特開 2024-45247 ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024045247

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】ロボット

(51)【国際特許分類】

   A63H 11/00 20060101AFI20240326BHJP

   A63H 3/38 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

A63H11/00 Z

A63H3/38 Z

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024005682

(22)【出願日】2024-01-17

(62)【分割の表示】P 2020529004の分割

【原出願日】2019-07-02

(31)【優先権主張番号】P 2018125815

(32)【優先日】2018-07-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】515337268

【氏名又は名称】ＧＲＯＯＶＥ Ｘ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】林 要

(72)【発明者】

【氏名】大坪 俊介

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 直人

(72)【発明者】

【氏名】深谷 泰士

(72)【発明者】

【氏名】生駒 崇光

(72)【発明者】

【氏名】加藤 大二朗

(72)【発明者】

【氏名】根津 孝太

(57)【要約】      （修正有）

【課題】人間が愛着を抱きやすいロボット、を提供する。
【解決手段】ロボットは、ロボットのモーションを選択する動作制御部と、選択されたモーションを実行する駆動機構と、ロボット本体の変形を検知する操作検知部と、眼画像を生成し、ロボットの顔領域に眼画像を表示させる眼生成部とを備える。
【選択図】図5

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボット本体の変形を検知する操作検知部と、
眼画像を生成し、ロボットの顔領域に前記眼画像を表示させる眼生成部と、を備え、
前記眼生成部は、前記ロボット本体の変形が検知されたとき、変形態様に応じて前記眼画像を変化させることを特徴とするロボット。

【請求項2】

前記眼生成部は、前記変形態様として、変形方向、変形量および変形速度のうち１以上に基づいて前記眼画像を変化させることを特徴とする請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

ロボットのモーションを選択する動作制御部を備え、
前記動作制御部は、前記眼画像の変化が開始された後において、前記ロボット本体の変形態様が所定の条件を満たしたときには、変形態様に応じたモーションを選択することを特徴とする請求項１または２に記載のロボット。

【請求項4】

前記所定の条件が満たされたときに選択されるモーションは、ロボットの頭部を駆動させるモーションであることを特徴とする請求項３に記載のロボット。

【請求項5】

時間経過にともなうロボット本体の変形状態を操作履歴として記録する操作履歴管理部、を備え、
前記眼生成部は、前記操作履歴に応じて前記眼画像を変化させることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のロボット。

【請求項6】

ロボットのモーションを選択する動作制御部と、
時間経過にともなうロボット本体の変形状態を操作履歴として記録する操作履歴管理部と、を備え、
前記動作制御部は、前記操作履歴に応じてモーションを変化させることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のロボット。

【請求項7】

前記操作履歴は、変形状態の継続時間を含むことを特徴とする請求項５または６に記載のロボット。

【請求項8】

前記操作検知部は、ロボット本体のうち顔領域に設けられた凸部の変形を検知することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のロボット。

【請求項9】

前記凸部は、ロボット本体の鼻に相当する部分に設置される突起であり、
前記操作検知部は、前記突起の変形を検知することを特徴とする請求項８に記載のロボット。

【請求項10】

前記ロボットの姿勢を特定する姿勢判断部を備え、
前記姿勢判断部がユーザによるロボットの抱き上げを特定することを条件として、前記眼生成部は前記変形態様に応じて前記眼画像を変化させることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載のロボット。

【請求項11】

ロボットのモーションを選択する動作制御部と、
前記選択されたモーションを実行する駆動機構と、
ロボット本体に設けられるデバイスの動きを検知する操作検知部と、を備え、
前記動作制御部は、前記デバイスの動きが検知されたとき、前記デバイスから所定範囲内を駆動対象とするモーションのうち、前記デバイスの動きに応じたモーションを選択することを特徴とするロボット。

【請求項12】

前記動作制御部は、前記デバイスの動きが検知されたとき前記所定範囲内を駆動対象として前記ロボットの一部を駆動し、前記一部の駆動開始後において前記デバイスの動きが所定の条件を満たしたときには、さらに、前記所定範囲の外も駆動対象とすることを特徴とする請求項１１に記載のロボット。

【請求項13】

ロボットの体表面に設置され、ユーザの接触を検出する第１のセンサと、
前記ロボットの顔領域に設けられ、ユーザの接触を前記第１のセンサより高精度に検出する第２のセンサと、
眼画像を生成し、前記顔領域に前記眼画像を表示させる眼生成部と、を備え、
前記眼生成部は、前記第２のセンサにおける検出値の変化量に連動して前記眼画像を変化させることを特徴とするロボット。

【請求項14】

前記第２のセンサは、前記第１のセンサより狭い領域に設けられ、ユーザの接触にともない生じる前記ロボットの体表面の変形量を検出することを特徴とする請求項１３に記載のロボット。

【請求項15】

鼻を模した凸部と、
瞳を動かすことで視線を表現する眼生成部と、を備え、
前記眼生成部は、前記凸部の変形状態に連動して、前記瞳を変化させることを特徴とするロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、人間が愛着を抱きやすいロボット、に関する。

【背景技術】

【0002】

人間は、癒やしを求めてペットを飼う。その一方、ペットの世話をする時間を十分に確保できない、ペットを飼える住環境にない、アレルギーがある、死別がつらい、といったさまざまな理由により、ペットをあきらめている人は多い。もし、ペットの役割が務まるロボットがあれば、ペットを飼えない人にもペットが与えてくれるような癒やしを与えられるかもしれない（特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－３２３２１９号公報

【特許文献2】国際公開第２０１７／１６９８２６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、ロボット技術は急速に進歩しつつあるが、ペットのような伴侶としての存在感を実現するには至っていない。ロボットに自由意志があるとは思えないからである。人間は、ペットの自由意志があるとしか思えないような行動を観察することにより、ペットに自由意志の存在を感じ、ペットに共感し、ペットに癒される。

【0005】

本発明者らは、触り方に応じてロボットの反応が変われば、人間のロボットに対する愛着をもっと高められるのではないかと考えた。本発明者らは鋭意研究の結果、人間が無意識にいじりたくなる箇所にセンサを設けて人間のいじり方を検出しロボットの挙動に反映させることで、上記課題を解決することに想到した。

【0006】

本発明は上記課題認識に基づいて完成された発明であり、その主たる目的は、人間が愛着を抱きやすいロボット、を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のある態様におけるロボットは、ロボットのモーションを選択する動作制御部と、選択されたモーションを実行する駆動機構と、ロボット本体の変形を検知する操作検知部と、眼画像を生成し、ロボットの顔領域に眼画像を表示させる眼生成部とを備える。
眼生成部は、ロボット本体の変形が検知されたとき、変形態様に応じて眼画像を変化させる。

【0008】

本発明の別の態様におけるロボットは、ロボットのモーションを選択する動作制御部と、選択されたモーションを実行する駆動機構と、ロボット本体に設けられるデバイスの動きを検知する操作検知部とを備える。
動作制御部は、デバイスの動きが検知されたとき、デバイスから所定範囲内を駆動対象とするモーションのうち、デバイスの動きに応じたモーションを選択する。

【0009】

本発明の別の態様におけるロボットは、ロボットのモーションを選択する動作制御部と、選択されたモーションを実行する駆動機構と、ロボットの体表面に設置され、ユーザの接触を検出する第１および第２のセンサとを備える。
動作制御部は、第１および第２のセンサの双方または一方においてユーザの接触が検出されたとき、接触態様に応じたモーションを選択する。
第１のセンサの検出精度は、第２のセンサよりも検出精度よりも高精度に設定されており、第１のセンサはロボットの顔領域に設置される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ロボットに対して人間が愛着を抱きやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１（ａ）は、ロボットの正面外観図である。図１（ｂ）は、ロボットの側面外観図である。

【図2】ロボットの構造を概略的に表す断面図である。

【図3】ロボットのハードウェア構成図である。

【図4】ロボットシステムの機能ブロック図である。

【図5】図５（ａ）は、本実施形態におけるロボットの正面外観図である。図５（ｂ）は、本実施形態におけるロボットの側面外観図である。

【図6】本実施形態におけるロボットのハードウェア構成図である。

【図7】第１実施形態におけるロボットシステムの機能ブロック図である。

【図8】眼画像の外観図である。

【図9】眼画像の拡大図である。

【図10】眼画像の生成方法を示す模式図である。

【図11】図１１（ａ）は、アナログスティックを初期位置から上に動かした場合のロボットの眼の外観図である。図１１（ｂ）は、アナログスティックを初期位置から右に動かした場合のロボットの眼の外観図である。図１１（ｃ）は、アナログスティックを初期位置から下に動かした場合のロボットの眼の外観図である。図１１（ｄ）は、アナログスティックを初期位置から左に動かした場合のロボットの眼の外観図である。

【図12】第２実施形態におけるロボットシステムの機能ブロック図である。

【図13】眼動作とロボットのモーションについて示すフローチャートである。

【図14】図１４（ａ）は、眼動作テーブルのデータ構造図である。図１４（ｂ）は、変形パターン選択テーブルのデータ構造図である。

【図15】モーション選択テーブルのデータ構造図である。

【図16】定常時のロボットの正面図である。

【図17】モーション発動時のロボットの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要件については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

【0013】

本実施形態のロボットは、ユーザに鼻を触られるとき眼や体を動かすことで鼻のいじりに反応する。以下、本実施形態におけるロボットの実装について説明する前に、ロボットの基本構成について説明する。

【0014】

［基本構成］
図１（ａ）は、ロボット１００の正面外観図である。図１（ｂ）は、ロボット１００の側面外観図である。
本実施形態におけるロボット１００は、外部環境および内部状態に基づいて行動を決定する自律行動型のロボットである。外部環境は、カメラやサーモセンサなど各種のセンサにより認識される。内部状態はロボット１００の感情を表現するさまざまなパラメータとして定量化される。ロボット１００は、オーナー家庭の家屋内を行動範囲とする。以下、ロボット１００に関わる人間を「ユーザ」とよぶ。

【0015】

ロボット１００のボディ１０４は、全体的に丸みを帯びた形状を有し、ウレタンやゴム、樹脂、繊維などやわらかく弾力性のある素材により形成された外皮を含む。ロボット１００に服を着せてもよい。ロボット１００の総重量は５～１５キログラム程度、身長は０．５～１．２メートル程度である。適度な重さと丸み、柔らかさ、手触りのよさ、といった諸属性により、ユーザがロボット１００を抱きかかえやすく、かつ、抱きかかえたくなるという効果が実現される。

【0016】

ロボット１００は、一対の前輪１０２（左輪１０２ａ，右輪１０２ｂ）と、一つの後輪１０３を含む。前輪１０２が駆動輪であり、後輪１０３が従動輪である。前輪１０２は、操舵機構を有しないが、回転速度や回転方向を個別に制御可能とされている。後輪１０３は、キャスターであり、ロボット１００を前後左右へ移動させるために回転自在となっている。後輪１０３はオムニホイールであってもよい。

