(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物の耳の形状からなる動作部材を、同時に、回転軸に対して回転させるとともに該回転軸に直交する直交面に対して変位させる部材駆動手段を備える動作表出装置であって、
上記部材駆動手段は、上記動作部材を上記回転軸に対して回転駆動させる駆動部と、上記回転軸に対する外周位置に、該回転軸の軸方向に溝形状が変化するガイド溝と、上記動作部材が上記直交面に対して変位される方向とは逆方向に弾性力により付勢する弾性体とを備え、
上記動作部材には、上記ガイド溝に案内される被案内部が設けられており、
上記動作部材は、上記駆動部により上記回転軸に対して回転されるとともに上記ガイド溝に沿って上記被案内部が案内されることで上記直交面に対して変位し、
上記弾性体は、支持部と、上記支持部の両端に形成された２つのコイル部と、上記コイル部の少なくとも一方から取り出された一端に形成された掛け合わせ部とを備え、２つの上記コイル部の中心が略同一軸上に位置され、２つの上記コイル部には、上記動作部材の２つの回転支持軸がそれぞれ挿通され、上記掛け合わせ部が、上記動作部材に掛け合わせられ、上記支持部が、上記動作部材を上記回転支持軸によって回転自在に支持する固定部材に取り付けられる動作表出装置。
【請求項２】
上記弾性体は、上記支持部と、上記コイル部と、上記掛け合わせ部とからトーションバネを構成している請求項１記載の動作表出装置。
【請求項３】
動物の外観形状からなる玩具であり、上記外観形状の一部である上記動物の耳の形状からなる動作部材を、同時に、回転軸に対して回転させるとともに該回転軸に直交する直交面に対して変位させる部材駆動手段を備える玩具であって、
上記部材駆動手段は、上記動作部材を上記回転軸に対して回転駆動させる駆動部と、上記回転軸に対する外周位置に、該回転軸の軸方向に溝形状が変化するガイド溝と、上記動作部材が上記直交面に対して変位される方向とは逆方向に弾性力により付勢する弾性体とを備え、
上記動作部材には、上記ガイド溝に案内される被案内部が設けられており、
上記動作部材は、上記駆動部により上記回転軸に対して回転されるとともに上記ガイド溝に沿って上記被案内部が案内されることで上記直交面に対して変位し、
上記弾性体は、支持部と、上記支持部の両端に形成された２つのコイル部と、上記コイル部の少なくとも一方から取り出された一端に形成された掛け合わせ部とを備え、２つの上記コイル部の中心が略同一軸上に位置され、２つの上記コイル部には、上記動作部材の２つの回転支持軸がそれぞれ挿通され、上記掛け合わせ部が、上記動作部材に掛け合わせられ、上記支持部が、上記動作部材を上記回転支持軸によって回転自在に支持する固定部材に取り付けられる玩具。
【請求項４】
外部情報及び／又は内部状態に基づいて動作するロボット装置であって、
上記部材駆動手段は、上記外部情報及び／又は内部状態に基づいて上記動作部材を動作させる請求項３記載の玩具。
【請求項５】
外部情報に基づいて動作するロボット装置であって、
上記部材駆動手段は、上記外部情報である外部入力された音声に基づいて上記動作部材を動作させる請求項３記載の玩具。
【請求項６】
上記動作部材を複数備え、
上記部材駆動手段は、上記外部情報及び／又は内部状態に基づいて、上記動作部材をそれぞれ独立して動作させる請求項４記載の玩具。
【請求項７】
外部情報に基づいて動作するロボット装置であって、
上記動作部材を複数備え、
上記部材駆動手段は、上記外部情報である音声に基づいて、複数の上記動作部材の内、該音声に近い側の上記動作部材のみを動作させる請求項３記載の玩具。
【請求項８】
上記弾性体は、上記支持部と、上記コイル部と、上記掛け合わせ部とからトーションバネを構成している請求項３記載の玩具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作表出装置及び玩具に関し、詳しくは、部材を動作させる動作表出装置、外観形状が動物に模した玩具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、外観形状が犬や猫等の動物に模した玩具が提供されている。そのような玩具は、犬や猫のように耳、しっぽ等が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような玩具に形成された耳やしっぽ等のいわゆる外装部分は、通常胴体と一体として形成されており、これにより独立して動作されることがなかった。これでは、動物を真似た玩具は、実際の動物のような表現をユーザー等に対して示すことができなかった。すなわち、このような玩具は、表現のバリエーションが貧しいものであった。
【０００４】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、表現のバリエーションが増加することを可能とする動作表出装置、及びそのような表現のバリエーションが増加された玩具を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る動作表出装置は、上述の課題を解決するために、動物の耳の形状からなる動作部材を、同時に、回転軸に対して回転させるとともに該回転軸に直交する直交面に対して変位させる部材駆動手段を備える動作表出装置であって、部材駆動手段は、動作部材を回転軸に対して回転駆動させる駆動部と、回転軸に対する外周位置に、該回転軸の軸方向に溝形状が変化するガイド溝と、動作部材が直交面に対して変位される方向とは逆方向に弾性力により付勢する弾性体とを備え、動作部材には、ガイド溝に案内される被案内部が設けられており、動作部材は、駆動部により回転軸に対して回転されるとともにガイド溝に沿って被案内部が案内されることで直交面に対して変位し、弾性体は、支持部と、支持部の両端に形成された２つのコイル部と、コイル部の少なくとも一方から取り出された一端に形成された掛け合わせ部とを備え、２つのコイル部の中心が略同一軸上に位置され、２つのコイル部には、動作部材の２つの回転支持軸がそれぞれ挿通され、掛け合わせ部が、動作部材に掛け合わせられ、支持部が、動作部材を回転支持軸によって回転自在に支持する固定部材に取り付けられる。
【０００６】
また、本発明に係る玩具は、上述の課題を解決するために、動物の外観形状からなる玩具であり、外観形状の一部である動物の耳の形状からなる動作部材を、同時に、回転軸に対して回転させるとともに該回転軸に直交する直交面に対して変位させる部材駆動手段を備える玩具であって、部材駆動手段は、動作部材を回転軸に対して回転駆動させる駆動部と、回転軸に対する外周位置に、該回転軸の軸方向に溝形状が変化するガイド溝と、動作部材が直交面に対して変位される方向とは逆方向に弾性力により付勢する弾性体とを備え、動作部材には、ガイド溝に案内される被案内部が設けられており、動作部材は、駆動部により回転軸に対して回転されるとともにガイド溝に沿って被案内部が案内されることで直交面に対して変位し、弾性体は、支持部と、支持部の両端に形成された２つのコイル部と、コイル部の少なくとも一方から取り出された一端に形成された掛け合わせ部とを備え、２つのコイル部の中心が略同一軸上に位置され、２つの上記コイル部には、動作部材の２つの回転支持軸がそれぞれ挿通され、掛け合わせ部が、動作部材に掛け合わせられ、支持部が、動作部材を回転支持軸によって回転自在に支持する固定部材に取り付けられる。
【０００８】
【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用いて詳しく説明する。この実施の形態は、周囲の環境や内部の状態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る。
【０００９】
実施の形態では、先ず、ロボット装置の構成について説明して、その後、ロボット装置における本発明の適用部分について詳細に説明する。
【００１０】
（１）本実施の形態によるロボット装置の構成
図１に示すように、「犬」を模した形状のいわゆるペットロボットとされ、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が連結されると共に、胴体部ユニット２の前端部及び後端部にそれぞれ頭部ユニット４及び尻尾部ユニット５が連結されて構成されている。
