(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する複数の作動手段と、
前記複数の作動手段の状態を検知する複数の検知手段と、
前記複数の検知手段によって検知された前記複数の作動手段の状態を受信する受信手段と、
前記複数の作動手段の動きの基準となり、当該複数の作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と、
前記複数の作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新手段と
を備えることを特徴とする情報処理システム。
【請求項２】
前記生成手段は、前記複数の作動手段の状態と、外部からの情報に基づいて、前記基準情報を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項３】
前記生成手段は、前記複数の検知手段により検知された前記複数の作動手段の状態としての姿勢パラメータの分散を大きくしている姿勢パラメータ、或いは、前記記憶手段に記憶される前記基準情報としての姿勢パラメータから一定以上異なると判別された姿勢パラメータを特異パラメータとして検出し、
前記更新手段は、前記特異パラメータと、前記外部からの情報とに応じて、前記記憶手段に記憶される前記基準情報を更新する
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理システム。
【請求項４】
前記更新手段は、前記特異パラメータに対応する過去の事例を前記外部からの情報より検出し、その過去の事例が成功事例であるとき、前記特異パラメータに応じて前記記憶手段に記憶される前記基準情報を更新する
ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理システム。
【請求項５】
前記更新手段は、これまでに前記特異パラメータが登録された頻度を前記外部からの情報より検出し、当該頻度が所定値以上であるとき、登録されている前記特異パラメータに基づき前記記憶手段に記憶される前記基準情報を更新する
ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理システム。
【請求項６】
前記作動手段は、マニピュレータである
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項７】
前記作動手段であるマニピュレータは、所定の対象物に所定の作用を与えるスレーブのマニピュレータを制御するマスタのマニピュレータである
ことを特徴とする請求項６に記載の情報処理システム。
【請求項８】
前記基準情報は、前記所定の対象物に与える作用を制限するための情報である
ことを特徴とする請求項７に記載の情報処理システム。
【請求項９】
前記基準情報は、前記所定の対象物を手術するための情報である
ことを特徴とする請求項７に記載の情報処理システム。
【請求項１０】
前記基準情報は、前記所定の対象物のデザインに関する情報である
ことを特徴とする請求項７に記載の情報処理システム。
【請求項１１】
複数のユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する複数の作動手段と、
前記複数の作動手段の状態を検知する複数の検知手段と、
前記複数の作動手段の動きの基準となり、当該複数の作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と
を備える情報処理システムの情報処理方法であって、
前記複数の検知手段によって検知された前記複数の作動手段の状態を受信する受信ステップと、
前記複数の作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップと
を含むことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１２】
複数のユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する複数の作動手段と、
前記複数の作動手段の状態を検知する複数の検知手段と、
前記複数の作動手段の動きの基準となり、当該複数の作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と
を備える情報処理システム用のプログラムであって、
前記複数の検知手段によって検知された前記複数の作動手段の状態を受信する受信ステップと、
前記複数の作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する前記複数の作動手段の動きの基準となる基準情報を、前記所定の情報として生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラム。
【請求項１３】
複数のユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する複数の作動手段と、
前記複数の作動手段の状態を検知する複数の検知手段と、
前記複数の作動手段の動きの基準となり、当該複数の作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と
を備える情報処理システム用のプログラムが記録されている記録媒体であって、
前記複数の検知手段によって検知された前記複数の作動手段の状態を受信する受信ステップと、
前記複数の作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップと
を含むコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている
ことを特徴とする記録媒体。
【請求項１４】
所定の情報処理を行う情報処理装置であって、
ユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する作動手段と、
前記作動手段の状態を検知する検知手段と、
他の情報処理装置における前記作動手段の状態を受信する受信手段と、
前記作動手段の動きの基準となり、当該作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と、
自身の前記作動手段の状態、および前記他の情報処理装置における前記作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項１５】
前記生成手段は、前記自身の作動手段の状態、および前記他の情報処理装置における作動手段の状態と、外部からの情報に基づいて、前記基準情報を生成する
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
前記生成手段は、前記検知手段により検知された前記作動手段の状態としての姿勢パラメータの分散を大きくしている姿勢パラメータ、或いは、前記記憶手段に記憶される前記基準情報としての姿勢パラメータから一定以上異なると判別された姿勢パラメータを特異パラメータとして検出し、
前記更新手段は、前記特異パラメータと、前記外部からの情報とに応じて、前記記憶手段に記憶される前記基準情報を更新する
ことを特徴とする請求項１５に記載の情報処理装置。
【請求項１７】
前記更新手段は、前記特異パラメータに対応する過去の事例を前記外部からの情報より検出し、その過去の事例が成功事例であるとき、前記特異パラメータに応じて前記記憶手段に記憶される前記基準情報を更新する
ことを特徴とする請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項１８】
前記更新手段は、これまでに前記特異パラメータが登録された頻度を前記外部からの情報より検出し、当該頻度が所定値以上であるとき、登録されている前記特異パラメータに基づき前記記憶手段に記憶される前記基準情報を更新する
ことを特徴とする請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項１９】
前記作動手段は、マニピュレータである
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報処理装置。
【請求項２０】
前記作動手段であるマニピュレータは、所定の対象物に所定の作用を与えるスレーブのマニピュレータを制御するマスタのマニピュレータである
ことを特徴とする請求項１９に記載の情報処理装置。
【請求項２１】
前記基準情報は、前記所定の対象物に与える作用を制限するための情報である
ことを特徴とする請求項２０に記載の情報処理装置。
【請求項２２】
前記基準情報は、前記所定の対象物を手術するための情報である
ことを特徴とする請求項２０に記載の情報処理装置。
【請求項２３】
前記基準情報は、前記所定の対象物のデザインに関する情報である
ことを特徴とする請求項２０に記載の情報処理装置。
【請求項２４】
所定の情報処理を行う情報処理装置の情報処理方法であって、
前記情報処理装置は、
ユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する作動手段と、
前記作動手段の状態を検知する検知手段と、
前記作動手段の動きの基準となり、当該作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と
を備え、
他の情報処理装置における前記作動手段の状態を受信する受信ステップと、
自身の前記作動手段の状態、および前記他の情報処理装置における前記作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップと
を含むことを特徴とする情報処理方法。
【請求項２５】
ユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する作動手段と、
前記作動手段の状態を検知する検知手段と、
前記作動手段の動きの基準となり、当該作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と
を備える情報処理装置用のプログラムであって、
他の情報処理装置における前記作動手段の状態を受信する受信ステップと、
自身の前記作動手段の状態、および前記他の情報処理装置における前記作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラム。
【請求項２６】
ユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する作動手段と、
前記作動手段の状態を検知する検知手段と、
前記作動手段の動きの基準となり、当該作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と
を備える情報処理装置用のプログラムが記録されている記録媒体であって、
他の情報処理装置における前記作動手段の状態を受信する受信ステップと、
自身の前記作動手段の状態、および前記他の情報処理装置における前記作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップと
を含むコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている
ことを特徴とする記録媒体。
【請求項２７】
ユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する作動手段と、
前記作動手段の状態を検知する検知手段と
を備える複数の情報処理装置を制御する制御装置であって、
前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態を受信する受信手段と、
前記複数の情報処理装置における前記作動手段の動きの基準となり、当該複数の情報処理装置における前記作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と、
前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新手段と
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２８】
前記生成手段は、前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態と、外部からの情報に基づいて、前記基準情報を生成する
ことを特徴とする請求項２７に記載の制御装置。
【請求項２９】
前記生成手段は、前記検知手段により検知された前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態としての姿勢パラメータの分散を大きくしている姿勢パラメータ、或いは、前記記憶手段に記憶される前記基準情報としての姿勢パラメータから一定以上異なると判別された姿勢パラメータを特異パラメータとして検出し、
前記更新手段は、前記特異パラメータと、前記外部からの情報とに応じて、前記記憶手段に記憶される前記基準情報を更新する
ことを特徴とする請求項２８に記載の情報処理システム。
【請求項３０】
前記更新手段は、前記特異パラメータに対応する過去の事例を前記外部からの情報より検出し、その過去の事例が成功事例であるとき、前記特異パラメータに応じて前記記憶手段に記憶される前記基準情報を更新する
ことを特徴とする請求項２９に記載の情報処理システム。
【請求項３１】
前記更新手段は、これまでに前記特異パラメータが登録された頻度を前記外部からの情報より検出し、当該頻度が所定値以上であるとき、登録されている前記特異パラメータに基づき前記記憶手段に記憶される前記基準情報を更新する
ことを特徴とする請求項２９に記載の情報処理システム。
【請求項３２】
前記作動手段は、マニピュレータである
ことを特徴とする請求項２７に記載の制御装置。
【請求項３３】
前記作動手段であるマニピュレータは、所定の対象物に所定の作用を与えるスレーブのマニピュレータを制御するマスタのマニピュレータである
ことを特徴とする請求項３２に記載の制御装置。
【請求項３４】
前記基準情報は、前記所定の対象物に与える作用を制限するための情報である
ことを特徴とする請求項３３に記載の制御装置。
【請求項３５】
前記基準情報は、前記所定の対象物を手術するための情報である
ことを特徴とする請求項３３に記載の制御装置。
【請求項３６】
前記基準情報は、前記所定の対象物のデザインに関する情報である
ことを特徴とする請求項３３に記載の制御装置。
【請求項３７】
ユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する作動手段と、
前記作動手段の状態を検知する検知手段と、
を備える複数の情報処理装置を制御する、前記複数の情報処理装置における前記作動手段の動きの基準となり、当該複数の情報処理装置における前記作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段を備える制御装置の制御方法であって、
前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態を受信する受信ステップと、
前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項３８】
ユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する作動手段と、
前記作動手段の状態を検知する検知手段と
を備える複数の情報処理装置を制御する、前記複数の情報処理装置における前記作動手段の動きの基準となり、当該複数の情報処理装置における前記作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段を備える制御装置のプログラムであって、
前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態を受信する受信ステップと、
前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラム。
【請求項３９】
ユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する作動手段と、
前記作動手段の状態を検知する検知手段と
を備える複数の情報処理装置を制御する、前記複数の情報処理装置における前記作動手段の動きの基準となり、当該複数の情報処理装置における前記作動手段が作動する際に前記所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段を備える制御装置のプログラムが記録されている記録媒体であって、
前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態を受信する受信ステップと、
前記複数の情報処理装置における前記作動手段の状態に基づいて、前記基準情報を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理によって生成された新たな前記基準情報によって、前記記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップと
を含むコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている
ことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報処理システムおよび情報処理方法、プログラムおよび記録媒体、情報処理装置、並びに制御装置および制御方法に関し、特に、例えば、ユーザの操作技術等を向上させることができるようにする情報処理システムおよび情報処理方法、プログラムおよび記録媒体、情報処理装置、並びに制御装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来の手術用のマニピュレータシステムにおいては、マスタとなるマスタマニピュレータをユーザが操作し、その操作にしたがって、離れた位置にある、スレーブとなるスレーブマニピュレータが動作することにより、患者に対して、手術が施される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来のマニピュレータシステムにおいては、スレーブマニピュレータによる作業精度は、ユーザの操作技術に大きく影響を受ける。従って、未熟なユーザは、熟練したユーザから、操作技術を教授してもらい、その操作技術を習得する必要がある。
【０００４】
