(57)【要約】【課題】４本の脚部を歩行面に着地しながら滑らかに歩行する脚式移動ロボット装置を提供する。【解決手段】少なくとも準備区間ＩＰにおいて、脚移動区間ＩＭで脚移動するための一定速度Ｖａまでに左前脚部ユニットを加速させることによって歩行面上を定速度歩行させる。また、左前脚部ユニットを準備区間ＩＰにて一定速度Ｖａまで一気に加速Ｖｄした後、脚移動区間にてそのまま一定速度Ｖａで移動し、遊脚区間ＩＴにて減速Ｖｂし、戻し区間ＩＲにて準備区間の開始に素早く迅速Ｖｃに戻す。また、左前脚部ユニットが脚移動区間ＩＭ外にあるとき、残りの３本の脚部ユニット、２０，３０，４０を歩行面に着地させている。また、歩行動作の時間的１サイクルを４分割したとき、脚移動区間ＩＭには３／４相当の時間を割り当てる。【選択図】　図６
2004058165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体部に対して連結される左側前後脚と右側前後脚の計４本の脚部のそれぞれを、歩行面に着地してから胴体部の進行方向とは反対側に脚移動させて歩行面上を歩行する脚式移動ロボット装置であって、
前記４本の脚部の前記歩行面上での動作を制御する制御手段は、
前記４本の脚部の内の各１本の脚部の歩行動作サイクルを、前記脚移動の準備区間，前記準備区間後に歩行面に着地し一定速度で移動する脚移動区間，前記脚移動区間による脚移動後に歩行面から遊脚する遊脚区間，前記遊脚区間による遊脚終了後に前記準備区間の開始に戻る戻し区間とに分け、
少なくとも前記準備区間では、前記脚移動区間で脚移動するための一定速度までに前記各１本の脚部を加速させることによって前記歩行面上を定速度歩行させることを特徴とする脚式移動ロボット装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記各１本の脚部を、前記準備区間にて前記一定速度まで一気に加速した後、前記脚移動区間にてそのまま一定速度で移動し、前記遊脚区間にて減速し、前記戻し区間にて前記準備区間の開始に迅速に戻すことを特徴とする請求項１記載の脚式移動ロボット装置。
【請求項３】
歩行時にあって前記４本の脚部の内の１本の脚部が前記脚移動区間外にあるとき、残りの３本の脚部は前記脚移動区間にあることを特徴とする請求項１記載の脚式移動ロボット装置。
【請求項４】
前記歩行動作の時間的１サイクルを４分割したとき、前記脚移動区間には３／４時間を割り当てることを特徴とする請求項１記載の脚式移動ロボット装置。
【請求項５】
前記遊脚区間の終わりであって戻し区間の始まりにおける前記１本の脚部の位置は、遊脚時の歩行面上の位置に近接することを特徴とする請求項１記載の脚式移動ロボット装置。
【請求項６】
前記戻し区間の終わりであって準備区間の始まりにおける前記１本の脚部の位置は、前記脚移動区間にて着地する位置よりも進行方向側にあることを特徴とする請求項１記載の脚式移動ロボット装置。
【請求項７】
胴体部に対して連結される左側前後脚と右側前後脚の計４本の脚部のそれぞれを、歩行面に着地してから胴体部の進行方向とは反対側に脚移動させて歩行面上を歩行する脚式移動ロボット装置の歩行制御方法であって、
前記４本の脚部の内の各１本の脚部の歩行動作制御工程を、
前記脚移動の準備工程と、
前記準備工程後に歩行面に着地し一定速度で脚移動する脚移動工程と、
前記脚移動工程による脚移動後に歩行面から遊脚する遊脚工程、
前記遊脚工程による遊脚終了後に前記準備工程の開始に戻る戻し工程とに分け、
少なくとも前記準備工程では、前記脚移動工程で脚移動するための一定速度までに前記各１本の脚部を加速させることによって前記歩行面上を定速度歩行させることを特徴とする脚式移動ロボット装置の歩行制御方法。
【請求項８】
前記歩行動作制御工程は、前記各１本の脚部を、前記準備工程にて前記一定速度まで一気に加速した後、前記脚移動工程にてそのまま一定速度で移動し、前記遊脚工程にて減速し、前記戻し工程にて前記準備工程の開始に迅速に戻すことを特徴とする請求項７記載の脚式移動ロボット装置の歩行制御方法。
【請求項９】
歩行時にあって前記４本の脚部の内の１本の脚部が前記脚移動工程外にあるとき、残りの３本の脚部は脚移動工程にて歩行面に着地していることを特徴とする請求項７記載の脚式移動ロボット装置の歩行制御方法。
【請求項１０】
前記歩行動作制御工程の時間的１サイクルを４分割したとき、前記脚移動工程には３／４時間を割り当てることを特徴とする請求項７記載の脚式移動ロボット装置の歩行制御方法。
【請求項１１】
前記遊脚工程の終わりであって戻し工程の始まりにおける前記１本の脚部の位置は、遊脚時の歩行面上の位置に近接することを特徴とする請求項７記載の脚式移動ロボット装置の歩行制御方法。
【請求項１２】
前記戻し工程の終わりであって準備工程の始まりにおける前記１本の脚部の位置は、前記脚移動工程にて着地する位置よりも進行方向側にあることを特徴とする請求項７記載の脚式移動ロボット装置の歩行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４本の脚部を歩行面に着地しながら歩行する脚式移動ロボット装置及び脚式移動ロボット装置の歩行制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気的若しくは磁気的な作用を用いて人間の動作に似せた運動を行う機械装置のことを「ロボット」という。ロボットの語源は、スラブ語の”ＲＯＢＯＴＡ（奴隷機械）”に由来すると言われている。わが国では、ロボット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などの産業用ロボット（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｒｏｂｏｔ）であった。
【０００３】
最近では、イヌやネコ、クマのように４足歩行の動物の身体メカニズムやその動作を模したペット型ロボット、あるいは、ヒトやサルなどの２足直立歩行を行う動物の身体メカニズムや動作を模した「人間形」若しくは「人間型」のロボット（ｈｕｍａｎｏｉｄ　ｒｏｂｏｔ）など、脚式移動ロボットの構造やその安定歩行制御に関する研究開発が進展し、実用化への期待も高まってきている。これら脚式移動ロボットは、クローラ式ロボットに比し不安定で姿勢制御や歩行制御が難しくなるが、階段の昇降や障害物の乗り越えなど、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。
【０００４】
アーム式ロボットのように、ある特定の場所に植設して用いるような据置きタイプのロボットは、部品の組立・選別作業など固定的・局所的な作業空間でのみ活動する。これに対し、移動式のロボットは、作業空間は非限定的であり、所定の経路上または無経路上を自在に移動して、所定の若しくは任意の人的作業を代行したり、ヒトやイヌあるいはその他の生命体に置き換わる種々のサービスを提供することができる。
【０００５】
脚式移動ロボットの用途の１つとして、産業活動・生産活動等における各種の難作業の代行が挙げられる。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、火災現場その他における救助といったような危険作業・難作業の代行などである。
【０００６】
また、脚式移動ロボットの他の用途として、上述の作業支援というよりも、生活密着型、すなわち人間との「共生」あるいは「エンターティンメント」という用途が挙げられる。この種のロボットは、ヒトあるいはイヌ（ペット）、クマなどの比較的知性の高い脚式移動動物の動作メカニズムや四肢を利用した豊かな感情表現を忠実に再現する。また、あらかじめ入力された動作パターンを単に忠実に実行するだけではなく、ユーザ（あるいは他のロボット）から受ける言葉や態度（「褒める」とか「叱る」、「叩く」など）に対して動的に対応した、生き生きとした応答表現を実現することも要求される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、汎用化されているエンターティンメント用途の脚式移動ロボット装置、特に胴体部に対して連結される左側前後脚と右側前後脚の計４本の脚部を用いて歩行する脚式移動ロボット装置では、歩行動作が間欠的であり、不自然な歩行であった。
【０００８】
従来、４本の脚部の内の各１本の脚部の歩行動作サイクルは、図２８に示すように、歩行面に着地してから遊脚するまでに脚部を進行方向とは反対に移動する脚移動区間、遊脚してから着地までの戻し区間とに分かれていた。
【０００９】
ところで、歩行時にあって前記４本の脚部の内の１本の脚部が前記脚移動区間外、すなわち前記戻し区間にあるとき、残りの３本の脚部を歩行面に着地させ、かつ胴体部の重心を前記残りの３本の脚部が形成する三角形の内部に入れることは転倒防止のための必要条件であった。
【００１０】
