(57)【要約】  ロボットシステムは、共通の相互接続を介して、制御モジュールに選択的におよび動作可能に結合されるマニピュレータのセットを含む。制御モジュールは、マニピュレータのセットから選択された部材により、規定されたタスクを実行している間、記録されたパラメータに応答する。パラメータは、規定されたタスクに対して、マニピュレータのセットから最適な部材を識別する選択エンジンに適用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットシステムにおいて、
マニピュレータのセットと、
第１のポートとマニピュレータポートとを有する相互接続と、
制御ポートと対向ポートとを有するアームと、
前記制御ポートを通して、前記マニピュレータのセットの部材に動作可能に結合されている制御モジュールとを具備し、
前記相互接続は、前記マニピュレータのセットの部材の前記マニピュレータポートへの選択的結合を可能にするように構成され、
前記対向ポートは、前記第１のポートに結合され、
前記制御モジュールは、前記マニピュレータのセットからの部材によりタスクを実行している間に記録されたパラメータに応答するセレクタエンジンを含むロボットシステム。
【請求項２】
前記パラメータは、前記タスクを実行する際に費やした電力および時間を含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記パラメータは、マニピュレータ実行に応答して信号を提供するように構成されているセンサからのフィードバックを含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記制御モジュールは、人−機械インターフェースを通して受信したタスク成功の測定を記録するように構成されている請求項１記載のロボットシステム。
【請求項５】
それぞれが結果としてタスク成功の同じ測定となる、前記マニピュレータのセットの第１の部材を使用するタスク試行の第１のインスタンスに対して、および、前記マニピュレータのセットの第２の部材を使用する前記タスク試行の第２のインスタンスに対して、電力と時間の関数を使用して、第１のマニピュレータおよび第２のマニピュレータから最適なマニピュレータを決定する請求項４記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記最適なマニピュレータは、相対エネルギー消費に基づいて識別される請求項５記載のロボットシステム。
【請求項７】
タスク試行が、結果としてタスク成功の異なる測定となる場合、前記マニピュレータのセットの第１の部材を使用する前記タスク試行のインスタンスに対して、および、前記マニピュレータのセットの第２の部材を使用する前記タスク試行の別のインスタンスに対して、電力および時間の重み付けられた関数を使用して、第１のマニピュレータおよび第２のマニピュレータから最適なマニピュレータを決定する請求項４記載のロボットシステム。
【請求項８】
サービス品質の測定を受信する通信インターフェースをさらに含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項９】
前記マニピュレータのセット中に現在ない識別されたマニピュレータが、前記ロボットシステムにより達成可能な実行の測定を超えるときに、通知を発生させるようにプログラムされている使用プロフィール情報ユニットから前記通知を受信する通信インターフェースをさらに含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１０】
遠隔ロボットシステムと結果を共有する通信インターフェースをさらに含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１１】
前記結果は、選択マトリックスとタスク試行結果のうちの１つを受信する使用プロフィール情報ユニット中で処理される請求項１０記載のロボットシステム。
【請求項１２】
無効化信号を受信する通信インターフェースをさらに含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１３】
前記セレクタエンジンは、選択入力に応答する請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１４】
前記マニピュレータのセットは、共通機械インターフェースを有するように構成されている請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１５】
前記マニピュレータのセットは、共通電気インターフェースを有するように構成されている請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１６】
前記マニピュレータのセットは、前記マニピュレータポートとの事前接続位置調整を促進する磁石のセットを有するように構成されている請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１７】
前記制御モジュールは、バスを介して互いに結合されている、プロセッサと、メモリと、電源とを含み、
前記メモリは、後続のマニピュレータ選択中で使用されるマニピュレータタスク成功履歴を管理するために前記プロセッサにより実行され使用される、データと命令とを含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１８】
方法において、
マニピュレータのセットを提供することと、
マニピュレータポートを介して、前記マニピュレータのセットからの部材を制御モジュールに動作可能に結合するように、第１のポートと前記マニピュレータポートとを有する相互接続を構成することと、
前記マニピュレータのセットからの部材の前記マニピュレータポートへの選択的結合を可能にすることとを含み、
前記選択的結合は、制御システムに結合されるときに、前記マニピュレータのセットからの部材を使用して、規定されたタスクを完了するそれぞれの試行からの記録された結果に応答する方法。
【請求項１９】
マニピュレータのセットを提供することと、相互接続を構成することとは、前記マニピュレータポート中で共通の電気的および機械的インターフェースを使用することを含む請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
選択的結合を可能にすることは、前記マニピュレータポート中で表面が対向して、位置決めするように空間的に構成されている磁石のそれぞれのセットを提供することを含む請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
記録された結果は、前記規定されたタスクを完了する各それぞれの試行に関係付けられている測定されたパラメータを含み、前記測定されたパラメータは、前記規定されたタスクを実行する際の、消費電力と、経過時間と、相対的成功とを含むグループから選択される請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
前記規定されたタスクを実行する際の相対的成功は、センサから通信される情報に応答する請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記規定されたタスクを実行する際の相対的成功は、人−機械インターフェースを介して通信される請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
前記選択的結合は、無効化入力にさらに応答する請求項１８記載の方法。
【請求項２５】
前記選択的結合は、前記マニピュレータのセットのサブセットを共有する電気−機械的機械の１つ以上のインスタンスから通信インターフェースを介して受信した結果にさらに応答する請求項１８記載の方法。
【請求項２６】
前記選択的結合は、遠隔ロボットシステムからの結果を収集して共有する、使用プロフィール情報ユニットの１つ以上のインスタンスから通信インターフェースを介して受信した結果にさらに応答する請求項１８記載の方法。
【請求項２７】
前記マニピュレータのセット中に現在ない識別されたマニピュレータが、前記ロボットシステムにより達成可能な実行の測定を超えるときに、前記使用プロフィール情報ユニットは、通知を発生させる請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
使用プロフィール情報ユニットの１つ以上のインスタンスから通信インターフェースを介して通知を受信することをさらに含み、前記通知は、マーケットにとって新しいマニピュレータを識別する請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］
本開示は、一般に、ロボットに関連し、より具体的には、ロボットマニピュレータ選択に関連する。
【関連技術】
【０００２】
［０００２］
人によって通常されるタイプのタスクまたは動作を実行するために、ロボットの設計者によって意図されるロボットの設計において、人間の手によって容易に操作される物体の、多くの形状、サイズ、重さ、および密度を、つかみ、保持し、操縦し、またはそうでなければ操作できる人工的な手を提供することは、問題を含んでいる。この問題の例は、化学ラボラトリーで観測されることがあり、ジャーのキャップを取り除いて取り替え、注射器をつかみ、持ち上げ、操作し、多くの異なるサイズおよびスタイルのビーカー、試験管または他の容器からの内容物を取り扱い、または移すような、このような多様なタスクは、電気機械アセンブリにより達成することが難しい、特定の手のアクションのセットをそれぞれ要求するかもしれない。
【０００３】
［０００３］
過去において、特定の設備において、特定のロボットに要求されるかもしれない機能と同じだけすることができるメカニズムの設計に多大な重点を置くことが、技術者および設計者の習慣であった。任意の特定のアセンブリが広範囲の所望のタスクに適していることがありそうもないので、この設計アプローチは、複雑さと多大な出費を追加する。
【０００４】
［０００４］
広範囲のタスクを実行できる個々のメカニズムを生成することを試行する課題と労力の結果として、何人かの設計者は、交換可能なツールを開発した。１つの例では、米国特許番号第４，４８８，２４１号は、各手からのフィードバックを受け取ることができる交換可能なロボットの手を有するシステムを導入し、説明している。
【０００５】
［０００５］
他の例では、米国特許番号第４，５４３，０３２号は、物体マニピュレータのグリッパのための交換可能なツールを導入し、説明している。保持技術は、グリッパによって生成された摩擦力によって補われる自己解放戻り止めを使用して、指ツールの速くて効率的な再構成を可能にする。
【０００６】
［０００６］
さらなる例では、米国特許番号第４，６１１，３７７号は、複数のタスクを実行するための交換可能なアームエンドツールを有するシステムを導入し、説明している。システムは、迅速な変更アダプタを含む。
【０００７】
［０００７］
米国特許番号第５，２５６，１２８号は、小型ロボットのためのグリッパ交換メカニズムを導入し、説明している。エンドエフェクタをラッチするために、および、ラッチを外すために必要とされる力を最小化する双安定ラッチが提供され、それにより、比較的小さな操作力を生成させることができる小型ロボットに有用なエンドエフェクタ交換メカニズムを提供する。
【０００８】
［０００８］