【0017】

前輪１０２および後輪１０３は、駆動機構（回動機構、リンク機構）によりボディ１０４に完全収納できる。走行時においても各車輪の大部分はボディ１０４に隠れているが、各車輪がボディ１０４に完全収納されるとロボット１００は移動不可能な状態となる。すなわち、車輪の収納動作にともなってボディ１０４が降下し、床面Ｆに着座する。この着座状態においては、ボディ１０４の底部に形成された平坦状の着座面１０８（接地底面）が床面Ｆに当接する。

【0018】

ロボット１００は、２つの手１０６を有する。手１０６には、モノを把持する機能はない。手１０６は上げる、振る、振動するなど簡単な動作が可能である。２つの手１０６も個別制御可能である。

【0019】

目１１０は、液晶素子または有機ＥＬ素子による画像表示が可能である。ロボット１００は、音源方向を特定可能なマイクロフォンアレイや超音波センサなどさまざまなセンサを搭載する。また、スピーカーを内蔵し、簡単な音声を発することもできる。

【0020】

ロボット１００の頭部にはツノ１１２が取り付けられる。上述のようにロボット１００は軽量であるため、ユーザはツノ１１２をつかむことでロボット１００を持ち上げることも可能である。ツノ１１２には全天球カメラが取り付けられ、ロボット１００の上部全域を一度に撮像可能である。

【0021】

図２は、ロボット１００の構造を概略的に表す断面図である。
図２に示すように、ロボット１００のボディ１０４は、ベースフレーム３０８、本体フレーム３１０、一対の樹脂製のホイールカバー３１２および外皮３１４を含む。ベースフレーム３０８は、金属からなり、ボディ１０４の軸芯を構成するとともに内部機構を支持する。ベースフレーム３０８は、アッパープレート３３２とロアプレート３３４とを複数のサイドプレート３３６により上下に連結して構成される。複数のサイドプレート３３６間には通気が可能となるよう、十分な間隔が設けられる。ベースフレーム３０８の内方には、バッテリー１１８、制御回路３４２および各種アクチュエータが収容されている。

【0022】

本体フレーム３１０は、樹脂材からなり、頭部フレーム３１６および胴部フレーム３１８を含む。頭部フレーム３１６は、中空半球状をなし、ロボット１００の頭部骨格を形成する。胴部フレーム３１８は、段付筒形状をなし、ロボット１００の胴部骨格を形成する。胴部フレーム３１８は、ベースフレーム３０８と一体に固定される。頭部フレーム３１６は、胴部フレーム３１８の上端部に相対変位可能に組み付けられる。

【0023】

頭部フレーム３１６には、ヨー軸３２０、ピッチ軸３２２およびロール軸３２４の３軸と、各軸を回転駆動するためのアクチュエータ３２６が設けられる。アクチュエータ３２６は、各軸を個別に駆動するための複数のサーボモータを含む。首振り動作のためにヨー軸３２０が駆動され、頷き動作のためにピッチ軸３２２が駆動され、首を傾げる動作のためにロール軸３２４が駆動される。

【0024】

頭部フレーム３１６の上部には、ヨー軸３２０を支持するプレート３２５が固定されている。プレート３２５には、上下間の通気を確保するための複数の通気孔３２７が形成される。

【0025】

頭部フレーム３１６およびその内部機構を下方から支持するように、金属製のベースプレート３２８が設けられる。ベースプレート３２８は、クロスリンク機構３２９（パンタグラフ機構）を介してプレート３２５と連結される一方、ジョイント３３０を介してアッパープレート３３２（ベースフレーム３０８）と連結される。

【0026】

胴部フレーム３１８は、ベースフレーム３０８と車輪駆動機構３７０を収容する。車輪駆動機構３７０は、回動軸３７８およびアクチュエータ３７９を含む。胴部フレーム３１８の下半部は、ホイールカバー３１２との間に前輪１０２の収納スペースＳを形成するために小幅とされる。

【0027】

外皮３１４は、ウレタンゴムからなり、本体フレーム３１０およびホイールカバー３１２を外側から覆う。手１０６は、外皮３１４と一体成形される。外皮３１４の上端部には、外気を導入するための開口部３９０が設けられる。

【0028】

図３は、ロボット１００のハードウェア構成図である。
ロボット１００は、内部センサ１２８、通信機１２６、記憶装置１２４、プロセッサ１２２、駆動機構１２０およびバッテリー１１８を含む。プロセッサ１２２と記憶装置１２４は、制御回路３４２に含まれる。各ユニットは電源線１３０および信号線１３２により互いに接続される。バッテリー１１８は、電源線１３０を介して各ユニットに電力を供給する。各ユニットは信号線１３２により制御信号を送受する。バッテリー１１８は、リチ
ウムイオン二次電池であり、ロボット１００の動力源である。

【0029】

内部センサ１２８は、ロボット１００が内蔵する各種センサの集合体である。具体的には、カメラ（全天球カメラ）、マイクロフォンアレイ、測距センサ（赤外線センサ）、サーモセンサ、タッチセンサ、加速度センサ、ニオイセンサなどである。タッチセンサは、外皮３１４と本体フレーム３１０の間に設置され、ユーザのタッチを検出する。ニオイセンサは、匂いの元となる分子の吸着によって電気抵抗が変化する原理を応用した既知のセンサである。

【0030】

通信機１２６は、各種の外部機器を対象として無線通信を行う通信モジュールである。記憶装置１２４は、不揮発性メモリおよび揮発性メモリにより構成され、コンピュータプログラムや各種設定情報を記憶する。プロセッサ１２２は、コンピュータプログラムの実行手段である。駆動機構１２０は、複数のアクチュエータおよび上述した車輪駆動機構３７０を含む。このほかには、表示器やスピーカーなども搭載される。

【0031】

駆動機構１２０は、主として、車輪（前輪１０２）と頭部（頭部フレーム３１６）を制御する。駆動機構１２０は、ロボット１００の移動方向や移動速度を変化させるほか、車輪（前輪１０２および後輪１０３）を昇降させることもできる。車輪が上昇すると、車輪はボディ１０４に完全に収納され、ロボット１００は着座面１０８にて床面Ｆに当接し、着座状態となる。また、駆動機構１２０は、ワイヤ１３４を介して、手１０６を制御する。

【0032】

図４は、ロボットシステム３００の機能ブロック図である。
ロボットシステム３００は、ロボット１００、サーバ２００および複数の外部センサ１１４を含む。ロボット１００およびサーバ２００の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
ロボット１００の機能の一部はサーバ２００により実現されてもよいし、サーバ２００の機能の一部または全部はロボット１００により実現されてもよい。

【0033】

家屋内にはあらかじめ複数の外部センサ１１４が設置される。サーバ２００には、外部センサ１１４の位置座標が登録される。ロボット１００の内部センサ１２８および複数の外部センサ１１４から得られる情報に基づいて、サーバ２００がロボット１００の基本行動を決定する。外部センサ１１４はロボット１００の感覚器を補強するためのものであり、サーバ２００はロボット１００の頭脳を補強するためのものである。ロボット１００の通信機１２６が外部センサ１１４と定期的に通信し、サーバ２００は外部センサ１１４によりロボット１００の位置を特定する（特許文献２も参照）。

【0034】

（サーバ２００）
サーバ２００は、通信部２０４、データ処理部２０２およびデータ格納部２０６を含む。
通信部２０４は、外部センサ１１４およびロボット１００との通信処理を担当する。データ格納部２０６は各種データを格納する。データ処理部２０２は、通信部２０４により取得されたデータおよびデータ格納部２０６に格納されるデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部２０２は、通信部２０４およびデータ格納部２０６のインタフェー
スとしても機能する。

【0035】

データ格納部２０６は、モーション格納部２３２と個人データ格納部２１８を含む。
ロボット１００は、複数の変形パターン（モーション）を有する。手１０６を震わせる、蛇行しながらオーナーに近づく、首をかしげたままオーナーを見つめる、などさまざまなモーションが定義される。

【0036】

モーション格納部２３２は、モーションの制御内容を定義する「モーションファイル」を格納する。各モーションは、モーションＩＤにより識別される。モーションファイルは、ロボット１００のモーション格納部１６０にもダウンロードされる。どのモーションを実行するかは、サーバ２００で決定されることもあるし、ロボット１００で決定されることもある。

【0037】

ロボット１００のモーションの多くは、複数の単位モーションを含む複合モーションとして構成される。たとえば、ロボット１００がオーナーに近づくとき、オーナーの方に向き直る単位モーション、手を上げながら近づく単位モーション、体を揺すりながら近づく単位モーション、両手を上げながら着座する単位モーションの組み合わせとして表現されてもよい。このような４つのモーションの組み合わせにより、「オーナーに近づいて、途中で手を上げて、最後は体をゆすった上で着座する」というモーションが実現される。モーションファイルには、ロボット１００に設けられたアクチュエータの回転角度や角速度などが時間軸に関連づけて定義される。モーションファイル（アクチュエータ制御情報）にしたがって、時間経過とともに各アクチュエータを制御することで様々なモーションが表現される。

【0038】

先の単位モーションから次の単位モーションに変化するときの移行時間を「インターバル」とよぶ。インターバルは、単位モーション変更に要する時間やモーションの内容に応じて定義されればよい。インターバルの長さは調整可能である。
以下、いつ、どのモーションを選ぶか、モーションを実現する上での各アクチュエータの出力調整など、ロボット１００の行動制御に関わる設定のことを「行動特性」と総称する。ロボット１００の行動特性は、モーション選択アルゴリズム、モーションの選択確率、モーションファイル等により定義される。

【0039】

モーション格納部２３２は、モーションファイルのほか、各種のイベントが発生したときに実行すべきモーションを定義するモーション選択テーブルを格納する。モーション選択テーブルにおいては、イベントに対して１以上のモーションとその選択確率が対応づけられる。

【0040】

個人データ格納部２１８は、ユーザの情報を格納する。具体的には、ユーザに対する親密度とユーザの身体的特徴・行動的特徴を示すマスタ情報を格納する。年齢や性別などの他の属性情報を格納してもよい。

【0041】

ロボット１００は、ユーザごとに親密度という内部パラメータを有する。ロボット１００が、自分を抱き上げる、声をかけてくれるなど、自分に対して好意を示す行動を認識したとき、そのユーザに対する親密度が高くなる。ロボット１００に関わらないユーザや、乱暴を働くユーザ、出会う頻度が低いユーザに対する親密度は低くなる。

【0042】

データ処理部２０２は、位置管理部２０８、認識部２１２、動作制御部２２２、親密度管理部２２０および状態管理部２４４を含む。
位置管理部２０８は、ロボット１００の位置座標を特定する。状態管理部２４４は、充電率や内部温度、プロセッサ１２２の処理負荷などの各種物理状態など各種内部パラメー
タを管理する。また、状態管理部２４４は、ロボット１００の感情（寂しさ、好奇心、承認欲求など）を示すさまざまな感情パラメータを管理する。これらの感情パラメータは常に揺らいでいる。感情パラメータに応じてロボット１００の移動目標地点が変化する。たとえば、寂しさが高まっているときには、ロボット１００はユーザのいるところを移動目標地点として設定する。

