(57)【要約】【課題】ロボットの遠隔操作が専用の操作器レスで低コストで容易に行え、しかも双方向操作が可能なロボットの遠隔操作システムを提供する。【解決手段】操作ロボット５と、該操作ロボット５と離隔された被操作ロボット１と、これら操作及び被操作ロボットに内蔵されて操作者９により手動で制御された操作ロボット５の動作と同じ動作をインターネット１０を介して被操作ロボット１に反映させる制御装置４，８とを備えた。【選択図】　図１
2004017186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作ロボットと、該操作ロボットと離隔された被操作ロボットと、これら操作及び被操作ロボットに内蔵されて操作者により手動で制御された操作ロボットの動作と同じ動作を通信ネットワークを介して被操作ロボットに反映させる制御装置とを備えたことを特徴とするロボットの遠隔操作システム。
【請求項２】
前記被操作ロボットに動作環境を撮影するカメラを設けると共に前記操作ロボット側に前記カメラによる映像信号を前記通信ネットワークを介して受信して映し出すモニタを設けたことを特徴とする請求項１記載のロボットの遠隔操作システム。
【請求項３】
前記通信ネットワークはインターネットであることを特徴とする請求項１又は２記載のロボットの遠隔操作システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記操作ロボットで前記被操作ロボットを遠隔操作する遠隔制御部と、これら操作及び被操作ロボットを自律的に動作させる自律制御部と、前記遠隔制御部と自律制御部とを外部切換信号又は内部信号により切り換える操作切換部とを有することを特徴とする請求項１，２又は３記載のロボットの遠隔操作システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内でユーザの生活を補助・支援するためのロボット（生活支援ロボット又は介護ロボットとも言う）の遠隔操作システムに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
近年、家事や介護などといった日常生活を支援するというロボットの実用化への要望は、ますます高くなってきている。特に、核家族化や小子化に伴う主婦の負担の増大や、高齢化に伴う介護需要の増加によって、ロボットを導入したいと願う者は極めて多い。
【０００３】
そして、例えば離れた土地に住んでいる親子が同型又は同種のロボットをそれぞれ導入することが予測される。この場合、相互のロボットを遠隔操作することで、その有効利用を図りたくなるのは、必然である。
【０００４】
ところで、ロボットを遠隔操作する場合、従来は、原子炉設備等における産業用ロボットに見られるようにマスタースレーブのマスターを操作したり、タッチパネル付ディスプレイやパソコン等の専用の操作器で操作したりしている。
【０００５】
ところが、マスターや専用の操作器はプログラムの作成等でコスト高になり、また操作に熟練を要すると共に設置スペースも必要であることから、価格や動作環境に制約を受ける前述した生活支援ロボット等には到底採用できない。特に、互いに離隔して同型又は同種のロボットが２台ある場合には、それぞれにマスターや専用の操作器を備えるのは、コストやスペースの面で非常に無駄が多くなる。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑み提案されたもので、ロボットの遠隔操作が専用の操作器レスで低コストで容易に行え、しかも双方向操作が可能なロボットの遠隔操作システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係るロボットの遠隔操作システムは、操作ロボットと、該操作ロボットと離隔された被操作ロボットと、これら操作及び被操作ロボットに内蔵されて操作者により手動で制御された操作ロボットの動作と同じ動作を通信ネットワークを介して被操作ロボットに反映させる制御装置とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記被操作ロボットに動作環境を撮影するカメラを設けると共に前記操作ロボット側に前記カメラによる映像信号を前記通信ネットワークを介して受信して映し出すモニタを設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記通信ネットワークはインターネットであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記制御装置は、前記操作ロボットで前記被操作ロボットを遠隔操作する遠隔制御部と、これら操作及び被操作ロボットを自律的に動作させる自律制御部と、前記遠隔制御部と自律制御部とを外部切換信号又は内部信号により切り換える操作切換部とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るロボットの遠隔操作システムを実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示す遠隔操作システムの概略構成図、図２は同じく制御ブロック図である。