このような必要条件の基にて、前述したような、両方の区間における脚部の歩行面に対する速度の制御は困難であった。特に、前記脚移動区間においては、脚部が歩行面に着地した時点で速度は０であり、速度０から所定の移動速度まで速度を上げなければならなかった。このため、従来の４本の脚式移動ロボット装置では、歩行動作が間欠的となっていた。
【００１１】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、４本の脚部を歩行面に着地しながら滑らかに歩行する脚式移動ロボット装置の提供を目的とする。また、４本の脚部を歩行面に着地しながら歩行する脚式移動ロボット装置に滑らかな歩行を行わせるための脚式移動ロボット装置の歩行制御方法に関する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る脚式移動ロボット装置は、前記課題を解決するために、胴体部に対して連結される左側前後脚と右側前後脚の計４本の脚部のそれぞれを、歩行面に着地してから胴体部の進行方向とは反対側に脚移動させて歩行面上を歩行する脚式移動ロボット装置であって、前記４本の脚部の前記歩行面上での動作を制御する制御手段は、前記４本の脚部の内の各１本の脚部の歩行動作サイクルを、前記脚移動の準備区間，前記準備区間後に歩行面に着地し一定速度で移動する脚移動区間，前記脚移動区間による脚移動後に歩行面から遊脚する遊脚区間，前記遊脚区間による遊脚終了後に前記準備区間の開始に戻る戻し区間とに分け、少なくとも前記準備区間では、前記脚移動区間で脚移動するための一定速度までに前記各１本の脚部を加速させることによって前記歩行面上を定速度歩行させる。
【００１３】
このような構成により、本発明に係る脚式移動ロボット装置は、脚部の着地、脚移動、遊脚の時点での脚部の対歩行面速度を一定にできる。また、遊脚時は対歩行面速度を保ちつつ遊脚する。また、遊脚後は、素早く歩行開始位置に向かって戻し、戻し終了位置からは一気に加速しながら着地する。
【００１４】
本発明に係る脚式移動ロボット装置の歩行制御方法は、前記課題を解決するために、胴体部に対して連結される左側前後脚と右側前後脚の計４本の脚部のそれぞれを、歩行面に着地してから胴体部の進行方向とは反対側に脚移動させて歩行面上を歩行する脚式移動ロボット装置の歩行制御方法であって、前記４本の脚部の内の各１本の脚部の歩行動作制御工程を、前記脚移動の準備工程と、前記準備工程後に歩行面に着地し一定速度で移動する脚移動工程と、前記脚移動工程による脚移動後に歩行面から遊脚する遊脚工程、前記遊脚工程による遊脚終了後に前記準備工程の開始に戻る戻り工程とに分け、少なくとも前記準備工程では、前記脚移動工程で脚移動するための一定速度までに前記各１本の脚部を加速させることによって前記歩行面上を定速度歩行させる。
【００１５】
このような各工程により、本発明に係る脚式移動ロボット装置の歩行制御方法は、脚部の着地、脚移動、遊脚の時点での脚部の対歩行面速度を一定にできる。また、遊脚時は対歩行面速度を保ちつつ遊脚する。また、遊脚後は、素早く歩行開始位置に向かって戻し、戻し終了位置からは一気に加速しながら着地する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。先ず、第１の実施の形態は、バッテリーから電力の供給を受けたサーボモータにより駆動される４本の脚を備える図１〜図３に示す脚式移動ロボット装置１である。例えば、エンターテインメントロボット装置として使われる。
【００１７】
この脚式移動ロボット装置１は、胴体部ユニット２に対して左前脚部ユニット１０、左後脚部ユニット２０、右前脚部ユニット３０、右後脚部ユニット４０を連結している。また、胴体部ユニット２の前端部に頭部ユニット３を連結している。
【００１８】
左前脚部ユニット１０は、図２に示すように、胴体部ユニット２に対し左前脚上腕１１が回転支点１１ａで回転するように左前脚上腕１１を接続し、左前脚上腕１１に対し左前脚下肢１２が回転支点１２ａで回転するように左前脚下肢１２を接続している。左前脚下肢１２の先端、歩行面５０との接地部は中心１３ａを中心とした球形状の踵１３とされており、歩行面５０からの反力が常に球の中心１３ａに向かうようになされている。また、左前脚下肢１２のつま先１４はバネによる付勢力によって図の位置を保つよう軽く抑えられており、歩行時、路面、障害物等に接触した際は歩行の妨げとならないよう、球中心１３ａ付近にある後述の回転中心１４ａを中心として約１５度程度回転する。
【００１９】
なお、脚部ユニットの脚上腕という表現は、関節の上流側部材、脚上部、或いは太腿部と同じ意味を持たせた表現である。また、脚部ユニットの脚下肢という表現は、関節の下流側部材、脚下部、或いは脛部と同じ意味を持たせた表現である。
【００２０】
同様に左後脚部ユニット２０は、左後脚上腕２１、左後脚下肢２２、左後脚つま先２４、後足踵２３とからなっている。左後脚上腕２１は、左前脚同様回転支点２１ａにて回転するように胴体部ユニット２と接続されている。左後脚上腕２１に対して左後脚下肢２２は、回転支点２２ａで回転するように接続されている。後足踵２３も中心２３ａを中心とした球形状であり、歩行面５０との反力が接地面（歩行面５０）から中心２３ａに向かう。つま先２４も、歩行の妨げとならないよう、球中心２３ａと略一致した回転中心を中心として約１５度程度回転する。
【００２１】
図３に示す右側面では右前脚ユニット３０が右前脚上腕３１、右前脚下肢３２、右前脚つま先３４、右前脚踵３３からなっている。右前脚上腕３１は、回転支点３１ａにて回転するように胴体部ユニット２と接続されている。右前脚上腕３１と右前脚下肢３２は、右前脚下肢３２が回転支点３２ａで回転するように接続されている。右前足踵３３も中心３３ａを中心とした球形状であり、歩行面５０との反力が接地面から中心３３ａに向かう。つま先３４も、歩行の妨げとならないよう、球中心３３ａ付近にある回転中心中心として約１５度程度回転する。
【００２２】
同様に右後脚部ユニット４０は、右後脚上腕４１、右後脚下肢４２、右後脚つま先４４、右後足踵４３からなっている。右後脚上腕４１は、右前脚同様回転支点４１ａにて回転するように胴体部ユニット２と接続されている。右後脚上腕４１と右後脚下肢４２も、右後脚下肢４２が回転支点４２ａで回転するように接続されている。右後足踵４３も中心４３ａを中心とした球形状であり、歩行面５０との反力が接地面から中心４３ａに向かう。つま先４４も、歩行の妨げとならないよう、球中心４３ａと略一致した回転中心を中心として約１５度程度回転する。
【００２３】
次に、このような構成の脚部ユニットにおける各踵の中心の動きを捉えて歩行動作を解析する。つま先があることで本来は、後述の図１４、図１５に示すような複雑な動きになるが、ここでは概略的に説明するためにつま先が無いものとして説明する。つまり、各脚部ユニット１０，２０，３０，４０が図４に示すように、下肢１２、２２、３２、４２の先端を踵のみから構成し、その踵のみを歩行面５０に接地して歩行する際の動きである。
【００２４】
図５は前記図４に示した構成の左前脚部ユニット１０の踵１３の中心１３ａの軌道である。この軌道は、前進歩行時の歩行動作サイクルを示す。進行方向はＦ向き矢印で示すように前進である。図４の脚式移動ロボット装置１は、胴体部ユニット２に対して連結される左側前後脚と右側前後脚の計４本の脚部ユニット１０，３０，２０，４０のそれぞれを、歩行面５０に着地してから胴体部ユニット２の進行方向Ｆとは反対側に脚移動させて歩行面５０上を歩行する。
【００２５】
歩行動作は、後述する制御手段となるコントロール部によって制御される。コントロール部では、歩行動作サイクルを、脚移動のための準備区間ＩＰ、準備区間後に歩行面５０に着地Ｌ０し一定速度Ｖａで移動する脚移動区間ＩＭ，脚移動区間ＩＭによる脚移動後に歩行面５０から遊脚する遊脚区間ＩＴ，遊脚区間ＩＴによる遊脚終了後ＴＥに準備区間ＩＰの開始に戻る戻し区間ＩＲとに分けて前記歩行動作を制御している。
【００２６】
ここで、コントロール部は、左前脚部ユニット１０が歩行面５０に着地し、遊脚するまで左前脚上腕１１と左前脚下肢１２の折りたたみ角度、前脚上腕角度を制御する。そして、前脚上腕の回転支点１１ａと歩行面５０との高さをほぼ一定に保つ。さらに、歩行面５０に対する踵１３の移動速度が一定になるように制御する。
【００２７】
このため、コントロール部は、少なくとも準備区間ＩＰにおいて、脚移動区間ＩＭで脚移動するための一定速度Ｖａまでに左前脚部ユニット１０を加速させることによって歩行面５０上を定速度歩行させる。
【００２８】
また、コントロール部は、左前脚部ユニット１０を準備区間ＩＰにて一定速度Ｖａまで一気に加速Ｖｄした後、前記脚移動区間にてそのまま一定速度Ｖａで移動し、遊脚区間ＩＴにて減速Ｖｂし、戻し区間ＩＲにて準備区間の開始に素早く迅速Ｖｃに戻す。
【００２９】
また、コントロール部は、左前脚部ユニット１０が脚移動区間ＩＭ外にあるとき、残りの３本の脚部ユニット、２０，３０，４０を歩行面に着地させ、脚移動区間ＩＭ内にとどめておく。
【００３０】