【００１１】
胴体部ユニット２には、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）１１、フラッシュＲＯＭ（Read ０nly Memory）１２、ＰＣ（Personal Computer）カードインターフェース回路１３及び信号処理回路１４が内部バス１５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１６と、このロボット装置１の動力源としてのバッテリ１７とが収納されている。また、胴体部ユニット２には、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１８及び加速度センサ１９なども収納されている。
【００１２】
頭部ユニット４には、外部の状況を撮像するためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ２０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２２と、外部音を集音するためのマイクロホン２３と、鳴き声等の音声を出力するためのスピーカ２４と、ロボット装置１の「目」に相当するＬＥＤ（Light Emitting Diode）（図示せず）となどがそれぞれ所定位置に配置されている。そして、頭部ユニット４には耳１００が取り付けられている。この耳１００は、動作するようになされている。例えば、耳１００は、外部の状況や内部の状態に基づいて動作される。この耳１００は、本発明が適用されている部分であり、詳細については後で説明する。
【００１３】
各脚部ユニット３Ａ〜３Ｄの関節部分や各脚部ユニット３Ａ〜３Ｄ及び胴体部ユニット２の各連結部分、頭部ユニット４及び胴体部ユニット２の連結部分、並びに尻尾部ユニット５の尻尾５Ａの連結部分などにはそれぞれ自由度数分のアクチュエータ２５1〜２５n及びポテンショメータ２６1〜２６nが配設されている。例えば、アクチュエータ２５1〜２５nはサーボモーターを構成として有している。サーボモーターの駆動により、脚部ユニット３Ａ〜３Ｄが制御されて、目標の姿勢或いは動作に遷移する。
【００１４】
そして、このロボット装置１は、ユーザー等が「撫でた」、「叩いた」等の外部からの刺激を検出するセンサを各ユニットに適宜備えている。すなわち、頭部ユニット４には、頭頂部付近に配置されて、ユーザーからの「撫でる」や「叩く」等といった物理的な働きかけを検出するセンサ（以下、頭部センサという。）９１と、顎部に配置されて、ユーザーからの「撫でる」や「叩く」等といった物理的な働きかけを検出するセンサ（以下、顎部センサという。）９２とが備えられている。また、胴体部ユニット２には、背中とされる位置に、ユーザーからの「撫でる」や「叩く」等といった物理的な働きかけを検出するセンサ（以下、背中部センサという。）９３が備えられている。さらに、尻尾部ユニット５には、尻尾５Ａが触られた等の物理的な働きかけを検出するセンサ（以下、尻尾部センサという。）９４を備えている。そして、脚部ユニット２には、足裏部位に、４脚歩行する動物等が有するいわゆる肉球形状とされたセンサ（以下、肉球センサという。）９５を備えている。
【００１５】
そして、これら複数のセンサは、ハブ２７を介して信号処理部１４と接続されている。このようにロボット装置１は、複数のセンサを備えており、ユーザー等による外部からの刺激を検出している。
【００１６】
また、角速度センサ１８、加速度センサ１９、頭部センサ２１、距離センサ２２、マイクロホン２３、スピーカ２４及び各ポテンショメータ２６1〜２６nなどの各種センサ並びにＬＥＤ及び各アクチュエータ２５1 〜２５nは、それぞれ対応するハブ２７1〜２７nを介してコントロール部１６の信号処理回路１４と接続され、ＣＣＤカメラ２０及びバッテリ１７は、それぞれ信号処理回路１４と直接接続されている。
【００１７】
信号処理回路ｌ４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１５を介してＤＲＡＭ１１内の所定位置に順次格納する。また信号処理回路１４は、これと共にバッテリ１７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ＤＲＡＭ１１内の所定位置に格納する。
【００１８】
このようにしてＤＲＡＭ１１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残量データは、この後ＣＰＵ１０がこのロボット装置１の動作制御を行う際に利用される。
【００１９】
実際上ＣＰＵ１０は、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ＰＣカードスロットに装填されたメモリカード２８又はフラッシュＲＯＭ１２に格納された制御プログラムをＰＣカードインターフェース回路１３を介して又は直接読み出し、これをＤＲＡＭ１１に格納する。
【００２０】
また、ＣＰＵ１０は、この後上述のように信号処理回路１４よりＤＲＡＭ１１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残量データに基づいて自己及び周囲の状況や、ユーザーからの指示及び働きかけの有無などを判断する。
【００２１】
さらに、ＣＰＵ１０は、この判断結果及びＤＲＡＭ１１に格納しだ制御プログラムに基づいて続く行動を決定すると共に、当該決定結果に基づいて必要なアクチュエータ２５1〜２５nを駆動させることにより、頭部ユニット４を上下左右に振らせたり、尻尾部ユニット５の尻尾５Ａを動かせたり、各脚部ユニット３Ａ〜３Ｄを駆動させて歩行させるなどの行動を行わせる。
【００２２】
また、この際ＣＰＵ１０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１４を介して音声信号としてスピーカ２４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。
【００２３】
このようにしてこのロボット装置１においては、自己及び周囲の状況や、ユーザー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。
【００２４】
（２）制御プログラムのソフトウェア構成
ここで、ロボット装置１における上述の制御プログラムのソフトウェア構成は、図３に示すようになる。この図３において、デバイス・ドライバ・レイヤ３０は、この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３１から構成されている。この場合、各デバイス・ドライバは、ＣＣＤカメラ２０（図２）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。
【００２５】
また、ロボティック・サーバ・オブジェクト３２は、デバイス・ドライバ・レイヤ３０の最下位層に位置し、例えば上述の各種センサやアクチュエータ２５1〜２５n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３３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３４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３５と、ロボット装置１の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３６とから構成されている。
【００２６】
マネージャ・オブジェクト３７は、オブジェクト・マネージャ３８及びサービス・マネージャ３９から構成されている。オブジェクト・マネージャ３８は、ロボティック・サーバ・オブジェクト３２、ミドル・ウェア・レイヤ４０、及びアプリケーション・レイヤ４１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３９は、メモリカード２８（図２）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。
【００２７】