しかしながら、熟練したユーザを十分な人数だけ確保することができるとは限らず、十分な人数の未熟なユーザを教授することが困難な場合がある。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ユーザの操作技術等を、容易に向上させることができるようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報処理システムは、複数のユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する複数の作動手段と、複数の作動手段の状態を検知する複数の検知手段と、複数の検知手段による複数の作動手段の状態を受信する受信手段と、複数の作動手段の動きの基準となり、当該複数の作動手段が作動する際に所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と、複数の作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成手段と、生成手段によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第１の情報処理方法は、複数の検知手段による複数の作動手段の状態を受信する受信ステップと、複数の作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップとを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第１のプログラムは、複数の検知手段による複数の作動手段の状態を受信する受信ステップと、複数の作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップとを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１の記録媒体は、複数の検知手段による複数の作動手段の状態を受信する受信ステップと、複数の作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップとを備えるコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の情報処理装置は、ユーザの操作と、所定の情報とに応じて作動する作動手段と、作動手段の状態を検知する検知手段と、他の情報処理装置における作動手段の状態を受信する受信手段と、作動手段の動きの基準となり、当該作動手段が作動する際に所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と、自身の作動手段の状態、および他の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成手段と、生成手段によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の情報処理方法は、他の情報処理装置における作動手段の状態を受信する受信ステップと、自身の作動手段の状態、および他の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップとを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２のプログラムは、他の情報処理装置における作動手段の状態を受信する受信ステップと、自身の作動手段の状態、および他の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップとを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の記録媒体は、他の情報処理装置における作動手段の状態を受信する受信ステップと、自身の作動手段の状態、および他の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップとを備えるコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の制御装置は、複数の情報処理装置における作動手段の状態を受信する受信手段と、複数の情報処理装置における作動手段の動きの基準となり、当該複数の情報処理装置における作動手段が作動する際に所定の情報として読み出される基準情報を記憶する記憶手段と、複数の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成手段と、生成手段によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の制御方法は、複数の情報処理装置における作動手段の状態を受信する受信ステップと、複数の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップとを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３のプログラムは、複数の情報処理装置における作動手段の状態を受信する受信ステップと、複数の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップとを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第３の記録媒体は、複数の情報処理装置における作動手段の状態を受信する受信ステップと、複数の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報を生成する生成ステップと、生成ステップの処理によって生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容を更新する更新ステップとを備えるコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の情報処理システムおよび第１の情報処理方法、並びに第１のプログラムにおいては、複数の検知手段による複数の作動手段の状態が受信され、その複数の作動手段の状態に基づいて、基準情報が生成され、生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容が更新される。
【００１９】
本発明の情報処理装置および第２の情報処理方法、並びに第２のプログラムにおいては、他の情報処理装置における作動手段の状態が受信され、自身の作動手段の状態、および他の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報が生成され、生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容が更新される。
【００２０】
本発明の制御装置および制御方法、並びに第３のプログラムにおいては、複数の情報処理装置における作動手段の状態が受信され、その複数の情報処理装置における作動手段の状態に基づいて、基準情報が生成され、生成された新たな基準情報によって、記憶手段の記憶内容が更新される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した手術システムの一実施の形態の構成例を示している。
【００２２】
この手術システムは、手術用のマニピュレータシステムであり、スレーブマニピュレータ６１、複数であるＫ個のマスタマニピュレータ６２1乃至６２K、ネットワーク６３、およびスーパドクタデータベース部６４から構成されている。
【００２３】
スレーブマニピュレータ６１は、ネットワーク６３を介して供給される信号に基づいて作動し、手術の対象である、例えば、犬等の動物に対して、径皮的手術等を行う。なお、ここでは、スレーブマニピュレータ６１が、動物に対して、径皮的手術を行うものとしているが、その他、スレーブマニピュレータ６１は、動物に対して、手術以外の、例えばトリミング等を行うものとすることが可能である。
【００２４】
マスタマニピュレータ６２kは、例えば獣医であるユーザＵkの操作と、スーパドクタデータベース部６４からネットワーク６３を介して供給される情報とに応じて作動する。また、マスタマニピュレータ６２kは、その作動の状態を検知し、その検知結果を、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４に送信する。
【００２５】
なお、図１の実施の形態では、Ｋ個のマスタマニピュレータ６２1乃至６２Kが設けられているが、以下、適宜、これらを特に区別する必要がない限り、マスタマニピュレータ６２と記載する。
【００２６】
ネットワーク６３は、スレーブマニピュレータ６１、マスタマニピュレータ６２1乃至６２K、スーパドクタデータベース部６４それぞれの間での通信を可能とする。
【００２７】
スーパドクタデータベース部６４は、ネットワーク６３を介して供給されるマスタマニピュレータ６２の作動の状態を受信し、その状態に基づいて、手術に関する情報を生成する。さらに、スーパドクタデータベース部６４は、その手術に関する情報と、マスタマニピュレータ６２の状態に基づき、制御信号を生成し、ネットワーク６３を経由して、スレーブマニピュレータ６１およびマスタマニピュレータ６２に供給することによって、スレーブマニピュレータ６１およびマスタマニピュレータ６２を制御する。
【００２８】
次に、図２は、図１のスレーブマニピュレータ６１とマスタマニピュレータ６２の外観構成例を示している。
【００２９】
即ち、図２（Ａ）は、スレーブマニピュレータ６１の外観構成例を、図２（Ｂ）は、マスタマニピュレータ６２の外観構成例を、それぞれ示している。
【００３０】
図２（Ａ）のスレーブマニピュレータ６１において、手術台１は、長方形状をしており、そこには、手術の対象となっている患者（図２の例では、犬）が寝かされる。また、手術台１には、スレーブマニピュレータ部３Ｌおよびスレーブマニピュレータ部３Ｒが取り付けられている。
【００３１】
スレーブマニピュレータ部３Ｌおよびスレーブマニピュレータ部３Ｒ（以下、個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて、スレーブマニピュレータ部３と称する）は、後述するマスタマニピュレータ部８Ｌおよびマスタマニピュレータ部８Ｒのそれぞれにより遠隔操作され、手術台１に寝かされている患者に対する径皮的手術を行う。
【００３２】
スレーブマニピュレータ部３Ｌは、手術台１の左側（手術台１を上から見た場合の左側）に設置され、その先端には、把持鉗子、メス、縫合器、または注射器等の処置具で構成される先端部４Ｌが取り付けられている。
【００３３】
スレーブマニピュレータ部３Ｒは、手術台１の右側に設置され、その先端には、把持鉗子、メス、縫合器、または注射器等の処置具で構成される先端部４Ｒが取り付けられている。
【００３４】
スレーブマニピュレータ部３は、複数のアームからなる関節構造を有している。さらに、スレーブマニピュレータ部３の各関節部分には、アクチュエータ（図２においては図示せず）が配設されており、このアクチュエータが作動することによって、アームが所定の自由度をもって動き、これにより、スレーブマニピュレータ部３は、各種の姿勢をとることができるようになっている。
【００３５】
また、スレーブマニピュレータ部３の関節部分やアームの必要な部分には、先端部４Ｌや４Ｒその他の部分が外部から受ける力やトルク（いずれも、大きさおよび方向を含む）を検出し、さらには、スレーブマニピュレータ部３の姿勢を検出するセンサ（図２においては図示せず）が取り付けられている。
【００３６】
なお、スレーブマニピュレータ３に取り付けられているセンサとアクチュエータは、後述する図５において、センサ７５とアクチュエータ７６として、それぞれ図示してある。
【００３７】
手術台１には、さらに、患者の腹腔内の様子その他を撮像するＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラ６が先端に取り付けられたカメラ部５が設置されている。また、手術台１には、その四隅に、音を集音するためのマイク２1乃至２4が取り付けられている。
【００３８】
なお、図２（Ａ）においては、図が煩雑になるのを避けるため、１つのカメラ部５しか図示していないが、カメラ部５は、患部の状態や、スレーブマニピュレータ部３等を、様々な方向から観察することができるように、複数取り付けられている。
【００３９】
また、カメラ部５は、複数のアームからなる関節構造を有しており、さらに、その各関節部分には、図示せぬアクチュエータが配設されている。そして、このアクチュエータが作動することによって、アームが所定の自由度をもって動き、これにより、カメラ部５に取り付けられたＣＣＤカメラ６は各種の視点から撮影（撮像）を行うことができるようになっている。
【００４０】
一方、図２（Ｂ）のマスタマニピュレータ６２において、操作台７には、ユーザＵにより操作される、マスタマニピュレータ部８Ｌ，８Ｒ（以下、適宜、両方含めて、マスタマニピュレータ部８という）がそれぞれ設置されている。
【００４１】
マスタマニピュレータ部８Ｌは、操作台７の左側（操作台７を背にした場合の左側）に設置され、その先端には、ユーザＵの左手により保持されて操作される操作部９Ｌが取り付けられている。
【００４２】
マスタマニピュレータ部８Ｒは、操作台７の右側に設置され、その先端には、ユーザＵの右手により保持されて操作される操作部９Ｒが取り付けられている。
【００４３】
ここで、以下、適宜、操作部９Ｌおよび９Ｒを、両方まとめて、操作部９という。
【００４４】
マスタマニピュレータ部８は、スレーブマニピュレータ部３と同様に、複数のアームからなる関節構造を有しており、所定の自由度をもって動くようになっている。これにより、マスタマニピュレータ部８Ｌの操作部９Ｌは、ユーザＵの左手による操作によって３次元的に移動し、また、マスタマニピュレータ部８Ｒの操作部９Ｒも、ユーザＵの右手による操作によって３次元的に移動する。
【００４５】
なお、マスタマニピュレータ部８の各関節部分には、アクチュエータ（図２においては図示せず）が配設されており、このアクチュエータが作動することによって、アームが所定の自由度をもって動き、これにより、マスタマニピュレータ部８は、ユーザＵに対して、所定の反力、あるいは付勢力を与える。
【００４６】
また、マスタマニピュレータ部８の関節部分やアームの必要な部分には、操作部９Ｌや９Ｒその他の部分が外部から受ける力やトルク、さらには、マスタマニピュレータ部８の姿勢を検出（検知）するセンサ（図２においては図示せず）が取り付けられている。
【００４７】
なお、マスタマニピュレータ６２に取り付けられているセンサとアクチュエータは、後述する図６において、センサ８５とアクチュエータ８６として、それぞれ図示してある。
【００４８】
操作台７の前方（ユーザＵがマスタマニピュレータ部８を操作するために、操作台７の前に立った場合の、ユーザＵの正面方向）には、ユーザＵが、マスタマニピュレータ部８を操作しながら、そこに表示される画像を見ることができるように、モニタ１０が設けられている。モニタ１０には、カメラ部５のＣＣＤカメラ６により撮像された画像が表示される。
【００４９】
モニタ１０の周辺には、スピーカ１１が設けられており、このスピーカ１１からは、スレーブマニピュレータ６１の手術台１に取り付けられたマイク２1乃至２4で集音された音が出力される。
【００５０】
さらに、モニタ１０の周辺には、操作パネル１２が設けられている。操作パネル１２には、各種のスイッチやボタン等が取り付けられており、ユーザによって、必要に応じて操作される。なお、操作パネル１２におけるスイッチ等としては、電源スイッチや、モニタ１０に表示される画像を切り換えるスイッチ等がある。
【００５１】
以上のように構成されるマスタマニピュレータ６２を操作するユーザＵは、操作台７を背にして操作台７とモニタ１０の間に立ち、モニタ１０に映し出されるスレーブマニピュレータ部３の先端部４等の様子を見ながら、左手で、マスタマニピュレータ部８Ｌの操作部９Ｌを３次元的に移動するように操作し、また右手で、マスタマニピュレータ部８Ｒの操作部９Ｒを３次元的に移動するように操作する。
【００５２】
この場合、ユーザＵによるマスタマニピュレータ部８の操作に対応する操作信号が、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４に供給され、スーパドクタデータベース部６４は、その操作信号を処理し、スレーブマニピュレータ６１を制御する制御信号を生成する。この制御信号は、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４からスレーブマニピュレータ６１に供給される。スレーブマニピュレータ６１では、スーパドクタデータベース部６４からの制御信号にしたがい、スレーブマニピュレータ部３が作動する。これにより、スレーブマニピュレータ部３Ｌの先端部４Ｌが、マスタマニピュレータ部８Ｌの操作部９Ｌの動きに同期するように動くとともに、スレーブマニピュレータ部３Ｒの先端部４Ｒが、マスタマニピュレータ部８Ｒの操作部９Ｒの動きに同期するように動き、患者に対する径皮的手術が行われる。
【００５３】
ここで、あるユーザＵkが、マスタマニピュレータ部８の操作部９を、所定の状態としての、例えば、それぞれ所定の角度のロール（roll）回転、ピッチ（pitch）回転、およびヨー（yaw）回転した状態で、操作部９の作用点が所定の位置としての座標（ｘ，ｙ，ｚ）で特定される位置を経由するように操作しようとしても、実際の操作と目標とする操作に、ずれが生じる場合がある。
【００５４】
なお、ヨー回転とは、図３に示すように、Ｘ軸およびＹ軸の、Ｚ軸を回転中心とする回転であり、その回転角度は、図中、θyで示されている。ピッチ回転とは、Ｚ軸、およびθyだけヨー回転したＸ軸（図中、Ｘ’で示す）の、ヨー回転したＹ軸（図中、Ｙ’で示す）を回転中心とする回転であり、その回転角度は、図中、θpで示されている。ロール回転とは、θyだけヨー回転したＹ軸（図中、Ｙ’で示す）、およびθpだけピッチ回転したＺ軸（図中、Ｚ’で示す）の、θyだけヨー回転した後さらにθpだけピッチ回転したＸ軸（図中、ｘ軸で示す）を回転中心とする回転であり、その回転角度は、図中、θrで示されている。
【００５５】
例えば、図４（Ａ）に示すような、所定の位置Ａから、一定のふくらみをもって位置Ｂに至る軌跡（目標軌跡）を描くように、スレーブマニピュレータ部３の先端部４を移動させたい場合、ユーザＵ1乃至ＵKそれぞれは、目標軌跡に対応した軌跡（スレーブマニピュレータ部３およびマスタマニピュレータ部８の大きさ等、その構造の違いにもよるが、ここでは、簡単のために同じ軌跡）を描くように、マスタマニピュレータ部８の操作部９を移動させようとする。しかしながら、実際には、ユーザＵ1乃至ＵKのマスタマニピュレータ部８（操作部９）に対する操作技術のレベルにもよるが、図４（Ｂ）の実線で示すように、図４（Ｂ）の点線で示される目標軌跡からずれた軌跡（操作軌跡）を描くように、操作部９を移動させてしまうことがある。
【００５６】
ところで、通常、操作軌跡と目標軌跡とのずれは、無作為に発生するため（一定の傾向をもって発生するものではないため）、複数の操作軌跡（ユーザＵ1乃至ＵKそれぞれの操作軌跡（図４（Ｂ）））を平均することにより、目標軌跡により近い軌跡を得ることができる。
【００５７】
そこで、スーパドクタデータベース部６４は、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kにおける操作内容を合成し（例えば、平均し）、その合成した（平均した）操作内容に基づいて、スレーブマニピュレータ６１（スレーブマニピュレータ部３）を遠隔操作する。これにより、スレーブマニピュレータ６１において、図４（Ｃ）に示すように、目標軌跡に近い軌跡を描くようにスレーブマニピュレータ部３の先端部４を移動させることができるようになっている。
【００５８】