このため、コントロール部は、前記歩行動作の時間的１サイクルを４分割したとき、脚移動区間ＩＭには３／４時間を割り当てる。動作区間を４分割したときは、歩行サイクル（時間）の１／４を使い遊脚、戻し、準備を行うと、接地脚は常に３脚が保証される。したがって、歩行サイクルの１／４以下の時間を使い、遊脚、戻し、準備を行う。
【００３１】
また、コントロール部は、図６に示すように、歩行計画作成上の都合により、前記歩行動作位置を１６分割したとき、脚移動区間ＩＭには７／１６を割り当て、それぞれ対地速度を設定する。遊脚区間ＩＴには１／１６を割り当てる。戻し区間ＩＲには７／１６を割り当て、準備区間ＩＰには７／１６を割り当てる。転倒防止を条件とすると、脚移動区間ＩＭには７／１６〜１０／１６が許容の割り当て範囲となる。
【００３２】
また、コントロール部は、遊脚区間ＩＴの終わりＴＥであって戻し区間ＩＲの始まりにおける左前脚部ユニット１０の位置を、遊脚開始ＴＳ時の歩行面５０上の位置に近接させる。
【００３３】
また、コントロール部は、戻し区間ＩＲの終わりであって準備区間ＩＰの始まりにおける左前脚部ユニット１０の位置を、脚移動区間ＩＭにて着地する位置Ｌ０よりも進行方向Ｆ側にする。
【００３４】
さらに、コントロール部は、４つの脚部ユニットにおける前記歩行動作サイクルの切り替えタイミングも制御する。例えば、右後脚部ユニットが脚移動後遊脚した後には、右前脚部ユニットが脚移動後遊脚する。その後、左後脚部ユニットが脚移動遊脚した後には、左前脚部ユニットが脚移動後遊脚するというタイミングとする。ここで、前述したように、一つの脚部ユニットが脚移動区間ＩＭ外にあるとき、残りの３本の脚部ユニットは脚移動区間ＩＭ内にとどめておく。また、歩行動作を継続するなかで、３本の脚部ユニットのみが歩行面に着地している状態の後には、４本の脚部ユニットが着地している状態が続くようにしている。その後、また３本の脚部ユニットのみの着地とする。
【００３５】
以上に、つま先が無いものとしたときの歩行動作を概略的に説明した。しかし、図１〜図３には、前述したようにつま先がある。このため、歩行動作サイクルは、後述の図１４、図１５に示すように、前記図５、図６に比べて異なったものとなる。この歩行動作サイクルについては後述する。
【００３６】
先ず、つま先を備えた脚部ユニットの詳細な構成と歩行時の動きについて説明しておく。図７には左前脚部ユニット１０の足先部分の詳細を示す。左前脚つま先１４は、球形状の踵１３の球中心１３ａ付近にある回転中心１４ａを中心として約１５度程度回転する。回転した位置を１４’で示す。１３ｂは左前脚踵１３の歩行面５０との接地点であり、前脚部の接地角度により位置が変わる。“Ｒｆ１”は左前脚部ユニット１０の上腕１１の長さである。“Ｒｆ２”は左前脚部ユニット１０の下肢１２の歩行上の腕長さであり、中心点１２ａを中心として踵（球）の中心１３ａの描く半径を示している。踵１３が球面であることから中心１３ａから歩行面５０に下した垂線と歩行面５０との交点が接地点１３ｂとなっている。“Ｒｆ３”は中心１３ａを中心とした踵の球面半径、“Ｒｆ４”はつま先１４の先端半径である。“Ｗｈｆ”は上腕１１と胴体部ユニット２との支点１１ａから歩行面５０までの歩行高さを示している。右前脚部ユニット３０のつま先の詳細も同様である。
【００３７】
図８には左後脚部ユニット２０の足先部分の詳細を示す。左後脚つま先２４の回転中心はこの実施例では球形状の踵２３の球中心２３ａと略一致しており、中心２３ａを回転中心として２４’で示した位置まで約１５度回転する。常時はバネ力によって保持されている。なお、球形状の踵２３は左前脚部と同様、接地部分が中心２３ａを中心とした半径“Ｒｒ３”の球形状をしており、接地点２３ｂの接地反力が脚角度の変化に対し常に支点２３ａに向かって加わるようになっている。“Ｒｒ１”は左後脚部ユニット２０の上腕２１の長さである。“Ｒｒ２”は左後脚部ユニット２０の下肢２２の歩行上の腕長さであり、中心点２２ａを中心として踵（球）の中心２３ａの描く半径を示している。“Ｒｒ３”は中心２３ａを中心とした踵の球面半径、“Ｒｒ４”はつま先２４の先端半径である。“Ｗｈｒ”は上腕２１と胴体部ユニット２との支点２１ａから歩行面５０までの歩行高さを示している。右後脚部ユニット３０のつま先の詳細も同様である。
【００３８】
次に、図９〜図１２を用いて左前脚部ユニット１０が歩行面５０上を歩行する動作を、左前脚部ユニット１０の歩行動作位置を１６分割（ｆ００〜ｆ１５）して説明する。左前脚部ユニット１０の動作位置は、踵１３の中心１３ａの動きに基づいている。
【００３９】
先ず、図９には歩行動作位置ｆ００からｆ０７を示す。これは、前述した図５，図６の脚移動区間ＩＭに相当する。この脚移動区間ＩＭにおいて歩行面５０に対する踵１３の移動が一定速度Ｖａにて行われる。下肢１２に取りつけた球形状の踵１３の回転中心１３ａの動きによる移動である。ｆ００で着地しｆ０７まで左前脚上腕１１と左前脚下肢１２の折りたたみ角度、前脚上腕１１の角度を制御し前脚上腕の回転支点１１ａと歩行面５０との高さ（Ｗｈｆ）がほぼ一定に保たれ、かつ、歩行面５０に対する踵１３の移動速度が一定となるよう制御する。ｆ０７では左前脚つま先１４が歩行面５０に接触し１４’の位置に回転している様子を示している。
【００４０】
次に、図１０には歩行動作位置ｆ０７からｆ０８を示す。これは、前述した図５，図６の遊脚区間ＩＴに相当する。この遊脚区間ＩＴにて遊脚動作が行われる。脚移動の最終位置ｆ０７から下肢１２０７の歩行面（５０）に対するｘ軸方向の速度を一定に保ったまま上腕１１の角度、下肢１２の開き角度（上腕１１と下肢１２の折りたたみ角度）を制御し歩行動作を終了した脚（下肢１２０８）を歩行面５０から引き上げる。ｆ０７のときの踵１３０７は歩行面５０から離れて１３０８の位置にくる。このとき、脚の速度は減速する。前脚の場合、ｆ０８では遊脚が完了し、脚の戻し動作を開始する。
【００４１】
次に、図１１には歩行動作位置ｆ０８からｆ１５を示す。これは、前記戻し区間ＩＲに相当する。戻し区間ＩＲにて、素早く迅速に脚部ユニットを後述の準備区間ＩＰの開始位置に戻す。この準備区間ＩＰの開始位置は、着地動作開始点でもある。歩行面５０に対し踵１３が充分な高さを持って着地動作開始点に戻って行くことになる。
【００４２】
次に、図１２にはｆ１５からｆ００を示す。前記準備区間ＩＰに相当する。戻し区間の戻り終了ｆ１５から着地＝歩行開始ｆ００を示したもので、ｆ１５から一気に踵１３を一定の歩行速度Ｖａにまで加速して着地ｆ００する。このようにすれば一定速度Ｖａで移動中の機体にブレーキを掛けることなく、歩行の脚部を切り替え、歩行を続ける事が可能となる。
【００４３】
後脚の動作は、脚移動区間、遊脚区間、戻し区間、準備区間についてほぼ前脚と同様であり、歩行中は一定の速度を保ち、遊脚時は対歩行面速度を保ちつつ遊脚する。遊脚終了後は素早く歩行開始位置に向かって戻し、戻り終了位置からは一気に加速しながら着地する。
【００４４】
図１３は、左後脚部ユニット２０の歩行動作位置における脚移動区間ｒ００〜ｒ０７の動作を図示したもので、図でも明らかな様に前脚のそれと大きく異なるところはない、よって動作の説明は省略する。
【００４５】
このように、左前脚部ユニット１０、左後脚部ユニット２０では、つま先１４、２３を備えることにより、遊脚区間において、下肢１２、２２を高く上げてつま先１３，１４を歩行面５０から離す必要がある。よって、踵１３，２３の中心１３ａ、２３ａの軌道の動きによる歩行動作サイクルは前記図５，図６に示したものとは異なる。
【００４６】
図１４は、つま先１４を有した左前脚部ユニット１０の踵１３の中心１３ａの軌道である。この軌道によって左前脚部の歩行動作サイクルが示される。前記ｆ００〜ｆ１５を細かく表したｆ０００〜ｆ１５０によって示される歩行動作位置が歩行動作サイクル上に示されている。歩行動作位置ｆ０００〜ｆ０７０は、脚移動区間ＩＭに相当する。歩行動作位置ｆ０７０〜ｆ０８０は、遊脚区間ＩＴに相当する。歩行動作位置ｆ０８０〜ｆ１５０は、戻し区間ＩＲに相当する。歩行動作位置ｆ１５０〜ｆ０００は、準備区間ＩＰに相当する。
【００４７】
図１５は、つま先２４を有した左後脚部ユニット２０の踵２３の中心２３ａの軌道である。この軌道によって左後脚部の歩行動作サイクルが示される。この歩行動作サイクル上に歩行動作位置ｒ０００〜ｒ１５０が示されている。歩行動作位置ｒ０００〜ｒ０７０は、脚移動区間ＩＭに相当する。歩行動作位置ｒ０７０〜ｒ０８０は、遊脚区間ＩＴに相当する。歩行動作位置ｒ０８０〜ｒ１５０は、戻し区間ＩＲに相当する。歩行動作位置ｒ１５０〜ｒ０００は、準備区間ＩＰに相当する。
【００４８】
