(57)【要約】【課題】移動の痕跡や軌跡を残し、この痕跡や軌跡の情報に基づいて次の行動を決定する。【解決手段】ロボット装置１に外部の物体に設けられたＲＦＩＤタグ（無線タグ）の情報（ＩＤデータ等）を読み取るＲＦＩＤリード部（無線タグ読取手段）１９、ＲＦＩＤタグに情報を書き込むＲＦＩＤライト部２０、ＲＦＩＤリード部１９にて読み取ったＲＦＩＤ信号またはＲＦＩＤライト部２０にて書き込むＲＦＩＤ信号を処理するＲＦＩＤ処理部５７を設ける。ＲＦＩＤ処理部５７は、ＩＤ認識部５０Ｅで認識されたＩＤ番号に対応する動作に関する状態認識情報を受け取り、行動決定機構部５２、感情／本能モデル部５１、音響処理部５６へ供給する。【選択図】  図２
2004255529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部状態に応じて自律的に行動を出現させるとともに外部からの入力情報に応じて上記行動が制御されるロボット装置において、
外部から情報を取得する情報取得手段と、
外部の物体に設けられた無線タグから該無線タグに記録されているデータを読み取る無線タグ読取手段と、
上記無線タグへデータを書き込む無線タグ書込手段と、
上記外部から取得された情報、上記無線タグから読み取られたデータおよび上記無線タグ書込手段が無線タグへデータを書き込んだときの付加情報の履歴を記憶する記憶手段と、
上記情報取得手段により取得した情報と上記無線タグ読取手段にて読み取ったデータと上記記憶手段に格納されたデータとに基づいて上記行動を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
上記付加情報には、位置情報、走行距離、書込日時情報、上記無線タグへ書き込んだデータ、書き込み時に上記情報取得手段にて取得した情報が含まれることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項３】
上記行動を表現する表出手段と、
上記表出手段を駆動する駆動手段とを有し、
上記制御手段は、上記情報取得手段により取得した情報と、上記無線タグ読取手段によって読み取ったデータと、上記記憶手段に格納されたデータとに基づいて、上記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項４】
上記表出手段は、当該ロボット装置を移動させる移動手段であって、
上記制御手段は、上記情報取得手段により取得した情報と、上記無線タグ読取手段によって読み取ったデータと、上記記憶手段に格納されたデータとに基づいて上記移動手段の駆動を制御することを特徴とする請求項３記載のロボット装置。
【請求項５】
上記情報取得手段は、接触を検出する接触検出手段であって、
上記制御手段は、上記接触検出手段にて接触が検出されたとき、一定期間上記無線タグ読取手段における読み取り動作を実行する、または上記無線タグ書込手段における書込動作を実行することを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項６】
上記情報取得手段は、非接触により外部の状態を検出する非接触検出手段であって、
上記制御手段は、上記非接触検出手段により外部の状態を検出したとき、一定期間、上記無線タグ読取手段における読み取り動作または上記無線タグ書込手段における書込動作を実行することを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項７】
上記無線タグに記録されたデータは、情報の内容に対応する認証番号であって、上記記憶手段には上記情報の内容と該認証番号とを関連付けたテーブルとして記憶されていることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項８】
上記無線タグ読取手段により読み取られたデータに基づいて出現する行動は、少なくとも本能的要素または情動的要素からなるもので構成されていることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項９】
上記本能的要素が、疲れ（ｆａｔｉｇｕｅ）、熱又は体内温度（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、痛み（ｐａｉｎ）、食欲又は飢え（ｈｕｎｇｅｒ）、乾き（ｔｈｉｒｓｔ）、愛情（ａｆｆｅｃｔｉｏｎ）、好奇心（ｃｕｒｉｏｓｉｔｙ）、排泄（ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ）、性欲（ｓｅｘｕａｌ）のうちの少なくとも１つであり、上記情動的要素が、幸せ（ｈａｐｐｉｎｅｓｓ）、悲しみ（ｓａｄｎｅｓｓ）、怒り（ａｎｇｅｒ）、驚き（ｓｕｒｐｒｉｓｅ）、嫌悪（ｄｉｓｇｕｓｔ）、恐れ（ｆｅａｒ）、苛立ち（ｆｒｕｓｔｒａｔｉｏｎ）、退屈（ｂｏｒｅｄｏｍ）、睡眠（ｓｏｍｎｏｌｅｎｃｅ）、社交性（ｇｒｅｇａｒｉｏｕｓｎｅｓｓ）、根気（ｐａｔｉｅｎｃｅ）、緊張（ｔｅｎｓｅ）、リラックス（ｒｅｌａｘｅｄ）、警戒（ａｌｅｒｔｎｅｓｓ）、罪（ｇｕｉｌｔ）、悪意（ｓｐｉｔｅ）、誠実さ（ｌｏｙａｌｔｙ）、服従性（ｓｕｂｍｉｓｓｉｏｎ）、嫉妬（ｊｅａｌｏｕｓｙ）のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項８記載のロボット装置。
【請求項１０】
上記無線タグは、当該ロボット装置の行動範囲に複数設けられ、上記情報には、位置情報および時刻情報が含まれることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項１１】
動物を模した外観形状を有し、上記無線タグ読取手段および上記無線タグ書込手段は、動物の顔部分に備えられていることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項１２】
内部状態に応じて自律的に行動を出現させるとともに外部からの入力情報に応じて上記行動が制御されるロボット装置の制御方法であって、
上記ロボット装置において
外部から情報を取得する情報取得工程と、
外部の物体に設けられた無線タグから該無線タグに記録されているデータを読み取る無線タグ読取工程と、
上記無線タグへデータを書き込む無線タグ書込工程と、
上記外部から取得された情報、上記無線タグから読み取られたデータおよび上記無線タグ書込工程にて無線タグへデータを書き込んだときの付加情報の履歴を記憶手段に記憶する記憶工程と、
上記情報取得工程にて取得した情報と上記無線タグ読取工程にて読み取ったデータと上記記憶手段に格納されたデータとに基づいて上記行動を制御する制御工程と
を有することを特徴とするロボット装置の制御方法。
【請求項１３】
上記付加情報には、位置情報、走行距離、書込日時情報、上記無線タグへ書き込んだデータ、書き込み時に上記情報取得工程にて取得した情報が含まれることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置の制御方法。
【請求項１４】
上記行動を表現する表出手段を駆動する駆動工程を有し、
上記制御工程では、上記情報取得工程にて取得した情報と、上記無線タグ読取工程にて読み取ったデータと、上記記憶手段に格納されたデータとに基づいて、上記駆動工程における表出手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置の制御方法。
【請求項１５】
上記情報取得工程は、接触を検出する接触検出工程であって、
上記読取制御工程では、上記接触検出工程にて接触を検出したとき、一定期間、上記無線タグ読取工程を実行し、
上記書込制御工程では、上記接触検出工程にて接触を検出したとき、一定期間、上記無線タグ書込工程工程を実行することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置の制御方法。
【請求項１６】
上記情報取得工程は、非接触により外部の状態を検出する非接触検出工程であって、
上記読取制御工程では、上記非接触検出工程にて外部の状態を検出したとき、一定期間、上記無線タグ読取工程を実行し、
上記書込制御工程では、上記非接触検出工程にて外部の状態を検出したとき、一定期間、上記無線タグ書込工程を実行することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置の制御方法。
【請求項１７】
上記無線タグに記録されたデータは、情報の内容に対応する認証番号であって、上記記憶手段には上記情報の内容と該認証番号とを関連付けたテーブルとして記憶されていることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置の制御方法。
【請求項１８】
所定エリア内を移動するロボット装置を制御するロボット装置移動制御システムにおいて、
上記所定エリア内には複数の無線タグが設置され、
上記ロボット装置は、上記所定エリアを移動して無線タグと遭遇した場合、遭遇した無線タグへデータを書き込むまたは無線タグからデータを読み取ることを特徴とするロボット装置移動制御システム。
【請求項１９】
上記ロボット装置は、
外部から情報を取得する情報取得手段と、
外部の物体に設けられた無線タグから該無線タグに記録されているデータを読み取る無線タグ読取手段と、
上記無線タグへデータを書き込む無線タグ書込手段と、
上記外部から取得された情報、上記無線タグから読み取られたデータおよび上記無線タグ書込手段が無線タグへデータを書き込んだときの付加情報の履歴を記憶する記憶手段と、
上記情報取得手段により取得した情報と上記無線タグ読取手段にて読み取ったデータと上記記憶手段に格納されたデータとに基づいて上記行動を制御する制御手段とを備え、
上記ロボット装置は、上記所定エリアを移動して上記無線タグと遭遇した場合、遭遇した無線タグに対して、上記無線タグ書込手段にてデータを書き込むことを特徴とする請求項１８記載のロボット装置移動制御システム。
【請求項２０】
上記無線タグ書込手段により書き込まれるデータは、当該ロボット装置に関する情報であって、当該ロボット装置の識別情報、無線タグへの遭遇日時、過去に遭遇した他の無線タグからの移動距離や方向、今後移動する方向、走行距離、上記情報取得手段にて取得した情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１８記載のロボット装置移動制御システム。
【請求項２１】
上記ロボット装置が上記所定エリアを移動して上記無線タグと遭遇した場合、
上記無線タグ読取手段は、遭遇した無線タグに記録されたデータを読み出し、上記制御手段は、読み出したデータと上記情報取得手段により取得した情報と上記記録手段に格納されたデータとに基づいて、自己の位置情報の算出、次の移動目標の決定、若しくは次の移動目標までの距離および方向の算出を実行することを特徴とする請求項１９記載のロボット装置移動制御システム。
【請求項２２】
上記付加情報には、位置情報、走行距離、書込日時情報、上記無線タグへ書き込んだデータ、書き込み時に上記情報取得手段にて取得した情報が含まれることを特徴とする請求項１９記載のロボット装置移動制御システム。
