(57)【要約】本発明は、対話手段（２）と、該対話手段（２）を制御するための制御手段（６）とを有する対話的システム（１）を記載する。制御手段（６）は制御パラメータに反応する。制御パラメータは継承パラメータ（ＩＰ)と対話パラメータとを有する。継承パラメータ（ＩＰ）は一定であり、対話パラメータは外的因子（ＥＦ）によって影響される。外的因子（ＥＦ）の対話パラメータへの影響は、継承パラメータ（ＩＰ）に依存している。
2007515701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対話的システムであって、
・当該対話的システムが、対話手段と、該対話手段を制御するための制御手段とを有し、
・前記制御手段が制御パラメータに反応し、
・前記制御パラメータが継承パラメータと対話パラメータとを含み、
・前記継承パラメータは一定であり、
・前記対話パラメータは外的因子によって影響され、
・前記外的因子の前記対話パラメータへの影響は前記継承パラメータに依存している、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記継承パラメータが初期化後に一定であることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記継承システムの初期化が一つまたは複数のさらなる対話的システムの継承パラメータに基づいていることを特徴とする、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
ランダムな組み合わせが、二つ以上のさらなる対話的システムの継承パラメータがマージされるマージステップを有することを特徴とする、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記継承パラメータの初期化が二つ以上のさらなる対話的システムの継承パラメータからのランダムな組み合わせに基づいていることを特徴とする、請求項３または４記載のシステム。
【請求項６】
前記継承パラメータの初期化があるさらなる対話的システムの継承パラメータのランダムな修正に基づいていることを特徴とする、請求項３ないし５のうちいずれか一項記載のシステム。
【請求項７】
対話手段と、該対話手段を制御するための制御手段とを有する対話的システムを制御するための方法であって、
・前記制御手段が制御パラメータに反応し、
・前記制御パラメータが継承パラメータと対話パラメータとを含み、
・前記継承パラメータは一定であり、
・前記対話パラメータは外的因子によって影響され、
・前記外的因子の前記対話パラメータへの影響は前記継承パラメータに依存している、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
対話手段と、該対話手段を制御するための制御手段とを有するロボット装置であって、前記制御手段が、
・前記制御手段が制御パラメータに反応するよう、
・前記制御パラメータが継承パラメータと対話パラメータとを含むよう、
・前記継承パラメータが一定であるよう、
・前記対話パラメータが外的因子によって影響されるよう、
・前記外的因子の前記対話パラメータへの影響が前記継承パラメータに依存しているよう、
構成されていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対話的システムおよび対話的システムを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信エレクトロニクスの領域での高速の技術的進歩は近年、対話的システムの発展につながっている。それは該対話的システムのユーザーと対話できるものである。対話的システムは通例環境と一つまたは複数の入出力モードを通じてやりとりする。システムの振る舞いは、許容される入力に対するあらかじめ決められた固定した応答から、時間によって変わり、システムの過去の経験と現在の状況とに依存して変化しうる応答までの幅がありうる。現在利用可能な一般に広まっている対話的システムのうちでも、特に音声対話システムはユーザーの発話を解釈してそれに応じてたとえばあるタスクを実行したり、あるいは視覚的もしくは音響的データを出力したりすることによって反応することができる。音声対話システムのほか、今では、対話手段としてたとえばセンサー、ディスプレイおよびカメラを具備したロボットのような対話的システムに世界規模での開発努力が注がれている。
