(57)【要約】【課題】ユーザに抱えられていることを判断する。【解決手段】ロボットは、加速度センサーから出力された上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、加速度センサーから出力された上下軸方向の加速度を示す第１値、前後軸方向の加速度を示す第２値及び左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断する。【選択図】図１８
2018015211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体状の筐体と、
前記筐体の内側部に配置されたフレームと、
前記フレームに備え付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記フレームに備え付けられ、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪と、
前記フレームに備え付けられ、所定方向に重りを往復移動させる重り駆動機構と、
上下軸方向、前後軸方向、及び左右軸方向の３軸方向の加速度を検知する加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断する制御回路と、を備えたロボット。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれの変動も前記一定期間内に、前記所定幅内に収束したと判断した場合、前記筐体が上下方向に移動した後に所定の場所に配置されたと判断する、
請求項１記載のロボット。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが前記一定期間、前記所定幅を超えて変動していると判断した場合であっても、前記一組の駆動輪に駆動指示を出力している場合は、前記筐体はユーザに抱えられていないと判断する、
請求項１記載のロボット。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記重り駆動機構を制御して前記重りを前記ユーザに向かう方向に移動させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項５】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記重りが往復移動する前記所定方向を合わせ、
前記重り駆動機構を制御して前記重りを前記ユーザに向かう方向に移動させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項６】
前記制御回路は、
前記重り駆動機構を制御して、前記重りを前記ユーザに向かう方向とは逆方向に移動させた後に、前記重りを前記ユーザに向かう方向に移動させる、
請求項４又は請求項５のいずれか一方に記載のロボット。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記重り駆動機構を制御して前記重りを前記ユーザから離れる方向に移動させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項８】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記重りが往復移動する前記所定方向を合わせ、
前記重り駆動機構を制御して前記重りを前記ユーザから離れる方向に移動させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項９】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記一組の駆動輪を回転させて前記筐体を前記ユーザに向かう方向に移動させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項１０】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記一組の駆動輪の回転により前記筐体が前進する方向を合わせ、
前記一組の駆動輪を回転させて前記筐体を前記ユーザに向かう方向に移動させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項１１】
前記制御回路は、
前記一組の駆動輪を間欠的に回転させる、
請求項９又は請求項１０のいずれか一方に記載のロボット。
【請求項１２】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記一組の駆動輪の中の第１駆動輪を前進方向に回転させ且つ第２駆動輪を後進方向に回転させる第１制御と、前記一組の駆動輪の前記第１駆動輪を後進方向に回転させ且つ前記第２駆動輪を前進方向に回転させる第２制御と、を交互に切り替える、
請求項１記載のロボット。
【請求項１３】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記一組の駆動輪の回転により前記筐体が前進する方向を合わせ、
前記一組の駆動輪の中の第１駆動輪を前進方向に回転させ且つ第２駆動輪を後進方向に回転させる第１制御と、前記一組の駆動輪の前記第１駆動輪を後進方向に回転させ且つ前記第２駆動輪を前進方向に回転させる第２制御と、を交互に切り替える、
請求項１記載のロボット。
【請求項１４】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記一組の駆動輪を回転させて前記筐体を前記ユーザから離れる方向に移動させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項１５】
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記一組の駆動輪の回転により前記筐体が前進する方向を合わせ、
前記一組の駆動輪を逆回転させて前記筐体を前記ユーザから離れる方向に移動させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項１６】
前記制御回路は、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値が、前記表示部の表示方向を前記前後軸方向の前方向とした場合の後方向に変化していた場合、
前記表示部が前記筐体の移動方向とは反対側を向いていると判断する、
請求項１記載のロボット。
【請求項１７】
前記制御回路は、
前記表示部が前記筐体の移動方向とは反対側を向いていると判断した場合、
前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて前記筐体の移動方向を判断し、
前記一組の駆動輪の中の第１駆動輪を前進方向に回転させ且つ第２駆動輪を後進方向に回転させて、前記表示部の向きを前記筐体の移動方向に合わせる、
請求項１６記載のロボット。
【請求項１８】
前記表示部は、前記フレームの一部である回転板に備え付けられ、
前記回転板の回転駆動機構を備え、
前記制御回路は、
前記表示部が前記筐体の移動方向とは反対側を向いていると判断した場合、
前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて前記筐体の移動方向を判断し、
前記回転駆動機構を制御して、前記表示部の向きを前記筐体の移動方向に合わせる、
請求項１６記載のロボット。
【請求項１９】
前記フレームは回転板を含み、
前記回転板に備え付けられたカメラを設け、
前記回転板の回転駆動機構を備え、
前記制御回路は、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記カメラの撮像方向を合わせ、
前記筐体の移動に応じて前記カメラによって撮像された画像が全黒画像になった場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断する、
請求項１記載のロボット。
【請求項２０】
前記フレームに備え付けられたカメラを設け、
前記制御回路は、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記一組の駆動輪の中の第１駆動輪を前進方向に回転させ且つ第２駆動輪を後進方向に回転させて、前記カメラの撮像方向を前記筐体の移動方向に合わせ、
前記筐体の移動に応じて前記カメラによって撮像された画像が全黒画像になった場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断する、
請求項１記載のロボット。
【請求項２１】
球体状の筐体と、
前記筐体の内側部に配置されたフレームと、
前記フレームに備え付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記フレームに備え付けられ、所定方向に重りを往復移動させる重り駆動機構と、
上下軸方向、前後軸方向、及び左右軸方向の３軸方向の加速度を検知する加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸成分の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて判断された前記筐体の移動方向に前記重りを移動させる制御回路と、を備えたロボット。
【請求項２２】
球体状の筐体と、
前記筐体の内側部に配置されたフレームと、
前記フレームに備え付けられた、少なくとも顔の一部を表示する表示部と、
前記フレームに備え付けられ、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪と、
上下軸方向、前後軸方向、及び左右軸方向の３軸方向の加速度を検知する加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて判断された前記筐体の移動方向に前記一組の駆動輪を回転させて前記筐体を移動させる制御回路と、を備えたロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、自己の状態を判断するロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から種々のロボットが提案されている。
【０００３】
特許文献１は、４本の足を有する多足走行ロボットを開示する（例えば、第８頁第１５−１７行など）。特許文献１において、多足走行ロボットは、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度を検出する加速度センサー、及び、３角（Ｒ角、Ｐ角、Ｙ角）方向の回転角速度を検出する角度センサーを備えている（例えば、第８頁第２６行−第９頁第８行など）。前記加速度センサー及び前記角速度センサーに検出結果に基づき（例えば、第９頁第５−１４行など）、ユーザが前記ロボットを抱き上げたことを検出すると、前記ロボットは各足の動きを停止する（例えば、第１０頁第１３−２０行など）。これにより、ユーザの怪我の発生を未然に防止する（例えば、第６頁第１１−１２行など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第００／０３２３６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来技術では、更なる改善が必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の一態様のロボットは、
球体状の筐体と、
前記筐体の内側部に配置されたフレームと、
前記フレームに備え付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記フレームに備え付けられ、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪と、
前記フレームに備え付けられ、所定方向に重りを往復移動させる重り駆動機構と、
上下軸方向、前後軸方向、及び左右軸方向の３軸方向の加速度を検知する加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断する制御回路と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様により、更なる改善を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】ロボットを抱っこした時の加速度センサーの出力波形の一例を示す図である。
【図１Ｂ】ロボットを抱っこした時の加速度センサーの出力波形の一例を示す図である。
【図１Ｃ】ロボットを抱っこした時の加速度センサーの出力波形の一例を示す図である。
【図２Ａ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの外観斜視図である。
【図２Ｂ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの内部斜視図である。
【図３】図２ＢのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの内部側面図である。
【図４】図２ＢのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの直進動作を表す側面図である。
【図５】図２ＢのＢ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの回転動作を表す平面図である。
【図６】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの回転動作を表す斜視図である。
【図７】図３の側面図においてカウンターウェイトの駆動機構を示した図である。
【図８Ａ】カウンターウェイトを所定の直線方向に駆動する際のカウンターウェイトの駆動機構の動作を示す斜視図である。
【図８Ｂ】カウンターウェイトを所定の直線方向に駆動する際のカウンターウェイトの駆動機構の動作を示す側面図である。
【図８Ｃ】図３の側面図においてカウンターウェイトが所定の直線方向に往復移動する状態を示す側面図である。
【図９Ａ】スイングアームを回転させる際のカウンターウェイトの駆動機構の動作を示す斜視図である。
【図９Ｂ】スイングアームを回転させる際のカウンターウェイトの駆動機構の動作を示す側面図である。
【図９Ｃ】図２ＢのＢ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットのスイングアームが回転する状態を示す平面図である。
【図１０】図２ＢのＡ視における、カウンターウェイトが前方寄りに位置しているときのロボットの姿勢を示す側面図である。
【図１１】図２ＢのＡ視における、カウンターウェイトが後方寄りに位置しているときのロボットの姿勢を示す側面図である。
【図１２】図２ＢのＣ視における、カウンターウェイトが右方寄りに位置しているときのロボットの姿勢を示す正面図である。
【図１３】図２ＢのＣ視における、カウンターウェイトが左方寄りに位置しているときのロボットの姿勢を示す正面図である。
【図１４】本開示の第１の実施の形態に係るロボットが適用されたロボットシステムの全体構成の一例を示す図である。
【図１５】本開示の第１の実施の形態に係るロボットを示すブロック図である。
【図１６Ａ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットにおける感情表現処理においてロボットに好意の感情を表現させるときの概要を示す図である。
【図１６Ｂ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットにおける感情表現処理においてロボットにユーザを嫌がっている感情を表現させるときの概要を示す図である。
【図１７】本開示の第１の実施の形態に係るロボットにおける感情表現処理を示すフローチャートである。
【図１８】本開示の第１の実施の形態における図１７のＳ２００に示す抱っこ検知処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１９】本開示の第１の実施の形態における図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２０】図１９のＳ３０２における筐体の移動方向の算出処理の一例を示す図である。
【図２１】本開示の第１の実施の形態における図１７のＳ４００に示す駆動処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２２】図２１のＳ４０１におけるガイドシャフトの向きを筐体の移動方向に合わせる処理の一例を示す図である。
【図２３Ａ】図２１のＳ４０２におけるカウンターウェイトの移動処理の一例を示す図である。
【図２３Ｂ】図２１のＳ４０２におけるカウンターウェイトの移動処理の一例を示す図である。
【図２４】本開示の第２の実施の形態における図１７のＳ４００に示す駆動処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２５】図２４のＳ４１２における駆動輪による筐体の前進方向を移動方向と平行にする処理の一例を示す図である。
【図２６Ａ】図２４のＳ４１３及びＳ４１４による駆動輪の回転処理の一例を示す図である。
【図２６Ｂ】図２４のＳ４１３及びＳ４１４による駆動輪の回転処理の一例を示す図である。
【図２６Ｃ】図２４のＳ４１３及びＳ４１４による駆動輪の回転処理の一例を示す図である。
【図２７】本開示の第３の実施の形態における図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２８Ａ】ロボットを背面から抱っこした時の加速度センサーの出力波形の一例を示す図である。
【図２８Ｂ】ロボットを背面から抱っこした時の加速度センサーの出力波形の一例を示す図である。
【図２８Ｃ】ロボットを背面から抱っこした時の加速度センサーの出力波形の一例を示す図である。
【図２９】本開示の第４の実施の形態に係るロボットにおける感情表現処理の概要を示す図である。
【図３０】本開示の第４の実施の形態における図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図３１】図３０のＳ３２３における筐体の移動方向の判断処理の一例を示す図である。
【図３２】本開示の第４の実施の形態において、図２４のＳ４１２を行った場合における表示部の位置の一例を示す図である。
