JP 5296898 B2 2013.9.25(57)【特許請求の範囲】【請求項１】
姿形が人間に酷似したロボットであるアンドロイドを制御するアンドロイド制御システ
ムであって、
操作命令を受信する受信手段、
前記受信手段によって受信された操作命令に従う命令動作を前記アンドロイドに実行させる命令動作実行手段、複数のセンサ、
前記受信手段によって操作命令を受信しないとき、前記複数のセンサに反応があるかどうかを検出する検出手段、

10

前記検出手段によって検出された前記複数のセンサの反応に基づいて認識される前記ア
ンドロイドへの刺激に対する対応動作を前記アンドロイドに実行させる対応動作実行手段、
前記アンドロイドに実行させる無意識動作を選択する無意識動作選択手段、
前記命令動作または前記対応動作を実行させるかどうかに拘わらず、前記無意識動作選
択手段によって選択された無意識動作を前記アンドロイドが実行する余地があるかどうかを判断する無意識動作実行可能判断手段、
前記無意識動作実行可能判断手段によって実行する余地があると判断されたとき、前記
無意識動作選択手段によって選択された無意識動作を前記アンドロイドに実行させる無意
識動作実行手段、20

(2)JP 5296898 B2 2013.9.25

前記刺激に対する対応動作を前記アンドロイドが実行可能かどうかを判断する対応動作
実行可能判断手段、および前記対応動作実行可能判断手段によって実行不能であると判断されたとき、オペレータを呼び出す呼出手段を備え、前記対応動作実行手段は、前記対応動作実行可能判断手段によって実行可能であると判断されたとき、前記刺激に対する対応動作を前記アンドロイドに実行させる、アンドロイ
ド制御システム。
【請求項２】
前記命令動作および前記対応動作は、身体動作および発話動作の少なくとも一方を含む、請求項１記載のアンドロイド制御システム。
【発明の詳細な説明】

10【技術分野】【０００１】
この発明はアンドロイド制御システムに関し、特にたとえば、姿形が人間に酷似したロボットであるアンドロイドを制御する、アンドロイド制御システムに関する。
【背景技術】【０００２】
この発明の背景技術の一例が特許文献１に開示される。この特許文献１によれば、電子玩具は、たとえば人型の電子ロボットであり、人（ユーザ）の存在の有無に応じて動作する。たとえば、ユーザが存在しない場合には、電子ロボットは予め定められた一人遊び動20

作を実行する。一方、ユーザが存在する場合には、現在時間に応じて、予め定められた動作（起きる動作，見送り動作など）を実行する。また、電子ロボットの頭部の顔面相当部には表示部が設けられ、電子ロボットの顔の表情を表示したり、電子ロボットの発話内容
を文字や記号で表示したりする。
【先行技術文献】【特許文献】【０００３】【特許文献１】特開２００２−３０７３５４【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】

30【０００４】
しかし、特許文献１の技術は、ユーザが近くに存在するときに電子ロボットを自動的に起動するものであり、また、顔面相当部に設けられた表示部に表情が表示されるが、外観のみならず、動作（行動）も人間とは異なる。つまり、自然な動作（無意識動作）を実行することができない。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、アンドロイド制御システムを提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、アンドロイド特有の制御を実現する、アンドロイド制御システ

40

ムを提供することである。
【課題を解決するための手段】【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照
符号および補足説明等は、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
【０００８】
請求項１の発明は、姿形が人間に酷似したロボットであるアンドロイドを制御するアン
ドロイド制御システムであって、操作命令を受信する受信手段、受信手段によって受信された操作命令に従う命令動作をアンドロイドに実行させる命令動作実行手段、複数のセン

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(3)

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サ、受信手段によって操作命令を受信しないとき、複数のセンサに反応があるかどうかを検出する検出手段、検出手段によって検出された複数のセンサの反応に基づいて認識されるアンドロイドへの刺激に対する対応動作をアンドロイドに実行させる対応動作実行手段、アンドロイドに実行させる無意識動作を選択する無意識動作選択手段、命令動作または対応動作を実行させるかどうかに拘わらず、無意識動作選択手段によって選択された無意
識動作をアンドロイドが実行する余地があるかどうかを判断する無意識動作実行可能判断
手段、無意識動作実行可能判断手段によって実行する余地があると判断されたとき、無意
識動作選択手段によって選択された無意識動作をアンドロイドに実行させる無意識動作実
行手段、刺激に対する対応動作をアンドロイドが実行可能かどうかを判断する対応動作実
行可能判断手段、および対応動作実行可能判断手段によって実行不能であると判断された

