JP2009012148A - ペット型ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】散歩するペット型ロボットが共に散歩する人間から遠く離れてしまい交通の妨げとなったり、通行人の通行の障害にならないようにして、散歩する人間の足元近くに位置して共に散歩行動することのできるペット型ロボットを提供する。
【解決手段】通信部を介したユーザの指示に基づいた指示信号によるペットロボット本体の方向性、スピード調整および停止、並びにペットロボット本体が犬締結ヒモ程度の長さの範囲を越えることを示す信号を入力してペットロボット本体を一時停止させる制御を行う行動制御信号を生成させ、行動制御信号によって行動駆動部を駆動制御してペットロボット本体をユーザから犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させる人工知能部を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ペット型ロボットに関する。

ペット型ロボットの開発は著しい。

特許文献１には、ペットロボットに電源を充電する作業または新たな反応を起こさせる作業に起因して、所有者が実際の動物を飼っているわけではないと現実に引き戻されにくいペットロボットが記載されている。

特許文献２には、娯楽性を高めることができるペット型ロボットおよびペット型ロボットの育成支援システムが記載されている。

特開２００２−１３７１８９号公報 特開２００３−２２５８７５号公報

各種のペット型ロボットが開発され、実用化されている。

本発明は、散歩に付き合ってくれるペット型ロボットを対象とし、散歩するペット型ロボットが共に散歩する人間から遠く離れてしまい交通の妨げとなったり、通行人の通行の障害にならないようにして、散歩する人間の足元近くに位置して共に散歩行動することのできるペット型ロボットを提供することを目的とする。

また本発明は、運動不足になりがちな運動嫌いな人間に対して楽しく散歩に引き出し、散歩による当該人間の運動量を報告することのできるペット型ロボットを提供することを目的とする。

本発明は、頭部、肢部、胴体部を備えるペットロボット本体、該本体の行動および行動量を計測する行動計測部、時刻を計測する時刻計測部、行動駆動部、通信部および音声発生部およびユーザによる取り扱いに応じて前記行動駆動部を駆動して全体を行動させる人工知能部を有するペット型ロボットにおいて、
前記通信部は、ユーザの手元に保持され、操作される発信部と該発信部からの送信を受ける受信部とから構成され、
前記人工知能部は、前記通信部を介したユーザの指示に基づいた指示信号によるペットロボット本体の方向性、スピード調整および停止、並びにペットロボット本体が犬締結ヒモ程度の長さの範囲を越えることを示す信号を入力してペットロボット本体を一時停止させる制御を行う行動制御信号を生成させ、前記行動制御信号によって前記行動駆動部を駆動制御して前記ペットロボット本体をユーザから前記犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させること
を特徴とするペット型ロボットを提供する。

本発明は、頭部、肢部、胴体部を備えるペットロボット本体、該本体の行動および行動量を計測する行動計測部、時刻を計測する時刻計測部、行動駆動部、通信部および音声発生部およびユーザによる取り扱いに応じて前記行動駆動部を駆動して全体を行動させる人工知能部を有するペット型ロボットにおいて、
前記通信部は、ユーザの手元に保持され、操作される発信部と該発信部からの送信を受ける受信部とから構成され、
前記人工知能部は、前記時刻計測部にユーザの指示する時刻をセットさせ、時間が指示した時刻に到達すると音声あるいは音声と動作で散歩を催促する散歩催促信号を生成させ、前記通信部を介したユーザの指示に基づいて方向性、スピード調整および停止、並びにペットロボット本体が前記発信部から犬締結ヒモ程度の長さの範囲を越えることを示す信号を入力してペットロボット本体を一時停止させる制御を行う行動制御信号を生成させ、前記通信部を介したユーザの指示に基づいて予定散歩距離あるいは時間を予定散歩量として予定散歩量設定手段にセットさせ、前記行動計測部の実際行動量計測手段によって計測された実際の散歩距離あるいは時間からある実際散歩量を設定し、実際散歩量の予定散歩量に対する比から散歩量達成度を算出して散歩量達成度信号を生成させ、前記散歩催促信号によって前記音声発声部に散歩催促音を発声させ、生成された散歩量達成度信号に基づいて散歩量達成度を前記音声発生部に発声させ、前記行動制御信号によって前記行動駆動部を駆動制御して前記ペットロボット本体をユーザから前記犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させること
を特徴とするペット型ロボットを提供する。

