(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-05-12
(54)【発明の名称】ボックスのパレタイズのロボットおよび方法
(51)【国際特許分類】
B25J 9/22 20060101AFI20220502BHJP
【ＦＩ】
B25J9/22 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021552962
(86)(22)【出願日】2020-03-12
(85)【翻訳文提出日】2021-11-05
(86)【国際出願番号】 US2020022360
(87)【国際公開番号】W WO2020197784
(87)【国際公開日】2020-10-01
(31)【優先権主張番号】62/824,434
(32)【優先日】2019-03-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518096722
【氏名又は名称】ボストン ダイナミクス，インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】ネヴィル，ネイル
(72)【発明者】
【氏名】ブランクスプアー，ケビン
(72)【発明者】
【氏名】バリー，ジェニファー
(72)【発明者】
【氏名】パーキンス，アレクサンダー，ダグラス
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS02
3C707BS10
3C707BS27
3C707CS08
3C707FS01
3C707FT02
3C707HS09
3C707KT02
3C707MT04
3C707NS19
3C707WA13
3C707WA16
(57)【要約】
【課題】 作業環境でボックスを正確かつ効率的にパレタイズ化することである。
【解決手段】 パレタイズの方法（３００）は、ロボット（１００）によって把持されたボックス（２０）のターゲットボックス位置（２０２）を受信することを含む。この方法はまた、ターゲットボックス位置に隣接する初期位置（２１２）にボックスを配置すること、および接地面（１２）に対してある角度でボックスを傾斜することを含む。この方法はさらに、ボックスを初期位置から第１の方向（Ｄ１）に、閾値の第１の位置合わせ距離（２２４、２２４ａ）を満たす第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）にシフトすること、およびボックスを前記第１の位置合わせ位置から第２の方向（Ｄ２）に、閾値の第２の位置合わせ距離（２２４、２２４ｂ）を満たすターゲットボックス位置にシフトすること、ロボットによって把持されたボックスを放出することを含む。ボックスの放出は、ターゲットボックス位置の境界エッジ（２４）にボックスが旋回することを引き起こす。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】 パレタイズの方法（３００）は、ロボット（１００）によって把持されたボックス（２０）のターゲットボックス位置（２０２）を受信することを含む。この方法はまた、ターゲットボックス位置に隣接する初期位置（２１２）にボックスを配置すること、および接地面（１２）に対してある角度でボックスを傾斜することを含む。この方法はさらに、ボックスを初期位置から第１の方向（Ｄ１）に、閾値の第１の位置合わせ距離（２２４、２２４ａ）を満たす第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）にシフトすること、およびボックスを前記第１の位置合わせ位置から第２の方向（Ｄ２）に、閾値の第２の位置合わせ距離（２２４、２２４ｂ）を満たすターゲットボックス位置にシフトすること、ロボットによって把持されたボックスを放出することを含む。ボックスの放出は、ターゲットボックス位置の境界エッジ（２４）にボックスが旋回することを引き起こす。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
方法であって、ロボット（１００）のデータ処理ハードウェア（１４２）で、前記ロボット（１００）によって保持されたボックス（２０）のターゲットボックス位置（２０２）を受信することであって、前記ボックス（２０）は、上面（２６、２６Ｔ）、底面（２６、２６Ｂ）、および側面（２６）を有する、前記ターゲットボックス位置を受信すること、
前記ロボット（１００）によって、前記ターゲットボックス位置（２０２）に隣接する初期位置（２１２）に前記ボックス（２０）を配置すること、
前記ロボット（１００）によって、接地面（１２）に対してある角度で前記ボックス（２０）を傾斜させることであって、前記角度は前記接地面（１２）と前記ボックス（２０）の前記底面との間に形成される、前記ボックスを傾斜させること、
前記ロボット（１００）によって、前記ボックス（２０）を前記初期位置（２１２）から第１の方向（Ｄ１）に、閾値の第１の位置合わせ距離（２２４、２２４ａ）を満たす第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）にシフトすること、
前記ロボット（１００）によって、前記ボックス（２０）を前記第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）から第２の方向（Ｄ２）に、閾値の第２の位置合わせ距離（２２４、２２４ｂ）を満たす前記ターゲットボックス位置（２０２）にシフトすること、および
前記ロボット（１００）によって、前記ロボット（１００）から前記ボックス（２０）を放出することであって、前記ボックス（２０）の前記放出は、前記ボックス（２０）に前記ターゲットボックス位置（２０２）の境界エッジ（２４）に向かって旋回させる、前記ボックスを放出することを含む、方法。
【請求項2】
前記第２の方向（Ｄ２）が前記第１の方向（Ｄ１）に垂直である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記初期位置（２１２）が前記第１の方向（Ｄ１）と前記第２の方向（Ｄ２）への前記ターゲットボックス位置（２０２）からのオフセット（２１４）を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記データ処理ハードウェア（１４２）で、前記ロボット（１００）のビジョンシステムからセンサデータ（１７４）を受信すること、および、前記データ処理ハードウェア（１４２）によって、前記第１の方向（Ｄ１）の第１の補償距離、および前記第２の方向（Ｄ２）の第２の補償距離を決定することであって、前記第１の補償距離および前記第２の補償距離は、前記ボックス（２０）の実際の位置と、前記センサデータ（１７４）に基づく前記ボックス（２０）の知覚された位置との間の差を補償し、前記初期位置（２１２）は、
前記第１の補償距離に基づく前記第１の方向（Ｄ１）における前記ターゲットボックス位置（２０２）からの第１のオフセット（２１４、２１４ａ）と、
前記第２の補償距離に基づく、前記第２の方向（Ｄ２）における前記ターゲットボックス位置（２０２）からの第２のオフセット（２１４、２１４ｂ）と、を含む、前記第１の補償距離および前記第２の補償距離を決定することをさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記ボックス（２０）を前記初期位置（２１２）から前記第１の方向（Ｄ１）に前記第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）にシフトすることは、前記閾値の第１の位置合わせ距離（２２４、２２４ａ）を満たす前に、前記ボックス（２０）が、閾値接触力（Ｆｔｈｒｅｓｈ）または閾値速度（ｖｔｈｒｅｓｈ）を経ていると決定することを含み、前記ボックス（２０）を前記第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）から前記第２の方向（Ｄ２）に前記ターゲットボックス位置（２０２）までシフトすることは、前記閾値の第２の位置合わせ距離（２２４、２２４ｂ）を満たす前に、前記ボックス（２０）が、前記閾値接触力（Ｆｔｈｒｅｓｈ）または前記閾値速度（ｖｔｈｒｅｓｈ）を経ていると決定することを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記閾値の第１の位置合わせ距離（２２４、２２４ａ）または前記閾値の第２の位置合わせ距離（２２４、２２４ｂ）を満たす前に、前記ボックス（２０）が閾値時間期間（Ｔｔｈｒｅｓｈ）にわたり前記第１の方向（Ｄ１）または前記第２の方向（Ｄ２）の対応する１つで移動したことを決定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記ボックス（２０）を前記初期位置（２１２）に配置することは、隣接するボックス（２０）に接触することなく、前記ボックス（２０）を前記ターゲットボックス位置（２０２）の上方に保持することを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記ロボット（１００）から前記ボックス（２０）を放出することにより、前記ボックス（２０）が１つまたは複数の隣接するボックス（２０）に当接する、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記ターゲットボックス位置（２０２）が、複数のボックス（２０）を支えるように構成されたパレット（３０）に配置される、請求項１～８のいずれかに記載の方法。
【請求項10】
前記ロボット（１００）が、前記ボックス（２０）を把持するように構成されたエンドエフェクタ（１６０）を備えたマニピュレータアーム（１５０）を備える、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記エンドエフェクタ（１６０）が、前記ボックス（２０）を把持するために吸引力を加えるように構成された複数の吸引カップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記ロボット（１００）が、第１の端部（１１２）、第２の端部（１１４）、および複数の関節（Ｊ）を有する倒立振子本体（１１０）、
前記複数の関節（Ｊ）の第１の関節（Ｊ、ＪＡ１）で前記倒立振子本体（１１０）に結合されたアーム（１５０）であって、前記アーム（１５０）は、前記ボックス（２０）を把持するよう構成されるエンドエフェクタ（１６０）を含む、アーム（１５０）、
第１および第２の端部（１２２、１２４）を有する少なくとも１つの脚（１２０）であって、前記第１の端部（１２２）は、前記複数の関節（Ｊ）の第２の関節（Ｊ、ＪＨ）で前記倒立振子本体（１１０）に結合される、少なくとも１つの脚（１２０）、
前記少なくとも１つの脚（１２０）の前記第２の端部（１２４）に回転可能に結合された駆動輪（１３０）であって、前記接地面（１２）との転がり接触によって前記ロボット（１００）を動かすように構成された駆動輪（１３０）、を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記少なくとも１つの脚（１２０）が、第１および第２の端部（１２２、１２４）を有する右脚（１２０、１２０ａ）であって、前記右脚（１２０、１２０ａ）の前記第１の端部（１２２）は前記倒立振子本体（１１０）の前記第２の端部（１１４）にプリズム状に結合され、前記右脚（１２０、１２０ａ）は前記右脚（１２０、１２０ａ）の前記第２の端部（１２４）に回転可能に結合された右駆動輪（１３０、１３０ａ）を有する、右脚（１２０、１２０ａ）と、
第１および第２の端部（１２２、１２４）を有する左脚（１２０、１２０ｂ）であって、前記左脚（１２０、１２０ｂ）の前記第１の端部（１２２）は前記倒立振子本体（１１０）の前記第２の端部（１１４）にプリズム状に結合され、前記左脚（１２０、１２０ｂ）は前記左脚（１２０、１２０ｂ）の前記第２の端部（１２４）に回転可能に結合された左駆動輪（１３０、１３０ｂ）を有する、左脚（１２０、１２０ｂ）と、を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記ロボット（１００）が、前記倒立振子本体（１１０）に配置され、前記倒立振子本体（１１０）に対して移動するように構成されたカウンターバランス本体（１１０、１１０ｂ）をさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
ロボット（１００）であって、１つまたは複数の関節（Ｊ）を含む本体（１１０）、
前記１つまたは複数の関節（Ｊ）の第１の関節（Ｊ、ＪＡ１）で前記本体（１１０）に結合されたアーム（１５０）であって、エンドエフェクタ（１６０）を備える、アーム（１５０）、
データ処理ハードウェア（１４２）、および
前記データ処理ハードウェア（１４２）と通信するメモリハードウェア（１４４）、を備え、前記メモリハードウェア（１４４）が、前記データ処理ハードウェア（１４２）で実行されると、前記データ処理ハードウェア（１４２）に、
前記ロボット（１００）によって保持されたボックス（２０）のターゲットボックス位置（２０２）を受信することであって、前記ボックス（２０）は、上面（２６、２６Ｔ）、底面（２６、２６Ｂ）、および側面（２６）を有する、前記ターゲットボックス位置を受信すること、
前記ロボット（１００）に、前記ターゲットボックス位置（２０２）に隣接する初期位置（２１２）に前記ボックス（２０）を配置するように指示すること、
