(57)【要約】【課題】ユーザーに過度の負担を掛けたり、危険を伴ったりすることなく、ユーザーと物体授受インタラクションを行なう。【解決手段】物体の把持領域を把持可能部分、授受領域部分などに領域分割する。ロボット装置は、物体の把持可能部分を持ち、ユーザーに授受領域部分で手渡しする。把持可能部分で物体を把持することが困難な場合には、一旦、授受領域で把持し、把持可能部分で正しい姿勢に持ち替えてから、ユーザーに授受領域部分で手渡しする。持ち替えが困難な場合には、ユーザーに授受し難いことを伝達した上で、授受領域部分で正しい姿勢の状態又は把持可能部分で手渡しする。【選択図】  図８Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を把持する把持部と、
前記物体の把持可能部分と授受領域部分を認識する認識部と、
前記物体を前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する把持計画部と、
前記計画した軌道に従って前記把持部による前記物体の把持動作を制御する把持制御部と、
を具備するロボット装置。
【請求項２】
撮像部をさらに備え、
前記認識部は、前記撮像部で前記物体の撮像画像を画像認識した結果に基づいて、前記物体の把持可能部分及び授受領域部分を認識する、
請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記認識部は、前記撮像部で前記物体の撮像画像を画像認識した結果に基づいて、前記物体を授受されるユーザーが授受し易く渡すことができる部分を前記授受領域部分として認識するとともに、前記把持部で把持することはできるがユーザーが授受し難い部分を前記把持可能部分として認識する、
請求項１に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記認識部は、前記物体の前記把持部で持つことができない部分をさらに把持不可能部分として認識する、
請求項３に記載のロボット装置。
【請求項５】
前記把持計画部は、前記物体を前記把持可能部分で把持して前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、
請求項１に記載のロボット装置。
【請求項６】
前記把持計画部は、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持する軌道を計画できないときには、持ち替えにより前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢を把持してから、前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、
請求項５に記載のロボット装置。
【請求項７】
前記把持計画部は、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持する軌道を計画できないときには、前記物体の前記授受領域部分を把持した後、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢に持ち替えてから、前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、
請求項５に記載のロボット装置。
【請求項８】
前記把持計画部は、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持できないときには、前記物体を前記授受領域部分で把持して前記把持可能部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、
請求項５に記載のロボット装置。
【請求項９】
前記把持計画部は、持ち替えによっても前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持できないときには、前記物体を前記授受領域部分で把持して前記把持可能部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、
請求項６に記載のロボット装置。
【請求項１０】
前記把持計画部は、前記物体を前記把持可能部分で授受先に手渡しする授受先に警告する、
請求項８に記載のロボット装置。
【請求項１１】
前記把持計画部は、前記物体を前記授受領域部分及び前記把持可能部分のいずれでも手渡しするための前記把持部の軌道を計画できないときには、前記物体を手渡しできないことを授受先に警告する、
請求項５に記載のロボット装置。
【請求項１２】
把持部で把持する物体の把持可能部分と授受領域部分を認識する認識ステップと、
前記物体を前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する把持計画ステップと、
前記計画した軌道に従って前記把持部による前記物体の把持動作を制御する把持制御ステップと、
を有するロボット装置の制御方法。
【請求項１３】
把持部で把持する物体の把持可能部分と授受領域部分を認識する認識部、
前記物体を前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する把持計画部、
前記計画した軌道に従って前記把持部による前記物体の把持動作を制御する把持制御部、
としてコンピューターを機能させるようコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、例えばユーザーの身の回りで活動して、家事や福祉、介護、介助などの生活支援を行なうロボット装置及びその制御方法、並びにコンピューター・プログラムに係り、特に、ユーザーと物体授受インタラクションを行なうロボット装置及びその制御方法、並びにコンピューター・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固定的なタスクを遂行するように設計され、工場などに設置されるロボット装置は従来から知られている。近年では、さまざまな作業を行えるロボット装置が実現しつつある。後者のロボット装置は、例えば福祉や介護、介助の分野に適用され、身体の不自由な人などに対して所望の物体を取ってきて手渡してくれる。
【０００３】
しかしながら、ロボット装置が取り易い方法（若しくは、取り易い物体の姿勢）で物体の把持を行ない、手渡ししようとしても、授受されるユーザー側では授受することが困難な場合がある。また、手渡ししようとする物体が、刃物や熱い飲み物を入れたコップなど、不用意に手渡しを行なうと危険を伴う場合もある。
【０００４】
