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(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】P2024082536
(43)【公開日】2024-06-20
(54)【発明の名称】動作制御装置、動作制御方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
A63H 11/00 20060101AFI20240613BHJP
【ＦＩ】
A63H11/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022196457
(22)【出願日】2022-12-08
(71)【出願人】
【識別番号】000001443
【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(72)【発明者】
【氏名】黛 幸輝
(72)【発明者】
【氏名】市川 英里奈
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 浩一
(72)【発明者】
【氏名】浦野 美由紀
【テーマコード（参考）】
2C150
【Ｆターム（参考）】
2C150AA05
2C150CA02
2C150DA23
2C150DF04
2C150DF33
2C150ED42
(57)【要約】
【課題】疑似的な感情に基づいた動作制御の内容の設定を容易にする。
【解決手段】動作制御装置１００は、被制御装置の動作を制御する動作制御装置１００であって、疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて被制御装置の動作を制御する、制御部１１０を備える、ことを特徴とする。
【選択図】図４
【解決手段】動作制御装置１００は、被制御装置の動作を制御する動作制御装置１００であって、疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて被制御装置の動作を制御する、制御部１１０を備える、ことを特徴とする。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被制御装置の動作を制御する制御部を備えた動作制御装置であって、
前記制御部は、
疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて前記被制御装置の動作を制御する、
ことを特徴とする動作制御装置。
前記制御部は、
疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて前記被制御装置の動作を制御する、
ことを特徴とする動作制御装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を合成して動作制御データを生成し、
前記動作制御データを用いて前記被制御装置の動作を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の動作制御装置。
前記予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を合成して動作制御データを生成し、
前記動作制御データを用いて前記被制御装置の動作を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の動作制御装置。
【請求項3】
前記制御部は、
前記ランダム制御データを生成するための設定パラメータを前記疑似的な感情に基づいて設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の動作制御装置。
前記ランダム制御データを生成するための設定パラメータを前記疑似的な感情に基づいて設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の動作制御装置。
【請求項4】
前記制御部は、
前記疑似的な感情と前記設定パラメータとを対応付ける３Ｄマップを予め記憶部に記憶しており、
前記３Ｄマップにより前記設定パラメータを取得して設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の動作制御装置。
前記疑似的な感情と前記設定パラメータとを対応付ける３Ｄマップを予め記憶部に記憶しており、
前記３Ｄマップにより前記設定パラメータを取得して設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の動作制御装置。
【請求項5】
前記制御部は、
前記設定済み制御データの合成の割合と前記ランダム制御データの合成の割合の少なくとも一つを前記被制御装置の疑似的な成長日数に応じて変化させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の動作制御装置。
前記設定済み制御データの合成の割合と前記ランダム制御データの合成の割合の少なくとも一つを前記被制御装置の疑似的な成長日数に応じて変化させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の動作制御装置。
【請求項6】
前記制御部は、更に
前記被制御装置に作用する外部刺激を取得し、
前記取得された外部刺激に応じて前記疑似的な感情を変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の動作制御装置。
前記被制御装置に作用する外部刺激を取得し、
前記取得された外部刺激に応じて前記疑似的な感情を変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の動作制御装置。
【請求項7】
前記設定済み制御データは前記被制御装置が定期的に実行する動作を制御する制御データを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の動作制御装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の動作制御装置。
【請求項8】
前記制御部は、
パーリンノイズを用いて前記ランダム制御データを生成する、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の動作制御装置。
パーリンノイズを用いて前記ランダム制御データを生成する、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の動作制御装置。
【請求項9】
被制御装置の動作を制御する動作制御装置の制御部が、
疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて前記被制御装置の動作を制御する、
ことを特徴とする動作制御方法。
疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて前記被制御装置の動作を制御する、
ことを特徴とする動作制御方法。
【請求項10】
被制御装置の動作を制御する動作制御装置のコンピュータに、
疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて前記被制御装置の動作を制御する、
処理を実行させることを特徴とするプログラム。
疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて前記被制御装置の動作を制御する、
処理を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、動作制御装置、動作制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のロボットとして、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この従来のロボットは、犬型のロボットであって、胴体部、頭部、及び脚部等を備えており、胴体部に対して頭部や脚部を駆動することによって、種々の生物的な動作を実行可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２－２３９９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の特許文献１に開示されたロボットは、脚部等の動作制御の内容をユーザから教示されることにより学習することができる。しかしながらロボットに疑似的な感情を持たせている場合、そのような疑似的な感情を表現する動作制御の内容を設定させることは困難である。
【0005】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、疑似的な感情に基づいた動作制御の内容の設定を容易にすることができるようにする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するため、本発明に係る動作制御装置の一様態は、
被制御装置の動作を制御する制御部を備えた動作制御装置であって、
前記制御部は、
疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて前記被制御装置の動作を制御する
ことを特徴とする。
被制御装置の動作を制御する制御部を備えた動作制御装置であって、
前記制御部は、
