特許 7453417 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20240312BHJP

   B25J 19/06 20060101ALI20240312BHJP

   A63F 9/00 20060101ALI20240312BHJP

   A63H 11/00 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

B25J19/06

A63F9/00 A

A63H11/00 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022567722

(86)(22)【出願日】2020-12-07

(86)【国際出願番号】 JP2020045386

(87)【国際公開番号】W WO2022123617

(87)【国際公開日】2022-06-16

【審査請求日】2023-06-02

(73)【特許権者】

【識別番号】310021766

【氏名又は名称】株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】狩谷 真一

(72)【発明者】

【氏名】根田 妙子

(72)【発明者】

【氏名】石塚 健作

【審査官】尾形 元

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３０１００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２８７１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１８１１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１３３６８０２（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開平４－８４８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １３／０８

Ｂ２５Ｊ １９／０６

Ａ６３Ｆ ９／００

Ａ６３Ｈ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体の部分の運動状態の変化を示す計測値を取得する計測値取得部と、
前記計測値に基づいて前記筐体の部分で発生した接触イベントを検出する接触イベント検出部と、
前記筐体の部分に含まれる動作実施部分で前記接触イベントが検出された場合に前記接触イベントが能動的であると判定する能動性判定部と
を備える情報処理装置。

【請求項2】

前記筐体は、関節部を動作パターンに従って駆動することによって動作し、
前記能動性判定部は、前記動作パターンに基づいて前記動作実施部分を特定する、請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記筐体は、第１の部分と、前記第１の部分によって支持される第２の部分とを含み、
前記能動性判定部は、前記接触イベントが発生した時に、前記第２の部分の先端部が前記第１の部分に対して所定の位置関係を満たす場合に前記第２の部分を前記動作実施部分として特定する、請求項１または請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記計測値は、前記筐体の関節部を駆動するモータで計測されたトルク計測値を含み、
前記接触イベント検出部は、前記トルク計測値または前記トルク計測値に基づく値が閾値範囲を超える場合に前記接触イベントを検出する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の情報処理装置。

【請求項5】

筐体の部分の運動状態の変化を示す計測値を取得するステップと、
前記計測値に基づいて前記筐体の部分で発生した接触イベントを検出するステップと、
前記筐体の部分に含まれる動作実施部分を特定し、前記動作実施部分で前記接触イベントが検出された場合に前記接触イベントが能動的であると判定するステップと
を含む情報処理方法。

【請求項6】

筐体の部分の運動状態の変化を示す計測値を取得する計測値取得部と、
前記計測値に基づいて前記筐体の部分で発生した接触イベントを検出する接触イベント検出部と、
前記筐体の部分に含まれる動作実施部分を特定し、前記動作実施部分で前記接触イベントが検出された場合に前記接触イベントが能動的であると判定する能動性判定部と
を備える情報処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報処理装置、情報処理方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

様々なタイプのロボットの研究、開発が行われている。特許文献１は、カメラ画像入力器を介して入力されたユーザの画像に応じて、ユーザの動作と同調した動作を生成するモジュールを備えたロボット装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－３４２８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば上記のようなロボットが開発される中で、ロボットの想定外の動き、例えばロボット同士の物理的なインタラクションによって発生する動きを検出して、エンターテインメントなどのために利用することが検討される。しかしながら、このような動きを利用する技術については、未だ十分に提案されているとはいえない。

【0005】

そこで、本発明は、ロボットの想定外の動きを検出して利用することを可能にする情報処理装置、情報処理方法およびプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある観点によれば、筐体の部分の運動状態の変化を示す計測値を取得する計測値取得部と、計測値に基づいて筐体の部分で発生した接触イベントを検出する接触イベント検出部と、筐体の部分に含まれる動作実施部分で接触イベントが検出された場合に接触イベントが能動的であると判定する能動性判定部とを備える情報処理装置が提供される。

【0007】

本発明の別の観点によれば、筐体の部分の運動状態の変化を示す計測値を取得するステップと、計測値に基づいて筐体の部分で発生した接触イベントを検出するステップと、筐体の部分に含まれる動作実施部分を特定し、動作実施部分で接触イベントが検出された場合に接触イベントが能動的であると判定するステップとを含む情報処理方法が提供される。

【0008】

本発明のさらに別の観点によれば、筐体の部分の運動状態の変化を示す計測値を取得する計測値取得部と、計測値に基づいて筐体の部分で発生した接触イベントを検出する接触イベント検出部と、筐体の部分に含まれる動作実施部分を特定し、動作実施部分で接触イベントが検出された場合に接触イベントが能動的であると判定する能動性判定部とを備える情報処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るシステムの構成例を概略的に示す図である。

