(57)【要約】【課題】実体のあるロボット装置でありながら、小型で実用的で、手話を表現する動作を行うことができ、また感情表現が可能で人との円滑なコミュニケーションを図れる。【解決手段】ロボット装置１は、概ね人間の手の形状に形成した手部３７を少なくとも備える。手部３７の各指に相当する位置に複数の発光手段４を設け、発光手段４の所定の点灯パターンによって各指の曲げ伸ばしを表現する。文字情報を入力可能で入力された文字情報を入力文字情報信号として送出する文字情報入力手段８２（２０、８１）と、文字情報を入力文字情報信号に基づいて手話単語に変換する手話単語変換手段２１と、手話単語変換手段で変換された手話単語を手話表現動作に変換する手話動作変換手段２２と、各手段の動作を制御する制御手段６とを備え、手話表現動作を、発光手段４を所定の点灯パターンで発光させる動作とした。【選択図】      図４
2004163772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね人間の手の形状に形成した手部を少なくとも備えたロボット装置であり、
前記手部の各指に相当する位置に複数の発光手段を設け、該発光手段の所定の点灯パターンによって前記各指の曲げ伸ばしを表現可能にする一方、
文字情報を入力可能としてこの入力された文字情報を入力文字情報信号として送出する文字情報入力手段と、
前記文字情報を前記入力文字情報信号に基づいて手話単語に変換する手話単語変換手段と、
前記手話単語変換手段により変換された手話単語を手話表現動作に変換する手話動作変換手段と、
前記各手段の動作を制御する制御手段とを備えて、
前記手話表現動作を、前記発光手段を前記所定の点灯パターンで発光させる動作としたことを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
前記文字情報入力手段は、音声、キーボード又は画像による文字情報の入力が可能であることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロボット装置に係り、入力された文字情報に基づいてそれに対応する手話動作を行うことで聴覚障害者に意思を伝えるとともに、感情表現が可能で人との円滑なコミュニケーションを図ることのできるエンターテインメント性を有するロボット装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、聴覚障害者に意思を伝える方法としては、古くから知られている手話の他、画像情報に文字情報を併せて表示する方法などがテレビ放送などで実施されている。しかし、画像情報に併せて表示される文字情報は、時間当りの情報量が少なく、テレビの片隅に手話者が手話を行うなどで対応している例が多い。
【０００３】
そこで、手話という特殊技能を有する者の代わりに実際に人体型ロボットを動作させるものや、特許文献１や特許文献２に記載されているような画像表示装置にアニメーションロボットで手話をさせる技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、上半身人体型の多関節ロボットモデルを連続動作表示する画像表示手段を備えた手話装置が記載され、特許文献２には、手話出力手段によりイラストやアニメーションの形で手話を表示または印刷する手話作成出力装置が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１８６９０５号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−２４３２３０号公報
【０００７】
一方、手話は聴覚障害者にとっては重要なコミュニケーション手段であるにもかかわらず健常者において普及が進んでいない。このため、手話を習得する方法として書籍やビデオを用いた習得法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
「手話ロボット」では左右それぞれ１０本の指を駆動するアクチュエータが必要になるため装置の大型化が免れず、実用性・携帯性に問題が多く、またその形態がユーザにとって不気味に感じる可能性があり、嫌悪感から円滑なコミュニケーションをはかることが困難であるという問題もある。
【０００９】