10とき、オペレータを呼び出す呼出手段を備え、対応動作実行手段は、対応動作実行可能判
断手段によって実行可能であると判断されたとき、刺激に対する対応動作をアンドロイドに実行させる、アンドロイド制御システムである。
【０００９】
請求項１の発明では、アンドロイド制御システム（１０）は、姿形（外観など）が人間に酷似したロボットであるアンドロイド（１２）を制御する。受信手段（７０，７８，Ｓ
１）は、操作命令を受信する。命令動作実行手段（７０，Ｓ３）は、受信された操作命令に従う命令動作をアンドロイドに実行させる。したがって、操作でアンドロイドに所望の動作を実行させることができる。検出手段（７０，９０，Ｓ５）は、受信手段によって操作命令を受信しないとき、複数のセンサ（４２，４４，４６，５０，６０，６２，６４）20に反応があるかどうかを検出する。対応動作実行手段（７０，Ｓ１１）は、検出手段によって検出された複数のセンサの反応に基づいて認識されるアンドロイドへの刺激に対する対応動作をアンドロイドに実行させる。たとえば、人間がアンドロイドに近づくと、アンドロイドがその人間の方を向くように、当該アンドロイドの首を回転させる。これは、動くもの（人，物など）に対する人間の反応と同様である。無意識動作選択手段（７０，Ｓ１３）は、アンドロイドに実行させる無意識動作を選択する。ここで、無意識動作は、瞬きや呼吸のような生理的な動作のみならず、髪を触る動作、爪を噛む動作のような癖による動作を意味する。無意識動作実行可能判断手段（７０，Ｓ１５）は、命令動作または対応動作を実行させるかどうかに拘わらず、選択された無意識動作をアンドロイドが実行する余地があるかどうかを判断する。たとえば、対応動作（または無意識動作）により、右30

手を上に挙げている最中に、無意識動作（または命令動作）により、右手を下に下げることはできないからである。無意識動作実行手段（７０，Ｓ１７）は、無意識動作実行可能判断手段によって実行する余地があると判断されたとき、選択された無意識動作をアンドロイドに実行させる。また、対応動作実効可能判断手段（７０，Ｓ７）が、刺激に対する対応動作を実行可能であるか否かを判断する。つまり、アンドロイドが刺激に対して反応（対応）することができるか否かを判断する。対応動作を実行できないときには、対応動作実行可能判断手段によって実行不能であると判断され、呼出手段（７０，Ｓ９）はオペ
レータを呼び出す。したがって、たとえばアンドロイドが対応できない場合には、オペレータに対応させることができる。このため、アンドロイドが提供するサービス（受付や案内など）を補完することができる。ただし、対応動作を実行できるときには、対応動作実40

行可能判断手段によって実行可能であると判断され、かかる場合には、当該対応動作をア
ンドロイドに実行させる。
【００１０】
請求項１の発明によれば、アンドロイドに無意識動作を実行させるので、アンドロイド
特有の制御を実現することができる。したがって、より人間に酷似するアンドロイドを実現することができる。また、アンドロイドが対応できない刺激を受けると、オペレータを呼び出すので、これに応じてオペレータが対応することにより、アンドロイドが提供するサービスに支障を来たすのを防止することができる。さらに、命令動作または対応動作を実行させるかどうかに拘わらず、無意識動作を実行する余地があるかどうかを判断するので、操作命令が無い場合や複数のセンサに反応が無い場合に、アンドロイドに無意識動作

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(4)

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を実行させるだけでなく、命令動作や対応動作を実行させている場合にも、無意識動作を実行させることができるのである。
【００１１】
請求項２の発明は請求項１に従属し、命令動作および対応動作は、身体動作および発話動作の少なくとも一方を含む。
【００１２】
請求項２の発明では、アンドロイドに実行させる命令動作や対応動作は、身体動作および発話動作の少なくとも一方を含む。
【００１３】
請求項２の発明によれば、姿形のみならず動作も人間に酷似させることができる。

10【発明の効果】【００１９】
この発明によれば、アンドロイドに無意識動作を実行させるので、アンドロイド特有の制御を実現することができる。したがって、外観のみならず、人間の行動に酷似させることができる。
【００２０】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】【００２１】

20【図１】図１はこの発明のアンドロイド制御システムの一例を示す図解図である。
【図２】図２は図１に示すアンドロイド、制御装置および環境センサの電気的な構成を示
すブロック図である。
【図３】図３は図１に示すアンドロイドの動作を制御するための関節、眼、口唇、腹部を示す図解図である。
【図４】図４は図２に示すＣＰＵ７０の全体処理を示すフロー図である。
【図５】図５は図２に示すＣＰＵ７０の無意識動作の選択処理を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】【００２２】
図１を参照して、この実施例のアンドロイド制御システム（以下、単に「システム」と30いう。）１０は、アンドロイド１２を含む。アンドロイド１２は、人間に酷似した姿形（
外観など）を有する人型ロボットであり、後述するように、人間に酷似した動作（振り、振る舞い、発話）を行う。アンドロイド１２は、制御装置１４に接続され、この制御装置
１４には、環境センサ１６が接続される。アンドロイド１２、制御装置１４および環境センサ１６については、後で詳細に説明する。
【００２３】
また、制御装置１４は、インターネットや電話通信回線のようなネットワーク１８を介して遠隔操作端末２０に接続される。遠隔操作端末２０は、ＰＣ或いはＰＤＡのような汎用のコンピュータであり、この遠隔操作端末２０には、スピーカ２２、マイク２４およびモニタ２６が接続される。図示は省略するが、当然のことながら、遠隔操作端末２０には