【図３３】本開示の第４の実施の形態における図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細の変形例を示すフローチャートである。
【図３４Ａ】図２１のＳ４０２及び図２４のＳ４１３及びＳ４１４において表示部２１１に表示させる表情を変更する一例を示す図である。
【図３４Ｂ】図２１のＳ４０２及び図２４のＳ４１３及びＳ４１４において表示部２１１に表示させる表情を変更する一例を示す図である。
【図３５】第１回転板及び第２回転板の回転駆動機構の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示に係る一態様を発明するに至った経緯）
上記のように、特許文献１は、加速度センサー及び角速度センサーを備えた４本の足を有する多足走行ロボットを開示する。特許文献１では、２つの閾値（δ１、δ２）を設けて、加速度センサー及び角速度センサーの検出出力の分散値を３分類し、ロボットが地面上を行動している状態か、持ち上げられた状態か、又は持ち下ろされた状態かを判断している（例えば、第９頁第５−１４行など）。
【００１０】
これに対し、本発明者は、球体状の筐体を備え、前記筐体の内周面に一組の駆動輪を接して前記筐体を回転させるロボットを検討している。このロボットは、手足を備えると回転の妨げとなるため、手足を有さない。このロボットの内部には、フレームが設けられ、前記フレームに少なくとも前記ロボットの顔の一部を表示する表示部を備え付けている。
【００１１】
この種のロボットを検討している中で、以下の知見を発見した。
【００１２】
即ち、本発明者は、前記ロボットに加速度センサーを取り付けた場合、前記加速度センサーの出力波形がどう変化するかを、人が球体を抱えている状態を観察して、以下のように推測した。
【００１３】
本発明者は、例えば、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを抱っこした場合と、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを、例えば、椅子の上に置いた場合とで、前記加速度センサーの出力波形が異なると推測している。
【００１４】
図１Ａ〜図１Ｃは、ロボットを抱っこした時の加速度センサーの出力波形の一例を示す図である。ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを抱っこした（抱えた）とする。この場合、前記加速度センサーが出力する左右軸（Ｘ軸）方向、前後軸（Ｙ軸）方向及び上下軸（Ｚ軸）方向それぞれの加速度を示す値は、図１Ａの出力波形Ｗｘ、図１Ｂの出力波形Ｗｙ、図１Ｃの出力波形Ｗｚに示すように変化すると推測される。以降、前記左右軸方向をＸ軸方向と示し、前記前後軸方向をＹ軸方向と示し、前記上下軸方向をＺ軸方向と示す。
【００１５】
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、時刻ｔ１にユーザが据置状態の前記ロボットを床から持ち上げると、前記加速度センサーの出力のうち、特に、少なくとも前記Ｚ軸方向の加速度を示す値（第１値の一例）は、出力波形Ｗｚに示すように所定の閾値ＴＨを越えるまで変化すると推測される。
【００１６】
そして、ユーザが前記ロボットを引き寄せて前記ロボットを抱っこすると、前記ロボットは、ユーザの位置まで移動した後、ユーザの動きに応じて揺れると推測される。このため、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間の出力波形Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗｚが示すように、前記ロボットがユーザの位置まで移動することに応じて、前記Ｚ軸方向の加速度を示す値、前記Ｙ軸方向の加速度を示す値（第２値の一例）及び前記Ｘ軸方向の加速度を示す値（第３値の一例）のいずれかが、一定期間、所定幅ＴＷを超えて変動すると推測される。
【００１７】
その後、前記ロボットがユーザに抱っこされると、図１Ａ〜図１Ｃにおいて時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間の出力波形Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗｚが示すように、前記Ｚ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｘ軸方向の加速度を示す値は、それぞれ、ユーザの動きに応じて所定幅ＴＷ内で変動すると推測される。
【００１８】
一方、前記ロボットを床から持ち上げて、例えば、椅子の上に置いたとする。この場合も、前記ロボットを抱っこした場合と同様、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げることで、前記Ｚ軸方向の加速度を示す値は所定の閾値ＴＨを越えるまで変化すると推測される。しかし、前記ロボットを、例えば、椅子の上に置くと、前記ロボットの位置は前記椅子の上で固定される。このため、前記Ｚ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｘ軸方向の加速度を示す値は、前記ロボットが据置状態である時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間と同様、何れも略一定の値を示すと推測される。よって、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間と同様に、前記Ｚ軸方向、前記Ｙ軸方向及び前記Ｘ軸方向の加速度を示す値のいずれかが一定期間、所定幅ＴＷを超えて変動することは、ほとんどないと推測される。
【００１９】
このように、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを抱っこした場合に、前記加速度センサーの出力波形の特性から前記加速度センサーの出力波形がどのように変化するかについての知見は、上記特許文献１にも開示がなく、従来知られていなかったと認識している。
【００２０】
一方、本発明者が検討しているロボットは、上記のように、球体状の筐体であって、前記筐体の内周面に一組の駆動輪を接して前記筐体を回転させるロボットである。そのため、回転の妨げとなる手足などを、前記筐体の外周に設けることはできない。そのため、手足などを有さない分、表現に制約があるという課題があった。
【００２１】
本発明者は、上記知見を利用して、子供などのユーザが前記ロボットを抱っこしているか（抱えているか）否かを判断し、ユーザが前記ロボットを抱っこしている場合には、前記ユーザへの種々の反応を前記ロボットにさせることを検討し、本開示にかかる各態様を想到するに至った。
【００２２】
本開示の一態様に係るロボットは、
球体状の筐体と、
前記筐体の内側部に配置されたフレームと、
前記フレームに備え付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記フレームに備え付けられ、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪と、
前記フレームに備え付けられ、所定方向に重りを往復移動させる重り駆動機構と、
上下軸方向、前後軸方向、及び左右軸方向の３軸方向の加速度を検知する加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断する制御回路と、を備えたものである。
【００２３】
本態様は、加速度センサーを備え、前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸成分の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記筐体がユーザに抱えられている（抱っこされている）と判断するものである。
【００２４】
これにより、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを抱っこした場合と、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを、例えば、椅子の上に置いた場合とを、簡易に区別できる。その結果、ユーザが前記ロボットを抱っこしたと判断した場合には、前記ユーザへの種々の反応を適切に前記ロボットにさせることができる。
【００２５】
（実施の形態）
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図面において、同じ構成要素については同じ符号が用いられている。
【００２６】
（第１の実施の形態）
（全体構成）
図２Ａは、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の外観斜視図である。図２Ｂは、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の内部斜視図である。ロボット１は、図２Ａに示すように、球体状の筐体１０１を備える。筐体１０１は例えば、透明な部材或いは半透明の部材で構成される。
【００２７】
図２Ｂにおいて、フレーム１０２が筐体１０１の内側部に配置されている。フレーム１０２は、第１回転板１０３（回転板の一例）及び第２回転板１０４を備える。第１回転板１０３は、第２回転板１０４に対して上方に位置している。第１回転板１０３と第２回転板１０４とは、連結シャフト１３１、１３２と、連結シャフト１３１、１３２のそれぞれに対向する図略の二つの連結シャフトと、によって連結されている。
【００２８】
図２Ｂに示すように、第１表示部１０５及び第２表示部１０６は、第１回転板１０３の上面に備え付けられている。また、第３表示部１０７は第２回転板１０４の上面に備え付けられている。第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、例えば、複数の発光ダイオードにより構成される。第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、ロボットの表情の表示情報を表示する。具体的には、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、前記複数の発光ダイオードの点灯を個別に制御することにより、図２Ａに示すように、ロボット１の顔の一部、例えば、目や口を表示する。図２Ａの例では、第１表示部１０５が左目の画像を表示し、第２表示部１０６が右目の画像を表示し、第３表示部１０７が口の画像を表示している。そして、左目、右目、口の画像は、透明又は半透明の部材からなる筐体１０１を透過し、外部に放射されている。
【００２９】
カメラ１０８は、図２Ｂに示すように、第１回転板１０３の上面に備え付けられている。カメラ１０８は、図２Ａに示すように、ロボット１の顔の一部、例えば、鼻を構成する。カメラ１０８の撮像方向は、図２Ｂに示すように、ロボット１の前方に向かっている。これにより、カメラ１０８はロボット１の前方の映像を撮像できる。
【００３０】
以降、図２ＢのＣ視における左方を、左方又はＸ方向と記載し、図２ＢのＣ視における右方を、右方又は−Ｘ方向と記載する。また、図２ＢのＡ視における左方を、前方又はＹ方向と記載し、図２ＢのＡ視における右方を、後方又は−Ｙ方向と示す。また、図２ＢのＡ視及びＣ視における上方を、上方又はＺ方向と示し、図２ＢのＡ視及びＣ視における下方を、下方又は−Ｚ方向と記載する。
【００３１】
制御回路１０９は、図２Ｂに示すように、第１回転板１０３の上面に備え付けられている。制御回路１０９は、ロボット１の各種動作を制御する。制御回路１０９の詳細は、図１５を参照しながら後述する。
【００３２】
第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１は、それぞれ、第２回転板１０４の下面に備え付けられており、筐体１０１の内周面に接している。また、第１駆動輪１１０は、第１駆動輪１１０を駆動させる第１モータ１１２を有する。同様に、第２駆動輪１１１は、第２駆動輪１１１を駆動させる第２モータ１１３を有する。即ち、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１は、それぞれ独立した個別のモータによって駆動される。第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１の駆動によるロボット１の動作の詳細は後述する。第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１は、一組の駆動輪を構成する。
【００３３】
図３は、図２ＢのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の内部側面図である。図３において、カウンターウェイト１１４（重りの一例）は、第１回転板１０３と第２回転板１０４との間に設けられている。カウンターウェイト１１４は、筐体１０１の中心からやや下方に位置する。このため、ロボット１の重心は、筐体１０１の中心から下方に位置する。これにより、ロボット１の動作を安定させることができる。
【００３４】
図３に示すように、ロボット１は、カウンターウェイト１１４を駆動する機構として、カウンターウェイト１１４の移動方向を規定するガイドシャフト１１５、カウンターウェイト１１４の回転方向の位置を規定するスイングアーム１１６、スイングアーム１１６を回転させる回転用モータ１１７、スイングアーム１１６及び回転用モータ１１７の間を接続する回転シャフト１１８、カウンターウェイト１１４の駆動に用いられるベルト１１９（図８Ａ及び図８Ｂ）、ベルト１１９に接するモータプーリ１２０（図８Ａ及び図８Ｂ）、及び、モータプーリ１２０を回転させる、図示しない重り駆動用モータを備える。尚、本態様においては、前記駆動用モータはカウンターウェイト１１４に内蔵されている。カウンターウェイト１１４の駆動によるロボット１の動作の詳細は後述する。
【００３５】
回転シャフト１１８は、第１駆動輪１１０と第２駆動輪１１１との駆動軸に対して垂直方向に延びる。第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１は正面視において、地面に向けて距離が離れるように取り付けられている。この場合、第１駆動輪１１０と第２駆動輪１１１との駆動軸は、例えば、第１駆動輪１１０と第２駆動輪１１１との中心同士を結ぶ仮想的な軸線である。なお、第１駆動輪１１０と第２駆動輪１１１とが正面視において平行に取り付けられていれば、実際の駆動軸が第１駆動輪１１０と第２駆動輪１１１との駆動軸となる。
【００３６】
ロボット１は、図略の電源をさらに備える。ロボット１は、図略の充電器により充電される。
【００３７】
次に、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を用いたロボット１の動作を図４から図６を参照して説明する。
【００３８】
図４は、図２ＢのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の直進動作を表す側面図である。図５は、図２ＢのＢ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の回転動作を表す平面図である。図６は、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の回転動作を表す斜視図である。
【００３９】
図４に示すように、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を同じ速度で前方方向に回転させると、その動力によって筐体１０１は前方方向に回転する。これにより、ロボット１は、図５に示す仮想線Ｌ１と平行なＹ方向に前進する。仮想線Ｌ１は、回転シャフト１１８（図３）或いは回転シャフト１１８（図３）の長手方向に延びる延長線と第３表示部１０７の中心とを繋ぐ直線である。逆に、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を同じ速度で後方方向に回転させると、前記仮想線Ｌ１（図５）と平行な−Ｙ方向にロボット１は後進する。以降、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を同じ速度で前方方向に回転させたときの筐体１０１の前進方向（Ｙ方向）を、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による前進方向と示す。第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を同じ速度で後方方向に回転させたときの筐体１０１の後進方向（−Ｙ方向）を、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による後進方向と示す。また、前方方向を前進方向と示し、後方方向を後進方向と示すことがある。
【００４０】
また、図５及び図６に示すように、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を互いに逆方向に回転させると、その動力によって筐体１０１は、その中心を通過する鉛直軸回りの回転動作を行う。即ち、ロボット１は、その場で左回り又は右回りに回転する。例えば、図５及び図６に示すように、第１駆動輪１１０を前進方向に回転させ、且つ、第２駆動輪１１１を後進方向に回転させる第１制御を行うと、ロボット１は、左回りに回転する。これとは反対に、第１駆動輪１１０を後進方向に回転させ、且つ、第２駆動輪１１１を前進方向に回転させる第２制御を行うと、ロボット１は、右回りに回転する。ロボット１は、このような前進、後進又は回転動作によって移動する。また、前記第１制御と前記第２制御とを交互に切り替えると、ロボット１は左回りと右回りとに交互に回転する。これにより、例えば、ロボット１が落ち着かない様子であることを表現できる。
【００４１】
次に、カウンターウェイト１１４を用いたロボット１の基本動作を図７から図９Ｃを参照して説明する。
【００４２】
図７は、図３の側面図において重り駆動機構を示した図である。図８Ａは、カウンターウェイト１１４を所定の直線方向に駆動する際のカウンターウェイト１１４の駆動機構の動作を示す斜視図である。図８Ｂは、カウンターウェイト１１４を所定の直線方向に駆動する際のカウンターウェイト１１４の駆動機構の動作を示す側面図である。図８Ｃは、図３の側面図においてカウンターウェイト１１４が所定の直線方向に往復移動する状態を示す側面図である。図９Ａは、スイングアーム１１６を回転させる際のカウンターウェイト１１４の駆動機構の動作を示す斜視図である。図９Ｂは、スイングアーム１１６を回転させる際の重り駆動機構の動作を示す側面図である。図９Ｃは、図２ＢのＢ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１のスイングアーム１１６が回転する状態を示す平面図である。