なお、図４（Ａ）中、点線の矢印は、軌跡の方向を示し、図４（Ｂ）中の点線の矢印は、操作部９の移動方向を示し、図４（Ｃ）中の点線の矢印は、先端部４の移動方向を示している。
【００５９】
また、スーパドクタデータベース部６４は、世界の名医による過去の手術の技術的な情報である手術技術情報を、例えば、症状別に記憶しており、その手術技術情報に基づいて、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kにおける操作内容を修正する。即ち、スーパドクタデータベース部６４は、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kにおける操作内容の他、記憶している手術技術情報にも基づいて、スレーブマニピュレータ６１を制御する。
【００６０】
従って、手術システムでは、世界各地に分散した獣医としてのユーザＵ1乃至ＵKそれぞれがマスタマニピュレータ６２1乃至６２Kを操作することによる合同手術が、手術技術情報を参照しながら行われることから、最高レベルの手術の実現が可能となる。
【００６１】
次に、図５は、図１のスレーブマニピュレータ６１の電気的構成例を示している。
【００６２】
スレーブマニピュレータ制御装置５１は、ネットワーク６３に接続されており、スレーブマニピュレータ部３を制御する。
【００６３】
即ち、スレーブマニピュレータ制御装置５１は、制御部７１、姿勢遷移機構部７２、制御機構部７３、および通信部７４で構成されている。
【００６４】
制御部７１は、通信部７４を介して受信した、スーパドクタデータベース部６４によってネットワーク６３上に送出された制御信号としての後述する姿勢パラメータを、姿勢遷移機構部７２に供給するとともに、制御機構部７３を介して供給されるスレーブマニピュレータ部３のセンサ７５の出力に基づいて、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢パラメータを算出し、通信部７４を介して、ネットワーク６３に送出する。
【００６５】
ここで、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢パラメータは、例えば、先端部４（作用点）の位置を特定する、Ｘ軸の値、Ｙ軸の値、およびＺ軸の値からなる座標と、先端部４の角度を特定するヨー角θy、ピッチ角θp、およびロール角θr等から構成される。即ち、先端部４の位置は、例えば、先端部４が移動可能な空間上の所定の位置を原点として定義されたＸＹＺ直交座標系上の座標で表され、また、先端部４の角度は、例えば、先端部４について定義したＸＹＺ直交座標系を基準として、図３に示したように定義されるもので表される。なお、以下、適宜、これらの位置と角度とを両方含めて、姿勢という。
【００６６】
制御部７１は、また、制御機構部７３を介して供給される、スレーブマニピュレータ部３のセンサ７５の出力に基づいて、スレーブマニピュレータ部３の先端部４が外部から受けた力Ｆ1やトルクＴ1を算出し、通信部７４を介して、ネットワーク６３上に送出する。
【００６７】
姿勢遷移機構部７２は、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢を、現在の姿勢から、制御部７１から供給された姿勢パラメータに対応する姿勢に遷移させるための姿勢遷移情報を生成し、これを制御機構部７３に送出する。
【００６８】
制御機構部７３は、姿勢遷移機構部７２からの姿勢遷移情報に従って、制御信号を生成し、これを、スレーブマニピュレータ部３に供給する。スレーブマニピュレータ３のアクチュエータ７６は、制御機構部７３から供給された制御信号に従って駆動し、これにより、先端部４は、スーパドクタデータベース部６４から送信されてきた姿勢パラメータに対応する姿勢をとる。
【００６９】
制御機構部７３は、また、スレーブマニピュレータ部３のセンサ７５の出力を取得し、制御部７１に供給する。
【００７０】
通信部７４は、ネットワーク６３を介しての通信制御を行い、これにより、ネットワーク６３から送信されてくる情報を受信して、制御部７１に供給するとともに、制御部７１から供給される情報を、ネットワーク６３に送信する。
【００７１】
入出力制御装置５２は、ネットワーク６３に接続されており、マイク２1乃至２4それぞれで集音された音声データ、およびカメラ６1乃至６5それぞれで撮像された画像データを、ネットワーク６３を介して送信する。
【００７２】
ここで、カメラ６1乃至６5は、図２のカメラ６に対応するものである。また、カメラ６1乃至６5のうち、カメラ６1乃至６4は、患者の患部等を、所定の視点方向から撮像する小型のＣＣＤカメラとなっており、カメラ６5は、スレーブマニピュレータ部３の周囲全体の撮像が可能な全方位カメラとなっている。なお、全方位カメラの詳細については、後述する。
【００７３】
次に、図６は、図１のマスタマニピュレータ６２の電気的構成例を示している。
【００７４】
マスタマニピュレータ制御装置５３は、ネットワーク６３に接続されており、マスタマニピュレータ部８を制御する。
【００７５】
即ち、マスタマニピュレータ制御装置５３は、制御部８１、姿勢遷移機構部８２、制御機構部８３、および通信部８４で構成されている。
【００７６】
制御部８１は、また、通信部８４を介して取得した、後述する基準姿勢パラメータと、力Ｆ1およびトルクＴ1（スレーブマニピュレータ部３の先端部４が外部から受けた力およびトルク）に基づいて、後述する力ＦoおよびトルクＴoを算出し、制御機構部８３に供給する。
【００７７】
さらに、制御部８１は、制御機構部８３を介して供給される、マスタマニピュレータ部８のセンサ８５の出力に基づいて、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢パラメータを算出し、通信部８４を介して、ネットワーク６３に送信する。
【００７８】
ここで、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢パラメータは、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢パラメータと同様に、操作部９（作用点）の位置を特定する、Ｘ軸の値、Ｙ軸の値、およびＺ軸の値からなる座標と、操作部９の角度を特定するヨー角θy、ピッチ角θp、およびロール角θr等から構成されている。即ち、操作部９の位置は、操作部９が移動可能な空間上の所定の位置を原点として定義されたＸＹＺ直交座標系上の座標で表され、また、先端部４の角度は、例えば、操作部９について定義したＸＹＺ直交座標系を基準として、図３に示したように定義されるもので表される。
【００７９】
なお、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢パラメータと、上述のスレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢パラメータとは、同一のＸＹＺ直交座標系において定義しても良いし、異なるＸＹＺ直交座標系において定義しても良い。但し、先端部４と操作部９の姿勢パラメータを、異なるＸＹＺ直交座標系において定義する場合には、スーパドクタデータベース部６４が、その異なるＸＹＺ直交座標系どうしの対応関係を認識している必要がある。
【００８０】
制御機構部８３は、制御部８１から供給された力Ｆ0とトルクＴ0に従って、制御信号を生成し、これを、マスタマニピュレータ部８に送出する。マスタマニピュレータ部８のアクチュエータ８６は、この制御信号に従って駆動し、これにより、マスタマニピュレータ部８の操作部９は、制御部８１により算出された力Ｆ0とトルクＴ0を、その操作部９を操作しているユーザＵに与える。
【００８１】
制御機構部８３は、また、マスタマニピュレータ部８のセンサ８５の出力を、制御部８１に供給する。
【００８２】
通信部８４は、ネットワーク６３を介しての通信制御を行い、ネットワーク６３から送信されてくる情報を受信して、制御部８１に供給するとともに、制御部８１から供給される情報を、ネットワーク６３に送信する。
【００８３】
入出力制御装置５４は、ネットワーク６３に接続されており、ネットワーク６３から送信されてくる画像データと音声データを受信し、モニタ１０とスピーカ１１にそれぞれ供給する。これにより、モニタ１０では、スレーブマニピュレータ６１のカメラ６1乃至６5で撮像された画像が表示され、スピーカ１１では、スレーブマニピュレータ６１のマイク２1乃至２4で集音された音声が出力される。
【００８４】
また、入出力制御装置５４は、操作パネル１２が、ユーザＵによって操作されることにより出力する操作信号を受信し、その操作信号に応じて、モニタ１０に表示する画像や、スピーカ１１から出力する音声を切り換える。さらに、入出力制御装置５４は、操作パネル１２からの操作信号を、必要に応じて、ネットワーク６３に送信する。
【００８５】
次に、図７は、図１のスーパドクタデータベース部６４の構成例を示している。
【００８６】
入出力制御装置２１は、ネットワーク６３に接続されており、ネットワーク６３を介しての通信制御を行うことにより、ネットワーク６３から送信されてくる情報を受信して、姿勢パラメータ登録部２２や姿勢パラメータ制御部２８に供給するとともに、姿勢パラメータ制御部２８から供給される情報を、ネットワーク６３に送信する。
【００８７】
ここで、入出力制御装置２１がネットワーク６３から受信する情報としては、例えば、スレーブマニピュレータ６１が送信する先端部４の姿勢パラメータや、マスタマニピュレータ６２が送信する操作部９の姿勢パラメータ等がある。
【００８８】
姿勢パラメータ登録部２２は、入出力制御装置２１から供給される、マスタマニピュレータ６２が送信する操作部９の姿勢パラメータに基づき、マスタマニピュレータ６２が、どのような手術内容の操作をしようとしたのかを認識し、その認識した手術内容と姿勢パラメータとを、手術情報として、手術情報データベース２５に登録する。
【００８９】
手術経過情報データベース２３は、例えば、図１の手術システムにおける手術を含め、世界各国で行われた手術について、その手術後の患者の状態に関する情報である手術経過情報を、例えば手術別に記憶する。
【００９０】
手術経過情報登録部２４は、手術経過情報を、各手術別に、手術経過情報データベース２３に登録する。なお、手術経過情報登録部２４は、例えば、世界各国の病院（手術システムを含む）におけるカルテ等の内容が記憶された外部のデータベースから、ネットワーク６３を介して、手術経過情報を収集し、手術経過情報データベース２３に登録する。また、手術経過情報登録部２４には、所定の操作者が操作を行うことによって、手術経過情報を、直接入力することもでき、この場合、手術経過情報登録部２４は、その直接入力された手術経過情報を、手術経過情報データベース２３に登録する。
【００９１】
手術情報データベース２５は、姿勢パラメータ登録部２２から供給される手術情報を記憶する。
【００９２】
更新部２６は、手術情報データベース２５に記憶された手術情報が表す手術内容による手術が、成功したかどうかを、手術経過情報データベース２３の手術経過情報を参照することによって判定し、成功した手術については、その手術情報に基づいて、手術技術情報データベース２７を更新する。
【００９３】
手術技術情報データベース２７は、更新部２６や手術技術情報登録部３０から供給される、手術の技術的な情報である手術技術情報を記憶する。即ち、手術技術情報データベース２７は、各手術について、症状別に、その手術を行うのに最適な操作部９の操作方法や、操作部９の操作として制限すべき操作内容等の操作部９の操作の基準となる基準情報を、手術技術情報として記憶する。
【００９４】
姿勢パラメータ制御部２８は、入出力制御装置２１で受信された、マスタマニピュレータ６２の操作部９の姿勢パラメータを受信する。さらに、姿勢パラメータ制御部２８は、必要に応じて、検索部２９を介して、手術技術情報を参照しながら、その受信した姿勢パラメータを修正等し、基準姿勢パラメータとして、入出力制御装置２１に供給する。
【００９５】
検索部２９は、姿勢パラメータ制御部２８の制御に従って、手術技術情報データベース２７に記憶された手術技術情報を検索し、その検索結果を、姿勢パラメータ制御部２８に供給する。
【００９６】
手術技術情報登録部３０は、例えば、所定の操作者によって操作され、その操作に対応して、世界の名医による手術に基づいて得られた手術技術情報を、手術技術情報データベース２７に登録する。
【００９７】
次に、図８のフローチャートを参照して、図５のスレーブマニピュレータ６１の処理について説明する。
【００９８】
ステップＳ１において、入出力制御装置５２は、マイク２1乃至２4、およびカメラ６1乃至６5を動作状態にし、マイク２1乃至２4それぞれで集音された音声データ、およびカメラ６1乃至６5それぞれで撮像された画像データの送信を開始する。
【００９９】
即ち、入出力制御装置５２は、マイク２1乃至２4それぞれで集音された音声データ、およびカメラ６1乃至６5それぞれで撮像された画像データを受信し、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４に送信する。なお、この画像データと音声データの送信は、その後、例えば、マスタマニピュレータ６２（図６）の操作パネル１２が、その送信を停止するように操作されるまで続行される。
【０１００】
さらに、ステップＳ１では、スレーブマニピュレータ制御装置５１が、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢パラメータを、スーパドクタデータベース部６４に送信する。
【０１０１】
即ち、スレーブマニピュレータ制御装置５１において、制御機構部７３は、スレーブマニピュレータ部３のセンサ７５を動作状態にし、その出力を受信して、制御部７１に供給する。制御部７１は、制御機構部７３から供給されるセンサ７５の出力に基づいて、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢パラメータを求め、通信部７４に供給する。通信部７４は、制御部７１からの姿勢パラメータを、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４に送信する。
【０１０２】
その後、後述するように、スーパドクタデータベース部６４から、ネットワーク６３を介して、姿勢パラメータが送信されてくるので、スレーブマニピュレータ制御装置５１の通信部７４は、スーパドクタデータベース部６４から姿勢パラメータが送信されてくるのを待って、ステップＳ２に進み、その姿勢パラメータを受信する。
【０１０３】
この姿勢パラメータは、通信部７４から制御部７１に供給され、制御部７１は、ステップＳ３において、スレーブマニピュレータ部３の先端部４が、その姿勢パラメータに対応する姿勢をとるように、スレーブマニピュレータ部３を制御する。
【０１０４】
具体的には、スレーブマニピュレータ制御装置５１の制御部７１は、通信部７４からの姿勢パラメータを、姿勢遷移機構部７２に供給する。姿勢遷移機構部７２は、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢を、現在の姿勢から、制御部７１から供給された姿勢パラメータに対応する姿勢に遷移させるための姿勢遷移情報を生成し、制御機構部７３に供給する。
【０１０５】
制御機構部７３は、姿勢遷移機構部７２からの姿勢遷移情報に従って制御信号を生成し、これを、スレーブマニピュレータ部３に送出する。スレーブマニピュレータ部３では、アクチュエータ７６が、制御機構部７３からの制御信号に従って駆動し、これにより、先端部４は、その姿勢を変化させ、通信部７４で受信された姿勢パラメータ、即ち、スーパドクタデータベース部６４から送信されてきた姿勢パラメータに対応する姿勢をとる。
【０１０６】
そして、ステップＳ４に進み、スレーブマニピュレータ制御装置５１は、ステップＳ３での制御で、スレーブマニピュレータ部３の先端部４が姿勢を変化させることで、先端部４が外部（患者の腹腔内）から受けた力Ｆ1とトルクＴ1を、その先端部４の姿勢パラメータとともに、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４に送信する。
【０１０７】
即ち、スレーブマニピュレータ制御装置５１において、制御機構部７３は、センサ７５の出力を、制御部７１に供給し、制御部７１は、そのセンサ７５の出力から、先端部４が外部から受けた力Ｆ1とトルクＴ1、および先端部４の姿勢パラメータを算出する。さらに、制御部７１は、この力Ｆ1とトルクＴ1、および姿勢パラメータを、通信部７４に供給し、通信部７４は、その力Ｆ1とトルクＴ1、および姿勢パラメータを、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４に送信する。
【０１０８】
その後は、ステップＳ２に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【０１０９】
従って、スレーブマニピュレータ６１においては、スレーブマニピュレータ部３の先端部４が、スーパドクタデータベース部６４から送信されてくる姿勢パラメータに対応する姿勢に変化していくことによって、患者に対する手術が行われる。
【０１１０】
次に、図９のフローチャートを参照して、図６のマスタマニピュレータ６２の処理について説明する。
【０１１１】
後述するように、スーパドクタデータベース部６４は、スレーブマニピュレータ６１から送信されてくる画像データと音声データを、ネットワーク６３を介して、マスタマニピュレータ６２に送信してくるので、ステップＳ２１では、その画像データと音声データの受信が開始される。
【０１１２】
即ち、ステップＳ２１では、入出力制御装置５４は、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４から送信されてくる画像データと音声データを受信し、画像データを、モニタ１０に供給するとともに、音声データをスピーカ１１に供給する。これにより、モニタ１０には、スレーブマニピュレータ６１（図５）のカメラ６1乃至６5で撮像された画像が表示され、また、スピーカ１１からは、スレーブマニピュレータ６１のマイク２1乃至２4で集音された音が出力される。
【０１１３】
さらに、後述するように、スーパドクタデータベース部６４は、スレーブマニピュレータ６１から送信されてくる、先端部４の姿勢パラメータを、ネットワーク６３を介して、マスタマニピュレータ６２に送信してくるので、ステップＳ２１では、マスタマニピュレータ制御装置５３は、その姿勢パラメータを受信し、その姿勢パラメータに基づいて、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢を制御する。
【０１１４】