また、画像表示装置によるアニメーションによる手話の表現方法では、その構成は簡素化できるが、２次元画面による表示になるため、手話表現方法に物理的な限界がある。また、アニメーションによる表現のため、静止画の画像の一コマずつをつなげたものになるので動きが不自然になり、文字情報の内容を完全に伝達できないという問題がある。また、単なる翻訳機械になってしまう傾向があり面白みに欠けるため、聴覚障害者専用の装置となってしまい、健常者が手話を学ぶ時に使用する練習用ツールとしては不向きであるという問題がある。特に好奇心が旺盛で記憶能力も優れている子供が手話を学ぶツールとしては不向きである。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、上記従来の問題点を排除して、画像表示ではなく実体のあるロボット装置でありながらも、小型で実用的であって、手話を表現する動作を行うことができ、また感情表現が可能で人との円滑なコミュニケーションを図ることのできるロボット装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、概ね人間の手の形状に形成した手部を少なくとも備えたロボット装置であり、前記手部の各指に相当する位置に複数の発光手段を設け、該発光手段の所定の点灯パターンによって前記各指の曲げ伸ばしを表現可能にする一方、文字情報を入力可能としてこの入力された文字情報を入力文字情報信号として送出する文字情報入力手段と、前記文字情報を前記入力文字情報信号に基づいて手話単語に変換する手話単語変換手段と、前記手話単語変換手段により変換された手話単語を手話表現動作に変換する手話動作変換手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段とを備えて、前記手話表現動作を、前記発光手段を前記所定の点灯パターンで発光させる動作としたロボット装置である。
【００１２】
このロボット装置は、文字情報入力手段で入力した文字情報にしたがって、手部の各発光手段を所定のパターンで点灯させることによって各指の曲げ伸ばしを表現するとともに、その手部を動かすことで、指文字表現を含む手話動作を行うことができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記文字情報入力手段は、音声、キーボード又は画像による文字情報の入力が可能であるロボット装置である。
【００１４】
このロボット装置は、音声入力によって手話動作を行わせることも、キーボード入力によって手話動作を行わせることも、画像入力によって手話動作を行わせることも、いずれも可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明によるロボット装置の一実施の形態を示す全体図、図２は関節自由度構成モデルの模式図、図３は制御システム構成図、図４はブロック図であり、このロボット装置１は、胴部ユニット１０（１０ａ、１０ｂ）の上部左右に腕部ユニット３０Ｌ、３０Ｒが、また下部左右に脚部ユニット５０Ｌ、５０Ｒがそれぞれ連結されるとともに、胴部ユニット１０ａの上部には頭部ユニット７０が連結されて構成されている。
【００１６】
まず、図２の関節自由度構成モデルを用いて、このロボット装置１の構造を説明する。頭部７０を胴部ユニット１０ａに支持する首関節は、首関節ピッチ軸７１と、首関節ロール軸７２という２自由度を有して構成される。
【００１７】
胴部ユニット１０（１０ａ、１０ｂ）は、胴ヨー軸１１と、胴ロール軸１２という２自由度を有して構成される。
【００１８】
腕部ユニット３０Ｌ、３０Ｒは、胴部ユニット１０ａに連結される肩関節ピッチ軸３１Ｌ、３１Ｒと、肩関節ロール軸３２Ｌ、３２Ｒと、上腕ヨー軸３３Ｌ、３３Ｒと、肘関節ピッチ軸３４Ｌ、３４Ｒと、前腕ヨー軸３５Ｌ、３５Ｒと、手首関節ピッチ軸３６Ｌ、３６Ｒと、手部３７Ｌ、３７Ｒとで構成される。
【００１９】
手部３７Ｌ、３７Ｒは、図１に示すように、掌部３８Ｌ、３８Ｒと、親指部３９Ｌ、３９Ｒと、他の指（人差指、中指、薬指、小指）を一体化した複合指部４０Ｌ、４０Ｒとで構成されるが、駆動機構は設けていないので手部３７Ｌ、３７Ｒに自由度はない。従って、左右の腕部ユニット３０Ｌ、３０Ｒはそれぞれ６自由度を有して構成される。
【００２０】
