(57)【要約】【課題】心理パラメータに基づいて、動作状態に基づいて行動を決定し、よし自然に感情を表現できるようにする。【解決手段】状態認識部４１は、外部の刺激を心理パラメータ生成部４２、上達度嗜好度管理部４３、行動決定部４４に供給する。行動決定部４４は、心理パラメータ生成部４２より供給される心理パラメータと、上達度嗜好度管理部４３より供給される上達度嗜好度に基づいて、動作状態を遷移させ、動作状態における心理パラメータの組み合わせにより、行動を決定する。行動生成部４５は、行動決定部４４により決定された行動に基づいてロボットを動作させる。本発明は、ロボットの制御に適用することができる。【選択図】図３
2005074593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の刺激を検出する刺激検出手段と、
前記刺激検出手段により検出された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化手段と、
前記刺激検出手段により検出された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移手段と、
前記動作状態遷移手段により遷移された動作状態と、前記複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択手段と
を備えることを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
前記心理パラメータは、反射的であるか熟考的であるかを示すパラメータ、自力的であるか他力的であるかを示すパラメータ、快であるか不快であるかを示すパラメータ、嗜好度を示すパラメータ、または、上達度を示すパラメータを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項３】
外部の刺激を検出する刺激検出ステップと、
前記刺激検出ステップの処理で検出された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化ステップと、
前記刺激検出ステップの処理で検出された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移ステップと、
前記動作状態遷移ステップの処理で遷移された動作状態と、前記複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択ステップと
を含むことを特徴とするロボット制御方法。
【請求項４】
外部の刺激の検出を制御する刺激検出制御ステップと、
前記刺激検出制御ステップの処理で検出が制御された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化ステップと、
前記刺激検出制御ステップの処理で検出が制御された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移ステップと、
前記動作状態遷移ステップの処理で遷移された動作状態と、前記複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項５】
外部の刺激の検出を制御する刺激検出制御ステップと、
前記刺激検出制御ステップの処理で検出が制御された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化ステップと、
前記刺激検出制御ステップの処理で検出が制御された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移ステップと、
前記動作状態遷移ステップの処理で遷移された動作状態と、前記複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット制御装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、外部刺激に基づいて心理パラメータと動作状態を変化させ、動作状態と心理パラメータの組み合わせに基づいて、行動を決定できるようにしたロボット制御装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、例えば、玩具等として、外部の状態を認識し、その認識結果に基づいて、ある仕草をしたりするロボット（本明細書においては、ぬいぐるみ状のものを含む）が製品化されている。
【０００３】
このロボットには、外部情報を認識させ、認識することにより得られる認識結果に基づいて行動することにより、所定のしぐさを行ったり、外部情報に基づいて所定の情報を学習するものがある。
【０００４】
例えば、ユーザによる使用履歴を記憶し、使用履歴に応じて次の動作を決定するようにした。また、所定の時間内におけるロボット装置の行動の傾向に周期を与える周期パラメータに基づいてそのロボット装置の行動を決定し、決定した行動に基づいてロボット装置の各部位を動作させるようにしたものや、所定の外部刺激検出手段により検出した外部刺激を評価して、ユーザからの働きかけか否かを判別し、ユーザの働きかけごとに外部刺激を所定のパラメータへ数値化すると共に、パラメータに基づいて行動を決定し、決定した行動に基づいてロボット装置の各部位を動作させるようにするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７８２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、以上においては、外部の刺激に基づいて、設定された複数の感情のうちから１つの感情を決定し、決定された感情から行動を決定しており、感情毎に決まった動作をさせている。
【０００６】
例えば、「喜び」という感情を表現する方法は、一意に決定するものではない。すなわち、通常感情の表現は、ある感情の状態にあるから、特定の動作をするのではなく、ある動作をすることにより感情の状態を表現するものである。
【０００７】
