(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動手段を有し、当該移動手段により移動できるようになされたロボット装置において、
外部から送信される通信信号を受信する受信手段と、
予め登録された１又は複数の人物の識別情報を記憶する記憶手段と、
周囲を撮像する撮像手段と、
上記移動手段を駆動制御する制御手段と
を具え
上記制御手段は、
上記受信手段が外部からの上記通信信号を受信したときに、上記通信信号に基づいて当該通信信号の送信先相手を特定し、当該特定した上記送信先相手を、上記撮像手段の出力及び上記記憶手段に記憶された上記識別情報に基づいて探索し、当該送信先相手を検出できたときには上記移動手段を駆動して上記ロボット装置を当該特定した送信先相手に接近させて、当該特定した送信先相手に上記通信信号の着信を通知する
ことを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
移動手段を有し、当該移動手段により移動できるようになされたロボット装置において、
外部から送信される通信信号を受信する受信手段と、
予め登録された１又は複数の人物の識別情報を記憶する第１の記憶手段と、
周囲を撮像する撮像手段と、
上記移動手段を駆動制御する制御手段と、
動作を生成する動作生成部と、
上記動作生成部を駆動する駆動手段と、
予め登録された各送信元ごとの感情情報を記憶する第２の記憶手段と
を具え、
上記制御手段は、
上記受信手段が外部からの上記通信信号を受信したときに、上記通信信号に基づいて当該通信信号の送信先相手を特定し、当該特定した上記送信先相手を、上記撮像手段の出力及び上記第１の記憶手段に記憶された上記識別情報に基づいて探索し、当該送信先相手を検出できたときには上記移動手段を駆動して上記ロボット装置を当該送信先相手に接近させて、当該送信先相手に上記通信信号の着信を通知すると共に、当該通知を行う際に、上記送信元に対する上記感情情報が上記第２の記憶手段に記憶されている場合には、当該感情情報に基づいて上記駆動手段を制御することにより上記動作生成部において対応する感情表現動作を生成させる
ことを特徴とするロボット装置。
【請求項３】
上記通信信号は、電子メール信号でなる
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はロボット装置及び情報処理システムに関し、例えばペット型のエンターテイメントロボットに適用して好適なものである。
背景技術
近年、公衆電話や携帯電話等の電話回線、インターネット及び通信衛星回線等の情報伝送路を通じての情報通信技術が飛躍的に発達し、画像や音声を利用して各種情報を正確にリアルタイムで伝送できるようになってきている。
ところがこのような既存の情報通信技術で扱えるのは画像及び音声だけであり、例えば使用者が相手に対して感情を伝達する場合にリアリティに欠ける問題があった。
また近年では上述のようなデータ通信技術に加えてロボットの開発及び商品化も盛んに行われており、例えば犬や猫などの動物の形に似せた形状のかつ周囲の状況に応じて自律的に行動できるペット型のアミューズメントロボットなども考えられている。
ところがかかるアミューズメントロボットは単に犬や猫に似せた行動及び動作を行うだけのものであり、アミーズメント以外の例えばユーザにとって有益な行動を行えるものではなかった。
そこで例えばこのようなアミーズメントロボットに電話回線やインターネット、通信衛星回線等の各種情報伝送路通じて外部と通信できるような通信機能を搭載し、この通信機能を利用してユーザが通信相手に感情等を行動や動作として視覚的伝達できたり、当該アミーズメントロボットにユーザにとって有益な行動を行わせたりすることができれば、アミューズメントロボットの利用価値を向上させ得るものと考えられる。
発明の開示
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、利用価値の高いロボット装置及び情報処理装置を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、ロボット装置において、外部から送信される通信信号を受信する受信手段と、予め登録された１又は複数の人物の識別情報を記憶する記憶手段と、周囲を撮像する撮像手段と、移動手段を駆動制御する制御手段とを設け、制御手段が、受信手段が外部からの通信信号を受信したときに、当該通信信号の送信先相手を特定し、当該特定した送信先相手を撮像手段の出力及び記憶手段に記憶された識別情報に基づいて探索し、当該送信先相手を検出できたときには移動手段を駆動してロボット装置を当該特定した送信先相手に接近させて、当該特定した送信先相手に通信信号の着信を通知するようにしたことにより、利用価値を向上させ得るロボット装置を実現できる。
発明を実施するための最良の形態
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
（１）本実施の形態によるロボットの構成
図１において、１は全体として本実施の形態によるロボットを示し、胴体部２の前後左右にそれぞれ太股部３Ａ〜３Ｄ及び脛部４Ａ〜４Ｄからなる脚部５Ａ〜５Ｄが連結されると共に、胴体部２の前端部に頭部６が連結され、かつ胴体部２の後端部に尻尾７が上方に突出するように連結されることにより構成されている。
この場合図２に示すように、頭部６には、マイクロホン１０と、スピーカ１１と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラでなる画像認識部１２と、液晶表示パネルでなる画像表示部１３と、外部から与えられた圧力や外部との接触を検出するためのタッチセンサ１４と、ガス漏れや火災を検出するためのガス及び煙センサ１５と、赤外線信号ＩＲ１、ＩＲ２を送受信するための赤外線送受信部１６と、無線受信機等でなるセンサ出力受信部１７とが設けられている。
また胴体部２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を含んでなるマイクロコンピュータ構成のコントローラ２０と、合成音声生成機能及び音声認識機能を有する音声処理部２１と、画像生成機能を有する画像処理部２２と、ロボット１の姿勢及び位置等を検出するための加速度及び角速度センサ２３と、ユーザが所望する指令のコード番号を入力するための図１のような複数のキーを有するキーボードでなるキー入力部２４と、コントローラ２０が電話回線、インターネット専用回線、無線又は赤外線信号等を介して外部と通信するための通信ユニット２５とが設けられている。また胴体部２の腹部側には、このロボット１の動力源となるバッテリ２６（図１）が取り付けられている。
一方、尻尾７には、胴体部２の通信ユニット２５と電気的に接続されたアンテナ２７が収納されると共に、各脚部５Ａ〜５Ｄには、それぞれ外部から受けた圧力を検出するための複数の力センサ２８Ａ〜２８Ｄが取り付けられている。
また各脚部５Ａ〜５Ｄの関節部分（太股部３Ａ〜３Ｄ及び脛部４Ａ〜４Ｄの連結部分）や、各脚部５Ａ〜５Ｄ及び胴体部２の連結部分、頭部６及び胴体部２の連結部分、並びに尻尾７及び胴体部６の連結部分などにはそれぞれ後述のように構成された関節機構が配設されている。
そして頭部６のマイクロホン１０は、ユーザから発せられた言葉や、音楽及び音などの外部音を集音し、得られた集音信号Ｓ１を音声処理部２１に送出する。音声処理部２１は、マイクロホン１０から供給される集音信号Ｓ１や後述のように通信ユニット２５から供給される音声情報に基づいて、マイクロホン１０を介して集音した言葉等や、外部から電話回線等を通じて送られてきた言葉等の意味を認識し、認識結果を音声認識信号Ｓ２Ａとしてコントローラ２０及び通信ユニット２５に送出する。また音声処理部２１は、コントローラ２０の制御のもとに合成音声を生成し、これを音声信号Ｓ２Ｂとしてスピーカ１１や通信ユニット２５に送出する。
画像認識部１２は、周囲の状況を撮像し、得られた撮像信号Ｓ３を画像処理部２２に送出する。画像処理部２２は、画像認識部１２から与えられる撮像信号Ｓ３や後述のように通信ユニット２５から供給される画像情報に基づいて、画像認識部１２により撮像された外部の状況や、外部から電話回線等を通じて送られてきた画像の内容を認識し、認識結果を画像認識信号Ｓ４Ａとしてコントローラ２０に送出する。また画像処理部２２は、コントローラ２０の制御のもとに画像認識部１２からの撮像信号Ｓ３に対して所定の信号処理を施し、得られた画像信号Ｓ４Ｂを通信ユニット２５に送出する。
