特許 7661807 操作システム、操作方法およびシステムキッチン

(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】2025-04-07

(45)【発行日】2025-04-15

(54)【発明の名称】操作システム、操作方法およびシステムキッチン

(51)【国際特許分類】

   H04Q 9/00 20060101AFI20250408BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20250408BHJP

【ＦＩ】

H04Q9/00 301D

G06F3/01 510

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021108108

(22)【出願日】2021-06-29

(65)【公開番号】P2023005873

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2024-06-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】田名網 克周

(72)【発明者】

【氏名】林 美由希

【審査官】小松崎 里沙

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１２１８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４８５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２０９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０１２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０３５７３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１４００８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／１６３４３９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｊ ９／００－ ９／０６

Ｈ０４Ｑ ９／００－ ９／１６

Ｅ０３Ｃ １／００－ １／１０

Ｆ２３Ｎ １／０２－ １／０６

３／００－ ５／００

５／１８

５／２４

Ｆ２４Ｃ ７／０２

Ｇ０６Ｆ ３／０１

３／０２－ ３／０２７

３／０３

３／０４１－３／０４７

３／０４８－３／０４８９５

Ｈ０３Ｍ１１／００－１１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

床面と交わる第１軸方向の力、前記床面に沿う第２軸周りのモーメント、及び、前記床面に沿い、前記第２軸と交わる第３軸周りのモーメントを検出するフォースプレートと、
センサと、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記センサを用いて検出したユーザの動作に基づいて操作対象物を特定する第１特定処理と、
前記フォースプレートによって検出された前記力及び前記モーメントに基づいて、前記操作対象物に対する操作内容を特定する第２特定処理と、
特定した操作内容を前記操作対象物に実行させる実行処理と、を実行する、
ことを特徴とする操作システム。

【請求項2】

前記コントローラは、前記フォースプレートによって前記力が検出された場合、前記センサを起動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の操作システム。

【請求項3】

前記コントローラは、前記第２特定処理において、前記フォースプレートによって前記モーメントが検出された場合、当該モーメントの軸、符号、及び大きさに基づいて、前記操作対象物に対する操作内容を特定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の操作システム。

【請求項4】

前記コントローラは、前記第２特定処理において、前記フォースプレートによって前記モーメントが検出された場合、当該モーメントの軸、符号、及び大きさ、並びに、前記フォースプレートにおける前記ユーザの立ち位置に基づいて前記ユーザの動作を推定すると共に、推定した前記動作に基づいて前記操作対象物に対する操作内容を特定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の操作システム。

【請求項5】

前記コントローラは、前記第１特定処理を行う前に、前記フォースプレートにおける前記ユーザの立ち位置を特定するユーザ位置特定処理を実行する、
ことを特徴とする請求項４に記載の操作システム。

【請求項6】

スピーカを更に備え、
前記コントローラは、前記第１特定処理において特定した操作対象物を確認する音声を前記スピーカから出力する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の操作システム。

【請求項7】

前記操作対象物は、コンロ、蛇口、またはキッチン用家電機器である、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の操作システム。

【請求項8】

センサを用いて、ユーザの動作を検出する第１検出ステップと、
フォースプレートを用いて、床面と交わる第１軸方向の力、前記床面に沿う第２軸周りのモーメント、及び、前記床面に沿い、前記第２軸と交わる第３軸周りのモーメントを検出する第２検出ステップと、
前記第１検出ステップにおいて検出したユーザの動作に基づいて操作対象物を特定する第１特定ステップと、
前記第２検出ステップにおいて検出した前記力及び前記モーメントに基づいて、前記操作対象物に対する操作内容を特定する第２特定ステップと、
特定した操作内容を前記操作対象物に実行させる実行ステップと、を含む、
ことを特徴とする操作方法。

【請求項9】

請求項１から７のいずれか１項に記載の操作システムを備えていることを特徴とする、システムキッチン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は操作システム、操作方法およびシステムキッチンに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、レンジフードや照明や足元温風器などの機器を遠隔操作する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－２７２５４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術は、レンジフードや照明や足元温風器などの機器を遠隔操作できるリモコン発信装置を、ウォールキャビネットやフロアキャビネットの把手に組み込むものである。調理中の手の汚れや水滴によってリモコン発信装置が汚れると掃除が必要となり、ユーザにとって負担である。一方、汚れを防ぐためには、家電機器やキッチンの設備を使用する前に、手の汚れや水滴を拭き取ってから使用しなければならず、スムーズな調理作業の妨げとなる。

【0005】

さらに、リモコン発信装置から離れた場所で作業をしている場合には、操作の度にリモコン発信装置と作業をしている場所との間を往復することになり、スムーズな作業の妨げになる。

【0006】

さらに、特許文献１の技術は、機器の操作はＯＮ／ＯＦＦのみの制御であり、コンロや蛇口など強弱について制御を行いたい機器の操作には不向きである。

【0007】

本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、手で触れることなく、操作対象物を操作することを可能にする技術を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る操作システムは、床面と交わる第１軸方向の力、前記床面に沿う第２軸周りのモーメント、及び、前記床面に沿い、前記第２軸と交わる第３軸周りのモーメントを検出するフォースプレートと、センサと、コントローラと、を備え、前記コントローラは、前記センサを用いて検出したユーザの動作に基づいて操作対象物を特定する第１特定処理と、前記フォースプレートによって検出された前記力及び前記モーメントに基づいて、前記操作対象物に対する操作内容を特定する第２特定処理と、特定した操作内容を前記操作対象物に実行させる実行処理と、を実行する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、手で触れることなく、操作対象物を操作することを可能にする技術を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る操作システムの構成を示す模式図である。