疑似的な感情に対応させて予め設定された設定済み制御データと、前記疑似的な感情に応じてランダムに生成したランダム制御データと、を用いて前記被制御装置の動作を制御する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、疑似的な感情に基づいた動作制御の内容の設定を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態１に係るロボットの外観を示す図である。
【図2】実施形態１に係るロボットの側面から見た断面図である。
【図3】実施形態１に係るロボットの筐体を説明するための図である。
【図4】実施形態１に係るロボットの機能構成を示すブロック図である。
【図5】実施形態１に係る感情マップの一例を説明するための図である。
【図6】実施形態１に係る制御内容テーブルの一例を説明するための図である。
【図7】実施形態１に係る動作制御処理のフローチャートである。
【図8】実施形態１に係る自発動作処理のフローチャートである。
【図9】実施形態１に係る上下激しさパラメータを設定するための３Ｄマップの一例を示す図である。
【図10】実施形態１に係る左右激しさパラメータを設定するための３Ｄマップの一例を示す図である。
【図11】実施形態１に係る上下振幅パラメータを設定するための３Ｄマップの一例を示す図である。
【図12】実施形態１に係る左右振幅パラメータを設定するための３Ｄマップの一例を示す図である。
【図13】実施形態１に係るオフセットパラメータを設定するための３Ｄマップの一例を示す図である。
【図14】実施形態１に係る特定動作パラメータが設定される領域を説明するための図である。
【図15】実施形態１に係るピクピク動作合成処理のフローチャートである。
【図16】実施形態１に係るピクピク動作合成処理で生成された動作制御データの波形の一例を示す図である。
【図17】実施形態１に係る毛繕い動作合成処理のフローチャートである。
【図18】実施形態１に係る毛繕い動作合成処理で生成された動作制御データの波形の一例を示す図である。
【図19】実施形態１に係る喜びジャンプ動作合成処理のフローチャートである。
【図20】実施形態１に係る喜びジャンプ動作合成処理で合成されるジャンプモーション波形の一例を示す図である。
【図21】実施形態１に係る喜びジャンプ動作合成処理で生成された動作制御データの波形の一例を示す図である。
【図22】実施形態２に係る感情合成動作処理のフローチャートである。
【図23】実施形態３において成長日数に応じて動作制御データのランダム波形の合成率が変化していく様子の一例を示す図である。
【図24】変形例に係る動作制御装置及びロボットの機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。
【0010】
（実施形態１）
実施形態１に係る動作制御装置を図１に示すロボット２００に適用した実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示すように、実施形態に係るロボット２００は、小型の動物を模したペットロボットであり、目を模した装飾部品２０２及びふさふさの毛２０３を備えた外装２０１に覆われている。また、外装２０１の中には、ロボット２００の筐体２０７が収納されている。図２に示すように、ロボット２００の筐体２０７は、頭部２０４、連結部２０５及び胴体部２０６で構成され、頭部２０４と胴体部２０６とが連結部２０５で連結されている。
実施形態１に係る動作制御装置を図１に示すロボット２００に適用した実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示すように、実施形態に係るロボット２００は、小型の動物を模したペットロボットであり、目を模した装飾部品２０２及びふさふさの毛２０３を備えた外装２０１に覆われている。また、外装２０１の中には、ロボット２００の筐体２０７が収納されている。図２に示すように、ロボット２００の筐体２０７は、頭部２０４、連結部２０５及び胴体部２０６で構成され、頭部２０４と胴体部２０６とが連結部２０５で連結されている。
【0011】
胴体部２０６は、図２に示すように、胴体部２０６の前端部にひねりモータ２２１が備えられており、頭部２０４が連結部２０５を介して胴体部２０６の前端部に連結されている。そして、連結部２０５には、上下モータ２２２が備えられている。なお、図２では、ひねりモータ２２１は胴体部２０６に備えられているが、連結部２０５に備えられていてもよいし、頭部２０４に備えられていてもよい。
【0012】
連結部２０５は、連結部２０５を通り胴体部２０６の前後方向に延びる第１回転軸を中心として（ひねりモータ２２１により）回転自在に、胴体部２０６と頭部２０４とを連結している。ひねりモータ２２１は、頭部２０４を、胴体部２０６に対して、第１回転軸を中心として時計回り（右回り）に正転角度範囲内で回転（正転）させたり、反時計回り（左回り）に逆転角度範囲内で回転（逆転）させたりする。なお、この説明における時計回りは、胴体部２０６から頭部２０４の方向を見た時の時計回りである。右方（右回り）又は左方（左回り）にひねり回転させる角度の最大値は任意であるが、図３に示すように、頭部２０４を右方へも左方へもひねっていない状態における頭部２０４の角度をひねり基準角度という。
【0013】
また、連結部２０５は、連結部２０５を通り胴体部２０６の幅方向に延びる第２回転軸を中心として（上下モータ２２２により）回転自在に、胴体部２０６と頭部２０４とを連結する。上下モータ２２２は、頭部２０４を、第２回転軸を中心として上方に正転角度範囲内で回転（正転）させたり、下方に逆転角度範囲内で回転（逆転）させたりする。上方又は下方に回転させる角度の最大値は任意であるが、図３に示すように、頭部２０４を上方にも下方にも回転させていない状態における頭部２０４の角度を上下基準角度という。なお、図２では、第１回転軸と第２回転軸とが互いに直交している例が示されているが、第１及び第２回転軸は互いに直交していなくてもよい。
【0014】
また、ロボット２００は、図２に示すように、頭部２０４にタッチセンサ２１１を備え、ユーザが頭部２０４を撫でたり叩いたりしたことを、タッチセンサ２１１により検出することができる。また、胴体部２０６にもタッチセンサ２１１を備え、ユーザが胴体部２０６を撫でたり叩いたりしたことも、タッチセンサ２１１により検出することができる。
【0015】
また、ロボット２００は、胴体部２０６に加速度センサ２１２を備え、ロボット２００の姿勢（向き）の検出や、ユーザによって持ち上げられたり、向きを変えられたり、投げられたりしたことを検出することができる。また、ロボット２００は、胴体部２０６にジャイロセンサ２１４を備え、ロボット２００が振動したり転がったり回転したりしていることを検出することができる。
【0016】
また、ロボット２００は、胴体部２０６にマイクロフォン２１３を備え、外部の音を検出することができる。さらに、ロボット２００は、胴体部２０６にスピーカ２３１を備え、スピーカ２３１を用いてロボット２００の鳴き声（効果音）を発することができる。
【0017】
なお、本実施形態では加速度センサ２１２、ジャイロセンサ２１４、マイクロフォン２１３及びスピーカ２３１は胴体部２０６に備えられているが、これらの全て又は一部が頭部２０４に備えられていてもよい。また、胴体部２０６に備えられた加速度センサ２１２、ジャイロセンサ２１４、マイクロフォン２１３及びスピーカ２３１に加えて、これらの全て又は一部を頭部２０４にも備えるようにしてもよい。また、タッチセンサ２１１は、頭部２０４及び胴体部２０６にそれぞれ備えられているが、頭部２０４又は胴体部２０６のいずれか片方のみに備えられていてもよい。またこれらはいずれも複数備えられていてもよい。
【0018】
次に、ロボット２００の機能構成について説明する。ロボット２００は、図４に示すように、動作制御装置１００と、外部刺激検出部２１０と、駆動部２２０と、音声出力部２３０と、操作入力部２４０と、を備える。そして、動作制御装置１００は、制御部１１０と、記憶部１２０と、を備える。図４では、動作制御装置１００と、外部刺激検出部２１０、駆動部２２０、音声出力部２３０及び操作入力部２４０とが、バスラインＢＬを介して接続されているが、これは一例である。動作制御装置１００と、外部刺激検出部２１０、駆動部２２０、音声出力部２３０及び操作入力部２４０とは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブル等の有線インタフェースや、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線インタフェースで接続されていてもよい。また、制御部１１０と記憶部１２０とは、バスラインＢＬを介して接続されていてもよい。
【0019】
動作制御装置１００は、制御部１１０及び記憶部１２０により、ロボット２００の動作を制御する。なお、ロボット２００は、動作制御装置１００によって制御される装置なので、被制御装置とも呼ばれる。
【0020】
制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等で構成され、記憶部１２０に記憶されたプログラムにより、後述する各種処理を実行する。なお、制御部１１０は、複数の処理を並行して実行するマルチスレッド機能に対応しているため、後述する各種処理を並行に実行することができる。また、制御部１１０は、クロック機能やタイマー機能も備えており、日時等を計時することができる。