即ち、マスタマニピュレータ制御装置５３において、通信部８４は、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４から送信されてくる、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢パラメータを受信し、制御部８１に供給する。制御部８１は、通信部８４からの姿勢パラメータを受信し、姿勢遷移機構部８２に供給する。姿勢遷移機構部８２は、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢を、現在の姿勢から、制御部８１から供給された姿勢パラメータに対応する姿勢に遷移させるための姿勢遷移情報を生成し、制御機構部８３に供給する。制御機構部８３は、姿勢遷移機構部８２からの姿勢遷移情報に従って制御信号を生成し、これを、マスタマニピュレータ部８に送出する。マスタマニピュレータ部８のアクチュエータ８６は、この制御信号に従って駆動し、これにより、操作部９は、その姿勢を変化させ、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢と同一の姿勢をとる。
【０１１５】
その後、ステップＳ２２において、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢パラメータが、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４に送信される。
【０１１６】
具体的には、マスタマニピュレータ制御装置５３において、制御機構部８３は、マスタマニピュレータ部８のセンサ８５の出力を受信し、制御部８１に供給する。制御部８１は、センサ８５の出力から、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢パラメータを算出し、通信部８４に供給する。通信部８４は、制御部８１からの操作部９の姿勢パラメータを、ネットワーク６３を介して、スーパドクタデータベース部６４に送信する。
【０１１７】
ここで、このステップＳ２２の処理によって、ユーザＵがマスタマニピュレータ部８の操作部門を操作することにより、所定の姿勢にされた操作部９について、その姿勢を表す姿勢パラメータが、スーパドクタデータベース部６４に送信される。
【０１１８】
そして、ステップＳ２３に進み、マスタマニピュレータ制御装置５３の通信部８４は、ネットワーク６３を介してスーパドクタデータベース部６４から送信されてくる、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢パラメータを、基準姿勢パラメータとして受信し、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、マスタマニピュレータ制御装置５３の通信部８４は、スーパドクタデータベース部６４から、先端部４の姿勢パラメータとともに送信されてくる、先端部４が外部から受けた力Ｆ1とトルクＴ1を受信する。この先端部４についての姿勢パラメータ（基準姿勢パラメータ）、および力Ｆ1とトルクＴ1は、通信部８４から制御部８１に供給され、ステップＳ２４からＳ２５に進む。
【０１１９】
ステップＳ２５では、制御部８１は、ステップＳ２２で取得（算出）した操作部９の姿勢パラメータと、ステップＳ２３で取得（受信）した基準姿勢パラメータの差を算出し、ステップＳ２６に進む。
【０１２０】
ステップＳ２６では、制御部８１は、ステップＳ２５で算出した、操作部９の姿勢パラメータと基準姿勢パラメータとの差（ずれ）の大きさに比例した大きさで、ずれの方向とは逆方向の力Ｆ2とトルクＴ2を算出し、ステップＳ２７に進む。
【０１２１】
ステップＳ２７では、制御部８１は、ステップＳ２６で算出した力Ｆ2とトルクＴ2のそれぞれに、ステップＳ２４で取得（受信）した力Ｆ1およびトルクＴ1に比例する力とトルクを加算し、操作部９を操作するユーザＵに知覚させる力ＦoおよびトルクＴoを算出する。すなわち、制御部８１は、例えば、式（１）に従って、力ＦoおよびトルクＴoを算出する。
【０１２２】
【数１】
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【０１２３】
なお、例えば、マスタマニピュレータ部８の操作部９を動かすのに、スレーブマニピュレータ部３の先端部４を直接動かす場合に比べ、より大きな力が必要なとき（いわゆる重いとき）、αおよびβは、１より大きい値となり、また、操作部９を動かすのに、先端部４を動かす場合に比べ、小さな力でよい場合（いわゆる軽いとき）、αおよびβは、１より小さい値となる。また、同じ力でそれらを動かす場合、αおよびβは、１となる。
【０１２４】
その後、ステップＳ２８において、マスタマニピュレータ部８の操作部９を操作するユーザＵに、ステップＳ２７で算出された力ＦoとトルクＴoを知覚させるように、マスタマニピュレータ部８が制御される。
【０１２５】
即ち、制御部８１は、ステップＳ２３で得た基準姿勢パラメータと、ステップＳ２６で得た力ＦoおよびトルクＴoを、姿勢遷移機構部８２に供給する。姿勢遷移機構部８２は、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢を、現在の姿勢から、制御部８１から供給された基準姿勢パラメータに対応する姿勢に遷移させるための姿勢遷移情報であって、さらに、力ＦoおよびトルクＴoをユーザに知覚させることのできる加速度（角加速度を含む）の情報を含むものを生成し、制御機構部８３に供給する。制御機構部８３は、姿勢遷移機構部８２からの姿勢遷移情報に従って制御信号を生成し、これを、マスタマニピュレータ部８に送出する。マスタマニピュレータ部８のアクチュエータ８６は、この制御信号に従って駆動し、これにより、操作部９は、その姿勢を、所定の加速度で変化させることにより、ユーザＵに力ＦoおよびトルクＴoを知覚させながら、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢と同一の姿勢をとる。
【０１２６】
その後は、ステップＳ２２に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【０１２７】
以上のように、ユーザＵに知覚させる力ＦoおよびトルクＴoを、ステップＳ２５で算出されたずれの大きさに比例した大きさで、ずれの方向とは逆方向の力Ｆ2およびトルクＴ2と、スレーブマニピュレータ部３の先端部４が受けたに力Ｆ1とトルクＴ1に比例する力およびトルクとが加算されたものとするようにしたので、ユーザＵに、操作部９の姿勢パラメータと基準姿勢パラメータとのずれ、およびスレーブマニピュレータ部３の先端部４が受ける反力を意識させることができる。
【０１２８】
従って、ユーザＵは、マスタマニピュレータ部８の操作部９を、基準姿勢パラメータに対応する姿勢と異なる姿勢にするように操作した場合には、その姿勢の異なり具合が大きいほど、大きな反力を受けるので、自身の操作が、スレーブマニピュレータ部３の先端部４が実際にとった姿勢（基準姿勢パラメータが表す姿勢）とどの程度異なるかを、いわば感覚的に認識することができる。
【０１２９】
なお、ユーザＵには、例えば、力Ｆ2とトルクＴ2のみを知覚させるようにすることもできる。
【０１３０】
次に、図１０のフローチャートを参照して、図７のスーパドクタデータベース部６４の処理について説明する。
【０１３１】
まず最初に、ステップＳ４１において、入出力制御装置２１は、スレーブマニピュレータ６１からの画像データおよび音声データの受信と、その画像データおよび音声データのマスタマニピュレータ６２への送信を開始する。
【０１３２】
即ち、図８で説明したように、ステップＳ１において、スレーブマニピュレータ６１（図５）は、カメラ６1乃至６5で撮像された画像データと、マイク２1乃至２4で集音された音声データの、スーパドクタデータベース部６４への送信を開始するので、スーパドクタデータベース部６４の入出力制御装置２１は、そのようにしてスレーブマニピュレータ６１からネットワーク６３を介して送信されてくる画像データと音声データの受信を開始する。
【０１３３】
さらに、入出力制御装置２１は、スレーブマニピュレータ６１から受信した画像データと音声データの、マスタマニピュレータ６２への送信を開始する。ここで、マスタマニピュレータ６２では、このようにして、入出力制御装置２１から送信される画像データと音声データの受信が、上述の図９のステップＳ２１で開始される。
【０１３４】
また、ステップＳ４１では、入出力制御装置２１は、図８のステップＳ１においてスレーブマニピュレータ６１から送信されてくる姿勢パラメータ（スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢パラメータ）を受信し、その姿勢パラメータを、基準姿勢パラメータとして、マスタマニピュレータ６２に送信する。ここで、この基準姿勢パラメータは、マスタマニピュレータ６２において、上述の図９のステップＳ２１で受信され、これにより、操作部９（マスタマニピュレータ部８の操作部９）は、その基準パラメータに対応する姿勢、即ち、スレーブマニピュレータ部３の先端部４の姿勢と同一の姿勢をとる。
【０１３５】
その後、ステップＳ４２に進み、入出力制御装置２１は、スレーブマニピュレータ６１から、その先端部４についての姿勢パラメータ（基準姿勢パラメータ）と、力Ｆ1およびトルクＴ1が、図８のステップＳ４で送信されてくるのを待って受信し、その姿勢パラメータを基準姿勢パラメータとして、力Ｆ1およびトルクＴ1とともに、マスタマニピュレータ６２に送信する。ここで、マスタマニピュレータ６２では、先端部４について姿勢パラメータ（基準姿勢パラメータ）は、図９のステップＳ２３で受信され、先端部４についての力Ｆ1およびトルクＴ1は、図９のステップＳ２４で受信される。
【０１３６】
そして、ステップＳ４３に進み、入出力制御装置２１は、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれが図９のステップＳ２２で送信してくる操作部９の姿勢パラメータを受信し、姿勢パラメータ登録部２２および姿勢パラメータ制御部２８に供給して、ステップＳ４４に進む。
【０１３７】
ステップＳ４４では、姿勢パラメータ登録部２２は、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれの姿勢パラメータに基づいて、ユーザＵ1乃至ＵKが行おうとしている手術内容を認識する。さらに、姿勢パラメータ登録部２２は、その手術内容と対応する姿勢パラメータを、手術情報データベース２５に供給して登録し、ステップＳ４５に進む。
【０１３８】
ステップＳ４５では、姿勢パラメータ制御部２８が、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれからの操作部９の姿勢パラメータについて分散を計算し、その分散が所定の閾値以上であるかどうかを判定する。
【０１３９】
ステップＳ４５において、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれからの操作部９の姿勢パラメータの分散が所定の閾値以上でないと判定された場合、即ち、マスタマニピュレータ６２1乃至６２KそれぞれのユーザＵ1乃至ＵKが、ほぼ同じような操作をした場合、ステップＳ４６に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれからの姿勢パラメータの、例えば平均値等の重み付け加算値を求め、ステップＳ４７に進む。
【０１４０】
ここで、複数の姿勢パラメータの重み付け加算値としては、その複数の姿勢パラメータそれぞれに対する重みを同一にした平均値を計算する他、複数の姿勢パラメータそれぞれに対する重みを異なる値にしたものを計算することも可能である。即ち、姿勢パラメータに対する重みは、例えば、その姿勢パラメータを送信してきたマスタマニピュレータ６２kを操作するユーザＵkの熟練度等に基づき、その熟練度が高い程大きく設定することが可能である。なお、熟練度等に基づく重みは、例えば、マスタマニピュレータ６２（図６）の操作パネル１２を操作すること等によって設定することが可能である。
【０１４１】
ステップＳ４７では、姿勢パラメータ制御部２８は、検索部２９に手術技術情報データベース２７を検索させることにより、ステップＳ４６で求められた重み付け加算値としての姿勢パラメータによる手術を制限するような手術技術情報が、手術技術情報データベース２７に登録されているかどうかを判定する。
【０１４２】
ステップＳ４７において、重み付け加算値である姿勢パラメータによる手術を制限するような手術技術情報が、手術技術情報データベース２７に登録されていないと判定された場合、ステップＳ４８をスキップして、ステップＳ４９に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、重み付け加算値である姿勢パラメータを、入出力制御装置２１に供給し、入出力制御装置２１は、姿勢パラメータ制御部２８からの姿勢パラメータを、スレーブマニピュレータ６１に送信する。その後、ステップＳ４２に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【０１４３】
従って、この場合、スレーブマニピュレータ６１の先端部４の動きは、マスタマニピュレータ６２1乃至６２KのユーザＵ1乃至ＵKそれぞれによる操作を平均化したものに従うことなる。
【０１４４】
また、ステップＳ４７において、重み付け加算値である姿勢パラメータによる手術を制限する手術技術情報が、手術技術データベース２７に登録されていると判定された場合、即ち、重み付け加算値である姿勢パラメータによる手術の内容が、例えば、過去に前例のないものである場合や、あるいは、過去に、良い手術経過が得られなかったものである場合、ステップＳ４８に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、重み付け加算値である姿勢パラメータを、その姿勢パラメータによる手術を制限する手術技術情報に基づいて修正し、その手術技術情報による制限の範囲内のものとする。そして、ステップＳ４９に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、修正後の姿勢パラメータを、入出力制御装置２１を介して、スレーブマニピュレータ６１に送信して、ステップＳ４２に戻り、以下、同様の処理を繰り返す。
【０１４５】
従って、この場合、スレーブマニピュレータ６１の先端部４の動きは、マスタマニピュレータ６２1乃至６２KのユーザＵ1乃至ＵKそれぞれによる操作を平均化したものを手術技術情報に基づいて修正したものに従うことなる。
【０１４６】
一方、ステップＳ４５において、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれからの操作部９の姿勢パラメータの分散が所定の閾値以上であると判定された場合、即ち、マスタマニピュレータ６２1乃至６２KそれぞれのユーザＵ1乃至ＵKのうちの１以上が、他のユーザと同じとはいえない程度の異なる操作をした場合、ステップＳ５０に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれからの操作部９の姿勢パラメータの中から、他の姿勢パラメータと異なる姿勢パラメータ（分散を大きくしている原因となっている姿勢パラメータ）（以下、適宜、特異パラメータという）を検出する。
【０１４７】
なお、ここでは、説明を簡単にするために、特異パラメータとなる姿勢パラメータは１つとする。
【０１４８】
ステップＳ５０において特異パラメータが検出されると、ステップＳ５１に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、更新部２６を制御することにより、手術情報データベース２５に記憶された、特異パラメータに対応する手術情報が表す手術内容による手術が、過去に成功したことがあるかどうかを、手術経過情報データベース２３の手術経過情報を参照させることによって判定させる。
【０１４９】
ステップＳ５１において、特異パラメータに対応する手術情報が表す手術内容による手術が、過去に成功したことがないと判定された場合、ステップＳ５２に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、その特異パラメータが、操作部９の誤操作等によるものであるとして、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれからの操作部９の姿勢パラメータのうちの、特異パラメータを除いたものの、例えば平均値等の重み付け加算値を求め、ステップＳ４７に進む。
【０１５０】
その後、ステップＳ４７乃至Ｓ４９において、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれからの操作部９の姿勢パラメータのうちの、特異パラメータを除いたものの重み付け加算値を対象に、上述した場合と同様の処理が行われ、ステップＳ４２に戻る。
【０１５１】
従って、この場合、スレーブマニピュレータ６１の先端部４の動きは、マスタマニピュレータ６２1乃至６２KのユーザＵ1乃至ＵKそれぞれによる操作のうち、特に他の操作と異なった操作を除いたものを平均化したもの（あるいは、その平均化した操作を手術技術情報に基づいて修正したもの）に従うことなる。
【０１５２】
一方、ステップＳ５１において、特異パラメータに対応する手術情報が表す手術内容による手術が、過去に成功したことがあると判定された場合、ステップＳ５３に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、更新部２６を制御することにより、手術技術情報データベース２７を更新させる。
【０１５３】
即ち、この場合、更新部２６は、特異パラメータに対応する手術情報が表す手術内容に基づいて、その手術を行うのに最適な操作部９の操作方法（手順）や、操作部９の操作として制限すべき操作内容等を、手術技術情報として生成し、手術技術情報データベース２７に供給して記憶させることにより、手術技術情報データベース２７を更新する。
【０１５４】
そして、ステップＳ５４に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、入出力制御装置２１を制御することにより、特異パラメータである姿勢パラメータを、スレーブマニピュレータ６１に送信し、ステップＳ４２に戻り、以下、同様の処理を繰り返す。
【０１５５】
従って、この場合、スレーブマニピュレータ６１の先端部４の動きは、マスタマニピュレータ６２1乃至６２KのユーザＵ1乃至ＵKそれぞれによる操作のうち、特に他の操作と異なった操作に従うことになる。
【０１５６】
即ち、マスタマニピュレータ６２1乃至６２KのユーザＵ1乃至ＵKのうちの一人のユーザが、他のユーザとは異なる操作（ここでは、同一の操作と見なすことができない程度の異なる操作）を行ったが、そのような操作による手術が成功した前例がある場合には、スレーブマニピュレータ６１の先端部４の動きは、他のユーザとは異なる操作を行った一人のユーザによる操作に従うことになる。
【０１５７】
その結果、例えば、ユーザＵ1乃至ＵKのうちの一人のユーザが、他のユーザに比較して、手術技術の熟練した、いわば名医である場合において、その名医であるユーザが、最新の手術技術に基づき、他のユーザと異なる操作をしたときには、スレーブマニピュレータ６１の先端部４は、その名医のユーザの操作に対応して動くことになる。
【０１５８】