40、キーボードおよびコンピュータマウスのような入力装置が含まれる。
【００２４】
図２は、アンドロイド１２、制御装置１４および環境センサ１６の電気的な構成を示す
ブロック図である。この図２を参照して、アンドロイド１２は複数のアクチュエータ（たとえば、エアアクチュエータ）４０を含み、各アクチュエータ４０は、後述する制御装置
１４（１４ｂ）の制御ボード（アクチュエータ制御ボード）９８に接続される。後述する
ように、アクチュエータ４０はアンドロイド１２の各関節、口、眼および腹部を動かすた
めに用いられる。ただし、簡単のため、この実施例では、コンプレッサは省略してある。
【００２５】
また、アンドロイド１２は、触覚センサ４２、眼カメラ４４、衝突センサ４６、スピー

50

(5)

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カ４８およびマイク５０を含む。この触覚センサ４２、眼カメラ４４および衝突センサ４６は、後述する制御装置１４（１４ｂ）のセンサ入出力ボード１００に接続される。
【００２６】
触角センサ４２ないし皮膚センサは、たとえばタッチセンサであり、アンドロイド１２の触覚の一部を構成する。つまり、触覚センサ４２は、人間や他の物体等がアンドロイド
１２に触れたか否かを検出するために用いられる。触覚センサ４２からの出力（検出デー
タ）は、後述するセンサ入出力ボード１００を介してＭＰＵ９０に与えられる。ＭＰＵ９０は、触覚センサ４２からの検出データを第１コンピュータ１４ａのＣＰＵ７０に送信する。したがって、ＣＰＵ７０は、人間や他の物体等がアンドロイド１２に触れたことを検出することができる。ただし、触覚センサ４２としては、圧力センサを用いることもでき10る。かかる場合には、人間や他の物体等がアンドロイド１２の肌に触れたか否かのみならず、その触れ方（強弱）を知ることができる。
【００２７】
眼カメラ４４は、イメージセンサであり、アンドロイド１２の視覚の一部を構成する。
つまり、眼カメラ４４は、アンドロイド１２の眼から見た映像ないし画像を検出するために用いられる。この実施例では、眼カメラ４４の撮影映像（動画ないし静止画）に対応するデータ（画像データ）は、センサ入出力ボード１００を介してＭＰＵ９０に与えられる。ＭＰＵ９０は、画像データを第１コンピュータ１４ａのＣＰＵ７０に送信し、ＣＰＵ７０は、撮影映像の変化を検出するのみならず、その画像データを、ネットワーク１８を介して遠隔操作端末２０に送信する。そして、遠隔操作端末２０は、受信した画像データを20

モニタ２６に出力する。したがって、眼カメラ４４の撮影映像がモニタ２６に表示される。
【００２８】
衝突センサ４６は、人間や他の物体等がアンドロイド１２に衝突したか否かを判断する。衝突センサ４６の出力（検出データ）は、センサ入出力ボード１００を介してＭＰＵ９０に与えられる。ＭＰＵ９０は、衝突センサ４６からの検出データを第１コンピュータ１４ａのＣＰＵ７０に送信する。したがって、ＣＰＵ７０は、人間や他の物体等がアンドロ
イド１２に衝突したことを検出することができる。
【００２９】
また、スピーカ４８およびマイク５０は、後述する制御装置１４（１４ａ）の音声入出30

力ボード８０に接続される。スピーカ４８は、アンドロイド１２が発する音声（合成音声）を出力する。ただし、遠隔操作端末２０のオペレータ（以下、「遠隔オペレータ」という。）の音声を出力してもよい。かかる場合には、遠隔オペレータがマイク２４を通して発話すると、対応する音声データが遠隔操作端末２０からネットワーク１８を介して制御
装置１４ａ（ＣＰＵ７０）に与えられる。そして、ＣＰＵ７０は、その音声データを、音
声入出力ボード８０を介してスピーカ４８から出力する。
【００３０】
マイク５０は、音センサであり、アンドロイド１２の聴覚の一部を構成する。このマイ
ク５０は、指向性を有し、主として、アンドロイド１２と対話（コミュニケーション）する人間（ユーザ）の音声を検出するために用いられる。

40【００３１】
制御装置１４は、第１コンピュータ１４ａおよび第２コンピュータ１４ｂによって構成される。たとえば、第１コンピュータ１４ａがメインのコンピュータであり、第２コンピ
ュータ１４ｂがサブのコンピュータである。なお、この実施例では、制御装置１４を２台のコンピュータ（１４ａ，１４ｂ）で構成するようにしてあるが、処理能力が高ければ、１台のコンピュータで構成することもできる。
【００３２】
第１コンピュータ１４ａは、ＣＰＵ７０を含み、ＣＰＵ７０には内部バス７２を介して
メモリ７４、通信ボード７６、ＬＡＮボード７８、音声入出力ボード８０およびセンサ入出力ボード８２が接続される。メモリ７４は、たとえば、ハードディスク装置（ＨＤＤ）

50

(6)

JP 5296898 B2 2013.9.25のような主記憶装置、ＲＯＭおよびＲＡＭを含む。詳細な説明は省略するが、このメモリ
７４には、アンドロイド１２の動作についてのコマンド名に対応して、そのコマンド名が示す動作を実行するための制御情報が記憶される。
【００３３】
ここで、動作とは、振り、振る舞いのような身体動作および発話動作をいう。したがって、この実施例では、制御情報は、アクチュエータ４０を駆動制御するための制御データのみならず、必要に応じて、発話内容についての合成音声の音声データを含む。ただし、身体動作には、自然の動作（無意識動作）も含まれる。無意識動作の代表的な例としては、瞬きや呼吸が該当する。また、このような生理的な動作のみならず、人間の癖による動
作も無意識動作に含まれる。たとえば、癖による動作としては、たとえば、髪の毛を触る