【0021】
また、制御部１１０は、後述する自発動作処理において、パーリンノイズを用いたランダム波形生成器として機能する。このランダム波形生成器は、振幅がランダムで周波数が入力パラメータに基づいて定められる波形（ランダム波形）を生成する。
【0022】
記憶部１２０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。ＲＯＭには、制御部１１０のＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムを実行する上で予め必要なデータが、記憶されている。フラッシュメモリは書き込み可能な不揮発性のメモリであり、電源オフ後も保存させておきたいデータが記憶される。ＲＡＭには、プログラム実行中に作成されたり変更されたりするデータが記憶される。記憶部１２０は、例えば後述する感情データ１２１、感情変化データ１２２、成長日数データ１２３、制御内容テーブル１２４等を記憶する。
【0023】
外部刺激検出部２１０は、前述したタッチセンサ２１１、加速度センサ２１２、ジャイロセンサ２１４、及びマイクロフォン２１３を備える。制御部１１０は、外部刺激検出部２１０が備える各種センサが検出した検出値（外部刺激データ）を、ロボット２００に作用する外部刺激を表す信号として取得する。なお、外部刺激検出部２１０は、タッチセンサ２１１、加速度センサ２１２、ジャイロセンサ２１４、マイクロフォン２１３以外のセンサを備えてもよい。外部刺激検出部２１０が備えるセンサの種類を増やすことにより、制御部１１０が取得できる外部刺激の種類を増やすことができる。
【0024】
タッチセンサ２１１は、何らかの物体が接触したことを検出する。タッチセンサ２１１は、例えば圧力センサや静電容量センサにより構成される。制御部１１０は、タッチセンサ２１１からの検出値に基づいて、接触強度や接触時間を取得し、これらの値に基づいて、ユーザによってロボット２００が撫でられていることや、叩かれたりしていること等の外部刺激を検出することができる（例えば特開２０１９－２１７１２２号公報を参照）。なお、制御部１１０は、これらの外部刺激をタッチセンサ２１１以外のセンサで検出してもよい（例えば特許第６５７５６３７号公報を参照）。
【0025】
加速度センサ２１２は、ロボット２００の胴体部２０６の前後方向（Ｘ軸方向）、幅（左右）方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）から成る３軸方向の加速度を検出する。加速度センサ２１２は、ロボット２００が静止しているときには重力加速度を検出するので、制御部１１０は、加速度センサ２１２が検出した重力加速度に基づいて、ロボット２００の現在の姿勢を検出することができる。また、例えばユーザがロボット２００を持ち上げたり投げたりした場合には、加速度センサ２１２は、重力加速度に加えてロボット２００の移動に伴う加速度を検出する。したがって、制御部１１０は、加速度センサ２１２が検出した検出値から重力加速度の成分を除去することにより、ロボット２００の動きを検出することができる。
【0026】
ジャイロセンサ２１４は、ロボット２００の３軸の角速度を検出する。３軸の角速度から、制御部１１０は、ロボット２００の回転の状態を判定できる。また、３軸の角速度の最大値から、制御部１１０は、ロボット２００の振動の状態を判定することができる。
【0027】
マイクロフォン２１３は、ロボット２００の周囲の音を検出する。制御部１１０は、マイクロフォン２１３が検出した音の成分に基づき、例えばユーザがロボット２００に呼びかけていることや、手を叩いていること等を検出することができる。
【0028】
駆動部２２０は、ひねりモータ２２１及び上下モータ２２２を備える。駆動部２２０は、制御部１１０によって駆動される。その結果、ロボット２００は、例えば頭部２０４を持ち上げたり（第２回転軸を中心として上方に回転させたり）、横にひねったり（第１回転軸を中心として右方又は左方にひねり回転させたり）するような動作を表現することができる。これらの動作を表現するために駆動部２２０を駆動するためのモーションデータは、後述する制御内容テーブル１２４に記録されている。
【0029】
音声出力部２３０は、スピーカ２３１を備え、制御部１１０が音のデータを音声出力部２３０に入力することにより、スピーカ２３１から音が出力される。例えば、制御部１１０がロボット２００の鳴き声のデータを音声出力部２３０に入力することにより、ロボット２００は疑似的な鳴き声を発する。この鳴き声のデータは効果音データとして、後述する制御内容テーブル１２４に記録されている。
【0030】
操作入力部２４０は、例えば、操作ボタン、ボリュームつまみ等から構成される。操作入力部２４０は、例えば、電源のオン／オフ、出力音のボリューム調整等のユーザ操作を受け付けるためのインタフェースである。
【0031】
次に、動作制御装置１００の記憶部１２０に記憶されるデータのうち、本実施形態に特徴的なデータである、感情データ１２１、感情変化データ１２２、成長日数データ１２３、制御内容テーブル１２４について、順に説明する。
【0032】
感情データ１２１は、ロボット２００に疑似的な感情を持たせるためのデータであり、感情マップ３００上の座標を示すデータ（Ｘ，Ｙ）である。感情マップ３００は図５に示すように、Ｘ軸３１１として安心度（不安度）の軸、Ｙ軸３１２として興奮度（無気力度）の軸を持つ２次元の座標系で表される。感情マップ上の原点３１０（０，０）が通常時の感情を表す。そして、Ｘ座標の値（Ｘ値）が正でその絶対値が大きくなるほど安心度が高く、Ｙ座標の値（Ｙ値）が正でその絶対値が大きくなるほど興奮度が高い感情を表す。また、Ｘ値が負でその絶対値が大きくなるほど不安度が高く、Ｙ値が負でその絶対値が大きくなるほど無気力度が高い感情を表す。なお、図５では感情マップ３００が２次元の座標系で表されているが、感情マップ３００の次元数は任意である。
【0033】
本実施形態においては、感情マップ３００の初期値としてのサイズは、図５の枠３０１に示すように、Ｘ値もＹ値も最大値が１００、最小値が－１００となっている。そして、第１期間の間、ロボット２００の疑似的な成長日数が１日増える度に、感情マップ３００の最大値、最小値ともに２ずつ拡大されていく。ここで第１期間とは、ロボット２００が疑似的に成長する期間であり、ロボット２００の疑似的な生誕から例えば５０日の期間である。なお、ロボット２００の疑似的な生誕とは、ロボット２００の工場出荷後のユーザによる初回の起動時である。成長日数が２５日になると、図５の枠３０２に示すように、Ｘ値もＹ値も最大値が１５０、最小値が－１５０となる。そして、第１期間（この例では５０日）すると、それにより、ロボット２００の疑似的な成長が完了したとして、図５の枠３０３に示すように、Ｘ値もＹ値も最大値が２００、最小値が－２００となって、感情マップ３００のサイズが固定される。
【0034】
図５に示すように、感情マップ３００上での感情データ１２１の値（Ｘ，Ｙ）は、喜怒哀楽に対応している。すなわち、（２００，２００）に近づくほど喜の感情が強くなり、（－２００，２００）に近づくほど怒の感情が強くなり、（－２００，－２００）に近づくほど哀の感情が強くなり、（２００，－２００）に近づくほど楽の感情が強くなる。
【0035】
感情変化データ１２２は、感情データ１２１のＸ値及びＹ値の各々を増減させる変化量を設定するデータである。本実施形態では、感情データ１２１のＸに対応する感情変化データ１２２として、Ｘ値を増加させるＤＸＰと、Ｘ値を減少させるＤＸＭとがあり、感情データ１２１のＹ値に対応する感情変化データ１２２として、Ｙ値を増加させるＤＹＰと、Ｙ値を減少させるＤＹＭとがある。すなわち、感情変化データ１２２は、以下の４つの変数からなり、ロボット２００の疑似的な感情を変化させる度合いを示すデータである。
ＤＸＰ：安心し易さ（感情マップでのＸ値のプラス方向への変化し易さ）
ＤＸＭ：不安になり易さ（感情マップでのＸ値のマイナス方向への変化し易さ）
ＤＹＰ：興奮し易さ（感情マップでのＹ値のプラス方向への変化し易さ）
ＤＹＭ：無気力になり易さ（感情マップでのＹ値のマイナス方向への変化し易さ）
ＤＸＰ：安心し易さ（感情マップでのＸ値のプラス方向への変化し易さ）
ＤＸＭ：不安になり易さ（感情マップでのＸ値のマイナス方向への変化し易さ）
ＤＹＰ：興奮し易さ（感情マップでのＹ値のプラス方向への変化し易さ）
ＤＹＭ：無気力になり易さ（感情マップでのＹ値のマイナス方向への変化し易さ）
【0036】
本実施形態では、一例として、これらの変数の初期値をいずれも１０とし、後述する動作制御処理中の感情変化データ１２２を学習する処理により、最大２０まで増加するものとしている。この学習処理により、感情変化データ１２２、すなわち感情の変化度合が変化するので、ロボット２００は、ユーザによるロボット２００との接し方に応じて、様々な性格を持つことになる。つまり、ロボット２００の性格は、ユーザの接し方により、個々に異なって形成されることになる。
【0037】
そこで、本実施形態では、各感情変化データ１２２から１０を減算することにより、各性格データ（性格値）を導出する。すなわち、安心し易さを示すＤＸＰから１０引いた値を性格値（陽気）とし、不安になり易さを示すＤＸＭから１０引いた値を性格値（シャイ）とし、興奮し易さを示すＤＹＰから１０引いた値を性格値（活発）とし、無気力になり易さを示すＤＹＭから１０引いた値を性格値（甘えん坊）とする。
【0038】