タッチセンサ１４は、ユーザからの「なでる」や「たたく」といった物理的な働きかけや、頭部６を外部物質に接触させたときに受ける圧力を検出し、検出結果を圧力検出信号Ｓ５としてコントローラ２０に送出する。
ガス及び煙センサ１５は、周囲のガス濃度及び煙濃度を常時監視し、所定濃度以上のガスや煙を検出したときにこれを知らせるガス及び煙検出信号Ｓ６をコントローラ２０に送出する。
赤外線送受信部１６は、ユーザから赤外線リモートコントローラを介して与えられるコントロール信号としての赤外線信号ＩＲ１を受信し、受信結果を赤外線受信信号Ｓ７としてコントローラ２０に送出する。
センサ出力受信部１７は、部屋の電気の状態（オン／オフ）や、台所の水道が使われているか否か、風呂のガスが使われているか否かなど、ユーザの生活状態を検出するために家中に配設された各種センサから無線で送られてくるセンサ出力を受信し、受信結果をセンサ出力受信信号Ｓ１２としてコントローラ２０に送出する。
また胴体部２の加速度及び角速度センサ２３は、ロボット１の姿勢が変化し又はロボット１が移動するときの加速度及び角速度を検出し、検出結果を加速度及び角速度検出信号Ｓ８としてコントローラ２０に送出する。
キー入力部２４は、ユーザが入力したコード番号に基づいて指令内容を認識し、認識結果をキー入力信号Ｓ９としてコントローラ２０に送出する。
通信ユニット２５は、コントローラ２０の制御のもとに、アンテナ２７を介して電話回線、インターネット専用回線、無線又は赤外線信号等を通じて外部と通信し、得られた画像情報を画像処理部２２に送出すると共に、音声や音楽等の音声情報を音声処理部２１に送出し、かつ外部からのコマンド及びテキストデータ等の情報を受信情報信号Ｓ１０としてコントローラ２０に送出する。
さらに各脚部５Ａ〜５Ｄの力センサ２８Ａ〜２８Ｄは、例えばユーザから与えられた力の大きさを検出し、検出結果を力検出信号Ｓ１１としてコントローラ２０に送出する。
コントローラ２０は、音声処理部２１、画像処理部２２、タッチセンサ１４、ガス及び煙センサ１５、赤外線送受信部１６、センサ出力受信部１７、加速度及び角速度センサ２３、キー入力部２４、通信ユニット２５並びに各力センサ２８Ａ〜２８Ｄからそれぞれ与えられる音声認識信号Ｓ２Ａ、画像認識信号Ｓ４Ａ、圧力検出信号Ｓ５、ガス及び煙検出信号Ｓ６、赤外線受信信号Ｓ７、センサ出力受信信号Ｓ１２、加速度及び角速度検出信号Ｓ８、キー入力信号Ｓ９、受信情報信号Ｓ１０及び力検出信号Ｓ１１とに基づいて、周囲の状況や、ユーザからの働きかけの有無、異常の有無、ユーザ又は外部からの指令の有無、ユーザの生活状態、並びに自分の姿勢及び位置などを判断する。
そしてコントローラ２０は、この判断結果と、予め図示しない内部メモリに格納されている制御プログラムとに基づいて続く自己の行動を決定し、決定結果に基づいて必要な関節機構を駆動させることにより、頭部６を上下左右に揺動させたり、尻尾７を前後に振らせたり、各脚部５Ａ〜５Ｄを駆動して歩行させるなどの行動や動作を行わせる。
またコントローラ２０は、必要に応じて音声処理部２１、画像処理部２２及び又は赤外線受信部１６を制御することにより、通信ユニット２５を介して取り込んだ通信相手からの音声情報に基づく音声や、当該音声処理部２１に生成させた合成音声をスピーカ１１を介して外部に出力させたり、通信ユニット２５を介して取り込んだ通信相手からの画像情報に基づく画像や、画像処理部２２に生成させた画像を画像表示部１３に表示させたり、外部機器をコントロールするための赤外線信号ＩＲ２を赤外線受信部１６に発射させたりする。
さらにコントローラ２０は、必要に応じて通信ユニット２５を制御することにより、音声処理部２１からの音声信号Ｓ２Ｂに基づく音声情報や、画像処理部２２からの画像信号Ｓ４Ｂに基づく画像情報、及び外部操作等に応じてコントローラ２０自身が生成したコマンド情報を通信相手に送信させる。
このようにしてこのロボット１においては、周囲の状況や、ユーザ又は通信相手からの指令等に基づいて、当該状況及び指令等に応じた行動及び動作を行うことができるようになされている。
なおこの実施の形態の場合、通信ユニット２５は、電話モデム、コードレス電話の子機、携帯電話機、無線の送受信機又は赤外線信号の送受信機等の通信機器のうちのいずれかにより構成されており、アンテナ２７と一体に交換できるようになされている。
これによりこのロボット１においては、電話や、インターネット、無線又は赤外線信号等の各種通信形態のなかからユーザの所望する通信形態を選択して、当該通信形態で外部との通信を行わせ得るようになされている。
次に、図３及び図４を参照して、各脚部５Ａ〜５Ｄの関節部分や、各脚部５Ａ〜５Ｄ及び胴体部２の連結部分、頭部６及び胴体部２の連結部分、並びに尻尾７及び胴体部６の連結部分の各関節機構の具体的な構成を説明する。
この図３及び図４において明らかなように、胴体部２と、各脚部５Ａ〜５Ｄとを連結する各関節機構は、それぞれ図３のように胴体部２に設けられたブラケット３０Ａ〜３０Ｄと、図４のようにモータ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｄ、３１Ｅ、３１Ｇ、３１Ｈ、３１Ｊ、３１Ｋ、位置センサ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｇ、３２Ｈ、３２Ｊ、３２Ｋ及びドライバ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｄ、３３Ｅ、３３Ｇ、３３Ｈ、３３Ｊ、３３Ｋを１組とする２組のアクチュエータ部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｄ、３４Ｅ、３４Ｇ、３４Ｈ、３４Ｊ、３４Ｋとから構成されている。
そして各関節機構部のブラケット３０Ａ〜３０Ｄにはそれぞれ対応する脚部５Ａ〜５Ｄの太股部３Ａ〜３Ｄの上端部が取り付けられており、それぞれ一方のアクチュエータ部３４Ａ、３４Ｄ、３４Ｇ、３４Ｊのモータ３１Ａ、３１Ｄ、３１Ｇ、３１Ｊを駆動することによって太股部３Ａ〜３Ｄをそれぞれブラケット３０Ａ〜３０Ｄと一体に中心軸ＣＬ１〜ＣＬ４を中心として矢印Ｒ１〜Ｒ４方向に回転駆動することができ、他方のアクチュエータ部３４Ｂ、３４Ｅ、３４Ｈ、３４Ｋのモータ３１Ｂ、３１Ｅ、３１Ｈ、３１Ｋを駆動することによって太股部３Ａ〜３Ｄをそれぞれ中心軸ＣＬ５〜ＣＬ８を中心として矢印Ｒ５〜Ｒ８方向に回転駆動することができるようになされている。
また各脚部５Ａ〜５Ｄの関節部分（太股部３Ａ〜３Ｄ及び脛部４Ａ〜４Ｄの連結部分）を構成する各関節機構は、それぞれ太股部３Ａ〜３Ｄの下端部に取り付けられた連結部３５Ａ〜３５Ｄと、モータ３１Ｃ、３１Ｆ、３１Ｉ、３１Ｌ、位置センサ３２Ｃ、３２Ｆ、３２Ｉ、３２Ｌ及びドライバ３３Ｃ、３３Ｆ、３３Ｉ、３３Ｌからなるアクチュエータ部３４Ｃ、３４Ｆ、３４Ｉ、３４Ｌとから構成されている。
そして各関節機構部の連結部３５Ａ〜３５Ｄにはそれぞれ脛部４Ａ〜４Ｄの上端部が取り付けられており、対応するアクチュエータ部３４Ｃ、３４Ｆ、３４Ｉ、３４Ｌのモータ３１Ｃ、３１Ｆ、３１Ｉ、３１Ｌを駆動することによって脛部４Ａ〜４Ｄをそれぞれ中心軸ＣＬ９〜ＣＬ１２を中心として矢印Ｒ９〜Ｒ１２方向に回転駆動することができるようになされている。
さらに頭部６及び胴体部２を連結する関節機構は、胴体部２における頭部６の連結位置に配設されたブラケット（図示せず）と、モータ３１Ｍ、３１Ｎ、３１Ｐ、位置センサ３２Ｍ、３２Ｎ、３２Ｐ及びドライバ３３Ｍ、３３Ｎ、３３Ｐを１組とする３組のアクチュエータ部３４Ｍ、３４Ｎ、３４Ｐとから構成されている。
そしてこの関節機構のブラケットには頭部６が取り付けられており、第１のアクチュエータ部３４Ｍのモータ３１Ｍを駆動することによって頭部６を中心軸ＣＬ１３を中心として矢印Ｒ１３方向に揺動させることができ、第２のアクチュエータ部３４Ｎのモータ３１Ｎを回転駆動することによって頭部６を中心軸ＣＬ１４を中心として矢印Ｒ１４方向に揺動させることができ、第３のアクチュエータ部３４Ｐを駆動することによって頭部６を中心軸ＣＬ１５を中心として矢印Ｒ１５方向に揺動させることができるようになされている。
さらに胴体部２及び尻尾７を連結する関節機構は、胴体部２における尻尾７の連結位置に配設されたブラケット（図示せず）と、モータ３１Ｑ、位置センサ３２Ｑ及びドライバ３３Ｑからなるアクチュエータ部３４Ｑとから構成されている。
そしてこの関節機構のブラケットには尻尾７の下端部が取り付けられており、アクチュエータ部３４Ｑのモータ３１Ｑを駆動することによって尻尾７を中心軸ＣＬ１６を中心として矢印Ｒ１６方向に揺動させることができるようになされている。
