(57)【要約】【課題】本発明は、人間にサービスを提供することによって生活を支援する対人サービスロボット及び該対人サービスロボットの作業計画作成方法に関する。【解決手段】本発明に係る対人サービスロボット１０は、データを入力する音声入力部１５及び音声認識部１３から構成される入力手段と、作業を登録した辞書を記憶する辞書記憶部３４と、作業と該作業に対する実行順位の優先度とを対応づけた対応関係を記憶する優先度記憶部３２と、入力手段によって入力されたデータから辞書を用いて作業を認識する対話処理部２１と、対話処理部２１によって認識された複数の作業において、作業を実行する順番を優先度テーブルから得られた該作業の優先度に基づいて決めることによって、作業と該作業の実行の順番との対応関係を示す作業計画テーブルを作成する作業管理部２２と、作成した作業計画テーブルを記憶する作業計画記憶部３１とを備える。【選択図】  図１
2004216528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを入力する入力手段と、
作業を登録した辞書を記憶する辞書記憶手段と、
作業と該作業に対する実行順位の優先度とを対応づけた対応関係を記憶する優先度記憶手段と、
前記入力手段によって入力されたデータから前記辞書を用いて作業を認識する処理手段と、
前記処理手段によって認識された複数の作業において、作業を実行する順番を前記優先度テーブルから得られた該作業の優先度に基づいて決めることによって、作業と該作業の実行の順番との対応関係を示す作業計画テーブルを作成する作業管理手段と、
作成した作業計画テーブルを記憶する作業計画記憶手段とを備えることを特徴とする人間にサービスを提供する対人サービスロボット。
【請求項２】
前記辞書には、さらに使用用途が登録され、
前記対応関係には、１つの作業に対して使用用途に応じた複数の優先度が対応づけられ、
前記処理手段は、さらに前記入力手段によって入力されたデータから前記辞書を用いて使用用途を認識し、
前記複数の優先度の中から前記処理手段によって認識された使用用途に応じた優先度を選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の対人サービスロボット。
【請求項３】
前記辞書には、作業と該作業を実行するために必要な情報項目と該作業を実行するために必要な情報項目を問い合わせる質問データとが相互に対応づけられてさらに登録され、
前記処理手段は、前記入力手段によって入力されたデータから前記辞書を用いて作業と情報項目とを認識し、認識した作業と情報項目とに基づいて前記辞書を参照することによって、該作業を実行するために必要な情報項目に不足する情報項目がある場合には、前記辞書を用いて対応する質問データを取り出し、
取り出した質問データを外部に提示する出力手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の対人サービスロボット。
【請求項４】
前記入力手段は、前記データが音声によって入力されるものであって、
前記出力手段は、前記質問データが音声によって提示されるものであることを特徴とする請求項３に記載の対人サービスロボット。
【請求項５】
前記作業管理手段は、作成された作業計画テーブルに沿って作業を実行している間に、前記認識手段によって新たな作業が認識された場合には、未実行の作業と前記新たな作業に対し、作業を実行する順番を前記優先度テーブルから得られた該作業の優先度に基づいて再度決めることによって、作業と該作業の実行の順番との対応関係を示す作業計画テーブルを再作成することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の対人サービスロボット。
【請求項６】
時刻を計る時計をさらに備え、
前記辞書には、さらに時刻が登録され、
前記作業管理部は、前記処理部が前記入力手段によって入力されたデータから作業と時刻とを認識した場合には、認識した作業と時刻とを対応づけて前記作業計画記憶手段にさらに記憶すると共に前記時計に認識した時刻を設定し、前記時計から設定した時刻になった旨の出力があった場合には、未実行の作業と前記時刻に対応する作業に対し、作業を実行する順番を前記優先度テーブルから得られた該作業の優先度に基づいて再度決めることによって、作業と該作業の実行の順番との対応関係を示す作業計画テーブルを再作成することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の対人サービスロボット。
【請求項７】
データを入力する入力手段と、作業を登録した辞書を記憶する辞書記憶手段と、作業と該作業に対する実行順位の優先度とを対応づけた対応関係を記憶する優先度記憶手段と、前記入力手段によって入力されたデータから前記辞書を用いて作業を認識する処理手段と、前記処理手段によって認識された複数の作業と該各作業の実行の順番との対応関係を示す作業計画テーブルを作成する作業管理手段と、作成した作業計画テーブルを記憶する作業計画記憶手段とを備えた人間にサービスを提供する対人サービスロボットの作業計画作成方法において、