成長日数データ１２３は、初期値が１であり、１日経過する度に１ずつ加算されていく。成長日数データ１２３により、ロボット２００の疑似的な成長日数（疑似的な生誕からの日数）が表されることになる。ここでは、成長日数データ１２３で表される成長日数の期間を、第２期間と呼ぶことにする。
【0039】
制御内容テーブル１２４には、図６に示すように、制御条件と制御データとが対応して記憶されている。制御部１１０は、制御条件（例えば、何らかの外部刺激が検出された）が満たされると、対応する制御データ（駆動部２２０で動作を表現するためのモーションデータ及び、音声出力部２３０から効果音を出力するための効果音データ）に基づき、駆動部２２０及び音声出力部２３０を制御する。
【0040】
モーションデータは、駆動部２２０の上下モータ２２２及びひねりモータ２２１の時間経過毎の回転角度を示すシーケンスデータである。図６では、このシーケンスデータを時間（ｓｔｅｐ）毎の回転角度（度）の値を示すグラフの波形で表している（本実施形態では１ｓｔｅｐは０．１秒に対応する）。例えば、体を撫でられたら、最初（０秒時）は上下モータ２２２の回転角度（上下角度）及びひねりモータ２２１の回転角度（左右角度）を０度（上下基準角度及びひねり基準角度）にし、０．５秒時に上下モータ２２２の回転角度が６０度になるように頭部２０４を上げ、１秒時にひねりモータ２２１の回転角度が６０度になるように頭部２０４をひねり、というように制御部１１０は駆動部２２０を制御する。
【0041】
また、効果音データは、図６では、わかりやすく示すために、各効果音データを説明する文が記載されているが、実際にはこれらの文で説明されている効果音データ自身（例えばサンプリングされた音のデータ）が、効果音データとして制御内容テーブル１２４に格納されている。
【0042】
なお、図６に示す制御内容テーブル１２４では、制御条件毎に制御データが決められているが、感情（感情マップ３００上の座標で表される）に応じて制御データを変化させてもよい。
【0043】
次に、図７に示すフローチャートを参照しながら、動作制御装置１００の制御部１１０が実行する動作制御処理について説明する。動作制御処理は、動作制御装置１００が、外部刺激検出部２１０からの検出値等に基づいてロボット２００の動きや鳴き声を制御するとともに、定期的にロボット２００の感情に基づく動きを自動生成してロボット２００を制御する処理である。ユーザがロボット２００の電源を入れると、動作制御処理が開始される。
【0044】
まず、制御部１１０は、感情データ１２１、感情変化データ１２２、成長日数データ１２３等の各種データを初期化する（ステップＳ１０１）。なお、ロボット２００の起動の２回目以降は、ステップＳ１０１において、ロボット２００の電源が前回切られた時点での各値を設定するようにしてもよい。これは、前回電源を切る操作が行われた時に制御部１１０が各データの値を記憶部１２０の不揮発メモリ（フラッシュメモリ等）に保存し、その後、電源が入れられた時に、当該保存した値を各データの値に設定することで実現可能である。
【0045】
次に、制御部１１０は、外部刺激検出部２１０が検出した外部刺激を取得する（ステップＳ１０２）。そして制御部１１０は、制御内容テーブル１２４に規定されている制御条件のうち、ステップＳ１０２で取得した外部刺激により満たされるものがあるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【0046】
制御内容テーブル１２４に規定されている制御条件のいずれかが、取得した外部刺激により満たされると判定した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、制御部１１０は、ステップＳ１０２で取得した外部刺激に応じて感情変化データ１２２を取得する（ステップＳ１０４）。例えば、外部刺激として頭部２０４が撫でられたことを検出すると、ロボット２００は疑似的な安心感を得るので、制御部１１０は、感情データ１２１のＸ値に加算する感情変化データ１２２としてＤＸＰを取得する。
【0047】
そして、制御部１１０は、ステップＳ１０４で取得された感情変化データ１２２に応じて感情データ１２１を設定する（ステップＳ１０５）。例えば、ステップＳ１０４で感情変化データ１２２としてＤＸＰが取得されていたなら、制御部１１０は、感情データ１２１のＸ値に感情変化データ１２２のＤＸＰを加算する。ただし、感情変化データ１２２を加算すると感情データ１２１の値（Ｘ値、Ｙ値）が感情マップ３００の最大値を超える場合には、感情データ１２１の値は感情マップ３００の最大値に設定される。また、感情変化データ１２２を減算すると感情データ１２１の値が感情マップ３００の最小値未満になる場合には、感情データ１２１の値は感情マップ３００の最小値に設定される。
【0048】
ステップＳ１０４及びステップＳ１０５において、外部刺激の各々に対して、どのような感情変化データ１２２が取得されて、感情データ１２１が設定されるかは任意に設定可能であるが、ここでは、以下に一例を示す。
【0049】
頭部２０４を撫でられる（安心する）：Ｘ＝Ｘ＋ＤＸＰ
頭部２０４を叩かれる（不安になる）：Ｘ＝Ｘ－ＤＸＭ
（これらの外部刺激は頭部２０４のタッチセンサ２１１で検出可能）
胴体部２０６を撫でられる（興奮する）：Ｙ＝Ｙ＋ＤＹＰ
胴体部２０６を叩かれる（無気力になる）：Ｙ＝Ｙ－ＤＹＭ
（これらの外部刺激は胴体部２０６のタッチセンサ２１１で検出可能）
頭を上にして抱かれる（喜ぶ）：Ｘ＝Ｘ＋ＤＸＰ、及びＹ＝Ｙ＋ＤＹＰ
頭を下にして宙づりにされる（悲しむ）：Ｘ＝Ｘ－ＤＸＭ、及びＹ＝Ｙ－ＤＹＭ
（これらの外部刺激はタッチセンサ２１１、加速度センサ２１２及びジャイロセンサ２１４で検出可能）
優しい声で呼びかけられる（平穏になる）：Ｘ＝Ｘ＋ＤＸＰ、及びＹ＝Ｙ－ＤＹＭ
大きな声で怒鳴られる（イライラする）：Ｘ＝Ｘ－ＤＸＭ、及びＹ＝Ｙ＋ＤＹＰ
（これらの外部刺激はマイクロフォン２１３で検出可能）
頭部２０４を叩かれる（不安になる）：Ｘ＝Ｘ－ＤＸＭ
（これらの外部刺激は頭部２０４のタッチセンサ２１１で検出可能）
胴体部２０６を撫でられる（興奮する）：Ｙ＝Ｙ＋ＤＹＰ
胴体部２０６を叩かれる（無気力になる）：Ｙ＝Ｙ－ＤＹＭ
（これらの外部刺激は胴体部２０６のタッチセンサ２１１で検出可能）
頭を上にして抱かれる（喜ぶ）：Ｘ＝Ｘ＋ＤＸＰ、及びＹ＝Ｙ＋ＤＹＰ
頭を下にして宙づりにされる（悲しむ）：Ｘ＝Ｘ－ＤＸＭ、及びＹ＝Ｙ－ＤＹＭ
（これらの外部刺激はタッチセンサ２１１、加速度センサ２１２及びジャイロセンサ２１４で検出可能）
優しい声で呼びかけられる（平穏になる）：Ｘ＝Ｘ＋ＤＸＰ、及びＹ＝Ｙ－ＤＹＭ
大きな声で怒鳴られる（イライラする）：Ｘ＝Ｘ－ＤＸＭ、及びＹ＝Ｙ＋ＤＹＰ
（これらの外部刺激はマイクロフォン２１３で検出可能）
【0050】
次に、制御部１１０は、制御内容テーブル１２４を参照して、ステップＳ１０２で取得した外部刺激により満たされる制御条件に対応した制御データを取得する（ステップＳ１０６）。
【0051】
そして、制御部１１０は、ステップＳ１０６で取得した制御データとステップＳ１０５で設定された感情データ１２１とに基づく動作を実行し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１０に進む。ただし、図６に示す制御内容テーブル１２４のように、制御データが感情データ１２１によって変化しない場合には、ステップＳ１０７では、制御部１１０は、単純にステップＳ１０６で取得した制御データに基づいて駆動部２２０及び音声出力部２３０を制御することになる。
【0052】
一方、ステップＳ１０３で、取得した外部刺激により制御内容テーブル１２４に規定されている制御条件のいずれもが満たされないと判定した場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、制御部１１０は、呼吸動作等の自発的な動作を行うか否かを判定する（ステップＳ１０８）。自発的な動作を行うか否かの判定方法は任意だが、本実施形態では、自発動作周期（例えば２秒）毎にステップＳ１０８での判定がＹｅｓになるものとする。
【0053】
自発的な動作を行わないと判定した場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、制御部１１０はステップＳ１１０に進む。自発的な動作を行うと判定した場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、制御部１１０は、自発動作処理を実行し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１１０に進む。自発動作処理は、呼吸動作や感情表現動作（感情データ１２１に基づいて生成された動作）を行う処理だが、詳細は後述する。
【0054】
ステップＳ１１０では、制御部１１０は、クロック機能により、日付が変わったか否かを判定する。日付が変わっていないと判定した場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、制御部１１０はステップＳ１０２に戻る。
【0055】
日付が変わったと判定した場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、制御部１１０は、第１期間中であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。第１期間を、ロボット２００の疑似的な生誕（例えば購入後のユーザによる初回の起動時）から例えば５０日の期間とすると、制御部１１０は、成長日数データ１２３が５０以下なら第１期間中であると判定する。第１期間中でないと判定した場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、制御部１１０は、ステップＳ１１４に進む。