前記ロボット（１００）に、接地面（１２）に対して、前記接地面（１２）と前記ボックス（２０）の前記底面との間に形成される角度で前記ボックス（２０）を傾けるように指示すること、
前記ロボット（１００）に、前記ボックス（２０）を前記初期位置（２１２）から第１の方向（Ｄ１）に、閾値の第１の位置合わせ距離（２２４、２２４ａ）を満たす第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）にシフトするよう指示すること、
前記ロボット（１００）に、前記ボックス（２０）を前記第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）から第２の方向（Ｄ２）に、閾値の第２の位置合わせ距離（２２４、２２４ｂ）を満たす前記ターゲットボックス位置（２０２）にシフトするよう指示すること、および
ロボット（１００）に、前記ロボット（１００）から前記ボックス（２０）を放出するように指示することであって、前記ボックス（２０）の前記放出は、前記ボックス（２０）に前記ターゲットボックス位置（２０２）の境界エッジ（２４）に向かって旋回させる、前記ロボットから前記ボックスを放出するように指示すること
を含む操作を実行させる指示を格納している、ロボット。
【請求項16】
前記第２の方向（Ｄ２）が前記第１の方向（Ｄ１）に垂直である、請求項１５に記載のロボット。
【請求項17】
前記初期位置（２１２）が前記第１の方向（Ｄ１）と前記第２の方向（Ｄ２）への前記ターゲットボックス位置（２０２）からのオフセット（２１４）を含む、請求項１５または１６に記載のロボット。
【請求項18】
前記操作は、前記ロボット（１００）のビジョンシステムからセンサデータ（１７４）を受信すること、および
前記第１の方向（Ｄ１）の第１の補償距離、および前記第２の方向（Ｄ２）の第２の補償距離を決定することであって、前記第１の補償距離および前記第２の補償距離は、前記ボックス（２０）の実際の位置と、前記センサデータ（１７４）に基づく前記ボックス（２０）の知覚された位置との間の差を補償し、前記初期位置（２１２）は、
前記第１の補償距離に基づく前記第１の方向（Ｄ１）における前記ターゲットボックス位置（２０２）からの第１のオフセット（２１４、２１４ａ）と、
前記第２の補償距離に基づく、前記第２の方向（Ｄ２）における前記ターゲットボックス位置（２０２）からの第２のオフセット（２１４、２１４ｂ）と、を含む、前記第１の補償距離および前記第２の補償距離を決定することをさらに含む、請求項１５～１７のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項19】
前記ボックス（２０）を前記初期位置（２１２）から前記第１の方向（Ｄ１）に前記第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）にシフトすることは、前記閾値の第１の位置合わせ距離（２２４、２２４ａ）を満たす前に、前記ボックス（２０）が、閾値接触力（Ｆｔｈｒｅｓｈ）または閾値速度（ｖｔｈｒｅｓｈ）を経ていると決定することを含み、前記ボックス（２０）を前記第１の位置合わせ位置（２２２、２２２ａ）から前記第２の方向（Ｄ２）に前記ターゲットボックス位置（２０２）までシフトすることは、前記閾値の第２の位置合わせ距離（２２４、２２４ｂ）を満たす前に、前記ボックス（２０）が、前記閾値接触力（Ｆｔｈｒｅｓｈ）または前記閾値速度（ｖｔｈｒｅｓｈ）を経ていると決定することを含む、請求項１５～１８のいずれか一項に記載のロボット（１００）。
【請求項20】
前記閾値の第１の位置合わせ距離（２２４、２２４ａ）または前記閾値の第２の位置合わせ距離（２２４、２２４ｂ）を満たす前に、前記ボックス（２０）が閾値時間期間（Ｔｔｈｒｅｓｈ）にわたり前記第１の方向（Ｄ１）または前記第２の方向（Ｄ２）の対応する１つで移動したことを決定する、請求項１５～１８のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項21】
前記ボックス（２０）を前記初期位置（２１２）に配置することは、隣接するボックス（２０）に接触することなく、前記ボックス（２０）を前記ターゲットボックス位置（２０２）の上方に保持することを含む、請求項１５～２０のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項22】
前記ロボット（１００）から前記ボックス（２０）を放出することにより、前記ボックス（２０）が１つまたは複数の隣接するボックス（２０）に当接する、請求項１５～２１のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項23】
前記ターゲットボックス位置（２０２）が、複数のボックス（２０）を支えるように構成されたパレット（３０）に配置される、請求項１５～２２のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項24】
前記エンドエフェクタ（１６０）が、前記ボックス（２０）を把持するために吸引力を加えるように構成された複数の吸引カップを含む、請求項１５～２３のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項25】
前記ロボットは、第１および第２の端部（１２２、１２４）を有する少なくとも１つの脚（１２０）であって、前記第１の端部（１２２）は、前記複数の関節（Ｊ）の第２の関節（Ｊ、ＪＨ）で前記本体（１１０）に結合される、少なくとも１つの脚（１２０）、
前記少なくとも１つの脚（１２０）の前記第２の端部（１２４）に回転可能に結合された駆動輪（１３０）であって、前記接地面（１２）との転がり接触によって前記ロボット（１００）を動かすように構成された駆動輪（１３０）、を含む、請求項１５～２４のいずれかに記載のロボット。
【請求項26】
前記少なくとも１つの脚（１２０）が、第１および第２の端部（１２２、１２４）を有する右脚（１２０、１２０ａ）であって、前記右脚（１２０、１２０ａ）の前記第１の端部（１２２）は前記本体（１１０）の前記第２の端部（１１４）にプリズム状に結合され、前記右脚（１２０、１２０ａ）は前記右脚（１２０、１２０ａ）の前記第２の端部（１２４）に回転可能に結合された右駆動輪（１３０、１３０ａ）を有する、右脚（１２０、１２０ａ）と、
第１および第２の端部（１２２、１２４）を有する左脚（１２０、１２０ｂ）であって、前記左脚（１２０、１２０ｂ）の前記第１の端部（１２２）は前記本体（１１０）の前記第２の端部（１１４）にプリズム状に結合され、前記左脚（１２０、１２０ｂ）は前記左脚（１２０、１２０ｂ）の前記第２の端部（１２４）に回転可能に結合された左駆動輪（１３０、１３０ｂ）を有する、左脚（１２０、１２０ｂ）と、を含む、請求項２５に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ボックスのパレタイズに関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットは、概して、任務を実行するために、可変のプログラムされた動作を介して材料、部品、ツール、または特殊なデバイスを移動するように設計された再プログラム可能な多機能マニピュレータとして定義される。ロボットは、物理的に固定されたマニピュレータ（例えば、産業用ロボットアーム）、周囲全体を（例えば、脚、車輪、もしくは牽引ベースのメカニズムを使用して）移動する可動ロボット、またはマニピュレータと可動ロボットとの何らかの組み合わせであり得る。ロボットは、例えば、製造、輸送、危険な環境、探査、およびヘルスケアを含む、様々な産業で利用されている。これらの各産業には、ある程度のロジスティクスおよび／またはパッケージ商品との相互作用が含まれるか、これらに依存している。そのため、ボックスをパレタイズできることは、ロボットの機能を強化し、これらの業界にさらなるメリットを付与する可能性がある。
【発明の概要】
【0003】
本開示の一態様は、ボックスのパレタイズのための方法を提供する。この方法は、ロボットのデータ処理ハードウェアで、ロボットによって保持されているボックスのターゲットボックス位置を受信することを含む。ボックスには、上面、底面、および側面がある。この方法はまた、ロボットによって、ターゲットボックス位置に隣接する初期位置にボックスを配置すること、および、ロボットによって、接地面に対してある角度でボックスを傾斜させることであって、角度は接地面とボックスの底面との間に形成される、傾斜させること、を含む。この方法はさらに、ロボットによって、ボックスを初期位置から第１の方向に、閾値の第１の位置合わせ距離を満たす第１の位置合わせ位置にシフトすること、およびロボットによって、ボックスを前記第１の位置合わせ位置から第２の方向に、閾値の第２の位置合わせ距離を満たすターゲットボックス位置にシフトすることを含む。この方法はまた、ロボットによって、ロボットからボックスを放出することを含み、ボックスを放出することにより、ボックスは、ターゲットボックス位置の境界エッジに向かって旋回させる。
【0004】
本開示の実装形態は、以下の任意選択の特徴のうちの１つ以上を含み得る。いくつかの実装形態では、初期位置は、第１の方向および第２の方向におけるターゲットボックス位置からのオフセットを含む。ここで、この方法は、データ処理ハードウェアで、ロボットのビジョンシステムからセンサデータを受信すること、およびデータ処理ハードウェアによって、第１の方向の第１の補償距離、および第２の方向の第２の補償距離を決定することであって、第１の補償距離および第２の補償距離は、ボックスの実際の位置と、センサデータに基づくボックスの知覚された位置との間の差を補償する、決定することを含み得る。ビジョンシステムからセンサデータを受信するとき、初期位置は、第１の補償距離に基づく第１の方向におけるターゲットボックス位置からの第１のオフセットと、第２の補償距離に基づく、第２の方向におけるターゲットボックス位置からの第２のオフセットとを含む。
【0005】
いくつかの例では、第１の位置合わせ位置に第１の方向に初期位置からボックスをシフトすることは、第１の位置合わせ距離を満たす前に、ボックスが閾値接触力または閾値速度を経ると判定すること、ボックスを第１の位置合わせ位置から第２の方向にターゲットボックス位置までシフトすることは、閾値の第２の位置合わせ距離を満たす前に、ボックスが閾値接触力または閾値速度を経ると判定することを含む。閾値の第１の位置合わせ距離または閾値の第２の位置合わせ距離を満たす前に、方法は、ボックスが、閾値期間の第１の方向または第２の方向の対応する１つに移動したと判断することを含み得る。
【0006】
いくつかの構成では、ボックスを初期位置に配置することは、隣接するボックスに接触することなく、ターゲットボックス位置の上方にボックスを保持することを含む。ボックスをロボットから放出することは、ボックスが１つまたは複数の隣接するボックスに当接することを生じる場合がある。ターゲットボックス位置が、複数のボックスを支えるように構成されたパレットに配置され得る。ロボットは、ボックスを把持するように構成されたエンドエフェクタを備えたマニピュレータアームを含み得る。ここで、エンドエフェクタは、ボックスを把持するために吸引力を加えるように構成された複数の吸盤を含み得る。
【0007】
いくつかの実装形態では、ロボットは、第１の端部、第２の端部、および複数の関節を有する倒立振子本体、複数の関節の第１の関節で倒立振子本体に結合されたアームであって、ボックスを把持するように構成されたエンドエフェクタを含むアーム、複数の関節の第２の関節で倒立振子本体に結合された第１の端部および第２の端部を有する少なくとも１つの脚、および少なくとも片方の脚の第２の端部に回転可能に結合された駆動輪であって、接地面との転がり接触に従ってロボットを動かすように構成されている駆動輪を含む。少なくとも１つの脚は、第１および第２の端部を有する右脚を含み得、右脚の第１の端部は、倒立振子本体の第２の端部部分にプリズム状に結合され、右脚は、右脚の第２の端部に回転可能に結合された右駆動輪を有する。少なくとも１つの脚はまた、第１および第２の端部を有する左脚を含み得、左脚の第１の端部は、倒立振子本体の第２の端部部分にプリズム状に結合され、左脚は、左脚の第２の端部に回転可能に結合される左駆動輪を有する。ロボットは、倒立振子本体上に配置され、倒立振子本体に対して移動するように構成されたカウンターバランス本体を含むことができる。
【0008】
本開示の別の態様は、ボックスのパレタイズのためのロボットを提供する。ロボットは、１つまたは複数の関節を有する本体と、１つまたは複数の関節の第１の関節で本体に結合されたアームとを含み、アームは、エンドエフェクタを含む。ロボットは、データ処理ハードウェアと、データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアも含む。メモリハードウェアは、データ処理ハードウェア上で実行されると、データ処理ハードウェアに動作を実行させる命令を格納する。操作には、エンドエフェクタによって把持されたボックスのターゲットボックス位置を受信することであって、ボックスは、上面、底面、および側面を有する、受信することが含まれる。この操作はまた、ロボットが、ターゲットボックス位置に隣接する初期位置にボックスを配置するよう指示すること、および、ロボットが、接地面に対してある角度でボックスを傾斜させるよう指示することであって、角度は接地面とボックスの底面との間に形成される、指示すること、を含む。操作はさらに、ロボットに、ボックスを第１の方向の初期位置から閾値の第１の位置合わせ距離を満たす第１の位置合わせ位置にシフトするように指示すること、ロボットに、ボックスを第１の位置合わせ位置から閾値の第２の位置合わせ距離を満たすターゲットボックス位置まで第２の方向にシフトするように指示すること、およびエンドエフェクタからボックスを放出するようにロボットに指示することであって、ボックスの放出により、ボックスはターゲットボックス位置の境界エッジに向かって旋回する、指示することを含む。