交換可能なツールおよびメカニズムを有するロボットシステムの導入および開発にもかかわらず、自動化された電気機械デバイスの消費者への配備および市場性を加速するために、さらなる改良およびコスト低減が望まれる。
【概要】
【０００９】
［０００９］
規定されたタスクを完了するために、利用可能なマニピュレータのセットからマニピュレータを選択するためのロボットシステムおよび方法を、例示的な実施形態で図示し、説明する。
【００１０】
［００１０］
例示的なロボットシステムは、マニピュレータのセットと、相互接続と、アームと、制御モジュールとを含む。相互接続は、第１のポートとマニピュレータポートとを含む。相互接続は、マニピュレータのセットからの部材のマニピュレータポートへの選択的結合を可能にするように構成されている。アームは、制御ポートと対向ポートとを有するように構成されている。制御ポートは、アームを制御モジュールに結合する。対向ポートは、アームを相互接続の第１のポートに結合する。制御モジュールは、マニピュレータのセットからの少なくとも２つの部材により、規定されたタスクを完了する１つ以上の試行を実行している間に記録されたパラメータに応答するセレクタエンジンを含む。
【００１１】
［００１１］
マニピュレータを選択するための例示的な方法は、マニピュレータのセットを提供するステップと、マニピュレータポートを介して、マニピュレータのセットからの部材を制御モジュールに動作可能に結合するように、第１のポートとマニピュレータポートとを有する相互接続を構成するステップと、マニピュレータのセットからの部材のマニピュレータポートへの選択的結合を可能にするステップとを含み、選択的結合は、制御システムに結合されるときに、マニピュレータのセットからの部材を使用して、規定されたタスクを完了するそれぞれの試行からの記録された結果に応答する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
［００１２］
図において、他の方法で示されていない限り、同様の参照番号は、さまざまなビュー全体を通して同様の部分を指す。「１０２ａ」または「１０２ｂ」のような文字記号指定を有する参照番号について、文字記号指定は、同じ図中に存在する２つの同様な部分または要素を区別できる。参照番号に対する文字記号指定は、参照番号がすべての図において同じ参照番号を有するすべての部分を包含することが意図されているとき、省略することができる。
【図１】［００１３］  図１は、ロボットシステムおよびロボットシステムの制御モジュールの例示的な実施形態を図示する概略的なダイヤグラムである。
【図２】［００１４］  図２は、図１のロボットシステム内で、規定されたタスクとマニピュレータとの間の最適な関係を創り出すための方法の例示的な実施形態を図示するフローダイヤグラムである。
【図３】［００１５］  図３は、マニピュレータに近接した図１の相互接続の例示的な実施形態を図示する概略的ダイヤグラムである。
【図４】［００１６］  図４は、図１のセレクタエンジンの例示的な実施形態を図示するブロックダイヤグラムである。
【図５】［００１７］  図５は、テスト結果を記録するのに適したテーブルの例示的な実施形態を図示する概略的ダイヤグラムである。
【図６】［００１８］  図６は、タスク選択マトリックスの例示的な実施形態を図示する概略的ダイヤグラムである。
【図７】［００１９］  図７は、図１のロボットシステムのようなロボットシステムの協調的環境の例示的な実施形態を図示する概略的ダイヤグラムである。
【図８】［００２０］  図８は、図５の結果テーブルを創り出すための方法の例示的な実施形態を図示するフローダイヤグラムである。
【図９】［００２１］  図９は、ロボットシステムのための最適マニピュレータを識別するための方法の例示的な実施形態を図示するフローダイヤグラムである。
【詳細な説明】
【００１３】
［００２２］
単語「例示的な」は、ここでは、「例、実例、または例示として提供すること」を意味するように使用される。「例示的」なものとしてここに説明されるいずれの態様も、必ずしも、他の態様よりも好ましい、または利点を有するものと解釈すべきではない。
【００１４】
［００２３］
本説明では、用語「アプリケーション」は、オブジェクトコード、スクリプト、バイトコード、マークアップ言語ファイル、およびパッチのような、実行可能なコンテンツを有するファイルも含むことができる。加えて、ここで参照される「アプリケーション」は、開かれる必要があるかもしれない文書、または、アクセスされる必要がある他のデータファイルのような、本質的に実行可能ではないファイルも含むことができる。
【００１５】
［００２４］
用語「コンテンツ」もまた、オブジェクトコード、スクリプト、バイトコード、マークアップ言語ファイル、およびパッチのような、実行可能なコンテンツを有するファイルを含むことができる。加えて、ここで参照される「コンテンツ」は、開かれる必要があるかもしれない文書、または、アクセスされる必要がある他のデータファイルのような、本質的に実行可能ではないファイルも含むことができる。
【００１６】
［００２５］
用語「ロボット」は、電子回路を通して可能にされるプログラムされた命令にしたがって、所望の方法で、１つ以上の物理的エンティティを操作できる電気機械的機械を含む。
【００１７】
［００２６］
改良された電気機械的機械またはロボットシステムは、利用可能なマニピュレータのセットから選択されたマニピュレータの選択的配置をサポートする電気的および機械的なフレームワークを有するように構成される。規定されたタスクに基づいて、利用可能なマニピュレータのセットから特定のマニピュレータの動的選択を可能にすることにより、タスク完了が最適化される。ロボットシステムは、利用可能なマニピュレータのセットから２つ以上の部材を使用して、規定されたタスクを実行する１つ以上の試行の間に記録されたパラメータに応答する。実施形態では、エネルギー消費、経過時間、および、タスク完了の品質のうちの１つ以上に基づいて最適なタスク完了結果を提供するマニピュレータを、利用可能なマニピュレータのセットから識別するために、選択または決定マトリックスが使用される。
【００１８】
［００２７］
ある状況下では、規定されたタスクを完了する試行の１つ以上のインスタンスから結果的に生じる選択基準を、タスク完了の品質の測定を使用して、調節するまたは重み付けする。調整された選択基準は、マニピュレータを識別するためにアルゴリズム的に適用される。ロボットシステムは、実行されたタスクの測定された品質と共に、利用可能なマニピュレータのセットからの部材のそれぞれに関係付けられている製造コストを考慮することにより、さらに最適化される。
【００１９】
［００２８］
規定されたタスクを完了するために、経過時間に基づいて、ロボットシステムにマニピュレータを選択するように命令する入力を受信することに応答するような、異なる状況下では、ロボットシステムは、マニピュレータのエネルギー消費ベース選択を無効化する。他の状況では、実行されたタスクの品質は、規定されたタスクを完了するために必要とされる、消費エネルギーと経過時間とにかかわらず、無効化条件であってもよい。
【００２０】
［００２９］
例示的な実施形態では、ロボットシステムは、ネットワークインターフェースを含む。ネットワークインターフェースは、同様に構成されているロボットシステムが結果を共有できるようにする。結果は、類似して構成されているロボットシステムに露出される、１つ以上のネットワークアクセス可能な記憶ロケーション中に記憶されてもよい。新しいまたは以前にテストされていないマニピュレータがマニピュレータのセットに追加される、ロールアウトまたはテストフェーズでは、結果は、１つ以上の同様に構成されているロボットシステムから収集されてもよい。収集プロセスは、ロボットシステムとのそれぞれの通信セッションを確立するための分散されたスケジュールを含んでいてもよい。
【００２１】
［００３０］
このような通信セッションは、ローカル結果が記憶ロケーションにアップロードされ、同様に構成されているロボットシステムからの結果が共有される、二方向データ転送を含むことができる。通信セッションは、（例えば、スケジュールにしたがって）サーバによって発行された要求に応答して、それぞれの個々のロボットシステムによる結果を収集して分配するようにプログラムされたサーバ間で確立されてもよく、または、いったんロボットシステムがデータを収集すると、このような通信セッションが確立されてもよい。収集され、ローカルに記憶されたデータが特定の記憶容量に達したときに、または、他の要因に基づいて、指定された数のテスト実行を完了すると、個々のロボットシステムが、スケジュール上で通信セッションを開始するようにプログラムされてもよい。
【００２２】
［００３１］
収集されたとしても、または、収集されるたびに、利用可能なマニピュレータのセットから選択マニピュレータを予め定めて、同様に構成されているロボットシステムにより、規定されたタスクを実行する命令を発生させるために結果を使用することができる。代替的に、自己学習モードでは、各個々のロボットシステムは、ローカル結果に基づいて、所望のタスクを実行するための選択マニピュレータを識別するようにプログラムすることができる。
【００２３】
［００３２］
別の例示的な実施形態では、ロボットシステムは、オペレータから１つ以上の入力を受け取るためのローカルインタフェース有するように構成されている。このような制御は、規定されたタスクに対して予め規定された選択マニピュレータを無効化するために、または、所望されるかもしれないように、ローカル結果に基づいて、マニピュレータ選択を無効化するために、オペレータによって使用してもよい。例えば、マニピュレータのセットの１つの部材がマニピュレータのセットの他の部材よりも特定のタスクを実行するのにより適していると区別するために、いったん十分なデータが、類似して構成されているロボットシステムの収集環境から、または、ローカルに、のいずれかで収集されると、ロボットシステムは、より良く適したマニピュレータをデフォルトポジションとして選択するようにプログラムされてもよい。このケースでは、デフォルト選択を無効化して追加のデータを収集するために、または、他の理由のために、説明したローカルインタフェースが、オペレータによって使用されてもよい。
【００２４】
［００３３］
ロボットシステムのさらに例示的な実施形態にしたがうと、制御モジュールは、タスクを実行する際に使用される電力と費やされる時間とに関連する測定に応答するセレクタエンジンに応答する。特に、制御モジュールはさらに、成功の測定を記録してもよい。成功の測定は、バイナリ結果（例えば、完了したタスク／完了していないタスク）とともに、観測者によって決定し、提供されるような質的スコアを含むことができる。質的スコアまたは成功の測定は、スケールの一端では、いくつかの失敗により完了したが、依然として受け入れ可能であるタスクを、スケールの反対側の端では、失敗のない方法で完了したタスクを表すスケールを含むことができる。さらに詳細には、制御モジュールはさらに、電力および時間のうちの１つ以上の関数からの結果を決定することにより、マニピュレータのセットから最適なマニピュレータを決定する。いくつかの構成では、重み付けファクターを提供する成功の質的測定により、電力または時間の重み付けられた関数として、ロボットシステムは、最適なマニピュレータを決定するようにプログラムまたは構築されてもよい。
【００２５】
［００３４］