【図2】図１に示されたシステムにおけるロボットの構成例を概略的に示す図である。

【図3】図１に示されたシステムにおける判定装置の構成例を概略的に示す図である。

【図4A】接触イベントの検出および判定に関する機能構成の第１の例を示すブロック図である。

【図4B】接触イベントの検出および判定に関する機能構成の第２の例を示すブロック図である。

【図5】本発明の一実施形態における接触イベントの検出のための具体的な機能構成の例を示す図である。

【図6A】トルク計測値と閾値範囲との比較の例を示す図である。

【図6B】トルク計測値と閾値範囲との比較の例を示す図である。

【図7】トルク計測値にローパスフィルタを適用した例を示す図である。

【図8】ロボットの構造の例を示す図である。

【図9A】複数の関節部におけるトルク計測値の比率を組み合わせた検出の例を示す図である。

【図9B】複数の関節部におけるトルク計測値の比率を組み合わせた検出の例を示す図である。

【図10A】角度差分値を組み合わせた検出の例を示す図である。

【図10B】角度差分値を組み合わせた検出の例を示す図である。

【図11A】本発明の一実施形態における接触イベントの能動性の判定の例について説明するための図である。

【図11B】本発明の一実施形態における接触イベントの能動性の判定の例について説明するための図である。

【図12】本実施形態において能動的な接触イベントを検出するための処理を概略的に示す図である。

【図13】本発明の一実施形態におけるスコア算出部の処理の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。

【0011】

（システム構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るシステムの構成例を概略的に示す図である。本実施形態において、システム１０はロボット１００Ａ，１００Ｂによる格闘ゲームを提供する。システム１０は、コントローラ２００Ａ，２００Ｂおよび判定装置３００をさらに含む。

【0012】

ロボット１００Ａ，１００Ｂ（以下、総称してロボット１００ともいう）はそれぞれ頭部１０１Ａ，１０１Ｂ（以下、総称して頭部１０１ともいう）、胴部１０２Ａ，１０２Ｂ（以下、総称して胴部１０２ともいう）、腕部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂ（以下、総称して腕部１０３，１０４ともいう）および脚部１０５Ａ，１０５Ｂ，１０６Ａ，１０６Ｂ（以下、総称して脚部１０５，１０６ともいう）を有する。

【0013】

コントローラ２００Ａ，２００Ｂは、例えば図示しないボタンやスティックに対するユーザの操作入力に従って操作信号を生成する。あるいは、コントローラ２００Ａ，２００Ｂは、図示しないカメラまたはセンサなどを含むモーションキャプチャによって特定されたユーザの動きに従って操作信号を生成してもよい。操作信号は、コントローラ２００Ａからロボット１００Ａに、コントローラ２００Ｂからロボット１００Ｂにそれぞれ送信され、ロボット１００Ａ，１００Ｂはそれぞれの操作信号に従って動作する。

【0014】

上記のようにロボット１００Ａ，１００Ｂがそれぞれコントローラ２００Ａ，２００Ｂの操作信号に従って動作し、腕部１０３，１０４や脚部１０５，１０６を駆動させて相手に対する攻撃および防御を行うことによって格闘ゲームが提供される。格闘ゲームのルールは特に限定されないが、例えばロボット１００Ａの腕部１０３Ａ，１０４Ａのいずれかによる攻撃がロボット１００Ｂの頭部１０１Ｂまたは胴部１０２Ｂにヒットしたときに、ロボット１００Ａにポイントを与えてもよい。判定装置３００は、ロボット１００Ａ，１００Ｂからそれぞれ送信される情報に従って、上記のようなポイントの判定を実施する。

【0015】

図２は、図１に示されたシステムにおけるロボットの構成例を概略的に示す図である。ロボット１００は、例えば胴部１０２に搭載される情報処理装置１１０を有する。情報処理装置１１０は、演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１３、および外部メモリ１１４などを含む。情報処理装置１１０は、通信インターフェース１２１が受信した操作信号または制御信号に応じてロボット１００の各部の動作を決定する。通信インターフェース１２１は、バスインターフェース１１５を介して情報処理装置１１０に接続される。

【0016】

情報処理装置１１０は、決定された動作が実行されるように、腕部１０３，１０４、手部１０３Ｈ，１０４Ｈ、脚部１０５，１０６および足部１０５Ｆ，１０６Ｆの関節部を回転駆動するモータ１３０を制御する。図示されていないが、頭部１０１および胴部１０２にもモータ１３０によって駆動される関節部が設けられてもよい。例えば、情報処理装置１１０のＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１３または外部メモリ１１４に格納された動作パターンから決定された動作に対応するパターンを選択し、選択されたパターンに従って足部運動、ＺＭＰ（Zero Moment Point）軌道、体幹運動、上肢運動、腰部水平位置および高さなどを設定し、これらの設定値に従ってモータ１３０を制御する。

