(57)【要約】【課題】好適ではない把持パターンをフィルタリングして除外するための把持パターンの組の把持パターンを評価するための新しい方法及びコンピュータプログラムプロダクトと、自然に、人間的な方法で動くロボットと、が必要とされている。【解決手段】ロボット１００による使用のための把持パターンを評価するための方法及びコンピュータプログラムプロダクトが開示される。把持パターンを評価する方法は、把持パターンの組から個々の把持パターンを選択することと、親指立てベクトルＶを確定することと、選択されたその個々の把持パターンに従ってマニピュレータ１１０及びエンドエフェクタ１１６の動作をシミュレーションすることと、を含み、把持パターンの組の個々の把持パターンのそれぞれは、対象物の操作のための動作に対応する。【選択図】図２
2013146853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットによる使用のための把持パターンの組の個々の把持パターンを評価する方法であって、
前記把持パターンの組から個々の把持パターンを選択することであって、前記把持パターンの組の個々の把持パターンのそれぞれが対象物を操作するための前記ロボットのマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作に対応する個々の把持パターンを選択することと、
前記エンドエフェクタの上面から延在する親指立てベクトルを確定することと、
選択された前記個々の把持パターンに従って前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタの前記動作をシミュレーションすることと、
前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタのシミュレーションされた前記動作の少なくとも一部の間、前記親指立てベクトルの方向を評価することと、
シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合に、前記ロボットによる使用から選択された前記個々の把持パターンを除外することと、を含む方法。
【請求項２】
シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が前記１又は複数の所定の閾値内にある場合、選択された前記個々の把持パターンを把持パターン候補として示すことを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記対象物を操作する前記ロボットによる使用のため該ロボットの動作計画モジュールへと複数の把持パターン候補を提供することを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記親指立てベクトルの方向が、該親指立てベクトルと前記ロボットの底面から延在する鉛直軸線との間のエンドエフェクタの角度を決定することによって評価される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が所定の角度閾値より大きい場合に前記ロボットによる使用から除外され、且つ、選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が前記所定の角度閾値より小さい場合に把持パターン候補として示される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ロボットの前記エンドエフェクタが、親指関節及び少なくとも２つの指関節を具備し、
前記親指立てベクトルが、前記少なくとも２つの指関節に対する前記親指関節の位置を決定することにより確定され、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記ロボットの底面から延在する鉛直軸線に沿って前記少なくとも２つの指関節のそれぞれより低い場合に前記ロボットによる使用から除外され、且つ、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記少なくとも２つの指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合に把持パターン候補として示される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記親指立てベクトルが、前記マニピュレータの肘の位置を決定することによって更に確定され、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記鉛直軸線に沿って前記少なくとも２つの指関節のそれぞれより低い場合、又は、シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って所定の高さを超えた場合に、前記ロボットによる使用から除外され、且つ、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記少なくとも２つの指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合、及び、シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って前記所定の高さより低い場合に、把持パターン候補として示される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ロボットによる使用のための把持パターンの組の個々の把持パターンを評価するためのコンピュータ装置と共に使用するためのコンピュータプログラムプロダクトであって、
把持パターンを評価するためのコンピュータ実行可能命令を保存するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ装置によって実行されるときに該コンピュータ装置に、
個々の把持パターンであって前記把持パターンの組の当該個々の把持パターンのそれぞれが、対象物を操作するための前記ロボットのマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作に対応する個々の把持パターンを前記把持パターンの組から選択させ、
前記エンドエフェクタの上面から延在する親指立てベクトルを確定させ、
選択された前記個々の把持パターンに従って前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタの前記動作をシミュレーションさせ、
前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタのシミュレーションされた前記動作の少なくとも一部の間、前記親指立てベクトルの方向を評価させ、
シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合に前記ロボットによる使用から選択された前記個々の把持パターンを除外させる
コンピュータ可読媒体を具備するコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項９】
前記コンピュータ実行可能命令は、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が前記１又は複数の所定の閾値内にある場合、更に前記コンピュータ装置に選択された前記個々の把持パターンを把持パターン候補として示させる請求項８に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１０】
