(57)【要約】【課題】ロボットそれ自体の変形ができない場合であっても、ロボットの動きを用いて、分かり易く感情を表現する。【解決手段】移動制御可能なロボット１であって、感情情報を受信する通信部１１と、前記感情情報に対応する感情を、移動を伴う動作を行うことで表現する制御部１２とを備え、前記動作には、所定の位置の近傍を通る周期運動が含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動制御可能なロボットであって、
感情情報を受信する通信部と、
前記感情情報に対応する感情を、移動を伴う動作を行うことで表現する制御部と、を備え、
前記動作には、所定の位置の近傍を通る周期運動が含まれること
を特徴とするロボット。
【請求項２】
請求項１記載のロボットであって、
前記制御部は、感情を伝える相手との距離、高度、前記周期運動の幅および移動速度の少なくとも１つを用いて、前記動作を制御すること
を特徴とするロボット。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のロボットであって、
前記感情情報が喜びの感情を示す場合、前記制御部は、感情を伝える相手と所定の距離より離れた位置で、所定の高度より高い位置に、所定の速度より速い速度で移動し、前記移動後の位置を所定の位置として前記周期運動を前記速度で行い、前記周期運動の幅は、所定の幅より大きいこと
を特徴とするロボット。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載のロボットであって、
前記感情情報が怒りの感情を示す場合、前記制御部は、感情を伝える相手と所定の距離より近い位置で、所定の高度より低い位置に、所定の速度より速い速度で移動し、前記移動後の位置を所定の位置として前記周期運動を前記速度で行うこと
を特徴とするロボット。
【請求項５】
請求項１または請求項２記載のロボットであって、
前記感情情報が哀しみの感情を示す場合、前記制御部は、感情を伝える相手と所定の距離より近い位置で、所定の高度より低い位置に、所定の速度より遅い速度で移動し、前記移動後の位置を所定の位置として前記周期運動を前記速度で行い、前記周期運動の幅は、所定の幅より小さいこと
を特徴とするロボット。
【請求項６】
請求項１または請求項２記載のロボットであって、
前記感情情報が楽しみの感情を示す場合、前記制御部は、感情を伝える相手と所定の距離より遠い位置で、所定の高度より高い位置に、所定の速度より遅い速度で移動し、前記移動後の位置を所定の位置として前記周期運動を前記速度で行うこと
を特徴とするロボット。
【請求項７】
移動制御可能なロボットが行う感情表現方法であって、
感情情報を受信する受信ステップと、
前記感情情報に対応する感情を、移動を伴う動作を行うことで表現する表現ステップと、を行い、
前記動作には、所定の位置の近傍を通る周期運動が含まれること
を特徴とする感情表現方法。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のロボットとして、コンピュータを機能させることを特徴とする感情表現プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットを用いた感情を表現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遠隔操作により制御される無人飛行体（飛行型ロボット、ドローン）が、様々な分野において研究されている。また、人とのコミュニケーションを目的としたロボットの研究開発も行われている。
【０００３】
非特許文献１には、ラバン理論に基づいた、人型のロボットの身体動作の特徴を用いた表出感情の推定技術が記載されている。また、非特許文献２には、飛行型ロボットにおけるラバン理論を考慮した身体動作表現に関する研究が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「ラバン理論に基づいたヒューマンフォームロボット身体動作の動作特徴抽出と表出感情推定」、インターネット、＜URL：https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjske/10/2/10_2_295/_pdf＞
