(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構であって、操作に基づいて前記動作を停止することが可能である動作機構と、
（ｉ）前記第１動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得し、（ｉｉ）前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれるか否かを検知する制御部と、
前記制御部が、前記動作機構の位置が前記第１範囲に含まれることを検知すると、第１信号を提示する提示部と、
前記第１動作パターンに従う動作中に前記動作機構が所定時間以上停止している位置を特定する特定情報を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記記憶部が記憶している前記特定情報を前記第１情報として取得し、取得した前記第１情報を用いて前記検知をする
ロボット。
【請求項２】
前記記憶部は、複数のユーザそれぞれに対応付けて前記特定情報を記憶しており、
前記制御部は、
前記第１動作パターンに従う動作の前に、前記複数のユーザのうちのいずれのユーザであるかを示す識別情報を受け付け、受け付けた前記識別情報により示されるユーザに対応付けられた前記特定情報を前記第１情報として取得し、取得した前記第１情報を用いて前記検知をする
請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記動作機構は、さらに、
ユーザの立位から座位に至る着座動作を支援する第２動作パターンに従って動作し、
前記制御部は、さらに、
（ｉ）前記第２動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第２情報を取得し、（ｉｉ）前記第２動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が前記第２情報により特定される前記所定の位置を含む第２範囲に含まれるか否かを検知し、
前記提示部は、さらに、
前記制御部が、前記動作機構の位置が前記第２範囲に含まれることを検知すると、第２信号を提示する
請求項１又は２に記載のロボット。
【請求項４】
前記第１情報により特定される位置と、前記第２情報により特定される位置とは異なる
請求項３に記載のロボット。
【請求項５】
ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構と、
（ｉ）前記第１動作パターンに従う動作の最中における前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得し、（ｉｉ）前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させる制御部とを備える
ロボット。
【請求項６】
前記動作機構は、操作に基づいて前記動作を停止することが可能であり、
前記ロボットは、さらに、
前記第１動作パターンに従う動作中に前記動作機構が所定時間以上停止している位置を特定する特定情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部が記憶している前記特定情報を前記第１情報として取得し、取得した前記第１情報を用いて前記検知をする
請求項５に記載のロボット。
【請求項７】
前記記憶部は、複数のユーザそれぞれに対応付けて前記特定情報を記憶しており、
前記制御部は、
前記第１動作パターンに従う動作の前に、前記複数のユーザのうちのいずれのユーザであるかを示す識別情報を受け付け、受け付けた前記識別情報により示されるユーザに対応付けられた前記特定情報を前記第１情報として取得し、取得した前記第１情報を用いて前記検知をする
請求項６に記載のロボット。
【請求項８】
前記動作機構は、さらに、
ユーザの立位から座位に至る着座動作を支援する第２動作パターンに従って動作し、
前記制御部は、さらに、
（ｉ）前記第２動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第２情報を取得し、（ｉｉ）前記第２動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第２情報により特定される前記所定の位置を含む第２範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させる
請求項５〜７のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項９】
前記第１情報により特定される位置と、前記第２情報により特定される位置とは異なる
請求項８に記載のロボット。
【請求項１０】
ロボットの制御方法であって、
前記ロボットは、
ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構であって、操作に基づいて前記動作を停止することが可能である動作機構と、
前記第１動作パターンに従う動作中に前記動作機構が所定時間以上停止している位置を特定する特定情報を記憶する記憶部とを備え、
前記制御方法は、
前記第１動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得する取得ステップと、
前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれるか否かを検知する制御ステップと、
前記動作機構の位置が前記第１範囲に含まれることを前記制御ステップで検知すると、第１信号を提示する提示ステップとを含み、
前記制御ステップでは、前記記憶部が記憶している前記特定情報を前記第１情報として取得し、取得した前記第１情報を用いて前記検知をする
制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構を備えるロボットの制御方法であって、
前記第１動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得する取得ステップと、
前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させる制御ステップとを含む
制御方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被介護者の動作を支援するロボット、ロボットの制御方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被介護者の起立動作を支援する起立動作支援ロボットが開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される起立動作支援ロボットは、被介護者の身体を支持する支持部と、被介護者の起立動作を支援するロボット本体と、操作者の操作量に応じて指示部の動作を制御するコントローラとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５８３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、被介護者の動作を支援するロボットは、動作支援時のロボットの位置を知らせることについて、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】
【０００５】
本開示の一態様に係るロボットは、ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構と、（ｉ）前記第１動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得し、（ｉｉ）前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれるか否かを検知する制御部と、前記制御部が、前記動作機構の位置が前記第１範囲に含まれることを検知すると、第１信号を提示する提示部とを備える。