上述のペット型ロボットは、前記人工知能部は、前記通信部を介してユーザの指示に従って出発位置を基準として散歩したコースについて学習して散歩コース学習信号を生成し、学習した散歩コースをトレースするトレース信号を生成し、生成されたトレース信号を記憶手段に格納し、以って、前記人工知能部は、前記トレース信号を参照して、前記ペットロボット本体をユーザから前記犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させることを特徴とする。

上述のペット型ロボットは、前記人工知能部は、ユーザについて本人認証判定部を有して前記発信部から入力された本人認証情報が記憶部に予め格納された本人認証データに一致した時に本人認証して前記行動駆動部を制御駆動することを特徴とする。

本発明によれば、人工知能部はペットロボット本体が犬締結ヒモ程度の長さの範囲を越えることを示す信号を入力してペットロボット本体を一時停止させる制御を行う行動制御信号を生成させ、行動制御信号によって行動駆動部を駆動制御してペットロボット本体をユーザである人間から犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させることができ、散歩するペット型ロボットが共に散歩するユーザである人間から遠く離れてしまい交通の妨げとなったり、通行人の通行の障害にならないようにして、散歩するユーザである人間の足元近くに位置して共に散歩行動することのできるペット型ロボットを提供することができる。

また、本発明によれば、運動不足になりがちで運動嫌いなユーザである人間に対して楽しく散歩に引き出し、散歩による当該人間の運動量を報告することのできるペット型ロボットを提供することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、ユーザである人間１がペット型ロボット３と共に散歩している状況を示している。ペット型ロボット３はペットロボット本体４と人間１が手２に持つようにした指令器５とから構成される。

この実施例ではペット型犬ロボットを対象としているが、散歩に適した動物であれば他のペット型動物ロボットであって構わない。ここでは、ペット型犬ロボットをペット型ロボット３として説明する。また、散歩に適したロボットは各種知られており、ここではロボット自体の構成は公知の一般的構成として扱う。

更に詳述するならば、ペットロボット本体４は、胴体部と、頭部と、一対の前足部と、一対の後足部と、尾部を備え、胴体部に対して、頭部は自由な動きが可能なように前後左右上下それぞれの軸周りに揺動可能に関接構造を有する。他の部分関係も同様であり、それぞれの部分はそれぞれ電動モータを備えている。胴体部は筐体として構成され動力源としての電池を備え、頭部にはセンサとして、ＣＣＤカメラ、赤外線センサ、タッチセンサが設けてあり、各足部の端部にはセンサとして圧力センサが設けてある。各関節構造における動きの度合いを検出するエンコーダや、水平バランスを維持するための傾きセンサが設けられている。これらセンサの検出信号は行動制御信号生成部３２に送られて行動制御のために用いられることになる。

指令器５は、手持ちのボールペンサイズあるいはこれよりもやや小さめに構成され、内部に電源部を備え、表面に画面５Ａを備え、左右振り、上下振りが可能であり、左右振りを検知して左あるいは右方向の方向性指示信号を形成し、上下振りを検知してスピード大あるいは小のスピードが調整信号を形成する。上述の検知としては、加速度検知センサーによって加速度を検知するようにすればよい。

指令器５の頂部にはスイッチ６が設けてあって、押圧動作によって起動あるいは停止信号が生成される。これらの生成信号は、指令器５の内部に内蔵させた指示信号発信部から指示信号としてペットロボット本体４の内部に内臓させた受信部に送信される。

ユーザである人間１とペットロボット本体４との間の距離Ｌは、犬締結ヒモ程度の長さを示す。より正確には、人間１の手２に持たれた指令器５とペットロボット本体４に内蔵した受信部間の距離であり、この距離は１０ｍ以内であり、通常は５〜６ｍ、短い場合には２〜３ｍであり、犬締結ヒモ程度とはこの程度をいい、実際に市販される犬ヒモの長さをいう。

図２は、本発明の実施例をブロックで示す図である。
図２において、ペット型ロボット３は、ペットロボット本体４、音声発生部２１、通信部２２、人工知能部２３、指示信号発信部２４、行動計測部２５および記憶部２６を備える。これらの構成部はバスあるいは無線による通信回路２７によって結ばれる。

ペットロボット本体４は、通常のペット型ロボットと同じように頭部、肢部、胴体部３１、および電源および行動駆動部３２を備え、頭部、肢部、胴体部３１は行動駆動部３２によって駆動される。