【請求項２３】
上記行動を表現する表出手段と、
上記表出手段を駆動する駆動手段とを有し、
上記制御手段は、上記情報取得手段により取得した情報と、上記無線タグ読取手段によって読み取ったデータと、上記記憶手段に格納されたデータとに基づいて、上記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１９記載のロボット装置移動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボット装置およびその制御方法に関するものであり、例えば、自律的に行動を出現させるとともに、外部からの入力情報に応じて上記行動が制御されるロボット装置およびそのロボット装置の制御方法、並びにロボット装置移動制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人間や動物等の動作に類似した運動を、例えば電気的または磁気的作用を用いて行う機械装置のことを一般に「ロボット装置」という。わが国においてロボット装置が普及し始めたのは１９６０年代末からであるが、その多くは、工場における生産作業の自動化・無人化などを目的としたマニピュレータや搬送ロボット装置などの産業用ロボット装置（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｒｏｂｏｔ）であった。
【０００３】
アーム式ロボット装置のように、ある特定の場所に設置して用いる据置きタイプのロボット装置は、部品の組立・選別作業といった固定的・局所的な作業空間でのみ活動する。これに対し、移動式ロボット装置は、非限定的な作業空間の所定経路上または無経路上を自在に移動して、所定または任意の人的作業を代行したり、ヒトやイヌ或いはその他の生命体に置き換わるような種々の幅広いサービスを提供することができる。
【０００４】
移動手段としては、クローラ式やタイヤ式等があるが、なかでも脚式の移動ロボット装置は、不安定で姿勢制御や歩行制御が難しくなるが、階段や梯子の昇降、障害物の乗り越え、整地・不整地の区別を間わない柔軟な歩行・走行動作を実現できるという点で優れている。
【０００５】
最近では、イヌやネコのように４足歩行の動物の身体メカニズムやその動作を模した、いわゆるペット型ロボット装置、或いはヒトのような２足直立歩行を行う動物の身体メカニズムや動作をモデルにしてデザインされた「人間型」のロボット装置（Ｈｕｍａｎｏｉｄ  Ｒｏｂｏｔ）など、脚式移動ロボット装置に関する研究開発が進展し、実用化への期待もますます高まってきている。
【０００６】
イヌやネコ等の愛玩動物を模したエンターテインメント向けのペット型ロボット装置の場合、生活密着型、すなわち人間との「共生」という性質が強い。ペット型ロボット装置は、実際の動物を扱うよりも手軽であるだけでなく、従来の玩具に比べて高機能・高付加価値を有する。
【０００７】
人間型ロボット装置は、人間の住環境下で人間と共存し、産業活動や生産活動等における各種の単純作業や危険作業、難作業の代行をすることができる。例えば、原子力発電プラントや火力発電プラント、石油化学プラントにおけるメンテナンス作業、製造工場における部品の搬送・組立作業、高層ビルにおける清掃作業、火災現場その他における救助活動といったように、様々な場面において活躍の場が見出されている。人間型ロボット装置は、２足歩行により障害物を好適に乗り越えたり迂回しながら、所望の現場まで自律的に移動して、指示された作業を忠実に遂行する。
【０００８】
従来の玩具機械は、ユーザ操作と応答動作との関係が固定的であって、ユーザは物足りなさを覚えるが、上述したペット型ロボット装置や人間型ロボット装置は、動作生成の時系列モデルにしたがって動作し、その上ユーザ操作等の外部からの刺激を検出したことに応答してこの時系列モデルを変更することができる。すなわち「学習効果」を有するため、ユーザが飽きない、ユーザの嗜好に合わせた動作パターンを提供できる。
【０００９】
このようなロボット装置は、所定の自由度をもつアクチュエータと所定の物理量を検出するセンサ等を所定の位置に配置された機構部とを有し、マイクロコンピュータを用いた制御部によって、外部からの情報に対して所定の動作を行うように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。そのため、ユーザによる「褒める」、「遊んであげる（可愛がる）」、「撫でる」、「叱る」、「叩く」等のユーザ入力に対して動的に反応して、「喜ぶ」、「甘える」、「すねる」、「叱る」、「吠える」、「尻尾を振る」等の感情的動作を実行するようにプログラムすることによって育成シミュレーションを享受することができる。また、このようなロボット装置は、一般家庭内を動作空間として、２足または４足歩行により障害物を好適に乗り越えたり迂回しながら、動作空間内を自由に自律的に行動できる。
【００１０】
このように、ロボット装置が実際の動物の示す行動により近づくことができれば、ロボット装置の生物感が一層増し、ユーザは、ロボット装置に一層の親近感や満足感を感じる。またこれにより、ロボット装置のエンターテインメント性、アミューズメント性が向上する。
【００１１】
イヌ、クマ、パンダ、狼などの動物は、季節変動はあるものの、その生活圏は無秩序でなく、生活空間の範囲や領域が生物的習性によりほぼ決まっている。その範囲は、“ナワバリ”と呼ばれることもある。動物が自分の生活空間の範囲や領域を所有するために、他の動物にその領域を示す方法として様々な方法があるが、一般的に自分の生活空間の範囲や領域を移動したときに、痕跡として爪跡、足跡や、排出物およびその匂いを残す方法が知られている。イヌ、クマなどの動物は、自分の生活空間の範囲を所有することによって、他の動物から餌、家族の安全等を確保することができる。また動物が移動して、再度過去に残した自分の爪跡、足跡の痕跡を発見することは、自分の移動の軌跡を確認することができ、自分の位置情報を把握するために大変有効である。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−１５４６７９
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した各種のロボット装置が自律的に移動したときに移動の痕跡や軌跡を残せるようにする方法としては、（１）物理的な働きかけ（圧力）によって再度認識できるような凹凸（形状）を残す方法、（２）「匂い」や「色」のような検出可能な要素をもつ物質を残す方法等がある。
【００１４】
しかしながら、動作空間（作業空間が）硬い部材で構成される場合、物理的な働きかけで凹凸を残すことは困難であるし、「匂い」や「色」のような検出可能な要素をもつ物質を残す方法は、被検対象のもつ情報量が少なく、ユーザの多種多様な嗜好に対応できないという問題点がある。
【００１５】
そこで本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、移動の痕跡や軌跡を残すことができ、更に再び過去の痕跡や軌跡に遭遇した場合、この痕跡や軌跡を参考にして自分の位置情報を算出し、次の移動や行動を決めることができるロボット装置、痕跡や軌跡を残し過去の痕跡や軌跡を参考にして次の行動を決定するロボット装置の制御方法、並びに痕跡や軌跡を残し過去の痕跡や軌跡を参考にして次の行動を決定するようにロボット装置を制御するロボット装置移動制御システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明に係るロボット装置は、内部状態に応じて自律的に行動を出現させるとともに外部からの入力情報に応じて行動が制御されるロボット装置において、外部から情報を取得する情報取得手段と、外部の物体に設けられた無線タグから該無線タグに記録されているデータを読み取る無線タグ読取手段と、無線タグへデータを書き込む無線タグ書込手段と、外部から取得された情報、無線タグから読み取られたデータおよび無線タグ書込手段が無線タグへデータを書き込んだときの付加情報の履歴を記憶する記憶手段と、情報取得手段により取得した情報と無線タグ読取手段にて読み取ったデータと記憶手段に格納されたデータとに基づいて行動を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
ここで付加情報は、位置情報、走行距離、書込日時情報、無線タグへ書き込んだデータ、書き込み時に情報取得手段にて取得した情報を含む。
【００１８】
また、このロボット装置は、行動を表現する表出手段と、表出手段を駆動する駆動手段とをさらに有し、制御手段は、情報取得手段により取得した情報と、無線タグ読取手段によって読み取ったデータと、記憶手段に格納されたデータとに基づいて、駆動手段を制御することが好ましい。
【００１９】
ここで、情報取得手段を接触を検出する接触検出手段として、制御手段が接触検出手段にて接触が検出されたとき、一定期間上記無線タグ読取手段における読み取り動作を実行する、または無線タグ書込手段における書込動作を実行するようにもできる。また、情報取得手段を非接触により外部の状態を検出する非接触検出手段として、制御手段が非接触検出手段により外部の状態を検出したとき、一定期間、無線タグ読取手段における読み取り動作または無線タグ書込手段における書込動作を実行することもできる。
【００２０】
また、無線タグに記録されたデータは、情報の内容に対応する認証番号であって、記憶手段には情報の内容と該認証番号とを関連付けたテーブルとして記憶する。
【００２１】
上述した目的を達成するために、本発明に係るロボット装置の制御方法は、内部状態に応じて自律的に行動を出現させるとともに外部からの入力情報に応じて行動が制御されるロボット装置の制御方法であって、ロボット装置において外部から情報を取得する情報取得工程と、外部の物体に設けられた無線タグから該無線タグに記録されているデータを読み取る無線タグ読取工程と、無線タグへデータを書き込む無線タグ書込工程と、外部から取得された情報、無線タグから読み取られたデータおよび無線タグ書込工程にて無線タグへデータを書き込んだときの付加情報の履歴を記憶手段に記憶する記憶工程と、情報取得工程にて取得した情報と無線タグ読取工程にて読み取ったデータと記憶手段に格納されたデータとに基づいて行動を制御する制御工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
ここで付加情報は、位置情報、走行距離、書込日時情報、無線タグへ書き込んだデータ、書き込み時に情報取得工程にて取得した情報を含む。
【００２３】
また、このロボット装置の制御方法では、行動を表現する表出手段を駆動する駆動工程をさらに設け、制御工程にて、情報取得工程にて取得した情報と、無線タグ読取工程にて読み取ったデータと、記憶手段に格納されたデータとに基づいて、駆動工程における表出手段の駆動を制御することが好ましい。
【００２４】
また、上述した目的を達成するために、本発明に係るロボット装置移動制御システムは、所定エリア内をロボット装置が移動するロボット装置移動システムにおいて、所定エリア内には複数の無線タグが設置され、ロボット装置は、所定エリアを移動して無線タグと遭遇した場合、遭遇した無線タグへデータを書き込むまたは無線タグからデータを読み取ることを特徴としている。