次に、前記歩行動作サイクルにて動く左右の前脚部、後脚部による４脚での歩行動作の詳細について図１６〜図２０を参照しながら説明する。図１６〜図２０は、脚式移動ロボット装置１を上部から見たときの各踵の中心（左前脚の踵１３の中心１３ａ、左後脚の踵２３の中心２３ａ、右前脚の踵３３の中心３３ａ、右後脚の踵４３の中心４３ａ）の歩行面上での位置を平面的に示している。実線にて他の中心と結ばれているときには踵が歩行面に接地していることを示している。実線にて他の中心と結ばれていないときには踵が歩行面から離れていることを示している。各図には脚式移動ロボット装置１の重心ＣＧの位置も示している。４脚による歩行動作においては重心の管理が必要となってくる。少なくとも、３脚が歩行面に接地した状態で形成される３角形の中に重心が入っていれば転倒を防止することができる。
【００４９】
先ず、図１６には、矢印Ｆを進行方向とするとき、つまり前進歩行時における、歩行開始時の４脚の踵の中心の位置を示す。なお、これ以降の説明では、踵の中心が歩行動作位置ｆ０００〜ｆ１５０、ｒ０００〜ｒ１５０に位置するときの脚の位置という理解からｆ０００〜ｆ１５０、ｒ０００〜ｒ１５０を脚の位置として記す。左前脚は図１４に示す脚移動区間ＩＭの始まりのｆ０００にあり、左後脚は図１５に示す脚移動区間ＩＭのｒ０２０にある。また、右前脚は図１４に示す脚移動区間ＩＭのｆ０４５にあり、右後脚は図１５に示す脚移動区間ＩＭの終わりであり遊脚区間ＩＴの始まりのｒ０７０にある。この状態から前進歩行を開始する。各脚は前進方向Ｆとは反対側、つまり矢印Ｒ側に移動される。この図１６では４本の脚が全て歩行面に接地しており、重心ＣＧは４本の脚で作られた四辺形、つまり４つの踵の中心を実線で結んだ四辺形の中にあり、安定な立ち状態を実現している。
【００５０】
図１７には、前記図１６の状態からそれぞれの脚がロボット装置１を進行方向Ｆに移動し、右後脚がｒ０７０から遊脚区間ＩＴに入り、遊脚を完了した（ｒ０８０）状態を示す。ここで、遊脚は脚移動区間ＩＭにて一定速度Ｖａで移動されてた脚を歩行面から離した（ｒ０７０）後、減速しながらｒ０８０に持ってくる動作である。このとき、他の脚は、上腕と下肢の折りたたみ角度、上腕角度が制御されながら歩行面への接地が保たれ、かつそれぞれ脚移動区間ＩＭ中にあって一定速度Ｖａで移動を続けている。左前脚はｆ００５まで、左後脚はｒ０２５まで、右前脚はｆ０５０までそれぞれ前記図１６の位置から移動している。この接地状態にある３本の脚が形成する三角形内には、重心ＣＧが入っているので、この脚式移動ロボット装置１は、安定に歩行を続けることが可能である。万が一転倒の危険が生じたとしても、右後脚が減速されながら、遊脚時の歩行面上の位置に近接するｒ０８０の位置にくるので、転倒を防ぐことができる。
【００５１】
図１８には、図１７に続く歩行接地点の変化状況を示す。右前脚はｆ０５５から、ｆ０６０、ｆ０７０へと移動し、遊脚動作に移る直前の位置までくる。左前脚はｆ０１０、ｆ０１５、ｆ０２０へと移動する。また、左後脚はｒ０３０、ｒ０３５、ｒ０４０へと移動する。この図において、各接地点が一番右の位置にきたとき、すなわち左前脚がｆ０２０，左後脚がｒ０４０，右前脚がｆ０７０のとき、戻し区間にあった右後脚が着地の体勢に入りｒ１５０の位置にあることを示す。このときでも重心ＣＧは、接地点で作られた三角形の中にあり、安定な歩行動を可能としている。
【００５２】
図１９には、図１８でｆ０７０にあった右前脚が遊脚し（ｆ０８０）、戻し区間にて着地体勢（ｒ１５０）にあった右後脚が歩行面に接地して移動し始めた脚移動区間ＩＭの始め（ｒ０００〜ｒ０１５）までが示してある。左前脚は脚移動区間ＩＭにあってｆ０２５〜ｆ０４０まで移動し、左後脚は脚移動区間ＩＭにあってｒ０４５〜ｒ０６０まで移動している。さらに、右前脚は戻し区間ＩＲ（ｆ０８０〜ｆ１５０）を経て、準備区間ＩＰの開始であるｆ１５０にて着地体勢に入っている。ここで、各接地点が一番右の位置にきたとき、すなわち左前脚がｆ０４０，左後脚がｒ０６０，右後脚がｒ０１５のときには、前記３本の接地脚にて作られる三角形から重心ＣＧが外に出る寸前にある。このとき、右前脚は準備区間ＩＰの開始であるｆ１５０にて着地体勢に入っており、脚移動区間にて着地する位置よりも進行歩行Ｆ側にあるので転倒を防止することになり、安定な歩行を実現することができる。
【００５３】
図２０には、図１９に続く状態を示す。右前脚は脚移動区間ＩＭの始まりのｆ０００にあり、右後脚は脚移動区間ＩＭのｒ０２０にある。また、左前脚は脚移動区間ＩＭのｆ０４５にあり、左後脚は脚移動区間ＩＭの終わりであり遊脚区間ＩＴの始まりのｒ０７０にある。これは、前記図１６に示した状態と左右対称の位置関係にある。左右が反転した動作を経て図１６の状態に戻り１サイクルの歩行動作が完了する。
【００５４】
このように、前記４つの脚部ユニットにおける歩行動作サイクルは、適切なタイミングにて切り替えられる。例えば、右後脚部ユニットが脚移動後遊脚した後には、右前脚部ユニットが脚移動後遊脚する。その後、左後脚部ユニットが脚移動遊脚した後には、左前脚部ユニットが脚移動後遊脚するというタイミングとする。ここで、前述したように、一つの脚部ユニットが脚移動区間ＩＭ外にあるとき、残りの３本の脚部ユニットは脚移動区間ＩＭ内にとどめておく。また、歩行動作を継続するなかで、３本の脚部ユニットのみが歩行面に着地している状態の後には、４本の脚部ユニットが着地している状態が続くようにしている。その後、また３本の脚部ユニットのみの着地とする。つまり、歩行動作の時間的１サイクルを４分割したとき、脚移動区間には少なくとも３／４時間を割り当てる。
【００５５】
したがって、この脚式移動ロボット装置１によれば、着地、脚移動、遊脚の各区間において、歩行脚の体歩行面速度が一定に保たれる。このため、一定速度での定速歩行が可能となる。
【００５６】
また、脚移動区間の前に脚を加速接地する準備区間、脚を減速し引き上げる遊脚区間があるが、これらの区間における脚が体勢維持を補佐するので、着地又は遊脚によって重心バランスを崩しそうなときにも転倒を防止した歩行を実現することができる。
【００５７】
以下には、脚式移動ロボット装置１に、前述したような歩行移動を行わせるために用いる全体的な回路構成、ソフトウェア構成を説明する。
【００５８】
先ず、胴体部ユニット２には、図２１に示すように、ＣＰＵ１１０、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１１１、フラッシュＲＯＭ（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　ｅｍｏｒｙ）１１２、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）カードインターフェース回路１１３及び信号処理回路１１４が内部バス１１５を介して相互に接続されることにより形成されたコントロール部１１６と、この脚式移動ロボット装置１の動力源としてのバッテリー１１７とが収納されている。特に、コントロール部１１６は、本発明の脚式移動ロボット装置の歩行制御方法に基づいた歩行制御プログラムをＤＲＡＭ１１１をワークエリアにし、ＣＰＵ１１０にて実行することによって脚式移動ロボット装置１の歩行動作を制御する。
【００５９】
また、胴体部ユニット２には、脚式移動ロボット装置１の向きや動きの加速度を検出するための角速度センサ１１８及び加速度センサ１１９なども収納されている。
【００６０】
また、頭部ユニット３には、外部の状況を撮像するとともに、周囲の明るさを検出するためのＣＭＯＳカメラ５０と、使用者からの物理的な働きかけを検出するためのタッチセンサ５１と、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５２と、外部音を集音するためのマイクロホン５３と、各種音声を出力するためのスピーカ５４と、頭部ユニット３内に格納可能とされたヘッドライト５５と、ロボット装置１の「目」に相当するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）（図示せず）などがそれぞれ所定位置に配置されている。なお、脚式移動ロボット装置１においては、タッチセンサ５１以外にも、胴体部ユニット２及び頭部ユニット３の所定位置に複数のタッチセンサが配置されている。例えば頭部に付いているタッチセンサを、ユーザが撫でたときには、頭部センサを撫でられたという内部状況が評価される。
【００６１】
さらに、各脚部ユニット１０〜４０の関節部（連結部）分や各脚部ユニット１０〜４０及び胴体部ユニット２の各連結部分、並びに頭部ユニット３及び胴体部ユニット２の連結部分などにはそれぞれ所定の自由度数分のアクチュエータ及びポテンショメータが配設されている。例えば、アクチュエータ５６０〜５６ｎはサーボモータを有している。サーボモータの出力軸に固着されたモータ出力軸歯車に、減速歯車列を構成する複数の歯車が順次連なるように係合され、サーボモータの駆動力が減速されて前記連結部分に伝達され脚部の上腕、下肢などを駆動する。複数の歯車は、ギア支軸に大径ギアと小径ギアを一体的に同軸で段を持たせて取り付けた段付歯車や、ひら歯車であり、段付歯車の小径ギアと他の歯車の大径ギアや、ひら歯車を組み合わせるようにして回転駆動力を減速して伝達している。したがって、サーボモータの駆動により、脚部ユニット１０〜４０が動かされて、目標の姿勢或いは動作に遷移する。もちろん、歩行動作も前述したような伝達機構を介してサーボモータの駆動により動かされた脚部ユニット１０〜４０の歩行面５０に対する自在な動きにより成される。