ミドル・ウェア・レイヤ４０は、ロボティック・サーバ・オブジェクト３２の上位層に位置し、画像処理や音声処理などのこのロボット装置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。また、アプリケーション・レイヤ４１は、ミドル・ウェア・レイヤ４０の上位層に位置し、当該ミドル・ウェア・レイヤ４０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。
【００２８】
なお、ミドル・ウェア・レイヤ４０及びアプリケーション・レイヤ４１の具体なソフトウェア構成をそれぞれ図４に示す。
【００２９】
ミドル・ウェア・レイヤ４０は、図４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５０〜５８並びに入力セマンティクスコンバータモジュール５９などを有する認識系６０と、出力セマンティクスコンバータモジュール６８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、ＬＥＤ点灯用及び音再生用の各信号処理モジュール６１〜６７などを有する認識系６９とから構成されている。
【００３０】
認識系６０の各信号処理モジュール５０〜５８は、ロボティック・サーバ・オブジェクト３２のバーチャル・ロボット３３によりＤＲＡＭ１１（図２）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５９に与える。ここで、例えば、バーチャル・ロボット３３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。
【００３１】
入力セマンティクスコンバータモジュール５９は、これら各信号処理モジュール５０〜５８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や、ユーザー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４１（図２）に出力する。
【００３２】
アプリケーション・レイヤ４ｌは、図５に示すように、行動モデルライブラリ７０、行動切換えモジュール７１、学習モジュール７２、感情モデル７３及び本能モデル７４の５つのモジュールから構成されている。
【００３３】
行動モデルライブラリ７０には、図６に示すように、「バッテリ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７０1〜７０nが設けられている。
【００３４】
そして、これら行動モデル７０1〜７０nは、それぞれ入力セマンティクスコンバータモジュール５９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７３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７４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えモジュール７１に出力する。
【００３５】
なお、この実施の形態の場合、各行動モデル７０1〜７０nは、次の行動を決定する手法として、図７に示すような１つのノード（状態）ＮＯＤＥ0〜ＮＯＤＥnから他などのノード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〜ＡＲＣn1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。
【００３６】
具体的に、各行動モデル７０1〜７０nは、それぞれ自己の行動モデル７０1〜７０n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８に示すような状態遷移表８０を有している。
【００３７】
この状態遷移表８０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」の行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」の行における対応する列に記述されている。
【００３８】
したがって、図８の状態遷移表８０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。
【００３９】
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７０1〜７０nが周期的に参照する感情モデル７３及び本能モデル７４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７３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。
【００４０】
また、状態遷移表８０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」の列にそのノード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」の行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。
【００４１】
したがって、図８の状態遷移表８０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。
【００４２】
各行動モデル７０1〜７０nは、それぞれこのような状態遷移表８０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５９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えモジュール７１に出力するようになされている。
【００４３】
図５に示す行動切換えモジュール７１は、行動モデルライブラリ７０の各行動モデル７０1〜７０n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７０1〜７０n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４０の出力セマンティクスコンバータモジュール６８に送出する。なお、この実施の形態においては、図６において下側に表記された行動モデル７０1〜７０nほど優先順位が高く設定されている。
【００４４】
また、行動切換えモジュール７１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６８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７２、感情モデル７３及び本能モデル７４に通知する。
【００４５】
一方、学習モジュール７２は、入力セマンティクスコンバータモジュール５９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、ユーザー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。
【００４６】
そして、学習モジュール７２は、この認識結果及び行動切換えモジュール７１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７０における対応する行動モデル７０1〜７０nの対応する遷移確率を変更する。
【００４７】
他方、感情モデル７３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７３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５９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えモジュール７１からの通知となどに基づいて周期的に更新する。
【００４８】
具体的には、感情モデル７３は、入力セマンティクスコンバータモジュール５９から与えられる認識結果と、そのときのロボット装置１の行動と、前回更新してからの経過時間と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７３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。