そしてこれら各関節機構においては、各アクチュエータ部３４Ａ〜３４Ｑのドライバ３３Ａ〜３３Ｑがそれぞれ図４のようにバス３６を介してコントローラ２０と接続されると共に、これら各ドライバ３３Ａ〜３３Ｑに対応するモータ３１Ａ〜３１Ｑ及び位置センサ３２Ａ〜３２Ｑが接続されている。
これによりこのロボット１においては、コントローラ２０が所望するモータ３１Ａ〜３１Ｑを対応するドライバ３３Ａ〜３３Ｑを介して制御したり、このとき対応する位置センサ３２Ａ〜３２Ｑによって検出されるそのモータ３１Ａ〜３１Ｑの回転量をドライバ３３Ａ〜３３Ｑを介して認識したりすることができ、かくして各モータ３１Ａ〜３１Ｑを精度良く所望角度だけ回転駆動させることができるようになされている。
なおこの実施の形態の場合、各脚部５Ａ〜５Ｄの関節部分（太股部３Ａ〜３Ｄ及び脛部４Ａ〜４Ｄの連結部分）の関節機構と、各脚部５Ａ〜５Ｄ及び胴体部２の連結部分の各関節機構とには、それぞれブレーキ機構３７が設けられている。そしてこのロボット１では、このブレーキ機構３７の作動を利用して、各脚部５Ａ〜５Ｄのうちの任意の太股部３Ａ〜３Ｄ及び脛部４Ａ〜４Ｄの相対位置関係をダイレクトティーチング方式で操作者が位置教示を行うことができるようになされている。
（２）ロボット１の各種機能
次に、上述のロボット１に搭載された各種機能について説明する。
なお上述のようにこのロボット１では通信ユニット２５を交換でき、ユーザの所望する通信形態で外部と通信を行わせることができるが、以下においてはその一例として、図５のようにＡさんの家４０にあるロボット１及びＢさんの家４１にあるロボット１のいずれも通信ユニット２５としてコードレス電話機の子機が適用され、Ａさん側のロボット１及びＢさん側のロボット１がそれぞれ電話機本体４２、４３を介して電話回線４４を通じて通信を行える場合について説明する。
（２−１）ロボット電話機能
まずこのロボット１の場合、同じロボット１をもう１台用いることによって、ユーザ同士が電話等によるコミュニケーションをよりリアリティをもって行えるロボット電話機能を有している。
例えばＡさんが当該Ａさん側のロボット１のキー入力部２４を操作して電話をかけるための所定の第１のコード番号及びＢさんの電話番号を入力すると、Ａさん側のロボット１のコントローラ２０が通信ユニット２５を制御してＢさんのロボット１に電話をかける。
そしてＢさん側のロボット１のコントローラ２０は、外部から電話がかかってきたことを通信ユニット２５を介して認識すると、音声処理部２１を制御してこれを知らせる音声をスピーカ１１から出力させる。
またＡさん側のロボット１のコントローラ２０は、Ｂさんが当該Ｂさん側のロボット１を操作して電話をとったことを確認すると、通信ユニット２５を制御することにより、このとき画像処理部２２から通信ユニット２５に与えられる画像信号Ｓ４Ｂに基づき得られる画像認識部１２により撮像しているＡさんの画像の画像情報と、音声処理部２１から通信ユニット２５に与えられる音声信号Ｓ２Ｂに基づき得られるマイクロホン１０により集音されたＡさんの音声の音声情報とをＢさん側のロボット１に送信させる。
このときＢさん側のロボット１のコントローラ２０は、画像処理部２２を制御することにより、図６のように電話回線４４を通じて伝送されてきた画像情報に基づくＡさんの画像を画像表示部１３に表示させる一方、音声処理部２１を制御することにより、電話回線４４を通じて伝送されてきた音声情報に基づくＡさんの音声をスピーカ１１から出力させる。
同様の要領で、Ｂさん側のロボット１のコントローラ２０は、通信ユニット２５を制御することにより、このとき画像処理部２２から通信ユニット２５に与えられる画像信号Ｓ４Ｂに基づき得られる画像認識部１２により撮像しているＢさんの画像の画像情報と、音声処理部２１から通信ユニット２５に与えられる音声信号Ｓ２Ｂに基づき得られるマイクロホン１０により集音されたＢさんの音声の音声情報とをＡさん側のロボット１に送信させる。
そしてこのときＡさん側のロボット１のコントローラ２０は、画像処理部２２を制御することにより、電話回線４４を通じて伝送されてきた画像情報に基づくＢさんの画像を画像表示部１３に表示させる一方、音声処理部２１を制御することにより、電話回線４４を通じて伝送されてきた音声情報に基づくＢさんの音声をスピーカ１１から出力させる。
このようにしてこのロボット１においては、２台を用いてユーザ同士がテレビ電話のような形態で音声と画像によるコミュニケーションを行うことができるようになされている。
一方、このときＡさん側及びＢさん側の各ロボット１のコントローラ２０は、それぞれ音声処理部２１から与えられる音声認識情報Ｓ２Ａに基づいて、通信相手（Ｂさん又はＡさん）から電話回線４４を通じて送信されてきた音声を常時監視する。
そしてコントローラ２０は、この音声の中に「そうだね」及び「うん、うん」といった予め登録されている賛成や相槌を意味する言葉を検出すると、対応する関節機構を制御することにより例えば図７のように頭部６を上下に揺動させて「うなずく動作」を行わせる。
またコントローラ２０は、通信相手からの音声の中に「バイバイ」、「じゃあね」及び「またね」といった予め登録されている別れを意味する言葉を検出すると、対応する関節機構を制御することにより例えば図８のように１つの脚部５Ａを挙げてこれを横に振る「バイバイ動作」を行わせる。
さらにコントローラ２０は、これと同様にして、「悲しい」や「残念」といった悲観的な言葉を検出した場合、「やだ」や「だめ」といった否定を表す言葉を検出した場合、「やった」や「うれしい」といった喜びを表す言葉を検出した場合に、例えば図９のように頭部６をゆっくりと下に向けて下げる「悲しい動作」、図１０のように頭部６を横に振る「いやいや動作」又は図１１のように尻尾７を前後に振る「うれしい動作」をそれぞれ行わせる。
さらにコントローラ２０は、これらの動作以外にも、例えば「こんなに大きい」といった言葉を検出したときにはロボット１の前側の両脚部５Ａ、５Ｂを広げさせて「大きさ」を表現させたり、笑い声を検出したときにはロボット１を震わせて笑っているような動作を行わせる。
このようにしてこのロボット１においては、通信相手からの音声に基づいて会話内容に応じた動作を行うようになされ、これによりユーザに通信相手の感情を視覚的に実感させ得るようになされている。
なおこのロボット１の場合、このような動作を通信相手がリモートコントロールにより行わせることもできる。
実際上、Ａさん側のロボット１とＢさん側のロボット１とが通信を行っている状態において、例えばＡさんがキー入力部２５を操作して通信相手（Ｂさん）側のロボット１を操作する所定の第２のコード番号を入力すると、Ａさん側のロボット１のコントローラ２０は、この第２のコード番号を通信ユニット２５を介してＢさん側のロボット１に送出する。
この結果Ｂさん側のロボット１のコントローラ２０は、供給される第２のコード番号と、予め記憶している各第２のコード番号に対する動作パターンのテーブルとに基づいて対応する関節機構を制御することにより、図７〜図１１に示すような動作や、大きさを表す動作及び笑っているような動作を行わせる。
またこのロボット１の場合、通信を行っている２台のロボット１に同じ動作を行わせることもできる。
実際上、Ａさん側のロボット１とＢさん側のロボット１とが通信を行っている状態において、例えばＡさんがキー入力部２４を操作して自己のロボット１に動作を行わせる第３のコード番号を入力すると、Ａさん側のロボット１のコントローラ２０は、予め記憶している各第３のコード番号に対する動作パターンのテーブルに基づいて対応する関節機構を駆動することにより、指定された動作を行わせる。
またＡさん側のロボット１のコントローラ２０は、これと共にこの第３のコード番号を通信ユニット２５を介してＢさん側のロボット１に送信する。
このときＢさん側のロボット１のコントローラ２０は、供給される第３のコード番号と、予め記憶している各第３のコード番号に対する動作パターンのテーブルとに基づいて対応する関節機構を駆動することにより、指定された動作を行わせる。
さらにこのロボット１の場合、通信を行っている２台のロボット１のうちのいずれか一方に受けた外力（例えば握手するときの圧力など）を他方のロボット１を介して伝達することもできる。
実際上、Ａさん側のロボット１とＢさん側のロボット１とが通信を行っている状態において、Ａさん側のコントローラ２０は、力センサ２８Ａ〜２８Ｂから与えられる力検出信号Ｓ１１に基づいて受けた圧力を検出し、圧力検出結果を通信ユニット２５を介してＢさん側のロボット１に送信する。
このときＢさん側のロボット１のコントローラ２０は、供給される圧力検出結果に基づいて、対応する関節機構を駆動することによりＡさんが受けた圧力を対応する脚部５Ａ〜５Ｄに発生させる。