従って、図１の手術システムでは、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれの操作に基づく姿勢パラメータによって、スーパドクタデータベース部６４における手術技術情報データベース２７の手術技術情報が、より良いものに更新されていく。さらに、スーパドクタデータベース部６４では、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれの操作に基づく姿勢パラメータと、手術技術情報から、スレーブマニピュレータ６１に提供する姿勢パラメータ（基準姿勢パラメータ）が生成され、スレーブマニピュレータ６１では、その基準姿勢パラメータにしたがって先端部４の姿勢が制御されることによって、患者の手術が行われる一方、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kでは、それぞれの操作と、基準姿勢パラメータとのずれを、いわば矯正するように、操作部９を操作するユーザＵ1乃至ＵKに負荷がかけられる。
【０１５９】
その結果、スレーブマニピュレータ６１では、多数のユーザとしての医者による技術と、過去の手術によって構築され、さらに更新されていく手術技術情報とに基づく、いわば最高レベルの手術が行われることになる。
【０１６０】
また、マスタマニピュレータ６２では、ユーザである獣医の操作が、実際の手術としての先端部４の動きに一致するように矯正されるので、ユーザである獣医の手術技術の向上を、短時間で図ることができる。
【０１６１】
即ち、図１の手術システムでは、図１１に示すように、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれの操作に基づいて、スーパドクタデータベース部６４の手術技術情報が、より良いものに更新されていき、さらに、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kにおいては、手術技術情報の、いわばフィードバックを受け、ユーザの操作が、手術技術情報に適合するように矯正される。
【０１６２】
従って、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれにおいては、それ単独の場合ではできなかった、ユーザである医者の技術を短時間で向上させるという高機能が実現されているということができるが、これは、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kと、スーパドクタデータベース部６４とが、図１１において点線で囲むように、まるで１つの装置であるかのようになって、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれの操作に基づいて、スーパドクタデータベース部６４の手術技術情報が、より良いものに更新されることにより、結果として、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれが、手術技術情報を、より良いものに更新するという処理を、互いに協調しながら分担することとなっているからである。
【０１６３】
これに対して、スーパドクタデータベース部６４が、単に、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれの操作内容を記憶し、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれにフィードバックするというだけでは、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれが、ユーザによる操作内容を、スーパドクタデータベース部６４に供給するという処理を、単に分担しているだけとなり、マスタマニピュレータ６２1乃至６２Kそれぞれにおいて、ユーザである獣医の技術を向上させるという高機能を実現することはできない。
【０１６４】
次に、図１２は、本発明を適用したデザインシステムの一実施の形態の構成例を示している。
【０１６５】
このデザインシステムは、デザイン用のマニピュレータシステムであり、擬似スレーブマニピュレータ４１、マスタマニピュレータ４２1乃至４２K、ネットワーク４３、およびスーパデザイナデータベース部４４から構成されている。
【０１６６】
擬似スレーブマニピュレータ４１は、ネットワーク４３を介して供給される信号に基づいて動作し、デザインの対象となっている物品に対して、所定のデザインを施す。なお、ここでは、例えば、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)を、デザインの対象とする。但し、デザインの対象は、ＰＤＡに限定されるものではない。
【０１６７】
マスタマニピュレータ４２kは、ユーザＵkの操作と、スーパデザイナデータベース部４４からネットワーク４３を介して供給される情報とに応じて作動する。また、マスタマニピュレータ４２kは、その作動の状態を検知し、その検知結果を、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４に送信する。
【０１６８】
なお、図１２の実施の形態では、Ｋ個のマスタマニピュレータ４２1乃至４２Kが設けられているが、以下、適宜、これらを特に区別する必要がない限り、マスタマニピュレータ４２と記載する。
【０１６９】
ネットワーク４３は、擬似スレーブマニピュレータ４１、マスタマニピュレータ４２1乃至４２K、スーパデザイナデータベース部４４それぞれの間での通信を可能とする。
【０１７０】
スーパデザイナデータベース部４４は、ネットワーク４３を介して供給されるマスタマニピュレータ４２の作動の状態を受信し、その状態に基づいて、デザインに関する情報を生成する。さらに、スーパデザイナデータベース部４４は、そのデザインに関する情報と、マスタマニピュレータ４２の状態に基づき、制御信号を生成し、ネットワーク４３を経由して、擬似スレーブマニピュレータ４１に供給することによって、擬似スレーブマニピュレータ４１を制御する。
【０１７１】
なお、図１２の実施の形態においては、擬似スレーブマニピュレータ４１は、実際の作業を行うマニピュレータではなく、マスタマニピュレータ４２にしたがって、仮想的に作業を行うマニピュレータとなっている。但し、擬似スレーブマニピュレータ４１は、実際の作業を行うマニピュレータとして構成することも可能である。
【０１７２】
次に、図１３は、図１２の擬似スレーブマニピュレータ４１の電気的構成例を示している。なお、図中、図５のスレーブマニピュレータ６１における場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０１７３】
擬似スレーブマニピュレータ部７７は、図５のスレーブマニピュレータ部３と擬似的に同一の機能を有するもので、例えば、CPUがプログラムを実行することにより実現される。そして、擬似スレーブマニピュレータ部７７は、スレーブマニピュレータ制御装置５１の制御にしたがい、デザインの対象に対して、各種の作用を仮想的に施す。
【０１７４】
即ち、擬似スレーブマニピュレータ部７７は、デザイン情報データベース７８に記憶されている、ＰＤＡのデザイン用のデータから特定される仮想的なＰＤＡに対して、スレーブマニピュレータ制御装置５１の制御にしたがい、仮想的な先端部（図２（Ａ）のスレーブマニピュレータ６１における先端部４Ｌと４Ｒに相当する）によって各種の処理を施す。
【０１７５】
また、擬似スレーブマニピュレータ部７７は、図５のスレーブマニピュレータ部３と同様に、仮想的なＰＤＡに対し、仮想的な先端部によって操作を施すことにより、その仮想的な先端部が、仮想的なＰＤＡから受ける力Ｆ1やトルクＴ1等に対応する信号、即ち、図５のスレーブマニピュレータ部３のセンサ７５の出力に対応する信号を計算し、制御機構部７３に供給する。
【０１７６】
デザイン情報データベース７８は、仮想的なＰＤＡの外観構成を特定するためのデータとしてのデザイン情報を記憶する。即ち、デザイン情報データベース７８は、マスタマニピュレータ４２1乃至４２KのユーザＵ1乃至ＵKそれぞれが、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kを操作することによってデザインしたＰＤＡのデザイン情報を記憶する。
【０１７７】
画像生成部７９は、擬似スレーブマニピュレータ部７７の内部データに基づいて、仮想的な先端部等の状態を表す画像データを生成する。さらに、画像生成部７９は、デザイン情報データベース７８に記憶されたデザイン情報から、仮想的なＰＤＡの画像データを生成する。そして、画像生成部７９は、仮想的な先端部等の画像データと、仮想的なＰＤＡの画像データとを合成し、これにより、擬似スレーブマニピュレータ部７７が実際のマニピュレータであり、実際のＰＤＡに対して作業を行っていれば、図５のスレーブマニピュレータ６１のカメラ６1乃至６5によって撮像されたであろう画像の画像データを生成する。この画像データは、画像生成部７９から入出力制御装置８０に供給される。
【０１７８】
入出力制御装置８０は、ネットワーク４３に接続されており、画像生成部７９から供給される画像データを、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４に送信する。また、入出力制御装置８０は、デザイン情報データベース７８に記憶された、ユーザＵ1乃至ＵKそれぞれがデザインしたＰＤＡについてのデザイン情報を、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４に送信する。
【０１７９】
次に、図１４は、図１２のマスタマニピュレータ４２の電気的構成例を示している。なお、図中、図６のマスタマニピュレータ６２と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。即ち、図１２のマスタマニピュレータ４２は、スピーカ１１が設けられていない他は、図６のマスタマニピュレータ６２と同様に構成されている。従って、図示しないが、マスタマニピュレータ４２の外観構成も、図２（Ｂ）に示したマスタマニピュレータ６２の外観構成と基本的に同一である。
【０１８０】
次に、図１５は、図１２のスーパデザイナデータベース部４４の構成例を示している。なお、図中、図７のスーパドクタデータベース部６４における場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０１８１】
デザイン情報登録部９１は、図１３の擬似スレーブマニピュレータ４１の入出力制御装置８０がネットワーク４３を介して送信してくる、デザイン情報データベース７８に記憶された、ユーザＵ1乃至ＵKそれぞれがデザインしたＰＤＡについてのデザイン情報を受信し、デザイン情報データベース９２に供給して登録する。なお、ユーザＵkがデザインしたＰＤＡについてのデザイン情報の、擬似スレーブマニピュレータ４１からスーパデザイナデータベース部４４への転送は、例えば、ユーザＵkが、自身のＰＤＡのデザインを登録するように、マスタマニピュレータ４２の操作部１２を操作することによって行われる。
【０１８２】
デザイン情報データベース９２は、デザイン情報登録部９１からのデザイン情報を記憶する。
【０１８３】
デザイン評価部９３は、デザイン情報データベース９２に記憶されたデザイン情報によって特定されるＰＤＡのデザインを、例えば外部からの情報に基づいて評価する。
【０１８４】
即ち、デザイン評価部９３は、例えば、デザイン情報データベース９２に記憶されたデザイン情報によって特定されるＰＤＡの外観構成を、インターネット上のＷｅｂページに公開して、人気投票を行い、その投票結果に基づいて、ＰＤＡのデザインを評価する。あるいは、また、デザイン評価部９３は、例えば、デザイン情報データベース９２に記憶されたデザイン情報によって特定されるＰＤＡが、既に商品化されて販売されている場合には、ネットワーク４３を介して、そのＰＤＡの販売個数を収集し、その販売個数に基づいて、ＰＤＡのデザインを評価する。なお、ＰＤＡのデザインについては、そのデザインに対する人気投票の投票数が多いほど、また、そのデザインのPDAの販売個数が多いほど、高い評価が与えられる。
【０１８５】
特異デザイン情報データベース９４は、姿勢パラメータ登録部２２から供給される特異デザイン情報を記憶し、流行デザイン情報データベース９５は、更新部２６から供給される流行デザイン情報を記憶する。
【０１８６】
ここで、流行デザイン情報とは、デザイン情報データベース９２に記憶されたデザイン情報のうち、デザイン評価部９３による評価が高いものを意味し、特異デザイン情報とは、流行デザイン情報から、いわばはずれたデザイン（以下、適宜、特異デザインという）のデザイン情報を意味する。
【０１８７】
次に、図１６は、図１３のデザイン情報データベース７８、図１５のデザイン情報データベース９２、特異デザイン情報データベース９４、流行デザイン情報データベース９５に記憶されるＰＤＡのデザイン情報の例を示している。
【０１８８】
ＰＤＡのデザイン情報としては、図１６（Ａ）に示すように、ＰＤＡの横の長さｐ１、縦の長さｐ２、ＰＤＡの表示部としてのＬＣＤの横の長さｐ３、その縦の長さｐ４、ＰＤＡの重心の位置ｐ６、ＰＤＡに設けられたボタンの位置ｐ７，ｐ８等を採用することができる。
【０１８９】
また、例えば、図１６（Ｂ）に示すように、ＰＤＡが円弧状の丸みを有する場合には、その円弧の半径ｐ９，ｐ１０，ｐ１１，ｐ１２等を、ＰＤＡのデザイン情報として採用することができる。
【０１９０】
次に、図１７のフローチャートを参照して、図１３の擬似スレーブマニピュレータ４１の処理について説明する。
【０１９１】
ステップＳ６１において、入出力制御装置８０は、画像生成部７９で生成された画像データの送信を開始する。
【０１９２】
即ち、マスタマニピュレータ４２k（図１４）のユーザＵkが、デザインを開始するように、操作パネル１２を操作すると、その操作に対応する操作信号（以下、適宜、開始信号という）が、入出力制御装置５４から、ネットワーク４３を介して、擬似スレーブマニピュレータ４１とスーパデザイナデータベース部４４に送信される。
【０１９３】
マスタマニピュレータ４２kからの開始信号は、擬似スレーブマニピュレータ４１の入出力制御装置８０で受信され、この場合、入出力制御装置８０は、ユーザＵk用の画像データを生成するように、画像生成部７９に指令する。これにより、画像生成部７９は、ユーザＵk用に、画像データの生成を開始し、入出力制御装置８０は、そのユーザＵk用に生成された画像データ（以下、適宜、ユーザＵk用の画像データという）の送信を開始する。なお、この画像データの送信は、その後、例えば、マスタマニピュレータ４２k（図１４）の操作パネル１２が、その送信を停止するように操作されるまで続行される。
【０１９４】
さらに、ステップＳ６１では、スレーブマニピュレータ制御装置５１が、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部の姿勢パラメータを、スーパデザイナデータベース部４４に送信する。
【０１９５】
即ち、スレーブマニピュレータ制御装置５１において、制御機構部７３は、擬似スレーブマニピュレータ部７７が出力する仮想的な先端部等の状態に関する信号（以下、適宜、状態信号という）を受信して、制御部７１に供給する。制御部７１は、制御機構部７３から供給される状態信号に基づいて、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部の姿勢パラメータを求め、通信部７４に供給する。通信部７４は、制御部７１からの姿勢パラメータを、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４に送信する。
【０１９６】
その後、後述するように、スーパデザイナデータベース部４４から、ネットワーク４３を介して、姿勢パラメータが送信されてくるので、スレーブマニピュレータ制御装置５１の通信部７４は、スーパドクタデータベース部６４から姿勢パラメータが送信されてくるのを待って、ステップＳ６２に進み、その姿勢パラメータを受信する。
【０１９７】
この姿勢パラメータは、通信部７４から制御部７１に供給され、制御部７１は、ステップＳ６３において、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部が、その姿勢パラメータに対応する姿勢をとるように、擬似スレーブマニピュレータ部７７を制御する。
【０１９８】
具体的には、スレーブマニピュレータ制御装置５１の制御部７１は、通信部７４からの姿勢パラメータを、姿勢遷移機構部７２に供給する。姿勢遷移機構部７２は、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部の姿勢を、現在の姿勢から、制御部７１から供給された姿勢パラメータに対応する姿勢に遷移させるための姿勢遷移情報を生成し、制御機構部７３に供給する。
【０１９９】
制御機構部７３は、姿勢遷移機構部７２からの姿勢遷移情報に従って制御信号を生成し、これを、擬似スレーブマニピュレータ部７７に送出する。擬似スレーブマニピュレータ部７７は、制御機構部７３からの制御信号に従って、仮想的な先端部の姿勢を変化させ、通信部７４で受信された姿勢パラメータに対応する姿勢をとらせる。
【０２００】
そして、ステップＳ６４に進み、スレーブマニピュレータ制御装置５１は、ステップＳ６３での制御で、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部が姿勢を変化させることで、仮想的な先端部が外部（デザインの対象である仮想的なＰＤＡ）から受けた力Ｆ1とトルクＴ1を、その仮想的な先端部の姿勢パラメータとともに、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４に送信する。
【０２０１】
即ち、スレーブマニピュレータ制御装置５１において、制御機構部７３は、擬似スレーブマニピュレータ部７７が出力する状態信号を、制御部７１に供給し、制御部７１は、その状態信号から、仮想的な先端部が外部から受けた力Ｆ1とトルクＴ1、および仮想的な先端部の姿勢パラメータを算出する。さらに、制御部７１は、この力Ｆ1とトルクＴ1、および姿勢パラメータを、通信部７４に供給し、通信部７４は、その力Ｆ1とトルクＴ1、および姿勢パラメータを、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４に送信する。
【０２０２】
その後は、ステップＳ６２に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【０２０３】
従って、擬似スレーブマニピュレータ４１においては、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部が、スーパデザイナデータベース部４４から送信されてくる姿勢パラメータに対応する姿勢に変化していくことによって、ＰＤＡに対してデザインが施される。
【０２０４】
なお、ステップＳ６４においては、例えば、ＰＤＡが、模型用の材料として用いられる発泡プラスチックやＡＢＳ(Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂等で構成されているとして、力Ｆ1とトルクＴ1を計算するようにすることができる。
【０２０５】