【００４３】
図７に示すように、スイングアーム１１６の中央位置がカウンターウェイト１１４のデフォルト位置になっている。ここでは、一例として、スイングアーム１１６はロボット１の正面に対して垂直な方向を向いている。なお、スイングアーム１１６はロボット１の左右方向に対して垂直な方向を向いていてもよい。以下、便宜上、ロボット１の正面に対して垂直な方向をデフォルト方向と称する。このように、カウンターウェイト１１４がスイングアーム１１６の中央に位置しているとき、第１回転板１０３及び第２回転板１０４は走行面とほぼ平行になり、ロボット１の顔を構成する、例えば、目、鼻、口がデフォルト方向に向いた状態になる。
【００４４】
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、カウンターウェイト１１４に内蔵された、図示しない重り駆動用モータは、前記重り駆動用モータに連結されたモータプーリ１２０を回転させる。回転されたモータプーリ１２０がベルト１１９上を転がることにより、カウンターウェイト１１４はスイングアーム１１６内を移動する。モータプーリ１２０の回転方向、即ち、前記重り駆動用モータの駆動方向を変化させることにより、スイングアーム１１６内において、カウンターウェイト１１４は直線方向に往復移動する。
【００４５】
図８Ｃに示すように、カウンターウェイト１１４は、ガイドシャフト１１５に沿って、スイングアーム１１６内を直線方向に往復移動する。
【００４６】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、回転用モータ１１７は、回転シャフト１１８を回転させることにより、回転シャフト１１８（図３）に接続されたスイングアーム１１６を回転させる。これにより、ガイドシャフト１１５もスイングアーム１１６と同じ方向に回転する。
【００４７】
図９Ｃに示すように、スイングアーム１１６及びガイドシャフト１１５（図９Ａ、図９Ｂ）は右回り（時計回り）、左回り（反時計回り）のいずれの方向にも回転させることができる。
【００４８】
さらに、カウンターウェイト１１４を用いたロボット１の動作の詳細を図１０から図１３を参照して説明する。図１０は、図２ＢのＡ視における、カウンターウェイト１１４が前方寄りに位置しているときのロボット１の姿勢を示す側面図である。図１１は、図２ＢのＡ視における、カウンターウェイト１１４が後方寄りに位置しているときのロボット１の姿勢を示す側面図である。図１２は、図２ＢのＣ視における、カウンターウェイト１１４が右方寄りに位置しているときのロボット１の姿勢を示す正面図である。図１３は、図２ＢのＣ視における、カウンターウェイト１１４が左方寄りに位置しているときのロボット１の姿勢を示す正面図である。
【００４９】
図１０に示すように、スイングアーム１１６がロボット１の正面に対して垂直な状態で、カウンターウェイト１１４を、デフォルト位置からスイングアーム１１６の一端（図１０では左端）、即ち、前方寄りに移動させると、ロボット１は、矢印１２１が示すように前方に傾く。また、図１１に示すように、スイングアーム１１６がロボット１の正面に対して垂直なデフォルト方向を向いた状態で、カウンターウェイト１１４を、デフォルト位置からスイングアーム１１６の他端（図１１では右端）、即ち、後方寄りに移動させると、ロボット１は、矢印１２２が示すように後方に傾く。従って、スイングアーム１１６がデフォルト方向を向いた状態で、カウンターウェイト１１４をスイングアーム１１６内の前記一端から前記他端まで往復動作させると、ロボット１は、矢印１２１が示す前方または矢印１２２が示す後方に傾く往復動作を行う。即ち、ロボット１は所定の角度において上下方向に回転する。
【００５０】
上述のように、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、ロボット１の顔の一部、例えば、目や口を表す。従って、カウンターウェイト１１４を用いてロボット１に前方または後方に傾く往復動作をさせることにより、例えば、ロボット１が息切れしている状態又は眠い状態を表現することができる。
【００５１】
図１２に示すように、スイングアーム１１６がロボット１の正面に対して平行な状態で、カウンターウェイト１１４を、デフォルト位置からスイングアーム１１６の一端（図１２の右端）、即ち、右方寄りに移動させると、ロボット１は、矢印１２３が示す右側に傾く。また、図１３に示すように、スイングアーム１１６がロボット１の正面に対して平行な状態で、カウンターウェイト１１４を、デフォルト位置からスイングアーム１１６の他端（図１３の左端）、即ち、左方寄りに移動させると、ロボット１は、矢印１２４が示す左側に傾く。従って、スイングアーム１１６をロボット１の正面に対して平行な状態で、カウンターウェイト１１４をスイングアーム１１６内の前記一端から前記他端まで往復動作させると、ロボット１は、矢印１２３が示す右側または矢印１２４が示す左側に傾く往復動作を行う。即ち、ロボット１は所定の角度において左右方向に回転する。
【００５２】
上述のように、第１表示部１０５、第２表示部１０６、及び第３表示部１０７は、ロボット１の顔の一部、例えば、目や口を表す。従って、カウンターウェイト１１４を用いてロボット１に右方または左方に傾く往復運動をさせることにより、例えば、ロボット１の機嫌がよい状態を表現し又はロボット１が考え中であることを表現できる。
【００５３】
図１４は、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１が適用されたロボットシステム１５００の全体構成の一例を示す図である。ロボットシステム１５００は、クラウドサーバ３、携帯端末４、及びロボット１を備える。ロボット１は例えばＷｉｆｉ（登録商標）の通信を介してインターネットと接続し、クラウドサーバ３と接続する。また、ロボット１は例えばＷｉｆｉ（登録商標）の通信を介して携帯端末４と接続する。ユーザ１５０１は例えば、子供であり、ユーザ１５０２，１５０３は、例えば、その子供の両親である。
【００５４】
携帯端末４は、例えば、ロボット１と連携するアプリケーションがインストールされている。携帯端末４は、アプリケーションを通じて、ユーザ１５０１〜１５０３からロボット１に対する種々の指示を受け付け、当該受け付けた指示をロボット１に行うことができる。
【００５５】
ロボット１は、例えば、携帯端末４からある絵本を子供に読み聞かせる指示があったとすると、その絵本の朗読を開始し、子供に読み聞かせる。ロボット１は、例えば、絵本の読み聞かせ中に子供から何らかの質問を受け付けると、その質問をクラウドサーバ３に送り、その質問に対する回答をクラウドサーバ３から受信し、回答を示す音声を発話する。
【００５６】
このように、ユーザ１５０１〜１５０３は、ロボット１をペットのように取り扱い、ロボット１との触れ合いを通じて、言語学習をすることができる。
【００５７】
また、ロボット１がユーザ１５０１による指示に従って動作している最中に、同じユーザ１５０１から別の指示があったとする。このような場合に、ロボット１は、カウンターウェイト１１４を用いてロボット１に右方または左方に傾く往復運動をしたり、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を用いてユーザ１５０１に向かう方向に前進する等して、機嫌がよい状態を表現することもできる。これとは反対に、ロボット１がユーザ１５０１による指示に従って動作している最中に、ユーザ１５０２やユーザ１５０３等の他のユーザから別の指示があったとする。このような場合に、ロボット１は、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を用いて当該他のユーザから離れるように後進したり、前記第１制御と前記第２制御とを交互に切り替えたりして、機嫌が悪い状態を表現し又は落ち着かない様子であることを表現することもできる。以降、ユーザ１５０１〜１５０３を総称する場合、ユーザ１５０１と記載する。
【００５８】
このように、ロボット１はユーザ１５０１に対する感情を表現することができるので、ユーザ１５０１は、ロボット１をペットのように取り扱い、ロボット１と触れ合うことができる。
【００５９】
次に、図１５を参照しつつ、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の内部回路の詳細について説明する。図１５は、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１を示すブロック図である。
【００６０】
図１５に示すように、ロボット１は、制御回路１０９、表示部２１１、シャフト制御部２１３、回転シャフト１１８、筐体駆動輪制御部２１４、筐体駆動輪２１２、重り駆動機構制御部２１５、重り駆動機構２１８、加速度センサー２１９、マイク２１７、スピーカ２１６、カメラ１０８、及び通信部２１０を備える。
【００６１】
制御回路１０９は、メモリ２０６と、ＣＰＵ等のプロセッサで構成された主制御部２００と、表示情報出力制御部２０５と、時刻を計時する図略のタイマー等を含むコンピュータで構成されている。
【００６２】
メモリ２０６は、例えば、不揮発性の書き換え可能な記憶装置で構成され、ロボット１の制御プログラムなどを記憶する。
【００６３】
主制御部２００は、メモリ２０６に記憶されているロボット１の制御プログラムを実行する。これにより、主制御部２００は、加速度情報管理部２０１、保持状態判断部２０２、ユーザ方向算出部２０３、及びカメラ映像処理部２０４として動作する。加速度情報管理部２０１、保持状態判断部２０２、ユーザ方向算出部２０３、及びカメラ映像処理部２０４の詳細については後述する。
【００６４】
加速度センサー２１９は、例えば、制御回路１０９（図２Ｂ）と同様、第１回転板１０３の上面に取り付けられ、主制御部２００から送信されるコマンドに応じて、ロボット１の上下軸（Ｚ軸）方向（図２Ｂにおける矢印Ｂ方向）、前後軸（Ｙ軸）方向（図２Ｂにおける矢印Ｃ方向）、及び左右軸（Ｘ軸）方向（図２Ｂにおける矢印Ａ方向）の３軸方向の加速度を検知する。加速度センサー２１９は、検知した３方向の加速度を示す値を主制御部２００へ出力する。前記コマンドの詳細は後述する。加速度センサー２１９は、第１回転板１０３（図２Ｂ）の上面に限らず、第１回転板１０３（図２Ｂ）の下面や、第２回転板１０４（図２Ｂ）の上面又は下面等に取り付けられてもよい。
【００６５】
マイク２１７は、フレーム１０２に備え付けられ、音を電気信号に変換し、主制御部２００に出力する。マイク２１７は、例えば、第１回転板１０３の上面に取り付けられても良いし、第２回転板１０４の上面に取り付けられても良い。主制御部２００は、マイク２１７での取得音声からユーザ１５０１の音声の有無を認識し、音声認識結果をメモリ２０６に蓄積することで、音声認識結果を管理する。主制御部２００は、メモリ２０６に格納された音声認識用データと、取得音声とを照合し、発話内容及び発話したユーザ１５０１を認識する。
【００６６】
スピーカ２１６は、出力面が正面を向くようにフレーム１０２に備え付けられ、音声の電気信号を物理振動に変換する。主制御部２００は、所定の音声をスピーカ２１６から出力することで、ロボット１に発話させる。
【００６７】
カメラ１０８は、図２Ｂにおいて説明したように、ロボット１の前方（Ｙ方向）の映像を撮像し、撮像した画像（以下、撮像画像）を主制御部２００に出力する。主制御部２００は、カメラ１０８から取得した撮像画像からユーザの顔の有無、位置、及び大きさを認識し、顔認識結果をメモリ２０６に蓄積することで、顔認識結果を管理する。
【００６８】
主制御部２００は、音声認識結果や顔認識結果に基づきコマンドを生成し、表示情報出力制御部２０５、シャフト制御部２１３、筐体駆動輪制御部２１４、重り駆動機構制御部２１５、及び通信部２１０等に出力する。前記コマンドの詳細は後述する。
【００６９】
表示情報出力制御部２０５は、主制御部２００から送信されるコマンドに応じたロボット１の表情の表示情報を表示部２１１に表示する。表示部２１１は、図２Ｂにおいて説明した第１表示部１０５、第２表示部１０６、及び第３表示部１０７により構成される。
【００７０】
シャフト制御部２１３は、主制御部２００から送信されるコマンドに応じて、図９Ａ及び図９Ｂで説明した回転シャフト１１８を回転させる。シャフト制御部２１３は、図９Ａ及び図９Ｂで説明した回転用モータ１１７により構成される。
【００７１】
筐体駆動輪制御部２１４は、主制御部２００から送信されるコマンドに応じて、ロボット１の筐体駆動輪２１２を動作させる。筐体駆動輪制御部２１４は、図２Ｂにおいて説明した、第１モータ１１２及び第２モータ１１３で構成される。筐体駆動輪２１２は、図２Ｂにおいて説明した第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１により構成される。筐体駆動輪２１２は、一組の駆動輪の一例に相当する。
【００７２】
重り駆動機構制御部２１５は、主制御部２００から送信されるコマンドに応じて、ロボット１の重り駆動機構２１８を動作させる。重り駆動機構制御部２１５は、カウンターウェイト１１４に内蔵された、図示しない重り駆動用モータで構成される。重り駆動機構２１８は、図３、図８Ａ及び図８Ｂにおいて説明したガイドシャフト１１５、スイングアーム１１６、回転用モータ１１７、ベルト１１９、モータプーリ１２０、及び、図示しない重り駆動用モータにより構成される。
【００７３】
通信部２１０は、ロボット１をクラウドサーバ３（図１４）に接続させるための通信装置で構成される。通信部２１０としては、例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮの通信装置が採用できるがこれは一例である。通信部２１０は、主制御部２００から送信されるコマンドに応じてクラウドサーバ３と通信を行う。
【００７４】
（感情表現処理）
次に、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１における感情表現処理の概要について図１６Ａ及び図１６Ｂを用いて説明する。図１６Ａは、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１における感情表現処理においてロボット１に好意の感情を表現させるときの概要を示す図である。図１６Ｂは、本開示の第１の実施の形態に係るロボットにおける感情表現処理においてロボット１にユーザ１５０１を嫌がっている感情を表現させるときの概要を示す図である。感情表現処理とは、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされている（抱えられている）と判断した場合に、ロボット１に感情を表現させる処理である。図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１における感情表現処理では、１）抱っこ検知処理と、２）方向算出処理と、３）駆動処理とを行う。
【００７５】
抱っこ検知処理では、ロボット１が持ち上げられた場合のＺ軸方向の移動を検知し、これをトリガーにして、ロボット１が抱っこされていることを検知する。
【００７６】
方向算出処理では、ユーザ１５０１がロボット１を抱っこしたときにロボット１がユーザ１５０１に引き寄せられた方向である、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面（以下ＸＹ軸平面）における筐体１０１（図２Ａ）の移動方向Ｄを算出する。
【００７７】
駆動処理では、方向算出処理で算出した移動方向Ｄへガイドシャフト１１５（図９Ａ、図９Ｂ）の向きを合わせた後、ガイドシャフト１１５に沿ってロボット１に表現させる感情に応じた方向へカウンターウェイト１１４を移動させる（図８Ｃ、図１０、図１１）。例えば、ユーザ１５０１に対する好意を示す感情をロボット１に表現させる場合、図１６Ａに示すように、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿ってユーザ１５０１側に移動させる。一方、ユーザ１５０１を嫌がっていること（イヤイヤ）を示す感情をロボット１に表現させる場合、図１６Ｂに示すように、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿ってユーザ１５０１側とは反対側に移動させる。
【００７８】
このように、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１における感情表現処理は、ロボット１がユーザ１５０１に引き寄せられた方向又はその逆方向にカウンターウェイト１１４を移動させることで、ロボット１に感情を表現させることを特徴とする。
【００７９】
以下、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１における感情表現処理の処理フローについて図１７を用いて説明する。図１７は、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１における感情表現処理を示すフローチャートである。
【００８０】
ロボット１に電源が投入されると、主制御部２００は感情表現処理を開始する。図１７に示すように、感情表現処理が開始されると、加速度情報管理部２０１は、加速度センサー２１９が出力するＸ軸方向の加速度を示す値Ａｘ、Ｙ軸方向の加速度を示す値Ａｙ及びＺ軸方向の加速度を示す値Ａｚを時刻と対応付けてメモリ２０６に記憶する処理（以下、加速度記憶処理）を開始する（Ｓ１００）。
【００８１】
Ｓ１００以降、加速度情報管理部２０１は、ロボット１への電源が遮断されるまで前記加速度記憶処理を継続する。尚、加速度情報管理部２０１は、電源遮断時や定期的に等の所定のタイミングで、メモリ２０６に記憶されている過去の所定期間に対応する３方向の加速度を示す値Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを削除してもよい。また、加速度センサー２１９が３方向の加速度を出力する周期（サンプリング周期）が短い場合は、適切なサンプリング周期になるよう、複数のサンプリング周期における加速度センサー２１９の出力値をそれぞれの軸で平均した値を、３方向の加速度を示す値Ａｘ、Ａｙ，Ａｚとして時刻と対応付けてメモリ２０６に記憶してもよい。以降、Ｘ軸方向の加速度を示す値Ａｘを加速度Ａｘと略記し、Ｙ軸方向の加速度を示す値Ａｙを加速度Ａｙと略記し、Ｚ軸方向の加速度を示す値Ａｚを加速度Ａｚと略記する。