前記コンピュータ実行可能命令は、更に前記コンピュータ装置に、前記対象物を操作するための前記ロボットによる使用のため、該ロボットの動作計画モジュールへと複数の把持パターン候補を提供させる請求項９に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１１】
前記親指立てベクトルの方向が、前記親指立てベクトルと前記ロボットの底面から延在する鉛直軸線との間のエンドエフェクタの角度を決定することによって評価される請求項８に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１２】
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が所定の角度閾値より大きい場合に前記ロボットによる使用から除外され、且つ、選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が前記所定の角度閾値より小さい場合に把持パターン候補として示される請求項１１に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１３】
前記ロボットの前記エンドエフェクタが、親指関節及び少なくとも２つの指関節を具備し、
前記親指立てベクトルが、前記少なくとも２つの指関節に対する前記親指関節の位置を決定することにより確定され、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記ロボットの底面から延在する鉛直軸線に沿って前記少なくとも２つの指関節のそれぞれより低い場合に前記ロボットによる使用から除外され、且つ、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記少なくとも２つの指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合に把持パターン候補として示される請求項８に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１４】
前記親指立てベクトルが、前記マニピュレータの肘の位置を決定することによって更に確定され、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記鉛直軸線に沿って前記少なくとも２つの指関節のそれぞれより低い場合、又は、シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って所定の高さを超えた場合に、前記ロボットによる使用から除外され、且つ、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記少なくとも２つの指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合、及び、シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って前記所定の高さより低い場合に、把持パターン候補として示される請求項１３に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１５】
ロボットであって、
底面を有する基部と、
該基部に可動に結合されたマニピュレータと、
該マニピュレータの遠位端に可動に結合されたエンドエフェクタと、
プロセッサと、
把持パターンを評価するためのコンピュータ実行可能命令を保存するコンピュータ可読媒体であって、前記プロセッサによって実行されるときに該プロセッサに、
１又は複数の把持パターン候補であって、
把持パターンの組から個々の把持パターンを選択することであって前記把持パターンの組の個々の把持パターンのそれぞれが対象物を操作するための当該ロボットの前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタの動作に対応する個々の把持パターンを選択することと、
前記エンドエフェクタの上面から延在する親指立てベクトルを確定することと、
選択された前記個々の把持パターンに従って前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタの動作をシミュレーションすることと、
前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタのシミュレーションされた前記動作の少なくとも一部の間、前記親指立てベクトルの方向を評価することと、
シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合に、当該ロボットによる使用から選択された前記個々の把持パターンを除外することと、
によって決定される１又は複数の把持パターン候補を受信させ、
該１又は複数の把持パターン候補の１つを選択させ且つ選択された該把持パターン候補を動作計画モジュールへと提供させ、
前記基部、前記マニピュレータ、前記エンドエフェクタ又はそれらの組合せと対応する複数の動作区分を作成させ、
該複数の動作区分に従って前記基部、前記マニピュレータ又は前記エンドエフェクタを制御させる
コンピュータ可読媒体と、を具備するロボット。
【請求項１６】
前記１又は複数の把持パターン候補が、前記コンピュータ実行可能命令及び前記プロセッサを用いて当該ロボットによって決定される請求項１５に記載のロボット。
【請求項１７】
前記１又は複数の把持パターン候補が、外部のコンピュータ装置によって当該ロボットに提供される請求項１５に記載のロボット。
【請求項１８】
前記親指立てベクトルの方向が、前記親指立てベクトルと当該ロボットの前記底面から延在する鉛直軸線との間のエンドエフェクタの角度を決定することによって評価される請求項１５に記載のロボット。
【請求項１９】
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が所定の角度閾値より大きい場合に当該ロボットによる使用から除外され、且つ、選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が前記所定の角度閾値より小さい場合に把持パターン候補として示される請求項１８に記載のロボット。
【請求項２０】
当該ロボットの前記エンドエフェクタが親指関節及び少なくとも２つの指関節を具備し、
前記マニピュレータが肘を具備し、