前記作業管理手段は、前記優先度テーブルから前記複数の作業の優先度をそれぞれ求めるステップと、求めた優先度に基づいて前記複数の作業の作業順位を決めることによって前記作業計画テーブルを作成するステップとを備えることを特徴とする対人サービスロボットの作業計画作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間にサービス（役務）を提供することによって生活を支援する対人サービスロボット及び該対人サービスロボットの作業計画作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロボット（人造人間）は、工場の製造工程を人間に代わって行う産業用ロボットが１９５０年代後半に開発されて以来、研究・開発され、１９９６年にヒューマノイド型（人間型）ロボットも登場した。従来、このようなロボットに所定の作業を実行させるためには、その作業を遂行する上で必要な動作の詳細を記述したアプリケーションプログラムを作成する必要がある。実際のアプリケーションプログラムは、全体的な作業計画のレベル、作業計画に含まれる個々の作業内容を特定するレベル、及び、個々の作業内容に適合した動作内容のレベル等の様々なレベルを経て、この動作内容の詳細が適当なプログラミング言語によって記述されることによって作成される。このように従来のロボットは、人間によって予め作成されたアプリケーションプログラムに従って動作する。また、このような従来のロボットは、家事や看護のような人間に対してサービスを提供するように指向されたものとなっていない。
【０００３】
なお、上述の各レベルによって階層的に整理しつつアプリケーションプログラムの作成を支援する支援ツールについて、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２４９０２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、急速に進む高齢化社会を背景に家事や看護のような人間に対してサービスを提供することによって生活を支援する対人サービスロボットが要望されており、今後、対人サービスロボットについて研究・開発する必要がある。対人サービスロボットを考えた場合に、要求した複数の作業を使用用途に応じてロボットが自動的に作業計画を作成すると便利である。また、ロボットは、自動的に予め作成した作業計画に沿って動作している間に、サービスを提供する人間（主人）から作業計画にない作業を要求されることが想定される。そして、主人から将来時刻を指定して作業計画にない作業を要求されることが想定される。このような場合に、ロボットは、実行中の作業と要求された作業との何れかを実行するかを判断しなければならない。
【０００６】
本発明は、このような上記事情に鑑みて為された発明であり、自動的に作業計画を作成する対人サービスロボット及び対人サービスロボットの作業計画作成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
そして、本発明は、予め作成した作業計画を実行中に発生した作業要求に対応して自動的に作業計画を再計画することができる対人サービスロボットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に係る人間にサービスを提供する対人サービスロボットは、データを入力する入力手段と、作業を登録した辞書を記憶する辞書記憶手段と、作業と該作業に対する実行順位の優先度とを対応づけた対応関係を記憶する優先度記憶手段と、前記入力手段によって入力されたデータから前記辞書を用いて作業を認識する処理手段と、前記処理手段によって認識された複数の作業において、作業を実行する順番を前記優先度テーブルから得られた該作業の優先度に基づいて決めることによって、作業と該作業の実行の順番との対応関係を示す作業計画テーブルを作成する作業管理手段と、作成した作業計画テーブルを記憶する作業計画記憶手段とを備える。
【０００９】
そして、請求項７に係る発明では、データを入力する入力手段と、作業を登録した辞書を記憶する辞書記憶手段と、作業と該作業に対する実行順位の優先度とを対応づけた対応関係を記憶する優先度記憶手段と、前記入力手段によって入力されたデータから前記辞書を用いて作業を認識する処理手段と、前記処理手段によって認識された複数の作業と該各作業の実行の順番との対応関係を示す作業計画テーブルを作成する作業管理手段と、作成した作業計画テーブルを記憶する作業計画記憶手段とを備えた人間にサービスを提供する対人サービスロボットの作業計画作成方法において、前記作業管理手段は、前記優先度テーブルから前記複数の作業の優先度をそれぞれ求めるステップと、求めた優先度に基づいて前記複数の作業の作業順位を決めることによって前記作業計画テーブルを作成するステップとを備える。
【００１０】
このような対人サービスロボット及び対人サービスロボットの作業計画作成方法では、作業と該作業に対する実行順位の優先度とを対応づけた対応関係を優先度記憶手段に記憶するので、作業計画管理手段は、複数の作業を実行するように命令された場合に、この対応関係から各作業の優先度を判断することができるので各作業の実行の順番を決定することができ、作業計画を自動的に作成することができる。
【００１１】
そして、請求項２に係る発明では、請求項１に記載の対人サービスロボットにおいて、前記辞書には、さらに使用用途が登録され、前記対応関係には、１つの作業に対して使用用途に応じた複数の優先度が対応づけられ、前記処理手段は、さらに前記入力手段によって入力されたデータから前記辞書を用いて使用用途を認識し、前記複数の優先度の中から前記処理手段によって認識された使用用途に応じた優先度を選択する選択手段をさらに備える。
【００１２】