【図2】図１に示す操作システムに含まれるコントローラの構成を示すブロック図である。

【図3】図２に示すコントローラが実施する操作方法の流れを示すフロー図である。

【図4】図３に示す操作方法に含まれるユーザ位置特定処理の流れを示すフロー図である。

【図5】図３に示す操作方法において、第１特定処理の流れを説明する模式図である。

【図6】（Ａ）は図３に示す操作方法における第１特定処理の流れの一具体例を示すフロー図であり、（Ｂ）は図３に示す操作方法における第２特定処理の流れの一具体例を示すフロー図である。

【図7】コンロについての「ユーザ動作・操作内容対応情報」の一例を示す図である。

【図8】コンロ以外の操作対象物についての「ユーザ動作・操作内容対応情報」の一例を示す図であり、（Ａ）は蛇口についての「ユーザ動作・操作内容対応情報」を、（Ｂ）は冷蔵庫についての「ユーザ動作・操作内容対応情報」を、（Ｃ）は電子レンジについての「ユーザ動作・操作内容対応情報」をそれぞれ示している。

【図9】図３に示す操作方法において、フォースプレート上にユーザ候補者が複数人いる場合の処理Ｍ１１８以降のユーザ位置特定処理の流れを説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（操作システムの構成）
本発明の一実施形態に係る操作システム１について、図１を参照して説明する。図１は、操作システム１の構成を示す模式図である。

【0012】

操作システム１は、任意の場所において、ユーザＵが手で操作対象物に触れることなく、任意の操作対象物を操作するためのシステムである。図１では、一例として、システムキッチンＫが操作システム１を備えている例を示している。システムキッチンＫは、蛇口３ａおよびコンロ３ｂが一体化された作業台２と、操作システム１とを備えている。本実施形態において、操作システム１は、操作対象物として、蛇口３ａ、コンロ３ｂ、電子レンジ３ｃおよび冷蔵庫３ｄを操作する。なお、電子レンジ３ｃおよび冷蔵庫３ｄは操作システム１によって操作される操作対象物であるが、システムキッチンＫの構成には含まれない。

【0013】

操作システム１は、図１に示すように、フォースプレート１１と、コントローラ１２と、カメラ（センサ）１３ａおよび１３ｂと、スピーカ１４と、を含んでいる。コントローラ１２は、フォースプレート１１、カメラ１３ａおよび１３ｂ、並びに、スピーカ１４との間で、それぞれネットワークを介さない無線通信を行う。

【0014】

フォースプレート１１は、任意の場所の床面Ｆに配置される。図１に示す例では、フォースプレート１１は、キッチンの床面Ｆに配置される。フォースプレート１１は、ユーザＵが操作対象物を操作するための操作手段であり、ユーザＵは、フォースプレート１１上の任意の位置に立ち、ユーザＵの立ち位置を基準位置として、そこから左側、右側、前側または後側にフォースプレート１１に力をかけることで、力をかける向きおよび大きさに応じた操作を操作対象物に対して行うことができる。

【0015】

フォースプレート１１は、図１に示すように、床面Ｆと交わるＺ軸（第１軸）方向の力Ｆ_Ｚ、床面Ｆに沿うＸ軸（第２軸）周りのモーメントＭ_Ｘ、及び、床面Ｆに沿い、Ｘ軸と交わるＹ軸（第３軸）周りのモーメントＭ_Ｙを検出する。Ｚ軸は、床面Ｆと直交する。また、Ｙ軸は、Ｘ軸と直交する。Ｘ軸およびＹ軸は、床面Ｆ上にあってもよい。そして、フォースプレート１１は、力Ｆ_Ｚ、並びにモーメントＭ_ＸおよびＭ_Ｙを含む信号をコントローラ１２に送信する。

【0016】

フォースプレート１１としては、上述の力Ｆ_Ｚ、モーメントＭ_Ｘ、及びモーメントＭ_Ｙを少なくとも検出可能な公知のフォースプレートを採用することができ、フォースプレート１１に内蔵されるセンサとして、６軸力覚センサを挙げることができる。

【0017】

フォースプレート１１の大きさは特に制限されないが、ユーザＵがキッチンの作業台２の前のどの場所に立っていても操作システム１を操作可能なように、操作の利便性の観点から、フォースプレート１１は、少なくとも、キッチンの作業台２の横幅（作業台２の天板の長手方向の長さ）と同じかそれよりも長い横幅を有していることが好ましい。例えば、フォースプレート１１の大きさが、横幅０．５～１．５ｍ×縦幅（奥行）０．５～１．５ｍであるフォースプレート１１を好適に採用することができる。

【0018】

カメラ１３ａは、例えば、フォースプレート１１が配置された場所の天井に配置される。カメラ１３ａは、ユーザＵを被写体として含む画像データを生成し、当該画像データに基づいて、フォースプレート１１上のユーザＵの立ち位置を特定する。そして、カメラ１３ａは、フォースプレート１１上のユーザＵの立ち位置を示す情報を含む信号（位置情報信号）をコントローラ１２に送信する。カメラ１３ａは、一例として、ビジョンセンサである。カメラ１３ａは、フォースプレート１１上のユーザＵの立ち位置を特定するために、画角が固定されていることが好ましい。

