(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性素材のしなやかさを有した線材から成る髭（１）が植設され、内部に、当該髭（１）への人体の接触又は近接により印加された電気的成分の有無を判定すると共に、人体の接触により印加された電気的成分有りとの判定を得た際に接触認定信号を出力する触感検知手段（２）と、前記接触認定信号を受けて所定の動作を実行する反応手段（３）を具備し、
前記髭（１）は、その先端に球状部（４）が設けられ、且つその基部が、ぬいぐるみに埋め込まれた導電性を持つ電極プレート（６）の表面に両者の導電性を確保しつつ固着され、
前記触感検知手段（２）は、前記電極プレート（６）が接続される入力保護回路（７）と、人体接触成分加算回路（８）及び基準回路（９）から成る充・放電回路（５）と、当該充・放電回路（５）に対して充放電のタイミングを与える発振回路（１０）と、同充・放電回路（５）の人体接触成分加算回路（８）と基準回路（９）との出力の差分を検出する差分検出回路（１１）と、前記差分のレベルと閾値たる基準レベルとの比較を行い接触認定信号の出力を行うレベル判定回路（１２）を具備して構成される愛玩用ロボット。
【請求項２】
前記髭（１）を、当該髭（１）で前記電極プレート（６）全体を覆う様に設けた前記請求項１に記載の愛玩用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、持ち主の愛玩行為によって所定の反応・動作を行う愛玩用ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、各種物理量の検出技術及び情報処理技術、並びに各種アクチュエータの小型化によって、比較的小型の愛玩用ロボットが種々提供され、人とのコミュニケーションにおける反応・動作にあっても、まるで本当の生き物を思わせるような極めて繊細なものとなっている。この様な愛玩用ロボットには、人が選択される場合もあるが、一般的に犬、猫等のペット動物をはじめ、動物園で見ることが出来る種々の動物の形が選択される他、テレビアニメ等のキャラクターなども多く選択されている。
【０００３】
この様な生き物もしくは仮想の生き物は、髭を備えていることが多く、一般的に、髭は触角として極めて敏感にそれに対する接触物を認識するものである。そして、この髭への接触による反応・動作が、愛玩用ロボットに対する愛着をより際だたせる役割を果たす可能性も大いに推測できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、髭は、愛玩行為を行う者の安全を維持する為、また、毛髪の一つであるから比較的細くしなやかな様相を維持することが求められるので、髭自体へ比較的繊細に接触するといった事象を検出することは極めて困難であった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて成されたものであって、愛玩行為を行うものの安全性を確保しつつ、髭自体への繊細な接触を確実に検出しえる措置が施された愛玩用ロボットの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明による愛玩用ロボットは、導電性素材の線材から成る髭が植設され、内部に、当該髭への人体の接触又は近接により印加された電気的成分の有無を判定すると共に、人体の接触により印加された電気的成分有りとの判定を得た際に接触認定信号を出力する触感検知手段と、前記接触認定信号を受けて所定の動作を実行する反応手段を具備したことを特徴とする。
【０００７】
前記導電性素材の線材とは、ステンレス等の金属や、カーボン等の非金属などからなる線状体を指し、安全性の面でしなやかさを有し、且つ先部に球状部を形成するなど先鋭さを除去する措置を講じられたものが望ましい。前記髭の先端に球状部を具備する構造であれば、単に、髭による刺し傷を防止できるばかりでなく、細い髭でありながら、その球面によって人体との接触面積或いは近接面積を比較的広く確保することができる。
【０００８】
前記人体の接触又は近接により印加された電気的成分とは、人体が明らかに髭から離れていると感じられる距離関係において印加される電気的成分と、前記髭に加えられた応力により発生する電気的成分を除外したもので、接触、即ち人体と髭とが電気的に直接接続されることにより、或いは、近接、即ちしなやかな髭の風合いから来る錯覚によって実際に接触しているかの如く主観的に感じられる距離関係を持つことにより、愛玩用ロボットの内部回路の動作に変化を及ぼす電気的成分を指す。前記内部回路の一態様としては、前記触感検知手段が、人体の接触により印加された電気的成分による基準時間あたりの充電量又は放電量の変化を以て接触認定信号の出力の可否を判定する為の充・放電回路が挙げられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による愛玩用ロボットの実施の形態を図面に基づき説明する。
ここで示す例は、図２に示すアザラシ型ぬいぐるみロボットの髭１から接触認定信号を出力するものである。従って、髭１は頭部顔面の先端部分に存在する鼻に対し、左右対称に植設することとなる。そして、内部には、当該髭１への人体の接触により印加された電気的成分の有無を判定すると共に、人体の接触により印加された電気的成分有りとの判定を得た際に接触認定信号を出力する触感検知手段２と、前記接触認定信号を受けて所定の動作を実行する反応手段３が設けられる（図１参照）。
【００１０】
前記髭１は、図３の如くステンレス製のφ０．２５程度の線材であって、その先端部に樹脂塗料から成るφ０．５程度の球体を固着し球状部４を形成したものである。髭１の表面は、必要に応じてアザラシの髭と同様の色調を持たせるべく表面塗装し、髭１の先端部に設けた球状部４、又は髭１の表面の塗装材料に導電体塗料や誘電体塗料を適宜採用する。前記髭に対して塗装を施さない場合や導電体塗料を選択した場合には、直接的な導通と誘電体としての空気を介した導通が前記触感検知手段２との間に確保され、誘電体塗料を選択した場合には当該誘電体塗膜を介した導通が前記触感検知手段２との間に確保される。
【００１１】