従って、ロボットに感情の表現をさせるような場合、外部刺激に応じて、１つの感情の状態を決定し、その決定された感情から行動を決定すると、例えば、「喜び」という感情の表現方法は、設定された表現方法以外には存在しないことになり、表現方法に限界が生じてしまうと言う問題があった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、特に、外部刺激に基づいて心理パラメータと動作状態を変化させ、動作状態と心理パラメータの組み合わせに基づいて、行動を決定させるようにすることで、ロボットによる感情の表現をより自然なものとさせるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のロボット制御装置は、外部の刺激を検出する刺激検出手段と、刺激検出手段により検出された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化手段と、刺激検出手段により検出された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移手段と、動作状態遷移手段により遷移された動作状態と、複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
前記心理パラメータには、反射的であるか熟考的であるかを示すパラメータ、自力的であるか他力的であるかを示すパラメータ、快であるか不快であるかを示すパラメータ、嗜好度を示すパラメータ、または、上達度を示すパラメータを含ませるようにすることができる。
【００１１】
本発明のロボット制御方法は、外部の刺激を検出する刺激検出ステップと、刺激検出ステップの処理で検出された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化ステップと、刺激検出ステップの処理で検出された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移ステップと、動作状態遷移ステップの処理で遷移された動作状態と、複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択ステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の記録媒体のプログラムは、外部の刺激の検出を制御する刺激検出制御ステップと、刺激検出制御ステップの処理で検出が制御された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化ステップと、刺激検出制御ステップの処理で検出が制御された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移ステップと、動作状態遷移ステップの処理で遷移された動作状態と、複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択ステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明のプログラムは、外部の刺激の検出を制御する刺激検出制御ステップと、刺激検出制御ステップの処理で検出が制御された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化ステップと、刺激検出制御ステップの処理で検出が制御された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移ステップと、動作状態遷移ステップの処理で遷移された動作状態と、複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１４】
本発明のロボット制御装置および方法、並びにプログラムにおいては、外部の刺激が検出され、検出された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させられ、検出された外部の刺激に基づいて、動作状態が遷移させられ、遷移させられた動作状態と、複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動が選択される。
【００１５】
本発明のロボット制御装置は、独立した装置であっても良いし、ロボット制御を行うブロックであっても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ロボットによる感情の表現をより自然なものとさせるようにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本明細書に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００１８】
さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により出現、追加される発明の存在を否定するものではない。
【００１９】
即ち、本発明のロボット制御装置は、外部の刺激を検出する刺激検出手段（例えば、図３の状態認識部４１）と、刺激検出手段により検出された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化手段（例えば、図３の心理パラメータ生成部４２、および、上達度嗜好度管理部４３）と、刺激検出手段により検出された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移手段（例えば、図３の行動決定部４４の状態遷移部４４ａ）と、動作状態遷移手段により遷移された動作状態と、複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択手段（例えば、図３の行動決定部４４の行動選択部４４ｂ）とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明のロボット制御方法は、外部の刺激を検出する刺激検出ステップ（例えば、図１０のステップＳ１６の処理）と、刺激検出ステップの処理で検出された刺激に基づいて、複数の心理パラメータを変化させる心理パラメータ変化ステップ（例えば、図１０のステップＳ１７乃至Ｓ１９の処理）と、刺激検出ステップの処理で検出された外部の刺激に基づいて、動作状態を遷移させる動作状態遷移ステップ（例えば、図１０のステップＳ１３の処理）と、動作状態遷移ステップの処理で遷移された動作状態と、複数の心理パラメータの組み合わせに基づいて行動を選択する選択ステップ（例えば、図１０のステップＳ１４の処理）とを含むことを特徴とする。