【0009】
本態様は、以下の任意選択的な機能のうちの１つ以上を含んでもよい。いくつかの例では、第２の方向は第１の方向に垂直である。初期位置は、第１の方向および第２の方向におけるターゲットボックス位置からのオフセットを含み得る。この操作は、ロボットのビジョンシステムからセンサデータを受信すること、および第１の方向の第１の補償距離、および第２の方向の第２の補償距離を決定することであって、第１の補償距離および第２の補償距離は、ボックスの実際の位置と、センサデータに基づくボックスの知覚された位置との間の差を補償する、決定することを含み得る。ここで、初期位置は、第１の補償距離に基づく第１の方向におけるターゲットボックス位置からの第１のオフセットと、第２の補償距離に基づく、第２の方向におけるターゲットボックス位置からの第２のオフセットとを含む。
【0010】
いくつかの構成では、ボックスを第１の方向に初期位置から第１の位置合わせ位置にシフトすることは、第１の位置合わせ距離を満たす前に、ボックスが閾値接触力または閾値速度を経ていることを決定すること、およびボックスを第１の位置合わせ位置から第２の方向にターゲットボックス位置までシフトすることは、閾値の第２の位置合わせ距離を満たす前に、ボックスが閾値接触力または閾値速度を経ていると判定することを含む。閾値の第１の位置合わせ距離または閾値の第２の位置合わせ距離を満たす前に、操作は、ボックスが閾値期間中に第１の方向または第２の方向の対応する１つに移動したことを決定することを含む。
【0011】
いくつかの実装形態では、ボックスを初期位置に配置することは、隣接するボックスに接触することなく、ターゲットボックス位置の上方にボックスを保持することを含む。ボックスをロボットから放出することは、ボックスが１つまたは複数の隣接するボックスに当接することを生じる場合がある。ターゲットボックス位置が、複数のボックスを支えるように構成されたパレットに配置され得る。エンドエフェクタは、ボックスを把持するために吸引力を加えるように構成された複数の吸盤を含み得る。
【0012】
いくつかの例では、ロボットは、第１および第２の端部を有する少なくとも１つの脚、複数の関節の第２の関節で本体に結合された第１の端部、および少なくとも１つの脚の第２の端部に回転可能に結合された駆動輪であって、接地面との転がり接触に従ってロボットを動かすように構成された駆動輪を含む。少なくとも１つの脚は、第１および第２の端部を有する右脚と、第１および第２の端部を有する左脚とを含む。右脚の第１の端部は、プリズム状に本体に結合されており、右脚は、右脚の第２の端部に回転可能に結合された右駆動輪を有する。左脚の第１の端部は、プリズム状に本体に結合されており、左脚は、左脚の第２の端部に回転可能に結合された左駆動輪を有する。
【0013】
本開示の１つ以上の実装例の詳細が、添付図面および以下の説明において記述される。他の態様、特徴および利点は、説明および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【発明を実施するための形態】
【0032】
様々な図面の同様の参照符号は、同様の要素を示す。
【0033】
ロジスティクスは、あらゆる形状とサイズの商品を梱包および／または輸送するように進化した。この進化に伴い、ボックスなどのパッケージ商品が様々なロジスティックチャネルをいっそう移動するようになった。特に、ここ数十年で、とりわけオンラインショッピングの増加により、パッケージ商品に対する消費者の需要が大幅に増加した。今日、大手輸送会社は、毎日数百万の荷物を輸送すると見積もっている。輸送ロジスティクスの一環として、カウント、仕分け、運送、パレタイズなど、ボックスに関連する特定の任務を実行する必要があることがよくある。これらの任務は、様々なビジネス、倉庫、フルフィルメントセンターなどの入庫および／または出庫施設の両方で必要になる場合がある。現在、パッケージ商品のボックスに関連する作業は、無数の人的労力と時間を用いている。さらに、速度と精度が重要な場合があるが、これらの任務は単調で、退屈で、時間がかかり、および／または骨の折れる作業であることがよくある。
【0034】
人間の倦怠感の本質と人間の精度への悪影響のため、これらの任務は一般的にロボットに適している。ロボットは、疲労に悩まされることなく、再現性および／または信頼性の高い方法でボックス関連の任務を実行できる。有利なことに、輸送ロジスティクスのいくつかの側面は、すでに機械および／または機械処理を伴っている。例えば、輸送環境には通常、コンピュータ、スキャナー、はかり、コンベヤー、フォークリフトなどの機器が含まれる。ロボットを使用してボックスの任務を実行することにより、ロボットはこの機器の役割を統合するように機能し得る。場合によっては、ロボットはこの機器や関連するロジスティックシステムとより簡単に統合できることがある。これらの利点やその他の利点に基づいて、作業環境でボックスを正確かつ効率的にパレタイズ化できるロボットは、進化するロジスティクス分野に大きなメリットをもたらす可能性がある。
【0035】
図１Ａは、少なくとも１つのボックス２０を含む作業環境１０の内部で動作するロボット１００の例である。ここで、作業環境１０は、接地面１２にあるパレット３０に積み重ねられた複数のボックス２０、２０ａ～ｎを含む。概して、ボックス２０は、保護、運送の容易さ、積み重ねる可能性などのために商品を包装するために使用される。ボックス２０は、通常、長方形の柱体または直方体に似た構造を有する。ボックス２０は、面２６のエッジ２４が交差するコーナー２２を含む。長方形の柱体として、ボックス２０は、６つの面２６（ボックス２０の表面またはボックス２０の側面とも呼ばれる）を含み、各面２６は、４つのエッジ２４の境界によって形成される長方形である。各面２６は、２つの平面の交差がエッジ２４を形成する空間平面内の表面に対応する。コーナー２２は、少なくとも２つのエッジ２４（例えば、二次元コーナーの場合は２つのエッジ、または三次元コーナーの場合は３つのエッジ）が概して９０度の角度（すなわち、直角）で交差する点または頂点を指す。ボックス２０は、８つのコーナー２２（すなわち、頂点）および１２のエッジ２４を有する。ロジスティクスでは、ボックス２０は、ボックス２０内に含まれる商品のためのストックキーピングユニット（例えば、バーコードの形態で）を含むことが多い。パレタイズされる（すなわち、パレット３０上に積み重ねられる）とき、ＳＫＵまたはバーコードは、露出されているボックス２０の面２６に配置されるのが一般的である。
【0036】
作業環境１０は、例えば、保管施設、流通センター、またはフルフィルメントセンターを含み得る。ロボット１００は、作業環境１０内のボックス２０（例えば、パレタイズ）を検出および／または操作するために、接地面１２を横切って移動（例えば、駆動）することができる。例えば、パレット３０は、ロボット１００が積載する配送トラックに対応する。ロボット１００は、ロジスティクスの輸送および／または受け取り段階に関連付けられ得、ここで、ロボット１００は、ロジスティクスの履行または在庫管理のためにボックス２０をパレタイズする。
【0037】
パレット３０は、通常、商品を支持し、商品をユニット（またはユニット積載）として運送することを可能にする平らなプラットフォーム構造（すなわち、デッキ）を指す。パレット３０は、運送および移動の容易さのために、ジャッキ装置（例えば、フォークリフト、スキッドステア、ラバ、パレットジャッキ、フロントローダーなど）がパレット３０を持ち上げることを可能にする入口点を含む。パレット３０の縁は、パレット３０によって支持される商品の境界を形成する。パレット３０上の商品は、通常、パレット３０の上にスタックを形成するボックス２０に包装される。パレット３０は、すべての形状およびサイズの任意の数のボックス２０を含むことができる。空間を効率的に利用するために、パレット３０は、頻繁に、層Ｌ（または列）によって定められるボックス２０の積み重ねられた構造を含み得る。層Ｌの数または層Ｌを構成するボックス２０の数は、ボックス２０のサイズおよび／または形状に応じて変化し得る。いくつかの構成では、パレット３０のサイズは、許容可能な高さ（パレット３０のデッキの上部から上層ボックス２０の上部まで）および／または運送のための許容可能な重量に基づく。これは、パレット３０のボックス２０内に含まれる商品のタイプに応じて変化し得る。簡単にするために、図２Ｂ～２Ｍは、多くの場合、２つの層Ｌ、Ｌ１～２を備えたパレット３０を描写し、各層Ｌは、４つのボックス２０、２０ａ～ｄを含む。多くの場合、層Ｌ上または層Ｌ間のボックス２０は、運送中のパレット３０の安定性を補助するために連結される。したがって、パレット３０は、ボックス２０を支持する物理的構造とボックス２０のユニットの両方を指すことができる。パレット３０は、それらの構造（例えば、ブロックパレット、ストリンガーパレット、翼付きパレット、フラッシュパレット、リバーシブルパレット、非リバーシブルパレットなど）、それらの材料（例えば、スキッドパレット、金属パレット、木製パレット、紙パレットなど）、またはそれらの入口点（例えば、２方向パレットまたは４方向パレット）によって言及され得る。
【0038】
歴史的に、パレタイズという用語は、商品のボックス２０をパレット３０上に配置または積み重ねることを意味する。しかし、パレット３０は、運送の目的でボックス２０を積み重ねるのに便利な表面であることが多いにもかかわらず、より一般的には、商品のボックス２０を任意の表面に配置または積み重ねて集合ユニットを形成することを指すように進化した。パレタイズの目標は、ボックス２０の密に結合されたスタックをもたらすことである。ボックス２０の緊密に結合されたスタックは、スタック内のボックス２０の空間的関係が運送中に、（例えば、隣接するボックスの表面間の摩擦力を利用することによる）保護および／または動きの低減の手段として機能するように、ボックス間のスペースが最小限またはまったくない。さらに、ボックス２０間に空隙がほとんどないかまったくない状態で、ボックス２０は、運送中の相対運動に抵抗する可能性が高い質量を有する集合ユニットを形成することができる。言い換えれば、ボックス２０の集合的な質量は、スタック内のボックス２０を損傷、転倒、または概して切り離す可能性のある運動量を生成するためにより大きな力を必要とするであろう。ボックス２０の間にスペースまたは空隙なしでボックス２０を積み重ねることにより、パレタイズは、パレット３０の運送中に、空隙によりボックス２０が動いたり、ぶつかったりし得るようになるのを防ぐ。ロボット１００のシステムは、パレット３０上のボックス２０をパレタイズすることに関して簡素化するために示されているが、ロボット１００は、任意の表面でボックス２０を一緒にパレタイズ（すなわち、配置／位置決め）するように構成され得る。
【0039】
ボックス２０をパレタイズすることは、ロボットにとって理想的な任務であるように見えるかもしれないが、ロボットは頻繁にこの任務に苦労する。まず、ロボットは、任務を迅速に実行したり、平均的な人間の強度を超える強度を必要とする任務を実行したりするために、かなりの強度で設計されている場合がある。この強度により、ロボットは、ボックス２０を一緒に積み重ねようとするときに、ボックス２０を容易に押したり、スライドさせたり、倒したりすることができる。ロボットの強度に関する問題を悪化させるように、ロボットはコマンドに従って機能し、コマンドの実行からのフィードバックに応じて機能する場合がある。ここで、ロボットがボックス２０に強い力を加えて別のボックス２０と衝突させると、ロボットは、他のボックス２０を望ましくない場所に移動する前に、衝撃を補償するための設備が整っていない。他のボックス２０を望ましくない位置に移動することにより、ロボットは、積み重ねられたボックス２０のユニットの完全性を損なう可能性がある（例えば、互いに間隔が広すぎるボックスまたは積み重ねボックスを倒す）。ロボットに関する別の問題は、ボックス２０を操作するとき、ロボットのシステムとボックス２０のスタックの実際の位置との間の不正確さおよび／または公差が、隣接するボックス２０の間に空隙またはスペースを有するボックス２０を配置する結果となる可能性があることである。同様の効果は、ロボットがボックス２０を空間的に保持していると知覚する場所と実際にボックス２０を保持している場所との間で発生する可能性がある。例えば、ロボットが実際に認識された持ち上げ位置とは数インチ異なってボックス２０を持ち上げた場合、ボックスを下に置くと、ボックス２０は数インチの差をボックス２０のタッチダウン位置に移し、結果として配置されたボックス２０と他のボックス２０との間の数インチの潜在的な空隙を生じる。ボックス２０が異なる重量または重量分布を有する商品を含む場合、これらの問題はさらに複雑になる可能性がある。例えば、ロボットがボックス２０をあまりにも速く配置する場合、ボックス２０の配置が隣接するボックス２０との衝突を引き起こさないとしても、配置されたボックス２０内の商品は、ボックス２０の配置中ロボットによる動きにより勢いを備え、隣接するボックス２０との衝突を引き起こす可能性がある。これらの問題では、これらの問題に対応せずに、ボックス２０をボックス２０のスタック内のターゲット位置に移動するだけで、パレタイズが不十分になる可能性が高い。これは、パレタイズ中にロボットがボックス２０を複数回配置する際に、これらの問題のいずれかまたは組み合わせが繰り返し発生する場合に特に当てはまる。言い換えれば、パレット３０が２つの層Ｌ１～２を含み、各層Ｌに４つのボックス２０を有する場合、残念ながら、ロボットは、パレットユニットの完全性を損なう８つの機会を有する。ここで、これらの問題に対処するために、図１Ａ～１Ｃに示されるロボット１００は、ボックス２０を確実にかつ繰り返しパレタイズするためのシステムを含む。