対人サービスロボットが使用される環境やこれを使用する人間等によって決まる使用用途により同一の作業でも他の作業との関係で実行順位の重要度が異なる場合がある。このような対人サービスロボットは、優先度が使用用途に応じて複数設定されているので、使用用途に応じて実行の順番を適切に決定することができる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明では、請求項１又は請求項２に記載の対人サービスロボットにおいて、前記辞書には、作業と該作業を実行するために必要な情報項目と該作業を実行するために必要な情報項目を問い合わせる質問データとが相互に対応づけられてさらに登録され、前記処理手段は、前記入力手段によって入力されたデータから前記辞書を用いて作業と情報項目とを認識し、認識した作業と情報項目とに基づいて前記辞書を参照することによって、該作業を実行するために必要な情報項目に不足する情報項目がある場合には、前記辞書を用いて対応する質問データを取り出し、取り出した質問データを外部に提示する出力手段をさらに備える。
【００１４】
このような対人サービスロボットは、入力されたデータに作業を実行するために必要な情報項目が不足する場合には、不足する情報項目を補うべく質問を提示することができるので、ユーザ（主人）の入力に対して柔軟に対応することができる。
【００１５】
さらに、請求項４に係る発明では、請求項３に記載の対人サービスロボットにおいて、前記入力手段は、前記データが音声によって入力されるものであって、前記出力手段は、前記質問データが音声によって提示されるものである。
【００１６】
このような対人サービスロボットは、音声によって入出力することができる。
【００１７】
また、請求項５に係る発明では、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の対人サービスロボットにおいて、前記作業管理手段は、作成された作業計画テーブルに沿って作業を実行している間に、前記認識手段によって新たな作業が認識された場合には、未実行の作業と前記新たな作業に対し、作業を実行する順番を前記優先度テーブルから得られた該作業の優先度に基づいて再度決めることによって、作業と該作業の実行の順番との対応関係を示す作業計画テーブルを再作成する。
【００１８】
このような対人サービスロボットは、作成された作業計画テーブルに沿って作業を実行している間に、ユーザが新たな作業を命令した場合でも、高度な状況判断機能を備えなくても作業計画テーブルを優先度に基づいて再作成することができる。
【００１９】
さらに、請求項６に係る発明では、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の対人サービスロボットにおいて、時刻を計る時計をさらに備え、前記辞書には、さらに時刻が登録され、前記作業管理部は、前記処理部が前記入力手段によって入力されたデータから作業と時刻とを認識した場合には、認識した作業と時刻とを対応づけて前記作業計画記憶手段にさらに記憶すると共に前記時計に認識した時刻を設定し、前記時計から設定した時刻になった旨の出力があった場合には、未実行の作業と前記時刻に対応する作業に対し、作業を実行する順番を前記優先度テーブルから得られた該作業の優先度に基づいて再度決めることによって、作業と該作業の実行の順番との対応関係を示す作業計画テーブルを再作成する。
【００２０】
このような対人サービスロボットは、作成された作業計画テーブルに沿って作業を実行している間に、ユーザが将来時刻を指定して命じた作業の作業時刻になった場合には、高度な状況判断機能を備えなくても作業計画テーブルを優先度に基づいて再作成することができ、ユーザの将来時刻を指定して作業に対応することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。まず、本実施形態の構成について説明する。
（実施形態の構成）
図１は、対人サービスロボットの構成を示す図である。図２は、作業計画テーブルの構成と作業時刻テーブルの構成とを示す図である。図２（Ａ）は、作業計画テーブルを示す図であり、図２（Ｂ）は、作業時刻テーブルを示す図である。
図３は、用途別優先度テーブルの構成を示す図である。
【００２２】
対人サービスロボット１０は、制御部１１、記憶部１２、音声認識部１３、音声生成部１４、音声入力部１５、音声出力部１６、駆動部１７及び時計１８を備えて構成される。
【００２３】
音声入力部１５は、主人の音声や周囲の音が入力され、この音を電気信号の音声信号に変換する装置であり、例えば、マイクロフォン等を備えて構成される。
音声認識部１３は、音声入力部１５から入力された音声信号を周知の技術により認識してテキストデータに変換する装置である。このテキストデータは、制御部１１に出力される。なお、本実施形態では、音声入力部１５及び音声認識部１３が入力手段に相当する。
【００２４】
音声生成部１４は、制御部１１からの出力に応じて音声信号を生成して音声出力部１６に出力する。音声出力部１６は、例えばスピーカ等の電気信号を音に変換する装置であり、音声生成部１４からの音声信号に従って音声を発生させる。
なお、本実施形態では、音声生成部１４及び音声入力部１５が出力手段に相当する。
【００２５】
記憶部１２は、対人サービスロボットの動作に必要な各種プログラム、プログラム実行中に必要なデータ、及び、プログラム実行中に生じたデータを記憶する記憶回路であり、作業計画記憶部３１、優先度記憶部３２、動作ライブラリ記憶部３３及び辞書記憶部３４を備える。記憶部１２は、例えば、ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えて構成される。なお、これらプログラムやデータは、ハードディスク等のデータを記憶する補助記憶装置（不図示）から読み込まれ、補助記憶装置にプログラムやデータが格納されていない場合には、プログラムやデータを記憶した記憶媒体から外部記憶装置（不図示）を介してインストールされる。記憶媒体は、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ及びＤＶＤ−Ｒ等であり、外部記憶装置は、例えば、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＣＤ−Ｒドライブ及びＤＶＤ−Ｒドライブ等である。