前記親指立てベクトルが、前記少なくとも２つの指関節に対する前記親指関節の位置を決定することと、前記マニピュレータの前記肘の位置を決定することと、によって確定され、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が当該ロボットの底面から延在する鉛直軸線に沿って前記少なくとも２つの指関節のそれぞれより低い場合、又は、前記シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って所定の高さを超えた場合に、当該ロボットによる使用から除外され、且つ、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記少なくとも２つの指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合、及び、シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って前記所定の高さより低い場合に、把持パターン候補として示される請求項１５に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、把持及び軌道計画のためのロボット、より詳細には、ロボットによる不自然な動作を行う把持パターンを取り除くための把持パターンの組の把持パターンを評価するためのロボット、方法及びコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、特定のタスクを実行するために空間内で動作し得る。例えば、サーバントロボットは、動作空間内でナビゲートし、物を置き、物を操作するようにタスク実行され得る。ロボットは、動作空間内で物を見つけ、物を拾い、動作空間内の異なる位置へと物を動かすように命令されてもよい。ロボットは、物を可能な限り迅速且つ最も効率的な方法で操作するようにプログラムされることが多い。しかしながら、ロボットの最も迅速且つ最も効率的な動作は、特に、（例えば家庭、医療施設等において）人間を支援するサーバントロボットにとって最も理想的なものではないかもしれない。ある場合において、ロボットは、人が動作しない又は動作できない方法で物を把持するかもしれない。例えば、ロボットは、物を把持するためにその親指関節を外方に向けて手をねじるかもしれない。人間は物を把持するためにこのようなことはしない。こうした不自然な方法で物を把持するロボットの観察者は、ロボットを恐れ又は警戒するだろう。更に、同じ動作空間内の観察者は、ロボットがその肘を外方且つ上方に伸ばすようにその腕を不自然な方法で動かすことを予想できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、好適ではない把持パターンをフィルタリングして除外するための把持パターンの組の把持パターンを評価するための新しい方法及びコンピュータプログラムプロダクトと、自然に、人間的な方法で動くロボットと、が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの実施形態において、ロボットによる使用のための把持パターンの組の個々の把持パターンを評価する方法は、把持パターンの組から個々の把持パターンを選択することと、エンドエフェクタの上面から延在する親指立てベクトル（thumb-up vector）を確定する（establishing）ことと、選択された個々の把持パターンに従ってマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作をシミュレーションすることと、を含み、把持パターンの組の個々の把持パターンのそれぞれは、対象物を操作するためのロボットのマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作に対応する。本方法は、マニピュレータ及びエンドエフェクタのシミュレーションされた動作の少なくとも一部の間、親指立てベクトルの方向を評価（〆evaluating（評価））することと、シミュレーションされた動作の間、親指立てベクトルの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合に、ロボットによる使用から選択された個々の把持パターンを除外することと、を更に含む。
【０００５】
別の実施形態において、ロボットによる使用のための把持パターンの組の個々の把持パターンを評価するためのコンピュータ装置と共に使用するためのコンピュータプログラムプロダクトは、把持パターンを評価するためのコンピュータ実行可能命令を保存するコンピュータ可読媒体を有する。コンピュータ実行可能命令は、コンピュータ装置によって実行されるときにコンピュータ装置に、把持パターンの組から個々の把持パターンを選択させ、エンドエフェクタの上面から延在する親指立てベクトルを確定させ、且つ、選択された個々の把持パターンに従ってマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作をシミュレーションさせ、把持パターンの組の個々の把持パターンのそれぞれは、対象物を操作するためのロボットのマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作に対応する。更にコンピュータ実行可能命令は、コンピュータ装置に、マニピュレータ及びエンドエフェクタのシミュレーションされた動作の少なくとも一部の間、親指立てベクトルの方向を評価させ、シミュレーションされた動作の間、親指立てベクトルの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合にロボットによる使用から選択された個々の把持パターンを除外させる。
【０００６】
更に別の実施形態において、ロボットは、底面を有する基部と、その基部に可動に結合されたマニピュレータと、そのマニピュレータの遠位端に可動に結合されたエンドエフェクタと、プロセッサと、把持パターンを評価するためのコンピュータ実行可能命令を保存するコンピュータ可読媒体と、を具備する。プロセッサによって実行されるときに、コンピュータ実行可能命令は、プロセッサに、１又は複数の把持パターン候補を受信させ、その１又は複数の把持パターン候補の１つを選択させ且つその選択された把持パターン候補を動作計画モジュールへと提供させ、基部、マニピュレータ、エンドエフェクタ又はそれらの組合せに対応する複数の動作区分を作成させ、その複数の動作区分に従って基部、マニピュレータ、又はエンドエフェクタを制御させる。把持パターン候補は、把持パターンの組から個々の把持パターンを選択することと、エンドエフェクタの上面から延在する親指立てベクトルを確定することと、選択された個々の把持パターンに従ってマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作をシミュレーションすることと、によって作成され、把持パターンの組の個々の把持パターンのそれぞれは、対象物を操作するためのロボットのマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作に対応する。更に把持パターン候補は、マニピュレータ及びエンドエフェクタのシミュレーションされた動作の少なくとも一部の間、親指立てベクトルの方向を評価することと、シミュレーションされた動作の間、親指立てベクトルの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合にロボットによる使用から選択された個々の把持パターンを除外することと、によって作成される。
【０００７】
ここで説明された実施形態によって提供されるこれらの特徴及び付加的な特徴は、図面と共に以下の詳細な説明を考慮してより詳細に理解される。
【０００８】
図で説明する実施形態は、本質的には概略的且つ例示にすぎず、特許請求の範囲によって定義される主題を限定しようとするものではない。例示的実施形態に係る以下の詳細な説明は、以下の図面と共に参照することによって理解されることができ、同等な構造は、同等な参照番号で示されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】対象物を操作する例示的ロボットの概略図を示す。
【図２】ここで図示され且つ説明された１又は複数の実施形態による対象物を操作する例示的ロボットの概略図を示す。
【図３】ここで図示され且つ説明された１又は複数の実施形態による例示的ロボットの、付加的な例示的構成要素の概略図を示す。
