(57)【要約】【課題】同調動作の生成が簡単な動作体の動作制御装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る動作体の動作制御装置は、動作体３に対するコミュニケーション相手の身体動作に同調する同調動作を動作体３に実行させる動作体の動作制御装置５であって、検出したコミュニケーション相手の身体動作のリズム波形が設定された条件を満たす期間を、リズム波形から抽出する抽出部９と、当該期間に基づいて、動作体３に実行させる同調動作の速さを決定する動作決定部１０と、当該同調動作の速さで同調動作を動作体３に実行させるために動作体３を制御する制御部１２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作体に対するコミュニケーション相手の身体動作に同調する同調動作を前記動作体に実行させる動作体の動作制御装置であって、
検出した前記コミュニケーション相手の身体動作のリズム波形が設定された条件を満たす期間を、前記リズム波形から抽出する抽出部と、
前記期間に基づいて、前記動作体に実行させる同調動作の速さを決定する動作決定部と、
前記同調動作の速さで当該同調動作を前記動作体に実行させるために当該動作体を制御する制御部と、
を備える、動作体の動作制御装置。
【請求項２】
前記動作決定部は、前記リズム波形の第１の期間に対する第２の期間の比に基づいて、前記同調動作の速さを決定する、請求項１に記載の動作体の動作制御装置。
【請求項３】
前記抽出部は、前記リズム波形の変位が正から負の値又は負から正の値に変化する一周期における当該リズム波形の変位が正の値である前記第１の期間と、前記一周期における当該リズム波形の変位が負の値である前記第２の期間と、を抽出する、請求項２に記載の動作体の動作制御装置。
【請求項４】
前記抽出部は、前記リズム波形の変位が設定された基準値から前記リズム波形の振幅に到達するまでの前記第１の期間と、前記リズム波形の変位が前記振幅に到達してから再び前記基準値に戻るまでの前記第２の期間と、を抽出する、請求項２に記載の動作体の動作制御装置。
【請求項５】
前記抽出部は、前記リズム波形の変位が正又は負の値である前記第１の期間と、前記リズム波形の変位が０である前記第２の期間と、を抽出する、請求項２に記載の動作体の動作制御装置。
【請求項６】
前記抽出部は、前記リズム波形の変位が第１の値に到達した時点から第２の値に到達した時点までの第３の期間を抽出し、前記第３の期間を前記第１の期間が前記第２の期間より長くなるように、前記第１の期間と前記第２の期間とに振り分ける、請求項２に記載の動作体の動作制御装置。
【請求項７】
前記抽出部は、前記リズム波形の振幅を当該リズム波形から抽出し、
前記動作決定部は、前記振幅に基づいて、前記動作体に実行させる同調動作の大きさを決定する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の動作体の動作制御装置。
【請求項８】
前記動作決定部は、設定された前記リズム波形の最大振幅に対する前記振幅の比に基づいて、前記同調動作の大きさを決定する、請求項７に記載の動作体の動作制御装置。
【請求項９】
過去に検出した前記リズム波形の最大振幅を学習して格納するデータベースを備える、請求項８に記載の動作体の動作制御装置。
【請求項１０】
前記動作決定部は、検出した前記コミュニケーション相手の身体動作に基づいて、設定された最大身体動作に対する前記身体動作の大きさの比を導き出し、導き出した前記設定された最大身体動作に対する前記身体動作の大きさの比に基づいて、前記同調動作の大きさを決定する、請求項１に記載の動作体の動作制御装置。
【請求項１１】
動作体に対するコミュニケーション相手の身体動作に同調する同調動作を前記動作体に実行させる動作体の動作制御方法であって、
検出した前記コミュニケーション相手の身体動作のリズム波形が設定された条件を満たす期間を、前記リズム波形から抽出する工程と、
前記期間に基づいて、前記動作体に実行させる同調動作の速さを決定する工程と、
前記同調動作の速さで当該同調動作を前記動作体に実行させるために当該動作体を制御する工程と、
を備える、動作体の動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作体の動作制御装置及び動作制御方法に関し、例えば、動作体に対するコミュニケーション相手の身体動作に同調する同調動作を当該動作体に実行させる動作体の動作制御装置及び動作制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の身体動作に同調した同調動作を行うロボットが実用化されている。このようなロボットは、人の身体動作に対して予め設定された同調動作を行うことが一般的であるため、人がロボットの同調動作に飽きてしまう場合がある。そのため、人に飽きられないように、人の身体動作に対してロボットの同調動作を柔軟に生成する技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１のロボットは、人の身体動作のリズムを時系列波形情報として抽出し、その時系列波形情報を用いてリカレント型ニューラルネットワーク（ＲＮＮ）をリアルタイムで学習する。そして、当該ロボットは、学習後のＲＮＮを用いて時系列波形情報を予測し、自らの身体をそのリズムで動かす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１７９２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のロボットは、ＲＮＮを利用して時系列波形情報を予測する必要があり、同調動作の生成が複雑である。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、同調動作の生成が簡単な動作体の動作制御装置及び動作制御方法を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る動作体の動作制御装置は、動作体に対するコミュニケーション相手の身体動作に同調する同調動作を前記動作体に実行させる動作体の動作制御装置であって、