【非特許文献２】「飛行型ロボットにおけるラバン理論を考慮した身体動作表現」、インターネット、＜URL：http://hai-conference.net/symp2014/proceedings/pdf/P-12.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１のロボットは人型であるため、ロボットの手または足などを、人間の身体動作と同様に変形させて感情を表出する。しかしながら、ロボットそれ自体の変形ができない場合、当該ロボットに、人間の身体動作をそのまま適用することできない。
【０００６】
また、非特許文献２では、ロボットの重心が動かない、その場での動作であり、表現が限定的である。このため、当該ロボットの動作を見た人が、ロボットの感情を読み取ることは難しい場合がある
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ロボットそれ自体の変形ができない場合であっても、ロボットの動きを用いて、分かり易く感情を表現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、移動制御可能なロボットであって、感情情報を受信する通信部と、前記感情情報に対応する感情を、移動を伴う動作を行うことで表現する制御部と、を備え、前記動作には、所定の位置の近傍を通る周期運動が含まれる。
【０００８】
本発明は、移動制御可能なロボットが行う感情表現方法であって、感情情報を受信する受信ステップと、前記感情情報に対応する感情を、移動を伴う動作を行うことで表現する表現ステップと、を行い、前記動作には、所定の位置の近傍を通る周期運動が含まれる。
【０００９】
本発明は、前記ロボットとして、コンピュータを機能させることを特徴とする感情表現プログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロボットそれ自体の変形ができない場合であっても、ロボットの動きを用いて、分かり易く感情を表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における感情表現システムの構成図である。
【図２】ロボットの構成を示すブロック図である。
【図３】人型のロボットの身体動作と、喜怒哀楽の感情との関係を示す図である。
【図４】ロボットの３次元的位置変化と、喜怒哀楽の感情との関係を示す図である。
【図５】ロボットの動作を示すフローチャートである。
【図６】感情が喜びの場合のロボットの動作の一例を示す図である。
【図７】感情が怒りの場合のロボットの動作の一例を示す図である。
【図８】感情が哀しみの場合のロボットの動作の一例を示す図である。
【図９】感情が楽しみの場合のロボットの動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態における感情表現システムの全体構成を示す図である。図示する感情表現システムは、ロボット１と、当該ロボット１と通信可能な端末２（操作端末）とを備える。
【００１４】
ロボット１は、少なくとも移動制御可能な移動装置であって、例えば、ドローンなどを用いることができる。本実施形態では、ロボット１は、移動を伴う動作を行うことで、コミュニケーション相手３（以下、「相手」）である人に対して、感情を表現する。
【００１５】
端末２は、ロボット１と無線通信が可能な装置であって、例えば、スマートフォン、タブレット端末などの携帯端末を用いることができる。ロボット１の操作者４は、端末２を用いて、自身の感情を示す情報を、ロボット１に送信する。
【００１６】
図２は、本実施形態のロボット１の構成を示すブロック図である。図示するロボット１は、通信部１１と、制御部１２と、センサ部１３と、動作情報記憶部１４とを備える。
【００１７】
通信部１１は、端末２と各種情報を送受信する。具体的には、通信部１１は、操作端末から、感情を示す感情情報を受信する。
【００１８】
制御部１２は、受信した感情情報に対応する感情を、移動を伴う動作を行うことで表現する。制御部１２は、移動を伴う動作として、例えば、水平方向および垂直方向に移動（飛行）、周期運動などを行うものとする。また、制御部１２は、移動時および周期運動の速度を変化させることができるものとする。
【００１９】
本実施形態では、図１に示すように、（１）ロボット１と相手３との距離、（２）ロボット１の高度、（３）周期運動の幅（範囲）、（４）移動速度の４つの要素の少なくとも１つを用いて、移動を伴う動作を制御し、感情を表現する。
【００２０】
周期運動は、所定の位置５（または、その近傍）を通って、繰り返される運動である。周期運動には、例えば、ばね運動、振り子運動、８の字運動などがある。所定の位置５を経由することで、周期運動が所定の位置５から一定の範囲内で行われ、これにより、相手３の視界からロボット１が消えてしまうことを防止することができる。