このようにしてこのロボット１においては、通信相手に対してユーザの意思や感情及び行動をロボット１の動作として伝達し得るようになされている。
（２−２）留守番電話機能
一方このロボット１には、留守番電話機能も搭載されている。
実際上ロボット１のコントローラ２０は、外部から電話がかかってきたことを通信ユニット２５を介して認識すると、上述のように音声処理部２１を制御してこれを知らせる音声をスピーカ１１から出力させる。
そしてコントローラ２０は、この後所定の時間内に電話がとられなかった場合には、音声処理部２１を制御して留守番電話用の所定のメッセージ（合成音声）を生成させてこれを音声信号Ｓ２Ｂとして通信ユニット２５に送出させる。
この際コントローラ２０は、センサ出力受信部１７（図２）からのセンサ出力受信信号Ｓ１２に基づき得られる図１２のような家中に配設された各種センサの出力と、図示しない時計から与えられる現在時刻情報等とに基づいて、例えば図１３のようにそのときのユーザの状況を判断する。
そしてコントーラ２０は、この判断結果に基づいて、上述の留守番電話用のメッセージとして最適なメッセージを音声処理部２１に生成させ、これを通信ユニット２５を介して電話相手に送信させる。
そしてコントローラ２０は、この後所定時間が経過し又は電話が切られるまで相手側から転送される音声情報及び又は画像情報を図示しないメモリに格納することにより記憶する。
さらにコントローラ２０は、この後キー入力部２４が操作されるなどしてメッセージの再生命令が入力されると、記憶した音声情報に基づく音声をスピーカ１１から出力させると共に記憶した画像情報に基づく画像を画像表示部１３に表示させる。
このようにしてこのロボット１においては、留守番電話としてユーザの状況に応じたメッセージを電話相手に送信したり、電話相手からのメッセージや画像を記憶する。
またロボット１のコントローラ２０は、例えば電話中にキー入力部２４が操作されて保留モードが選択されると、音声処理部２１を制御して所定の音楽や音声を生成させ、これを通信ユニット２５を介して電話相手に送信させる。このようにしてこのロボット１は、保留中に電話相手に対して音楽やメッセージを提供することもできるようになされている。
（２−３）電話取次ぎ機能
一方このロボット１には、図１４に示すように、外部からかかってきた電話を複数のユーザ（Ａさん、Ｂさん、Ｃさんとする）の中から対応するユーザに取り次ぐ電話取次ぎ機能が搭載されている。
実際上ロボット１のコントローラ２０は、外部から電話がかかってきたことを通信ユニット２５を介して認識すると、例えば通常用いられている電話におけるナンバーディスプレイサービスを利用して電話相手の電話番号を検出する。
そしてコントローラ２０は、このようにして検出した相手側の電話番号と、予めＡさん、Ｂさん及びＣさんのそれぞれに対応付けられて登録されている複数の電話番号とに基づいて、その電話がＡさん、Ｂさん及びＣさんのだれにかかってきた電話であるかを判断する。
この際コントローラ２０は、相手側の電話番号を検出できなかった場合や、相手側の電話番号が登録されていなかった場合には、音声処理部２１を制御してだれにかけてきたかを問い合わせるメッセージを生成させ、この音声情報を通信ユニット２５を介して相手側に送信する。そしてコントローラ２０は、この後相手側から返答として与えられる音声情報に基づいてＡさん、Ｂさん及びＣさんのうちのだれにかけてきたかを音声処理部２１からの音声認識信号Ｓ２Ａに基づいて判断する。
そしてコントローラ２０は、その電話が例えばＡさんにかかってきたと判断すると、このとき画像処理部２２を介して与えられる画像認識信号Ｓ４Ａと、予め登録されているＡさんの顔の画像情報とに基づいて、必要に応じて各脚部５Ａ〜５Ｄの関節機構を制御することにより移動しながらＡさんを探す。
そしてコントローラ２０は、このような探索によりＡさんを検出すると、各脚部５Ａ〜５Ｄの関節機構を制御することによりＡさんに近づくようにロボット１を移動させる。
さらにコントローラ２０は、この後ロボット１がＡさんに所定距離まで近づくと、例えばＡさんにかかってきた電話の相手が予め「嫌いな人」として登録された人であった場合には、対応する関節機構を制御することにより例えば図９について上述したような「悲しい動作」を行わせ、これに対して電話の相手が予め「好きな人」として登録された人であった場合には、例えば図１１について上述したような「うれしい動作」を行わせる。
このようにしてこのロボットにおいては、電話取次ぎに加えて電話相手をもその動作によってユーザに知らせることができるようになされている。
（２−４）遠隔操作機能
他方、このロボット１には、図１５に示すように、ユーザが外部の電話機や携帯電話機等の外部機器５０を介してロボット１に対して電話をかけ、当該外部機器５０のダイヤルボタンを利用して所定の第４のコード番号を入力することによって、当該ロボット１に家の中のビデオテープレコーダ５１やテレビジョン受像機５２等のスイッチのオン／オフ、又は壁若しくは床にあるスイッチ５３、５４等のオン／オフなどを行わせることができる遠隔操作機能が搭載されている。
実際上、ロボット１のコントローラ２０は、外部機器５０から電話がかかってきたことを通信ユニット２５を介して認識し、その後第４のコード番号が入力されたことを確認すると、予め記憶している各第４のコード番号に対する動作内容のテーブルとに基づいて指令内容を認識し、認識結果に基づいて予め設定された所定の処理を実行する。
例えばコントローラ２０は、ビデオテープレコーダ５１やテレビジョン受像機５２などのリモートコントロールにより操作できる電気製品の電源をオン／オフすべき指令が与えられた場合には、画像処理部２２からの画像認識信号Ｓ４Ａに基づいて周囲の状況を認識しながら各脚部５Ａ〜５Ｄの関節機構を制御することにより予め記憶しているその電気製品の設置場所に当該ロボット１を移動させる。
そしてコントローラ２０は、ロボット１がその電気製品をリモートコントロールにより操作できる位置にまで移動すると、赤外線送受信部１５を制御してその電気製品に向けてコントロール信号としての赤外線信号ＩＲ２を出射させて、これによりその電気製品の電源等をオン／オフさせる。
またコントローラ２０は、壁又は床にあるスイッチ５３、５４をオン／オフ操作すべき指令が与えらた場合には、各脚部５Ａ〜５Ｄの関節機構を制御することにより、画像処理部２２からの画像認識信号Ｓ４Ａに基づいて周囲の状況を認識しながら予め記憶しているそのスイッチ５３、５４の設置場所にロボット１を移動させる。
そしてコントローラ２０は、ロボット１がそのスイッチ５３、５４に対して操作できる位置にまで移動すると、例えばそのスイッチ５３が壁にある場合には、ロボット１の頭部７（図１）の関節機構を制御して当該頭部７に配設されたタッチセンサ１４をそのスイッチ５３に押し付けさせることにより、当該スイッチ５３をオン／オフ操作させる。
この際コントローラ２０は、タッチセンサ１４がスイッチ５３に接触したか否かをタッチセンサ１４の出力に基づいて認識し、これによりそのオン／オフ操作を確実に行わせる。
またコントローラ２０は、そのスイッチ５４が床にある場合には、対応する脚部５Ａ〜５Ｄの関節機構を制御していずれかの脚部５Ａ〜５Ｄによってスイッチ５４を押圧操作させることにより、当該スイッチ５４をオン／オフさせる。
図１６は、このようなロボット１の他の作業の例を示しており、ロボット１に壁に配設された給湯器５５のスイッチ５６をオン／オフ操作させたり、ブラインド５７を自動的に操作するためのスイッチ５８をロボット１に操作させることによりモータ５９を作動させてブラインド５７を昇降させることができる。
また洗濯物取込装置６０のスイッチ６１をロボット１にオン操作させることによって、洗濯物取込装置６０を駆動させて洗濯物６２を建物６３の外から建物６３の中に取り込ませることもできる。
さらにロボット１のコントローラ２０は、このような遠隔操作により指定された行動を実行した場合において、例えば対象機器がスイッチ操作によっても正しく動作しなかったことを画像処理部２２からの画像認識信号Ｓ４Ａや音声処理部２１からの音声認識信号Ｓ２Ａに基づいて認識すると、音声処理部２１及び通信ユニット２５を制御することにより、これを知らせるメッセージを生成させてこれをユーザに送信させる。
このようにしてこのロボット１においては、当該ロボット１がユーザにより指定された処理を確実に行えたかをユーザが遠隔地においても確認したり、必要に応じてロボット１を操作してエラー原因を調べることもできるようになされている。
（２−５）セキュリティ機能
