ軸アクチュエータ２２３を有している。ロボット機構２１９を実装するために用いられる配線および他の詳細は、明確さのために省略されている。
【００１４】
［００６４］  ロボット機構２１９はまた、ｘ軸カート２２６に取り付けられたｙ軸アクチュエータ２２７を有している。Ｙ軸アクチュエータ２２７は、Ｙ軸カート２３０をｙ軸に沿って前後に移動させるＹ軸ベルト２２９に接続されて、Ｙ軸モータ２２８によって駆動されている。ロボット機構２１９はまた、ｙ軸カート２３０に取り付けられたｚ軸アクチュエータ２３１を有している。Ｚ軸アクチュエータ２３１は、ｚ軸スライド２３３をｚ軸に沿って上下に移動させる不図示のベルトによってｚ軸スライド２３３に接続されたｚ軸モータ２３２によって駆動される。ロボットヘッド機構２３４は、ｚ軸スライド２３３に接続されている。
【００１５】
［００６５］  明確にするためにロボット機構２１９の他の部分を省略して、ロボットヘッド機構２３４を図４に示す。図４では、向きの用語は、傾斜（またはピッチ）軸１８１、ロール軸１８２、およびねじれ（またはヨー）軸１８０としてラベル付けされている。ロボットヘッド機構２３４の第１の構成要素は、ｚ軸スライド２３３に取り付けられており、この実施形態では、ねじれ軸アクチュエータ２３５である。アクチュエータ２３５は、内部機構およびモータを使用して、ロボットヘッド機構２３４の残りの部分をｚ軸の周りに回転させる。ねじれ軸アクチュエータ２３５の下には、ねじれ軸アクチュエータ２３５の底部を傾斜軸アクチュエータ２３７に接続する傾斜アクチュエータブラケット２３６がある。アクチュエータ２３７は、内部機構およびモータを用いて、ｚ軸に垂直であるがねじれ軸アクチュエータ２３５と共に回転する軸を中心にロボットヘッド機構２３４の残りの部分を回転させる。この実施形態では、駆動される５つの軸があり、ｘ（アクチュエータ２２３）、ｙ（アクチュエータ２２７）、ｚ（アクチュエータ２３１）、ねじれ（アクチュエータ２３５）、および傾斜（アクチュエータ２３７）に作動する。当業者は、エンドエフェクタの真の任意の位置を得るために、ロボットが少なくとも６つの自由度を持たなければならないことに気付くであろう。しかしながら、この実施形態では、エクステンションがロボット機構２１９に概ね一貫した向きで受け取られることを確実にすることによって追加の軸の複雑さが回避されている。これは、図５の列２７２に示すように、人工まつ毛エクステンションが概ね規則的な列になるために可能である。いずれにしても、ロール軸アクチュエータが傾斜軸アクチュエータ２３７のそばに追加されて、必要に応じてこの軸を設けることができることは容易に分かる。
【００１６】
［００６６］  図６は、別の角度から見た、傾斜軸を動かした状態のロボットヘッド機構２３４の詳細図である。把持アクチュエータ２３８は、傾斜軸アクチュエータ２３７の出力部に直接的に取り付けられており、ピンセット２３９を把持および把持解除するための単純な機構を有する。ピンセット２３９は固定側２５８と移動側２５９とを有している。「静止」とは、把持アクチュエータ２３８が作動されるときにピンセット２３９の側部２５８がロボットヘッド機構２３４の他の部分に対して動かないが、移動側２５９は動くことを意味する。把持アクチュエータ２３８は、単純な空気圧アクチュエータ、ソレノイド型アクチュエータ、電気モータ、または一般的に用いられる任意の数の把持機構であってもよい。当然ながら、これらのタイプのアクチュエータのいずれもコンピュータシステムまたはコントローラによって選択的に作動させてもよい。カメラ２４０およびＬＥＤライトアレイ２４１も傾斜軸アクチュエータブラケット２３６に取り付けられている（したがって、この実施形態では傾斜軸と共に移動しない）。これらは、天然のまつ毛と合成まつ毛エクステンションの両方を照らすように配置されるべく、ロボット機構制御システムのコントローラによって使用される。制御システムは、天然まつ毛および合成まつ毛エクステンションの位置および向きを判断しようとするためにコンピュータビジョン（マシンビジョンとも呼ばれる）技術を用いたコントローラの形態とすることができる。例えば、ロボット機構制御システムは、カメラ２４０からの画像を処理し位置を推定するという基本機能を実行するために、ＲＯＳ（登録商標）オペレーティングシステムを実行し、ＯｐｅｎＣＶ（登録商標）ライブラリからのコンピュータビジョンルーチンを使用してプログラムされたマイクロプロセッサであってもよい。カメラ２４０は、コンピュータまたはコントローラと通信するデジタルカメラである。当業者は、天然まつ毛繊維および合成まつ毛エクステンションを三次元空間に配置する能力を向上させるために、２つのカメラを使用することができ、双眼またはステレオコンピュータビジョンと呼ばれる技術がカメラ２４０の代わりに使用されることができることに気付くであろう。そのような構成は、２つのステレオカメラ２７７が１つのライト２７８の両側に１つずつ示された図７に示されている。いくつかの実施形態においてステレオカメラ２７７を提供することの重要な点は、それが可能であるという条件で、両方のカメラからの画像で対象が適切に認識されるコンピュータビジョンシステムが６つ全ての（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ）空間寸法における対象の位置および向きを計算できるということである。いくつかの実施形態では、一対の立体画像を１つのカメラで生成するために、単一のカメラをミラーおよび／またはプリズムと共に用いてもよい。代替的に、構造化されたライトレンジファインダまたは走査式ＡＭまたはＦＭレーザレンジファインダを使用して、天然まつ毛繊維および合成まつ毛エクステンションを三次元空間に配置してもよい。実際に、このタスクを実行することができる今日利用可能な多くの解決法がある。同様に、ＬＥＤ以外の多くの光源によって照明を提供することが���き、または構造化光距離計のような装置を使用して繊維の位置および配向を決定するタスクを実現することによって照明を不要にすることができる。
【００１７】
［００６７］  図８に係る機械の裏側を見ると（明確にするためにほとんどの内部要素が取り除かれている）、筐体２０１の内側へのアクセスを提供するために開くことができるアクセスドア２４２があることが分かる。筐体２０１の内側には、使用者が機械によって用いられる消耗品を残すことができる標的領域がある。本実施形態では、機械の床２０７上に３つの長方形の領域が示されている。これらは、エクステンションＡ装填領域２４３、エクステンションＢ装填領域２４４、およびエクステンションＣ装填領域２４５である。領域２４３〜２４５は、ピンセット２３９がアクセスできるようにするために、様々な長さおよび／または形状のまつ毛エクステンションのトレイを配置できる場所である。まつ毛エクステンションは、通常、図５に示すまつ毛エクステンショントレイ２７３のようなトレイ上にあり、様々な列のエクステンションが粘着性裏当て材に取り付けられている。本実施形態では、使用者は、１つのサイズのエクステンションをエクステンションＡ装填領域２４３に、別のサイズを含むトレイをエクステンションＢ装填領域２４４に、さらに別のサイズを含むトレイをエクステンションＣ装填領域２４５に配置することができる。制御システムは、使用者が目のどの領域にＡの大きさを用いるか、どの領域にＢの大きさを用いるか、どの領域にＡおよびＢの混合を用いるか等を指定できるユーザーインターフェース（筐体２０１の外側に取り付けられたタッチスクリーンなど。図示せず）を有することができる。ロボット機構２１９は、エクステンションを配置するために視覚システムまたは他のシステムを使用しているので、使用者がトレイを配置するのにそれほど時間がかからないように、装填領域内のトレイの正確な配置は柔軟であってもよい。いくつかの実施形態では、トレイは、トレイの種類を自動的に識別するために用いることができるバーコードまたはＲＦＩＤタグなどの識別タグを含むことができる。
【００１８】
［００６８］  図８に係る機械の裏側からも見られるのは、筐体２０１のフロア２０７上に指定された２つの円形領域である。これらの領域は、考えられる液体装填領域、すなわち液体Ａ装填領域２４６および液体Ｂ装填領域２４７を説明することを意図している。この実施形態では、液体Ａ装填領域２４６が領域内に配置された接着剤カップ２４８と共に示されている。接着剤カップ２４８は、天然まつ毛繊維に人工エクステンションを接着するために用いられるであろう数滴の接着剤（通常はシアノアクリレートであるが、銀イオンのような抗菌化合物で強化されたシアノアクリレートのような特別な接着剤であってもよい）を使用者が入れる浅いカップである。液体Ｂ装填領域２４７は他の様々な液体に用いることができる。例えば、接着剤用のプライマーは、ピンセット２３９が対象者３０１のまつ毛にプライマーを分配するために掴むことができる綿棒状の道具を含む容器内の液体Ｂ装填領域２４７に配置されることができる。しかしながら、実際には、開始する前に、使用者にプライマーを対象者３０１のまつ毛に塗布させることがより容易であり得る。いくつかの実施形態では、接着剤は、必要に応じて接着剤を分配するための自動アプリケータによって塗布されることができる。いくつかの実施形態では、接着剤は、水のような化学物質であってもよい促進剤、またはＵＶ光のようなエネルギの使用によって早められた早さで硬化されてもよい。促進剤の種類は、用いられる接着剤の種類によって異なる。
【００１９】
［００６９］  図８はまた、ロボット機構２１９のコントローラ２７６も示す。ロボット機構用のコントローラは当技術分野ではよく理解されているので、コントローラ２７６はロボット機構２１９および筐体２０１の他の図から省略されている。しかし、コントローラ２７６は、一般性を失うことなく、ロボット機構２１９の制御に用いられる電子機器および計算機器を表すことを理解されたい。これは、モータ２２４，２２８，２３２ならびにねじれおよび傾斜軸アクチュエータ２３５，２３７を制御するために用いられるパワーエレクトロニクス、ならびにロボットの他の任意のモータおよびアクチュエータを含んでいる。さらに、コントローラ２７６は、カメラ２４０（またはステレオコンピュータビジョンシステムが用いられる場合にはステレオカメラ２７７）およびロボット機構２１９によって用いられる任意のセンサと通信するように構成されている。コントローラ２７６は、限定されないが、以下のうちの１つまたは複数の、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）から構成されることができるコンピューティングシステムをさらに含んでいる。コントローラ２７６は、ロボット機構２１９の動きをコンピュータビジョンシステムから受信したデータと調整し、次にまつ毛の分離およびエクステンションの配置中に説明した動きを実行するために用いられるソフトウェアを含んでいる。いくつかの実施形態において、コントローラ２７６は、カメラ２４０またはステレオカメラ２７７と共に、コンピュータビジョンシステムを備えている。他の実施形態では、カメラ２４０またはステレオカメラ２７７は、コンピュータビジョンシステムを構成するのに十分な処理を含んでいる。一般に、用語「コンピュータビジョンシステム」は、ここでは、環境を２Ｄまたは３Ｄで画像化するように構成された任意のセンサまたはセンサ群を意味するために広く使用されている。ロボットおよび／またはエンドエフェクタの動きを視覚的に調整するためのコンピュータビジョンシステムの使用は、しばしば視覚サーボと呼ばれる。このような視覚サーボシステムでは、ロボットはコンピュータビジョンシステムからの情報を用いてその内部位置モデルを修正し、この内部位置モデルは、他の方法では関節位置センサを介して通常は作成される。この利点は、コンピュータビジョンシステムが出力位置の絶対測定値である場合、関節位置センサが各関節に誤差を追加し、ロボットの各追加関節に累積誤差が累積することである。いくつかの実施形態では、１つのコンピューティングシステムは、コンピュータビジョンおよびロボットシステムに用いることができ、または通信する専用コンピューティングシステムをそれぞれに用いることができる。
【００２０】
［００７０］  一般に、装置は、使用者が特定の対象者の要求に応じてロボット機構２１９およびコントローラ２７６を構成することを可能にするために提供されたユーザーインターフェースを含むことができる。このインターフェースは、対象者の天然まつ毛のどの領域でどのタイプのエクステンションを用いるかの決定を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、データ、使用統計、診断、および支払い情報を伝達するために、ロボット機構２１９およびコントローラ２７６にクラウドコンピューティングプラットフォームへの通信を提供されることができる。
【００２１】
エクステンションの取り付け
［００７１］  この段落は、本発明を使用してまつ毛エクステンションを取り付けるプロセスの主要部分を要約する。最初に、使用者は、対象者３０１が望む外観について話し合い、用いるまつ毛エクステンションのタイプを選択する。この実施形態では、次に、使用者は最大３つの異なる長さのエクステンションのトレイを装填領域２４３〜２４５に入れる。次に、使用者は、（前述したように）ユーザーインターフェースを使用して、目の周囲のどの領域にどのサイズのエクステンションを用いるかを示すことができる。本発明が対象者のまつ毛にプライマーを塗布するのに使用されない場合、使用者はこの時点で手動によりそれを行うことができる。次に、使用者は、数滴の接着剤を接着剤カップ２４８に入れ、接着剤カップ２４８を液体Ａ装填領域２４６上に置き、アクセスドア２４２を閉じ得る。次に、使用者は、（美容技術者がまつ毛エクステンションを取り付けるときに現在行われているように）対象者の下まつ毛をテープで固定し、筐体２０１を位置決めすることができる。このとき、使用者はユーザーインターフェースを使用してプロセスを開始することができる。次に、ロボット機構２１９は、（アクチュエータ２２３，２２７，２３１，２３５，２３７を使用してそれ自体を適切な位置に移動させることによって）ＬＥＤライト２４１およびカメラ２４０を使用して天然まつ毛を検査し、それらが適切に配置されているかどうかを判断する。制御システムは、カメラ２４０による出力と前述のコンピュータビジョン技術とを使用してこれを行う。まつ毛が正しく配置されていない場合、ロボット機構２１９はプロセスを停止し、使用者に問題を修正するように促す。次に、ロボット機構２１９は、開いているピンセット２３９を使用して対象者のまつ毛を１つずつ分離して、それらが互いにくっついていないことを確実にすることにより、対象者のまつ毛を「羽づくろい（ｐｒｅｅｎｉｎｇ）」することによってプロセスを開始することができる（しかしながら、これは通常は必要とされないこともある。いずれの場合も、まつ毛の分離は以下の記載で説明する）。いくつかの場合では、この分離は分解と呼ばれる。次に、ロボット機構２１９は、装填領域２４３〜２４５のうちの１つに進み、カメラ２４０を使用してトレイ上の一列のエクステンションから次のエクステンションを見つけ、把持アクチュエータ２３８を使用してまつ毛エクステンションの周りでピンセット２３９を掴む。アクチュエータ２２３，２２７，２３１，２３５，２３７を使用して、ピックアップされるエクステンションに対してそれ自体を適切に位置決めすることによって、これは適切な向きで行われる。ロボット機構２１９は、次に、液体Ａ装填領域２４６に進む。次に、ロボット機構２１９は、傾斜軸アクチュエータ２３７を使用して、（これから近位端と呼ばれる）接合される端部が多かれ少なかれ垂直方向になる位置にエクステンションを傾斜させる。次にシステムはカメラ２４０からの出力を使用して接着剤カップ２４８の位置を見つけ、エクステンションの近位端をカップ内に浸して接着剤を塗布する。ロボット機構２１９は次に、エクステンションを対象者の天然まつ毛の近くに移動させる。システムは次にカメラ���４０からの出力を使用して、接着される第１の天然まつ毛の位置を決定する。この時点で、ロボット機構２１９は、必要に応じて、以下に説明する技術を用いて他のものから第１のまつ毛を分離することができる。それが行われると、ロボット機構２１９はアクチュエータ２２３，２２７，２３１，２３５，２３７を使用してエクステンションを天然まつ毛に適切に向け、次にエクステンションを天然まつ毛に接触させて置き、一時的に接着剤を接着させてからピンセット２３９を解放する。ロボット機構２１９は、次に適切なエクステンション装填領域の領域に戻り、次のエクステンションを用いてプロセスを繰り返すことができる。このサイクルが繰り返されると、システムは、伸長されるべき次のまつ毛が、異なる長さのエクステンションが規定された領域にあり、したがって異なるエクステンション装填領域２４３〜２４５からのエクステンションを掴むことを決定することができる。