【００２１】
尚、記録媒体、および、プログラムに係る発明については、ロボット制御方法と同様であるので省略する。
【００２２】
図１は、本発明を適用したロボットの一実施の形態の外観構成例を示しており、図２は、その電気的構成例を示している。
【００２３】
本実施の形態では、ロボットは、例えば、犬等の四つ足の動物の形状のものとなっており、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の前端部と後端部に、それぞれ頭部ユニット４と尻尾部ユニット５が連結されることにより構成されている。
【００２４】
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５Ｂから、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。
【００２５】
胴体部ユニット２には、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。
【００２６】
頭部ユニット４には、「耳」に相当するマイク（マイクロフォン）１５、「目」に相当するＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラ１６、「触覚」に相当するタッチセンサ１７、および「口」に相当するスピーカ１８が、それぞれ所定位置に配設されている他、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１９が、「目」の位置の設けられている。また、頭部ユニット４には、口の下顎に相当する下顎部４Ａが１自由度をもって可動に取り付けられており、この下顎部４Ａが動くことにより、ロボットの口の開閉動作が実現されるようになっている。
【００２７】
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、頭部ユニット４と下顎部４Ａ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の連結部分などには、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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「なでる」や「たたく」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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。また、メモリ１０Ｃは、フラッシュメモリからなり、後述するモデル記憶部５１に記憶された情報（学習情報）を記憶する。また、ＣＰＵ１０Ａは、ドライブ３０に接続された磁気ディスク３１、光ディスク３２、光磁気ディスク３３、または半導体メモリ３４に記憶されているプログラム、または、データを、メモリ１０Ｂにロードして実行する。
【００３２】
即ち、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、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、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。
【００３３】
さらに、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る。これにより、頭部ユニット４を上下左右に振らせたり、下顎部４Ａを開閉させる。さらには、尻尾部ユニット５を動かせたり、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などの行動を行わせる。
【００３４】
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、ロボットの「目」の位置に設けられたＬＥＤ１９を点灯、消灯または点滅させる。
【００３５】
以上のようにして、ロボットは、周囲の状況等に基づいて自律的に行動をとるようになっている。
【００３６】
次に、図３は、図２のコントローラ１０の機能的構成例を示している。コントローラ１０の状態認識部４１は、外部の刺激に相当するマイク１５、ＣＣＤカメラ１６、タッチセンサ１７、バッテリセンサ１２、および熱センサ１３からの音声信号、画像信号、圧力検出信号、バッテリ残量検出信号、および、熱検出信号に基づいて、外部の状態（バッテリ残量検出信号、および、熱検出信号等は、内部状態でもあるが、ここでは、これらを含めて外部の状態と称する）を認識し、認識結果を心理パラメータ生成部４２、上達度嗜好度管理部４３、および行動決定部４４に供給する。
【００３７】
心理パラメータ４２は、状態認識部４１より供給された認識結果、および、行動決定部４４より供給される決定された行動の情報に基づいて、心理パラメータを変化させ、外部の刺激となる情報を蓄積させていく。ここでいう心理パラメータとは、反射的熟考的なパラメータ、自力的他力的なパラメータ、および、快不快のパラメータである。
【００３８】
反射的熟考的なパラメータとは、動作に作用するパラメータであり、ある動作を実行させるにあたり、反射的に素早く動作させるか、逆に、ゆっくりと動作させるといった作用を付加させるパラメータである。
【００３９】
自力的他力的なパラメータとは、１つの動作に対して自力的な要素を付加するか、他力的な要素を付加するためのパラメータであり、例えば、人を探すような場合、自力的であるとき、自らで積極的に歩き回ることにより自らで人を探す（自力で探す）ようにさせるのに対して、他力的であるとき、人を探している声を出すようにして、相手に探してもらえるようにして人を探す（他力で探す）といったように、それぞれ自力的他力的要素を付加する。