【0043】

時間経過によって感情パラメータが変化する。また、後述の応対行為によっても各種感情パラメータは変化する。たとえば、オーナーから「抱っこ」をされると寂しさを示す感情パラメータは低下し、長時間にわたってオーナーを視認しないときには寂しさを示す感情パラメータは少しずつ増加する。

【0044】

認識部２１２は、外部環境を認識する。外部環境の認識には、温度や湿度に基づく天候や季節の認識、光量や温度に基づく物陰（安全地帯）の認識など多様な認識が含まれる。ロボット１００の認識部１５６は、内部センサ１２８により各種の環境情報を取得し、これを一次処理した上でサーバ２００の認識部２１２に転送する。

【0045】

具体的には、ロボット１００の認識部１５６は、画像から移動物体、特に、人物や動物に対応する画像領域を抽出し、抽出した画像領域から移動物体の身体的特徴や行動的特徴を示す特徴量の集合として「特徴ベクトル」を抽出する。特徴ベクトル成分（特徴量）は、各種身体的・行動的特徴を定量化した数値である。たとえば、人間の目の横幅は０～１の範囲で数値化され、１つの特徴ベクトル成分を形成する。人物の撮像画像から特徴ベクトルを抽出する手法については、既知の顔認識技術の応用である。ロボット１００は、特徴ベクトルをサーバ２００に送信する。

【0046】

サーバ２００の認識部２１２は、ロボット１００の内蔵カメラによる撮像画像から抽出された特徴ベクトルと、個人データ格納部２１８にあらかじめ登録されているユーザ（クラスタ）の特徴ベクトルと比較することにより、撮像されたユーザがどの人物に該当するかを判定する（ユーザ識別処理）。また、認識部２１２は、ユーザの表情を画像認識することにより、ユーザの感情を推定する。認識部２１２は、人物以外の移動物体、たとえば、ペットである猫や犬についてもユーザ識別処理を行う。

【0047】

認識部２１２は、ロボット１００になされたさまざまな応対行為を認識し、快・不快行為に分類する。認識部２１２は、また、ロボット１００の行動に対するオーナーの応対行為を認識することにより、肯定・否定反応に分類する。
快・不快行為は、ユーザの応対行為が、生物として心地よいものであるか不快なものであるかにより判別される。たとえば、抱っこされることはロボット１００にとって快行為であり、蹴られることはロボット１００にとって不快行為である。肯定・否定反応は、ユーザの応対行為が、ユーザの快感情を示すものか不快感情を示すものであるかにより判別される。抱っこされることはユーザの快感情を示す肯定反応であり、蹴られることはユーザの不快感情を示す否定反応である。

【0048】

サーバ２００の動作制御部２２２は、ロボット１００の動作制御部１５０と協働して、ロボット１００のモーションを決定する。サーバ２００の動作制御部２２２は、ロボット１００の移動目標地点とそのための移動ルートを作成する。動作制御部２２２は、複数の移動ルートを作成し、その上で、いずれかの移動ルートを選択してもよい。

【0049】

動作制御部２２２は、モーション格納部２３２の複数のモーションからロボット１００のモーションを選択する。各モーションには状況ごとに選択確率が対応づけられている。たとえば、オーナーから快行為がなされたときには、モーションＡを２０％の確率で実行する、気温が３０度以上となったとき、モーションＢを５％の確率で実行する、といった
選択方法が定義される。

【0050】

親密度管理部２２０は、ユーザごとの親密度を管理する。上述したように、親密度は個人データ格納部２１８において個人データの一部として登録される。快行為を検出したとき、親密度管理部２２０はそのオーナーに対する親密度をアップさせる。不快行為を検出したときには親密度はダウンする。また、長期間視認していないオーナーの親密度は徐々に低下する。

【0051】

（ロボット１００）
ロボット１００は、通信部１４２、データ処理部１３６、データ格納部１４８、内部センサ１２８および駆動機構１２０を含む。
通信部１４２は、通信機１２６（図４参照）に該当し、外部センサ１１４、サーバ２００および他のロボット１００との通信処理を担当する。データ格納部１４８は各種データを格納する。データ格納部１４８は、記憶装置１２４（図４参照）に該当する。データ処理部１３６は、通信部１４２により取得されたデータおよびデータ格納部１４８に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部１３６は、プロセッサ１２２およびプロセッサ１２２により実行されるコンピュータプログラムに該当する。データ処理部１３６は、通信部１４２、内部センサ１２８、駆動機構１２０およびデータ格納部１４８のインタフェースとしても機能する。

【0052】

データ格納部１４８は、ロボット１００の各種モーションを定義するモーション格納部１６０を含む。
ロボット１００のモーション格納部１６０には、サーバ２００のモーション格納部２３２から各種モーションファイルがダウンロードされる。モーションは、モーションＩＤによって識別される。前輪１０２を収容して着座する、手１０６を持ち上げる、２つの前輪１０２を逆回転させることで、あるいは、片方の前輪１０２だけを回転させることでロボット１００を回転行動させる、前輪１０２を収納した状態で前輪１０２を回転させることで震える、ユーザから離れるときにいったん停止して振り返る、などのさまざまなモーションを表現するために、各種アクチュエータ（駆動機構１２０）の動作タイミング、動作時間、動作方向などがモーションファイルにおいて時系列定義される。
データ格納部１４８には、個人データ格納部２１８からも各種データがダウンロードされてもよい。

【0053】

データ処理部１３６は、認識部１５６および動作制御部１５０を含む。
ロボット１００の動作制御部１５０は、サーバ２００の動作制御部２２２と協働してロボット１００のモーションを決める。一部のモーションについてはサーバ２００で決定し、他のモーションについてはロボット１００で決定してもよい。また、ロボット１００がモーションを決定するが、ロボット１００の処理負荷が高いときにはサーバ２００がモーションを決定するとしてもよい。サーバ２００においてベースとなるモーションを決定し、ロボット１００において追加のモーションを決定してもよい。モーションの決定処理をサーバ２００およびロボット１００においてどのように分担するかはロボットシステム３００の仕様に応じて設計すればよい。

【0054】

ロボット１００の動作制御部１５０は選択したモーションを駆動機構１２０に実行指示する。駆動機構１２０は、モーションファイルにしたがって、各アクチュエータを制御する。

【0055】

動作制御部１５０は、親密度の高いユーザが近くにいるときには「抱っこ」をせがむ仕草として両方の手１０６をもちあげるモーションを実行することもできるし、「抱っこ」に飽きたときには左右の前輪１０２を収容したまま逆回転と停止を交互に繰り返すことで
抱っこをいやがるモーションを表現することもできる。駆動機構１２０は、動作制御部１５０の指示にしたがって前輪１０２や手１０６、首（頭部フレーム３１６）を駆動することで、ロボット１００にさまざまなモーションを表現させる。

【0056】

ロボット１００の認識部１５６は、内部センサ１２８から得られた外部情報を解釈する。認識部１５６は、視覚的な認識（視覚部）、匂いの認識（嗅覚部）、音の認識（聴覚部）、触覚的な認識（触覚部）が可能である。

【0057】

認識部１５６は、移動物体の撮像画像から特徴ベクトルを抽出する。上述したように、特徴ベクトルは、移動物体の身体的特徴と行動的特徴を示すパラメータ（特徴量）の集合である。移動物体を検出したときには、ニオイセンサや内蔵の集音マイク、温度センサ等からも身体的特徴や行動的特徴が抽出される。これらの特徴も定量化され、特徴ベクトル成分となる。認識部１５６は、特許文献２等に記載の既知の技術に基づいて、特徴ベクトルからユーザを特定する。

【0058】

検出・分析・判定を含む一連の認識処理のうち、ロボット１００の認識部１５６は認識に必要な情報の取捨選択や抽出を行い、判定等の解釈処理はサーバ２００の認識部２１２により実行される。認識処理は、サーバ２００の認識部２１２だけで行ってもよいし、ロボット１００の認識部１５６だけで行ってもよいし、上述のように双方が役割分担をしながら上記認識処理を実行してもよい。

【0059】

ロボット１００に対する強い衝撃が与えられたとき、認識部１５６はタッチセンサおよび加速度センサによりこれを認識し、サーバ２００の認識部２１２は、近隣にいるユーザによって「乱暴行為」が働かれたと認識する。ユーザがツノ１１２を掴んでロボット１００を持ち上げるときにも、乱暴行為と認識してもよい。ロボット１００に正対した状態にあるユーザが特定音量領域および特定周波数帯域にて発声したとき、サーバ２００の認識部２１２は、自らに対する「声掛け行為」がなされたと認識してもよい。また、体温程度の温度を検知したときにはユーザによる「接触行為」がなされたと認識し、接触認識した状態で上方への加速度を検知したときには「抱っこ」がなされたと認識する。ユーザがボディ１０４を持ち上げるときの物理的接触をセンシングしてもよいし、前輪１０２にかかる荷重が低下することにより抱っこを認識してもよい。
まとめると、ロボット１００は内部センサ１２８によりユーザの行為を物理的情報として取得し、サーバ２００の認識部２１２は快・不快を判定する。また、サーバ２００の認識部２１２は特徴ベクトルに基づくユーザ識別処理を実行する。

【0060】

サーバ２００の認識部２１２は、ロボット１００に対するユーザの各種応対を認識する。各種応対行為のうち一部の典型的な応対行為には、快または不快、肯定または否定が対応づけられる。一般的には快行為となる応対行為のほとんどは肯定反応であり、不快行為となる応対行為のほとんどは否定反応となる。快・不快行為は親密度に関連し、肯定・否定反応はロボット１００の行動選択に影響する。

【0061】

認識部１５６により認識された応対行為に応じて、サーバ２００の親密度管理部２２０はユーザに対する親密度を変化させる。原則的には、快行為を行ったユーザに対する親密度は高まり、不快行為を行ったユーザに対する親密度は低下する。

【0062】

以上の基本構成を前提として、次に、本実施形態におけるロボット１００の実装について、特に、本実装の特徴と目的および基本構成との相違点を中心として説明する。なお、説明は第１実施形態と第２実施形態に分けて行う。第１実施形態と第２実施形態をまとめて説明する場合や、特に区別しない場合には「本実施形態」とよぶ。

【0063】

［第１実施形態］
図５（ａ）は、第１実施形態におけるロボット１００の正面外観図である。図５（ｂ）は、第１実施形態におけるロボット１００の側面外観図である。
第１実施形態におけるロボット１００には、顔領域１０７が設けられる。顔領域１０７内には目１１０のほかに鼻１０９が備えられる。鼻１０９は、顔領域１０７の中心近傍であって、目１１０よりも低い位置に備えられる。鼻１０９は、左右の目に挟まれるように設けられ、右目から鼻１０９までの距離と左目から鼻１０９までの距離は等しい。また、鼻１０９は目１１０や顔領域１０７よりも小さい。鼻１０９にはユーザによって変形される物理的なデバイス（以下、「凸部」または「突起」とよぶことがある。）が備えられる。