【００６２】
特に、この脚式移動ロボット装置１では、脚部ユニット１０〜４０の各アクチュエータによって、各脚部ユニット毎に３自由度の範囲内で各脚部ユニットを動かしている。
【００６３】
そして、これら角速度センサ１１８、加速度センサ１１９、タッチセンサ５１、距離センサ５２、マイクロホン５３、スピーカ５４、及び各ポテンショメータ５７０〜５７ｎなどの各種センサ並びにヘッドライト５５、ＬＥＤ及び各アクチュエータ５６０　〜５６ｎは、それぞれ対応するハブ５８０〜５８ｎを介してコントロール部１１６の信号処理回路１１４と接続され、ＣＭＯＳカメラ５０及びバッテリー１１７は、それぞれ信号処理回路１１４と直接接続されている。
【００６４】
信号処理回路１ｌ４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及び音声データを順次取り込み、これらをそれぞれ内部バス１１５を介してＤＲＡＭ１１１内の所定位置に順次格納する。また信号処理回路１１４は、これと共にバッテリー１１７から供給されるバッテリー残量を表すバッテリー残量データを順次取り込み、これをＤＲＡＭ１１１内の所定位置に格納する。
【００６５】
このようにしてＤＲＡＭ１１１に格納された各センサデータ、画像データ、音声データ及びバッテリー残量データは、この後コントロール部１１６がこの脚式移動ロボット装置１の動作制御を行う際に利用される。
【００６６】
実際上、コントロール部１１６のＣＰＵ１１０は、脚式移動ロボット装置１の電源が投入された初期時、胴体部ユニット２の図示しないメモリカードスロットに装填されたメモリカード５９又はフラッシュＲＯＭ１１２に格納された、行動制御プログラムや、本発明の脚式移動ロボット装置の歩行制御方法の具体例である歩行制御プログラムをメモリカードインターフェース回路１１３を介して又は直接読み出し、これをＤＲＡＭ１１１に格納する。これらの制御プログラムをＣＰＵ１１０がＤＲＡＭ１１１を作業領域として実行する。すると、脚式移動ロボット装置１は、歩行面の状態や障害物などの周囲の外部環境や、ユーザによるコマンド、或いは内部環境に応じて、自律的に行動を選択し、その選択した行動の動作や表現の意味に基づいた動作や表現の実行命令を生成し、例えば頭部ユニット３や、脚部ユニット１０〜４０のモジュールの動きを制御する。または外部のＰＣなどからの有線、または無線でこのＣＰＵ１１０に指令をあたえて同様に頭部ユニット３、脚部ユニット１０〜４０などの制御を行う。
また、ＣＰＵ１１０は、信号処理回路１１４よりＤＲＡＭ１１１に順次格納される各センサデータ、画像データ、音声データ及びバッテリー残量データに基づいて自己及び周囲の状況や、使用者からの指示及び働きかけの有無などを判断する。
【００６７】
したがって、脚式移動ロボット装置１は、コントロール部１１６のＣＰＵ１１０により前記行動制御プログラムや、歩行制御プログラムを実行することにより、頭部ユニット３を上下左右に振らせたり、脚部ユニット１０〜４０による前述の歩行移動を行うことができる。特に、歩行移動は、連結部の必要なアクチュエータ５６０〜５６ｎを駆動させ、各脚部ユニット１０〜４０を駆動させることによって行われる。
【００６８】
歩行制御プログラムは、胴体部に対して連結される左側前後脚と右側前後脚の計４本の脚部のそれぞれを、歩行面に着地してから胴体部の進行方向とは反対側に脚移動させて歩行面上を歩行する脚式移動ロボット装置の歩行制御方法に基づいたプログラムであり、４本の脚部の内の各１本の脚部の歩行動作を、脚移動の準備ステップ、準備ステップ後に歩行面に着地し一定速度で脚移動する脚移動ステップと、脚移動ステップによる脚移動後に歩行面から遊脚する遊脚ステップ、遊脚ステップによる遊脚終了後に準備ステップの開始に戻る戻しステップとに分け、少なくとも準備ステップでは、脚移動ステップで脚移動するための一定速度までに各１本の脚部を加速させることによって歩行面上を定速度歩行させるプログラムである。
【００６９】
また、この歩行制御プログラムは、歩行動作制御により、各１本の脚部を、準備ステップにて一定速度まで一気に加速した後、脚移動ステップにてそのまま一定速度で移動し、遊脚ステップにて減速し、戻しステップにて準備ステップの開始に迅速に戻すことにより、脚式移動ロボット装置に歩行面上を定速歩行させる。
【００７０】
また、この歩行制御プログラムは、歩行時にあって脚式移動ロボット装置１の４本の脚部の内の１本の脚部が脚移動ステップ外にあるとき、残りの３本の脚部を脚移動ステップにて歩行面に着地させる。
【００７１】
また、遊脚ステップの終わりであって戻しステップの始まりにおける１本の脚部の位置は、遊脚時の歩行面上の位置に近接させる。また、戻しステップの終わりであって準備ステップの始まりにおける１本の脚部の位置は、脚移動ステップにて着地する位置よりも進行方向側におく。
【００７２】
したがって、このような歩行制御プログラムをコントロール部１１６がＣＰＵ１１０にて実行することにより、コントロール部６では、歩行動作サイクルを、脚移動のための準備区間ＩＰ、準備区間後に歩行面５０に着地Ｌ０し一定速度Ｖａで移動する脚移動区間ＩＭ，脚移動区間ＩＭによる脚移動後に歩行面５０から遊脚する遊脚区間ＩＴ，遊脚区間ＩＴによる遊脚終了後ＴＥに準備区間ＩＰの開始に戻る戻し区間ＩＲとに分けて歩行動作を制御することができる。
【００７３】
ここで、コントロール部１１６は、左前脚部ユニット１０が歩行面５０に着地し、遊脚するまで左前脚上腕１１と左前脚下肢１２の折りたたみ角度、前脚上腕角度を制御する。そして、前脚上腕の回転支点１１ａと歩行面５０との高さをほぼ一定に保つ。さらに、歩行面５０に対する踵１３の移動速度が一定になるように制御する。
【００７４】
このため、コントロール部１１６は、少なくとも準備区間ＩＰにおいて、脚移動区間ＩＭで脚移動するための一定速度Ｖａまでに左前脚部ユニット１０を加速させることによって歩行面５０上を定速度歩行させる。
【００７５】
また、コントロール部１１６は、左前脚部ユニット１０を準備区間ＩＰにて一定速度Ｖａまで一気に加速Ｖｄした後、前記脚移動区間にてそのまま一定速度Ｖａで移動し、遊脚区間ＩＴにて減速Ｖｂし、戻し区間ＩＲにて準備区間の開始に素早く迅速Ｖｃに戻す。
【００７６】
また、コントロール部１１６は、左前脚部ユニット１０が脚移動区間ＩＭ外にあるとき、残りの３本の脚部ユニット、２０，３０，４０を歩行面に着地させ、脚移動区間ＩＭ内にとどめておく。
【００７７】
このため、コントロール部は、前記歩行動作の時間的１サイクルを４分割したとき、脚移動区間ＩＭには３／４時間を割り当てる。動作区間を４分割したときは、歩行サイクル（時間）の１／４を使い遊脚、戻し、準備を行うと、接地脚は常に３脚が保証される。したがって、歩行サイクルの１／４以下の時間を使い、遊脚、戻し、準備を行う。
【００７８】
また、コントロール部１１６は、前記図６に示したように、歩行計画作成上の都合により、前記歩行動作サイクルを１６分割したとき、脚移動区間ＩＭには７／１６を割り当て、それぞれ対地速度を設定する。遊脚区間ＩＴには１／１６を割り当てる。戻し区間ＩＲには７／１６を割り当て、準備区間ＩＰには７／１６を割り当てる。転倒防止を条件とすると、脚移動区間ＩＭには７／１６〜１０／１６が許容の割り当て範囲となる。
【００７９】
また、コントロール部１１６は、遊脚区間ＩＴの終わりＴＥであって戻し区間ＩＲの始まりにおける左前脚部ユニット１０の位置を、遊脚開始ＴＳ時の歩行面５０上の位置に近接させる。
【００８０】
また、コントロール部１１６は、戻し区間ＩＲの終わりであって準備区間ＩＰの始まりにおける左前脚部ユニット１０の位置を、脚移動区間ＩＭにて着地する位置Ｌ０よりも進行方向Ｆ側にする。
【００８１】
さらに、コントロール部１１６は、４つの脚部ユニットにおける前記歩行動作サイクルの切り替えタイミングも制御する。例えば、右後脚部ユニットが脚移動後遊脚した後には、右前脚部ユニットが脚移動後遊脚する。その後、左後脚部ユニットが脚移動遊脚した後には、左前脚部ユニットが脚移動後遊脚するというタイミングとする。ここで、前述したように、一つの脚部ユニットが脚移動区間ＩＭ外にあるとき、残りの３本の脚部ユニットは脚移動区間ＩＭ内にとどめておく。また、歩行動作を継続するなかで、３本の脚部ユニットのみが歩行面に着地している状態の後には、４本の脚部ユニットが着地している状態が続くようにしている。その後、また３本の脚部ユニットのみの着地とする。
【００８２】
また、コントロール部１１６のＣＰＵ１１０は、必要に応じて音声データを生成し、これを信号処理回路１１４を介して音声信号としてスピーカ５４に与えることにより当該音声信号に基づく音声を外部に出力させたり、上述のＬＥＤを点灯、消灯又は点滅させる。また、ＣＰＵ１１０は、後述するように、ＣＭＯＳカメラ５０を用いて周囲の明るさを検出させ、その検出結果に応じてヘッドライト５５を点灯させる。