脚部ユニット５０Ｌ、５０Ｒは、胴部ユニット１０ｂに連結される股関節ヨー軸５１Ｌ、５１Ｒと、股関節ロール軸５２Ｌ、５２Ｒと、股関節ピッチ軸５３Ｌ、５３Ｒと、膝関節ピッチ軸５４Ｌ、５４Ｒと、足首関節ピッチ軸５５Ｌ、５５Ｒと、足首関節ロール軸５６Ｌ、５６Ｒと、足部５７Ｌ、５７Ｒとで構成される。足部５７Ｌ、５７Ｒに自由度はない。従って、左右の脚部ユニット５０Ｌ、５０Ｒはそれぞれ６自由度を有して構成される。
【００２１】
以上をまとめると、ロボット装置１は全体として、２＋２＋６×２＋６×２＝２８自由度を有することになる。ただし、必ずしも２８個の関節自由度を有する必要があるわけではなく、設計・製作上の制約条件や要求仕様などに応じて、関節自由度の個数を適宜増減することができる。
【００２２】
ロボット装置１が有するこれらの自由度は、図３、図４に示すように、各関節を駆動するアクチュエータ２１〜２ｎと、関節の角度を検出する関節角度センサ３１〜３ｎとが、ロボット装置１の各部に実装されることによって実現されるものであり、これらのアクチュエータ２１〜２ｎおよび関節角度センサ３１〜３ｎは、ロボット装置１の体内ＬＡＮ５を介して、胴部ユニット１０（１０ａ、１０ｂ）の内部に収納されたコントローラ６に接続されている。
【００２３】
すなわち、コントローラ６から送出される各関節の駆動指令に応じて、対応するアクチュエータ２１〜２ｎが関節を駆動し、関節角度センサ３１〜３ｎから送出される角度信号Ｓ１１がコントローラ６に伝えられることで、コントローラ６は各関節の状態を把握し、ロボット装置１全体の姿勢を判断して、上半身を動かして手話を行ったり、または感情表現を行ったり、さらには歩行動作を行ったりすることができるものである。
【００２４】
また、ロボット装置１の腕部ユニット３０Ｌ、３０Ｒおよび脚部ユニット５０Ｌ、５０Ｒには、図３、図４に示すように、発光手段となる複数のＬＥＤ（発光ダイオード）４１〜４ｎがそれぞれ所定の位置に配置されている。
【００２５】
胴部ユニット１０（１０ａ、１０ｂ）の外面には、文字情報入力手段の１つであるキーボード２０が備えられている。また、胴部ユニット１０（１０ａ、１０ｂ）の内部には、図３、図４に示すように、ロボット装置１全体の動作を制御する制御手段を構成する上記したコントローラ６の他に、入力された文字情報を手話単語に変換する手話単語変換手段２１と、変換された手話単語をロボット装置１の動作に変換する手話動作変換テーブル２２と、ロボット装置１の動力源としてのバッテリ２３と、バッテリの容量を検出するバッテリセンサ２４が収納されている。
【００２６】
頭部ユニット７０には、図１、図３、図４に示すように、各種の外部センサ８０が備えられている。この外部センサ８０には、ロボット装置１の実質的な「目」として機能するＣＣＤカメラ８１と、「耳」として機能するマイクロフォン８２Ｌ、８２Ｒと、「口」として機能するスピーカ８３と、タッチセンサ８４と、温度センサ８５が含まれ、それぞれ所定の位置に配置されている。また、頭部ユニット７０には、外見上の「目」８６Ｌ、８６Ｒや頬を光らせたりする発光手段となる複数のＬＥＤ（発光ダイオード）８７１〜８７ｎと、外部との通信媒体経由での文字情報入出力インターフェースとなる通信インターフェース８８などが配置されている。
【００２７】
ＣＣＤカメラ８１は、周囲の状況を撮像し、得られた画像信号Ｓ８１をコントローラ６に送出するものである。
【００２８】
マイクロフォン８２Ｌ、８２Ｒは、ユーザの声や周囲の音などを集音する主たる文字情報入力手段であり、得られた音声入力を基にした文字情報入力信号Ｓ８２Ｌ、Ｓ８２Ｒをコントローラ６に送出するものである。
【００２９】
タッチセンサ８４は、図１に示すように頭部ユニット７０の上部に設けられており、ユーザからの「撫でる」や「叩く」などの物理的な働きかけにより受けた圧力を検出し、その検出結果を圧力検出信号Ｓ８４としてコントローラ６に送出するものである。
【００３０】
温度センサ８５は、ロボット装置１周囲の温度を検出し、その検出結果を温度検出信号Ｓ８５としてコントローラ６に送出するものである。
【００３１】
バッテリセンサ２４は、バッテリ２３の残量を検出し、その検出結果をバッテリ残量検出信号Ｓ２４としてコントローラ６に送出するものである。
【００３２】
キーボード２０は、ユーザが直接キー入力した内容を副文字情報入力信号Ｓ２としてコントローラ６に送出するものである。
【００３３】