【0017】

また、ロボット１００には、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）１２２などのセンサが搭載される。センサはバスインターフェース１１５を介して情報処理装置１１０に接続され、情報処理装置１１０は必要に応じてセンサの出力値を参照してロボット１００の各部を制御する。また、情報処理装置１１０は、後述するような処理によって取得された攻撃および防御に関する判定情報を図１に示された判定装置３００に送信してもよい。あるいは、情報処理装置１１０は、センサの出力値の少なくとも一部や、選択されている動作パターンまたはモータ１３０の制御のための設定値などを、攻撃および防御に関する判定情報を抽出する判定装置３００に送信してもよい。

【0018】

図３は、図１に示されたシステムにおける判定装置の構成例を概略的に示す図である。判定装置３００は、情報処理装置３１０および通信インターフェース３２１を有する。情報処理装置３１０は、演算処理を実行するＣＰＵ３１１、ＲＡＭ３１２、ＲＯＭ３１３、および外部メモリ３１４などを含む。情報処理装置３１０は、通信インターフェース３２１がロボット１００Ａ，１００Ｂからそれぞれ受信した判定情報に基づいて格闘ゲームの勝敗を判定する。判定結果やゲームスコアは、例えば通信インターフェース３２１を介してユーザ端末などの他の装置に送信されたり、ディスプレイ３２２に表示されたりしてもよい。通信インターフェース３２１およびディスプレイ３２２は、バスインターフェース３１５を介して情報処理装置３１０に接続される。

【0019】

本実施形態では、格闘ゲームの勝敗を判定する要素として接触イベントが定義される。接触イベントは、例えば格闘ゲームの中でロボット１００Ａがロボット１００Ｂの筐体のいずれかの部分を打撃した場合に発生する。このとき、ロボット１００Ａ，１００Ｂの各部を駆動するモータでは、コントローラ２００Ａ，２００Ｂの操作信号に従って実行される動作によるトルク変化に加えて、外部のオブジェクトである相手側のロボットが筐体に接触したことによって加えられた力によるトルク変化が発生する。前者のトルク変化が、例えば床面との接触によるものも含めて、ロボット１００において設定されている動作パターンやセンサの出力値からトルク変化の大きさおよびタイミングが予測可能であるのに対して、後者はトルク変化の大きさおよびタイミングがロボット１００Ｂの位置や動きによって変動するため、同様に予測することは困難である。このような外部のオブジェクトとの接触によって発生するトルク変化を伴うイベントを、本明細書では接触イベントという。

【0020】

上記のように定義される接触イベントは、さらに受動的な接触イベントと能動的な接触イベントとに分けられる。例えば、ロボット１００Ａがロボット１００Ｂの筐体のいずれかの部分を打撃した場合に、打撃された側のロボット１００Ｂで発生する。この場合、ロボット１００Ｂは打撃のための動作を行っていないため、ロボット１００Ｂ側ではイベントの発生自体が予測困難である。このような場合に、ロボット１００Ｂにおいて受動的な接触イベントが発生したという。一方、上記の場合において、ロボット１００Ａは打撃のための動作を行っているため、ロボット１００Ａ側で接触イベントの発生自体は予測できる。このような場合に、ロボット１００Ａにおいて能動的な接触イベントが発生したという。ただし、例えばロボット１００Ｂが回避動作を行った場合など、予測された接触イベントが発生しない場合がありうる。また、接触イベントが発生した場合もトルク変化の大きさおよびタイミングはロボット１００Ｂの位置や動きに依存するため、能動的な接触イベントであってもこれらの予測は困難である。

【0021】

本実施形態では、上記のような受動的な接触イベントおよび能動的な接触イベントをロボット１００Ａ側およびロボット１００Ｂ側でそれぞれ検出し、さらにそれらの検出結果を統合することによって格闘ゲームの勝敗を判定する。そのための機能構成として、システム１０はトルク計測値取得部５１０、角度差分値取得部５２０、接触イベント検出部５３０、能動性判定部５４０およびスコア加算部５５０を含む。これらの機能構成は、図１に示されたシステム１０においてロボット１００が有する情報処理装置１１０、または判定装置３００が有する情報処理装置３１０において実装される。

【0022】

具体的には、例えば、図４Ａに示されるようにロボット１００でトルク計測値取得部５１０、角度差分値取得部５２０、接触イベント検出部５３０、および能動性判定部５４０が実装され、判定装置３００でスコア加算部５５０が実装されてもよい。この場合、判定装置３００にはロボット１００Ａ，１００Ｂのそれぞれでの接触イベントの検出結果を受信する接触イベント検出結果取得部５５１と、それぞれの接触イベントについて能動性の判定結果を受信する能動性判定結果取得部５５２とが含まれる。

【0023】

あるいは、図４Ｂに示されるようにロボット１００でトルク計測値取得部５１０および角度差分値取得部５２０が実装され、判定装置３００で接触イベント検出部５３０、能動性判定部５４０およびスコア加算部５５０が実装されてもよい。この場合、上記の接触イベント検出結果取得部および能動性判定結果取得部の機能は接触イベント検出部５３０および能動性判定部５４０に含まれる。以下それぞれの機能構成についてさらに説明する。