【００２２】
［００７２］  いくつかの実施形態では、ロボット機構２１９がエクステンションを対象者の天然まつ毛の近くに移動させる前に、適切な量の接着剤が接着剤カップ２４８から塗布されることを確認することが望ましい。これはカメラ２４０からの出力で行うことができ、システムは接着剤を塗布した後のエクステンションおよび接着剤の幅に基づいて塗布された接着剤の量を決定する。多過ぎる接着剤が存在する場合は、専用の機構を用いるか、または指定された接着剤捨て場に対して接着剤をブラッシングすことによって除去することができる。これは、目の下のテープやその他のガーゼに余分な接着剤を拭き取るといった、手動エクステンションで用いられる方法と似ている。
【００２３】
［００７３］  いくつかの実施形態では、１つのエクステンションを複数のまつ毛に取り付けることが望ましい場合がある。天然まつ毛は異なる早さで成長し、２つを接着すると時間の経過とともにエクステンションの方向が変わる可能性があるため、そうすることにより概ね避けられる。しかしながら、いくつかの場合は、特定の審美的理由から望ましいことがある。したがって、指示があれば、１つのエクステンションで２つ以上のまつ毛を意図的に接着することができる。
【００２４】
［００７４］  いくつかの実施形態では、接着剤は使用されないが、代わりに熱収縮性プラスチックチューブ（熱収縮）またはバンドが用いられることができる。そのような実施形態では、プロセスは説明されたように進行するが、ロボット機構は、接着剤を塗布する代わりに、エクステンションおよび熱収縮バンドをまつ毛上に通す前にエクステンションと熱収縮バンドとを引っ掛ける。次に、ロボット機構に取り付けられた熱風源によって熱収縮が作用する。
【００２５】
マニキュア液の適用
［００７５］  図９は、筐体２０１の左側を示し、この実施形態ではドアを含まない追加のアクセス窓２４９があることが分かる。アクセス窓２４９は、それを通して対象者の手を提示して彼または彼女の爪を塗装させることができる窓である。アクセス窓２４９は、筐体フロア２０７から突き出して示されているサブ筐体２５０へのアクセスを与える。サブ筐体２５０は、それ自身の床２５１を有する。サブ筐体２５０は、ロボット機構２１９がピンセット２３９内にマニキュアアプリケータなどのツールを保持していた場合にマニキュアがロボット機構２１９の作業領域の下方に配置されており（図９では筐体２０１内には見えない）、マニキュアアプリケータは床２５１に横たわっている手に触れることができるが、ロボット機構２１９の残りの部分は手に触れることができない。柔軟なマニキュアアプリケータが当たって人が怪我をする可能性は低いので、ロボット機構２１９の機能不全の場合に対象者の安全を確実にする。システムは、サブ筐体２５０とメイン筐体２０１との間の開口部２５３に取り付けられたライトカーテン装置２５２を用いて、対象者が自分の手をロボット機構２１９の作業領域内に動かしていないことを確認する。ライトカーテン２５２は、ピンセット２３９によって保持されたマニキュアアプリケータがライトカーテン２５２を破ることなく対象者の指の爪にアクセスすることができるように開口部２５３の全長にわたって延びていないので、装置を停止させる。しかしながら、ライトカーテン２５２を壊して装置を停止させることなく、対象者が自分の手でメイン筐体２０１にアクセスすることは極めて困難であることが分かる。実際には、使用者は、アプリケータキャップを緩めた状態で、液体Ａ装填領域２４６および液体Ｂ装填領域２４７で標準的なアプリケータ型蓋を有する標準ボトルにマニキュアを入れることができ、ピンセット２３９で掴むことができる（ピンセット２３９は、これを容易にするための特別な特徴を有して作られていてもよい）。次に、使用者は、自分の爪をロボット機構２１９のアクセス可能領域に入れた状態で、サブ筐体２５０の床２５１に自分の手を置くように対象者に指示することができる。次に、ロボット機構２１９は、マニキュアボトルからアプリケータを引き込み、人がそうであるようにマニキュアボトルの開口部の縁を越えて塗布することによってアプリケータ上の液体の量を調整し、開口部２５３に進み、対象者の爪にマニキュアに塗布する。当業者は、ロボット機構２１９がマニキュアの上にマニキュアトップコートを塗布することができ、（爪をタッチアップするために）マニキュアリムーバーを塗布することができる。マニキュアリムーバーをネイル全体に塗布した後にマニキュアを除去することができるように、織物パッドをロボット機構２１９に提供されることも可能である。しかしながら、マニキュアを除去することは、それを適用することよりも人間にとってはるかに容易であり、したがって、ロボット機構２１９にとってこのタスクを実行することは意味がないことがある。。
【００２６】
まつ毛の分離
［００７６］  非常に高品質またはより長持ちするまつ毛エクステンションジョブを生成するように設計されている実施形態の場合、まつ毛エクステンションを適用するプロセスの重要な部分は、人工まつ毛エクステンションが適用される前に１つの天然まつ毛を他のものから分離することである。この理由は、まつ毛の束にエクステンションを付けると（短期的には有用であるが）、天然まつ毛は、異なる速度で成長するため、成長すると問題が生じるということが業界で一般に認められている考えである。したがって、いくつかの実施形態では、接着前に単一のまつ毛を分離することが有利である。
【００２７】
［００７７］  これを達成することができる多くの方法がある。図１０は、まつ毛分離機構２５４を含むロボットヘッド機構２３４の増強バージョンを示す。まつ毛分離機構２５４は、ピンセット２３９の固定側２５８に取り付けられている。「静止」とは、把持アクチュエータ２３８が作動されるときにピンセット２３９の側部２５８がロボットヘッド機構２３４の他の部分に対して動かないが、側部の２５９は動くことを意味する。ピンセット２３９の側部２５８，２５９間の距離は、まつ毛エクステンションを拾うために必要とされるよりもはるかに大きいことがここで示されていることに留意することもまた重要である。これは、他の物、例えば一般的なマニキュアボトルのアプリケータ蓋を拾い上げることができる機構を説明するために示されている。いくつかの実施形態では、ピンセット２３９はずっと小さく、側部２５８，２５９間により小さな間隙を有している。まつ毛分離機構２５４は、対象者３０１の天然まつ毛に接触することを意図するプローブ２５５を有し、プローブ２５５が対象者３０１のまつ毛に接着しないことを確実にするために用いられる接着剤と適合しない材料で作られる。この実施形態では、まつ毛分離機構プローブ２５５は、ばね２５７を有する４本棒リンク機構として示されているばね機構２５６に取り付けられている。ばね機構２５６の目的は、プローブ２５５が表面と接触していないときはいつでも、プローブ２５５がピンセット２３９の固定側２５８のわずかに下方（ｚ軸２２２に沿った方向で筐体フロア２０７に向かう方向を意味する）に延びるようにすることである。
【００２８】
［００７８］  図１１は、筐体２０１の中に突出している対象者３０１の上まぶたの天然まつ毛２６０と共に、筐体の床２０７および窓２６９を見下ろした図を示す。プローブ２５５は断面図で示されている。実際には、ばね機構２５６は、プローブ２５５が遭遇するいかなる物体に対しても大きな力を発生させることができないため、プローブ２５５は対象者３０１の頬にかなり近づけることができ、接触することさえできる。これは、典型的には、ロボット機構２１９が、接着剤が塗布されたばかりで接着される準備ができているピンセット２３９内のまつ毛エクステンション２６１と共に到着するときに行われる。事実、プローブ２５５は、１本または２本の天然まつ毛繊維の上に直接着地することができる。カメラ２４０は、プローブ２５５が上まぶたの天然まつ毛２６０を介していつ下降したかを判断することができる。または、プローブ２５５は、対象者３０１の頬に接触して、まつ毛分離機構２５４に小さなたわみを生じさせることができる（これは機構２５４上のセンサを用いてまたはカメラ２４０を用いて検出することができる）。いくつかの実施形態では、プローブ２５５は、対象者３０１とプローブ２５５との間の導電率を測定する回路を含むことができ、これによって導電率が大幅に増加したときに接触が行われたと判断する。次に、ｚ軸アクチュエータ２３１が停止され、アクチュエータ２２３，２２７，２３５（恐らくいくつかの実施形態では他のもの）がプローブ２５５を矢印２６２で示す方向に動かし、このプロセスでまつ毛を動かすために協調して用いられる。プローブ２５５の長さは、そうしている間、まつ毛エクステンション２６１がプローブ２５５の先端よりも高い位置にあるので（ｚ軸２２２で測定されるので）、まつ毛エクステンション２６１がいずれかのまつ毛繊維に誤って接触する（そしてこれにより間違ったまつ毛に接着する）危険性がない。図１２に示されるように、ターゲット天然まつ毛繊維２６３が、接着がなされ得る位置に分離されるまで、動きが進行する。次に、ピンセット２３９は、接着される位置に移動され、まつ毛エクステンション２６１の近位端をターゲット天然まつ毛繊維２６３に接触させることができ、この間に、まつ毛分離機構２５４はさらにたわんで、ピンセット２３９をプローブ２５５なしで上まぶたの天然まつ毛２６０に対してかなり動いて近付くことを可能にする。
【００２９】
［００７９］  この分離手順は、何らかの理由でターゲット天然まつ毛繊維２６３が隣接する天然まつ毛繊維に固着している場合、必ずしもターゲット天然まつ毛繊維２６３を分離するとは限らない。そうであれば、当技術分野ではしばしば「羽づくろい」と呼ばれる手順を使用して、天然まつ毛繊維２６３を他のものから分離することができる。羽づくろい中に、プローブ２５５は、上記のように上まぶたの天然まつ毛２６０に入れられることができる。しかしながら、このとき、プローブ２５５は好ましくはターゲット天然まつ毛繊維２６３の真上またはそれに隣接して着地し、プローブ２５５は好ましくはターゲット天然まつ毛繊維２６３の近位端のできるだけ近くに着地する。プローブ２５５が上まぶたの天然まつ毛２６０内に移動したとき、または対象者３０１の頬に触れてまつ毛分離機構２５４が少し撓んだとき、それは機構２５４上のセンサまたはカメラ２４０を使用して検出することができ、その後、アクチュエータ２２３，２２７，２３５（いくつかの実施形態ではおそらく他のアクチュエータ）を協調して使用して、プローブ２５５を矢印２６４で示す半径方向に移動させる。同様に、プローブ２５５の長さは、そうする間、まつ毛エクステンション２６１は（ｚ軸２２２で測って）プローブ２５５の先端よりも高い位置にあるので、まつ毛エクステンション２６１が誤ってどの天然まつ毛繊維にも接触する（およびこれにより誤ったまつ毛繊維に接着される）危険性がない。プローブ２５５が上まぶたの天然まつ毛２６０を出るまで移動が続く。このプロセスは複数の開始位置で繰り返され、その目的は、プローブ２５５をターゲット天然まつ毛繊維２６３とそれが固着されている天然まつ毛繊維との間に移動させ、これにより動きが半径方向に進むにつれてそれらを引き離すことである。ターゲットの天然まつ毛繊維２６３が隣接するまつ毛によく接着されている場合、羽づくろい動作の効果は、不快感を引き起こす可能性があり望ましくないが、片方または両方の固着したまつ毛を対象者３０１のまぶたから「むしり取る」ことであってもよい。このため、まつ毛分離機構２５４の装着は、システムに動きを止めるように伝えることができるようにプローブ２５５上の力を検出するために計測機器を有していてもよい。この時点で、システムは再度試みることができ、もしターゲット天然まつ毛繊維２６３を他のものから分離されることができない場合、使用者は通知され、問題を手動で修正するかまたはターゲット天然まつ毛繊維２６３をスキップするように促すことができる。上述のように、コンピュータビジョンシステムは、プローブ２５５だけでなく潜在的にピンセット２３９の両方を同様に位置付けることができることに留意することもまた重要である。これは、コンピュータビジョンの位置がロボット機構２１９のエラーを修正するのを助けることができることを含むいくつかの利点を有している。さらに、プローブ２５５とターゲット天然まつ毛繊維２６３との間の相対位置は、いずれかの絶対位置よりも重要である。すなわち、装置は、ターゲット天然まつ毛繊維２６３の絶対位置を知る必要はないが、プローブ２５５およびまつ毛エクステンション２６１に対するターゲット天然まつ毛���維２６３の相対位置を知ることが好ましい。実際に、これらの物に対する残りの人間のまつ毛と対象者３０１の頬との相対位置も関連しており、コンピュータビジョンシステムによって記録されることができる。
【００３０】