例えば、どうすればロボットが受け取り易いかを人に提示して、視覚装置を使わず簡便な手段で物品を人からロボットに受け渡す物品受け渡し方法及び装置や（例えば、特許文献１を参照のこと）、物品を人から受け取れるようにロボットアームを制御するロボット把持制御装置について提案がなされているが（例えば、特許文献２を参照のこと）、逆に、ロボットから人に物品を受け渡す点については提案はなされていない。また、この物品受け渡し方法は、対象とする物品に無線タグをつける必要があり、さらに物品を読み取り装置に接近又は接触させて、位置関係を確認し、ディスプレイで人に表示した後、人による指示位置で物品の授受が行なわれる。したがって、物品の受け渡しを実現するには、さまざまなデバイスや手順が必要となり、適用できる場面は制限されるであろう。
【０００５】
また、把持や手渡しの際の受け手の心地よさを考慮して、日用品をモデル化する技術について提案がなされている（例えば、非特許文献１を参照のこと）。この技術によれば、マグカップなどの日用品について、作用部や持ち手部などプリミティブ毎の情報を構造記述言語形式で記述し、各プリミティブの優先度を決定し、プリミティブの選択を行なうことや、受けての印象に与える影響を考慮して、対象物の受け渡し姿勢を決定してから把持位置・姿勢の計画を行なうべきことが記述されている。しかしながら、把持計画の立案方法について具体的に開示するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２１５８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２１９１６１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】山野辺外著「手渡しの際の受け手の心地よさを考慮した日用品の把持」（第２９回日本ロボット学会学術講演会（２０１１年９月７日〜９日））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本明細書で開示する技術の目的は、ユーザーに過度の負担を掛けたり、危険を伴ったりすることなく、ユーザーと物体授受インタラクションを行なうことができる、優れたロボット装置及びその制御方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の技術は、
物体を把持する把持部と、
前記物体の把持可能部分と授受領域部分を認識する認識部と、
前記物体を前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する把持計画部と、
前記計画した軌道に従って前記把持部による前記物体の把持動作を制御する把持制御部と、
を具備するロボット装置である。
【００１０】
本願の請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載のロボット装置は、撮像部をさらに備え、前記認識部は、前記撮像部で前記物体の撮像画像を画像認識した結果に基づいて、前記物体の把持可能部分及び授受領域部分を認識するように構成されている。
【００１１】
本願の請求項３に記載の技術によれば、請求項１に記載のロボット装置の前記認識部は、前記撮像部で前記物体の撮像画像を画像認識した結果に基づいて、前記物体を授受されるユーザーが授受し易く渡すことができる部分を前記授受領域部分として認識するとともに、前記把持部で把持することはできるがユーザーが授受し難い部分を前記把持可能部分として認識するように構成されている。
【００１２】
本願の請求項４に記載の技術によれば、請求項３に記載のロボット装置の前記認識部は、前記物体の前記把持部で持つことができない部分をさらに把持不可能部分として認識するように構成されている。
【００１３】
本願の請求項５に記載の技術によれば、請求項１に記載のロボット装置の前記把持計画部は、前記物体を前記把持可能部分で把持して前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画するように構成されている。
【００１４】
本願の請求項６に記載の技術によれば、請求項５に記載のロボット装置の前記把持計画部は、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持する軌道を計画できないときには、持ち替えにより前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢を把持してから、前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画するように構成されている。
【００１５】
本願の請求項７に記載の技術によれば、請求項５に記載のロボット装置の前記把持計画部は、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持する軌道を計画できないときには、前記物体の前記授受領域部分を把持した後、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢に持ち替えてから、前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画するように構成されている。
【００１６】
本願の請求項８に記載の技術によれば、請求項５に記載のロボット装置の前記把持計画部は、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持できないときには、前記物体を前記授受領域部分で把持して前記把持可能部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画するように構成されている。
【００１７】
本願の請求項９に記載の技術によれば、請求項６に記載のロボット装置の前記把持計画部は、持ち替えによっても前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持できないときには、前記物体を前記授受領域部分で把持して前記把持可能部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画するように構成されている。
【００１８】
本願の請求項１０に記載の技術によれば、請求項８に記載のロボット装置の前記把持計画部は、前記物体を前記把持可能部分で授受先に手渡しする授受先に警告するように構成されている。
【００１９】
本願の請求項１１に記載の技術によれば、請求項５に記載のロボット装置の前記把持計画部は、前記物体を前記授受領域部分及び前記把持可能部分のいずれでも手渡しするための前記把持部の軌道を計画できないときには、前記物体を手渡しできないことを授受先に警告するように構成されている。
【００２０】
また、本願の請求項１２に記載の技術は、
把持部で把持する物体の把持可能部分と授受領域部分を認識する認識ステップと、
前記物体を前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する把持計画ステップと、
前記計画した軌道に従って前記把持部による前記物体の把持動作を制御する把持制御ステップと、
を有するロボット装置の制御方法である。
【００２１】