【００４９】
【数１】
0004491951.tif 000002
【００５０】
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６８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。
【００５１】
ここで、出力セマンティクスコンバータモジュール６８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７３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６８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７２は、その通知に基づいて行動モデル７０1〜７０nの対応する遷移確率を変更する。
【００５２】
なお、行動結果のフィードバックは、行動切換えモジュレータ７１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。
【００５３】
一方、本能モデル７４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７４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５９から与えられる認識結果や、経過時間及び行動切換えモジュール７１からの通知などに基づいて周期的に更新する。
【００５４】
具体的には、本能モデル７４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６８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７４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。
【００５５】
【数２】
0004491951.tif 000003
【００５６】
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６８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６８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。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、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。
【００５８】
一方、ミドル・ウェア・レイヤ４０の出力セマンティクスコンバータモジュール６８は、図４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４１の行動切換えモジュール７１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６９の対応する信号処理モジュール６１〜６７に与える。
【００５９】
そしてこれら信号処理モジュール６１〜６７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２５1〜２５n（図２）に与えるべきサーボ指令値や、スピーカ２４（図２）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３２のバーチャル・ロボット３３及び信号処理回路１４（図２）を順次介して対応するアクチュエータ２５1〜２５n又はスピーカ２４又はＬＥＤに順次送出する。
【００６０】
このようにしてロボット装置１においては、制御プログラムに基づいて、自己（内部）及び周囲（外部）の状況や、ユーザーからの指示及び働きかけに応じた自律的な行動を行うことができるようになされている。
【００６１】
（３）耳の構成及び動作等
（３−１）耳の構成
ロボット装置１は、図１に示すように、頭部ユニット４に外部の状況や内部の状態に基づいて動作される耳１００を備えている。この耳１００は、具体的には、図９中（Ａ）乃至（Ｃ）、図１０、図１１に示すような外観形状を有している。この耳１００は、耳部１１０、上側カバー１３０及び駆動部１５０を備えて、一体化されたユニット構造とされている。ロボット装置１には、このようにユニット構造とされた耳（以下、耳ユニットという。）１００が取り付けられている。この耳ユニット１００の駆動原理について先ず説明する。
【００６２】
このロボット装置１の外観形状の一部をなし、動作部材とされる耳部１１０は、部材駆動手段を構成する駆動部１５０によって２方向へ同時に動作されるようになされている。具体的には、耳部１１０の動作は、回転されるとともに、当該回転軸に直交する直交面に対して変位される動作になる。この動作は、図１２を用いると次のようになる。
【００６３】
図１２に示すように、耳部１１０が模擬された線（以下、模擬体という。）１１０ａは、回転軸Ｏ1に対して回転されると、当該回転軸Ｏ1に直交する直交面Ｐｌ上にあり、当該回転軸Ｏ1の外周に位置される軌道軸Ｏ2を移動することになる。そして、模擬体１１０ａは、このような移動とともに、回転軸Ｏ1側であって、直交面Ｐｌの方向に次第に傾くように、すなわち直交面Ｐｌとのなす角度が次第に小さくなるように動作される。すなわち、耳ユニット１００は、図９中（Ａ）から図９中（Ｃ）の順序で変化するように、耳部１１０を、回転させるとともに、その回転中心に向かって傾くように動作させる構造になっている。以下、このような耳部１１０の動作を可能にする耳ユニット１００の構造を具体的に説明する。
【００６４】
耳ユニット１００は、さらに細かく分類すると、図１３に示すように、耳部１１０を構成する耳部本体１１１及び本体取り付け部材１２０と、上側カバー１３０と、バネ１４０と、駆動部１５０を構成する下側カバー１６０及びモーター１５１とから構成されている。
【００６５】
耳部１１０は、上述したように、図１４乃至図１６に示すように、耳部１１０の本体とされる耳部本体１１１と、耳部本体１１１が取り付けられる本体取り付け部材１２０とを備えている。
【００６６】
耳部本体１１１は、図１７及び図１８に示すような形状になっている。この耳部本体１１１は、動物の耳と略同様な形状をなしている。すなわち、この耳部本体１１１は、略三角形状で湾曲された形状とされている。具体的には、耳部本体１１１の形状は、底辺部分から頂点部１１１ａに向かうに従い次第に半径が大きくなるものの、下側部分のある位置から頂点部１１１ａに向かうに従い次第に半径が小さくなる形状になっている。この耳部本体１１１は、例えば、ゴム等の弾性体によって形成されており、動物の耳の触感と略同じよな触感を出している。例えば、この耳部本体１１１の縦方向における略中心線上に３つの孔部１１１ｂが並んで形成されている。
【００６７】
そして、耳部本体１１１の下側端部面は、本体取り付け部材１２０との取り付け部１１１ｃとされている。取り付け部１１１ｃには、それぞれの端部近傍に位置された２つの第１の係合爪１１１ｄと、略中間に位置された２つの第２の係合爪１１１ｅとが突設されている。端部近傍に位置されている第１の各係合爪１１１ｄは、湾曲された当該耳本体１１１の外周方向に爪部が向いた形状になっている。また、略中間に位置されている第２の各係合爪１１１ｅは、爪部が周方向であって、それぞれ反対方向を向いた形状になっている。
【００６８】
本体取り付け部材１２０は、図１９乃至図２４に示すような形状になっている。本体取り付け部材１２０は、主面部１２１が略１／４の球形状とされている。この本体取り付け部材１２０には、主面部１２１の両端に略円柱形状の第１及び第２の凸部１２２，１２３が形成されている。具体的には、第１の凸部１２２は、後述するバネのコイル部が取り付けられる第１のバネ取り付け部１２２ａと、その第１のバネ取り付け部１２２ａの端部から外方に延びて、当該第１のバネ取り付け部１２２ａより直径が若干小さくされた第１の支軸部１２２ｂとから構成されている。同様に、第２の凸部１２３は、第２のバネ取り付け部１２３ａと、その第２のバネ取り付け部１２３ａの端部から外方に延びて、当該第２のバネ取り付け部１２３ａより直径が若干小さくされた第２の支軸部１２３ｂとから構成されている。