この例における髭１は、その基部が、ぬいぐるみに埋め込まれた導電性を持つ電極プレート６の表面に両者導電性を確保しつつ溶着やビス止め等の手段で固着され、当該電極プレート６で、人体の接触により単数又は複数の髭を介して印加された電気的成分たる人体の容量並びに浮遊容量（以下、人体接触成分と記す。）が統合・加算され、当該愛玩用ロボットの内部に収められた触感検知手段たる内部回路へ接続される（図１及び図２並びに図４参照）。
【００１２】
動物の触角的役割をも担う髭１に対する反応により近い反射反応を得る目的からすれば、髭１に対する人体の接触や近接とは無関係に、近接面積が広い電極プレート６に人体が接近することによる接触認定信号の出力を避ける必要がある。電極プレート６の設計にはこの点に十分配慮し、例えば、電極プレート６全体を髭１で覆う様に、電極プレート６への人体の近接を髭１で阻止し得る様な髭１と電極プレート６との位置関係やサイズ的なバランスを設定すること、或いは、表面積が広くなりがちな髭固定用のプレートを絶縁体で形成し人体接触成分の統合は別途回路上において行う等の措置を採ることが望ましい場合もある。
【００１３】
前記触感検知手段２は、人体の接触により印加された前記電気的成分による基準時間あたりの充電量又は放電量の変化を以て接触認定信号の出力の可否を判定する為の充・放電回路５を具備し、前記電極プレート６が接続される入力保護回路７と、人体接触成分加算回路８及び基準回路９から成る充・放電回路５と、当該充・放電回路５に対して充放電のタイミングを与える発振回路１０と、同充・放電回路５の人体接触成分加算回路８と基準回路９との出力の差分を検出する差分検出回路１１と、前記差分のレベルと閾値たる基準レベルとの比較を行い接触認定信号の出力を行うレベル判定回路１２を具備して構成される（図１及び図４参照）。
【００１４】
前記発振回路１０は、ＣＲ時定数によりコンデンサに対する電荷の充・放電によってパルスを形成するものである。当該パルスは、前記充・放電回路５の人体接触成分加算回路８及び基準回路９へ等しく供給され、髭１に対する人体の接触が無い状態においては、両者の充・放電作用はほぼ等しく行われるので、各出力の差分はほとんど無く、前記差分検出回路１１の出力電位が相対的に零となる。ところが、前記髭１に対する人体の接触が行われると、差分検出回路１１において、人体接触成分加算回路８が接続された側の入力電位が低下し、当該差分検出回路１１の出力電位が前記差分に相当する値に変化する。
【００１５】
前記差分は、レベル判定回路１２に入力され、所定の閾電圧に基づき人体の接触によるレベル変化か否かが判定される。入力に際しては、当該レベル判定回路１２の入力段において、当該差分検出回路１１の出力を充・放電の周期から最も好適な差分が取り出し得るタイミングでレベル判定回路１２へ供給するタイミング回路１３（図４参照）が稼働し、前記発振回路１０のパルス周期に基づいて、前記差分検出回路１１とレベル判定回路１２との間の回路を時限的に閉じる位相及び期間が造られる。
【００１６】
当該レベル判定回路１２に入力された前記差分に相当する値が、前記閾値を超える場合には、当該レベル判定回路１２の出力端子が特定の電位に引き下げられ（Ｌレベル）、閾値を下回る場合には特定の電位に引き上げられる（Ｈレベル）。これら二種類の電位をデジタル信号としての二値レベルを持つパルス信号に変換し接触認定信号として出力する。前記人体接触成分は安定ではなく、人体が接触していない時にも浮遊容量などノイズ成分が触感検知手段に印加されることによる誤動作を防止する為に、前記レベル判定回路１２には、センス側の現入力レベルと閾値との間に適当な格差を自動的に確保するヒステリシス特性を与える閾値制御回路１４（図４参照）を設ける場合もある。
【００１７】
当該接触認定信号は、制御手段１５によって検出され、当該信号の検出をトリガとしてアザラシ型ぬいぐるみロボットの鼻、目、前脚、後脚などを定められた反応に即して動作させるべく、前記反応手段３たる対応アクチュエータもしくは対応アクチュエータのドライバに対して駆動信号を送出する。尚、髭と人体との接触によって人体に電流が流れることとなるが、この電流が上記機能を確保しつつ人体或いは周囲の電子機器に影響を与えない値と成るように設計すべきことは言うまでも無い。
【００１８】
【発明の効果】
以上の如く本発明による愛玩用ロボットは、動物の触角として極めて敏感に接触物を認識する髭の特性を十分に発揮し、愛玩用ロボットの動作に、この髭への接触による明確で速やかな反応・動作を表現できることが可能となり、当該愛玩用ロボットが、実際の生き物に匹敵するまでの愛着を沸き立たせるものとなる。また、当該髭への人体の接触により印加された電気的成分の有無を判定するといった形で、髭自体へ比較的繊細に接触するといった事象を検出し得る触感検知手段の回路構成を採ることによって、髭自体に剛性が要求されることもなく、極めて安全に遊ぶことも可能となる。
動物の触角本来の役割により近い反射反応を得ることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による愛玩用ロボットの触感検知手段の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明による愛玩用ロボットの一例を示す正面図である。
【図３】本発明による愛玩用ロボットの髭の構造の一例を示す断面図である。
【図４】本発明による愛玩用ロボットの触感検知手段の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１  髭，２  触感検知手段，３  反応手段，４  球状部，
５  充・放電回路，６  電極プレート，７  入力保護回路，
８  人体接触成分加算回路，９  基準回路，１０  発振回路，
１１  差分検出回路，１２  レベル判定回路，１３  タイミング回路，
１４  閾値制御回路，１５  制御手段，
【図１】
0003854484.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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