【００２１】
センサ部１３は、超音波センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、位置センサなどの様々なセンサを搭載し、相手３との距離、地面との距離（高度）、移動速度などを計測する。動作情報記憶部１４には、各感情に対応する動作に関する情報が記憶されている。動作情報記憶部１４については、後述する。
【００２２】
上記説明したロボット１および端末２は、例えば、ＣＰＵと、メモリと、ハードディスク等の外部記憶装置と、入力装置と、出力装置とを備えた汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。このコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵがメモリ上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、各部の各機能が実現される。例えば、ロボット１および端末２の各機能は、ロボット１用のプログラムの場合はロボットのＣＰＵが、そして、端末２用のプログラムの場合は端末２のＣＰＵが、それぞれ実行することにより実現される。
【００２３】
また、ロボット１用のプログラムおよび端末２用のプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶することも、ネットワークを介して配信することもできる。
【００２４】
次に、本実施形態のロボット１の動作について説明する。
【００２５】
舞踊の分野における人の身体動作による感情表現手法としてラバン理論が知られており、感情を表現するためには、人の動きの下記項目の動作を変化させることが重要であることが挙げられている。
【００２６】
［１．体の変形方向］
（１）前後方向への動作の広がり  （例：前のめり、後ろのめりになる）
（２）上下方向への動作の広がり（上方向へ広げる例：万歳をして手を広げる、下方向へ広げる例：手または頭を下げる）
（３）水平方向への動作の広がり  （例：手足を広げる、縮こめる）
［２．体変形の速度・力強さ］
（４）動きの力強さ
（５）動きの素早さ
非特許文献２では、人型のロボットを用いて、上記の項目に対して、体の変形、その速度によって、喜怒哀楽の感情を表現することができると記載されている。
【００２７】
図３は、非特許文献２に記載された人型のロボットの身体動作と、喜怒哀楽の感情との関係を示す表である。
【００２８】
図示する表では、例えば、喜びの感情については、（１）前後方向へ動作の広がりは、後ろ寄りとし、（２）上下方向への動作の広がりは、上寄りとし、（３）水平方向への動作の広がりは、広い姿勢とし、（４）動きは力強く、（５）素早くすることによって、表現することを示している。
【００２９】
怒りの感情については、（１）前後方向へ動作の広がりは、前寄りとし、（２）上下方向への動作の広がりは、下寄りとし、（３）水平方向への動作の広がりは、普通（中程度）の姿勢とし、（４）動きは力強くし、（５）素早くすることによって、表現することを示している。
【００３０】
哀しみの感情については、（１）前後方向へ動作の広がりは、前寄りとし、（２）上下方向への動作の広がりは、下寄りとし、（３）水平方向への動作の広がりは、狭い姿勢とし、（４）動きは弱々しく、（５）遅くすることによって、表現することを示している。
【００３１】
楽しみの感情については、（１）前後方向へ動作の広がりは、後ろ寄りとし、（２）上下方向への動作の広がりは、上寄りとし、（３）水平方向への動作の広がりは、普通（中程度）の姿勢とし、（４）動きは弱々しく、（５）遅くすることによって、表現することを示している。
【００３２】
これに対し、本実施形態のロボットは、人型ではないため、手足や姿勢などの体を変形させることができず、ラバン理論をそのまま適用することができない。
【００３３】
そのため、本実施形態では、ロボット１それ自体を変形させるのではなく、ラバン理論による体の変形を、ロボット１の３次元的な位置変化に置き換える（変換する）ことで、感情を表現する。具体的には、図１で説明したように、以下の要素の少なくとも１つを用いた３次元的位置変化に置き換える。
【００３４】
［１．体の変形方向］
（１）前後方向への動作の広がり
→ロボット１と相手３（人）との距離で表現する。
【００３５】
（２）上下方向への動作の広がり
→ロボット１の高度で表現する。
【００３６】
（３）水平方向への動作の広がり
→ある位置から所定の範囲内を移動する周期運動の幅（範囲）で表現する。
【００３７】
［２．体変形の速度・力強さ］