［００８０］  ２つのセンサがまつ毛分離機構２５４に関して言及されている。１つは、プローブ２５５が上向きに押され、したがってばね２５７がいくらかたわんだことを判断するために用いられるセンサであり、もう１つはプローブ２５５に対する横向きの力を検出するために用いられるセンサである。たわみセンサは、いくつかの方法で実施されることができる。例えば、まつ毛分離機構２５４が、ここに示されるような４本バーリンケージとして実施される場合、動きを連続的に検出するために光学又は磁気エンコーダをリンケージの一方の関節に取り付けることができる。動きが始まったことを検出することだけが望まれる場合、所望の量の偏向に達したときに光センサのビームを遮断する旗をバーのうちの１つに添付することができる。同様に、磁気または誘導近接センサを使用して、機構が動かされたときにバーの接近を検出することができる。自動化装置設計の当業者は、これを達成することができる多くの方法があることに気付くであろう。いずれの場合でも、そのようなセンサはこれらの読みをコントローラ２７６に送り返すことができる。
【００３１】
［００８１］  同様に、プローブ２５５に対する横方向荷重を検出するためのセンサを作成することは、多くの方法で達成することができる。例えば、ひずみゲージをまつ毛分離機構２５４のマウントに固定して、プローブ２５５に対する横方向荷重に比例した出力を生成することができる。あるいは、まつ毛分離機構２５４のマウントは、まつ毛分離機構２５４が横方向荷重下で横方向に動くように十分に適合されることができ、前段落で述べた動きを測定する技術が範囲外の荷重を検出するのに使用されることができる。また、動きに用いられるアクチュエータモータのトルクを監視して、機構２５４が何らかの抵抗に遭遇したかどうかを検出することが可能である。自動機器設計の当業者は、これを達成することを可能にする多くの方法があることに気付くであろう。
【００３２】
［００８２］  上述したターゲット天然まつ毛繊維２６３の羽づくろいに関連するのは、バルク羽づくろい（ｂｕｌｋ  ｐｒｅｅｎｉｎｇ）である。バルク羽づくろいは、同じ方法で実行されることができる。しかし、ピンセット２３９の両側がプローブ２５５と同時に使用されて一度に多くのまつ毛を分離することが可能である（ピンセット２３９がバルク羽づくろい中にエクステンションを保持していないと仮定して）。ピンセット２３９は、所定の位置に移動させ、プローブ２５５を対象者３０１の頬に接触させ、次にピンセット２３９の端部が上まぶたの天然まつ毛２６０の繊維内および対象者３０１の頬の上になるまで対象者３０１の頬に向かって移動し続ける。次に、ピンセット２３９およびプローブ２５５を対象者のまぶたから半径方向外側に移動させるプロセスは、プローブ２５５のみが羽づくろいのために使用されたとき、以前のように進行する。いくつかの実施形態では、羽づくろいはブラシで達成することができる。この実施形態では、プローブ２５５は、ブラシで置き換えることができ、あるいはピンセット２３９でブラシを拾うことができる。
【００３３】
［００８３］  自動機器を設計する当業者は、まつ毛の分離を達成するためのメカニズムを実施するための多くの方法があることに気付くであろう。例えば、ロボット機構２１９から完全に独立したロボット機構を使用して、まつ毛の扇形部（ｆａｎ）を通してプローブ２５５のようなプローブを移動させることができる。この機構は、筐体２０１に取り付けられ、矢印２６２で示される方向に設定経路でプローブを移動させる単純な揺動機構であってもよい。代替的に、ロボットヘッド機構２３４は、２つの小さいアームを含むものと交換されることができ、その１つは羽づくろい用であり、もう１つはエクステンションを拾い上げて配置するためである。このような代替的なロボットヘッド機構の例は、それぞれいくつかの自由度の２つの小さなアームを含んだ、ネブラスカ州リンカーンのＶｉｒｔｕａｌ  Ｉｎｃｉｓｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって設計されたロボットである。
【００３４】
［００８４］  機械が用いられる前にまつ毛の一部を手動で分離することによって、いくつかの天然まつ毛が他のものから分離されることが可能であることも理解されるであろう。これを行うために、使用者は、韓国のＩｓｉｓｗｉｇ  Ｃｏ．、Ｌｔｄ．によって製造されたＳｐｅｅｄ  Ｅｙｅ  Ｌｉｎｋ（登録商標）のような手動のまつ毛分離ツールを用いることができる。まつ毛分離ツール２７０が図１３に示されている。ここに開示されているロボットシステムと併せてこの装置を用いるために、使用者はツール２７０を対象者３０１の頬２１０に置く（図１参照）。次に、使用者は、被検者３０１の上の天然まつ毛の一部の下に波形表面２７１について行う。その後、プローブを手動で天然まつ毛を分離し、各波形に天然まつ毛が１つだけ含まれるようにする。次に、使用者は、ロボットシステムが対象者３０１の天然まつ毛の一部にエクステンションを配置できるように、対象者３０１の顔の上に筐体２０１を配置する。その後、このプロセスを繰り返して、より多くの天然まつ毛の一部を伸ばすことができ、最終的には、ロボットシステムが天然まつ毛を分離する必要なしに、完全に高品質のまつ毛エクステンションジョブを生み出すことができる。関連する実施形態では、波形表面２７１の目的と同様に、くし型構造を使用して個々の天然まつ毛を分離することができる。
【００３５】
その他のロボット構成
［００８５］  示された実施形態は、ロボット機構２１９を例示するために直交ロボットを用いている。しかしながら、当業者であれば、スカラ型ロボット、デルタロボット、さらには６軸工業用ロボットによって同じことが達成され、実際、ロボット機構２１９を作成するために多くの異なる機構を用いることができ、これらの機構のいくつかは、任意の特定のロボット型よりもむしろ特化した自動機器に近くすることが可能であることを理解するであろう。ここに示されている直交ロボットによる設計は、本発明を簡単に開示するためだけに描かれている。
【００３６】
［００８６］  例えば、本発明の別の実施形態において、対象者３０１の頭上で動作するスカラロボット５００を示す図１４を考察する。スカラロボット５００は、アーム５０２を第１の動力関節軸５０４回りに制御可能に移動させることを可能にする第１の動力関節５０３を介してアーム５０２に結合されたベースリンク５０１を含んでいる。アーム５０２はさらに、リンク５１０を第２の動力関節軸５１２を中心に制御可能に動かすことを可能にする第２の動力継手５１１を介してリンク５１０に結合される。最後に、出力リンク５１５は、図示されていないがリンク５１０の内部にある動力関節を介してリンク５１０に接続されている。出力リンク５１５は、軸５１６回りにおよび軸５１６に沿って制御可能に動かされることができる。すなわち、出力リンク５１５は、軸５１６に沿って並進し、軸５１６回りに回転することができ、両方の動きは制御可能である。３つの回転軸５０４，５１２，５１６、ならびに軸５１６に沿った第４の並進軸のこの配置は、古典的なスカラ配置であり、この配置が、上で使用された直交ロボットと同様に、ロボットヘッド機構５１７を３次元、Ｘ、Ｙ、およびＺに位置決めする能力を提供することがロボット工学の当業者には明らかであろう。ロボットヘッド機構５１７をＺ軸５１６回りに回転させる追加の能力を有する。実際、スカラロボットおよび直交ロボットは、性能やコストを少し考慮することにより他のものよりも使用を推進して、様々な同様の工業上の適用に用いられている。ロボットヘッド機構５１７は、ピンセット５２０の精密な位置決めを可能にするためのカメラおよび１つまたは複数の傾斜アクチュエータを含む、図４のロボットヘッド機構２３４と同様であってもよい。ピンセット５２０の精密な位置決めにより、エクステンション５２１と対象者３０１のターゲットまつ毛５２２との正しい位置合わせを可能にする。
【００３７】
［００８７］  もちろん、産業用途で広く使用されているさらに有能なロボットアームは、図１５に示すように、６軸アーム５３０である。ここで、ベースリンク５３１は、回転軸５３２〜５３７を中心に回転する一連の６つの回転関節を介してロボットヘッド機構５１７に連結されている。多くのロボット製造業者は、概して図１５に示すような種類に沿った幾何学的形状を有する６軸ロボットアームを製造している。６軸ロボットアームは実に１９６０年代およびビクター・ジェインマン（Ｖｉｃｔｏｒ  Ｓｃｈｅｉｎｍａｎ）の（その設計には５つの回転軸と１つの並進軸が含まれていたが）スタンフォードアーム（Ｓｔａｎｆｏｒｄ  Ａｒｍ）に関する研究まで遡る。スカラロボット５００と比較して、６軸アーム５３０にさらに２つの自由度を用いることにより、ロボットヘッド機構５１７の向きの微調整が可能になり、追加の傾斜アクチュエータの必要性がなくなる。この場合、ロボットヘッド機構５１７は、ピンセット５２０とピンセット５２０を開閉するためのアクチュエータとを単純に含むことができる。もちろん、前述の実施形態のようにカメラおよび照明も好ましくは提供され、前述のようにロボットヘッド機構５１７上に配置することができ、あるいは６軸アーム５３０の別のリンクまたは筐体２０１に取り付けられることができる。
【００３８】
［００８８］  いくつかの実施形態では、２つのロボットを設けることが望ましく、１つはまつ毛を分離するための第１のピンセット組を方向付け、２つ目のロボットはエクステンションを配置するための第２のピンセット組を方向付ける。２つのロボットが両方とも６軸アームである場合には、その配置は、２つの腕のそれぞれが一組のピンセットを操りながらまつ毛のエクステンションを行う人間に概ね類似している。この実施形態は、非常に単純なロボットヘッド機構を有する図１５に示されるロボットの２つのコピーを有することと概ね同じである。いくつかの実施形態では、各ロボットのロボットヘッド機構は作動ピンセットを単に備えていてもよい。この実施形態は、単に２つのロボットアームを有することに関連するコストおよび複雑さのためにあまり好ましくないと思われるが、エクステンション作業を実行するために実行可能である。
【００３９】
その他のロボットヘッド機構
［００８９］  本発明の別の実施形態では、ロボットヘッド機構２３４はより複雑なロボットヘッド機構と置き換えられている。これは、前述の実施形態で可能であるよりも、エクステンション配置においてより高い精度を達成するのに有用であり得、したがってより速い速度を可能にする。図１６Ａを考察すると、この図は斜視図、上面図、および側面図で湾曲ピンセット６００を示している。湾曲ピンセット６００は、左穴６０５および右穴６０６を含んでいる。次に、図１６Ｂは、左右のモータ６０１，６０２をそれぞれ有する湾曲ピンセット６００を示し、左右のモータ６０１，６０２のそれぞれは、左右の穴６０５，６０６まで延びるプランジャを有している。モータ６０１，６０２は、ピンセットを作動させるのに十分な力（典型的には１桁のニュートン力）を有する任意の小型線形アクチュエータであってもよい。限定するわけではないが、これには、ボイスコイルモータ、リニアサーボモータ、圧電モータ、および回転運動を直線運動に変換する歯車装置を有する回転モータ、例えばボールねじアセンブリ、ラックアンドピニオンアセンブリ、さらにはカムまたはリンク機構が含まれる。言い換えれば、モータ６０１，６０２がそれらのプランジャを作動させることを可能にするアクチュエータの正確な種類は、モータ６０１，６０２がピンセット６００を作動させることができる限り重要ではない。さらに、近位ピンセット端部６０７ならびに両方のモータ６０１，６０２の本体は、この図には示されていない構造によって接地されていると想定されることに留意することが重要である。
【００４０】
［００９０］  いずれのモータも作動させないことによって、図１６Ｂでは、ピンセット６００は、ニュートラルライン６０３から等間隔で、非作動の広がった状態で保持される。図１６Ｃに示すように、左のモータ６０１のみを作動させることによって、ピンセット６００は、ニュートラルライン６０３の右に向けて、まつ毛エクステンションのような小さな物体を掴むのに適した小さな間隔まで閉じる。逆に、図１６Ｄに示すように、右のモータ６０２のみを作動させることによって、ピンセット６００は、ニュートラルライン６０３の左側に向けて、まつ毛エクステンションのような小さな物体を掴むのに適した小さな間隔まで閉じる。図１６Ｅに示すように、両方のモータ６０１，６０２を作動させることによって、ピンセット６００は、中立線６０３のまわりのみで、まつ毛エクステンションのような小さな物体を掴むのに適した小さな間隔まで閉じる。したがって、モータ６０１，６０２を選択的に作動させることによって、小さな物体をこれらの位置のいずれかで掴むことが可能であり、次に、一方のモータを他方を押しながら弛緩させることによってこれら２つの位置の間で並進することによって、小さな物体を解放する前に新しい位置に配置することが可能である。
【００４１】
［００９１］  図１７Ａおよび図１７Ｂは、左右一対のモータのこの配置を利用した単純なロボットヘッド機構を示す。明確さを保つために、ベアリングおよび支持面は図１７Ａおよび図１７Ｂでは省略されている。ここでは、分離ピンセット６００Ａおよび配置ピンセット６００Ｂである２つのピンセットを有し、それぞれ独自の左モータ（６０１Ａ，６０１Ｂ）および右モータ（６０２Ａ，６０２Ｂ）を有している。ピンセット６００Ａ，６００Ｂは互いに入れ子になっている。図１７Ａに示すように、分離ピンセット６００Ａが配置ピンセット６００Ｂの外側にあることが明らかである。分離ピンセット６００Ａの左右のモータ６０１Ａ，６０２Ａは作動されておらず、分離ピンセット６００Ａは完全に開くことができる。分離ピンセット６００Ａは人のまつ毛６１２を分離し、配置ピンセット６００Ｂはまつ毛エクステンション６１１を保持する。まつ毛エクステンション６１１を保持するために、左右のモータ６０１Ｂ，６０２Ｂの両方が部分的に作動した状態で配置ピンセット６００Ｂが閉じられる。しかしながら、エクステンション６１１を中心のわずかに右側に保持するために、左のモータ６０１Ｂは右のモータ６０２Ｂよりも多く作動されている。配置ピンセット６００Ｂを制御するモータのごくわずかな作動によって、エクステンション６１１のごくわずかな動きが可能であることは明らかである。直径５０〜１００ミクロンのオーダーのまつ毛及びまつ毛エクステンションの操作には非常に小さな動きを用いることができるので、これは分離及びエクステンション配置システムの操作において有利である。もちろん、ロボット機構２１９は同じ方向に全体的動作を提供することができる（ここで説明される動作の方向はおおよそｙ方向矢印２２１に沿っている）が、この精密な動作は最終位置決めにおいて所望の追加の分解能を提供できる（ロボット機構２１９および配置ピンセット６００Ｂの両方が矢印２２１に沿って正の方向および負の方向のいずれにも作動することができるので、重要な点は、符号の意味が異なっていても動作軸は同軸であるということであることを理解されよう。）
