(57)【要約】【課題】ロボットが生成した感情情報を皮膚の色の変化として表示することの出来るコミュニケーションロボットを提供する。【解決手段】人体に模した形状であって人間との間でコミュニケーションを行うコミュニケーションロボットにおいて、ロボット本体を被覆する柔軟素材からなる皮膚部材と、外部情報に応じて感情情報を生成する感情情報生成手段と、感情情報を表示する表示手段と、感情情報の表示を制御する制御手段とを備え、皮膚部材中に表示手段を埋め込み配置した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体に模した形状であって人間との間でコミュニケーションを行うコミュニケーションロボットにおいて、
ロボット本体を被覆する柔軟素材からなる皮膚部材と；
外部情報に応じて感情情報を生成する感情情報生成手段と；
前記感情情報を表示する表示手段と；
前記感情情報の表示を制御する制御手段と；を備え、
前記皮膚部材中に前記表示手段を埋め込み配置したコミュニケーションロボット。
【請求項２】
前記表示手段は、顔面を構成する前記皮膚部材中に配置される請求項１に記載のコミュニケーションロボット。
【請求項３】
前記感情情報は喜怒哀楽を表わす色彩情報である請求項１又は２に記載のコミュニケーションロボット。
【請求項４】
前記表示手段は、
一対の透明基材層と；
前記一対の透明基材層の間に挟持され、前記感情情報に応じて発光する発光領域が形成された透明バインダ層と；
を備えたフィルム状の導光表示パネルを含む請求項１乃至３のいずれかに記載のコミュニケーションロボット。
【請求項５】
前記発光領域は、透明高屈折率粒子を分散配置することにより形成する請求項４に記載のコミュニケーションロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間との間でコミュニケーションを行うコミュニケーションロボットに係り、特にコミュニケーションを通じて生成された感情に相当する情報を、皮膚の色の変化として表示することの出来るコミュニケーションロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間と対話しながら、人間に対して各種のサービスを提供するコミュニケーションロボットは、産業用ロボットに比較して、一般に、人体に模した形状を有し、人間とのコミュニケーションに反応し、人間に近い適応動作を行うことが望ましい。
特許文献１には、人とのインタラクション行動の種類に応じて適切な対人距離を取ることが出来るコミュニケーションロボットが開示されている。
また、特許文献２には、柔らかい皮膚部材中に圧力センサシートを埋込み、この圧力センサシートで検知した圧力データに反応して怒りや喜びを表わす動作を行うコミュニケーションロボットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１２０７４５号公報
【特許文献２】特許第３７０６１１３号公報
【特許文献３】特開２０１６−２８２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１，２で開示されているコミュニケーションロボットの適応動作は、いずれもロボットの動きや発声に関するもので、喜怒哀楽などの感情を皮膚の色の変化として表出するものではない。
例えば、恥ずかしい時には頬を赤らめたり、恐い時には青ざめるなどの皮膚の色を変化させることは行われていない。
本発明は、こうした事情を考慮してなされたもので、ロボットが生成した感情情報を皮膚の色の変化として表示することの出来るコミュニケーションロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のコミュニケーションロボットは、人体に模した形状であって人間との間でコミュニケーションを行うコミュニケーションロボットにおいて、ロボット本体を被覆する柔軟素材からなる皮膚部材と；外部情報に応じて感情情報を生成する感情情報生成手段と；感情情報を表示する表示手段と；感情情報の表示を制御する制御手段と；を備え、皮膚部材中に表示手段が埋め込み配置される。
【０００６】
また、表示手段は、顔面を構成する皮膚部材中に配置され、感情情報は喜怒哀楽を表わす色彩情報である。さらに、表示手段は、一対の透明基材層と；一対の透明基材層の間に挟持され、感情情報に応じて発光する発光領域が形成された透明バインダ層と；を備えたフィルム状の導光表示パネルを含み、発光領域は、透明高屈折率粒子を分散配置することにより形成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、感情情報を皮膚の色の変化として表示することができるので、コミュニケーションロボットは従来に比してより一層人間に近い適応動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例に係るロボットの制御系の一例を示すブロック図。
【図２】ロボットの皮膚部材中に埋め込み配置される表示手段の一例を示す図。
【図３】導光表示パネルの一例を示す断面構造図（１）。
【図４】導光表示パネルの一例を示す断面構造図（２）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係るコミュニケーションロボット（以下、単にロボットという）は人体に模した形状の骨格構造を有しており、頭部と、首関節を介して接続された上部胴体と、上部胴体と連結部を介して連結された下部胴体と、上部胴体の両肩に腕関節を介して連結された右腕、左腕と、下部胴体に脚関節を介して連結された右脚、左脚とから構成されている。実際の配置ロボットとしては、この骨格構造にシリコン樹脂等で皮膚部材を貼り、化粧を施したり衣装を着せるなどして人間に近い風貌に模して構成される。
【００１０】
頭部には目に相当する位置に眼カメラと、口に相当する位置にスピーカと、上部胴体には耳に相当するマイクと、がそれぞれ取付けられている。
眼カメラやスピーカやマイクの取付け位置はこれに限定されるものではない。また、頭部、胴体部、腕部、脚部には必要に応じてタッチセンサが取付けられている。また皮膚部材中には後述する表示手段としての導光表示パネルが埋設されている。