（４）動きの力強さ、および、素早さ
→ロボット１の移動速度で表現する。
【００３８】
図４は、本実施形態におけるロボット１の３次元的位置変化と、喜怒哀楽の感情との関係を示す表である。図示する表は、動作情報記憶部１４に記憶されている。
【００３９】
図示する表では、「喜び」の感情については、ロボット１は、（１）ロボット１と人との距離を遠距離とし、（２）ロボット１の高度を高くし、（３）周期運動の幅を広い範囲とし、（４）移動速度を早くすることによって、表現する。
【００４０】
「怒り」の感情については、ロボット１は、（１）ロボット１と人との距離を近距離とし、（２）ロボット１の高度を低くし、（３）周期運動の幅を中程度の範囲とし、（４）移動速度を早くする。
【００４１】
「哀しみ」の感情については、ロボット１は、（１）ロボット１と人との距離を近距離とし、（２）ロボット１の高度を低くし、（３）周期運動の幅を狭い範囲とし、（４）移動速度を遅くする。
【００４２】
「楽しみ」の感情については、ロボット１は、（１）ロボット１と人との距離を遠距離とし、（２）ロボット１の高度を高い位置とし、（３）周期運動を中程度の範囲とし、（４）移動速度を遅くする。
【００４３】
次に、本実施形態のロボット１の動作について説明する。
【００４４】
図５は、本実施形態のロボット１の動作を示すフローチャートである。
【００４５】
ロボット１の通信部１１は、操作者が操作する端末２から、感情を示す感情情報を受信する（Ｓ１１）。例えば、端末２は、操作者が入力した喜怒哀楽の何れかの感情を、感情情報としてロボット１に送信することが考えられる。あるいは、端末２がカメラ（または、ビデオカメラ）を搭載している場合、当該カメラで操作者の顔の画像を撮像し、撮像した操作者の顔画像を、感情情報としてロボット１に送信することとしてもよい。
【００４６】
ロボット１の制御部１２は、受信した感情情報に基づいて、表現する感情を決定する（Ｓ１２）。例えば、感情情報として喜怒哀楽のいずれかが指定されている場合、制御部１２は、指定された感情に決定する。また、感情情報として操作者の顔画像を受信した場合、制御部１２は、顔画像を画像解析し、操作者の感情を推定・認識することとしてもよい。
【００４７】
そして、制御部１２は、決定した感情に応じて、相手３との距離、ロボット１の高度、周期運動の幅（ふり幅）、および移動速度を決定する（Ｓ１３）。具体的には、制御部は、動作情報記憶部１４（図４）を参照して、これらの情報を決定する。
【００４８】
そして、制御部１２は、決定したこれらの情報を用いて、Ｓ１２で決定した感情に対応する動作を行い、当該感情を表現する（Ｓ１４、Ｓ１５）。
【００４９】
本実施形態では、制御部１２は、水平移動および垂直移動を行うことで周期運動を開始する位置（地点）に移動する（Ｓ１４）。具体的には、制御部１２は、相手との距離がＳ１３で決定した距離となる位置まで決定した速度で水平移動し、当該位置から決定した高度となる位置まで決定した速度で垂直移動する。
【００５０】
なお、制御部１２は、相手３との距離が遠距離の場合、所定の距離より離れた位置（相手との距離が所定の距離より大きい位置）に移動し、相手３との距離が近距離の場合、所定の距離より近くの位置（相手との距離が所定の距離より小さい位置）まで移動する。
【００５１】
また、制御部１２は、高度が高い場合、地面からの高度が所定の高度より高い位置に移動し、高度が低い場合、地面からの高度が所定の高度より低い位置に移動する。相手との距離および高度については、制御部１２は、センサ部１３を用いて計測する。
【００５２】
そして、ロボット１は、Ｓ１４で移動した位置を周期運動の開始点とし、所定の時間、Ｓ１３で決定した幅で周期運動を行う（Ｓ１５）。すなわち、開始点（または、開始点の近傍）を通る周期運動を行う。これにより、周期運度は、開始点を中心として、所定の範囲内を動くことになる。周期運動は、Ｓ１３で決定した速度で行う。
【００５３】
なお、制御部１２は、周期運動の幅が広い場合、所定の幅より大きな幅とし、周期運動の幅が中程度の場合、所定の幅とし、周期運動の幅が狭い場合、所定の幅より小さな幅とする。
【００５４】
また、制御部１２は、速度が速い場合、所定の速度より速い速度で移動および周期運動を行い、速度が遅い場合、所定の速度より遅い速度で移動および周期運動を行う。
【００５５】
以上説明した、図５に示す動作を行うことで、ロボット１は、端末２から送信された感情情報に対応する感情を、移動を伴う動作により表現し、相手３と円滑なコミュニケーションをとることができる。
【００５６】