【０００６】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記録媒体を含む。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様により、更なる改善が実現できる。本開示の一態様の付加的な恩恵及び有利な点は本明細書及び図面から明らかとなる。この恩恵及び／又は有利な点は、本明細書及び図面に開示した様々な態様及び特徴により個別に提供され得るものであり、その１以上を得るために全てが必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態におけるロボットの構成の概要を被介護者と共に示す側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態にかかるロボットであって、被介護者が座位姿勢の状態であるときのロボットの構成の概要を被介護者と共に示す正面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施の形態にかかるロボットであって、被介護者が起立姿勢の状態であるときの、ロボットの構成の概要を被介護者と共に示す正面図である。
【図２】図２は、実施の形態におけるロボットシステムの詳細構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態におけるロボットシステムを用いた被介護者の起立動作における第１動作パターンの一例を示す第一の説明図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態におけるロボットシステムを用いた被介護者の起立動作における第１動作パターンの一例を示す第二の説明図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、実施の形態におけるロボットシステムを用いた被介護者の起立動作における第１動作パターンの一例を示す第三の説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態におけるロボットシステムを用いた被介護者の起立動作における第２動作パターンの一例を示す第一の説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態におけるロボットシステムを用いた被介護者の起立動作における第２動作パターンの一例を示す第二の説明図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、実施の形態におけるロボットシステムを用いた被介護者の起立動作における第２動作パターンの一例を示す第三の説明図である。
【図５】図５は、実施の形態における動作情報データベースの情報内容の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施の形態における中腰情報データベースの情報内容の第一例を示す説明図である。
【図７】図７は、実施の形態における中腰情報データベースの情報内容の第二例を示す説明図である。
【図８】図８は、実施の形態における入力ＩＦ及び提示部の概要を示す説明図である。
【図９】図９は、実施の形態における提示部が提示する情報の一例を示す説明図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態におけるロボットシステムの、アーム機構が折りたたまれた状態から被介護者に取り付けられるまでの動作を示す第一の説明図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施の形態におけるロボットシステムの、アーム機構が折りたたまれた状態から被介護者に取り付けられるまでの動作を示す第二の説明図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、実施の形態におけるロボットシステムの、アーム機構が折りたたまれた状態から被介護者に取り付けられるまでの動作を示す第三の説明図である。
【図１１】図１１は、実施の形態におけるロボットシステムの一連の処理を示すフロー図である。
【図１２】図１２は、実施の形態におけるロボットシステムの初期化処理を示すフロー図である。
【図１３】図１３は、実施の形態におけるロボットシステムの起立処理を示すフロー図である。
【図１４】図１４は、実施の形態におけるロボットシステムの歩行処理を示すフロー図である。
【図１５】図１５は、実施の形態におけるロボットシステムの着座処理を示すフロー図である。
【図１６】図１６は、起立動作支援時のユーザの中腰位置の速度の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
まず、本開示に係る一態様の着眼点について説明する。
【００１０】
特許文献１は、被介護者の身体を支持する支持部と、被介護者の起立動作を支援するロボット本体と、操作者の操作量に応じて支持部の動作を制御するコントローラとを備える起立動作支援ロボットについて開示する。また、特許文献１は、当該コントローラの一例として手動パルス発生器を開示しており、当該手動パルス発生器は、ダイヤルと、非常停止ボタンと、発生器本体と、切替スイッチと、自動モード実行スイッチとを備えている（特許文献１の段落［００３１］及び図２参照）。
【００１１】
ここで、特許文献１は、被介護者の起立動作を支援する過程において、ロボットを停止させて被介護者を起立動作の途中の姿勢、いわゆる中腰姿勢にさせることについて一切開示していない。すなわち、特許文献１は、単に中腰姿勢にさせることさえ開示していないので、被介護者が中腰姿勢に近付いた際に被介護者に提示をすることについて当然開示していない。また、ロボットが過去に停止した位置を最適な中腰位置として記憶部に記憶させ、記憶させた中腰位置を用いて上記提示をすることについても当然開示していない。
【００１２】
以上の考察により、本願発明者らは、以下の開示の各態様を想到するに至った。
【００１３】
本開示の一態様に係るロボットは、ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構と、（ｉ）前記第１動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得し、（ｉｉ）前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれるか否かを検知する制御部と、前記制御部が、前記動作機構の位置が前記第１範囲に含まれることを検知すると、第１信号を提示する提示部とを備える。
【００１４】
ロボットが被介護者の座位姿勢（単に「座位」ともいう）から立位姿勢（単に「立位」ともいう）に至る起立動作を支援する際、ロボットは、当該起立動作の途中で停止することが求められる場面がある。例えば、被介護者が便座から起立する際、起立動作の途中の姿勢である中腰姿勢において被介護者が下着とズボンとを着用するために、ロボットは、起立動作の支援の途中で一時的に停止する必要がある。
【００１５】
しかし、被介護者毎に身長又は円背の度合い等が異なるので、どの程度の高さ（又は位置）の中腰姿勢で下着等を着用するかは被介護者毎に異なる。そのため、ロボットの起立動作支援の途中における停止位置を一律に設定するとすれば、被介護者にとって不便な位置で停止する場合が生じ得る。
【００１６】
本態様によると、動作機構の所定の位置（例えば中腰姿勢になる位置）を取得し、取得した所定の位置を含む範囲（第１範囲）に動作機構の位置が含まれることを検知すると被介護者に第１信号を提示する。これにより、ロボットは、被介護者にとって適切な中腰姿勢となる位置を提示することができる。
【００１７】
また、上記態様において、例えば、前記動作機構は、操作に基づいて前記動作を停止することが可能であり、前記ロボットは、さらに、前記第１動作パターンに従う動作中に前記動作機構が所定時間以上停止している位置を特定する特定情報を記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部が記憶している前記特定情報を前記第１情報として取得し、取得した前記第１情報を用いて前記検知をしてもよい。
【００１８】
ロボットが以前に行った起立動作支援中に動作機構が停止した時間がある程度長い場合、その間に被介護者は、例えば下着等を着用していたと考えられる。そして、ロボットが停止していた位置は、当該被介護者にとって適切な中腰位置であったと考えられる。
【００１９】
本態様によると、第１動作パターンに従う動作中に停止した時間が所定の時間以上である際の動作機構の位置を第１位置とする。これにより、被介護者にとって適切な中腰位置を、被介護者にわざわざ入力させることなく設定することができる。
【００２０】
