特表 2022-534836 ３次元ライダーを用いたロボット構成

(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】2022-08-04

(54)【発明の名称】３次元ライダーを用いたロボット構成

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/00 20060101AFI20220728BHJP

【ＦＩ】

B25J5/00 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021557404

(86)(22)【出願日】2020-05-28

(85)【翻訳文提出日】2021-11-26

(86)【国際出願番号】 US2020034827

(87)【国際公開番号】W WO2020243238

(87)【国際公開日】2020-12-03

(31)【優先権主張番号】62/853,534

(32)【優先日】2019-05-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/528,141

(32)【優先日】2019-07-31

(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】516326438

【氏名又は名称】エックス デベロップメント エルエルシー

(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】100126480

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 睦

(72)【発明者】

【氏名】レンビズ，ジャスティン

(72)【発明者】

【氏名】トラン，ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ナバト，ヴィンセント

(72)【発明者】

【氏名】マイヤー，エルマー

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS13

3C707CS08

3C707KS12

3C707KS36

3C707KT01

3C707KT04

3C707MS08

3C707WA16

(57)【要約】

【課題】移動ロボットデバイスを提供する。
【解決手段】移動ロボットデバイス（２００）は、移動ベース（２０２）と、移動ベース（２０２）に対して固定されたマスト（２１０）と、を含む。マスト（２１０）は切り取り部分を含む。移動ロボットデバイス（２００）は更に、マスト（２１０）の切り取り部分に搭載された３次元（３Ｄ）ライダーセンサを含む。３Ｄライダーセンサは、３Ｄライダーセンサの垂直視野を移動ロボットデバイス（２００）の前方のエリアに向けて下方に傾けるように、マスト（２１０）に対して固定されている。
【選択図】 図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動ベースと、
前記移動ベースに対して固定され、切り取り部分を含むマストと、
前記マストの前記切り取り部分に搭載された３次元（３Ｄ）ライダーセンサであって、前記３Ｄライダーセンサの垂直視野を前記移動ロボットデバイスの前方のエリアに向けて下方に傾けるように前記マストに対して固定されている、３Ｄライダーセンサと、
を備える移動ロボットデバイス。

【請求項2】

前記３Ｄライダーセンサは、前記３Ｄライダーセンサの前記垂直視野が前記移動ロボットデバイスのすぐ前方の地面を含むように傾けられている、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項3】

前記３Ｄライダーセンサの前記垂直視野は９０度よりも大きく、前記３Ｄライダーセンサは、前記３Ｄライダーセンサの前記垂直視野の上限が前記３Ｄライダーセンサから前記移動ロボットデバイスの前方を示す水平ベクトルよりも上方の角度に延出するように傾けられている、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項4】

前記３Ｄライダーセンサは、前記３Ｄライダーセンサの垂直軸が鉛直方向に対して前方に傾斜するように搭載されている、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項5】

前記３Ｄライダーセンサの前記垂直視野は、前記移動ロボットデバイスの前方を指し示す水平ベクトルよりも１０～２０度上方にある第１の角度から、前記水平ベクトルよりも７５～８５度下方にある第２の角度まで延出している、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項6】

前記３Ｄライダーセンサからのセンサデータに基づいて前記移動ロボットデバイスの前記移動ベースの前方にある崖を検出するよう構成された制御システムを更に備える、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項7】

前記３Ｄライダーセンサからのセンサデータに基づいて前記移動ロボットデバイスの前方又は側方にある１つ以上の障害物を検出するよう構成された制御システムを更に備える、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項8】

前記３Ｄライダーセンサからのセンサデータに基づいて前記移動ロボットデバイスの位置を決定するよう構成された制御システムを更に備え、前記センサデータは前記移動ロボットデバイスの上方及び後方にある１つ以上の表面を示す、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項9】

前記制御システムは、前記センサデータを前記移動ロボットデバイスの環境のボクセルグリッド表現と位置合わせすることによって、前記移動ロボットデバイスの前記位置を決定するよう構成されている、請求項８に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項10】