コントローラ６は、マイクロフォン８２Ｌ、８２Ｒから供給される文字情報入力信号Ｓ８２Ｌ、Ｓ８２Ｒ（以下、これを主文字情報入力信号Ｓ１と呼ぶ）と、外部センサ８０のＣＣＤカメラ８１、タッチセンサ８４、および温度センサ８５からそれぞれ供給される画像信号Ｓ８１、圧力検出信号Ｓ８４および温度検出信号Ｓ８５（以下、これらをまとめて外部センサ信号Ｓ８０と呼ぶ）と、バッテリ残量検出信号Ｓ２４と、キーボード２０による副文字情報入力信号Ｓ２とに基づいて、ユーザからの指令、ロボット装置１の周囲および内部の状況や、ユーザからの働きかけの有無などを判断する。
【００３４】
そしてコントローラ６は、この判断結果と、予めメモリ７に格納されている制御プログラム８とに基づいて続く行動を決定し、この決定結果に基づいてアクチュエータ駆動信号Ｓ１０を送出して必要なアクチュエータ２１〜２ｎを駆動させ、あるいは必要なＬＥＤ４１〜４ｎを点灯させることにより、腕部ユニット３０Ｌ、３０Ｒや手部３７Ｌ、３７Ｒを駆動して手話による表現を行わせるとともに、頭部ユニット７０を上下左右に振らせたり、頭部ユニット７０に備えた発光手段であるＬＥＤ８７１〜８７ｎを点灯させて目と顔による感情表現を行わせたりし、さらには脚部ユニット５０Ｌ、５０Ｒを駆動して歩行させたりする。
【００３５】
また、手話による感情表現を豊かにするために、後述するように、コントローラ６は腕部ユニット３０Ｌ、３０Ｒに設けたＬＥＤ４１〜４ｎに発光信号Ｓ１２を送出してそれぞれ個別に点灯させたり消灯させたりし、必要に応じて、色を変えて点灯させることもできる。また、脚部ユニット５０Ｌ、５０Ｒに設けたＬＥＤ４１〜４ｎをそれぞれ個別に点灯させたり消灯させたりし、必要に応じて、色を変えて点灯させることもできる。また、簡易的な指文字表現を行うために、手部３７Ｌ、３７Ｒに設けたＬＥＤ４ｊ、４ｊ＋１、４ｊ＋２、…（図５）をそれぞれ個別に点灯させたり消灯させたりし、必要に応じて、色を変えて点灯させることもできる。
【００３６】
また、この際コントローラ６は、音声出力信号Ｓ８３をスピーカ８３に与えることにより、音声出力信号Ｓ８３に基づく音声を外部に出力させることもできる。
【００３７】
このようにしてこのロボット装置１は、周囲、および内部の状況や、ユーザからの指令、および働きかけの有無に基づいて、自律的に行動することができるように構成されている。
【００３８】
次に、ロボット装置１が手話をする「手話モード」について図４を用いて説明する。手話を行うに当たり、その元となる文字情報入力方法によって３通りの方法がある。第１の方法は、マイクロフォン８２Ｌ、８２Ｒを介して行う音声による文字情報入力方法であり、第２の方法は、キーボード２０による文字情報入力方法であり、第３の方法は、ＣＣＤカメラ８１による文字情報入力方法である。どの方法を使用するかは、予めユーザがロボット装置１に対して、音声入力またはキーボード入力によって指定しておく。
【００３９】
まず、音声入力による手話動作変換方法について説明する。ユーザは予め、ロボット装置１に対して、音声またはキーボード２０によって、「音声入力モード」で使用することを指定する。この指定により、コントローラ６はマイクロフォン８２Ｌ、８２Ｒを入力手段として制御する。次に手話に変換したい文字情報をユーザはロボット装置１に向かって話しかける。ロボット装置１はその音声をマイクロフォン８２Ｌ、８２Ｒによって集音し、音声入力信号としての主文字情報入力信号Ｓ１をコントローラ６に送出する。
【００４０】
一通りの文字情報入力が終わった段階で、コントローラ６に送出された主文字情報入力信号Ｓ１は、コントローラ６の中でひとまとまりの文字情報としてブロック化されてブロック信号Ｓ５となり、このブロック信号Ｓ５が手話単語変換手段２１に送られる。手話単語変換手段２１の中で、ブロック信号Ｓ５としてまとめられた文字情報入力を解析して手話に適した単語に変換し、その変換結果を手話単語信号Ｓ６として手話動作変換テーブル２２に送出する。手話動作変換テーブル２２の中で手話単語信号Ｓ６に対応した手話動作が解析され、解析された結果は手話動作信号Ｓ７として手話単語変換手段２１に返される。手話単語変換手段２１は、もとの手話単語信号Ｓ６に手話動作信号Ｓ７を付加して手話合成信号Ｓ８とし、この手話合成信号Ｓ８をコントローラ６に送出する。
【００４１】
コントローラ６は、手話合成信号Ｓ８から手話動作信号Ｓ７に基づいて、アクチュエータ駆動信号Ｓ１０として各アクチュエータ２１〜２ｎを駆動し、関節角度センサ３１〜３ｎから送出される角度信号Ｓ１１を監視しながら、ロボット装置１の各関節の動きを制御することで、ロボット装置１は手話動作を行う。この時、必要に応じて手話単語信号Ｓ６に応じた音声を音声出力信号Ｓ８３としてスピーカ８３に送出して音声を発したりする。