【００２５】
ここで、ロボット装置は、外部から情報を取得する情報取得手段と、外部の物体に設けられた無線タグから該無線タグに記録されているデータを読み取る無線タグ読取手段と、無線タグへデータを書き込む無線タグ書込手段と、外部から取得された情報、無線タグから読み取られたデータおよび無線タグ書込手段が無線タグへデータを書き込んだときの付加情報の履歴を記憶する記憶手段と、情報取得手段により取得した情報と無線タグ読取手段にて読み取ったデータと記憶手段に格納されたデータとに基づいて行動を制御する制御手段とを備え、所定エリアを移動して無線タグと遭遇した場合、遭遇した無線タグに対して、無線タグ書込手段にてデータを書き込むことを特徴としている。
【００２６】
このとき無線タグ書込手段により書き込まれるデータは、当該ロボット装置に関する情報であって、当該ロボット装置の識別情報、無線タグへの遭遇日時、過去に遭遇した他の無線タグからの移動距離や方向、今後移動する方向、走行距離、情報取得手段にて取得した情報のうち少なくとも１つを含む。
【００２７】
また、このロボット装置が所定エリアを移動して無線タグと遭遇した場合、無線タグ読取手段は、遭遇した無線タグに記録されたデータを読み出し、制御手段は、読み出したデータと情報取得手段により取得した情報と記録手段に格納されたデータとに基づいて、自己の位置情報の算出、次の移動目標の決定、若しくは次の移動目標までの距離および方向の算出を実行する。
【００２８】
付加情報には、位置情報、走行距離、書込日時情報、無線タグへ書き込んだデータ、書き込み時に情報取得手段にて取得した情報が含まれる。
【００２９】
また、このロボット装置は、行動を表現する表出手段と、表出手段を駆動する駆動手段とを有し、制御手段は、情報取得手段により取得した情報と、無線タグ読取手段によって読み取ったデータと、記憶手段に格納されたデータとに基づいて、駆動手段を制御する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明は、動作範囲内を制限なく自由に移動できるバッテリ駆動式の移動ロボット装置が動作範囲内に設けられた無線タグから情報を取得することによって、この情報に基づいて動作できるようにしたものである。とりわけ、無線タグに「形跡」にあたる情報を書き込む書込手段を設けることによって、動作範囲を共有するほかのロボット装置に自分の存在を示すことができるようにし、「縄張（テリトリ）」をもつことを実現した技術である。
【００３１】
本発明は、特定の経路上のみを移動するタイプの移動ロボット装置に対しても、好適に適用できる。また、以下に示す具体例では、４足歩行のロボット装置を用いて説明しているが、ロボット装置は、２足、４足、６足等の脚式歩行方式を採用したロボット装置のほか、クローラ式、タイヤ式等の移動方式を採用したロボット装置にも適用できる。
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の具体例について詳細に説明する。図１は、本発明の具体例として示すロボット装置の外観構成例を示す斜視図であり、図２は、その電気的構成例を示すブロック図である。このロボット装置は、周囲の環境（外的要因）や内部の状態（内的要因）に応じて自律的に行動をする自律型のロボット装置であり、特に「イヌ」を模した形状の、いわゆるペットロボットであるが、ロボット装置の形態は、これに限らず、他の動物形や人間等を模した２足歩行ロボットでもよい。
【００３３】
図１において、ロボット装置１は、胴体部ユニット２の前後左右に、それぞれ脚部ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが連結されるとともに、胴体部ユニット２の前端部および後端部にそれぞれ頭部ユニット４および尻尾部ユニット５が連結されて構成されている。尻尾部ユニット５は、胴体部ユニット２の上面に設けられたベース部から、尻尾５Ａが２自由度をもって湾曲または揺動自在に引き出されている。
【００３４】
胴体部ユニット２には、図２に示すように、ロボット全体の制御を行うコントローラ１０、ロボットの動力源となるバッテリ１１、並びにバッテリセンサ１２および熱センサ１３からなる内部センサ部１４などが収納されている。
【００３５】
頭部ユニット４には、外部音を集音するための「耳」に相当するマイク（マイクロフォン）１５、外部の状況を視覚的に検出する「目」に相当するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ１６、外部からの圧力等を検出する触覚に相当するタッチセンサ１７、音声等を出力する「口」に相当するスピーカ１８、外部の物体に設けられたＲＦＩＤタグ（無線タグ）の情報（ＩＤデータ等）を読み取るＲＦＩＤリード部（無線タグ読取手段）１９、ＲＦＩＤタグに情報を書き込むＲＦＩＤライト部２０が、それぞれ所定位置に配設されている。
【００３６】
ここで、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とは、非接触型の自動認識技術のことであり、例えばＩＣと小型アンテナが組み込まれたタグ等の媒体から、電波等を介して情報を読み取る。媒体となるタグ（付け札）は、ＲＦＩＤタグ、無線タグ、ＩＣタグ等と称され、カード状やラベル状、マイクロチップ状等、種々の形状がある。ＲＦＩＤには、バッテリ内包型とバッテリレス型とがあり、バッテリ内包型は電波発振が可能である。また、読み出し専用に用いられるもの、１回のみ書き込み可能なもの、複数回の書き込みが可能なもの等がある。使用周波数は、使用条件に合わせて、例えば、１２５〜１３５ＫＨｚの中波帯、１３．５６ＭＨｚの短波帯、２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯を選択できる。ＲＦＩＤ識別技術は、ＲＦＩＤタグをあらゆる製品に埋め込んで製品情報を管理できるため、バーコードに代わる技術として期待されているのみならず、ゲートやドアの開閉、通過管理、小包や荷物の配送管理等の種々の利用形態が提案されている。
【００３７】
ＲＦＩＤリード部１９は、このようなＲＦＩＤタグ（無線タグ）に記憶されているデータ（ＩＤデータ等）を読み取るためのものであり、ＲＦＩＤライト部２０は、ＲＦＩＤタグにデータを書き込むためのものである。
【００３８】
なお、ＲＦＩＤシステムの情報伝送方式には、電磁誘導方式、電磁結合方式、マイクロ波方式、静電結合方式、光方式等が挙げられるが、ＲＦＩＤリード部１９およびＲＦＩＤライト部２０としては、何れの方式に対応する情報読取手段を用いてもよく、また、複数の方式に対応させてもよい。更に、これらは、読み取り機能と書き込み機能とを有するリードライト部として構成されていてもよい。
【００３９】
脚部ユニット３Ａ乃至３Ｄそれぞれの関節部分や、脚部ユニット３Ａ乃至３Ｄそれぞれと胴体部ユニット２の連結部分、頭部ユニット４と胴体部ユニット２の連結部分、並びに尻尾部ユニット５と胴体部ユニット２の連結部分等には、図２に示すように、それぞれアクチュエータ３ＡＡ１乃至３ＡＡＫ、３ＢＡ１乃至３ＢＡＫ、３ＣＡ１乃至３ＣＡＫ、３ＤＡ１乃至３ＤＡＫ、４Ａ１乃至４ＡＬ、５Ａ１および５Ａ２が配設されている。これにより、各連結部分は、所定の自由度をもって回転できる。
【００４０】
頭部ユニット４におけるマイク１５は、ユーザからの発話を含む周囲の音声（音）を集音し、得られた音声信号をコントローラ１０に送出する。ＣＣＤカメラ１６は、周囲の状況を撮像し、得られた画像信号をコントローラ１０に送出する。ＲＦＩＤリード部１９は、周囲の物体に備え付けられたＲＦＩＤタグから、そのＲＦＩＤタグに記録された情報（ＩＤデータ等）を非接触または接触により読み取り、その読み取った信号をＲＦＩＤ信号として、コントローラ１０に送出する。また、ＲＦＩＤライト部２０は、コントローラ１０からの情報（ＩＤデータ等）をＲＦＩＤ信号として周囲の物体に備え付けられたＲＦＩＤタグに非接触または接触により書き込む。
【００４１】
タッチセンサ１７は、例えば、頭部ユニット４の上部に設けられており、ユーザからの「撫でる」や「叩く」といった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としてコントローラ１０に送出する。
【００４２】
胴体部ユニット２におけるバッテリセンサ１２は、バッテリ１１の残量を検出し、その検出結果を、バッテリ残量検出信号としてコントローラ１０に送出する。熱センサ１３は、ロボット内部の熱を検出し、その検出結果を、熱検出信号としてコントローラ１０に送出する。
【００４３】
コントローラ１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０Ａやメモリ１０Ｂ等を内蔵しており、ＣＰＵ１０Ａにおいて、メモリ１０Ｂに記憶された制御プログラムが実行されることにより、各種の処理を行う。
【００４４】
すなわち、コントローラ１０は、マイク１５や、ＣＣＤカメラ１６、タッチセンサ１７、ＲＦＩＤリード部１９、バッテリセンサ１２、熱センサ１３から与えられる音声信号、画像信号、圧力検出信号、ＲＦＩＤ信号、バッテリ残量検出信号、熱検出信号に基づいて、周囲の状況や、ユーザからの指令、ユーザからの働きかけなどの有無を判断する。
【００４５】
また、コントローラ１０は、この判断結果等に基づいて、続く行動を決定し、その決定結果に基づいて、アクチュエータ３ＡＡ１乃至３ＡＡＫ、３ＢＡ１乃至３ＢＡＫ、３ＣＡ１乃至３ＣＡＫ、３ＤＡ１乃至３ＤＡＫ、４Ａ１乃至４ＡＬ、５Ａ１および５Ａ２のうちの必要なものを駆動させ、これにより、頭部ユニット４を上下左右に振ったり、尻尾部ユニット５を動かしたり、各脚部ユニット３Ａ乃至３Ｄを駆動してロボットを歩行させる等の行動をさせる。
【００４６】
また、コントローラ１０は、必要に応じて合成音を生成し、スピーカ１８に供給して出力させたり、必要に応じてＲＦＩＤの書き込みデータを生成し、ＲＦＩＤライト部２０に供給して外部のＲＦＩＤタグに書き込むよう制御する。また、ロボットの「目」の位置に設けられた図示しないＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を点灯、消灯または点滅させる。
【００４７】
更に、コントローラ１０は、マイク１５、ＣＣＤカメラ１６、タッチセンサ１７等からの音声信号、画像信号、圧力検出信号等に基づいて、上記ＲＦＩＤリード部１９の読取動作およびＲＦＩＤライト部２０の書込動作を制御するようにしてもよい。例えば、コントローラ１０は、タッチセンサ１７等の接触を検出する接触検出手段からの検出結果により接触を検出した場合に、一定時間の間、ＲＦＩＤリード部１９およびＲＦＩＤライト部２０の動作を実行する。また、コントローラ１０は、ＣＣＤカメラ１６や赤外線センサ等のような物体の有無や状態を光学的に検出する光学的検出手段からの光学的検出結果により物体の有無や状態を検出した場合に、一定時間の間、ＲＦＩＤリード部１９およびＲＦＩＤライト部２０の動作を実行する。