検出した前記コミュニケーション相手の身体動作のリズム波形が設定された条件を満たす期間を、前記リズム波形から抽出する抽出部と、
前記期間に基づいて、前記動作体に実行させる同調動作の速さを決定する動作決定部と、
前記同調動作の速さで当該同調動作を前記動作体に実行させるために当該動作体を制御する制御部と、
を備える。
【０００８】
上述の動作体の動作制御装置において、前記動作決定部は、前記リズム波形の第１の期間に対する第２の期間の比に基づいて、前記同調動作の速さを決定することが好ましい。
【０００９】
上述の動作体の動作制御装置において、前記抽出部は、前記リズム波形の変位が正から負の値又は負から正の値に変化する一周期における当該リズム波形の変位が正の値である前記第１の期間と、前記一周期における当該リズム波形の変位が負の値である前記第２の期間と、を抽出することが好ましい。
【００１０】
上述の動作体の動作制御装置において、前記抽出部は、前記リズム波形の変位が設定された基準値から前記リズム波形の振幅に到達するまでの前記第１の期間と、前記リズム波形の変位が前記振幅に到達してから再び前記基準値に戻るまでの前記第２の期間と、を抽出することが好ましい。
【００１１】
上述の動作体の動作制御装置において、前記抽出部は、前記リズム波形の変位が正又は負の値である前記第１の期間と、前記リズム波形の変位が０である前記第２の期間と、を抽出することが好ましい。
【００１２】
上述の動作体の動作制御装置において、前記抽出部は、前記リズム波形の変位が第１の値に到達した時点から第２の値に到達した時点までの第３の期間を抽出し、前記第３の期間を前記第１の期間が前記第２の期間より長くなるように、前記第１の期間と前記第２の期間とに振り分けることが好ましい。
【００１３】
上述の動作体の動作制御装置において、前記動作決定部は、設定された前記リズム波形の最大振幅に対する前記抽出した振幅の比に基づいて前記同調動作の大きさを決定することが好ましい。
【００１４】
上述の動作体の動作制御装置において、過去に検出した前記リズム波形の最大振幅を学習して格納するデータベースを備えることが好ましい。
【００１５】
上述の動作体の動作制御装置において、前記動作決定部は、検出した前記コミュニケーション相手の身体動作に基づいて、設定された最大身体動作に対する前記身体動作の大きさの比を導き出し、導き出した前記設定された最大身体動作に対する前記身体動作の大きさの比に基づいて、前記同調動作の大きさを決定することが好ましい。
【００１６】
本発明の一態様に係る動作体の動作制御方法は、動作体に対するコミュニケーション相手の身体動作に同調する同調動作を前記動作体に実行させる動作体の動作制御方法であって、
検出した前記コミュニケーション相手の身体動作のリズム波形が設定された条件を満たす期間を、前記リズム波形から抽出する工程と、
前記期間に基づいて、前記動作体に実行させる同調動作の速さを決定する工程と、
前記同調動作の速さで当該同調動作を前記動作体に実行させるために当該動作体を制御する工程と、
を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、同調動作の生成が簡単な動作体の動作制御装置及び動作制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１の動作制御システムの制御系を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、リズム検出部として角速度センサを人の頭部に固定してリズム波形を検出する様子を模式的に示す図である。（ｂ）は、角速度センサによって検出されるリズム波形及び当該リズム波形に対応する頭部の動作を模式的に示す図である。
【図３】実施の形態１の動作制御方法の流れを示すフローチャート図である。
【図４】リズム波形の振幅及び第１の期間、第２の期間を説明するための図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、同調動作の大きさを説明するための図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、同調動作の速さを説明するための図である。
【図７】同調動作を開始するタイミングを説明するための図である。
【図８】（ａ）は、人の音声のリズム波形を検出する様子を模式的に示す図である。（ｂ）は、検出されたリズム波形を模式的に示す図である。（ｃ）は、検出されたリズム波形を演算処理して整えられた音声のピッチを示すリズム波形を模式的に示す図である。
【図９】リズム波形の振幅及び第１の期間、第２の期間を説明するための図である。
【図１０】（ａ）は、人の音声のリズム波形を検出する様子を模式的に示す図である。（ｂ）は、検出されたリズム波形を模式的に示す図である。（ｃ）は、検出されたリズム波形を演算処理して得られた音声の呼気段落のＯＮ／ＯＦＦを示すリズム波形を模式的に示す図である。