前記３Ｄライダーセンサは３６０度の水平視野を有するように構成されており、前記マストの前記切り取り部分の形状に基づいて、前記３Ｄライダーセンサの前記水平視野の少なくとも２７０度は前記マストによって遮られない、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項11】

前記マストは前記３Ｄライダーセンサのための突き出た搭載ポイントを含み、前記３Ｄライダーセンサは、前記マストの前記切り取り部分内に収まるように前記突き出た搭載ポイントの下方に搭載される、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項12】

前記マストは、
前記３Ｄライダーセンサが搭載される裏当てコンポーネントと、
２つの対称筐体コンポーネントであって、前記３Ｄライダーセンサが前記裏当てコンポーネント及び前記２つの対称筐体コンポーネントによって取り囲まれたボリュームの外部にあるように、前記裏当てコンポーネントの各側に取り付けられる、２つの対称筐体コンポーネントと、
を含む、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項13】

前記マストは前記移動ロボットデバイスの前端に位置決めされた積層塔の一部である、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項14】

前記マストの下方で前記積層塔はロボットアームの回転関節を含み、前記回転関節は、前記マストを回転させることなく前記ロボットアームを回転させるように構成されている、請求項１３に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項15】

前記移動ベースは、前記移動ロボットデバイスの後方のエリアを対象とする複数の１自由度（１ＤＯＦ）センサを含む、請求項１に記載の移動ロボットデバイス。

【請求項16】

３次元（３Ｄ）ライダーセンサから移動ロボットデバイスの環境を示すセンサデータを受信することであって、前記３Ｄライダーセンサは、前記移動ロボットデバイスのマストの切り取り部分に搭載され、前記３Ｄライダーセンサの垂直視野を前記移動ロボットデバイスの前方のエリアに向けて下方に傾けるように前記マストに対して固定されている、３Ｄライダーセンサから移動ロボットデバイスの環境を示すセンサデータを受信することと、
前記センサデータに基づいて前記移動ロボットデバイスを制御することと、
を含む方法。

【請求項17】

前記センサデータは前記移動ロボットデバイスの移動ベースのすぐ前方の地面を示し、前記方法は更に、
前記移動ロボットデバイスの前方にある崖を検出することを含み、前記移動ロボットデバイスを制御することは、前記検出された崖に基づいて前記移動ロボットデバイスの前記移動ベースをナビゲートすることを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記センサデータは前記移動ロボットデバイスの前方又は側方にある１つ以上の障害物を示し、前記移動ロボットデバイスを制御することは前記１つ以上の障害物との接触を回避することを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

前記センサデータは前記移動ロボットデバイスの上方及び後方にある１つ以上の表面を示し、前記方法は更に、
前記１つ以上の表面に対する前記移動ロボットデバイスの位置を決定することを含み、前記移動ロボットデバイスを制御することは、前記１つ以上の表面に対する前記移動ロボットデバイスの前記決定された位置に基づいて実行される、請求項１６に記載の方法。

【請求項20】

移動ロボットデバイスのためのマストであって、
切り取り部分と、
前記マストの前記切り取り部分に搭載された３次元（３Ｄ）ライダーセンサであって、前記３Ｄライダーセンサの垂直視野を前記マストの前記切り取り部分から外側へ向かう方向で下方に傾けるように前記マストに対して固定されている、３Ｄライダーセンサと、
を備えるマスト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
[0001] 本出願は、２０１９年５月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／８５３，５３４号の優先権を主張する２０１９年７月３１日に出願された米国特許出願第１６／５２８，１４１号の優先権を主張する。これらの全体的な内容は、援用により、本記載で充分に記述されているのと同様に本願に含まれる。