【００８３】
このようにしてこの脚式移動ロボット装置１においては、自己及び周囲の状況（内部状況及び外部状況）や、使用者からの指示及び働きかけに応じて自律的に行動し得るようになされている。
【００８４】
特に、この脚式移動ロボット装置１は、内部状況及び外部状況、あるいはユーザからの指示及び働きかけに応じて、前記歩行動作を行うことができる。例えば、ユーザにより、「こっちに早く来て」という命令に対して、滑らかな歩行動作を行う。
【００８５】
次に、図２２〜図２７を用いて脚式移動ロボット装置１のソフトウェア構成について説明する。脚式移動ロボット装置１におけるソフトウェア構成は、図２２に示すようになる。この図２２において、デバイス・ドライバ・レイヤ６０は、この前記歩行制御プログラムの最下位層に位置し、複数のデバイス・ドライバからなるデバイス・ドライバ・セット６１から構成されている。この場合、各デバイス・ドライバは、ＣＭＯＳカメラ５０やタイマ等の通常のコンピュータで用いられるハードウェアに直接アクセスすることを許されたオブジェクトであり、対応するハードウェアからの割り込みを受けて処理を行う。
【００８６】
また、ロボティック・サーバ・オブジェクト６２は、デバイス・ドライバ・レイヤ６０の上位に位置し、例えば上述の各種センサやアクチュエータ５６０〜５６ｎ等のハードウェアにアクセスするためのインターフェースを提供するソフトウェア群でなるバーチャル・ロボット６３と、電源の切換えなどを管理するソフトウェア群でなるバワーマネージャ６４と、他の種々のデバイス・ドライバを管理するソフトウェア群でなるデバイス・ドライバ・マネージャ６５と、脚式移動ロボット装置１の各機構を管理するソフトウェア群でなるデザインド・ロボット６６とから構成されている。
【００８７】
マネージャ・オブジェクト６７は、オブジェクト・マネージャ６８及びサービス・マネージャ６９から構成されている。オブジェクト・マネージャ６８は、ロボティック・サーバ・オブジェクト６２、ミドル・ウェア・レイヤ７０、及びアプリケーション・レイヤ７１に含まれる各ソフトウェア群の起動や終了を管理するソフトウェア群であり、サービス・マネージャ６９は、メモリカード５９に格納されたコネクションファイルに記述されている各オブジェクト間の接続情報に基づいて各オブジェクトの接続を管理するソフトウェア群である。
【００８８】
ミドル・ウェア・レイヤ７０は、ロボティック・サーバ・オブジェクト６２の上位層に位置し、画像処理や音声処理などのこの脚式移動ロボット装置１の基本的な機能を提供するソフトウェア群から構成されている。
【００８９】
また、アプリケーション・レイヤ７１は、ミドル・ウェア・レイヤ７０の上位層に位置し、当該ミドル・ウェア・レイヤ７０を構成する各ソフトウェア群によって処理された処理結果に基づいて脚式移動ロボット装置１の行動を決定するためのソフトウェア群から構成されている。
【００９０】
なお、ミドル・ウェア・レイヤ７０及びアプリケーション・レイヤ７１の具体なソフトウェア構成をそれぞれ図２３、図２４に示す。
【００９１】
ミドル・ウェア・レイヤ７０は、図２３に示すように、騒音検出用、温度検出用、明るさ検出用、音階認識用、距離検出用、姿勢検出用、タッチセンサ用、動き検出用及び色認識用の各信号処理モジュール８０〜８８並びに入力セマンティクスコンバータモジュール８９などを有する認識系９０と、出力セマンティクスコンバータモジュール９８並びに姿勢管理用、トラッキング用、モーション再生用、歩行用、転倒復帰用、ライト点灯用及び音再生用の各信号処理モジュール９１〜９７などを有する出力系９９とから構成されている。
【００９２】
認識系９０の各信号処理モジュール８０〜８８は、ロボティック・サーバ・オブジェクト６２のバーチャル・ロボット６３によりＤＲＡＭ１１１から読み出される各センサデータや画像データ及び音声データのうちの対応するデータを取り込み、当該データに基づいて所定の処理を施して、処理結果を入力セマンティクスコンバータモジュール８９に与える。ここで、例えば、バーチャル・ロボット６３は、所定の通信規約によって、信号の授受或いは変換をする部分として構成されている。
【００９３】
入力セマンティクスコンバータモジュール８９は、これら各信号処理モジュール８０〜８８から与えられる処理結果に基づいて、「うるさい」、「暑い」、「明るい」、「ボールを検出した」、「転倒を検出した」、「撫でられた」、「叩かれた」、「ドミソの音階が聞こえた」、「動く物体を検出した」又は「障害物を検出した」などの自己及び周囲の状況（内部状況及び外部状況）や、使用者からの指令及び働きかけを認識し、認識結果をアプリケーション・レイヤ７１（図２３）に出力する。
【００９４】
アプリケーション・レイヤ７ｌは、図２４に示すように、行動モデルライブラリ１００、行動切換モジュール１０１、学習モジュール１０２、感情モデル１０３及び本能モデル１０４の５つのモジュールから構成されている。
【００９５】
行動モデルライブラリ１００には、図２５に示すように、「バッテリー残量が少なくなった場合」、「転倒復帰する」、「障害物を回避する場合」、「感情を表現する場合」、「ボールを検出した場合」などの予め選択されたいくつかの条件項目にそれぞれ対応させて、それぞれ独立した行動モデル１００１〜１００ｎが設けられている。もちろん、「歩行移動する」という行動モデルも設けられることになる。
【００９６】
そして、これら行動モデル１００１〜１００ｎ等は、、それぞれ入力セマンティクスコンバータモジュール８９から認識結果が与えられたときや、最後の認識結果が与えられてから一定時間が経過したときなどに、必要に応じて後述のように感情モデル１０３に保持されている対応する情動のパラメータ値や、本能モデル１０４に保持されている対応する欲求のパラメータ値を参照しながら続く行動をそれぞれ決定し、決定結果を行動切換モジュール１０１に出力する。
【００９７】
なお、この実施の形態の場合、各行動モデル１００１〜１００ｎは、次の行動を決定する手法として、図２６に示すような１つのノード（状態）ＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎから他のどのノードＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎに遷移するかを各ノードＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎに間を接続するアークＡＲＣ１〜ＡＲＣｎに対してそれぞれ設定された遷移確率Ｐ１〜Ｐｎに基づいて確率的に決定する有限確率オートマトンと呼ばれるアルゴリズムを用いる。
【００９８】
具体的に、各行動モデル１００１〜１００ｎは、それぞれ自己の行動モデル１００１〜１００ｎを形成するノードＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎにそれぞれ対応させて、これらノードＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎごとに図２７に示すような状態遷移表１１０を有している。
【００９９】
この状態遷移表１１０では、そのノードＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎにおいて遷移条件とする入力イベント（認識結果）が「入力イベント名」の列に優先順に列記され、その遷移条件についてのさらなる条件が「データ名」及び「データ範囲」の列における対応する行に記述されている。
【０１００】
したがって、図２７の状態遷移表１１０で表されるノードＮＯＤＥ１００では、「ボールを検出（ＢＡＬＬ）」という認識結果が与えられた場合に、当該認識結果と共に与えられるそのボールの「大きさ（ＳＩＺＥ）」が「０から１０００」の範囲であることや、「障害物を検出（ＯＢＳＴＡＣＬＥ）」という認識結果が与えられた場合に、当該認識結果と共に与えられるその障害物までの「距離（ＤＩＳＴＡＮＣＥ）」が「０から１００」の範囲であることが他のノードに遷移するための条件となっている。
【０１０１】
また、このノードＮＯＤＥ１００では、認識結果の入力がない場合においても、行動モデル１００１〜１００ｎが周期的に参照する感情モデル１０３及び本能モデル１０４にそれぞれ保持された各情動及び各欲求のパラメータ値のうち、感情モデル１０３に保持された「喜び（ｊｏｙ）」、「驚き（ｓｕｒｐｒｉｓｅ）」若しくは「悲しみ（ＳＵＤＮＥＳＳ）」のいずれかのパラメータ値が「５０から１００」の範囲であるときには他のノードに遷移することができるようになっている。
【０１０２】