【0019】

カメラ１３ｂは、例えば、フォースプレート１１が配置された場所の左右の壁に一台ずつ配置される。カメラ１３ｂは、少なくともユーザＵの顔を被写体として含む画像データを生成し、当該画像データに基づいて、ユーザＵの目線を検出する。そして、カメラ１３ｂは、ユーザＵの視線を示す情報を含む信号（視線情報信号）をコントローラ１２に送信する。カメラ１３ｂは、一例として、視線計測カメラである。

【0020】

コントローラ１２は、フォースプレート１１が配置された場所の任意の位置に配置される。コントローラ１２は、カメラ１３ａから位置情報信号を受信し、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置を特定するユーザ位置特定処理と、カメラ１３ｂから視線情報信号を受信し、カメラ１３ｂを用いて検出したユーザＵの視線（ユーザの動作）に基づいて操作対象物を特定する第１特定処理と、フォースプレート１１から信号を受信し、フォースプレート１１によって検出された力Ｆ_Ｚ、並びにモーメントＭ_ＸおよびＭ_Ｙに基づいて、操作対象物に対する操作内容を特定する第２特定処理と、特定した操作内容を操作対象物に実行させる実行処理と、を実行する。

【0021】

コントローラ１２は、前記第２特定処理において、フォースプレート１１によってモーメントＭ_ＸまたはＭ_Ｙが検出された場合、当該モーメントの軸、符号、及び大きさに基づいて、操作対象物に対する操作内容を特定する。

【0022】

詳細には、コントローラ１２は、力Ｆ_Ｚの負の値の大きさにより、ユーザＵの体重を計測する。以下、前後左右とは、ユーザＵがフォースプレート１１の上面１１１に立って、作業台２を真正面に見ているときの方向を示す。コントローラ１２は、モーメントＭ_Ｘが正の値の場合、ユーザＵがフォースプレート１１の後側に力をかけたとみなす。コントローラ１２は、モーメントＭ_Ｘが負の値の場合、ユーザＵがフォースプレート１１の前側に力をかけたとみなす。コントローラ１２は、モーメントＭ_Ｙが正の値の場合、ユーザＵがフォースプレート１１の右側に力をかけたとみなす。コントローラ１２は、モーメントＭ_Ｙが負の値の場合、ユーザＵがフォースプレート１１の左側に力をかけたとみなす。コントローラ１２は、ユーザＵが力をかけた方向に応じて、操作対象物に対する操作内容を特定する。

【0023】

具体的には、コントローラ１２は、前記第２特定処理において、フォースプレート１１によってモーメントＭ_ＸまたはＭ_Ｙが検出された場合、当該モーメントの軸、符号、及び大きさ、並びに、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置に基づいてユーザＵの動作を推定すると共に、推定した動作に基づいて操作対象物に対する操作内容を特定する。

【0024】

スピーカ１４は、フォースプレート１１が配置された場所の任意の位置に配置される。スピーカ１４は、コントローラ１２からの制御により音声を出力する。

【0025】

従来、調理中に蛇口３ａ、コンロ３ｂ、電子レンジ３ｃ、および冷蔵庫３ｄを使用する際には、手の汚れや水滴によって操作対象物が汚れることを防ぐために、手の汚れや水滴を拭き取ってから使用する必要があり、スムーズな調理作業の妨げとなっていた。

【0026】

これに対して、本実施形態に係る操作システム１を用いれば、ユーザＵは、手で触れることなく、操作対象物を操作することができる。このため、操作の度に手の汚れや水滴を拭き取る必要が無く、またキッチン周りの汚れが減るため掃除の頻度を減らすことができる。その結果、調理作業に係るユーザＵの負担を軽減することができる。

【0027】

（コントローラの構成）
操作システム１に含まれるコントローラ１２の構成について、図２を参照して説明する。図２は、コントローラ１２の構成を示すブロック図である。

【0028】

コントローラ１２は、図２に示すように、プロセッサ１２１と、メモリ１２２と、通信インタフェース１２３と、バス１２４と、を備えている。プロセッサ１２１、メモリ１２２および通信インタフェース１２３は、バス１２４を介して相互に接続されている。コントローラ１２として利用可能なデバイスとしては、例えば、パーソナルコンピュータや、組み込みシステム等を挙げることができる。なお、「組み込みシステム」とは、産業用／家庭用の各種機器に組み込んで利用される、特定の用途に特化したコンピュータシステムが意図される。本実施形態においては、組み込みシステムは、キッチンの作業台２に組み込んで利用される。

【0029】

メモリ１２２には、操作プログラムが格納されている。プロセッサ１２１は、メモリ１２２に格納されている操作プログラムに含まれる命令に従って、後述する操作方法Ｍ１に含まれる各処理を実行する。プロセッサ１２１として利用可能なデバイスとしては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を挙げることができる。また、メモリ１２２として利用可能なデバイスとしては、例えば、フラッシュメモリを挙げることができる。

【0030】

通信インタフェース１２３は、操作システム１が備えている他のデバイスと有線通信または無線通信を行うためのインタフェースである。通信インタフェース１２３には、ＬＡＮ（Local Area Network）を介して操作システム１が備えている他のデバイスと無線通信を行うためのインタフェース、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）インタフェースが含まれ得る。本実施形態においては、操作システム１が備えている他のデバイスとの通信に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インタフェースを利用する。