［００９２］  追加の推進モータ６１０が、矢印６１３の方向に沿って分離ピンセット６００Ａと配置ピンセット６００Ｂとの間に相対的な直線運動を生じさせるためにさらに設けられている。ここでも、ロボットヘッド機構全体がロボット機構２１９（または上述のスカラロボットまたは６軸ロボットなどの別のロボット機構）に取り付けられているので、矢印６１３に沿った動きは図３のｘ方向矢印２２０といくらか冗長である。これは、ロボット機構の全体的動作と推進モータ６１０との組み合わせによって、分離ピンセット６００Ａと配置ピンセット６００Ｂとの間に矢印６１３の方向に沿って差動推進運動を生じさせることが可能であることを意味する。この差動推力運動は、例えば、分離ピンセット６００Ａが矢印６１３の方向に沿って静止したままであることを可能にし、一方、配置ピンセット６００Ｂは、人の天然まつ毛にエクステンション６１１を配置するために矢印６１３の方向に沿って動く。さらに、推進モータ６１０は全運動範囲を提供する必要がないので、より高い分解能を有することができ、非常に小さく正確な動きを可能にする。
【００４２】
［００９３］  用いられるロボット機構は、６軸アーム等、多くの自由度を有する場合、このロボットヘッド機構は分離および配置ステップに十分であり得る。しかしながら、直交ロボットまたはスカラロボットの場合、エクステンション６１１を方向付ける（すなわち、交差部ではなくむしろ共線となるようにエクステンション６１１を天然まつ毛と角度をなして整列させる）のに十分な自由度がない場合がある。前述の実施形態では、これはさらに２つの角度自由度を提供するねじれ軸アクチュエータ２３５および傾斜軸アクチュエータ２３７によって解決された。ここでは、配置ピンセット６００Ｂにこれらの自由度を提供して、同様の戦略を用いることができる。すなわち、推力モータ６１０の場合と同様に、２組のピンセットの間にねじれアクチュエータおよび傾斜アクチュエータを挿入することが可能である。アクセスを可能にするために天然まつ毛に十分な分離を提供するが、接着剤がエクステンション６１１をターゲットの天然まつ毛に接着することを可能にするように十分に同一な線上にあり、いくつかだけ固い塊にすることを可能にするための様々な分離ピンセット６００Ａの配向があるので、分離ピンセット６００Ａにはより少ない自由度を提供するのに通常は十分である。
【００４３】
［００９４］  これは、主に図１７Ｂの側面図からなる図１８に概略的に示されており、ロール軸６１７を中心とした配置ピンセット６００Ｂのロールの方向を示すロール矢印６１５の追加、およびピッチの追加を伴い、矢印６１６の追加は、ピッチ軸６１８を中心とした配置ピンセット６００Ａのピッチの方向を示している。図１８に示すように、向きの用語は、ピッチ（または傾斜）軸１８１、ロール軸１８２、およびヨー（またはねじれ）軸１８０としてラベル付けされている。配置ピンセット６００Ｂの裏側に示されているが、ピッチ軸６１８の回転中心は、ピンセット６００Ｂの先端にさらに近づくことができる。もちろん、一般性を失うことなく、電気モータ、ブラシ付きモータ、ブラシレスモータ、ギヤモータ、およびステッピングモータなど、一組のピンセットのピッチおよびロールを制御するための当技術分野で知られている多くの方法がある。配置ピンセット６００Ａは一般的に軽量であるため（ピンセットでは５０〜１００グラム程度が一般的である）、必要とされるトルクの量は非常に少なく、容易に利用可能な多くの選択肢がある。
【００４４】
［００９５］  そのようなロボットヘッド機構が完全に実現された実施形態を図１９Ａ〜図１９Ｄに示す。図１９Ｂでは、向きの用語は、ピッチ（または傾斜）軸１８１、ロール軸１８２、およびヨー（またはねじれ）軸１８０として符号が付されている。最初に、カラークランプ６５４を含む取り付けスタブ（ｓｔｕｂ）６５１に注目する。カラークランプ６５４は、ロボットヘッド機構２３４が使用されない場合は、ロボット、例えばスカラロボット５００、６軸ロボット５３０、またはロボット機構２１９に取り付けられるように構成されている。ロボットヘッド機構６５０は、９つのアクチュエータを含み、各アクチュエータは単一の軸の周りまたは単一の軸に沿って動作を制御する。次に各アクチュエータおよび軸について順に説明する。様々なベアリング、取り付け金具、およびワイヤは、これらのアクチュエータのためのそのような要素はロボット設計の当業者にはよく理解されているので、明瞭にするために説明されないことを理解されたい。アクチュエータは全てリニアベアリングを含むリニアモータで構成されており、いくつかのアクチュエータは設計の都合上２つのリニアモータで構成されているが、２つのリニアモータはあたかもそれらが１つの大きなモータであるかのように単に調和して機能する。限定されないが、リニアモータは、ブラシレスリニアモータ、ブラシ付きリニアモータ、ボイスコイルモータ、それらの出力がリニアになるようにする機構によって変換される回転モータ、または圧電モータさえも含むことを意図している。
【００４５】
［００９６］  取り付けスタブ６５１は、遠位軸ピボットシャフト６９０によって遠位軸取り付けブラケット６８５に接続され、遠位軸ピッチ軸６５２を中心とした動きは、遠位軸ピッチアクチュエータ６５３によって制御される。真っ直ぐな配置ピンセット６７２と真っ直ぐな分離ピンセット６７３との両方が、遠位軸ピッチ軸６５２を中心とする運動の下流に取り付けられている。これにより、遠位軸ピッチアクチュエータ６５３は、ピンセット６７２，６７３の両方にピッチ運動を生じさせる。
【００４６】
［００９７］  真っ直ぐな分離ピンセット６７３は、分離ピンセット取り付けピボット６８７によってそれらの末端で遠位軸取り付けブラケット６８５に直接取り付けられている。追加の動きのための多くのアクチュエータもまた、遠位軸取り付けブラケット６８５に直接取り付けられている。遠位軸取り付けブラケット６８５は、配置ピンセットスラストアクチュエータ６５６、右分離ピンセットアクチュエータ６７０、左分離ピンセットアクチュエータ６６９、および補助ブラシアクチュエータ６８０を取り付ける（後の３つの部品については後述する）。
【００４７】
［００９８］  配置ピンセットスラストアクチュエータ６５６は、配置ピンセットスラストキャリッジ６８８を押すことによって配置ピンセットスラスト軸６５５に沿ったスラスト運動を制御する。真っ直ぐな分離ピンセット６７３は、配置ピンセット推力軸６５５の周りの動きの上流に取り付けられているので、それらは配置ピンセットスラストアクチュエータ６５６によって推力を与えられない。しかしながら、真っ直ぐな配置ピンセット６７２が配置ピンセットスラスト軸６５５を中心とした運動の下流に取り付けられている。結果として、配置ピンセットスラストアクチュエータ６５６は、真っ直ぐな配置ピンセット６７２と真っ直ぐな分離ピンセット６７３との間に相対スラストを生成する。これは、上述したスラストモータ６１０の動作と同じである。
【００４８】
［００９９］  配置ピンセットスラストキャリッジ６８８は配置ピンセットロールアクチュエータ６６０が取り付けられており（図１９Ｄ参照）、これは、配置ピンセットスラスト軸６５５と一致する配置ピンセットロール軸６５９を中心に配置ピンセットロールキャリッジ６８９を旋回させる。同様に、このロール運動は真っ直ぐな配置ピンセット６７２にのみ適用され、これにより真っ直ぐな配置ピンセット６７２と分離ピンセット６７３との間に相対ロールを生成する。
【００４９】
［００１００］  配置ピンセットロールキャリッジ６８９は配置ピンセットピッチアクチュエータ６６３が取り付けられている。真っ直ぐな配置ピンセット６７２は、配置ピンセットピッチアクチュエータ６６３によってそれらのピッチが制御される。これを行うために、配置ピンセットピッチアクチュエータ６６３は、配置ピンセット取り付けピボット６６２を上下に動かす（この場合、上下を定義するために図１９Ａの向きを用いる）。真っ直ぐな配置ピンセット６７２は、配置グリップ軸６６６を中心に旋回する。同様に、このピッチ運動は真っ直ぐな配置ピンセット６７２にのみ適用され、これにより、真っ直ぐな配置ピンセット６７２と真っ直ぐな分離ピンセット６７３との間に相対ピッチが生成される。
【００５０】
［００１０１］  真っ直ぐな配置ピンセット６７２および真っ直ぐな分離ピンセット６７３の両方は、それらのそれぞれの閉鎖を制御する２組のモータを含んでいる。明確にするために、ピンセットの各セットの２つの突起のうちの１つのみが示されているが、ピンセットは、２つの同一の突起を有する典型的な真っ直ぐなピンセットであることを理解されたい。この動作は、図１７Ａおよび図１７Ｂに関連して説明したものと同じであり、可変な点の周りでピンセットを閉じることを可能にし、掴む人がそのグリップ点の横方向制御を効果的に可能にする。真っ直ぐな配置ピンセット６７２の場合、この動きは、左配置ピンセットアクチュエータ６６４および右配置ピンセットアクチュエータ６６５を用いて配置グリップ軸６６６に沿って生じる。真っ直ぐな分離ピンセット６７３の場合、この運動は、左分離ピンセットアクチュエータ６６９および右分離ピンセットアクチュエータ６７０により分離グリップ軸６７１に沿って生じる。当然ながら、どちらのピンセットの組も真っ直ぐでない形状で構築することができ、上記のように湾曲したピンセットにすることもできる。
【００５１】
［００１０２］  配置グリップ軸６６６と分離グリップ軸６７１とは描かれたように平行ではないことに留意することが重要である。これは、配置ピンセットロールキャリッジ６８９が配置ピンセットロール軸６５９に対してわずかにずれて示されているからである。真っ直ぐな配置ピンセット６７２は配置ピンセットロールキャリッジ６８９の下流に取り付けられ、真っ直ぐな分離ピンセット６７３は配置ピンセットロールキャリッジ６８９の下流に取り付けられていないので、このわずかな変位は配置グリップ軸６６６と分離グリップ軸６７１とのずれを生じさせる。
【００５２】
［００１０３］  実際には、真っ直ぐな分離ピンセット６７３の位置は、カラークランプ６５４に取り付けられた任意のロボット、ならびに遠位軸ピッチアクチュエータ６５３、左分離ピンセットアクチュエータ６６９、および右分離ピンセットアクチュエータ６７０によって制御される。これは、真っ直ぐな分離ピンセット６７３が、ロボットの自由度に加えて、２つの自由度とピンセットを掴むこととを有することを意味する。逆に、真っ直ぐな配置ピンセット６７２の位置は、カラークランプ６５４に取り付けられた任意のロボット、ならびに遠位軸ピッチアクチュエータ６５３、さらに配置ピンセットスラストアクチュエータ６５６、配置ピンセットロールアクチュエータ６６０、配置ピンセットピッチアクチュエータ６６３、左配置ピンセットアクチュエータ６６４、および右配置ピンセットアクチュエータ６６５によって制御される。これは、真っ直ぐな配置ピンセット６７２が、ロボットの自由度に加えて、５つの自由度とピンセットを掴むこととを有することを意味する。したがって、スカラロボット５００または６軸ロボット５３０のような十分に器用なロボットを用いると、ロボットヘッド機構６５０は、まつ毛エクステンションを配置しているときに、人の１つの天然まつ毛を分離するためにたくさんの自由度を有することがロボット工学の当業者には明らかであろう。
【００５３】
［００１０４］  最後に、補助ブラシアクチュエータ６８０は、ラックアンドピニオンアセンブリ６８４を介して、補助ブラシアーム６８２の動きを制御する。このアセンブリは、補助ブラシアーム６８２に取り付けられたブラシまたはプローブ（図示せず）の選択的配置を可能にする。ピンセット６７２，６７３の先端を越えて到達するのに十分に長いブラシまたはプローブを選択することによって、ブラシまたはプローブは、展開時に人のまつ毛をきれいにしたり、ブラシをかけたり、押しやったりすることができるが、格納されたときにピンセット６７２，６７３の邪魔をしないように使用されることができる。
【００５４】
［００１０５］  まつ毛認識問題と許容基準との関係
［００１０６］  さまざまなロボットシステムについて詳細に説明してきたので、今度はコンピュータビジョンを使用してまつ毛を識別すること、そして次のセクションでこれが分離とどのように相互作用するかに注意を向ける。
【００５５】
［００１０７］  一般に、（１）まつ毛は比較的小さく、直径が１００ミクロン（１００×１０-６メートル）程度であるため、（２）まつ毛は重なっていたり、くっついていたり、互いの前にあったりするため、（３）人間の対象者はわずかに動くことがあるため、（４）人間の対象者は過度の光または放射線にさらされることができないため、まつ毛を識別するためにコンピュータビジョンを用いることは困難である。非常に小さい物体を識別することを目的とした、当技術分野で知られている多くのコンピュータビジョン技術がある。例えば、プリント回路アセンブリの製造に用いられる表面実装０４０２抵抗は４００×２００ミクロンであり、プリント回路アセンブリの正しい組み立てて検証するために様々なタイプのコンピュータビジョンシステムが業界で広く使用されている。しかしながら、これらのシステムは、対象が静止しているときにのみ動作し（上記３に違反）、また多くの場合は人間の目の近くで用いるには明る過ぎる（上記４に違反）、レーザースキャナまたは構造化された光アレイを用いる。もちろん、この分野では新しい技術が絶えず開発されており、これらのシステムは最終的には人間のまつ毛にも使用できる可能性がある。しかしながら、好ましい実施形態では、（例えばマクロレンズを用いる）高倍率のカメラは、細部を数十ミクロンに容易に分解することができ、これは何ピクセルも幅である人間のまつ毛には十分小さい。このようなカメラは過度に明るい光を必要とせず、５０ミリ秒未満の短いシャッター時間を持つことができ、モーションアーチファクトが問題になるのを防ぐ。しかしながら、まつ毛の多くが重なっている、隠れている、またはくっついている可能性があるという、上記の問題（２）は残っている。
【００５６】
［００１０８］  図２０は、上記の問題（２）を説明する、人のまつ毛の短い部分の単純化された概略図を示す。理想的なまつ毛セクション７００は、均一に分布したまつ毛を有する理想的なバージョンである。これは典型的な人間のまつ毛セクションの代表ではない。一方、現実的なまつ毛セクション７０１は、典型的な人間のまつ毛セクションをより代表するものである。現実的なまつ毛セクション７０１は、平行二重まつ毛７０２（視野と平行）、積み重ね二重まつ毛７０３（視野内に積み重ねられた２つのまつ毛）７０４、および交差まつ毛７０４を含んでいる。この概略図から明らかなように、まつ毛が単一のものであるか塊になっているかを判断するのは簡単ではない。さらに、まつ毛は、一般に、共に接着されるべきではないので、まつ毛エクステンションにおいては重要な問題である。
【００５７】