【図１１】検出した人の呼吸のリズム波形を模式的に示す図である。
【図１２】検出した人の心拍のリズム波形を模式的に示す図である。
【図１３】実施の形態７の動作制御システムの制御系を示すブロック図である。
【図１４】（ａ）は、リズム検出部として画像取得装置を用いて人の頭部のリズム波形を検出する様子を模式的に示す図である。（ｂ）は、検出された人の頭部のリズム波形及び当該リズム波形に対応する頭部の動作を模式的に示す図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、発光部の明滅の大きさを説明するための図である。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、発光部の光が消えた状態から同調動作として決定された発光領域に到達するまでの速さを説明するための図である。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、発光部の光が同調動作として決定された発光領域に到達した状態から消えるまでの速さを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２０】
＜実施の形態１＞
本実施の形態の動作体の動作制御装置及び動作制御方法（以下、単に動作制御装置及び動作制御方法と省略する場合がある。）を説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態の動作制御システムの制御系を示すブロック図である。図２（ａ）は、リズム検出部として角速度センサを人の頭部に固定してリズム波形を検出する様子を模式的に示す図である。図２（ｂ）は、角速度センサによって検出されるリズム波形及び当該リズム波形に対応する頭部の動作を模式的に示す図である。
【００２２】
動作制御システム１は、図１に示すように、リズム検出部２及び動作体３を備えている。リズム検出部２は、動作体３のコミュニケーション相手の身体動作のリズム波形を検出する。ここで、例えば、コミュニケーション相手が人である場合、人における所定の部位の動作、音声、呼吸又は心拍などの身体動作のリズム波形が検出される。
【００２３】
例えば、リズム検出部２は、ジャイロセンサなどの角速度センサであって、図２（ａ）に示すように、コミュニケーション相手である人の頭部に固定される。これにより、リズム検出部２は、図２（ｂ）に示すように、コミュニケーション相手である人の頭部の動作の角速度を検出する。ちなみに、図２（ｂ）では、頷いた状態の人の頭部の角速度の検出例を示している。リズム検出部２は、検出したコミュニケーション相手の身体動作のリズム波形情報を動作体３の動作制御装置５に出力する。
【００２４】
但し、リズム検出部２は、ジャイロセンサに限らず、コミュニケーション相手の身体動作のリズム波形を検出することができるものであればよい。また、リズム検出部２をコミュニケーション相手に固定する位置も、検出する身体動作に応じて適宜変更することができる。また、本実施の形態では、リズム検出部２をコミュニケーション相手に固定しているが、検出するリズム波形に応じてリズム検出部２を動作体３に搭載していてもよい。また、動作体３のコミュニケーション相手として人を例示しているが、他の物（即ち、他の生物やロボットなど）でもよい。要するに、コミュニケーション相手から身体動作のリズム波形を検出することができればよい。
【００２５】
動作体３は、動作部を有し、コミュニケーション相手の身体動作に対応して動作部が同調動作を行う。例えば、動作体３が人型ロボットである場合（図５（ａ）などを参照）、動作部は、頭部、胴部、上肢及び下肢などである。
【００２６】
ここで、「同調動作」とは、コミュニケーション相手の身体動作に対応するように設定された動作を動作体３が当該身体動作のリズムに倣って行うことであり、必ずしもコミュニケーション相手の身体動作と等しく動作する場合に限らない。
【００２７】
但し、動作体３は、動作部（動作領域）を有していれば、人型ロボットに限定されず、他の形態のロボット（図１５（ａ）などを参照）や自動車などの移動体でも良い。また、動作体３は、実際のロボットであっても仮想のロボット（即ち、コンピュータグラフィックスなど）であってもよい。
【００２８】
このような動作体３は、図１に示すように、動作検出部４、動作制御装置５、駆動部６及び記憶部７を備えている。動作検出部４は、コミュニケーション相手の身体動作を検出する。例えば、動作検出部４は、ステレオカメラやレーザレンジセンサなどの画像取得装置を備えている。動作検出部４は、検出したコミュニケーション相手の身体動作情報を動作制御装置５のタイミング決定部１１に出力する。但し、動作検出部４は、動作体３が同調動作を実行するように設定されたコミュニケーション相手の身体動作を検出できればよく、他のセンサを用いることができる。また、本実施の形態では、動作検出部４を動作体３に搭載しているが、動作体３と別構成としてもよい。また、後述のようにリズム検出部２で動作検出部４の機能を担うことができる場合は、動作検出部４を省略してもよい。
【００２９】
動作制御装置５は、リズム調整部８、抽出部９、動作決定部１０、タイミング決定部１１及び制御部１２を備えており、動作体３に実行させる同調動作を生成する。ここで、例えば、リズム調整部８、抽出部９及び動作決定部１０と、タイミング決定部１１と、は同期している。