例示的な制御モジュールは、プロセッサと、メモリと、電源とを含む。プロセッサと、メモリと、電源のそれぞれは、電力を分配し、データを通信し、データ転送を制御するのに適した接続および要素を有するバスを介して互いに結合される。メモリは、プロセッサによって実行されるときに、説明したデータ通信セッション、オペレータ制御、およびロボット機能を可能にする、プログラムされた命令のセットを含むことができる。代替的に、ロボットシステムは、説明した機能を可能にするように、特定用途向け集積回路中で、または、適切なレジスタ、バッファ、インバータ、論理回路等を含むアナログまたはデジタル集積回路のシステム中で、実現してもよい。
【００２６】
［００３５］
メモリまたはデータストアは、ロボットシステムに完全にローカルであってもよく、または、その一部分がネットワーク結合デバイスに渡って分散していてもよい。ローカルに、または、ネットワーク結合デバイス中に記憶された、データ構造またはテーブルは、後続のマニピュレータ選択決定で使用されるタスク試行履歴を記録するように構成される。この点で、テーブルは、タスクを完了するために必要とされる電力の測定と、タスクを完了するための経過時間と、タスク試行が成功して完了したか否かのバイナリインジケータと、マニピュレータ識別子と、制御モジュール識別子等を含んでいてもよい。テーブルはさらに、タスク成功の質的測定を含んでいてもよい。いくつかの構成では、予め規定されたマニピュレータが、規定されたタスクに対して識別される。これらの構成は、識別されたタスクを実行するために、利用可能なマニピュレータのセットから最も適したマニピュレータの決定を行うために使用された履歴データを含んでもよいし、含まなくてもよい。
【００２７】
［００３６］
図面に図示されるような例示的な構成を、さらに説明する。この点について、図１は、制御モジュール１１０、ロボット１５０、および１つ以上のセンサ１３６を含むロボットシステム１００の例示的な実施形態を図示する概略的なダイヤグラムである。ロボットシステム１００および制御モジュール１１０は、マニピュレータのセット１５８が、選択およびロボット１５０への動作可能な結合のために利用可能であるときに、動的マニピュレータ選択を可能にするフレームワークおよび環境を提供する。ロボット１５０は、ベースまたはベースモジュール１５２と、マニピュレータ制御装置１５４と、マニピュレータアーム１５６と、マニピュレータのセット１５８とを含み、マニピュレータのセット１５８の部材は、マニピュレータアーム１５６に動作可能に結合して示されている。図示した構成では、ロボット１５０は、マニピュレータＡ、マニピュレータＢ、および、マニピュレータＣとして指定された、３つの例示的なマニピュレータを有している。例示的な実施形態では、マニピュレータＡがマニピュレータアーム１５６に結合されており、したがって、ベース１５２上に幻影で（すなわち、破線で）示されている。
【００２８】
［００３７］
ベースまたはベースモジュール１５２は、（図示していない）電源または電源インターフェースを含んでいる。いくつかの構成では、電源は、直流（ＤＣ）電力をマニピュレータ制御装置１５４と制御モジュール１１０とのうちの１つまたは両方に提供するための、１つ以上のバッテリーとレギュレータとを含んでいてもよい。さらに他の構成では、電源は、ＡＣ電力分配システムに結合されている交流（ＡＣ）線コードと、（電力をロボット１１０に提供するための、およびまたは、１つ以上の再充電可能バッテリーを再充電するための、（示していない）変圧器と整流器とレギュレータとを一般的に含むであろう）ＡＣ−ＤＣコンバータとを含んでいてもよい。当業者は、ＤＣバッテリー電力供給された、ＡＣ電力供給された、ＡＣ−ＤＣ電力供給された、または、再充電可能電源の、構成および動作を理解するであろう。そして、このようなことから、簡潔さのために、インプリメンテーションの詳細は省略する。いくつかの構成では、ベースまたはベースモジュール１５２は、ロボット１５０を表面に沿って制御可能に動かすことができるようにする、１つ以上の駆動メカニズムと、１つ以上のセンサとを有するように構成される。
【００２９】
［００３８］
マニピュレータ制御装置１５４は、ベース１５２とマニピュレータアーム１５６との間に、機械的、電力およびシグナリングインターフェースを提供する。マニピュレータ制御装置１５４は、マニピュレータアーム１５６と結合されたマニピュレータとを操作するように構成された、１つ以上のモーター、ギヤ、ねじ切り付き棒、駆動、プーリ、センサ、増幅器、プロセッサ等を含んでいてもよい。マニピュレータアーム１５６およびまたはベース１５２は、タスクを実行するための、プログラム、コンテンツ、および命令ストアを有するメモリをさらに含んでいてもよい。動作において、マニピュレータのセット１５８の選択部材がマニピュレータアーム１５６に結合されているときに、ロボット１５０が、より具体的には、マニピュレータアーム１５６が、制御可能にアームを動かして、さまざまなタスクを実行できるようにするさまざまな制御信号を発生させるプロセッサに、１つ以上の命令ストアからの命令が通信される。これに関して、マニピュレータ制御装置１５４は、所望のように、ロボット１５０中に記憶された、または、ロボット１５０に通信されたプログラムにしたがって機能してもよい。
【００３０】
［００３９］
図示した実施形態では、マニピュレータアーム１５６は、ベース１５２に近位の第１の部材と、マニピュレータ制御装置１５４と、マニピュレータＡに近位の遠隔部材とを含んでいる。エルボーは、第１の部材と遠隔部材とを接続する。マニピュレータアーム１５６は、このように限定されず、所望されるような、遠隔部材または介入部材の拡張または回転のうちの１つ以上を可能にする、追加のジョイントと他のメカニズムとを含んでいてもよい。どのように構成されたとしても、マニピュレータアーム１５６は、マニピュレータ制御装置１５４に結合されている制御ポート１５５と、マニピュレータアーム１５６の反対側の端において利用可能なマニピュレータのセット１５８から選択された部材に結合される相互接続３００とを含む。相互接続３００の機構を、図３と関係付けて、図示し、説明する。制御ポート１５５における機械的および電気的結合を可能にするように、相互接続３００中の機構と同様のまたは同様でない機構を構成してもよい。ロボットシステム１００の構成および動作を当業者は理解するであろう。したがって、簡潔にするために、インプリメンテーションの詳細は省略する。
【００３１】
［００４０］
例示的な実施形態では、制御モジュール１１０は、システムバス１２４を通して共に動作可能に結合されている、メモリ１１２と、プロセッサ１１４と、セレクタエンジン４００と、入力／出力インターフェース１１８と、結果ストア１２２と、電力モジュール１２６とを備えている。システムバス１２４は、上述の要素を共に結合し、それらの相互運用を可能にする、物理的および論理的な接続を含むことができる。実施形態では、制御モジュール１１０は、ロボット１５０から遠隔ではあるがロボット１５０と通信する、パーソナルコンピュータ、タブレット、または他のコンピューティングデバイスのような、コンピューティングデバイス上で部分的または全体的に実現することができる。これらの遠隔構成において、通信リンクは、制御モジュール１１０をロボット１５０に結合する。このような通信リンクは、ワイヤードまたはワイヤレスであってもよい。他の実施形態では、制御モジュール１１０は、ロボット１５０中で、部分的または全体的に実現することができる。
【００３２】
［００４１］
プロセッサ１１４は、ロボット１５０のさまざまな機能を制御するために、ソフトウェアを実行し、または、メモリ１１２中に含まれ、プロセッサ１１４にアクセス可能であるファームウェアモジュールと通信するように構成されている、汎用または専用マイクロプロセッサとすることができる。メモリ１１２は、任意のタイプの揮発性または不揮発性メモリとすることができ、実施形態では、フラッシュメモリを含むことができる。メモリ要素１１２は、制御モジュール１１０に永久的に取り付けることができ、または、取外し可能なメモリカードのような、取り外し可能なメモリ要素とすることができる。例示的な実施形態では、メモリ１１２は、オペレーティングソフトウェア１２５を含む。オペレーティングソフトウェア１２５は、ロボットシステム１００の動作を制御するように構成されている、処理ルーチン、アプリケーション、およびまたは、コンテンツを含んでいるソフトウェアを含んでいてもよい。
【００３３】
［００４２］
入力／出力（Ｉ／Ｏ）要素１１８は、例えば、マイクロフォン、キーパッド、スピーカ、ポインティングデバイス、ユーザインタフェース制御要素（すなわち、人間−機械、または、人−機械インターフェース）、および、オペレータが入力コマンドを提供し、制御モジュール１１０から情報を受け取ることができるようにする、他の何らかのデバイスまたはシステムを含むことができる。図１中で図示したように、ロボット１５０は、破線で示すように、オペレータと対話するための、統合されたオペレータインタフェースを含んでいてもよい。代替的にまたは追加的に、ロボット１５０は、通信リンク１６５を通して、オペレータインタフェース１５３と通信してもよい。どこに位置付けられていたとしても、オペレータインタフェース１５３は、ロボット１５０に現在結合されているマニピュレータの表示を含むことができる、ロボットステータス情報を提供する十分なメカニズムを含むだろう。オペレータインタフェース１５３は、オペレータがタスクを識別し、またはそうでなければ選択し、タスクの実行に関するフィードバックを提供し、利用可能なマニピュレータのうちの１つの選択を無効化する等のために十分なメカニズムをさらに含むだろう。
【００３４】
［００４３］
いくつかの構成では、入力／出力要素１１８は、遠隔デバイスから送られる赤外線信号または無線周波数信号を介して、ロボットシステム１００におけるさまざまな入力を受信することができる。例えば、１つ以上のセンサ１３６は、ロボット１５０が割り当てられたタスクを実行している間に、フィードバックを提供するために、通信リンク１６０中で、赤外線または無線周波数信号を介して、通信可能に結合することができる。通信リンク１６０は、タスクを完了するためにロボット１５０によって使用することができる情報を提供する。さらに、割り当てられたタスクを完了するためのロボット１５０とマニピュレータ−Ａとの組み合わせの能力の質的測定として、センサ１３６からの１つ以上の信号を記憶することができる。センサ１３６からの１つ以上の信号は、タスク試行の間の選択時間で、制御モジュール１１０によって記録されてもよい。センサ１３６は、ロボット１５０から取り外されて示されているが、ロボット１５０および／またはマニピュレータに一体化された１つ以上のセンサを使用して、フィードバック信号を制御モジュール１１０に送ってもよいことを理解すべきである。例えば、（示していない）１つ以上の電圧および電流センサは、タスク試行の間に消費される電力を測定するために、マニピュレータアーム１５６の回路、マニピュレータ制御装置１５４、および／または、ベース１５２中で、構成してもよい。
【００３５】
［００４４］
遠隔制御装置がロボットシステム１００と通信しているときに、遠隔制御装置は、ランプ、発光ダイオード、ディスプレイ、または、ロボットシステム１００から遠隔制御装置のオペレータに情報を通信する他のフィードバックメカニズムを含むことができる。このような遠隔制御装置は、ロボット１５０のオペレータが、ロボット１５０のさまざまな機能を制御し、（マニピュレータの自動選択を無効化することを含む）マニピュレータを選択し、完了したタスクの表示を提供し、およびまたは、ロボット１５０によって実行され観測されたタスクに基づく、品質スコアを通信することを可能にする、１つ以上の入力メカニズムを含むだろう。