【0040】
図１Ｂに示すように、ロボット１００は、重力方向に沿った垂直重力軸Ｖｇと、ロボット１００が質量のゼロサム分布を有する点である重心ＣＭを有する。さらに、ロボット１００は、垂直方向の重力軸Ｖｇに対するＣＭに基づいたポーズＰを有し、ロボット１００によって採られる特定の姿勢またはスタンスを定める。ロボット１００の姿勢は、空間における対象物の配向または角度位置によって定義され得る。
【0041】
ロボット１００は、概して、本体１１０および１つまたは複数の脚１２０を含む。ロボット１００の本体１１０は、作業環境１０で実行される任務に応じて、単一構造またはより複雑な設計であり得る。本体１１０は、ロボット１００のバランスを取ることか、作業環境１０を感知すること、ロボット１００に電力を供給すること、作業環境１０内での任務を補助すること、またはロボット１００の他の構成要素を支えることを可能にし得る。いくつかの例では、ロボット１００は、２つの部分からなる本体１１０を含む。例えば、ロボット１００は、倒立振子本体（ＩＰＢ）１１０、１１０ａ（すなわち、ロボット１００の胴体１１０ａと呼ばれる）およびカウンターバランス本体（ＣＢＢ）１１０、１１０ｂ（すなわち、ロボット１００のテール１１０ｂ）がＩＰＢ１１０ａ上に配置されている。
【0042】
本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａまたはＣＢＢ１１０ｂ）は、第１の端部１１２および第２の端部１１４を有する。例えば、ＩＰＢ１１０ａは、第１の端部１１２ａおよび第２の端部１１４ａを有し、一方、ＣＢＢ１１０ｂは、第１の端部１１２ｂおよび第２の端部１１４ｂを有する。いくつかの実装形態では、ＣＢＢ１１０ｂは、ＩＰＢ１１０ａの第２の端部１１４ａに配置され、ＩＰＢ１１０ａに対して移動するように構成される。いくつかの例では、カウンターバランス本体１１０ｂは、ロボット１００に電力を供給するのに役立つ電池を含む。バック関節ＪＢは、ＣＢＢ１１０ｂをＩＰＢ１１０ａの第２の端部１１４ａに回転可能に結合して、ＣＢＢ１１０ｂがＩＰＢ１１０ａに対して回転することを可能にし得る。バック関節ＪＢは、ピッチ関節と呼ばれることがある。図示の例では、バック関節ＪＢはＣＢＢ１１０ｂを支えて、ＣＢＢ１１０ｂが、ロボット１００の重力垂直軸Ｖｇと垂直に延びる横軸（ｙ軸）、および前後軸（Ｘ軸）の周りに移動／ピッチすることを可能にする。前後軸（ｘ軸）は、ロボット１００による現在の進行方向を示し得る。ＩＰＢ１１０ａに対するＣＢＢ１１０ｂの移動が、垂直重力軸Ｖｇに対するロボット１００のＣＭを移動させることにより、ロボット１００のポーズＰを変える。回転アクチュエータまたはバック関節アクチュエータＡ、ＡＢ（例えば、テールアクチュエータまたはカウンターバランス本体アクチュエータ）は、横軸（ｙ軸）の周りのＣＢＢ１１０ｂ（例えば、テール）による動きを制御するために、バック関節ＪＢまたはその近くに配置され得る。回転アクチュエータＡＢは、電気モータ、電気油圧サーボ、圧電アクチュエータ、ソレノイドアクチュエータ、空気圧アクチュエータ、またはＩＰＢ１１０ａに対するＣＢＢ１１０ｂの動きを正確に生じるのに適した他のアクチュエータ技術を含み得る。
【0043】
ＩＰＢ１１０ａに対するＣＢＢ１１０ｂによる回転運動は、ロボット１００のバランスを取り、直立位置に維持するために、ロボット１００のポーズＰを変更する。例えば、従来の倒立振子フライホイールのフライホイールによる回転と同様に、重力垂直軸Ｖｇに対するＣＢＢ１１０ｂによる回転は、ロボット１００のポーズＰを変更するために、バック関節ＪＢでモーメントＭＣＢＢを生成／与える。ＣＢＢ１１０ｂをＩＰＢ１１０ａに対して移動させてロボット１００のポーズＰを変更することにより、ロボット１００のＣＭは、ロボット１００が移動中および／または荷を運んでいるときのシナリオにおいて、重力垂直軸Ｖｇに対して移動し、直立位置にロボット１００のバランスを取り、維持する。しかし、モーメント点を中心とする質量を有する従来の倒立振子フライホイールのフライホイール部分とは対照的に、ＣＢＢ１１０ｂは、バック関節ＪＢで与えられるモーメントからオフセットされた対応する質量を含む。いくつかの構成では、ＣＢＢ１１０ｂの代わりに後部関節ＪＢに配置されたジャイロスコープを使用して、ロボット１００を直立位置にバランスを取り、維持するために回転する、およびモーメント（回転力）を与えることができる。
【0044】
ＣＢＢ１１０ｂは、時計回りおよび反時計回りの両方向（例えば、「ピッチ方向」のｙ軸の周り）に後部関節ＪＢの周りを回転（例えば、ピッチ）して、振動（例えば、揺れ）運動を作り出すことができる。位置間のＩＰＢ１１０ａに対するＣＢＢ１１０ｂによる移動は、ロボット１００のＣＭをシフトさせる（例えば、接地面１２に向かってより低く、または接地面１２から離れてより高く）。ＣＢＢ１１０ｂは、動きの間で振動して、揺れる動きを作り出すことができる。ＩＰＢ１１０ａに対して移動するときのＣＢＢ１１０ｂの回転速度は、ロボット１００の動的バランスをとるためにロボット１００のポーズＰをどれだけ速く変更する必要があるかに応じて、一定または変化（加速または減速）し得る。
【0045】
脚１２０は、作業環境１０の周りでロボット１００を動かすように構成された移動ベースの構造（例えば、脚および／または車輪）である。ロボット１００は、任意の数の脚１２０を有することができる（例えば、４本の脚を備えた四足歩行、２本の脚を備えた二足歩行、６本の脚を備えた六脚、８本の脚を備えたクモ類のようなロボットなど）。例えば、ロボット１００は、作業環境１０の周りでロボット１００を動かすために、１つまたは複数の車輪がベースから伸びて表面に接触する、移動ベースの構造として機能する単一のベースまたは脚１２０を有し得る。ここでは、簡単にするために、ロボット１００は、概して、２つの脚１２０、１２０ａ～ｂで示され、説明されている。
【0046】
二足歩行ロボット１００として、ロボットは、第１の脚１２０、１２０ａおよび第２の脚１２０、１２０ｂを含む。いくつかの例では、各脚１２０は、第１の端部１２２および第２の端部１２４を含む。第２の端部１２４は、ロボット１００が作業環境１０を横断できるように、表面（例えば、接地面）に接触するロボット１００の部材に接触するか、または隣接する脚１２０の端部に対応する。例えば、第２の端部１２４は、歩行パターンに従って移動するロボット１００の足に対応する。いくつかの実装形態では、ロボット１００は、ロボット１００が駆動輪１３０を含むように、回転運動に従って移動する。駆動輪１３０は、ロボット１００の足のような部材に追加するか、またはその代わりにすることができる。例えば、ロボット１００は、歩行運動および／または転がり運動に従って移動することができる。ここで、図１Ｂに示されるロボット１００は、本体１１０に（例えば、ＩＰＢ１１０ａで）結合された第１の端部１２２を示し、一方で第２の端部１２４は、駆動ホイール１３０に結合されている。駆動ホイール１３０を脚１２０の第２の端部１２４に結合することにより、駆動ホイール１３０は、結合部の軸の周りを回転して、ロボット１００を作業環境１０の周りで動かすことができる。
【0047】
本体１１０の各々の側にある股関節ＪＨ（例えば、ロボット１００の矢状面ＰＳに関して対称な第１股関節ＪＨ、ＪＨａおよび第２股関節ＪＨ、ＪＨｂ）は、脚１２０の第１の端部１２２を本体１１０の第２の端部１１４に回転自在に結合して、脚１２０の少なくとも一部が、本体１１０に対して横軸（ｙ軸）の周りを移動／ピッチングすることを可能にする。例えば、脚１２０の第１の端部１２２（例えば、第１の脚１２０ａまたは第２の脚１２０ｂ）は、股関節ＪＨでＩＰＢ１１０ａの第２の端部１１４ａに結合して、脚１２０の少なくとも一部が、ＩＰＢ１１０ａに対して横軸（ｙ軸）の周りを移動／ピッチングするのを可能にする。
【0048】
脚アクチュエータＡ、ＡＬは、各股関節ＪＨに関連付けられ得る（例えば、第１の脚アクチュエータＡＬ、ＡＬａおよび第２の脚アクチュエータＡＬ、ＡＬｂ）。股関節ＪＨに関連する脚アクチュエータＡＬは、脚１２０の上部１２６（例えば、第１の脚１２０ａまたは第２の脚１２０ｂ）を、本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）に対して横軸（ｙ軸）の周りで移動／ピッチングさせることができる。いくつかの構成では、各脚１２０は、対応する上部１２６および対応する下部１２８を含む。上部１２６は、第１の端部１２２の股関節ＪＨから対応する膝関節ＪＫまで延びることができ、下部１２８は、膝関節ＪＫから第２の端部１２４まで延びることができる。膝関節ＪＫに関連付けられた膝アクチュエータＡ、ＡＫは、脚１２０の下側部分１２８が脚１２０の上部１２６に対して横軸（ｙ軸）について移動／ピッチさせることができる。
【0049】
各脚１２０は、駆動輪１３０を脚１２０の第２の端部１２４に回転可能に結合するように構成された対応する足首関節ＪＡを含み得る。例えば、第１の脚１２０ａは、第１の足首関節ＪＡ、ＪＡａを含み、第２の脚１２０ｂは、第２の足首関節ＪＡ、ＪＡｂを含む。ここで、足首関節ＪＡは、駆動輪１３０と共通の回転のために結合され、横軸（ｙ軸）に実質的に平行に延びる輪軸に関連付けられ得る。駆動輪１３０は、前後軸（ｘ軸）に沿って、接地面１２（交換可能に作業面１２または接地面１２と呼ばれることがある）を横切って駆動輪１３０を移動させる足首関節ＪＡについて駆動輪１３０を回転させるための対応する車軸トルクを印加するように構成されている対応するトルクアクチュエータ（駆動モータ）Ａ、ＡＴを含んでいてもよい。例えば、車軸トルクは、駆動輪１３０を前後軸（ｘ軸）に沿って前方方向にロボット１００を動かす方向に回転させ、および／または駆動輪１３０を、ロボット１００を前後軸（ｘ軸）に沿って後方に移動させる反対方向に、回転させてもよい。
【0050】
いくつかの実施形態では、脚１２０は、各脚１２０の長さが股関節ＪＨ、股関節ＪＨおよび膝関節ＪＫの近くに配置された一対のプーリー（図示せず）、およびプーリーの回転を同期させるタイミングベルト（図示せず）に近接する対応するアクチュエータ（例えば、脚アクチュエータＡＬ）を介して伸縮し得るように、本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）にプリズム状に結合される。各脚アクチュエータＡＬは、線形アクチュエータまたは回転アクチュエータを含み得る。ここで、コントローラ１４２（例えば、図１Ｃに示される）を備えた制御システム１４０は、各脚１２０に関連するアクチュエータを作動させて、対応する下部１２８を、時計回りの方向または反時計回りの方向の一方で上部１２６に対して対応する膝関節ＪＫの周りで回転させることによって、脚１２０の長さをプリズム状に延長／拡張するよう時計回り方向または反時計回りの方向の他方に本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）に対して対応する上部１２６を回転させることができる。任意選択で、少なくとも１つの脚１２０は、２リンクの脚の代わりに、脚１２０の第２の端部１２４が線形レールに沿って本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）から離れるように／それに向かってプリズム状に移動するように、プリズム状に直線的に伸長／収縮する単一のリンクを含み得る。他の構成では、膝関節ＪＫは、一対の同期プーリーの代わりに、上部１２６に対して下部１２８を回転させるための膝アクチュエータＡＫとして、対応する回転アクチュエータを使用することができる。
【0051】
駆動輪１３０のそれぞれに加えられる対応する車軸トルク（例えば、第１の脚１２０ａに関連する第１の駆動輪１３０、１３０ａおよび第２の脚１２０ｂに関連する第２の駆動輪１３０、１３０ｂ）は、ロボット１００を、接地面１２を横切って操縦するために変化し得る。例えば、第２の駆動輪１３０ｂに加えられる車軸トルクよりも大きい第１の駆動輪１３０ａに加えられる車軸トルクは、第１の駆動輪１３０よりも第２の駆動輪１３０ｂにより大きな車軸トルクを加えることが、ロボット１００を右に回転させることができるにもかかわらず、ロボット１００を左に回転させることができる。同様に、駆動輪１３０のそれぞれに実質的に同じ大きさの車軸トルクを加えると、ロボット１００は、接地面１２を横切って順方向または逆方向のいずれかに実質的に真っ直ぐに移動することができる。各駆動輪１３０に加えられる車軸トルクの大きさはまた、前後軸（ｘ軸）に沿ったロボット１００の速度を制御する。任意選択で、駆動輪１３０は、反対方向に回転して、ロボット１００が接地面１２で旋回することによって、向きを変えることを可能にすることができる。したがって、各車軸トルクは、他の駆動輪１３０に加えられる車軸トルク（もしあればだが）とは無関係に、対応する駆動輪１３０に加えられ得る。