【００４０】
快不快のパラメータとは、１つの外部的な刺激に対する反応を示すパラメータであり、例えば、自分の好きなボールを見つけた、人の顔を見つけたといった場合、快と認識し、崖などの恐怖を与えるようなものを見つけた場合、不快と認識すると言ったものである。
【００４１】
上達度嗜好度管理部４３は、状態認識部４１より供給された認識結果、および、行動決定部４４より供給された決定された行動の情報に基づいて、心理パラメータの一種となる上達度と嗜好度を管理するものであり、例えば、同じ動作を繰り返すような場合、上達度や嗜好度は上昇する。また、上達度は、その値が上昇するとより積極的な動作を行えるようにして、ユーザにはあたかも成長しているように見える行動を取れるようにする。また、嗜好度は、例えば、嗜好度が高いほど、１つの動作を行っている時間を長くさせるようにすることで、好き嫌いを表現する。
【００４２】
行動決定部４４の状態遷移部４４ａは、状態認識部４１より供給される認識結果、心理パラメータ生成部４２より供給される心理パラメータである、反射的熟考的パラメータ、自力的他力的パラメータ、および、快不快パラメータ、並びに、上達度嗜好度管理部４３より供給される上達度、および嗜好度の情報を取得して、現在の動作状態を遷移させ、現状の動作状態の情報を行動選択部４４ｂに供給する。
【００４３】
より詳細には、動作状態は、図４で示されるように、探索６１、ＵＩ（ユーザインタラクション）、骨（骨とのインタラクション）６３、ボール（ボールとのインタラクション）６４、眠い６５、および、ひま６６の６種類の動作状態があり、動作状態は、これらの６種類の動作状態にいずれかの動作状態に属している。
【００４４】
また、各動作状態から別の動作状態に遷移するには、所定の条件が設けられており、その条件が満たされると動作状態が遷移する。
【００４５】
例えば、図５で示されるように、動作状態が探索６１である場合、所定時間以上、探索６１の動作状態が継続し、疲労度が高い（例えば、バッテリ１１が消耗している状態など）とき、動作状態は、ひま６２に遷移する。また、所定時間以上探索６１が継続し、睡眠欲が高い（時刻情報により眠りにつく時間帯である状態など）とき、動作状態は、眠い６３に遷移する。さらに、動作状態が探索６１である場合、ボールを見つけた（画像信号の認識結果からボールの画像が検出された）場合、動作状態は、ボール６４に遷移し、同様に、骨を見つけた（画像信号の認識結果から骨の画像が検出された）場合、動作状態は、骨６５に遷移する。また、何度か声が聞こえた（音声信号の認識結果から人の声が認識された）場合、何度か触られた（圧力認識信号の認識結果から触られていると認識された）場合、または、顔が見えた（画像信号の認識結果から人の顔が検出された）場合、動作状態はＵＩ６１に遷移する。
【００４６】
ＵＩ（ユーザインタラクション）、骨（骨とのインタラクション）６３、ボール（ボールとのインタラクション）６４、眠い６５、および、ひま６６の動作状態も、所定の条件により他の動作状態に遷移する。
【００４７】
行動決定部４４の行動選択部４４ｂは、状態遷移部４４ａより供給された動作状態の情報からシナリオを決定し、決定されたシナリオに基づいて行動を決定し、決定した行動の情報を行動生成部４５に供給する。シナリオとは、行動の手順を示した情報であり、動作状態に応じて設定されるものである。尚、シナリオについては、詳細を後述する。
【００４８】
行動生成部４５は、決定された動作に対応する、スピーカ１８、ＬＥＤ１９、並びに、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の動作内容を、スピーカ１８、ＬＥＤ１９、並びに、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に指令する。
【００４９】
次に、図６のフローチャートを参照して、心理パラメータカウント処理について説明する。尚、ここでは、心理パラメータのうち、動作と独立してカウントされる快不快のパラメータ、および、自力的他力的の心理パラメータのカウントについて説明する。
【００５０】
ステップＳ１において、心理パラメータ生成部４２は、状態認識部４１からの認識結果に基づいて、刺激があった否かを判定し、刺激があったと判定されるまで、その処理を繰り返す。すなわち、マイク１５、ＣＣＤカメラ１６、タッチセンサ１７、バッテリセンサ１２、および熱センサ１３により検出された音声信号、画像信号、圧力検出信号、バッテリ残量検出信号、および、熱検出信号に基づいた状態認識部４１による音声認識結果、画像認識結果、圧力検出認識結果、バッテリ残量認識結果、または、熱認識結果のいずれかが入力された場合、刺激があったと判定し、その処理は、ステップＳ２に進む。
【００５１】
ステップＳ２において、心理パラメータ生成部４２は、状態認識部４１による音声認識結果、圧力検出認識結果、バッテリ残量認識結果、または、熱認識結果に基づいて、刺激に応じた快不快の心理パラメータの値を変化させる。
【００５２】
ステップＳ３において、心理パラメータ生成部４２は、状態認識部４１による音声認識結果、圧力検出認識結果、バッテリ残量認識結果、または、熱認識結果に基づいて、刺激に応じた自力的他力的の心理パラメータの値を変化させ、その処理は、ステップＳ１に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
【００５３】
より詳細には、快不快の心理パラメータは、例えば、図７で示されるように、初期値を０とし、快の方向に最大１００ポイントとし、不快の最大値については、快とは逆方向に−１００ポイントとする。同様に、自力的他力的の心理パラメータは、例えば、図８で示されるように、他力的の方向に最大１００ポイントとし、不快の最大値については、快とは逆方向に−１００ポイントとする。
【００５４】
心理パラメータ生成部４２は、図９で示されるような変化要因に応じて、快不快のパラメータ、および、自力的他力的のパラメータを変化させる。
【００５５】