【００３６】
［００４５］
電力モジュール１２６は、交流（ＡＣ）電源、直流（ＤＣ）電源、または、他の何らかの電源のような、任意のタイプの電源を備えていてもよい。例示的な実施形態では、電力モジュール１２６は、使い捨てバッテリーまたは再充電可能バッテリーであってもよい、バッテリーを備えていてもよい。制御モジュール１１０がロボット１５０に一体化されているとき、制御モジュール１１０は、ロボット１５０内の電源に結合されていてもよい。
【００３７】
［００４６］
例示的な実施形態では、ロボットシステム１００は、セレクタエンジン４００を使用して、実行される現在のタスクに対して利用可能なマニピュレータのセット１５８から特定のマニピュレータ（例えば、マニピュレータＡ、マニピュレータＢ、またはマニピュレータＣ）を動的に選択する。セレクタエンジン４００は、説明した機能を実行するようにプログラムされている、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または、リードオンリーメモリ要素であってもよい。代替的に、メモリ１１２は、ロボット１５０をサポートすることと、説明した機能を実行することとの両方のための、データおよびアプリケーションを含んでいてもよい。しかしながら、制御モジュール１１０が使用可能になると、ロボットシステム１００を使用してタスクを実行する以前の試行からの記録された結果にしたがって、タスクを完了するには、マニピュレータのセットからの特定のマニピュレータは、残りのマニピュレータよりも、より適していると識別される。記録された結果は、ロボット１５０によって実行されるタスク試行から、または、同様のマニピュレータを有するように構成されている同様のロボット１５０の他のインスタンスから、発せられる。成功して完了した各タスク試行について、経過時間および必要とされた電力が記録される。いくつかの状況では、完了したタスク試行の品質の相対スコアと、関心ある他のパラメータの測定もまた、各タスク試行に関して、記録することができる。オペレータの選好または明確な無効化にしたがって、マニピュレータ選択を調節することができる。
【００３８】
［００４７］
図２は、規定されたタスクと図１のロボットシステム１００に利用可能である交換可能なマニピュレータとの間の最適な関係を創り出すための方法２００の例示的な実施形態を図示するフローダイヤグラムである。いったん創り出されると、タスク／マニピュレータ関係は、１セットの利用可能なマニピュレータから選択マニピュレータの静的または予め規定された選択において使用することができる。方法は、タスクが識別されて、一意的な識別子に関係付けられる、ブロック２０２で開始する。マニピュレータアーム１５６と選択マニピュレータとの組み合わせで所望の活動のコースを実行するようにロボットシステム１００に指示する詳細な命令および論理を、タスクは含むだろう。ブロック２０４では、予め規定されたタスク／マニピュレータマトリックス（これが存在するとき）を使用して、；パラメータ結果を使用して、これらが存在するとき；または、オペレータ無効化にしたがって、のいずれかで、マニピュレータが識別される。ブロック２０６では、選択マニピュレータがロボットシステム１００のマニピュレータアーム１５６に結合され、カウンタがリセットされる。ブロック２０６におけるカウンタリセットに関連して、または、ブロック２０６におけるカウンタリセットに加えて、ロボットシステム１００はさらに、タイマをリセットして、測定された結果を収集するように構成されている１つ以上のメータまたは回路に電力を提供することにより、構成され、または、初期化されてもよい。ブロック２０８において、ロボットシステム１００を使用して、識別されたタスクを実行する。許容された時間で、タスクが完了すると、または、タスクを成功して完了するのに失敗すると、方法２００は、１つ以上の測定されたパラメータが記録されるブロック２１０に継続する。記録されたパラメータは、タスクを完了するために必要とされた電力、タスクを完了するための経過時間等を含んでいてもよい。
【００３９】
［００４８］
いくつかの実施形態では、オペレータまたはオブザーバは、完了したタスクの質的測定を入力するように促される。成功して完了したタスクからの結果および質的スコアが記録される。失敗した試行に関係付けられているパラメータを記録する必要はない。
【００４０】
［００４９］
ブロック２１２では、所望の数の試行が完了したか否かを決定するために、クエリが実行される。クエリへの応答が否定的であるとき、カウンタがインクリメントされ、ブロック２０８および２１０中で識別された機能が繰り返される。そうではなく、所望の数のタスク試行が完了し、結果が記録されるとき、方法は、タスク／マニピュレータマトリックスが創り出されるブロック２１４に続く。その後、破線で示すように、ロボットシステム１００、または、記録された結果にアクセスできる別のコンピューティングデバイスは、情報およびまたは発生させたタスクマニピュレータマトリックスを、ブロック２１６で示すように、オプション的に分配、またはそうでなければ、共有してもよい。
【００４１】
［００５０］
図３は、図１の相互接続３００の例示的な実施形態を図示する概略的ダイヤグラムである。相互接続３００は、例示的なマニピュレータ１５８ｎに近接して図示されている。図３中に示されるように、マニピュレータ１５８ｎは、マニピュレータ１５８ｎがマニピュレータアーム１５６に電気的におよび物理的に結合されることを可能にする機構と要素を有するように構成されているアーマチュアまたはアームポート３５０を含む。これに関して、アームポート３５０は、アームポート３５０の接合表面３５５に近接してまたは沿って構成されている、１つ以上のマニピュレータ接続位置調整（ＭＣＡ）機構３５２を含む。１つ以上のＭＣＡ機構３５２は、相互接続３００のマニピュレータポート３２０中に構成されている対応する事前接続位置調整（ＰＣＡ）要素３２２との位置決めの際に、スロット、開口または他の物理的凹部または物理的伸長部のような、特定の形状および寸法を有する１つ以上の表面を含んでいてもよい。
【００４２】
［００５１］
好ましい実施形態では、ＰＣＡ要素３２２は、ハウジング内に組み込まれている、または、マニピュレータポート３２０の接合表面３２５に近位の、磁石のセットを備えている。このケースでは、ＭＣＡ機構３５２は、ＰＣＡ要素３２２との位置決め用に構成されている磁石のそれぞれのセットを備えるだろう。相互接続３００とマニピュレータ１５８ｎとに対向する方向に（矢印によって図示する）外力が加えられ、磁力の引力は、相互接続３００のマニピュレータポート３２０中の共通電気インターフェース（ＣＥＩ）３２６における（示していない）対応する導電体と、マニピュレータ電気インターフェース（ＭＥＩ）３５６中の（示していない）導体との動作可能な結合を促進する事前位置調整関係に相互接続３００およびマニピュレータ１５８ｎをガイドするだろう。ＣＥＩ３２６は、それぞれのマニピュレータに電力を提供して制御信号を通信し、それぞれのマニピュレータからフィードバック信号を受信する、電力および信号導体の共通構成を含む。ＣＥＩ３２６はまた、制御信号をそれぞれのマニピュレータに通信するための共通プロトコルを使用する。さらに、事前位置調整関係は、共通機械インターフェース（ＣＭＩ）３２４のそれぞれの接合機構または要素と、マニピュレータ機械インターフェース（ＭＭＩ）３５４の要素または機構との間の物理的または機械的結合をさらに促進する。したがって、ＣＭＩ３２４は、共通機械機構を使用して、相互接続３００を介して、それぞれのマニピュレータをマニピュレータアーム１５６に機械的に固定する。上述したように、当業者は、ロボットシステム１００の構成および動作を理解するであろう。したがって、簡潔にするために、インプリメンテーションの詳細は省略する。
【００４３】
［００５２］
図３中でさらに図示するように、マニピュレータ１５８ｎは、アームポート３５０、より具体的にはＭＥＩ３５６と通信するセンサまたは複数のセンサ３６０を含む。センサ３６０は、プログラムされたタスクの実行の間にロボット１５０によって使用することができる信号を通信する。さまざまな信号は、相互接続３００およびマニピュレータアーム１５６を介して、マニピュレータ制御装置１５４に向けて転送される。説明したように、所望のタスクを実行するための、ロボットシステム１００と選択マニピュレータ１５８ｎとの組み合わせの能力の質的測定として、規定されたタスクの実行の間の選択時に、フィードバック信号のうちの１つ以上が、制御モジュール１１０にまたはロボットシステム１００と通信するメモリに通信され、記録される。
【００４４】
［００５３］
図４は、図１のセレクタエンジン４００の例示的な実施形態を図示するブロックダイヤグラムである。セレクタエンジン４００は、バスインターフェース４１０および論理４２０を含む。バスインターフェース４１０は、結果ストア１２２から測定されたパラメータ（例えば、電力、経過時間、ＱｏＳ等）を受信し、論理４２０に転送する。選択時に、バスインターフェース４１０は、１つ以上の選好、オペレータ無効化、ＱｏＳの測定、および遠隔結果を示す制御信号を受信する。制御信号は、利用可能なマニピュレータのセットからマニピュレータを決定する際に、論理４２０に指示する。論理４２０は、比較器４２１と、乗算器４２２と、加算器４２３と、積分器４２４と、ｉｆ／ｔｈｅｎ分岐処理論理４２５と、除算器４２６と、（示していない）レジスタと、（示していない）タスク選択マトリクス発生論理とを含み、最適なマニピュレータを、ロボットシステム１００中でプログラムされている１つ以上のタスクに関係付ける。
【００４５】
［００５４］
識別されたタスクとそれぞれのマニピュレータとの間に発生させた関係付けは、タスク選択マトックス６００中に記憶され、これは、セレクタエンジン４００と一体化されている１つ以上の記憶要素中で、または、セレクタエンジン４００の外部であるが論理４２０にアクセス可能な１つ以上の記憶要素中で、実現してもよい。オペレータが指示した無効化にしたがって、または、論理４２０中でイネーブルされた機能から発生させた１つ以上の結果の比較の後に、セレクタエンジン４００がタスク選択マトリックス６００からマニピュレータを識別しようとなかろうと、セレクタエンジン４００は、識別子をロボットシステム１００に転送するバスインターフェース４１０を介して、マニピュレータ識別子を通信する。現在結合されているマニピュレータを自動的に切り離して、識別されたマニピュレータまたは選択マニピュレータを結合するか、あるいは、オペレータが選択マニピュレータを結合する前にマニピュレータの任意の必要な切り離しを実行するための命令を提供することによって、ロボットシステム１００は応答する。
【００４６】
［００５５］
セレクタエンジン４００は、間近のタスク、エネルギー効率、および利用可能な時間のような要因に基づくマニピュレータ選択を提供する。セレクタエンジン４００はまた、特定のタスクに対するマニピュレータ使用の履歴を創り出し、将来のマニピュレータ選択のために履歴を使用できる。履歴は、結果データベース１２２中に記憶させることができ、継続的に更新／拡張することができ、したがって、将来のマニピュレータ選択は、例えば、タスク完了の成功、タスクのための特定のマニピュレータの使用効率等を含む、使用の履歴に基づくことができる。