【００８２】
次に、保持状態判断部２０２は、抱っこ検知処理（図１６Ａ、図１６Ｂ）を行う（Ｓ２００）。抱っこ検知処理の詳細については後述する。次に、ユーザ方向算出部２０３は、方向算出処理（図１６Ａ、図１６Ｂ）を行う（Ｓ３００）。方向算出処理の詳細については後述する。次に、主制御部２００は、駆動処理（図１６Ａ、図１６Ｂ）を行い（Ｓ４００）、感情表現処理を終了する。駆動処理の詳細については後述する。
【００８３】
以下、図１７のＳ２００に示す抱っこ検知処理の詳細について説明する。図１８は、本開示の第１の実施の形態における図１７のＳ２００に示す抱っこ検知処理の詳細を示すフローチャートである。
【００８４】
図１８に示すように、保持状態判断部２０２は、抱っこ検知処理を開始すると、メモリ２０６に記憶されている直近の時刻に対応する加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを参照する（Ｓ２０１）。次に、保持状態判断部２０２は、参照した加速度Ａｚが所定の閾値ＴＨ（図１Ａ）を超えているか否かを判断する（Ｓ２０２）。これにより、保持状態判断部２０２は、ロボット１がＺ軸方向に移動したか否かを検知する。
【００８５】
保持状態判断部２０２は、参照した加速度Ａｚが閾値ＴＨ（図１Ａ）を超えていると判断した場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、ロボット１がＺ軸方向に移動したことを検知し、Ｓ２０３を行う。一方、保持状態判断部２０２は、参照した加速度Ａｚが所定の閾値ＴＨ（図１Ａ）を超えていないと判断した場合（Ｓ２０２でＮＯ）、ロボット１がＺ軸方向に移動していないことを検知する。この場合、保持状態判断部２０２は、処理をＳ２０１に戻し、Ｓ２０１以降の処理を行う。
【００８６】
Ｓ２０３では、保持状態判断部２０２が、ロボット１が自ら駆動しているか否かを判断する（Ｓ２０３）。例えば、保持状態判断部２０２は、主制御部２００が筐体駆動輪制御部２１４（図１５）へ筐体駆動輪２１２（図１５）を動作させるためのコマンド（駆動指示の一例）を出力している場合、ロボット１が自ら駆動していると判断する。一方、保持状態判断部２０２は、筐体駆動輪制御部２１４（図１５）へ前記コマンドを出力していない場合、ロボット１が自ら駆動している状態ではないと判断する。これにより、保持状態判断部２０２は、ロボット１が筐体駆動輪２１２を動作させて自ら斜面を登り始めたことによってＺ軸方向に移動したのか、ロボット１がユーザ１５０１によって持ち上げられたことによってＺ軸方向に移動したのかを判別する。
【００８７】
保持状態判断部２０２は、Ｓ２０３で、ロボット１が自ら駆動していると判断した場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、ロボット１がユーザ１５０１によって持ち上げられていないことを検知する。この場合、ロボット１がユーザ１５０１によって抱っこされていないと考えられるので、保持状態判断部２０２は、処理をＳ２０１に戻し、Ｓ２０１以降の処理を行う。一方、保持状態判断部２０２は、Ｓ２０３でロボット１が自ら駆動している状態ではないと判断した場合（Ｓ２０３でＮＯ）、ロボット１がユーザ１５０１によって持ち上げられたことを検知する。この場合、ロボット１がユーザ１５０１によって抱っこされている可能性があるので、保持状態判断部２０２は、Ｓ２０４以降の処理を行う。
【００８８】
Ｓ２０４以降の処理において、保持状態判断部２０２は、加速度Ａｚが閾値ＴＨ（図１Ａ）を超えた後、メモリ２０６に記憶された加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの何れかが、一定期間（以下、一定期間Ｔｄ）、所定幅ＴＷ（図１Ａ〜図１Ｃ）を超えて変動しているか否かを判断する。そして、保持状態判断部２０２は、当該判断結果に基づきロボット１がユーザ１５０１に抱っこされているか（抱えられているか）否かを検知する。
【００８９】
具体的には、Ｓ２０４において、保持状態判断部２０２は、参照時刻ｔを初期時刻Ｔ０に設定する（Ｓ２０４）。ここで、参照時刻ｔは、メモリ２０６に記憶されている加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚのうち、保持状態判断部２０２が参照する対象の加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚに対応する時刻を示すパラメータである。初期時刻Ｔ０は、Ｓ２０２において、加速度Ａｚが閾値ＴＨ（図１Ａ）を超えていると判断された時刻である。
【００９０】
そして、保持状態判断部２０２は、参照時刻ｔが所定時刻Ｔを超えているか否かを判断する（Ｓ２０５）。ここで、所定時刻Ｔは、初期時刻Ｔ０から前記一定期間Ｔｄが経過した時刻（＝Ｔ０＋Ｔｄ）である。
【００９１】
保持状態判断部２０２は、参照時刻ｔが所定時刻Ｔを超えていないと判断すると（Ｓ２０５でＹＥＳ）、メモリ２０６に記憶されている、初期時刻Ｔ０から参照時刻ｔまでの時刻に対応する加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚのばらつき（変動）の何れかが、所定幅ＴＷを超えているか否かを判断する（Ｓ２０６）。ここで、初期時刻Ｔ０から参照時刻ｔまでの時刻に対応する加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚのばらつきは、例えば、初期時刻Ｔ０から参照時刻ｔまでの時刻に対応する加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの標準偏差である。尚、前記ばらつきは、前記標準偏差に限らず、初期時刻Ｔ０から参照時刻ｔまでの時刻に対応する加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの分散又はピーク値（最大値及び最小値）であってもよい。
【００９２】
保持状態判断部２０２は、Ｓ２０６において初期時刻Ｔ０から参照時刻ｔまでの時刻に対応する加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚのばらつきの何れかが所定幅ＴＷを超えていると判断したとする（Ｓ２０６でＹＥＳ）。この場合、保持状態判断部２０２は、参照時刻ｔを、加速度センサー２１９が加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚを出力する周期（サンプリング間隔）Δｔ分経過した時刻（＝ｔ＋Δｔ）に設定して（Ｓ２０７）、処理をＳ２０５に戻し、Ｓ２０５以降の処理を行う。
【００９３】
一方、保持状態判断部２０２は、Ｓ２０６において、初期時刻Ｔ０から参照時刻ｔまでの時刻に対応する加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの何れのばらつきも所定幅ＴＷを超えていないと判断したとする（Ｓ２０６でＮＯ）。この場合、保持状態判断部２０２は、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの何れのばらつきも、加速度Ａｚが閾値ＴＨ（図１Ａ）を超えた初期時刻Ｔ０から所定時刻Ｔが経過するまでの一定期間Ｔｄ内に、所定幅ＴＷ内に収束したと判断する。この場合、保持状態判断部２０２は、ロボット１が床から持ち上げられた後、例えば椅子の上等の所定の場所に配置されたと判断し、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていないことを検知する。そして、保持状態判断部２０２は、処理をＳ２０１に戻し、Ｓ２０１以降の処理を行う。
【００９４】
その後、保持状態判断部２０２は、参照時刻ｔが所定時刻Ｔを超えたと判断すると（Ｓ２０５でＮＯ）、Ｓ２０６と同様に、メモリ２０６に記憶されている、初期時刻Ｔ０から参照時刻ｔまでの時刻に対応する加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚのばらつきの何れかが、所定幅ＴＷを超えているか否かを判断する（Ｓ２０８）。
【００９５】
保持状態判断部２０２は、Ｓ２０８において、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚのばらつきの何れかが所定幅ＴＷを超えていると判断したとする（Ｓ２０８でＹＥＳ）。この場合、保持状態判断部２０２は、加速度Ａｚが閾値ＴＨ（図１Ａ）を超えた初期時刻Ｔ０から所定時刻Ｔが経過するまでの一定期間Ｔｄ、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚのばらつきの何れかが所定幅ＴＷを超えていたと判断する。この場合、保持状態判断部２０２は、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされている（抱えられている）と判断し、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていることを検知する。そして、保持状態判断部２０２は、抱っこ検知処理を終了する。
【００９６】
一方、保持状態判断部２０２は、Ｓ２０８において、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの何れのばらつきも所定幅ＴＷを超えていないと判断したとする（Ｓ２０８でＮＯ）。この場合、保持状態判断部２０２は、加速度Ａｚが所定の閾値ＴＨ（図１Ａ）を超えた初期時刻Ｔ０から所定時刻Ｔが経過するまでの一定期間Ｔｄ内に、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚの何れのばらつきも所定幅ＴＷ内に収束したと判断する。この場合、保持状態判断部２０２は、ロボット１が床から持ち上げられた後、例えば椅子の上等の所定の場所に配置されたと判断し、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていないことを検知する。そして、保持状態判断部２０２は、処理をＳ２０１に戻し、Ｓ２０１の処理を行う。
【００９７】
尚、Ｓ２０４以降の処理において、保持状態判断部２０２は、加速度Ａｚが閾値ＴＨ（図１Ａ）を超える前に、メモリ２０６に記憶されていた加速度Ａｘ，Ａｙ，Ａｚの何れかのばらつきが既に所定幅ＴＷを超えている場合、当該ばらつきが所定幅ＴＷを超えていた時刻に遡って、その時刻から一定期間Ｔｄ、所定幅ＴＷを超えていたか否かを確認してもよい。つまり、前記初期時刻Ｔ０は、Ｓ２０２において加速度Ａｚが閾値ＴＨを超えたと判断された時刻よりも所定時間前の時刻であってもよい。この場合、Ｓ２０４以降の処理において、保持状態判断部２０２は、加速度Ａｚが閾値ＴＨを超えた時刻よりも所定時間前の初期時刻Ｔ０から、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚのばらつきの何れかが一定期間Ｔｄ、所定幅ＴＷを超えていた場合に、ロボット１が抱っこされていることを検知することになる。このようにして、保持状態判断部２０２が、ユーザ１５０１がロボット１を引き寄せた後に持ち上げることによってロボット１を抱っこした場合にも、ロボット１が抱っこされていることを検知するようにしてもよい。
【００９８】
次に、図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細について説明する。図１９は、本開示の第１の実施の形態における図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細を示すフローチャートである。
【００９９】
図１９に示すように、ユーザ方向算出部２０３は、方向算出処理を開始すると、Ｓ２０２（図１８）において加速度Ａｚが閾値ＴＨを超えていると判断された時刻（以下、持上判断時刻）を含む所定のサンプリング期間ＴＳに対応する加速度Ａｘ、Ａｙをメモリ２０６から取得する（Ｓ３０１）。そして、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３０１で取得した加速度Ａｘ、Ａｙに基づき、ＸＹ軸平面における筐体１０１の移動方向Ｄを算出し（Ｓ３０２）、方向算出処理を終了する。
【０１００】
ここで、サンプリング期間ＴＳは、例えば前記持上判断時刻よりも所定期間前の時刻から、前記一定期間Ｔｄが経過した時刻までの期間に定められている。この場合、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３０２において、Ｓ３０１で取得した前記持上判断時刻の前後の所定のサンプリング期間ＴＳに対応する加速度Ａｘ、Ａｙに基づき、前記持上判断時刻の前後の所定のサンプリング期間ＴＳにおいて、筐体１０１がＸＹ軸平面において移動した方向を算出することになる。これにより、ユーザ１５０１がロボット１を持ち上げてから引き寄せて抱っこした場合及びユーザ１５０１がロボット１を引き寄せてから持ち上げて抱っこした場合の何れであっても、ロボット１がユーザ１５０１によって引き寄せられたことで、筐体１０１がＸＹ軸平面において移動した方向を算出することができる。
【０１０１】
尚、サンプリング期間ＴＳは、これに限らず、前記持上判断時刻から前記一定期間Ｔｄが経過した時刻までの期間に定めてもよい。また、サンプリング期間ＴＳを、前記持上判断時刻よりも所定期間前の時刻から又は前記持上判断時刻から、前記一定期間Ｔｄとは異なる一定期間が経過した時刻までの期間に定めてもよい。
【０１０２】
図２０は、図１９のＳ３０２における筐体１０１の移動方向Ｄの算出処理の一例を示す図である。図２０の左図及び中央図に示すように、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３０２において、筐体１０１がサンプリング期間ＴＳ開始時の位置Ｐ０からサンプリング期間ＴＳ終了時の位置Ｐ１まで移動したことによって、筐体１０１がＸＹ軸平面において移動した距離及び方向を表すベクトルＤｘｙを算出する。
【０１０３】
具体的には、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３０１で取得した加速度Ａｘを２回積分した結果の絶対値を、筐体１０１が位置Ｐ０から位置Ｐ１までＸ軸方向に移動した移動距離として算出する。また、ユーザ方向算出部２０３は、前記２回積分した結果がプラス（＋、正）の値の場合、筐体１０１がＸ軸方向に移動した方向はＸ方向（左方）であり、前記２回積分した結果がマイナス（−、負）の値の場合、筐体１０１がＸ軸方向に移動した方向は−Ｘ方向（右方）であると判断する。これにより、ユーザ方向算出部２０３は、図２０の右図に示すように、筐体１０１が位置Ｐ０から位置Ｐ１までＸ軸方向において移動した移動距離及び方向を表すベクトルＤｘを算出する。
【０１０４】
同様にして、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３０１で取得した加速度Ａｙを２回積分した結果の絶対値を、筐体１０１が位置Ｐ０から位置Ｐ１までＹ軸方向に移動した移動距離として算出する。また、ユーザ方向算出部２０３は、前記２回積分した結果がプラス（＋、正）の値の場合、筐体１０１がＹ軸方向に移動した方向はＹ方向（前方）であり、前記２回積分した結果がマイナス（−、負）の値の場合、筐体１０１がＹ軸方向に移動した方向は−Ｙ方向（後方）であると判断する。これにより、ユーザ方向算出部２０３は、図２０の右図に示すように、筐体１０１が位置Ｐ０から位置Ｐ１までＹ軸方向において移動した移動距離及び方向を表すベクトルＤｙを算出する。
【０１０５】
次に、ユーザ方向算出部２０３は、算出したベクトルＤｘとベクトルＤｙとを合成したベクトルを、ＸＹ軸平面において筐体１０１が移動した距離及び方向を表すベクトルＤｘｙとして算出する。そして、ユーザ方向算出部２０３は、Ｘ方向とベクトルＤｘｙとが、Ｘ方向を基準にして左回りになす角度「θ」を算出する。これにより、ユーザ方向算出部２０３は、Ｘ方向から左回りに上記算出した角度「θ」回転した方向を、ＸＹ軸平面における筐体１０１の移動方向Ｄとして算出する。以降、上記算出した角度「θ」を、移動方向Ｄを表す角度θと記載する。
【０１０６】
次に、図１７のＳ４００に示す駆動処理の詳細について説明する。図２１は、本開示の第１の実施の形態における図１７のＳ４００に示す駆動処理の詳細を示すフローチャートである。
【０１０７】
図２１に示すように、主制御部２００は、駆動処理を開始すると、ガイドシャフト１１５（図９Ａ、図９Ｂ）の向きを、Ｓ３０２（図１９）で算出した移動方向Ｄに合わせる（Ｓ４０１）。
【０１０８】
図２２は、図２１のＳ４０１におけるガイドシャフト１１５の向きを筐体１０１の移動方向Ｄに合わせる処理の一例を示す図である。Ｓ４０１において、主制御部２００は、例えば、図２２に示すように、Ｘ方向から移動方向Ｄを表す角度θ分左回りに回転した方向が筐体１０１の移動方向Ｄであると判断する。また、主制御部２００は、図２２の破線部に示すガイドシャフト１１５のデフォルト方向であるＹ方向は、Ｘ方向から９０度左回りに回転した方向であると判断する。そして、主制御部２００は、Ｙ方向と移動方向Ｄとのずれを示す角度である、９０度から移動方向Ｄを表す角度θを減算した結果（＝９０°−θ）がプラスの値の場合は、当該結果の絶対値が示す角度分、回転シャフト１１８（図９Ｂ）を右回りに回転させるコマンドをシャフト制御部２１３（図１５）に出力する。尚、シャフト制御部２１３（図１５）は、内部に備えた図略のエンコーダから回転用モータ１１７（図９Ａ、図９Ｂ）の回転数を取得し、取得した回転数が、コマンドが示す角度に対応する回転数になるまで、コマンドが示す方向に回転用モータ１１７（図９Ａ、図９Ｂ）を回転させる。これにより、デフォルト方向であるＹ方向を向いていた破線で示すガイドシャフト１１５の向きが、移動方向Ｄに合うようになる。一方、主制御部２００は、前記ずれを示す角度（＝９０°−θ）がマイナスの値の場合は、当該ずれを示す角度の絶対値が示す角度（＝｜９０°−θ｜）分、回転シャフト１１８（図９Ｂ）を更に左回りに回転させるコマンドをシャフト制御部２１３（図１５）に出力する。尚、Ｓ４０１において、主制御部２００が、ガイドシャフト１１５（図９Ａ、図９Ｂ）の向きを、Ｓ３０２（図１９）で算出した移動方向Ｄに合わせる方法は上記に限らない。
【０１０９】