【0024】

トルク計測値取得部５１０は、ロボット１００の筐体の関節部を駆動するモータで計測されたトルク計測値を取得する。上述のように、ロボット１００の筐体は頭部１０１、胴部１０２、および腕部１０３，１０４などを含み、それぞれの部分を連結する関節部はモータ１３０によって駆動される。トルク計測値は、例えばモータ１３０に流れる電流を計測することによって取得される。関節部において複数の方向（例えば、Roll，Pitch，Yaw）の駆動が可能である場合は、それぞれの方向に関節部を駆動するモータのトルク計測値が取得されてもよい。取得されたトルク計測値は、接触イベント検出部５３０においてリアルタイムで処理されてもよいし、時系列で取得されたトルク計測値が所定の時間バッファされて時間差分や移動平均などが算出されてもよい。

【0025】

角度差分値取得部５２０は、ロボット１００の筐体の関節部を駆動するモータにおける角度計測値と角度指示値との差分を示す角度差分値を取得する。角度計測値は、例えばモータによって駆動される関節部に取り付けられたポテンショメータまたはエンコーダの出力値として取得される。角度指示値は、例えば情報処理装置１１０で決定されるそれぞれのモータ１３０の回転角度の目標値である。

【0026】

接触イベント検出部５３０は、トルク計測値取得部５１０が取得したトルク計測値、またはトルク計測値に基づく値が閾値範囲を超える場合に、トルク計測値が取得されたモータ１３０によって駆動される関節部によって連結される筐体の部分で発生した接触イベントを検出する。具体的には、例えば、ロボット１００の頭部１０１と胴部１０２とを連結する関節部を駆動するモータのトルク計測値、またはトルク計測値に基づく値が閾値範囲を超える場合に、接触イベント検出部５３０は頭部１０１または胴部１０２で発生した接触イベントを検出する。

【0027】

ここで、接触イベント検出部５３０が接触イベントの検出に用いる閾値範囲は、通常動作時、すなわちロボット１００の各関節部を駆動するモータが情報処理装置１１０で決定された動作パターンに従って動作し、想定外の外力が加わらない場合にそれぞれのモータで検出されるトルク計測値の範囲に対応し、例えばロボット１００が様々な動作をしたときのトルク計測値を実測することによって決定される。閾値範囲はそれぞれの関節部やモータの駆動方向（例えばRoll，Pitch，Yaw）について個別に設定されてもよいし、２以上の関節部や駆動方向について共通の閾値範囲が設定されてもよい。

【0028】

上記の接触イベント検出部５３０は、例えば単純にトルク計測値が閾値範囲を超える場合、すなわちトルク計測値が閾値範囲の最大値よりも大きいか、または閾値範囲の最小値よりも小さい場合に接触イベントを検出してもよい。あるいは、接触イベント検出部５３０は、後述する例のようにトルク計測値の所定の周波数以下の成分が閾値範囲を超える場合に接触イベントを検出するか、またはトルク計測値の時間差分が閾値範囲を超える場合に接触イベントを検出してもよい。また、接触イベント検出部５３０は、後述する例のように複数のトルク計測値の比率や、角度差分値取得部５２０が取得した角度差分値にさらに基づいて接触イベントを検出してもよい。

【0029】

能動性判定部５４０は、接触イベント検出部５３０で検出された接触イベントが能動的であるか否かを判定する。ここで、上述の通り、能動的な接触イベントは、ロボット１００がその接触イベントを引き起こすための動作を行っているために、発生自体は予測可能であったイベントである。具体的には、能動性判定部５４０は、ロボット１００の筐体の部分に含まれる動作実施部分で接触イベントが検出された場合に、接触イベントが能動的であると判定する。例えば、能動性判定部５４０は、情報処理装置１１０で決定された関節部の動作パターンに基づいてロボット１００における動作実施部分を特定することができる。また、能動性判定部５４０は、後述する例のように、ロボット１００の胴部１０２と、胴部１０２によって支持される腕部１０３，１０４とについて、腕部１０３，１０４の先端部である手部１０３Ｈ，１０４Ｈが胴部１０２に対して所定の位置関係を満たす場合に、手部１０３Ｈ，１０４Ｈを含む腕部１０３，１０４を動作実施部分として特定してもよい。本実施形態において、能動性判定部５４０が能動的であると判定しなかった接触イベントは、受動的な接触イベントとして扱われる。