また、上記態様において、例えば、前記記憶部は、複数の被介護者それぞれに対応付けて前記特定情報を記憶しており、前記制御部は、前記第１動作パターンに従う動作の前に、前記複数の被介護者のうちのいずれの被介護者であるかを示す識別情報を受け付け、受け付けた前記識別情報により示される被介護者に対応付けられた前記特定情報を前記第１情報として取得し、取得した前記第１情報を用いて前記検知をしてもよい。
【００２１】
適切な中腰位置は被介護者毎に異なるので、ロボットによる起立動作の支援開始前に、いずれの被介護者であるかを示す識別情報を受け付けることにより、被介護者ごとに適切な中腰位置を当該被介護者に提示することができる。
【００２２】
また、上記態様において、例えば、前記動作機構は、さらに、被介護者の立位から座位に至る着座動作を支援する第２動作パターンに従って動作し、前記制御部は、さらに、（ｉ）前記第２動作パターンに従う動作の最中における前記動作機構の所定の位置を特定する第２情報を取得し、（ｉｉ）前記第２動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が前記第２情報により特定される前記所定の位置を含む第２範囲に含まれるか否かを検知し、前記提示部は、さらに、前記制御部が、前記動作機構の位置が前記第２範囲に含まれることを検知すると、第２信号を提示してもよい。
【００２３】
起立動作の場合と同様に、ロボットが被介護者の立位から座位に至る着座動作を支援する際、ロボットは、当該着座動作の途中で停止することが求められる場面がある。例えば、被介護者が便座へ着座する際、着座動作の途中の姿勢である中腰姿勢において被介護者が下着とズボンとを脱衣するために、ロボットは、着座動作の支援の途中で一時的に停止する必要がある。
【００２４】
しかし、起立動作の場合と同様に、被介護者毎に身長および／または円背の度合い等が異なるので、どのような中腰姿勢で下着等を脱衣するかは被介護者毎に異なる。そのため、ロボットの着座動作の途中における停止位置を一律に設定するとすれば、被介護者にとって不便な位置で停止する場合が生じ得る。
【００２５】
本態様によると、着座動作を支援する第２動作パターンに従う動作中に停止した際の動作機構の第２位置を取得し、動作機構が第２範囲に含まれることを検知すると被介護者に第２信号を提示する。これにより、ロボットは、被介護者にとって適切な中腰位置を提示することができる。
【００２６】
また、上記態様において、例えば、前記第１情報により特定される位置と、前記第２情報により特定される位置とは異なってもよい。
【００２７】
起立動作における適切な中腰位置と、着座動作における適切な中腰位置とは異なる場合がある。例えば、着座動作における適切な中腰位置は、起立動作における適切な中腰位置と比較して、立位から座位までの間において立位に比較的近い位置であることが多い。なぜならば、着座動作において座位に近い位置で身体を止めるためには、腰を下ろす方向に勢いが付いている身体を止める筋力が被介護者に必要であり、被介護者にとって身体的な負担が大きいことが多いからである。
【００２８】
本態様によると、起立動作における中腰位置である第１位置と、着座動作における中腰位置である第２位置とは異なる。これにより、起立動作および着座動作それぞれにおいて、より適切な中腰位置を被介護者に提示することができる。
【００２９】
本開示の一態様に係るロボットは、被介護者の座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構と、（ｉ）前記第１動作パターンに従う動作の最中における前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得し、（ｉｉ）前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させる制御部とを備える。
【００３０】
ロボットが被介護者の座位から立位に至る起立動作を支援する際、ロボットは、当該起立動作の途中で停止することが求められる場面がある。例えば、被介護者が便座から起立する際、起立動作の途中の姿勢である中腰姿勢において被介護者が下着とズボンとを着用するために、ロボットは、起立動作の途中で一時的に停止する必要がある。
【００３１】
しかし、被介護者毎に身長又は円背の度合い等が異なるので、どの程度の高さ（又は位置）の中腰姿勢で下着等を着用するかは被介護者毎に異なる。そのため、ロボットの起立動作支援の途中における停止位置を一律に設定するとすれば、被介護者にとって不便な位置で停止する場合が生じ得る。
【００３２】
本態様によると、起立動作を支援する第１動作パターンに従う動作中に停止した際の動作機構の第１位置を取得し、動作機構が第１範囲に含まれることを検知すると第１動作パターンの動作速度を低下させる。例えば、動作速度を十分に遅い速度と設定すると、被介護者が以前に起立動作においてロボットを停止させた位置に近付くとロボットの動作速度が十分に遅くなる。これにより、ロボットは、被介護者にとって適切な中腰位置を知らせることができる。
【００３３】
また、上記態様において、例えば、前記動作機構は、前記動作を停止することが可能であり、前記ロボットは、さらに、前記第１動作パターンに従う動作中に前記動作機構が所定時間以上停止している位置を特定する特定情報を記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部が記憶している前記特定情報を前記第１情報として取得し、取得した前記第１情報を用いて前記検知をしてもよい。
【００３４】
また、上記態様において、例えば、前記記憶部は、複数の被介護者それぞれに対応付けて前記特定情報を記憶しており、前記制御部は、前記第１動作パターンに従う動作の前に、前記複数の被介護者のうちのいずれの被介護者であるかを示す識別情報を受け付け、受け付けた前記識別情報により示される被介護者に対応付けられた前記特定情報を前記第１情報として取得し、取得した前記第１情報を用いて前記検知をしてもよい。
【００３５】
また、上記態様において、例えば、前記動作機構は、さらに、被介護者の立位から座位に至る着座動作を支援する第２動作パターンに従って動作し、前記制御部は、さらに、（ｉ）前記第２動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第２情報を取得し、（ｉｉ）前記第２動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第２情報により特定される前記所定の位置を含む第２範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させてもよい。
【００３６】
また、上記態様において、例えば、前記第１情報により特定される位置と、前記第２情報により特定される位置とは異なってもよい。
【００３７】
これらにより上記と同様の効果を奏する。
【００３８】
本開示の一態様に係る制御方法は、被介護者の座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構を備えるロボットの制御方法であって、前記第１動作パターンに従う動作の最中における前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得する取得ステップと、前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれるか否かを検知する制御ステップと、前記動作機構の位置が前記第１範囲に含まれることを前記制御ステップで検知すると、第１信号を提示する提示ステップとを含む。
【００３９】
本開示の一態様に係るプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００４０】
本開示の一態様に係る制御方法は、被介護者の座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構を備えるロボットの制御方法であって、前記第１動作パターンに従う動作の最中における前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得する取得ステップと、前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させる制御ステップとを含む。
【００４１】