音声発声部２１は、ペットロボット本体４に内蔵され、散歩催促音を発生し、また通常の会話可能ロボットのように会話を行うことができる能力を有するが、これは必須ではない。

通信部２２は、受信部３１を備えて指示信号発信部２４からの指示信号を入力する。

人工知能部２３は、行動制御信号生成部３２、時刻計測部３３、散歩催促信号生成部３４、散歩量達成判定部３５、学習部３６、および本人認証判定部３７を備える。

行動制御信号生成部３２は、ペットロボット本体制御のための信号および行動範囲規制信号を生成する。行動制御信号生成部３２には、各種センサからの情報に基づいてペット型ロボット３の性格や感情発現パターン、行動パターンを設定するためのプログラムが予め内蔵され、また記憶媒体を介して制御プログラムが導入可能となっている。行動制御信号生成部３２は、ペットロボット本体４の行動範囲を制御する信号を生成する。すなわち、行動制御信号生成部３２は、通信部２２を介したユーザである人間の指示に基づいた指示信号によるペットロボット本体４の方向性、スピード調整および停止、並びにペットロボット本体４が犬締結ヒモ程度の長さＬの範囲を越えることを示すセンサからの信号を入力してペットロボット本体４を一時停止させる制御を行う行動制御信号を生成する。例えば、犬締結ヒモ程度の長さＬの範囲を越えるかどうかは、予め記憶媒体にＬの長さを記録しておき、発信部５１と受信部３１とのアンテナ機能を備えた距離計測手段によって計測された実際距離Ｌとの比較判定によって判断することができる。図３に示すように、指令器５とペットロボット本体４との間に張力計測可能な締結ヒモ（長さＬ）１０を設けておいて、ペットロボット本体４が長さＬを越えようとする場合の張力を検出することによっても判断することができる。そして張力計測手段によれば、長さＬを越えないような場合であっても、事故、指示等によって張力が増加した場合にはペットロボット本体４を一時停止させることができ、一時停止したペットロボット本体４の再起動は一定時間制御あるいは指令器５からの指令によって行えばよい。

この実施例で“犬締結ヒモ程度の長さ”とは、散歩させる動物は犬，猫，猿他であってもよく、犬は典型的な例であり、犬をつれて散歩した場合を想定して犬締結ヒモ程度の長さとしている。“程度”としているのは、計測の仕方、センサの精度によっては多少の誤差が生ずるからであって多少の誤差は本実施例の場合、何の問題もない。

時刻計測部３３は、時刻セット（設定）部４１および時刻到達計測および発信部４２を備える。時刻セット部４１は通常の時刻設定装置と同様にして任意の時間をセットすることができる。朝早く散歩したい人間は、例えばＡＭ５：００にセットすることができる。時刻到達計測および発信部４２はセットされた時刻になると当該セット時間になったことを計測して、当該セット時間であることを散歩催促信号生成部３３に通知する。

散歩催促信号生成部３４は、散歩催促信号を受信すると、散歩催促信号を生成する。この信号は予め定めた特別の吠え方、音声あるいはこれらの音信号に加えてペットロボット本体４自体の運動、例えば回転運動のための信号によって構成される。この例の場合、散歩催促を例に取ったが他の事象、例えば食事の催促、便通の催促、電話コールの催促等をセットすることができ、この場合には、散歩催促信号生成部３３は、事象催促信号生成部と読み替えるものとする。以下、同様である。

散歩量達成判定部３５は、予定散歩量設定部４３、実際散歩量格納部４４、比較部４５および散歩量達成信号生成部４５を備える。

予定散歩量設定部４３は、指令器５の外面に取り付けられ、予定散歩量を歩数あるいは散歩距離によって設定することができるようにする。

実際散歩量格納部４４は、後述する行動計測部２５によって計測された実際散歩量を格納する。

予定散歩量は１日について設定するのが典型であるが、１週間について設定してもよい。この場合には実際散歩量はそれに対応したものとなる。

比較部４５は、予定散歩量に対する格納された実際散歩量を比較し、散歩量達成度を示す散歩量達成信号を生成する。散歩量達成度は指令器５に表示するようにしてもよいし、音声発生部２１によって音声報知するようにしてもよい。