［００１０９］  まつ毛が単一であるかまたは固まっているか（すなわち、２つ以上が積み重ねられているまたは交差しているまつ毛であるか）を識別する問題は、人のまつ毛が均一の速度で成長し得ないため、特に重要である。すなわち、２つの隣接する天然まつ毛が異なる速度で成長する可能性があることは、手動まつ毛エクステンションの分野において広く認められている。まつ毛が交差しているか、またはエクステンションに使用されている接着剤が隙間を埋めるように近接している場合などに生じ得るように、配置プロセス中に隣接するまつ毛が接着されている場合には、（天然の２つが異なる速度で成長し、人工の１つが最初の２つに接着された）３つのまつ毛のグループは、ゆっくり成長する天然まつ毛の方向に曲がり始め得る。この方向は実質的にランダムであるので、エクステンションは意図されていない方向に向いており、まつ毛エクステンション全体の美観を損なう。これは手動まつ毛エクステンションの施術者には知られているが、コンピュータビジョンシステムは二重になったまつ毛を認識しなければならないので、ロボット式のまつ毛エクステンションには特に問題がある。
【００５８】
［００１１０］  この問題の実例として、図２１Ａ〜図２１Ｃを検討されたい。図２１Ａでは、ゆっくり成長するまつ毛７１１と急速に成長するまつ毛７１２がまぶたの縁７１０と共に示されている。ここで、全体図は図２０のまつ毛のうちの２つだけの拡大図である。図２１Ｂでは、エクステンション７１５は、成長の遅いまつ毛７１１と成長の早いまつ毛７１２の両方に不適切に適用されており、おそらく、それらはコンピュータビジョンシステムがそれらを区別するには近過ぎたからである。接着剤７１４は、各まつ毛とエクステンション７１５との間の液滴として概略的に示されており、これは適切なエクステンション角度７１３Ａである。図２１Ｃでは、数日が経過し、急速に成長するまつ毛７１２がエクステンションを片側に押した。結果として、不適切なエクステンション角度７１３Ｂは、適切なエクステンション角度７１３Ａよりもはるかに大きい。
【００５９】
［００１１１］  まつ毛が二重になったことを認識することは、その寸法を測定し、それらを通常の人のまつ毛、およびその患者の他のまつ毛の典型的な測定値と比較することによって達成することができる。これを行うために、１）天然まつ毛は一定の直径を有する傾向があるので、まつ毛の先細りの先端を無視する、２）同じ対象者の個々のまつ毛は非常に一貫している傾向がるので、先細りの先端（したがって短いまつ毛）を無視する、という天然まつ毛の２つの特徴を用いることができる。まつ毛の先細りの先端はまつ毛の成長サイクルの最初の日の間に生成され、まつ毛の最初の部分は皮膚表面の外側に見られる。この段階のまつ毛は先細で短い。この段階の後、（まつ毛の成長またはまつ毛を外側に押す毛包のいずれかによって）露出まつ毛が長くなるにつれて根元でますます露出するまつ毛のシャフトは、一般に一定の直径である。図２２は、ヒトのまぶた７２７上の一連のまつ毛を示す。単一のまつ毛７２０は、その先端近くまでほぼ一定の直径を有する。単一まつ毛７２０のような典型的なまつ毛の直径は約１００ミクロンである。塊７２１を形成する第１および第２のまつ毛７２２，７２３は、幅２００ミクロンの単一のまつ毛として見ることができるが、これは疑わしいと容易に認識される。まつ毛の直径を測定することは、コンピュータビジョンシステム内の単一のカメラを用いてその幅をピクセル単位で測定し、次に、ピクセル幅を既知のカメラのジオメトリに基づく直径に変換することによって行うことができる。もちろん、このジオメトリはカメラからまつ毛までの距離に依存するが、これはほぼ知られているか、または後述するように正確に測定することができ、塊７２１のような場合には容易に曖昧さをなくすことができる。さらに、単純にいくつかのまつ毛を観察してピクセル単位の「典型的な」直径を確立し、実質的により広い幅の任意の物体を塊であるとしてフラグを立てることで十分であり得る（すなわち、標準測定単位に変換する必要さえない）。
【００６０】
［００１１２］  それにもかかわらず、場合によっては、まつ毛は、並んでいるのではなく、カメラの視点から見て互いの上に積み重ねられていることもある。これは、前方のまつ毛７２５が後方のまつ毛７２６を覆い隠すように、積み重ねられた塊７２４として示されている。あるいは、実際には、まつ毛は、隣どうしに並んだのと積み重ねられたのとの間のある角度で積み重ねられてもよく、その結果、見かけの突出幅は通常の範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、まつ毛の質感に基づいて２つのまつ毛が重なっていることを識別することが可能である（パイプ上の質感および光の影が重なっているとことで変化するのが見えるため、同じように２つのパイプ片が人間の尺度で重なっていることを識別することができる）。それにもかかわらず、まつ毛はほとんど質感を持たず、それらの形状を認識することが常に可能ではないかもしれない。
【００６１】
［００１１３］  この問題に対する解決策として、２つのカメラを使用し、画像間の明らかな視差に基づいて、問題の物体の深さを計算することが可能である。次に、許容基準は、任意の幾何学的パラメータである、深さおよび幅、または直径、長さ、形状、曲率、断面、および厚さ、またはまつ毛またはまつ毛対の断面に適用される他の任意の寸法基準に基づくことができる。いくつかのケースでは、まつ毛はその長さのごく一部で交差し、「Ｘ」を形成する。そのような場合、分離した交差を識別することができるように、各まつ毛の長さにわたって許容基準を適用することが有利であり得る。極限では、このアプローチは、各候補まつ毛の三次元モデルを作成し、それがまつ毛について許容可能な幾何学的範囲を満たすことを確認することになる。この実施形態では、許容基準は分散パラメータになり、すなわち、エクステンションに適したまつ毛の基準として使用されているパラメータは、一点での基準ではなく、まつ毛の長さに沿って分布するパラメータである。そのようなアプローチはまた、まだエクステンションには適していない可能性がある幼いまつ毛を識別して除外する助けとなる。
【００６２】
［００１１４］  図２３は、まぶた７２７上のまつ毛７６９のいくつかの基本的な基準を示す。ここで、まつ毛の長さは、まぶたからの法線に沿って通常の長さ７６０として、またはまつ毛の長さに沿って経路長７６１として、または経路長７６１の曲率としてさえ測定される。さらに、まつ毛の直径７６２は基準として用いられることができ、あるいは、分布断面７６５によって示されるように分布直径または断面積とすることもできる。実際、まつ毛７６９の完全な三次元モデルを許容基準の基準として比較されることができる。これらの基準を示す意図は、本発明の範囲を限定することではなく、用いることができるいくつかの幾何学的基準を説明するためである。
【００６３】
［００１１５］  まつ毛パラメータを推定するために２つのカメラを用いることの有用性のさらなる例として、いくつかのまつ毛状況を断面で示し、各まつ毛の断面を円として概略的に示す図２４Ａ〜図２４Ｃを考察する。ここで、図２４Ａ〜図２４Ｃは、積み重ねられた塊７２４、左に傾斜した塊７３２、および直角に傾斜した塊７３３を示す。左カメラ７３０Ｌおよび右カメラ７３０Ｒも示されている。図２４Ｂでは、右カメラ７３０Ｒは両方のまつ毛を見ることができず、図２４Ｃでは、左カメラ７３０Ｌは両方のまつ毛を見ることができない。しかしながら、全ての構成において、カメラ７３０Ｌ，７３０Ｒの少なくとも一方が両方のまつ毛を見ることができ、したがって、まつ毛の塊が一般に矢印７３５に沿った方向に深すぎて単一のまつ毛ではないことを確かめることは自明である。実際、非常に大きい角度７３７が単一角度７３８よりも大きな大きい角度７３６よりも大きいことを理解することは自明である。単一角度７３８は単一のまつ毛に対して予想されるものであるので、非常に大きい角度７３７，７３６は単一のまつ毛を表すには大きすぎることは明らかである。しかしながら、実際にこの結果を適用することにおける主な困難性は、ステレオ対応問題を解決する方法、すなわち多くのそのような対象物が視野内にある可能性があるときに２つのカメラに現れた対象物を合わせる方法である。すなわち、まつ毛が多数存在する図２４Ａ〜図２４Ｃに示されるものよりも一般的な状況において、カメラ７３０Ｌ，７３０Ｒの両方が同じまつ毛やまつ毛の塊を見ているかを推察できるように、一方のカメラで見られるまつ毛を他方のカメラで見られるまつ毛とどのように一致させることが可能であるだろうか。これは一般的には解決できないステレオコンピュータビジョンの問題の類である。典型的な戦略は左右のカメラのキーポイントを一致させることを含むが、これは一般的には、視野に明瞭な質感がほとんどない同一の対象物が多数含まれている場合は不可能である。ここで有利な特定の解決策は以下に示す。
【００６４】
分離との関係
［００１１６］  もちろん、一対のまつ毛が交差していることを単に知るだけでは十分ではない。エクステンションの基準を満たさない（すなわち、未成熟または重なっている）まつ毛を単に避けることは可能であるが、そうすることは空隙をもたらし、上述のように、まつ毛エクステンション作業全体の美観を損なうことになる。したがって、まつ毛を物理的に押しやって分離することが望ましい場合があり得る。最も単純な実施形態では、これはエンドエフェクタを用いてまつ毛に対してブラッシングアップすることを含んでいてもよい。実際、これは、エクステンションを保持している間でも、エクステンションを操るために用いられるロボットシステムによっても達成することができる。追加のロボットシステムが必要ないため、これには単純さという明らかな利点がある。例示的な実施形態では、まつ毛が潜在的に単一ではないことを最初に確認し、次にロボットシステムでまつ毛を探り、次にまつ毛が明らかに単一であるかどうかを確認するのにそれを再び許容基準と照らし合わせてチェックするために、このアプローチを上述の許容基準と交互に組み合わせることができる。
【００６５】
［００１１７］  しかしながら、この解決方法でも不十分であるかもしれない。ある場合には、２つのまつ毛が単純に互いにくっついて、ロボットシステムでそれらを探ることがそれらを分離させることができ、別の場合には、それらを単に妨害することによってそれらが分離されないように互いに対して押し付けられる、または、もし分離されるならば、ロボットシステムが取り除かれると、それらは単純に一緒に戻ってくる。したがって、いくつかの実施形態では、第２のロボットシステム、または同じロボットシステムからの第２の付属物が、まつ毛を分離された状態に保つために用いられる。例えば、上述のように、第１のピンセットを使用してまつ毛エクステンションの配置を行うことができ、第２のピンセットを分離のために用いる。分離ピンセットの場合、それは非常に小さな隙間になるように閉じられ、それからまつ毛の扇形を通って押され、そして開かれる（人間の天然まつ毛の位置を決定する方法は以下に記載される）。時間の何パーセントかで、これは第２のピンセットの突起の間に単一のまつ毛が残るという結果になる。
【００６６】
［００１１８］  この分離技術は、図２５Ａ〜図２５Ｄにさらに詳細に示す。ここで、まつ毛７９９およびまぶた部分８００は、斜視図および上から見た２つの図で示す。図２５Ａでは、ピンセット８１０がまぶた部分８００に接近しており、ピンセット８１０はほぼ閉じているが、完全には閉じていない。図２５Ｂにおいて、ピンセット８１０は、各まつ毛の位置に関する一般的な知識のみを用いて、まつ毛７９９に挿入される。いくつかの事例では、ピンセットの２つの突起８１０は、まつ毛を首尾よくまたがらないことがあるが、この場合、それらは、分離したまつ毛８１１をまたいでいる。図２５Ｃでは、ピンセット８１０が開き始め、他のまつ毛を押しのけ、最後に図２５Ｄでは、ピンセットが完全に開き、分離したまつ毛８１１が完全に分離する。
【００６７】
［００１１９］  ロボット機構を使用して許容基準で分離を実行するこの実施形態は、二次的な利点を有している。同じ物体の一対の画像の見かけ上の違いを利用する最良のステレオコンピュータビジョンシステムを用いても、上述のように、ステレオ測定値を作成するために複数の物体を一致させることは困難であり得る。これは、昆虫スクリーン、ウィンドウ上のバー、または人間のまつ毛など、同一のオブジェクトが複数組ある場合に特に当てはまる。問題は、他の情報がないと、第１の画像内に存在するどの物体が第２の画像内に存在するのと同じ物体であるかを判断することが困難であり得ることである。他の情報、例えばウィンドウ上のバーの例におけるウィンドウの端などが利用可能な場合がたまにある。同じウィンドウの端が両方の画像に表示されている場合は、その参照から各バーを数えて対応するバーを一致させることができる。しかし、典型的な人間の目に１００本以上のまつ毛があるため、この戦略は困難である。他の選択肢は、コンピュータビジョンシステムへの参照を提供するために人の上に配置された基準マーカを提供することであるが、これは絶対確実であるために十分な解像度を持たないかもしれなく、マーカはまつ毛のようにカメラから同じ深さにはならず、それらの利便性を限定する。これは、ロボット機構による分離が有効な場合である。分離ピンセットが一旦開くと（上の図２５Ｄのように）、突起の間のまつ毛の有効な線密度ははるかに低くなり、ほとんどの場合は数え易い数になる。さらには、ピンセットの突起が容易に識別することができ、基準マーカをそれらに簡単に追加することができ、分離したまつ毛の真ん中に既知のマーカ位置を可能にする。いくつかの実施形態では、ピンセットは、まつ毛領域から大きく離れた基準マーカを含むことができ、ピンセットの容易な識別を可能にし、次に、ピンセットの先端位置は、基準位置およびピンセットのジオメトリーに基づいて推測され得る。ピンセットの間に１つまたは複数のまつ毛を分離することで、効果的でロバストなステレオマッチングが可能になり、したがってまつ毛のジオメトリーの正確な推定が可能になる。また、まつ毛のジオメトリーを正確に推定することにより、上述の許容基準をより正確に適用することがさらに可能になる。
【００６８】
［００１２０］  まつ毛の領域の外側に基準マーカを有するピンセットの例として、図２６を検討する。ここでは、ピンセット９５０は対象者のまつ毛の上に十分に延びており、３つの基準メーカ９５２を含んでいる。基準マーカ９５２は、概ね点線９５４で示されるまつ毛領域の外側の領域にあるので、ピンセット９５０の向きを識別し、ピンセットの所定の幾何学的モデルに基づいてピンセットの先端９５６の位置を推測することは困難ではない。上記の湾曲したピンセットなどのいくつかの実施形態では、このモデルは三次元であり、ページ内への先端の位置もピンセットの向きから推定される。
【００６９】
［００１２１］  本明細書で説明される連結撮像および分離技術の概要として、図２７を考察されたい。最初に、位置決めステップ７４０において、対象者はロボットおよびコンピュータビジョンシステム内に位置決めされる。次に、眼球位置特定ステップ７４１において、眼球領域が特定される。いくつかの実施形態では、これは閉じた人間の目の形を認識するコンピュータビジョンシステムによって自動的に達成されることができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、対象者の眼がカメラの視野内にあるように、ロボットおよびコンピュータビジョンシステムの操作者が対象者の頭部および／またはロボットシステムを手動で位置合わせすることが好ましい。これは、コンピュータビジョンシステムが予想される種類の物体を確実に見ているようにするための追加の安全ステップとして用いることができる。