【００１３】
図１において、１は操作される側の被操作ロボットで、頭部１ａ，胴体部１ｂ，腕部１ｃ，ハンド部１ｄ及び脚部としての車輪１ｅとから多関節多自由度ロボットを構成している。前記頭部１ａにはＣＣＤカメラ等のカメラ２が装着されると共に胴体部１ｂにはモニタ３が装着される（尚、当該ロボット１では、モニタ３は特に設けなくても良い）。また、胴体部１ｂにはマイクロコンピュータ等からなる制御装置４とバッテリ（図示せず）が内蔵される。加えて、当該ロボット１にマイクロホン及びスピーカを具備させても良い。また、前記モニタ３は内蔵に代えて外設でも良い。
【００１４】
５は操作する側の操作ロボットで、頭部５ａ，胴体部５ｂ，腕部５ｃ，ハンド部５ｄ及び脚部としての車輪５ｅとから前記被操作ロボット１と同型又は同種の多関節多自由度ロボットを構成している。前記頭部５ａにはＣＣＤカメラ等のカメラ６が装着されると共に胴体部５ｂにはモニタ７が装着される（尚、当該ロボット５では、カメラ６は特に設けなくても良い）。また、胴体部１ｂにはマイクロコンピュータ等からなる制御装置８とバッテリ（図示せず）が内蔵される。加えて、当該ロボット５にマイクロホン及びスピーカを具備させても良い。また、前記モニタ７は内蔵に代えて外設でも良い。
【００１５】
そして、前記制御装置４と制御装置８により、操作者（オペレータ）９により手動でダイレクトティーチング風に制御された操作ロボット５の動作と同じ動作が通信ネットワークとしてのインターネット１０を介して被操作ロボット１に反映されるようになっている（図中矢印の動作指令信号参照）。また、インターネット１０を介して被操作ロボット１側のカメラ２（又は操作ロボット５側のカメラ６）が撮影した映像が操作ロボット５側のモニタ７（又は被操作ロボット１側のモニタ３）に映し出されるようになっている（図中矢印のカメラ映像信号参照）。
【００１６】
前記制御装置４と制御装置８は、図２に示すように、送受信部（インターフェイス）１１ａ，１１ｂを介してインターネット１０に接続される。また、これら制御装置４，８はコンピュータを主体とするものであり、ＣＰＵ１２ａ，１２ｂ、ＲＡＭ１３ａ，１３ｂ、ＲＯＭ１４ａ，１４ｂ、入出力部１５ａ，１５ｂ等を備える。
【００１７】
前記入出力部１５ａ，１５ｂには、前記カメラ２，６からの映像信号と前記頭部１ａ，５ａ、胴体部１ｂ，５ｂ、腕部１ｃ，５ｃ、ハンド部１ｄ，５ｄ、車輪１ｅ，５ｅ等の移動量を検出するロータリーエンコーダ等のセンサ群１６ａ，１６ｂからの動作信号（位置情報）が入力される。また、入出力部１５ａ，１５ｂからは、前記モニタ３，７への映像信号と前記頭部１ａ，５ａ、胴体部１ｂ，５ｂ、腕部１ｃ，５ｃ、ハンド部１ｄ，５ｄ、車輪１ｅ，５ｅ等を移動させる駆動モータ等の駆動部１７ａ，１７ｂへの動作信号（駆動信号）が出力される。
【００１８】
このように構成されるため、次に本遠隔操作システムの作用を、例えば離れた土地に住んでいる親子の子の家に操作ロボット５が有り、親の家に被操作ロボット１が有る場合について説明する。
【００１９】
子が自分の家に居ながら遠隔地に住んでいる親の生活を補助・支援しようと、操作者（オペレータ）９である子が操作ロボット５を手動でダイレクトティーチング風に、例えば腕部５ｃやハンド部５ｄを曲げると、これらの動作（位置情報）がセンサ群１６ｂを介して操作ロボット５側の制御装置８に認識される。
【００２０】
制御装置８はこれらの動作を、送受信部１１ｂによりインターネット１０を介して被操作ロボット１側における制御装置４の送受信部１１ａに動作指令信号として送信する。
【００２１】
この動作指令信号を受信した制御装置４は、同動作指令信号に基づいて駆動部１７ａを介して被操作ロボット１側の腕部５ｃやハンド部５ｄを曲げ、操作ロボット５の動作と同じ動作を被操作ロボット１に反映させる。
【００２２】
これにより、遠くに住んでいる例えば手足の不自由な親の介護（物を取ってあげたり、体を起こしてあげたり等）を、被操作ロボット１と操作ロボット５を使用して、子が自分の家に居ながら行うことができる。
【００２３】
しかも本実施例では、操作者（オペレータ）９は、被操作ロボット１の動作環境（家の様子や被介護者である親そのもの）を撮影するカメラ２とそれを映し出すモニタ７により、前記動作環境を視認できると共に、同動作環境を見ながら被操作ロボット１を適切に操作して親の介護を行える。この際、被操作ロボット１と操作ロボット５とにマイクロホンとスピーカを装着しておけば、親と子（操作者９）で会話もできる。
【００２４】