【００６９】
また、本体取り付け部材１２０の主面部１２１における第１の凸部１２２から第２の凸部１２３にわたる一方の縁部に、耳部本体１１１が取り付けられる取り付け部１２４が形成されている。取り付け部１２４は、当該本体取り付け部材１２０の主面部１２１の縁部形状に沿った形状とされ、主面１２１の内側に全体が略同一の幅を有して突出された形状になっている。そして、取り付け部１２４における主面部１２１の縁部形状に沿った場合の略中間に位置して、係合孔１２４ａが形成されている。また、取り付け部１２４における内側面１２４ｂであって、それぞれの端部近傍には、切欠き部１２４ｃが形成されている。
【００７０】
さらに、本体取り付け部材１２０の主面部１２１の他方の縁部の略中央に、突出されて被ガイド部１２５が形成されている。例えば、被ガイド部１２５は、略半球形状とされて突設されている。被ガイド部１２５は、耳ユニット１００において、駆動部１６０に設けられたガイド溝１６２上に位置される。
【００７１】
そして、本体取り付け部材１２０の主面部１２１の被ガイド部１２５が設けられている縁部であって、第２の凸部１２３が設けられた近傍に、後述のバネ１４０の第２の掛け合わせ部１４５が掛け合わせられる掛け止め部１２６が形成されている。例えば、掛け止め部１２６の形状は、主面部１２１の縁部が切欠かれて、略Ｌ字形状になっている。
【００７２】
耳部１１０は、以上のような耳部本体１１１及び本体取り付け部材１２０によって構成されている。これにより、本体取り付け部材１２０の取り付け部１２４に、耳部本体１１１の取り付け部１１１ａが取り付けられ、その際に耳部本体１１１の第２の各係合爪１１１ｅが本体取り付け部材１２０の係合孔１２４ａに嵌着されるとともに、耳部本体１１１の第１の各係合爪１１１ｄが各切欠き部１２４ｃに嵌着される。これにより、図１４乃至乃至図１６に示した耳部１１０が構成されるようになる。次に、上側カバー１３０について説明する。
【００７３】
上側カバー１３０は、図２５乃至図３０に示すように、一端が閉塞された薄型の略管形状とされている。すなわち、上側カバー１３０は、略円形状の主面部１３１と、主面部１３１の外周縁に形成された周壁部１３２とから構成されている。
【００７４】
主面部１３１には、その外周部分であって、略半周にわたってスリット形状の開口部１３１ａが形成されている。この主面部１３１の裏面１３１ｂ側に、周壁部１３２が形成されている。
【００７５】
周壁部１３２には、当該周壁部１３２において対向される位置であって、上述の主面部１３１の開口部１３１ａの略終端付近に位置されて第１及び第２の軸受け部１３２ａ，１３２ｂが形成されている。この第１及び第２の各軸受け部１３３ａ，１３３ｂは、本体取り付け部材１２０の第１及び第２の各支軸部１２２ａ，１２３ａがそれぞれ回動自在とされて取り付けられる部分である。
【００７６】
第１及び第２の軸受け部１３３ａ，１３３ｂは、周壁部１３２において主面部１３１に至る深さの切欠き形状とされており、その底部が略半球形状とされている。この半球形状部分の直径は、本体取り付け部材１２０の第１及び第２の支軸部１２２ａ，１２３ａの直径と略同じか若干大きめに設計されている。
【００７７】
また、周壁部１３２のその一部に、上述の第１及び第２の軸受け部１３３ａ，１３３ｂと異なる位置であって、当該周壁部１３２において対向される位置に第１及び第２の係合爪１３４ａ，１３４ｂが設けられている。この係合爪１３４ａ，１３４ｂは、内側に向いて爪部が形成されており、その爪部が周壁部１３２の上端面１３２ａより突出されるように設けられている。そして、周壁部１３２の内周面１３２ｂ全体にわたって、その幅方向の略中央付近に内周方向へ突出された面からなる係止部１３２ｃが形成されている。この係止部１３２ｃは、例えば、軸受け部１３３ａ，１３３ｂの底部から、上述の支軸部１２２ａ，１２３ａの直径よりも若干大とされた高さに位置されて周壁部１３２の内周面１３２ｂに設けられている。
【００７８】
主面部１３１には、裏面１３１ｂの中心部分に後述する駆動部１５０の駆動ピン１５３ａ等と係合されるピン係合部１３５が形成されている。ピン係合部１３５は、裏面１３１ｂから突設され、直径が異なる同心円の２つの第１及び第２の円筒部１３６，１３７によって構成されている。そして、ピン係合部１３５において外周に位置される第２の円筒部１３７には、その中心について対称とされた２つの切欠き部１３７ａ，１３７ｂが形成されている。
【００７９】
上側カバー１３０は、以上のような形状をなして形成されている。この上側カバー１３０に、上述した耳部１１０が取り付けられると図３１及び図３２に示すようになる。すなわち、耳部１１０の第１及び第２の支軸部１２２ｂ，１２３ｂが上側カバー１３０の第１及び第２の各軸受け部１３３ａ，１３３ｂに回転自在とされて取り付けられる。また、上側カバー１３０の主面部１３１の開口部１３１ａにおいて、耳部１１０の本体取り付け部材１２０が挿通されて、耳部本体１１１の略全体が外方に臨むようになされている。
【００８０】
このようになされることにより、上側カバー１３０に対して耳部１１０が回動自在に支持されることで、図３１に示すように、耳部１１０が第１及び第２の支軸部１２２ｂ，１２３ｂを回転中心として、矢印ａ1に示す方向に耳部本体１１１が上側カバー１３０の主面部１３１に対して傾くように変位されるようになる。すなわち、耳部本体１１１の動作は、上側カバー１３０の主面部１３１を覆うような方向（図３１中において示す矢印ａ2の方向、以下、耳寝かせ方向という。）と、その反対に上側カバー１３０の主面部１３１を外方に臨むような方向（図３１中において示す矢印ａ3の方向、以下、耳起こし方向という。）となる。
【００８１】
また、このような構成において、耳部１１０は、バネ等の弾性体によって所定方向に付勢されている。弾性体によって付勢する方向は、本例では、耳起こし方向になっている。例えば、図３３は、耳部１１０が取り付けられが状態において、上側カバー１３０の裏側を示すものであるが、この上側カバー１３０の主面部１３１の裏面１３１ｂ側に配置されたバネ１４０によって耳部１１０が所定方向に付勢されている。
【００８２】
バネ１４０は、図３４乃至図３６に示すように、支持部としての機能を併有する取り付け部１４１と、取り付け部１４１の両端に形成された２つの第１及び第２のコイル部１４２，１４３と、第１及び第２の各コイル部１４２，１４３から取り出された一端に形成された第１及び第２の掛け合わせ部１４４，１４５とを備えている。
【００８３】
このバネ１４０において、取り付け部１４１と、第１のコイル部１４２と、第１の掛け合わせ部１４４とからいわゆるトーションバネを構成している。同様に、バネ１４０において、取り付け部１４１と、第２のコイル部１４３と、第２の掛け合わせ部１４５とからトーションバネが構成されている。すなわち、バネ１４０は、２つのトーションバネが一体とされた構造を有していると言える。
【００８４】
取り付け部１４１は、略コ字形状或いは略Ｃ字形状とされた部分（以下、屈曲部１４１ａという。）を有し、各端部１４１ｂ，１４１ｃがその屈曲部１４１ａから当該屈曲部１４１ａによって構成される面に対して角度をなすように、当該屈曲部１４１ａの外方側に鋭角に折り込まれている。そして、取り付け部１４１のこのように折り込まれた端部１４１ｂ，１４１ｃの終端にそれぞれ第１及び第２のコイル部１４２，１４３が形成されている。
【００８５】
第１及び第２のコイル部１４２，１４３の内周面直径は、上述した耳部１１０の第１及び第２のバネ取り付け部１２２ａ，１２３ａの直径と略同径として設計されている。また、第１及び第２の各コイル部１４２，１４３から引き出されて形成されている第１及び第２の掛け合わせ部１４４，１４５はそれぞれ、先端が内側方向に折り曲げた形状とされている。
【００８６】
このような形状とされたバネ１４０は、次のように本体取り付け部材１２０に対して取り付けられる。
【００８７】
図３３に示すように、第１及び第２のコイル部１４２，１４３に、本体取り付け部材１２０の第１及び第２の凸部１２２，１２３に形成された第１及び第２のバネ取り付け部１２２ａ，１２３ａが挿通される。そして、第２のコイル部１４３側の第２の掛け合わせ部１４５が、本体取り付け部材１２０の第２の支軸部１２３ｂの近傍に形成された掛け止め部１２６に掛け合わされる。このようにバネ１４０は、その形状から、被弾性付与体とされる本体取り付け部材１２０に容易に装着することができる。