【0030】

スコア加算部５５０は、ロボット１００Ａ，１００Ｂのそれぞれについて、接触イベント検出部５３０による接触イベントの検出結果と、能動性判定部５４０による接触イベントの能動性の判定結果とに基づいて、格闘ゲームの勝敗を判定する。具体的には、例えば、スコア加算部５５０は、ロボット１００Ａについて検出された第１の接触イベントが能動的であり、ロボット１００Ｂについて第１の接触イベントに同期して検出された第２の接触イベント能動的ではない場合に、ロボット１００Ａによるロボット１００Ｂの打撃が成功したと判定し、ロボット１００Ａに対してスコアを加算する。このようなスコア加算部５５０の処理の具体的な例については後述する。

【0031】

（接触イベント検出の具体的な例）
図５は、本発明の一実施形態における接触イベントの検出のための具体的な機能構成の例を示す図である。図示された例において、トルク計測値取得部５１０は、頭部１０１と胴部１０２とを連結する関節部を駆動するモータの３方向のトルク計測値（Head_Roll，Head_Pitch，Head_Yaw）、胴部１０２内の２つの部分を連結する関節部を駆動するモータの３方向のトルク計測値（Trunk_Roll，Trunk_Pitch，Trunk_Yaw）、および胴部１０２と腕部１０３，１０４とを連結する肩の関節部を駆動するモータのそれぞれ２方向のトルク計測値（Left_Shoulder_Roll，Left_Shoulder_Pitch，Right_Shoulder_Roll，Right_Shoulder_Pitch）を取得する。一方、角度差分値取得部５２０は、胴部１０２内の２つの部分を連結する関節部を駆動するモータの角度差分値（Trunk_Yaw）および上記の肩の関節部を駆動するモータの角度差分値（Left_Shoulder_Roll，Left_Shoulder_Pitch，Right_Shoulder_Roll，Right_Shoulder_Pitch）を取得する。なお、図５では、R:Roll、P:Pitch、Y:Yawとして略記されている場合がある。

【0032】

図示された例において、接触イベント検出部５３０は、それぞれ異なる仕方でトルク計測値を閾値範囲と比較することによって接触イベントを検出する接触イベント検出部５３０Ａ～５３０Ｄと、接触イベントの検出結果を統合する接触イベント検出部５３０Ｅを含む。以下、各部についてさらに説明する。

【0033】

（トルク計測値を用いた検出）
接触イベント検出部５３０Ａは、頭部１０１のトルク計測値（Head_Roll，Head_Pitch，Head_Yaw）および胴部１０２のトルク計測値（Trunk_Roll）について、それぞれが閾値範囲を超えるか否かを判定する。トルク計測値と閾値範囲との比較の例は、図６Ａおよび図６Ｂに示されている。図６Ａに示されるように、ロボット１００の各部を駆動するモータについて、通常動作時のトルク計測値は閾値範囲Ｒを超えない。上述したように、閾値範囲Ｒは、例えばロボット１００の通常動作時におけるトルク計測値の実測値を収集することによって決定される。なお、図示された例では閾値範囲Ｒが０を中心として正負均等に設定されているが、閾値範囲Ｒは正負いずれかに偏った範囲であってもよい。

【0034】

一方、図６Ｂに示されるように、接触イベントの発生時には、モータのトルク計測値が閾値範囲Ｒを超える。従って、接触イベント検出部５３０Ａは、トルク計測値（Head_Roll，Head_Pitch，Head_Yaw，Trunk_Roll）がそれぞれについて設定された閾値範囲Ｒを超える場合に、頭部１０１または胴部１０２の少なくともいずれかにおける接触イベントを検出する。このとき、接触イベント検出部５３０Ａ（他のイベント検出部も同様）は、図７に示されるように、トルク計測値にローパスフィルタを適用し、トルク計測値の所定の周波数以下の成分が閾値範囲Ｒを超える場合に接触イベントを検出してもよい。トルク計測値にはノイズや測定誤差による高周波成分が含まれうるため、接触イベントによって発生するトルク計測値の変動周波数よりも高い周波数成分を除去することによって、誤検出を減少させて接触イベントの検出精度を高めることができる。

【0035】

（複数の関節部におけるトルク計測値の比率を組み合わせた検出）
再び図５を参照して、接触イベント検出部５３０Ｂは、胴部１０２のトルク計測値（Trunk_Pitch）が閾値範囲を超える場合に、頭部１０１のトルク計測値（Head_Pitch）の胴部１０２のトルク計測値（Trunk_Pitch）に対する比率（Head_Pitch/Trunk_Pitch）が閾値を超えていれば頭部１０１で発生した接触イベントを検出し、比率が閾値を超えていなければ胴部１０２で発生した接触イベントを検出する。このような判定によって、以下で説明するように、頭部１０１または胴部１０２のどちらで接触イベントが発生したかを正しく識別することができる。