【００４７】
［００５６］
最適選択マトリックスは、異なるマニピュレータにより所定のタスクを実行している間に測定されたパラメータに基づいて、電力、時間、およびオプション的にＱｏＳ（サービス品質）に対して最適化される。図４中で示されているように、ＱｏＳは、オペレータフィードバックに基づくコンポーネントと、制御モジュール１１０と通信する１つ以上のセンサ１３６および／またはマニピュレータ１５８ｎ中に構成されている１つ以上のセンサ３６０によって提供される精度の測定に基づく別のコンポーネントとを有してもよい。ロボット１５０と一体化されていてもよい、または、通信していてもよい、人−機械インターフェース（例えば、オペレータインタフェース１５３）を介して、オペレータフィードバックは通信されてもよい。オペレータフィードバックは、マニピュレータのセット１５８から識別されたマニピュレータにより、規定されたタスクを実行するロボットシステム１００の観測を含む。センサが導出したＱｏＳフィードバックは、間近のタスクの中間ステップを完了する際に、または、間近のタスクを完了する際に、捕捉された記録測定を含む。これらの記録された測定は、タスクまたはタスクの一部分を実行するときに、ロボット１５０の精度の表示を提供する。マニピュレータ選択アルゴリズムは、ＱｏＳ測定のうちの１つまたは両方のタイプを使用し、タスク試行に関係付けられている測定されたパラメータから創り出された結果履歴に基づいて、規定されたタスクにより良く適しているとして、利用可能なマニピュレータのセットからの部材を識別できる。このようなパラメータは、選択間隔で記録され、タスクの期間に渡って平均化された１つ以上の電流および電圧を含むことができる。
【００４８】
［００５７］
例えば、第１のインスタンスにおいて、マニピュレータ−Ａを使用し、その後、第２のインスタンスにおいて、マニピュレータ−Ｂを使用して実行されるタスク−Ａを検討する。これら２つのケースに対する経過時間は、それぞれｔ１、ｔ２である。両方のケースのＱｏＳが同じ場合、最適なマニピュレータ選択の条件を満足するために、最小のエネルギー消費に関係付けされているマニピュレータを、後続の使用のために選び取る必要がある。
【００４９】
［００５８］
数学的には、このケースでは、以下の関数からの最小結果に関係付けられているマニピュレータは、電力消費について最適化されているときに、間近のタスクに対して最適なマニピュレータとして識別される。
【００５０】
【数１】
2017538596.tif 000003
【００５１】
【数２】
2017538596.tif 000004
【００５２】
［００５９］
数学的には、このケースでは、以下の関数からの最小結果に関係付けられているマニピュレータは、電力消費について最適化されているときに、間近のタスクに対して最適なマニピュレータとして識別される。したがって、ｅ２＜ｅ１のとき、マニピュレータ−Ｂを選択する。選択マニピュレータを使用するときに消費されるエネルギーは、比較器４２１、乗算器４２２、積分器４２４、およびｉｆ／ｔｈｅｎ分岐論理４２５を含む、論理４２０と、セレクタエンジン４００のさまざまな論理要素とを使用して決定することができる。
【００５３】
［００６０］
このように所望されるときに、マニピュレータ選択アルゴリズムにおいてＱｏＳを含めることは、ファクターおよび乗算演算により実現される。ＱｏＳ値は範囲［０，１］における実数であり、ここで、０＝失敗であり、１＝最も許容可能である。以下の例は、ＱｏＳ値がマニピュレータ選択にどのように影響を及ぼすかを示す。第１のインスタンスにおいて、マニピュレータ−Ａを使用して、その後、第２のインスタンスにおいて、マニピュレータ−Ｂを使用して実行される、タスク−Ｌを検討する。さらに、タスク試行を完了するのに必要な時間は、それぞれｔ１、ｔ２である。これら２つのケースに対するＱｏＳをそれぞれ、ｑｌ、ｑ２とする。その結果、最小エネルギー消費に関係付けられているマニピュレータは、直接選び取ることはできない。重み付けされたエネルギーは次のように与えられる。  
ｅｗｅｉｇｈｔｅｄ＝ｅｒａｗ＊（１／ｑ）  
数学的には、このケースでは、以下の関数からの最小結果に関係付けられているマニピュレータが、間近のタスクに対して最適なマニピュレータとして識別される。
【００５４】
【数３】
2017538596.tif 000005
【００５５】
【数４】
2017538596.tif 000006
【００５６】
［００６１］
上記関数からの最小結果に関係付けられているマニピュレータは、電力消費およびＱｏＳについて最適化されているときに、間近のタスクに対して最適なマニピュレータとして識別される。したがって、ｅ１＜ｅ２であるとき、マニピュレータ−Ａを選択する。選択マニピュレータを使用するときに消費されるエネルギーは、比較器４２１、乗算器４２２、積分器４２４、ｉｆ／ｔｈｅｎ分岐論理４２５、および除算器４２６を含む、論理４２０と、セレクタエンジン４００のさまざまな論理要素とを使用して決定することができる。
【００５７】
［００６２］
ｑ＝０（すなわち、完全な失敗）であることに留意すべきであり、重み付けされたエネルギーは無限大に近づくため、関係付けられているマニピュレータは、将来、同じタスクを取り扱うために選び取られないだろう。したがって、セレクタエンジン４００のバスインターフェース４１０で受信されるタスク失敗入力信号は、記録しない（ＤＮＲ）条件と、このような失敗したタスク試行がタスク試行履歴中に永久に記録される必要のない間に測定されたパラメータとを示す。このような状況下では、日付、時刻、マニピュレータ識別子およびタスク試行識別子は、タスクを完了するのにロボット１５０が失敗したことのフラグまたは他の印に関係付けられてもよい。
【００５８】
［００６３］
マニピュレータ選択アルゴリズムは、いくつかの予め規定されたコマンド−フレーズを検出し、これらを過去の実行タイミングと相関させ、コマンド−フレーズによって示されるような「タイミング優先順位付け」に基づいて、マニピュレータ選択を行う能力を含む。これは、以下の例に示されている。
【００５９】
［００６４］
第１のインスタンスにおいて、マニピュレータ−Ａを使用し、その後、第２のインスタンスにおいて、マニピュレータ−Ｂを使用して実行されるタスク−Ｌを検討する。さらに、別のタスク試行を完了するために必要とされる時間は、それぞれｔ１、ｔ２であり、それぞれｅ１、ｅ２のエネルギー消費を有する。ｅ１、ｅ２、および、ｔ１、ｔ２は、以下の関係：ｅ１＞ｅ２、および、ｔ１＜ｔ２を有しているとする。このケースでは、（前に説明したような）エネルギー最適化選択アプローチは、その使用が最小のエネルギーを要求することから、マニピュレータ「Ｂ」の選択をしただろう。しかしながら、このケースにおいてユーザが、「ＡＳＡＰでタスクを実行」のようなコマンドを発行する場合、コマンド−フレーズ中の「キーワードＡＳＡＰ」は、たとえそれがより高いエネルギー消費に関係付けられていたとしても、選好として、タスク動作タイミングに基づいてマニピュレータ選択をするための手がかりとしてとられ、マニピュレータ「Ａ」の選択につながる。したがって、タイミング選好ベースのマニピュレータ選択基準は、エネルギー消費ベースの選択チョイスを無効化する。
【００６０】
［００６５］
図５は、テスト結果を記録するのに適したテーブル５００のフォーマットで、記憶させたデータ関係の例示的な実施形態を図示する概略的ダイヤグラムである。例えば、規定されたタスクＬについて、必要とされる電力（Ｐ）、経過時間（Ｔ）、完了されたタスクの品質（Ｑ）のそれぞれの測定をＮ個の試行のそれぞれに対して記録してもよく、ここで、Ｎは整数である。オペレータまたはタスク試行の他のオブザーバによって受入可能とみなされる方法で完了されたタスクについての結果を記録してもよい。任意の数の規定されたタスクＬに対して、この方法で、結果は記録され、ここで、Ｌは、Ｍ個のマニピュレータにより実行できる整数であり、ここで、Ｍは、２以上の整数である。示した実施形態は、電力、時間および品質に対するそれぞれの測定を記録しているが、所望されるように、各試行に関係付けて、関心のある追加のパラメータも記録してもよい。
【００６１】
［００６６］
図６は、図５に関係付けて、図示され、説明された、タスク／マニピュレータ／試行データ関係において記録した情報から導出されるタスク選択マトリックス６００の例示的な実施形態を図示する概略的ダイヤグラムである。プロセッサ１１４によってアクセスされ、実行されるときに、セレクタエンジン４００によって記憶またはそうでなければ可能にされ、あるいは、オペレーティングソフトウェア１２５中にまたは制御モジュール１１０のメモリ１１２の他の部分中に記憶される、さまざまな式は、利用可能なマニピュレータのうちのどれが、ある選好下で、規定されたタスクを完了するために、最も適している、または最適であるかを識別してもよい。
【００６２】
［００６７］
選好は、測定されたパラメータ間のトレードオフを識別するだろう。例えば、電力と時間の両方を犠牲にして特定のタスクを実行するときに、オペレータは、ロボットシステム１００によって達成可能な最高の品質を達成することを望むかもしれない。別のタスクは、品質に対しておよびこの別のタスクに対して、このような高い規格を必要としないかもしれず、オペレータは、品質または品質および時間の両方を犠牲にしてタスクを完了するために必要とされる電力に基づいて、最も効率的なマニピュレータを使用するための選好を選ぶかもしれない。さらなる例として、ロボットシステム１００が、バッテリー電力のみで動作するとき、残りの記憶容量の予想される値または測定される値を、マニピュレータ選択関数における入力として適用してもよい。
【００６３】
［００６８］
図示したタスクマニピュレータマトリックス６００中に示すように、マニピュレータＭ１は、ラベルＬ１、Ｌ７、Ｌ９によって識別されるタスクとともに、ロボットシステムのオペレータによって示される（示していない）対応する選好に対する他のタスクに対して最も適しているとして識別される。マニピュレータＭ２は、ラベルＬ２、Ｌ４、Ｌ８によって識別されるタスクとともに、オペレータによって示される対応する選好に対する他のタスクを完了するために使用するのに対して最も適しているとして識別される。マニピュレータＭ３は、ラベルＬ３、Ｌ５、Ｌ６によって識別されるタスクとともに、オペレータによって通信される対応する選好に対する他のタスクを完了するために使用するのに対して最も適しているとして識別される。マニピュレータＭｍは、ラベルＬ１０、Ｌ１１、Ｌ１２によって識別されるタスクとともに、他のタスクを完了するために使用するのに対して最も適しているとして識別される。
【００６４】
［００６９］
図７は、ロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃの協調的環境７００の例示的な実施形態を図示する概略的ダイヤグラムである。図示した協調的環境は、３つの同様に構成されているロボットシステムを含んでいるが、ロボットシステムのこのような協調的環境は、数が２つのように少なくてもよく、または、所望されるように、多くの数を含んでいてもよい。図示したように、各ロボットシステム７１０は、マニピュレータのそれぞれのセットを含む。例えば、ロボットシステム７１０ａおよびロボットシステム７１０ｂは、それぞれ、マニピュレータのセット７１５を含む。マニピュレータのセット７１５は、部材Ｍ１、Ｍ３、Ｍ４、およびＭ５を含む。ロボットシステム７１０ｃは、マニピュレータのセット７１６を含む。マニピュレータのセット７１６は、部材Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、およびＭ５を含み、これらの部材は、マニピュレータのセット７１５中の部材と相交わる。