【0064】

本実施形態においては、鼻１０９にはアナログスティックが設置される。ユーザは、アナログスティック（鼻１０９）を上下左右の全方向へ傾斜させることができ、かつ、押し込むこともできる。本実施形態においては、アナログスティックのような物理的デバイスの傾斜および押し込みが「ロボット本体の変形」に該当する。アナログスティックにはタッチを検出するためのセンサ（以下、「鼻センサ」とよぶ）が含まれる。アナログスティックそのものおよびアナログスティックの変形の検知方法については、例えば特開平９－１３４２５１号公報等に記載の技術が知られている。

【0065】

図６は、第１実施形態におけるロボット１００のハードウェア構成図である。
第１実施形態におけるロボット１００は、図３に示した基本構成に加えて、モニター１７０およびアナログスティック１８０を含む。モニター１７０は、ロボット１００の目１１０に設置され、眼画像を表示させる（詳細後述）。

【0066】

図７は、第１実施形態におけるロボットシステム３００の機能ブロック図である。
上述のとおり、ロボット１００はモニター１７０およびアナログスティック１８０を含む。第１実施形態におけるロボット１００のデータ処理部１３６は、更に、操作検知部１８２、操作履歴管理部１８４、眼生成部１７２を含む。操作検知部１８２は、アナログスティック１８０の動き、すなわち、傾斜方向、傾斜角（初期位置からの角度）、押し込み量を逐次検知する。第１実施形態における傾斜方向を「変形方向」とよび、傾斜角と押し込み量をまとめて「変形量」とよぶことがある。

【0067】

操作履歴管理部１８４は、操作検知部１８２の検知結果を時系列に沿って操作履歴として記憶する。操作履歴はアナログスティック１８０の変形状態（アナログスティック１８０が初期位置から動かされている状態）の継続時間（変形継続時間）も含む。操作履歴管理部１８４はまた、単位時間あたりの変形量として変形速度を算出する。変形方向、変形量、変形速度等、本実施形態における「ロボット本体の変形」の度合いを「変形態様」と総称する。眼生成部１７２は、目１１０（モニター１７０）に表示すべき眼画像を生成する。

【0068】

眼生成部１７２は、アナログスティック１８０の変形態様に応じて、モニター１７０に信号を出力することにより、モニター１７０に表示させる眼画像を変化させる。動作制御部１５０は、また、アナログスティック１８０の変形態様に応じて、モーションを選択する。以下、眼生成部１７２が眼画像を変化させることを、「ロボット１００が眼を動かす」または「ロボット１００の眼が変化する」ということがある。また、動作制御部１５０がモーションを選択し、駆動機構１２０が選択されたモーションを実行することを、「ロボット１００が動く」ということがある。また、「ロボット１００が動く」場合において、特定の部位Ｘを動かすモーションである場合には、「ロボット１００がＸを動かす」ということがある。例えば、動作制御部１５０がロボット１００の手を動かすモーションを選択し、駆動機構１２０がそのモーションを実行する場合、「ロボット１００が手を動か
す」と表現することがある。ユーザが鼻１０９（アナログスティック１８０）をいじるとロボット１００は眼を動かし、ユーザが鼻１０９をいじりつづけるとロボット１００は眼だけではなく首や手などの体も動かしはじめる。本実施形態における「モーション」はロボット１００が体を物理的に動かすことを意味し、眼画像の変化は「モーション」には含まれないものとする。以下、アナログスティック１８０を動かす際のモニター１７０の画像およびモーションの変化について詳細に説明する。

【0069】

図８は、眼画像１７１の外観図である。
眼生成部１７２は、瞳画像１７５と周縁画像１７６を含む眼画像１７１を生成する。眼生成部１７２は、眼画像１７１を動画表示させる。具体的には、瞳画像１７５を動かすことでロボット１００の視線の変化を表現する。

【0070】

瞳画像１７５は、瞳孔領域１７７と角膜領域１７８を含む。また、瞳画像１７５には、外光の映り込みを表現するためのキャッチライト１７９も表示される。眼画像１７１のキャッチライト１７９は、外光の反射によって輝いているのではなく、眼生成部１７２により高輝度領域として表現される画像領域である。

【0071】

眼生成部１７２は、瞳画像１７５を上下左右に移動させる。ロボット１００の認識部１５６がユーザを認識したときには、眼生成部１７２は瞳画像１７５をユーザの存在する方向に向ける。眼生成部１７２は、眼画像１７１のうち瞳画像１７５を変化させることにより、ロボット１００の仮想的な視線（以下、「仮想視線」ということがある。）の変化を表現する。眼画像１７１の制御の詳細は図１０に関連して後述する。

【0072】

眼生成部１７２は、瞳画像１７５の形状を変化させてもよい。たとえば、瞳画像１７５がモニター１７０の中心にあるときには真円形状とし、周縁部分にあるときには楕円形状に変化させる。瞳画像１７５の形状をモニター１７０内の位置に応じて変化させることにより平面のモニター１７０を実際の眼球のような曲面形状であるかのように見せることができる。

【0073】

眼生成部１７２は、外部光源の存在方向に対応してキャッチライト１７９の位置を変化させる。図８は、ロボット１００から見て左上方に外部光源が存在する場合のキャッチライト１７９の表示位置を示している。キャッチライト１７９の位置を外部光源に連動させることにより、いっそうリアルな眼画像１７１を表現できる。眼生成部１７２は、外部光源の方向を撮像画像から画像認識により判定してもよいし、光センサ（図示せず）の検出データから判定してもよい。

【0074】

図９は、眼画像１７１の拡大図である。
眼画像１７１においては、瞳画像１７５と周縁画像１７６に瞼（まぶた）を示す瞼画像１９０が重畳される。瞼画像１９０は、まつ毛１９２を含む。周縁画像１７６は、人間の結膜にあたる部分である。

【0075】

眼生成部１７２は、眼画像１７１のうち、瞼画像１９０、瞳孔領域１７７、角膜領域１７８およびキャッチライト１７９を変化させる。光量が大きいほど、眼生成部１７２は瞳孔領域１７７の直径を断続的または連続的に拡大させる。眼生成部１７２は、瞳孔領域１７７だけではなく、瞳画像１７５の全体を断続的または連続的に拡縮させてもよい。眼生成部１７２は、光量が特に大きいとき（例えば、所定の閾値よりも大きいとき）には瞼画像１９０を下げることで「眩しそうな様子」を表現してもよい。

【0076】

図１０は、眼画像１７１の生成方法を示す模式図である。
眼球モデル２５０は、ロボット１００の眼球を模した三次元コンピュータグラフィック
スである。眼生成部１７２は、まず、三次元の球体をポリゴンにて形成し、これにテクスチャ（以下、「眼球テクスチャ」とよぶ）を貼ることにより眼球モデル２５０を形成する。眼球テクスチャは、瞳画像１７５を含む画像である。眼球テクスチャは、データ格納部１４８に含まれる眼画像格納部（図示なし）に格納される。

【0077】

眼球モデル２５０の前方に、第１面２５２および第２面２５４が設定される。第１面２５２および第２面２５４は、目１１０のモニター１７０の表示面に対応する仮想的な平面である。眼生成部１７２は、眼球モデル２５０を第１面２５２に投影させることにより、三次元の眼球モデル２５０から２次元の眼球投影画像２５６を生成する。

【0078】

眼生成部１７２は、第２面２５４に瞼画像１９０を表示させる。第１面２５２の眼球投影画像２５６と第２面２５４の瞼画像１９０を重ね合わせることにより、図８等に示した眼画像１７１が生成される。眼生成部１７２は、右目用と左目用に２つの眼球モデル２５０を生成し、それぞれについて眼画像１７１を生成する。以下、第１面２５２および第２面２５４をまとめていうときには「眼球面２５８」とよぶ。

【0079】

眼生成部１７２は、眼球モデル２５０を回転させることにより、眼球投影画像２５６を変化させる。３次元の眼球モデル２５０を生成してこれを回転させながら第１面２５２に投影する方式であるため、第１面２５２に眼画像１７１を直接描画するよりもロボット１００の視線の動きを滑らかに表現できる。二次元の眼画像１７１であっても、三次元の眼球モデル２５０を元にして生成・制御されるため、本方式は、生物の眼球に特有の複雑な動きを表現しやすい。

【0080】

眼生成部１７２は、第１面２５２とは異なる第２面２５４に瞼画像１９０を表示させることにより、瞼画像１９０を眼球投影画像２５６に重畳させる。人間は、目の前で手を叩かれたとき、反射的に目をつぶる。このような眼の条件反射をロボット１００に実装する上では、瞼画像１９０を高速で変化させる必要がある。本実施形態においては、第１面２５２の画像処理と第２面２５４の画像処理が独立している。眼生成部１７２は、目をつぶる表現をするときには、第２面２５４だけを対象として画像制御すればよい。瞬きのときにも、眼生成部１７２は第２面２５４を対象として画像処理を実行すればよい。眼球モデル２５０（眼球投影画像２５６）と瞼画像１９０を別々に制御できるため、瞼画像１９０を高速に制御できる。このような構成により、眼生成部１７２は眼画像１７１を動的に生成できる。

【0081】

ロボット１００は、アナログスティック１８０の動きと連動して眼を動かす。ロボット１００の眼の外観図を図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）、図１１（ｄ）に示す。

【0082】

図１１（ａ）はアナログスティック１８０を初期位置１８８から上に動かした場合のロボット１００の眼の外観図である。
図１１（ｂ）はアナログスティック１８０を初期位置１８８から右に動かした場合のロボット１００の眼の外観図である。
図１１（ｃ）はアナログスティック１８０を初期位置１８８から下に動かした場合のロボット１００の眼の外観図である。
図１１（ｄ）はアナログスティック１８０を初期位置１８８から左に動かした場合のロボット１００の眼の外観図である。

【0083】

ユーザがアナログスティック１８０を動かすとき、操作検知部１８２はアナログスティック１８０の変形量および変形方向（傾斜角と傾斜方向）を検知する。眼生成部１７２は検知結果に基づいて眼球モデル２５０の回転方向と回転量を計算し、眼球モデル２５０を
回転させる。具体的には、アナログスティック１８０の傾斜方向と同方向を回転方向として設定し、傾斜角に比例する回転量にて眼球モデル２５０を回転させる。眼生成部１７２は眼球モデル２５０を第１面２５２に投影する。このような制御により、ロボット１００の眼画像１７１は、アナログスティック１８０の傾斜方向に視線を向けるような動きをする。ユーザはアナログスティック１８０を動かすことで、ロボット１００の視線を変化させることができる。

【0084】

図１１（ａ）に示すように、アナログスティック１８０を上方向に傾けると、ロボット１００も視線を上に向ける。図１１（ｂ）に示すように、アナログスティック１８０を右に傾けるとロボット１００の視線は右を向く。アナログスティック１８０を下に傾けるとロボット１００の視線は下を向き（図１１（ｃ））、左に傾けるとロボット１００の視線は左に動く（図１１（ｄ））。上下左右以外の他の方向についても同様である。