【００２６】
作業計画記憶部３１は、対人サービスロボットが行う作業の実行の順番を登録する作業計画テーブルと、所定の時刻に行う作業を登録する作業時刻テーブルとを記憶する。作業計画テーブルは、例えば、図２（Ａ）に示すように作業の順番を登録する作業順位と、作業の実行順位の優先度を登録する優先度と、作業の内容を登録する作業内容とを備えてフィールドが構成され、作業順位に応じてレコードが作成される。このように作業計画テーブルは、作業と当該作業の実行の順番との対応関係を示す。作業時刻テーブルは、例えば、図２（Ｂ）に示すように作業を行う時刻を登録する作業時刻と、作業の実行順位の優先度を登録する優先度と、作業の内容を登録する作業内容とを備えてフィールドが構成され、作業時刻に応じてレコードが作成される。このように作業時刻テーブルは、作業と当該作業の実行時刻とが対応づけられている。
【００２７】
優先度記憶部３２は、ロボットの使用用途に応じて作成された、ロボットが行う作業と当該作業に対する実行順位の優先度とを対応づけた優先度テーブルを記憶する。優先度テーブルは、例えば、図３に示すように、ロボットの使用用途を登録する使用用途と、作業の内容に応じて設定された優先度を登録する優先度とを備えてフィールドが構成され、ロボットの使用用途に応じてレコードが作成される。そして、優先度のフィールドは、さらに作業の内容ごとに細分される。例えば、本実施形態では、優先度のフィールドは、「薬の配達の優先度」、「薬のゴミ捨ての優先度」、「荷物の配達の優先度」、「荷物の搬出の優先度」及び「掃除の優先度」に細分される。そして、本実施形態では、使用用途は、主に家庭で使用されることを想定した「家庭用」、主に病院で使用されることを想定した「病院用」、病院用でも特に重症患者にサービスを提供することを想定した「重症患者対応病院用」、主に掃除を行うことを想定した「掃除用」、及び、主に荷物を運搬することを想定した「荷物運搬用」である。なお、作業や使用用途は、一例に過ぎずこれらに限定されるものではない。
【００２８】
また、本実施形態では、優先度テーブルは、例えば、使用用途が「家庭用」の場合では、「薬の配達の優先度」が「３」であり、「薬のゴミ捨ての優先度」が「３」であり、「荷物の配達の優先度」が「３」であり、「荷物の搬出の優先度」が「３」であり、「掃除の優先度」が「３」である。また例えば、使用用途が「病院用」の場合では、「薬の配達の優先度」が「４」であり、「薬のゴミ捨ての優先度」が「４」であり、「荷物の配達の優先度」が「３」であり、「荷物の搬出の優先度」が「３」であり、「掃除の優先度」が「３」である。このように作業ごとに優先度が必ずしも異なる必要はなく、同一値が設定されていてもよい。
【００２９】
ここで、各作業に対する優先度は、使用用途、作業の重要性及び緊急性等に応じて設定されるが、適切に設定する観点から、対人サービスロボットが行う作業や使用される環境等を充分に理解している者が設定することが好ましい。例えば、上述の病院用の場合における各作業の優先度は、医師や看護士等が設定することが適当である。
【００３０】
ここで、ロボットの使用用途によっては想定し難い作業が用途別優先度テーブルにおける優先度のフィールドに定義される場合も生じる。このような場合には、優先度を極めて低くなるように設定したり、このような作業を命じられた場合にロボットは実行不可能である作業としてエラー処理をしたりすればよい。また、本実施形態では、数値が大きいほど優先度が高いように定義されているが、数値が大きいほど優先度が低いように定義してもよい。
【００３１】
動作ライブラリ記憶部３３は、作業ごとに作成された当該作業に応じた詳細な動作を実現する動作プログラムを纏めた動作ライブラリを記憶する。辞書記憶部３４は、主人が発した言葉を認識するための単語、作業を認識するためのキーワード、作業を実行するために必要な情報項目、及び、必要な情報項目が不足する場合には作業を実行するために必要な情報項目（不足する情報）を主人に質問をするための質問データ等を相互に関連させて纏めた辞書を記憶する。
【００３２】
単語は、例えば、作業を示す語句、使用用途を示す語句、時刻を示す語句、及び、作業を実行するために必要な情報を示す語句等である。作業を認識するためのキーワードは、例えば、「荷物の搬出」という作業の場合では、「搬出する」、「運ぶ」、「移送する」等の「荷物の搬出」に関連する語句である。作業を実行するために必要な情報項目は、例えば、「荷物の搬出」という作業の場合では、少なくとも「何を」、「どこから」、「どこへ」という情報項目である。そして、これら情報項目を「荷物の搬出」という作業、あるいは、「荷物の搬出」という作業を認識するためのキーワードと関連させる。質問データは、例えば、上述の「何を」に対応する情報が不足する場合には「何を運びますか？」であり、「どこから」に対応する情報が不足する場合には「どこから運びますか？」であり、「どこへ」に対応する情報が不足する場合には「どこへ運びますか？」である。
【００３３】