【0031】

（操作方法の流れ）
コントローラ１２が実施する操作方法Ｍ１の流れについて、図３から図９を参照して説明する。

【0032】

図３は、操作方法Ｍ１の流れを示すフロー図である。まず、図３を参照して、操作方法Ｍ１の全体の流れを説明する。操作方法Ｍ１は、図３に示すように、処理Ｍ１１からＭ１６を含んでいる。

【0033】

プロセッサ１２１は、フォースプレート１１の出力信号に基づいて、フォースプレート１１が力Ｆｚを所定時間以上（例えば、５秒以上）持続して検出したことを検知すると、フォースプレート１１上にユーザＵが存在していると推定して、ユーザ位置特定処理Ｍ１１を開始する。

【0034】

ユーザ位置特定処理Ｍ１１において、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置（基準位置）を特定する処理を行う（ユーザ位置特定ステップ）。ユーザＵの立ち位置が特定されると、プロセッサ１２１は、ユーザ位置特定処理Ｍ１１を終了して、カメラ１３ｂの出力信号を受信するまで待機する。ユーザ位置特定処理Ｍ１１の具体例については、参照する図面を代えて後述する。

【0035】

次いで、処理Ｍ１２において、プロセッサ１２１は、カメラ１３ｂの出力信号に基づいて、カメラ１３ｂがユーザＵの視線（ユーザの動作）を検出したことを検知すると、第１特定処理Ｍ１３を開始する。第１特定処理Ｍ１３において、プロセッサ１２１は、カメラ１３ｂを用いて検出したユーザＵの視線（ユーザの動作）に基づいて操作対象物を特定する処理を行う（第１検出ステップ）。操作対象物が特定されると、プロセッサ１２１は、第１特定処理Ｍ１３を終了して、フォースプレート１１の出力信号を受信するまで待機する。第１特定処理Ｍ１３の具体例については、参照する図面を代えて後述する。

【0036】

次いで、処理Ｍ１４において、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１の出力信号に基づいて、フォースプレート１１が力またはモーメントを検出したことを検知すると、第２特定処理Ｍ１５を開始する。第２特定処理Ｍ１５において、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１によって検出された力Ｆ_Ｚ並びにモーメントＭ_ＸおよびＭ_Ｙに基づいて、第１特定処理Ｍ１３によって特定した操作対象物に対する操作内容を特定する処理を行う（第２検出ステップ）。操作対象物に対する操作内容が特定されると、プロセッサ１２１は、第２特定処理Ｍ１５を終了して、実行処理Ｍ１６を開始する。第２特定処理Ｍ１５の具体例については、参照する図面を代えて後述する。

【0037】

実行処理Ｍ１６において、プロセッサ１２１は、第２特定処理Ｍ１５によって特定した操作内容を操作対象物に実行させる（実行ステップ）。具体的には、プロセッサ１２１は、特定した操作内容に対応するコマンドを操作対象物に送信する。特定した操作内容を操作対象物に実行させた後に、プロセッサ１２１は、操作方法Ｍ１を終了する。

【0038】

操作システム１において、操作対象物は、コンロ、蛇口、またはキッチン用家電機器であり得る。キッチン用家電機器としては、例えば、図１に示す、冷蔵庫、電子レンジ等を挙げることができる。操作対象物の種類はこれらの機器に限定されるものではなく、操作システム１の使用目的に応じて適宜設定することができる。例えば、操作対象物がエアコンである場合は、キッチンにいるユーザＵが、リビングに設置されたエアコンやテレビを遠隔操作するといったことも可能である。

【0039】

以上のように、操作システム１において、コントローラ１２は、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置（基準位置）を特定する。フォースプレート１１として、図１に示すような横幅の長いものを採用した場合、ユーザＵが同じ動作を行っても、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置によって、フォースプレート１１によって検出されるモーメントが変化する。そこで、コントローラ１２は、この変化を相殺するように、フォースプレート１１によって検出されたモーメントを、ユーザＵの立ち位置に応じて補正する。これにより、ユーザＵは、フォースプレート１１のどこに立っていても、意図した操作をフォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することが可能になる、という効果を奏する。

【0040】

なお、上述したように、フォースプレート１１は、キッチンの作業台２の横幅と同じかそれよりも長い横幅を有していることが好ましいが、フォースプレート１１の横幅を大きくし過ぎると、フォースプレート１１の取り扱いが困難になる場合がある。このような場合には、複数の小型のフォースプレートを連設し、フォースプレート１１の代わりに用いるとよい。

【0041】

例えば、フォースプレート１１が３つのフォースプレート（以下、フォースプレートＡ，Ｂ，Ｃと記載する）を連設したものに対する制御について説明する。３つのフォースプレートのうち、中央に位置するフォースプレートＢからのみ信号を受信した場合、コントローラ１２は、当該信号を用いて処理を実行する。

【0042】

２つのフォースプレートＡ、および、Ｂから信号を受信した場合、ユーザＵの立ち位置によって、両信号に含まれる力Ｆ_Ｚに差異が生じる。そこで、まず、コントローラ１２は、フォースプレートＡ、および、Ｂが検出した力Ｆ_Ｚから、ユーザＵの重心位置を特定する。次に、コントローラ１２は、特定した重心位置から、フォースプレートＡ、および、Ｂが検出するモーメントＭ_Ｘ、及び、Ｍ_Ｙの補正係数を決定する。そして、コントローラ１２は、フォースプレートＡ、および、Ｂが検出したモーメントに、決定した補正係数を掛け合わせて、合算した（両者のモーメントの符号が異なる場合には、差し引きした）値を、１つのフォースプレート１１のモーメントとして用いて、処理を実行する。