【0085】

眼球モデル２５０を使用することにより、眼画像１７１をアナログスティック１８０の動きに高速に追随させることができる。ユーザが鼻１０９（アナログスティック１８０）をいじると、ロボット１００は即座に眼を動かすから、ユーザはロボット１００からの速やかな反応を体感できる。

【0086】

ロボット１００は、鼻１０９がいじられるとき、瞳だけではなく、体（頭部、手及び車輪のうち少なくとも１つ）を動かしてもよい。アナログスティック１８０を素早く動かすとき、ロボット１００も頭部や体をすぐに動かすことで反応を示せば、ロボット１００において「反射的行動」という生物的な行動特性を表現できる。

【0087】

例えば、ユーザがアナログスティック１８０を０．１秒以内に右方向に３０度以上傾けたとき、ロボット１００は頭部を右に向けるとしてもよい。このような制御方法によれば、鼻１０９（アナログスティック１８０）をすばやく大きく傾けることで、ロボット１００は眼だけでなく頭も動かすという動作表現が可能となる。

【0088】

ロボット１００は、鼻１０９の動きに眼を連動させるだけでなく、鼻１０９の動き方によっては体も動かすことで、鼻１０９のいじりに対して多様な反応を示す。ロボット１００が体を動かすきっかけとなる鼻１０９の動きとしては、このほか、ユーザがアナログスティック１８０を上方向に弾くことや、高速にてアナログスティック１８０を左右に動かすことであってもよい。アナログスティック１８０の変形速度が所定の基準値を超えたときを「急激な動き」として定義し、アナログスティック１８０が急激な動きをしたとき、動作制御部１５０は複数のモーションのいずれかを選択してもよい。これらのモーションは、頭部を鼻１０９が動いた方向とは逆方向に回転させる、車輪を駆動して後ろに飛びのく等、生物が行う反射行動を表現するものであればよい。

【0089】

まとめると、鼻１０９（アナログスティック１８０）を動かすとき、眼生成部１７２はアナログスティック１８０の動きに合わせて眼球モデル２５０を回転させることで、眼画像１７１を変化させる。このため、鼻１０９の動きにより、ロボット１００の視線を追随的に動かすことができる。いわば、鼻１０９が眼の操作デバイスであるかのようなユーザインタフェースが実現される。また、鼻１０９の動きが所定の条件を満たしたときには、動作制御部１５０は鼻１０９の動きに合わせてモーションを選択する。このため、鼻１０９の動かし方によっては、ロボット１００は、眼画像１７１だけでなく、全身の動きによってユーザからの関わりに応えることができる。

【0090】

動作制御部１５０は、鼻１０９の動きに追従するモーションを実行させてもよい。このように、眼生成部１７２はアナログスティック１８０の動きに合わせて眼画像１７１を変化させてもよい。また、動作制御部１５０はアナログスティック１８０の動きに合わせて
モーションを変化させてもよい。これにより、アナログスティック１８０の操作方向と、眼画像１７１またはモーションの変化とが連動しているかのような印象をユーザに与えられる。

【0091】

図５（ａ）、（ｂ）に関連して説明したとおり、鼻１０９は、目１１０や顔領域１０７に比べて小さい。鼻１０９のどの部分においてもユーザの接触を確実に検出する必要がある。そのため、鼻１０９の全域または大部分にセンサを設ける必要がある。ロボット１００に対して同じ大きさのセンサを設ける場合、顔領域１０７に比べてより小さい鼻１０９はセンサの数が少なくて済む。したがって、ロボット１００を製造するコストを抑えられる。

【0092】

また、鼻１０９は小さいにも関わらずユーザの目に留まりやすい。顔領域１０７の中央付近に設けられることや、ロボット１００の表面に対して凸形状となっていることがその主な要因である。ユーザの目に留まりやすい鼻１０９に、アナログスティック１８０（操作デバイス）を設けることで、ロボット１００における操作可能な部分（ユーザの接触を検出する部分）をユーザが認識しやすくなる。

【0093】

ロボット１００の内部パラメータ、例えば、感情パラメータに基づいて眼画像１７１を変化させてもよい。例えば、ロボット１００のいらだちの度合いを示す感情パラメータの値が所定値以上のときには、眼生成部１７２はアナログスティック１８０の傾斜方向とは逆方向に眼球モデル２５０を回転させてもよい。

【0094】

アナログスティック１８０の変形態様（変形方向、変形量、変形速度）を変数とし、眼球モデル２５０の回転方向および回転量を出力として定義する変換関数を用意してもよい。眼生成部１７２は、アナログスティック１８０の変形態様および変換関数に基づいて、眼球モデル２５０の回転方向および回転量を決定してもよい。

【0095】

眼生成部１７２は、感情パラメータに基づいて複数種類の変換関数のいずれかを選択してもよい。眼生成部１７２は、複数種類の変換関数のいずれかをランダムに選択してもよい。このような制御方法によれば、アナログスティック１８０の変形と眼の動きの連動性は維持しながらも、眼の動きに多様性を持たせることができる。ロボット１００は、同じいじられ方に対して多様な眼の動きで応えるので、ユーザはロボット１００のいろいろな表情を楽しめる。また、眼の動きに応じて、ロボット１００の感情を推定することも可能となる。

【0096】

ロボット１００は、アナログスティック１８０の操作履歴に応じてモーションを変化させる。上述のとおり、操作検知部１８２はアナログスティック１８０の動き、すなわち、変形方向と変形量を逐次検知する。操作履歴管理部１８４は検知結果を、時系列に沿って操作履歴として記憶する。具体的には、操作履歴管理部１８４は、検知結果と検知時刻とを対応付けて記憶する。動作制御部１５０は、操作履歴、すなわちアナログスティック１８０の動き方に応じたモーションを選択する。

【0097】

アナログスティック１８０のいじられ方（操作のされ方）によって、状態管理部２４４は感情パラメータを変化させてもよい。例えば、ユーザが、やさしくアナログスティック１８０をいじれば、眼生成部１７２はそのいじり方に連動して眼を動かし始める。更に継続して同じようにいじり続けていれば、状態管理部２４４は安心感を示す感情パラメータを上昇させる。安心感を示す感情パラメータが所定値以上になると、眼生成部１７２は瞼画像１９０を下げる（閉眼する）ことでロボット１００の眠気を表現する。このとき、動作制御部１５０は、頭を上下に動かすモーションを選択することで「うとうと」するさまを表現してもよい。やさしいいじり方、いいかえれば、ロボット１００を安心させるアナ
ログスティック１８０のいじり方は、設計者が任意に定義すればよい。たとえば、アナログスティック１８０を略同一のペースにて左右に往復運動させることでもよいし、アナログスティック１８０を動かさないまま鼻センサをアナログスティック１８０が押し込まれない程度の強さで所定回数以上叩き続けることであってもよい。

【0098】

ユーザが、乱雑にアナログスティック１８０をいじり続ければ、ロボット１００はそのいじり方に連動して眼を動かし始める。更に継続して乱雑にいじり続けていれば、苛立ちを示す感情パラメータが高まりロボット１００は眼の動きを止める。また、ロボット１００は頭部を左右に動かしユーザの指先をアナログスティック１８０から離そうとして、「いやいや」を表現する。「乱雑ないじり方」も、設計者により任意に定義されればよい。

【0099】

一実施形態において、やさしくいじられている状態とは、単調な動きがなされている状態である。アナログスティック１８０からの出力値で表現するならば、単調な動きとは出力値に周期性があって、かつ、変形量が小さい状態が所定の期間より長く続く動きといえる。一実施形態において、乱雑にいじられている状態は、単調ではない動きがなされている状態である。アナログスティック１８０からの出力値で表現するならば、出力値に周期性がなく、かつ、変形量が大きい状態が所定の期間より長く続く動きといえる。このように、アナログスティック１８０の動きに連動して眼を動かし続けるだけでなく、所定条件を満たしたときにロボット１００はアナログスティック１８０と眼の連動の仕方を変化させる。ロボット１００は、「眠い」状態を、眼の動きを単に止めるのではなく、瞼を閉じたり身体を動かすことで表現する。

【0100】

例えば、アナログスティック１８０を最大傾斜角の３０％以下の範囲内にて左右交互に動かす場合（以下、この動かし方を「左右交互傾斜」とよぶ）に、ロボット１００は、眼の動きを止め瞼を閉じ頭部を上下に動かして「眠くなってきた」状態を表現するとしてもよい。操作履歴管理部１８４は、操作履歴を参照し、アナログスティック１８０の動きが「左右交互傾斜」に該当するかを判定する。左右交互傾斜に該当するとき、眼生成部１７２は眼球モデル２５０の動きを止め瞼画像１９０を表示する。また、動作制御部１５０は、ロボット１００の頭部を上下に動かすモーションを選択する。これにより、ロボット１００は目を閉じて頭部を上下に動かし、「眠たい」状態を表現する。

【0101】

生物が眠たくなるのは安心しているときである。ロボット１００をいじり、ロボット１００が眠たいという行動表現をすれば、ユーザはロボット１００をいじることでロボット１００が安心していると感じることができる。状態管理部２４４は、左右交互傾斜が検出されたとき、安心感を示す感情パラメータを増加させる。安心感を示す感情パラメータは所定値を超過したとき、ロボット１００は目を閉じて頭部を上下に動かすとしてもよい。

【0102】

ユーザがロボット１００を横抱きしたときには、ユーザの視界の大部分をロボット１００が占めることになる。このとき、ユーザはロボット１００の細かな変化に気づきやすくなる。ユーザは、横抱きしたロボット１００の鼻１０９や目１１０を注視しやすくなる。この状態を検出したとき、例えば、ロボット１００のカメラによる撮像画像によりユーザがロボット１００を横抱きしている状態を検出したときにおいて、ユーザが鼻１０９をいじったときに、アナログスティック１８０の動きと連動して眼が変化すれば、ユーザはロボット１００以外のものに意識をとられることなく、ロボット１００に没入できる。

【0103】

生物は、短期間の刺激には鈍感に反応するが、長期間の刺激にさらされると大きく動きだすことがある。ロボット１００においても、ユーザからの接触が続くと徐々に動きを大きなものにしていくことで同様の挙動を表現できる。ユーザが鼻１０９をいじり続けると、最初は眼だけを動かしていたロボット１００は頭部も動かしはじめる。動作制御部１５０は、変形継続時間が長くなるにつれて、鼻１０９から遠い箇所を駆動させてもよい。た
とえば、鼻１０９をいじるとロボット１００は眼画像１７１を動かし、鼻１０９をいじり続けるとロボット１００は頭部をゆっくりと動かす。鼻１０９を更にいじりつづけると、ロボット１００は手をうごかし、鼻１０９を更にいじりつづけるとロボット１００はユーザから離れる方向に移動するとしてもよい。変形継続時間は、アナログスティック１８０の傾斜が継続している時間として定義されてもよいし、鼻センサのタッチの継続時間として定義されてもよい。