【図４】ここで図示され且つ説明された１又は複数の実施形態による把持部が操作計画を示すブロック図の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の実施形態は、ロボットマニピュレータ及びエンドエフェクタの自然且つ人間的な動作を提供する方法、コンピュータプログラムプロダクト及びロボットを対象としている。より詳細には、実施形態は、ロボットの動作がロボットの観察者により満足されるように自然かつ人間的な方法で、少なくとも１つのマニピュレータと少なくとも１つのエンドエフェクタとを有するロボットを制御することを対象としている。限定するものではないが一例として、ロボットにカップに入れたコーヒーのような対象物をつかみ上げて移動させることを要求する動作において、最適化されていないロボットは、コーヒーカップの上部が上下逆にされ、コーヒーがカップから溢れるようにコーヒーを把持し持ち上げることがある。更に、最適化されていないロボットは、その肘を不自然に持ち上げて外方に伸ばすことがあるが、観察者はこれを予想できず、ロボットと使用者又は障害物との間で衝突が生じるかもしれない。以下で詳細に説明されるように、実施形態は、ロボットが、ロボットの観察者に予想され且つアピールする方法で対象物を操作するのを確実とするため、親指立てベクトル（thumb-up vector）を使用してもよい。ロボットによる使用のための把持パターンの組の個々の把持パターンを評価する、ロボット、方法及びコンピュータプログラムプロダクトの様々な実施形態が、以下で説明される。
【００１１】
最初に図１を参照すると、１つの例示的実施形態による最適化されていないロボット１００が示されている。当然のことながら、図１に示されたロボット１００は、例示の目的にすぎず、実施形態はいかなる特定のロボット構成にも限定されるものではない。ロボット１００は、人間の形をした外観を有し、サービスロボットとして動作するように構成される。例えば、ロボット１００は、家庭において、介護施設において及び医療施設等において使用者を支援するために動作してもよい。概して、ロボット１００は、目のように構成された２つのカメラ１０４を有する頭１０２と、動作空間内で動きまわるために可動な基部１０６と、第１のマニピュレータ１１０と、第２のマニピュレータ１２０と、を具備する。第１のマニピュレータ１１０及び第２のマニピュレータ１２０は、それぞれ、上腕構成要素１１２、１２２と、前腕構成要素１１４、１２４と、手構成要素１１８、１２８（例えばエンドエフェクタ）と、を具備する。手構成要素１１８、１２８は、ボトル１３０のような対象物を操作するために開閉し得る手部１１６、１２６と、複数の指関節１１９、１２９と、親指関節１１９’、１２９’と、を具備するロボットの手を具備してもよい。上腕構成要素１１２、１２２、前腕構成要素１１４、１２４及び手構成要素１１８、１２８は、それぞれ第１のマニピュレータ及び第２のマニピュレータの特定の構成要素形式である。
【００１２】
ロボット１００は、家庭のような動作空間内で自律的に又は半自律的に動作するようにプログラムされてもよい。１つの実施形態において、ロボット１００は、一日中家庭内で自律的にタスクを完了するようにプログラムされる一方で、使用者から可聴な（又は電気的な）命令を受信する。例えば、使用者は、ロボット１００に「テーブルの上のボトルを私に持って来きてください」といった命令を話しかけてもよい。それからロボット１００は、ボトル１３０を取りに行き、タスクを完了する。別の実施形態において、ロボット１００は、コンピュータのようなヒューマンマシンインターフェースにより使用者によって直接的に制御される。使用者は、特定のタスクを完了するため遠隔制御によってロボット１００に命令してもよい。例えば、使用者は、テーブル１３２上に配置されたボトル１３０に近づくようにロボット１００を制御してもよい。次いで、使用者は、ロボット１００にボトル１３０をつかみ上げるように命令してもよい。次いでロボット１００は、タスクを完了するためにその第１のマニピュレータ１１０及び第２のマニピュレータ１２０のための軌道計画を進展（develop）させてもよい。以下でより詳細に説明されるように、実施形態は、ロボットのより人間的な動作を提供するための最適化された軌道計画の作成を対象としている。
【００１３】
図１に示されたロボット１００は、手部１１６の上面１１１が地面に面するようにその手構成要素１１８をねじって上下逆にすることによって不自然な方法でボトル１３０を把持しており、手構成要素１１８は、ボトル１３０と基部１０６との間に位置する。図１に示されたロボット１００の把持は、人が類似したボトル又は他の物をつかみ上げるために自然に行う方法ではない。ボトル１３０を動かす軌道計画を完了したとき、ロボット１００が上下逆にした向きでボトル１３０を置く高い尤度が存在する。図１に示されたロボット１００の把持パターンは、ロボットにその肘１１３を上方且つ外方に持ち上げることを要求し、ロボットの肘１１３と障害物との間で不必要な衝突を生じ得ることにも留意されたい。ロボットの肘１１３の不自然な位置は、対象物（例えばボトル１３０）を極端な向きに配置しかねない。例えば、対象物は、鉛直方向に対して大きな角度で配置され得る。
【００１４】
ここで図２について参照すると、ロボット１００は、ここで説明された１又は複数の実施形態による図１で示されたロボットよりも、自然に、人間的な方法でボトル１３０を把持して概略的に示されている。手部の上面１１１は、人間がボトルを把持するように概して上方に面している。更に、肘１１３は、図１の肘の位置より低く、基部１０６により近い。図２に示された把持部については、ロボット１００は、ボトル（又は他の対象物）を上下逆にしたり、又は、鉛直に対して極端な角度で傾けたりしそうにない。
【００１５】
以下でより詳細に説明されるように、本開示に係る実施形態は、ロボットに不自然な方法で物を把持させ得る把持パターンの組の把持パターンを取り除く。把持パターンの組は、同じタスク（例えばボトルのような対象物を拾い上げるタスク）を完了するためにロボットが取り得る多くの動作を有するような複数の個々の把持パターンを具備してもよい。非限定的例示として、把持パターンの組の１つの個々の把持パターンは、図１で示されたようにロボット１００にボトル１３０を拾い上げさせてもよく、別の個々の把持パターンは、図２で示されたようにロボット１００にボトル１３０を拾い上げさせてもよく、更に別の個々の把持パターンは、ロボット１００にキャップ部等からボトル１３０を拾い上げさせてもよい。ここで説明された実施形態は、ロボット１００がオンライン動作計画においてこれらの望ましくない把持パターンを考慮しないように把持パターンの組から望ましくない把持パターンを取り除く。
【００１６】
ここで図３を参照すると、例示的ロボット１００の付加的構成要素が示されている。より詳細には、図３は、ロボット１００の（分離したコンピュータ装置、内部構成要素として具現化された）ロボット１００及び操作計画モジュール１５０、及び／又は、ここで図示され且つ説明された実施形態によるハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアとして具現化されたロボット１００による使用のための把持パターンを評価し作成するための非一時的コンピュータ可読媒体を具備するコンピュータプログラムプロダクトを示す。ある実施形態において、把持パターンの組の個々の把持パターンを評価するためのコンピュータプログラムプロダクト及び方法は、ロボット１００の外部にあるコンピュータ装置によって実行されてもよいことに留意されたい。例えば、汎用コンピュータ（図示せず）は、個々の把持パターンを評価するためのコンピュータ実行可能命令を有してもよい。次いで把持パターン評価の要求を満たす把持パターンは、ロボット１００に送られてもよい。