【0052】
いくつかの例では、本体１１０（例えば、ＣＢＢ１１０ｂにある）はまた、少なくとも１つの非駆動ホイール（図示せず）を含む。非駆動ホイールは概して受動的であり（例えば、受動キャスターホイール）、非駆動ホイールの動きは、ロボット１００に関連する他の駆動ホイールまたは移動によって決定される。例えば、非駆動輪は、本体１１０が、本体１１０（例えば、ＣＢＢ１１０ｂ）が接地面１２によって支持されているポーズＰに移動しない限り、地面１２に接触しない。
【0053】
いくつかの実装形態では、ロボット１００は、本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）上に配置され、本体１１０に対して移動するように構成された連節式アーム１５０（アームまたはマニピュレータアームとも呼ばれる）などの１つまたは複数の付属物をさらに含む。連節式アーム１５０は、１つまたは複数の自由度を有することができる（例えば、比較的固定されたものから、作業環境１０において広範囲の任務を実行することができるものまでの範囲）。この場合、図１Ｂに示される連節式アーム１５０には５つの自由度がある。図１Ｂは、本体１１０の第１の端部１１２（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）に配置された連節式アーム１５０を示しているが、連節式アーム１５０は、他の構成で本体１１０の任意の部分に配置され得る。例えば、連節式アーム１５０は、ＣＢＢ１１０ｂまたはＩＰＢ１１０ａの第２の端部１１４ａに配置されている。
【0054】
連節式アーム１５０は、近位の第１の端部１５２と遠位の第２の端部１５４との間に延びる。アーム１５０は、第１の端部１５２と第２の端部１５４との間に１つまたは複数のアーム関節ＪＡを含み得、各アーム関節ＪＡは、アーム１５０が作業環境１０で関節運動できるように構成される。これらのアーム関節ＪＡはアーム１５０のアーム部材１５６を本体１１０に結合する、または２つ以上のアーム部材１５６を一緒に結合することができる。例えば、第１の端部１５２は、第１の連節式アーム関節ＪＡ１（例えば、肩関節に似ている）で本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）に接続する。いくつかの構成において、第１の連節式アーム関節ＪＡ１は、股関節ＪＨの間に配置されている（例えば、本体１１０の中心にロボット１００の矢状面ＰＳに沿って整列）。いくつかの例では、第１の連節式アーム関節ＪＡ１は、アーム１５０の近位の第１の端部１５２を本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）に回転可能に結合して、アーム１５０が本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）に対して回転できるようにする。例えば、アーム１５０は、本体１１０に対して横軸（ｙ軸）を中心に移動／ピッチングすることができる。
【0055】
図１Ｂなどのいくつかの実装形態では、アーム１５０は、第２のアーム関節ＪＡ２（例えば、肘関節に似ている）および第３のアーム関節ＪＡ３（例えば、手首関節に似ている）を含む。第２のアーム関節ＪＡ２は、第１のアーム部材１５６ａを第２のアーム部材１５６ｂに結合して、これらの部材１５６ａ～ｂが互いに対して、また本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０）に対しても回転可能であるようにする。アーム１５０の長さに応じて、アーム１５０の第２の端部１５４は、アーム部材１５６の端部と一致する。例えば、アーム１５０は、任意の数のアーム部材１５６を有することができるが、図１Ｂは、第２のアーム部材１５６ｂの端部がアーム１５０の第２の端部１５４と一致するように、２つのアーム部材１５６ａ～ｂを備えたアーム１５０を示している。ここで、アーム１５０の第２の端部１５４において、アーム１５０は、作業環境１０の内部で任務を実行するように構成されたエンドエフェクタ１６０を含む。エンドエフェクタ１６０は、アーム１５０の第２の端部１５４のアーム関節ＪＡ（例えば、第３のアーム関節ＪＡ３）に配置されて、エンドエフェクタ１６０が動作中に複数の自由度を有することを可能にする。エンドエフェクタ１６０は、物体を把持／把握するための１つまたは複数のエンドエフェクタアクチュエータＡ、ＡＥＥを含み得る。例えば、エンドエフェクタ１６０は、エンドエフェクタ１６０と標的物体、例えば、標的ボックスとの間に真空シールを設けることによって物体を把持または把握するためのエンドエフェクタアクチュエータＡＥＥとして、１つまたは複数の吸盤を含む。
【0056】
連節式アーム１５０は、本体１１０（例えば、ＩＰＢ１１０ａ）に対して横軸（ｙ軸）の周りを移動／ピッチングすることができる。例えば、連節式アーム１５０は、回転操作を実行している間、本体１１０に対して横軸（ｙ軸）を中心に重力方向に回転して、ロボット１００のＣＭを下げることができる。ＣＢＢ１１０ｂはまた、ロボット１００のＣＭを下げるのを助けるために、重力の方向にＩＰＢ１１０に対して横軸（ｙ軸）の周りを同時に回転することができる。ここで、連節式アーム１５０およびＣＢＢ１１０ｂは、ロボット１００のＣＭを前後軸（ｘ軸）に沿って前後方向にシフトすることをキャンセルすることができるが、それでもロボット１００のＣＭを接地面１２に近づくよう下向きにシフトするように実行する。
【0057】
図１Ｃを参照すると、ロボット１００は、ロボット１００の動作を監視および制御するように構成された制御システム１４０を含む。いくつかの実装形態では、ロボット１００は、自律的および／または半自律的に動作するように構成される。しかし、ユーザはまた、ロボット１００にコマンド／方向を提示することによってロボット１００を操作することができる。示される例では、制御システム１４０は、コントローラ１４２（例えば、データ処理ハードウェア）およびメモリハードウェア１４４を含む。コントローラ１４２は、それ自体のメモリハードウェアを含むか、または制御システム１４０のメモリハードウェア１４４を利用することができる。いくつかの例では、制御システム１４０（例えば、コントローラ１４２を備えたもの）は、アクチュエータＡ（例えば、後部アクチュエータＡＢ、脚アクチュエータＡＬ、膝アクチュエータＡＫ、駆動ベルトアクチュエータ、回転アクチュエータ、エンドエフェクタアクチュエータＡＥＥなど）と通信（例えば、コマンド動作）して、ロボット１００が作業環境１０の周りを移動できるようにするように構成される。制御システム１４０は、示される構成要素に限定されず、本開示の範囲から逸脱することなく、追加の（例えば、電源）またはより少ない構成要素を含むことができる。構成要素は、無線または有線接続によって通信することができ、ロボット１００の複数の場所に分散させることができる。いくつかの構成では、制御システム１４０は、リモートコンピューティングデバイスおよび／またはユーザとインターフェースする。例えば、制御システム１４０は、ジョイスティック、ボタン、送信機／受信機、有線通信ポート、および／または遠隔コンピューティングデバイスおよび／またはユーザからの入力を受信、およびリモートコンピューティングデバイスおよび／またはユーザにフィードバックを提供するための無線通信ポートなど、ロボット１００と通信するための様々な構成要素を含み得る。
【0058】
コントローラ１４２は、１つまたは複数の汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、および／または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含み得るデータ処理ハードウェアに対応する。いくつかの実装形態では、コントローラ１４２は、ロボット１００の１つまたは複数のサブシステムで特定の操作を実行するように構成された専用の組み込みデバイスである。メモリハードウェア１４４は、コントローラ１４２と通信しており、揮発性および／または不揮発性ストレージ構成要素などの１つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読ストレージメディアを含み得る。例えば、メモリハードウェア１４４は、互いに通信している１つまたは複数の物理デバイスに関連付けられ得、光学的、磁気的、有機的、または他のタイプのメモリまたはストレージを含み得る。メモリハードウェア１４４は、とりわけ、命令（例えば、コンピュータ可読プログラム命令）を格納するように構成され、コントローラ１４２によって実行されると、コントローラ１４２に、バランスを維持するようロボット１００のポーズＰを変更すること、ロボット１００を操作すること、物体を検出すること、物体を運送すること、および／または作業環境１０内で他の任務を実行することなどの、非限定的な多数の操作を実行させる。コントローラ１４２は、センサシステム１７０との直接的または間接的な相互作用に基づいて動作を実行することができる。
【0059】
センサシステム１７０は、１つ以上のセンサ１７２、１７２ａ～ｎを含む。センサ１７２は、画像センサ（例えば視覚センサまたは感覚センサ）、慣性センサ（例えば、慣性測定ユニット（ＩＭＵ））、および／または運動学的センサを含み得る。画像センサ１７２のいくつかの例としては、モノラルカメラまたはステレオカメラなどのカメラ、飛行時間（ＴＯＦ）深度センサ、走査型光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）センサ、または走査型レーザー検出および測距（ＬＡＤＡＲ）センサが挙げられる。より一般的には、センサ１７２は、力センサ、トルクセンサ、速度センサ、加速度センサ、位置センサ（線形および／または回転位置センサ）、運動センサ、位置センサ、負荷センサ、温度センサ、タッチセンサ、深度センサ、超音波距離センサ、赤外線センサ、および／またはオブジェクトセンサのうちの１つまたは複数を含み得る。いくつかの実施例では、センサ１７２は、センサ１７２に対応する感知範囲または領域を画定する、対応する視野を有する。各センサ１７２は、センサ１７２が、例えば、１つ以上の軸（例えば、接地面１２に関するｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸）周りの視野を変更し得るように、枢動可能および／または回転可能であり得る。いくつかの実装形態では、ロボット１００の本体１１０は、ロボット１００の周りのすべての方向でセンサデータ１７４を収集するために、本体の周りに複数のセンサ１７２を有するセンサシステム１７０を含む。追加的または代替的に、センサシステム１７０のセンサ１７２は、ロボット１００のアーム１５０に取り付けられ得る（例えば、本体１１０に取り付けられた１つまたは複数のセンサ１７２と併せて）。ロボット１００は、ロボット１００の周りの作業環境１０のセンサデータ１７２を生成するために、センサシステム１７０の一部として、任意の数のセンサ１７２を含み得る。例えば、ロボット１００が作業環境１０を操作しているとき、センサシステム１７０が、（例えば、ＩＭＵによって測定された）慣性測定データを含む、ロボット１００のポーズデータを収集する。いくつかの実施例では、ポーズデータは、ロボット１００に関する運動学的データおよび／または向きのデータを含む。
【0060】
視野をセンサ１７２で調査するときに、センサシステム１７０が、視野に対応するセンサデータ１７４（画像データ１７４とも称する）を生成する。画像センサ１７２の場合、センサ１７２は、センサデータ１７４が時間間隔で視野に対応するフレームＦを含むように、特定の周波数でセンサデータ１７４として画像１７６をキャプチャすることができる。センサシステム１７０が複数の画像センサ１７２を含む構成では、センサシステム１７０は、画像センサ１７２に対応する複数の視野が重なり、異なるタイプの画像データ１７４を一緒に画像処理に使用できるようにするように、各センサ１７２の方向（例えば、視野）を制御するように構成され得る。いくつかの例では、センサシステム１７０は、第１のセンサ１７２、１７２ａとして少なくとも１つの単眼カメラと、第２のセンサ１７２、１７２ｂとして少なくとも１つの深度センサ（例えば、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、ＴＯＦなど）を含む。センサ１７２ａ～ｂは、それらの視野と重なる場合がある。重なり合う視野を用いて、センサ１７２ａ～ｂは、作業環境１０の同じ視野（またはセンサの取り付け位置によるほぼ同じ視野）に対して同じ例で単眼画像（すなわち、二次元）および深度画像（すなわち、三次元）をキャプチャする。
【0061】
作業環境１０に関する画像データ、ポーズデータ、慣性データ、運動学的データなどの、センサシステム１７０によって収集されたセンサデータ１７４は、ロボット１００の制御システム１４０（例えば、コントローラ１４２および／またはメモリハードウェア１４４）に伝達され得る。いくつかの実施例では、センサシステム１７０は、センサデータ１７４を収集および格納する（例えば、メモリハードウェア１４４、またはロボット１００と通信するリモートリソースと関連するメモリハードウェア内に）。他の実施例では、センサシステム１７０は、センサデータ１７４をリアルタイムで収集し、センサデータ１７４を生で（すなわち、未処理で）格納せずに、センサデータ１７４を処理する。さらに他の実施例では、コントローラシステム１４０および／またはリモートリソースが、処理済みのセンサデータ１７４と、生のセンサデータ１７４との両方を格納する。センサ１７２からのセンサデータ１７４は、ロボット１００のシステムがロボット１００に関する状態を検出および／または分析することを可能にし得る。例えば、センサデータ１７４は、制御システム１４０がロボット１００を操作し、ロボット１００のポーズＰを変更し、および／またはロボット１００の機械的構成要素を移動／回転させるための様々なアクチュエータＡを作動させることを可能にし得る。