行動計測部２５は、実際行動計測部５２を備え、ペットロボット４の実際行動および実際行動量を計測する。

具体的には、実際の散歩距離、時間あるいは／およびスピードの計測、および散歩コースの計測を行う。

このように、通信部２２を介したユーザの指示に基づいて予定散歩距離あるいは時間を予定散歩量として予定散歩量設定部４３（予定散歩量設定手段）にセットさせ、前記行動計測部の実際行動量計測手段によって計測された実際の散歩距離あるいは時間からある実際散歩量を設定し、実際散歩量の予定散歩量に対する比から散歩量達成度を算出して散歩量達成度信号を生成することがなされる。

学習部３６は、散歩コース学習部４７およびトレース信号生成部４８を備える。学習部３６は、学習機能を有していて、散歩したコースについて学習し、散歩途上で一定時間毎に撮像した風景の固定した特徴事項を順次記憶することができ、指令器５によるコース変更指示がないと特定コースを特徴事項を順次なぞって、すなわちトレースしていくことができる。

本人認証判定部３７は、ユーザである人間を指定して認証することを行う。記憶部２６には本人認証データが予め格納してあり、ペット型ロボット３を起動するために本人認証検出装置から本人認証データを入力すると格納されている本人認証データと比較、判定して本人認証を行う。本人認証がなされるとペット型ロボット３を起動することができる。このように、本人認証機能を設けることによって当該ペット型ロボットは本人のみが操作させることができるようになり、実際の犬の習性に近づけることができるようになる。

指示信号発信部２４は、指令器５に内蔵され、発信部５１を備える。発信部５１は、ユーザである人間の指令に基づいて、起動信号、犬締結ヒモ距離設定信号、予定散歩時間、散歩量設定（他の設定を含めて）信号、散歩コース設定信号、方向、スピード、停止設定信号ならびに本人認証確認要否信号を指令信号として生成し、発信する。これらの指令信号は通信部２２を介して人工知能部２３に伝達される。

行動計測部５２については前述した。

記憶部２６には、散歩催促設定時間データ、ペット型ロボット４の歩幅等行動および行動量検出データ、散歩コースデータ、行動範囲規制データ、各種データ、本人認証データおよびペット型ロボット４の制御のためのプログラムを含めた一般的制御データが格納される。

以上の構成において、指令器５においてまず本人確認認証がなされ、本人であることが確認されると初期条件が入力されるべきことが指令器５の画面５Ａに表示され、犬締結ヒモ距離、予定散歩量、コースが設定される。予定散歩量およびコースは設定されなくてもよい。

設定した条件情報は通信部２２を介して人工知能部２３に伝達され、犬締結ヒモ程度の長さ（Ｌ）、散歩催促時間、予定散歩量、予定散歩コースが設定される。この場合、犬締結ヒモ程度の長さ（Ｌ）のみであってもよい。また、これに予定散歩量を加えた条件が設定されるようにしてもよい。

次に指令器５の発信部５１から起動信号を発して人工知能部２３を操作させ、ペットロボット本体４を行動させる。

ペットロボット本体４の操作は、指令器５を左右回転、上下動することによって方向性、スピード調節し、スイッチ６の操作によって起動、停止を行う。

人工知能部２３は、通信部２２を介したユーザの指示に基づいた指示信号によるペットロボット本体方向性、スピード調整および停止、並びにペットロボット本体が犬締結ヒモ程度の長さの範囲を越えることを示す信号を入力してペットロボット本体を一時停止させる制御を行う行動制御信号を生成させ、行動制御信号によって行動駆動部３２を駆動制御してペットロボット本体４をユーザから犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させる。

予定散歩量を設定する指令を発すると、人工知能部２３は、通信部２２を介したユーザの指示に基づいて予定散歩距離あるいは時間を予定散歩量として予定散歩量設定部４３にセットさせ、行動計測部２５の実際行動量計測部５２によって計測された実際の散歩距離あるいは時間からある実際散歩量を格納し、実際散歩量の予定散歩量に対する比から散歩量達成度を算出して散歩量達成度信号を生成することを行い、散歩催促信号によって音声発声部２１に散歩催促音を発生させ、生成された散歩量達成度信号に基づいて散歩量達成度を音声発声部２１に発生させる。行動駆動部を駆動制御してペットロボット本体をユーザから犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させる。

また、人工知能部２３は、通信部２２を介してユーザの指示に従って出発位置を基準として散歩したコースについて学習して散歩コース学習信号を生成し、学習した散歩コースをトレースするトレース信号を生成し、生成されたトレース信号を記憶手段に格納し、以って、人工知能部２３は、トレース信号を参照して、ペットロボット本体３をユーザから犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させることを行う。