【００１７】
図３で示されたロボット１００は、プロセッサ１４０と、入／出力ハードウェア１４２と、（例えばロボットデータ／ロジック１４４及び軌道ロジック１４５を保存してもよい）非一時的コンピュータ可読媒体１４３と、ネットワークインターフェースハードウェア１４６と、ロボットのマニピュレータを駆動するアクチュエータ駆動ハードウェア１４７（例えばサーボ駆動ハードウェア）と、を具備する。アクチュエータ駆動ハードウェア１４７が、ロボットの様々なアクチュエータを制御するための関連したソフトウェアを有してもよいことにも留意されたい。
【００１８】
メモリ構成要素１４３は、揮発性及び／又は不揮発性コンピュータ可読媒体として構成されてもよく、そのような、（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ及び／又はランダムアクセスメモリの他の形式を含む）ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、レジスタ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、磁気ディスク及び／又は記憶構成要素の他の形式を有してもよい。更に、メモリ構成要素１４３は、特に、以下でより詳細に説明されるロボットデータ／ロジック１４４と、軌道ロジック１４５（例えば逆運動学的モジュール）と、ピックアンドプレースプランナーと、衝突チェッカ等を保存するように構成されてもよい。ローカルインターフェース１４１は、図３にも示されているが、ロボット１００又はコンピュータ装置の構成要素間の通信を容易にするためのバス又は他のインターフェースとして実装されてもよい。
【００１９】
プロセッサ１４０は、メモリ構成要素１４３からのような命令を受信し実行するように構成された任意の処理構成要素を有してもよい。入／出力ハードウェア１４２は、限定するものではないが、ロボット１００（又はコンピュータ装置）への入力を提供するための、キーボード、マウス、カメラ、マイク、スピーカー、タッチスクリーン、及び／又は、データの受信、送信及び／又は表示のための他の装置のような任意のハードウェア及び／又はソフトウェアを有してもよい。ネットワークインターフェースハードウェア１４６は、モデム、ＬＡＮポート、ワイヤレスフィディリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）カード、ＷｉＭａｘカード、モバイル通信ハードウェア、及び／又は、他のネットワーク及び／又は装置と通信するための他のハードウェアのような任意の有線又は無線のネットワークハードウェアを有してもよい。
【００２０】
当然のことながら、メモリ構成要素１４３は、ロボット１００の近傍に及び／又は遠隔に位置してもよく、ロボット１００及び／又は他の構成要素によってアクセスされるための１又は複数のデータを保存するように構成されてもよい。当然のことながら、図３で示された構成要素は、単なる例示にすぎず、本開示の範囲を限定しようとするものではない。より詳細には、図３の構成要素は、ロボット１００内に位置するように示されているが、これは非限定的例示である。ある実施形態において、１又は複数の構成要素は、１又は複数のロボットと通信可能に接続されたコンピュータ装置内のようなロボット１００の外部に位置してもよい。
【００２１】
図３は、対象物と関連した把持パターンの組から不自然な把持パターンを取り除くように構成され、且つ、ある実施形態において、把持パターンの組からの好適な把持パターンに従ってロボットを動かすためにマニピュレータとエンドエフェクタ動作区分とを進展させる操作計画モジュール１５０も示す。操作計画モジュール１５０は、図３においてロボット１００の外部に示されており、汎用コンピュータ又は特定用途向けコンピュータのような外部のコンピュータ装置内に位置してもよい。しかし、当然のことながら、ソフトウェアであれハードウェアであれ、操作計画モジュール１５０の構成要素の全て又はいくつかをロボット１００内に有してもよく、又はそのいずれもロボット１００内に有さなくてもよい。例えば、ロボット１００がリアルタイムで特定の物の全ての把持パターンを評価する１つの実施形態において、操作計画モジュール１５０（図４参照）の全ての構成要素が、ロボット１００内に（例えばメモリ構成要素１４３に保存されたコンピュータ実行可能命令として）提供されてもよい。なお、把持パターン評価は、ここで説明された把持パターン評価の要求を満たす把持パターンのみが操作計画における使用のためロボット１００に提供されるようにコンピュータ装置によってオフライン且つロボット１００から離れて実行されてもよい。更に、操作計画モジュール内の動作計画は、外部のコンピュータ装置によってオフラインで実行されてもよく、ロボット１００に提供されてもよい。なお、ロボット１００は、外部のコンピュータ装置によって提供された好適な把持パターンを使用する動作計画を決定してもよい。操作計画モジュールの構成要素及び方法は、図２及び図４を参照しつつ以下で詳細に説明される。
【００２２】
概して、図１及び図２で示されたボトルのような特定の対象物は、それに関連した複数の個々の把持パターンを有してもよく、個々の把持パターンのそれぞれは、対象物を把持する様々な手法を示す。複数の個々の把持パターンは、物と関連した把持パターンの組を定義する。個々の把持パターンのそれぞれは、様々な方法で把持パターンの組内の他の把持パターンと、異なってもよい。例えば、把持パターンの組の第１の把持パターンは、第１の方向（例えば第１のアプローチ直線（approach ray））から対象物に近づき、把持パターンの組の第２の把持パターンは、第２の方向（例えば第２のアプローチ直線）から対象物に近づいてもよい。なお、第１の把持パターン及び第２の把持パターンは、同じアプローチ直線に沿って同じ方向から対象物に近づいてもよいが、マニピュレータ及び／又はエンドエフェクタの配置が異なってもよい。把持パターンの組の個々の把持パターンの数又は形式の上限又は下限はない。
【００２３】
本開示の実施形態は、ロボットの不自然な動作につながる把持パターンを取り除く（例えば除外する）ために把持パターンの組のいくつかの又は全ての個々の把持パターンを評価してもよい。操作計画の間、自然な動作を実現する把持パターンのみが、提供され又はその他の方法でロボットによって検討される。従って、ロボットは評価のためのより少ない把持パターンを有し得るため、リアルタイムプロセスの間、計算のためのリソース及び時間が保存される。
【００２４】
１つの実施形態によれば、対象物を把持し又はその他の方法で操作するエンドエフェクタに対して親指立てベクトルが確定される。再度図２を参照すると、親指立てベクトルＶは、手部１１６の上面１１１から垂直に延在してもよい。把持パターンの組の選択された個々の把持パターンに従ったマニピュレータ１１０（例えば上腕構成要素１１２及び前腕構成要素１１４）及びエンドエフェクタ（例えば手部１１６）の、コンピュータでシミュレーションされた動作を通して親指立てベクトルＶの方向が評価され得る。親指立てベクトルＶの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合、更なる検討から除外され、ロボットによって使用されない。限定するものではないが一例として、選択された個々の把持パターンの結果による親指立てベクトルＶの方向が、対象物１３０を上下逆に配置させた場合、選択された個々の把持パターンは、操作計画の間にロボット１００の使用から取り除かれ除外される。対象物１３０を上下逆にしない、親指立てベクトルＶを有する選択された個々の把持パターンは、有効な把持パターン候補として示されることができ、従って、操作計画において使用のためロボット１００に提供される。