【0062】
図１Ｃなどのいくつかの例では、センサシステム１７０は、アーム１５０の手首関節ＪＡ３に取り付けられた、または結合された１つまたは複数のセンサ１７２を含む。例えば、手首センサ１７２は、６軸力／トルクセンサ１７２である。ここで、センサ１７２は、ロボット１００が保持しているボックス２０にかかる力を感知する。パレタイザ２００は、ロボット１００が保持しているボックス２０にこの力を使用して、ロボット１００が保持しているボックス２０と１つまたは複数の他のボックス２０との間の相互作用を間接的に検出する。いくつかの実装形態では、パレタイザ２００は、ロボット１００の関節Ｊに基づいて、ロボット１００が保持しているボックス２０の速度を決定する（またはロボット１００の別のシステムから受け取る）。言い換えれば、センサシステム１７０を用いて、ロボット１００は、各関節Ｊおよび駆動輪１３０に対応する速度を決定することができる。これらの速度に基づいて、ロボット１００は、エンドエフェクタ１６０がボックス２０と共に移動する速度を決定し、これを使用してボックス２０の速度を導出する。
【0063】
いくつかの構成では、ロボット１００は、力感知のために同様のアプローチを使用する。より具体的には、ロボット１００は、１つまたは複数の関節Ｊに関する力とロボット１００の運動学との組み合わせに基づいて、エンドエフェクタ１６０での力を決定することができる。このアプローチは、ロボット１００の設計が速度および／または精度を重視する場合、困難になる可能性がある。例えば、肩関節ＪＡ１など、手首関節ＪＡ３以外の関節Ｊに基づいて力を決定する場合、エンドエフェクタ１６０の加速により、ロボット１００は、慣性質量の慣性力（例えば、肩関節ＪＡ１の場合、アーム１５０の慣性力）およびエンドエフェクタ１６０での力の両方を感知する。したがって、ロボット１００が計算リソースを最小化し、および／または潜在的な不正確さを防止したい場合、ロボット１００は、エンドエフェクタ１６０に最も近い位置（例えば、手首関節ＪＡ３）でエンドエフェクタ１６０の周りの力を感知する。
【0064】
いくつかの例では、ロボット１００は、関節力フィードバック制御およびエンドエフェクタインピーダンス制御を使用して、エンドエフェクタ１６０の動きに準拠させる。例えば、インピーダンス制御は、手首関節ＪＡ３に取り付けられた、または手首関節ＪＡ３に結合された手首センサ１７２からの力フィードバックに従って増強される（例えば、エンドエフェクタ１６０を感知する）。ここで、インピーダンス制御は、入力として、所望のエンドエフェクタ位置および測定されたエンドエフェクタ位置を含む。任意選択で、インピーダンス制御の他の入力は、所望のエンドエフェクタ速度および／または加速度、ならびに測定されたエンドエフェクタ速度および／または加速度を含み得る。これらの入力が与えられると、インピーダンス制御は目的のエンドエフェクタ力を出力する。いくつかの実装形態では、インピーダンス制御は、これらの入力と出力との間の関係が、剛性、減衰、または慣性などのばねのような特性に対応するように構成されている。
【0065】
ボックス２０のスタックを密に詰め込まれた方法で構築するために、ロボット１００は、ロボット１００が何かが配置されていると考える場所と実際に配置されている場所との間のエラー（すなわち、知覚エラー）を克服しなければならない。例えば、ロボット１００がビジョンシステム（すなわち、ビジョンベースのセンサ１７２）を使用して、ロボット１００が保持しているボックス２０の位置を識別するか、またはターゲット位置（例えば、ターゲットボックス位置２０２（図２Ａ））を識別し、ボックス２０がパレット３０上に配置される場合、これらの場所の両方は、ある程度の誤差に苛まれる。ロボット１００のこれらの認識のみに頼ることは、これらのエラーをパレタイズ中の配置エラーに変換する。ロボット１００の知覚に関する不確実性に対処するために、ロボット１００は、それが保持するボックス２０での１つまたは複数の動きを使用して、ボックス２０のターゲット位置への道を感じるように構成される。対照的に、伝統的に、ロボットは、ボックス２０が行くべき場所にプログラムされ、ロボットは、ボックス２０をその位置に堅く動かす傾向がある。この従来のアプローチは、ロボット１００が近くの他のボックスを破壊および／または妨害することを容易にする。
【0066】
ロボット１００が保持しているボックス２０は、「把持されたボックス２０Ｇ」と呼ばれる。ロボット１００がアーム１５０のエンドエフェクタ１６０を使用してそれ自体をボックス２０に結合すると、ボックス２０はロボット１００によって把持されるようになる。図１Ａに示されるように、ロボット１００は、把持されたボックス２０Ｇの上面２６、２６Ｔのアーム１５０のエンドエフェクタ１６０で（例えば、エンドエフェクタアクチュエータＡＥＥで）、ボックス２０を把持する。例えば、エンドエフェクタ１６０は、ボックス２０を把持するためのエンドエフェクタアクチュエータＡＥＥとして吸盤による吸引力を使用する。他の例では、ロボット１００は、２つ以上のアーム１５０を有し、ボックス２０の側面（すなわち、面２６）に対してアーム１５０を互いに向かって押し付けることによって、少なくとも２つのアーム１５０で集合的にボックス２０を把持する。把持アプローチに関係なく、パレタイザ２００は、把持されたボックス２０Ｇをターゲットボックス位置２０２に配置して、スタックのボックス２０間のスペースが最小またはまったくないボックス２０のスタックを形成するように構成される（例えば、隣接するボックスは効果的に嵌合または隣接している）。
【0067】
図２Ａを参照すると、パレタイザ２００は、ポジショナー２１０およびアライナー２２０を含む。パレタイザ２００は、把握ボックス２０Ｇを配置する場所の位置を識別する特定把握ボックス２０Ｇのターゲットボックスの位置２０２を受信するように構成されている。ターゲットボックス位置２０２は、ボックス２０の既存のスタック内（例えば、パレット３０上）にあるか、またはボックス２０のスタックを開始することができる。理想的な世界では、このロボット１００は、把持されたボックス２０Ｇをこのターゲットボックス位置２０２に配置し、その位置にあるボックス２０のスタックは破壊されない。しかし、知覚エラー、制御許容値、および／またはボックスの分散により、把持されたボックス２０Ｇをターゲットボックス位置２０２に移動させることは、他のボックス２０を破壊する可能性がある。代わりに、パレタイザ２００は、把持されたボックス２０Ｇが隣接するボックス２０との許容可能な空間的関係を有する位置に到達したときに体系的に感知しようと努める。いくつかの例では、パレタイザ２００は、許容可能な空間関係として、隣接するボックス２０間のスペースが最小またはまったくないと見なす。
【0068】
ポジショナー２１０は、把持されたボックス２０Ｇを、ターゲットボックス位置２０２に隣接する初期位置２１２に配置するように構成される。初期位置２１２は、別の対象物（例えば、別のボックス２０）によって占有されていないスペースであることを意図している。例えば、初期位置２１２は、ターゲットボックス位置２０２からオフセットされて、空いている位置からパレタイズプロセスを開始し、その結果、ロボット１００は、把持されたボックス２０Ｇが別のボックス２０に遭遇したときに正確に感知できる。
【0069】
図２Ｂ～２Ｄは、初期位置２１２で把持されたボックス２０Ｇの例である。いくつかの実装形態では、図２Ｂに示されるように、初期位置２１２は、第１の方向（例えば、ｙ方向）のオフセット２１４と、第２の方向（例えば、ｘ方向）のオフセット２１４とを含む。いくつかの例では、図２Ａのパレタイザ２００などのロボット１００のシステムは、センサシステム１７０からのセンサデータ１７４に基づいてオフセット２１４を決定する。センサデータ１７４を用いて、ロボット１００は、オフセット２１４が第１の方向（例えば、ｘ方向）の第１の補償距離であり、第２の方向（例えば、ｙ方向）の第２の補償距離であると決定する。ここで、オフセット２１４は、ロボット１００の知覚誤差（例えば、センサデータ１７４に基づくボックス２０の実際の位置とボックス２０の知覚位置との間の差）を補償する。ロボット１００は、オフセット２１４を生成するために、これらのエラーの典型的な値を決定するように構成され得る。いくつかの例では、オフセット２１４は、エンドエフェクタ１６０の位置、エンドエフェクタ１６０に対するボックス２０の位置、および／またはロボット１００に対するボックス２０のスタックに対応するボックス２０の位置などのエラーを説明する。ロボット１００が誤差量（例えば、平均誤差量）に基づいて第１の補償距離および第２の補償距離を決定するとき、初期位置２１２は、第１の方向（例えば、ｘ方向）で第１のオフセット２１４、２１４ａ、第２の方向（例えば、ｙ方向）で第２のオフセット２１４、２１４ｂにて定められる。各オフセット２１４は、初期位置２１２が占有されないことを保証するための公差をさらに含み得る。言い換えれば、オフセット２１４が各方向の平均誤差にのみ等しい場合、初期位置２１２は占有されていても、部分的に占有されていてもよい。例えば、典型的な誤差が３ｃｍである場合、オフセット２１４は、２ｃｍの追加の許容誤差を含むために合計５ｃｍであり得る。
【0070】
図２Ｃおよび２Ｄを参照すると、いくつかの構成では、ポジショナー２１０は、隣接するボックス２０に接触することなく、把持されたボックス２０Ｇを（ｚ方向に対して）ターゲットボックス位置２０２の上に配置する。把持されたボックス２０Ｇをターゲットボックス位置２０２の上にホバリング状態で配置することにより、パレタイザ２００は、把持されたボックス２０Ｇが標的ボックス位置２０２に移動するときに、把持されたボックス２０Ｇと他のボックス２０との間の摩擦を排除することができる。摩擦がなければ、ロボット１００は、把持されたボックス２０Ｇと他のボックス２０との間の接触力をより容易に感知することができる。把持されたボックス２０Ｇは、ターゲットボックス位置２０２の上にある高さで保持され得るので、アライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇを放出する前に下降させることができる。アライナー２２０が放出する前に把持されたボックス２０Ｇを下げる量は、ホバリング状態での把持されたボックス２０Ｇの高さ、ロボット１００の動作速度、および／または把持されたボックス２０Ｇの内容物（ロボット１００が把持されたボックス２０Ｇを持ち上げる／運ぶ間、センサ１７２に基づいて既知または決定される場合）などの変数に応じて変化し得る。
【0071】
図２Ａおよび２Ｃを引き続き参照すると、ポジショナー２１０は、把持されたボックス２０Ｇを地面１２（または接地面）に対してある角度で傾けるように構成される。換言すれば、把持されたボックス２０Ｇの底面２６、２６Ｂ（すなわち、底面２６）は、接地面１２との角度を形成する。いくつかの例では、把持されたボックス２０Ｇは、隣接するボックス２０に向かって上向きに傾斜している。ここで、把持されたボックス２０Ｇがロボット１００によって放出されると（図２Ｌ）、今や放出されているボックス２０は、旋回ボックス２０のエッジ２４および面２６が隣接するボックス２０のエッジ２４および面２６に当接し、ボックス２０間には、ほとんどまたはまったく空隙をもたらさないように隣接するボックス２０に向かって旋回する（例えば、図２Ｋ～２Ｍに示されるように）。換言すれば、そのロボット１００が放出しているボックス２０のエッジ２４（例えば、図２Ｉに示すように、エッジ２４Ｇ）では、ターゲットボックスの位置２０２を達成するためのガイドとして、傾斜（例えば、放出されたボックス２０の対向する面２６と隣接するボックス２０との間の嵌合関係）により、隣接するボックス２０の面２６を使用することができる。図２Ｃおよび図２Ｄなどのいくつかの例では、ポジショナー２１０は、把持されたボックス２０Ｇが初期位置２１２にあるとき、またはその前に、把持されたボックス２０Ｇを傾けることができる。他の例では、アライナー２２０が把持されたボックス２０Ｇを初期位置２１２から移動させるときに、ポジショナー２１０は把持されたボックス２０Ｇを傾斜させる。
【0072】