【０００３】
対話的システムの開発におけるねらいの一つは、ユーザーにとってこの上なく直感的で自然な対話の仕方と方法を設計することである。使い勝手試験所（ユーザビリティ・ラボ）が設立されているのはまさにこの目的のためで、対話的システムの振る舞いがユーザーの要求に最もよくかなうよう最適化するために、ユーザーの新開発された対話的システムとの対話が観察され、解析されている。
【０００４】
今日に至るまでの開発努力は概して、ユーザーが理解しやすい形で対話的システムの出力を呈示することと、ユーザーの選択の入力をできるだけ簡単にすることとに限られてきた。ユーザーと対話的システムとの間のインターフェースはマン‐マシン・インターフェースとして知られている。これは、現在のところ、いまだに人間と機械との間の対話を改善することに開発が向けられているという事実を際だたせている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ユーザーフレンドリーな対話的システムおよび対話的システムを制御するための方法を提供することが本発明の一つの目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的に向け、本発明に基づく対話的システムは、対話手段と、該対話手段を制御するための制御手段とを有する。制御手段は制御パラメータに反応する。制御パラメータは一つまたは複数の継承パラメータと一つまたは複数の対話パラメータとを有する。継承パラメータは一定であり、対話パラメータは外的因子によって影響される。外的因子の対話パラメータへの影響は、少なくとも部分的に、あるいは完全に、継承パラメータに依存している。
【０００７】
対話手段は好ましくは人型描写手段を有する。それが有する手段が描写しうるのは、人物、動物またはロボットなどの架空の存在でさえいい。
【０００８】
好ましくは人間の顔が描写されるが、描写の見え方は写実的でも単に記号的でもよい。記号的表示の場合、目、鼻または口などの輪郭だけが表現されるのでもよい。描写がコンピュータモニタ上に表示される場合、対話手段の見え方、たとえば顔のパラメータ、色、髪の種類などは容易に変更しうる。描写が物理的実体、たとえば人形などの形である場合には、対話手段の見え方は物理的に調整されうる。たとえば、髪の色および種類は、電圧を調整することによって「髪」における化学反応を開始させることによって変更されることができ、一方では顔の構成は機械的手段によって調整されることができる。
【０００９】
対話手段は機械的に移動可能で、ユーザーに対して対話相手の具現としての役を果たすことができる。そのような対話手段の実際の物理的な形態は、さまざまな実施形態のうちのいかなるものをも取ることができる。たとえば、当該対話的システムの主筐体とは違って何らかの形で移動可能に表現されるケーシングまたは筐体でありうる。対話手段はユーザーに、認識可能な正面アスペクトを呈示することができる。このアスペクトがユーザーのほうを向くとき、ユーザーは当該装置が「注意を払っている」、すなわち発話によるコマンドに反応できるという印象を与えられる。
【００１０】
対話手段は好ましくはユーザーの位置を決定する何らかの方法を有する。これは音響または光センサーによって達成されうる。そして対話手段の動きが制御され、対話手段の正面アスペクトがユーザーに面するように動かされる。ユーザーはこうして、当該対話的システムが注意を払っており、こちらの言うことを「聞こうとしている」という印象を与えられる。
【００１１】
好ましくは、対話手段は、発話信号を出力する手段も有する。電子機器を制御するための入力コマンドを解釈するために発話認識が関わるのに対し、返答、確認および要求は発話出力手段を使って発される。これは以前に保存された発話信号または新たに合成された発話の出力でありうる。発話出力手段を使って、完全な対話制御が実現できる。対話は娯楽の目的のためにユーザーとの間で実施されることもできる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、対話手段はいくつかのマイクおよび／または少なくとも一つのカメラを有する。発話入力信号の録音は単一のマイクを用いて実現できるが、ユーザーの発話を複数のマイクを使って録音することによって、ユーザーの位置を特定することが可能になる。カメラは周囲の環境の観察を可能にする。カメラによって撮影された映像の適切な画像処理によって、ユーザーの位置を位置特定することができる。人間の頭部に似せて作られた対話手段の場合、カメラは「目」に与えられた位置に組み込まれることができ、スピーカーは「口」に位置されることができ、マイクは「耳」に位置されることができる。