【0056】
第１期間中と判定した場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、制御部１１０は、感情変化データ１２２の学習を行う（ステップＳ１１２）。感情変化データ１２２の学習とは、具体的には、その日のステップＳ１０５において、感情データ１２１のＸ値が１度でも感情マップ３００の最大値に設定されたなら感情変化データ１２２のＤＸＰに１を加算し、感情データ１２１のＹ値が１度でも感情マップ３００の最大値に設定されたなら感情変化データ１２２のＤＹＰに１を加算し、感情データ１２１のＸ値が１度でも感情マップ３００の最小値に設定されたなら感情変化データ１２２のＤＸＭに１を加算し、感情データ１２１のＹ値が１度でも感情マップ３００の最小値に設定されたなら感情変化データ１２２のＤＹＭに１を加算することによって、感情変化データ１２２を更新する処理のことである。
【0057】
ただし、感情変化データ１２２の各値が大きくなりすぎると、感情データ１２１の１回の変化量が大きくなりすぎるので、感情変化データ１２２の各値は例えば２０を最大値とし、それ以下に制限する。また、ここでは、感情変化データ１２２のいずれに対しても１を加算することとしたが、加算する値は１に限定されない。例えば、感情データ１２１の各値が感情マップ３００の最大値又は最小値に設定された回数をカウントして、その回数が多い場合には、感情変化データ１２２に加算する数値を増やすようにしてもよい。
【0058】
次に、制御部１１０は感情マップ３００を拡大する（ステップＳ１１３）。感情マップ３００の拡大とは、具体的には、制御部１１０が感情マップ３００を最大値、最小値ともに、２だけ拡大する処理である。ただし、この拡大する数値「２」はあくまでも一例であり、３以上拡大してもよいし、１だけ拡大してもよい。また感情マップ３００の軸毎、また最大値と最小値とで、拡大する数値が異なっていてもよい。
【0059】
また、図７では、感情変化データ１２２の学習及び感情マップ３００の拡大は、制御部１１０がステップＳ１１０で日付が変わったのを判定してから行われるものとしているが、基準時刻（例えば午後９時）になったことを判定してから行われるようにしてもよい。また、ステップＳ１１０での判定は、実際の日付で判定するのではなく、ロボット２００が電源オンになっている時間を制御部１１０のタイマー機能で累計した値に基づいて判定してもよい。例えば、電源オンの累計時間が２４の倍数の時間になる毎に、ロボット２００が１日成長したとみなして、感情変化データ１２２の学習及び感情マップ３００の拡大が行われるようにしてもよい。
【0060】
次に、制御部１１０は、成長日数データ１２３に１を加算し（ステップＳ１１４）、感情データ１２１をＸ値、Ｙ値ともに０に初期化して（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０２に戻る。なお、ロボット２００が前日の疑似的な感情を翌日にも持ち越した方が良い場合には、制御部１１０は、ステップＳ１１５の処理を行わずにステップＳ１０２に戻る。
【0061】
次に、上述の動作制御処理のステップＳ１０９において実行される自発動作処理について、図８を参照して説明する。
【0062】
まず、制御部１１０は、現在のタイミングが感情表出タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。感情表出タイミングをどのように設定するかは任意だが、本実施形態では、感情表出周期（例えば３分）毎にステップＳ２０１での判定がＹｅｓになるものとする。
【0063】
ステップＳ２０１で、感情表出タイミングでないと判定した場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、制御部１１０は、呼吸動作を実行し（ステップＳ２０２）、自発動作処理を終了する。なお、呼吸動作の具体的な制御内容は、ロボット２００が呼吸しているように見えるように駆動部２２０を制御するシーケンスデータとして（制御内容テーブル１２４に記録されているモーションデータと同様に）、記憶部１２０に予め記憶されている。
【0064】
感情表出タイミングであると判定した場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、制御部１１０は、感情データ１２１を取得する（ステップＳ２０３）。そして、感情データ１２１に基づいて、波形生成用の波形設定パラメータを取得する（ステップＳ２０４）。
【0065】
波形設定パラメータは、ひねりモータ２２１の回転角度（左右角度）及び上下モータ２２２の回転角度（上下角度）を時間（ｓｔｅｐ）に応じてどのように変化させるかを示す波形（図６にモーションデータとして示されているような波形）を設定するためのパラメータである。つまり、波形設定パラメータには、上下角度の波形を設定するための上下波形設定パラメータと、左右角度の波形を設定するための左右波形設定パラメータとが存在する。また、本実施形態においては、これらの波形設定パラメータとは別に、感情に応じて表出される生物的な動作を行うか否かを表す特定動作パラメータも存在する。
【0066】
上下波形設定パラメータも左右波形設定パラメータも、それぞれ、波形の不規則さ（Ｎ）、波形の激しさ（激しさパラメータ）、波形の振幅（振幅パラメータ）を設定するパラメータを持つ。また上下波形設定パラメータについては、波形のオフセットを設定するオフセットパラメータも持つ。
【0067】
波形の不規則さを設定するパラメータであるＮは、パーリンノイズを用いるランダム波形生成器によって、ランダム波形をいくつ生成するかを決めるためのパラメータである。パーリンノイズを用いて生成したランダム波形は周波数が一定だが、本実施形態では、制御部１１０が、周波数の異なるランダム波形をＮ個生成し、そのＮ個のランダム波形を合成（単純に加算）することにより、振幅だけでなく、周波数もランダムに変化するランダム波形を取得する。Ｎをいくつにするかは任意であるが、制御部１１０は、Ｎとして、例えば５を取得する。Ｎをより大きな値に設定すると、それに応じて生成されるランダム波形の不規則さも増大する。
【0068】
波形の激しさを設定する激しさパラメータは、ランダム波形生成器の入力パラメータであり、パーリンノイズを用いてランダム波形を生成する際の周波数を設定する。激しさパラメータは、図９の上下波形用の３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）マップ及び図１０の左右波形用の３Ｄマップに示すように、感情データ１２１の値に対応する設定値が３Ｄマップとして予め与えられている。制御部１１０は、現在の感情データ１２１の座標値（Ｘ，Ｙ）に対応する３Ｄマップ上の各値を取得することにより、上下激しさパラメータ及び左右激しさパラメータをそれぞれ取得できる。例えば、感情データ１２１の現在の値が（Ｘ＝－１５０，Ｙ＝－１５０）であるなら、図９の点Ｐ１（Ｘ＝－１５０，Ｙ＝－１５０，Ｚ＝２０）に対応するので、上下激しさパラメータとして２０が取得される。図９及び図１０に示すように、これらは基本的には興奮度が高くなるほど激しさが大きくなるように設定されている。
【0069】
波形の振幅を設定する振幅パラメータは、Ｎ個のランダム波形を合成した後の波形の振幅を設定するパラメータである。振幅パラメータも、図１１の上下波形用の３Ｄマップ及び図１２の左右波形用の３Ｄマップに示すように、感情データ１２１の値に対応する設定値が３Ｄマップとして予め与えられている。制御部１１０は、現在の感情データ１２１の座標値（Ｘ，Ｙ）に対応する３Ｄマップ上の各値を取得することにより、上下振幅パラメータ及び左右振幅パラメータをそれぞれ取得できる。例えば、感情データ１２１の現在の値が（Ｘ＝－１５０，Ｙ＝－１５０）であるなら、図１１の点Ｐ２（Ｘ＝－１５０，Ｙ＝－１５０，Ｚ＝０．３）に対応するので、上下振幅パラメータとして０．３が取得される。図１１に示すように、基本的には喜びの感情が大きいほど上下の振幅が大きくなり、図１２に示すように、例えば平穏の感情が大きいほど左右の振幅が大きくなるように、それぞれ設定されている。
【0070】
波形のオフセットを設定するオフセットパラメータは、Ｎ個のランダム波形を合成した後の波形の原点の位置を調整するパラメータである。これは、感情が例えば陽気の場合には頭部２０４を上に向け、悲しい場合には頭部２０４を下に向けるためのパラメータである。したがって、オフセットパラメータは上下波形用のみが存在し、左右波形用のオフセットパラメータは存在しない。オフセットパラメータは、図１３の３Ｄマップに示すように、感情データ１２１の値に対応する設定値が３Ｄマップとして予め与えられている。制御部１１０は、現在の感情データ１２１の座標値（Ｘ，Ｙ）に対応する３Ｄマップ上の値を取得することにより、オフセットパラメータを取得できる。図１３に示すように、基本的には喜びの感情が大きいほどオフセットが大きくなるように設定されている。
【0071】