10

動作、顔を触る動作や爪を噛む動作などが該当する。
【００３４】
たとえば、

挨拶（初めて）儀しながら、

はじめましての動作を実行する場合には、アンドロイド１２は、お辞と発話する。図示は省略するが、発話する場合には、単に音声が出力されるだけでなく、音声の出力に合わせて口が動く（口唇が開閉する）。以下、同様である。したがって、

挨拶（初めて）の制御情報としては、そのコマンド名に対応して、左右の肩、左右の肘、首，腰の回転角度や曲げ伸ばし角度に応じて、対応するアクチュエータ４０の制御データが記憶されるとともに、はじめまして

成音声の音声データが記憶される。また、の動作を実行する場合には、右手を挙げるに対応する合アンドロイド１２は、右肘および右手首を伸ばした状態で、斜め上方に右手を挙げる。したがって、右手を挙げる

20の制御情報としては、そのコマンド名に対応して、右肩、右肘、右手首の回転角度や曲げ伸ばし角度に応じて、対応するアクチュエータ４０の制御データが記憶される。この右手を挙げるの動作では、アンドロイド１２は、何も発話しないため、音声データは制御情報に含まれない。
【００３５】
このような動作は、アンドロイド１２が外部（環境）からの刺激に対応して実行されたり、遠隔オペレータからの命令（遠隔操作命令）に従って実行されたりする。以下、説明の便宜上、アンドロイド１２が外部からの刺激に対応して行う動作を対応動作といい、遠隔オペレータからの遠隔操作命令に従う動作を命令動作ということがある。
30【００３６】
また、上述した無意識動作の制御情報もメモリ７４に記憶される。たとえば、瞬きの制御情報としては、そのコマンド名に対応して、瞼を開閉させるアクチュエータ４０の制御データが記憶される。ただし、人間の瞬きの動作では、瞼は完全に閉じられた後に開くが、アンドロイド１２がこの動作を再現すると、瞼の開閉動作が遅いため、違和感がある。したがって、この実施例では、より人間の瞬きの動作に近づけるために、アンドロイ
ド１２においては、瞼を半分程度閉じた後に開いて、瞼の開閉動作を速くするようにしてある。また、

呼吸の制御情報としては、そのコマンド名に対応して、腹部を膨張および収縮させるアクチュエータ４０の制御データが記憶される。したがって、呼吸の動作が実行されると、アンドロイド１２の腹部が膨張および収縮されることにより、肺呼吸による肩や胸（横隔膜）の動きが表現される。

40【００３７】
なお、これらの動作（対応動作，命令動作，無意識動作）および制御情報は単なる例示であり、限定されるべきではない。他の複数の動作およびそれらの制御情報がメモリ７４に記憶され、人間に酷似した動作を、アンドロイド１２が実現可能とされる。
【００３８】
図２に戻って、通信ボード７６は、他のコンピュータ（この実施例では、第２コンピュータ１４ｂ）とデータ通信するためのインターフェイスである。たとえば、通信ボード７
６は、後述する第２コンピュータ１４ｂの通信ボード９６と、ＲＳ２３２Ｃのようなケーブル（図示せず）を用いて接続される。ＬＡＮボード７８は、ネットワーク１８を介して他のコンピュータ（この実施例では、遠隔操作端末２０）とデータ通信するためのインタ

50

(7)

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ーフェイスである。この実施例では、ＬＡＮボード７８は、ＬＡＮケーブル（図示せず）を用いて接続される。
【００３９】
なお、この実施例では、各コンピュータがケーブルを用いた有線のネットワークを構成するように説明してあるが、これに限定される必要はなく、無線のネットワークを構成するようにしてもよく、有線と無線とが混在するネットワークを構成するようにしてもよい。
【００４０】
音声入出力ボード８０は、音声を入力および出力するためのインターフェイスであり、上述したように、アンドロイド１２のスピーカ４８およびマイク５０が接続される。この10

音声入出力ボード８０は、ＣＰＵ７０によって与えられた音声データを音声信号に変換して、スピーカ４８に出力する。また、音声入出力ボード８０は、マイク５０を通して入力された音声信号を音声データに変換して、ＣＰＵ７０に与える。
【００４１】
なお、詳細な説明は省略するが、制御装置１４ａは、音声認識機能を備える。したがって、たとえば、人間がアンドロイド１２に対して発話した内容はマイク５０を通して入力されると、ＣＰＵ７０は、ＤＰマッチングや隠れマルコフ法により、人間の発話内容を音声認識するのである。ただし、音声認識用の辞書データはメモリ７４に記憶されているものとする。
【００４２】