【0043】

さらに、フォースプレート１１は、横方向だけでなく、奥行方向にも連設された、複数のフォースプレートを含んでいてもよい。

【0044】

また、コントローラ１２は、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置（基準位置）を特定し、ユーザＵが基準位置に所定時間以上（例えば、５秒以上）持続して立っていることを検知すると、フォースプレート１１のモーメントを基準位置でゼロリセットする制御を行ってもよい。

【0045】

また、操作システム１において、コントローラ１２は、第１特定処理Ｍ１３を行う前に、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置を特定するユーザ位置特定処理Ｍ１１を実行することが好ましい。これにより、フォースプレート１１上に複数人のユーザ候補者がいる場合に、ユーザ（操作者）を特定することができる、という効果を奏する。

【0046】

また、操作システム１において、コントローラ１２は、カメラ１３ｂを用いて検出したユーザＵの視線に基づいて操作対象物を特定する。このため、操作システム１によれば、ユーザＵは、操作したい対象物に視線を向けるだけで、操作対象物を指定することができる、という効果を奏する。

【0047】

また、操作システム１において、コントローラ１２は、フォースプレート１１によって検出された力Ｆ_Ｚ並びにモーメントＭ_ＸおよびＭ_Ｙに基づいて、第１特定処理Ｍ１３によって特定した操作対象物に対する操作内容を特定する。このため、操作システム１によれば、ユーザＵは、左、右、前または後方向にフォースプレートに力をかけることで、力をかける向きおよび大きさに応じた操作を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することが可能になる。その結果、操作システム１によれば、ユーザＵは、操作対象物に手を触れることなく操作対象物を操作することができる、という効果を奏する。

【0048】

（ユーザ位置特定処理Ｍ１１）
図１及び図４を参照して、ユーザＵの立ち位置を特定するユーザ位置特定処理Ｍ１１（以下、「処理Ｍ１１」と称する。）を説明する。図４は、操作方法Ｍ１に含まれる処理Ｍ１１の流れを示すフロー図である。処理Ｍ１１は、図４に示すように、処理Ｍ１１１からＭ１１１２を含んでいる。

【0049】

処理Ｍ１１１において、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１から信号を受信して、当該信号により、フォースプレート１１が力Ｆ_Ｚを検出したことを検知すると、ユーザＵの体重を計測する。そして、プロセッサ１２１は、計測した体重をメモリ１２２に記憶する。

【0050】

次いで、処理Ｍ１１２において、プロセッサ１２１は、カメラ（センサ）１３ａを起動する。

【0051】

次いで、処理Ｍ１１３において、プロセッサ１２１は、カメラ１３ａからユーザＵを被写体として含む画像を受信して、当該画像中のユーザ候補者が１人であるか否かを判定する。カメラ１３ａからの画像中のユーザ候補者が１人である場合、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１１４を実行する。カメラ１３ａからの画像にユーザ候補者が複数人（例えば、大人と子供との組合せ、大人だけ、子供だけなど）が含まれている場合、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１１８を実行する。

【0052】

次いで、処理Ｍ１１４において、プロセッサ１２１は、１人のユーザ候補者に対して、ユーザ（すなわち、操作者）であるか問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。プロセッサ１２１は、例えば、１人のユーザ候補者に対して、「あなたが操作しますか？」と問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。

【0053】

次いで、処理Ｍ１１５において、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１から信号を受信すると、処理Ｍ１１６において、当該信号により、ユーザ候補者がフォースプレート１１に力をかけた方向を特定する。そして、当該方向が前側であり、連続して２回力をかけた場合、ユーザ候補者が処理Ｍ１１４の問い合わせにＹＥＳの意思を示しているので、プロセッサ１２１は、Ｍ１１７を実行する。Ｍ１１７において、プロセッサ１２１は、ユーザ位置を特定し、処理Ｍ１１を終了して、図３の処理Ｍ１２を実行する。ユーザ候補者がフォースプレート１１に力をかけた方向が後側であり、連続して２回力をかけた場合、ユーザ候補者が処理Ｍ１１４の問い合わせにＮＯの意思を示しているので、プロセッサ１２１は、ユーザ（すなわち、操作者）がフォースプレート１１上にいないと判断して、操作方法Ｍ１を終了する。

【0054】

処理Ｍ１１８について、図９を参照して説明する。図９は、フォースプレート１１上にユーザ候補者が複数人いる場合の処理Ｍ１１８以降のユーザ位置特定処理の流れを説明する模式図である。処理Ｍ１１８において、プロセッサ１２１は、カメラ１３ａからの画像中に含まれている複数人のユーザ候補者（図９中のユーザ候補者ＵａおよびＵｂ）の中から一人を選択する。

【0055】

次いで、処理Ｍ１１９において、プロセッサ１２１は、選択したユーザ候補者Ｕａに対して、ユーザ（すなわち、操作者）であるか問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。プロセッサ１２１は、例えば、図９に示すように、ユーザ候補者Ｕａに対して、「ユーザａが操作しますか？」と問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。ユーザＵａは、操作システム１からの問い合わせに対する意思を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力する。