【００４８】
以上のようにして、ロボット装置１は、周囲の状況等に基づいて自律的に行動でき、ＲＦＩＤタグに遭遇した際に、このＲＦＩＤタグからデータを読み出したり、ＲＦＩＤタグに対してデータを書き込んだりできるようになっている。
【００４９】
次に、コントローラ１０の機能的構成例について図３を用いて説明する。なお、図３に示す機能的構成は、ＣＰＵ１０Ａがメモリ１０Ｂに記憶された制御プログラムを実行することで実現される。
【００５０】
コントローラ１０は、特定の外部状態を認識するセンサ入力処理部５０、センサ入力処理部５０の認識結果等を累積して、感情および本能の状態を表現する感情／本能モデル部５１、センサ入力処理部５０の認識結果等に基づいて、続く行動を決定する行動決定機構部５２、行動決定機構部５２の決定結果に基づいて、実際にロボットに行動を起こさせる姿勢遷移機構部５３、各アクチュエータ３ＡＡ１乃至５Ａ１および５Ａ２を駆動制御する制御機構部５４、合成音を生成する音声合成部５５、並びに音声合成部５５の出力を制御する音響処理部５６、ＲＦＩＤリード部１９にて読み取ったＲＦＩＤ信号またはＲＦＩＤライト部２０にて書き込むＲＦＩＤ信号を処理するＲＦＩＤ処理部５７とから構成されている。
【００５１】
センサ入力処理部５０は、マイク１５、ＣＣＤカメラ１６、タッチセンサ１７、ＲＦＩＤリード部１９等から与えられる音声信号、画像信号、圧力検出信号やＲＦＩＤ信号等に基づいて、特定の外部状態や、ユーザからの特定の働きかけ、ユーザからの指示等を認識し、その認識結果を表す状態認識情報を感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２に通知する。
【００５２】
すなわち、センサ入力処理部５０は、音声認識部５０Ａを有しており、音声認識部５０Ａは、行動決定機構部５２からの制御にしたがい、マイク１５から与えられる音声信号を用いて音声認識を行う。そして、音声認識部５０Ａは、その音声認識結果としての、例えば、「歩け」、「伏せ」、「ボールを追いかけろ」等の指令その他を、状態認識情報として、感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２に通知する。
【００５３】
また、センサ入力処理部５０は、画像認識部５０Ｂを有しており、画像認識部５０Ｂは、ＣＣＤカメラ１６から与えられる画像信号を用いて、画像認識処理を行う。そして、画像認識部５０Ｂは、その処理の結果、例えば、「赤い丸いもの」や「地面に対して垂直で所定高さ以上の平面」等を検出したときには、「ボールがある」や「壁がある」といった画像認識結果を状態認識情報として感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２に通知する。
【００５４】
更に、センサ入力処理部５０は、圧力処理部５０Ｃを有する。圧力処理部５０Ｃは、タッチセンサ１７から与えられる圧力検出信号を処理する。圧力処理部５０Ｃは、その処理の結果、所定の閾値以上で、且つ短時間の圧力を検出したときには、「叩かれた（叱られた）」と認識し、所定の閾値未満で、且つ長時間の圧力を検出したときには、「撫でられた（褒められた）」と認識して、その認識結果を、状態認識情報として、感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２に通知する。
【００５５】
また、センサ入力処理部５０は、環境認識部５０Ｄを有する。環境認識部５０Ｄは、マイク１５から与えられる音声信号やＣＣＤカメラ１６から与えられる画像信号を用いて、例えば、ロボット装置からユーザや物体までの距離といったロボット装置が使用される環境を認識し、その認識結果を状態認識情報として音響処理部５６に出力する。
【００５６】
また、センサ入力処理部５０は、ＩＤ認識部５０Ｅを有する。ＩＤ認識部５０Ｅは、ＲＦＩＤリード部１９から与えられるＲＦＩＤ信号を用いてＲＦＩＤに記録された信号の認識処理を行う。認識処理の結果、例えば、「ボール」や「花瓶」といった物体の種類や、発現する動作の種類等を認識し、その認識結果を状態認識情報として感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２に通知する。特に、行動を規制する用途として用いる場合、特徴ある物体や特徴ある場所からの距離や方角に関する情報、現時点から次に向かうべき場所（ＲＦＩＤタグの位置）に関する情報、以前に訪れて形跡を残した場所（以前に情報を書き込んだＲＦＩＤタグ）であればそのとき残した情報や、数回訪れているならばその履歴情報等を認識し、この認識結果を状態認識情報として感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２に通知する。ＩＤ認識部５０Ｅの構成例に関しては、後述する。
【００５７】
ここで、コントローラ１０は、センサ入力処理部５０の音声認識部５０Ａ、画像認識部５０Ｂ、圧力認識部５０Ｃ等からの認識結果に応じて、ＲＦＩＤリード部１９やＩＤ認識部５０Ｅの動作を制御している。例えば、本具体例では、ＣＣＤカメラ１６からの画像信号を画像認識部５０Ｂで画像認識することによりボールらしき丸いものの認識結果が得られた場合に、ＲＦＩＤリード部１９を動作させて、「ボールらしき物体」に設けられたＲＦＩＤタグを読み取り、ＲＦＩＤリード部１９から得られたＲＦＩＤ信号をＩＤ認識部５０Ｅに送って認識処理を行わせ、正確に「ボール」であることを認識できるようにしている。
【００５８】
また、例えば、ＲＦＩＤタグから情報を読み出して、以前にこのタグを認識したか否か、すなわち以前にその場所を訪れたか否か、他のロボット装置が訪れているか否かといった更に詳細な情報を認識できるようになっている。また、ＣＣＤカメラ１６やマイク１５から得た情報をＲＦＩＤタグに記録することもできる。
【００５９】
感情／本能モデル部５１は、図４に示すような、ロボットの感情と本能の状態を表現する感情モデルと本能モデルをそれぞれ管理している。感情モデルは、例えば、３つの感情ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃで構成され、これらの感情ユニット６０Ａ乃至６０Ｃは、「うれしさ」、「悲しさ」、「怒り」の感情の状態（度合い）を、例えば、０乃至１００の範囲の値によってそれぞれ表し、センサ入力処理部５０からの状態認識情報や時間経過等に基づいてこの値を変化させる。なお、感情モデルには、「うれしさ」、「悲しさ」、「怒り」のほか、「楽しさ」に対応する感情ユニットを設けることも可能である。
【００６０】
本能モデルは、例えば、３つの本能ユニット６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃで構成され、これらの本能ユニット６１Ａ乃至６１Ｃは、「食欲」、「睡眠欲」、「運動欲」という本能による欲求の状態（度合い）を、例えば、０乃至１００の範囲の値によってそれぞれ表し、センサ入力処理部５０からの状態認識情報や時間経過等に基づいて、その値を変化させる。
【００６１】
感情／本能モデル部５１は、上述のようにして変化する感情ユニット６０Ａ乃至６０Ｃの値で表される感情の状態および本能ニット６１Ａ乃至６１Ｃの値で表される本能の状態を、感情／本能状態情報として、センサ入力処理部５０、行動決定機構部５２、および音声合成部５５に送出する。
【００６２】
行動決定機構部５２は、センサ入力処理部５０からの状態認識情報、感情／本能モデル部５１からの感情／本能状態情報、時間経過等に基づいて、次の行動を決定し、決定された行動の内容を行動指令情報として姿勢遷移機構部５３に送出する。すなわち、行動決定機構部５２は、図５の状態遷移図に示すように、ロボットがとり得る行動をステート（状態：ｓｔａｔｅ）に対応させた有限オートマトンをロボット装置の行動を規定する行動モデルとして管理しており、この行動モデルとしての有限オートマトンにおけるステートをセンサ入力処理部５０からの状態認識情報、感情／本能モデル部５１における感情モデル、本能モデルの値、時間経過等に基づいて遷移させ、遷移後のステートに対応する行動を次にとるべき行動として決定する。
【００６３】
具体的には、例えば、図５において、ステートＳＴ３は、「立っている」という行動を表し、ステートＳＴ４は、「寝ている」という行動を表し、ステートＳＴ５は、「ボールを追いかけている」という行動を表している。例えば、「ボールを追いかけている」というステートＳＴ５において、「ボールが見えなくなった」という状態認識情報が供給されると、ステートＳＴ５からＳＴ３に遷移する。この結果、ステートＳＴ３に対応する「立っている」という行動を次にとることが決定される。また、例えば、「寝ている」というステートＳＴ４において、「起きろ」という状態認識情報が供給されると、ステートＳＴ４からＳＴ３に遷移する。この結果、ステートＳＴ３に対応する「立っている」という行動を次にとることが決定される。
【００６４】
ここで、行動決定機構部５２は、所定のトリガ（ｔｒｉｇｇｅｒ）があったことを検出するとステートを遷移させる。すなわち、行動決定機構部５２は、例えば、現在のステートに対応する行動を実行している時間が所定時間に達したとき、特定の状態認識情報を受信したとき、感情／本能モデル部５１から供給される感情／本能状態情報が示す感情の状態の値（感情ユニット６０Ａ乃至６０Ｃの値）や本能の状態の値（本能ユニット６１Ａ乃至６１Ｃの値）が所定の閾値以下又は以上となったとき等にステートを遷移させる。
【００６５】
なお、行動決定機構部５２は、上述したように、センサ入力処理部５０からの状態認識情報だけでなく、感情／本能モデル部５１における感情モデルおよび本能モデルの値等に基づいて、図５に示す有限オートマトンにおけるステートを遷移させることから、同一の状態認識情報が入力されても、感情モデルや本能モデルの値（感情／本能状態情報）によってステートの遷移先が異なる。
【００６６】
この結果、行動決定機構部５２は、例えば、感情／本能状態情報が「怒っていない」および「お腹がすいていない」ことを表し、状態認識情報が「目の前に手のひらが差し出された」ことを表しているときには、目の前に手のひらが差し出されたことに対して、「お手」という行動をとらせる行動指令情報を生成し、これを姿勢遷移機構部５３に送出する。
【００６７】
また、行動決定機構部５２は、例えば、感情／本能状態情報が「怒っていない」および「お腹がすいている」ことを表し、状態認識情報が「目の前に手のひらが差し出された」ことを表しているときには、目の前に手のひらが差し出されたことに対して、「手のひらをぺろぺろなめる」ような行動をとらせる行動指令情報を生成し、これを姿勢遷移機構部５３に送出する。
【００６８】
また、行動決定機構部５２は、例えば、感情／本能状態情報が「怒っている」ことを表し、状態認識情報が「目の前に手のひらが差し出された」ことを表しているときには、感情／本能状態情報が「お腹がすいている」ことを表していても「お腹がすいていない」ことを表していても、「ぷいと横を向く」ような行動をとらせる行動指令情報を生成し、これを姿勢遷移機構部５３に送出する。
【００６９】