さらにこのロボット１には、異常を検出するセキュリティ機能も搭載されている。
実際上ロボット１のコントローラ２０は、ガスセンサ及び煙センサ１５（図２）から与えられるガス及び煙検出信号Ｓ６の入力の有無を常時監視しており、ガス及び煙検出信号Ｓ６が入力した場合には、音声処理部２１を制御してこれを知らせる音声をスピーカ１１から出力させる。
またコントローラ２０は、これと共に通知モードが設定されている場合には、通信ユニット２５及び音声処理部２１を制御して、図１７のように予め登録されているユーザの連絡先に所定のメッセージを送信すると共に、この後その状態で所定時間が経過したり、又はさらに多量のガスや煙を検出したときには、通信ユニット２５及び音声処理部２１を制御して警察や消防へ電話してこれを知らせるメッセージを送信する。
またコントローラ２０は、例えばセキュリィ機能の留守番モードがオン設定されている場合、画像処理部２２からの画像認識信号Ｓ４Ａ及び音声処理２１からの音声認識信号Ｓ２Ｂに基づいて家の中の状態を常時監視し、例えば認識及び識別できない人（予め登録されていない人）を検出したときには、図１８のように通信ユニット２５及び音声処理部２１を制御して所定のメッセージを予め登録されているユーザの連絡先及び警察に送信する。
さらにこれと共にコントローラ２０は、上述のようにガス及び煙検出信号Ｓ６が入力した場合や、セキュリィ機能の留守番モードがオン設定されているときに認識及び識別できない人を検出した場合には、このとき画像処理部２２からの画像情報及び音声処理部２１からの音声情報を順次記憶し、この後この再生命令が与えられたときに当該記憶した画像情報に基づく画像を画像表示部１３に表示させ、記憶した音声情報に基づく音声をスピーカ１１から出力させる。
このようにしてこのロボット１においては、災害や事故、不法侵入者等があった場合に飛行機等におけるボイスレコーダのように状況を記憶し、この後これを提示することもできるようになされている。
（２−６）自動メンテナンス・バージョンアップ機能
さらにこのロボット１には、図１９に示すように、メンテナンスセンタ６４に電話をかけて自動的にメンテナンスを行ったり、自動的にバージョンアップを図る自動メンテナンス・バージョンアップ機能も搭載されている。
実際上ロボット１のコントローラ２０は、定期的に通信ユニット２５を制御してメンテナンスセンタ６４に電話をかける。そしてコントローラ２０は、このときメンテナンスセンタ６４のチェック装置と通信し、当該チェック装置の制御のもとに、コントローラ２０等を含めた各種機能をチェックする。そしてコントローラ２０は、このときいずれかの箇所に異常を検出すると、これをメンテナンスセンタ６４のチェック装置に伝達する一方、画像処理部２２を制御してこれを知らせるメッセージを画像表示部１３に表示させる。
またコントローラ２０は、定期的に通信ユニット２５を制御してメンテナンスセンタ６４に電話をかける。そしてコントローラ２０は、メンテナンスセンタ６４から供給される最新のプログラムを通信ユニット２５を介して取り込み、これをそれまで利用していたプログラムに代えて図示しない内部のプログラム記憶用の記憶媒体に格納する。
さらにコントローラ２０は、メンテナンスセンタ６４から一方的に電話回線等を通じて配信される最新のプログラム等についても上述と同様にして通信ユニット２５を介して取り込み、これを上述のようにしてプログラム記憶用の記憶媒体に格納する。
このようにしてこのロボット１においては、自動的にメンテナンスを行ったり、バージョンアップを図ることができるようになされている。
（２−７）Ｅ−ｍａｉｌ管理機能
一方、このロボット１には、Ｅ−ｍａｉｌを管理するＥ−ｍａｉｌ管理機能も搭載されている。
実際上ロボット１のコントローラ２０は、図２０に示すように、Ｅ−ｍａｉｌを受信したことを通信ユニット２５を介して認識すると、そのテキストデータを図示しない内部メモリに取り込む。
次いでコントローラ２０は、宛て先のデータに基づいてだれ送られてきたＥ−ｍａｉｌであるかを判断し、この判断結果に基づいて、電話取次ぎ機能において上述した方法により対応するユーザを探し出して近づき、この後音声処理部２１を制御することによりＥ−ｍａｉｌが届いたことを知らせるメッセージをスピーカ１１から出力させる。
この際コントローラ２０は、例えば電話取次ぎ機能において上述した場合と同様にして、例えばＥ−ｍａｉｌの発信元が予め「嫌いな人」として登録された人であった場合には、対応する関節機構を制御することにより例えば図９について上述したような「悲しい動作」を行わせ、これに対してＥ−ｍａｉｌの発信元が予め「好きな人」として登録された人であった場合には、例えば図１１について上述したような「うれしい動作」を行わせる。
このようにしてこのロボット１では、Ｅ−ｍａｉｌの管理に加えてその発信元をその動作によってユーザに知らせることができるようになされている。
（２−８）要介護人監視機能
さらにこのロボット１には、老人や子供等の介護や監視が必要なユーザを監視する要介護人監視機能が搭載されている。
実際上、ロボット１のコントローラ２０は、要介護人監視機能がオン設定されている場合、図２１に示すように、他のユーザにより予め指定されたユーザの行動や状況を画像処理部２２からの画像認識信号Ｓ２Ａや、音声処理部２１からの音声認識信号Ｓ４Ａ及びセンサ出力受信部１７（図２）からのセンサ出力受信信号Ｓ１２に基づいて常に監視する。
そしてコントローラ２０は、所定時間以上ユーザが動かなかったときや、ユーザの声がしなかったときには、上述の電話取次ぎ機能において説明したようにしてユーザを探して近づいて行く。
そしてコントローラ２０は、ユーザに所定距離まで近づくと音声処理部２１を制御して所定のメッセージや音をスピーカ１１から出力させる一方、この後ユーザの動きを続けて監視し、何の反応もなかったときには音声処理部２１及び通信ユニット２５を制御して予め登録されている家族や病院等に電話をかけて異常を知らせるメッセージを送信する。
（２−９）ダンス機能
さらにこのロボット１には、マイクロホン１０により集音した音楽に合わせてダンスを行ったり、電話回線４４等を通じて伝送される音楽や、音譜情報をコード化したいわゆるＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ  Ｉｎ−ｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）信号に基づいてダンスを行うダンス機能も搭載されている。
ここでＭＩＤＩ規格は、シンセサイザ、リズムボックス、シーケンサ及びコンピュータなどを相互に接続する国際的な規格である。そしてＭＩＤＩ規格では、情報としてノート・オン（発音）、ノート・オフ（停音）、ピッチ・ベンダ（連続的に音階を変化させる）及びコントロールチェンジ（その他の種々のコントロール）などの情報を１秒間に１３００程度それぞれ識別番号を付加してＭＩＤＩ信号として伝送することが定義されており、おおよそ人間が楽器を奏でて表現できる全ての情報をＭＩＤＩ信号として伝送できるようになされている。
そしてこのロボット１の音声処理部２１は、ダンス機能がオン設定されている場合において、電話回線４４等を通じてＭＩＤＩ信号が与えられると、これを通信ユニット２５を介して取り込み、当該ＭＩＤＩ信号に含まれるリズム、音程及び音の強弱などの音楽特徴を表す情報を抽出すると共に、当該抽出した情報に基づいて同期信号を生成する。
例えば音声処理部２１は、ドラムのパートの情報のみを抽出し、当該抽出した情報に基づいてドラムが叩かれるタイミングを基準として、そのタイミングでパルスを発生させるようにして同期信号を生成し、これをコントローラ２０に送出する。
また音声処理部２１は、マイクロホン１０により音楽を集音した場合や、電話回線等を通じて音楽（非ＭＩＤＩ信号）が与えられた場合には、当該マイクロホン１０から与えられる集音信号Ｓ１に基づき得られる音楽又は電話回線を通じて伝送されてきた音楽に基づいて、その音楽のリズム、音程及び音の強弱などの音楽特徴を検出すると共に、検出結果に基づいて上述と同様にしてその音楽の音楽特徴に基づく同期信号を生成し、これをコントローラ２０に送出する。
そしてコントローラ２０は、このようにして生成された同期信号に基づいて、図２２に示すように、ロボット１があたかもリズム等に合わせて踊っているかのごとく動作するように、各脚部５Ａ〜５Ｄの関節部分、各脚部５Ａ〜５Ｄ及び胴体部２の連結部分、並びに頭部６及び胴体部２の連結部分の各関節機構を駆動する。
（２−１０）ロボット間通信機能
さらにこのロボット１には、ロボット１同士で通信を行いながらサッーカーゲームなどの協調作業を行うロボット間通信機能が搭載されている。