【0036】

図８に示されるように、ロボット１００では下側の脚部１０５，１０６が床面に接触した拘束端であるのに対して、上側の頭部１０１は自由端である。つまり、ロボット１００の筐体は、第１の部分である脚部１０５，１０６、および胴部１０２の下部と、第１の部分によって支持される第２の部分である胴部１０２の上部と、第２の部分によって支持され自由端を構成する第３の部分である頭部１０１とを含む。このような場合、自由端を構成する第３の部分で発生した接触イベントによって力Ｆが加えられた場合のトルク計測値の変動は、第３の部分と第２の部分との間の関節部よりも、第２の部分と第１の部分との間の関節部で顕著に観測される傾向がある。具体的には、頭部１０１で接触イベントが発生した場合、頭部１０１と胴部１０２とを連結する関節部のトルク計測値より（Head_Pitch）も、胴部１０２内の２つの部分を連結する関節部のトルク計測値（Trunk_Pitch）でより顕著なトルク計測値の変動が観測される傾向がある。従って、このような場合と胴部１０２自体で接触イベントが発生したことによって胴部１０２のトルク計測値（Trunk_Pitch）が変動した場合とを識別することは容易ではない。

【0037】

ここで、図９Ａおよび図９Ｂには、胴部１０２で外部からの打撃による接触イベントが発生した場合、および頭部１０１で外部からの打撃による接触イベントが発生した場合のそれぞれについて、トルク計測値（Head_Pitch，Trunk_Pitch）およびこれらの比率（Head_Pitch/Trunk_Pitch）が示されている。図示されるように、図９Ａおよび図９Ｂの両方の例で、胴部１０２のトルク計測値（Trunk_Pitch）は同じように大きく正方向に変動して閾値（閾値範囲Ｒの最大値）を超え、また頭部１０１のトルク計測値（Head_Pitch）も同じように変動が小さく閾値を超えない。これに対して、トルク計測値の比率（Head_Pitch/Trunk_Pitch）は、図９Ａの例ではほぼ０であるのに対して、図９Ｂの例では０．２５以上であり、それぞれのケースの間で差が生じている。これは、胴部１０２で接触イベントが発生した図９Ａの場合には頭部１０１のトルク計測値がほとんど変動しないのに対して、頭部１０１で接触イベントが発生した図９Ｂの場合には、胴部１０２ほど大きくはないものの頭部１０１のトルク計測値も変化するためである。

【0038】

従って、例えば上記の図９Ａおよび図９Ｂに示された例であれば、トルク計測値の比率（Head_Pitch/Trunk_Pitch）について０．２５を閾値として設定することによって、比率が閾値を超える場合には頭部１０１で接触イベントが発生したと判定し、比率が閾値を超えない場合には胴部１０２で接触イベントが発生したと判定することができる。なお、上記の比率の閾値は一例であり、他の例では例えば頭部１０１で接触イベントが発生したときの比率の実測値と胴部１０２で接触イベントが発生したときの比率の実測値とを収集することによって適切な閾値を設定することができる。

【0039】

（角度差分値を組み合わせた検出）
再び図５を参照して、接触イベント検出部５３０Ｃは、胴部１０２内の２つの部分を連結する関節部を駆動するモータのトルク計測値（Trunk_Yaw）が閾値範囲を超え、かつ当該モータの角度差分値が閾値範囲を超える場合に、胴部１０２で発生した接触イベントを検出する。以下で説明するように、トルク計測値がロボット１００の姿勢によって比較的大きく変動するのに対して、角度差分値はロボット１００の姿勢への依存が小さいため、角度差分値を用いることによって接触イベント検出の精度を向上させることができる。

【0040】

図１０Ａおよび図１０Ｂには、胴部１０２で実際には接触イベントが発生していない場合と接触イベントが発生した場合のそれぞれについて、トルク計測値および角度差分値が示されている。図示されているように、図１０Ａおよび図１０Ｂの両方の例で、トルク計測値は閾値範囲を超えている。これに対して、角度差分値は、図１０Ａの例では閾値を超えないのに対して、図１０Ｂの例では閾値を超える。従って、角度差分値が閾値を超えることを接触イベント検出の条件にすることによって、図１０Ａのように接触イベントが発生していないにもかかわらずロボット１００の姿勢の変化などによってトルク計測値が変動した場合の誤検出を防止することができる。

【0041】

（時間差分を用いた検出）
再び図５を参照して、接触イベント検出部５３０Ｄは、肩関節を駆動するモータのトルク計測値（Left_Shoulder_Roll，Left_Shoulder_Pitch，Right_Shoulder_Roll，Right_Shoulder_Pitch）時間差分が閾値範囲を超え、かつ各モータの角度差分値が閾値範囲を超えた場合に、それぞれの腕部１０３，１０４で発生した接触イベントを検出する。具体的には、接触イベント検出部５３０Ｄは、単一時刻ｔのトルク検出値に代えて、時間差分、すなわち時刻ｔおよび時刻ｔ－１のそれぞれのトルク検出値の差分を閾値範囲と比較する。例えば腕部１０３，１０４のような部分では、通常動作時のトルク検出値の変動量と接触イベントが発生したときのトルク検出値の変動量との差が小さいため、単純にトルク検出値を閾値範囲と比較した場合には検出精度が向上しにくい。これに対して、接触イベントが発生した場合におけるトルク検出値の時間あたり変動量は通常動作時におけるトルク検出値の時間あたり変動量よりも大きいため、時間差分を利用すること接触イベントを正しく検出することができる。なお、接触イベント検出部５３０Ｄは、トルク検出値の時間差分に加えて、上記の接触イベント検出部５３０Ｃの例と同様にモータの角度差分値を用いることによって、より正確なイベントの検出を可能にしているが、トルク検出値の時間差分を角度差分値と組み合わせることは必ずしも必要ではない。