【００２５】
当然のことながら、ここで説明された実施形態は、ロボットによって実行される動作のコンピュータシミュレーションによるものである。しかし、当然のことながら、把持パターン評価は、物理的ロボットの実際の動きによって決定されてもよい。
【００２６】
１つの実施形態において、親指立てベクトルＶの方向は、親指立てベクトルＶとロボットの底面１０７から延在する鉛直軸線ｙとの間で測られる、エンドエフェクタの角度αの決定によって評価される。鉛直軸線ｙは、ロボット１００が配置された面に対して略鉛直な方向を指す。選択された個々の把持パターンは、選択された個々の把持パターンのシミュレーションされた動作の間、エンドエフェクタの角度αが所定の角度閾値より大きい場合にロボットによる使用から除外されてもよい。逆に、選択された個々の把持パターンは、エンドエフェクタの角度αが所定の角度閾値より小さい場合に把持パターン候補として示されてもよい。所定の角度閾値は、個別の角度であってもよく、又は角度範囲であってもよい。更に、所定の角度閾値は様々な対象物によって異なってもよい。限定するものではないが一例として、コーヒーカップのための所定の角度閾値は、  テレビのリモコンに関する範囲よりも小さな範囲であってもよい。
【００２７】
１つの実施形態において、親指立てベクトルＶは、１又は複数の指関節１１９に対する親指関節部１１９’の位置を監視することによって確定されてもよい。選択された個々の把持パターンは、親指関節１１９’が鉛直軸線ｙに沿って他の指関節１１９のそれぞれより低い位置に配置された場合には、把持パターンの組から取り除かれてもよく、ロボットによる使用から除外されてもよい。この場合において、選択された個々の把持パターンは対象物を極端な角度でひっくり返す尤度が高く、ロボット１００の観察者にとって不自然に見える。しかしながら、選択された個々の把持パターンは、把持パターンのシミュレーションされた動作の間、親指関節が指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合に把持パターン候補として示されてもよい。
【００２８】
別の実施形態において、ロボット１００の肘１１３の位置は、把持パターンの組から不自然な把持パターンを取り除いて評価されてもよい。選択された把持パターンにおいてロボット１００の肘１１３が図１に示されるように所定の高さｈの上にあるとき、選択された把持パターンは、不自然又は不安定とみなされ、ロボット１００による使用から除外される。逆に、選択された把持パターンにおいてロボット１００の肘１１３が図２に示されるように所定の高さｈの下にあるとき、選択された把持パターンは把持パターン候補として示されてもよく、ロボット１００に実行可能となる。所定の高さｈは、様々な対象物によって様々な値であってもよい。更に、不安定性判断のための所定の高さは、安定性判断のための所定の高さと異なっていてもよい。把持パターンの組の個々の把持パターンを評価するとき、肘分析は、親指立てベクトル分析と別々に又は同時に使用されてもよい。
【００２９】
ここで図４を参照すると、１つの実施形態に係る操作計画モジュール１５０の操作計画の構成要素を示すブロック図が概略的に示されている。当然のことながら、操作計画モジュール１５０の個々の構成要素は、上述したように、ロボット１００又は外部のコンピュータ装置によって実行されてもよい。更に、実施形態は、図４において操作計画モジュール１５０の構成要素が示された順序に限定されるものではない。
【００３０】
操作計画モジュール１５０は、操作される対象物の初期姿勢及び目的姿勢に関する入力（ブロック１５１）を受信する操作計画ブロック１５４と、ロボットの現在の姿勢のようなオンライン入力（ブロック１５２）を提供するオンライン入力と、ロボットのコンピュータモデル（ブロック１５３）、対象物のコンピュータモデル、対象物に対する原（raw）把持パターンの組、存在し得る障害物のコンピュータモデル及び他のデータのような情報を提供するオフライン入力と、を概して具備する。
【００３１】
操作計画ブロック１５４は、前述の入力を受信し、所望するタスクを実行するようにロボットを制御するためにロボットのアクチュエータに動作シーケンスの形式で提供される、ロボットのための出力の命令を作成する（ブロック１６０）。操作計画ブロック１５４の構成要素は、限定されるものではないが、逆運動学的モジュール１５６と、把持パターン選択モジュール１５７と、親指立てフィルターモジュール１５５と、動作計画モジュール１５８と、衝突チェックモジュール１５９と、を有してもよい。より多くの又はより少ないモジュール又は構成要素が操作計画ブロック１５４に含まれてもよい。
【００３２】
逆運動学的モジュール１５６は、把持パターン及び／又は更なる対象物の操作によるエンドエフェクタの直交座標の所定の状態のためのマニピュレータの関節角度の組を計算する。１つの実施形態において、逆運動学的モジュール１５６は、原把持パターンの組の全ての可能な把持パターンのためにマニピュレータの関節角度の組を計算する。別の実施形態において、逆運動学的モジュール１５６は、把持パターンの組の副次的な組（sub-set）のためにマニピュレータの関節角度の組を計算する。
【００３３】
把持パターン選択モジュール１５７は、原把持パターンの組から最適化されていない把持パターンを取り除くために選択的に提供されてもよい。把持パターン選択モジュール１５７は、ロボットがうまく対象物を把持することを可能とする把持パターンの組の把持パターンのみが、例えば親指立てフィルターモジュール１５５のような更なるプロセスへと送られることを確実とすることができる。限定するものではないが一例として、把持パターン選択モジュール１５７は、ロボットのエンドエフェクタを対象物と衝突させ且つ対象物をうまく把持できない把持パターンを取り除くように構成されてもよい。
【００３４】
親指立てフィルターモジュール１５５は、上述したような取り除きタスクを実行し、ロボットの不自然な動作を生じさせる把持パターンの組（例えば選択的な把持パターン選択モジュール１５７によって取り除かれた、原把持パターンの組又は把持パターンの組）の個々の把持パターンは、把持パターンの組から取り除かれる。１つの実施形態において、親指立てフィルターモジュール１５５は、把持パターン選択モジュール１５７の適用後に適用される。次いで親指立てフィルターモジュール１５５の適用後に把持パターンの組に残っている個々の把持パターンは、対象物のオンライン操作中に更なる検討のためロボットに実行可能とされてもよい。
【００３５】
動作計画モジュール１５８は、ロボットがどのように対象物を把持し、どのように動かされ、目的地にどのように配置されるかを計画するために使用されてもよい。１つの実施形態において、動作計画モジュール１５８は、最適化された動作又は操作計画を作成するため、ランダム探索木（rapidly-exploring random tree）（ＲＲＴ）アルゴリズムを使用する。動作及び／又は操作計画のため他のアルゴリズムも実行可能である。１つの実施形態において、動作計画モジュール１５８は、親指立てフィルターモジュール１５５から通過されたいくつかの又は全ての個々の把持パターンを検討してもよく、対象物の最適な操作を提供する個々の把持パターンを選択してもよい。
【００３６】