【0104】

他例として、ユーザが左右交互傾斜を１０秒続けた時点で、ロボット１００は頭部を上下に動かし、「眠たくなってきてうとうとし始める」状態を表現する。

【0105】

続けて、ユーザが左右交互傾斜を２０秒以上続けたとする。この場合には、ロボット１００は、更に、手１０６をボディ１０４に寄せ、前輪１０２および後輪１０３をボディ１０４に収納してもよい。このようにユーザが左右交互傾斜を続けると、ロボット１００はまず、眼を動かし、続いて、頭を動かすことで「うとうと」し、さらに両手両足を体に寄せて「眠っている」状態になる。

【0106】

ユーザが左右交互傾斜をするとき、アナログスティック１８０を速く動かすか、ゆっくり動かすかに応じてロボット１００はモーションを変化させてもよい。操作履歴管理部１８４は、アナログスティック１８０の変形量および変形方向を操作履歴として記録する。操作履歴管理部１８４は、操作履歴から変形速度（単位時間あたりの変化量）を計算する。

【0107】

変形継続時間が１０秒以上となったときであって、その１０秒間の変形速度が所定値以下の場合には、動作制御部１５０は頭部を上下に動かすモーションを選択する。一方、変形速度が所定値を超える場合には、動作制御部１５０は頭部を左右に動かすモーションを選択する。このような制御により、ロボット１００は頭部を横に振って「いやいや」を表現する。

【0108】

第１実施形態のロボット１００は、ユーザによる鼻１０９のいじり方によってモーションを変化させる。ここでいういじり方とは、単にアナログスティック１８０の変形方向のみを意味するのではない。たとえば、アナログスティック１８０を小さく動かすか大きく動かすか、すなわち単調か否かや、速く動かすかゆっくり動かすか、すなわち、乱暴にさわるか撫でるようにさわるかといった細かな動かし方をも含む。ユーザのいじり方の細かな違いに応じてロボット１００がモーションを変化させれば、ユーザはロボット１００に対して飽きずに接することができる。

【0109】

ロボット１００のユーザに対する親密度や、その時々における感情パラメータの状態等、ロボット１００の内部パラメータに応じて、「眠たい」状態に至るまでの時間が変化するとしてもよい。

【0110】

ロボット１００が目を閉じており、移動やモーションを実行しない状態が所定時間以上にわたり継続されているとき（ロボット１００が寝ている状態のとき）に、ユーザが鼻１０９をいじったとする。この状態のときにアナログスティック１８０の動きを検出すると、ロボット１００は目を閉じた眼画像１７１から開いた眼画像１７１へ変化させ、移動やモーションを実行するとしてもよい。このように、所定の眼画像１７１であって、かつ、モーションを実行していないときに、ユーザの接触を検出すると、ロボット１００は眼画像１７１を変化させモーションを実行するとしてもよい。

【0111】

親密度に応じてロボット１００のモーションを変化させてもよい。例えば、親密度が所定値以上のユーザが鼻１０９をいじると、ロボット１００は頭部をユーザに近づける。一
方、親密度が所定値未満のユーザが同じように鼻１０９をいじると、ロボット１００は頭部をユーザからそむける。このように、動作制御部１５０は、アナログスティック１８０の変形態様およびアナログスティック１８０を操作するユーザの親密度に応じて、複数のモーションからいずれかのモーションを選択してもよい。具体的には、親密度がＴ１以上のユーザのよる所定の操作入力がなされたときには動作制御部１５０はモーションＭ１～Ｍ３のいずれかをランダムに選択し、親密度がＴ１未満のユーザによる同じ操作入力がなされたときには動作制御部１５０はモーションＭ４～Ｍ６のいずれかをランダムに選択するとしてもよい。

【0112】

何かに愛着を持たせるためには、人間がそのものに対して関わる時間をできるだけ長くする必要がある。第１実施形態のロボット１００はユーザとの親密度によっても挙動が変化する。ユーザが同じようないじり方をしても親密度によってロボット１００のモーションが変化するから、ユーザはロボット１００に飽きずに接し続けることができる。接し続けることで、ユーザにロボット１００に対する愛着を抱かせることができる。また、やさしく接し続けることでロボット１００のユーザに対する親密度も高まる。親密度が変化することでロボット１００の反応も変化する。鼻１０９に対する操作、親密度（ロボット１００のユーザに対する気持ち）、感情パラメータ（ロボット１００の気分）が複雑に影響し合うことでロボット１００は状況に応じた多様な行動表現を実現できる。

【0113】

ロボット１００は、ユーザが鼻１０９をいじると、最初は眼を動かし、次いで頭部を動かし、さらにボディ１０４を動かしはじめる。また、ロボット１００において、「鼻１０９のアナログスティック１８０を動かすと眼が動く」機能（以下、この機能を「瞳連動機能」とよぶことがある）が有効になるのは、ユーザがロボット１００を、顔をユーザ側に向けて横抱きしていることを条件としてもよい。

【0114】

ロボット１００が横抱きされていないときに、ユーザがアナログスティック１８０を動かしても、ロボット１００の眼は瞬きをするだけであってもよい。ユーザがロボット１００を横抱きしていることは、ロボット１００の表面の接触を検知するタッチセンサ（図示せず）とロボット１００の傾きを検知する加速度センサ（図示せず）によって検知される。認識部１５６はタッチセンサおよび加速度センサを介してユーザのロボット１００への接触を検知する。姿勢判断部（図示せず）は認識部１５６が検知した検知結果から、ユーザがロボット１００へどのような姿勢で接触しているかについて特定する。ユーザがロボット１００を横抱きにしていると特定した場合に、姿勢判断部は操作履歴管理部１８４へ瞳連動機能を有効にするように指示をする。姿勢判断部からの指示を受けた操作履歴管理部１８４は、瞳連動機能を有効とし、上述のとおりアナログスティック１８０の動き方に応じた眼の動きを発動させる。このように、ロボット１００の抱っこなどの姿勢に応じて、鼻１０９の操作に対するロボット１００の行動特性を変化させてもよい。

【0115】

ユーザとロボット１００が所定の位置関係にあること、ユーザの姿勢が所定の姿勢であることなどをタッチセンサ、加速度センサまたは撮像画像に基づいて検出したことを条件として、姿勢判断部が瞳連動機能を有効にしてもよい。例えば、瞳連動機能が有効となるのは、ユーザがロボット１００の顔を自身に向かせて横抱きにしているときである。ユーザがロボット１００に意識を集中させていないときにロボット１００が反応してもユーザがその反応を見逃す可能性が高い。ロボット１００がこの姿勢になったときにアナログスティック１８０と眼の動きを連動させるとすることで、ユーザの意識をロボット１００に集中させてロボット１００の細かな変化に気づかせることができる。なお、ユーザがロボット１００を横抱きにすることを検出したことに代えて、例えばユーザの膝の上で向かい合わせに座る等ユーザの意識をロボット１００に集中させてロボット１００の細かな変化に気づかせられる姿勢となっていることを検出したことを、瞳連動機能を有効にするための条件としてもよい。また、タッチセンサや加速度センサに限らず、ロボット１００の顔
認証技術を用いてユーザとロボット１００とが向かい合っているかを検知することを、瞳連動機能を有効にするための条件としてもよい。ロボット１００が車輪をボディ１０４に完全に収納した状態を「抱っこモード」と定義し、「抱っこモード」の状態で、かつ、顔認証技術等によってユーザとロボット１００が向かい合っていると特定したときに、瞳連動機能が有効になるとしてもよい。

【0116】

［第２実施形態］
第２実施形態のロボット１００は、鼻１０９が動かされたときの鼻１０９の軌跡（経路パターン）に応じて眼の動き（眼動作）を変化させる。なお、第２実施形態のロボット１００は第１実施形態のロボット１００と同じ概観を有する。

【0117】

図１２は、第２実施形態におけるロボットシステム３００の機能ブロック図である。
第２実施形態におけるロボット１００のデータ格納部１４８は、更に、眼動作格納部１７４を含む。眼動作格納部１７４は、アナログスティック１８０の動き方（変形パターン）とロボットの目の動き（眼動作）とを対応づけて格納する。第２実施形態におけるロボット１００のモーション格納部１６０には、アナログスティック１８０の変形状態（アナログスティック１８０が初期位置から動かされている状態）の継続時間（変形継続時間）に応じたモーションも格納されている。

【0118】

第２実施形態におけるロボット１００の操作履歴管理部１８４は、操作検知部１８２の検知結果を時系列に沿って操作履歴として記憶する。操作履歴管理部１８４は、記憶している操作履歴と眼動作格納部１７４に格納される変形パターン（詳細後述）の実行条件とを照合し、操作履歴がいずれかの実行条件と一致したとき、その変形パターンに対応づけられる眼動作を実行するよう眼生成部１７２へ指示する。眼生成部１７２は、操作履歴管理部１８４からの指示を受け、眼動作を実行する。「眼動作」とは、第１実施形態と同様、眼球モデル２５０の回転による眼画像１７１の変化を意味する。

【0119】

第２実施形態におけるロボット１００も、鼻１０９に備えられるアナログスティック１８０の操作履歴に応じて、眼画像１７１を変化させる。また、変形継続時間に応じて、モーションを選択し、ロボット１００の駆動機構１２０を制御する。

【0120】

図１３は、操作履歴に基づくロボット１００の眼動作とモーションについて示すフローチャートである。
上述のとおり、操作履歴管理部１８４は操作検知部１８２の検知結果を時系列に沿って操作履歴として記憶していく（Ｓ１０）。操作履歴管理部１８４は記憶している操作履歴が眼動作格納部１７４に格納される変形パターンのいずれかに一致するか否かを判定する（Ｓ１２）。一致する変形パターンが存在する場合には（Ｓ１２のＹ）、操作履歴管理部１８４は操作履歴に基づき変形状態がどのくらい続いているのか逐次判定する（Ｓ１４）。一致する変形パターンが存在しない場合には（Ｓ１２のＮ）、以降の処理をスキップする。変形継続時間が５秒未満の場合には（Ｓ１４のＮ）、操作履歴管理部１８４は眼生成部１７２へ変形パターンに対応する眼動作の実行を指示する（Ｓ１６）。一方、変形継続時間が５秒以上になる場合には（Ｓ１４のＹ）、操作履歴管理部１８４は眼生成部１７２へ閉眼動作の実行を指示し（Ｓ１８）、動作制御部１５０へモーション格納部１６０よりモーションを照会して駆動機構１２０に実行させる指示を出す（Ｓ２０）。

【0121】

具体的には、ロボット１００の操作履歴管理部１８４は、変形パターンにあらかじめ対応づけられる眼動作を選択し、眼生成部１７２に実行を指示する。たとえば、アナログスティック１８０を時計回りに１周させるというあらかじめ定められた実行条件によって定義される変形パターンに、眼をぐるぐる回すという眼動作が対応づけられているとする。この場合において、ユーザがアナログスティック１８０を時計回りに１周させたとき、ロ
ボット１００はぐるぐる眼を回す。動作制御部１５０はまた、変形継続時間にあらかじめ対応づけられる１以上のモーションからいずれかのモーションを選択する。変形継続時間が５秒以上という条件が成立したとき、この変形継続時間にロボット１００の頭部を左右に動かすというモーションが対応づけられているとする。この場合、ユーザがアナログスティック１８０をたとえば６秒動かし続けたとき、ロボット１００は頭部を左右に振る。