次に、図１８のフローチャートを参照して、図１４のマスタマニピュレータ４２の処理について説明する。
【０２０６】
後述するように、スーパデザイナデータベース部４４は、擬似スレーブマニピュレータ４１から送信されてくる画像データを、ネットワーク４３を介して、マスタマニピュレータ４２に送信してくるので、ステップＳ７１では、その画像データの受信が開始される。
【０２０７】
即ち、ステップＳ７１では、入出力制御装置５４は、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４から送信されてくる画像データを受信し、画像データを、モニタ１０に供給する。これにより、モニタ１０には、擬似スレーブマニピュレータ部７７（図１３）がＰＤＡに対して処理を施している様子を表す画像が表示される。
【０２０８】
さらに、後述するように、スーパデザイナデータベース部４４は、擬似スレーブマニピュレータ４１から送信されてくる、仮想的な先端部の姿勢パラメータを、ネットワーク４３を介して、マスタマニピュレータ４２に送信してくるので、ステップＳ７１では、マスタマニピュレータ制御装置５３は、その姿勢パラメータを受信し、その姿勢パラメータに基づいて、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢を制御する。
【０２０９】
即ち、マスタマニピュレータ制御装置５３において、通信部８４は、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４から送信されてくる、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部の姿勢パラメータを受信し、制御部８１に供給する。制御部８１は、通信部８４からの姿勢パラメータを受信し、姿勢遷移機構部８２に供給する。姿勢遷移機構部８２は、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢を、現在の姿勢から、制御部８１から供給された姿勢パラメータに対応する姿勢に遷移させるための姿勢遷移情報を生成し、制御機構部８３に供給する。制御機構部８３は、姿勢遷移機構部８２からの姿勢遷移情報に従って制御信号を生成し、これを、マスタマニピュレータ部８に送出する。マスタマニピュレータ部８のアクチュエータ８６は、この制御信号に従って駆動し、これにより、操作部９は、その姿勢を変化させ、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部の姿勢と同一の姿勢をとる。
【０２１０】
その後、ステップＳ７２において、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢パラメータが、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４に送信される。
【０２１１】
具体的には、マスタマニピュレータ制御装置５３において、制御機構部８３は、マスタマニピュレータ部８のセンサ８５の出力を受信し、制御部８１に供給する。制御部８１は、センサ８５の出力から、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢パラメータを算出し、通信部８４に供給する。通信部８４は、制御部８１からの操作部９の姿勢パラメータを、ネットワーク４３を介して、スーパデザイナデータベース部４４に送信する。
【０２１２】
このステップＳ７２の処理によって、ユーザの操作によって変化したマスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢を表す姿勢パラメータが、スーパデザイナデータベース部４４に送信される。
【０２１３】
そして、ステップＳ７３に進み、マスタマニピュレータ制御装置５３の通信部８４は、ネットワーク４３を介してスーパデザイナデータベース部４４から送信されてくる、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部の姿勢パラメータを、基準姿勢パラメータとして受信し、ステップＳ７４に進む。ステップＳ７４では、マスタマニピュレータ制御装置５３の通信部８４は、スーパデザイナデータベース部４４から、仮想的な先端部の姿勢パラメータとともに送信されてくる、仮想的な先端部が外部から受けた力Ｆ1とトルクＴ1を受信する。この仮想的な先端部についての姿勢パラメータ、および力Ｆ1とトルクＴ1は、通信部８４から制御部８１に供給され、ステップＳ７４からＳ７５に進む。
【０２１４】
ステップＳ７５では、制御部８１は、ステップＳ７２で取得（算出）した操作部９の姿勢パラメータと、ステップＳ７３で取得（受信）した基準姿勢パラメータの差を算出し、ステップＳ７６に進む。
【０２１５】
ステップＳ７６では、制御部８１は、ステップＳ７５で算出した、操作部９の姿勢パラメータと基準姿勢パラメータとの差（ずれ）の大きさに比例した大きさで、ずれの方向とは逆方向の力Ｆ2とトルクＴ2を算出し、ステップＳ７７に進む。
【０２１６】
ステップＳ７７では、制御部８１は、ステップＳ７６で算出した力Ｆ2とトルクＴ2のそれぞれに、ステップＳ７４で取得した力Ｆ1およびトルクＴ1に比例する力とトルクを加算し、操作部９を操作するユーザＵに知覚させる力ＦoおよびトルクＴoを算出する。すなわち、制御部８１は、例えば、上述の式（１）に従って、力ＦoおよびトルクＴoを算出する。
【０２１７】
その後、ステップＳ７８において、マスタマニピュレータ部８の操作部９を操作するユーザＵkに、ステップＳ７７で算出された力ＦoとトルクＴoを知覚させるように、マスタマニピュレータ部８が制御される。
【０２１８】
即ち、制御部８１は、ステップＳ７３で得た基準姿勢パラメータと、ステップＳ７６で得た力ＦoおよびトルクＴoを、姿勢遷移機構部８２に供給する。姿勢遷移機構部８２は、マスタマニピュレータ部８の操作部９の姿勢を、現在の姿勢から、制御部８１から供給された基準姿勢パラメータに対応する姿勢に遷移させるための姿勢遷移情報であって、さらに、力ＦoおよびトルクＴoをユーザに知覚させることのできる加速度（上述したように、角加速度を含む）の情報を含むものを生成し、制御機構部８３に供給する。制御機構部８３は、姿勢遷移機構部８２からの姿勢遷移情報に従って制御信号を生成し、これを、マスタマニピュレータ部８に送出する。マスタマニピュレータ部８のアクチュエータ８６は、この制御信号に従って駆動し、これにより、操作部９は、その姿勢を、所定の加速度で変化させることにより、ユーザＵに力ＦoおよびトルクＴoを知覚させながら、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部の姿勢と同一の姿勢をとる。
【０２１９】
その後は、ステップＳ７２に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【０２２０】
以上のように、ユーザＵに知覚させる力ＦoおよびトルクＴoを、ステップＳ７５で算出されたずれの大きさに比例した大きさで、ずれの方向とは逆方向の力Ｆ2とトルクＴ2と、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部が受けたに力Ｆ1とトルクＴ1に比例する力とトルクとが加算されたものとするようにしたので、ユーザＵに、操作部９の姿勢パラメータと基準姿勢パラメータとのずれ、および擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部が受ける反力を意識させることができる。
【０２２１】
従って、ユーザＵkは、マスタマニピュレータ部８の操作部９を、基準姿勢パラメータに対応する姿勢と異なる姿勢にするように操作した場合には、その姿勢の異なり具合が大きいほど、大きな反力を受けるので、自身の操作が、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部が実際にとった姿勢とどの程度異なるかを、いわば感覚的に認識することができる。
【０２２２】
次に、図１９のフローチャートを参照して、図１５のスーパデザイナデータベース部４４の処理について説明する。なお、スーパデザイナデータベース部４４は、開始信号を送信してきたマスタマニピュレータ４２kごとに、そのマスタマニピュレータ４２kと擬似スレーブマニピュレータ４１を制御する処理として、図１５のフローチャートに従った処理（以下、適宜、制御処理という）を行う。従って、擬似スレーブマニピュレータ４１でも、開始信号を送信したマスタマニピュレータ４２kごとに対して、上述の処理が行われる。
【０２２３】
まず最初に、ステップＳ９１において、入出力制御装置２１は、擬似スレーブマニピュレータ４１からの画像データの受信と、その画像データのマスタマニピュレータ４２kへの送信を開始する。
【０２２４】
即ち、図１７で説明したように、ステップＳ６１において、擬似スレーブマニピュレータ４１（図１３）は、画像データの、スーパデザイナデータベース部４４への送信を開始するので、スーパデザイナデータベース部４４の入出力制御装置２１は、そのようにして擬似スレーブマニピュレータ４１からネットワーク４３を介して送信されてくる画像データの受信を開始する。
【０２２５】
さらに、入出力制御装置２１は、擬似スレーブマニピュレータ４１から受信した画像データの、マスタマニピュレータ４２kへの送信を開始する。ここで、マスタマニピュレータ４２では、このようにして、入出力制御装置２１から送信される画像データの受信が、上述の図１８のステップＳ７１で開始される。
【０２２６】
また、ステップＳ９１では、入出力制御装置２１は、図１７のステップＳ６１において擬似スレーブマニピュレータ４１から送信されてくる姿勢パラメータ（擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部の姿勢パラメータ）を受信し、その姿勢パラメータを、基準姿勢パラメータとして、マスタマニピュレータ４２kに送信する。ここで、この基準姿勢パラメータは、マスタマニピュレータ４２kにおいて、上述の図１８のステップＳ７１で受信され、これにより、操作部９（マスタマニピュレータ部８の操作部９）は、その基準パラメータに対応する姿勢、即ち、擬似スレーブマニピュレータ部７７の仮想的な先端部の姿勢と同一の姿勢をとる。
【０２２７】
その後、ステップＳ９２に進み、入出力制御装置２１は、擬似スレーブマニピュレータ４１から、その仮想的な先端部についての姿勢パラメータと、力Ｆ1およびトルクＴ1が、図１７のステップＳ６４で送信されてくるのを待って受信し、その姿勢パラメータを基準姿勢パラメータとして、力Ｆ1およびトルクＴ1とともに、マスタマニピュレータ４２kに送信する。ここで、マスタマニピュレータ４２kでは、仮想的な先端部について姿勢パラメータは、図１８のステップＳ７３で受信され、仮想的な先端部についての力Ｆ1およびトルクＴ1は、図１８のステップＳ７４で受信される。
【０２２８】
そして、ステップＳ９３に進み、入出力制御装置２１は、マスタマニピュレータ４２kが図１８のステップＳ７２で送信してくる操作部９の姿勢パラメータを受信し、姿勢パラメータ制御部２８に供給して、ステップＳ９４に進む。
【０２２９】
ステップＳ９４では、姿勢パラメータ制御部２８は、検索部２９に流行デザイン情報データベース９５を検索させることにより、ステップＳ９３でマスタマニピュレータ４２kから受信した姿勢パラメータによるデザインを制限するような流行デザイン情報が、流行デザイン情報データベース９５に登録されているかどうかを判定する。
【０２３０】
ステップＳ９４において、マスタマニピュレータ４２kからの姿勢パラメータによるデザインを制限するような流行デザイン情報が、流行デザイン情報データベース９５に登録されていないと判定された場合、即ち、姿勢パラメータによるデザインが、流行デザイン情報が表す、流行しているデザインから、それほどはずれるもの（特異デザイン）ではない場合、ステップＳ９９に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、マスタマニピュレータ４２kからの姿勢パラメータを、入出力制御装置２１に供給し、入出力制御装置２１は、姿勢パラメータ制御部２８からの姿勢パラメータを、擬似スレーブマニピュレータ４１に送信する。その後、ステップＳ９２に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【０２３１】
従って、この場合、擬似スレーブマニピュレータ４１の仮想的な先端部の動きは、マスタマニピュレータ４２kのユーザＵkによる操作に従うことなる。
【０２３２】
一方、ステップＳ９４において、マスタマニピュレータ４２kからの姿勢パラメータによるデザインを制限するような流行デザイン情報が、流行デザイン情報データベース９５に登録されていると判定された場合、即ち、姿勢パラメータによるデザインが、流行デザイン情報が表す、流行しているデザインからはずれるもの（特異デザイン）である場合（現在の流行からすれば、突飛なデザインである場合）、ステップＳ９５に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、姿勢パラメータ登録部２２を制御することにより、マスタマニピュレータ４２kからの姿勢パラメータによる特異デザインを表す特異デザイン情報を、特異デザイン情報データベース９４に登録させ、ステップＳ９６に進む。
【０２３３】
ステップＳ９６では、更新部２６が、直前のステップＳ９５で特異デザイン情報データベース９４に登録された特異デザイン情報（以下、適宜、直前特異デザイン情報という）の頻度が所定の閾値より大であるかどうかを判定する。
【０２３４】
ステップＳ９６において、直前特異デザイン情報の頻度が所定の閾値より大でないと判定された場合、即ち、直前特異デザイン情報が表す特異デザインを施すような操作が、１以上のユーザによってそれほど行われていない場合、ステップＳ９７に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、マスタマニピュレータ４２kからの姿勢パラメータを、その姿勢パラメータによるデザインを制限する流行デザイン情報に基づいて修正し、その流行デザイン情報による制限の範囲内のものとする。そして、ステップＳ９９に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、修正後の姿勢パラメータを、入出力制御装置２１を介して、擬似スレーブマニピュレータ４１に送信して、ステップＳ９２に戻り、以下、同様の処理を繰り返す。
【０２３５】
従って、この場合、擬似スレーブマニピュレータ４１の仮想的な先端部の動きは、マスタマニピュレータ４２kのユーザＵkによる操作を流行デザイン情報に基づいて修正したもの、つまり、ユーザが行おうとした突飛なデザイン（特異デザイン）を、流行のデザインからあまりかけ離れたものとならないように修正したものに従うことなる。ここで、上述のように、擬似スレーブマニピュレータ４１の仮想的な先端部を動かそうとするマスタマニピュレータ４２kのユーザＵkによる操作は、流行デザイン情報によって制限されることから、流行デザイン情報は、マスタマニピュレータ４２kの動きの基準となる情報ということができる。
【０２３６】
一方、ステップＳ９６において、直前特異デザイン情報の頻度が大であると判定された場合、即ち、直前特異デザイン情報が表す特異デザインを施すような操作が、１以上のユーザによって多数行われ（多数のユーザによって行われた場合と、ユーザによって多数回行われた場合の両方を含む）、その結果、現在の流行が、直前特異デザイン情報が表すデザインに変化してきたと推測される場合、ステップＳ９８に進み、更新部２６は、直前特異デザイン情報を、特異デザイン情報データベース９４から読み出し、流行デザイン情報として、流行デザイン情報データベース９５に転送して追加記憶させる。
【０２３７】
その後は、ステップＳ９９に進み、姿勢パラメータ制御部２８は、マスタマニピュレータ４２kからの姿勢パラメータを、入出力制御装置２１に供給し、入出力制御装置２１は、姿勢パラメータ制御部２８からの姿勢パラメータを、擬似スレーブマニピュレータ４１に送信する。その後、ステップＳ９２に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【０２３８】
従って、この場合、擬似スレーブマニピュレータ４１の仮想的な先端部の動きは、マスタマニピュレータ４２kのユーザＵkによる操作に従うことなる。
【０２３９】
図１９のフローチャートにしたがった処理によれば、マスタマニピュレータ４２kからの姿勢パラメータによるデザインが、流行デザイン情報が表す、流行しているデザインからはずれる特異デザインである場合（現在の流行からすれば、突飛なデザインである場合）、最初のうちは、そのような特異デザインを行おうとする操作は、流行デザイン情報に基づいて修正される。しかしながら、最初は、特異デザインであっても、その特異デザインを施すような操作が多数行われた場合には、特異デザインが多数に受け入れられ、現在の流行が、その特異デザインに変化したと推測される。そこで、この場合には、流行デザイン情報データベース９５に、その特異デザイン情報が、流行デザイン情報として追加記憶され、さらに、そのような特異デザインを施そうとするユーザの操作も、流行デザイン情報によって制限（修正）されないようになる。
【０２４０】
その結果、擬似スレーブマニピュレータ４１の仮想的な先端部は、最初は、特異デザインを施すような操作に従わなかったのが、その特異デザインが多数に認知されてくると、その特異デザインを施す操作に従って動くようになる。即ち、例えば、図１６（Ａ）に示したようなＰＤＡのデザインが流行している場合において、図１６（Ｂ）に示したようなＰＤＡのデザインを施すように、マスタマニピュレータ４２を操作しても、最初のうちは、その操作が制限されるが、そのような操作が多数行われていくうちに、その操作が制限されなくなり、図１６（Ｂ）のＰＤＡのデザインを施すことが可能になっていく。
【０２４１】
以上のように、図１２のデザインシステムでは、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kを操作するユーザＵ1乃至ＵKそれぞれによって行われるデザインに基づいて、流行デザイン情報データベース９５の更新（上述の場合には、特異デザイン情報の追加記憶）が行われるが、さらに、このデザインシステムでは、外部の一般ユーザによる評価にも基づいて、流行デザイン情報データベース９５の更新が行われるようになっている。
【０２４２】
そこで、図２０のフローチャートを参照して、外部の一般ユーザによる評価に基づく、流行デザイン情報データベース９５の更新処理について説明する。
【０２４３】
まず最初に、ステップＳ１１１において、デザイン評価部９３は、デザイン情報登録部９１によってデザイン情報データベース９２に登録されたデザイン情報によるデザインを評価する評価情報を収集する。
【０２４４】
即ち、デザイン評価部９３は、例えば、デザイン情報データベース９２に記憶されたデザイン情報を公開しているＷｅｂページについて、一般ユーザが行ったデザイン情報の人気投票結果を、評価情報として、ネットワーク４３を介して収集する。また、デザイン評価部９３は、デザイン情報データベース９２に記憶されたデザイン情報によって特定されるＰＤＡの販売個数を、評価情報として、ネットワーク４３を介して収集する。