また、状態遷移表１１０では、「他のノードヘの遷移確率」の欄における「遷移先ノード」の行にそのノードＮＯＤＥ０〜　ＮＯＤＥｎから遷移できるノード名が列記されていると共に、「入力イベント名」、「データ値」及び「データの範囲」の列に記述された全ての条件が揃ったときに遷移できる他の各ノードＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎへの遷移確率が「他のノードヘの遷移確率」の欄内の対応する箇所にそれぞれ記述され、そのノードＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎに遷移する際に出力すべき行動が「他のノードヘの遷移確率」の欄における「出力行動」の行に記述されている。なお、「他のノードヘの遷移確率」の欄における各行の確率の和は１００［％］となっている。
【０１０３】
したがって、図２７の状態遷移表１１０で表されるノードＮＯＤＥ１００では、例えば「ボールを検出（ＢＡＬＬ）」し、そのボールの「ＳＩＺＥ（大きさ）」が「０から１０００」の範囲であるという認識結果が与えられた場合には、「３０［％］」の確率で「ノードＮＯＤＥ１２０（ｎｏｄｅ　１２０）」に遷移でき、そのとき「ＡＣＴＩＯＮ１」の行動が出力されることとなる。
【０１０４】
各行動モデル１００１〜１００ｎは、それぞれこのような状態遷移表１００として記述されたノードＮＯＤＥ０〜　ＮＯＤＥｎがいくつも繋がるようにして構成されており、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から認識結果が与えられたときなどに、対応するノードＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎの状態遷移表を利用して確率的に次の行動を決定し、決定結果を行動切換モジュール１０１に出力するようになされている。
【０１０５】
図２４に示す行動切換モジュール１０１は、行動モデルライブラリ１００の各行動モデル１００１〜１００ｎからそれぞれ出力される行動のうち、予め定められた優先順位の高い行動モデル１００１〜１００ｎ等から出力された行動を選択し、当該行動を実行すべき旨のコマンド（以下、これを行動コマンドという。）をミドル・ウェア・レイヤ７０の出力セマンティクスコンバータモジュール９８に送出する。なお、この実施の形態においては、図２５において下側に表記された行動モデル１００１〜１００ｎほど優先順位が高く設定されている。
【０１０６】
また、行動切換モジュール１０１は、行動完了後に出力セマンティクスコンバータモジュール９８から与えられる行動完了情報に基づいて、その行動が完了したことを学習モジュール１０２、感情モデル１０３及び本能モデル１０４に通知する。
【０１０７】
一方、学習モジュール１０２は、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から与えられる認識結果のうち、「叩かれた」や「撫でられた」など、使用者からの働きかけとして受けた教示の認識結果を入力する。
【０１０８】
そして、学習モジュール１０２は、この認識結果及び行動切換モジュール１０１からの通知に基づいて、「叩かれた（叱られた）」ときにはその行動の発現確率を低下させ、「撫でられた（誉められた）」ときにはその行動の発現確率を上昇させるように、行動モデルライブラリ１００における対応する行動モデル１００１〜１００ｎの対応する遷移確率を変更する。
【０１０９】
他方、感情モデル１０３は、「喜び（ｊｏｙ）」、「悲しみ（ｓａｄｎｅｓｓ）」、「怒り（ａｎｇｅｒ）」、「驚き（ｓｕｒｐｒｉｓｅ）」、「嫌悪（ｄｉｓｇｕｓｔ）」及び「恐れ（ｆｅａｒ）」の合計６つの情動について、各情動ごとにその情動の強さを表すパラメータを保持している。そして、感情モデル１０３は、これら各情動のパラメータ値を、それぞれ入力セマンティクスコンバータモジュール８９から与えられる「叩かれた」及び「撫でられた」などの特定の認識結果と、経過時間及び行動切換モジュール１０１からの通知などに基づいて周期的に更新する。
【０１１０】
具体的には、感情モデル１０３は、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から与えられる認識結果と、そのときの脚式移動ロボット装置１の行動と、前回更新してからの経過時間などに基づいて所定の演算式により算出されるそのときのその情動の変動量を△Ｅ［ｔ］、現在のその情動のパラメータ値をＥ［ｔ］、その情動の感度を表す係数をｋｅとして、（１）式によって次の周期におけるその情動のパラメータ値Ｅ［ｔ＋１］を算出し、これを現在のその情動のパラメータ値Ｅ［ｔ］と置き換えるようにしてその情動のパラメータ値を更新する。また、感情モデル１０３は、これと同様にして全ての情動のパラメータ値を更新する。
Ｅ［ｔ＋１］＝Ｅ［ｔ］＋Ｋｅ×△Ｅ［ｔ］　　・・・（１）
なお、各認識結果や出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知が各情動のパラメータ値の変動量△Ｅ［ｔ］にどの程度の影響を与えるかは予め決められており、例えば「叩かれた」といった認識結果は「怒り」の情動のパラメータ値の変動量△Ｅ［ｔ］に大きな影響を与え、「撫でられた」といった認識結果は「喜び」の情動のパラメータ値の変動量△Ｅ［ｔ］に大きな影響を与えるようになっている。
【０１１１】
ここで、出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知とは、いわゆる行動のフィードバック情報（行動完了情報）であり、行動の出現結果の情報であり、感情モデル１０３は、このような情報によっても感情を変化させる。これは、例えば、「吠える」といった行動により怒りの感情レベルが下がるといったようなことである。なお、出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知は、上述した学習モジュール７２にも入力されており、学習モジュール１０２は、その通知に基づいて行動モデル１００１〜１００ｎの対応する遷移確率を変更する。
【０１１２】
なお、行動結果のフィードバックは、行動切換モジュレータ１０１の出力（感情が付加された行動）によりなされるものであってもよい。
【０１１３】
一方、本能モデル１０４は、「運動欲（ｅｘｅｒｃｉｓｅ）」、「愛情欲（ａｆｆｅｃｔｉｏｎ）」、「食欲（ａｐｐｅｔｉｔｅ）」及び「好奇心（ｃｕｒｉｏｓｉｔｙ）」の互いに独立した４つの欲求について、これら欲求ごとにその欲求の強さを表すパラメータを保持している。そして、本能モデル１０４は、これらの欲求のパラメータ値を、それぞれ入力セマンティクスコンバータモジュール８９から与えられる認識結果や、経過時間及び行動切換モジュール１０１からの通知などに基づいて周期的に更新する。
【０１１４】
具体的には、本能モデル１０４は、「運動欲」、「愛情欲」及び「好奇心」については、認識結果、経過時間及び出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知などに基づいて所定の演算式により算出されるそのときのその欲求の変動量をΔＩ［ｋ］、現在のその欲求のパラメータ値をＩ［ｋ］、その欲求の感度を表す係数ｋｉとして、所定周期で（２）式を用いて次の周期におけるその欲求のパラメータ値Ｉ［ｋ＋１］を算出し、この演算結果を現在のその欲求のパラメータ値Ｉ［ｋ］と置き換えるようにしてその欲求のパラメータ値を更新する。また、本能モデル１０４は、これと同様にして「食欲」を除く各欲求のパラメータ値を更新する。
Ｉ［ｋ＋１］＝Ｉ［ｋ］＋ｋｉ×ΔＩ［ｋ］　　　　・・・（２）
なお、認識結果及び出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知などが各欲求のパラメータ値の変動量△Ｉ［ｋ］にどの程度の影響を与えるかは予め決められており、例えば出力セマンティクスコンバータモジュール９８からの通知は、「疲れ」のパラメータ値の変動量△Ｉ［ｋ］に大きな影響を与えるようになっている。
【０１１５】
なお、この脚式移動ロボット装置１においては、各情動及び各欲求（本能）のパラメータ値がそれぞれ０から１００までの範囲で変動するように規制されており、また係数ｋｅ、ｋｉの値も各情動及び各欲求ごとに個別に設定されている。
【０１１６】
一方、ミドル・ウェア・レイヤ７０の出力セマンティクスコンバータモジュール９８は、図２３に示すように、上述のようにしてアプリケーション・レイヤ７１の行動切換モジュール１０１から与えられる「前進」、「喜ぶ」、「鳴く」又は「トラッキング（ボールを追いかける）」といった抽象的な行動コマンドを出力系９９の対応する信号処理モジュール９１〜９７に与える。
【０１１７】
そしてこれら信号処理モジュール９１〜９７は、行動コマンドが与えられると当該行動コマンドに基づいて、その行動を行うために対応するアクチュエータ５６０〜５６ｎに与えるべきサーボ指令値や、スピーカ５４から出力する音の音声データ及び又は「目」のＬＥＤに与える駆動データを生成し、これらのデータをロボティック・サーバ・オブジェクト６２のバーチャル・ロボット６３及び信号処理回路１１４を順次介して対応するアクチュエータ５６０〜５６ｎ又はスピーカ５４又はＬＥＤに順次送出する。