【0122】

図１４（ａ）は、眼動作テーブル４２０のデータ構造図である。図１４（ｂ）は、アナログスティック１８０の変形パターン選択テーブル４４０のデータ構造図である。
眼動作テーブル４２０は、アナログスティック１８０の変形パターンと眼動作の対応関係を定義する。変形パターン選択テーブル４４０は、各変形パターンがどのようなパラメータで定義されるかを示す。眼動作テーブル４２０および変形パターン選択テーブル４４０は、眼動作格納部１７４に格納される。

【0123】

操作履歴はアナログスティック１８０の変形方向と変形量と対応する時刻が時系列に沿って記録されたものである。操作履歴を参照することで、アナログスティック１８０が辿った経路（軌跡）を特定できる。たとえば、時計回りに１周するときの軌跡となる経路Ｒ１を辿り、かつ、経路Ｒ１を辿る動きが１秒以内となるアナログスティック１８０の動作は、変形パターンＡ１と定義される。第２実施形態においては、本実施形態の「変形態様」に経路を含む。同様に、初期位置から左右左の順にアナログスティック１８０を動かし、初期位置へ戻すときの軌跡となる経路Ｒ２を辿り、かつ、経路Ｒ２を辿る動きが２秒以内となるアナログスティック１８０の動作は、変形パターンＡ２と定義される。初期位置から押し込むときの軌跡となる経路Ｒ３を辿り、経路Ｒ３を辿る動きが０．５秒以内に行われるアナログスティック１８０の動作は、変形パターンＡ３と定義される。

【0124】

それぞれの変形パターンは眼動作と対応づけられる。例えば、変形パターンＡ１の場合には、眼生成部１７２は眼をぐるぐる回す動作（眼動作Ｍ１）を実行する。変形パターンＡ２の場合には、眼生成部１７２は瞬きをする動作（眼動作Ｍ２）を実行する。変形パターンＡ３の場合には、眼生成部１７２は両眼を寄せる動作（眼動作Ｍ３）を実行する。

【0125】

ユーザがアナログスティック１８０を動かすと、内部センサ１２８を介して操作検知部１８２がアナログスティック１８０の動きを検知する。動き方は操作検知部１８２から操作履歴管理部１８４へと伝わり、操作履歴管理部１８４は変形継続時間が５秒未満だった場合にその動き方と眼動作格納部１７４に格納されている変形パターンの実行条件とを比較する（変形継続時間が５秒以上である場合については後述）。５秒以内の操作であって、アナログスティック１８０の動き方がいずれかの変形パターンの実行条件と一致した場合には、操作履歴管理部１８４はその変形パターンに対応づけられる眼動作を特定する。操作履歴管理部１８４は特定した眼動作の実行を眼生成部１７２へ指示する。眼生成部１７２は特定された眼動作を実行する。

【0126】

具体的には、たとえば、経路Ｒ１を辿るようにユーザがアナログスティック１８０を動かし、その動きを０．５秒で完了させたとする。この動き方は変形パターンＡ１の実行条件と一致するから、操作履歴管理部１８４は変形パターンＡ１に対応づけられる眼動作Ｍ１を特定し、眼生成部１７２は眼動作Ｍ１、すなわち眼をぐるぐる回す動作を行う。

【0127】

第２実施形態におけるロボット１００は、眼動作だけでなく、アナログスティック１８０の変形継続時間に応じてロボット１００の挙動が変化する。

【0128】

図１５はモーション選択テーブル４６０のデータ構造図である。
モーション選択テーブル４６０は、変形継続時間とモーションの対応関係を定義する。モーション選択テーブル４６０は、モーション格納部１６０に格納される。

【0129】

上述のとおり、変形継続時間が５秒以上となった場合には、操作履歴管理部１８４は眼を閉じる動作（閉眼動作）の実行を指示する。眼生成部１７２は操作履歴管理部１８４からの指示に基づき、閉眼動作を実行する。
動作制御部１５０は、モーション格納部１６０から変形継続時間が５秒以上の場合に対応するモーションであるモーションＣ１を特定する。モーションＣ１は、ロボット１００の頭部を左右に動かす動きである。ロボット１００は、眼を閉じて頭部を左右に振って「顔をそむける」挙動を示す。

【0130】

変形継続時間が１５秒以上となった場合には、動作制御部１５０はモーションＣ２を選択する。モーションＣ２はロボット１００の手を上げ下げする動きである。動作制御部１５０はモーションＣ１とモーションＣ２を発動させる。すると、ロボット１００はモーションＣ１とモーションＣ２の動きをし、眼をつむり、頭を振りながら手をばたばたさせる「いやいや」の動きを表現する。

【0131】

動作制御部１５０は、変形継続時間が短いうちは鼻１０９から所定範囲内であるロボット１００の頭部までの部位を駆動対象とするモーションを選択する。変形継続時間が長くなると、ロボット１００の頭部より外を駆動するモーションも選択対象となる。

【0132】

第２実施形態におけるロボット１００は、鼻１０９に設けられたアナログスティック１８０の動きに応じて眼を動かす。アナログスティック１８０が動かされ続けると、ロボット１００は頭を動かし始める。頭が動き始めてもなお、アナログスティック１８０が動かされ続けると、ロボット１００は体を動かし始める。このように、ユーザが鼻１０９をいじりつづけることでロボット１００は眼を動かし、次いで頭や体を動かし始めるから、ユーザは、ロボット１００が触られることに飽きてくる、くすぐったく感じ始める等生物のようなふるまいをしていると感じ、ロボット１００に対して生物と接している感覚を味わえる。

【0133】

第２実施形態においては、アナログスティック１８０は鼻１０９に設置される。コミュニケーションに際しては、人間は相手の顔を見ることが多い。ロボットと触れ合う際においても同様であり、ユーザはロボット１００の顔領域１０７を見ながらロボット１００に触ると考えられる。このとき、ユーザの目に触れる箇所、たとえば、顔や鼻などにユーザが無意識にいじりたくなるものがあれば、ユーザは思わず触ってしまう可能性が高い。第２実施形態のロボット１００においては鼻１０９がそれにあたる。無意識にいじりたくなる鼻１０９のアナログスティック１８０を動かすとロボット１００がその動きに応じた挙動を示すから、ユーザはロボット１００に対して生きているかのような印象を受けてより愛着を抱くようになる。

【0134】

図１６は、定常時のロボット１００の正面図である。図１６は、ユーザがロボット１００に触れていない定常時に、ロボット１００が立っているときの様子を示す図である。
図１７は、モーションＣ１発動時のロボット１００の正面図である。図１７は、ユーザがロボット１００のアナログスティック１８０を続けて触ったため、ロボット１００がモーションＣ１を発動したときの様子を示す図である。
ユーザがアナログスティック１８０を動かしていない定常時において、ロボット１００の目１１０は開眼し、正面をじっと見つめる。ユーザがアナログスティック１８０を動かしつづけ、変形継続時間が５秒を超えると、ロボット１００は目１１０をつむり、頭を背ける。

【0135】

以上、実施形態に基づいてロボット１００を説明した。
本実施形態のロボット１００は、アナログスティック１８０が鼻１０９に設けられる。
無意識にいじりやすい鼻１０９のユーザによる接触に応じてロボット１００が反応するため、ユーザはロボット１００が自分と意思疎通するかのように感じ、ロボット１００への愛着を持ちやすくなる。

【0136】

本実施形態のロボット１００は、アナログスティック１８０の動きに応じて眼を変化させる。また、アナログスティック１８０がいじられる時間が長いと、ロボット１００は頭や体を動かし始める。ユーザがアナログスティック１８０を少しだけいじると、ロボット１００は眼を動かしてユーザに興味を示すそぶりをする。いじり続けると、ロボット１００は頭を動かしてユーザの手を避けるそぶりをし、「やめて」という気持ちを表現する。あまりにかまいすぎるとロボット１００が手をばたばたさせ始めて「いやいや」を表現し始める。本実施形態のロボット１００はアナログスティック１８０の動きだけでなくその継続時間によっても表情や行動を変化させていく。ユーザはロボット１００が「飽きた」「くすぐったい」「うっとうしい」「もっとやって」といった感情（きまぐれさ）を有しているように感じ、また、ロボット１００に生物的な挙動を感じることができる。

【0137】

本実施形態のロボット１００は、鼻１０９に設けられたアナログスティック１８０をユーザがいじると、眼が変化する。また、アナログスティック１８０をいじる時間が長いと、ロボット１００は頭を動かし始め、さらにいじりつづけると体を動かし始める。鼻１０９をいじるとまずは鼻１０９の近傍にある顔領域１０７に位置する部位においてロボット１００の挙動が示されるから、ユーザはロボット１００の反応を見逃すことがない。いじり続けると顔領域１０７内だけでなく所定範囲内であるロボット１００の頭部内が動きはじめ、更にいじり続けるとロボット１００の頭部より外側（所定範囲外）においても挙動が示される。ユーザは、鼻１０９のいじられ方やいじられる時間によって変化していくロボット１００の表情や行動を見て楽しめる。

【0138】

本実施形態のロボット１００は、鼻１０９に設けられたアナログスティック１８０の動きに応じて眼を変化させる。変形例としては、撮像デバイスによってユーザを撮像し、モーションセンサによって撮像画像からユーザの動きを検出したのちに、そのユーザの動きに応じて眼を変化させるとしてもよい。ただし、モーションセンサ等の画像処理を伴ってユーザの動きを検出する場合に比べ、アナログスティック１８０の動きを検出する場合には、ロボット１００へのユーザの接触からロボット１００の挙動までの時間を短くできる。また、ロボット１００へのユーザの接触を確実に検出できる。

【0139】

本実施形態においては、ロボット１００本体にアナログスティック１８０（操作デバイス）が直接設けられる。変形例においては、リモートコントローラ等の操作デバイスをロボット１００本体とは別に備えてもよい。ただし、ロボット１００本体に操作デバイスが直接設けられる場合には、ユーザはロボット１００に直接触れることとなる。よって、操作デバイスがロボット１００本体とは別に備える場合とくらべ、ユーザが直感的に操作や制御をしやすい。

【0140】

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。
以下、他の実施形態について説明する。

【0141】

実施形態においては、アナログスティック１８０の動き（変形）を操作検知部１８２が検知し、検知結果に応じてロボット１００の挙動を決定した。操作検知部１８２によって検知されるものはこれに限らず、ロボット１００本体の変形またはロボット１００本体に設けられるデバイスの動きであればよい。検知される変形や動きは、たとえば、ロボット
１００の首をゆする動き、手を握る動き、体をゆらす動き、ユーザがつねることによる頬の変形など物理的な動作であればよい。また、これらの動作を検知する手段は、たとえばジョイスティック、トラックボール等による物理的な動作を検知する手段であればよい。可撓性を有する外皮の内側にアナログスティック１８０等を配置してロボット１００の表面にこれらの検知手段が露出しない態様としてもよい。