更に、行動決定機構部５２では、上述したような、ロボットの頭部や手足等を動作させる行動指令情報のほか、ロボットに発話を行わせる行動指令情報も生成される。ロボットに発話を行わせる行動指令情報は、音声合成部５５に供給されるようになっており、音声合成部５５に供給される行動指令情報には、音声合成部５５に生成させる合成音に対応するテキスト等が含まれる。音声合成部５５は、行動決定部５２から行動指令情報を受信すると、その行動指令情報に含まれるテキストに基づき、感情／本能モデル部５１で管理されている感情の状態や本能の状態を加味しながら、例えば、規則音声合成等を行うことで合成音を生成し、音響処理部５６に供給する。
【００７０】
姿勢遷移機構部５３は、行動決定機構部５２から供給される行動指令情報に基づいて、ロボットの姿勢を現在の姿勢から次の姿勢に遷移させるための姿勢遷移情報を生成し、これを制御機構部５４に送出する。
【００７１】
ここで、現在の姿勢から次に遷移可能な姿勢は、例えば、胴体や手や足の形状、重さ、各部の結合状態のようなロボットの物理的形状と、関節が曲がる方向や角度のようなアクチュエータ３ＡＡ１乃至５Ａ１および５Ａ２の機構とによって決定される。
【００７２】
また、次の姿勢としては、現在の姿勢から直接遷移可能な姿勢と、直接には遷移できない姿勢とがある。例えば、４本足のロボットは、手足を大きく投げ出して寝転んでいる状態から、伏せた状態へ直接遷移することはできるが、立った状態へ直接遷移することはできず、一旦、手足を胴体近くに引き寄せて伏せた姿勢になり、それから立ち上がるという２段階の動作が必要である。また、安全に実行できない姿勢も存在する。例えば、４本足のロボットは、その４本足で立っている姿勢から、両前足を挙げてバンザイをしようとすると、簡単に転倒してしまう。
【００７３】
このため、姿勢遷移機構部５３は、直接遷移可能な姿勢を予め登録しておき、行動決定機構部５２から供給される行動指令情報が直接遷移可能な姿勢を示す場合には、この行動指令情報を姿勢遷移情報として制御機構部５４に送出する。一方、行動指令情報が直接遷移不可能な姿勢を示す場合には、姿勢遷移機構部５３は、遷移可能なほかの姿勢に一旦遷移した後に、目的の姿勢まで遷移させるような姿勢遷移情報を生成し制御機構部５４に送出する。これによりロボットが、遷移不可能な姿勢を無理に実行しようとする事態や、転倒するような事態を回避することができるようになっている。
【００７４】
すなわち、姿勢遷移機構部５３は、例えば、図６に示すように、ロボットがとり得る姿勢をノードＮＯＤＥ１乃至ＮＯＤＥ５として表現するとともに、遷移可能な２つの姿勢に対応するノード間を、有向アークＡＲＣ１乃至ＡＲＣ１０で結合した有向グラフを記憶しており、この有向グラフに基づいて、上述したような姿勢遷移情報を生成する。
【００７５】
具体的には、姿勢遷移機構部５３は、行動決定機構部５２から行動指令情報が供給されると、現在の姿勢に対応したノードＮＯＤＥと、行動指令情報が示す次にとるべき姿勢に対応するノードＮＯＤＥとを結ぶように有向アークＡＲＣの向きにしたがいながら、現在のノードＮＯＤＥから次のノードＮＯＤＥに至る経路を探索し、探索した経路上にあるノードＮＯＤＥに対応する姿勢を順番にとっていくように指示する姿勢遷移情報を生成する。
【００７６】
その結果、姿勢遷移機構部５３は、例えば、現在の姿勢が「伏せる」という姿勢を示すノードＮＯＤＥ２にあるときに、「すわれ」という行動指令情報が供給されると、直接遷移可能な行動であれば、姿勢遷移情報を生成して制御機構部５４に与える。図６に示す有向グラフでは、「伏せる」という姿勢を示すノードＮＯＤＥ２から「すわる」という姿勢を示すノードＮＯＤＥ５へは、直接遷移可能であることから、「すわる」に対応する姿勢遷移情報を生成して制御機構部５４に与える。
【００７７】
また、姿勢遷移機構部５３は、現在の姿勢が「伏せる」という姿勢を示すノードＮＯＤＥ２にあるときに、「歩け」という行動指令情報が供給されると、有向グラフにおいて「伏せる」というノードＮＯＤＥ２から「歩く」というノードＮＯＤＥ４に至る経路を探索する。この場合、「伏せる」に対応するノードＮＯＤＥ２、「たつ」に対応するＮＯＤＥ３、「歩く」に対応するＮＯＤＥ４の経路が得られるから、姿勢遷移機構部５３は、「たつ」、「歩く」という順番の姿勢遷移情報を生成し、制御機構部５４に送出する。
【００７８】
制御機構部５４は、姿勢遷移機構部５３からの姿勢遷移情報にしたがって、アクチュエータ３ＡＡ１乃至５Ａ１および５Ａ２を駆動するための制御信号を生成し、これをアクチュエータ３ＡＡ１乃至５Ａ１および５Ａ２に送出する。これにより、アクチュエータ３ＡＡ１乃至５Ａ１および５Ａ２は、制御信号にしたがって駆動し、ロボット装置が自律的に行動を起こす。
【００７９】
一方、音響処理部５６は、センサ入力処理部５０を構成する環境認識部５０Ｄが出力する状態認識情報を受信し、その状態認識情報に基づいて音声合成部５５から供給される合成音の出力を制御する。すなわち、音響処理部５６は、ロボットが使用されている環境における雑音やロボットからユーザまでの距離等に応じて、スピーカ１８から出力される合成音がユーザに明確に聞こえ、且つ耳障りとならないような大きさ（パワー）や高さ（周波数）等を調整してスピーカ１８に供給する。これにより、スピーカ１８からは、音響処理部５６により調整された適切な大きさおよび高さ等を有する合成音が出力される。
【００８０】
ＲＦＩＤ処理部５７は、ＩＤ認識部５０Ｅで認識されたＩＤ番号に対応する動作に関する状態認識情報を受け取り、行動決定機構部５２、感情／本能モデル部５１、音響処理部５６等へ供給する。また、ＲＦＩＤタグへ情報を書き込む場合には、ＲＦＩＤの書き込みデータを生成し、ＲＦＩＤライト部２０に供給する。書き込みデータは、ＲＦＩＤタグに書き込み可能なＲＦＩＤ信号に変換される。このとき、書き込みデータの容量が大きくなる場合には、書き込む情報の内容に対応した新たなＩＤ番号を生成し、ＩＤテーブル記憶部４２の対応テーブルに書き込む情報の内容を記憶し、対応するＩＤ番号をＲＦＩＤライト部２０に送る。
【００８１】
なお、ロボット装置１は、上述した構成のほかにも、例えば、東西南北の方角を検出できる方角検出手段や、更に詳細な経度緯度等の位置情報を取得するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を備えていてもよく、これらから検出および取得された情報をＲＦＩＤタグとともに自身の記憶部に書き込むことができる。
【００８２】
図７は、図３のＩＤ認識部５０Ｅの構成例を示している。ＩＤ照合部４１には、ＲＦＩＤリード部１９から出力されるＲＦＩＤ信号が供給されるようになっている。またＩＤ照合部４１には、ＲＦＩＤ処理部７１から出力されるデータ（ＲＦＩＤライタ部７０の書き込みデータ）が供給されるようになっている。ＩＤ照合部４１は、ＲＦＩＤ処理部７１から出力されるデータおよび、ＲＦＩＤライタ部７０が書き込んだときの履歴として、例えば、位置情報、走行距離、時刻情報（書き込み日時など）を、ＩＤテーブル記憶部４２のＩＤテーブルに格納する。またＩＤ照合部４１は、図には記載していないが、ＲＦＩＤライタ部７０が書き込んだときに、ＲＦＩＤリード部１９以外のセンサ入力処理部５０から取得したデータをＩＤテーブル記憶部４２のＩＤテーブルに格納することも可能である。ＩＤテーブル記憶部４２の例としては、予め登録されたＲＦＩＤタグ（無線タグ）のＩＤ番号およびそのＩＤ番号に対応した状態認識情報のテーブル（以下、ＩＤテーブルと記す。）が記録されている。
【００８３】
図７のＩＤ照合部４１は、ＲＦＩＤリード部１９から出力されたＲＦＩＤ信号がＩＤテーブル記憶部４２のＩＤテーブルに記録された情報に属するかどうかを判定する。そして、ＲＦＩＤリード部１９から出力されたＲＦＩＤ信号がＩＤテーブル記憶部４２に記録されたものであると判定した場合、ＩＤテーブル記憶部４２に記録されたＩＤテーブルに基づいて、ＲＦＩＤ信号のＩＤ番号に対応する状況認識情報を、感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２へ通知する。ＩＤ番号に対応する状況認識情報は複数存在してもよい。
【００８４】
ここで、ＲＦＩＤ信号のフォーマットを図８を用いて説明する。ＲＦＩＤ信号フォーマット７０は、ヘッダ部７１と、識別子部７２と、データ部７３とを有し、全体として１２８ビットで構成されている。データ部７３には、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号が書き込まれる。ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号とＲＦＩＤタグに書き込まれた情報とを対応付けてテーブルとして記憶している。この記憶テーブルの内容は、実際のロボット装置１のＲＦＩＤタグ読み取り・書き込み動作とともに後述する。
【００８５】
また、ＲＦＩＤタグには、全体容量が大きく、データ部７３にＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）領域７４とＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のように使用可能で書き込み可能な書込領域７５とを有し、コマンドや音声データ等の実データをアスキーコードやＭＩＤＩデータで直接書き込むことができるタイプもある。
【００８６】
この場合、ＲＯＭ領域７４には、例えば、このＲＦＩＤタグの種類を示す情報、このＲＦＩＤタグを製造したメーカコード、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号、ＲＦＩＤタグの位置情報等が各番地に分けられて予め書き込まれる。このＲＦＩＤタグを使用するときの互いのＲＦＩＤタグの配置関係が予め決まっている場合には、配置すべきＲＦＩＤタグの互いの位置関係を示す情報や、所定の物体からの距離・方向といった位置情報もＲＯＭ領域７４に予め書き込まれている。書込領域７５は、更に領域７５１，７５２，・・・，７５ｎの各番地に分けられており、複数の情報が書き込める。ここで書き込まれる情報は、このロボット装置１のロボットＩＤ、書き込みをした日時、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの距離や方角、今後進行する方向といった位置情報等がある。
【００８７】
後段では、後者の書き込み可能な領域を備えたＲＦＩＤタグを用いた場合について説明する。
【００８８】
一般に、ＲＦＩＤタグは、バーコードに比べて記憶できる情報量が多いため、物体の識別能力が高く、物体の詳細なデータ等を盛り込むことができる。また、ＲＦＩＤは、非接触で情報通信ができるため、耐久性に優れ、汚れやほこり等の影響を受けないという利点がある。また、リード部とＲＦＩＤタグとが相対的に移動していても読み取りできたり、光量に関係なく暗闇でも物体認識が行えたりと非常に認識能力が高いのも特徴である。ＲＦＩＤ信号のフォーマットとしては、このほか、種々のフォーマットが使用可能である。
【００８９】