図２Ａを引き続き参照すると、パレタイザ２００のアライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇを初期位置２１２からターゲットボックス位置２０２に移動させるように構成される。把持されたボックス２０Ｇがターゲットボックス位置２０２に、または他のボックス２０が許す限りターゲットボックス位置２０２にできるだけ近く移動すると、アライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇを放出して、把持されたボックス２０Ｇを所定の位置に着座させる（例えば、図２Ｋ～２Ｍに示すように）。いくつかの例では、アライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇを２つの別個の動きで移動して、ターゲットボックス位置２０２の近くまたはその位置に位置合わせ位置２２２を成す。例えば、図２Ｅ～２Ｇは、把持されたボックス２０Ｇを第１の方向Ｄ１（例えば、ｙ方向沿い）にシフトするアライナー２２０を示しているが、図２Ｈ～２Ｊは、把持されたボックス２０Ｇを第２の方向Ｄ２（例えば、ｘ方向）にシフトするアライナー２２０を示している。いくつかの例では、第１の方向Ｄ１は、第２の方向Ｄ２に垂直である。いくつかの実装形態では、アライナー２２０は、第１の方向の成分および第２の方向の成分を有する移動ベクトルに沿って、把持されたボックス２０Ｇをシフトする（例えば、アライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇをｘｙ平面でシフトする。追加的または代替的に、作業環境１０は三次元空間であるため、移動ベクトルは、第３の方向を含み得る（例えば、移動ベクトルは、ｚ方向の成分を含む）。したがって、たとえ図２Ｂ～２Ｊは、アライナー２２０が各方向に順次移動し得ることを示していても、アライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇを任意の順序の方向および／または三次元空間のすべての方向に同時にシフトするように構成され得る。アライナー２２０が、把持されたボックス２０Ｇを所与の方向に移動させるとき、移動中にパレタイザ２００および／またはアライナー２２０が監視するいくつかの条件が存在する。
【0073】
いくつかの例では、アライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇが位置合わせ位置２２２に到達するまで、把持されたボックス２０Ｇを移動させる。説明するために、図２Ｂ～２Ｄから図２Ｅ～２Ｇまで、アライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇを初期位置２１２（図２Ｂ）から第１の位置合わせ位置２２２ａ（図２Ｅ～２Ｇ）に移動させた。いくつかの例では、アライナー２２０が把持されたボックス２０Ｇを初期位置２１２から第１の方向Ｄ１に第１の位置合わせ２２２、２２２ａまでシフトするとき、アライナー２２０は、第１の位置合わせ位置２２２ａが閾値の第１の位置合わせ距離２２４、２２４ａ（例えば、図２Ｅに示される）を満たすかどうかを決定する。閾値の第１の位置合わせ距離２２４ａは、アライナー２２０が把持されたボックス２０Ｇを所与の方向に動かすことができる有限の距離に対応する。有限の距離で、パレタイザ２００は、把持されたボックス２０Ｇがターゲットボックス位置２０２から離れすぎないようにする。例えば、有限距離がない場合、ロボット１００は、接触力または特定の速度が把持されたボックス２０Ｇの動きを停止するのを待つ間、把持されたボックス２０Ｇをボックス２０のスタックから完全に移動させることができる。有限の距離はまた、把持されたボックス２０Ｇを動かすときにアライナー２２０がミスアラインメントを悪化させるのを防ぐことができる。例えば、ボックス２０のスタックのボックス２０は、その理想的な位置からの大きなオフセットを有し得る。アライナー２２０が、把持されたボックス２０Ｇを動かして、大きなオフセットで位置が外れているボックス２０に当接させる場合、把持されたボックス２０Ｇはまた、ミスアライメントを共有する。いくつかの例では、閾値の位置合わせ距離２２４は、アライナー２２０が把持されたボックス２０Ｇを動かすことができる最大移動距離に対応する。
【0074】
図２Ｈ～２Ｊを参照すると、アライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇを第１の位置合わせ位置２２２ａ（図２Ｅ～２Ｇに示す）から第２の方向Ｄ２にターゲットボックス位置２０２まで（または、可能な場合ターゲットボックス位置２０２の近くに）シフトする。アライナー２２０が把持されたボックス２０Ｇを第１の位置合わせ位置２２２から第２の方向Ｄ２にターゲットボックス位置２０２まで移動すると、ターゲットボックス位置２０２への移動が閾値の第２の位置合わせ距離２２４、２２４ｂ（例えば、図２Ｈに示される）を満たすかどうかを決定する。いくつかの例では、閾値の第２の位置合わせ距離２２４ｂは、閾値の第１の位置合わせ距離２２４ａと同じ大きさを有する。他の例では、これらの閾値の位置合わせ距離２２４は、ボックス２０の形状のために異なる。例えば、各ボックス２０は、長方形プリズムの長さに沿った閾値の位置合わせ距離２２４が、長方形プリズムの幅に対応する閾値の位置合わせ距離２２４よりも大きくなるように、細長い長方形プリズムであり得る。
【0075】
アライナー２２０による移動中に、把持されたボックス２０Ｇは、閾値の位置合わせ距離２２４が発生する前に他の条件を達成することができる。例えば、パレタイザ２００は、把持されたボックス２０Ｇが移動を停止する必要があることを、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈまたは閾値速度ｖｔｈｒｅｓｈにより（すなわち、第１のアライメント位置２２２またはターゲットボックスの位置２０２を達成した）検知することができる。換言すれば、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈまたは閾値速度ｖｔｈｒｅｓｈが、把持されたボックス２０Ｇは隣接するボックス２０により生じる抵抗を満たしていることを示す。ここで、パレタイザ２００は、理想的には、把持されたボックス２０Ｇと隣接するボックス２０が、ボックス２０を積み重ねるための許容可能な空間的関係を形成するように、非破壊的で完全に非弾性の衝突を引き起こす必要がある（例えば、把持されたボックス２０Ｇが隣接するボックス２０をノックして位置をずらさない、および／または運送に有害な隙間がない）。このように、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈは、パレット化時に、把持されたボックス２０Ｇが少なくとも１つの隣接するボックス２０との接触を開始したことだけでなく、力の大きさが少なくとも１つの隣接するボックス２０を大幅には乱していない（例えば、静止摩擦力に打ち勝つには十分な大きさではない）ことを示す力の大きさを指す。同様に、閾値速度ｖｔｈｒｅｓｈは、ロボット１００が（例えば、エンドエフェクタ１６０によって）移動力を発生しているが、把持されたボックス２０Ｇは、もはや隣接するボックス２０に起因している抵抗により移動しないことを示す速度を指す。例えば、閾値速度ｖｔｈｒｅｓｈは、把持されたボックス２０Ｇによる動きの欠如を示すためにゼロに設定される。いくつかの例では、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈおよび／または閾値速度ｖｔｈｒｅｓｈは、ベクトルとして表される。ベクトルとして、パレタイザ２００は、これらのベクトルの合計の大きさ（例えば、三次元作業環境において）またはこれらのベクトルの成分（例えば、アライナー２２０が現在把持されたボックス２０Ｇを動かしている方向）を使用して、これらの閾値が満たされているかどうかを決定することができる。
【0076】
いくつかの例では、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈの大きさは、任務に特異的である。例えば、ロボット１００は、一緒に積み重ねられるボックス２０およびこれらのボックス２０に関する情報を示す命令を受信する。ここで、情報は、各ボックス２０の重量を含み得る。他のタイプの情報は、ロボット１００がパレタイズ中にボックス２０間の摩擦係数を説明できるように、ボックス自体の材料のタイプ（例えば、標準の段ボールボックスまたは表面コーティングされたボックス）を含む。情報に基づいて、ロボット１００は、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈを構成することができる。例えば、パレタイザ２００は、以前に配置されたボックス２０を移動させることが期待される力Ｆ未満である、ロボット１００がボックス２０に発揮することができる最大の力に対応するように、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈを設定する。いくつかの実装形態において、ロボット１００のセンサ１７２は、それぞれ先に配置されたボックス２０の重量を決定し、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈを設定するために決定された重量を使用している。いくつかの例では、パレタイザ２００はインピーダンス制御と力フィードバック制御の組み合わせを使用して、積極的に（すなわち、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈを設定するために）ボックス２０に対してロボット１００によって及ぼされる力を制限する。例えば、ロボット１００は、インピーダンス制御からの所望のエンドエフェクタの力を、以前に配置されたボックス２０を動かすと予想される力よりも小さくなるように制限する（例えば、質量、摩擦係数などの以前に配置されたボックス２０の物理的特性を考慮する）。所望のエンドエフェクタの力を制限することによって、インピーダンス制御は、ロボット１００が把持されたボックス２０Ｇにどの程度力を及ぼすかを制限し、それにより、把持されたボックス２０Ｇが隣接するボックス２０と接触するときに、把持されたボックス２０Ｇが送ることが可能である力を制限する。他のアプローチでは、パレタイザ２００は、エンドエフェクタ１６０および把持されたボックス２０Ｇの運動エネルギーを制限して、パレット３０の配置されたまたは既存のボックス２０に与えられるエネルギーの量が、配置されたボックス２０を動かさないか、または配置されたボックス２０を許容可能な距離だけ動かすことができる。この状態は、ロボット１００が把持されたボックス２０Ｇと別のボックス２０との間の接触を検出できない場合である可能性がある。ここで、許容可能な距離はまた、摩擦によって放散されるエネルギーの量を説明し得る（例えば、ロボット１００は、ボックスの材料および／またはボックス２０間の摩擦係数を認識している）。
【0077】
いくつかの例では、パレタイザ２００は、アライナー２２０が把持されたボックス２０Ｇを動かすときに、接触検出中に以前に配置されたボックス２０を扱うように構成される。以前に配置されたボックス２０を考慮することにより、パレタイザ２００は、その接触感度を潜在的に高め得る。言い換えれば、パレタイザ２００は、把持されたボックス２０Ｇと他のボックス２０との間の既知の近接性を利用することができる。パレタイザ２００を把持されたボックス２０Ｇが、ロボット１００が以前に配置されたボックス２０について持っている知識に基づいて、経る力に（例えば、エンドエフェクタ１６０に関する手首関節ＪＡ３で経たもの）、および／または把持されたボックス２０Ｇの速度に重量を適用することによって、増加した感度を達成することができる。例えば、接触を期待するとき、例えば、パレタイザ２００は、特定の重量により、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈまたは閾値速度ｖｔｈｒｅｓｈを変更することができる。いくつかの例では、特定の重量は、パレタイザ２００の接触信頼度を表す確率分布に対応し得る。
【0078】
いくつかの例では、パレタイザ２００は、アライナー２２０が把持されたボックス２０Ｇを所与の方向に移動する閾値時間期間Ｔｔｈｒｅｓｈを含む。ここで、この状態は、アライナー２２０が閾値アライメント距離２２４を満たすために把持されたボックス２０Ｇをそれほど移動しないだけでなく、閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈまたは閾値速度ｖｔｈｒｅｓｈを経ないという事実を説明することができる。このシナリオでは、アライナー２２０は、把持されたボックス２０Ｇの移動を停止して、ボックス２０間の潜在的な混乱を最小限に抑えるように構成される。パレタイザ２００がセンサ１７２にていくつかのノイズを受ける、さもなければ他のボックス２０との接触を検出するのに失敗した場合、閾値時間期間Ｔｔｈｒｅｓｈが有利であり得る。これが発生した場合、閾値時間期間Ｔｔｈｒｅｓｈは、接触が閾値時間期間Ｔｔｈｒｅｓｈの間のみ存在するため、検出の欠如によって引き起こされる問題を最小限に抑える設定時間である。
【0079】
図３は、ボックス２０をパレタイズするための方法３００の例である。操作３０２において、方法３００は、ロボットによって保持されたボックス２０Ｇのターゲットボックス位置２０２を受信する。ボックス２０Ｇは、上面２６Ｔ、底面２６Ｂ、側面２６を有する。操作３０４において、方法３００は、ボックス２０Ｇを、ターゲットボックス位置２０２に隣接する初期位置２１２に配置する。操作３０６において、方法３００は、接地面１２に対してある角度でボックス２０Ｇを傾斜させる。ここで、角度は、接地面１２とボックス２０Ｇの底面２６Ｂとの間に形成される。操作３０８において、方法３００は、ボックス２０を、初期位置２１２から第１の方向Ｄ１に、閾値の第１の位置合わせ距離２２４ａを満たす第１の位置合わせ位置２２２ａにシフトする。操作３１０において、方法３００は、ボックス２０Ｇを、第１の位置合わせ位置２２２ａから第２の方向Ｄ２に、閾値の第２の位置合わせ距離２２４ｂを満たすターゲットボックス位置２０２にシフトする。操作３１２で、方法３００は、ボックス２０Ｇをロボット１００から放出させる。ここで、ボックス２０Ｇの放出は、ターゲットボックス位置２０２の境界エッジにボックス２０Ｇが旋回することを引き起こす。