【００１３】
当該対話的システムは電気的装置の一部でありうる。そのような装置は、たとえば、家庭娯楽電気的装置（たとえばテレビ、ビデオデッキ、カセットレコーダー）や電子玩具でありうる。そのような場合、対話的システムは好ましくは当該装置のユーザーインターフェースとして実現される。当該装置はまた、キーボードのようなさらなるユーザーインターフェースを備えていてもよい。あるいはまた、本発明に基づく対話的システムは、一つまたは複数の別個の電気的装置を制御するための制御装置として機能する独立した装置であってもよい。この場合、制御されるべき（たとえばワイヤレスに無線制御されるか、あるいは適切な制御バスによって）装置は電気的制御インターフェースを備えており、それにより当該対話的システムはユーザーによって発される（発話またはその他の方法で）コマンドに従って装置を制御する。
【００１４】
具体的には、本発明の対話的システムは、ユーザーとデータ記憶および／またはデータ取得のための手段との間のインターフェースとしてはたらく。ここで、データ記憶／取得手段は好ましくは、ローカルなデータ記憶容量を備えているか、あるいは外部データ記憶にたとえばコンピュータネットワークを通じて、もしくはインターネットを介して接続されていてもよい。適切な対話により、ユーザーはデータ（たとえば電話番号、メモなど）を保存させたり、データ（たとえば時刻、ニュース項目、現在のテレビ番組一覧など）を取得したりすることができる。
【００１５】
本発明の対話手段の制御は二つの種類の制御パラメータ――一定の継承パラメータおよび可変の対話パラメータ――によって、人間の振る舞いに対する影響と類似の仕方で影響される。
【００１６】
継承パラメータは、特に初期化後、再初期化後またはリセット後に一定のままであり、したがって、やはり外的影響のもとでも不変のままである人間様の特徴を記述するのに好適である。「継承パラメータ」の句は、ある装置から別の装置へ渡されるか、あるいは製造工程の間に当該装置の記憶に書き込まれるあらゆる種類のパラメータを意味することが意図されている。
【００１７】
対話手段が人間様または動物様の対話アスペクト、たとえば人物もしくは動物の頭部もしくは顔または鼻、目、髪、口などその一部である場合、継承パラメータは生体計測パラメータ、たとえば鼻の長さや形、目の色、髪の色、唇の大きさなどの表現のために特に好適である。
【００１８】
対話手段の種類および広がりに依存して、継承パラメータは、性格的な攻撃性、性格的な内向性、学習能力などまたは当該対話手段の外的影響への性格的な反応といった継承される特徴の表現のためにも好適である。
【００１９】
他方、可変の対話パラメータは、外的因子によって影響されうるもので、やはり外的因子によって修正されうる人間様特徴の記述に好適である。対話手段の種類および広がりに依存して、たとえば次のような人間様特徴が対話パラメータとして表現されうる：機嫌、語彙、社会的対話スタイル――これは当該対話的装置が現在対話している相手に依存しうる――、当該対話的装置の外観（たとえば口の開け方、怒りのための紅潮）の変化、または音、たとえば尽力を示す速い大きな息づかい。外的因子はたとえば対話手段、特にセンサーによって取り込まれる。外的因子の具体的な種類としては、ユーザーの振る舞いまたは別の対話的装置の対話手段の振る舞いがある。後者の場合、特定の好ましい属性をもつ対話的システムを使って別の対話的システムを「育て」たり、「養育し」たりすることができる。
【００２０】