次に、主制御部２００は、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿ってロボット１に表現させる感情に応じた方向に移動させる（図８Ａ〜図８Ｃ、図１０、図１１）（Ｓ４０２）。
【０１１０】
例えば、ロボット１がユーザ１５０１による指示に従って動作している最中に、当該動作を指示したユーザ１５０１と同じユーザ１５０１がロボット１を抱っこしたとする。このような場合、主制御部２００は、ロボット１にユーザ１５０１に対する好意を示す感情を表現させる。尚、主制御部２００は、前記音声認識結果や前記顔認識結果に基づき、ロボット１を抱っこしたユーザ１５０１が動作を指示したユーザ１５０１と同じであるか否かを判断すればよい。これとは反対に、ロボット１がユーザ１５０１による指示に従って動作している最中に、当該動作を指示したユーザとは他のユーザ１５０１がロボット１を抱っこしたとする。このような場合、主制御部２００は、ロボット１にユーザ１５０１を嫌がっていることを示す感情を表現させる。尚、主制御部２００が、ロボット１に表現させる感情を決定する方法は、これに限らず、別の方法でロボット１に表現させる感情を決定してもよい。
【０１１１】
図２３Ａ及び図２３Ｂは、図２１のＳ４０２におけるカウンターウェイト１１４の移動処理の一例を示す図である。例えば、主制御部２００は、ロボット１にユーザ１５０１に対する好意を示す感情を表現させる場合、図２３Ａに示すように、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿って矢印Ｄ１が示すＹ方向（前方）に移動させるコマンドを重り駆動機構制御部２１５（図１５）に出力する。重り駆動機構制御部２１５は、前記コマンドに応じてモータプーリ１２０（図８Ａ、図８Ｂ）を回転させ、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿ってＹ方向（前方、図８Ｃにおける左方）に移動させる。これにより、カウンターウェイト１１４は、移動方向Ｄと同じ向きのガイドシャフト１１５に沿って、ロボット１がユーザ１５０１によって引き寄せられた方向に移動する。つまり、カウンターウェイト１１４は、ユーザ１５０１に向かう方向に移動する。その結果、ロボット１の重心がユーザ１５０１側に寄せられる。これにより、ロボット１がユーザ１５０１の腕の中でユーザ１５０１に近づいていることをユーザ１５０１に感じさせることができる。このようにして、主制御部２００は、ユーザ１５０１に好意を持っていることをロボット１に表現させることができる。
【０１１２】
これとは反対に、Ｓ４０１において、主制御部２００は、ロボット１にユーザ１５０１を嫌がっている感情（「イヤイヤ」）を表現させるとする。この場合、主制御部２００は、図２３Ｂに示すように、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿って、矢印Ｄ１とは逆方向の矢印Ｄ２が示す−Ｙ方向（後方、図８Ｃにおける右方）に移動させるコマンドを重り駆動機構制御部２１５（図１５）に出力する。重り駆動機構制御部２１５は、前記コマンドに応じてモータプーリ１２０（図８Ａ、図８Ｂ）を回転させ、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿って−Ｙ方向（後方、図８Ｃにおける右方）に移動させる。これにより、カウンターウェイト１１４は、移動方向Ｄと同じ向きのガイドシャフト１１５に沿って、ロボット１がユーザ１５０１によって引き寄せられた方向とは逆方向に移動する。つまり、カウンターウェイト１１４は、ユーザ１５０１から離れる方向に移動する。その結果、ロボット１の重心がユーザ１５０１とは反対側に寄せられる。これにより、ロボット１がユーザ１５０１の腕の中でユーザ１５０１から離れようとしていることをユーザ１５０１に感じさせることができる。このようにして、主制御部２００は、ユーザ１５０１を嫌がっていることをロボット１に表現させることができる。
【０１１３】
尚、ユーザ１５０１として子供を想定した場合、カウンターウェイト１１４の重さをあまり重くできない場合もある。そこで、Ｓ４０１において、主制御部２００は、ロボット１にユーザ１５０１に対する好意を示す感情を表現させる場合に、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿って矢印Ｄ２が示す方向に一旦移動させた後、矢印Ｄ１が示す方向に移動させてもよい。この場合、カウンターウェイト１１４の重さをあまり重くできない場合であっても、ロボット１の重心をユーザ１５０１側に勢いよく寄せて、ロボット１がユーザ１５０１の腕の中でよりユーザ１５０１に近づいていることをユーザ１５０１に感じさせることができる。
【０１１４】
これと同様にして、主制御部２００は、ロボット１にユーザ１５０１を嫌がっている感情（「イヤイヤ」）を表現させる場合に、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿って矢印Ｄ１が示す方向に移動させた後、矢印Ｄ２が示す方向に移動させてもよい。この場合、カウンターウェイト１１４の重さをあまり重くできない場合であっても、ロボット１の重心をユーザ１５０１とは反対側に勢いよく寄せて、ロボット１がユーザ１５０１の腕の中でよりユーザ１５０１から離れようとしていることをユーザ１５０１に感じさせることができる。
【０１１５】
また、Ｓ４０１において、主制御部２００は、モータプーリ１２０（図８Ａ、図８Ｂ）の回転速度を、通常時よりも速い速度に設定するコマンドを重り駆動機構制御部２１５（図１５）に出力することで、カウンターウェイト１１４を通常時よりも速い速度で移動させるようにしてもよい。この場合、カウンターウェイト１１４の重さをあまり重くできない場合であっても、ロボット１の重心の移動の勢いを強めて、ロボット１のユーザ１５０１に対する感情をより強くユーザ１５０１に感じさせることができる。
【０１１６】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を駆動させることで、ロボット１に感情を表現させることを特徴とする。第２の実施の形態における感情表現処理は、全体的な処理は第１の実施の形態における感情表現処理と同じであるが、図１７のＳ４００に示す駆動処理の詳細が相違する。なお、第２の実施の形態において第１の実施の形態と同一構成のものは同一の符号を付し、説明を省く。
【０１１７】
図２４は、本開示の第２の実施の形態における図１７のＳ４００に示す駆動処理の詳細を示すフローチャートである。図２４に示すように、主制御部２００は、駆動処理を開始すると、Ｓ４１１及びＳ４１２を行うことにより、Ｓ３０２（図１９）で算出した移動方向Ｄに、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向を合わせる。次に、主制御部２００は、Ｓ４１３及びＳ４１４を行うことにより、ロボット１に表現させる感情に応じて、筐体１０１を移動方向Ｄ又はその反対側に移動させる。
【０１１８】
詳述すると、主制御部２００は、Ｓ４１１において、Ｓ３０２（図１９）で算出した移動方向Ｄと、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向と、が平行であるか否かを判断する（Ｓ４１１）。具体的には、上述のように、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向はＹ方向である。したがって、Ｓ４１１において、主制御部２００は、Ｓ４０１（図２１）と同様、Ｙ方向と移動方向Ｄとのずれを示す角度（＝９０°−θ）（図２２）を算出し、当該ずれを示す角度（＝９０°−θ）（図２２）が０度あるいは−１８０度である場合は、移動方向Ｄと筐体１０１の前進方向（Ｙ方向）とが平行であると判断すればよい。
【０１１９】
なお、Ｓ４１１において、主制御部２００は、誤差を考慮して、移動方向Ｄと筐体１０１の前進方向（Ｙ方向）とが平行であるか否かを判断してもよい。つまり、Ｙ方向と移動方向Ｄとのずれを示す角度（＝９０°−θ）が、０度あるいは−１８０度を基準として所定の誤差を示す角度α（たとえばα＝１０°）の範囲内に入っていれば（０°−α≦９０°−θ≦０°＋α、あるいは、−１８０°−α≦９０°−θ≦−１８０°＋αであれば）、平行であると判断してもよい。
【０１２０】
主制御部２００は、Ｓ４１１において、Ｓ３０２（図１９）で算出した移動方向Ｄと、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向と、が平行であると判断した場合（Ｓ４１１でＹＥＳ）、Ｓ４１３を行う。
【０１２１】
一方、主制御部２００は、Ｓ３０２（図１９）で算出した移動方向Ｄと、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向と、が平行ではないと判断した場合（Ｓ４１１でＮＯ）、Ｓ３０２（図１９）で算出した移動方向Ｄと、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向と、を平行にした後（Ｓ４１２）、Ｓ４１３を行う。
【０１２２】
Ｓ４１２は、例えば、以下のように実現すればよい。先ず、筐体１０１を所定方向に所定角度回転させるために必要な、第１駆動輪１１０の回転数及び回転方向と第２駆動輪１１１の回転数及び回転方向とを実験値等に基づき予め定めておき、メモリ２０６に記憶すればよい。
【０１２３】
図２５は、図２４のＳ４１２における第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向を移動方向Ｄと平行にする処理の一例を示す図である。そして、主制御部２００は、例えば、図２５に示すように、Ｓ４１１で算出した、Ｙ方向（破線部）と移動方向Ｄとのずれを示す角度（＝９０°−θ）がプラスの値の場合は、当該ずれを示す角度（＝９０°−θ）分、筐体１０１を右回りに回転させるのに必要な第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１それぞれの回転数及び回転方向をメモリ２０６から取得すればよい。そして、主制御部２００は、当該取得した第１駆動輪１１０の回転数及び回転方向と第２駆動輪１１１の回転数及び回転方向とを指定するコマンドを、筐体駆動輪制御部２１４（図１５）に出力すればよい。筐体駆動輪制御部２１４（図１５）は、前記コマンドに応じて、第１駆動輪１１０が、指定された回転数、指定された回転方向に回転するまで第１モータ１１２（図２Ｂ）を回転させ、第２駆動輪１１１が、指定された回転数、指定された回転方向に回転するまで第２モータ１１３（図２Ｂ）を回転させればよい。これにより、Ｙ方向を向いていた破線で示す筐体１０１の前進方向が、移動方向Ｄに合うようになる。一方、主制御部２００は、前記ずれを示す角度（＝９０°−θ）がマイナスの値の場合は、前記ずれを示す角度の絶対値が示す角度（＝｜９０°−θ｜）分、筐体１０１を更に左回りに回転させるのに必要な第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１それぞれの回転数及び回転方向をメモリ２０６から取得すればよい。そして、主制御部２００は、当該取得した第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１それぞれの回転数及び回転方向を指定するコマンドを筐体駆動輪制御部２１４（図１５）に出力すればよい。尚、Ｓ４１２の実現方法は上述の方法に限らない。例えば、筐体１０１がＺ軸を中心に回転したときの角速度を検知する角速度センサーをロボット１に備えるようにしてもよい。そして、主制御部２００が、前記角速度センサーが検知した角速度に基づき、筐体１０１が前記ずれを示す角度（＝９０°−θ）分回転したか否かを判断するようにしてもよい。
【０１２４】
Ｓ４１３において、主制御部２００は、ロボット１に表現させる感情に応じて、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１の回転方向及び回転速度を決定する（Ｓ４１３）。そして、Ｓ４１４において、主制御部２００は、Ｓ４１３で決定した回転方向及び回転速度で、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を回転させる（Ｓ４１４）。
【０１２５】
図２６Ａ〜図２６Ｃは、図２４のＳ４１３及びＳ４１４による第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１の回転処理の一例を示す図である。例えば、主制御部２００は、ロボット１にユーザ１５０１に対する好意を示す感情を表現させるとする。この場合、主制御部２００は、Ｓ４１３において、図２６Ａに示すように、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１の回転方向を矢印Ｄ４が示すＹ方向と平行な方向（前方）に決定する。また、主制御部２００は、ロボット１に表現させるユーザ１５０１に対する好意の感情の度合いが強い程、回転速度を速い速度に設定する。そして、Ｓ４１４において、主制御部２００は、Ｓ４１３で決定した回転速度で第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１をＳ４１３で決定した回転方向に回転させるためのコマンドを筐体駆動輪制御部２１４（図１５）に出力する。これにより、筐体駆動輪制御部２１４（図１５）は、前記コマンドに応じて、第１モータ１１２（図２Ｂ）及び第２モータ１１３（図２Ｂ）を指定された回転速度で、矢印Ｄ４が示すＹ方向と平行な方向に回転させ、筐体１０１をＹ方向（前方）に直進させる。この場合、ユーザ１５０１がロボット１を抱っこしている状態でロボット１はユーザ１５０１側に進もうとする。これにより、ロボット１がユーザ１５０１の腕の中でユーザ１５０１に近づいていることをユーザ１５０１に感じさせることができる。このようにして、主制御部２００は、ユーザ１５０１に好意を持っていることをロボット１に表現させることができる。
【０１２６】
これとは反対に、主制御部２００は、ロボット１にユーザ１５０１を嫌がっている感情（「イヤイヤ」）を表現させるとする。この場合、主制御部２００は、Ｓ４１３において、図２６Ｂに示すように、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１の回転方向を矢印Ｄ５が示す−Ｙ方向と平行な方向（後方）に決定する。また、主制御部２００は、ロボット１に表現させるユーザ１５０１を嫌がっている感情の度合いが強い程、回転速度を速い速度に設定する。そして、Ｓ４１４において、主制御部２００は、Ｓ４１３で決定した回転速度で第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１をＳ４１３で決定した回転方向に回転させるためのコマンドを筐体駆動輪制御部２１４（図１５）に出力する。筐体駆動輪制御部２１４（図１５）は、前記コマンドに応じて、第１モータ１１２（図２Ｂ）及び第２モータ１１３（図２Ｂ）を指定された回転速度で矢印Ｄ５が示す−Ｙ方向と平行な方向に回転させ、筐体１０１を−Ｙ方向（後方）に直進させる。この場合、ユーザ１５０１がロボット１を抱っこしている状態でロボット１はユーザ１５０１から離れる方向に進もうとする。これにより、ロボット１がユーザ１５０１の腕の中でユーザ１５０１から離れようとしていることをユーザ１５０１に感じさせることができる。このようにして、主制御部２００は、ユーザ１５０１を嫌がっていることをロボット１に表現させることができる。
【０１２７】
尚、ユーザ１５０１として子供を想定した場合、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を回転させ続けると、ユーザ１５０１への負荷が大きくなる。このため、主制御部２００は、Ｓ４１４において、Ｓ４１３で決定した回転速度で第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１をＳ４１３で決定した回転方向に間欠的に回転させるためのコマンドを筐体駆動輪制御部２１４（図１５）に出力してもよい。これにより、筐体駆動輪制御部２１４（図１５）が、前記コマンドに応じて、第１モータ１１２（図２Ｂ）及び第２モータ１１３（図２Ｂ）を指定された回転速度で前方又は後方に平行な方向に間欠的に回転させ、筐体１０１をＹ方向（前方）又は−Ｙ方向（後方）に間欠的に直進させるようにしてもよい。この場合、ユーザ１５０１への前記負荷を軽減することができる。
【０１２８】
また、主制御部２００は、ロボット１にユーザ１５０１を嫌がっている感情（「イヤイヤ」）を表現させる場合に、更に、ロボット１に抱っこを嫌がっている感情を表現させるため、前記第１制御と前記第２制御とを交互に行ってもよい。つまり、前記第１制御では、図２６Ｃに示すように、Ｓ４１３において、第１駆動輪１１０の回転方向を矢印Ｄ４が示すＹ方向と平行な方向（前方）に決定し、第２駆動輪１１１の回転方向を矢印Ｄ５が示す−Ｙ方向と平行な方向（後方）に決定後、Ｓ４１４を行うことで筐体１０１を右回りに回転させる。前記第２制御では、前記第１制御とは反対に、Ｓ４１３において、第１駆動輪１１０の回転方向を矢印Ｄ５が示す−Ｙ方向と平行な方向（後方）に決定し、第２駆動輪１１１の回転方向を矢印Ｄ４が示すＹ方向と平行な方向（前方）に決定後、Ｓ４１４を行うことで筐体１０１を左回りに回転させる。この場合、ロボット１はユーザ１５０１の腕の中で左右に動き回ろうとする。これにより、ロボット１がユーザ１５０１の腕の中で落ち着かない様子であることをユーザ１５０１に感じさせることができる。このようにして、主制御部２００は、抱っこを嫌がっていることをロボット１に表現させることができる。
【０１２９】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態は、Ｓ２００（図１７）の抱っこ検知処理においてロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていることが正確に検知されたか否かを、カメラ１０８によって撮像された画像に基づいて判断することを特徴とする。第３の実施の形態における感情表現処理は、全体的な処理は第２の実施の形態における感情表現処理と同じであるが、図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細が相違する。尚、第３の実施の形態において第２の実施の形態と同一構成のものは同一の符号を付し、説明を省く。
【０１３０】