【0080】
いくつかの実装形態では、第１の位置合わせ位置２２２ａに第１の方向Ｄ１に初期位置２１２からボックス２０Ｇをシフトすることは、第１の位置合わせ距離２２４ａを満たす前に、ボックス２０Ｇが閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈまたは閾値速度ｖｔｈｒｅｓｈを経ると判定する。これらの実装形態では、ボックス２０Ｇを第１の位置合わせ位置２２２ａから第２の方向Ｄ２にターゲットボックス位置２０２までシフトすることは、閾値の第２の位置合わせ距離２２４ｂを満たす前に、ボックス２０Ｇが閾値接触力Ｆｔｈｒｅｓｈまたは閾値速度ｖｔｈｒｅｓｈを経ると判定する。いくつかの例において、閾値の第１の位置合わせ距離２２４ａまたは閾値の第２の位置合わせ距離２２４ｂを満たす前に、方法３００は、ボックス２０Ｇが、閾値期間Ｔｔｈｒｅｓｈの第１の方向Ｄ１または第２の方向Ｄ２の対応する１つに移動したと判断する。
【0081】
図４は、本明細書に記載のシステムおよび方法を実施するために使用され得る例示的なコンピューティングデバイス４００の概略図である。コンピューティングデバイス４００は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、パーソナルデジタルアシスタント、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、および他の適切なコンピュータなどの様々な形態のデジタルコンピュータを表すことが意図される。本明細書に示されている構成要素、それらの接続および関係、ならびにそれらの機能は、例示のみを意図しており、本明細書で説明および／または特許請求されている本発明の実装を制限することを意味するものではない。
【0082】
コンピューティングデバイス４００は、プロセッサ４１０（例えば、データ処理ハードウェア）と、メモリ４２０（例えば、メモリハードウェア）と、ストレージデバイス４３０と、メモリ４２０および高速拡張ポート４５０に接続する高速インターフェース／コントローラ４４０と、低速バス４７０およびストレージデバイス４３０に接続する低速インターフェース／コントローラ４６０と、を含む。構成要素４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、および４６０の各々は、様々なバスを使用して相互接続されており、共通のマザーボードに、または必要に応じて他の方法で取り付けられ得る。プロセッサ４１０は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）のためのグラフィカル情報を、高速インターフェース４４０に結合されたディスプレイ４８０などの外部入出力デバイス上に表示するために、メモリ４２０内またはストレージデバイス４３０上に格納された命令を含む、コンピューティングデバイス４００内で実行するための命令を処理し得る。他の実装例では、必要に応じて、複数のプロセッサおよび／または複数のバスが、複数のメモリおよび複数のタイプのメモリとともに使用され得る。また、複数のコンピューティングデバイス４００が、各デバイスが必要な動作の一部を提供する状態で（例えば、サーババンク、ブレードサーバのグループ、またはマルチプロセッサシステムとして）、接続され得る。
【0083】
メモリ４２０は、コンピューティングデバイス４００内に非一時的に情報を格納する。メモリ４２０は、コンピュータ可読媒体、揮発性メモリユニット（複数可）、または不揮発性メモリユニット（複数可）であり得る。非一時的メモリ４２０は、コンピューティングデバイス４００で使用するために、プログラム（例えば、命令のシーケンス）またはデータ（例えば、プログラム状態情報）を一時的または永続的に格納するために使用される物理デバイスであり得る。不揮発性メモリの例としては、以下に限定されないが、フラッシュメモリおよび読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）／プログラム可能な読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）／消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）／電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）（例えば、通常、ブートプログラムなどのファームウェアに使用される）が挙げられる。揮発性メモリの例としては、以下に限定されないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、相変化メモリ（ＰＣＭ）、ならびにディスクまたはテープが挙げられる。
【0084】
ストレージデバイス４３０は、コンピューティングデバイス４００に大容量記憶装置を提供し得る。いくつかの実装例では、ストレージデバイス４３０は、コンピュータ可読媒体である。様々な異なる実装例では、ストレージデバイス４３０は、フロッピーディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、またはテープデバイス、フラッシュメモリもしくは他の同様のソリッドステートメモリデバイス、またはストレージエリアネットワークもしくは他の構成のデバイスを含むデバイスのアレイであり得る。追加の実装例では、コンピュータプログラム製品は、情報担体内に実体的に具体化される。コンピュータプログラム製品は、実行されると、上記のような１つ以上の方法を実行する命令を含む。情報担体は、メモリ４２０、ストレージデバイス４３０、またはプロセッサ４１０上のメモリなどの、コンピュータ可読媒体または機械可読媒体である。
【0085】
高速コントローラ４４０が、コンピューティングデバイス４００の帯域幅集中動作を管理する一方で、低速コントローラ４６０は、より低い帯域幅集中動作を管理する。そのようなデューティの割り当ては、例示にすぎない。いくつかの実装形態では、高速コントローラ４４０は、メモリ４２０と、ディスプレイ４８０（例えば、グラフィックプロセッサまたはアクセラレータを介して）と、様々な拡張カード（図示せず）を受容する高速拡張ポート４５０と、に結合されている。いくつかの実装例では、低速コントローラ４６０は、ストレージデバイス４３０と、低速拡張ポート４９０と、に結合されている。様々な通信ポート（例えば、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、イーサネット、ワイヤレスイーサネット）を含み得る低速拡張ポート４９０は、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナーなどの１つ以上の入出力デバイスに、または、例えば、ネットワークアダプタを介して、スイッチもしくはルータなどのネットワーキングデバイスに結合され得る。
【0086】
コンピューティングデバイス４００は、図に示すように、いくつかの異なる形態で実装され得る。例えば、これは、標準のサーバ４００ａとして、もしくはそのようなサーバ４００ａのグループ内に複数回、ラップトップコンピューター４００ｂとして、またはラックサーバシステム４００ｃの一部として実装され得る。
【0087】
本明細書に記載のシステムおよび技術の様々な実装は、デジタル電子および／もしくは光回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ならびに／またはそれらの組み合わせで実現され得る。これらのさまざまな実装形態は、ストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスからデータおよび命令を受信し、かつ、それらにデータおよび命令を送信するよう連結された専用または汎用であってもよい少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含む、プログラマブルシステムで実行可能および／または解釈可能な１つ以上のコンピュータプログラムにおける実装形態を含み得る。
【0088】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られる）は、プログラマブルプロセッサ用の機械命令を含み、高レベル手続き型および／もしくはオブジェクト指向プログラミング言語で、ならびに／またはアセンブリ言語／機械語で実装され得る。本明細書で使用される場合、「機械可読媒体」および「コンピュータ可読媒体」という用語は、プログラマブルプロセッサに機械命令および／またはデータを提供するために使用される任意のコンピュータプログラム製品、非一時的なコンピュータ可読媒体、装置、および／またはデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ））を指し、機械命令を機械可読信号として受け取る機械可読媒体を含む。「機械可読信号」という用語は、プログラマブルプロセッサに機械命令および／またはデータを提供するために使用される任意の信号を指す。
【0089】
本明細書で説明されるプロセスおよびロジックフローは、入力データを処理して出力を生成することによって機能を実行するために、１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラマブルプロセッサによって実行され得る。プロセスおよびロジックフローはまた、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの専用論理回路によっても実行され得る。コンピュータプログラムの実行に好適なプロセッサには、例として、汎用および専用マイクロプロセッサの両方、ならびに任意の種類のデジタルコンピュータのうちの任意の１つ以上のプロセッサが含まれる。概して、プロセッサは、読み取り専用メモリもしくはランダムアクセスメモリ、またはその両方から命令および／またはデータを受信することになる。コンピュータの必須要素は、命令を実行するためのプロセッサ、ならびに命令およびデータを格納するための１つ以上のメモリデバイスである。概して、コンピュータはまた、データを格納するための１つ以上の大容量ストレージデバイス、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、もしくは光ディスクを含むか、または大容量ストレージデバイスからデータを受信、もしくはデータを転送、またはその両方を行うように動作可能に結合される。しかし、コンピュータは必ずしもそのようなデバイスを有する必要はない。コンピュータプログラム命令およびデータを格納するための好適なコンピュータ可読媒体には、すべての形態の不揮発性メモリ、媒体、およびメモリデバイスが含まれ、例としては、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、例えば内蔵ハードディスクまたは取り外し可能ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ ＲＯＭディスクおよびＤＶＤ－ＲＯＭディスクが挙げられる。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路によって補足されるか、または専用論理回路に組み込まれ得る。
【0090】
ユーザとの相互作用を提供するために、本開示の１つ以上の態様は、ユーザに情報を表示するための、例えば、ＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ、もしくはタッチスクリーンなどの表示デバイス、ならびに任意選択で、ユーザがコンピュータに入力を提供できるキーボード、および、例えば、マウスもしくはトラックボールなどのポインティングデバイスを有するコンピュータ上に実装され得る。他の種類のデバイスを使用して、ユーザとの相互作用を提供することもでき、例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば、視覚的フィードバック、聴覚的フィードバック、または触覚的フィードバックなどの任意の形態の感覚フィードバックであり得、ユーザからの入力は、音響、音声、または触覚入力を含む任意の形態で受け取ることができる。さらに、コンピュータは、ユーザによって使用されるデバイスにドキュメントを送信し、当該デバイスからドキュメントを受信することによって、例えば、ウェブブラウザから受信された要求に応答して、ユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザにウェブページを送信することによって、ユーザと相互作用することができる。
【0091】
多数の実装形態が説明されてきた。それでもなお、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正が行われ得ることが理解されよう。したがって、他の実装は、以下の特許請求の範囲内にある。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図2I】
【図2J】
【図2K】
【図2L】
【図2M】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】