【００６５】
［００７０］
図７中にさらに示すように、それぞれのロボットシステムは、マニピュレータのそれぞれのセットのそれぞれで見出される、マニピュレータＭ１，Ｍ３，およびＭ５により実行された、規定されたタスク試行に対するローカル結果のような情報を共有するために、通信リンク７２０を介して選択的に結合することができる。ロボットシステム７１０ｃによりマニピュレータＭ２を使用して実行されたタスク試行に関係付けられた結果は、ロボットシステム７１０ａおよびロボットシステム７１０ｂとの通信セッションに使わせなくてもよい。利用可能なマニピュレータのセットおよび個々の部材（マニピュレータ）は、一意的なラベル、一意的なラベルの組み合わせ、または他の識別子によって識別されてもよい。識別されたとしても、さまざまなロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃは、図５に関係付けて提示し、説明した、例示的なテーブル中の情報のような、履歴パラメータ結果を通信する。
【００６６】
［００７１］
図７中にも示すように、データストア７５０と通信する使用プロフィール情報ユニット７４０は、履歴結果の収集および転送、または、タスク／マニピュレータ選択マトリックスの創出を加速するために提供してもよい。使用プロフィール情報ユニット７４０は、識別されたタスクのために拡張されたまたは改良されたマニピュレータ選択を提供するように構成されている、オペレーティングソフトウェアを含んでいてもよい。さらに、使用プロフィール情報ユニット７４０は、ローカルシミュレーションまたは実際の試みを実行するために、専用ロボットシステム（例えば、ロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃの選択インスタンス）に通信可能に結合されていてもよい。このケースでは、いったん十分な結果履歴が記録され、およびまたは、タスク／マニピュレータマトリクスが創り出されると、配備される場合はいつでも、情報は、残りのロボットシステム７１０と共有されてもよい。本質的に、使用プロフィール情報ユニット７４０は、ロボット対ロボット相互対話ベースのアルゴリズム進化のアプローチを、補強および／または加速させる。
【００６７】
［００７２］
例えば、マニピュレータ選択決定は、そうでなければロボットシステム７１０の別のインスタンスに利用可能でない選択マニピュレータ設計のコンポーネントに関する情報に応答して、行われてもよい。この情報は、マニピュレータ制御装置のセット１５８の製造で使用される１つ以上の制御システムコンポーネントの履歴実行に関する知識、または、特定のプロバイダによって製造されたロボット１５０のセットで使用されるコンポーネントの特定のベンダーの製造技術に関する知識等を含むことができる。
【００６８】
［００７３］
それぞれのロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃは、使用プロフィール情報ユニット７４０と情報を共有するために、通信リンク７２２を介して選択的に結合することができる。説明したように、使用プロフィール情報ユニット７４０は、それぞれのロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃのうちの１つ以上と通信して、タスク／マニピュレータ選択マトリックス、他の同様に構成されているロボットシステムからの履歴情報、ならびに／あるいは、新しいマニピュレータの通知または配備されたマニピュレータへの調整を提供して、所望の実行および精度を達成するだろう。
【００６９】
［００７４］
接続７２０、７２２は、技術的に知られているような、任意のワイヤード、ワイヤレス、光学、または他の何らの双方向高スピード、中スピードまたは低スピード通信リンクであってもよい。さらに、接続のうちの１つ以上は、各セグメントが、ワイヤード、ワイヤレス、光学、あるいは他の双方向通信リンクまたはプロトコルを有する複数のセグメントを含んでいてもよい。例として、接続７２０、７２２は、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）接続を通して、拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）を使用して、実現することができる。代替的に、接続７２０、７２２のうちの１つ以上は、通信分野で知られている標準的な通信プロトコルまたはプロプライエタリな通信プロトコルを使用して実施することができる。
【００７０】
［００７５］
分散協調環境７００への拡張において、または、代替として、ロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃのうちの１つ以上からの情報を記憶するために、データストアまたはデータベース７５０をインターネットのような公共的にアクセス可能なネットワークを通して通信可能に結合してもよい。記憶された情報は、図５のテーブル中に提示し、説明したような、ロボットシステムのぞれぞれから記録されたタスク試行のそれぞれからの結果と、図６に関係付けて提示し、説明したようなタスクマニピュレータマトリックスの１つ以上のバージョンとともに、所望されるように、さまざまなマニピュレータおよびロボットシステムに関する情報を含んでいてもよい。したがって、さまざまなロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃは、電力、時間、（オペレータが観測し、入力した測定とともに、制御モジュールと通信するセンサからの質的測定とを含む）ＱｏＳからローカルに発生された情報と、ことによるとそれぞれのシステムで実行されたタスク試行から収集された追加の測定の両方とともに、同様に構成されているロボットシステムまたは共通データストア７５０から受信した情報に基づく収集された結果および導出されたマニピュレータ推奨を利用するように適合させることができる。ロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃは、ローカルタスク試行の選択数に基づいて、最適なマニピュレータを識別する静的情報を使用するように適合させることができる。代替的に、ロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃは、動的のままにして、同様に構成されているロボットシステム７１０ａ〜７１０ｃでローカルおよび／または遠隔の両方で記録された結果に応答することができる。
【００７１】
［００７６］
図８は、図５の結果テーブルを創り出すための方法８００の例示的な実施形態を図示するフローダイヤグラムである。方法８００は、実行されるタスクを識別する情報をロボットシステム１００が受信する、ブロック８０２で開始する。決定ブロック８０４では、タスクマトリックスは、識別されたタスクがタスク選択マトリックス６００中に見つかるか否かを決定するようにクエリされる。識別されたタスクが既にタスク選択マトリックス６００中で見つかるとき、「Ｙｅｓ」とラベル付けされたフロー制御矢印によって示されるように、決定ブロック８０４を出て、ブロック８０６中で示されるように、タスク試行で使用される異なるマニピュレータを識別する無効化命令をオペレータが入力したか否かに関する決定がされる決定ブロック８１０に進む前に、セレクタエンジン４００は、マトリックス中の情報を使用して、選択マニピュレータを識別する。識別されたタスクがタスク選択マトリックス６００中に見つからないとき、「ＮＯ」とラベル付けられたフロー制御矢印によって示すように、決定ブロック８０４を出て、セレクタエンジン４００は、ブロック８０８中で示すように、記録されたパラメータから導出した統計、または、所望の数のタスク試行との組み合わせ中のリストを使用して、利用可能なマニピュレータのセットから選択マニピュレータを識別する。マニピュレータが、オペレータによって識別されているか、または、選択されているか、タスク選択マトリックス６００によって識別されているか、または、利用可能なマニピュレータおよび所望の数のタスク試行のリストにしたがっているか否かにかかわらず、ロボットシステム１００は、ブロック８１２中で示すように、識別されたマニピュレータをマニピュレータアーム１５６の相互接続３００に結合するまたは結合するようにオペレータに命令することにより、継続する。その後、ブロック８１４においてタスクが実行される。入力／出力ブロック８１６中で示すように、タスク試行の間に測定され、または記録された結果を、ロボットシステム１００は、ローカルデータストア中に記憶させる。その後、指定された時間で、ロボットシステム１００は、オプション的に、利用可能なマニピュレータのそれぞれのセット中の同じマニピュレータのうちの少なくともいくつかを共有する、１つ以上の類似する遠隔ロボットシステムと記録された結果を共有する。
【００７２】
［００７７］
図９は、ロボットシステム１００のための最適なマニピュレータを識別するための方法９００の例示的な実施形態を図示するフローダイヤグラムである。方法９００は、マニピュレータのセットがロボットシステム１００に提供されるブロック９０２で開始する。ブロック９０４では、マニピュレータポートを介して、マニピュレータのセットからの部材を制御モジュール１１０に動作可能に結合するように、第１のポートとマニピュレータポートとを有する相互接続を構成する。ブロック９０６では、利用可能なマニピュレータのセットからの２つ以上の部材により、規定されたタスクを実行するそれぞれの試行からの結果を記録する。ブロック９０８では、１つ以上の基準と記録された結果とにしたがって、マニピュレータのセットからの部材のマニピュレータポートへの選択的結合が可能になる。説明したように、ローカル結果から、他の類似して構成されているロボットシステムから受信した結果から、または、ローカルロボットシステム１００からの結果と他のシステムからの結果の両方の結果から、創り出されたタスク選択マトリックスに応答して選択をすることができる。１つの構成において、タスク選択マトリックスは、規定されたタスクを完了するために最適なマニピュレータとして、特定のマニピュレータを規定するだろう。代替構成では、タスク選択マトリックスは、完了されるタスク、オペレータ選好、所望のサービス品質、または、所望のタスクを達成する最適なマニピュレータを共に識別する他の要因のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
【００７３】
［００７８］
ここで説明した動的ロボットマニピュレータ選択のためのシステムおよび方法は、１つ以上のＩＣ、アナログＩＣ、ＲＦＩＣ、混合信号ＩＣ、ＡＳＩＣ、プリント回路基板（ＰＣＢ）、電子デバイス等上で実現してもよい。動的ロボットマニピュレータ選択のためのシステムおよび方法はまた、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、Ｎ−チャネルＭＯＳ（ＮＭＯＳ）、Ｐ−チャネルＭＯＳ（ＰＭＯＳ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、バイポーラ−ＣＭＯＳ（ＢｉＣＭＯＳ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）等のような、さまざまなＩＣプロセステクノロジーにより組み立ててもよい。