人間と機械との間の対話を改善しようとする他の既知の対話的システムと異なり、本発明は、対話的システムが人間様の仕方で振る舞うような、対話的システムの制御手段の構成を呈示する。したがって、本発明の焦点は、ユーザーと機械との間のインターフェースよりはむしろ当該対話的システムにある。今日に至るまでの開発において取られてきた方向性に比べて、新しくより根本的なアプローチが取られる。本発明は対話的システムに人間様の特徴を示すことを許容し、それは本発明の対話的システムの人間様挙動につながる。これは自動的に。対話的システムとユーザーとの間の、より自然で直感的でユーザーフレンドリーなインターフェースへとつながる。本発明は、それぞれが他にはない個性をもち、学習し、周囲に対して自らを適応させる個性的な仕方を有する対話的システムの生成を可能にする。
【００２１】
継承パラメータの初期化または再初期化は好ましくは、一つまたは複数のさらなる対話的システムの継承パラメータに基づいて行われる。したがって、対話的システムの人間様特徴は、一つまたは複数の他の対話的システムが当該対話的システムに対して与える継承情報、今の場合では継承パラメータに基づいている。このようにして、既存の対話的装置に似た属性および振る舞いをもつ新しい対話的システムが作成されうる。新しい対話的システムはユーザーが今や慣れ親しんだ方法で対話し、いつも通りに操作することができるという格別の利点があり、ユーザーが慣れ親しんだ対話的システムから新しい対話的システムに移行することがより容易になる。
【００２２】
本発明の他の実施形態によれば、継承パラメータの初期化は二つ以上のさらなる対話的システムの継承パラメータからのランダムな組み合わせに基づくか、あるいは継承パラメータの初期化はあるさらなる対話的システムのランダムな修正に基づく。これはどの対話的システムも他の対話的システムと同じようには振る舞わないという利点がある。
【００２３】
対話的システムの継承パラメータを初期化する可能性と同じように、対話パラメータもたとえば購入の時に初期化されることができるが、対話パラメータは継承パラメータとは違ってあとで外的因子によって修正されることができる。
【００２４】
対話的システムと並んで、本発明はまた対話的システムを制御するための方法をも含んでいる。システム請求項の従属請求項に対応する方法請求項のさらなる展開も本発明の範囲内にある。
【００２５】
本発明の他の目的および特徴は、付属の図面とともに考慮される以下の詳細な記述から明らかとなるであろう。しかし、図面は単に解説の目的のために作成されているのであって本発明の限界の定義として作成されたのでないことは理解されるものとする。本発明の定義については付属の請求項を参照すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１のブロック図は、対話手段２および制御手段６を有する対話的システム１を示している。対話手段２は入力センサーサブシステム３および出力モードサブシステム４を有している。入力センサーサブシステム３は発話のための入力装置、たとえばマイク、ビデオ信号のための入力装置、たとえばカメラ、およびテキスト入力装置、たとえばキーボードからなる。出力モードサブシステム４は発話のための出力、たとえばスピーカー、ビデオ出力、たとえばグラフィックディスプレイ、およびポインティングデバイスのための出力、たとえば人工指、レーザーポインターなどからなる。さらに、出力モードサブシステム４はある種の人間様物理的造作（髪の色、肌の色、臭いなど）が与えられている。
【００２７】
入力センサーサブシステム３への入力信号は、入力解析モジュール５において発話解析、ジェスチャー解析および／または内容解析にかけられる。対応する外的因子（external  factor）ＥＦがこの入力信号から抽出または推定され、制御手段６に転送される。
【００２８】
対話管理の目的のため、制御手段６は本質的に「知識表現」「入力応答計画」「機嫌および内的状態管理」の論理的な機能ブロックに分割される。制御手段６は主としてプロセッサ装置７および付随するメモリ装置８によって実現される。
【００２９】
対話パラメータおよび継承パラメータはメモリ装置８内に保存されている。対話パラメータＥＰは上述した諸機能ブロックによって現在の外的因子ＥＦに従って、継続的に、または固定もしくは可変の離散的な時間間隔で更新される。継続的に更新される対話パラメータＥＰは、メモリに保存されている継承パラメータＩＰとともに、制御パラメータＣＰの少なくとも部分集合を与える。該制御パラメータＣＰは、対話手段を制御するために出力管理モジュール９において適用されるものであり、これにより対話手段２の、そしてまた対話的システム１全体の属性および振る舞いに影響する。