衝突チェックモジュール１５９は、マニピュレータ及びエンドエフェクタの動作の計画された動作が、ロボットを、動作空間内に存在し得る周囲の障害物と衝突させるかどうかを計算し且つチェックする。１つの実施形態において、衝突チェックモジュール１５９が計画された動作が衝突を生じると判断した場合、動作計画モジュール１５８は障害物を避けるべくマニピュレータ及びエンドエフェクタの計画された動作を変更するために呼び出される。
【００３７】
当然のことながら、本開示に係る実施形態は、ロボットがより自然に、人間的な方法で物を操作することを可能とし、それは、ロボットの観察者をより満足させ得る。ここで説明された親指立てフィルター及び他の方法を用いるロボットは、人間が物を把持する仕方と類似し、その手の上面を略上方に向け且つその肘を比較的低くすると共に本体に近づけて対象物を把持する。こうした把持動作は、観察者に満足されるのみならず、不必要に対象物内に含まれる内容物が溢れるのを防ぐ。実施形態は、望ましくない不自然な把持パターンが操作者の介入なく除外されるため、ロボットが、膨大なプログラミングを必要とせず、且つ、指示する必要もなく自然な把持パターンを自動的に選択することを可能とする。
【００３８】
特定の実施形態がここで図示され説明されてきたが、当然のことながら、特許請求された主題の精神及び範囲から逸脱することなく様々な他の変形及び変更がなされてもよい。更に、特許請求された主題の様々な態様がここで説明されてきたが、こうした態様は組み合わせて実施される必要はない。従って、添付の特許請求の範囲が、特許請求された主題の範囲内のこうした全ての変形及び変更を包含することを意図する。
【符号の説明】
【００３９】
１００    ロボット
１０２    頭
１０４    カメラ
１０６    基部
１０７    底面
１１０    マニピュレータ
１１１    上面
１１２    上腕構成要素
１１３    肘
１１４    前腕構成要素
１１６    手部
１１８    手構成要素
１１９    指関節
１１９’    親指関節
１２０    第２のマニピュレータ
１２２    上腕構成要素
１２４    前腕構成要素
１２６    手部
１２８    手構成要素
１２９    指関節
１２９’    親指関節
１３０    ボトル
１４０    プロセッサ
１４１    ローカルインターフェース
１４２    入／出力ハードウェア
１４３    メモリ構成要素
１４６    ネットワークインターフェースハードウェア
１４７    アクチュエータ駆動ハードウェア
１５０    操作計画モジュール
１５１    ブロック
１５２    ブロック
１５３    ブロック
１５４    操作計画ブロック
１５５    親指立てフィルターモジュール
１５６    逆運動学的モジュール
１５７    把持パターン選択モジュール
１５８    動作計画モジュール
１５９    衝突チェックモジュール
１６０    ブロック
Ｖ    親指立てベクトル
ｈ    所定の高さ
α    エンドエフェクタの角度
【図１】
2013146853.tif 000003
【図２】
2013146853.tif 000004
【図３】
2013146853.tif 000005
【図４】
2013146853.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月28日(2013.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットによる使用のための把持パターンの組の個々の把持パターンを評価する方法であって、
前記把持パターンの組から個々の把持パターンを選択することであって、前記把持パターンの組の個々の把持パターンのそれぞれが対象物を操作するための前記ロボットのマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作に対応する個々の把持パターンを選択することと、
前記エンドエフェクタの上面から延在する親指立てベクトルを確定することと、
選択された前記個々の把持パターンに従って前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタの前記動作をシミュレーションすることと、
前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタのシミュレーションされた前記動作の少なくとも一部の間、前記親指立てベクトルの方向を評価することと、
シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合に、前記ロボットによる使用から選択された前記個々の把持パターンを除外することと、を含む方法。
【請求項２】
シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が前記１又は複数の所定の閾値内にある場合、選択された前記個々の把持パターンを把持パターン候補として示すことを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記対象物を操作する前記ロボットによる使用のため該ロボットの動作計画モジュールへと複数の把持パターン候補を提供することを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記親指立てベクトルの方向が、該親指立てベクトルと前記ロボットの底面から延在する鉛直軸線との間のエンドエフェクタの角度を決定することによって評価される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が所定の角度閾値より大きい場合に前記ロボットによる使用から除外され、且つ、選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が前記所定の角度閾値より小さい場合に把持パターン候補として示される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ロボットの前記エンドエフェクタが、親指関節及び少なくとも２つの指関節を具備し、
前記親指立てベクトルが、前記少なくとも２つの指関節に対する前記親指関節の位置を決定することにより確定され、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記ロボットの底面から延在する鉛直軸線に沿って前記少なくとも２つの指関節のそれぞれより低い場合に前記ロボットによる使用から除外され、且つ、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記少なくとも２つの指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合に把持パターン候補として示される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記親指立てベクトルが、前記マニピュレータの肘の位置を決定することによって更に確定され、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記鉛直軸線に沿って前記少なくとも２つの指関節のそれぞれより低い場合、又は、シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って所定の高さを超えた場合に、前記ロボットによる使用から除外され、且つ、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記少なくとも２つの指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合、及び、シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って前記所定の高さより低い場合に、把持パターン候補として示される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ロボットによる使用のための把持パターンの組の個々の把持パターンを評価するためのコンピュータ装置と共に使用するためのコンピュータプログラムプロダクトであって、