【００７４】
［００７９］
ここで説明した動的ロボットマニピュレータ選択のためのシステムおよび方法を実現する装置は、独立型デバイスであってもよく、または、より大きなデバイスの一部であってもよい。デバイスは、（ｉ）独立型ＩＣ、（ｉｉ）データおよび／または命令を記憶するメモリＩＣを含んでいてもよい１つ以上のＩＣのセット、（ｉｉｉ）ＲＦ受信機（ＲＦＲ）またはＲＦ送信機／受信機（ＲＴＲ）のようなＲＦＩＣ、（ｉｖ）移動局モデム（ＭＳＭ）のようなＡＳＩＣ、（ｖ）他のデバイス内に組み込まれてもよいモジュール、（ｖｉ）受信機、セルラ電話機、ワイヤレスデバイス、ハンドセット、または移動体ユニット、（ｖｉｉ）等であってもよい。
【００７５】
［００８０］
１つ以上の例示的な設計において、記述した機能を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実現してもよい。ソフトウェアで実現するとき、機能は、１つ以上の命令またはコードとしてコンピュータ読取可能媒体上に記憶されていてもよく、あるいは、１つ以上の命令またはコードとしてコンピュータ読取可能媒体上で送信されてもよい。コンピュータ読取可能媒体は、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を促進する任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体と通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる何らかの利用可能な媒体であってもよい。限定ではなく例として、このようなコンピュータ読取可能媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、あるいは、命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを運ぶまたは記憶するために使用でき、そして、コンピュータによってアクセスできる他の何らかの媒体を含むことができる。また、任意の接続は、コンピュータ読取媒体と適切に称される。例えば、ソフトウェアが、ウェブサイトから、サーバから、あるいは、他の遠隔ソースから、同軸ケーブルを、光ファイバケーブルを、撚り対を、デジタル加入者線（ＤＳＬ）を、または、赤外線、無線、マイクロ波のようなワイヤレステクノロジーを使用して送信される場合、同軸ケーブルや、光ファイバケーブルや、撚り対や、ＤＳＬや、または、赤外線、無線、マイクロ波のようなワイヤレステクノロジーは、媒体の定義中に含まれる。ここで使用したようなディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイ（登録商標）ディスクを含むが、通常、ディスク（ｄｉｓｋ）はデータを磁気的に再生する一方で、ディスク（ｄｉｓｃ）はデータをレーザにより光学的に再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ読取可能媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００７６】
［００８１］
この説明中で使用される用語「コンポーネント」、「データベース」、「モジュール」、「システム」、およびこれらに類するものは、コンピュータ関連エンティティや、ハードウェアか、ファームウェアか、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせか、ソフトウェアか、または実行中のソフトウェアかのいずれかを指すことを意図している。例えば、コンポーネントは、プロセッサ上で実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、プログラム、および／または、コンピュータであってもよいが、これらに限定されない。例示として、コンピューティングデバイス上で実行しているアプリケーションおよびコンピューティングデバイスの両方とも、コンポーネントであってもよい。１つ以上のコンポーネントは、プロセスおよび／または実行のスレッド内に存在してもよく、コンポーネントは、１つのコンピュータ上で局所化させても、および／または、２つ以上のコンピュータ間で分散させてもよい。加えて、これらのコンポーネントは、そこに記憶されたさまざまなデータ構造を有するさまざまなコンピュータ読取可能媒体から実行することができる。コンポーネントは、１つ以上のデータパケット（例えば、ローカルシステム中の、分散システム中の別のコンポーネントと対話する１つのコンポーネントからのデータ、および／または、インターネットのようなネットワークに渡って信号を経由して他のシステムと対話する１つのコンポーネントからのデータ）を有する信号にしたがうような、ローカルおよび／または遠隔プロセスによって通信してもよい。
【図１】
2017538596.tif 000007
【図２】
2017538596.tif 000008
【図３】
2017538596.tif 000009
【図４】
2017538596.tif 000010
【図５】
2017538596.tif 000011
【図６】
2017538596.tif 000012
【図７】
2017538596.tif 000013
【図８】
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【図９】
2017538596.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月22日(2017.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットシステムにおいて、
マニピュレータのセットと、
第１のポートとマニピュレータポートとを有する相互接続と、
制御ポートと対向ポートとを有するアームと、
インターフェースを有する制御モジュールとを具備し、
前記相互接続は、前記マニピュレータのセットの部材の前記マニピュレータポートへの選択的結合を可能にするように構成され、
前記対向ポートは、前記相互接続の前記第１のポートに結合され、
前記制御モジュールは、前記アームと前記相互接続とを通して、前記マニピュレータのセットの部材に動作可能に結合され、
前記制御モジュールは、前記マニピュレータのセットからの部材によりタスクを実行している間に記録されたパラメータに応答するセレクタエンジンを含み、
前記パラメータは、前記マニピュレータのセットの部材により前記タスクを実行するとき、前記制御モジュールがエネルギー効率を決定できるように構成されているロボットシステム。
【請求項２】
前記パラメータは、前記タスクを実行する際に費やした電力および時間を含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記パラメータは、マニピュレータ実行に応答して信号を提供するように構成されているセンサからのフィードバックを含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記制御モジュールは、人−機械インターフェースを通して受信したタスク成功の測定を記録するように構成されている請求項１記載のロボットシステム。
【請求項５】
それぞれが結果としてタスク成功の同じ測定となる、前記マニピュレータのセットの第１の部材を使用するタスク試行の第１のインスタンスに対して、および、前記マニピュレータのセットの第２の部材を使用する前記タスク試行の第２のインスタンスに対して、電力と時間の関数を使用して、第１のマニピュレータおよび第２のマニピュレータから最適なマニピュレータを決定する請求項４記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記最適なマニピュレータは、相対エネルギー消費に基づいて識別される請求項５記載のロボットシステム。
【請求項７】
タスク試行が、結果としてタスク成功の異なる測定となる場合、前記マニピュレータのセットの第１の部材を使用する前記タスク試行のインスタンスに対して、および、前記マニピュレータのセットの第２の部材を使用する前記タスク試行の別のインスタンスに対して、電力および時間の重み付けられた関数を使用して、第１のマニピュレータおよび第２のマニピュレータから最適なマニピュレータを決定する請求項４記載のロボットシステム。
【請求項８】
サービス品質の測定を受信する通信インターフェースをさらに含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項９】
前記マニピュレータのセット中に現在ない識別されたマニピュレータが、前記ロボットシステムにより達成可能な実行の測定を超えるときに、通知を発生させるようにプログラムされている使用プロフィール情報ユニットから前記通知を受信する通信インターフェースをさらに含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１０】
遠隔ロボットシステムと結果を共有する通信インターフェースをさらに含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１１】
前記結果は、選択マトリックスとタスク試行結果のうちの１つを受信する使用プロフィール情報ユニット中で処理される請求項１０記載のロボットシステム。
【請求項１２】
無効化信号を受信する通信インターフェースをさらに含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１３】
前記セレクタエンジンは、選択入力に応答する請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１４】
前記マニピュレータのセットは、共通機械インターフェースを有するように構成されている請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１５】
前記マニピュレータのセットは、共通電気インターフェースを有するように構成されている請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１６】
前記マニピュレータのセットは、前記マニピュレータポートとの事前接続位置調整を促進する磁石のセットを有するように構成されている請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１７】
前記制御モジュールは、バスを介して互いに結合されている、プロセッサと、メモリと、電源とを含み、
前記メモリは、後続のマニピュレータ選択中で使用されるマニピュレータタスク成功履歴を管理するために前記プロセッサにより実行される、データと命令とを含む請求項１記載のロボットシステム。
【請求項１８】
方法において、
マニピュレータのセットを提供することと、
マニピュレータポートを介して、前記マニピュレータのセットからの部材を制御モジュールに動作可能に結合するように、第１のポートと前記マニピュレータポートとを有する相互接続を構成することと、
前記マニピュレータのセットからの部材の前記マニピュレータポートへの選択的結合を可能にすることとを含み、
前記選択的結合は、制御システムに結合されるときに、前記マニピュレータのセットからの部材を使用して、規定されたタスクを完了するそれぞれの試行からの記録された結果に応答し、