また、本願の請求項１３に記載の技術は、
把持部で把持する物体の把持可能部分と授受領域部分を認識する認識部、
前記物体を前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する把持計画部、
前記計画した軌道に従って前記把持部による前記物体の把持動作を制御する把持制御部、
としてコンピューターを機能させるようコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムである。
【００２２】
本願の請求項に係るコンピューター・プログラムは、コンピューター上で所定の処理を実現するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムを定義したものである。換言すれば、本願の請求項に係るコンピューター・プログラムをコンピューターにインストールすることによって、コンピューター上では協働的作用が発揮され、本願の請求項１２に係るロボット装置の制御方法と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本明細書で開示する技術によれば、ユーザーに過度の負担を掛けたり、危険を伴ったりすることなく、ユーザーと物体授受インタラクションを行なうことができる、優れたロボット装置及びその制御方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することができる。
【００２４】
本明細書で開示する技術によれば、物体を受け取る側の受け取り易さを考慮することにより、効率的で、ロボット装置から人への安全な物体授受インタラクションを実現することができる。
【００２５】
また、本明細書で開示する技術によれば、ロボット装置は、物体の授受が困難であることが判ったときには、そのことを先に伝達することにより、授受される人に与える不快感を少なくすることができる。
【００２６】
また、本明細書で開示する技術によれば、無線タグや読み取り装置などのデバイスを使用しないで、ロボット装置と人との物体授受インタラクションを、低コストで実現することができる。
【００２７】
本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本明細書で開示する技術を適用可能なロボット装置１００の外観を示した図である。
【図２】図２は、本明細書で開示する技術を適用可能なロボット装置１００の関節自由度構成を模式的に示した図である。
【図３】図３は、図１に示したロボット装置１００の制御システムの構成を模式的に示した図である。
【図４】図４は、ハサミを領域分割した例を示した図である。
【図５】図５は、ペットボトル容器を領域分割した例を示した図である。
【図６】図６は、マグカップを領域分割した例を示した図である。
【図７】図７は、ナイフを領域分割した例を示した図である。
【図８Ａ】図８Ａは、ロボット装置１００が物体の授受を行なうための処理手順を示したフローチャートである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、ロボット装置１００が物体の授受を行なうための処理手順を示したフローチャートである。
【図９】図９は、把持対象の物体であるマグカップの把持可能部分に把持物体座標系Σｏｂｊ１を付与した様子を示した図である。
【図１０】図１０は、ロボット装置１００が物体を把持する把持部に把持座標系Σｈｄを付与した様子を示した図である。
【図１１】図１１は、マグカップの把持可能部分をプリミティブな形状（円柱）に置き換えた例を示した図である。
【図１２】図１２は、マグカップの把持可能部分に付与した把持物体座標系Σｏｂｊ１に、ロボット装置１００の把持部に付与した把持座標系Σｈｄを重ねて示した図である。
【図１３】図１３は、把持対象の物体であるマグカップの授受領域部分に把持物体座標系Σｏｂｊ２を付与した様子を示した図である。
【図１４】図１４は、ユーザーの手のひらに付与された授受座標系Σｒｖと、授受の対象とする物体であるナイフの把持可能部分並びに授受領域部分にそれぞれ付与された把持物体座標系Σｏｂｊ１、Σｏｂｊ２との関係を示した図である。
【図１５】図１５は、ユーザーの手のひらに付与された授受座標系Σｒｖと、授受の対象とする物体であるマグカップに付与された把持物体座標系Σｏｂｊ１、Σｏｂｊ２との関係を示した図である。
【図１６】図１６は、授受の動作を行なう間に姿勢を保つ必要がある物体としてのパズルに把持物体座標系Σｏｂｊ１を付与した様子を示した図である。
【図１７】図１７は、授受の動作を行なう間に姿勢を保つ必要がある物体としての料理が盛られたお皿に把持物体座標系Σｏｂｊ１を付与した様子を示した図である。
【図１８】図１８は、授受し易い方法でユーザーに物体を授受するための処理手順を示したフローチャートである。
【図１９】図１９は、ユーザーに物体の手渡しを行なうロボット装置１００の機能的構成を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。
【００３０】
図１には、本明細書で開示する技術を適用可能なロボット装置１００の外観を示している。ロボット装置１００は、複数のリンクを関節で接続されたリンク構造体であり、各関節はアクチュエーターによって動作する。また、図２には、このロボット装置１００の関節自由度構成を模式的に示している。図示のロボット装置１００は、家庭内など時々刻々、動的に変化する周囲環境に設置され、家事や介護などの生活支援を行なうが、工場などに設置されて固定的なタスクを遂行することも可能である。
【００３１】
図示のロボット装置１００は、双腕型であり、また、移動手段として、ベース部に対向する２輪の駆動輪１０１Ｒ及び１０１Ｌを備えている。各駆動輪１０１Ｒ及び１０１Ｌは、それぞれピッチ回りに回転する駆動輪用アクチュエーター１０２Ｒ及び１０２Ｌによって駆動する。なお、図２中において、参照番号１５１、１５２、１５３は、実在しない劣駆動関節であり、ロボット装置１００の床面に対するＸ方向（前後方向）の並進自由度、Ｙ方向（左右方向）の並進自由度、並びに、ヨー回りの回転自由度にそれぞれ相当し、ロボット装置１００が仮想世界を動き回ることを表現したものである。
【００３２】
移動手段は、腰関節を介して上体に接続される。腰関節は、ピッチ回りに回転する腰関節ピッチ軸アクチュエーター１０３によって駆動する。上体は、左右２肢の腕部と、首関節を介して接続される頭部で構成される。左右の腕部は、それぞれ肩関節３自由度、肘関節２自由度、手首関節２自由度の、計７自由度とする。肩関節３自由度は、肩関節ピッチ軸アクチュエーター１０４Ｒ／Ｌ、肩関節ロール軸アクチュエーター１０５Ｒ／Ｌ、肩関節ヨー軸アクチュエーター１０６Ｒ／Ｌによって駆動する。肘関節２自由度は、肘関節ピッチ軸アクチュエーター１０７Ｒ／Ｌ、肘関節ヨー軸アクチュエーター１０８Ｒ／Ｌによって駆動する。手首関節２自由度は、手首関節ロール軸アクチュエーター１０９Ｒ／Ｌ、手首関節ピッチ軸アクチュエーター１１０Ｒ／Ｌによって駆動する。また、首関節２自由度は、首関節ピッチ軸アクチュエーター１１１、首関節ヨー軸アクチュエーター１１２によって駆動する。また、左右の腕部の先端の手関節１自由度は、手関節ロール軸アクチュエーター１１３Ｒ／Ｌによって駆動する。本実施形態では、手関節ロール軸アクチュエーター１１３Ｒ／Ｌを駆動することによって、手先による物体の把持動作を実現することができるものとする。