本開示の一態様に係るプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００４２】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４３】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００４４】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４５】
（実施の形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、本実施の形態にかかる、起立又は着座動作支援システムの一例としてのロボットシステム１を使った作業の例を示しており、具体的には、被介護者７による座位姿勢から起立姿勢へ至る動作（以降、起立動作ともいう）、若しくは、起立姿勢から座位姿勢へ至る動作（以降、着座動作ともいう）を支援するロボット２０の、被介護者７が着座姿勢である時の様子を示す側面図及び正面図である。被介護者７は、床面１３上の腰掛部５に座ることにより、座位姿勢をとる。また、図１Ｃは、被介護者７が起立姿勢の状態に至ったときのロボットシステム１の正面図である。被介護者７の例は、高齢者のユーザである。または、被介護者７は、傷病者または負傷により日常動作が困難なユーザを含む。
【００４６】
図２は、本実施の形態におけるロボットシステム１の詳細構成を示すブロック図である。図３Ａ〜図３Ｃは、本実施の形態におけるロボットシステム１を用いた被介護者７の起立動作（第１動作の一例）における、ロボット２０の第１動作パターンの一例を示す図である。図４Ａ〜図４Ｃは、本実施の形態におけるロボットシステム１を用いた被介護者７の着座動作（第２動作の一例）における、ロボット２０の第２動作パターンの一例を示す図である。
【００４７】
図１Ａ〜図２に示されるように、ロボットシステム１は、被介護者７の起立動作又は着座動作を支援する起立又は着座動作支援システムの一例であって、ロボット２０を備えるように構成される。ロボットシステム１は、図２に示すように、ロボット２０の外部に動作情報データベース８を備えるが、動作情報データベース８を、ロボット２０内に備えるようにしてもよい。ロボットシステム１は、図２に示すように、ロボット２０の外部に中腰情報データベース２１を備えるが、中腰情報データベース２１を、中腰情報データベース２１に備えるようにしてもよい。
【００４８】
ロボット２０は、床面１３上に置かれており、動作機構の一例である本体機構２と、制御装置１１と、指示入力装置の一例である入力ＩＦ６と、中腰情報管理部２２と、制御部１２とを備える。
【００４９】
本体機構２は、アーム機構４と、保持機構の一例である介護ベルト３と、歩行機構１４と、バッテリ３１とを備える。アーム機構４は、少なくとも牽引機構の一例としてのロボットアームを有する。なお、本体機構２は、歩行機構１４を備えない構成であってもよい。また、本体機構２は、バッテリ３１を備えない構成であってもよく、その場合、ロボット２０は、電源ケーブルなどにより外部から電力供給を受けて動作する。
【００５０】
制御装置１１は、データベース入出力部９と、タイマー１６と、制御部１２とを備える。
【００５１】
≪介護ベルト３≫
介護ベルト３は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、被介護者７に装着可能であって、被介護者７を保持するものであり、第１保持部３ａと、第２保持部３ｂと、連結部３ｃとを備えて、連結部３ｃを介してロボットアームと着脱可能に構成されている。
【００５２】
ホールド機構３ｇは、少なくとも、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを備える。
【００５３】
第１保持部３ａは、被介護者７の首部及び背中部のうちの少なくとも一方を保持可能となっている。
【００５４】
第２保持部３ｂは、被介護者７の腰部を保持可能となっている。
【００５５】
連結部３ｃは、ホールド機構３ｇを被介護者７が装着したときに被介護者７の胸部に位置することが可能であり、かつ、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを被介護者７の前面にて連結している。連結部３ｃは、ホールド機構３ｇに連結されており、後述するアーム機構４の一端（例えば、後端）に着脱可能に連結可能である。
【００５６】
連結部３ｃは、一例として図１Ａ〜図１Ｃに示すようにアーム機構４の一端に連結され、被介護者７の胸部の中央付近で、かつ、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとの中間付近に、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとのそれぞれの端部が連結される付近に架け渡されるように備えられる。連結部３ｃとアーム機構４の一端とは、一例としてネジを使って固定して連結しているが、アーム機構４の一端と連結部３ｃとが連結できる方法であれば、任意の方法でもよい。
【００５７】
なお、連結部３ｃは、第１保持部３ａ及び第２保持部３ｂと比較して伸縮性の低い材質で構成されていてもよい。これにより、介護ベルト３がアーム機構４によって牽引される際、連結部３ｃが伸長することを防止できるので、アーム機構４からの外力をホールド機構３ｇにより確実に被介護者７の身体に伝えることができる。よって、アーム機構４は、介護ベルト３の連結部３ｃと連結され、介護ベルト３が動作パターンに従って移動するように動作することで介護ベルト３を牽引する。
【００５８】
≪歩行機構１４≫
歩行機構１４は、矩形台１４ｅと、一対の前輪１４ａと、一対の後輪１４ｂと、前輪用ブレーキ１４ｃと、後輪用ブレーキ１４ｄとを備え、床面１３上に置かれる。一対の前輪１４ａは、矩形台１４ｅの前端の一対の角部に回転自在に配置される。一対の後輪１４ｂは、矩形台１４ｅの後端の一対の角部に回転自在に配置される。前輪用ブレーキ１４ｃは、前輪１４ａにブレーキをかける。後輪用ブレーキ１４ｄは、後輪１４ｂにブレーキをかける。歩行機構１４の上部にはアーム機構４が備えられる。すなわち、矩形台１４ｅの前部の中央部には、アーム機構４が起立支持される。
【００５９】
一例として一対の前輪１４ａと一対の後輪１４ｂとは、図３Ｃに示す状態で、被介護者７が前方方向（例えば、図３Ｃの紙面上の左方向）にロボット２０に力を加えることで回転し、ロボット２０が歩行器として被介護者７の歩行動作を支援することができる。なお、この例では、一対の前輪１４ａと一対の後輪１４ｂとは、被介護者７がロボット２０を押すことで回転するようにしたが、例えばモータを一対の前輪１４ａと一対の後輪１４ｂとのそれぞれ又はいずれかに備えて、被介護者７がロボット２０を押す力をアシストすることで、被介護者７が楽に移動できるような構成としてもよい。
【００６０】
さらに前輪用ブレーキ１４ｃと後輪用ブレーキ１４ｄとは一例として手動でＯＮ／ＯＦＦすることが可能なように構成してもよいし、電磁ブレーキなど電気的な信号によりＯＮ／ＯＦＦすることが可能なように構成してもよい（図示せず）。前輪用ブレーキ１４ｃ又は後輪用ブレーキ１４ｄをＯＮにすることで、前輪１４ａ又は後輪１４ｂにブレーキをかけることができる。また、前輪用ブレーキ１４ｃ又は後輪用ブレーキ１４ｄをＯＦＦにすることで、前輪１４ａ又は後輪１４ｂのブレーキを解除することができる。なお、一例として一対の前輪１４ａと、一対の後輪１４ｂとを備える構成としているが、矩形台１４ｅ中央にさらに１つの車輪を追加するなどしてもよく、車輪の数又は大きさは図示のものに限られるものではない。
【００６１】
≪アーム機構４≫
アーム機構４は、歩行機構１４の上部に備えられるとともに、先端が連結部３ｃを介してホールド機構３ｇに連結されて、制御部１２により動作制御されつつ、被介護者７の起立又は着座動作、又は、起立及び着座動作を支援する動作パターンに従って動作する。つまり、動作パターンに従ってアーム機構４が動作することによって、アーム機構４と連結されているホールド機構３ｇの位置が動く。
【００６２】
アーム機構４は、一例として、第１モータ４１と、第１モータ４１の回転軸の回転数（例えば、回転角度）を検出する第１エンコーダ４３と、第２モータ４２と、第２モータ４２の回転軸の回転数（例えば、回転角度）を検出する第２エンコーダ４４とを備える２自由度のロボットアームである。第１エンコーダ４３と第２エンコーダ４４とからの回転角度情報をアーム機構４の位置情報に変換した位置情報を基に第１モータ４１と第２モータ４２とを制御装置１１が制御して、被介護者７の起立動作又は着座動作を支援する動作パターンで動作する。
【００６３】