【００１１】
図１は上述したロボットの動作を制御する制御系の一部を示すブロック図である。
本発明においては、身体各部の動きについては関係しないので、頭部、首、腰、腕、脚などの制御系については図示を省略している。
制御系１００は、メモリ１０４、ＣＰＵ１０２、外部情報入出力ユニット１０６、表示情報ユニット１０８及び感情情報生成ユニット１１０を含み、これらはバス１１２を介して信号の授受を行うように構成されている。
なお、図示しない通信ＬＡＮユニットと無線通信装置とを介して制御系１００を外部の装置に接続し、外部の装置との間で信号の授受を行うようにすることも出来る。
【００１２】
ＣＰＵ１０２はロボットの全体的な制御を行う。メモリ１０４はロボットを制御するための制御プログラムを格納している。
外部情報入出力ユニット１０６は、眼カメラ１１４、タッチセンサ１１６、及びマイク１１８からの信号をＣＰＵ１０２に伝送すると共に、ＣＰＵ１０２からの音声合成データに従った音声をスピーカ１２０から出力させる。
【００１３】
感情情報生成ユニット１１０は、外部情報入出力ユニット１０６及びＣＰＵ１０２と協同して外部情報である眼カメラ１１４からの画像データ、タッチセンサ１１６からの圧力データ、及び又はマイク１１８からの音声データを解析し、これらの外部情報に応じた感情情報を生成する。
例えば、ロボットの対話相手である人間がロボットの頭部を軽くなでながら、「かわいいね」と発声し、笑顔で話しかけた場合には、タッチセンサ１１６で圧力データを、マイク１１８で音声データを、眼カメラ１１４で画像データをそれぞれ取り込み、これらのデータを組合わせて解析することにより、ロボットは「嬉しい」という感情情報を生成する。
【００１４】
一方、人間がロボットの手を強く握って、「残念だ」と発声し、悲しそうな顔をした場合には、ロボットは「悲しい」という感情情報を生成する。
このように感情情報生成ユニット１１０で生成される感情情報は喜怒哀楽を表わす情報である。喜怒哀楽を表わす情報に基づいてロボットは、スピーカ１２０から「嬉しい」と発声したり、「何が悲しいの」などと発声したりする。
【００１５】
本発明では、それに加えて、喜怒哀楽を色彩情報として表示できることを特徴としている。即ち、嬉しかったり、恥ずかしかったりした時には頬を赤らめ、悲しかったり、驚いた時には青ざめるなどの色彩情報を伴う感情情報を生成することができる。この色彩情報は表示情報ユニット１０８を介して制御され、表示手段である導光表示パネル１２２に表示される。
【００１６】
図２は、ロボットの皮膚部材２００中に埋め込み配置される表示手段の一例を示す図である。本実施例の場合には、表示手段は導光表示パネル１２２であって顔面を構成する皮膚部材中に配置されている。そして色彩情報に基づいて（Ａ）に示すように頬の部分２０が赤らんだり、青ざめたりする。なお、表示手段の配置位置は顔面に限定されるものではなく、首や胸などにも配置してもよい。（Ｂ），（Ｃ）に示すように皮膚部材２００は、シリコーンやＦＲＰ（Fiber-Reinforced Plastics：繊維強化プラスチック）で作成され、上層２０２と下層２０４の二層構造にしてこの間に導光表示パネル１２２を埋め込み配置しても良い。
【００１７】
導光表示パネル１２２の一端に設けたＬＥＤ２１０を表示情報ユニット１０８により駆動制御することにより、導光表示パネル１２２の所望の部分（例えば頬の部分２０）を所望の色彩で発光させることができる。
図３は本発明に使用される導光表示パネルの一例を示す断面構造図である。
【００１８】
導光表示パネル３００は、透明な導光板３１０を反射シート３２０と拡散シート３３０とで挟み込んだ構造となっており、導光板３１０の端面に配置されたＬＥＤ３４０（３４０ａ〜３４０ｅ）を駆動することにより導光板３１０に照光し、導光板３１０内で全反射を繰り返していた光を導光板３１０内の所望位置に形成された粗面部での凹凸により屈折させ、外部に放出させることにより導光板３１０の所望位置にある文字やパターンを発光させることができる。導光表示パネル３００はフィルム状の透明な導光板３１０で構成されているため、非照光時には文字やパターンは何も表示されず、照光時のみに文字やパターンが浮き上がって表示される。
【００１９】
図４は、本発明に使用される導光表示パネルの他の例を示す断面構造図である。
図４に示す導光表示パネル４００は、図３に示すものとは異なり、反射シートや拡散シートを必要としない構造となっている。
一対の透明基材４１０，４２０と、これらに挟持された透明バインダ層４３０とから構成され、この透明バインダ層４３０内に発光領域４５０が形成されている。発光領域４５０は感情情報に応じて発光が行なわれる領域であって、透明高屈折率粒子４４０を分散配置することにより形成される。
【００２０】
なお、透明基材４１０，４２０やバインダ層４３０を構成するバインダ材４３０Ａ、４３０Ｂ及び透明高屈折率粒子４４０の材料及び屈折率等については特許文献３に詳細が開示されているので、ここでの詳細説明は省略する。
なお、導光表示パネルの所望の部分（例えば頬の位置に対応する部分）を所望の色彩で発光させるためには、３種類の単色のＬＥＤ光源（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を所定の輝度で重ね合わせて駆動できるように配置したり、一つのＬＥＤ中にＲ，Ｇ，Ｂを発光する３つの発光チップを組み込んでそれぞれを所定の輝度で駆動して、透明導光パネルに光が入射される時点で、所望の色彩になっているようにしても良い。
【符号の説明】
【００２１】
１００・・・コミュニケーションロボットの制御系
１０８・・・表示情報ユニット
１１０・・・感情情報生成ユニット
１１４・・・眼カメラ
１１６・・・タッチセンサ
１１８・・・マイク
１２０・・・スピーカ
１２２・・・導光表示パネル
２００・・・皮膚部材
３００・・・導光表示パネル
４００・・・導光表示パネル
４１０，４２０・・・透明基材層
４３０・・・透明バインダ層
４４０・・・透明高屈折率粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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