【００３３】
なお、図示のロボット装置１００は、対向２輪式の移動手段を備えているが、本明細書で開示する技術の要旨は、対向２輪式の移動手段に限定されるものではない。例えば、脚式の移動手段を備えたロボット装置、あるいは移動手段を持たないロボット装置であっても、同様に本明細書で開示する技術を適用することができる。
【００３４】
各軸のアクチュエーターには、関節角を計測するためのエンコーダー、トルクを発生するためのモーター、モーターを駆動するための電流制御型モーター・ドライバーの他、十分な発生力を得るための減速機が取り付けられている。また、アクチュエーターには、アクチュエーターの駆動制御を行なう制御用マイクロコンピューターが併設されている（いずれも図２には図示しない）。
【００３５】
ロボット装置１００のダイナミクス演算は、例えばホスト・コンピューター（図示しない）上で実行され、各関節アクチュエーターのトルク又は関節角度の制御目標値を生成する。制御目標値は、アクチュエーターに併設された制御用マイクロコンピューターに送信され、制御用マイクロコンピューター上で実行されるアクチュエーターの制御に用いられる。また、各関節アクチュエーターは、力制御方式又は位置制御方式により制御される。
【００３６】
図３には、図１に示したロボット装置１００の制御システムの構成を模式的に示している。ロボット装置１００は、全体の動作の統括的制御やその他のデータ処理を行なう制御ユニット３１０と、入出力部３２０と、駆動部３３０とを備えている。以下、各部について説明する。
【００３７】
入出力部３２０は、入力部として、ロボット装置１００の目に相当するカメラ３２１、３次元センサー３２２、ロボット装置１００の耳に相当するマイクロフォン３２３などを備えている。また、入出力部３２０は、出力部として、ロボット装置１００の口に相当するスピーカー３２４などを備えている。ここで、カメラ３２１は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのイメージ検出素子からなる。また、３次元センサー３２２は、物体の３次元的な位置と姿勢を計測することが可能なデバイスであり、例えば、ステレオ・カメラやレーザー・レンジ・ファインダー、Ｋｉｎｅｃｔ（商標）などで構成される。また、ロボット装置１００は、例えばマイクロフォン３２３からのユーザーの音声入力により、タスクの指示を受けることができる。但し、ロボット装置１００は、有線、無線、あるいは記録メディアなどを介した他のタスクの指示の入力手段（図示しない）を備えていてもよい。
【００３８】
また、入出力部３２０は、無線通信部３２５を備えている。ロボット装置１００は、無線通信部３２５により、Ｗｉ−Ｆｉなどの通信路を介してユーザーの教示端末（タブレット端末など、図３には図示しない）などとデータ通信を行なうことができる。
【００３９】
駆動部３３０は、ロボット装置１００の各関節における自由度を実現するための機能モジュールであり、それぞれの関節におけるロール、ピッチ、ヨーなど軸毎に設けられた複数の駆動ユニットで構成される。各駆動ユニットは、所定軸回りの回転動作を行なうモーター３３１と、モーター３３１の回転位置を検出するエンコーダー３３２と、エンコーダー３３２の出力に基づいてモーター３３１の回転位置や回転速度を適応的に制御するドライバー３３３の組み合わせで構成される。
【００４０】
制御ユニット３１０は、認識部３１１と、駆動制御部３１２と、環境マップ３１３を備えている。
【００４１】
認識部３１１は、入出力部３２０のうちカメラ３２１や距離センサー３２２といった入力部から得られる情報に基づいて、周囲の環境の認識を行なう。例えば、認識部３１１は、カメラ３２１の位置を推定する自己位置推定処理により得られる、カメラ３２１の位置姿勢情報と、カメラ３２１の撮像画像から物体を検出する画像認識処理により得られる物体情報から、環境マップ３１３を事前に構築したり更新したりする。
【００４２】
駆動制御部３１２は、入出力部３２０のうち出力部や、駆動部３３０の駆動を制御する。例えば、駆動制御部３１２は、ロボット装置１００がタスクを実現するための、駆動部３３０の制御を行なう。ここで言う、ロボット装置１００が実現するタスクには、ユーザーが指示した物体の受け渡しなどのユーザーとの物理的なインタラクションが含まれ、インタラクションを実現するために、駆動輪用アクチュエーター１０２Ｒ及び１０２Ｌや腕部の各関節アクチュエーターを駆動させる。
【００４３】
ロボット装置１００は、例えば生活支援に適用され、身体の不自由な人などユーザーの要望に応じて、所望の物体を取ってきて手渡してくれる。ところが、ロボット装置が取り易い方法（若しくは、取り易い物体の姿勢）で物体の把持を行ない、手渡ししようとしても、授受されるユーザー側では授受することが困難な場合がある。そこで、本実施形態では、物体を受け取る側の受け取り易さを考慮することにより、ロボット装置１００から人への物体授受インタラクションを効率的で安全なものにするようにしている。また、ロボット装置１００は、物体の授受が困難であることが判ったときには、そのことを先に伝達することにより、授受される人に与える不快感を少なくするようにしている。
【００４４】
本実施形態では、授受の際の受け取り易さを考慮するために、把持の対象となる各物体の把持領域を、把持可能部分と、授受領域部分と、把持不可能部分のように領域分割している。授受領域部分は、物体を授受されるユーザーが授受し易く渡すことができる部分である。把持可能部分は、ロボット装置１００は把持することができるが、ユーザーにとっては授受し難い部分である。把持不可能部分は、ロボット装置１００及びユーザーのいずれにおいても把持できない部分である。物体カテゴリー毎のこのような領域情報をデータベース化しておいてもよい。
【００４５】
図４には、把持対象の物体の一例であるハサミを把持可能部分４０１と授受領域部分４０２と把持不可能部分４０３に領域分割した例を示している。図示のように、ハンドルが授受領域４０２となり、峰が把持可能部分４０１となり、ハンドルに取り付けられたストラップは、柔らかくて持てないので（若しくは、授受領域部分４０２の姿勢を保つようには持つことができないので）、把持不可能部分４０３となる。なお、把持不可能部分として扱われる領域のその他の例として、物体表面に設けられた接着面領域や、レンズのように触れると傷を付けてしまう領域のように、触れるだけでダメージを与えてしまう領域を挙げることができる。