【００８８】
このようにしてバネ１４０が取り付けられた本体取り付け部材１２０を、第１及び第２の各支軸部１２２ｂ，１２３ｂが上側カバー１３０の周壁部１３２上に形成された第１及び第２の各軸受け部１３３ａ，１３３ｂに取り付けることにより、図３３に示すような状態に、耳部１１０、上側カバー１３０及びバネ１４０が一体として組み立てられる。
【００８９】
この状態においては、図３３に示すように、第１及び第２の各支軸部１２２ｂ，１２３ｂが上側カバー１３０の周壁部１３２上に形成された第１及び第２の各軸受け部１３３ａ，１３３ｂに取り付けられることから、バネ１４０は、第１及び第２のコイル部１４２，１４３が周壁部１３２より内方に位置されるようになる。
【００９０】
また、バネ１４０の屈曲部１４１ａについては、上側カバー１３０の主面部１３０の裏面１３１ｂ側に密着した状態とされて配置される。この屈曲部１４１ａは、上側カバー１３０の主面部１３１に裏面１３１ｂにおいて、当該裏面１３１ｂの略中央に設けたピン係合部１３５を取り巻くように配置されている。この屈曲部１４１ａの形状は、例えば、このように配置される場所の形状を考慮して設計されており、その結果として本実施の形態では、ピン係合部１３５を回避する形状として略コ字形状或いは略Ｃ字形状になっている。なお、バネ１４０の屈曲部１４１ａは一部が上側カバー１３０の主面部１３０の裏面１３１ｂに接着材等によって接着されていてもよい。
【００９１】
なお、本例では、第２のコイル部１４３側の第２の掛け合わせ部１４５のみを、本体取り付け部材１２０の掛け止め部１２６に掛け合わせている。例えば、これは、このような場合においては耳部１１０を耳起こし方向に付勢するための弾性力は第２のコイル部１４３の弾性力によるものが支配的になるが、その第２のコイル部１４３の弾性力により十分に耳部１００を耳起こし方向に付勢することが可能となる場合に有効である。よって、第２のコイル部１４３の弾性力だけでは耳部１００を十分に付勢することができないときには、第１のコイル部１４２側の第１の掛け合わせ部１４４も本体取り付け部材１２０に掛け合わせて、第１のコイル部１４２の弾性力を利用する必要がある。
【００９２】
なお、このように第１のコイル部１４２側の第１の掛け合わせ部１４４が不要である場合には、第１の掛け合わせ部１４４を遊ばせておくこととしてもよく、或いは切断等して取り除いてもよい。
【００９３】
このようにバネ１４０が取り付けられることにより、耳部本体１１１は、その弾性力によって、図３１中に示す矢印ａ3の方向とされる耳起こし方向に常に付勢されることになる。なお、このときの付勢は、第２のコイル部１４３による図３６中に示す矢印ａ4の方向の弾性力によるものである。
【００９４】
以上のような耳部１１０の耳起こし方向及び耳寝かせ方向の動作は駆動部１５０によって実現されている。
【００９５】
駆動部１５０は、図３７乃至図３９に示すように、駆動源となるモーター１５１と、モーター１５１が取り付けられる下側カバー１６０とによって構成されている。
【００９６】
下側カバー１６０は、図４０乃至図４４に示すような形状になっている。この下側カバー１６０には、モーター１５１が装着されるモーター取り付け部１６１と、ガイド溝１６２とが設けられている。そして、下側カバー１６０の外周縁に周壁部１６３が形成されている。
【００９７】
モーター取り付け部１６１は、下側カバー１６０において略中央部分に設けられている。モーター取り付け部１６１の内部形状は、モーター１５１の外周形状に適合されて形状になされており、本例では、モーター１５１の外部形状に適合するように略円筒形状になっている。また、モーター取り付け部１６１には、当該モーター取り付け部１６１において対向される位置が切欠き形状とされており、その部分にモーター１５１の底面と係合される係合爪１６１ａ，１６１ｂが設けられている。
【００９８】
ガイド溝１６２は、上述の耳部１１０の被ガイド部１２４を案内する部分である。このガイド溝１６２は、図４１及び図４３に示すように、略円筒形状とされたモーター取り付け部１６１の外周に沿って取り巻くように形成されており、モーター取り付け部１６１の外周において半周にわたって形成されている。そして、ガイド溝１６２は、全体として断面が略Ｖ字形状とされている。すなわち、ガイド溝１６２は、耳部１１０の回転軸に対する外周位置において、周方向への変化に従って当該回転軸の軸方向に変化する形状になっている。
【００９９】
後述するように、耳部１１０に設けられた被ガイド部１２５はこのガイド溝１６２上に位置される。そして、耳ユニット１００を駆動した際においては、被ガイド部１２５は、このガイド溝１６２上を移動するのであるが、本実施の形態では、ガイド溝１６２上における被ガイド部１２５の可動範囲は、ガイド溝１６２の最低部１６２ａの位置（以下、第１の位置という。）から何れか一方の立ち上がる面１６２ｂ（１６２ｃ）のある位置（以下、第２の位置という。）までとなっている。
【０１００】
周壁部１６３は、略円形状をなす下側カバー１６０の外周を囲むように形成されている。この周壁部１６３の外周径は、上述の耳部１１０が取り付けられる上側カバー１３０の周壁部１３２の内周径より若干小さく設計されている。
【０１０１】
この周壁部１６３の外周面１６３ａ側の下側には、当該耳ユニット１００の頭部ユニット４に取り付けるための第１及び第２のユニット取り付け部１６４ａ，１６４ｂが設けられている。第１及び第２のユニット取り付け部１６４ａ，１６４ｂは、頭部ユニット４への取り付けに適合された形状とされており、本例では、外周方向に略板形状として突設されている。
【０１０２】
モーター１５１は、例えば、制御信号に応じて回転方向等が制御可能とされるサーボモーターである。このモーター１５１は、図１３、図３７乃至図３９に示すように、回転軸上に位置される略丸棒形状の主軸ピン１５２と、その主軸ピン１５２について対称として位置され、上述の耳部１１０を実際に回転駆動するための第１及び第２の駆動ピン１５３ａ，１５３ｂとを備えている。本例では、主軸ピン１５２より第１及び第２の駆動ピン１５３ａ，１５３ｂの方が長さが短くなされている。
【０１０３】
また、モーター１５１には、第１及び第２の駆動ピン１５３ａ，１５３ｂそれぞれが挿通される第１及び第２の駆動ピンガイド部１５４ａ，１５４ｂが設けられている。第１及び第２の駆動ピンガイド部１５４ａ，１５４ｂは、主軸ピン１５２について対称とされて当該主軸１５２の周方向にわたって設けられており、所定の長さをもった形状になっている。また、第１及び第２の駆動ピンガイド部１５４ａ，１５４ｂの幅は、挿通される第１及び第２の駆動ピン１５３ａ，１５３ｂの直径よりも若干大きく設計されている。
【０１０４】
そして、このモーター１５１の上述の主軸ピン１５２等が設けられていない他端側に当該モーター１５１を駆動するための導線１５５に設けられている。モーター１５１は、この導線１５５を介して供給される制御信号によって回転方向等が制御される。ここで、制御信号は、例えば、ロボット装置１の感情状態や本能状態等に基づいて決定される信号になる。
【０１０５】
このようなモーター１５１が駆動された場合、第１及び第２の駆動ピン１５３ａ，１５３ｂはそれぞれ、第１及び第２の駆動ピンガイド部１５４ａ，１５４ｂ内を移動する。そして、最終的には、第１及び第２の各駆動ピン１５３ａ，１５３ｂは、第１及び第２の各駆動ピンガイド部１５４ａ，１５４ｂ内の端部において係止される。このようなことから、第１及び第２の駆動ピンガイド部１５４ａ，１５４ｂの長さによって、第１及び第２の駆動ピン１５３ａ，１５３ｂの移動範囲が規定され、これにより、後述するように耳部１１０の駆動もこのような限定された移動範囲により規定されるものになる。
【０１０６】
このようなモーター１５１が下側カバー１６０のモーター取り付け部１６１に装着されている。モーター１５１がモーター取り付け部１６１に装着された状態において、図３８及び図３９に示すように、モーター１５１において導線１５５が設けられている一端が当該モーター取り付け部１６１の係合爪１６１ａ，１６１ｂによって係止される。そして、モーター１５１の他端に位置される主軸ピン１５２並びに第１及び第２の駆動ピン１５３ａ，１５３ｂが当該モーター取り付け面１６１或いは下側カバー１６０の上方から突出される状態になされる。