【０１１８】
以上に説明した、ミドル・ウェア・レイヤ７０と、アプリケーション・レイヤ７１と、バーチャルロボット６３により、本発明の実施の形態の脚式移動ロボット装置１が実行する歩行制御プログラムが構築される。
【０１１９】
ミドル・ウェア・レイヤ７０内の認識系９０の騒音検出用、温度検出用、明るさ検出用、音階認識用、距離検出用、姿勢検出用、タッチセンサ用、動き検出用及び色認識用の各信号処理モジュール８０〜８８は、処理結果を入力セマンティクスコンバータモジュール８９に与える。
【０１２０】
入力セマンティクスコンバータモジュール８９は、これら各信号処理モジュール８０〜８８から与えられる処理結果に基づいて、「うるさい」、「暑い」、「明るい」、「ボールを検出した」、「転倒を検出した」、「撫でられた」、「叩かれた」、「ドミソの音階が聞こえた」、「動く物体を検出した」又は「障害物を検出した」などの自己及び周囲の状況（内部状況及び外部状況）や、使用者からの指令及び働きかけを認識し、認識結果をアプリケーション・レイヤ７１に出力する。
【０１２１】
行動モデルライブラリ１００は、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から認識結果が与えられたときに、必要に応じて感情モデル１０３に保持されている対応する情動のパラメータ値や、本能モデル１０４に保持されている対応する欲求のパラメータ値を参照しながら続く行動をそれぞれ決定し、決定結果を行動切換モジュール１０１に出力する。具体的に、各行動モデル１００１〜１００ｎは、入力セマンティクスコンバータモジュール８９から認識結果が与えられたときなどに、対応するノードＮＯＤＥ０〜ＮＯＤＥｎの状態遷移表を利用して確率的に次の行動を決定し、決定結果を行動切換モジュール１０１に出力する。
【０１２２】
行動切換モジュール１０１は、行動モデルライブラリ１００の各行動モデル１００１〜１００ｎからそれぞれ出力される行動のうち、予め定められた優先順位の高い行動モデル１００１〜１００ｎから出力された行動を選択し、当該行動を実行すべき旨のコマンド（行動コマンド又は動作・表現実行指定）をミドル・ウェア・レイヤ７０の出力セマンティクスコンバータモジュール９８に送出する。
【０１２３】
出力セマンティクスコンバータモジュール９８は、アプリケーション・レイヤ７１の行動切換モジュール１０１から与えられる「前進」、「喜ぶ」、「鳴く」又は「トラッキング（ボールを追いかける）」といった実行指令を、制御指令に分解して出力系９９の対応する信号処理モジュール９１〜９７に与える。
【０１２４】
これら信号処理モジュール９１〜９７は、前記実行指令から分解された制御指令に基づいて、その行動を行うために対応するアクチュエータ５５０〜５５ｎに与えるべきサーボ指令値や、スピーカ５４から出力する音の音声データ及び又は「目」のＬＥＤに与える駆動データを生成し、これらのデータをロボティック・サーバ・オブジェクト６２のバーチャル・ロボット６３及び信号処理回路１１４を順次介して対応するアクチュエータ５５０〜５５ｎ又はスピーカ５４又はＬＥＤに順次送出する。
【０１２５】
以上、説明したように、本発明の実施の形態となる、脚式移動ロボット装置１は、着地、脚移動、遊脚の各区間において、歩行脚の体歩行面速度が一定に保たれる。このため、一定速度での定速歩行が可能となる。
【０１２６】
また、脚移動区間の前に脚を加速接地する準備区間、脚を減速し引き上げる遊脚区間があるが、これらの区間における脚が体勢維持を補佐するので、着地又は遊脚によって重心バランスを崩しそうなときにも転倒を防止した歩行を実現することができる。
【０１２７】
また、本発明の脚式移動ロボット装置の歩行制御方法にしたがった歩行制御プログラムをメモリカードや、ＰＣカード、あるいは他の記録媒体、さらにはネットワークを介してコントロール部１１６のＤＲＡＭなどに取り込み、ＣＰＵ１１０に実行させるだけでも、ハードウェアの変更なしに、前記効果をもたらすことが可能となる。
【０１２８】
【発明の効果】
本発明に係る脚式移動ロボット装置は、４本の脚部の内の各１本の脚部の歩行動作サイクルを、脚移動の準備区間，準備区間後に歩行面に着地し一定速度で移動する脚移動区間，脚移動区間による脚移動後に歩行面から遊脚する遊脚区間，遊脚区間による遊脚終了後に準備区間の開始に戻る戻し区間とに分け、少なくとも準備区間では、脚移動区間で脚移動するための一定速度までに前記各１本の脚部を加速させるので、脚部の着地、脚移動、遊脚の時点での脚部の対歩行面速度を一定にできる。また、遊脚時は対歩行面速度を保ちつつ遊脚することができる。また、遊脚後は、素早く歩行開始位置に向かって戻し、戻し終了位置からは一気に加速しながら着地する。このため、４本の脚部を歩行面に着地しながら滑らかに歩行することができる。
【０１２９】
本発明に係る脚式移動ロボット装置の歩行制御方法は、４本の脚部の内の各１本の脚部の歩行動作制御工程を、脚移動の準備工程と、準備工程後に歩行面に着地し一定速度で移動する脚移動工程と、脚移動工程による脚移動後に歩行面から遊脚する遊脚工程、遊脚工程による遊脚終了後に準備工程の開始に戻る戻り工程とに分け、少なくとも準備工程では、脚移動工程で脚移動するための一定速度までに各１本の脚部を加速させることによって歩行面上を定速度歩行させる。したがって、脚部の着地、脚移動、遊脚の時点での脚部の対歩行面速度を一定にできる。また、遊脚時は対歩行面速度を保ちつつ遊脚する。また、遊脚後は、素早く歩行開始位置に向かって戻し、戻し終了位置からは一気に加速しながら着地する。このため、４本の脚部を歩行面に着地しながら滑らかに歩行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となる脚式移動ロボット装置の外観斜視図である。
【図２】前記脚式移動ロボット装置の左側前後脚部を示す側面図である。
【図３】前記脚式移動ロボット装置の右側前後脚部を示す側面図である。
【図４】下肢の先端を踵のみから構成した脚式移動ロボット装置の側面図である。
【図５】前記図４に示した構成の左前脚部ユニットの踵中心の軌道により歩行動作サイクルを示す図である。
【図６】前記歩行動作位置を１６分割した様子を示す図である。
【図７】左前脚部ユニットの足先部分の詳細を示す側面図である。
【図８】左後脚部ユニットの足先部分の詳細を示す側面図である。
【図９】左前脚部ユニットの脚移動区間の具体例を示す図である。
【図１０】左前脚部ユニットの遊脚区間の具体例を示す図である。
【図１１】左前脚部ユニットの戻し区間の具体例を示す図である。
【図１２】左前脚部ユニットの準備区間の具体例を示す図である。
【図１３】左後脚部ユニットの脚移動区間の具体例を示す図である。
【図１４】左前脚部ユニットの踵中心の起動を示す図である。
【図１５】左後脚部ユニットの踵中心の起動を示す図である。
【図１６】歩行開始時の４脚の踵の中心の位置を示す図である。
【図１７】右後脚がｒ０７０から遊脚区間ＩＴに入り、遊脚を完了した（ｒ０８０）状態を示す図である。
【図１８】前記図１７に続く歩行接地点の変化状況を示す図である。
【図１９】右前脚が遊脚し（ｆ０８０）、戻し区間にて着地体勢（ｒ１５０）にあった右後脚が歩行面に接地して移動し始めた脚移動区間ＩＭの始めまでを示した図である。
【図２０】４つの脚が歩行面に接地している状態を示す図である。
【図２１】脚式移動ロボット装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２２】脚式移動ロボット装置のソフトウェア構成を示すブロック図である。
【図２３】脚式移動ロボット装置のソフトウェア構成におけるミドル・ウェア・レイヤの構成を示すブロック図である。
【図２４】脚式移動ロボット装置のソフトウェア構成におけるアプリケーション・レイヤの構成を示すブロック図である。
【図２５】同アプリケーション・レイヤの行動モデルライブラリの構成を示すブロック図である。
【図２６】脚式移動ロボット装置の行動決定のための情報となる有限確率オートマトンを説明するために使用した図である。
【図２７】有限確率オートマトンの各ノードに用意された状態遷移表を示す図である。
【図２８】４脚を備えた脚式移動ロボット装置の内の各１本の脚部の動作サイクルを示す図である。
【符号の説明】
１　脚式移動ロボット装置、２　胴体部ユニット、３　頭部ユニット、１０　左前脚部ユニット、２０　左後脚部ユニット、３０　右前脚部ユニット、４０　右後脚部ユニット、ＩＭ　脚移動区間、ＩＴ　　遊脚区間、ＩＲ　戻し区間、ＩＰ　準備区間
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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