アーム機構４は、この制御により、動作パターンの一例として、図３Ａ〜図３Ｃに示すようにロボットシステム１を動作させて、座位姿勢にある被介護者７の臀部が腰掛部５から離床する起立動作を支援する。そのために、アーム機構４は、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを、同時に、被介護者７の正面方向の斜め前方に向けて牽引し、その後、上方に向けて牽引するように動作する。アーム機構４による起立動作の支援のための動作パターンは、第１動作パターンに相当する。
【００６４】
さらに、動作パターンの別の例として、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、ロボットシステム１の動作により、立位姿勢にある被介護者７が腰掛部５に着座するまでの着座動作を支援する。そのために、アーム機構４は、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを、同時に、少なくとも、被介護者７の下方へ牽引し、次いで下方やや前方に向けて牽引し、その後、下方やや後方に向けて牽引する。アーム機構４による着座動作の支援のための動作パターンは、第２動作パターンに相当する。
【００６５】
より詳しくは、アーム機構４は、第１アーム４ｃと、第２アーム４ｄと、第３アーム４ｅと、第４アーム４ｆと、第１駆動部４ａと、第２駆動部４ｂとを備えるロボットアームとして構成される。第１アーム４ｃは、矩形台１４ｅの前部の中央において、矩形台１４ｅから上方に向けて起立若しくは矩形台１４ｅから下方に向けて着座するように、下端が固定される。第１アーム４ｃの上端には、第１駆動部４ａを内蔵する第１関節部を介して、第２アーム４ｄの前端が回動可能に連結される。第２アーム４ｄの後端は、第２駆動部４ｂを内蔵する第２関節部を介して、第３アーム４ｅの下端に回動可能に連結される。第３アーム４ｅの上端は、第４アーム４ｆの前端に、第３アーム４ｅと第４アーム４ｆとのそれぞれの軸方向が互いに直交してＬ字状に屈曲するように固定される。第４アーム４ｆの後端には、介護ベルト３の連結部３ｃに着脱可能に連結される連結部４ｇを有している。
【００６６】
第１駆動部４ａは、第１アーム４ｃと第２アーム４ｄとの間の関節部に配置され、例えば、第１アーム４ｃに対して第２アーム４ｄを回転させる第１モータ４１と、その回転角度情報を検出する第１エンコーダ４３とを備える。よって、後述する制御部１２による制御の下に、第１アーム４ｃに対して第２アーム４ｄを所定角度回動させるように駆動することができる。第２駆動部４ｂは、第２アーム４ｄと第３アーム４ｅとの間の関節部に配置され、例えば、第２アーム４ｄに対して第３アーム４ｅを回転させる第２モータ４２と、その回転角度情報を検出する第２エンコーダ４４とを備える。第１エンコーダ４３及び第２エンコーダ４４からのそれぞれの回転角度情報は、アーム機構４の位置情報に変換されて、位置情報として制御部１２により使用される。よって、後述する制御部１２による制御の下で、第２アーム４ｄに対して第３アーム４ｅを所定角度回動させて所望の位置に移動するように駆動することができる。
【００６７】
第３アーム４ｅの中間部から後ろ向きに（例えば、被介護者７側に向けて）、持ち手１５が突出して備えられており、被介護者７が、座位又は起立時に両手で握って持つことができる。なお、持ち手１５は、被介護者７の肘を置くことができる長さのものを設置してもよい。これにより、持ち手１５は、被介護者７が立ち上がる時には持ち手として機能し、歩行時には肘が置かれる肘置きとして機能することで、被介護者７がより安定して歩行することが可能となる。さらに、第４アーム４ｆは、上部にウレタンなどの緩衝材を備える構成としてもよい。これにより、万が一、被介護者７が前方へ転倒するなどして顔又は上半身が第４アーム４ｆに接触したとしても、そのような場合の衝撃を緩和することができる。
【００６８】
≪入力ＩＦ６≫
第４アーム４ｆの前部には、ボタンなどが配置された操作盤などの入力インターフェース（入力ＩＦ）６が下向きに突出して、例えば取外し可能に設けられる。このように入力ＩＦ６を配置すれば、座位姿勢の被介護者７に対して、アーム機構４の側面から、入力ＩＦ６が操作可能に配置されることになる。入力ＩＦは、被介護者７又は介護者を含むユーザにより操作される。
【００６９】
入力ＩＦ６は、被介護者７の起立動作のための動作パターンでアーム機構４を動作させる起立指示入力（例えば、第１の指示入力）、又は、被介護者７の着座動作のための動作パターンでアーム機構４を動作させる着座指示入力（例えば、第２の指示入力）を受け付け可能とする。
【００７０】
入力ＩＦ６の一例を図８に示す。入力ＩＦ６は、電源ボタン６ａと、上がるボタン６ｂと、下がるボタン６ｃと、ブレーキボタン６ｄと、初期位置移動ボタン６ｅとを有する。入力ＩＦ６の各ボタンは、被介護者７又は介護者により操作され得る。なお、入力ＩＦ６は、図８に示すような提示部１０を備えてもよいし、備えなくてもよい。
【００７１】
電源ボタン６ａは、ロボットシステム１の電源をＯＮ又はＯＦＦするためのボタンである。例えば、電源ボタン６ａが押し込まれると電源がＯＮされ、電源ボタン６ａが引き戻されると電源がＯＦＦされる。
【００７２】
上がるボタン６ｂは、被介護者７の起立動作を支援するようにアーム機構４を動作させるためのボタンである。上がるボタン６ｂが操作されると、被介護者７の起立動作を支援するための動作パターンでアーム機構４が動作する。
【００７３】
下がるボタン６ｃは、被介護者７の着座動作を支援するようにアーム機構４を動作させるためのボタンである。下がるボタン６ｃが操作されると、被介護者７の着座動作を支援するための動作パターンでアーム機構４が動作する。
【００７４】
ブレーキボタン６ｄは、前輪１４ａ及び後輪１４ｂのブレーキをＯＮ又はＯＦＦするためのボタンである。
【００７５】
初期位置移動ボタン６ｅは、アーム機構４を初期位置に移動するためのボタンである。
【００７６】
なお、アーム機構４の初期位置の一例は、図３Ａに示すように、被介護者７の身体の前面付近の位置である。また、入力ＩＦ６は、例えば、第４アーム４ｆの前部から取り外し可能であり、リモコンとしても機能するようにしてもよい。つまり、介護者が入力ＩＦ６を手で持って操作することも可能である。ここで、初期位置とは、アーム機構４と介護ベルト３の連結部３ｃとを連結可能とする連結位置の一例である。初期位置移動ボタン６ｅが操作されると、制御部１２の制御により、アーム機構４が連結位置の一例である初期位置まで移動した後、入力ＩＦ６が指示入力を受け付け可能となる。
【００７７】
≪タイマー１６≫
タイマー１６は、ある一定時間（例えば、１ｍｓｅｃ）毎に、データベース入出力部９及び制御部１２による処理を実行させるための指令を、データベース入出力部９及び制御部１２に出力する。
【００７８】
≪データベース入出力部９≫
データベース入出力部９は、動作情報データベース８と、制御部１２との間で、データ（例えば、情報）の入出力を行う。
【００７９】
≪動作情報データベース８≫
タイマー１６からの指令に基づいてデータベース入出力部９及び制御部１２による処理が実行されることで、アーム機構４の位置情報（例えば、第１エンコーダ４３及び第２エンコーダ４４からのそれぞれの回転角度情報をアーム機構４の位置情報に変換した位置情報）が、ある一定時間（例えば、１ｍｓｅｃ）毎に生成される。これらの生成された位置情報が、時刻を示す情報とともに、動作情報としてデータベース入出力部９を介して動作情報データベース８に出力されて、動作情報データベース８に記憶される。
【００８０】
図５は、動作情報データベース８の情報内容の一例を示す。動作情報データベース８には、起立動作かつ／又は着座動作など複数の動作情報を記憶することができる。また、被介護者７の身長又は体重に応じて別々の動作を動作情報として記憶することができる。その際には後述する動作ＩＤによってそれぞれの動作を識別して記憶する。
【００８１】
（１）「動作ＩＤ」の欄は、起立動作又は着座動作などというような、動作の種別を識別するためのＩＤを示す。例えば、起立動作の動作ＩＤを「１」とし、着座動作の動作ＩＤを「２」とすることができる。この場合、動作情報データベース８のうち起立動作の動作パターンを示す一連の情報それぞれには、図５に示されるように動作ＩＤとして「１」が付される。
【００８２】
（２）「時刻」の欄は、アーム機構４が動作している際の時刻を示す情報を示す。時刻についてはミリ秒（ｍｓｅｃ）単位で示す。