【００４２】
また、コントローラ６はユーザからの指令によっては、入力された文字情報に基づいて手話動作を行うだけでなく、手話単語信号Ｓ６を通信信号Ｓ８８として通信インターフェース８８に送出し、無線信号として遠隔地にいる別の手話ロボットなどに発信し、遠隔操作を行うことも可能である。さらに、入力された文字情報をコントローラ６は電子メール化して通信インターフェース８８を介して他の携帯電話やパソコンなどの他の通信機器への送信が可能である。
【００４３】
逆の動作も同様で、遠隔地にある別の手話ロボットからの無線信号をロボット装置１の通信インターフェース８８が受信し、通信信号Ｓ８８がコントローラ６から手話単語変換手段２１および手話単語変換テーブル２２を経由して手話動作信号Ｓ７として再びコントローラ６に返されて、ロボット装置１が手話動作を行うことも可能である。さらに、電子メールの受信も可能で、他の通信機器から受信したメール化された文字情報をコントローラ６が解析して、前述と同様の操作でその文字情報の手話表現を行うことが可能である。
【００４４】
これらの使用方法は、ユーザが前述した入力モードを指定する時に同時に設定することが可能である。
【００４５】
次に、キーボード入力による手話動作変換方法について説明する。まず、上述した音声入力による方法と同様に、ユーザは予め、ロボット装置１に対して、音声またはキーボード２０によって「キーボード入力モード」で使用することを指定する。この指定により、コントローラ６はキーボード２０を文字情報入力手段として制御する。次に、手話に変換したい文字情報をユーザはロボット装置１のキーボード２０に入力し、その入力信号（副文字情報入力信号）Ｓ２がコントローラ６に送出される。その後の信号および処理については、上述した音声による入力と同じである。この場合も、入力信号Ｓ２に対応してロボット装置１は、手話動作を行う他、通信インターフェース８８を介して、遠隔地にある別の手話ロボットとの間で遠隔操作を行い合うことが可能である。また、他の通信機器との間での電子メール化した文字情報の送受信も可能である。
【００４６】
次に、画像入力による手話動作変換方法について説明する。まず、上述した音声入力による方法と同様に、ユーザは予め、ロボット装置１に対して、音声またはキーボード２０によって「画像入力モード」で使用することを指定する。この指定により、コントローラ６はＣＣＤカメラ８１を文字情報入力手段として制御する。次に、手話に変換したい文字情報が印刷された紙等をＣＣＤカメラ８１で撮影し、その入力信号（第２の副文字情報入力信号）Ｓ３がコントローラ６に送出される。コントローラ６は、この入力信号Ｓ３を画像から文字への変換を経てブロック信号Ｓ５に変換する。その後の信号および処理については、上述した音声による入力の場合と同じである。このＣＣＤカメラ８１を入力手段とする入力方法は、手話動作させたい文字情報が多い場合や、ユーザがキーボード入力に不慣れで発声に障害がある場合、他者から文字情報を伝達された場合等に特に有効なものである。
【００４７】
上述のように、文字情報入力方法として、マイクロフォン８２Ｌ、８２Ｒによる音声入力方法とキーボード２０による入力方法とＣＣＤカメラ８１による画像入力方法とを選択することが可能なので、このロボット装置１の使用環境に応じた最適な方法での文字情報入力が行える。また、これを扱えるユーザ層が広がると共にその扱いも極めて容易である。
【００４８】
ここで、ロボット装置１に手話をさせるに当たり、手部３７Ｌ、３７Ｒの働きについて、手部３７Ｒを代表として図５を用いて説明する。手話を行うには指関節の曲げ伸ばしによる表現や、補助的に使用する指文字表現が重要であるが、手部３７Ｒ（３７Ｌ）は、上述したように構造・機構を簡素化するために自由度を持っていない。そのため、ロボット装置１では、指関節の曲げ伸ばしができない代わりに、この指の曲げ伸ばしを、親指部３９Ｌ、３９Ｒと複合指部４０Ｌ、４０Ｒの内部に設けた発光手段であるＬＥＤの点灯と消灯でもって表現するように構成されている。すなわち、図５のように５本指の各関節間に相当する内部にそれぞれＬＥＤ４ｊ、４ｊ＋１、４ｊ＋２、…が設けられると共に、指の外表面が半透明な材質、又は部分的に透明な材質で覆われるように形成されているので、ＬＥＤ４ｊ、４ｊ＋１、４ｊ＋２、…の発光状態が容易に視認できるようになっている。そして、これらのＬＥＤ４ｊ、４ｊ＋１、４ｊ＋２、…が点灯していると指が伸びている状態を表現し、消灯していると指が曲がっている状態を表現するようにしてある。