図２７は、本開示の第３の実施の形態における図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細を示すフローチャートである。図２７に示すように、ユーザ方向算出部２０３は、方向算出処理を開始すると、Ｓ３０１（図１９）と同じ内容のＳ３１１を行った後（Ｓ３１１）、Ｓ３０２（図１９）と同じ内容のＳ３１２を行うことで（Ｓ３１２）、筐体１０１の移動方向Ｄを算出する。
【０１３１】
次に、ユーザ方向算出部２０３は、カメラ１０８の撮像方向を、Ｓ３１２で算出した移動方向Ｄに合わせる（Ｓ３１３）。図２Ｂにおいて説明したように、カメラ１０８の撮像方向は、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向であるＹ方向を向いている。このため、Ｓ３１３において、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ４１１及びＳ４１２（図２４）と同じ処理を行って、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向を移動方向Ｄに合わせる。これにより、ユーザ方向算出部２０３は、カメラ１０８の撮像方向を移動方向Ｄに合わせる。
【０１３２】
次に、カメラ映像処理部２０４（図１５）は、カメラ１０８に撮像を行わせ、撮像された画像（以下、撮像画像）が、真っ黒に近い画像（以下、全黒画像）であるか否かを判断する（Ｓ３１４）。例えば、カメラ映像処理部２０４は、Ｓ３１４において、撮像画像をモノクロの画像に加工する。そして、カメラ映像処理部２０４は、当該加工後の撮像画像に含まれる黒色を表す画素の数が、撮像画像の全画素数に近い所定の画素数以上である場合は、撮像画像が全黒画像であると判断し（Ｓ３１４でＹＥＳ）、前記所定の画素数未満である場合は、撮像画像が全黒画像ではないと判断する（Ｓ３１４でＮＯ）。尚、カメラ映像処理部２０４が、Ｓ３１４において、撮像画像が全黒画像であるか否かを判断する方法はこれに限らない。
【０１３３】
Ｓ３１２で算出した移動方向Ｄがユーザ１５０１によってロボット１が引き寄せられた方向を示している場合、カメラ１０８によって移動方向Ｄを撮像した画像は、ユーザ１５０１を至近距離から撮像したときに得られる全黒画像になっていると考えられる。このため、Ｓ３１４において撮像画像が全黒画像であると判断された場合（Ｓ３１４でＹＥＳ）、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３１２で算出した移動方向Ｄにユーザ１５０１が存在すると判断する（Ｓ３１５）。この場合、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ２００（図１７）の抱っこ検知処理において、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていることが正確に検知されたと判断し、また、Ｓ３１２において移動方向Ｄが適切に算出されたと判断し、方向算出処理を終了する。
【０１３４】
一方、Ｓ３１４において撮像画像が全黒画像ではないと判断された場合（Ｓ３１４でＮＯ）、ユーザ方向算出部２０３は、算出した移動方向Ｄにユーザ１５０１が存在しないと判断する（Ｓ３１６）。この場合、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ２００（図１７）の抱っこ検知処理において、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていることが誤って検知されたと判断し、また、当該誤検知の結果、Ｓ３１２において移動方向Ｄは適切に算出されなかったと判断し、Ｓ４００（図１７）の駆動処理を行わずに、感情表現処理を終了する。
【０１３５】
本態様によれば、カメラ１０８の撮像画像をも考慮して、ロボット１がユーザ１５０１に抱えられているか否かを判断するので、より正確にロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていることを判断できる。
【０１３６】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態は、表示部２１１（図１５）が図１７のＳ３００に示す方向算出処理において算出した筐体１０１の移動方向Ｄとは反対側を向いていると判断した場合、表示部２１１（図１５）の向きを移動方向Ｄに合わせることを特徴とする。
【０１３７】
図２８Ａ〜図２８Ｃは、ロボット１を背面から抱っこした時の加速度センサー２１９の出力波形の一例を示す図である。図２９は、本開示の第４の実施の形態に係るロボット１における感情表現処理の概要を示す図である。表示部２１１がユーザ１５０１とは反対側を向いている状態で、ユーザ１５０１がロボット１を背面から抱っこしたとする。この場合、加速度Ａｘ、Ａｙ、Ａｚは、それぞれ、図２８Ａの出力波形Ｗｘ、図２８Ｂの出力波形Ｗｙ、図２８Ｃの出力波形Ｗｚに示すように変化すると推測される。
【０１３８】
図２８Ａ〜図２８Ｃに示すように、時刻ｔ１にユーザ１５０１が据置状態のロボット１を床から持ち上げると、図１Ａ〜図１Ｃと同様に、少なくとも加速度Ａｚは、出力波形Ｗｚに示すように所定の閾値ＴＨを越えるまで変化すると推測される。そして、表示部２１１がユーザ１５０１に向かう方向とは反対側を向いている状態で、ユーザ１５０１がロボット１を引き寄せて抱っこしたとする。この場合、ロボット１がユーザ１５０１の位置まで後方に移動することに応じて、加速度Ａｙは、図２８Ｂの楕円部の出力波形Ｗｙに示すように、一定期間、所定幅ＴＷを超えて後方である−Ｙ方向に変動すると推測される。
【０１３９】
そこで、本開示の第４の実施の形態に係るロボット１における感情表現処理では、図２９の左図に示すように、表示部２１１がユーザ１５０１に向かう方向とは反対側を向いている状態で、ユーザ１５０１によってロボット１が背面（後方）から抱っこされた場合、図２９の中央図に示すように、第２の実施の形態と同様、１）抱っこ検知処理を行った後、２）方向算出処理を行うことにより、ＸＹ軸平面における筐体１０１の移動方向Ｄを算出する。更に、本開示の第４の実施の形態における感情表現処理では、図２８Ｂにおいて説明したように、３）当該算出した移動方向Ｄが−Ｙ方向であると判断した場合には、表示部２１１がユーザ１５０１に向かう方向である移動方向Ｄとは反対側を向いていると判断する。そして、この判断を行った場合、図２９の右図に示すように、４）表示部２１１を算出した移動方向Ｄに向けた状態で駆動処理を行う。
【０１４０】
第４の実施の形態における感情表現処理は、全体的な処理は第２の実施の形態における感情表現処理と同じであるが、図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細が相違する。尚、第４の実施の形態において第２の実施の形態と同一構成のものは同一の符号を付し、説明を省く。図３０は、本開示の第４の実施の形態における図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細を示すフローチャートである。
【０１４１】
図３０に示すように、ユーザ方向算出部２０３は、方向算出処理を開始すると、Ｓ３０１（図１９）と同じ内容のＳ３２１を行った後（Ｓ３２１）、Ｓ３０２（図１９、図２０）と同じ内容のＳ３２２を行うことで（Ｓ３２２）、筐体１０１の移動方向Ｄを算出する。
【０１４２】
次に、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３２２で算出した筐体１０１の移動方向Ｄが、ロボット１の背面方向である−Ｙ方向を向いているか否かを判断する（Ｓ３２３）。そして、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３２３において、移動方向Ｄがロボット１の背面方向（−Ｙ方向）を向いていると判断した場合（Ｓ３２３でＹＥＳ）、表示部２１１がユーザ１５０１に向かう方向である移動方向Ｄとは反対側を向いていると判断した後（Ｓ３２４）、方向算出処理を終了する。
【０１４３】
具体的には、図１９及び図２０を用いてＳ３０２について説明したように、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３０２と同じＳ３２２において、Ｓ３２１で取得した加速度Ａｘ、Ａｙをそれぞれ２回積分した結果から、筐体１０１がＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動した距離及び方向をそれぞれ表すベクトルＤｘ、Ｄｙを算出し、これらを合成したベクトルＤｘｙを算出する。
【０１４４】
ここで、Ｓ３２２で算出したベクトルＤｘｙが、図２０の右図に示したようにＸ方向及びＹ方向を向いていたとする。この場合、Ｓ３２３において、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３２２で算出したベクトルＤｘｙのＹ軸方向の成分を示すベクトルＤｙがＹ方向を向いているので、筐体１０１の移動方向Ｄが−Ｙ方向を向いていないと判断する（Ｓ３２３でＮＯ）。この場合、ユーザ方向算出部２０３は、表示部２１１が移動方向Ｄを向いていると判断し、方向算出処理を終了する。
【０１４５】
図３１は、図３０のＳ３２３における筐体１０１の移動方向Ｄの判断処理の一例を示す図である。一方、図３１に示すように、Ｓ３２２で算出したベクトルＤｘｙが−Ｘ方向及び−Ｙ方向を向いているとする。この場合、Ｓ３２３において、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３２２で算出したベクトルＤｘｙのＹ軸方向の成分を示すベクトルＤｙが−Ｙ方向を向いているので、筐体１０１の移動方向Ｄが−Ｙ方向を向いていると判断する（Ｓ３２３でＹＥＳ）。この場合、ユーザ方向算出部２０３は、表示部２１１がユーザ１５０１に向かう方向である移動方向Ｄとは反対側を向いていると判断した後（Ｓ３２４）、方向算出処理を終了する。
【０１４６】
言い換えれば、Ｓ３２３において、ユーザ方向算出部２０３は、加速度Ａｚが所定の閾値ＴＨ（図１Ａ）を越えた前後のサンプリング期間ＴＳにおける加速度Ａｙの変化を示すベクトルＤｙ（図２０、図３１）が、表示部２１１の表示方向をＹ方向とした場合の−Ｙ方向を向いているか否かを判断する。
【０１４７】
方向算出処理が終了すると、主制御部２００は、第２の実施の形態と同様、図２４に示す処理フローに従ってＳ４００（図１７）に示す駆動処理を行う。方向算出処理においてＳ３２４が行われた場合、つまり、表示部２１１が移動方向Ｄとは反対側を向いていると判断された場合、主制御部２００は、Ｓ４１１及びＳ４１２（図２４）において、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向であるＹ方向を、Ｓ３２２で算出された移動方向Ｄに合わせることになる。
【０１４８】
図３２は、本開示の第４の実施の形態において、図２４のＳ４１２を行った場合における表示部２１１の位置の一例を示す図である。Ｓ３２４が行われた場合、図３１に示すように、移動方向Ｄを表す角度θは１８０度よりも大きくなる。この場合も、主制御部２００は、上述のＳ４１２において、例えば図３２に示すように、Ｘ方向から移動方向Ｄを表す角度θ分左回りに回転した方向が移動方向Ｄであると判断する。また、主制御部２００は、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向であるＹ方向は、Ｘ方向から９０度左回りに回転した方向であると判断する。そして、主制御部２００は、Ｙ方向と移動方向Ｄとのずれを示す角度である、９０度から移動方向Ｄを表す角度θ（図３１）を減算した結果（９０°−θ）がマイナスの値となるので、当該結果の絶対値が示す角度（＝｜９０°−θ｜）分、筐体１０１を更に左回りに回転させるためのコマンドを、筐体駆動輪制御部２１４（図１５）に出力する。これにより、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向であるＹ方向が移動方向Ｄに合うようになる。図２Ｂにおいて説明したように、表示部２１１は筐体１０１の前進方向であるＹ方向を向いている。このため、筐体１０１の前進方向であるＹ方向が移動方向Ｄに合うようになると、Ｙ方向を向いていた表示部２１１の向きも移動方向Ｄに合うようになる。
【０１４９】
以上の通り、本態様によれば、表示部２１１が筐体１０１の移動方向Ｄとは反対側を向いていると判断した場合、主制御部２００は、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１を回転させることで表示部２１１の向きを筐体１０１の移動方向に合わせる。これにより、ロボット１がユーザ１５０１とは反対側を向いて床の上を動いていた場合にユーザ１５０１がロボット１を抱っこしたとしても、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１の回転によってロボット１の顔をユーザ１５０１に向けることができる。
【０１５０】
（変形例１）
第４の実施の形態における図１７のＳ３００に示す方向算出処理は、図３０に示す処理フローに代えて、図３３に示す処理フローで実現してもよい。以下、図３３に示す方向算出処理の処理フローについて詳述する。図３３は、本開示の第４の実施の形態における図１７のＳ３００に示す方向算出処理の詳細の変形例を示すフローチャートである。
【０１５１】
図３３に示す方向算出処理は、Ｓ２００（図１７）の抱っこ検知処理においてロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていることが正確に検知されたか否かをカメラ１０８の撮像画像に基づいて判断するとともに、図３０に示す方向算出処理で算出した筐体１０１の移動方向Ｄを、カメラ１０８の撮像画像からユーザ１５０１の顔を認識した結果に基づいて補正することを特徴とする。図３３において、Ｓ３３１、Ｓ３３２、Ｓ３３３、Ｓ３３４は、図３０のＳ３２１、Ｓ３２２、Ｓ３２３、Ｓ３２４と同じであるので、説明を省く。
【０１５２】
図３３に示すように、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３３２において筐体１０１の移動方向Ｄを算出した後、カメラ１０８（図２Ｂ）の撮像方向を、当該算出した筐体１０１の移動方向Ｄに合わせる（Ｓ３３５）。図２Ｂにおいて説明したように、カメラ１０８の撮像方向は第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向であるＹ方向に向いている。このため、Ｓ３３５において、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ４１１及びＳ４１２（図２４）と同じ処理を行って、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による筐体１０１の前進方向を移動方向Ｄに合わせる。これにより、ユーザ方向算出部２０３は、カメラ１０８の撮像方向を筐体１０１の移動方向Ｄに合わせる。
【０１５３】
次に、カメラ映像処理部２０４（図１５）は、カメラ１０８に撮像を行わせ、カメラ１０８の撮像画像からユーザ１５０１の顔の有無を認識する。カメラ映像処理部２０４によってユーザ１５０１の顔が認識されなかった場合（Ｓ３３６でＮＯ）、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３３２において算出した筐体１０１の移動方向Ｄにはユーザ１５０１が存在しないと判断する（Ｓ３４０）。この場合、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ２００（図１７）の抱っこ検知処理において、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていることが誤って検知されたと判断し、また、当該誤検知の結果、筐体１０１の移動方向Ｄが適切に算出されなかったと判断し、Ｓ４００（図１７）の駆動処理を行わずに、感情表現処理を終了する。
【０１５４】
一方、カメラ映像処理部２０４は、カメラ１０８の撮像画像からユーザ１５０１の顔を認識できた場合（Ｓ３３６でＹＥＳ）、更に顔の大きさを認識し、当該認識した顔の大きさと撮像画像の大きさとの比較結果に基づき、カメラ１０８から顔までの距離が所定距離以下であるか否かを判断する（Ｓ３３７）。尚、所定距離は、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされている場合におけるカメラ１０８からユーザ１５０１の顔の位置までの距離と考えられる距離に予め定められている。
【０１５５】
Ｓ３３７においてカメラ１０８から顔までの距離が所定距離以下ではないと判断された場合（Ｓ３３７でＮＯ）、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３３２において算出した筐体１０１の移動方向Ｄにはユーザ１５０１が存在しないと判断し（Ｓ３４０）、Ｓ４００（図１７）の駆動処理を行わずに、感情表現処理を終了する。
【０１５６】
例えば、ユーザ１５０１がロボット１を床から持ち上げた後、椅子の上等に勢いよく置いて立ち去る場合がある。この場合、ロボット１がＺ軸方向に移動した後、椅子の上でＸ軸方向又はＹ軸方向に転がることで、Ｓ２００（図１７）の抱っこ検知処理において、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていると誤って検知する虞がある。この場合、カメラ１０８の撮像画像に椅子から立ち去るユーザ１５０１の顔が含まれる虞があるが、カメラ１０８からユーザ１５０１の顔までの距離が前記所定距離よりも長いので、Ｓ３３７では、カメラ１０８から顔までの距離が所定距離以下ではない（Ｓ３３７でＮＯ）と判断される。つまり、ユーザ方向算出部２０３は、ユーザ１５０１がロボット１を床から持ち上げた後、椅子の上等に勢いよく置いて立ち去った場合に、Ｓ２００（図１７）の抱っこ検知処理において、ロボット１がユーザ１５０１に抱っこされていることが誤って検知されたことを判断し、その結果、筐体１０１の移動方向Ｄが適切に算出されなかったことを判断して、Ｓ４００（図１７）の駆動処理を行わずに、感情表現処理を終了することができる。
【０１５７】