また、人工知能部２３は、ユーザについて本人認証判定部３７を有して発信部５１から入力された本人認証情報が記憶部２６に予め格納された本人認証データに一致した時に本人認証して行動駆動部３２を制御駆動することを行う。

本発明の実施例のペット型ロボットの概略図。 本発明の実施例のペット型ロボットの構成を示すブロック図。 図１の変形例を示す図。

符号の説明

１…ユーザである人間、２…手、３…ペット型ロボット、４…ペットロボット本体、５…指令器、６…スイッチ、１０…犬締結ヒモ、２１…音声発声部、２２…通信部、２３…人工知能部、２４…指示信号発信部、２５…行動計測部、２６…記憶部、３１…受信部、３２…行動制御信号生成部、３３…時刻計測部、３４…散歩催促信号生成部、３５…散歩量達成判定部、３６…学習部、３７…本人認証判定部、５１…発信部、５２…実際行動計測部。

Claims (4)

1. 頭部、肢部、胴体部を備えるペットロボット本体、該本体の行動および行動量を計測する行動計測部、時刻を計測する時刻計測部、行動駆動部、通信部および音声発生部およびユーザによる取り扱いに応じて前記行動駆動部を駆動して全体を行動させる人工知能部を有するペット型ロボットにおいて、
   前記通信部は、ユーザの手元に保持され、操作される発信部と該発信部からの送信を受ける受信部とから構成され、
   前記人工知能部は、前記通信部を介したユーザの指示に基づいた指示信号によるペットロボット本体の方向性、スピード調整および停止、並びにペットロボット本体が犬締結ヒモ程度の長さの範囲を越えることを示す信号を入力してペットロボット本体を一時停止させる制御を行う行動制御信号を生成させ、前記行動制御信号によって前記行動駆動部を駆動制御して前記ペットロボット本体をユーザから前記犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させること
   を特徴とするペット型ロボット。
2. 頭部、肢部、胴体部を備えるペットロボット本体、該本体の行動および行動量を計測する行動計測部、時刻を計測する時刻計測部、行動駆動部、通信部および音声発生部およびユーザによる取り扱いに応じて前記行動駆動部を駆動して全体を行動させる人工知能部を有するペット型ロボットにおいて、
   前記通信部は、ユーザの手元に保持され、操作される発信部と該発信部からの送信を受ける受信部とから構成され、
   前記人工知能部は、前記時刻計測部にユーザの指示する時刻をセットさせ、時間が指示した時刻に到達すると音声あるいは音声と動作で散歩を催促する散歩催促信号を生成させ、前記通信部を介したユーザの指示に基づいて方向性、スピード調整および停止、並びにペットロボット本体が前記発信部から犬締結ヒモ程度の長さの範囲を越えることを示す信号を入力してペットロボット本体を一時停止させる制御を行う行動制御信号を生成させ、前記通信部を介したユーザの指示に基づいて予定散歩距離あるいは時間を予定散歩量として予定散歩量設定手段にセットさせ、前記行動計測部の実際行動量計測手段によって計測された実際の散歩距離あるいは時間からある実際散歩量を設定し、実際散歩量の予定散歩量に対する比から散歩量達成度を算出して散歩量達成度信号を生成させ、前記散歩催促信号によって前記音声発声部に散歩催促音を発声させ、生成された散歩量達成度信号に基づいて散歩量達成度を前記音声発生部に発声させ、前記行動制御信号によって前記行動駆動部を駆動制御して前記ペットロボット本体をユーザから前記犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させること
   を特徴とするペット型ロボット。
3. 請求項２において、前記人工知能部は、前記通信部を介してユーザの指示に従って出発位置を基準として散歩したコースについて学習して散歩コース学習信号を生成し、学習した散歩コースをトレースするトレース信号を生成し、生成されたトレース信号を記憶手段に格納し、以って、前記人工知能部は、前記トレース信号を参照して、前記ペットロボット本体をユーザから前記犬締結ヒモ程度の範囲で散歩行動させることを特徴とするペット型ロボット。
4. 請求項２において、前記人工知能部は、ユーザについて本人認証判定部を有して前記発信部から入力された本人認証情報が記憶部に予め格納された本人認証データに一致した時に本人認証して前記行動駆動部を制御駆動することを特徴とするペット型ロボット。

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