また、本実施例では、操作ロボット５を手動でダイレクトティーチング風に操作するので、マスターや専用の操作器による操作と比べて操作が容易かつ簡単であると共に、特別の介護用ロボット制御プログラム等を制御装置４，８のＲＯＭ１４ａ，１４ｂに格納する必要がないなどで低コストで済む。
【００２５】
また、通信ネットワークとしてインターネット１０を使用しているので、専用回線等を使用せずに簡単にかつ廉価に利用できる。勿論、通信ネットワークとしてイーサネット（登録商標）等のＬＡＮ、あるいは公衆回線や専用回線を介して複数のＬＡＮが接続されるＷＡＮ等を用いても良い。
【００２６】
［第２実施例］
図３は本発明の第２実施例を示す遠隔操作システムの制御ブロック図である。尚、本図では操作ロボット側のみ示し、同一構成の被操作ロボット側は省略している。
【００２７】
これは、第１実施例における制御装置８（４）に、前述したように操作ロボット５で被操作ロボット１を遠隔操作する遠隔制御部１８ｂと、これら操作及び被操作ロボット５，１を自律的に動作させる自律制御部１９ｂと、前記遠隔制御部１８ｂと自律制御部１９ｂとを外部の切換信号２１ｂにより又は遠隔制御部１８ｂが動作指令信号の有無を判断して内部的に発生させる切換信号により切り換える操作切換部２０ｂとを設けた例である。
【００２８】
従って、操作者（オペレータ）９が前述した遠隔制御部１８ｂによる親の介護に代えて操作ロボット５を自分の為に使用したい時は、スイッチや音声入力等の切換信号２１ｂで操作切換部２０ｂを自律制御部１９ｂ側に切り換えれば良い。
【００２９】
これにより、操作ロボット５を制御装置８（４）のＲＯＭ１４ｂ（１４ａ）に格納されたロボット制御プログラムやＲＡＭ１３ｂ（１３ａ）に記憶された各種データにより自律的に動作させられる。
【００３０】
この結果、ロボットの汎用性を高めると共に有効利用が図れる。
【００３１】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、本発明は被操作ロボット及び操作ロボットは１台に限らず、複数台でも良い。また、被操作ロボットを操作ロボットとすると共に操作ロボットを被操作ロボットとして双方向操作を行うようにしても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明の請求項１に係る発明は、操作ロボットと、該操作ロボットと離隔された被操作ロボットと、これら操作及び被操作ロボットに内蔵されて操作者により手動で制御された操作ロボットの動作と同じ動作を通信ネットワークを介して被操作ロボットに反映させる制御装置とを備えたので、ロボットの遠隔操作が専用の操作器レスで低コストで容易に行え、しかも双方向操作が可能である。
【００３３】
本発明の請求項２に係る発明は、前記被操作ロボットに動作環境を撮影するカメラを設けると共に前記操作ロボット側に前記カメラによる映像信号を前記通信ネットワークを介して受信して映し出すモニタを設けたので、操作者はモニタを見ながら適切に被操作ロボットを操作できると共に、動作環境を視認できる。
【００３４】
本発明の請求項３に係る発明は、前記通信ネットワークはインターネットであるので、専用回線等を使用せずに簡単にかつ廉価に利用できる。
【００３５】
本発明の請求項４に係る発明は、前記制御装置は、前記操作ロボットで前記被操作ロボットを遠隔操作する遠隔制御部と、これら操作及び被操作ロボットを自律的に動作させる自律制御部と、前記遠隔制御部と自律制御部とを外部切換信号又は内部信号により切り換える操作切換部とを有するので、ロボットの汎用性を高めると共に有効利用が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す遠隔操作システムの概略構成図である。
【図２】同じく制御ブロック図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す遠隔操作システムの制御ブロック図である。
【符号の説明】
１　被操作ロボット
１ａ　頭部
１ｂ　胴体部
１ｃ　腕部
１ｄ　ハンド部
１ｅ　車輪
２　カメラ
３　モニタ
４　制御装置
５　操作ロボット
５ａ　頭部
５ｂ　胴体部
５ｃ　腕部
５ｄ　ハンド部
５ｅ　車輪
６　カメラ
７　モニタ
８　制御装置
９　操作者（オペレータ）
１０　インターネット
１１ａ，１１ｂ　送受信部（インターフェイス）
１２ａ，１２ｂ　ＣＰＵ
１３ａ，１３ｂ　ＲＡＭ
１４ａ，１４ｂ　ＲＯＭ
１５ａ，１５ｂ　入出力部
１６ａ，１６ｂ　センサ群
１７ａ，１７ｂ　駆動部
１８ａ，１８ｂ　遠隔制御部
１９ａ，１９ｂ　自律制御部
２０ａ，２０ｂ　操作切換部
２１ａ，２１ｂ　切換信号
【図１】
2004017186.tif 000003
【図２】
2004017186.tif 000004
【図３】
2004017186.tif 000005