【００３０】
リズム調整部８は、リズム検出部２から入力されるリズム波形情報が示すリズム波形を整える。例えば、リズム調整部８は、入力されたリズム波形情報が示すリズム波形に対してフィルタリング処理などを行ってノイズを除去する。
【００３１】
具体例として、リズム調整部８は、正／負などの規則性を見出すことができないリズム波形を、所謂サイン波などの正／負の規則性を見出すことができるリズム波形に整える。リズム調整部８は、整えたリズム波形情報を抽出部９に出力する。但し、リズム検出部２が検出するリズム波形が正／負などの規則性を見出すことができる波形である場合は、省略してもよい。
【００３２】
抽出部９は、リズム調整部８から入力されるリズム波形情報が示すリズム波形が設定された条件を満たす期間を抽出する。例えば、図４に示すように、リズム波形が正／負の規則性を有する波形であって、定められた条件を満たす期間として、リズム波形の一周期における変位が正の値である第１の期間、及び当該一周期における変位が負の値である第２の期間をリズム波形から抽出する場合、抽出部９は、リズム波形の変位が０から正の値に変化する時間（即ち、リズム波形の始端時間）、リズム波形の変位の正／負が反転する時間（即ち、リズム波形の変位が正の値から０になる時間）、及びリズム波形の変位が負の値から０になる時間（即ち、リズム波形の終端時間）を抽出する。そして、抽出部９は、抽出した各々の時間に基づいて、前述の第１の期間及び第２の期間を導き出す。
【００３３】
抽出部９は、リズム調整部８から入力されるリズム波形情報の振幅を抽出するとよい。例えば、リズム波形が正／負の規則性を有する波形の場合、抽出部９は、リズム波形の一周期の振幅を抽出する。
【００３４】
抽出部９は、抽出した期間情報及び振幅情報を動作決定部１０に出力する。また、抽出部９は、少なくとも抽出したリズム波形の始端時間情報、又は終端時間情報をタイミング決定部１１に出力する。
【００３５】
動作決定部１０は、抽出部９から入力される期間情報に基づいて、動作体３に実行させる同調動作の速さを決定する。例えば、動作決定部１０は、リズム波形の第１の期間と第２の期間との比に基づいて、同調動作の速さを決定する。
【００３６】
動作決定部１０は、抽出部９から入力される振幅情報に基づいて、動作体３に実行させる同調動作の大きさを決定するとよい。例えば、動作決定部１０は、設定された最大振幅に対する当該振幅の比に基づいて、同調動作の大きさを決定する。
【００３７】
ここで、「最大振幅」は、例えば、動作体３の動作部の最大可動量などに基づいて、適宜設定することができ、予め設定されてもよく、過去に検出したリズム波形の振幅から最大振幅を学習することで設定されてもよい。過去に検出したリズム波形の振幅から最大振幅を学習する場合は、図１の破線で示すように、動作制御システム１は、最大振幅学習データベース１３を備えることになる。
【００３８】
動作決定部１０は、決定した同調動作の速さ情報及び大きさ情報を制御部１２に出力する。
【００３９】
タイミング決定部１１は、動作体３が同調動作を行うタイミングを決定する。例えば、タイミング決定部１１は、動作検出部４から入力される身体動作情報が示す身体動作が、動作体３が同調動作を実行するように設定されたコミュニケーション相手の身体動作に該当するか否かを判定する。
【００４０】
また、動作検出部４から入力される身体動作情報が示す身体動作が、設定された身体動作に該当する場合、タイミング決定部１１は、抽出部９から入力されるリズム波形の始端時間情報が示す始端時間、又は終端時間情報が示す終端時間から設定された期間経過後に、動作体３が同調動作を開始するように指示情報を制御部１２に出力する。
【００４１】
ここで、「設定された期間」は、コミュニケーション相手の身体動作への随伴性が損なわれないように、予め設定されてもよく、過去に検出したリズム波形に基づいて身体動作の間隔を学習することで設定してもよい。過去に検出したリズム波形に基づいて身体動作の間隔を学習する場合、動作制御システム１は、図１の破線で示すように、タイミング学習データベース１４を備えることになる。
【００４２】
ここで、リズム検出部２がリズム波形を検出する身体動作が同調動作を実行するよう設定された身体動作と等しい場合、処理するリズム波形固有の情報を各情報に付加することで、動作決定部１０から出力される同調動作の速さ情報及び大きさ情報と、タイミング決定部１１から出力される指示情報と、を対応付けてもよい。要するに、動作決定部１０から出力される同調動作の速さ情報及び大きさ情報と、タイミング決定部１１から出力される操作情報と、が等しいリズム波形に基づくように制御部１２に出力されればよい。
【００４３】
制御部１２は、動作決定部１０から入力される同調動作の速さ情報並び大きさ情報に、及びタイミング決定部１１から入力される指示情報に基づいて、同調動作を動作体３に実行させるために当該動作体３を制御する。
【００４４】
例えば、制御部１２は、同調動作を動作体３に実行させるために駆動部６を制御する制御情報を生成し、生成した制御情報を駆動部６に出力する。ここで、コミュニケーション相手の身体動作に対応する同調動作が設定されている。そのため、制御部１２は、設定された同調動作を実行する動作部を動作させるための駆動部６に制御情報を出力する。
【００４５】
駆動部６は、制御部１２から入力される制御情報に基づいて動作部を動作させる。なお、図１では、一つの駆動部６のみを代表的に図示しているが、動作体３が複数の動作部を有する場合、複数の駆動部６を備えている場合がある。