すなわち、図９においては、変化要因「ボール」とは、ボールが見えたことを示しており、この場合、快不快パラメータが快方向に１０ポイント加算されることが示されている。同様に、変化要因「手」とは、人の手が見えたことを示しており、この場合、快不快パラメータが快の方向に１０ポイント加算され、自力的他力的パラメータが自力的方向に１０ポイント加算されることが示されている。「崖」とは、崖が見えたことを示しており、この場合、快不快のパラメータが、不快の方向に１０ポイント加算（１０ポイント減らされる）ことが示されている。
【００５６】
「電池残量」とは、電池の残量の程度を示すものであり、所定の時間間隔で検出される信号であり、残量が多ければ自力的他力的のパラメータの自力的方向に残量に応じたポイントが減少され、他力的方向に残量に応じたポイントが加算される。
【００５７】
「ＨＩＴ」とは、叩かれたことを示しており、この場合、快不快のパラメータを不快方向に１０ポイント加算し（快方向に１０ポイント減算）、圧力検出信号により検出された圧力値に応じて、圧力値が高ければ他力的方向へ、低ければ自力的方向に自力的他力的のパラメータを変化させる。「ＰＡＴ」とは、撫でられたことを示しており、この場合、快不快のパラメータを快方向に１０ポイント加算し、圧力検出信号により検出された圧力値に応じて、圧力値が高ければ自力的方向へ、低ければ他力的方向に自力的他力的のパラメータを変化させる。
【００５８】
「高メカ負荷」とは、機械的な負荷が高くなったことが検出されたことを示しており、熱認識結果による温度により機械的な負荷の程度を認識し、負荷が高い場合、快不快のパラメータが、不快の方向に７ポイント加算（７ポイント減らされる）ことが示されている。
【００５９】
「不整地検出」とは、ロボット１の置かれた環境が、起伏の多い地形であることが認識された場合、快不快のパラメータを不快の方向へ５ポイント加算し（快の方向に対して５ポイント減算し）、自力的他力的パラメータを他力的の方向に５ポイント加算する。
【００６０】
さらに、「顔」とは、顔が認識された場合、快不快のパラメータを快の方向へ１０ポイント加算し、自力的他力的パラメータを自力的の方向に５ポイント加算する（他力的の方向に対して５ポイント減算する）。
【００６１】
このように、認識された内容に応じて、快不快、または、自力的他力的とを区別する情報をポイント化して蓄積し、快不快のパラメータ、および、自力的他力的のパラメータとして設定する。快不快のパラメータは、正の値であるとき、快であると認識され、負の値であるとき不快であると認識される。また、自力的他力的のパラメータは、正の値のとき、他力的であると認識され、負の値のとき自力的であると認識される。
【００６２】
尚、図９で示される例について、変化要因は、これに限るものではなく、それ以外の変化要因について、快不快のパラメータ、および、自力的他力的のパラメータを設定するようにしてもよい。
【００６３】
次に、図１０のフローチャートを参照して、自律動作処理について説明する。
【００６４】
ステップＳ１１において、行動決定部４４の行動選択部４４ｂは、状態認識部４１より供給される認識結果に基づいて、刺激があったか否かを判定し、刺激があったと判定されるまで、その処理を繰り返す。そして、ステップＳ１１において、刺激があったと判定された場合、その処理は、ステップＳ１２に進む。
【００６５】
ステップＳ１２において、行動選択部４４ｂは、状態遷移部４４ａより供給される動作状態を認識する。
【００６６】
ステップＳ１３において、行動選択部４４ｂは、認識した動作状態に基づいて、行動処理を実行する。尚、行動処理については詳細を後述する。
【００６７】
ステップＳ１４において、心理パラメータ生成部４２、および、上達度嗜好度管理部４３は、行動処理により実際にロボット１が動作した行動による外部の刺激を、自らの行動に対する反応として認識する。
【００６８】
ステップＳ１５において、上達度嗜好度管理部４３は、反応に応じて上達度のパラメータの値を求める。すなわち、例えば、上達度は、初期値を０とし、その行動処理が実行される度に、５インクリメントされるように設定されるものとして、所定の時間だけ、その行動処理が実行されなかった場合、５デクリメントするものとし、０乃至１００ポイントで示されるものとする。このとき、上達度嗜好度管理部４３は、例えば、図１１で示されるように、０乃至３３ポイントのとき、上達度を０とし、３４乃至６７ポイントのとき上達度を１とし、それ以上のとき上達度を２とする。尚、以上においては、上達度は、０乃至２としているが、それ以上の値を設定するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００６９】
ステップＳ１６において、心理パラメータ生成部４２は、反応に応じて反射的熟考的のパラメータの値を変化させ、上達度嗜好度管理部４３は、嗜好度のパラメータの値を変化させ、その処理は、ステップＳ１１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
【００７０】
すなわち、例えば、心理パラメータ生成部４２は、図１２で示されるように初期値を０として、最大値１００乃至最小値−１００として、ＵＰ要素となる反応である場合、反射的熟考的のパラメータを５インクリメントし、ＤＯＷＮの要素となる反応である場合、反射的熟考的のパラメータを５インクリメントする。また、上達度嗜好度管理部４３は、図１３で示されるように初期値を５０として、最小値０乃至最大値１００として、ＵＰ要素となる反応である場合、反射的熟考的のパラメータを５インクリメントし、ＤＯＷＮの要素となる反応である場合、反射的熟考的のパラメータを５インクリメントする。
【００７１】
図１４で示されるように、ＵＰ要素は、例えば、「お手をしたら握手をしてもらえた」、「ボールに近づいてタッチした」、「オーナに撫でてもらえた」、および、「オーナの命令を実行した」といった反応である。また、ＤＯＷＮ要素は、例えば、「お手をしたけども無視された」、および、「ボールに近づけなかった」といった反応である。
【００７２】
すなわち、嗜好度や反射的熟考的のパラメータは、自らの行動に対する反応や結果に応じて設定されるものであり、例えば、「褒めてもらえた」、「うまくできた」といったものは繰り返されることで、嗜好度や反射的熟考的のパラメータを高め、逆に、「無視された」、「失敗した」といったものは嗜好度や反射的熟考的のパラメータを低下させていく。