【００４６】
また、図５には、ペットボトル容器を把持可能部分５０１と授受領域部分５０２に領域分割した例を示している。図示のように、ペットボトル容器の肩部並びに底部が把持可能部分５０１となり、容器中央の胴部が授受領域部分５０２となる。また、図６には、マグカップを把持可能部分６０１と授受領域部分６０２に領域分割した例を示している。図示のように、筒型のカップ本体部が把持可能部分６０１となり、把手部が授受領域部分６０２となる。また、図７には、ナイフを把持可能部分７０１と授受領域部分７０２に領域分割した例を示している。図示のように、刃部が把持可能部分７０１となり、握り部が授受領域部分７０２となる。
【００４７】
物体を授受する側であるロボット装置１００が把持可能部分を持ち、授受される側であるユーザーが授受領域部分で手渡しされるのが、ユーザーにとって受け取り易く、効率的で安全な作業である。しかし、物体の形状や位置、姿勢などにより、ロボット装置１００が物体の把持可能部分を把持することが困難な場合には、授受領域部分で把持できるかどうかを検証する。そして、可能であれば、ロボット装置１００は、把持可能部分に代えて授受領域部分で物体を把持する。
【００４８】
ロボット装置１００は、双腕であれば両手を使って物体の持ち替えが可能であり、片手であれば物体を一時的に置くなりして、持ち替えが可能である。授受する物体を授受領域部分で把持してしまった場合、ロボット装置１００は、授受領域部分から把持可能部分へ、物体の持ち替えが可能かどうかを検証する。そして、可能であれば、把持可能部分を正しい姿勢で持ち替えてから、授受される人に手渡す。また、持ち替えが困難な場合には、ロボット装置１００は、ユーザーに授受し難いことを伝達した上で、授受領域部分で正しい姿勢の状態、又は、把持可能部分で、ユーザーへの手渡しを試みる。さらに、ロボット装置１００は、授受領域部分でも物体を把持することができない場合は、把持できない旨、若しくは授受できない旨をユーザーに伝達する。
【００４９】
なお、ここで言う「ユーザー」は、「授受される側」に相当し、授受される人である場合の他、授受される相手ロボットなども含むものとする。
【００５０】
また、ユーザーへの伝達は、例えばスピーカー３２４からの音声メッセージの出力によって行なうことができるが、ユーザーに伝達することができれば他の手段で代替することも可能である。
【００５１】
図１９には、ユーザーに物体の手渡しを行なうロボット装置１００の機能的構成を示している。図示のロボット装置１００は、制御部１と、画像処理部２と、撮像部３と、物体認識部４と、把持計画部５と、把持制御部６と、把持部７を備えている。
【００５２】
制御部１と、画像処理部２と、物体認識部４と、把持計画部５と、把持制御部６は、図３中の制御ユニット３１０に相当する。制御部１は、ロボット装置１００全体の動作を統括的に制御する。画像処理部２及び物体認識部４は認識部３１１に相当し、把持計画部４並びに把持制御部５は駆動制御部３１２に相当する。また、撮像部３はカメラ３２１に相当し、把持部７は主にロボット装置１００の双腕で構成される。
【００５３】
撮像部３は、ユーザーに授受する対象となる物体や、物体の授受先であるユーザーの手のひらなどを撮像する。画像処理部２は、撮像部３による撮像画像を画像処理する。
【００５４】
物体認識部４は、撮像画像の画像処理結果から、ユーザーに授受する対象となる物体を認識して、物体を、把持可能部分、授受領域部分、把持不可能部分などに領域分割するとともに、把持可能部分や時樹領域部分に対して把持座標系Σｏｂｊ１、Σｏｂｊ２（後述）を付与する。また、物体認識部４は、撮像画像の画像処理結果から、物体の授受先であるユーザーの手のひらを認識して、授受座標系Σｈｄ（後述）を付与する。物体認識部４は、上記のような領域分割や座標系付与の処理を行なう際に、物体データベース８を参照してもよい。物体データベース８には、各物体カテゴリーについての領域情報や、領域毎に付与した把持座標系の原点位置及び姿勢、領域の範囲、授受ベクトル（後述）などが蓄積されている。
【００５５】
把持計画部５は、物体認識部４による物体並びにユーザーの手のひらなどの認識結果に基づいて、物体をユーザーに手渡しするための把持部６の位置及び姿勢の軌道計画を行なう。
【００５６】
把持計画部５は、基本的には、把持部７で物体の把持可能部分を持ち、物体の授受領域部分でユーザーに手渡しするような、把持部６の位置及び姿勢の軌道を計画する。但し、物体の形状や位置、姿勢などにより、把持部６で物体の把持可能部分を把持することが困難な場合には、一旦は物体の授受領域部分を持ち、その後に物体の把持可能部分に持ち替えて、物体の授受領域部分でユーザーに手渡しする、あるいは、物体の把持可能部分でユーザーに手渡しするなど、柔軟に軌道計画を行なう。また、把持計画部５がユーザーに物体を授受し易い把持部７の軌道を計画できない場合や、そもそも物体を授受するための把持部７の軌道を計画できない場合には、その旨をユーザーに伝達する。
【００５７】
なお、把持物体を把持するときの把持部７の姿勢を決定する方法は任意である。例えば、本出願人に既に譲渡されている特願２０１１−２６２２０２号明細書に開示されている方法を適用することもできる。
【００５８】
そして、把持制御部６は、この計画軌道に従って把持部６の動作を制御して、ユーザーへの物体の手渡しを実現する。なお、決定された把持姿勢に従って把持部４２８の動作を制御する方法は任意である。例えば、本出願人に既に譲渡されている特願２０１１−２６２２０２号明細書に開示されている方法を適用することもできる。
【００５９】
図８Ａ及び図８Ｂには、ロボット装置１００が物体の授受を行なうための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【００６０】
まず、物体を把持可能部分で把持していることを示すフラグをオフにしておく（ステップＳ８０１）。
【００６１】
次いで、カメラ３２１の撮像画像内で、受け渡しの対象となる物体を画像認識するとともに（ステップＳ８０２）、物体を特定する（ステップＳ８０３）。
【００６２】
次いで、撮像画像に含まれる物体の領域を、把持可能部分と、授受領域部分と、把持不可能部分に領域分割し（ステップＳ８０４）、把持不可能部分を把持の対象から外す（ステップＳ８０５）。
【００６３】
次いで、ステップＳ８０３で特定された物体の形状、並びに、物体の現在の位置及び姿勢から、この物体を把持可能部分で把持することが可能かどうかを検証する（ステップＳ８０６）。
【００６４】
ここで、授受の対象となる物体を把持可能部分で把持することが可能である場合には（ステップＳ８０６のＹｅｓ）、物体を把持可能部分で把持していることを示す上記フラグをオンにすると（ステップＳ８０７）、ロボット装置１００が物体の把持可能部分を正しい姿勢で把持することが可能かどうかをさらに検証する（ステップＳ８０８）
【００６５】