【００４６】
記憶部７は、リズム波形から設定された条件を満たす期間を抽出するための条件情報、動作体３が同調動作を実行するコミュニケーション相手の身体動作情報、同調動作を実行するタイミングを決定するための期間情報、動作体３が実行する同調動作情報、リズム波形の最大振幅情報、及び動作体３の動作部の最大可動量情報などが記憶されている。
【００４７】
次に、本実施の形態の動作制御方法を説明する。図３は、本実施の形態の動作制御方法の流れを示すフローチャート図である。図４は、リズム波形の振幅及び第１の期間、第２の期間を説明するための図である。図５（ａ）及び（ｂ）は、同調動作の大きさを説明するための図である。図６（ａ）及び（ｂ）は、同調動作の速さを説明するための図である。図７は、同調動作を開始するタイミングを説明するための図である。なお、本実施の形態の動作制御方法は、検出したリズム波形の振幅に基づいて、同調動作の大きさも合わせて設定する。
【００４８】
先ず、リズム検出部２及び動作検出部４は、コミュニケーション相手の身体動作を検出する（Ｓ１）。例えば、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、人が頷くと、リズム検出部２は当該人が頷くことによる頭部の角速度を検出し、検出情報を動作制御装置５のリズム調整部８に出力する。それと共に、動作検出部４は、人の頷き動作を検出すると、検出情報を動作制御装置５のタイミング決定部１１に出力する。
【００４９】
次に、動作制御装置５のリズム調整部８は、リズム検出部２から入力される検出情報が示すリズム波形に対してフィルタリング処理などを行ってノイズを除去し、ノイズを除去したリズム波形を示すリズム波形情報を抽出部９に出力する（Ｓ２）。
【００５０】
動作制御装置５の抽出部９は、リズム波形から設定された条件を満たす期間を抽出するための条件情報を記憶部７から読み出し、リズム調整部８から入力されるリズム波形情報が示すリズム波形から、当該リズム波形の当該条件を満たす期間及び振幅を抽出し、抽出した期間を示す期間情報及び振幅を示す振幅情報を動作決定部１０に出力する（Ｓ３）。
【００５１】
例えば、リズム波形から期間を抽出するための条件が、リズム波形の一周期における変位が正の値、及び当該一周期における変位が負の値の条件を含んでいる場合、抽出部９は、リズム波形の始端時間、リズム波形の変位の正／負が反転する時間、及びリズム波形の終端時間を抽出する。
【００５２】
そして、図４に示すように、抽出部９は、リズム波形の変位が正の値である第１の期間（即ち、リズム波形の始端時間からリズム波形の変位の正／負が反転する時間までの期間）ａを導き出す。また、抽出部９は、リズム波形の変位が負の値である第２の期間（即ち、リズム波形の変位の正／負が反転する時間からリズム波形の終端時間までの期間）ｂを導き出す。さらに、抽出部９は、リズム波形から当該リズム波形の振幅ｈ（又はｌ）を抽出する。
【００５３】
次に、動作決定部１０は、動作体３が実行する同調動作情報を記憶部７から読み出して実行する同調動作を決定すると共に、記憶部７から読み出した最大振幅情報並びに動作体３の動作部の最大可動量情報、及び抽出部９から入力される期間情報並びに振幅情報に基づいて、同調動作の速さ及び大きさを決定し、決定した速さを示す速さ情報及び大きさを示す大きさ情報を制御部１２に出力する（Ｓ４）。
【００５４】
例えば、動作体３が実行する同調動作情報が示す同調動作が頷きの場合、動作決定部１０は、動作体３が実行する同調動作として頷き動作を決定する。
【００５５】
また、例えば、動作決定部１０は、最大振幅情報が示す最大振幅Ｈ（又はＬ）とリズム波形の振幅ｈ（又はｌ）との比に基づいて、同調動作の大きさを決定する。具体例として、図５（ａ）に示すように、動作体３における同調動作である頷き動作を行う頭部（即ち、動作部）の最大可動量を１とした場合、図５（ｂ）に示すように、検出されたリズム波形に基づく動作体３の頷きの大きさはｈ／Ｈ（又はｌ／Ｈ）に決定する。ちなみに、前述の頷き動作の大きさは、最大可動量に対する割合を説明するものであり、当該割合を満たすように実際の大きさ（即ち、動作量）が決定される。
【００５６】
さらに、例えば、動作決定部１０は、第１の期間ａに対する第２の期間ｂの比に基づいて、同調動作の速さを決定する。具体例として、図６（ａ）に示すように、動作体３の頭部を同調動作である頷き動作で下げる速さを１又はａとした場合、図６（ｂ）に示すように、頭部を上げる速さをｂ／ａ又はｂの速さに決定する。ちなみに、前述の頭部を下げる速さと頭部を上げる速さは、頭部を下げる速さと頭部を上げる速さとの比を説明するものであり、当該比を満たすように実際の速さが決定される。
【００５７】
ここで、例えば、人の頷きなどの動作は、頭部を下げる動作に比べて頭部を上げる動作の方が遅いので、上述のように、動作体３の頭部を下げる速さを当該頭部を上げる速さに比べて速くすると、より人の動作に近い同調動作を動作体３に実行させることができる。
【００５８】
一方、タイミング決定部１１は、動作検出部４から検出情報が入力されると、動作体３が同調動作を行うコミュニケーション相手の身体動作情報を記憶部７から読み出し、検出情報が示すコミュニケーション相手の身体動作が、当該身体動作情報が示す身体動作に該当するか否かを判定する（Ｓ５）。
【００５９】
タイミング決定部１１は、検出情報が示すコミュニケーション相手の身体動作が、当該身体動作情報が示す身体動作に該当しない場合（Ｓ５のＮＯ）、制御部１２に同調動作を実行しない旨の指示情報を出力し、再びＳ１の工程に戻る。