【００７３】
また、嗜好度は、その値により、嗜好の程度が示され、反射的熟考的のパラメータは、正の値であるとき熟考的であると認識され、負の値であるとき反射的であると認識される。
【００７４】
次に、図１５のフローチャートを参照して、行動処理について説明する。
【００７５】
ステップＳ３１において、行動選択部４４ｂは、確認した動作状態が探索６１であるか否かを判定する。例えば、動作状態が、探索６１であると判定された場合、ステップＳ３２において、探索の行動処理を実行する。すなわち、ステップＳ３２においては、探索のシナリオが実行される。
【００７６】
ここで、探索のシナリオについて説明する。シナリオとは、上述したように行動の手順を記したものであり、例えば、図１２Ａで示されるようなものである。尚、図１２Ａ乃至Ｆにおいては、方形の枠が、行動の１単位であり、左から右方向に進む。また、各枠内の名称は、右から各シナリオの名称と、その上達度が示されている。さらに、行動の１単位内で、反射的熟考的のパラメータによる区別が必要な場合、上達度の左側には、反射的であるか、または、熟考的であるかを区別する「反」または「熟」の情報が示されている。あるいは、行動の１単位内で、自力的他力的のパラメータによる区別が必要な場合、上達度の左側には、自力的であるか、または、他力的であるかを区別する「自」または「他」の情報が示されている。
【００７７】
図１６Ａにおいては、上達度が０の場合、「探索０」の行動が開始され、さらに、上達度が１になると、「探索１」の行動に切り替わり、さらに、上達度が２となった場合、反射的熟考的のパラメータが反射的であるとき、「探索２反」の行動に、または、反射的熟考的のパラメータが熟考的であるとき、「探索２熟」の行動が実行される。
【００７８】
ステップＳ３１において、動作状態が探索６１ではないと判定された場合、または、ステップＳ３２の処理が終了した場合、ステップＳ３３において、行動選択部４４ｂは、確認した動作状態がＵＩ６２であるか否かを判定する。例えば、動作状態が、ＵＩ６２であると判定された場合、ステップＳ３４において、ＵＩ６２の行動処理を実行する。すなわち、ステップＳ３４においては、ＵＩのシナリオが実行される。
【００７９】
ＵＩのシナリオは、例えば、図１６Ｂで示されるものであり、上達度は０の場合のみであり、自力的他力的のパラメータが自力的であるとき、「ＵＩ０自」の行動に、または、自力的他力的のパラメータが他力的であるとき、「ＵＩ０他」の行動が実行される。
【００８０】
ステップＳ３３において、動作状態がＵＩ６２ではないと判定された場合、または、ステップＳ３４の処理が終了した場合、ステップＳ３５において、行動選択部４４ｂは、確認した動作状態が骨６３であるか否かを判定する。例えば、動作状態が、骨６３であると判定された場合、ステップＳ３６において、骨６３の行動処理を実行する。すなわち、ステップＳ３６においては、骨のシナリオが実行される。
【００８１】
骨のシナリオは、例えば、図１６Ｃで示されるものであり、上達度が０の場合、「骨０」の行動が開始され、さらに、上達度が１になる場合、反射的熟考的のパラメータが反射的であるとき、「骨１反」の行動に、または、反射的熟考的のパラメータが熟考的であるとき、「骨１熟」の行動が実行される。
【００８２】
ステップＳ３５において、動作状態が骨６３ではないと判定された場合、または、ステップＳ３６の処理が終了した場合、ステップＳ３７において、行動選択部４４ｂは、確認した動作状態がボール６４であるか否かを判定する。例えば、動作状態が、ボール６４であると判定された場合、ステップＳ３８において、ボールの行動処理を実行する。すなわち、ステップＳ３６においては、ボールのシナリオが実行される。
【００８３】
ボールのシナリオは、例えば、図１６Ｄで示されるものであり、上達度が０の場合、「ボール０」の行動が開始され、さらに、上達度が１になる場合、反射的熟考的のパラメータが反射的であるとき、「ボール１反」の行動に、または、反射的熟考的のパラメータが熟考的であるとき、「ボール１熟」の行動が実行される。
【００８４】
ステップＳ３７において、動作状態がボール６４ではないと判定された場合、または、ステップＳ３８の処理が終了した場合、ステップＳ３９において、行動選択部４４ｂは、確認した動作状態が眠い６５であるか否かを判定する。例えば、動作状態が、眠い６５であると判定された場合、ステップＳ４０において、眠いの行動処理を実行する。すなわち、ステップＳ３６においては、眠いのシナリオが実行される。
【００８５】
眠いのシナリオは、例えば、図１６Ｅで示されるものであり、上達度は０の場合のみであり、自力的他力的のパラメータが自力的であるとき、「眠い０自」の行動に、または、自力的他力的のパラメータが他力的であるとき、「眠い０他」の行動が実行される。
【００８６】
ステップＳ３９において、動作状態が眠い６５ではないと判定された場合、または、ステップＳ４０の処理が終了した場合、ステップＳ４１において、行動選択部４４ｂは、確認した動作状態がひま６６であるか否かを判定する。例えば、動作状態が、ひま６６であると判定された場合、ステップＳ４２において、ひまの行動処理を実行する。すなわち、ステップＳ４２においては、ひまのシナリオが実行される。
【００８７】
ひまのシナリオは、例えば、図１６Ｆで示されるものであり、上達度が０の場合、「ひま０」の行動が開始され、さらに、上達度が１になると、「ひま１」の行動に切り替わり、さらに、上達度が２となった場合、反射的熟考的のパラメータが反射的であるとき、「ひま２反」の行動に、または、反射的熟考的のパラメータが熟考的であるとき、「ひま２熟」の行動が実行される。
【００８８】
ステップＳ４１において、ひまではないと判定された場合、または、ステップＳ４２において、ひまの処理が終了した場合、その処理は、終了する。
【００８９】
以上によれば、動作状態に応じて行動が決定されることになる。
【００９０】