実際上、ロボット（以下、これを第１のロボットと呼ぶ）１のコントローラ２０は、ロボット間通信機能がオン設定されている場合、画像処理部２２からの画像信号Ｓ４に基づいて他のロボット（以下、これを第２のロボットと呼ぶ）１の位置及び状態を監視する。
そして第１のロボット１のコントローラ２０は、第２のロボット１に所望する行動や動作を行わせたいときには、当該動作の実行指令を通信ユニット２５を介して当該第２のロボット１に送信する。
このとき第２のロボット１のコントローラ２０は、自己の通信ユニット２５を介して与えられる実行指令に基づいて必要な関節機構を駆動し、これにより指定された動作を実行する。
このようにしてこのロボット１においては、ロボット１同士が互いに通信を行いながら相互に相手のロボット１を制御して所定の協調動作を行うことができるようになされている。
なお図２４は、このようなロボット間通信機能を利用して２人のユーザが例えばサッカーゲームを行えるゲームシステム７０の構成例を示すものである。
かかるゲームシステム７０においては、２台のパーソナルコンピュータ７１Ａ、７１Ｂを有し、各ユーザがそれぞれ対応するパーソナルコンピュータ７１Ａ、７１Ｂを用いて例えば「ボールを前に出して攻めろ」や、「右サイドから攻めてシュートしろ」といった行動指令を入力することができるようになされている。
この場合これらパーソナルコンピュータ７１Ａ、７１Ｂは、それぞれ入力された指令に応じたコマンドをインターネット７２、コミュニケーションサーバ７３、電話回線７４及び電話機本体７５Ａ、７５Ｂを順次介して対応するチームのロボット１に送信する。
この結果対応するチームの各ロボット１は、このコマンドに基づいて上述のようにロボット１同士で通信を行いながら互いに他のロボット１を制御しながら指示された内容を実行する。
このようにしてこのゲームシステム７０においては、２人のユーザがそれぞれ自己のチームのロボット１を操作してサッカーゲームを行うことができるようになされている。
（３）ロボット１におけるユーザ識別方法
次に、上述した電話取次ぎ機能や要介護人監視機能及びセキュリティ機能等を実現するための人間の認識及び識別方法について説明する。
まずこのロボット１の場合、画像処理部２２は、例えば特開平６−８９３４４号公報に開示された方法を用いて各ユーザを認識及び識別する。具体的には、ユーザを認識及び識別するために、図２５に示すような顔パターン学習及び認識処理部８０が画像処理部２２内に設けられている。
そしてこの顔パターン学習及び認識処理部８０では、画像認識部１２から与えられる画像情報のうちの人の顔部分をＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びアナログ／ディジタル変換器からなるメモリ部８１において例えば８ビットで量子化し、得られたｘｙ平面上の２次元輝度情報でなる顔画像データＩ（ｘ，ｙ）を１フレーム分ずつメモリ部８１のＲＡＭに記憶する。
前処理部８２は、メモリ部８１に記憶された顔画像データＩ（ｘ，ｙ）の基本モデルとして予め関数学習記憶部８４に記憶されているｒ個の各関数Ｆi（ｘ，ｙ）（ｉ＝１，２，……，ｒ）のそれぞれについて、顔パターンＰ（ｘ，ｙ）に対する相関量でなる寄与度Ｘiを算出する。
また比較処理部８３は、この算出結果に基づいて最大の寄与度ＸMAX（１≦ＭＡＸ≦ｒ）を有する関数ＦMAX（ｘ，ｙ）を検出し、この関数ＦMAX（ｘ，ｙ）の寄与度ＸMAXが最大又は極大点となるまで関数ＦMAX（ｘ，ｙ）又は顔パターンＰ（ｘ，ｙ）を変形させるようにして、関数ＦMAX（ｘ，ｙ）と顔パターンＰ（ｘ，ｙ）との差異量でなる変形量Ｍ（ｘ，ｙ）を算出する。
この変形量Ｍ（ｘ，ｙ）は、関数学習記憶部８４及び変形量分析部８５に与えられる。また関数学習記憶部８４には顔パターンＰ（ｘ，ｙ）も与えられる。
関数学習記憶部８４は、例えばニューラルネットワークにより構成され、上述のように顔パターンＰ（ｘ，ｙ）の基本モデルとして、ｒ個の各関数Ｆi（ｘ，ｙ）（ｉ＝１，２，……，ｒ）を記憶している。
そして関数学習記憶部８４は、供給される変形量Ｍ（ｘ，ｙ）を用いて関数ＦMAX（ｘ，ｙ）又は顔パターンＰ（ｘ，ｙ）を変形し、ｘｙ平面上における変形した関数ＦMAX′（ｘ，ｙ）と、変形した顔パターンＰ′（ｘ，ｙ）とに基づいて、関数ＦMAX（ｘ，ｙ）を更新する。
一方変形量分析部８５は、比較処理部８３から与えられる変形量Ｍ（ｘ，ｙ）を分析し、画面内における顔パターンＰ（ｘ，ｙ）の上下左右のずれ、回転による位置ずれ、又は遠近や画像認識部１２（図２）の拡大縮小率などによる大きさの違いに関する成分を変形量Ｍ（ｘ，ｙ）から除去することにより新たな変形量Ｍｔｄｒ（ｘ，ｙ）を生成し、これを人物情報学習記憶部８６に送出する。
人物情報学習記憶部８６は、動作モードが学習モードである場合、供給される変形量Ｍｔｄｒ（ｘ，ｙ）を、コントローラ２０から与えられる例えば人物（顔）に付与された番号ｔ（ｔ＝１，２，……，Ｔ；Ｔは人物の顔の数）の関数である人物情報Ｋ（ｔ）と対応付けて（例えば同じ人物ｔの顔画像における複数の変形量Ｍｔｄｒ（ｘ，ｙ），Ｍｔｄｒ′（ｘ，ｙ），Ｍｔｄｒ″（ｘ，ｙ），……の平均値などをその人物情報Ｋ（ｔ）として）、図示しない内部メモリに格納する。
すなわち人物情報学習記憶部８６は、動作モードが学習モードである場合、変形量分析部８５から出力される人物ｔの変形量Ｍｔｄｒ（ｘ，ｙ）そのものを人物情報として記憶し、この後同一人物ｔの変形量Ｍｔｄｒ（ｘ，ｙ）が入力するごとにその変形量Ｍｔｄｒ（ｘ，ｙ）に基づいて人物情報Ｋ（ｔ）を更新する。
さらに人物情報学習記憶部８６は、動作モードが認識モードである場合、変形量分析部８５から与えられる変形量Ｍｔｄｒ（ｘ，ｙ）と、その内部メモリに予め記憶されている各人物情報Ｋ（ｔ）との例えばユークリッド距離をそれぞれ算出し、その距離を最も短くする人物情報Ｋ（ｔ）における番号ｔを認識結果Ｋ0 としてコントローラ２０に送出する。
そしてコントローラ２０は、この認識結果Ｋ0と、予め登録時に番号ｔと対応付けて記憶しているその人物の名前とに基づいて、そのとき撮像されている人物がだれであるか（その人物の名前）を認識する。
そしてこのように構成された顔パターン学習及び認識処理部８０では、変形量分析部８５において変形量Ｍ（ｘ，ｙ）を分析して、当該変形量Ｍ（ｘ，ｙ）に含まれる顔パターンＰ（ｘ，ｙ）の平行移動成分や、回転移動成分及び拡大縮小成分を取り除き、いわば新たな変形量Ｍｔｄｒ（ｘ，ｙ）に基づいて、人物情報学習記憶部８６に記憶されている標準パターンを更新するため、高い認識率を得ることができる。
（４）ロボット１における同期信号の生成方法
続いて、上述したダンス機能を実現するための上述の同期信号の生成方法について説明する。
このロボット１の場合、マイクロホン１０により集音した音楽や、電話回線等を通じて送られてきた音楽の音楽特徴、及び外部から電話回線等４４を介して与えられるＭＩＤＩ信号に含まれる音楽特徴に基づいてロボット１を踊らせるように動作させるための同期信号を生成する手段として、図２６のような同期信号生成部９０が音声処理部２１内に設けられている。
そしてこの同期信号生成部９０では、通信ユニット２５を介して与えられる外部からのＭＩＤＩ信号Ｓ２０をＭＩＤＩ信号処理部９１に入力する。ＭＩＤＩ信号処理部９１は、供給されるＭＩＤＩ信号Ｓ２０からリズム、音程及び音の強弱などの予め定められた音楽特徴を抽出すると共に、当該抽出した音楽特徴に基づいて同期信号Ｓ２１を生成し、これをコントローラ２０に出力する。
また同期信号生成部９０では、マイクロホン１０から与えられる集音信号Ｓ１や通信ユニット２５から与えられる音楽情報を非ＭＩＤＩ信号処理部９２に入力する。この場合非ＭＩＤＩ信号処理部９２においては、信号処理モードとして外部操作によって３通りの信号処理モードを選択することができる。
この場合例えば第１の信号処理モードが選択された場合、マイクホン１０からの集音信号Ｓ１又は通信ユニット２５からの音楽情報が可変バンドパスフィルタ回路又は複数のバンドパスフィルタ回路から構成されるバンドパスフィルタ部９３に与えられ、当該バンドパスフィルタ部９３において集音信号Ｓ１又は音楽情報に含まれる特定周波数帯域の信号成分が抽出される。この結果例えば恒常的に演奏される特定の楽器（例えばドラム）の信号成分が抽出され、これがフィルタ処理信号Ｓ２３としてパワー測定部９４に与えられる。
パワー測定部９４は、供給されるフィルタ処理信号に基づく音のパワー（強弱）を所定間隔（例えば１０〔ｍｓ〕間隔）で検出し、検出結果を順次パワー検出信号Ｓ２４として特徴制御部９５に送出する。