【００６０】
タイミング決定部１１は、検出情報が示すコミュニケーション相手の身体動作が、当該身体動作情報が示す身体動作に該当する場合（Ｓ５のＹＥＳ）、同調動作を実行するタイミングを決定するための期間情報を記憶部７から読み出し、コミュニケーション相手の身体動作が開始、又は終了して当該期間情報が示す期間経過後に同調動作を開始するように制御部１２に指示情報を出力する（Ｓ６）。
【００６１】
例えば、タイミング決定部１１は、図７に示すように、抽出部９から入力されるリズム波形の終端時間に当該期間情報が示す期間（ｘ秒）を加えた時間に、同調動作を開始するように制御部１２に指示情報を出力する。
【００６２】
制御部１２は、タイミング決定部１１から入力された指示情報、及び動作決定部１０から入力された同調動作の速さ情報並びに大きさ情報に基づいて、当該同調動作を実行させるための駆動部６を制御する（Ｓ７）。これにより、駆動部６が動作部を動作させて同調動作を実行することになる。
【００６３】
このように本実施の形態の動作体３の動作制御装置５及び動作制御方法は、コミュニケーション相手の身体動作のリズム波形の設定された条件を満たす期間及び振幅に基づいて、同調動作の速さ及び大きさを決定する。そのため、同調動作を簡単に生成することができる。
【００６４】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、例えば、リズム検出部２として角速度センサを用いて、コミュニケーション相手の身体動作のリズム波形を検出したが、この限りでない。例えば、動作検出部４で検出される身体動作情報に基づいて、コミュニケーション相手の身体動作のリズム波形を検出してもよい。具体例としては、動作検出部４で検出される身体動作情報に基づいて、頭部の動作速度を導き出してリズム波形を生成することができる。これにより、動作検出部４にリズム検出部２の機能を担わせることができる。
【００６５】
＜実施の形態３＞
実施の形態１では、例えば、リズム検出部２が検出したリズム波形の振幅に基づいて同調動作の大きさを設定したが、この限りでない。例えば、動作検出部４で検出される身体動作情報に基づいて、動作決定部１０が設定された最大身体動作に対する当該身体動作情報が示す身体動作の大きさを導き出し、導き出した最大身体動作に対する身体動作の大きさに基づいて、同調動作の大きさを決定してもよい。具体例としては、コミュニケーション相手である人の過去の頷き動作に基づいて最大身体動作（例えば、頭部の所定の部位の最大変位量）を学習しておき、当該最大身体動作に対する検出した身体動作の大きさ（例えば、頭部の当該所定の部位の変位量）を導き出すとよい。
【００６６】
＜実施の形態４＞
本実施の形態では、人の音声に応じて動作体に同調動作を実行させる例を説明する。図８（ａ）は、人の音声のリズム波形を検出する様子を模式的に示す図である。図８（ｂ）は、検出されたリズム波形を模式的に示す図である。図８（ｃ）は、検出されたリズム波形を演算処理して整えられた音声のピッチを示すリズム波形を模式的に示す図である。図９は、リズム波形の振幅及び第１の期間、第２の期間を説明するための図である。但し、実施の形態１などと重複する説明は省略する。
【００６７】
リズム検出部２は、例えば、図８（ａ）に示すように、コミュニケーション相手である人の音声を検出するためのマイクロフォンであり、音声のリズム波形（図８（ｂ）を参照）を示すリズム波形情報を動作制御装置５のリズム調整部８に出力する。
【００６８】
リズム調整部８は、例えば、リズム検出部２から入力されたリズム波形情報が示すリズム波形に対して、高速フーリエ変換、自己相関関数、又はＭＰＭアルゴリズムなどの演算処理を行い、図８（ｃ）に示すような音声のピッチ（音程の高低）を示すリズム波形を得る。このとき、音声のピッチを示すリズム波形は、図８（ｃ）及び図９に示すように、正の値の山を複数有する波形となる。
【００６９】
但し、リズム波形から少なくとも設定された条件を満たす期間を抽出することができるように、当該リズム波形を整えることができれば、他の演算手法を適用することもでき、音声のパワーやイントネーションなどを示すリズム波形を得てもよい。
【００７０】
抽出部９は、例えば、リズム調整部８で整えられたリズム波形から、図９に示すように、第１の期間ａ、第２の期間ｂ及び振幅ｈを抽出する。具体例として、リズム波形から期間を抽出するための条件が、リズム波形の変位が０（基準値）から抽出した振幅に到達するまで、及びリズム波形の変位が抽出した振幅から再び０に到達するまでの条件を含んでいる場合、抽出部９は、リズム波形の変位が０から正の値に変化した時間（リズム波形の始端時間）、リズム波形の変位が変曲する時間、及びリズム波形の変位が正の値から再び０に戻った時間（リズム波形の終端時間）を抽出する。そして、抽出部９は、抽出した時間に基づいて、第１の期間ａ及び第２の期間ｂを導き出す。また、抽出部９は、リズム波形の変曲点での変位の値を振幅ｈとして抽出する。但し、本実施の形態では、基準値を０に設定したが、予め設定された値であればよい。
【００７１】
動作決定部１０は、実施の形態１と同様に、抽出部９から入力された時間情報及び振幅情報に基づいて、同調動作の速さ及び大きさを決定する。
【００７２】
タイミング決定部１１は、例えば、リズム検出部２から入力されるリズム波形、言い換えると、音声情報に基づいて、動作体３が同調動作を実行するように設定されたキーワードを含んでいるか否かを判定し、音声情報に設定されたキーワードを含んでいると、抽出部９から入力されるリズム波形の始端時間情報が示す始端時間、又は終端時間情報が示す終端時間から設定された期間経過後に、動作体３が同調動作を開始するように指示情報を制御部１２に出力する。