駆動部１７は、制御部１１の出力に従って動作する対人サービスロボット１０内の各アクチュエータであり、駆動部１７が駆動することによって頭部、胴体部、双腕及び両脚等が動作する。時計１８は、時刻を計り、制御部１１によって設定された時刻になると、その旨を制御部１１に知らせるべく制御部１１に割込信号を出力する。
【００３４】
制御部１１は、例えば、マイクロプロセッサ等を備えて構成され、対人サービスロボット１１の上記各部を制御する回路であり、対話処理部２１、作業管理部２２、優先度テーブル選択部２３及び駆動制御部２４を備える。
【００３５】
対話処理部２１は、音声認識部１３から出力されたテキストデータから辞書を用いて単語を切り出し、切り出した単語に基づき辞書を参照することによって主人が命じた作業及び作業に必要な情報を解析する。テキストデータから切り出した単語だけでは、解析した作業を実行するために充分な情報が得られない場合には、不足する情報項目を主人に問う質問データを辞書から得て音声生成部１４に出力する。対話処理部２１は、認識した作業を作業管理部２２に出力すると共に、当該作業を実行するための情報と記憶部１２に記憶する。
【００３６】
作業管理部２２は、作業計画記憶部３１に記憶する作業計画テーブルの生成と、生成した作業計画テーブルに従った作業の実行と、作業計画テーブルに従った作業の実行中における作業計画テーブルの再計画とを行い、実行すべき作業を駆動制御部２４に出力する。
【００３７】
優先度テーブル選択部２３は、記憶部１２における優先度記憶部３２の優先度テーブルから使用用途に応じた使用すべき優先度テーブルのレコードを選択する。
【００３８】
駆動制御部２４は、動作ライブラリ記憶部３３の動作ライブラリから作業管理部２２からの作業に応じた動作プログラムを抽出し、抽出した動作プログラムに応じた駆動信号を駆動部１７に出力する。
【００３９】
次に、本実施形態の動作について説明する。
（実施形態の動作）
図４は、作業計画テーブルを再計画する動作を示すフローチャート（その１）である。図５は、作業計画テーブルを再計画する動作を示すフローチャート（その２）である。図６は、再計画後の作業計画テーブルを示す図である。図６（Ａ）は、再計画後の作業計画テーブル（その１）を示し、図６（Ｂ）は、再計画後の作業計画テーブル（その２）を示す。
【００４０】
例えば、初期状態において対人サービスロボット１０の電源が投入されると、制御部１１は、各部を初期化し、制御部１１は、使用用途の設定の入力待ち状態となる。まず、主人は、対人サービスロボット１０の使用用途の種別を心に決め、種別に応じた使用用途を音声入力部１５を介して対人サービスロボット１０に入力する。制御部１１の対話処理部２１は、テキストデータから使用用途の種別を辞書を用いて認識し、認識結果を優先度テーブル選択部２３に転送する。制御部１１の優先度テーブル選択部２３は、転送された使用用途の種別で用途別優先度テーブルにおける使用用途のフィールドを検索することによって使用用途の種別に応じたレコードを特定し、特定したレコードの優先度で各作業の優先度を定義する。そして、このように定義された各作業の優先度は、記憶部１２のＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに格納され、再度主人より新たに使用用途の種別が入力されるまで保持される。
【００４１】
図３において、例えば、主人が使用用途の種別を重症患者対応病院用に決め、「重症患者対応病院用」と入力すると、用途別優先度テーブルにおける重症患者対応病院用のレコードが特定され、「薬の配達の優先度」が「５」に、「薬のゴミ捨ての優先度」が「４」に、「荷物の配達の優先度」が「３」に、「荷物の搬出の優先度」が「３」に、「掃除の優先度」が「２」に各優先度が定義される。
また例えば、主人が使用用途の種別を掃除用に決め、「掃除用」と入力すると、用途別優先度テーブルにおける掃除用のレコードが特定され、「薬の配達の優先度」が「３」に、「薬のゴミ捨ての優先度」が「３」に、「荷物の配達の優先度」が「２」に、「荷物の搬出の優先度」が「２」に、「掃除の優先度」が「５」に各優先度が定義される。
【００４２】
このようにして対人サービスロボットの使用用途が設定された後に、図４乃至図６において、制御部１１の作業管理部２２は、作業入力の入力待ち状態となる。主人は、対人サービスロボット１０に提供して欲しい作業を音声入力部１５を介して対人サービスロボット１０に入力する。音声が入力されると音声入力部１５は、音を音声信号に変換した後に音声認識部１３に出力する。制御部１１の対話処理部２１には、音声信号が音声認識部１３によって変換されたテキストデータが入力される（Ｓ１１）。
【００４３】
制御部１１の対話処理部２１は、テキストデータから単語を切り出し、切り出した単語に基づき辞書記憶部３４の辞書を参照することによって主人の発した言葉を解析する。対話処理部２１は、解析した作業を実行することができる充分な情報がテキストデータから切り出した単語から得られているか否かを判断する（Ｓ１２）。
【００４４】
判断の結果、情報が充分ではない場合（Ｎｏ）には、対話処理部２１は、辞書記憶部３４の辞書を参照することによって不足する情報項目を主人に問う質問データを取り出す。そして、対話処理部２１は、この取り出した質問データを音声生成部１４に出力した後に処理をＳ１１に戻す（Ｓ１３）。音声生成部１４は、質問データに従って音声信号を生成し、音声出力部１６に出力する。音声出力部１６は、音声信号に従って音声を発生する。このようにして対人サービスロボット１０は、解析した作業を実行するために充分な情報が得られていない場合には、質問を主人に対して発する。そして、主人は、質問に対する答えを音声入力部１５を介して対人サービスロボット１０に入力する。なお、質問に対する答えを加えて改めて作業を入力してもよい。