【0042】

以上で説明したような図５の例において、接触イベント検出部５３０Ｅは、接触イベント検出部５３０Ａ～５２０Ｄによる接触イベントの検出結果を統合する。具体的には、例えば、接触イベント検出部５３０Ｅは、接触イベント検出部５３０Ａ，５３０Ｂの両方が頭部１０１で発生した接触イベントを検出した場合に、頭部１０１で接触イベントが発生したと判定してもよい。また、接触イベント検出部５３０Ｅは、接触イベント検出部５３０Ａ，５３０Ｂ，５３０Ｃのすべてが胴部１０２で発生した接触イベントを検出した場合に、胴部１０２で接触イベントが発生したと判定してもよい。接触イベント検出部５３０Ｅは、腕部１０３，１０４については接触イベント検出部５３０Ｄの判定結果をそのまま利用してもよい。接触イベント検出部５３０Ｅは、上記のようにそれぞれの検出結果の論理積（ＡＮＤ判定）によって接触イベントの発生を判定してもよいし、他の例ではそれぞれの検出結果の論理和（ＯＲ判定）によって接触イベントの発生を判定してもよい。

【0043】

（能動性の判定）
上述のように、能動性判定部５４０は、ロボット１００における動作実施部分で接触イベントが検出された場合に、当該接触イベントが能動的であると判定してもよい。動作実施部分は、例えば情報処理装置１１０で決定された関節部の動作パターンに基づいて特定されてもよいし、接触イベントが検出される前後における関節部のトルク計測値の変動に基づいて特定されてもよい。例えば、能動性判定部５４０は、接触イベントの検出の前後において、トルク計測値が閾値範囲内ではあるものの他の関節部よりも相対的に大きく変動していた場合に、当該関節部によって連結される部分を動作実施部分として特定してもよい。また、能動性判定部５４０は、以下で説明するように、接触イベント検出時の筐体の部分同士の位置関係に基づいて動作実施部分を特定してもよい。

【0044】

図１１Ａおよび図１１Ｂは、本発明の一実施形態における接触イベントの能動性の判定の例について説明するための図である。この例において、能動性判定部５４０は、接触イベントが発生した時の腕部１０３，１０４の先端部である手部１０３Ｈ，１０４Ｈと胴部１０２との位置関係に基づいて動作実施部分を特定している。図示された例では、手部１０３Ｈ，１０４Ｈのいずれかの位置が、図１１Ａに示されるように胴部１０２の前方、胴部１０２と腕部１０３，１０４とを連結する肩関節部を基準にした所定の高さ範囲（±ｄ１）に含まれ、図１１Ｂに示されるように胴部１０２に対する前後方向の距離が閾値ｄ２であり、かつ肩関節部からの直線距離が閾値ｒ以上の場合に、条件を満たす手部１０３Ｈ，１０４Ｈを含む腕部１０３，１０４が動作実施部分として特定される。なお、図１１Ａおよび図１１Ｂに示された寸法は、小型のロボット１００が用いられる場合の例であり、寸法およびその比率はロボット１００の大きさや形状に応じて任意に設定される。

【0045】

図１２は、本実施形態において能動的な接触イベントを検出するための処理を概略的に示す図である。図示された例では、まず、腕部１０３，１０４の肩関節部および肘関節部を駆動するモータのトルク計測値（Left_Shoulder_Yaw，Left_Elbow_Pitch，Right_Shoulder_Yaw，Right_Elbow_Pitch）に基づいて接触イベントが検出される。ここで、接触イベントは、上記で図５を参照して説明した例のように、単純にトルク計測値を閾値範囲と比較することによって検出されてもよいし、上記で図５などを参照して説明した例のようにトルク計測値の所定の周波数以下の成分や時間差分を閾値範囲と比較することによって検出されてもよい。また、接触イベントは、複数のトルク計測値の比率や、角度差分値にさらに基づいて検出されてもよい。