把持パターンを評価するためのコンピュータ実行可能命令を保存するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ装置によって実行されるときに該コンピュータ装置に、
個々の把持パターンであって前記把持パターンの組の当該個々の把持パターンのそれぞれが、対象物を操作するための前記ロボットのマニピュレータ及びエンドエフェクタの動作に対応する個々の把持パターンを前記把持パターンの組から選択させ、
前記エンドエフェクタの上面から延在する親指立てベクトルを確定させ、
選択された前記個々の把持パターンに従って前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタの前記動作をシミュレーションさせ、
前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタのシミュレーションされた前記動作の少なくとも一部の間、前記親指立てベクトルの方向を評価させ、
シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合に前記ロボットによる使用から選択された前記個々の把持パターンを除外させる
コンピュータ可読媒体を具備するコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項９】
前記コンピュータ実行可能命令は、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が前記１又は複数の所定の閾値内にある場合、更に前記コンピュータ装置に選択された前記個々の把持パターンを把持パターン候補として示させる請求項８に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１０】
前記コンピュータ実行可能命令は、更に前記コンピュータ装置に、前記対象物を操作するための前記ロボットによる使用のため、該ロボットの動作計画モジュールへと複数の把持パターン候補を提供させる請求項９に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１１】
前記親指立てベクトルの方向が、前記親指立てベクトルと前記ロボットの底面から延在する鉛直軸線との間のエンドエフェクタの角度を決定することによって評価される請求項８に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１２】
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が所定の角度閾値より大きい場合に前記ロボットによる使用から除外され、且つ、選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記エンドエフェクタの角度が前記所定の角度閾値より小さい場合に把持パターン候補として示される請求項１１に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１３】
前記ロボットの前記エンドエフェクタが、親指関節及び少なくとも２つの指関節を具備し、
前記親指立てベクトルが、前記少なくとも２つの指関節に対する前記親指関節の位置を決定することにより確定され、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記ロボットの底面から延在する鉛直軸線に沿って前記少なくとも２つの指関節のそれぞれより低い場合に前記ロボットによる使用から除外され、且つ、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記少なくとも２つの指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合に把持パターン候補として示される請求項８に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１４】
前記親指立てベクトルが、前記マニピュレータの肘の位置を決定することによって更に確定され、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記鉛直軸線に沿って前記少なくとも２つの指関節のそれぞれより低い場合、又は、シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って所定の高さを超えた場合に、前記ロボットによる使用から除外され、且つ、
選択された前記個々の把持パターンは、シミュレーションされた前記動作の間、前記親指関節が前記少なくとも２つの指関節の少なくとも１つの高さ以上の場合、及び、シミュレーションされた前記動作の間、前記肘の前記位置が前記鉛直軸線に沿って前記所定の高さより低い場合に、把持パターン候補として示される請求項１３に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１５】
ロボットであって、
底面を有する基部と、
該基部に可動に結合されたマニピュレータと、
該マニピュレータの遠位端に可動に結合されたエンドエフェクタと、
プロセッサと、
把持パターンを評価するためのコンピュータ実行可能命令を保存するコンピュータ可読媒体であって、前記プロセッサによって実行されるときに該プロセッサに、
１又は複数の把持パターン候補であって、
把持パターンの組から個々の把持パターンを選択することであって前記把持パターンの組の個々の把持パターンのそれぞれが対象物を操作するための当該ロボットの前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタの動作に対応する個々の把持パターンを選択することと、
前記エンドエフェクタの上面から延在する親指立てベクトルを確定することと、
選択された前記個々の把持パターンに従って前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタの動作をシミュレーションすることと、
前記マニピュレータ及び前記エンドエフェクタのシミュレーションされた前記動作の少なくとも一部の間、前記親指立てベクトルの方向を評価することと、
シミュレーションされた前記動作の間、前記親指立てベクトルの方向が１又は複数の所定の閾値から外れた場合に、当該ロボットによる使用から選択された前記個々の把持パターンを除外することと、
によって決定される１又は複数の把持パターン候補を受信させ、
該１又は複数の把持パターン候補の１つを選択させ且つ選択された該把持パターン候補を動作計画モジュールへと提供させ、
前記基部、前記マニピュレータ、前記エンドエフェクタ又はそれらの組合せと対応する複数の動作区分を作成させ、
該複数の動作区分に従って前記基部、前記マニピュレータ又は前記エンドエフェクタを制御させる
コンピュータ可読媒体と、を具備するロボット。
【外国語明細書】
2013146853000001.pdf