【００４５】
例えば、対人サービスロボットに複数の箱に関するデータが登録されている場合に主人が「箱を持って来てなさい。」という作業を入力した場合に、対人サービスロボットは、箱を特定できないと判断して、「どの箱をお持ちすればよいでしょうか？」と質問を発する。そして、主人は、箱を特定するために「机の上です。」と返答する。あるいは、「机の上の箱を持って来なさい。」と作業を再入力する如く返答する。
【００４６】
一方、充分な情報が得られた場合（Ｙｅｓ）には、解析した内容を作業管理部２２に転送する。作業管理部２２は、転送された内容（作業）を記憶部１２に一時的に記憶する。
【００４７】
次に、制御部１１の作業管理部２２は、作業入力が終了か否かを判断する（Ｓ１４）。この判断は、例えば、一定の時間内に音声が音声入力部１５に入力されない場合には、作業入力が終了したと判断したり、音声入力部１５に入力された音声を対話処理部２１が解析した結果、作業入力の終了を意味している場合（例えば、「作業入力は終了です。」）には、作業入力が終了したと判断したりする。
【００４８】
判断の結果、作業の入力が継続している場合には、処理をＳ１１に戻し、作業の入力が終了した場合には、Ｓ１５の処理を行う。
【００４９】
Ｓ１５において、制御部１１の作業管理部２２は、記憶部１２に記憶した作業に将来時刻が指定された作業があるか否かを調べる。
【００５０】
調べた結果、将来時刻が指定された作業がある場合（Ｙｅｓ）には、作業管理部２２は、時刻が指定された作業で作業時刻テーブルを作成すると共にこの作業時刻テーブルに登録した作業を記憶部１２から消去する。そして、作成した作業時刻テーブルを作業計画記憶部３１に格納する（Ｓ１６）。作業管理部２２は、作業時刻テーブルに登録した作業を実行すべき時刻を時計１８に設定し（Ｓ１７）、Ｓ１８の処理を実行する。一方、調べた結果、将来時刻が指定された作業がない場合（Ｎｏ）には、作業管理部２２は、Ｓ１８の処理を実行する。
【００５１】
Ｓ１８において、制御部１１の作業管理部２２は、記憶部１２に記憶した作業を優先度に従って作業の実行の順番を決定し、作業計画テーブルを作成する。そして、作業管理部２２は、作成した作業計画テーブルを作業計画記憶部３１に格納する。
【００５２】
例えば、作業として「荷物の搬出」、「薬の配達」、「時刻Ｔ１に荷物の配達」及び「掃除」が入力されると、作業管理部２２は、まず、「時刻Ｔ１に荷物の配達」の作業で作業時刻テーブルを図２（Ｂ）に示すように作成し、作業計画記憶部３１に格納する。次に、対人サービスロボット１０が重症患者対応病院用に設定されている場合には、各作業の優先度は図３から分かるように「荷物の搬出の優先度」が「３」、「薬の配達」が「５」及び「掃除」が「２」であるから、作業管理部２２は、これら優先度に従って作業順位１を「薬の配達」に、作業順位２を「荷物の搬出」に、作業順位３を「掃除」に割り当てて作業計画テーブルを図２（Ａ）に示すように作成する。そして、作業管理部２２は、作成した作業計画テーブルを作業計画記憶部３１に格納する。
【００５３】
ここで、２以上の作業において優先度が競合する場合には、例えば、先に実行して欲しい作業を先に入力するのが人間の普通の心理であると考えられるから、先に入力された作業を先に実行するように作業計画テーブルを作成する。また例えば、各作業の作業時間を動作ライブラリに付加情報として付加しておき、競合する作業の各作業時間を比較して、短時間で終了する作業を先に実行するように作業計画テーブルを作成する。また例えば、乱数を発生させ全くランダムに先に実行する作業を決めてもよい。
【００５４】
このようにして作業計画テーブルが優先度に従って自動的に作成されると、対人サービスロボット１０は、作業計画テーブルに従って作業を実行する（Ｓ１９）。
【００５５】
即ち、制御部１１の作業管理部２２は、作業計画記憶部３１の作業計画テーブルを参照して、まず、作業順位１の作業を取り出し、取り出した作業を駆動制御部２４に転送する。駆動制御部２４は、当該作業を実行するために、動作ライブラリ記憶部３３の動作ライブラリから当該作業に応じた動作プログラムを取り出す。そして、駆動制御部２４は、取り出した動作プログラムに応じて駆動信号を生成し、駆動信号を駆動部１７に出力する。動作プログラムが終了して作業が終了すると、駆動制御部２４は、当該作業の終了を作業管理部２２に通知する。
【００５６】
この通知を受けた作業管理部２２は、次の作業を実行すべく作業計画記憶部３１の作業計画テーブルを参照し、まず作業計画テーブル中の作業が終了しているか否かを判断する（Ｓ２０）。この判断は、例えば、作業計画テーブルのレコードの最後まで作業を実行したことにより行う。また例えば、Ｓ１７における作業計画テーブルの作成の際に、最後の作業におけるレコードの後に作業の終了を示す記号（例えば「終了」）を作業内容に登録したレコードを追加して作業管理部２２がこれを認識することにより行う。
【００５７】
判断の結果、作業が終了である場合（ＹＥＳ）には、作業の実行を終了し、処理をＳ１１に戻して作業の入力待ち状態となる。一方、判断の結果、作業が終了していない場合には、処理をＳ１９に戻す。
【００５８】