20

センサ入出力ボード８２は、各種センサからの出力をＣＰＵ７０に与え、制御データを各種センサに出力するためのインターフェイスである。この実施例では、センサ入出力ボード８２には、環境センサ１６が接続され、環境センサ１６は、全方位カメラ６０、ＰＴ
Ｚカメラ６２およびフロアセンサ６４を含む。
【００４３】
全方位カメラ６０は、アンドロイド１２が配置される部屋ないし場所（区画）に設置され、当該部屋ないし場所の全体（３６０度）を撮影することができる。全方位カメラ６０の撮影映像に対応する画像データは、ＣＰＵ７０に与えられる。ＣＰＵ７０は、画像デー
タに基づいて撮影映像の変化を検出するのみならず、その画像データを遠隔操作端末２０に送信する。遠隔操作端末２０は、受信した画像データをモニタ２６に出力する。したが30って、全方位カメラ６０の撮影映像がモニタ２６に表示される。
【００４４】
ＰＴＺカメラ６２は、オペレータ（たとえば、遠隔オペレータ）の指示に従って、パン（Ｐａｎ）、チルト（Ｔｉｌｔ）およびズーム（Ｚｏｏｍ）の各々を制御（調整）することができるカメラである。たとえば、遠隔オペレータが、パン、チルト、ズームの指示を入力すると、対応する制御信号（コマンド）が遠隔操作端末２０からネットワーク１８を介して第１コンピュータ１４ａに与えられる。すると、第１コンピュータ１４ａのＣＰＵ
７０は、そのコマンドに従ってＰＴＺカメラ６２を駆動制御する。ＰＴＺカメラ６２の撮影映像に対応する画像データもまた、ＣＰＵ７０に与えられる。ＣＰＵ７０は、画像デー
タに基づいて撮影映像の変化を検出するのみならず、その画像データを遠隔操作端末２０40に送信する。遠隔操作端末２０は、受信した画像データをモニタ２６に出力する。したがって、ＰＴＺカメラ６２の撮影映像もモニタ２６に表示される。
【００４５】
なお、この実施例では、眼カメラ４４，全方位カメラ６０およびＰＴＺカメラ６２の撮影画像が、遠隔操作端末２０に接続されるモニタ２６に画面を分割されて表示される。したがって、遠隔オペレータはモニタ２６を見て、アンドロイド１２の視線の映像やアンドロイド１２の周囲の状況を知ることができる。
【００４６】
フロアセンサ６４ないし床圧力センサは、図示は省略するが、多数の検出素子（感圧センサ）を含み、この多数の検出素子はアンドロイド１２が配置される部屋ないし場所の床

50

(8)

JP 5296898 B2 2013.9.25に埋め込まれる（敷き詰められる）。したがって、フロアセンサ６４からの出力に基づいて、アンドロイド１２の周囲に人間が存在するか否か、存在する人間の人数、アンドロイ
ド１２から見た人間の方向、アンドロイド１２と人間との距離などを知ることができる。
【００４７】
第２コンピュータ１４ｂは、ＭＰＵ９０を含み、ＭＰＵ９０には、内部バス９２を介して、メモリ９４、通信ボード９６、制御ボード９８およびセンサ入出力ボード１００が接続される。
【００４８】
メモリ９４は、ＨＤＤ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含む。通信ボード９６は、他のコンピュータ（この実施例では、第１コンピュータ１４ａ）とデータ通信するためのインターフェ

10

イスである。制御ボード９８は、制御対象としての複数のアクチュエータ４０を制御する
ための制御データを出力するとともに、各アクチュエータ４０からの角度情報（回転角度，曲げ角度）を入力するためのインターフェイスである。したがって、ＭＰＵ９０は複数のアクチュエータ４０をフィードバック制御することができる。ただし、ＭＰＵ９０は、第１コンピュータ１４ａのＣＰＵ７０からの指示（制御データ）に従って各アクチュエー
タ４０を駆動制御する。
【００４９】
センサ入出力ボード１００は、各種センサからの出力をＭＰＵ９０に与え、ＭＰＵ９０からの制御データを各種センサに出力するためのインターフェイスである。このセンサ入出力ボード１００には、上述したように、触覚センサ４２、眼カメラ４４および衝突セン20

サ４６が接続される。
【００５０】
ここで、この実施例のアンドロイド１２では、アクチュエータ４０は、各関節（首、肩、肘、手首、指、腰、膝、足首）、眼（瞼）、口唇および腹部を駆動制御するために設けられる。各々の駆動部は、図３において丸印（〇）で示してある。したがって、アクチュ
エータ４０を用いて、各関節の回転や曲げ伸ばし、瞼の開閉、口唇の開閉および腹部の動き（呼吸）のそれぞれが実現される。これにより、アンドロイド１２の身体動作が表示される。
【００５１】
なお、この実施例では、アンドロイド１２とは別に制御装置１４を設けるようにしてあ30