【0056】

次いで、処理Ｍ１１１０において、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１から信号を受信すると、処理Ｍ１１１１において、当該信号により、ユーザ候補者Ｕａがフォースプレート１１に力をかけた方向を特定する。そして、当該方向が前側であり、連続して２回力をかけた場合、ユーザ候補者Ｕａが処理Ｍ１１９の問い合わせにＹＥＳの意思を示しているので、プロセッサ１２１は、Ｍ１１７を実行する。Ｍ１１７において、プロセッサ１２１は、ユーザ位置を特定し、処理Ｍ１１を終了して、図３の処理Ｍ１２を実行する。ユーザ候補者がフォースプレート１１に力をかけた方向が後側であり、連続して２回力をかけた場合、ユーザ候補者Ｕａが処理Ｍ１１４の問い合わせにＮＯの意思を示しているので、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１１１２を実行する。

【0057】

処理Ｍ１１１２において、プロセッサ１２１は、ユーザ候補者の中からユーザ候補者Ｕａとは別のユーザ候補者Ｕｂを選択する。その後、プロセッサ１２１は、ユーザが特定されるまで、処理Ｍ１１９から処理Ｍ１１１１を繰り返し実行する。

【0058】

なお、プロセッサ１２１が、体重およびカメラ１３ａからの画像からユーザ候補者Ｕｂが子供であると判定した場合、子供による誤操作を防止する観点から、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１１１２を実行せずに、ユーザ候補者がフォースプレート１１上にいないと判断して、操作方法Ｍ１を終了してもよい。

【0059】

以上のように、操作システム１において、コントローラ１２は、フォースプレート１１によって力Ｆ_Ｚが検出された場合、カメラ１３ａおよびカメラ１３ｂ（センサ）を起動させる。このため、操作システム１によれば、必要な時にのみセンサを起動させることができるので、電力消費量を少なくすることができる、という効果を奏する。

【0060】

（ユーザ位置特定処理Ｍ１１の変形例）
操作システム１に、ユーザ情報として体重の情報をメモリ１２２に記憶させておく。処理Ｍ１１３において、カメラ１３ａからの画像中のユーザ候補者が１人である場合に、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１１４を実行する代わりに、処理Ｍ１１１において測定したユーザＵの体重（測定体重）が、登録されている体重（登録体重）と同じであるか否かを判定する体重判定処理を行ってもよい。

【0061】

体重判定処理では、測定体重が、登録体重と同じであるか否かを判定し、同じである場合は、処理Ｍ１１７を実行する。また、測定体重が、登録体重と同じではない場合は、処理Ｍ１１４を実行する。プロセッサ１２１は、測定体重と登録体重との誤差が所定範囲以内（例えば、±５００ｇ）であれば、測定体重が、登録体重と同じであると判定する。なお、登録体重の情報が複数ある場合は、プロセッサ１２１は、体重判定処理において、複数の登録体重の中に、測定体重と同じものがあるか否かを判定すればよい。

【0062】

（第１特定処理Ｍ１３）
第１特定処理Ｍ１３（以下、「処理Ｍ１３」と称する。）について、図５及び図６の（Ａ）を参照して説明する。図５は、処理Ｍ１３の流れを説明する模式図である。図６の（Ａ）は、操作方法Ｍ１における処理Ｍ１３の流れの一具体例を示すフロー図である。

【0063】

処理Ｍ１３は、図６の（Ａ）に示すように、処理Ｍ１３１からＭ１３２を含んでいる。本具体例では、図５に示すように、ユーザＵがコンロ３ｂに視線を向けた場合の処理Ｍ１３の流れを説明する。なお、図５中に示す破線はユーザＵの視線を表している。

【0064】

プロセッサ１２１は、カメラ１３ｂの出力信号に基づいて、カメラ１３ｂがユーザＵの視線を検出したことを検知すると、処理Ｍ１３１において、カメラ１３ｂが検出したユーザＵの視線に基づき、コンロ３ｂを操作対象物と特定する。なお、ユーザＵと対象物（この場合、コンロ３ｂ）との距離が離れている場合や、ユーザＵと対象物との間に、他の対象物がある場合、注目度を考慮して操作対象物を特定することが好ましい。注目度は対象物における視線の滞在時間と相関するため、対象物における視線の滞在時間が所定時間以上（例えば、５秒以上）である場合に、その対象物を操作対象物と特定すればよい。

【0065】

次いで、処理Ｍ１３２において、プロセッサ１２１は、ユーザＵが操作するのはコンロで間違いないか問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。プロセッサ１２１は、例えば、図５に示すように、「火を付けますか？」と問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。スピーカ１４から問合せの音声が出力されると、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１３を終了して、図３の処理１４を実行する。

【0066】

スピーカ１４から出力される音声の内容はこれに限定されず、操作対象物に応じて音声の内容を変更することができる。例えば、処理Ｍ１３１において、プロセッサ１２１が蛇口３ａを操作対象物と特定した場合、処理Ｍ１３２において、プロセッサ１２１は、例えば、「蛇口を開けますか？」と問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。また、例えば、処理Ｍ１３１において、プロセッサ１２１が冷蔵庫３ｄを操作対象物と特定した場合、処理Ｍ１３２において、プロセッサ１２１は、例えば、「どちらの扉を開けますか？」と問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。また、例えば、処理Ｍ１３１において、プロセッサ１２１が電子レンジ３ｃを操作対象物と特定した場合、処理Ｍ１３２において、プロセッサ１２１は、例えば、「電子レンジを開けますか？」と問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。

【0067】

以上のように、操作システム１において、コントローラ１２は、処理Ｍ１３において特定した操作対象物に間違いないかを確認する音声をスピーカ１４から出力する。このため、操作システム１によれば、ユーザＵが意図しない対象物が操作対象物として特定されることを防ぐことができる、という効果を奏する。