特徴制御部９５は、供給されるパワー検出信号Ｓ２４のうちの予め設定された閾値を越えた部分（時刻）を検出する。また特徴制御部９５は、この検出結果に基づいて時間軸上でリズム、音程及び音の強弱を測定し、当該測定結果に基づいて上述の同期信号Ｓ２１を生成する。
そしてこのような第１の信号処理モードでは、主としてドラムのようなテンポとパワーに注目したダンスをロボットに行わせるような同期信号Ｓ２１が生成され、これがコントローラ２０に与えられる。
一方、非ＭＩＤＩ信号処理部９２において、第２の信号処理モードが選択された場合、マイクロホン１０からの集音信号Ｓ１や通信ユニット２５からの音楽情報がバンドパスフィルタ部９３に与えられ、当該バンドパスフィルタ部９３において集音信号Ｓ１や音楽情報に対して全帯域のフィルタリング処理が施された後、得られたフィルタ処理信号Ｓ２３が基本周波数抽出部９５に与えられる。
基本周波数抽出部９５は、供給されるフィルタ処理信号Ｓ２３から基本周波数を抽出し、得られた基本周波数信号Ｓ２５が特徴制御部９６に与えられる。また特徴制御部９６は、供給される基本周波数信号Ｓ２５を時間軸上の差分として測定し、特定の差分情報に基づいて上述の同期信号Ｓ２１を生成する。
そしてこのような第２の信号処理モードでは、複数の楽器により奏でられた音楽全体のメロディに注目したダンスをロボットに行わせるような同期信号Ｓ２１が生成され、これがコントローラ２０に与えられる。
他方、非ＭＩＤＩ信号処理部９２において、第３の信号処理モードが選択された場合、マイクロホン１０からの集音信号Ｓ１や通信ユニット２５からの音楽情報がバンドパスフィルタ部９３に与えられ、当該バンドパスフィルタ部９３において第１の信号処理モード時と同様にして集音信号Ｓ１又は音楽情報に含まれる特定周波数帯域の信号成分が抽出され、得られたフィルタ処理信号Ｓ２３がパワー測定部９４に与えられる。この結果第１の信号処理モード時と同様にして、このフィルタ処理信号Ｓ２３に基づくパワー検出信号Ｓ２４がパワー測定部９４において生成され、これが特徴制御部９６に与えられる。
またこれと共にバンドパスフィルタ部９３は、第２の信号処理モード時と同様にして集音信号Ｓ１や音楽情報に対して全帯域のフィルタリング処理を施し、得られたフィルタ処理信号Ｓ２３を基本周波数抽出部９５に送出する。この結果第２の信号処理モード時と同様にして、このフィルタ処理信号Ｓ２３に基づく基本周波数信号Ｓ２５が基本周波数抽出部９５において生成され、これが特徴制御部９６に与えられる。
そして特徴制御部９６は、供給されるパワー測定信号Ｓ２４及び基本周波数信号Ｓ２５に基づいて、第１及び第２の信号処理モード時の処理を組み合わせた処理により同期信号Ｓ２１を生成する。
実際上、特徴制御部９６は、例えば同じ楽曲でも音程差の少ないドラム音が主演奏の場合にはテンポ及び音の強弱差に基づいて第１の信号処理モード時と同様にして同期信号Ｓ２１を生成し、静かで音の強弱差が少ない連続した弦楽器音が主演奏の場合には基本周波数の差分に基づいて第２の信号処理モード時と同様にして同期信号Ｓ２１を生成し、これらが混在する場合には少なくとも２つ以上の特徴によって相互補正をかけるようにして同期信号Ｓ２１を生成する。
そしてこのような第３の信号処理モードでは、第１及び第２の信号処理モードでの処理の良い部分を合わせた高精度の同期信号Ｓ２１が生成され、これがコントローラ２０に与えられる。
このようにして同期信号生成部９０は同期信号Ｓ２１を生成する。
（５）本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、このロボット１は、外部から電話回線４４等を介して与えられる画像情報及び音声情報に基づく画像を画像表示部１３に表示し、音声をスピーカ１１から出力する一方、会話内容に応じた動作を実行する。またロボット１は、外部から電話回線４４等を介して与えられる動作命令（第２及び第３のコード番号）に基づいて、指定された動作を実行する。
従ってこのロボット１を用いることによって、音声や画像による意思伝達や、これに加えて実在のロボット１の動きを通しての意思伝達を行うことができ、あたかも相手が目の前に居るようなリアリティのあるコミュニケーションが可能となる。また例えばこのロボット１を用いることによって、例えば子供や介護の必要な老人が家にいるときに、外部から家族や医者が図１のロボット１に電話し、ロボット１の画像認識部１２を通じて子供や老人の様子を観察したり、ロボット１を通じて話すことによりスムーズなコミュニケーションを行うことができる。
またロボット１は、外部から電話がかかってきたときに所定時間経過しても電話がとられなかった場合には、家の中に配設された各種センサの出力に基づいてそのときのユーザの状況を判断し、判断結果に応じたメッセージを電話相手に送信する。従ってこのロボット１を用いることによって、煩雑な設定作業を必要とすることなく適切な留守番電話要のメッセージを電話相手に与えることができる。
さらにロボット１は、外部から電話がかかってきたときにナンバーディスプレイサービス又は音声による問い合わせによりどのユーザに電話がかかってきたかを認識し、認識結果に基づいてそのユーザに近づいてゆく。従ってこのロボット１を用いることによって、例えばそのユーザが手を離せない用事で電話を取りにいけない場合においても、当該ユーザが電話の相手と簡単に電話をすることができる。
さらにこのロボット１は、ユーザから電話回線４４等を介して与えられる指令に基づいて、家の中のビデオテープレコーダ５１やテレビジョン受像機５２等のスイッチや、壁又は床にあるスイッチ５３、５４等をオン／オフ操作する。従ってこのロボット１を用いることによって、電話によって操作ができないような電気製品や、スイッチをコントロールすることができる。
さらにこのロボット１は、家の中の状況を常時認識し、異常を発見したときにはユーザや、警察及び又は消防署等に連絡する。従ってこのロボット１を用いることによって、家のセキュリティを確保することができる。
さらにこのロボット１は、定期的にメンテナンスセンタ６０に連絡して各種機能をチェックしたり、最新のプログラムをダウンロードする。従ってこのロボット１は、通常、ユーザがロボット１の状態を意識することなく使用することができる。
さらにこのロボット１は、Ｅ−ｍａｉｌを受けたときに、宛て先となるユーザを検出し、当該ユーザに近づいてゆく。従ってこのロボット１を用いることによって、ユーザがＥ−ｍａｉｌが届いたことを容易に認識することができる。
さらにこのロボット１は、指定されたユーザを常に監視し、異常時には予め登録された他のユーザや病院に連絡する。従ってこのロボット１を用いることによって、要介護人に異常が発生した場合に直ちに対応することができる。
さらにこのロボット１は、集音した外部音でなる音楽や電話回線４４等を介して伝送されるＭＩＤＩ信号Ｓ２０に基づいて、リズムを合わせてダンスする。従ってこのロボット１によれば、アミューズメント性を向上させることができる。
さらにこのロボット１は、ロボット１同士で通信しながら他のロボット１を制御する。
従ってこのロボット１によれば、複数台のロボット１に協調した作業を行わせることができる。
以上の構成によれば、ロボット１が、外部から電話回線４４等を介して与えられる画像情報及び音声情報に基づく画像及び音声を表示及び出力したり、会話内容に応じた動作を行ったり、外部から電話回線４４等を介して与えられる動作命令に基づいて指定された動作を実行するようにしたことにより、音声及び画像による意思伝達や、実在のロボット１の動きを通しての意思伝達を行うことができ、かくしてリアリティのあるコミュニケーションを可能とすることができる。かくするにつき利用価値の高いロボットを実現できる。
またロボット１にロボット電話機能、留守番電話機能、電話取次ぎ機能、遠隔操作機能、セキュリティ機能、自動メンテナンス・バージョンアップ機能、Ｅ−ｍａｉｌ管理機能、要介護人監視機能、ダンス機能及びロボット間通信機能等を搭載するようにしたことにより、ユーザにとって有効な行動及び動作を行わせることができ、かくして利用価値の高いロボットを実現できる。
（６）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、ロボット１を犬や猫のような動物の形態とすることによりユーザに実際の動物と同様に親近感が湧くようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば他の種類や形状を広く適用することができる。この場合において、ロボット１の移動手段として、複数の脚部５Ａ〜５Ｄに代えて複数のローラや車輪などを用いるようにしても良い。