【００７０】
［００１２２］  次に、撮像ステップ７４３において、コンピュータビジョンシステムはまつ毛の扇形を撮像する。いくつかの実施形態では、これは人間の目のためのまつ毛の全体の扇形であり得るが、他の実施形態では、それはまつ毛の全体の扇形のほんの一部であるより小さな領域であり得る。コンピュータビジョンシステムからのデータを使用して、コンピュータはロボットシステムに対するまつ毛の扇状の位置を計算する。次に、コンピュータは、領域選択ステップ７４５において、まつ毛の扇形の中から分離および延長配置のための領域を選択する。次に、コンピュータは、分離試行ステップ７４６において、まつ毛の分離を試行するようにロボットシステムに指示する。この操作は、開ループ（すなわち、コンピュータビジョンシステムを使用せずに）または閉ループ（この場合、分離が行われている間に分離試行ステップ７４６内で領域が複数回撮像される）で実行することができる。このステップの後、コンピュータビジョンシステムは、分離後画像化ステップ７４７で少なくともターゲット分離領域を撮像し、次にチェックステップ７４９でまつ毛の分離が成功したかどうかをチェックする。これは、まつ毛の長さに沿って分散されたパラメータを含む、上述のさまざまなパラメータおよび許容基準によって達成されることができる。
【００７１】
［００１２３］  まつ毛が首尾よく分離されたと判断された場合、コンピュータは、配置ステップ７５１において配置ルーチンを実行するようにロボットに指示する。まつ毛は分離後撮像ステップ７４７で注意深く撮像され、まつ毛の多くの幾何学的特性がチェックステップ７４９で確立されたので、コンピュータはまつ毛のジオメトリーに関する詳細な情報をロボットシステムに供給することができる。少なくとも好ましい実施形態では、この幾何学的特徴はまつ毛の三次元モデルを含んでいる。配置ステップ７５１が完了すると、コンピュータは、後退ステップ７５０においてロボットシステムに分離ロボットを後退させるように指示する。これは、ステップ７４９でまつ毛の分離が成功しなかった場合にも行われる。分離ロボットが成功した後、コンピュータは経路「Ａ」に沿ってステップ７４６に戻ることができ、または経路「Ｂ」に沿って撮像ステップ７４３に戻ることができる。好ましい実施形態では、コンピュータは発見的に一定の間隔で他の経路よりも一方の経路を選択する。例えば、まつ毛の扇形に沿って一箇所で何度も分離を試み、経路「Ａ」を繰り返し選択するが、分離が成功したか、または失敗した場合には経路「Ｂ」を選択することが望ましい。経路「Ｂ」を選択することによって、システムは（話すように）リセットし、まつ毛の扇形のより広い領域を撮像し直し、そして作業するための新しい領域を選択することができる。
【００７２】
［００１２４］  このプロセスの変形例では、特定の人の個々のまつ毛のジオメトリーは、各分離したまつ毛または塊の幾何学的形状をよりよくチェックするために評価されることができる。例えば、図２８のフローチャートを考慮頂きたい。破線ボックス９２２は、セッション中に一度だけ実行され得る典型的なジオメトリーを評価するプロセスを示し、一方、破線ボックス９２２の外側のフローチャートの部分は、各分離および配置サイクルで実行される。撮像ステップ９２０から開始して、まつ毛の扇形全体、またはまつ毛の扇形の大部分が撮像される。次に、自然発生の単一まつ毛が自然分離ステップ９２１で識別される。これは、通常、少なくともいくつかのまつ毛が分離されることになるので達成でき、そして高度に分離されたまつ毛の先端を探すことによってそれらが分離されていると判断することは簡単である。いくつかの実施形態において、特に分離したまつ毛を、確実性を持って自動的に識別することができない特定の対象者に対して、システムは、使用者識別ステップ９２７において分離したまつ毛を視覚的に識別するよう使用者（それは、システムを操作している人であって、対象者３０１ではない）に促すことができる。ひとたびよく知られた個別のまつ毛が確立されると、幾何学的パラメータおよび分布されたパラメータが幾何学的パラメータ推定ステップ９２３において確立される。最後のチェックとして、検証ステップ９２４においてこれらのパラメータが記憶され、既知の良好な範囲と比較され、これらの範囲からの逸脱はエラーステップ９２６において使用者にエラーとして示される。その後、使用者は視覚的な識別性を高めてパラメータを再設定することを選択することができる。一旦パラメータが確立されると、パラメータは格納ステップ９２５で格納される。この格納は個々のシステムに局所的であってもよく、または、パラメータを他のシステムとの将来のセッションで使用できるように、その対象者に関連づけられてリモートコンピュータまたはクラウドストレージシステムに格納することもできる。
【００７３】
［００１２５］  図２８をさらに参照すると、配置および分離ステップ９３１，９４５は、現在分離されているまつ毛にエクステンションを配置し、次に新しいまつ毛を分離する前述のステップを指す。次のまつ毛がステップ９４５で分離されると、分離された領域は画像分離領域ステップ９２８で撮像され、それはさらに画像から幾何学的パラメータを計算することを含んでいる。次に、ステップ９２９において、新たに計算された幾何学的パラメータは、そのセッションの開始時に生成されたかまたはローカルもしくはリモートメモリから呼び出されたかのいずれかである格納されたパラメータと比較される。次に、新たに計算されたパラメータが許容範囲内にある場合（すなわち、分離したまつ毛がエクステンションに適している場合）、配置ステップ９３１に進むことができ、そうでない場合、新しい分離を試みることができる。いくつかの実施形態では、より多くのまつ毛が首尾よく分離されるにつれて、格納されたパラメータは、適応ステップ９３０において追加のデータに基づいて適応され洗練され得る。
【００７４】
［００１２６］  図２９に示す別の実施形態では、ニューラルネットワーク、一種の機械学習が用いられる。ニューラルネットワークは、（他の多くの用途の中でも）様々な画像内の様々な種類の対象物を認識するようにトレーニングされることができる。最初に、これはボックス９３２のニューラルネットワークの初期化に示されており、これは事前に実行される。まず、トレーニングセットステップ９３３において、トレーニングセットを集めて手動でラベル付けされなければならない。まつ毛の様々な向きや色が画像化されて手動でラベル付けされる必要があるため、これはむしろ骨の折れることであり得る。しかしながら、問題は、システムの制御された環境における一貫した照明および質感によって幾分単純化される。用いられる画像のセットには、単一ではないまつ毛（交差したまつ毛や重なったまつ毛の画像など）と適切に分離されたまつ毛の両方を含み、両方のセットに適切なラベルを付けされていなければならない。次はトレーニングステップ９３４である。このステップの間、ニューラルネットワークはラベル付きデータについてトレーニングされ、そのデータの取っておいた部分に対してテストされる。次に、この結果物であるニューラルネットワークは、使用のために任意の数のシステムのソフトウェアにロードされることができる。
【００７５】
［００１２７］  当業者は、これがニューラルネットワークを訓練するための唯一の方法ではないことに気付くであろう、そして実際に、教師なし学習のための方法（データの手動ラベリングを必要としない）が今は急速に発展している。例えば、分離した、交差した、そして積み重ねられたまつ毛の実画像を作成するよりもむしろ、ニューラルネットワークをよりよく訓練する合成画像を作成するためにディープジェネレータネットワークを用いることができる。また、当業者は、物体を認識するように教示することができる、深畳み込みニューラルネットワークなどのような多くのタイプのニューラルネットワークがあることに気付くであろう。ボックス９３２の代わりに、これらのプロセスおよびタイプのニューラルネットワークのいずれかまたはすべてを用いることができる。
【００７６】
［００１２８］  ニューラルネットワークが訓練された後、このニューラルネットワークは実際に用いることができる。先ずは分離ステップ９４５であり、これは前述の新しいまつ毛を分離するステップを指す。まつ毛が分離されると、画像から幾何学的パラメータを計算することをさらに含む画像分離領域ステップ９３６において、分離領域が撮像される。次に、幾何学的パラメータは、前の実施形態と同様に評価ステップ９３７において評価される。並行して、生のまたは調整された画像データがニューラルネットワーク評価ステップ９３９においてニューラルネットワークに入力される。幾何学的方法およびニューラルネットワーク方法の両方とも、分離したまつ毛が存在するかどうかを示すイエス／ノー信号を出力する。投票ステップ９４０は、技術間の一致を探し、両者がイエスと投票することを要求する。そのような方式は、分離したまつ毛が確実に分離していることを確認するのに役立つ。いくつかの実施形態では、単純なイエス／ノー信号を生成するのではなく、方法の一方または両方がスコアを生成し、投票ステップ９４０が２つのスコアを発見的に評価する。投票ステップ９４０でまつ毛が分離している（または所望の大きさの塊である）と返された場合、配置ステップ９４３で配置を試みることができる。投票ステップ９４０が、まつ毛が分離されていないことを返した場合、分離ステップ９４５で分離が再試行される。
【００７７】
［００１２９］  ここで、ニューラルネットワークは前述の幾何学的手法の追加的な確認として示されていることに留意することが重要である。現在、ニューラルネットワークの出力は、何らかの理由でニューラルネットワークが訓練されたものとはかなり異なる入力画像である場合、現在のところ非常に予測不可能であるため、これは理にかなっているかもしれない。しかし、それだけで用いるのに十分な自信を与えるようなニューラルネットワークが作成されることは可能である。その場合、図２９に示すようなシステムが用いられるが、評価ステップ９３７は実行されず、ステップ９３９の出力は配置を試みるべきかどうかを判断するためだけに用いられる。
【００７８】
代替分離手法
［００１３０］  さらに別の実施形態では、分離は、一対のピンセットではなくむしろ２つの独立したプローブによって実行されることができる。図３０Ａ〜図３０Ｄは、上から見た関連まつ毛７９９を有する人のまぶた部分８００を示す。図３０Ａでは、ロボットシステムの一部であり、断面が円として示されている第１のプローブ８０１が、２つのまつ毛の間に押し込まれている。一般に、これはまつ毛の扇形の中間領域のいずれにおいても行うことができ、第１のプローブ８０１を駆動するロボットシステムは、関連するまつ毛７９９の向きを知る必要はない。プローブ８０１は直径が小さく、個々のまつ毛は一般に方向７９８に押されるとその一方の側または他方の側に滑るので、ロボットシステムは関連するまつ毛７９９の向きを知る必要はない。図３０Ｂでは、第１のプローブ８０１は、第１の方向７９８に沿ってまぶた部分８００の近くに接近し、停止し、次に概して第２の方向７９７に沿って動かされている。これにより、関連するまつ毛７９９の上部を上方に移動させることができ、分離したまつ毛８０３の上にクリアスペース８０２を作り出すことができる。
【００７９】
［００１３１］  次に、分離まつ毛８０３がコンピュータビジョンシステムによって検査され、コンピュータビジョンシステムは、分離まつ毛８０３の位置を推定するために上述のような立体視を用いる。これは、分離したまつ毛８０３の位置が両方のステレオカメラにおいて明確になるので、コンピュータビジョンシステムがステレオ対応問題を解決することが今や簡単であるので可能である。すなわち、カメラ間で分離したまつ毛８０３を合わせることは簡単であろう。さらに、分離したまつ毛８０３の視野は一般に少なくとも片側では遮られていないので、コンピュータビジョンシステムはそのジオメトリーをよりよく推定することができる。これにより、第２プローブ８０４を分離したまつ毛８０３の先端直下に正確に位置決めすることができる。次に、第２のプローブ８０４を第１の方向７９８に沿って移動させることによって、第２のプローブ８０４を分離したまつ毛８０３とその下側の隣接するものとの間に確実に挿入することができる。次に、第２のプローブ８０４を第２の方向７９７とほぼ反対に動かすことによって、分離したまつ毛８０３の下のまつ毛を下に動かし、そして今や真に分離している分離したまつ毛８０３の両側を含むようにクリアスペース８０２が増える。この分離方法または上述したピンセット分離方法のいずれかを、図２７に示す手順と共に使用できることに留意するべきである。つまり、図２７は、使用されている分離方法の種類には依存しない。
【００８０】
［００１３２］  どちらのアイソレーション戦略も、分離しているまつ毛を密集させて配置された２つのプローブの基本的なジオメトリーが似ていることに留意すべきであり、ある意味では、ピンセットは単なる２つ繋げられたプローブである。方向７９８は、本質的に同じ手順を異なる方法で実行するように改良されることができることにも留意されたい。例えば、図３０Ａにおいて、第１のプローブ８０１がページ外の軸（図示せず）上で測定された高さでまつ毛７９９の上にある場合、プローブ８０１は、まつ毛７９９に入ることなく方向７９８に進むことができる。まぶた８００の近くの点に達し、その時点でそれはページの中に移動することによってまつ毛７９９の中に押し込まれることができる。そのような戦略は、単に方向７９８でまつ毛の中に移動するのとはわずかに異なる結果を生み出す可能性がある（例えば、そのような戦略は、それらの先端付近で交差する２つのまつ毛の場合に有用であり得る）。
【００８１】
［００１３３］  この時点から、手順は、図２７のフローチャートで上述したように進めることができる。分離したまつ毛８０３は今や真に分離しているので、それが単一の分離したまつ毛の基準およびパラメータを満たすことを確実にするために検査されることができる。それが二重になっていることが分かった場合、二重まつ毛を取り除くこと可能であるかどうかを確かめるために第２のプローブ８０４を用いて後者のステップだけを繰り返すことが可能である。この実施形態は、まつ毛を分離するために、単にまつ毛の扇形を通してピンセットを押すことが不可能であり得る非常に濃いまつ毛においてさえ分離まつ毛を生成するので有利であるが、まつ毛の位置が個別に先天的に知られることをそれでもなお必要としない。
【００８２】
［００１３４］  さらに別の変形例では、マスカラーブラシと呼ばれるものと非常によく似たブラシでまつ毛領域をブラッシングすることによって分離を達成することが可能である。さらに、ここで適用することができる周囲の繊維から繊維を分離することができる多くの他の方法がある。
【００８３】