次に、さらに、上述したステップＳ３２の処理である探索の行動処理について、詳細に説明する。探索の行動処理については、図１６Ａで示されるようなシナリオが実行されることにより実現される。ここで、「探索０」の内容は、例えば、図１７で示されるように、「遠くまで行きたいのだが行く術がよくわからない」仕草を実行する。また、「探索１」の内容は、例えば、「少しだけ、遠い広い範囲の探索をする」仕草をする。さらに、「探索２反」の内容は、例えば、「ボール、骨、好きな場所を探し、見つかると興奮して直ぐに走りだす」といった仕草をする。また、「探索２熟」の内容は、例えば、ボール、骨、好きな場所はよく確認して慎重にゆっくりと近づく」といった仕草をする。
【００９１】
結果として、上達度が増すに従って、行動も徐々に高度な内容となるようになっている。また、反射的熟考的なパラメータにより反射的な傾向が強い場合、「直ぐに走る」といった反射的な行動を行い、熟考的な傾向が強い場合、「慎重にゆっくりと近づく」といった熟考的な行動を行う。
【００９２】
尚、探索のシナリオにおいては、自力的他力的なパラメータに対応する内容の変化は見られないが、自力的他力的なパラメータにより傾向にあわせた行動を設定するようにしてもよい。
【００９３】
図１７で示されるような動作に応じて、探索の行動処理は、図１８のフローチャートで示されるようになる。
【００９４】
すなわち、ステップＳ５１において、行動選択部４４ｂは、上達度嗜好度管理部４３に問い合わせて、探索の行動の上達度を問合せ、上達度が０であるか否かを判定する。例えば、上達度が０である場合、その処理は、ステップＳ５２に進み、行動選択部４４ｂは、遠くまで行きたいのだが行く術がわからない仕草をする行動を選択し、その処理は、ステップＳ５８に進む。
【００９５】
ステップＳ５１において、上達度が０ではないと判定された場合、ステップＳ５３において、上達度が１であるか否かが判定され、例えば、上達度が１であると判定されたとき、その処理は、ステップＳ５４に進む。
【００９６】
ステップＳ５４において、行動選択部４４ｂは、図１７で示したように、少しだけ遠い範囲を探索するように行動を決定し、その処理は、ステップＳ５８に進む。
【００９７】
ステップＳ５３において、上達度が１ではないと判定された場合、ステップＳ５５において、行動選択部４４ｂは、行動選択部４４ｂは、反射的熟考的のパラメータが、反射的な方向に傾いているか否かを判定する。すなわち、上達度が０，１ではないということは、探索の行動処理においては、上達度は２であることが確定している。そこで、ステップＳ５５においては、上達度２における反射的熟考的のパラメータが反射的に傾いているか（負の値であるか）が判定される。
【００９８】
例えば、ステップＳ５５において、反射的熟考的のパラメータが反射的な方向に傾いていると判定された場合、ステップＳ５６において、行動選択部４４ｂは、ボール、骨、好きな場所を探し、見つかると走り出すという行動するように行動を決定し、その処理は、ステップＳ５８に進む。
【００９９】
一方、ステップＳ５５において、反射的熟考的のパラメータが反射的な方向に傾いていない、すなわち、熟考的な方向に傾いていると判定された場合、ステップＳ５７において、行動選択部４４ｂは、ボール、骨、好きな場所を探し、見つけてもゆっくりと近づくという行動するように行動を決定し、その処理は、ステップＳ５８に進む。
【０１００】
ステップＳ５８において、行動選択部４４ｂは、心理パラメータ生成部４２に問い合わせて快不快のパラメータを取得し、決定された行動に快不快のパラメータを考慮するように調整する。すなわち、例えば、走る、または、歩くといった行動に対しては、行動選択部４４ｂは、快不快のパラメータが快の方向に傾いていた場合、図７で示したように、快不快のパラメータの値に合わせて、走るペース、または、歩くペース（走る歩調、または、歩く歩調）を快の方向に進むにつれて素早くし、また、不快の方向に進むにつれてゆっくりとさせるように調整する。
【０１０１】
ステップＳ５９において、行動選択部４４ｂは、行動決定部４４ｂは、決定された快不快のパラメータが考慮されている行動に、嗜好度のパラメータを考慮して調整し、調整結果を行動生成部４５に供給する。すなわち、例えば、走る、または、歩くといった行動の場合、嗜好度の値に応じて、その動作時間を設定する。すなわち、嗜好度が高いほど、シナリオで設定される行動の動作時間を長くし、逆に、嗜好度が低いほど、シナリオで設定される行動の動作時間を短くする。このようにすることで、行動に対する好き嫌いを表現することができる。
【０１０２】
ステップＳ６０において、行動生成部４５は、行動決定部４４の行動選択部４４ｂより供給される、決定された快不快のパラメータと嗜好度のパラメータが考慮されている行動に基づいて、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を動作させて、ロボット１を実際に動作させる。
【０１０３】
以上の処理により、ロボットの行動は、外部の刺激に基づいて、動作状態が決定されて、その動作状態における心理パラメータ（反射的熟考的のパラメータ、快不快のパラメータ、上達度のパラメータ、および、嗜好度のパラメータ）の組み合わせにより、動作が決定されることになるので、ロボット１の動作により、より自然に感情を表現することが可能となる。
【０１０４】
また、「ＵＩ０自」の内容は、例えば、図１９で示されるように、「声がしたり、顔が見えたりすると近寄ってくる」仕草を実行する。また、「ＵＩ０他」の内容は、例えば、「ユーザが見つからないと寂しくてユーザを呼ぶ」仕草をする。
【０１０５】
結果として、上達度が増すに従って、行動も徐々に高度な内容となるようになっている。また、自力的他力的なパラメータにより自力的な傾向が強い場合、「近寄ってくる」といった自力的な行動を行い、他力的な傾向が強い場合、「ユーザを呼ぶ」といった他力的な行動を行う。
【０１０６】
尚、ＵＩのシナリオにおいては、反射的熟考的なパラメータに対応する内容の変化は見られないが、上述同様に、反射的熟考的なパラメータにより傾向にあわせた行動を設定するようにしてもよい。
【０１０７】