るが、制御装置１４を含めてアンドロイドと呼んでもよい。さらには、環境センサ１６も含めてアンドロイドと呼んでもよい。
【００５２】
このような構成のシステム１０は、或る会社や或るイベント会場などに適用され、アンドロイド１２は、人間の代役として働く。たとえば、アンドロイド１２は、会社やイベン
ト会場の受付として機能する。アンドロイド１２は、人間がアンドロイド１２に近づこうとしたり、人間がアンドロイド１２の近くを通り過ぎたりするとき、その人間の方を見る。具体的には、制御装置１４（ＣＰＵ７０）は、環境センサ１６（フロアセンサ６４）の出力に基づいて、人間がアンドロイド１２に向かって移動していることを検出すると、そのフロアセンサ６４の出力に基づいて、アンドロイド１２の顔の正面方向と当該人間との40角度を検出して、首の回転方向と角度を算出する。そして、ＣＰＵ７０は、首を回転させる（人間の方を見る）ための制御データ（回転方向および角度を含む。）をＭＰＵ９０に送信する。これに応じて、ＭＰＵ９０は、アクチュエータ４０を駆動制御し、アンドロイ
ド１２の首が算出した回転方向に算出した角度だけ回転される。
【００５３】
また、たとえば、人間がアンドロイド１２に接近し、アンドロイド１２の前で立ち止ま
ると、アンドロイド１２は当該人間に、挨拶したり、自己紹介したりする。具体的には、
ＣＰＵ７０は、環境センサ１６（フロアセンサ６４）の出力に基づいて、人間がアンドロ
イド１２の近くに立ち止まったことを検出すると、挨拶するための制御情報をＭＰＵ９０に送信する。

50

(9)JP 5296898 B2 2013.9.25【００５４】
なお、

挨拶（初めて）

りであり、

こんにちは

の制御情報に基づくアンドロイド１２の動作は上述したとお
，

こんばんは

など他の挨拶も発話内容が異なる以外は略同じであるため、重複した説明は省略する。また、自己紹介する場合にも、発話内容が異なる以外は、挨拶する場合と略同じであるため、詳細な説明は省略することにする。
【００５５】
また、上述した例では、人間がアンドロイド１２に近づこうとしていることや人間がア
ンドロイド１２に接近したことをフロアセンサ６４の出力に基づいて検出するようにしたが、触覚センサ４２、眼カメラ４４、衝突センサ４６、マイク５０、全方位カメラ６０またはＰＴＺカメラ６２の出力に基づいて検出することもできる。たとえば、触覚センサ４

10

２や衝突センサ４６に反応があった場合には、人間や物体等がアンドロイド１２に触れた
り、衝突したりしたことを検出することができる。また、マイク５０に一定レベル以上の音声が入力された場合には、人間がアンドロイド１２に接近したり、アンドロイド１２に対して話し掛けたりしていることを検出することができる。つまり、外部からの刺激は様々であり、検出する方法も様々である。
【００５６】
このように、外部からの刺激に応じて、アンドロイド１２が所定の対応動作を実行する。詳細な説明は省略するが、環境センサ１６で検出される刺激に応じて、アンドロイド１
２が実行すべき（実行可能な）動作、すなわちＣＰＵ７０が指示するべき制御情報は予め決定されており、その内容はメモリ７４に記憶されている。したがって、センサ群（４２20，４４，４６，５０，６０，６２，６４）の反応に応じた対応動作をアンドロイド１２に実行させることができるのである。
【００５７】
ただし、センサ群の反応に応じた対応動作がメモリ７４に記憶されていない場合や外部からの刺激を認識できない場合などのように、アンドロイド１２が刺激に対して対応動作を実行することができない場合には、アンドロイド１２は遠隔オペレータを呼び出す。具
体的には、制御装置１４（ＣＰＵ７０）は、アンドロイド１２が対応できない旨を遠隔操
作端末２０に通知する。したがって、たとえば、アンドロイド１２が人間の質問（発話内容）を理解（音声認識）できない場合には、遠隔オペレータを呼び出し、そのような場合には、遠隔オペレータが人間の質問を理解し、遠隔操作により、アンドロイド１２に命令30動作を実行させることができる。ただし、遠隔オペレータの音声をアンドロイド１２のス
ピーカ４８から出力して、直接的に対応するようにしてもよい。かかる場合には、上述したように、遠隔オペレータがマイク２４を通して発話すると、対応する音声データが遠隔操作端末２０からネットワーク１８を介して制御装置１４に与えられ、アンドロイド１２のスピーカ４８から出力される。一方、アンドロイド１２と対話する人間が発話すると、その音声はアンドロイド１２のマイク５０を通して入力され、対応する音声データが制御
装置１４からネットワーク１８を介して遠隔操作端末２０に送信され、スピーカ２２から出力される。したがって、遠隔オペレータは、アンドロイド１２と対話する人間が発話する内容を知ることができる。このように、アンドロイド１２が対応できない刺激に対しては、遠隔オペレータが対応するので、アンドロイド１２が提供するサービス（受付，案内40など）に支障を来たすのを防止することができる。つまり、アンドロイド１２が提供するサービスを遠隔オペレータが補完することができるのである。
【００５８】
また、上述したように、眼カメラ４４、全方位カメラ６０およびＰＴＺカメラ６２の撮影映像は、遠隔操作端末２０のモニタ２６に表示されるため、その撮影映像等によりアン
ドロイド１２が存在する近傍、周囲およびアンドロイド１２と対話する人間の様子を知ることができる。したがって、遠隔オペレータは、アンドロイド１２（制御装置１４）からの呼び出しが無くても、必要に応じて遠隔操作し、アンドロイド１２に命令動作を実行させることもできる。
【００５９】50