【００３０】
たとえば、対話手段２の出力語彙を制御するため、類義語重みパラメータが対話パラメータＥＰとして提供される。これはある単語についてのいくつかの可能な類義語、たとえば大きい、巨大な、ビッグな、途方もない、メガ、ばかでかいのうちのどれを使うべきかを決定するものである。この重みパラメータ自身は上述した外的因子ＥＦによって影響される。
【００３１】
同様に、構文パラメータが対話パラメータＥＰとして提供される。これはどの文法構造がより好まれるか、およびそれらの文法構造がテキストと発話出力のどちらかあるいは両方に適用されるべきかを決定するものである。構文パラメータを外的因子ＥＦによって適応させることによって、対話的システムが対話相手、たとえば人間のユーザーと同じ文法を学習し、適用することが可能になる。
【００３２】
機嫌パラメータは当該対話的システムの次の内的状態変化に影響するための対話パラメータとして使われる。たとえば、機嫌パラメータは、ユーザーのコマンドを無視するか、ぞんざいな返答を与えるか、丁寧に返答するかを決定することができる。機嫌パラメータはまた、類義語重みパラメータまたは構文パラメータのような他の対話パラメータに影響を与えるために使われることもできる。
【００３３】
対話パラメータとしての見解パラメータは、たとえばユーザーについて、あるトピックについて、あるいは実行すべきあるタスクについて当該対話システムが抱いている見解を記述できる。見解パラメータはたとえば機嫌に影響することができ、したがって類義語重みパラメータまたは構文パラメータにも影響することができる。他方、機嫌パラメータが見解パラメータに影響することもできる。
【００３４】
上記した諸対話パラメータに影響する性格パラメータも提供される。たとえば、機嫌変動パラメータは、機嫌の変化がどのくらいの頻度で、どのくらいの程度起こる可能性があるかを記述する。攻撃性パラメータは当該対話システムが攻撃的な振る舞いを示す可能性を記述する。従順性パラメータは当該対話システムがユーザーに従い、ユーザーが望んでいることを理解することを学ぶ程度を決定する。ＩＱパラメータは当該対話システムの知性を、よって当該対話システムがどのくらいすばやく、どのくらいきちんと学習するかをも表す。外観パラメータはたとえば顔の各部の大きさ、色、髪の種類などを表す。
【００３５】
継承パラメータＩＰはたとえば当該対話的システムの購入時にパラメータインターフェース１０によって初期化されることができ、あるいは後日何らかの別の値に再初期化されたり、もしくは元の値にリセットされたりすることもできる。そのような初期化については、本発明は以下の諸実施例を提供する。
【００３６】
・継承パラメータは別の既存の対話的システムの直接のコピーである。
【００３７】
・継承パラメータは親対話的システムからの入力なしにランダムに設定される。
【００３８】
・継承パラメータは標準的な対話的システムの集合のうちの一つの継承パラメータに設定される。
【００３９】
・継承パラメータは一つの親対話的システムの継承パラメータをランダムに修正したコピーである。
【００４０】
・二つの親対話的システムの継承パラメータが所定の仕方で（ランダム化なしに）組み合わされる。
【００４１】
・二つの親対話的システムからの継承パラメータがランダムな仕方で、特に星、太陽および惑星の位置からの影響を受けて組み合わされる。これは、当該対話的システムが親対話的システムから形質を受け継ぐが、それらと同一にはならないということを意味している。また、ランダムな要素のため、二つの親システムが同じでも子はそれぞれ異なるものになる。
【００４２】
最後の例に基づく方法における継承パラメータ生成のある可能な実現において、ランダム化の前にマージステップが使われる。ランダム化はその後、一つの入力パラメータ集合を用いて実行される。これは以下の例によって記述される。簡単のため、一つだけの継承パラメータ（たとえば鼻の長さ）を考える。ランダム変数Xが継承パラメータ（鼻の長さ）として定義され、累積分布関数P(X＜x)＝f(x)は図２に示すようなものであるとする。関数f(x)は母集団全体におけるランダム変数の分布を与える。図２は、確率分布が矩形であるパラメータについての累積分布関数を示している。鼻の長さのような多くの継承パラメータはガウス確率分布によって最もよく表現されるが、明確のため、以下では累積分布関数は図２のようなものとする。