【００７３】
このような動作制御装置及び動作制御方法によれば、人の音声に基づいて動作体を同調動作させることができる。また、このような動作制御装置及び動作制御方法によれば、動作検出部４を省略することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、例えば、リズム検出部２が検出したリズム波形の振幅に基づいて同調動作の大きさを設定したが、実施の形態３と同様に、動作検出部４で検出される身体動作情報に基づいて、動作決定部１０が設定された最大身体動作に対する当該身体動作情報が示す身体動作の大きさを導き出し、導き出した最大身体動作に対する身体動作の大きさに基づいて、同調動作の大きさを決定してもよい。
【００７５】
＜実施の形態５＞
実施の形態４では、例えば、音声のピッチを示すリズム波形を得ているが、音声の呼気段落のＯＮ／ＯＦＦを示すリズム波形を得てもよい。図１０（ａ）は、人の音声のリズム波形を検出する様子を模式的に示す図である。図１０（ｂ）は、検出されたリズム波形を模式的に示す図である。図１０（ｃ）は、検出されたリズム波形を演算処理して得られた音声の呼気段落のＯＮ／ＯＦＦを示すリズム波形を模式的に示す図である。
【００７６】
リズム調整部８は、例えば、図１０（ａ）に示すように人の音声を検出したリズム検出部２から入力されたリズム波形情報が示すリズム波形（図１０（ｂ）を参照）に対して所定の演算処理を行い、図１０（ｃ）に示すような音声の呼気段落のＯＮ／ＯＦＦを示すリズム波形を得る。
【００７７】
このとき、音声の呼気段落のＯＮ／ＯＦＦを示すリズム波形は、図１０（ｃ）に示すように、複数の矩形波で示される呼気のＯＮ状態期間ａと、変位が０である呼気のＯＦＦ状態期間ｂと、を有し、動作決定部１０は、前述のＯＮ状態期間（第１の期間）ａとＯＦＦ状態期間（第２の期間）ｂとに基づいて、同調動作の速さを決定する。
【００７８】
また、動作決定部１０は、動作検出部４で検出される身体動作情報に基づいて、設定された最大身体動作に対する当該身体動作情報が示す身体動作の大きさを導き出し、導き出した最大身体動作に対する身体動作の大きさに基づいて、同調動作の大きさを決定してもよい。
【００７９】
このような動作制御装置及び動作制御方法によっても、人の音声に基づいて動作体を同調動作させることができる。
【００８０】
＜実施の形態６＞
本実施の形態では、人の呼吸に応じて動作体に同調動作を実行させる例を説明する。図１１は、検出した人の呼吸のリズム波形を模式的に示す図である。但し、実施の形態１などと重複する説明は省略する。
【００８１】
リズム検出部２は、人の呼吸のリズム波形を検出する、例えば、パルスオキシメトリーを備えている。このとき、検出されるリズム波形は、図１１に示すように、変位として正／負が連続する所謂サイン波のような波形であり、動作決定部１０は、実施の形態１と同様に、リズム波形の一周期における変位が正の値である第１の期間ａと、当該一周期における変位が負の値である第２の期間ｂとに基づいて、同調動作の速さを決定する。
【００８２】
但し、実施の形態４と略同様に、リズム波形の変位が所定の基準値を示す時間からリズム波形の変位が変曲する時間までを第１の時間とし、リズム波形の変位が変曲する時間から当該基準値に戻った時間までを第２の時間としてもよい。
【００８３】
このような動作制御装置及び動作制御方法によれば、人の呼吸に基づいて動作体を同調動作させることができる。
【００８４】
なお、本実施の形態では、例えば、リズム検出部２が検出したリズム波形の振幅に基づいて同調動作の大きさを設定したが、実施の形態３と同様に、動作検出部４で検出される身体動作情報に基づいて、動作決定部１０が設定された最大身体動作に対する当該身体動作情報が示す身体動作の大きさを導き出し、導き出した最大身体動作に対する身体動作の大きさに基づいて、同調動作の大きさを決定してもよい。
【００８５】
＜実施の形態７＞
本実施の形態では、人の心拍に応じて動作体に同調動作を実行させる例を説明する。図１２は、検出した人の心拍のリズム波形を模式的に示す図である。但し、実施の形態１などと重複する説明は省略する。
【００８６】
リズム検出部２は、人の心拍のリズム波形を検出する心拍センサを備えている。このとき、検出されるリズム波形は、図１２に示すように、所謂心電図波形である。抽出部９は、心電図波形のＲ波（第１のＲ波）の最大変位（第１の値）の時間から次のＲ波（第２のＲ波）の最大変位（第２の値）の時間までの第３の期間ｃを抽出し、第３の期間ｃを第１の期間ａと第２の期間ｂとに振り分ける。
【００８７】
このとき、第２の期間ｂが第１の期間ａより長くなるように振り分けることが好ましい。例えば、人の頷きなどの動作は、頭部を下げる動作に比べて頭部を上げる動作の方が遅いので、上述のように、第１の期間ａと第２の期間ｂとを振り分けると、より人の動作に近い同調動作を動作体に実行させることができる。そして、抽出部９は、例えば、第１のＲ波の最大変位をリズム波形の振幅として抽出する。但し、第２のＲ波の最大変位をリズム波形の振幅としてもよい。
【００８８】
このような動作制御装置及び動作制御方法によれば、人の心拍に基づいて動作体を同調動作させることができる。
【００８９】