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しかし、アンドロイド１２の近傍や周囲に人間が存在しない場合や遠隔オペレータの操
作（遠隔操作命令）が無い場合には、アンドロイド１２に無意識動作を実行させる。このため、アンドロイド１２の動作を、より人間の動作に酷似させることができるのである。
ただし、外部からの刺激に対応する対応動作を実行したり、遠隔オペレータの遠隔操作命
令による命令動作を実行したりしている間においても、無意識動作を実行するようにしてもよい。つまり、無意識動作を実行する余地があれば、対応動作や命令動作に加えて実行することにより、より人間の動作に近づけるのである。たとえば、人間と対話しながら瞬きしたり、髪を触ったりすることができる。ただし、たとえば、遠隔操作命令（または無意識動作）によって腕を上に動かす動作を実行しているときに、当該腕を下に動かす無意
識動作（または対応動作）を実行することはできない。つまり、使用中のアクチュエータ

10

４０に対して、別の動作をさせるような制御を行うことはできない。かかる場合には、無意識動作を実行する余地がないと言える。
【００６０】
具体的には、図２に示したＣＰＵ７０が、図４に示す全体処理のフロー図を処理する。
図４に示すように、ＣＰＵ７０は全体処理を開始すると、ステップＳ１で、遠隔操作命令が有るかどうかを判断する。つまり、遠隔オペレータが遠隔操作端末２０を用いてコマンドを入力し、当該コマンドが遠隔操作端末２０から送信されたか否かを判断する。ステッ
プＳ１で

ＹＥＳ

であれば、つまり遠隔操作命令が有れば、ステップＳ３で、遠隔操作

命令に応じた命令動作をアンドロイド１２に実行させて、ステップＳ１３に進む。つまり、ステップＳ３では、ＣＰＵ７０は、遠隔操作端末２０から送信されたコマンドに従う身20

体動作をアンドロイド１２に実行させるように、ＭＰＵ９０に制御データを送信する。また、ＣＰＵ７０は、必要に応じて、発話動作に対応する音声データを、音声入出力ボード８０を介してスピーカ４８から出力する。
【００６１】
一方、ステップＳ１でＮＯ

であれば、つまり遠隔操作命令が無ければ、ステップＳ

５で、センサ群の反応が有るかどうかを判断する。つまり、外部からアンドロイド１２に対して刺激があるかどうかを判断する。ステップＳ５でＮＯ

であれば、つまりセンサ

群の反応が無ければ、そのままステップＳ１３に進む。一方、ステップＳ５でＹＥＳ

であれば、つまりセンサ群の反応が有れば、ステップＳ７で、対応可能な刺激であるかどうかを判断する。つまり、外部からの刺激に対して、アンドロイド１２が対応動作を実行30することができるか否かを判断する。
【００６２】
ステップＳ７でＮＯ

であれば、つまり対応不能な刺激であれば、ステップＳ９で、遠隔オペレータを呼び出し、ステップＳ１３に進む。つまり、ステップＳ９では、ＣＰＵ
７２は、遠隔操作端末２０に、遠隔オペレータを呼び出すための信号（呼び出し信号）を送信する。なお、図示は省略するが、この呼び出し信号に応答して、遠隔操作端末２０では、スピーカ２２から呼び出し音（呼び出しメッセージ）が出力されたり、モニタ２６に呼び出しメッセージが表示されたりする。一方、ステップＳ７でＹＥＳ

であれば、つまり対応可能な刺激であれば、ステップＳ１１で、対応動作を実行して、ステップＳ１３に進む。つまり、ステップＳ１１では、ＣＰＵ７０は、外部からの刺激に対応する対応動40

作についての制御情報を第２コンピュータ１４ｂ（ＭＰＵ９０）に指示する。これに応じて、ＭＰＵ９０は、アクチュエータ４０を駆動制御し、必要に応じて、音声データを出力する。
【００６３】
ステップＳ１３では、後述する無意識動作の選択処理（図５参照）を実行する。続くス
テップＳ１５では、無意識動作実行の余地が有るかどうかを判断する。つまり、ステップ
Ｓ１３で選択した無意識動作を実行することができるか否かを判断する。ステップＳ１５でＮＯ

であれば、つまり無意識動作実行の余地が無ければ、そのままステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ１５でＹＥＳ

であれば、つまり無意識動作実行の余地が有れ

ば、ステップＳ１７で、ステップＳ１３において選択した無意識動作を実行して、ステッ

50

(11)

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プＳ１に戻る。
【００６４】
図５は図４に示したステップＳ１３の無意識動作の選択処理を示すフロー図である。図５に示すように、ＣＰＵ７０は、無意識動作の選択処理を開始すると、ステップＳ３１で、位置Ｐを初期化する（Ｐ＝０）。ここで、位置Ｐは単なる変数であるが、後述するように、生起確率を区間Ｒとして保持するため、便宜上「位置」としてある。続くステップＳ
３３で、ループカウンタのカウント値ｉを１に設定する。
【００６５】
なお、図示は省略するが、ループカウンタは、第１コンピュータ７０のメモリ７４（Ｒ10ＡＭ）の一部領域に設定されるレジスタによって構成される。
【００６６】
続いて、ステップＳ３５では、過去ｔｉ秒（たとえば、数秒から数十秒）間以内に、無意識動作Ｂｉを実行したかどうかを判断する。ここで、上述した全体処理においては省略したが、ステップＳ１７の処理の前または後において、無意識動作の履歴をメモリ７４に記憶するようにしておき、その履歴を少なくともｔｉ秒に相当する時間だけ残すようにしてある。したがって、ＣＰＵ７０は、メモリ７４に記憶された無意識動作についての履歴を参照して、ステップＳ３５の判断処理を実行するのである。
【００６７】
ステップＳ３５でＹＥＳ