【００４３】
マージステップは以下の部分ステップを有する：
第一の親となる対話的システムの継承パラメータx1がパラメータx1′を与える：
x1′＝f(x1)
第二の親となる対話的システムの継承パラメータx2がパラメータx2′を与える：
x2′＝f(x2)
x1′およびx2′を使って中間のマージ継承パラメータm′が次式によって決定される：
m′＝(x1′＋x2′)/2
f(x)の逆関数がm′に適用されてマージされた継承パラメータを導出する：
m＝f-1(m′)
まとめると、マージされた継承パラメータmは次式で表される。
【００４４】
m＝f-1((f(x1)＋f(x2))/2)
累積分布関数をこのようにして使うことで、マージされた継承パラメータの現実的な値が保証される。もちろん、母集団内での継承パラメータの分布を反映するのに別の分布関数を使うこともできる。ガウス分布に基づく分布関数は、ある母集団内での人間様特徴の生起の確率を記述するのに特に好適である。
【００４５】
第二のステップでは、このマージされたパラメータmがランダム化にかけられる。
【００４６】
ランダム化後のマージされたパラメータyを生成するため、m′＝f(m)を考える。今、図３に示すような累積分布関数g(m)をもつ分布からy′を引き出し、y＝f-1(y′)と定義してmに近い値をもつランダム化され、マージされた継承パラメータを見出すことにする。
【００４７】
最後のランダム化ステップは、どちらでもかまわないが一つだけの親対話的システムから取られた継承パラメータをランダム化するのに使うこともできる。
【００４８】
二つの別の対話的システムの継承パラメータに基づいて生成する継承パラメータがいくつかあるときには、上述した一パラメータの例の多次元版を実行することができる。関数fおよびgはその場合、二つ以上の変数の関数である。
【００４９】
継承パラメータの初期化は、この目的のために特別に設計された継承パラメータ生成ユニットにおいて実行されることができる。そのユニットは親対話的システムから入力継承パラメータを受け取り、出力として新しい子継承パラメータを与える。同様に、ある対話的システムの継承パラメータの初期化を、親対話的システムおよび子対話的システムのみを使って追加的なハードウェアなしで物理的に実現することも、前記対話的システムがしかるべく装備されている限り可能である。子対話的システム、親対話的システムまたは継承パラメータ生成ユニットの間での継承パラメータの転送は、赤外線、ブルートゥースまたは実際の物理的なパラメータインターフェース１０の形において実現することができる。そのような物理的なパラメータインターフェースは、新システムの継承パラメータの生成をより視覚的にするために特別な構成を与えられることもできる。何らかの時点でいくつかの継承パラメータをオーバーライドまたは調整することが望ましいこともありうる。
【００５０】
本発明は好ましい実施形態およびその変形の形で開示されてきたが、本発明の範囲から外れることなくそれに数多くの追加的な修正および変形を施すことができることは理解されるであろう。たとえば、記載されている分布関数は単に例であって、当業者は本発明の範囲から出ることなくこれを適応させ、あるいは修正することができるものである。
【００５１】
明確のため、本出願を通じて単数形の表現の使用は複数を排除せず、「有する」は他のステップまたは要素を排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】対話的システムのブロック図である。
【図２】分布関数P(X＜x)＝f(x)を示す図である。
【図３】累積分布関数g(x)を示す図である。
【図１】
2007515701.tif 000003
【図２】
2007515701.tif 000004
【図３】
2007515701.tif 000005
【国際調査報告】
2007515701.tif 000006
2007515701.tif 000007
2007515701.tif 000008