【００８３】
（３）「位置」の欄は、アーム機構４の第１エンコーダ４３及び第２エンコーダ４４などにより検出される角度情報から変換されたアーム機構４の位置情報を示す。具体的には、図１Ａに示すように、アーム機構４の一端を原点Ｏとし、ロボットシステム１の進行方向逆向きを正としたＸ軸とし、上向きを正としたＺ軸との２軸の位置とし、原点Ｏからの相対座標として示す。位置についてはメートル（ｍ）単位で示す。
【００８４】
被介護者の起立動作を支援する際に使用される起立動作の動作情報は、起立動作の支援を開始する時間に対応する起立動作支援開始時刻と、起立動作支援開始時刻にアーム機構４に含まれる所定の箇所（例えば連結部４ｇ）が取るべき位置示す情報（例えば座標）を含んでもよい。また、起立動作の動作情報は、起立動作の支援を終了する時間に対応する起立動作支援終了時刻と、起立動作支援終了時刻にアーム機構４に含まれる所定の箇所（例えば連結部４ｇ）が取るべき位置示す情報（例えば座標）を含んでもよい。  被介護者の着座動作を支援する際に使用される起立動作の動作情報は、着座動作の支援を開始する時間に対応する着座動作支援開始時刻と、着座動作支援開始時刻にアーム機構４に含まれる所定の箇所（例えば連結部４ｇ）が取るべき位置示す情報（例えば座標）を含んでもよい。また、起立動作の動作情報は、起立動作の支援を終了する時間に対応する着座動作支援終了時刻と、着座動作支援終了時刻にアーム機構４に含まれる所定の箇所（例えば連結部４ｇ）が取るべき位置示す情報（例えば座標）を含んでもよい。
【００８５】
なお、この例では、起立動作と着座動作とのそれぞれを別々のＩＤによって別々の動作情報として記憶するようにしたが、その代わりに、１つの動作情報を順方向に再生すると起立動作となり、当該動作情報を逆方向に再生（いわゆる逆再生）することで着座動作となるようにしてもよい。
【００８６】
≪中腰情報データベース２１≫
図６は、中腰情報データベース２１の情報内容の一例を示す。
【００８７】
（１）「動作ＩＤ」の欄は、動作情報データベース８のいずれかの動作ＩＤを示す。例えば、起立動作の動作ＩＤが「ｍＩＤ１」であり、着座動作の動作ＩＤが「ｍＩＤ２」である。
【００８８】
（２）「中腰時刻」の欄は、上述した動作ＩＤにより識別される動作（起立動作又は着座動作）の最中において被介護者７が中腰姿勢になる時刻である中腰時刻を示す。言い換えれば、中腰時刻に示される時刻におけるアーム機構４の位置は、被介護者７を中腰姿勢にさせる位置に相当する。被介護者７が中腰姿勢になるときのアーム機構４の位置は、「所定の位置」に相当し、中腰時刻は、第１情報又は第２情報に相当する。
【００８９】
なお、上記中腰時刻は、動作ＩＤが示す動作情報の開始時刻ｔ０から終了時刻ｔｎまでの範囲内のいずれかの時刻とする。言い換えると、中腰時刻とは、起立動作又は着座動作の支援を開始した時点からの経過時間と言える。中腰時刻についてはミリ秒（ｍｓｅｃ）単位で示す。本体機構２が動作情報データベース８に基づいて動作するため、所定の時刻を特定することは、本体機構２の位置を特定することに対応する。すなわち、中腰時刻の情報は、被介護者７が中腰姿勢時の本体機構２の所定の部位の高さに対応する。本体機構２の所定の部位は、例えば、アーム機構４の先端である。言い換えると、中腰情報データベース２１に記憶される中腰情報は、被介護者７が中腰時の本体機構２の所定の部位の高さの情報を含む。中腰情報データベース２１は、記憶部に相当する。
【００９０】
≪中腰情報管理部２２≫
中腰情報管理部２２は、中腰情報データベース２１の中腰情報を必要に応じて修正することで中腰情報データベース２１の管理を行う。
【００９１】
まず、ロボットシステム１は、図５の動作情報の動作ＩＤ毎に中腰位置の時刻を、デフォルトの中腰位置として中腰情報データベース２１（図６）に記憶しておく。ここで、中腰位置は、例えば、座位時の被介護者７の腰の位置と立位時の被介護者７の腰の位置との間の所定の高さの位置である。
【００９２】
次に、介護者１８又は被介護者７は、入力ＩＦ６を使って被介護者７の起立動作又は着座動作時にアーム機構４を中腰位置に停止させ、停止させた位置で中腰位置にセットする旨を指令する。これにより、中腰情報管理部２２は、その時点に対応する動作情報データベース８における時刻を中腰情報データベース２１の中腰時刻に、その動作情報の動作ＩＤとともに記憶する。このように中腰情報データベース２１に動作ＩＤとともに中腰時刻を記憶することで、着座動作と起立動作とのそれぞれで別個に中腰情報を管理することが可能となる。例えば、便座からの起立動作時における被介護者７の中腰位置は、トイレでの便座への着座動作時における被介護者７の中腰位置より所定の大きさだけ高い。その結果、排便後の処理及び衣類の着用が容易となる利点がある。つまり、動作支援時の中腰の位置を一定にするのではなく、トイレにおける起立動作及び着座動作の支援において、被介護者７の下半身の衣服の着脱に対応した中腰位置が決定される。具体的には、本発明者らは、便座があるトイレにおいて、衣服を着る時に被介護者７が中腰になる位置は、衣服を脱ぐ時に被介護者７が中腰になる位置よりも高いことに着目して、トイレにおける起立動作及び着座動作の支援時に適した中腰位置を決定している。
【００９３】
なお、図７に示すように、中腰情報データベース２１が中腰時刻をユーザに対応付けて記憶するようにしてもよい。具体的には、中腰情報データベース２１が、個々のユーザを識別するユーザＩＤ毎に動作ＩＤと中腰時刻を記憶する。これにより、中腰情報データベース２１が被介護者毎に中腰情報を記憶することが可能となり、身長又は状態が異なる被介護者毎の状態に合わせて中腰位置を記録することが可能となる。この場合、ロボット２０を動作させる前にユーザＩＤ（識別情報に相当）を受け付け、中腰情報データベース２１のうち、受け付けたユーザＩＤにより示される被介護者７に対応付けられた中腰時刻を用いて制御部１２による中腰位置の検知が行われ得る。
【００９４】
また、中腰情報データベース２１は、ユーザＩＤを身長の違いとして記憶してもよい。一例として、中腰情報データベース２１は、身長が１７５ｃｍである被介護者用、１６５ｃｍである被介護者用、及び、１５５ｃｍである被介護者用の中腰情報を、それぞれ、ユーザＩＤとしてのＵＤ１、ＵＤ２及びＵＤ３に割り当てることで、被介護者の身長毎に中腰位置を管理し、異なる被介護者により使用される際に被介護者の身長に応じて適切に変更することが可能となる。
【００９５】
また、中腰情報管理部２２は、設定した中腰情報の履歴情報から、適切な中腰位置を算出し、算出した中腰位置を中腰情報データベース２１に記憶してもよい。一例としては、中腰情報管理部２２は、設定した中腰時刻を全て記憶しておき、記憶した中腰時刻の平均値をとる、又は、直近の所定回数分（例えば１０回分）の中腰情報の時刻の平均値をとることで、適切な中腰情報を算出してもよい。
【００９６】
さらに、介護者１８又は被介護者７がアーム機構４を停止させた位置を中腰位置にセットする旨を指令すると説明したが、所定の時間以上（例えば１０秒以上）アーム機構４が停止している位置を特定し、特定した位置を中腰位置として決定するようにしてもよい。これにより、介護者１８又は被介護者７からの明示的な指令がなくても中腰位置を記憶することができる利点がある。
【００９７】
≪制御部１２≫
制御部１２は、入力ＩＦ６により入力されて指令に基づいてアーム機構４等を制御する。また、制御部１２は、入力ＩＦ６により入力された前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄのＯＮ／ＯＦＦの指令に基づいて、前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄのブレーキを制御する。さらに、制御部１２は、データベース入出力部９を介して、中腰情報データベース２１から中腰情報を取得し、中腰情報を提示するよう提示部１０へ指令する。
【００９８】
また、制御部１２は、中腰位置でロボット２０を停止又は減速する場合には、中腰時刻になるとロボット２０を停止するよう制御してもよいし、中腰時刻付近で減速するように制御してもよい。また、制御部１２は、着座動作時の速度を、起立動作時の速度よりも遅くしても良い。例えば、着座動作時の速度を起立動作時の速度よりも１０％遅くする。人間の起立及び着座動作に対応した動作支援を行うことができる。
【００９９】