まつ毛の扇形の位置の判断
［００１３５］  上記実施形態の多くにおいて、たとえ全てのまつ毛の位置が知られていなくても、まつ毛の扇形のおおよその位置を知ることは有用である。すなわち、例えばピンセット８１０または第１および第２のプローブ８０１，８０４がまつ毛を通して挿入され、それらが対象者３０１に接触したときに測定した力に頼ることなく停止することができるように、集合天然まつ毛のおおよその幾何学的位置を知ることは有用である。これは、上記とは異なるステレオ対応問題の解決法によって達成することができる。この実施形態では、個々のまつ毛ではなく、隣接するまつ毛のグループによって形成される粗い構造に調整されたバンドパスフィルタを適用することによって、個々のまつ毛は無視される。一実施形態では、バンドパスフィルタ処理画像は、ガウスフィルタ処理画像のラプラシアンのバイナリ符号である。符号付きのガウシアンフィルタのラプラシアンは、画像をフィルタリングする方法としてコンピュータビジョンの技術分野においてよく理解されている。しかしながら、この実施形態では、バンドパスフィルタは、５から２０のオーダーによるまつ毛の直径の特徴に敏感になるように調整され、それはまつ毛の塊を見つける傾向がある。左右両方のカメラからの画像がフィルタリングされると、画像と最もよく一致する測定視差を見つけるために領域の相関が実行される。実際には、この技術はまつ毛の扇形の位置および向きを正確に測定することが分かっている。
【００８４】
［００１３６］  この過程は簡単な模式的過程で説明することができる。直線的なまつ毛９００を示す図３１を検討する。このプロセスは、完全に直線的ではないまつ毛にも同様に適用され、まつ毛は単に説明を明確にするために直線的なまつ毛９００として示されていることを理解されたい。直線的なまつ毛９００は、左右両方のカメラで撮像され、右生画像９０２Ｒおよび左生画像９０２Ｌを生成する。左右の生画像９０２Ｒ，９０２Ｌは、まつ毛９００の直線部分のわずかに異なる部分を捉えることに留意されたい。次に、左右の生画像９０２Ｒ，９０２Ｌがガウスフィルタでフィルタリングされ、左右のぼけ画像９０４Ｒ，９０４Ｌが生成される。次に、ラプラシアン演算子が適用され、これは入力画像に見られるエッジを強調する傾向があり、その結果、左右のエッジ画像９０６Ｒ，９０６Ｌが得られる。その後、相関技術が適用され、左右の一致部分９０８Ｒ，９０８Ｌが見つけられる。左右の一致部分９０８Ｒ，９０８Ｌのそれぞれのピクセル変位を測定することによって、左右の画像変位９１０Ｒ，９１０Ｌが生成される。これらの測定値の差から、はっきりと見える立体視差９１１が生成され、左右のカメラの相対的な間隔および向き（こらは、通常は事前にわかる）が与えられたときのはっきりと見える立体視差９１１に基づいてカメラと直線的なまつ毛９００との間の変位を導き出すことは三角法の簡単な問題である。いくつかの実施形態では、まつ毛の自然な扇形全体にわたるまつ毛の多数の塊が測定され、いくつかの立体視差測定値が生成される。いくつかの実施形態では、これらを単純に平均して、天然の人間のまつ毛に対して単一の変位を生成することができ、他のものでは、まつ毛の湾曲を表す高次モデルを生成することができる。
【００８５】
分離に関するその他のバリエーション
［００１３７］  美観的な理由から、異なる成長速度に関連する問題にもかかわらず、１つのまつ毛エクステンションを２つ以上のまつ毛に取り付けることが時々望まれる。この場合、ロボットは、いくつかのエクステンションを特に塊に接着するように構成されることができる。しかしながら、装置はそのようなプロセスのために適切に二重またはグループ化されたまつ毛を識別すべきであるので、単一およびグループ化されたまつ毛を識別することに関する上述の説明は引き続き適用される。そして、さらに、いくつかのグループは、グループ化されたエクステンションには不適当であり（例えば、グループ内にまつ毛が多すぎる、または構成するまつ毛が許容できないほど交差している場合）、これらの状況を識別することが望ましい。もちろん、上で説明したのと同じ種類の基準およびパラメータが、個々のまつ毛とは異なるしきい値でこれらの状況にも適用することができる。
【００８６】
［００１３８］  いくつかの場合では、まつ毛の自然の扇形にある多くのまつ毛の位置を知ることが可能であり得る。これは、その人のまつ毛がまばらである場合、まつ毛の数に対してカメラの解像度が高い場合、またはステレオ対応問題を解決するための正確な方法を提供する基準となる参考が存在する場合に当てはまる。確かに、良好なコントラストがあり、近位で交差していても隠れていてもほとんどのまつ毛が一本で終わるので、まつ毛の遠位端を調べることが個々のまつ毛位置を識別するための最も正確な方法であることがわかっている。この技術は、存在するまつ毛の総数を数えるのにも使うことができる。それでも、この場合であっても、全てのまつ毛の位置を正確に知ることは困難な場合がある。しかしながら、単一のまつ毛が既知の場所にあると考えられる場合、上述のようにピンセットまたは二重プローブをこの単一のまつ毛のまわりに正確に配置し、次にそのまつ毛を分離するために用いることができる。そうすることで、分離プロセスを単純化し、分離プロセスを高速化することができる。分離したまつ毛の許容基準およびパラメータに対して正確に判断できるので、分離したまつ毛が誤って識別されたことが判明しても悲劇的なことにはならない。
【００８７】
［００１３９］  したがって、前述の例から、存在する全ての人間のまつ毛についてどれだけ知られているかにかかわらず、分離したまつ毛が実際にエクステンションに適した単一のものであるかどうかを判断できることが非常に重要であることが理解できる。自動まつ毛エクステンションの多くの実施形態にとって重要なのは、分離とまつ毛が単一であるか否かの判断との間のこの相互作用の連動である。
【００８８】
［００１４０］  前の説明では奥行き測定用のステレオカメラペアを想定していたが、ライダースキャンやレーザースキャンなど、奥行きデータを生成できる他の技術もある。さらに、いくつかの実施形態では、カメラはロボットシステムに取り付けられて動かされることができ、その向きを変えることによってステレオカメラペアをシミュレートする。いくつかの実施形態では、カメラをまつ毛の上面図からまつ毛の側面図に移動させることができる。しかしどのような技術が用いられても、その測定を改善するためにまつ毛を分離することが有利である。
【００８９】
別のオプション
［００１４１］  図３２は、筐体２０１を取り付けるためのカートベースの手法を示す。図３２では、筐体１０３はアーム１０３に取り付けられる代わりに、キャスタ２６６上を転がるカート機構２６５に取り付けられている。カート機構２６５は、各脚に伸縮機構２６７を含む（キャスタ２６６および伸縮機構２６７は、明確にするために一方の脚にのみラベルが付けられているが、各脚には設けられていることに留意されたい）。伸縮機構２６７は、筐体２０１の重量を相殺するのに十分な上向きの力を提供するであろう一定の（またはほぼ一定の）負荷ばねを負荷されることができる。これのポイントは、使用者が筐体２０１の高さを適切に調整することを非常に容易にすることである。適切な高さに達すると、ロック３０６を使用して伸縮機構２６７を所定の位置にロックすることができる。キャスターホイールのロックが設けられていてもよい。当業者は、そのようなカートを実施するための多くの方法があることを認識するであろう。
【００９０】
［００１４２］  いくつかの実施形態は、回路基板上に部品を取り付けるために用いられる典型的な機械のように、リールによって機械に供給されることができるテープにエクステンションが取り付けられたテープ供給を利用してエクステンションを供給してもよい。他の実施形態では、プロセス中に様々な長さおよび湾曲のエクステンションとなるであろう連続繊維がデバイスヘッドに供給されてもよい。天然のまつ毛繊維に存在することになる端部に小さなチューブまたはピンチローラーを有するエンドエフェクタに繊維が供給されていてもよい。自動接着剤分配装置は、その後、一滴の接着剤を加えることができる。次に、システムは接着が行われるのを待ってから適切な長さの繊維を送り出し、次に自動切断装置を使用して適切な長さに繊維を切断する。図１０において、固定ピンセット側２５８は繊維供給機であり、移動側２５９は切断機構であることを想像することができる。当業者は、これが現代のワイヤ接着機の動作に非常に似ていることに気付くであろう。実際、繊維は、自然な外観およびスタイルを得るために、送り出されるときに様々な湾曲およびテーパーを付けることができる。これは、供給された繊維を所望の形状に形成するために圧力に加えて熱を使用してもしなくてもよいローラによるシステムによって達成することができる。
【００９１】
［００１４３］  ロボット機構２１９は高い加速度で動くことを意図しているので、それは筐体２０１の望ましくない動きを引き起こす可能性がある。このため、いくつかの動作軸（つまり、最も動くｘおよびｙ）にカウンターウェイトを装着することが望ましい。これがどのように行われるかを説明するために、ｙ軸について説明する。カート２３０からｙ軸アクチュエータ２２７の反対側に追加のカート（ｙ軸カウンタウェイトカート）を追加することによって、ｙ軸アクチュエータ２２７をカウンターウェイトで補強されていてもよい。このカートは、ｙ軸ベルト２２９がプーリ間で形成するループの反対側に接続されることができる。このため、ｙ軸カウンタウェイトカートは、ｙ軸カート２３０が動くときはいつでも、反対方向に動く。ｙ軸カート２３０に取り付けられた全てのものと同様の重量のｙ軸カウンタウェイトカートに重量が加えられた場合、ｙ軸カート２３０上を移動する構成要素の質量を加速することによって引き起こされるシステムへの負荷は、キャンセルされる。同様の戦略をｘ軸にも採用することができる。
【００９２】
［００１４４］  いくつかの実施形態では、筐体２０１の内側は、カップ２４８内の接着剤を保存するために温度調節されている。これは、オペレータが、対象者が本当に快適になるには低すぎる大気温度にサロンを保つことを好むという、まつ毛エクステンションサロンの古典的な問題を避ける。いくつかの実施形態では、接着剤をより急速に硬化させることができるように、配置されているエクステンションに局所的な気候が制御される。例えば、接着剤の硬化を促進するために、エクステンションを置いた後に湿度を瞬間的に上げることができる。水のわずかな霧がほとんど瞬時に湿度を上げることができて、そして後で小さな送風機が湿気を下げるために乾燥した部屋で空気を吹き込むことができることがわかる。このようなシステムは、接着剤の作業性を維持しながらもその硬化を加速させることができ、より速い処置時間をもたらす。他の実施形態では、配置時に接着剤の硬化を促進するために水以外の促進剤が用いられる。
【００９３】
［００１４５］  いくつかの実施形態では、接着剤は、コントローラによって作動されるボトルまたはシリンジなどのディスペンサ内に提供される。この実施形態では、必要に応じて清浄な接着剤がディスペンサから供給される。例えば、ディスペンサは、液体装填領域２４６，２４７のうちの１つに配置されることができ、接着剤カップ２４８のようなカップに接着剤を定期的に分配することができる。
【００９４】
［００１４６］  いくつかの実施形態では、機械制御装置はインターネットに接続されているので、各手順について機械の操作者／所有者に金銭的な金額を請求することができる。システムは、インターネット接続を使用して、オペレータ／所有者が自分のアカウントに納入済みであることを確認し、そうであれば、まつ毛エクステンションセッションを実行し、各手順について彼等のアカウントに借方を記入することができる。あるいは、それは、所有者／オペレータが、機械を操作する権利のための月毎、四半期毎、または年毎の定額制に従って支払うことを確実にすることができる。
【００９５】
［００１４７］  上記の議論のいくつかは、ピンセットまたはプローブの使用に焦点を当ててきたが、必要ならば他の「端部」を使用できることを認識すべきである。本発明の目的のために、ロボットの「端部」または「複数の端部」はロボットの最も遠位の点または複数の点である。
【００９６】
［００１４８］  いくつかの実施形態では、眉毛はむしろまつ毛に類似した特性を有するので、まつ毛ではなく眉毛を伸ばすために同じ装置を用いることができる。
［００１４９］  上記に基づいて、本発明がまつ毛エクステンションをより効果的に設置する方法を提供し、それが、それを行うための時間および費用の両方を削減することは容易に明らかであるはずである。好ましい実施形態を参照して説明したが、本発明の精神から逸脱することなく本発明に様々な変更または修正を加えることができることを容易に理解されたい。一般に、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定されることを意図している。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2019536651.tif 000032
【図２３】
2019536651.tif 000033
【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ−３０Ｄ】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月29日(2018.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
まつ毛エクステンションを用いて対象者の複数の天然まつ毛のうちの１つの天然まつ毛を延長するように構成された装置において、
前記まつ毛エクステンションを取得し、前記まつ毛エクステンションを操り、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並んで配置するように構成されたロボット機構と、
前記天然まつ毛の位置を前記ロボット機構に伝達するように構成されたコンピュータビジョンシステムとを備えた装置。
【請求項２】
前記ロボット機構は、３つの互いに直交する軸に沿って直線運動を提供するように構成された直交ロボットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
追加の２つの運動軸が前記直交ロボットの出力に取り付けられ、前記追加の２つの運動軸はねじれ軸と傾斜軸とを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ロボット機構は、前記追加の２つの運動軸の出力に取り付けられた一対のピンセットをさらに含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ロボット機構は、前記一対のピンセットと並んで接続された選択的展開可能プローブをさらに含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