そして、物体を把持可能部分で正しい姿勢で把持することが可能である場合には（ステップＳ８０８のＹｅｓ）、ロボット装置１００は把持可能部分で物体を把持し（ステップＳ８０９）、授受し易い方法でユーザーに物体を授受する（ステップＳ８１０）。
【００６６】
他方、ロボット装置１００が、授受の対象となる物体を把持可能部分で把持することができない場合（ステップＳ８０６のＮｏ）、並びに、物体を把持可能部分では正しい姿勢で把持することができない場合には（ステップＳ８０８のＮｏ）、把持可能部分に代えて授受領域部分で物体を正しい姿勢で把持することが可能かどうかを検証する（ステップＳ８１１）。
【００６７】
物体の授受領域部分を正しい姿勢で把持することが可能である場合には（ステップＳ８１１のＹｅｓ）、ロボット装置１００は、取り敢えず、授受領域部分で物体を正しい姿勢で把持する（ステップＳ８１２）。その後、ロボット装置１００が物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えることが可能かどうかを検証する（ステップＳ８１３）。
【００６８】
ロボット装置１００が物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えることが可能である場合には（ステップＳ８１３のＹｅｓ）、ロボット装置１００は、物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えた後（ステップＳ８１４）、授受し易い方法でユーザーに物体を授受する（ステップＳ８１０）。
【００６９】
また、ロボット装置１００が物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えることができない場合には（ステップＳ８１３のＮｏ）、ロボット装置１００は、物体を授受し難いことをユーザーに伝達した上で、物体の授受を敢行する（ステップＳ８１５）。
【００７０】
また、ロボット装置１００が物体の授受領域部分を正しい姿勢で把持することができない場合には（ステップＳ８１１のＮｏ）、上記フラグがオンに設定されているかどうかを検証する（ステップＳ８１６）。
【００７１】
ここで、フラグがオンにされていることは（ステップＳ８１６のＹｅｓ）、現在物体の把持可能部分を正しくない姿勢でならば把持可能な状態であるので、ロボット装置１００は、物体の把持可能部分を正しくない姿勢で把持する（ステップＳ８１７）。その後、ロボット装置１００は、物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えることが可能かどうかを検証する（ステップＳ８１３）。物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えることが可能である場合には（ステップＳ８１３のＹｅｓ）、ロボット装置１００は、物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えた後（ステップＳ８１４）、授受し易い方法でユーザーに物体を授受する（ステップＳ８１０）。また、ロボット装置１００が物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えることができない場合には（ステップＳ８１３のＮｏ）、ロボット装置１００は、物体を授受し難いことをユーザーに伝達した上で、物体の授受を敢行する（ステップＳ８１５）。
【００７２】
また、フラグがオンにされていないことは（ステップＳ８１６のＮｏ）、ロボット装置１００は、物体の把持可能部分を（正しくない姿勢でも）把持することができず、且つ、授受領域部分を正しい姿勢では把持できない状態である。この場合、ロボット装置１００が物体の授受領域部分を（正しい姿勢でなければ）把持することが可能かどうかを検証する（ステップＳ８１８）。
【００７３】
ロボット装置１００が物体の授受領域部分を（正しい姿勢でなければ）把持することが可能であるならば（ステップＳ８１８のＹｅｓ）、ロボット装置１００は、取り敢えず、物体の授受領域部分を把持する（ステップＳ８１９）。その後、ロボット装置１００が物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えることが可能かどうかを検証する（ステップＳ８１３）。そして、ロボット装置１００が物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えることが可能である場合には（ステップＳ８１３のＹｅｓ）、ロボット装置１００は、物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えた後（ステップＳ８１４）、授受し易い方法でユーザーに物体を授受する（ステップＳ８１０）。また、ロボット装置１００が物体を把持可能部分の正しい姿勢に持ち替えることができない場合には（ステップＳ８１３のＮｏ）、ロボット装置１００は、物体を授受し難いことをユーザーに伝達した上で、物体の授受を敢行する（ステップＳ８１５）。
【００７４】
また、ロボット装置１００が物体の把持可能部分でも授受領域部分でも把持することができない場合には（ステップＳ８１８のＮｏ）、ロボット装置１００は、物体を把持することができないことをユーザーに伝達してから（ステップＳ８２０）、本処理を終了する。
【００７５】
なお、本実施形態のようにロボット装置１００が双腕（若しくは３本以上の腕）を備えている場合には、双腕であれば両手を使って物体の持ち替えが可能である。また、片手しか備えていないロボット装置の場合には、片手であれば物体を一時的に置くなりして、持ち替えが可能である。
【００７６】
図９には、把持対象の物体であるマグカップの把持可能部分に把持物体座標系Σｏｂｊ１を付与した様子を示している。この把持物体座標系Σｏｂｊ１は、物体のセンターポイントであり、且つ、ユーザーに手渡すときの物体の正しい姿勢が表されているものである。
【００７７】
また、図１０には、ロボット装置１００が物体を把持する把持部に把持座標系Σｈｄを付与した様子を示している。図示の把持部は、グリッパーのようなものであるが、グリッパーの幅などに応じて把持可能な物体のサイズが決まっている。同図では、この把持部に対し、把持センターポイントに把持座標系Σｈｄを付与し、把持部が物体を掴みにいく方向すなわち授受方向ベクトルＸを表現している。
【００７８】
ロボット装置１００は、カメラ３２１で撮影した画像から把持対象の物体であるマグカップを画像認識すると、図９に示したように、マグカップの把持可能部分のセンターポイントに把持物体座標系Σｏｂｊ１を付与する。また、把持可能かどうかを判別する処理を簡素化するために、画像処理により、把持可能部分をプリミティブな形状に置き換える。ここで言うプリミティブな形状とは、例えば円柱や多角柱、円錐、多角錘など、簡単な幾何形状である。図１１には、マグカップの把持可能部分を円柱に置き換えた例を示している。
【００７９】