上述した具体例によれば、ＲＦＩＤリード部１９をロボット装置に設けることにより、マイク、カメラや種々のセンサで検出することが困難であった物体の情報の確認や物体の識別が可能となり、また、外部環境が暗くとも物体認識が有効且つ確実に行える。そして、認識した結果に応じて、それぞれ独自の行動をとらせることができる。また、ＲＦＩＤライト部２０を設けることによって、ＲＦＩＤタグに、一度訪れた場所（認識したタグ）であるといった情報を書き込むことができるようになり、ロボット装置の「縄張」を構築したり、同じ動作空間をもつほかのロボット装置の存在を認識させたりできる。また、この認識した結果に応じた行動をとらせることができる。
【００９０】
このように、ＲＦＩＤリード部１９、ＲＦＩＤライト部２０を設けることによって、ロボット装置に、ゲーム、スポーツ、行動範囲の制約、周囲との関係構築、部品の自動装着等の応用動作をさせることができる。
【００９１】
以下では、ロボット装置１がある動作領域を移動してＲＦＩＤタグから情報を読み取る場合、ＲＦＩＤタグに情報を書き込む場合について説明する。
【００９２】
図９に示すように、ロボット装置１が行動するエリアＡには、複数のＲＦＩＤタグ８０（０，０）〜８０（ｎ，ｎ）が設置されている。ここでは、エリアＡには読み書きが可能なＲＦＩＤタグが等間隔（１メートル間隔とする。）に配置されている。
【００９３】
本具体例では、ＲＦＩＤタグは、エリアＡ内に格子状に配置され、個々のＲＦＩＤタグは配置位置が予め決定されているものとして説明する。ロボット装置１は、これらＲＦＩＤタグのＩＤ番号と位置情報との対応関係をＩＤテーブル記憶部４２に記憶している。
【００９４】
ロボット装置１は、頭部ユニット４に備えたＲＦＩＤタグの情報をリードするＲＦＩＤリード部１９およびＲＦＩＤタグへ情報を書き込むＲＦＩＤライト部２０により、エリア内を移動してエリアＡに設置されたＲＦＩＤタグと遭遇した場合、遭遇したＲＦＩＤタグに書き込まれた情報を読み出し、必要に応じて新たな情報を書き込む。ここでは、説明の便宜上、書込領域７５に情報が記録されていないＲＦＩＤタグを白四角マークで示し、書込領域７５に情報が書き込まれたＲＦＩＤタグを黒四角マークで示す。
【００９５】
図９は、ロボット装置１がエリアＡのＲＦＩＤタグ８０（ａ，ｂ）の位置から太い点線の経路を通って途中にあるＲＦＩＤタグに情報を書き込みながら自律歩行し、ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）の位置に差し掛かった様子を示している。最初、ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）の書込領域７５には、何も記録されていない。
【００９６】
まず、ロボット装置１は、ＲＦＩＤリード部１９によってＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）に記録された情報を読み取り、ＩＤテーブル記憶部４２に含まれる記憶領域に、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号、ＲＦＩＤタグの位置情報といったＲＦＩＤタグの情報を記憶する。
【００９７】
ＩＤ照合部４１は、ＲＦＩＤリード部１９で読み取ったＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）に記録された情報とＩＤテーブルとを参照して、ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）に情報が記録されていないことを感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２へ通知する。ＲＦＩＤタグに直接情報を書き込めるタイプであれば、ＩＤ照合部４１は、ＲＦＩＤ信号として読み出した情報を感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２へ通知する。
【００９８】
行動決定機構部５２は、ＩＤ照合部４１から「ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）に情報が記録されていない」ことと、感情／本能モデル部５１からの感情／本能状態情報・時間経過等に基づいて、次に実行する行動を「ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）へロボット装置１に関する情報を書き込む」ことに決定し、決定された行動の内容（「ロボット装置１に関する情報の書き込み」）を行動指令情報としてＲＦＩＤ処理部５７へ送出する。
【００９９】
ここで、ロボット装置１に関する情報とは、ロボット装置１に付されたＩＤ番号を含めた行動の記録を示しており、このＲＦＩＤタグに遭遇した日時、進む方向等の情報を含む。ここでは、以下、履歴と記す。ＲＦＩＤ処理部５７は、行動決定機構部５２から供給された「ロボット装置１の履歴の書き込み」の行動指令情報に基づいて、ロボット装置１の履歴に対応するＩＤ番号を発行し、このＩＤ番号をＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）へ書き込むとともに、発行したＩＤ番号に対応付けて履歴の内容をＩＤテーブルに記憶する。
【０１００】
ロボット装置１の履歴の項目としては、ロボット装置１のＩＤ、ＲＦＩＤタグへの書き込み日時、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの移動距離および方角、この後移動する方角が挙げられる。図示しないが、ロボット装置１は、東西南北の方角検出手段を備えており、例えば、北が０度、東が９０度、南が１８０度、西が２７０度と示される。
【０１０１】
ＲＦＩＤタグに対して直接データが書き込める場合は、ＲＦＩＤ処理部５７は、ＲＦＩＤライト部２０にて、例えば、（１）ＩＤ、（２）書き込み日時、（３）前回遭遇したＲＦＩＤタグからの移動距離、（４）前回遭遇したＲＦＩＤタグからの方角、（５）今後移動する方角といった情報をこの順番でＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）に書き込む。したがって、このロボット装置１のＩＤが「１」であるとし、ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）への書き込み日時が１月１日１時２０分であれば「０１０１０１２０」が、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの移動距離が１メートルであれば「１」が、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの方角が西であれば「２７０」が、今後移動する方角が北であれば「０」が、順番に「１／０１０１０１２０／１／２７０／０」のようなデータがＲＦＩＤタグに書き込まれる。また、このデータがＩＤテーブルにも記憶される。ここで生成される「１／０１０１０１２０／１／２７０／０」といったデータ列をそのままＩＤ番号として用いてもよい。
【０１０２】
ＲＦＩＤ処理部５７は、書き込みデータ「１／０１０１０１２０／１／２７０／０」をＩＤ照合部４１へ出力する。ＩＤ照合部４１は、書き込みデータ「１／０１０１０１２０／１／２７０／０」をＩＤテーブルに格納する。
【０１０３】
図１１にＩＤテーブル記憶部４２に作成されるＩＤテーブルの例を、図１２にＲＦＩＤタグのＲＦＩＤ信号フォーマットを示す。
【０１０４】
図１１に示すＩＤテーブルには、各ＲＦＩＤタグのＩＤ番号に対応した情報の内容が対応付けて記憶されている。例えば、ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）のＩＤ番号に対応付けされてＩＤテーブル内に、ロボット装置１のＩＤ「１」、ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）への書き込み日時「０１０１０１２０」、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの移動距離「１」、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの方角「２７０」が、今後移動する方角「９０」が書き込まれる。また、ＲＦＩＤタグに直接情報の内容が書き込める場合は、図１２に示すように、書込領域７５の所定の番地にそれぞれの情報が書き込まれる。
【０１０５】
ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）への書き込み後、ロボット装置１は、自由且つ自律的に移動する。ここでは、北へ向かって移動する。この後もロボット装置１は、ＲＦＩＤタグに遭遇すると、上述した履歴の記録動作を繰り返す。
【０１０６】
続いて、ロボット装置１がＲＦＩＤタグを検出して書き込まれた情報を読み出す場合について、図１０を用いて説明する。
【０１０７】
ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグに遭遇したときに、遭遇したＲＦＩＤタグに記録されている情報をＲＦＩＤリード部１９にて読み取り、ＩＤテーブル記憶部４２に含まれる記憶領域に、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号、ＲＦＩＤタグの位置情報といったＲＦＩＤタグの情報を記憶する。
【０１０８】
ＩＤ照合部４１は、ＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）からのＲＦＩＤ信号がＩＤテーブルに格納された情報に属するかを判定する。または、ＩＤ照合部４１は、ＲＦＩＤタグに直接書き込まれた実データを読み出す。図１０は、ロボット装置１が徘徊しているときに、上述の記録動作の説明に用いたＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）に再び遭遇した場合である。
【０１０９】
判定の結果、ＩＤテーブル記憶部４２に記録されたものであると判ると、対応するデータをＩＤテーブルから抽出して状態認識情報として感情／本能モデル部５１および構造決定機構部５２へ送る。また、ＲＦＩＤタグに直接書き込まれている場合には、ＩＤ照合部４１は、ＩＤテーブルに格納されたデータ「１／０１０１０１２０／１／２７０／０」を状態認識情報として感情／本能モデル部５１および行動決定機構部５２へ通知する。行動決定機構部５２は、「１／０１０１０１２０／１／２７０／０」というデータから、このＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）の地点にこのロボット装置１が過去の１月１日１時２０分に訪れて、更に北に向かって進んだ痕跡を知る。またこのとき、西の方角、距離１メートルの地点（ＲＦＩＤタグ８０（ｋ＋１，ｌ））からこのＲＦＩＤタグ８０（ｋ，ｌ）に移動してきたことも知る。
【０１１０】