そして、Ｓ１９において、制御部１１の作業管理部２２は、作業計画記憶部３１の作業計画テーブルを参照して、次の作業順位である作業順位２の作業を取り出し、取り出した作業を駆動制御部２４に転送する。駆動制御部２４は、上述のように動作ライブラリから取り出した動作プログラムに従って駆動部１７を制御して作業を実行し、終了後にその旨を作業管理部２２に通知する。作業管理部２２は、駆動制御部２４からの作業終了の通知を受けると、作業計画が終了しているか否か判断し、判断の結果作業が終了していない場合には、処理をＳ１８に戻す。以後同様に、対人サービスロボット１０は、作業計画テーブルの作業が終了するまで作業順位に従って、作業計画テーブルから次作業順位の作業の取り出し、作業の実行、及び、作業終了の判断を繰り返して、作業計画テーブルの全作業を実行して行く。
【００５９】
対人サービスロボット１０は、作業計画テーブルに沿って作業を実行している間に割り込みが発生すると、実行中の作業を一時中断して以下に述べる割込処理を行う。割り込みは、主人が新たな作業依頼をすべく音声入力部１５に音声を入力した場合及び時計１８がＳ１７で設定された時刻になった場合に発生する。
【００６０】
図５において、割り込みが発生すると、まず、制御部１１の作業管理部２２は、割り込みの種類を判断する（Ｓ３１）。割り込みの種類の判断は、例えば、音声認識部１３からテキストデータが入力された場合（Ｓ３１の「新作業入力」）には、新たな作業の入力であると判断してＳ３３の処理を実行する。一方、例えば、時計から時刻が入力された場合（Ｓ３１の「作業時刻」）には、作業時刻テーブルに登録した作業の作業時刻であると判断してＳ３２の処理を行う。
【００６１】
Ｓ３２において、制御部１１の作業管理部２２は、時計１８から入力された時刻に基づき作業計画記憶部３１の作業時刻テーブルを参照することによって、当該時刻のレコードを検索する。そして、作業管理部２２は、当該検索したレコードにおける作業と当該作業の優先度を取り出し、Ｓ３６の処理を行う。
【００６２】
一方、Ｓ３３において、制御部１１の対話処理部２１は、テキストデータから単語を切り出し、切り出した単語に基づき辞書記憶部３４の辞書を参照することによって主人の発した言葉を解析する。対話処理部２１は、テキストデータから切り出した単語だけで解析した作業を実行する充分な情報が得られているか否かを判断する（Ｓ３３）。
【００６３】
判断の結果、情報が充分ではない場合（Ｎｏ）には、対話処理部２１は、不足する情報を主人に問う質問データを音声生成部１４に出力する（Ｓ３４）。そして、対話処理部２１は、音声認識部１３からの入力待ち状態（返答待ち状態）となってＳ３３に処理を戻す。一方、音声生成部１４は、対話処理部２１からの質問データに従って音声信号を生成し、音声出力部１６に出力する。音声出力部１６が音声信号に従って音声を発生することによって、対人サービスロボット１０は、主人に質問を発する。そして、主人は、質問に対する答えを音声入力部１５を介して対人サービスロボット１０に入力する。答えが入力されると、答えの音声が音声入力部１５で音声信号に変換され、音声認識部１３でさらにテキストデータに変換され、対話処理部２１に入力される。以下、解析した作業を実行するための充分な情報が得られるまで、Ｓ３３、Ｓ３４及びＳ３５の処理を繰り返す。
【００６４】
一方、判断の結果、情報が充分である場合（Ｙｅｓ）には、Ｓ３６を実行する。
【００６５】
Ｓ３６において、制御部１１の作業管理部２２は、割り込み入力された作業（Ｓ３２又はＳ３３からの作業、以後、「割込入力作業」と略記する）の優先度と作業計画テーブルにおける次の作業順位以降における各作業の優先度とを比較し、割込入作業の優先度に従い割込入力作業の作業順位を決定し、作業計画を再計画する。そして、再計画した作業計画の作業計画テーブルを作業計画記憶部３１に格納し、割り込み処理を終了する（Ｓ３６）。割り込み処理が終了すると、割り込まれて中断していた作業の続きから作業を実行する。
【００６６】
ここで、再計画は、例えば、割込入力作業の優先度と作業計画テーブルにおける次作業以降の作業の優先度とを順次に比較し、割込入力作業の優先度が比較した作業計画テーブルにおける作業の優先度以上の場合には、当該作業の前に割込入力作業が実行されるように当該作業以降の各作業の作業順位を順次に繰り下げることによって行う。
【００６７】
例えば、対人サービスロボット１０が重症患者対応病院用に使用用途の種別が選択され、図４のＳ１１乃至Ｓ１８が実行されることにより、図２に示す作業計画テーブルと作業時刻テーブルとが作成され、Ｓ１９によって作業順位１である「薬の配達」という作業を実行する。「薬の配達」が終了したときに、主人から「先に薬のゴミを捨てて来て。」との指示を受けると、対人サービスロボット１０の制御部１１は、図５のＳ３１及びＳ３３の動作を実行して、割込入力作業が「薬のゴミ捨て」であると判断し、Ｓ３６の処理を行う。この場合では、作業管理部２２は、「薬のゴミ捨て」の優先度４と次作業順位以降の「荷物の搬出」の優先度３及び「掃除」の優先度２とを比較する。比較の結果、「薬のゴミ捨て」の優先度の方が他の作業の優先度より高いから、作業管理部２２は、「荷物の搬出」の作業の前に「薬のゴミ捨て」を挿入し、「荷物の搬出」及び「掃除」の作業順位を順次に繰り下げる。その結果、図６（Ａ）に示すように作業計画テーブルが再計画され、作業管理部２２は、この再計画後の作業計画テーブルを作業計画記憶部３１に格納する。
【００６８】