【０１０７】
駆動部１５０は、以上のような下側カバー１６０及びモーター１５１によって構成されている。
【０１０８】
この下側カバー１６０に上述した耳部１１０取り付けられている上側カバー１３０が取り付けられると図９及び図１０に示すようになる。
【０１０９】
このとき、上側カバー１３０のピン係合部１３５に、図１１に示すように、モーター１５１の主軸ピン１５２並びに第１及び第２の駆動ピン１５３ａ，１５３ｂが装着される。具体的には、ピン係合部１３５において内側の第１の円筒部１３６に主軸ピン１５２が挿入されて、外側の第２の円筒部１３７の第１及び第２の切欠き部１３７ａ，１３７ｂにそれぞれ、第１及び第２の各駆動ピン１５３ａ，１５３ｂが係合される。
【０１１０】
また、上側カバー１３０の周壁部１３２が、下側カバー１６０の周壁部１６３の外周に位置するように、上側カバー１３０と下側カバー１６０との取り付けがなされるが、上側カバー１３０の周壁部１３２の内周側に設けられた係止部１３２ｃによって下側カバー１６０の周壁部１６３の上側面が係止され、下側カバー１６０が一定の深さ以上に上側カバー１３０内に入り込むことが防止される。さらにこのとき、図９中（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、上側カバー１３０に設けられた係合爪（本例の場合は第２の係合爪）１３４ｂが下側カバー１６０の一部と係合されることになる。例えば、下側カバー１６０の周壁部１６３における第１のユニット取り付け部１６４ａと第２のユニット取り付け部１６４ｂとの間の外方に臨む下側面１６３ｂ（図４０に示す部分）に上側カバー１３０の第２の係合爪１３４ｂが係合される。なお、第２の係合爪１３４ｂと下側カバー１６０の周壁部１６３の下側面１６３ｂとの係わり具合は若干の余裕をもってなされる。
【０１１１】
そして、下側カバー１６０に耳部１１０が取り付けられた上側カバー１３０が取り付けられると、耳部１１０に設けられた被ガイド部１２５が下側カバー１６０のガイド溝１６２上に位置される。このとき、バネ１４０によって耳部１１０を耳起こし方向に付勢されていることから、被ガイド部１２４は、バネ１４０によって、ガイド溝１６２の上面を押圧する方向に付勢されていることになる。
【０１１２】
（３−２）耳の動作
以上のように駆動部１５０に上側カバー１３０が取り付けられた状態において、すなわち耳ユニット１００として組み立てられた状態において、駆動部１５０のモーター１５１を駆動すると次のように各部が動作されるようになる。
【０１１３】
駆動部１５０のモーター１５１が駆動されると、第１及び第２の駆動ピン１５３ａ，１５３ｂが主軸ピン１５２を中心として回動されて、これにより、上側カバー１３０が回動される。このとき、上側カバー１３０の第２の係合爪１３４ｂが下側カバー１６０の周壁部１６３の下側面１６３ｂに係合されたまま、下側カバー１６０の周壁部１６３の外周面１６３ａ上を移動する。
【０１１４】
また、一方で、一体として回転される耳部１１０に設けられた被ガイド部１２５が駆動部１５０の下側カバー１６０内のガイド溝１６２上を摺動によって移動される。例えば、図４５中（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、被ガイド部１２５がこのガイド溝１６２上を第１の位置から第２の位置に向かって、或いは第２の位置から第１の位置に向かって摺動によって移動するようになる。
【０１１５】
なお、第１及び第２の各駆動ピン１５３ａ，１５３ｂが第１及び第２の各駆動ピンガイド部１５４ａ，１５４ｂによってその移動が拘束されており、これにより、第１の位置及び第２の位置は必然的に決定されるものになる。すなわち、第１及び第２の各駆動ピンガイド部１５４ａ，１５４ｂの長さが長い場合には、それだけ第１の位置から第２の位置へ移動される被ガイド部１２５の距離は長くなるのである。
【０１１６】
そして、このようなガイド溝１６２上のガイド部１２５の移動に連動されて、耳部１１０は、耳寝かせ方向或いは耳起こし方向に動作されるようになる。すなわち、被ガイド部１２５がガイド溝１６２上を第１の位置から第２の位置に移動するように上側カバー１３０が回転駆動された場合には、耳部１１０は、耳寝かせ方向に動作されるようになり、また、被ガイド部１２５がガイド溝１６２上を第２の位置から第１の位置に移動するように上側カバー１３０が回転駆動された場合には、耳部１１０は、耳起こし方向に動作されるようになる。
【０１１７】
よって、耳ユニット１００は、一連の動作として、図９中（Ａ）から図９中（Ｃ）への変化として示されるように耳部１１０が回転されるとともに耳寝かせ方向へ変位したり、その逆の図９中（Ｃ）から図９中（Ａ）への変化として示されるように耳起こし方向へ変位したりする動作を表出させる。
【０１１８】
このようなロボット装置１の耳ユニット１００の駆動は、例えば、外部の状況や内部状態に基づいてなされる。例えば、ロボット装置１は、ユーザーからの音声に反応したり、感情状態に応じたりして、耳ユニット１００を動作させる。さらに具体的な動作としては、ロボット装置１は、音声のする方向の耳ユニット１００、例えば、右側の耳ユニット１００だけを動作させること等が挙げられる。
【０１１９】
また、耳ユニット１００の動作は、モーター１５１により駆動ピンの回転速度を早くすれば、俊敏な動作として表出され、モーター１５１により駆動ピンの回転速度を遅くすれば、緩慢な動作として表出される。
【０１２０】
なお、被ガイド部１２４の案内に、その最低部１６２ａから立ち上がる一方の面１６２ｂ（１６２ｃ）を使用する場合について説明した。しかし、ガイド溝１６２としてＶ字形状の全体を使用することもできることはいうまでもない。その一方で、上述したように、被ガイド部１２４の最低部１６２ａから立ち上がる一方の面１６２ｂ（１６２ｃ）のみを使用することによって、下側カバー１６０を共通部品として使用することもできる。すなわち、被ガイド部１２４の最低部１６２ａから立ち上がる一方の面１６２ｂは、右側用の耳ユニット１００のために用意されたものとし、被ガイド部１２４の最低部１６２ａから立ち上がる他方の面１６２ｃは、左側用の耳ユニット１００を動作させるために用意されたものとすることで、これにより、左右の耳部１１０の動作軌跡を対称的にすることが可能になる。
【０１２１】
このようなことから、共通部品として考慮する必要がない場合等においては、略Ｖ字形状とする必要はなく、ガイド溝が一方向にのみ立ち上がる面からなるものとして構成することもできる。
【０１２２】
（３−３）他の実施の形態
上述の実施の形態では、耳部１１０の動作を規定するものといえるガイド溝１６２が、上述の図４１に示したように構成されている。これにより、被ガイド部１２５がガイド溝１６２上を摺動しながら移動されるようになされている。しかし、ガイドする部分がこのような形状とされることに限定されるものではない。例えば、耳部１１０が回転される回転軸を同心円とする周壁にガイド溝を形成することもできる。すなわち例えば、図４６に示すように、下側カバー１６０の周壁部１６３の内周面１６３ｃにガイド溝１６５を設けることもできる。
【０１２３】
この場合、耳部本体１１１が取り付けられる本体取り付け部材１２０に設ける被ガイド部１２５は、図４７及び図４８に示すように、主面部１２１から外周方向に向いて突出するような形状になる。また、下側カバー１６０の周壁部１６３の内周面１６３ｃは、本体取り付け部材１２０の外側形状に略沿った形状とされて、そこにガイド溝１６５が形成される。また、ガイド溝１６５の幅は、被ガイド部１２５の幅より多少大きめにする。
【０１２４】
このようなガイド溝形状とされることにより、耳部１１０の被ガイド部１２４がガイド溝１６５内を案内されて移動される。これにより、上述の場合と同様に、耳部１１０は、回転されるとともに耳寝かせ方向へ変位したり、耳起こし方向へ変位したりする動作を表出することが可能になる。そして、このようなガイド溝形状にすることにより、被ガイド部１２５がガイド溝１６５によって案内されるので、上述したような耳部１１０を所定方向に付勢するためのバネが不要になる。
【０１２５】