行動決定機構部５２は、感情／本能モデル部５１からの感情／本能状態情報、時間経過等に基づいて次の行動を「西に移動」と決定し、以前に通ったルートを辿る。ここで、行動決定機構部５２は、以前のルートを辿る動作に限らず、以前に訪れた場所であることを表現する特定の動作、例えば、「吠える」、「喜ぶ」等を起こすようにもできる。また、他のロボット装置の痕跡を検出した場合も同様であって、他のロボット装置の痕跡を辿ったり、特定の動作を起こしたりできる。
【０１１１】
ロボット装置１がＲＦＩＤタグを発見する方法としては、ＲＦＩＤリード部２０を定期的に起動させて読み取り用電波を発生しＲＦＩＤタグを探索する方法、バッテリを備えてアクティブな電波を発振可能なタイプのＲＦＩＤタグを用いる方法等が挙げられる。また、ＣＣＤカメラ、接触センサ等のほかの検出手段における検出結果に応じてＲＦＩＤタグの読み取り動作および書き込み動作を実行することもできる。例えば、ＣＣＤカメラによって視覚的にＲＦＩＤタグを発見したとき、一定期間ＲＦＩＤタグの読み取り動作や書き込み動作を実行するようにしてもよい。
【０１１２】
上述したようにロボット装置１は、動作範囲内に設けられたＲＦＩＤタグから情報を取得し、この情報に基づいて動作できる。また、ＲＦＩＤタグに「痕跡」に相当する情報を書き込むことによって、動作範囲を共有するほかのロボット装置に自分の存在を示すことができ、「縄張（テリトリ）」をもつことができる。
【０１１３】
なお、ロボット装置がＲＦＩＤタグに書き込むデータは、上記ロボット装置のＩＤ、日時、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの移動距離、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの方角、今後移動する方角に限定されず、ロボット装置のセンサ部が取得した外部からの入力情報等、様々な情報であってもよい。
【０１１４】
本具体例では、ＲＦＩＤタグは、格子状に配置され、個々のＲＦＩＤタグは配置位置が予め決定されているように説明しているが、ＲＦＩＤタグは、整然と配置されている必要はなく、ロボット装置１の動作範囲内に不規則に設けられていてもよい。この場合、ＲＦＩＤタグには位置情報も予め書き込まれている必要はない。例えば、ロボット装置１が無造作に配置されたＲＦＩＤタグを端から順番に読み取り、読み取ったＩＤ番号とＲＦＩＤタグの位置関係とをＩＤテーブルに記憶する方法、または、ロボット装置１がエリア内のＲＦＩＤタグに順番にこのＲＦＩＤタグの位置情報等を直接書き込む方法を用いてエリア内のタグ配置を認識できるようにすれば、上述した具体例が実施できる。
【０１１５】
本具体例では、上述した一連の処理をＣＰＵ１０Ａにプログラムを実行させて行うようにしたが、一連の処理は、専用のハードウェアによって行うこともできる。なお、プログラムは、予めメモリ１０Ｂに記憶させておくほか、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ  ｏｐｔｉｃａｌ）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に一時的または永続的に格納（記録）できる。このようなリムーバブル記録媒体を、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供し、ロボット（メモリ１０Ｂ）にインストールするようにもできる。
【０１１６】
プログラムは、リムーバブル記録媒体からインストールする方法のほかに、ダウンロードサイトから、ディジタル衛星放送用の人工衛星を介して無線で転送したり、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）・インターネットといったネットワークを介して有線で転送したりする方法にてメモリ１０Ｂにインストールすることができる。この場合、プログラムがバージョンアップされたとき等には、バージョンアップされたプログラムをメモリ１０Ｂに容易にインストールできるという利点がある。
【０１１７】
本具体例で説明したＣＰＵ１０Ａに各種の処理を行わせるためのプログラムを記述する処理ステップは、フローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的または個別に実行される処理（例えば、並列処理またはオブジェクトによる処理。）も含む。また、プログラムは、単独のＣＰＵにより処理されるものであってもよいし、複数のＣＰＵによって分散処理されるものであってもよい。
【０１１８】
以上、本発明をペット類似のロボット装置に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、産業用のロボット、人間型ロボット等の各種ロボット装置に広く適用できる。
【０１１９】
具体的に、本発明を人間型ロボット装置に適用した例について、図面を参照しながら説明する。図１３および図１４に、人間型ロボット装置２００を前方および後方の各々から眺望した様子を示す。更に、図１５に、この人間型ロボット装置２００が具備する関節自由度構成を模式的に示す。
【０１２０】
人間型ロボット装置２００は、脚式移動を行う左右２足の下肢２０１Ｒ，２０１Ｌと、体幹部２０２と、左右の上肢２０３Ｒ，２０３Ｌと、頭部２０４とで構成される。
【０１２１】
左右各々の下肢２０１Ｒ，２０１Ｌは、大腿部２０５Ｒ，２０５Ｌと、膝関節２０６Ｒ，２０６Ｌと、脛部２０７Ｒ，２０７Ｌと、足首２０８Ｒ，２０８Ｌと、足平２０９Ｒ，２０９Ｌとで構成され、股関節２１０Ｒ，２１０Ｌによって体幹部２０２の略最下端にて連結されている。また、左右各々の上肢２０３Ｒ，２０３Ｌは、上腕２１１Ｒ，２１１Ｌと、肘関節２１２Ｒ，２１２Ｌと、前腕２１３Ｒ，２１３Ｌとで構成され、肩関節２１４Ｒ，２１４Ｌによって体幹部２０２上方の左右各側縁にて連結されている。また、頭部２０４は、首関節２５５によって体幹部２０２の略最上端中央に連結されている。
【０１２２】
この人間型ロボット装置２００は、図１５に示すように、頭部２０４を支持する首関節ヨー軸３０２と、首関節ピッチ軸３０３と、首関節ロール軸３０４という３自由度を有している。また、腕関節は、肩関節ピッチ軸３０８と、肩関節ロール軸３０９と、上腕ヨー軸３１０と、肘関節ピッチ軸３１１と、前腕ヨー軸３１２と、手首関節ピッチ軸３１３と、手首関節ロール軸３１４と、手部３１５とで構成される。
【０１２３】
手部３１５は、実際には、複数本の指を含む多関節・多自由度構造体である。ただし、手部３１５の動作は人間型ロボット装置２００の姿勢制御や歩行制御に対する寄与や影響が少ないので、本明細書では０自由度と仮定する。したがって、各腕部は７自由度を有するとする。
【０１２４】
体幹部は、体幹ピッチ軸３０５と、体幹ロール軸３０６と、体幹ヨー軸３０７という３自由度を有する。
【０１２５】
下肢を構成する各々の脚部は、股関節ヨー軸３１６と、股関節ピッチ軸３１７と、股関節ロール軸３１８と、膝関節ピッチ軸３１９と、足首関節ピッチ軸３２０と、足首関節ロール軸３２１と、足部３２２とで構成される。本明細書中では、股関節ピッチ軸３１７と股関節ロール軸３１８の交点は、人間型ロボット装置２００の股関節位置を定義する。人体の足部３２２は、実際には多関節・多自由度の足底を含んだ構造体であるが、人間型ロボット装置２００の足底は、０自由度とする。したがって、各脚部は、６自由度で構成される。
【０１２６】
以上を総括すれば、人間型ロボット装置２００全体としては、合計で３＋７×２＋３＋６×２＝３２自由度を有することになる。ただし、エンターテインメント向けの人間型ロボット装置２００が必ずしも３２自由度に限定される訳ではなく、この自由度、すなわち関節数は、設計・制作上の制約条件や要求仕様等に応じて適宜増減できる。
【０１２７】
上述した人間型ロボット装置２００がもつ各自由度は、実際にはアクチュエータを用いて実装される。外観上で余分な膨らみを排してヒトの自然体形状に近似させること、２足歩行という不安定な構造体に対して姿勢制御を行うことなどの要請から、アクチュエータは小型且つ軽量であることが好ましい。
【０１２８】
図１６には、人間型ロボット装置２００の制御システム構成を模式的に示している。同図に示すように、人間型ロボット装置２００は、ヒトの四肢を表現した各機構ユニット３３０，３４０，３５０Ｒ／Ｌ，３６０Ｒ／Ｌと、各機構ユニット間の協調動作を実現するための適応制御を行う制御ユニット３８０とで構成される（ただし、Ｒ、Ｌの各々は、右、左の各々を示す接尾辞である。以下同様）。
【０１２９】
人間型ロボット装置２００全体の動作は、制御ユニット３８０によって統括的に制御される。制御ユニット３８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリ等の主要回路コンポーネント（図示しない）で構成される主制御部３８１と、電源回路や人間型ロボット装置２００の各構成要素とのデータやコマンドの授受を行うインターフェイス（何れも図示しない）などを含んだ周辺回路３８２とで構成される。この制御ユニット３８０の設置場所は、特に限定されない。図１６では体幹部ユニット３４０に搭載されているが、頭部ユニット３３０に搭載してもよい。または、人間型ロボット装置２００外に制御ユニット３８０を配備して、人間型ロボット装置２００の機体と有線または無線で交信するようにしてもよい。
【０１３０】
図１５に示した人間型ロボット装置２００内の各関節自由度は、それぞれに対応するアクチュエータによって実現される。すなわち、頭部ユニット３３０には、首関節ヨー軸３０２、首関節ピッチ３０３、首関節ロール軸３０４の各々を表現する首関節ヨー軸アクチュエータＡ２、首関節ピッチ軸アクチュエータＡ３、首関節ロール軸アクチュエータＡ４が配設されている。
【０１３１】
また、頭部ユニット３３０には、外部の状況を撮像するためのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラが設けられているほか、前方に位置する物体までの距離を測定するための距離センサ、外部音を集音するためのマイク、音声を出力するためのスピーカ、使用者からの「撫でる」や「叩く」といった物理的な働きかけにより受けた圧力を検出するためのタッチセンサ等が配設されている。更に、上述したようなＲＦＩＤタグ（無線タグ）からの情報を読み取るためのＲＦＩＤリード部（図示せず）およびＲＦＩＤライト部が頭部ユニット３３０に設けられている。このＲＦＩＤリード部およびＲＦＩＤライト部は、手指先や足先等、頭部ユニット３３０以外の部位に設けられていてもよい。
【０１３２】
また、体幹部ユニット３４０には、体幹ピッチ軸３０５、体幹ロール軸３０６、体幹ヨー軸３０７の各々を表現する体幹ピッチ軸アクチュエータＡ５、体幹ロール軸アクチュエータＡ６、体幹ヨー軸アクチュエータＡ７が配設されている。また、体幹部ユニット３４０には、この人間型ロボット装置２００の起動電源となるバッテリを備えている。このバッテリは、充放電可能な電池によって構成されている。
【０１３３】