そして、対人サービスロボットは、再計画後の作業計画テーブルに従い「薬のゴミ捨て」の作業を行い、「荷物の搬出」の作業を行う。「荷物の搬出」の作業中に時計１８から割込信号を受けると、制御部１１は、図５のＳ３１及びＳ３２を実行して割込作業が「荷物の配達」であると判断し、Ｓ３６の処理を行う。この場合では、作業管理部２２は、「荷物の配達」の優先度３と次作業順位以降の「掃除」の優先度２とを比較する。比較の結果、「荷物の配達」の優先度の方が「掃除」の優先度より高いから、作業管理部２２は、「掃除」の作業の前に「荷物の配達」を挿入し、「掃除」の作業順位を順次に繰り下げる。その結果、図６（Ｂ）に示すように作業計画テーブルが再計画され、作業管理部２２は、この再計画後の作業計画テーブルを作業計画記憶部３１に格納する。
【００６９】
なお、作業時刻テーブルの作業を行う場合には、上述のように処理すると、指定時刻に作業が行われない可能性があるので、Ｓ１６における作業時刻テーブルの作成の時に、用途別優先度テーブルによって規定される優先度をそのまま作業時刻テーブルに登録するのではなく、例えば、最高の優先度で作業時刻テーブルに登録するようにしてもよい。また例えば、作業時刻テーブルに登録される作業よりも場合によっては緊急性の高い作業もあるので、最高の優先度の次順位であるいは次々順位で作業時刻テーブルに登録するようにしてもよい。このように優先度を変えて作業時刻テーブルに登録することにより、略指定時刻に作業が行われる。
【００７０】
また、上述の実施形態では、音声入力部１５及び音声認識部１３を用いて、主人の命令を音声によって入力したが、これらの代わりにキーボードやペン入力等を用いて主人の命令を直接テキストデータで入力するように構成してもよい。あるいは、例えばこれらの代わりに赤外線の通信部を備えて、キーボードやペン入力等を備えた入力端末からテキストデータを入力するように構成してもよい。
【００７１】
さらに、上述の実施形態では、音声生成部１４及び音声出力部１６を用いて、質問データを音声によって出力したが、これらの代わりにＣＲＴやＬＣＤ等の表示部を用いて質問データを直接テキストデータで表示出力するように構成してもよい。あるいは、例えばこれらの代わりに赤外線の通信部を備えて、表示部を備えた出力端末からテキストデータを表示出力するように構成してもよい。そして、出力端末に上述のキーボードやペン入力等をさらに備えさせて、入出力端末を構成してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る対人サービスロボット及び請求項７に係る対人サービスロボットの作業計画作成方法では、作業と該作業に対する実行順位の優先度とを対応づけた対応関係を優先度記憶手段に記憶するので、作業計画管理手段は、複数の作業を実行するように命令された場合に、この対応関係から各作業の優先度を判断することができ、各作業の優先度に基づいて各作業の実行の順番を決定することができる。このため、カメラや力覚センサのような高度のセンサと、作業に関する必要充分なスキルベースの知識とに基づく高度な状況判断機能を備えなくても、作業計画を自動的に作成することができる。
【００７３】
そして、請求項２に係る対人サービスロボットでは、請求項１の効果に加えて、優先度が使用用途に応じて複数設定されているので、使用用途に応じて実行の順番を適切に決定することができる。
【００７４】
また、請求項３に係る対人サービスロボットでは、請求項１及び請求項２の効果に加えて、入力されたデータに作業を実行するために必要な情報項目が不足する場合には、不足する情報項目を補うべく質問を提示することができるので、ユーザの入力に対して柔軟に対応することができる。特に、主人が辞書に登録外の語句を用いて入力を行ったり、入力された音声の認識に失敗したりした場合等でも、質問を提示することができるので、作業を実行するために必要な情報を得ることができる。
【００７５】
さらに、請求項４に係る対人サービスロボットでは、請求項３の効果に加えて、音声によって入出力することができる。
【００７６】
また、請求項５に係る対人サービスロボットでは、請求項１乃至請求項４の効果に加えて、作成された作業計画テーブルに沿って作業を実行している間に、ユーザが新たな作業を命令した場合でも、高度な状況判断機能を備えなくても作業計画テーブルを優先度に基づいて再作成することができる。
【００７７】
さらに、請求項６に係る対人サービスロボットでは、請求項１乃至請求項５の効果に加えて、作成された作業計画テーブルに沿って作業を実行している間に、ユーザが将来時刻を指定して命じた作業の作業時刻になった場合には、高度な状況判断機能を備えなくても作業計画テーブルを優先度に基づいて再作成することができ、ユーザの将来時刻を指定して作業に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】対人サービスロボットの構成を示す図である。
【図２】作業計画テーブルの構成と作業時刻テーブルの構成とを示す図である。
【図３】用途別優先度テーブルの構成を示す図である。
【図４】作業計画テーブルを再計画する動作を示すフローチャート（その１）である。
【図５】作業計画テーブルを再計画する動作を示すフローチャート（その２）である。
【図６】再計画後の作業計画テーブルを示す図である。
【符号の説明】
１０  対人サービスロボット、１１  制御部、１２  記憶部、１３  音声認識部、１４  音声生成部、１５  音声入力部、１６  音声出力部、１７  駆動部、１８  時計、２１  対話処理部、２２  作業管理部、２３  優先度テーブル選択部、２４  駆動制御部、３１  作業計画記憶部、３２  優先度記憶部、３３  動作ライブラリ記憶部、３４  辞書記憶部
【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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