追加の３つの運動軸が前記直交ロボットの出力に取り付けられ、前記追加の３つの運動軸は、ねじれ軸、傾斜軸、およびロール軸を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記ロボット機構は、前記追加の３つの運動軸の出力に取り付けられた一対のピンセットをさらに含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ロボット機構は、
直列な３つの平行作動回転関節であって、前記３つの平行作動回転関節の各々は重力方向と整列した回転軸を有する、直列な３つの平行作動回転関節と、
重力方向と一直線に並ぶ軸に沿って作用する４つ目の作動並進関節とを提供する、
スカラロボットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記スカラロボットの出力に追加の２つの運動軸が取り付けられ、前記追加の２つの運動軸はねじれ軸および傾斜軸を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ロボット機構が、前記追加の２つの運動軸の出力に取り付けられた第１の対のピンセットをさらに含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ロボット機構は、前記第１の対のピンセットとは別々に作動可能であるように構成された第２の対のピンセットさらに含み、少なくとも１つの追加の運動軸が前記第１および第２の対のピンセット間に設けられた、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ロボット機構は、前記第１の対のピンセットの周りに配置された第２の対のピンセットをさらに含み、前記ロボット機構は、前記第１および第２の対のピンセット間の長さに沿って前記第１および第２の対のピンセット間で相対的かつ制御された並進をもたらすように構成され、２つの追加の回転軸は前記第１および第２の対のピンセット間に設けられた、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記スカラロボットの出力に追加の３つの運動軸が取り付けられており、前記追加の３つの運動軸は、ねじれ軸、傾斜軸、およびロール軸を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記ロボット機構は、前記追加の３つの運動軸の出力に取り付けられた一対のピンセットをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ロボット機構と通信するコントローラをさらに備え、前記ロボット機構は、前記第４の作動並進関節に対して遠位に取り付けられたロボットヘッド機構をさらに含み、前記ロボットヘッド機構は、前記少なくとも１対のピンセットを選択的に開閉するアクチュエータを有し、前記コントローラは前記アクチュエータを制御するように構成され、前記少なくとも１対のピンセットのうちの１対のピンセットは、前記ロボット機構の３つの回転自由度に対して最も遠位である、請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
前記ロボット機構の各作動関節は電気モータを含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ロボット機構は、６軸の連続回転を直列に提供するように構成された６軸ロボットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記ロボット機構は、前記６軸ロボットの出力に取り付けられた第１の対のピンセットをさらに含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ロボット機構は、
第２の６軸ロボットと、
前記第２の６軸ロボットの出力に取り付けられた第２の対のピンセットまたは鋭い先端のプローブとをさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ロボット機構と通信するように構成されたコントローラをさらに備え、前記コンピュータビジョンシステムは、前記コントローラと通信するように構成されたカメラを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記コンピュータビジョンシステムは、少なくとも１つの追加のカメラをさらに含み、前記コンピュータビジョンシステムは、ステレオコンピュータビジョンを提供するように構成された、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記コンピュータビジョンシステムは、レーザ距離計を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
コントローラをさらに含み、前記コンピュータビジョンシステムは、前記天然まつ毛の位置および前記まつ毛エクステンションの位置を監視し、前記天然まつ毛の前記位置および前記まつ毛エクステンションの前記位置を前記コントローラに伝達するように構成され、前記コントローラは、前記天然まつ毛の前記位置および前記まつ毛エクステンションの前記位置を用いて、前記ロボット機構に前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛と実質的に同軸の向きに操らせるように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記ロボット機構は、冗長検出および処理システムを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
接着剤を貯蔵するように構成された液体装填領域をさらに備え、前記ロボット機構は、前記まつ毛エクステンションを前記接着剤に浸すようにさらに構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
使用者が前記天然まつ毛を分離するために用いられるように構成された手動まつ毛分離ツールをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
前記ロボット機構は、アクチュエータと連結された複数のリンクと、前記まつ毛エクステンションを掴むように構成された第１の端部と、前記複数の天然まつ毛を探るように構成された第２の端部とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
アクチュエータと結合された前記複数のリンクは、５つの作動自由度を通して結合された少なくとも６つのリンクを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記ロボット機構は、スカラロボット、６軸ロボットアーム、または直交ロボットをさらに含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１の端部は、マニキュアブラシを掴むようにさらに構成され、前記ロボット機構は、前記対象者の指の爪にマニキュアを塗布するようにさらに構成された、請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
前記コンピュータビジョンシステムは、立体画像ペアを前記カメラ上に生成するように構成されたミラーまたはプリズムを有するカメラを含むステレオコンピュータビジョンシステムである、請求項２７に記載の装置。
【請求項３２】
前記ロボット機構は、前記第１の端部と前記第２の端部との間にアクチュエータをさらに含み、前記ロボット機構は、前記第１の端部と前記第２の端部とを互いに対して変位させるようにさらに構成された、請求項２７に記載の装置。
【請求項３３】
前記アクチュエータは、ねじれ軸および傾斜軸を含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記アクチュエータは、スラスト軸をさらに含む、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記第１の端部および前記第２の端部は入れ子になっており、前記第１の端部は、前記第２の端部は、前記天然まつ毛を前記複数の天然まつ毛の他のまつ毛から分離している間に、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛上に配置するように構成された、請求項３２に記載の装置。
【請求項３６】
前記第１の端部は、１対のピンセットを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３７】
前記第２の端部は、１対のピンセットを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３８】
前記第２の端部は、２つの鋭利な先端を有するプローブを操るように構成された機構を含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項３９】
前記第１および第２の端部の各々は、それぞれのロボットアームに取り付けられ、前記ロボット機構は、前記第１および第２の端部を互いに対して変位させるように構成された、請求項２７に記載の装置。
【請求項４０】
前記コンピュータビジョンシステムは、前記第１および第２の端部の位置もしくは相対位置、または前記第１および第２の端部の一方と前記天然まつ毛との相対位置を伝達するようにさらに構成された、請求項２７に記載の装置。
【請求項４１】
前記第１および第２の端部の位置もしくは相対位置、または前記第１および第２の端部の一方と前記天然まつ毛との相対位置に基づいて前記ロボット機構を位置決めするように構成されたコントローラをさらに備えた、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
まつ毛エクステンションと、前記まつ毛エクステンションを操るように構成されたロボット機構を含む装置とを用いて、対象者の複数の天然まつ毛うちの１つの天然まつ毛を延長する方法において、
前記まつ毛エクステンションを前記ロボット機構で捉え、
前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように前記ロボット機構で配置する、方法。
【請求項４３】
前記ロボット機構は２つの端部を有し、前記第１の端部は前記まつ毛エクステンションを保持するように構成された機構を備え、前記第２の端部は前記複数の天然まつ毛を移動させるように構成された機構を備え、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置することは前記まつ毛エクステンションを前記第１の端部と共に前記天然まつ毛と並べることを含み、前記方法は、
前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置する前に、前記第２の端部を有する前記複数の天然まつ毛を、他の前記複数の天然まつ毛から分離されるまで動かすことをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１の端部は第１の対のピンセットを備え、前記第２の端部は第２の対のピンセットを備え、前記まつ毛エクステンションを前記ロボット機構で捉えることは前記第１の対のピンセットで前記まつ毛エクステンションを掴むことを含み、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置することは前記まつ毛エクステンションを前記第１の対のピンセットと共に前記天然まつ毛に並ぶように配置することを含み、前記複数の天然まつ毛を動かすことは前記第２の対のピンセットを前記天然まつ毛の周りで押すことを含む方法であって、
前記第２の対のピンセットを開いて、前記天然まつ毛を分離させることをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記第２の端部の機構は、２つの鋭利な先端を有するプローブを備えた、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記装置は、前記天然まつ毛、前記第１の端部、および前記第２の端部を撮像するように構成されたコンピュータビジョンシステムをさらに含み、前記方法は、
前記天然まつ毛、前記第１の端部、および前記第２の端部の位置を前記コンピュータビジョンシステムと共に判断することをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記複数の天然まつ毛を動かすことは、前記まつ毛エクステンションを捉える前に行われる、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
前記天然まつ毛は、少なくとも２つの天然まつ毛の群を備えた、請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
前記まつ毛の位置を撮像し、
前記位置を前記ロボット機構に伝達し、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置することは、前記まつ毛エクステンションを前記位置に基づいて前記天然まつ毛に並ぶように配置することをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項５０】
前記ロボット機構は、視覚サーボを用いるように構成された、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記まつ毛エクステンションを前記天然のまつ毛に並ぶように配置する前に、前記ロボット機構を用いて前記まつ毛エクステンションに接着剤を塗布することと、前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に取り付けることとをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項５２】
前記ロボット機構を用いて第２のまつ毛エクステンションを捉え、
前記ロボット機構を用いて前記第２のまつ毛エクステンションに接着剤を塗布し、
前記ロボット機構を用いて前記複数の天然まつ毛のうちの１つの第２の天然まつ毛に並ぶように前記第２のまつ毛エクステンションを配置し、
前記第２のまつ毛エクステンションを前記第２の天然まつ毛に取り付けることをさらに備えた、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記ロボット機構が前記まつ毛エクステンションを前記天然まつ毛に並ぶように配置する前に、手動まつ毛分離ツールを用いることをさらに備えた、請求項４２に記載の方法。
【国際調査報告】
2019536651.tif 000048