【背景技術】

【0002】

[0002] 技術の進歩と共に、ユーザを支援することができる多種多様な機能を実行するため様々なタイプのロボットデバイスが生成されている。ロボットデバイスは特に、マテリアルハンドリング、輸送、溶接、組み立て、及び分配に関連する用途向けに使用できる。時間と共に、こういったロボットシステムの動作の仕方はいっそうインテリジェントに、高効率に、かつ直感的になっている。ロボットシステムは現代生活の多くの面でますます普及してきており、ロボットシステムが効率的であることが望まれている。従って、効率的なロボットシステムに対する需要は、アクチュエータ、移動、検知技法、並びにコンポーネントの設計及び組み立てにおいて、革新的な分野を切り開くことに役立っている。

【発明の概要】

【0003】

[0003] 一例の移動ロボットデバイスは、ロボットの固定マストに搭載された３次元（３Ｄ）ライダーセンサを含む。３Ｄライダーセンサからのセンサデータを、前方の崖の検出、障害物の検出、及びロボットの位置特定のために使用できるように、３Ｄライダーセンサの位置及び向きと、それによって得られる視野を最適化することができる。

【0004】

[0004] 一実施形態において、移動ロボットデバイスが提供される。移動ロボットデバイスは移動ベースを含む。移動ロボットデバイスは更に、移動ベースに対して固定されたマストを含む。マストは切り取り部分（carved-out portion）を含む。移動ロボットデバイスは更に、マストの切り取り部分に搭載された３次元（３Ｄ）ライダーセンサを含む。３Ｄライダーセンサは、３Ｄライダーセンサの垂直視野を移動ロボットデバイスの前方のエリアに向けて下方に傾けるように、マストに対して固定されている。

【0005】

[0005] 別の実施形態では、方法が提供される。方法は、３次元（３Ｄ）ライダーセンサから移動ロボットデバイスの環境を示すセンサデータを受信することを含む。３Ｄライダーセンサは、移動ロボットデバイスのマストの切り取り部分に搭載され、３Ｄライダーセンサの垂直視野を移動ロボットデバイスの前方のエリアに向けて下方に傾けるようにマストに対して固定されている。方法は更に、センサデータに基づいて移動ロボットデバイスを制御することを含む。

【0006】

[0006] 更なる実施形態では、移動ロボットデバイスのためのマストが提供される。マストは切り取り部分を含む。マストは更に、マストの切り取り部分に搭載された３Ｄライダーセンサを含む。３Ｄライダーセンサは、３Ｄライダーセンサの垂直視野をマストの切り取り部分から外側へ向かう方向で下方に傾けるようにマストに対して固定されている。

【0007】

[0007] 別の実施形態では、少なくとも１つのプロセッサに機能を遂行させるため、この少なくとも１つのプロセッサによって実行可能であるプログラミング命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。機能は、３次元（３Ｄ）ライダーセンサから移動ロボットデバイスの環境を示すセンサデータを受信することを含む。３Ｄライダーセンサは、移動ロボットデバイスのマストの切り取り部分に搭載され、３Ｄライダーセンサの垂直視野を移動ロボットデバイスの前方のエリアに向けて下方に傾けるようにマストに対して固定されている。機能は更に、センサデータに基づいて移動ロボットデバイスを制御することを含む。

【0008】

[0008] 別の実施形態において、３次元（３Ｄ）ライダーセンサから移動ロボットデバイスの環境を示すセンサデータを受信するための手段を含むシステムが提供される。３Ｄライダーセンサは、移動ロボットデバイスのマストの切り取り部分に搭載され、３Ｄライダーセンサの垂直視野を移動ロボットデバイスの前方のエリアに向けて下方に傾けるようにマストに対して固定されている。システムは更に、センサデータに基づいて移動ロボットデバイスを制御するための手段を含む。

【0009】

[0009] 前述の概要は単なる例示であり、いかなる点でも限定的であることは意図されない。図面、以下の詳細な説明、及び添付図面を参照することにより、上述した例示的な態様、実施形態、及び特徴に加えて、別の態様、実施形態、及び特徴も明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一例の実施形態に従ったロボットシステムの構成を示す。