【0068】

（第２特定処理Ｍ１５）
第２特定処理Ｍ１５（以下、「処理Ｍ１５」と称する。）について、図５、図６の（Ｂ）および図７を参照して説明する。図６の（Ｂ）は、操作方法Ｍ１における処理Ｍ１５の流れの一具体例を示すフロー図である。

【0069】

処理Ｍ１５は、図６の（Ｂ）に示すように、処理Ｍ１５１からＭ１５７を含んでいる。本具体例では、図５に示すように、プロセッサ１２１が、処理Ｍ１３においてコンロ３ｂを操作対象物と特定した後の処理Ｍ１５の流れを説明する。

【0070】

操作システム１からの「火を付けますか？」という問合せに対して、ユーザＵは、フォースプレート１１に力をかけることで操作内容を指定する。プロセッサ１２１は、フォースプレート１１の出力信号に基づいて、フォースプレート１１がモーメントを検出したことを検知すると、処理１５１において、フォースプレート１１が検出したモーメントに対応するユーザＵの動作を推定する。
具体的には、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１が検出したモーメントＭ_Ｘが正の値の場合、ユーザＵがフォースプレート１１の後側に力をかけたとみなす。また、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１が検出したモーメントＭ_Ｘが負の値の場合、ユーザＵがフォースプレート１１の前側に力をかけたとみなす。また、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１が検出したモーメントＭ_Ｙが正の値の場合、ユーザＵがフォースプレート１１の右側に力をかけたとみなす。また、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１が検出したモーメントＭ_Ｙが負の値の場合、ユーザＵがフォースプレート１１の左側に力をかけたとみなす。

【0071】

次いで、処理Ｍ１５２において、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１５１で推定したユーザＵの動作が、前方、後方、右側もしくは左側に１回力をかける動作であったと判定した場合、および後方に連続して２回力をかける動作であったと判定した場合は、処理Ｍ１５３を実行する。一方、処理Ｍ１５１で推定したユーザＵの動作が、前方に連続して２回力をかける動作であったと判定した場合は、処理Ｍ１５４を実行する。

【0072】

処理Ｍ１５３において、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１５１で推定したユーザＵの動作に対応する操作内容を特定する。図７は、操作対象物がコンロ３ｂである場合の「ユーザ動作・操作内容対応情報」の一例を示す図である。図７に示すように、ユーザＵの動作に対して、コンロ３ｂの操作内容が紐づけられている。「ユーザ動作・操作内容対応情報」は、コントローラ１２のメモリ１２２に格納されている。
処理Ｍ１５３において、プロセッサ１２１は、図７に示す「ユーザ動作・操作内容対応情報」を参照し、例えば、処理Ｍ１５１で推定したユーザＵの動作が「前方に力をかける」動作であった場合、プロセッサ１２１は、対応する操作内容「コンロの火を付ける」を特定する。または、処理Ｍ１５１で推定したユーザＵの動作が「後方に力をかける」動作であった場合、プロセッサ１２１は、対応する操作内容「コンロの火を消す」を特定する。操作対象物に対する操作内容が特定されると、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１５を終了して、図３の処理Ｍ１６を実行する。

【0073】

なお、ユーザＵがフォースプレート１１の右側に力をかける動作を行った場合、プロセッサ１２１は、対応する操作内容「火力を上げる」を特定する。これに対して、ユーザＵがフォースプレート１１の左側に力をかける動作を行った場合、プロセッサ１２１は、対応する操作内容「火力を下げる」を特定する。ユーザＵがフォースプレート１１の右側に力をかける場合は、力を強くかける（すなわち、モーメントの大きさを大きくする）と、火力を上げる速さを速くすることができ、力を弱くかける（すなわち、モーメントの大きさを小さくする）と、火力を上げる速さを遅くすることができる。ユーザＵがフォースプレート１１の左側に力をかける場合も同様に、フォースプレート１１に力をかける強さを変化させることで、火力調整の速さを変えることができる。

【0074】

処理Ｍ１５４において、プロセッサ１２１は、別のコンロにも火を付けるか問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。プロセッサ１２１は、例えば、「別のコンロにも火を付けますか？」と問い合わせる音声をスピーカ１４から出力する。ユーザＵは、操作システム１からの問い合わせに対する操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力する。

【0075】

次いで、処理Ｍ１５５において、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１の出力信号に基づいて、フォースプレート１１が力またはモーメントを検出したことを検知すると、処理Ｍ１５６および処理Ｍ１５７を実行する。処理Ｍ１５６および処理Ｍ１５７は、それぞれ処理Ｍ１５１および処理Ｍ１５３と同じであるため説明は省略する。

【0076】

コンロ３ｂ以外の操作対象物に対する操作内容を特定する場合も、プロセッサ１２１は、処理Ｍ１５３または処理Ｍ１５７において、操作対象物に応じた「ユーザ動作・操作内容対応情報」を参照することで、ユーザの動作に対応する操作内容を特定することができる。図８は、コンロ３ｂ以外の操作対象物についての「ユーザ動作・操作内容対応情報」の一例を示す図であり、（Ａ）は蛇口３ａについての「ユーザ動作・操作内容対応情報」を、（Ｂ）は冷蔵庫３ｄについての「ユーザ動作・操作内容対応情報」を、（Ｃ）は電子レンジ３ｃについての「ユーザ動作・操作内容対応情報」をそれぞれ示している。これらの「ユーザ動作・操作内容対応情報」も、コントローラ１２のメモリ１２２に格納されている。