また、図４９に示すように、ガイド溝１６６を構成することもできる。図４６に示したガイド溝１６５は、被ガイド部１２５の移動軌跡を完全に拘束する形状とされている。よって、ガイド溝１６５内を被ガイド部１２５が往復移動した際の耳部１１０の動作は、単に逆の動作になる。これは、図４１に示すようなガイド溝１６２の形状の場合も同様である。しかし、図４９に示すような形状のガイド溝１６６にすることにより、耳部１１０の動作は、そのように単純なものとはならない。
【０１２６】
例えば、被ガイド部１２５の往路（図４９中の矢印ａ5に示す方向）がガイド溝１６６の上側面１６６ａとされ、復路（図面中矢印ａ6に示す方向）がガイド溝１６６の下側面１６６ｂとされた場合において、被ガイド部１２５は、往路では、図４９中に示す矢印ａ5の方向に被ガイド溝１６６の上側面１６６ａに沿って移動され、復路では、図４９中に示す矢印ａ6に示す方向に被ガイド溝１６６の下側面１６６ｂに沿って移動される。これにより、例えば、被ガイド部１２５が往路を移動している際において、耳部１１０は、耳寝かせ方向に動作し、被ガイド部１２４が復路を移動している際においては、耳部１１０は、往路とは異なる軌道で耳起こし方向に動作する。よって、このような形状のガイド溝１６６により、被ガイド部１２５が往復移動した際の耳部１１０の動作にバリエーションを持たせることが可能なる。
【０１２７】
なお、このようなガイド溝１６６の形状にした場合の耳ユニット１００は、往路において被ガイド部１２５をガイド溝１６６の上側面１６６ａ側に押圧し、復路において被ガイド部１２５をガイド溝１６６の下側面１６６ｂ側に押圧するような付勢手段を備えている。さらに、例えば、ガイド溝１６６において上側面１６６ａと下側面１６６ｂとが交わる部分において、そのような押圧の方向を切り替える付勢力方向切換手段を備えている。耳ユニット１００は、このような構成を備えることにより、被ガイド部１２５を往路と復路とにおいてガイド溝１６６の上側面１６６ａと下側面１６６ｂとを利用した移動の切換を適宜できるようになる。
【０１２８】
なお、上述の実施の形態では、ガイド溝の形状を具体的に示して説明したが、ガイド溝形状は上述の形状に限定されるものではない。例えば、ガイド溝形状は、耳ユニット１００の耳部１１０の動作のバリエーション等に応じて決定する。
【０１２９】
また、上述の実施の形態では、犬を模した外観形状をなすロボット装置を例に挙げて説明してがこれに限定されるものではない。すなわち例えば、本発明は、猫を模した外観形状とされた玩具に適用することもできる。
【０１３０】
また、上述の実施の形態では、ロボット装置１において外観形状の一部をなす耳に本発明が適用された場合を説明した。しかし、これに限定されるものではない。すなわち例えば、本発明は、尻尾等の動物において動作される部分に適用することもできる。
【０１３１】
【発明の効果】
本発明に係る動作表出装置は、動作部材を２方向へ同時に動作させる部材駆動手段を備えており、動物を模した外観形状をなす玩具は、このような構成を備えた動作表出装置を備えることで、動作部材が耳等の外観形状をなす一部とされることにより、耳等の動きを豊かに表出することができる。
【０１３２】
また、本発明に係る玩具は、動物を模した外観形状をなす玩具であって、外観形状の一部をなす動作部材を２方向へ同時に動作させる部材駆動手段を備えることで、耳等として形成された動作部材の動きを豊かに表出することができる。
【０１３３】
また、本発明に係るバネは、支持部と、支持部の両端に形成された２つのコイル部と、コイル部の少なくとも一方から取り出された一端に形成された掛け合わせ部とを備えることにより、被弾性付与部材を付勢する機能を有しながら、取り付け部への取りつけが容易になされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるロボット装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】上述のロボット装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】上述の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４】上述の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５】上述の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６】上述のアプリケーション・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７】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８】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９】耳ユニットの構成を示す斜視図である。
【図１０】耳ユニットの構成を示す正面図である。
【図１１】耳ユニットの構成を示す断面図である。
【図１２】耳ユニットの動作を説明するために使用した図である。
【図１３】耳ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１４】耳部の構成を示す斜視図である。
【図１５】耳部の構成を示す正面図である。
【図１６】耳部の構成を示す側面図である。
【図１７】耳部本体の形状を示す斜視図である。
【図１８】耳部本体の形状を示す正面図である。
【図１９】本体取りつけ部材の形状を示す斜視図である。
【図２０】本体取りつけ部材の形状を示す平面図である。
【図２１】本体取りつけ部材の形状を示す背面図である。
【図２２】本体取りつけ部材の形状を示す底面図である。
【図２３】本体取りつけ部材の形状を示す正面図である。
【図２４】本体取りつけ部材の形状を示す側面図である。
【図２５】カバーの形状を示す斜視図である。
【図２６】カバーの形状を示す正面図である。
【図２７】カバーの形状を示す底面図である。
【図２８】カバーの形状を示す平面図である。
【図２９】カバーの形状を示す側面図である。
【図３０】カバーの形状を示す断面図である。
【図３１】組み立てられた状態の耳部及びカバーの構成を示す側面図である。
【図３２】組み立てられた状態の耳部及びカバーの構成を示す断面図である。
【図３３】組み立てられた状態の耳部、カバー及びバネの構成を示す断面図である。
【図３４】バネの形状を示す斜視図である。
【図３５】バネの形状を示す平面図である。
【図３６】バネの形状を示す側面図である。
【図３７】駆動部の構成を示す平面図である。
【図３８】駆動部の構成を示す正面図である。
【図３９】駆動部の構成を示す断面図である。
【図４０】下側カバーの形状を示す斜視図である。
【図４１】下側カバーの形状を示す正面図である。
【図４２】下側カバーの形状を示す底面図である。
【図４３】下側カバーの形状を示す平面図である。
【図４４】下側カバーの形状を示す断面図である。
【図４５】下側カバーに設けられたガイド溝上を耳部に設けられた被ガイド部が移動するときを説明するために使用した図である。
【図４６】ガイド溝の他の形状を示す正面図である。
【図４７】他の形状とされたガイド溝に適用された被ガイド部が形成された本体取りつけ部材の形状を示す側面図である。
【図４８】他の形状とされたガイド溝に適用された被ガイド部が形成された本体取りつけ部材の形状を示す正面図である。
【図４９】ガイド溝のさらに異なる形状を示す正面図である。
【符号の説明】
１  ロボット装置、１００  耳ユニット、１１０  耳部、１２５  被ガイド部、１３０  上側カバー、１４０  バネ、１４１  取り付け部、１４２  第１のコイル部、１４３  第２のコイル部、１４４  第１の掛け合わせ部、１４５  、第１の掛け合わせ部、１５０  駆動部、１６２  ガイド溝
【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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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