また、腕部ユニット３５０Ｒ／Ｌは、上腕ユニット３５１Ｒ／Ｌと、肘関節ユニット３５２Ｒ／Ｌと、前腕ユニット３５３Ｒ／Ｌに細分化されるが、肩関節ピッチ軸３０８、肩関節ロール軸３０９、上腕ヨー軸３１０、肘関節ピッチ軸３１１、前腕ヨー軸３１２、手首関節ピッチ軸３１３、手首関節ロール軸３１４の各々表現する肩関節ピッチ軸アクチュエータＡ８、肩関節ロール軸アクチュエータＡ９、上腕ヨー軸アクチュエータＡ１０、肘関節ピッチ軸アクチュエータＡ１１、肘関節ロール軸アクチュエータＡ１２、手首関節ピッチ軸アクチュエータＡ１３、手首関節ロール軸アクチュエータＡ１４が配備されている。
【０１３４】
また、脚部ユニット３６０Ｒ／Ｌは、大腿部ユニット３６１Ｒ／Ｌと、膝ユニット３６２Ｒ／Ｌと、脛部ユニット３６３Ｒ／Ｌに細分化されるが、股関節ヨー軸３１６、股関節ピッチ軸３１７、股関節ロール軸３１８、膝関節ピッチ軸３１９、足首関節ピッチ軸３２０、足首関節ロール軸３２１の各々を表現する股関節ヨー軸アクチュエータＡ１６、股関節ピッチ軸アクチュエータＡ１７、股関節ロール軸アクチュエータＡ１８、膝関節ピッチ軸アクチュエータＡ１９、足首関節ピッチ軸アクチュエータＡ２０、足首関節ロール軸アクチュエータＡ２１が配備されている。各関節に用いられるアクチュエータＡ２，Ａ３・・・は、より好ましくは、ギア直結型で旦つサーボ制御系をワンチップ化してモータ・ユニット内に搭載したタイプの小型ＡＣサーボ・アクチュエータで構成することができる。
【０１３５】
頭部ユニット３３０、体幹部ユニット３４０、腕部ユニット３５０、各脚部ユニット３６０などの各機構ユニット毎に、アクチュエータ駆動制御部の副制御部３３５，３４５，３５５Ｒ／Ｌ，３６５Ｒ／Ｌが配備されている。更に、各脚部３６０Ｒ，Ｌの足底が着床したか否かを検出する接地確認センサ３９１および３９２を装着するとともに、体幹部ユニット３４０内には、姿勢を計測する姿勢センサ３９３を装備している。
【０１３６】
接地確認センサ３９１および３９２は、例えば足底に設置された近接センサまたはマイクロ・スイッチなどで構成される。また、姿勢センサ３９３は、例えば、加速度センサとジャイロ・センサの組み合わせによって構成される。
【０１３７】
接地確認センサ３９１および３９２の出力によって、歩行・走行などの動作期間中において、左右の各脚部が現在立脚または遊脚何れの状態であるかを判別することができる。また、姿勢センサ３９３の出力により、体幹部分の傾きや姿勢を検出することができる。
【０１３８】
主制御部３８１は、各センサ３９１〜３９３の出力に応答して制御目標をダイナミックに補正することができる。より具体的には、副制御部３３５，３４５，３５５Ｒ／Ｌ，３６５Ｒ／Ｌの各々に対して適応的な制御を行い、人間型ロボット装置２００の上肢、体幹、および下肢が協調して駆動する全身運動パターンを実現できる。
【０１３９】
以上のように、人間型ロボット装置２００は、各々の副制御部３３５，３４５，・・・等が、主制御部３８１からの受信コマンドを解釈して、各アクチュエータＡ２，Ａ３・・・に対して駆動制御信号を出力し、各ユニットの駆動を制御している。これにより、人間型ロボット装置２００は、目標の姿勢に安定して遷移し、安定した姿勢で歩行できる。
【０１４０】
また、人間型ロボット装置２００における制御ユニット３８０では、上述したような姿勢制御のほかに、加速度センサ、タッチセンサ、接地確認センサ等の各種センサ、およびＣＣＤカメラからの画像情報、マイクからの音声情報等を統括して処理している。制御ユニット３８０では、図示しないが加速度センサ、ジャイロ・センサ、タッチセンサ、距離センサ、マイク、スピーカなどの各種センサ、各アクチュエータ、ＣＣＤカメラおよびバッテリが各々対応するハブを介して主制御部３８１と接続されている。また、図示しないが上記ＲＦＩＤリード部も主制御部３８１と接続されている。
【０１４１】
主制御部３８１は、上述の各センサから供給されるセンサデータや画像データおよび音声データ、或いは上記ＲＦＩＤリード部からのＲＦＩＤ情報を順次取り込み、これらをそれぞれ内部インターフェイスを介してＤＲＡＭ内の所定位置に順次格納する。また、主制御部３８１は、バッテリから供給されるバッテリ残量を表すバッテリ残量データを順次取り込み、これをＤＲＡＭ内の所定位置に格納する。ＤＲＡＭに格納された各センサデータ、画像データ、音声データおよびバッテリ残量データは、主制御部３８１がこの人間型ロボット装置２００の動作制御を行う際に利用される。
【０１４２】
主制御部３８１は、人間型ロボット装置２００の電源が投入された初期時、制御プログラムを読み出し、これをＤＲＡＭに格納する。また、主制御部３８１は、上述のように主制御部３８１よりＤＲＡＭに順次格納される各センサデータ、画像データ、音声データおよびバッテリ残量データに基づいて自己および周囲の状況や、使用者からの指示および働きかけの有無などを判断する。更に、主制御部３８１は、この判断結果およびＤＲＡＭに格納した制御プログラムに基づいて自己の状況に応じて行動を決定するとともに、当該決定結果に基づいて必要なアクチュエータを駆動させることにより人間型ロボット装置２００に、いわゆる「身振り」、「手振り」といった行動をとらせる。
【０１４３】
したがって、人間型ロボット装置２００は、制御プログラムに基づいて自己および周囲の状況を判断し、使用者からの指示および働きかけに応じて自律的に行動できる。
【０１４４】
このような人間型ロボット装置２００であっても同様に、動作範囲内に設けられたＲＦＩＤタグから情報を取得し、この情報に基づいて動作できる。また、ＲＦＩＤタグに「痕跡」に相当する情報を書き込むことによって、動作範囲を共有するほかのロボット装置に自分の存在を示すことができ、「縄張（テリトリ）」をもつことができる。
【０１４５】
なお、ロボット装置がＲＦＩＤタグに書き込むデータは、上記ロボット装置のＩＤ、日時、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの移動距離、前回遭遇したＲＦＩＤタグからの方角、今後移動する方角に限定されず、ロボット装置のセンサ部が取得した外部からの入力情報等、様々な情報であってもよい。
【０１４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るロボット装置は、外部から情報を取得する情報取得手段と、外部の物体に設けられた無線タグから該無線タグに記録されているデータを読み取る無線タグ読取手段と、無線タグへデータを書き込む無線タグ書込手段と、外部から取得された情報、無線タグから読み取られたデータおよび無線タグ書込手段が無線タグへデータを書き込んだときの付加情報の履歴を記憶する記憶手段と、情報取得手段により取得した情報と無線タグ読取手段により読み取ったデータと記憶手段に格納されたデータとに基づいて行動を制御する制御手段とを備えることによって、無線タグから情報を取得し、この情報に基づいて動作できる。また、無線タグに移動の痕跡や軌跡を残すことができる。更に、過去に検出したロボット装置の痕跡や軌跡に再び遭遇した場合、その痕跡や軌跡に基づいて次の動作を決めることができる。
【０１４７】
また、無線タグ読取手段で読み取られたデータと該データに対応する情報とを関連付けたテーブルを記憶手段に記憶することによって、無線タグに書き込む情報量を低減できる。
【０１４８】
また、本発明に係るロボット装置の制御方法によれば、外部から情報を取得する情報取得工程と、外部の物体に設けられた無線タグから該無線タグに記録されているデータを読み取る無線タグ読取工程と、無線タグへデータを書き込む無線タグ書込工程と、外部から取得された情報、無線タグから読み取られたデータおよび無線タグ書込手段が無線タグへデータを書き込んだときの付加情報の履歴を記憶手段に記憶する記憶工程と、情報取得工程にて取得した情報と無線タグ読取工程にて読み取ったデータと記憶手段に格納されたデータとに基づいて行動を制御する制御工程とを有することによって、無線タグから情報を取得し、この情報に基づいて動作できる。また、無線タグに移動の痕跡や軌跡を残すことができる。更に、過去に検出したロボット装置の痕跡や軌跡に再び遭遇した場合、その痕跡や軌跡に基づいて次の動作を決めることができる。
【０１４９】
また、本発明に係るロボット装置移動制御システムは、所定エリア内をロボット装置が移動するロボット装置移動システムにおいて、所定エリア内には複数の無線タグが設置され、ロボット装置は、所定エリアを移動して無線タグと遭遇した場合、遭遇した無線タグへデータを書き込むまたは無線タグからデータを読み取ることにより、無線タグからの情報に基づいて動作できる。また、無線タグに移動の痕跡や軌跡を残すことができる。更に、過去に検出したロボット装置の痕跡や軌跡に再び遭遇した場合、その痕跡や軌跡に基づいて次の動作を決めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例として示すロボット装置の外観構成を説明する斜視図である。
【図２】上記ロボット装置の内部構成を説明するブロック図である。
【図３】上記ロボット装置におけるコントローラの機能的構成を説明する図である。
【図４】上記ロボット装置の感情／本能モデル部によって管理される感情モデルと本能モデルを説明する図である。
【図５】上記ロボット装置の行動モデルを説明する状態遷移図である。
【図６】上記ロボット装置の姿勢遷移機構部が記憶するノードとアークとで関連付けされた有向グラフを示す図である。
【図７】上記ロボット装置のＩＤ認識部を説明する構成図である。
【図８】本具体例で用いるＲＦＩＤタグのＲＦＩＤ信号のフォーマットを説明する図である。
【図９】上記ロボット装置がＲＦＩＤタグから情報を読み取る場合について説明する図である。
【図１０】上記ロボット装置がＲＦＩＤタグに情報を書き込む場合について説明する図である。
【図１１】ＩＤテーブル記憶部に作成されるＩＤテーブルの例を説明する図である。
【図１２】ＲＦＩＤ信号フォーマットに基づいてＲＦＩＤタグに直接書き込まれるデータの例を説明する図である。
【図１３】本発明を適用した人間型ロボット装置を前方から眺望した斜視図である。
【図１４】本発明を適用した人間型ロボット装置を後方から眺望した斜視図である。
【図１５】上記人間型ロボット装置の関節自由度構成を説明する模式図である。
【図１６】上記人間型ロボット装置の制御システム構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
１  ロボット装置、１０  コントローラ、１１  バッテリ、１２  バッテリセンサ、１３  熱センサ、１４  内部センサ部、１５  マイク（マイクロフォン）、１６  ＣＣＤカメラ、１７  タッチセンサ、１８  スピーカ、１９  ＲＦＩＤリード部、２０  ＲＦＩＤライト部、５０  センサ入力処理部、５１  感情／本能モデル部、５２  行動決定機構部、５３  姿勢遷移機構部、５４  制御機構部、５５  音声合成部、５６  音響処理部、５７  ＲＦＩＤ処理部、７０  ＲＦＩＤフォーマット、７１  ヘッダ部、７２  識別子部、７３  データ部、７４  ＲＯＭ領域、７５  書込領域
【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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