【００４９】
例えば、図６に示す指文字の「あ」「い」「う」「え」「お」「か」「き」「く」「け」は、図７〜図１５のようなＬＥＤの点灯状態で表現する。ここで、「お」は図１６のように視覚的にわかりやすい表示方法で行ってもかまわない。また、他の文字も同様に、このような模式的な発光パターンに対応づけて表現する。
【００５０】
このようなＬＥＤ４ｊ、４ｊ＋１、４ｊ＋２、…を使用して手話・指文字表現を行うことで、手部３７Ｌ、３７Ｒの各指部を駆動するためのアクチュエータや関節角度センサが不要になるため、機構が大幅に簡素化され、制御も容易になってコストダウンを図ることができるだけでなく、信頼性も向上する。また、小型・軽量化と低消費電力化が可能になり、家庭用途としての使用が可能になる。また、このようなＬＥＤは、手部３７Ｌ、３７Ｒだけでなく、図５に示すように腕部ユニット３０Ｌ、３０Ｒや、その他の部位に設けてもよい（ＬＥＤ４ｋ参照）。さらにＬＥＤは単色だけではなく、個々が異なる色を発光するようにしてもよい。異なる色を発光させることによって、以下に説明するようにロボット装置１は多彩な感情を表現することができ、単なる手話ロボットという働きだけでなくエンターテインメント性が向上して人とのコミュニケーションを図ることができる。
【００５１】
このロボット装置１の他の使用方法について説明する。「音声入力モード」や「キーボード入力モード」あるいは「画像入力モード」での「手話モード」としての手話変換装置としての働きの他に、ロボット装置１は「自律モード」というモードを備えている。その流れを図１７に示す。基本的には、ロボット装置１の電源投入（スタート）後は「自律モード」から実行を始めて、ユーザからの「手話モード」への移行の指令があるまではその状態が続く。そして「手話モード」指令を受けて「手話モード」が実行され、その状態から文字情報入力が一定時間が経過しても行われない場合に自動的に「自律モード」に移行する。
【００５２】
自律モードでの動作例としては、たとえば、ユーザから頭を撫でられたときは、頭部７０のタッチセンサ８４がそれを検出して、腕部ユニット３０Ｌ、３０Ｒなどに設けたＬＥＤの緑色を点灯するとともに、外見上「喜んだ」動作をして感情を表現したりする。また、ユーザから頭を叩かれたときは、タッチセンサ８４がそれを検出して、頭部ユニット７０などに設けたＬＥＤを赤く点滅させて外見上「怒った」動作をしたりする。また、温度センサ８５が周囲の気温を検出して温度が低い時は全身を震えさせたりする動作などを行う。
【００５３】
上記のような「自律モード」による感情表現動作によって、ロボット装置１のエンターテインメント性が向上して、聴覚障害者はもちろん、健常者にとっても、ロボット装置１とコミュニケーションとることができる。
【００５４】
また、「手話モード」を使用することによって、手話を習得していない人でもこのロボット装置１を介して、聴覚障害者とコミュニケーションを図ることができる。また、手話を学ぶ時に使用するツールにもなり、エンターテインメント性があるため、特に子供向けの手話学習教材としても好適なものである。
【００５５】
以上、詳述したように、このロボット装置は、文字情報を入力して入力文字情報信号として送出する文字情報入力手段と、この入力文字情報信号に基づいて手話単語に変換する手話単語変換手段と、変換された手話単語を手話表現動作に変換する手話動作変換手段と、これらの手段の動作を制御する制御手段とを備える一方、外部情報を検出して外部検出信号として送出する外部入力センサと、複数の関節で連結された腕部および脚部と、関節を駆動する駆動手段とを備え、制御手段が外部検出信号に基づいて駆動手段の動作を制御する第１のモード（自律モード）と、制御手段が手話表現動作を制御する第２のモード（手話モード）とを選択的に実行可能とするように構成されたものである。
【００５６】
従って、この構成によれば、外部入力センサが検出した外部検出信号に基づいて腕部または脚部を動かすことで感情を表現することが可能で、しかも、このような感情表現を手話動作を伴って行うこともできるし、手話動作を伴わずに独立して行うこともできる。そのため、ロボット装置のエンターテインメント性が向上し、人とロボット装置との円滑なコミュニケーションを図ることができるという効果を得るものである。