前記マニピュレータのセットの部材により前記規定されたタスクを実行するとき、記録された結果は、エネルギー効率を含む方法。
【請求項１９】
マニピュレータのセットを提供することと、相互接続を構成することとは、前記マニピュレータポート中で共通の機械的インターフェースを使用することを含む請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
選択的結合を可能にすることは、前記マニピュレータポート中で表面が対向して、位置決めするように空間的に構成されている磁石のそれぞれのセットを提供することを含む請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
記録された結果は、前記規定されたタスクを完了する各それぞれの試行に関係付けられている測定されたパラメータを含み、前記測定されたパラメータは、前記規定されたタスクを実行する際の、消費電力と、経過時間と、相対的成功とを含むグループから選択される請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
前記規定されたタスクを実行する際の相対的成功は、センサから通信される情報に応答する請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記規定されたタスクを実行する際の相対的成功は、人−機械インターフェースを介して通信される請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
前記選択的結合は、無効化入力にさらに応答する請求項１８記載の方法。
【請求項２５】
前記選択的結合は、前記マニピュレータのセットのサブセットを共有する電気−機械的機械の１つ以上のインスタンスから通信インターフェースを介して受信した結果にさらに応答する請求項１８記載の方法。
【請求項２６】
前記選択的結合は、遠隔ロボットシステムからの結果を収集して共有する、使用プロフィール情報ユニットの１つ以上のインスタンスから通信インターフェースを介して受信した結果にさらに応答する請求項１８記載の方法。
【請求項２７】
前記マニピュレータのセット中に現在ない識別されたマニピュレータが、前記ロボットシステムにより達成可能な実行の測定を超えるときに、前記使用プロフィール情報ユニットは、通知を発生させる請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
使用プロフィール情報ユニットの１つ以上のインスタンスから通信インターフェースを介して通知を受信することをさらに含み、前記通知は、マーケットにとって新しいマニピュレータを識別する請求項１８記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
［００８１］
この説明中で使用される用語「コンポーネント」、「データベース」、「モジュール」、「システム」、およびこれらに類するものは、コンピュータ関連エンティティや、ハードウェアか、ファームウェアか、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせか、ソフトウェアか、または実行中のソフトウェアかのいずれかを指すことを意図している。例えば、コンポーネントは、プロセッサ上で実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、プログラム、および／または、コンピュータであってもよいが、これらに限定されない。例示として、コンピューティングデバイス上で実行しているアプリケーションおよびコンピューティングデバイスの両方とも、コンポーネントであってもよい。１つ以上のコンポーネントは、プロセスおよび／または実行のスレッド内に存在してもよく、コンポーネントは、１つのコンピュータ上で局所化させても、および／または、２つ以上のコンピュータ間で分散させてもよい。加えて、これらのコンポーネントは、そこに記憶されたさまざまなデータ構造を有するさまざまなコンピュータ読取可能媒体から実行することができる。コンポーネントは、１つ以上のデータパケット（例えば、ローカルシステム中の、分散システム中の別のコンポーネントと対話する１つのコンポーネントからのデータ、および／または、インターネットのようなネットワークに渡って信号を経由して他のシステムと対話する１つのコンポーネントからのデータ）を有する信号にしたがうような、ローカルおよび／または遠隔プロセスによって通信してもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  ロボットシステムにおいて、
マニピュレータのセットと、
第１のポートとマニピュレータポートとを有する相互接続と、
制御ポートと対向ポートとを有するアームと、
前記制御ポートを通して、前記マニピュレータのセットの部材に動作可能に結合されている制御モジュールとを具備し、
前記相互接続は、前記マニピュレータのセットの部材の前記マニピュレータポートへの選択的結合を可能にするように構成され、
前記対向ポートは、前記第１のポートに結合され、
前記制御モジュールは、前記マニピュレータのセットからの部材によりタスクを実行している間に記録されたパラメータに応答するセレクタエンジンを含むロボットシステム。
［２］  前記パラメータは、前記タスクを実行する際に費やした電力および時間を含む［１］記載のロボットシステム。
［３］  前記パラメータは、マニピュレータ実行に応答して信号を提供するように構成されているセンサからのフィードバックを含む［１］記載のロボットシステム。
［４］  前記制御モジュールは、人−機械インターフェースを通して受信したタスク成功の測定を記録するように構成されている［１］記載のロボットシステム。
［５］  それぞれが結果としてタスク成功の同じ測定となる、前記マニピュレータのセットの第１の部材を使用するタスク試行の第１のインスタンスに対して、および、前記マニピュレータのセットの第２の部材を使用する前記タスク試行の第２のインスタンスに対して、電力と時間の関数を使用して、第１のマニピュレータおよび第２のマニピュレータから最適なマニピュレータを決定する［４］記載のロボットシステム。
［６］  前記最適なマニピュレータは、相対エネルギー消費に基づいて識別される［５］記載のロボットシステム。
［７］  タスク試行が、結果としてタスク成功の異なる測定となる場合、前記マニピュレータのセットの第１の部材を使用する前記タスク試行のインスタンスに対して、および、前記マニピュレータのセットの第２の部材を使用する前記タスク試行の別のインスタンスに対して、電力および時間の重み付けられた関数を使用して、第１のマニピュレータおよび第２のマニピュレータから最適なマニピュレータを決定する［４］記載のロボットシステム。
［８］  サービス品質の測定を受信する通信インターフェースをさらに含む［１］記載のロボットシステム。
［９］  前記マニピュレータのセット中に現在ない識別されたマニピュレータが、前記ロボットシステムにより達成可能な実行の測定を超えるときに、通知を発生させるようにプログラムされている使用プロフィール情報ユニットから前記通知を受信する通信インターフェースをさらに含む［１］記載のロボットシステム。
［１０］  遠隔ロボットシステムと結果を共有する通信インターフェースをさらに含む［１］記載のロボットシステム。
［１１］  前記結果は、選択マトリックスとタスク試行結果のうちの１つを受信する使用プロフィール情報ユニット中で処理される［１０］記載のロボットシステム。
［１２］  無効化信号を受信する通信インターフェースをさらに含む［１］記載のロボットシステム。
［１３］  前記セレクタエンジンは、選択入力に応答する［１］記載のロボットシステム。
［１４］  前記マニピュレータのセットは、共通機械インターフェースを有するように構成されている［１］記載のロボットシステム。
［１５］  前記マニピュレータのセットは、共通電気インターフェースを有するように構成されている［１］記載のロボットシステム。
［１６］  前記マニピュレータのセットは、前記マニピュレータポートとの事前接続位置調整を促進する磁石のセットを有するように構成されている［１］記載のロボットシステム。
［１７］  前記制御モジュールは、バスを介して互いに結合されている、プロセッサと、メモリと、電源とを含み、
前記メモリは、後続のマニピュレータ選択中で使用されるマニピュレータタスク成功履歴を管理するために前記プロセッサにより実行され使用される、データと命令とを含む［１］記載のロボットシステム。
［１８］  方法において、
マニピュレータのセットを提供することと、
マニピュレータポートを介して、前記マニピュレータのセットからの部材を制御モジュールに動作可能に結合するように、第１のポートと前記マニピュレータポートとを有する相互接続を構成することと、
前記マニピュレータのセットからの部材の前記マニピュレータポートへの選択的結合を可能にすることとを含み、
前記選択的結合は、制御システムに結合されるときに、前記マニピュレータのセットからの部材を使用して、規定されたタスクを完了するそれぞれの試行からの記録された結果に応答する方法。
［１９］  マニピュレータのセットを提供することと、相互接続を構成することとは、前記マニピュレータポート中で共通の電気的および機械的インターフェースを使用することを含む［１８］記載の方法。
［２０］  選択的結合を可能にすることは、前記マニピュレータポート中で表面が対向して、位置決めするように空間的に構成されている磁石のそれぞれのセットを提供することを含む［１８］記載の方法。
［２１］  記録された結果は、前記規定されたタスクを完了する各それぞれの試行に関係付けられている測定されたパラメータを含み、前記測定されたパラメータは、前記規定されたタスクを実行する際の、消費電力と、経過時間と、相対的成功とを含むグループから選択される［１８］記載の方法。
［２２］  前記規定されたタスクを実行する際の相対的成功は、センサから通信される情報に応答する［２１］記載の方法。
［２３］  前記規定されたタスクを実行する際の相対的成功は、人−機械インターフェースを介して通信される［２１］記載の方法。
［２４］  前記選択的結合は、無効化入力にさらに応答する［１８］記載の方法。
［２５］  前記選択的結合は、前記マニピュレータのセットのサブセットを共有する電気−機械的機械の１つ以上のインスタンスから通信インターフェースを介して受信した結果にさらに応答する［１８］記載の方法。
［２６］  前記選択的結合は、遠隔ロボットシステムからの結果を収集して共有する、使用プロフィール情報ユニットの１つ以上のインスタンスから通信インターフェースを介して受信した結果にさらに応答する［１８］記載の方法。
［２７］  前記マニピュレータのセット中に現在ない識別されたマニピュレータが、前記ロボットシステムにより達成可能な実行の測定を超えるときに、前記使用プロフィール情報ユニットは、通知を発生させる［２６］記載の方法。
［２８］  使用プロフィール情報ユニットの１つ以上のインスタンスから通信インターフェースを介して通知を受信することをさらに含み、前記通知は、マーケットにとって新しいマニピュレータを識別する［１８］記載の方法。
【国際調査報告】
2017538596.tif 000016
2017538596.tif 000017
2017538596.tif 000018