【0046】

上記のそれぞれのトルク計測値のいずれか１つについて接触イベントが検出された場合（ＯＲ判定）、接触イベントの能動性が判定される。具体的には、例えば、それぞれの関節部における角度計測値から手部１０３Ｈ，１０４Ｈの位置を算出し、上記で図１２Ａおよび図１２Ｂを参照して説明したような胴部１０２と手部１０３Ｈ，１０４Ｈとの位置関係が満たされるか否かを判定する。また、１つの接触イベントが複数回にわたって検出されるのを防ぐために、能動的な接触イベントが一度検出された後には所定の無効期間を設定し、無効期間が経過していない場合には次の能動的な接触イベントが検出されないようにする。接触イベントが検出され、手部１０３Ｈ，１０４Ｈの位置が条件を満たし、かつ無効期間が既に経過している場合、能動性判定部５４０は接触イベントが能動的であると判定する。

【0047】

図１３は、本発明の一実施形態におけるスコア算出部の処理の例を示すフローチャートである。図示された例において、スコア加算部５５０は、ロボット１００Ａ，１００Ｂのそれぞれで発生した接触イベントの検出結果を取得し（ステップＳ１０１）、また接触イベントのそれぞれについて能動性の判定結果を取得する（ステップＳ１０２）。ロボット１００Ａ，１００Ｂで同期して接触イベントが検出され（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、同期して検出された接触イベントのいずれか一方が能動的であり（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、かつ他方の接触イベントが能動的ではない場合（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、スコア加算部５５０はロボット１００Ａ，１００Ｂのうち能動的な接触イベントが検出された側に対してスコアを加算する（ステップＳ１０６）。

【0048】

上記以外の場合、すなわち、ロボット１００Ａ，１００Ｂで同期して接触イベントが検出されなかった場合（ステップＳ１０３のＮＯ）、同期して検出された接触イベントが両方とも能動的ではない場合（ステップＳ１０４のＮＯ）、および同期して検出された接触イベントが両方とも能動的である場合（ステップＳ１０５のＮＯ）、スコア加算部５５０はロボット１００Ａ，１００Ｂのどちらにもスコアを加算しない。

【0049】

なお、上記の例において、互いに同期して検出された接触イベントは、必ずしも同一の時刻に検出された接触イベントではなくてもよく、例えば一方の接触イベントの検出結果が取得された時刻と所定時間以内の時間差の時刻に取得された接触イベントを含んでもよい。許容される時間差は、例えば処理遅延や通信遅延を考慮して決定される。スコア加算部５５０は、上記のようにしてロボット１００Ａ，１００Ｂのそれぞれについてスコアを加算し、所定の試合時間内のスコアに基づいて格闘ゲームの勝敗を決定する。あるいは、スコア加算部５５０は、上記の処理において能動的な接触イベントが検出されなかった側についてスコアを減算してもよいし、ロボット１００Ａ，１００Ｂのいずれかのスコアが上限または下限の閾値に達した時点でゲームを終了してもよい。

【0050】

以上で説明した本発明の一実施形態では、ロボット１００Ａ，１００Ｂの筐体の部分の運動状態の変化を示す計測値に基づいて、筐体の部分で発生した接触イベントを検出する。また、検出された接触イベントについて、動作実施部分との関係によって能動性を判定する。さらに、ロボット１００Ａ，１００Ｂのそれぞれで検出された接触イベントの同期性、およびそれぞれの接触イベントの能動性に応じてロボット１００Ａ，１００Ｂにスコアを加算し、それによって格闘ゲームの勝敗を決定する。なお、上記の例では筐体の部分の運動状態の変化を示す計測値として筐体の関節部を駆動するモータで計測されたトルク計測値を用いたが、例えば加速度センサなどを用いて取得される他の計測値を用いることも可能である。また、接触イベントは必ずしもロボットの筐体で検出されなくてもよく、能動的に動作することが可能な他の装置で接触イベントが検出されてもよい。

【0051】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれらの例に限定されない。本発明の属する技術の分野の当業者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0052】

１０…システム、１００，１００Ａ，１００Ｂ…ロボット、１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ…頭部、１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ…胴部、１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ…腕部、１０３Ｈ，１０４Ｈ…手部、１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ，１０６，１０６Ａ，１０６Ｂ…脚部、１０５Ｆ，１０６Ｆ…足部、１１０…情報処理装置、１１１…ＣＰＵ、１１３…ＲＯＭ、１１４…外部メモリ、１１５…バスインターフェース、１２１…通信インターフェース、１３０…モータ、２００Ａ，２００Ｂ…コントローラ、３００…判定装置、３１０…情報処理装置、３１１…ＣＰＵ、３１２…ＲＡＭ、３１３…ＲＯＭ、３１４…外部メモリ、３１５…バスインターフェース、３２１…通信インターフェース、３２２…ディスプレイ、５１０…トルク計測値取得部、５２０…角度差分値取得部、５３０，５３０Ａ，５３０Ｂ，５３０Ｃ，５３０Ｄ，５３０Ｅ…接触イベント検出部、５４０…能動性判定部、５５０…スコア加算部、５５１…接触イベント検出結果取得部、５５２…能動性判定結果取得部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】