図８Ａに示したフローチャート中のステップＳ８０６では、プリミティブな形状と、把持部の把持可能サイズとを比較し、プリミティブな形状の方が小さいときには、物体の把持可能部分を把持可能であると判定する。
【００８０】
また、図１２には、マグカップの把持可能部分に付与した把持物体座標系Σｏｂｊ１に、ロボット装置１００の把持部に付与した把持座標系Σｈｄを重ねて示している。図８Ａに示したフローチャート中のステップＳ８０８では、把持物体座標系Σｏｂｊ１、若しくは、後述する授受ベクトルと、把持座標系Σｈｄの各要素ベクトル（ｘ，ｙ，ｚ）が、マグカップに付与された姿勢値以下にできるときは、把持可能部分を正しい姿勢で把持可能であると判定する。
【００８１】
また、図１３には、把持対象の物体であるマグカップの授受領域部分に把持物体座標系Σｏｂｊ２を付与した様子を示している。図８Ａに示したフローチャート中のステップＳ８１１では、把持物体座標系Σｏｂｊ２、若しくは、後述する授受ベクトルと、把持座標系Σｈｄの各要素ベクトル（ｘ，ｙ，ｚ）が、マグカップに付与された姿勢値以下にできるときは、授受領域部分を正しい姿勢で把持可能であると判定する。
【００８２】
また、ロボット装置１００は、カメラ３２１で撮影した画像から、物体を授受する相手であるユーザーの手のひらを画像認識すると、そのセンターポイントに授受座標系Σｒｖを付与する。但し、ユーザーの手のひらにジャイロなどの姿勢を検知できるセンサーが取り付けられている場合には、そのセンサー値に基づいて授受座標系Σｒｖを付与することもできる。
【００８３】
物体の授受を実行する際には、ロボット装置１００は、把持物体座標系Σｏｂｊ１又はΣｏｂｊ２（把持可能部分で物体を把持しているときはΣｏｂｊ１、授受領域部分で物体を把持しているときはΣｏｂｊ２）に付与されたベクトルに対し、授受座標系Σｒｖとでなすベクトルに近い形で手渡しを行なう。図１４には、ユーザーの手のひらに付与された授受座標系Σｒｖと、授受の対象とする物体であるナイフの把持可能部分並びに授受領域部分にそれぞれ付与された把持物体座標系Σｏｂｊ１、Σｏｂｊ２との関係を示している。
【００８４】
また、図１５には、ユーザーの手のひらに付与された授受座標系Σｒｖと、授受の対象とする物体であるマグカップに付与された把持物体座標系Σｏｂｊ１、Σｏｂｊ２との関係を示している。授受の対象とする物体がマグカップであり、且つ、飲み物がマグカップに注がれている場合には、ペンの場合とは相違し、授受の動作を行なう間にマグカップを水平に保つ、すなわち把持物体座標系を一定に保つという拘束条件が付加される。このような物体に関しては、図１５に示すように、把持物体座標系Σｏｂｊ１に対して、物体を手渡しする方向を示す「授受ベクトル」と、物体の上下方向を表す「上下方向ベクトル」を付与しておく。そして、樹所座標系Σｒｖに無関係で、授受ベクトル及び上下方向ベクトルで定まる姿勢にて手渡しを行なう。授受ベクトルは、１つのベクトルでもよいし、複数のベクトル、又は、面定義をしてもよい。
【００８５】
また、授受の動作を行なう間に姿勢を保つ必要がある物体の他の例として、パズル（図１６を参照のこと）や、料理が盛られたお皿（図１７を参照のこと）を挙げることができる。各図では、把持物体座標系Σｏｂｊ１を付与した様子を示している。パズルの場合、上下方向が正しく、水平であり、且つ、一定方向に手渡ししたいので、複数の授受ベクトルを付与する。一方、料理が盛られたお皿の場合、上下方向が正しければ、水平でありさえすればよいので、面定義の授受ベクトルを付与し、授受座標系Σｒｖに無関係で、そのベクトル姿勢にて授受を行なう。
【００８６】
物体カテゴリー毎の把持可能部分と、授受領域部分と、把持不可能部分の領域情報をデータベース化しておくことは既に述べた。このデータベースでは、各物体カテゴリーについて、領域情報の他に、領域毎に付与した把持座標系の原点位置及び姿勢、領域の範囲、授受ベクトルを蓄積する。飲み物の入ったコップのように、ユーザー側の授受座標系Σｒｖに無関係で授受姿勢を決定しなければならない物体には、授受ベクトルは必要である。
【００８７】
図１８には、図８Ａに示したフローチャート中のステップＳ８１０において、物体に設定された領域毎の把持座標系と授受ベクトルを用いて、授受し易い方法でユーザーに物体を授受するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【００８８】
まず、ロボット装置１００が物体を授受ベクトルに沿って把持しているかどうかを検証する（ステップＳ１８０１）。
【００８９】
ここで、ロボット装置１００が物体を授受ベクトルに沿って把持している場合には（ステップＳ１８０１のＹｅｓ）、ロボット装置１００は、受けてであるユーザーの授受座標系Σｒｖに無関係で、現在の把持姿勢を保ちながら授受動作を行なう（ステップＳ１８０２）。
【００９０】
一方、ロボット装置１００が物体を授受ベクトルに沿って把持していない場合には（ステップＳ１８０１のＮｏ）、受け取り手であるユーザーの授受座標系Σｒｖを確認する（ステップＳ１８０３）。ロボット装置１００は、例えば、カメラ３２１で撮影した画像から、物体を授受する相手であるユーザーの手のひらを画像認識し、そのセンターポイントに授受座標系Σｒｖを確認する。あるいは、カメラ３２１で撮影した画像から、物体を授受する相手であるユーザーの手のひらを画像認識すると、そのセンターポイントに授受座標系Σｒｖを確認する。
【００９１】
そして、ロボット装置１００は、物体の（授受領域部分の）把持物体座標系Σｏｂｊ２とユーザーの授受座標系Σｒｖとでなすベクトルに対して、把持部の把持座標系ΣｈｄのＸ軸方向（すなわち、授受方向ベクトル）が合致するようにして、物体の授受を行なう（ステップＳ１８０４）。
【００９２】
このように本実施形態によれば、物体を受け取る側の受け取り易さを考慮することにより、効率的で、ロボット装置１００から人への安全な物体授受インタラクションを実現することができる。また、ロボット装置１００は、物体の授受が困難であることが判ったときには、そのことを先に伝達することにより、授受される人に与える不快感を少なくすることができる。
【００９３】
なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）物体を把持する把持部と、前記物体の把持可能部分と授受領域部分を認識する認識部と、前記物体を前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する把持計画部と、前記計画した軌道に従って前記把持部による前記物体の把持動作を制御する把持制御部と、を具備するロボット装置。
（２）撮像部をさらに備え、前記認識部は、前記撮像部で前記物体の撮像画像を画像認識した結果に基づいて、前記物体の把持可能部分及び授受領域部分を認識する、上記（１）に記載のロボット装置。