【0142】

実施形態においては、操作検知部１８２によって接触が検知される箇所が鼻１０９であるとした。接触が検知される箇所は鼻１０９に限られない。例えば、動物でいうところの肉球等丸みを帯びた箇所や、しっぽのように突出している箇所、頬のように変形が想定される箇所等接触を検知できる箇所であればどこでもよい。好ましくは、ユーザが無意識にいじりたく箇所である。

【0143】

実施形態においては、鼻１０９をいじられると眼が動くとした。ロボット１００の動作箇所は眼に限らず、例えば首、しっぽ、手等の可動な箇所であればどこでもよい。また、操作検知部１８２によって接触を検知される箇所と動作箇所は近くても遠くてもよく、たとえばしっぽをいじると鼻が動くとしてもよい。

【0144】

実施形態においては、ロボット１００の頭部を所定範囲とし、鼻１０９がいじられる時間が５秒以上１５秒未満であればロボット１００の頭部のみを、１５秒以上であればロボット１００の頭部だけでなく、所定範囲外の部位である手１０６も駆動した。ロボット１００本体の変形またはロボット１００本体に設けられるデバイスの動きに応じて駆動する箇所を定める「所定範囲」は、ロボット１００の頭部に限られない。例えば、ロボット１００の顔領域１０７でもよいし、ロボット１００の足以外の部分としてもよい。ロボット１００の駆動機構によって動かせる箇所のうち適宜範囲を設定すればよい。

【0145】

また、各モーションを発動させる変形継続時間の条件は５秒以上や１５秒以上に限らず、例えば１秒以下や１分以上など、様々な時間に設定可能である。

【0146】

実施形態においては、鼻１０９を継続的にいじられている時間（変形継続時間）に応じてモーションを変化させた。変形継続時間に限らず、例えば経路や変形速度などのロボット１００本体の変形態様やロボット１００に備えられたデバイスの動きなどをモーションを選択するための条件として採用してよい。

【0147】

変形量の累積値、変形継続時間の累積値、またはロボット１００にかかる圧力に応じてロボット１００の眼を変化させたり動きを変化させるとしてもよい。たとえば鼻１０９を弱い力でいじる場合には、眼の動き、頭の動き、体全体の動きへの遷移の仕方が緩やかなため、長時間眼の変化だけとしてもよい。強い力でいじる場合には短時間で体全体の動きへと遷移するとしてもよい。これにより、いじり方に応じたロボット１００の挙動がよりバリエーション豊かとなる。
単に撫でる、叩くという触り方とは異なり、本発明のロボット１００は「変形」を伴う触り方に応答する。いいかえれば、電気的な接触検出に限らず、物理的な「変形」として接触を検出している。ユーザによっていじる強さや変形量、接触面積等「いじり方」は様々である。ユーザによって異なる「いじり方」に応じてロボット１００が表現豊かに反応すれば、ユーザはロボット１００に対して愛着を抱くようになる。

【0148】

実施形態においては、アナログスティック１８０の動きに応じてロボット１００の挙動が決定された。ロボット１００の挙動を決定する契機はこれによらず、例えばユーザが無意識にいじりたくなると想定される箇所にセンサを設ける等でもよい。また、ロボット１００本体に複数のセンサを設けてもよい。複数のセンサを設ける場合には、そのうちの１つをアナログスティック１８０の動きを検出するセンサとしてもよい。また、全て同程度
の検出精度のセンサとしてもよいし、異なる検出精度のセンサとしてもよい。異なる検出精度のセンサを複数設ける場合には、ユーザのいじりたくなると想定される箇所により高い検出精度のセンサを設けてもよい。この場合の検出精度はユーザがロボット１００本体に対する接触地点を変化させるときの変化量に対する検出感度とする。以下、ロボット１００本体に設けられたいずれかのセンサによってユーザの接触が検出されることを「ユーザがロボット１００に触れる」または「ユーザがロボット１００に接触する」ということがある。

【0149】

鼻１０９以外に設けられるセンサの例として、ロボット１００の表面のうち目１１０を挟む２つの位置に対するユーザの接触を検出するセンサが挙げられる。このセンサによってユーザの接触が検出された場合に、眼生成部１７２は瞼画像１９０を下げる（閉眼する）。これにより、目１１０が覆われたので目をつぶるというロボット１００の行動を表現できる。

【0150】

ロボット１００本体に複数のセンサを設ける場合には、いずれかのセンサにおいてユーザの接触を検出すると、眼生成部１７２はロボット１００の仮想視線をその接触箇所へ向けたような眼画像１７１を生成するとしてもよい。以下、所定箇所に仮想視線を向けた眼画像１７１を眼生成部１７２が所定時間にわたってモニター１７０に表示することを、「ロボット１００が所定箇所を注視する」ということがある。例えば、ユーザがロボット１００の手に触れると、ロボット１００は手を注視する。あるいは、ユーザがロボット１００のお腹に触れると、ロボット１００はお腹を注視する。また、ユーザの接触が所定時間を超える場合には、ロボット１００はその接触箇所を含む部分を動かすとしてもよい。例えば、ユーザがロボット１００の手に触れている時間が５秒を超える場合には、ロボット１００はユーザの手からロボット１００の手を離そうとするモーションを行う。また、ユーザがロボット１００のお腹に触れている時間が１０秒を超える場合には、ロボット１００はお腹を左右に振るモーションを行う。このように、ロボット１００の複数の箇所に設けられる複数のセンサのいずれかにおいてユーザの接触を検出したとき、眼生成部１７２は接触箇所を注視している眼画像１７１を生成する。また、いずれかのセンサにおけるユーザの接触の検出時間が所定時間を超えるとき、動作制御部１５０は接触箇所を含む部分を動かすモーションを実行する。これにより、ユーザは、触られた部分をじっと見た後身をよじるという生物的な挙動をロボット１００が示していると感じることができる。

【0151】

ロボット１００本体の全域にわたって高精度なセンサを取り付けると、消費電力が大きくなってしまう。一部のセンサのみ高精度とすることにより、消費電力を抑えられる。また、ユーザのいじりたくなると想定される箇所のセンサのみ高精度にしてユーザの小さな動きをも検出し、その動きに対応するロボット１００の挙動を示すとする。こうすることで、「体の他の部分に触れても反応が薄いが、ある点での接触については敏感に感じ取る」という生き物の特性を表現できる。また、ユーザが少し触れただけでもその接触を検出してロボット１００が反応を返すから、ユーザは、ロボット１００が自分の少しの動きにも反応してくれると感じ、ロボット１００とコミュニケーションがとれている感覚を味わえる。なお、検出精度はユーザがロボット１００本体に対する接触地点を変化させるときの変化量に対する検出感度に限らず、例えば接触の強さ、接触範囲等を検出する能力であってもよい。また、高精度なセンサとして物理的に動くセンサ、低精度なセンサとして静電容量式のタッチセンサを採用したり、センサの種類は同じであるが検出精度を異ならせたりしてもよい。センサは様々な種類のものを採用でき、上述したセンサ以外にもたとえば、センサがユーザの接触を検知すると力覚フィードバックを行うものであってもよい。

【0152】

実施形態においては、ロボット１００の眼動作として、眼をぐるぐる回す動作である眼動作Ｍ１、瞬きをする動作である眼動作Ｍ２、両眼を寄せる動作である眼動作Ｍ３を示した。ロボット１００が示す眼動作はこれらに限らない。たとえば、視線をそらす動作、目
を見開く動作、目を細める動作等、ロボット１００が実現可能な動作であればよい。

【0153】

実施形態においては、ロボット１００のモーションとして、頭部を左右に動かすモーションであるモーションＣ１と手を上下に動かすモーションであるモーションＣ２を示した。ロボット１００が示すモーションはこれらに限らない。たとえば、頭部を縦に動かして「うなずく」、頭部を傾けて「首をかしげる」、手を体の後ろにひっこめる、体を前に傾けて「おじぎをする」、足を動かして「後ずさる」、動きをとめて「無視する」等、ロボット１００が実現可能な動きであればよい。

【0154】

実施形態においては、鼻１０９が目１１０や顔領域１０７より小さいとした。鼻１０９の大きさはこれに限らず、目１１０と同程度かより大きいとしてもよい。また、目１１０や顔領域１０７等各部の大小関係についても実施形態に拘束されることはなく、適宜設計変更可能である。

【0155】

本発明は、ロボット１００の鼻１０９をユーザがいじると、そのいじり方に応じてロボット１００が反応を返す。ユーザが無意識にいじる可能性の高い箇所の変化を検知できるセンサを設ける。その箇所をユーザがいじったときにそのいじり方によってロボット１００の目が動き、表情が変化し、体が動き出せば、ユーザはロボット１００に対する愛着を抱くようになる。いじり方によってロボット１００の反応が変化すると、ユーザがロボット１００に触れる時間は長くなる。ユーザのロボット１００への接触時間を長くできれば、ロボット１００に対するユーザの愛着をいっそう深いものにできる。なお、鼻をいじられると、それに連動して眼を動かす動物は存在しない。人間であってもそうした行為はしない。仮にしたとしても、他人に鼻をいじられて、そのいじる方向に連動して眼を動かすことは難しい。ロボット１００だからこそ可能な、ひとつの表現と言える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-16

【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】

ロボットのモーションを選択する動作制御部と、
前記選択されたモーションを実行する駆動機構と、
ロボット本体に設けられるデバイスの動きを検知する操作検知部と、を備え、
前記動作制御部は、前記デバイスの動きが検知されたとき、前記デバイスから所定範囲内
を駆動対象とするモーションのうち、前記デバイスの動きに応じたモーションを選択する
ことを特徴とするロボット。

【請求項2】

前記動作制御部は、前記デバイスの動きが検知されたとき前記所定範囲内を駆動対象と
して前記ロボットの一部を駆動し、前記一部の駆動開始後において前記デバイスの動きが
所定の条件を満たしたときには、さらに、前記所定範囲の外も駆動対象とすることを特徴
とする請求項1に記載のロボット。

【請求項3】

ロボットの体表面に設置され、ユーザの接触を検出する第1のセンサと、
前記ロボットの顔領域に設けられ、ユーザの接触を前記第1のセンサより高精度に検出す
る第2のセンサと、
眼画像を生成し、前記顔領域に前記眼画像を表示させる眼生成部と、を備え、
前記眼生成部は、前記第2のセンサにおける検出値の変化量に対応する態様で前記眼画像
を変化させることを特徴とするロボット。

【請求項4】

前記第2のセンサは、前記第1のセンサより狭い領域に設けられ、
ユーザの接触にともない生じる前記ロボットの体表面の変形量を検出することを特徴とす
る請求項3に記載のロボット。

【請求項5】

鼻を模した凸部と、
瞳を動かすことで視線を表現する眼生成部と、を備え、
前記眼生成部は、前記凸部の変形状態に連動して、前記瞳を変化させることを特徴とする
ロボット。