一方、Ｓ３３７においてカメラ１０８から顔までの距離が所定距離以下であると判断されたとする（Ｓ３３７でＹＥＳ）。この場合、ユーザ方向算出部２０３は、Ｓ３３２において算出した筐体１０１の移動方向Ｄが、カメラ１０８の位置から当該認識された顔の位置に向かう方向（以下、認識した顔の方向）となるように補正する（Ｓ３３８）。この場合、ユーザ方向算出部２０３は、筐体１０１の移動方向が適切に補正されたものとして、補正後の移動方向にユーザ１５０１が存在すると判断し（Ｓ３３９）、方向算出処理を終了する。
【０１５８】
尚、Ｓ３３８は以下のようにして実現すればよい。ユーザ方向算出部２０３は、カメラ映像処理部２０４にユーザ１５０１の顔の位置を認識させればよい。また、ユーザ方向算出部２０３は、カメラ映像処理部２０４に、カメラ１０８の撮像画像におけるユーザ１５０１の顔の位置と所定位置（例えば、中心）との距離等に基づいて、カメラ１０８の撮像方向と認識した顔の方向とのずれを示す方向及び角度を算出させればよい。そして、ユーザ方向算出部２０３は、移動方向Ｄを、前記ずれを示す方向に前記ずれを示す角度分補正すればよい。
【０１５９】
本態様によれば、カメラ１０８の撮像画像をも考慮して、ロボット１がユーザ１５０１に抱えられているか否かを判断するので、より正確にロボット１がユーザに抱えられていることを判断できる。また、ロボット１がユーザ１５０１に抱えられていると判断した場合には、カメラ１０８の撮像画像に基づいてロボット１がユーザ１５０１に引き寄せられた方向を精度良く算出することができる。
【０１６０】
（変形例２）
第１の実施の形態における図１７のＳ４００に示す駆動処理では、Ｓ４０２（図２１）において、主制御部２００は、カウンターウェイト１１４をガイドシャフト１１５に沿って、ロボット１に表現させる感情に応じた方向に移動させていた。また、第２乃至第４の実施の形態における図１７のＳ４００に示す駆動処理では、Ｓ４１３及びＳ４１４（図２４）において、主制御部２００は、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１をロボット１に表現させる感情に応じた方向に回転させていた。そこで、Ｓ４０２（図２１）やＳ４１３及びＳ４１４（図２４）において、主制御部２００が、更に、ロボット１に表現させる感情に応じて、表示部２１１に表示させるロボット１の表情を変更するようにしてもよい。
【０１６１】
図３４Ａ及び図３４Ｂは、図２１のＳ４０２及び図２４のＳ４１３及びＳ４１４において表示部２１１に表示させる表情を変更する一例を示す図である。例えば、主制御部２００が、Ｓ４０２（図２１）やＳ４１３及びＳ４１４（図２４）において、ロボット１にユーザ１５０１に好意を抱いている感情を表現させる場合に、図３４Ａに示すような笑顔の表情を表示部２１１に表示させてもよい。一方、主制御部２００が、ロボット１にユーザ１５０１を嫌がっている感情を表現させる場合に、図３４Ｂに示すような機嫌が悪そうな顔の表情を表示部２１１に表示させてもよい。
【０１６２】
本態様によれば、表示部２１１に表示させる表情を変化させることで、ロボット１の感情をより明確に表現することができる。
【０１６３】
（変形例３）
上述の各実施の形態では、図２Ｂに示すように、カメラ１０８と、表示部２１１を構成する第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７と、が、第１回転板１０３に取り付けられていた。また、ロボット１は、図９Ａ〜図９Ｃに示すようにスイングアーム１１６を個別に回転させる機構を備えているものの、第１回転板１０３を個別に回転させる機構を備えていなかった。
【０１６４】
このため、第３の実施の形態における図２７のＳ３１３や第５の実施の形態における図３３のＳ３３５では、Ｓ４１１及びＳ４１２（図２４）と同じ処理を行い、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１の駆動によって筐体１０１の前進方向を変更することで、カメラ１０８の撮像方向を筐体１０１の移動方向Ｄに合わせていた。また、第４の実施の形態では、Ｓ４１１及びＳ４１２（図２４）において、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１の駆動によって筐体１０１の前進方向及び表示部２１１の向きを筐体１０１の移動方向Ｄに合わせていた。
【０１６５】
しかし、ロボット１に、第１回転板１０３を個別に回転させる回転駆動機構を備えるようにし、第３の実施の形態における図２７のＳ３１３や第５の実施の形態における図３３のＳ３３５において、前記回転駆動機構により第１回転板１０３を回転させることで、カメラ１０８の撮像方向を筐体１０１の移動方向Ｄに合わせるようにしてもよい。また、第４の実施の形態におけるＳ４１１及びＳ４１２（図２４）において、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１の駆動によって筐体１０１の前進方向を、筐体１０１の移動方向Ｄに合わせるとともに、前記回転駆動機構により第１回転板１０３を回転させることで、表示部２１１の向きを筐体１０１の移動方向Ｄに合わせるようにしてもよい。
【０１６６】
前記回転駆動機構は、例えば、以下のように構成すればよい。図３５は、第１回転板１０３及び第２回転板１０４の回転駆動機構の一例を示す図である。図３５に示すように、第２回転板１０４に回転シャフト１１８の直径よりも大きい中空部１５０を設け、同様の中空部を有する第５ギア１４３を第２回転板１０４の下方に取り付ければよい。そして、第５ギア１４３に係合するモータプーリ１４２を有する回転用モータ１４１を設け、回転用モータ１４１によって、回転用モータ１１７による回転シャフト１１８の回転とは独立して、モータプーリ１４２を回転させればよい。これにより、回転シャフト１１８の回転とは独立して第５ギア１４３を回転させ、第２回転板１０４を回転させることで、第２回転板１０４に連結された第１回転板１０３（図２Ｂ）を回転させればよい。尚、前記回転駆動機構の構成は、図３５に示す構成に限らず、他の構成であってもよい。
【０１６７】
（変形例４）
上述の各実施の形態及びその変形例では、前記前後軸方向をＹ軸方向とし、前記左右軸方向をＸ軸方向としたが、これに代えて、前記前後軸方向をＸ軸方向とし、前記左右軸方向をＹ軸方向としてもよい。つまり、図２ＢのＡ視における左方を前方又はＸ方向とし、図２ＢのＡ視における右方を後方又は−Ｘ方向とし、図２ＢのＣ視における左方を左方又はＹ方向とし、図２ＢのＣ視における右方を右方又は−Ｙ方向としてもよい。
【０１６８】
この場合、ガイドシャフト１１５（図９Ａ、図９Ｂ）のデフォルト方向はＸ方向となる。このため、主制御部２００は、Ｓ４０１（図２１）において、Ｘ方向と移動方向Ｄとのずれを示す、移動方向Ｄを表す角度θ分、回転シャフト１１８（図９Ｂ）を左回りに回転させるコマンドをシャフト制御部２１３（図１５）に出力すればよい。また、第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１による前進方向はＸ方向となる。このため、主制御部２００は、Ｓ４１２（図２４）において、Ｘ方向と移動方向Ｄとのずれを示す、移動方向Ｄを表す角度θ分、筐体１０１を左回りに回転させるのに必要な第１駆動輪１１０及び第２駆動輪１１１それぞれの回転数及び回転方向を指定するコマンドを、筐体駆動輪制御部２１４（図１５）に出力すればよい。
【０１６９】
（本開示の実施の形態の概要）
本開示の一態様に係るロボットは、
球体状の筐体と、
前記筐体の内側部に配置されたフレームと、
前記フレームに備え付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記フレームに備え付けられ、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪と、
前記フレームに備え付けられ、所定方向に重りを往復移動させる重り駆動機構と、
上下軸方向、前後軸方向、及び左右軸方向の３軸方向の加速度を検知する加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断する制御回路と、を備えたものである。
【０１７０】
本態様は、加速度センサーを備え、前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸成分の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断するものである。
【０１７１】
これにより、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを抱っこした場合と、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを、例えば、椅子の上に置いた場合とを、簡易に区別できる。その結果、ユーザが前記ロボットを抱っこしたと判断した場合には、前記ユーザへの種々の反応を適切に前記ロボットにさせることができる。
【０１７２】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれの変動も前記一定期間内に、前記所定幅内に収束したと判断した場合、前記筐体が上下方向に移動した後に所定の場所に配置されたと判断してもよい。
【０１７３】
本態様によると、前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸成分の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれの変動も前記一定期間内に、前記所定幅内に収束したと判断した場合、前記筐体が上下方向に移動した後に所定の場所に配置されたと判断する。
【０１７４】
これにより、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを抱っこした場合と、ユーザが前記ロボットを床から持ち上げて前記ロボットを、例えば、椅子の上に置いた場合とを、より正確に区別できる。
【０１７５】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが前記一定期間、前記所定幅を超えて変動していると判断した場合であっても、前記一組の駆動輪に駆動指示を出力している場合は、前記筐体はユーザに抱えられていないと判断してもよい。
【０１７６】
前記加速度センターの出力値は変動しやすい値である。そのため、前記加速度センターの出力値のみで判断した場合に、誤判断の恐れはあり得る。例えば、より長い期間、前記加速度センターの出力値をサンプルして判断の精度を上げることもできる。しかし、これでは判断に時間を要する。
【０１７７】
一方で、前記ロボットが自ら稼動した結果として前記加速度センターの出力波形が変化している場合は、そもそも、前記ロボットがユーザに抱えられている可能性は低い。そのため、予め前記ロボットが自ら稼動している場合を排除することで、前記筐体がユーザに抱えられているとの誤判断を回避し得る。
【０１７８】
そこで、本態様では、前記一組の駆動輪に駆動指示を出力している場合は、前記ロボットが自ら稼動しているので、前記筐体はユーザに抱えられていないと判断する。これにより、前記ロボットがユーザに抱えられていると誤判断する可能性を低減させることができる。
【０１７９】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記重り駆動機構を制御して前記重りを前記ユーザに向かう方向に移動させてもよい。
【０１８０】
本態様によると、所定方向に重りを往復移動させる重り駆動機構を設け、前記筐体が前記ユーザに抱えられていると判断した場合に、前記重りを前記ユーザに向けて移動させることで、前記ロボットの重心を前記ユーザ側に寄せる。これにより、前記ロボットが前記ユーザの腕の中で前記ユーザに近づいていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、前記ユーザに好意を持っていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０１８１】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記重りが往復移動する前記所定方向を合わせ、
前記重り駆動機構を制御して前記重りを前記ユーザに向かう方向に移動させてもよい。
【０１８２】
前記ユーザが前記ロボットを、例えば、抱っこする場合、真上に持ち上げた後ユーザ側に引き寄せる場合もあれば、前記ユーザ側に引き寄せてから持ち上げる場合もある。
【０１８３】
本態様によると、前記加速度センサーの前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において、前記加速度センサーの前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて前記筐体の移動方向、即ち、前記ロボットを持ち上げる前後で前記ロボットを引き寄せる方向を判断する。
【０１８４】
そして、本態様は、所定方向に重りを往復移動させる重り駆動機構を設けている。
【０１８５】
これらによって、前記判断された筐体の移動方向に、前記重りが往復移動する前記所定方向を合わせている。その上で、前記重りを前記ユーザに近づける方向に移動させている。
【０１８６】
これにより、前記ユーザが前記ロボットを抱っこした状態で、前記ロボットの重心を前記ユーザ側に寄せることができる。その結果、前記ロボットが前記ユーザの腕の中でより前記ユーザへ近づいていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、前記ユーザに好意を持っていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０１８７】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記重り駆動機構を制御して、前記重りを前記ユーザに向かう方向とは逆方向に移動させた後に、前記重りを前記ユーザに向かう方向に移動させてもよい。
【０１８８】
ユーザとして子供を想定した場合、前記重りの重さをあまり重くできない場合もある。例えば、このような場合、前記重りを前記ユーザに向かう方向とは逆方向に移動させた後に、前記重りを前記ユーザに向かう方向に移動させる。これにより、前記重りの重さをあまり重くできない場合であっても、前記ロボットの重心を前記ユーザ側に寄せて、前記ロボットが前記ユーザの腕の中でより前記ユーザに近づいていることを前記ユーザに感じさせることができる。
【０１８９】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記重り駆動機構を制御して前記重りを前記ユーザから離れる方向に移動させてもよい。
【０１９０】
本態様によると、前記筐体が前記ユーザに抱えられていると判断した場合に、前記重りを前記ユーザから離れる方向に移動させることで、前記ロボットの重心を前記ユーザとは反対側に寄せる。これにより、前記ロボットが前記ユーザの腕の中で前記ユーザから離れようとしていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、抱っこを嫌がっていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０１９１】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記重りが往復移動する前記所定方向を合わせ、
前記重り駆動機構を制御して前記重りを前記ユーザから離れる方向に移動させてもよい。
【０１９２】
本態様によると、前記加速度センサーの前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において、前記加速度センサーの前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて前記筐体の移動方向、即ち、前記ロボットを持ち上げる前後で前記ロボットを引き寄せる方向を判断する。
【０１９３】
そして、前記判断された筐体の移動方向に、前記重りが往復移動する前記所定方向を合わせている。その上で、前記重りを前記ユーザから離れる方向に移動させている。
【０１９４】
これにより、前記ユーザが前記ロボットを抱っこした状態で、前記ロボットの重心を前記ユーザとは反対側に寄せることができる。その結果、前記ロボットが前記ユーザの腕の中でより前記ユーザから離れようとしていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、抱っこを嫌がっていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０１９５】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記一組の駆動輪を回転させて前記筐体を前記ユーザに向かう方向に移動させてもよい。
【０１９６】
本態様によると、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪を設け、前記一組の駆動輪を回転させることで、前記ユーザが前記ロボットを抱っこしている状態で前記ロボットを前記ユーザ側に向かわせている。これにより、前記ロボットが前記ユーザの腕の中で前記ユーザに近づいていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、前記ユーザに好意を持っていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０１９７】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記一組の駆動輪の回転により前記筐体が前進する方向を合わせ、
前記一組の駆動輪を回転させて前記筐体を前記ユーザに向かう方向に移動させてもよい。
【０１９８】
本態様によると、前記加速度センサーの前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において、前記加速度センサーの前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて前記筐体の移動方向、即ち、前記ロボットを持ち上げる前後で前記ロボットを引き寄せる方向を判断する。
【０１９９】
そして、本態様は、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪を設けている。
【０２００】
これらによって、前記判断された筐体の移動方向に、前記一組の駆動輪の回転により前記筐体が前進する方向を合わせている。その上で、前記一組の駆動輪を回転させている。