また、図５に示す動作を行うとともに、ロボット１は、操作者４の音声を出力することとしてもよい。例えば、端末２はマイクを備え、操作者４の発する音声を集音し、ロボット１に送信する。ロボット１は、スピーカを備え、端末２から受信した操作者４の音声を、スピーカから出力する。これにより、相手３は、ロボット１の動作を視覚で認識するとともに、操作者４の音声を聴覚で認識することで、ロボット１が表現する感情をより容易に理解することができる。
【００５７】
図６は、Ｓ１２で決定した感情が喜びの場合のロボット１の動作の一例を示す図である。喜びの感情は、図４に示すように、ロボット１と相手３との距離は遠距離で、高度は高く、周期運動の幅は広い範囲であり、移動速度は早い。
【００５８】
そのため、ロボット１は、所定の距離より離れた位置（すなわち、相手から遠い位置）まで移動し（Ｓ２１）、当該位置から所定の高度より高い位置に移動する（Ｓ２２）。そして、ロボット１は、Ｓ２２で移動した位置を開始点として、所定の幅より大きい幅で周期運動（図示する例では、振り子運動）を所定の時間行う（Ｓ２３）。また、Ｓ２１〜Ｓ２３の移動および周期運動の速度は、所定の速度より速い速度で行う。  
【００５９】
図７は、Ｓ１２で決定した感情が怒りの場合のロボット１の動作の一例を示す図である。怒りの感情の場合、図４に示すように、ロボット１は、所定の距離より近い位置まで移動し、当該位置から所定の高度より低い位置に移動する。そして、ロボット１は、移動した位置を開始点として、所定の幅で周期運動（図示する例では、振り子運動）を所定の時間行う。また、移動および周期運動の速度は、所定の速度より速い速度で行う。
【００６０】
図８は、Ｓ１２で決定した感情が哀しみの場合のロボット１の動作の一例を示す図である。哀しみの感情の場合、図４に示すように、ロボット１は、所定の距離より近い位置まで移動し、当該位置から所定の高度より低い位置に移動する。そして、ロボット１は、移動した位置を開始点として、所定の幅より小さい幅で周期運動（図示する例では、振り子運動）を所定の時間行う。また、移動および周期運動の速度は、所定の速度より速い速度で行う。
【００６１】
図９は、Ｓ１２で決定した感情が楽しみの場合のロボット１の動作の一例を示す図である。楽しみの感情の場合、図４に示すように、ロボット１は、所定の距離より離れた位置まで移動し、当該位置から所定の高度より高い位置に移動する。そして、ロボット１は、移動した位置を開始点として、所定の幅で周期運動（図示する例では、振り子運動）を所定の時間行う。また、移動および周期運動の速度は、所定の速度より遅い速度で行う。
【００６２】
以上説明した本実施形態では、操作者４の端末２から感情情報を受信し、感情情報に対応する感情を、移動を伴う動作を行うことで表現する。これにより、本実施形態では、ロボット１それ自体の変形ができない場合であっても、ロボット１が移動を伴う動作を行うことで、見る人にとってより分かり易く、感情を表現することができる。
【００６３】
また、本実施形態の動作には、所定の位置の近傍を通る周期運動が含まれる。これにより、人の視界からロボット１が消えてしまうことを防止することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、（１）ロボット１と人（コミュニケーション相手）との距離、（２）ロボット１の高度、（３）周期運動の幅、（４）移動速度の少なくとも１つを用いることで、人の身体動作による感情表現手法であるラバン理論による体の変形を、３次元的な位置変化に置き換えて移動を制御する。これにより、形が変化しないロボット１に対して、ラバン理論を適用し、感情を表現することができる。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形および応用が可能である。例えば、上記実施形態では、（１）ロボット１と人との距離、（２）ロボット１の高度、（３）周期運動の幅、（４）移動速度の４つの項目でロボット１の動作を制御することとしたが、これらのうちの少なくとも１つを用いてロボット１の動作を制御し、感情を表現することとしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  ：ロボット
１１：通信部
１２：制御部
１３：センサ部
１４：:動作情報記憶部
２  ：端末
３  ：コミュニケーション相手
４  ：操作者
【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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