特定動作パラメータは、感情に応じて表出される生物的な動作を行うか否かを示すフラグであり、本実施形態ではピクピク動作生成フラグ、毛繕い動作生成フラグ、喜びジャンプ動作生成フラグの３つのフラグが特定動作パラメータである。これらは感情データ１２１の値の範囲がある特定の領域に含まれるときに１（ＯＮ）になり、それ以外のときは０（ＯＦＦ）になるフラグ変数である。具体的には、図１４に示す感情マップ３００において、感情データ１２１の値が領域３２１に含まれるときにピクピク動作生成フラグが１になり、領域３２２に含まれるときに毛繕い動作生成フラグが１になり、領域３２２に含まれるときに喜びジャンプ動作生成フラグが１になる。
【0072】
図８に戻り、ステップＳ２０４で設定パラメータを取得した制御部１１０は、取得した激しさパラメータをＮ個に増やす（ステップＳ２０５）。具体的には、制御部１１０は、ステップＳ２０４で取得した激しさパラメータの値を乱数で１～２倍の大きさに揺らがせることにより、Ｎ個の激しさパラメータに増やす。
【0073】
そして、制御部１１０は、ステップＳ２０５でＮ個に増やした激しさパラメータのそれぞれをランダム波形生成器に入力することにより、Ｎ個のランダム波形を生成する（ステップＳ２０６）。ここで、各ランダム波形は１００ｓｔｅｐ分（１０秒分）の長さの波形を生成するものとする。そして、制御部１１０は、Ｎ個のランダム波形を単純に加算することによって合成波形を取得する（ステップＳ２０７）。
【0074】
そして、制御部１１０は、ステップＳ２０７で取得した合成波形を、ステップＳ２０４で取得した波形設定パラメータに基づいて整形する（ステップＳ２０８）。より詳細には、合成波形の振幅を振幅パラメータに基づいて調整し、合成波形の原点の位置をオフセットパラメータに基づいて上下方向に調整し、波形端の値を滑らかに０に戻す処理を行う。
【0075】
具体的には、振幅パラメータに基づく調整として、制御部１１０は、合成波形の値に振幅パラメータを乗算する。また原点の位置の上下方向の調整として、制御部１１０は、合成波形の値にオフセットパラメータを加算する。そして、波形端の値を滑らかに０に戻す処理として、制御部１１０は、合成波形が例えばｓｔｅｐ（０）からｓｔｅｐ（１００）までの波形で、波形端の領域を設定する値をｘ（例えば１０）とすると、ｓｔｅｐ（０）からｓｔｅｐ（ｘ）までのｓｔｅｐ（ｉ）では、波形の値ｖにｉ／ｘを乗算することで波形端の波形値を滑らかに０に近づける。また、ｓｔｅｐ（１００－ｘ）からｓｔｅｐ（１００）までの領域においても同様にして波形端の値を滑らかに０に近づける。
【0076】
なお、ステップＳ２０８で制御部１１０が整形した波形は、Ｎ個のランダム波形から生成された波形であり、後述するステップＳ２１０で駆動部２２０を制御する波形なので、ランダム制御波形とも呼ばれる。そして、ランダム制御波形で表されるシーケンスデータは、ランダム制御データとも呼ばれる。したがって、ステップＳ２０８で制御部１１０は、合成波形を整形することによって、ランダム制御データを取得する。
【0077】
次に、制御部１１０は、ステップＳ２０８で取得したランダム制御データに生物的動作を合成して動作制御データを取得する（ステップＳ２０９）。ただし、このステップは特定動作パラメータのいずれかのフラグが１（ＯＮ）である場合に実行されるものであり、特定動作パラメータが全て０（ＯＦＦ）の場合には、制御部１１０はランダム制御データをそのまま動作制御データとして取得してステップＳ２１０に進む。生物的動作を合成する処理の詳細については後述する。
【0078】
そして、制御部１１０は、ステップＳ２０９で取得した動作制御データに基づいてひねりモータ２２１及び上下モータ２２２を駆動し（ステップＳ２１０）、自発動作処理を終了する。
【0079】
上述の自発動作処理により、ロボット２００は、現在の感情を表出する動作を定期的に行うが、この動作を制御するための動作制御データは、感情データ１２１の値に基づいて取得される波形設定パラメータから自動的に生成される。したがって、本実施形態では、疑似的な感情に基づいた動作制御の内容の設定を容易にすることができる。
【0080】
次に、自発動作処理のステップＳ２０９で行われる処理の具体例として、ピクピク動作合成処理、毛繕い動作合成処理、喜びジャンプ動作合成処理の３つの処理を順に説明する。
【0081】
最初にピクピク動作合成処理について、図１５を参照して説明する。この動作はロボット２００の感情が「不安」の状態の時に、頭部２０４をピクピクと素早く上下させることで不安な感情を表出するものである。
【0082】
まず、制御部１１０は、ピクピクと頭部２０４を動かす回数ｘとして、２又は３を乱数で決定する（ステップＳ３０１）。そして、変数ｉに０を代入する（ステップＳ３０２）。
【0083】
次に、制御部１１０はｉの値がｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ｉの値がｘ以下と判定した場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、自発動作処理のステップＳ２０８までで生成されていたランダム制御データのうち、上下回転用の波形において、ランダムに１ｓｔｅｐを選択し、そのｓｔｅｐにおける波形値からランダムに所定の値（例えば１０以上２０以下の値）減算したものを動作制御データとする（ステップＳ３０４）。ただし制御部１１０は、ランダムに選択したｓｔｅｐが、以前（ｉの値が１又は２少ない時点で）選択していたｓｔｅｐと重複していることが分かった場合には、重複しないｓｔｅｐを選択するまで選択し直してもよい。
【0084】
そして、制御部１１０は、変数ｉに１を加算し（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０３に戻る。
【0085】
一方、ステップＳ３０３で変数ｉの値がｘより大きいと判定した場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、制御部１１０は、ピクピク動作合成処理を終了する。
【0086】
このピクピク動作合成処理により、上下回転用の動作制御データとして、例えば図１６に示すような波形で示される動作制御データが生成される。そして、制御部１１０が、このような波形で示される動作制御データに基づいて上下モータ２２２を駆動することにより、ロボット２００は頭部２０４をピクピクさせる動作を行い、不安な感情を表出することができる。なお、ピクピク動作合成処理では制御部１１０は、上下回転用のランダム制御データに対してのみピクピク動作を合成し、左右回転用のランダム制御データに対しては何も行わずにそのまま動作制御データにするので、ひねりモータ２２１は自発動作処理（図８）のステップＳ２０８で取得されたランダム制御データに基づいて駆動されることになる。
【0087】
次に、毛繕い動作合成処理について、図１７を参照して説明する。この動作はロボット２００の感情が「安心」の状態の時に、毛繕いをしているかのような動作を行うことで安心している感情を表出するものである。
【0088】
まず、制御部１１０は、自発動作処理のステップＳ２０８までで生成されていたランダム制御データのうち、左右回転用の波形のｓｔｅｐ（２０）からｓｔｅｐ（６０）において、波形値の絶対値が最も大きいｓｔｅｐ（ここではｓｔｅｐ（ｚ）とする）を取得する（ステップＳ３１１）。次に、制御部１１０は、左右回転用の波形のｓｔｅｐ（ｚ＋１）からｓｔｅｐ（８０）までの波形値をｓｔｅｐ（ｚ）の波形値に固定する（ステップＳ３１２）。
【0089】
そして、制御部１１０は、ｓｔｅｐ（８０）からｓｔｅｐ（１００）にかけて波形端の値を滑らかに０に戻し（ステップＳ３１３）、得られた波形で示されるシーケンスデータを動作制御データとし、毛繕い動作合成処理を終了する。ステップＳ３１３の処理は、自発動作処理のステップＳ２０８において波形端の値を滑らかに０に戻す処理と同様である。
【0090】
この毛繕い動作合成処理により、左右回転用の動作制御データとして、例えば図１８に示すような波形で示される動作制御データが生成される。また、上下回転用のランダム制御データに対しては、制御部１１０は何も行わずそのまま上下回転用の動作制御データとする。したがって、制御部１１０が、このような動作制御データに基づいてひねりモータ２２１及び上下モータ２２２を駆動することにより、ロボット２００は頭部２０４をできるだけひねった状態で固定しつつ、上下にランダムに頭部２０４を動かす。これにより、ロボット２００は、あたかも安心して毛繕いをしているかのように見える。
【0091】
次に、喜びジャンプ動作合成処理について、図１９を参照して説明する。この動作はロボット２００の感情が「喜び」の状態の時に、ジャンプするかのような動作をして喜びを表出するものである。
【0092】
まず、制御部１１０は、自発動作処理のステップＳ２０８までで生成されていたランダム制御データのうち、上下回転用の波形のｓｔｅｐ（０）からｓｔｅｐ（Ｅ）において、ランダムに１ｓｔｅｐを選択する（ステップＳ３２１）。なおｓｔｅｐ（Ｅ）のＥの値については後述する。
【0093】
次に、制御部１１０は、選択したｓｔｅｐを始点として、ジャンプモーション波形を上下回転用の波形に重ねて足し合わせる（ステップＳ３２２）。ジャンプモーション波形とは、上下モータ２２２を駆動してロボット２００をジャンプさせる動きを行わせるための上下回転用のシーケンスデータを波形で表したもので、例えば図２０に示すような波形である。ジャンプモーション波形の長さは任意であるがここでは３０ｓｔｅｐ分の長さを持つものとする。上述のＥの値はランダム波形の長さ（例えば１００ｓｔｅｐ）からジャンプモーション波形の長さ（例えば３０ｓｔｅｐ）を引いた値であり、本実施形態では７０となる。