また上述の実施の形態においては、一例としてロボット１が外部と電話回線４４を通じて各種情報を送受するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば携帯電話回線や、無線、インターネット専用回線、赤外線信号又はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを介して同様の通信を行い得るようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、キー入力部２４を操作したり、外部機器５０のダイヤルボタンを操作するようにして各種指令を入力できるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これに代えて又はこれに加えて例えばコントローラ２０の音声認識機能を利用した音声による指令入力や、リモートコントローラを用いた指令入力などを行い得るようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、ロボット１が家の中の電気製品を操作する方法として、その電気製品の所まで移動して赤外線信号ＩＲ２を出力したり、又は物理的にスイッチを操作するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば家の中にＬＡＮを設けると共に家中の電気製品をこのＬＡＮに接続し、ロボット１がこのＬＡＮを介して対応する電気製品を操作するようにしても良い。なおこの際ロボット１とＬＡＮとを無線により接続することによって、ロボット１を移動自在とすることができる。
さらに上述の実施の形態においては、外部から電話がかかってきた場合やＥ−ｍａｉｌが届いた場合にロボット１がそのユーザにまで移動して行くようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ユーザごとに異なる着信音を出力したり、対応するユーザの名前を出力するなどしてだれに電話がかかってきたかを知らせるようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、外部からかかってきた電話を対応するユーザに取り次ぐ際に、ロボット１がそのユーザを探し出すようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば各ユーザがほぼ決また場所にいる場合には、これら各ユーザの居場所を予めロボット１に記憶させておき、電話がかかってきたときに加速度センサ及び角速度センサ２３の出力を利用して姿勢や位置を認識しながらその場所に移動するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、留守番電話機能として音声及び画像を記憶するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばテキストデータをも記憶するようにしても良い。またメンテナンスセンタ６０がＥ−ｍａｉｌなどのテキストデータの管理も行うようにしても良く、メンテナンスセンタ６０の制御のもとにロボット１の音声処理部２１を通じてＥ−ｍａｉｌ等のテキストを書いたり、読んだりさせるようにしても良い。
さらに上述の実施の形態にといては、外部から電話がかかってきたときにロボット１がユーザを識別しながら探し出すようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば電話がかかってきたときにスピーカ１１を介して対応するユーザに音声で呼びかけ、その返事があった方向を検出して当該方向に向けて移動したり、又は目的のユーザにある動作（例えば、手を振るなど）をしてもらい、その動作を行ったユーザに向けて移動するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、ロボット１がバッテリ（リチウムイオン２次電池のような繰り返し充電可能電池の他に、１次電池のような電池でも良い）を電源とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば商用交流電源を電源とするようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、遠隔操作機能の説明において、外部機器のダイヤルボタン操作によりロボット１を操作するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばテレビ電話機やテレビ付き携帯電話機を利用して、ロボット１から送られてくる画像認識部１２により撮像された周囲の状況をユーザが認識しながら、「右」や「左」などの音声の指示をロボット１に与えて、当該指示に応じてロボット１が移動するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、音楽処理部２１の同期信号生成部９０を図２６のように構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば同期信号生成部９０の入力段に入力信号がＭＩＤＩ信号か否かを判断する判断回路を配置すると共に、通信ユニット２５からの音声情報やＭＩＤＩ信号、マイクロホン１０からの集音信号Ｓ１、図示しない着脱自在の記憶媒体から読みだされた音楽情報又はＭＩＤＩ信号などの音声情報を全てこの判断回路に与え、当該判断回路における判断結果に基づいてＭＩＤＩ信号をＭＩＤＩ信号処理部９１に与え、非ＭＩＤＩ信号をＢＰＦ部９３に与えるように同期信号生成部９０を構成するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、留守番電話機能を図１のように構成されたロボット１に適用するようにした場合について述べたが本発明はこれに限らず、この他種々の構成の情報処理システムに広く適用することができる。
さらに上述の実施の形態においては、留守番電話機能時における応答メッセージを音声処理部２１が生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このような応答メッセージを予めメモリ等の所定の記憶媒体に記憶しておき、ユーザの状態に応じて対応する応答メッセージを読み出して電話相手に送信するようにしても良い。
産業上の利用可能性
ロボット装置及び情報処理システムにおいて、アミューズメントロボットや、介護ロボットなどに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本実施の形態によるロボットの構成を示す斜視図である。
図２は、図１のロボットの回路構成を示すブロック図である。
図３は、図１のロボットの関節機構のメカ構成を示す斜視図である。
図４は、図３のロボットの関節機構の回路構成を示すブロック図である。
図５は、ロボット電話機能の説明に供するブロック図である。
図６は、ロボット電話機能の説明に供するブロック図である。
図７は、ロボット電話機能の説明に供するブロック図である。
図８は、ロボット電話機能の説明に供するブロック図である。
図９は、ロボット電話機能の説明に供するブロック図である。
図１０は、ロボット電話機能の説明に供するブロック図である。
図１１は、ロボット電話機能の説明に供するブロック図である。
図１２は、留守番電話機能の説明に供する略線図である。
図１３は、留守番電話機能の説明に供する略線図である。
図１４は、電話取次ぎ機能の説明に供する略線図である。
図１５は、遠隔操作機能の説明に供する略線図である。
図１６は、遠隔操作機能の説明に供する略線図である。
図１７は、セキュリティ機能の説明に供する略線図である。
図１８は、セキュリティ機能の説明に供する略線図である。
図１９は、自動メンテナンス・バージョンアップ機能の説明に供する略線図である。
図２０は、Ｅ−ｍａｉｌ管理機能の説明に供する略線図である。
図２１は、要介護人監視機能の説明に供する略線図である。
図２２は、ダンス機能の説明に供する略線図である。
図２３は、ロボット間通信機能の説明に供する略線図である。
図２４は、ロボット間通信機能の説明に供する略線図である。
図２５は、顔パターン学習及び認識処理部の構成を示すブロック図である。
図２６は、同期信号生成部の構成を示すブロック図である。
【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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