【００５７】
【発明の効果】
この発明は以上のように、概ね人間の手の形状に形成した手部を少なくとも備え、前記手部の各指に相当する位置に複数の発光手段を設け、該発光手段の所定の点灯パターンによって前記各指の曲げ伸ばしを表現可能にする一方、文字情報を入力可能としてこの入力された文字情報を入力文字情報信号として送出する文字情報入力手段と、前記文字情報を前記入力文字情報信号に基づいて手話単語に変換する手話単語変換手段と、前記手話単語変換手段により変換された手話単語を手話表現動作に変換する手話動作変換手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段とを備えて、前記手話表現動作を、前記発光手段を前記所定の点灯パターンで発光させる動作とするように構成したロボット装置であるので、このロボット装置によれば、文字情報入力手段で入力した文字情報にしたがって、手部の各発光手段を所定のパターンで点灯させることによって各指の曲げ伸ばしを表現するとともに、その手部を動かすことで、指文字表現を含む手話動作を行うことができるという効果を得る。また、この発明は、前記文字情報入力手段を、音声、キーボード又は画像による文字情報の入力が可能となるように構成したので、入力手段が多様で使用環境に応じた最適な入力が可能になると共に様々なユーザがこのロボット装置を利用することができ、その扱いも容易であるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるロボット装置の一実施の形態を示す全体図である。
【図２】図１のロボット装置の関節自由度構成モデルを模式的に示した図である。
【図３】図１のロボット装置の制御システム構成を模式的に示した図である。
【図４】図１のロボット装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ロボット装置の腕部と手部をわかりやすく説明する図である。
【図６】指文字表現方法の一例を示す図である。
【図７】ロボット装置における指文字表現方法の一例「あ」を示す図である。
【図８】ロボット装置における指文字表現方法の他の例「い」を示す図である。
【図９】ロボット装置における指文字表現方法の他の例「う」を示す図である。
【図１０】ロボット装置における指文字表現方法の他の例「え」を示す図である。
【図１１】ロボット装置における指文字表現方法の他の例「お」を示す図である。
【図１２】ロボット装置における指文字表現方法の他の例「か」を示す図である。
【図１３】ロボット装置における指文字表現方法の他の例「き」を示す図である。
【図１４】ロボット装置における指文字表現方法の他の例「く」を示す図である。
【図１５】ロボット装置における指文字表現方法の他の例「け」を示す図である。
【図１６】ロボット装置における指文字表現方法の他の例「お」を示す図である。
【図１７】ロボット装置の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ロボット装置
２１〜２ｎ  アクチュエータ（関節駆動手段）
３１〜３ｎ  関節角度センサ
４１〜４ｎ  ＬＥＤ（発光手段）
５  体内ＬＡＮ
６  コントローラ（制御手段）
７  メモリ
８  制御プログラム
１０（１０ａ、１０ｂ）  胴部ユニット
２０  キーボード（文字情報入力手段）
２１  手話単語変換手段
２２  手話動作変換テーブル（手話動作変換手段）
２３  バッテリ
２４  バッテリセンサ
３０Ｒ、３０Ｌ  腕部ユニット
３７Ｒ、３７Ｌ  手部
５０Ｒ、５０Ｌ  脚部ユニット
７０  頭部ユニット
８０  外部センサ
８１  ＣＣＤカメラ（文字情報入力手段）
８２Ｒ、８２Ｌ  マイクロフォン（文字情報入力手段）
８３  スピーカ
８４  タッチセンサ
８５  温度センサ
８６  目
８７１〜８７ｎ  ＬＥＤ（発光手段）
８８  通信インターフェース（文字情報入出力インターフェース）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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