【０２０１】
これにより、前記ユーザが前記ロボットを抱っこした状態で、前記ロボットを前記ユーザに向かわせることができる。その結果、前記ロボットが前記ユーザの腕の中でより前記ユーザへ近づいていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、前記ユーザに好意を持っていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０２０２】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記一組の駆動輪を間欠的に回転させてもよい。
【０２０３】
ユーザとして子供を想定した場合、前記一組の駆動輪を回転させ続けると、前記ユーザへの負荷が大きくなる。本態様によると、このような場合に、前記一組の駆動輪を連続回転させるのではなく、前記一組の駆動輪を間欠的に回転させることができる。これにより、前記ユーザへの負荷を軽減することができる。
【０２０４】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記一組の駆動輪の中の第１駆動輪を前進方向に回転させ且つ第２駆動輪を後進方向に回転させる第１制御と、前記一組の駆動輪の前記第１駆動輪を後進方向に回転させ且つ前記第２駆動輪を前進方向に回転させる第２制御と、を交互に切り替えてもよい。
【０２０５】
本態様によると、前記筐体が前記ユーザに抱えられていると判断した場合に、前記ロボットは前記ユーザの腕の中で左右に動き回る。これにより、前記ロボットが前記ユーザの腕の中で落ち着かない様子であることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、抱っこを嫌がっていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０２０６】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記一組の駆動輪の回転により前記筐体が前進する方向を合わせ、
前記一組の駆動輪の中の第１駆動輪を前進方向に回転させ且つ第２駆動輪を後進方向に回転させる第１制御と、前記一組の駆動輪の前記第１駆動輪を後進方向に回転させ且つ前記第２駆動輪を前進方向に回転させる第２制御と、を交互に切り替えてもよい。
【０２０７】
本態様によると、前記加速度センサーの前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において、前記加速度センサーの前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて前記筐体の移動方向、即ち、前記ロボットを持ち上げる前後で前記ロボットを引き寄せる方向を判断する。
【０２０８】
そして、前記判断された筐体の移動方向に、前記一組の駆動輪の回転により前記筐体が前進する方向を合わせている。その上で、前記一組の駆動輪を回転させている。
【０２０９】
これにより、前記ユーザが前記ロボットを抱っこした際、前記ロボットは前進方向を前記ユーザに向けた状態で、左右に動き回ることができる。その結果、前記ロボットがより前記ユーザの腕の中で落ち着かない様子であることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、抱っこを嫌がっていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０２１０】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記一組の駆動輪を回転させて前記筐体を前記ユーザから離れる方向に移動させてもよい。
【０２１１】
本態様によると、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪を設け、前記筐体が前記ユーザに抱えられていると判断した場合に、前記一組の駆動輪を回転させることで、前記ユーザが前記ロボットを抱っこしている状態で前記ロボットを前記ユーザから離れる方向に移動させる。これにより、前記ロボットが前記ユーザの腕の中で前記ユーザから離れようとしていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、前記ユーザを嫌がっていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０２１２】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記筐体がユーザに抱えられていると判断した場合、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記一組の駆動輪の回転により前記筐体が前進する方向を合わせ、
前記一組の駆動輪を逆回転させて前記筐体を前記ユーザから離れる方向に移動させてもよい。
【０２１３】
本態様によると、前記加速度センサーの前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において、前記加速度センサーの前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて前記筐体の移動方向、即ち、前記ロボットを持ち上げる前後で前記ロボットを引き寄せる方向を判断する。
【０２１４】
そして、本態様は、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪を設けている。
【０２１５】
これらによって、前記判断された筐体の移動方向に、前記一組の駆動輪の回転により前記筐体が前進する方向を合わせている。その上で、前記一組の駆動輪を逆回転させている。
【０２１６】
これにより、前記ユーザが前記ロボットを抱っこした状態で、前記ロボットを前記ユーザから離れる方向に向かわせることができる。その結果、前記ロボットが前記ユーザの腕の中でより前記ユーザから離れようとしていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、前記ユーザを嫌がっていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０２１７】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値が、前記表示部の表示方向を前記前後軸方向の前方向とした場合の後方向に変化していた場合、
前記表示部が前記筐体の移動方向とは反対側を向いていると判断してもよい。
【０２１８】
本態様によると、前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値が、前記表示部の表示方向を前記前後軸方向の前方向とした場合の後方向に変化していた場合、前記表示部が前記筐体の移動方向とは反対側を向いていると判断する。
【０２１９】
これにより、前記ロボットが前記ユーザとは反対側を向いて床の上を動いていた場合に前記ユーザが前記ロボットを抱っこしたときに、前記ロボットの顔が前記ユーザとは反対側を向いていると判断することができる。
【０２２０】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記表示部が前記筐体の移動方向とは反対側を向いていると判断した場合、
前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて前記筐体の移動方向を判断し、
前記一組の駆動輪の中の第１駆動輪を前進方向に回転させ且つ第２駆動輪を後進方向に回転させて、前記表示部の向きを前記筐体の移動方向に合わせてもよい。
【０２２１】
本態様によると、前記表示部が前記筐体の移動方向とは反対側を向いていると判断した場合、前記一組の駆動輪の回転により前記表示部の向きを前記筐体の移動方向に合わせる。これにより、前記ロボットが前記ユーザとは反対側を向いて床の上を動いていた場合に前記ユーザが前記ロボットを抱っこしたとしても、前記一組の駆動輪の回転によって前記ロボットの顔を前記ユーザに向けることができる。
【０２２２】
また、上記態様において、例えば、
前記表示部は、前記フレームの一部である回転板に備え付けられ、
前記回転板の回転駆動機構を備え、
前記制御回路は、
前記表示部が前記筐体の移動方向とは反対側を向いていると判断した場合、
前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて前記筐体の移動方向を判断し、
前記回転駆動機構を制御して、前記表示部の向きを前記筐体の移動方向に合わせてもよい。
【０２２３】
本態様によると、前記表示部が前記筐体の移動方向とは反対側を向いていると判断した場合、前記回転板の回転により前記表示部の向きを前記筐体の移動方向に合わせる。これにより、前記ロボットが前記ユーザとは反対側を向いて床の上を動いていた場合に前記ユーザが前記ロボットを抱っこしたとしても、前記表示部を取り付けた回転板を移動させることによって前記ロボットの顔を前記ユーザに向けることができる。
【０２２４】
また、上記態様において、例えば、
前記フレームは回転板を含み、
前記回転板に備え付けられたカメラを設け、
前記回転板の回転駆動機構を備え、
前記制御回路は、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記判断された筐体の移動方向に、前記カメラの撮像方向を合わせ、
前記筐体の移動に応じて前記カメラによって撮像された画像が全黒画像になった場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断してもよい。
【０２２５】
本態様によると、前記回転板の回転によって前記筐体の移動方向に撮像方向を合わせた前記カメラの撮像画像をも考慮して、前記ロボットがユーザに抱えられているか否かを判断するので、より正確に前記ロボットがユーザに抱えられていることを判断できる。
【０２２６】
また、上記態様において、例えば、
前記フレームに備え付けられたカメラを設け、
前記制御回路は、
前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて、前記筐体の移動方向を判断し、
前記一組の駆動輪の中の第１駆動輪を前進方向に回転させ且つ第２駆動輪を後進方向に回転させて、前記カメラの撮像方向を前記筐体の移動方向に合わせ、
前記筐体の移動に応じて前記カメラによって撮像された画像が全黒画像になった場合、前記筐体がユーザに抱えられていると判断してもよい。
【０２２７】
本態様によると、前記一組の駆動輪の回転によって前記筐体の移動方向に撮像方向を合わせた前記カメラの撮像画像をも考慮して、前記ロボットがユーザに抱えられているか否かを判断するので、より正確に前記ロボットがユーザに抱えられていることを判断できる。
【０２２８】
本開示の一態様に係るロボットは、
球体状の筐体と、
前記筐体の内側部に配置されたフレームと、
前記フレームに備え付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記フレームに備え付けられ、所定方向に重りを往復移動させる重り駆動機構と、
上下軸方向、前後軸方向、及び左右軸方向の３軸方向の加速度を検知する加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸成分の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて判断された前記筐体の移動方向に前記重りを移動させる制御回路と、を備えたものである。
【０２２９】
本態様は、前記加速度センサーから出力された前記第１値が所定の閾値を越えた後、前記第１値、前記第２値及び前記第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間における前記第２値及び前記第３値に基づいて筐体の移動方向を判断する。そして、本態様は、所定方向に重りを往復移動させる重り駆動機構を設け、前記判断された筐体の移動方向に前記重りを移動させる。
【０２３０】
このため、ユーザが前記ロボットを抱っこしたことで、前記第１値が所定の閾値を越えた後、前記第１値、前記第２値及び前記第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動した場合に、前記ユーザが前記ロボットを持ち上げる前後の前記サンプリング期間において前記ユーザが前記ロボットを引き寄せた方向と考えられる前記筐体の移動方向に、前記ロボットの重心を寄せることができる。
【０２３１】
これにより、前記ユーザが前記ロボットを抱っこした状態で前記ロボットの重心を前記ユーザ側に寄せることができる。その結果、前記ロボットが前記ユーザの腕の中でより前記ユーザへ近づいていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、前記ユーザが前記ロボットを抱っこした場合に、前記ユーザに好意を持っていることを前記ロボットに表現させることができる。
【０２３２】
本開示の一態様に係るロボットは、
球体状の筐体と、
前記筐体の内側部に配置されたフレームと、
前記フレームに備え付けられた、少なくとも顔の一部を表示する表示部と、
前記フレームに備え付けられ、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪と、
上下軸方向、前後軸方向、及び左右軸方向の３軸方向の加速度を検知する加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された前記上下軸方向の加速度を示す第１値が所定の閾値を越えた後、前記上下軸方向の加速度を示す第１値、前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記上下軸方向の加速度を示す第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間において前記加速度センサーから出力された前記前後軸方向の加速度を示す第２値及び前記左右軸方向の加速度を示す第３値に基づいて判断された前記筐体の移動方向に前記一組の駆動輪を回転させて前記筐体を移動させる制御回路と、を備えたものである。
【０２３３】
本態様は、前記加速度センサーから出力された前記第１値が所定の閾値を越えた後、前記第１値、前記第２値及び前記第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動していると判断した場合、前記第１値が前記所定の閾値を越えた時点の前後のサンプリング期間における前記第２値及び前記第３値に基づいて筐体の移動方向を判断する。そして、本態様は、前記筐体の内周面に接して前記筐体を回転させる一組の駆動輪を設け、前記判断された筐体の移動方向に前記一組の駆動輪を回転させて前記筐体を移動させる。
【０２３４】
このため、ユーザが前記ロボットを抱っこしたことで、前記第１値が所定の閾値を越えた後、前記第１値、前記第２値及び前記第３値のいずれかが一定期間、所定幅を超えて変動した場合に、前記ユーザが前記ロボットを持ち上げる前後の前記サンプリング期間において前記ユーザが前記ロボットを引き寄せた方向と考えられる前記筐体の移動方向に、前記筐体を向かわせることができる。
【０２３５】
これにより、前記ユーザが前記ロボットを抱っこした状態で前記ロボットを前記ユーザに向かわせることができる。その結果、前記ロボットが前記ユーザの腕の中でより前記ユーザへ近づいていることを前記ユーザに感じさせることができる。このようにして、本態様によれば、前記ユーザが前記ロボットを抱っこした場合に、前記ユーザに好意を持っていることを前記ロボットに表現させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２３６】
本開示の例示的な実施の形態にかかるロボットは、ユーザに抱えられていることを判断するロボットに有用である。
【符号の説明】
【０２３７】
１  ロボット
１０１  筐体
１０２  フレーム
１０３  第１回転板（回転板）
１０４  第２回転板
１０５  第１表示部（表示部）
１０６  第２表示部（表示部）
１０７  第３表示部（表示部）
１０８  カメラ
１０９  制御回路
１１０  第１駆動輪（一組の駆動輪）
１１１  第２駆動輪（一組の駆動輪）
１１２  第１モータ
１１３  第２モータ
１１４  カウンターウェイト（重り）
１１５  ガイドシャフト
１１６  スイングアーム
１１７  回転用モータ
１１８  回転シャフト
１１９  ベルト
１２０  モータプーリ
１３１  連結シャフト
１３２  連結シャフト
２００  主制御部
２０１  加速度情報管理部
２０２  保持状態判断部
２０３  ユーザ方向算出部
２０４  カメラ映像処理部
２０５  表示情報出力制御部
２０６  メモリ
２１０  通信部
２１１  表示部
２１２  筐体駆動輪
２１３  シャフト制御部
２１４  筐体駆動輪制御部
２１５  駆動機構制御部
２１６  スピーカ
２１７  マイク
２１８  重り駆動機構
２１９  加速度センサー
１５００  ロボットシステム
１５０１  ユーザ
１５０２  ユーザ
１５０３  ユーザ
Ａｘ  加速度（第３値）
Ａｙ  加速度（第２値）
Ａｚ  加速度（第１値）
Ｔｄ  一定期間
ＴＨ  閾値
ＴＳ  サンプリング期間
ＴＷ  所定幅
Ｄ  移動方向
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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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１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９】
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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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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５】
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