制御部１２は、上記の動作をすることで、第１動作パターンに従う動作の最中におけるアーム機構４の所定の位置を特定する第１情報を取得し、第１動作パターンに従って動作しているアーム機構４の現時点における位置が、第１情報により特定される所定の位置を含む第１範囲に含まれるか否かを検知する。そして、アーム機構４の位置が第１範囲に含まれることを検知すると、アーム機構４による動作の速度を低下させてもよい。
【０１００】
また、制御部１２は、第２動作パターンに従う動作の最中におけるアーム機構４の所定の位置を特定する第２情報を取得し、第２動作パターンに従って動作しているアーム機構４の現時点における位置が第２情報により特定される所定の位置を含む第２範囲に含まれることを検知してもよい。そして、アーム機構４の位置が第２範囲に含まれることを検知すると、アーム機構４による動作の速度を低下させてもよい。また、第１の範囲は、第２の範囲よりも大きくしても良い。例えば、着座動作時の速度を、起立動作時の速度よりも遅くした場合には、速度に合わせて、第１の範囲を第２の範囲よりも広くしても良い。
【０１０１】
≪提示部１０≫
提示部１０は、中腰情報管理部２２が決定した中腰情報に基づいて、アーム機構４の位置が中腰位置であるときに、アーム機構４の位置が中腰位置であることを示す情報を提示する。この情報のうち、ロボット２０による起立動作支援における情報が第１信号に相当し、ロボット２０による着座動作支援における情報が第２信号に相当する。
【０１０２】
提示部１０は、例えば、図８のリモコンなどの入力ＩＦ６の上部に配置されるスピーカ１０ａ、振動デバイス１０ｂ及び液晶モニタ１０ｃなどを有する。提示部１０は、アーム機構４が中腰位置に近づくと図９のように中腰位置であることを示す画像を液晶モニタ１０ｃに表示したり、「中腰位置です」との音声をスピーカ１０ａにより出力したりすることで提示する。また、提示部１０は、アーム機構４が中腰位置に近づくと振動デバイス１０ｂにより入力ＩＦ６を振動させることで提示してもよい。さらにスピーカ１０ａで提示する場合に中腰位置の少し前から、「ピ」、「ピピ」、「ピピピ」などというように除々に音量を大きくして提示してもよいし、振動デバイス１０ｂが出力する振動の強さを除々に強くしてもよい。アーム機構４が中腰位置に近づいたか否かの判定は、アーム機構４の現時点における位置が、中腰位置の近傍を含む範囲（第１範囲に相当）に含まれるか否かにより行う。この範囲は、例えば、アーム機構４が５秒間で移動する距離である。
【０１０３】
また、制御部１２は、中腰位置に近づくと起立動作支援又は着座動作支援の動作の速度を遅くしてもよいし、中腰位置で自動で停止するようにしてもよい。その場合には、制御部１２は、上がるボタン６ｂ又は下がるボタン６ｃに対する操作を再度受け付けることで起立動作又は着座動作を再開することができる。
【０１０４】
≪動作≫
以下、制御部１２で制御されるロボットシステム１の動作について説明する。ロボットシステム１のアーム機構４の動作手順とそれに伴う介護者１８及び被介護者７の動作とについては、図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ〜図４Ｃ、及び、図１０Ａ〜図１０Ｃに示されている。ロボットシステム１の動作については、図１１〜図１５に示されている。
【０１０５】
図１１は、被介護者７がベッドに着座している状態からトイレに着座するまでに、ロボットシステム１の起立処理、歩行処理及び着座処理の一連の動作フローを示す。
【０１０６】
ロボットシステム１は、まず電源ＯＮなどの初期化処理（ステップＳ１００）の後、ベッドからの起立動作の支援のための起立処理（ステップＳ２００）を実行し、ベッドからトイレまでの歩行動作の支援のための歩行処理（ステップＳ３００）を実行し、最後に、トイレへの着座動作の支援のための着座処理（ステップＳ４００）を実行する。それぞれのステップについて以降で詳細に説明する。
【０１０７】
（初期化処理）
図１２は、本実施の形態におけるロボットシステム１の初期化処理を示すフロー図である。図１２に示されるフロー図は、図１１の初期化処理（ステップＳ１００）を詳細化して示すものである。
【０１０８】
まず、図１０Ａに示すように被介護者７は、床面１３上に配置された、ベッドなどの腰掛部５に座る。アーム機構４が収納のため折りたたまれている状態で介護者１８が被介護者７の正面付近にロボットシステム１を移動させる。
【０１０９】
ステップＳ１０１において、介護者１８又は被介護者７が、ロボット２０の入力ＩＦ６の電源ボタン６ａによりロボットシステム１の電源をＯＮにする。
【０１１０】
ステップＳ１０２において、介護者１８又は被介護者７が、ロボット２０の入力ＩＦ６のブレーキボタン６ｄによりブレーキをＯＮにする。
【０１１１】
ステップＳ１０３において、ロボット２０の入力ＩＦ６の初期位置移動ボタン６ｅに対する介護者１８又は被介護者７による操作を受け付けると、制御部１２は、図１０Ｂに示すようにロボットシステム１を初期位置に移動させ、その後、図１０Ｃに示すように、被介護者７をロボット２０に接続することで初期化処理を終了する。
【０１１２】
（起立処理）
図１３は、本実施の形態におけるロボットシステム１の起立処理を示すフロー図である。図１３に示されるフロー図は、図１１の起立処理（ステップＳ２００）を詳細化して示すものである。
【０１１３】
ステップＳ２０１において、介護者１８又は被介護者７が、入力ＩＦ６の上がるボタン６ｂの押下を受け付けることで、ロボットシステム１が被介護者７の起立動作の支援を開始する。この例では、上がるボタン６ｂが押された後に放されるとロボットシステム１が動作して、被介護者７を座位から立位に移らせるように起立動作を支援する。
【０１１４】
ステップＳ２０２において、制御部１２は、データベース入出力部９を介して動作情報データベース８の動作情報（例えば起立動作の動作ＩＤを有する動作情報）を取得する。
【０１１５】
ステップＳ２０３において、制御部１２は、ステップＳ２０２で取得した動作情報の位置に位置するようアーム機構４を制御する。具体的には、制御部１２は、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに順に示されるようにアーム機構４を動作させる。
【０１１６】
ステップＳ２０４において、制御部１２は、データベース入出力部９を介して中腰情報データベース２１から中腰情報、より具体的には中腰時刻を取得する。
【０１１７】
ステップＳ２０５において、制御部１２は、アーム機構４の位置が中腰位置であるか否かを判定する。具体的には、制御部１２は、動作情報データベース８のうち現時点を示す時刻が、ステップＳ２０４で取得した中腰時刻であるか否かを判定する。現時点を示す時刻は、中腰情報データベース２１に記録されている最も新しい時刻であってもよい。または、現時点を示す時刻は、中腰情報データベースに記録されている最も新しい時刻から所定の時間範囲に含まれる少なくとも１つの時刻であってもよい。このとき、現時点を示す時刻の情報は、現時点のアーム機構４の位置に対応する。
【０１１８】
ステップＳ２０５で制御部１２がアーム機構４の位置が中腰位置であると判定した場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）には、ステップＳ２０６に進む。一方、制御部１２がアーム機構４の位置が中腰位置でないと判定した場合（ステップＳ２０５でＮｏ）には、起立処理を終了する。
【０１１９】
ステップＳ２０６において、制御部１２は提示部１０に、アーム機構４の位置が中腰位置であることを、画像、音声又は振動等により提示させる。この提示の後、制御部１２は、ステップＳ２０２で取得した動作情報における位置に順次位置するようアーム機構４を制御して起立動作支援を完了する（図３Ｂ〜図３Ｃ）。
【０１２０】
（歩行処理）
図１４は、本実施の形態におけるロボットシステム１の歩行処理を示すフロー図である。図１４に示されるフロー図は、図１４の歩行処理（ステップＳ３００）を詳細化して示すものである。
【０１２１】
ステップＳ３０１において、入力ＩＦ６のブレーキボタン６ｄによりブレーキをＯＦＦにする操作を受け付ける。この後、被介護者７が前方方向（図３Ｃの紙面上の左方向）にロボット２０に力を加えることで、歩行機構１４の車輪が回転することで、ロボット２０は、歩行器として被介護者７の歩行を支援する。移動が完了すると、ステップＳ３０２に進む。
【０１２２】
ステップＳ３０２において、ロボット２０の入力ＩＦ６のブレーキボタン６ｄによりブレーキをＯＮにする操作を受け付ける。これにより歩行処理を完了する。
【０１２３】