【0094】
そして制御部１１０は、ランダム制御データの上下回転用の波形にジャンプモーション波形を重ねて足し合わせた終端以降でまだジャンプモーション波形の足し合わせが可能かを判定する（ステップＳ３２３）。具体的には、ジャンプモーション波形を重ねて足し合わせた終端が（図２１に示すように）ｓｔｅｐ（ｘ）で、ジャンプモーション波形の終端が（図２０に示すように）ｓｔｅｐ（ｙ）だった場合、（１００－ｘ）≧ｙなら、制御部１１０はジャンプモーション波形の足し合わせが可能と判定する。
【0095】
ジャンプモーション波形の足し合わせが可能と判定した場合（ステップＳ３２３；Ｙｅｓ）、制御部１１０は、ステップＳ３２２で足し合わせた終端（ｓｔｅｐ（ｘ））以降の上下回転用の波形のｓｔｅｐ（Ｅ）までで、ランダムに１ｓｔｅｐを選択する（ステップＳ３２４）。そして、制御部１１０は、選択したｓｔｅｐを始点として、ジャンプモーション波形を上下回転用の波形に足し合わせ（ステップＳ３２５）、得られた波形で示されるシーケンスデータを動作制御データとし、喜びジャンプ動作合成処理を終了する。
【0096】
一方、ステップＳ３２３でジャンプモーション波形の足し合わせが可能でないと判定した場合（ステップＳ３２３；Ｎｏ）、制御部１１０は、それまでに得られた波形で示されるシーケンスデータを動作制御データとし、喜びジャンプ動作合成処理を終了する。
【0097】
この喜びジャンプ動作合成処理により、上下回転用の動作制御データとして、例えば図２１に示すような波形で示される動作制御データが生成される。そして、制御部１１０が、このような波形で示される動作制御データに基づいて上下モータ２２２を駆動することにより、ロボット２００はジャンプするような動作を行い、喜びの感情を表出することができる。なお、喜び動作合成処理では制御部１１０は、上下回転用のランダム制御データに対してのみジャンプモーション波形を合成し、左右回転用のランダム制御データに対しては何も行わずにそのまま動作制御データにするので、ひねりモータ２２１は自発動作処理（図８）のステップＳ２０８で取得されたランダム制御データに基づいて駆動されることになる。
【0098】
以上、生物的動作の合成の例として３つの合成処理（ピクピク動作合成処理、毛繕い動作合成処理、喜びジャンプ動作合成処理）を説明したが、これらの合成処理は一例に過ぎず、他の生物的な動作をランダム制御データに合成してもよい。このように自発動作処理のステップＳ２０８で取得されたランダム制御データに生物的動作を合成することにより、予め設定されている生物的動作と感情データ１２１から生成された感情表現とを合成することができ、ユーザに対しロボット２００の疑似的な感情をよりわかりやすく表出することができる。
【0099】
なお、上述のジャンプモーション波形は、ロボット２００の疑似的な喜びの感情に対応させて予め設定されている波形であり、喜びジャンプ動作合成処理においてランダム制御波形と合成されて駆動部２２０を制御する波形なので、設定済み制御波形とも呼ばれる。そして、設定済み制御波形で表されるシーケンスデータは、設定済み制御データとも呼ばれる。また、ピクピク動作合成処理のステップＳ３０４の処理（波形の値を１０～２０減算する処理）、毛繕い動作合成処理のステップＳ３１２及びステップＳ３１３の処理（波形の値を所定期間固定してから０に戻す処理）も、動作制御データを生成するために予め設定されている処理なので、設定済み制御データの一種と考えることができる。
【0100】
自発動作処理において制御部１１０が生成するランダム制御波形は、ロボット２００の疑似的な感情に応じた入力パラメータに基づいてパーリンノイズを用いて生成したランダム波形を合成して生成しているので、ロボット２００の感情に応じた滑らかな波形となる。したがって、制御部１１０は、ロボット２００の感情に応じた滑らかなモーションデータを生成することができる。また制御部１１０は、ランダム制御波形を用いてロボット２００を制御することで、ロボット２００の動作がワンパターン化するのを防ぐことができる。また、ランダム制御波形については、ランダム波形を合成して生成する以外に、ランダム波形を参照して任意の波形を加工したり、ランダム波形で任意の波形をフィルタリングしたりして生成してもよい。このようにすると、合成して生成する場合よりも処理負担が軽くなるケースがあるという利点がある。
【0101】
また、ランダム制御データの用い方については、設定済み制御データと合成するだけでなく、ランダム制御データを参照して設定済み制御データを加工してもよいし、ランダム制御データで設定済み制御データをフィルタリングしてもよい。ランダム制御データの用い方にこのようにバリエーションを設けることにより、ロボット２００の動作をより多様化させることができる。
【0102】
また、実施形態１では、感情データ１２１に基づいて生成したランダム波形を合成するのは自発動作処理において定期的に行う動作に対してのみであり、外部刺激に基づく動作に対しては当該ランダム波形を合成しない。このため、ロボット２００は、ランダム波形を用いた動作（定期的に実行）と、制御内容テーブル１２４で設定されている動作（外部刺激に応じて実行）とを、それぞれ実行するので、ユーザはそれぞれの動作の違い等を比較したり楽しんだりすることができる他、自発動作処理においてはより生物らしい動作を楽しむことができる
【0103】
（実施形態２）
実施形態１では、制御部１１０は、自発動作処理において、感情を表現するランダム制御波形を生成（及び合成）することで、ロボット２００に定期的に感情を表出させることができる。しかし、感情を表現するランダム制御波形の生成及び合成は、自発動作処理以外で行ってもよい。そこで、外部刺激を受けた際の動作においても、感情を表現するランダム制御波形を生成及び合成する実施形態２について説明する。
実施形態１では、制御部１１０は、自発動作処理において、感情を表現するランダム制御波形を生成（及び合成）することで、ロボット２００に定期的に感情を表出させることができる。しかし、感情を表現するランダム制御波形の生成及び合成は、自発動作処理以外で行ってもよい。そこで、外部刺激を受けた際の動作においても、感情を表現するランダム制御波形を生成及び合成する実施形態２について説明する。
【0104】
実施形態２に係るロボット２００の機能構成や構造は、実施形態１と同様なので、説明を省略する。ただし、実施形態２に係る動作制御処理（図７）においては、ステップＳ１０７の処理が、次に説明する感情合成動作処理に置き換わる。感情合成動作処理は、制御部１１０が、自発動作処理（図８）と同様に感情を表出するためのランダム制御波形を生成し、元のモーションデータと合成してから駆動部２２０を制御する処理である。なお、元のモーションデータとは、制御内容テーブル１２４に予め設定されているモーションデータであり、設定済み制御データの一種である。
【0105】
【0106】
まず、感情合成動作処理のステップＳ４０１からステップＳ４０６までの処理は、自発動作処理のステップＳ２０３からステップＳ２０８までの処理と同様なので、説明を省略する。
【0107】
ステップＳ４０７では、制御部１１０は、ステップＳ４０６で取得したランダム制御データに、動作制御処理（図７）のステップＳ１０６で取得した制御データ（制御内容テーブル１２４に含まれるモーションデータ）を単純に加算することによって合成して動作制御データを取得する。
【0108】
そして、制御部１１０は、ステップＳ４０７で取得した動作制御データに基づいて、ひねりモータ２２１及び上下モータ２２２を駆動し（ステップＳ４０８）、感情合成動作処理を終了し、動作制御処理（図７）のステップＳ１１０に進む。
【0109】
以上説明した感情合成動作処理により、制御部１１０は、感情データ１２１の値を反映させたランダム制御データを制御内容テーブル１２４の制御データに合成して、ロボット２００の疑似的な感情に応じた動きをロボット２００に行わせることができる。したがって、制御内容テーブル１２４の制御データの内容が感情データ１２１によって変化しない場合であっても、制御部１１０は、ロボット２００の感情に応じた動きをロボット２００に行わせることができる。
【0110】
また、制御部１１０が生成するランダム制御データは、パーリンノイズを用いて生成したランダム波形を合成して生成しているので、制御部１１０は、ロボット２００の感情に応じて滑らかな動きを行わせる動作制御データを生成することができる。また合成されるランダム制御波形はランダムな波形なので、合成して生成される動作制御データは毎回変化し、ロボット２００の動作がワンパターン化するのを防ぐことができる。
【0111】
（実施形態３）
上述の実施形態では、予め設定されている設定済み制御データ（制御内容テーブル１２４のモーションデータ、喜びジャンプ動作合成処理におけるジャンプモーション波形で示されるデータ等）とランダム波形生成器を用いて生成したランダム制御データとを単純に加算することによって動作制御データを生成していた。しかし、動作制御データを生成する際の設定済み制御データとランダム制御データとの合成は単純加算に限らない。
上述の実施形態では、予め設定されている設定済み制御データ（制御内容テーブル１２４のモーションデータ、喜びジャンプ動作合成処理におけるジャンプモーション波形で示されるデータ等）とランダム波形生成器を用いて生成したランダム制御データとを単純に加算することによって動作制御データを生成していた。しかし、動作制御データを生成する際の設定済み制御データとランダム制御データとの合成は単純加算に限らない。