【０２４５】
そして、ステップＳ１１２に進み、デザイン評価部９３は、デザイン情報データベース９２に記憶されているデザイン情報それぞれに対し、ステップＳ１１１で収集した評価情報に基づき、評価値を計算し、その評価値によって、デザイン情報データベース９２を更新する。
【０２４６】
即ち、デザイン情報データベース９２には、デザイン情報が、前回の更新処理で得られた評価値（以下、適宜、前回の評価値という）と対応付けられて記憶されており、ステップＳ１１２では、デザイン情報について新たに計算された評価値（以下、適宜、今回の評価値という）によって、各デザイン情報に対応付けられている評価値（前回の評価値）が更新される。
【０２４７】
ここで、評価値は、例えば、０以上の値で、その値が大きいほど、評価の程度が高いものとする。
【０２４８】
その後、ステップＳ１１３に進み、更新部２６は、評価値が所定の閾値ε1以上で、かつ評価値の変化の割合が閾値＋ε2以上のデザイン情報が、デザイン情報データベース９２に登録されているかどうかを判定する。
【０２４９】
ステップＳ１１３において、評価値が所定の閾値ε1以上で、かつ評価値の変化の割合が＋ε2以上のデザイン情報が、デザイン情報データベース９２に登録されていると判定された場合、即ち、評価値自体が大きく、さらに、評価値の変化（伸び）も大きいデザイン情報（以下、適宜、人気デザイン情報という）が存在する場合、ステップＳ１１４に進み、更新部２６は、その人気デザイン情報が、流行デザイン情報として、流行デザイン情報データベース９５に既に登録されているかどうかを判定する。
【０２５０】
ステップＳ１１４において、人気デザイン情報が、流行デザイン情報として、流行デザイン情報データベース９５に既に登録されていると判定された場合、ステップＳ１１１に戻り、以下、同様の処理を繰り返す。
【０２５１】
また、ステップＳ１１４において、人気デザイン情報が、流行デザイン情報データベース９５に登録されていないと判定された場合、ステップＳ１１５に進み、更新部２６は、デザイン情報データベース９２から、人気デザイン情報を読み出し、流行デザイン情報として、流行デザイン情報データベース９５に供給して追加記憶させ、これにより、流行デザイン情報データベース９５を更新して、ステップＳ１１１に戻る。
【０２５２】
一方、ステップＳ１１３において、評価値が所定の閾値ε1以上で、かつ評価値の変化の割合が＋ε2以上のデザイン情報が、デザイン情報データベース９２に登録されていないと判定された場合、即ち、人気デザイン情報が存在しない場合、ステップＳ１１６に進み、更新部２６は、評価値の変化の割合が所定の閾値ε3回以上続けて０以下になっているデザイン情報が、デザイン情報データベース９２に登録されているかどうかを判定する。
【０２５３】
ステップＳ１１６において、評価値の変化の割合が所定の閾値ε3回以上続けて０以下になっているデザイン情報が存在すると判定された場合、即ち、評価値が変化しないか、または下降する一方のデザイン情報（以下、適宜、不人気デザイン情報という）が存在する場合、ステップＳ１１７に進み、更新部２６は、不人気デザイン情報が、流行デザイン情報として、流行デザイン情報データベース９５に登録されているかどうかを判定する。
【０２５４】
ステップＳ１１７において、不人気デザイン情報が、流行デザイン情報として、流行デザイン情報データベース９５に登録されていると判定された場合、ステップＳ１１８に進み、更新部２６は、その流行デザイン情報としての不人気デザイン情報を、流行デザイン情報データベース９５から削除し、これにより、流行デザイン情報データベース９５を更新して、ステップＳ１１１に戻る。
【０２５５】
また、ステップＳ１１７において、不人気デザイン情報が、流行デザイン情報データベース９５に登録されていないと判定された場合、ステップＳ１１８をスキップして、ステップＳ１１１に戻る。
【０２５６】
以上のように、図１２のデザインシステムでは、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kそれぞれの操作に基づく姿勢パラメータによって、スーパデザイナデータベース部４４における流行デザイン情報データベース９５の流行デザイン情報が、より良いもの（現在の流行にあったデザイン）に更新されていく。さらに、スーパデザイナデータベース部４４における流行デザイン情報データベース９５の流行デザイン情報は、外部のユーザによる評価にも基づいて、より良いものに更新されていく。さらに、スーパデザイナデータベース部４４では、マスタマニピュレータ４２kの操作に基づく姿勢パラメータと、流行デザイン情報から、擬似スレーブマニピュレータ４１に提供する姿勢パラメータ（基準姿勢パラメータ）が生成され、擬似スレーブマニピュレータ４１では、その基準姿勢パラメータにしたがって仮想的な先端部の姿勢が制御されることによって、デザインが施される一方、マスタマニピュレータ４２kでは、そのユーザＵkの操作と、基準姿勢パラメータとのずれを、いわば矯正するように、操作部９を操作するユーザＵkに負荷がかけられる。
【０２５７】
その結果、擬似スレーブマニピュレータ４１では、ユーザＵkのデザインセンスと、その他の多数のユーザのデザインセンスから構築され、更新されていく流行デザイン情報とに基づく、いわば流行に沿ったデザインが施されることになる。
【０２５８】
また、マスタマニピュレータ４２kでは、ユーザＵkの操作が、流行デザイン情報に基づいて矯正されるので、ユーザＵkのデザイン技術の向上を短時間で図ることができる。
【０２５９】
ここで、図１２のデザインシステムでは、図２１に示すように、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kそれぞれの操作に基づいて、スーパデザイナデータベース部４４の流行デザイン情報が、より良いものに更新されていき、さらに、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kにおいては、流行デザイン情報の、いわばフィードバックを受け、ユーザの操作が、流行デザイン情報に適合するように矯正される。
【０２６０】
従って、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kそれぞれにおいては、それ単独の場合ではできなかった、ユーザＵ1乃至ＵKそれぞれのデザイン技術を向上させるという高機能が実現されているということができるが、これは、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kと、スーパデザイナデータベース部４４とが、図２１において点線で囲むように、まるで１つの装置であるかのようになって、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kそれぞれの操作に基づいて、スーパデザイナデータベース部４４の流行デザイン情報が、より良いものに更新されることにより、結果として、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kそれぞれが、流行デザイン情報を、より良いものに更新するという処理を、互いに協調しながら分担することとなっているからである。
【０２６１】
これに対して、スーパデザイナデータベース部４４が、単に、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kそれぞれの操作内容を記憶し、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kそれぞれにフィードバックするというだけでは、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kそれぞれが、ユーザによる操作内容を、スーパデザイナデータベース部４４に供給するという処理を、単に分担しているだけとなり、マスタマニピュレータ４２1乃至４２Kそれぞれにおいて、ユーザＵ1乃至ＵKのデザイン技術を向上させるという高機能を実現することはできない。
【０２６２】
次に、図２２は、全方位カメラである図５のカメラ６5の構成例を示している。
【０２６３】
カメラ６5は、集光部２０２が、撮像部２０３の上部に配置された支持体２０１によって支持されることによって構成されており、集光部２０２の周囲３６０度の方向を撮像することができるようになっている。
【０２６４】
支持体２０１は、ガラスなどの反射率の低い透明材料からなり、ガラス面での光の屈折を最小化するために、入射光がガラス面と直交するように、集光部２０２の後述する焦点を中心とした球面になっている。
【０２６５】
集光部２０２には、双曲面形状をしており、支持体２０１を介して入射する周囲の光を、撮像部２０３の方向に反射する。
【０２６６】
撮像部２０３は、例えば、ＣＣＤ等の光電変換素子で構成され、そこに入射する光を電気信号としての画像データに変換する。この撮像部２０３で得られる画像データが、カメラ６5の出力となる。
【０２６７】
ここで、カメラ６5としての全方位カメラの構成や集光の原理については、例えば、「移動ロボット用全方位視覚センサの開発」、自動化技術第２９巻第６号（１９９７年）（以下、適宜、文献１という）に開示されているため、ここでは、簡単に説明する。
【０２６８】
図２３は、図２２の全方位カメラによって撮像された画像データの例を示している。
【０２６９】
全方位カメラにおいては、その周囲３６０度の方向が撮像され、自身を中心とする全方位の画像が得られる。ここで、この全方位カメラで得られる全方位の画像（データ）を、以下、適宜、全方位画像（データ）という。
【０２７０】
全方位カメラで得られる全方位画像データは、中心点Ｃ１を中心とする２つの円の円周Ｆ１とＦ２によって区分される。なお、図２３では、円周Ｆ１の方が、円周Ｆ２よりも半径が大きいものとなっている。
【０２７１】
即ち、全方位画像データは、大きい円周Ｆ１の内側で、かつ小さい円周Ｆ２の外側になっている領域Ｒ１、大きい円周Ｆ１の外側の領域Ｒ２、小さい円周Ｒ２に囲まれた領域（内側の領域）Ｒ３から構成される。
【０２７２】
以上の３つの領域Ｒ１乃至Ｒ３のうち、領域Ｒ１においては、集光部２０２で反射された、周囲からの光に対応する画像データが撮像されており、領域Ｒ２においては、集光部２０２の外側の部分（集光部２０２で反射されずに、撮像部２０３に直接入射する光）が撮像されている。また、領域Ｒ３には、撮像部２０３自身が撮像されている。
【０２７３】
さらに、図２３の実施の形態では、領域Ｒ１には、複数の建物が撮像されているが、大きい円の円周Ｆ１に近い方向に、建物の上部が撮像され、小さい円の円周Ｆ２に近い方向に、建物の下部が撮像されている。
【０２７４】
次に、図２４を参照して、図２２の集光部２０２を構成する双曲面について説明する。
【０２７５】
集光部２０２は、双曲面の一部により構成されており、双曲面の軸に対して垂直な面により、双曲面を切断して得られる双曲面の凸型先頭部の凸状面に、鏡面を形成したものとなっている
【０２７６】
集光部２０２には、双曲面の１つである二葉双曲面を用いることができ、二葉双曲面は、図２４に示すように、双曲線を軸（Ｚ軸）回りに回転して得られる曲面であり、Ｚ＞０の領域に存在する下に凸の双曲面Ｈ１と、Ｚ＜０の領域に存在する上に凸の双曲面Ｈ２から構成される。
【０２７７】
集光部２０２には、二葉の双曲面Ｈ１とＨ２のうち、Ｚ＞０の領域にある双曲面Ｈ１を利用する。なお、以下、適宜、Ｚ軸を、双曲線の中心軸または単に軸ともいう。
【０２７８】
図２４に示したＸ，Ｙ，Ｚの３次元直交座標系において、二葉双曲面Ｈ１とＨ２は、式（２）で示される。
【０２７９】
【数２】
0004123760.tif 000004
0004123760.tif 000005
【０２８０】
ここで、式（２）において、定数ａとｂは、双曲面Ｈ１およびＨ２の形状を定義する定数である。即ち、定数ｂは、原点Ｏから、双曲面Ｈ１（Ｈ２）とＺ軸との交点までの距離を表す。また、定数ａは、その交点を通る、ＸＹ平面と平行な平面と、双曲面Ｈ１（Ｈ２）の漸近面Ａ１との交線が描く円の半径を表す。
【０２８１】
さらに、式（２）において、定数ｃは、双曲面Ｈ１およびＨ２の焦点の位置を定義する定数である。即ち、Ｚ軸上の＋ｃの位置（０，０，＋ｃ）が、双曲面Ｈ２の焦点ｆ１となり、Ｚ軸上の−ｃの位置（０，０，−ｃ）が、双曲面Ｈ１の焦点ｆ２となる。
【０２８２】
なお、定数ａ，ｂ，ｃは、次式で示される関係を有する。
【０２８３】
【数３】
0004123760.tif 000006
0004123760.tif 000007
【０２８４】
集光部２０２が、図２４で説明したような双曲面Ｈ１で構成されるとした場合、撮像部２０３は、図２５に示すように、そのレンズの中心軸がＺ軸に一致し、かつ、レンズ中心が、双曲面Ｈ１の焦点ｆ２に一致するように配置される。
【０２８５】
次に、撮像部２０３が出力する全方位画像データは、上述の図２３に示したようなものとなるが、いま、この全方位画像データについて、図２６に示すように、その左上の点を原点Ｏとするとともに、左から右方向にｘ軸をとり、上から下方向にｙ軸をとった２次元直交座標系を定義する。
【０２８６】
この場合、円周Ｆ１の円および円周Ｆ２の円の中心点Ｃ１の座標を（Ｘ0  、Ｙ0  ）とするとともに、円周Ｆ１の円の半径をｒF1とし、円周Ｆ２の円の半径をｒF2とすると、円周Ｆ１の外側の領域Ｒ２を構成する点（ｘ，ｙ）は、式（４）により表され、円周Ｆ２の内側の領域Ｒ３を構成する点（ｘ，ｙ）は、式（５）により表される。
【０２８７】
【数４】
0004123760.tif 000008
0004123760.tif 000009
【０２８８】
【数５】
0004123760.tif 000010
0004123760.tif 000011
【０２８９】
全方位画像データを処理する場合には、その前処理として、式（４）で表される領域Ｒ２を構成する画素値と、式（５）で表される領域Ｒ３を構成する画素値が、例えば、０に変換される。
【０２９０】
ここで、この画素値の変換にあたっては、中心点Ｃ１の座標（Ｘ0  、Ｙ0  ）、並びに半径ｒF1およびｒF2が必要となるが、これらの情報は、全方位カメラであるカメラ６5が出力する。
【０２９１】
なお、ここでは、説明を簡単にするため、露出時間や、絞り、ズーム等は、固定であるとする。
【０２９２】
ところで、図２３や図２６に示した領域Ｒ１の画像データである全方位画像データについては、所望の被写体が表示されている部分等の、全方位画像データの一部分だけが必要な場合があり、この場合、その一部分が、全方位画像データから切り出されるが、この切り出しは、図２７に示すように行われる。
【０２９３】
即ち、中心点Ｃ１を通る半径方向の２つの直線Ｌc1とＬc2に囲まれ、かつ中心点Ｃ１を中心とする２つの円の円周Ｆc1とＦc2に囲まれる略扇形の領域Ｒ１１の画像データが切り出される。
【０２９４】
次に、全方位画像データは、図２３や図２６に示したように、中心点Ｃ１に近づくほど狭まったものとなり、逆に、中心点Ｃ１から遠ざかるほど広がったものとなるような歪みを有する。このことは、全方位画像データから切り出された図２７の略扇形の画像データについても同様であり、このようは歪みのある画像データは、表示等するにあたって、歪みのないものに変換する必要がある。
【０２９５】
全方位カメラが出力する、上述のような全方位画像データの歪みは、中心点Ｃ１を通る円の円周方向の歪みと、半径方向の歪みとに分けて考えることができる。
【０２９６】
そこで、まず円周方向の歪みを考えてみると、図２３や図２６の全方位画像データの、中心点Ｃ１を中心とするある円の円周上においては、スケールが一定であり、従って、歪みはない。
【０２９７】
即ち、図２８は、Ｚ軸方向から見た集光部２０２としての双曲面Ｈ１を示している。
【０２９８】
図２８では、被写体上のある点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から、Ｚ軸に向かい、Ｘ軸（ＸＺ平面）と角度θをつくるように、光線ｒが入射している。この光線ｒは、双曲面Ｈ１で反射され、後述する図２９に図示してある撮像部２０３の受光面（画像面）Ａ３上の点ｐ（ｘ，ｙ）に到達する。そして、この場合、点ｐ（ｘ，ｙ）は、Ｘ軸（ＸＺ平面）との間で、光線ｒがＸ軸との間でつくるのと同一の角度θをつくる。
【０２９９】
また、Ｚ軸に向かい、Ｘ軸と角度θ’をつくるように入射する光線ｒ’を考えた場合、この光線ｒ’も、双曲面Ｈ１で反射され、受光面（画像面）Ａ３上の点ｐ’（ｘ’，ｙ’）に到達する。そして、この場合も、点ｐ’（ｘ’，ｙ’）は、Ｘ軸との間で、光線ｒ’がＸ軸との間でつくるのと同一の角度θ’をつくる。
【０３００】
また、光線ｒとｒ’の、Ｚ軸に対する仰角（後述する）が同一であれば、光線ｒおよびｒ’は、受光面Ａ３上の、位置は異なるが、Ｚ軸から同一の距離ｒpだけ離れた点で受光される。
【０３０１】
以上から、Ｚ軸に対する仰角が同一の複数の光線それぞれは、受光面Ａ３上の、Ｚ軸から同一の距離にある点であって、Ｘ軸との間で、光線とＸ軸とがつくるのと同一の角度をつくる点で受光される。
【０３０２】
従って、Ｚ軸に対する仰角が同一で、Ｘ軸との角度が等角度の複数の光線は、受光面Ａ３の、Ｚ軸を中心とする円周上に、等間隔で入射することになるから、全方位画像データにおいて、受光面Ａ３とＺ軸との交点にあたる中心点Ｃ１を中心とする円の円周方向には、歪みは生じない。
【０３０３】
一方、図２３や図２６の全方位画像データの、中心点Ｃ１を通る半径方向の直線上においては、中心点Ｃ１に近づくほど、スケールが小さくなり、中心点Ｃ１から離れるほど、スケールが大きくなることから、全方位画像データは、半径方向の歪みを有する。
【０３０４】
即ち、図２９は、Ｘ軸方向から見た集光部２０２としての双曲面Ｈ１を示している。
【０３０５】
図２９において、Ｚ軸に対して仰角０度で、焦点ｆ１に向かって入射する光線ｒ１は、双曲面Ｈ１で反射され、焦点ｆ２に向かっていき、撮像部２０３の受光面（画像面）Ａ３で受光される。
【０３０６】
ここで、Ｚ軸に対する仰角とは、Ｚ軸上の焦点ｆ１を通り、ＸＹ面に平行な面と、焦点ｆ１に向かって入射する光線とがつくる角度を意味する。また、撮像部２０３の受光面Ａ３は、カメラ６5の焦点距離をｆとすると、焦点ｆ２から、Ｚ軸に沿って、ｆだけ離れた原点Ｏ方向に位置する。
【０３０７】
Ｚ軸に対して仰角△ｄ度で、焦点ｆ１に向かって入射する光線ｒ２は、双曲面Ｈ１で反射され、焦点ｆ２に向かっていき、受光面Ａ３で受光される。Ｚ軸に対して仰角２△ｄ度で、焦点ｆ１に向かって入射する光線ｒ３は、双曲面Ｈ１で反射され、焦点ｆ２に向かっていき、受光面Ａ３で受光される。仰角がΔｄ度ずつ大きくなる光線ｒ４，ｒ５，ｒ６も、同様にして、受光面Ａ３で受光される。
【０３０８】
このように、仰角が△ｄ度ずつ異なる光線ｒ１乃至ｒ６それぞれが、受光面Ａ３で受光される点どうしの間隔は、図２９の拡大図に示すように、等間隔にはならず、Ｚ軸に近い点どうしの間隔ほど狭くなる（Ｚ軸から離れた点どうしの間隔ほど広くなる）。即ち、仰角が大きい光線どうしの間隔ほど狭くなる（仰角が小さい光線どうしの間隔ほど広くなる）。
【０３０９】