なお、本実施の形態では、例えば、リズム検出部２が検出したリズム波形の振幅に基づいて同調動作の大きさを設定したが、実施の形態３と同様に、動作検出部４で検出される身体動作情報に基づいて、動作決定部１０が設定された最大身体動作に対する当該身体動作情報が示す身体動作の大きさを導き出し、導き出した最大身体動作に対する身体動作の大きさに基づいて、同調動作の大きさを決定してもよい。
【００９０】
＜実施の形態８＞
本実施の形態では、動作部として発光部を有する発光体を動作体として用いる例を説明する。図１３は、本実施の形態の動作制御システムの制御系を示すブロック図である。図１４（ａ）は、リズム検出部として画像取得装置を用いて人の頭部のリズム波形を検出する様子を模式的に示す図である。図１４（ｂ）は、検出された人の頭部のリズム波形及び当該リズム波形に対応する頭部の動作を模式的に示す図である。図１５（ａ）及び（ｂ）は、発光部の明滅の大きさを説明するための図である。図１６（ａ）及び（ｂ）は、発光部の光が消えた状態から同調動作として決定された発光領域に到達するまでの速さを説明するための図である。図１７（ａ）及び（ｂ）は、発光部の光が同調動作として決定された発光領域に到達した状態から消えるまでの速さを説明するための図である。但し、実施の形態１などと重複する説明は省略する。
【００９１】
動作制御システム７１は、例えば、図１３に示すように、リズム検出部７２及び動作体７３を備えている。リズム検出部７２は、図１４（ａ）に示すように、コミュニケーション相手の身体動作を検出する、例えば、ステレオカメラやレーザレンジセンサなどの画像取得装置を備えている。
【００９２】
リズム検出部７２は、検出した身体動作情報を動作制御装置５のリズム調整部８及びタイミング決定部１１に出力する。これにより、実施の形態２と略同様に、図１４（ｂ）に示すようにコミュニケーション相手の身体動作からリズム波形を検出することができる。
【００９３】
ここで、本実施の形態のリズム検出部７２は、実施の形態１の動作検出部４と等しい機能を担うことができるので、本実施の形態では、動作検出部４を省略している。なお、本実施の形態のリズム検出部７２は、動作体７３と別構成とされているが、動作体７３に搭載されてもよい。
【００９４】
動作体７３は、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、内部に光源７４が搭載された発光体であり、光源７４によって発光部（発光領域）が形成される。つまり、本実施の形態の動作部は、発光部である。光源７４は、制御部１２から入力される制御情報に基づいて動作して発光領域（即ち、光量）が変化する。
【００９５】
例えば、図１５（ａ）に示すように、光源７４の最大発光領域の大きさを１とすると、光源７４は、図１５（ｂ）に示すように、設定された最大振幅（Ｈ又はＬ）に対するリズム波形の振幅（ｈ又はｌ）の割合（ｈ／Ｈ又はｌ／Ｌ）の発光領域となるように発光する。つまり、本実施の形態の同調動作の大きさは、発光領域の大きさである。
【００９６】
また、図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、光が消えた状態から同調動作として決定された発光領域に到達するまでの速さを１又はリズム波形の第１の期間ａとすると、図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、光源７４は、リズム波形の第１の期間ａに対する第２の期間ｂの比又は第２の期間ｂの速さで光が同調動作として決定された発光領域に到達した状態から消える。つまり、本実施の形態の同調動作の速さは、明滅の速さである。
【００９７】
このような動作体７３も、コミュニケーション相手の身体動作に対応して同調動作を実行することができる。
【００９８】
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００９９】
例えば、上記実施の形態では、動作制御装置が動作体に搭載されているが、動作体とは異なる、例えば、外部のサーバなどに搭載してもよい。
【０１００】
上記実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【０１０１】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  動作制御システム
２  リズム検出部
３  動作体
４  動作検出部
５  動作制御装置、８  リズム調整部、９  抽出部、１０  動作決定部、１１  タイミング決定部、１２  制御部、１３  最大振幅学習データベース、１４  タイミング学習データベース
６  駆動部
７  記憶部
７１  動作制御システム
７２  リズム検出部
７３  動作体
７４  光源
ａ  第１の期間
ｂ  第２の期間
Ｈ  設定された最大振幅
ｈ  リズム波形の振幅
【図１】
2017077442.tif 000003
【図２】
2017077442.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017077442.tif 000006
【図５】
2017077442.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017077442.tif 000009
【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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