（着座処理）
図１５は、本実施の形態におけるロボットシステム１の着座処理を示すフロー図である。図１５に示されるフロー図は、図１１の着座処理（ステップＳ４００）を詳細化して示すものである。
【０１２４】
ステップＳ４０１において、介護者１８又は被介護者７が、入力ＩＦ６の下がるボタン６ｃの押下を受け付けることで、ロボットシステム１が着座動作の支援を開始する。この例では、下がるボタン６ｃを押した後に放すとロボットシステム１が動作して、被介護者７を立位から座位に移らせるように着座動作を支援する。
【０１２５】
ステップＳ４０２において、制御部１２は、データベース入出力部９を介して動作情報データベース８の動作情報（例えば着座動作の動作ＩＤを有する動作情報）を取得する。
【０１２６】
ステップＳ４０３において、制御部１２は、ステップＳ４０２で取得した動作情報の位置に位置するようアーム機構４を制御する。具体的には、制御部１２は、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに順に示されるようにアーム機構４を動作させる。
【０１２７】
ステップＳ４０４において、制御部１２は、データベース入出力部９を介して中腰情報データベース２１から中腰情報、より具体的には中腰時刻を取得する。
【０１２８】
ステップＳ４０５において、制御部１２は、アーム機構４の位置が中腰位置であるか否かを判定する。具体的には、制御部１２は、動作情報データベース８のうち現時点を示す時刻が、ステップＳ４０４で取得した中腰時刻か否かを判定する。ステップＳ４０５で制御部１２がアーム機構４の位置が中腰位置であると判定した場合（ステップＳ４０５でＹｅｓ）には、ステップＳ４０６に進む。一方、制御部１２がアーム機構４の位置が中腰位置でないと判定した場合（ステップＳ４０５でＮｏ）には、起立処理を終了する。
【０１２９】
ステップＳ４０６において、制御部１２は提示部１０に、アーム機構４の位置が中腰位置であることを、画像、音声又は振動などにより提示させる。この提示の後、制御部１２は、ステップＳ４０２で取得した動作情報における位置に順次位置するようアーム機構４を制御して着座動作支援を完了する。
【０１３０】
以上のように、本実施の形態に係るロボット２０は、動作機構の所定の位置（例えば中腰姿勢になる位置）を取得し、取得した所定の位置を含む範囲（第１範囲）に動作機構の位置が含まれることを検知すると被介護者に第１信号を提示する。これにより、ロボット２０は、被介護者にとって適切な中腰姿勢となる位置を提示することができる。
【０１３１】
図１６に、動作支援時の起立動作時の中腰位置の速度の一例を示す。図１６の縦軸は、ユーザ中腰位置の速度（ｍｍ／ｓｅｃ）、横軸は、時間（ｓｅｃ）である。図１６に示すデータ１６００は、Ｘ軸方向におけるユーザ中腰位置の速度を示し、データ１６０１は、Ｚ軸方向におけるユーザ中腰位置の速度を示す。符号は、Ｚ軸下向き、Ｘ軸起立進行方向逆向きを正とした。ここで、１０００秒から２５００秒時におけるＺ軸方向の速度は、−１５０ｍｍ／ｓ〜−２５０ｍｍ／ｓであり、Ｘ軸方向の速度は、−５０ｍｍ／ｓ〜−１５０ｍｍ／ｓであった。図１６に示す動作支援の場合には、起立姿勢から着座姿勢までの動作、または着座姿勢から起立姿勢までの動作は、数秒〜１０数秒で完了する。したがって、起立動作支援又は着座動作支援において、ユーザが、途中の中腰位置で停止させることは、難しい場合がある。取得した所定の位置を含む範囲（第１範囲）に動作機構の位置が含まれることを検知すると被介護者に第１信号を提示することにより、ロボット２０は、被介護者にとって適切な中腰姿勢となる位置を提示することができる。
【０１３２】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態のロボットなどを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１３３】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、被介護者の座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構を備えるロボットの制御方法であって、前記第１動作パターンに従う動作の最中における前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得する取得ステップと、前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれるか否かを検知する制御ステップと、前記動作機構の位置が前記第１範囲に含まれることを前記制御ステップで検知すると、第１信号を提示する提示ステップとを含む制御方法を実行させる。
【０１３４】
また、このプログラムは、コンピュータに、被介護者の座位から立位に至る起立動作を支援する第１動作パターンに従って動作する動作機構を備えるロボットの制御方法であって、前記第１動作パターンに従う動作の最中における前記動作機構の所定の位置を特定する第１情報を取得する取得ステップと、前記第１動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第１情報により特定される前記所定の位置を含む第１範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させる制御ステップとを含む制御方法を実行させる。
【０１３５】
以上、一つまたは複数の態様に係るロボットなどについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本開示によれば、適切な中腰位置を被介護者に提示し、かつ被介護者の動作を支援するロボットを提供可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
１  ロボットシステム
２  本体機構
３  介護ベルト
３ａ  第１保持部
３ｂ  第２保持部
３ｃ、４ｇ  連結部
３ｇ  ホールド機構
４  アーム機構
４ａ  第１駆動部
４ｂ  第２駆動部
４ｃ  第１アーム
４ｄ  第２アーム
４ｅ  第３アーム
４ｆ  第４アーム
５  腰掛部（ベッド又は椅子又は便座など）
６  入力ＩＦ
６ａ  電源ボタン
６ｂ  上がるボタン
６ｃ  下がるボタン
６ｄ  ブレーキボタン
６ｅ  初期位置移動ボタン
７  被介護者
８  動作情報データベース
９  データベース入出力部
１０  提示部
１０ａ  スピーカ
１０ｂ  振動デバイス
１１  制御装置
１２  制御部
１３  床面
１４  歩行機構
１４ａ  前輪
１４ｂ  後輪
１４ｃ  前輪用ブレーキ
１４ｄ  後輪用ブレーキ
１４ｅ  矩形台
１５  持ち手
１６  タイマー
１８  介護者
２０  ロボット
２１  中腰情報データベース
２２  中腰情報管理部
３１  バッテリ
４１  第１モータ
４２  第２モータ
４３  第１エンコーダ
４４  第２エンコーダ 
【図１Ａ】
0006726880.tif 000002
【図１Ｂ】
0006726880.tif 000003
【図１Ｃ】
0006726880.tif 000004
【図２】
0006726880.tif 000005
【図３Ａ】
0006726880.tif 000006
【図３Ｂ】
0006726880.tif 000007
【図３Ｃ】
0006726880.tif 000008
【図４Ａ】
0006726880.tif 000009
【図４Ｂ】
0006726880.tif 000010
【図４Ｃ】
0006726880.tif 000011
【図５】
0006726880.tif 000012
【図６】
0006726880.tif 000013
【図７】
0006726880.tif 000014
【図８】
0006726880.tif 000015
【図９】
0006726880.tif 000016
【図１０Ａ】
0006726880.tif 000017
【図１０Ｂ】
0006726880.tif 000018
【図１０Ｃ】
0006726880.tif 000019
【図１１】
0006726880.tif 000020
【図１２】
0006726880.tif 000021
【図１３】
0006726880.tif 000022
【図１４】
0006726880.tif 000023
【図１５】
0006726880.tif 000024
【図１６】
0006726880.tif 000025