【0112】
ここでは、ロボット２００の疑似的な成長日数が増えるのに応じて、動作制御データを合成する際のランダム制御データの重み（合成の割合）を下げる実施形態３について説明する。
【0113】
実施形態３に係るロボット２００の機能構成や構造は、実施形態２と同様なので、説明を省略する。ただし、実施形態３に係る感情合成動作処理（図２２）のステップＳ４０７においては、制御部１１０は、単純加算ではなく、重み付け加算によって動作制御データを取得する。
【0114】
重み付け加算の際の重みの設定方法は任意であるが、本実施形態では、制御部１１０は、成長日数データ１２３の値が大きくなるにつれて、設定済み制御データの重みを上げてランダム制御データの重みを下げる。
【0115】
具体的には、設定済み制御データの重みをＡで、ランダム制御データの重みをＢで、成長日数データ１２３をＤで、それぞれ表すとすると、例えば以下のように設定される。
Ｄ≦３なら、Ａ＝Ｄ×１０（％）、Ｂ＝（１０－Ｄ）×１０（％）
Ｄ≦１５なら、Ａ＝２２．５＋Ｄ×２．５（％）、Ｂ＝７７．５－Ｄ×２．５（％）
Ｄ≧３１なら、Ａ＝１００（％）、Ｂ＝０（％）
Ｄ≦３なら、Ａ＝Ｄ×１０（％）、Ｂ＝（１０－Ｄ）×１０（％）
Ｄ≦１５なら、Ａ＝２２．５＋Ｄ×２．５（％）、Ｂ＝７７．５－Ｄ×２．５（％）
Ｄ≧３１なら、Ａ＝１００（％）、Ｂ＝０（％）
【0116】
このような重み付け加算によって設定済み制御データとランダム制御データとを合成することにより、ロボット２００の動作を制御する動作制御データは例えば図２３に示すように、ロボット２００が子供（成長日数データ１２３が子供閾値（例えば７）以下のとき）から大人（成長日数データ１２３が大人閾値（例えば３０）以上のとき）に成長するにつれて、ランダム波形の合成率が（例えば１００％から０％へと）低くなる。
【0117】
したがって、ロボット２００の疑似的な成長に伴ってランダムさが減少して、動作が効率的になり、ロボット２００は大人がよく見せるような、無駄のない動きをするようになる。逆にロボット２００が幼いほど、ランダム波形の合成率が大きくなるため、滑らかではあるが無駄な動きが増え、ロボット２００は幼い子供がよく見せるような、気が散っているかのような様子を見せる動きをするようになる。
【0118】
また、制御部１１０は、重み付け加算の代わりに、設定済み制御データとランダム制御データとを掛け合わせて合成してもよい。具体的には設定済み制御データの値を例えば－９０以上９０以下の範囲に正規化したものをｆ（ｔ）、ランダム制御データの値を０以上２以下の範囲に正規化したものをｇ（ｔ）で表すとすると、ｆ（ｔ）×ｇ（ｔ）の値を動作制御データの値とする。
【0119】
この場合、ランダム制御データの重みを大きくする場合（ロボット２００が幼い場合）には、ランダム制御データの値を０以上２以下の範囲で振らし、（成長日数データ１２３が大きくなるにつれて）重みを小さくする場合には、ランダム制御データの値を１近辺の範囲で振らす。例えばランダム制御データの重みをＢ（％）とすると、制御部１１０は、ランダム制御データの値を、１－Ｂ／１００以上、１＋Ｂ／１００以下の範囲になるように正規化してから設定済み制御データの値を掛け合わせることによって、動作制御データを生成する。
【0120】
このようにしても、ロボット２００の疑似的な成長に伴ってランダムさが減少して、設定された動作に近い動きを行うようになる。そしてロボット２００が幼いほど、ランダムさが増加して、設定された動作があまり反映されない動きを行うようになる。
【0121】
また、制御部１１０は、制御内容テーブル１２４の制御データのうち、モーションデータだけでなく、効果音データについても成長日数データ１２３に応じて変化させてもよい。例えば、成長日数データ１２３が子供閾値以下のときには、制御内容テーブル１２４の効果音データのピッチを上げてから出力することで高い鳴き声にし、成長日数データ１２３が大人閾値以上のときには、制御内容テーブル１２４の効果音データのピッチを下げてから出力することで低い鳴き声にしてもよい。また、子供閾値や大人閾値によらず、成長日数データ１２３が大きくなればなるほど出力する鳴き声のピッチを低くしてもよい。
【0122】
以上説明したように、実施形態３では、成長日数データ１２３に応じて動きのランダムさや鳴き声のピッチが変化するので、ロボット２００は動きのランダムさや鳴き声によっても成長を表現できるようになる。
【0123】
（変形例）
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、実施形態２において、自発動作処理では常に呼吸動作を行い（感情表出は行わず）、感情の表出は感情合成動作処理（図２２）でのみ行うようにしてもよい。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、実施形態２において、自発動作処理では常に呼吸動作を行い（感情表出は行わず）、感情の表出は感情合成動作処理（図２２）でのみ行うようにしてもよい。
【0124】
また、上述の実施形態では、ロボット２００に動作制御装置１００が内蔵されている構成としたが、動作制御装置１００はロボット２００に内蔵されていなくてもよい。例えば、図２４に示すように、変形例に係る動作制御装置１００が、ロボット２００とは別個の装置（例えばサーバ）として構成され、動作制御装置１００が通信部１３０を備え、ロボット２００も制御部２５０及び通信部２６０を備えていてもよい。この場合、通信部１３０と通信部２６０とがお互いにデータを送受信できるように構成され、制御部１１０は、通信部１３０及び通信部２６０を介して、外部刺激検出部２１０が検出した外部刺激を取得したり、駆動部２２０や音声出力部２３０を制御したりする。
【0125】
上述の実施形態において、制御部１１０のＣＰＵが実行する動作プログラムは、あらかじめ記憶部１２０のＲＯＭ等に記憶されているものとして説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されず、上述の各種処理を実行させるための動作プログラムを、既存の汎用コンピュータ等に実装することにより、上述の実施形態に係る動作制御装置１００に相当する装置として機能させてもよい。
【0126】
このようなプログラムの提供方法は任意であり、例えば、コンピュータが読取可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ）、メモリカード、ＵＳＢメモリ等）に格納して配布してもよいし、インターネット等のネットワーク上のストレージにプログラムを格納しておき、これをダウンロードさせることにより提供してもよい。
【0127】
また、上述の処理をＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）とアプリケーションプログラムとの分担、又は、ＯＳとアプリケーションプログラムとの協働によって実行する場合には、アプリケーションプログラムのみを記録媒体やストレージに格納してもよい。また、搬送波にプログラムを重畳し、ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、ネットワーク上の掲示板（Ｂｕｌｌｅｔｉｎ Ｂｏａｒｄ Ｓｙｓｔｅｍ：ＢＢＳ）に上記プログラムを掲示し、ネットワークを介してプログラムを配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。
【0128】
また、制御部１１０は、シングルプロセッサ、マルチプロセッサ、マルチコアプロセッサ等の任意のプロセッサ単体で構成されるものの他、これら任意のプロセッサと、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ‐Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の処理回路とが組み合わせられて構成されてもよい。
【0129】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲とを逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、前述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【0130】
１００…動作制御装置、１１０，２５０…制御部、１２０…記憶部、１２１…感情データ、１２２…感情変化データ、１２３…成長日数データ、１２４…制御内容テーブル、１３０，２６０…通信部、２００…ロボット、２０１…外装、２０２…装飾部品、２０３…毛、２０４…頭部、２０５…連結部、２０６…胴体部、２０７…筐体、２１０…外部刺激検出部、２１１…タッチセンサ、２１２…加速度センサ、２１３…マイクロフォン、２１４…ジャイロセンサ、２２０…駆動部、２２１…ひねりモータ、２２２…上下モータ、２３０…音声出力部、２３１…スピーカ、２４０…操作入力部、３００…感情マップ、３０１，３０２，３０３…枠、３１０…原点、３１１…Ｘ軸、３１２…Ｙ軸、３２１，３２２，３２３…領域、ＢＬ…バスライン
【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】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】