また、同様にして、図１９で示されるような動作に応じて、ＵＩの行動処理は、図２０のフローチャートで示されるようになる。尚、図２０のフローチャートのステップＳ７４乃至７６の処理は、図１８のフローチャートのステップＳ５８乃至Ｓ６０の処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０８】
すなわち、ステップＳ７１において、行動選択部４４ｂは、心理パラメータ生成部４２に問い合わせて、自力的他力的のパラメータが、自力的な方向に傾いているか否かを判定する。すなわち、ＵＩの行動処理においては、上達度は０であるので、ここでは、自力的であるか他力的であるかが判定される。
【０１０９】
ステップＳ７１において、例えば、自力的他力的のパラメータが自力的の方向に傾いていると判定された場合、ステップＳ７２において、行動選択部４４ｂは、声がしたり顔が見えたりすると近づく仕草をする行動を選択し、その処理は、ステップＳ７４に進む。
【０１１０】
ステップＳ７１において、自力的他力的のパラメータが自力的の方向に傾いていない、すなわち、他力的な方向に傾いていると判定された場合、ステップＳ７３において、行動選択部４４ｂは、ユーザが見つからないと寂しくてユーザを呼ぶ仕草をする行動を選択し、その処理は、ステップＳ７４に進む。
【０１１１】
以上の処理により、ロボットの行動は、外部の刺激に基づいて、動作状態が決定されて、その動作状態における心理パラメータ（自力的他力的のパラメータ、快不快のパラメータ、上達度のパラメータ、および、嗜好度のパラメータ）の組み合わせにより、動作が決定されることになるので、ロボット１の動作により、より自然に感情を表現することが可能となる。
【０１１２】
尚、心理パラメータの値の取る範囲は、上述したものに限らず、例えば、快不快の心理パラメータ、自力的他力的の心理パラメータ、反射的熟考的の心理パラメータの最大値と最小値をロボット毎に変えて設定することにより性格を表現するようにしてもよい。すなわち、例えば、反射的熟考的の心理パラメータの最大値を１００として、最小値を−５０とすることにより、正の値を取る可能性が高くなり、結果的に、熟考的な範囲が広くなるので、反射的な行動よりも、熟考的な行動を取る機会が増えて、それを見るユーザには、熟考的な性格であるように表現させることができる。また、この他にも、最大値と最小値を変化させずに、ポイントの変化量を変えるようにさせても、同様の効果が得られる。
【０１１３】
以上によれば、外部の刺激に基づいて、動作状態を決定し、決定された動作状態における各行動に、複数の心理パラメータの要素を付加することにより、ロボットに、より自然に感情を表現させることが可能となる。
【０１１４】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。
【０１１５】
この記録媒体は、図２に示すようにロボット１に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されていメモリ１０Ｂだけではなく、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク３１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク３２（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)，DVD（Digital Versatile Disk）を含む）、光磁気ディスク３３（MD（Mini-Disc）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリ３４（Memory Stickを含む）などよりなるパッケージメディアにより構成される。
【０１１６】
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明を適用したロボットの一実施の形態の外観構成例を示す斜視図である。
【図２】図１のロボットの内部構成例を示すブロック図である。
【図３】図２のコントローラの機能を説明する機能ブロック図である。
【図４】動作状態を説明する図である。
【図５】動作状態の遷移を説明する図である。
【図６】心理パラメータカウント処理を説明するフローチャートである。
【図７】快不快のパラメータを説明する図である。
【図８】自力的他力的のパラメータを説明する図である。
【図９】快不快のパラメータおよび自力的他力的のパラメータの変化を説明する図である。
【図１０】自律動作処理を説明するフローチャートである。
【図１１】上達度のパラメータを説明する図である。
【図１２】反射的熟考的のパラメータを説明する図である。
【図１３】嗜好度のパラメータを説明する図である。
【図１４】反射的熟考的のパラメータおよび嗜好度のパラメータの変化を説明する図である。
【図１５】行動処理を説明するフローチャートである。
【図１６】シナリオを説明するフローチャートである。
【図１７】探索のシナリオを説明する図である。
【図１８】探索の行動処理を説明するフローチャートである。
【図１９】ＵＩのシナリオを説明する図である。
【図２０】ＵＩの行動処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１８】
３，３Ａ乃至３Ｄ  脚部ユニット，  ４  頭部ユニット，  ５  尻尾部ユニット，  １０  コントローラ，  １２  バッテリセンサ，  １３  熱センサ，  １４  内部センサ，  １５  マイク，  １６  ＣＣＤ，  １７  タッチセンサ，  １８  スピーカ，  １９  ＬＥＤ，  ４１  状態認識部，  ４２  心理パラメータ生成部，  ４３  上達度嗜好度管理部，  ４４  行動決定部，  ４４ａ  状態遷移部，  ４４ｂ  行動選択部，  ４５  行動生成部
【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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【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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