（３）前記認識部は、前記撮像部で前記物体の撮像画像を画像認識した結果に基づいて、前記物体を授受されるユーザーが授受し易く渡すことができる部分を前記授受領域部分として認識するとともに、前記把持部で把持することはできるがユーザーが授受し難い部分を前記把持可能部分として認識する、上記（１）に記載のロボット装置。
（４）前記認識部は、前記物体の前記把持部で持つことができない部分をさらに把持不可能部分として認識する、上記（３）に記載のロボット装置。
（５）前記把持計画部は、前記物体を前記把持可能部分で把持して前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、上記（１）に記載のロボット装置。
（６）前記把持計画部は、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持する軌道を計画できないときには、持ち替えにより前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢を把持してから、前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、上記（５）に記載のロボット装置。
（７）前記把持計画部は、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持する軌道を計画できないときには、前記物体の前記授受領域部分を把持した後、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢に持ち替えてから、前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、上記（５）に記載のロボット装置。
（８）前記把持計画部は、前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持できないときには、前記物体を前記授受領域部分で把持して前記把持可能部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、上記（５）に記載のロボット装置。
（９）前記把持計画部は、持ち替えによっても前記物体の前記把持可能部分を正しい姿勢で把持できないときには、前記物体を前記授受領域部分で把持して前記把持可能部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する、上記（６）又は（７）のいずれかに記載のロボット装置。
（１０）前記把持計画部は、前記物体を前記把持可能部分で授受先に手渡しする授受先に警告する、上記（８）又は（９）のいずれかに記載のロボット装置。
（１１）前記把持計画部は、前記物体を前記授受領域部分及び前記把持可能部分のいずれでも手渡しするための前記把持部の軌道を計画できないときには、前記物体を手渡しできないことを授受先に警告する、上記（５）乃至（９）のいずれかに記載のロボット装置。
（１２）把持部で把持する物体の把持可能部分と授受領域部分を認識する認識ステップと、前記物体を前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する把持計画ステップと、前記計画した軌道に従って前記把持部による前記物体の把持動作を制御する把持制御ステップと、を有するロボット装置の制御方法。
（１３）把持部で把持する物体の把持可能部分と授受領域部分を認識する認識部、前記物体を前記授受領域部分で授受先に手渡しするための前記把持部の軌道を計画する把持計画部、前記計画した軌道に従って前記把持部による前記物体の把持動作を制御する把持制御部、としてコンピューターを機能させるようコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラム。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【００９５】
本明細書で開示する技術は、例えば生活支援ロボットに適用して、動的に変化する生活環境下において、物体の把持及びユーザーへの受け渡し動作を好適に実現することができる。勿論、工場内に配置されるような産業用ロボットにも、同様に本明細書で開示する技術を適用することができる。
【００９６】
要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術について説明してきたが、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【００９７】
１…制御部、２…画像処理部
３…撮像部、４…物体認識部
５…把持計画部、６…把持制御部、７…把持部
１００…ロボット装置
１０１…駆動輪
１０２…駆動輪用アクチュエーター
１０３…腰関節ピッチ軸アクチュエーター
１０４…肩関節ピッチ軸アクチュエーター
１０５…肩関節ロール軸アクチュエーター
１０６…肩関節ヨー軸アクチュエーター
１０７…肘関節ピッチ軸アクチュエーター
１０８…肘関節ヨー軸アクチュエーター
１０９…手首関節ロール軸アクチュエーター
１１０…手首関節ピッチ軸アクチュエーター
１１１…首関節ピッチ軸アクチュエーター
１１２…首関節ヨー軸アクチュエーター
１１３…手関節ロール軸アクチュエーター
１５１、１５２、１５３…劣駆動関節
２００…教示端末
３１０…制御ユニット
３１１…認識部
３１２…駆動制御部
３１３…環境マップ
３２０…入出力部
３２１…カメラ
３２２…３次元センサー
３２３…マイクロフォン
３２４…スピーカー
３２５…無線通信部
３３０…駆動部
３３１…モーター
３３２…エンコーダー
３３３…ドライバー
４０１、５０１、６０１、７０１…把持可能部分
４０２、５０２、６０２、７０２…授受領域部分
４０３…把持不可能部分
【図１】
2013184273.tif 000003
【図２】
2013184273.tif 000004
【図３】
2013184273.tif 000005
【図８Ａ】
2013184273.tif 000006
【図８Ｂ】
2013184273.tif 000007
【図１８】
2013184273.tif 000008
【図１９】
2013184273.tif 000009
【図４】
2013184273.tif 000010
【図５】
2013184273.tif 000011
【図６】
2013184273.tif 000012
【図７】
2013184273.tif 000013
【図９】
2013184273.tif 000014
【図１０】
2013184273.tif 000015
【図１１】
2013184273.tif 000016
【図１２】
2013184273.tif 000017
【図１３】
2013184273.tif 000018
【図１４】
2013184273.tif 000019
【図１５】
2013184273.tif 000020
【図１６】
2013184273.tif 000021
【図１７】
2013184273.tif 000022