であれば、つまり過去ｔｉ秒間以内に、無意識動作Ｂｉを実行した場合には、当該無意識動作Ｂｉが実行されるのを回避するべく、そのままステッ
プＳ４５に進む。一方、ステップＳ３５でＮＯ

20であれば、つまり過去ｔｉ秒間以内に、無意識動作Ｂｉを実行していない場合には、ステップＳ３７で、区間Ｒｉを設定する（Ｒｉ＝［Ｐ，Ｐ＋Ｗｉ］）。続くステップＳ３９では、位置Ｐを更新する（Ｐ＝Ｐ＋Ｗｉ）。そして、次のステップＳ４１では、ループカウンタのカウント値ｉが最大値ｎであるかどうかを判断する。つまり、すべての無意識動作Ｂｉ（１≦ｉ≦ｎ）についての区間Ｒｉを設定したかどうかを判断する。
【００６８】
ステップＳ４１でＮＯであれば、つまりループカウンタのカウント値ｉが最大値ｎでなければ、ステップＳ４３で、ループカウンタをインクリメントして、つまりカウント
値ｉを１加算して、ステップＳ３５に戻る。一方、ステップＳ４１で

ＹＥＳ

であれば

30

、つまりループカウンタのカウント値ｉが最大値ｎであれば、ステップＳ４５に進む。
【００６９】
ステップＳ４５では、乱数ｒを発生する。ただし、乱数ｒの範囲は、０≦ｒ≦Ｐである。続くステップＳ４７では、乱数ｒが区間Ｒｊに含まれるような変数ｊ（１≦ｊ≦ｉ）を求めて、全体処理にリターンする。つまり、ステップＳ４７では、ＣＰＵ７０は、無意識動作Ｂｊを選択する。
【００７０】
この実施例によれば、アンドロイドに無意識動作を実行させるので、アンドロイド特有の制御を実現することができる。このため、人間の動作に酷似した動作を実行させることができ、より人間に酷似したアンドロイドを実現することができる。

40【００７１】
なお、この実施例では、一定時間内に同じ無意識動作を実行しないようにしたが、瞬きや呼吸のような無意識動作は一定時間内であっても実行するようにしてもよい。このような生理的な動作は一定時間内に繰り返されたとしても、特に違和感がなく、人間らしい動作であると言えるからである。したがって、無意識動作の種類に応じて、一定時間内に繰り返してもよいか否かを決定するようにしてもよい。
【００７２】
また、この実施例では、ネットワークを介して遠隔操作端末を設けることにより、遠隔地にオペレータが存在する場合について説明したが、オペレータは、アンドロイドが存在する場所やその近傍に存在するようにしてもよい。かかる場合には、オペレータが操作す

50

(12)

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る端末（操作端末）を、ネットワークを介さずに、制御装置に直接接続することも可能である。
【符号の説明】【００７３】
１０…アンドロイド制御システム

１２…アンドロイド

１４

…制御装置

１６

…環境センサ２０…遠隔操作端末

２２，４８

…スピーカ

２４，５０

…マイク

２６

…モニタ

４０

…アクチュエータ

４２…触覚センサ

４４

…眼カメラ

４６

…衝突センサ６０…全方位カメラ

６２…ＰＴＺカメラ

６４…フロアセンサ

７０

…ＣＰＵ

７４，９４
８０

20

…メモリ

…音声入出力ボード

８２，１００９０10…センサ入出力ボード…ＭＰＵ

９８ …制御ボード
【図１】

【図２】

(13)
【図３】

【図５】

【図４】

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フロントページの続き(72)発明者 神田 崇行
京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社国際電気通信基礎技術研究所内(72)発明者 光永 法明
京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社国際電気通信基礎技術研究所内(72)発明者 石井 カルロス 寿憲
京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社国際電気通信基礎技術研究所内(72)発明者 萩田 紀博
京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社国際電気通信基礎技術研究所内

10

審査官 松浦 陽(56)参考文献 特開２００６−１１０７０７（ＪＰ，Ａ）
特開２００５−３１３３０３（ＪＰ，Ａ）
特開２００５−１９３３３１（ＪＰ，Ａ）
光永 法明 Noriaki MITSUNAGA，日常空間で対話できるコミュニケーションロボットＲｏｂｏｖｉｅ−ＩＶ Robovie‑IV: An Every Day Communi，電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．
１０５ Ｎｏ．５３６ IEICE Technical Report，日本，社団法人電子情報通信学会 The Institute of Electro，第105巻
石黒 浩 Hiroshi ISHIGURO，アンドロイドサイエンス Android Science，システム／制御／
情報 第４９巻 第２号 SYSTEMS,CONTROL AND INFORMATION，日本，システム制御情報学会 T
he Institute of Systems,Con，２００５年 ２月１５日，第４９巻第２号，pp.47‑52(58)調査した分野(Int.Cl.，ＤＢ名)
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