そして、仰角が等角度の光線について、受光面Ａ３上で受光される点どうしの間隔が、上述のように、等間隔にならないことから、全方位画像データには、半径方向の歪みが生じる。
【０３１０】
従って、全方位画像データの半径方向の歪みを除去するには、仰角が等角度の光線の、受光面Ａ３上での受光点どうしの間隔が、等間隔になるようにすれば良い。
【０３１１】
そこで、いま、図３０に示すように、被写体上のある点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から、焦点ｆ１に向かって、仰角α度で入射する光線ｒを考える。
【０３１２】
この光線ｒは、図２９で説明した場合と同様に、集光部２０２としての双曲面Ｈ１で反射され、焦点ｆ２に向かっていき、受光面Ａ３で受光される。
【０３１３】
この場合において、焦点ｆ２に向かう光線ｒが、焦点ｆ２を通り、ＸＹ平面に平行な平面とつくる角度をγ度とする。さらに、Ｘ軸とＹ軸とで定義される２次元直交座標系において、光線ｒが受光面Ａ３で受光された点（受光点）ｐの座標を（ｘ，ｙ）で表し、その点ｐ（ｘ，ｙ）とＺ軸との距離をＲと表す。
【０３１４】
図３０における角度αは、式（２）で表される双曲面Ｈ１において、光線ｒが反射される点の座標を求めることにより、次式で表すことができる。
【０３１５】
【数６】
0004123760.tif 000012
0004123760.tif 000013
【０３１６】
式（６）から、ｔａｎαは、次式で求めることができる。
【０３１７】
【数７】
0004123760.tif 000014
0004123760.tif 000015
【０３１８】
ここで、ｃｏｓγを、次式のようにおく。
【０３１９】
【数８】
0004123760.tif 000016
0004123760.tif 000017
【０３２０】
式（７）に、式（８）を代入すると、次式が求められる。
【０３２１】
【数９】
0004123760.tif 000018
0004123760.tif 000019
【０３２２】
式（９）を変形して、式（１０）が得られる。
【０３２３】
【数１０】
0004123760.tif 000020
0004123760.tif 000021
【０３２４】
一方、ＡとＢを、それぞれ式（１１）と（１２）に示すように定義する。
【０３２５】
【数１１】
0004123760.tif 000022
0004123760.tif 000023
【０３２６】
【数１２】
0004123760.tif 000024
0004123760.tif 000025
【０３２７】
式（１０）に、式（１１）および（１２）を代入することにより、式（１３）が求められる。
【０３２８】
【数１３】
0004123760.tif 000026
0004123760.tif 000027
【０３２９】
式（１３）は、次のような、Ｘについての２次方程式とすることができる。
【０３３０】
【数１４】
0004123760.tif 000028
0004123760.tif 000029
【０３３１】
式（１４）の２次方程式を解くと、次式が得られる。
【０３３２】
【数１５】
0004123760.tif 000030
0004123760.tif 000031
【０３３３】
従って、式（８）より、角度γは、次式によって求めることができる。
【０３３４】
【数１６】
0004123760.tif 000032
0004123760.tif 000033
【０３３５】
但し、式（１６）において、Ｘは、式（１５）で定義されるものであり、また、式（１５）中のＡとＢは、それぞれ、式（１１）と（１２）で定義されるものである。
【０３３６】
また、図３０の点ｐの座標から、角度γは、次式で求めることができる。
【０３３７】
【数１７】
0004123760.tif 000034
0004123760.tif 000035
【０３３８】
一方、図３０におけるＺ軸と点ｐ（ｘ，ｙ）との距離Ｒは、√（ｘ2＋ｙ2）で表されるから、式（１７）は、次式のように変形することができる。
【０３３９】
【数１８】
0004123760.tif 000036
0004123760.tif 000037
【０３４０】
以上から、式（１６）によって、角度γを求め、その角度γを用いて、式（１８）を計算することにより、Ｚ軸に対して仰角α度で、焦点ｆ１に向かって入射する光線ｒが、受光面Ａ３において受光される点ｐ（ｘ，ｙ）のＺ軸からの距離Ｒを算出することができる。
【０３４１】
従って、Ｚ軸に対する仰角の所定の範囲（例えば、０度乃至８０度など）を等角度△ｄに分割し、各仰角△ｄ，２△ｄ，３△ｄ，・・・で入射する光線が、受光面Ａ３上で受光される各点ｐ１，ｐ２，ｐ３・・・について、Ｚ軸からの距離Ｒp1，Ｒp2，Ｐp3・・・を求めておき、隣接する点どうしの距離の差｜Ｒp1−Ｒp2｜，｜Ｒp2−Ｐp3｜，・・・が、一定値になるように、カメラ６5が出力する全方位画像データを変換することにより、その半径方向の歪みを除去した全方位画像データを得ることができることになる。
【０３４２】
即ち、図３１に示すように、上述した半径方向の歪みがある全方位画像データ（以下、適宜、歪み全方位画像データという）、中心点Ｃ１、円周Ｆ１の円の半径ｒF1、および円周Ｆ２の円の半径ｒF2を用い、中心点Ｃ１を中心とする半径ｒF1の円の円周Ｆ１と、中心点Ｃ１を中心とする半径ｒF2の円の円周Ｆ２とで囲まれる領域Ｒ１内において、中心点Ｃ１を中心とする、上述のＲp1，Ｒp2，Ｐp3・・・を半径とする複数の同心円を描く。さらに、その複数の同心円の円周を等分する、中心点Ｃ１を通る複数の直線を描く。これにより、領域Ｒ１において、複数の同心円と、複数の直線とで形成される多数の交点を得る。
【０３４３】
ここで、上述の複数の同心円と、複数の直線とで形成される多数の交点を、以下、適宜、変換対象点という。
【０３４４】
上述したことから、変換対象点を、その隣接するものどうしが等間隔になるように配置することで、歪みのある全方位画像データを、その歪みを除去した画像データに変換することができる。
【０３４５】
そこで、いま、図３１における、図２７に示したのと同一の略扇形の領域Ｒ１１の画像データを、歪みのないものに変換することを考える。
【０３４６】
この領域Ｒ１１内には、図３２（Ａ）に示すように、中心点Ｃ１を中心とする複数の同心円の円弧Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，Ｆ１６それぞれと、中心点Ｃ１を通る複数の直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６それぞれとの交点である多数の変換対象点が存在するが、この領域Ｒ１１内に存在する多数の変換対象点を、図３２（Ｂ）に示すように、隣接するものどうしが等間隔になるように配置する。
【０３４７】
即ち、図３２（Ａ）の円弧Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，Ｆ１６それぞれに対応する、等間隔に配置された横方向の直線Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４，Ｌ２５，Ｌ２６と、図３２（Ａ）の直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６それぞれに対応する、等間隔に配置された縦方向の直線Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１６を想定し、その横方向の直線Ｌ２１乃至Ｌ２６それぞれと、縦方向の直線Ｌ１１乃至Ｌ１６それぞれとの交点上に、対応する変換対象点を変換する（割り当てる）。
【０３４８】
これにより、例えば、図３２（Ａ）において、円弧Ｆ１４と、直線Ｌ５との交点である変換対象点ｐ１１は、図３２（Ｂ）の、円弧Ｆ１４に対応する直線Ｌ２４と、直線Ｌ５に対応する直線Ｌ１５との交点ｐ１２に変換される。
【０３４９】
ところで、上述のように、変換対象点の位置を変換（変更）することによって、半径方向の歪みを有する画像データを、その歪みを除去した画像データに変換することができるが、変換対象点は、上述したように、中心点Ｃ１を中心とする円と、中心点Ｃ１を通る直線との交点である。従って、変換対象点は、撮像部２０３（図２２）の受光面Ａ３（図２９、図３０）を構成する画素の画素中心に一致するとは限らず、むしろ、一般には、一致しないことが多い。
【０３５０】
このように、変換対象点は、画素中心からずれているのが一般的であるから、変換対象点の位置を変換する前に、その変換対象点における画素値を求める必要があるが、変換対象点における画素値は、例えば、次のようにして求めることができる。
【０３５１】
即ち、いま、図３２の変換対象点ｐ１１が、図３３に示すように、受光面Ａ３上の隣接する２×２の４画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４それぞれの画素中心ＣP1，ＣP2，ＣP3，ＣP4を頂点とする長方形（正方形）の範囲内にあるとする。なお、図３３の実施の形態においては、上下、または左右方向に隣接する画素中心どうしの距離が１であるとしてある。
【０３５２】
そして、変換対象点ｐ１１が、画素中心ＣP1よりも距離αだけ右方向の、距離βだけ下方向の点である場合、例えば、次式で求められる画素値Ｓsが、変換対象点ｐ１１の画素値とされる。
【０３５３】
【数１９】
0004123760.tif 000038
0004123760.tif 000039
【０３５４】
但し、式（１９）において、Ｓa，Ｓb，Ｓc，Ｓdは、画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４それぞれの画素値を表す。また、式（１９）において、αおよびβは、０以上１以下の範囲の値で、変換対象点ｐ１１の位置に対応するものである。
【０３５５】
次に、上述した一連の処理は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。
【０３５６】
そこで、図３４は、上述した一連の処理を実行するプログラムがインストールされるコンピュータの一実施の形態の構成例を示している。
【０３５７】
プログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体としてのハードディスク２１０５やＲＯＭ２１０３に予め記録しておくことができる。
【０３５８】
あるいはまた、プログラムは、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体２１１１に、一時的あるいは永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体２１１１は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。
【０３５９】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体２１１１からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、ディジタル衛星放送用の人工衛星を介して、コンピュータに無線で転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送し、コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを、通信部２１０８で受信し、内蔵するハードディスク２１０５にインストールすることができる。
【０３６０】
コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)２１０２を内蔵している。CPU２１０２には、バス２１０１を介して、入出力インタフェース２１１０が接続されており、CPU２１０２は、入出力インタフェース２１１０を介して、ユーザによって、キーボードや、マウス、マイク等で構成される入力部２１０７が操作等されることにより指令が入力されると、それにしたがって、ROM(Read Only Memory)２１０３に格納されているプログラムを実行する。あるいは、また、CPU２１０２は、ハードディスク２１０５に格納されているプログラム、衛星若しくはネットワークから転送され、通信部２１０８で受信されてハードディスク２１０５にインストールされたプログラム、またはドライブ２１０９に装着されたリムーバブル記録媒体２１１１から読み出されてハードディスク２１０５にインストールされたプログラムを、RAM(Random Access Memory)２１０４にロードして実行する。これにより、CPU２１０２は、上述したフローチャートにしたがった処理、あるいは上述したブロック図の構成により行われる処理を行う。そして、CPU２１０２は、その処理結果を、必要に応じて、例えば、入出力インタフェース２１１０を介して、LCD(Liquid CryStal Display)やスピーカ等で構成される出力部２１０６から出力、あるいは、通信部２１０８から送信、さらには、ハードディスク２１０５に記録等させる。
【０３６１】
ここで、本明細書において、コンピュータに各種の処理を行わせるためのプログラムを記述する処理ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。
【０３６２】
また、プログラムは、１のコンピュータにより処理されるものであっても良いし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであっても良い。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであっても良い。
【０３６３】
本発明によれば、作動手段を操作するユーザの操作技術等を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した手術システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】スレーブマニピュレータ６１とマスタマニピュレータ６２の外観構成例を示す斜視図である。
【図３】ロール回転、ピッチ回転、およびヨー回転を説明する図である。
【図４】目標軌跡、操作軌跡、および平均軌跡を示す図である。
【図５】スレーブマニピュレータ６１の電気的構成例を示すブロック図である。
【図６】マスタマニピュレータ６２の電気的構成例を示すブロック図である。
【図７】スーパドクタデータベース部６４の電気的構成例を示すブロック図である。
【図８】スレーブマニピュレータ６１の処理を説明するフローチャートである。
【図９】マスタマニピュレータ６２の処理を説明するフローチャートである。
【図１０】スーパドクタデータベース部６４の処理を説明するフローチャートである。
【図１１】手術システムにおける協調分担を説明するための図である。
【図１２】本発明を適用したデザインシステムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図１３】擬似スレーブマニピュレータ４１の電気的構成例を示すブロック図である。
【図１４】マスタマニピュレータ４２の電気的構成例を示すブロック図である。
【図１５】スーパデザイナデータベース部４４の電気的構成例を示すブロック図である。
【図１６】デザイン情報を説明する図である。
【図１７】擬似スレーブマニピュレータ４１の処理を説明するフローチャートである。
【図１８】マスタマニピュレータ４２の処理を説明するフローチャートである。
【図１９】スーパデザイナデータベース部４４の処理（制御処理）を説明するフローチャートである。
【図２０】スーパデザイナデータベース部４４の処理（更新処理）を説明するフローチャートである。
【図２１】デザインシステムにおける協調分担を説明するための図である。
【図２２】全方位カメラであるカメラ６5の構成例を示す斜視図である。
【図２３】全方位画像データを示す図である。
【図２４】集光部２０２を構成する双曲面を説明する図である。
【図２５】集光部２０２と撮像部２０３との位置関係を説明するための図である。
【図２６】全方位画像データを示す図である。
【図２７】全方位画像データからの切り出しを説明するための図である。
【図２８】円周方向の歪みを説明するための図である。
【図２９】半径方向の歪みを説明するための図である。
【図３０】半径方向の歪みを除去する方法を説明するための図である。
【図３１】半径方向の歪みを除去する方法を説明するための図である。
【図３２】半径方向の歪みを除去する全方位画像データの変換を説明するための図である。
【図３３】変換対象点における画素値の求め方を説明するための図である。
【図３４】本発明を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  手術台，  ２1乃至２4  マイク，  ３Ｌ，３Ｒ  スレーブマニピュレータ部，  ４Ｌ，４Ｒ  先端部，  ５  カメラ部，  ６（６1乃至６5）  カメラ，  ８Ｌ，８Ｒ  マスタマニピュレータ部，  ９Ｌ，９Ｒ  操作部，  １０  モニタ，  １１  スピーカ，  １２  操作パネル，  ２１  入出力制御装置，  ２２  姿勢パラメータ登録部，  ２３  手術経過情報データベース，  ２４  手術経過情報登録部，  ２５  手術情報データベース，  ２６  更新部，  ２７  手術技術情報データベース，  ２８  姿勢パラメータ制御部，  ２９  検索部，  ３０手術技術情報登録部，  ４１  擬似スレーブマニピュレータ，  ４２1乃至４２K  マスタマニピュレータ，  ４３  ネットワーク，  ４４  スーパデザイナデータベース部，  ５１  スレーブマニピュレータ制御装置，  ５２  入出力制御装置，  ５３  マスタマニピュレータ制御装置，  ５４  入出力制御装置，  ６１  スレーブマニピュレータ，  ６２1乃至６２K  マスタマニピュレータ，  ６３  ネットワーク，  ６４  スーパドクタデータベース部，  ７１  制御部，７２  姿勢遷移機構部，  ７３  制御機構部，  ７４  通信部，  ７５  センサ，  ７６  アクチュエータ，  ７７  擬似スレーブマニピュレータ，  ７８  デザイン情報データベース，  ７９  画像生成部，  ８０  入出力制御装置，  ８１  制御部，  ８２  姿勢遷移機構部，  ８３  制御機構部，  ８４  通信部，  ８５  センサ，  ８６  アクチュエータ，  ９１  デザイン情報登録部，  ９２  デザイン情報データベース，  ９３  デザイン評価部，  ９４  特異デザイン情報データベース，  ９５  流行デザイン情報データベース，  ９６  更新部，  ２１０１  バス，  ２１０２  CPU，  ２１０３  ROM，  ２１０４  RAM，  ２１０５  ハードディスク，  ２１０６  出力部，  ２１０７  入力部，  ２１０８  通信部，  ２１０９  ドライブ，  ２１１０  入出力インタフェース，  ２１１１  リムーバブル記録媒体
【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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