【0077】

例えば、操作対象物が蛇口３ａである場合、操作システム１によれば、図８の（Ａ）に示すとおり、ユーザＵがフォースプレート１１の右側または左側に力をかける動作を行うことによって、水量を調節する操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。また、ユーザＵがフォースプレート１１にかける力の強さを変化させることで、水量調節の速さを変える操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。また、ユーザＵがフォースプレート１１の前方に連続して２回力をかける動作を行うことによって、操作モードを水温調節モードに変更する操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。水温調節モードにおいては、ユーザＵがフォースプレート１１の右側または左側に力をかける動作を行うことによって、水温を調節する操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。また、ユーザＵがフォースプレート１１にかける力の強さを変化させることで、水温調節の速さを変える操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。

【0078】

また、例えば、操作対象物が冷蔵庫３ｄである場合、操作システム１によれば、図８の（Ｂ）に示すとおり、ユーザＵがフォースプレート１１の右側または左側に力をかける動作を行うことによって、冷蔵庫３ｄの特定の扉を開ける操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。

【0079】

また、例えば、操作対象物が電子レンジ３ｃである場合、操作システム１によれば、図８の（Ｃ）に示すとおり、ユーザＵがフォースプレート１１の右側または左側に力をかける動作を行うことによって、ワット数または時間の設定値を変更する操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。また、ユーザＵがフォースプレート１１１にかける力の強さを変化させることで、ワット数または時間の設定値を変更する速さを変える操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。また、ユーザＵがフォースプレート１１の前方に連続して２回力をかける動作を行うことによって、レンジ設定を変更する操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。レンジ設定変更モードにおいては、ユーザＵがフォースプレート１１の前方または後方に力をかける動作を行うことによって、レンジ、オーブンまたはグリルのモードを変更する操作内容を、フォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することができる。

【0080】

以上のように、操作システム１において、コントローラ１２は、処理Ｍ１５において、フォースプレート１１によってモーメントＭ_ＸまたはＭ_Ｙが検出された場合、当該モーメントの軸、符号、及び大きさ、並びに、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置に基づいてユーザＵの動作を推定すると共に、推定した前記動作に基づいて操作対象物に対する操作内容を特定する。このため、操作システム１によれば、ユーザＵがフォースプレート１１の任意の方向に力をかけることにより、手を使うことなく操作対象物の操作を行うことができるという効果を奏する。また、プロセッサ１２１は、フォースプレート１１が検出したモーメントの軸、符号、及び大きさ、並びに、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置に基づいてユーザＵの動作を推定するので、操作システム１によれば、ユーザＵは、水温調節や水量調節等における細かな調節を、フォースプレート１１にかける力の強弱を変えることによって直感的な操作により容易に行うことができるという効果を奏する。さらには、プロセッサ１２１は、ユーザＵの動作を推定する際にユーザＵの立ち位置を考慮するので、操作システム１によれば、ユーザＵは、フォースプレート１１のどこに立っていても、意図した操作をフォースプレート１１を介してコントローラ１２に入力することが可能になる、という効果を奏する。

【0081】

本実施形態では、処理Ｍ１５において、コントローラ１２が、フォースプレート１１によって検出されたモーメントの軸、符号、及び大きさ、並びに、フォースプレート１１におけるユーザＵの立ち位置に基づいてユーザＵの動作を推定すると共に、推定した前記動作に基づいて操作対象物に対する操作内容を特定する例を説明したが、ユーザＵの動作を推定するステップを経ずに、フォースプレート１１によって検出されたモーメントの軸、符号、及び大きさに基づいて、操作対象物に対する操作内容を特定することも可能である。この場合、プロセッサ１２１の処理数を減らすことができるため、処理速度を向上させることができるという効果を奏する。

【0082】

（操作システムの変形例）
操作システム１では、ユーザＵの動作を検出するためのセンサとして視線計測カメラ１３ｂを備える例を示した。しかし、センサは視線計測カメラに限定されない。例えば、ユーザＵの動作として、ユーザの声を検出してもよく、この場合は、公知の音声認識装置をセンサとして採用することができる。

【0083】

（システムキッチン）
図１に示すような、操作システム１を備えたシステムキッチンＫも本発明の範疇に含まれる。システムキッチンＫにおいて、操作システム１以外の構成については特に限定されない。一般的なシステムキッチンと同様に、少なくとも洗浄設備（シンク）、加熱機器（コンロ）、収納設備および作業台を備えたキッチンであればよい。システムキッチンＫの効果等は操作システム１について説明したとおりであるのでここでは繰り返さない。

【0084】

（ソフトウェアによる実現例）
コントローラ１２の機能は、コントローラ１２としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、コントローラ１２の各制御ブロック（特にプロセッサ１２１に含まれる各部）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0085】

この場合、コントローラ１２は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを有するコンピュータを備えている。このプロセッサとメモリとにより上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0086】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体（例えば、メモリ）に記録されていてもよい。この記録媒体は、コントローラ１２が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介してコントローラ１２に供給されてもよい。

【0087】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0088】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩはコントローラ１２で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0089】

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0090】

１ 操作システム
３ａ 蛇口（操作対象物）
３ｂ コンロ（操作対象物）
３ｃ 電子レンジ（操作対象物）
３ｄ 冷蔵庫（操作対象物）
１１ フォースプレート
１２ コントローラ
１３ａ、１３ｂ カメラ（センサ）
Ｋ システムキッチン
Ｕ ユーザ
Ｆ 床面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】