【図2】一例の実施形態に従った移動ロボットを示す。

【図3】一例の実施形態に従った移動ロボットの分解図を示す。

【図4】一例の実施形態に従ったロボットアームを示す。

【図5A】一例の実施形態に従った３Ｄライダーセンサと共にロボットマストを示す。

【図5B】一例の実施形態に従った３Ｄライダーセンサと共にロボットマストを示す。

【図6A】一例の実施形態に従った３Ｄライダーセンサによる検出を示す。

【図6B】一例の実施形態に従った３Ｄライダーセンサによる検出を示す。

【図6C】一例の実施形態に従った３Ｄライダーセンサによる検出を示す。

【図7】一例の実施形態に従った、図８及び図９とは異なる搭載向きの３Ｄライダーセンサの視野を示す。

【図8】一例の実施形態に従った、図７及び図９とは異なる搭載向きの３Ｄライダーセンサの視野を示す。

【図9】一例の実施形態に従った、図７及び図８とは異なる搭載向きの３Ｄライダーセンサの視野を示す。

【図10】一例の実施形態に従った方法のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

[0018] 本明細書において、一例の方法、デバイス、及びシステムが記載される。「一例の」及び「例示的な」という用語は、本明細書で用いる場合、「例、事例、又は例示として機能する」を意味することは理解されよう。「一例」又は「例示的」であると本明細書に記載されている実施形態又は特徴は、そのように指示されていない限り、他の実施形態又は特徴より好適であるとも優れているとも必ずしも解釈されない。本明細書に提示される主題の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を加えることができる。

【0012】

[0019] 従って、本明細書に記載される一例の実施形態は限定的であることは意図されない。一般的に本明細書に記載されると共に図面に示される本開示の態様を、多種多様な異なる構成に配列、置換、結合、分離、及び設計できることは、容易に理解されよう。

【0013】

[0020] 本記載全体を通して、一例の実施形態の要素を導入するために冠詞「a」又は「an」が用いられる。特に他の規定がない限り、又は文脈上明らかに他の意味が示される場合を除いて、「a」又は「an」の使用は「少なくとも１つ」を意味し、「the」の使用は「その少なくとも１つ」を意味する。少なくとも２つの用語を列挙した記載中で接続詞「or（又は）」を用いる意図は、列挙した用語のうち任意のもの又は列挙した用語の任意の組み合わせを示すことである。

【0014】

[0021] 「第１」、「第２」、「第３」のような序数の使用は、各要素の特定の順序を示すためでなく、各要素を区別するためである。この記載の目的で、「多数の」及び「複数の」という用語は、「２つ以上の」又は「２つを超える」を示す。

【0015】

[0022] 更に、文脈上他の意味が示唆される場合を除いて、図面の各々に示される特徴部（feature）は相互に組み合わせて使用することができる。このため、図示されている全ての特徴部が各実施形態に必要であるわけではないことを理解した上で、図面は一般的に、１つ以上の全体的な実施形態の要素態様（component aspect）として見るべきである。図面では、文脈上他の意味が示される場合を除いて、同様の符号は通常、同様のコンポーネントを識別する。更に、特に断りのない限り、図面は一定の縮尺通りには描かれておらず、単に例示の目的のためだけのものである。また、図面は単に代表的なものであり、全てのコンポーネントが図示されているわけではない。例えば、追加の構造的又は制限的（restraining）コンポーネントは図示されていない場合がある。

【0016】

[0023] 更に、本明細書又は特許請求の範囲における要素、ブロック、又はステップの列挙は、明確さの目的のためのものである。従って、そのような列挙は、これらの要素、ブロック、又はステップが特定の配列に従うこと又は特定の順序で実行されることを要求する又は示唆すると解釈されるべきではない。

【0017】

Ｉ．概要
[0024] 移動ロボットデバイスは、種々のセンサを用いて環境に関する情報を収集し、その環境内でのロボットの動作を支援することができる。センサの選択を最適化し、更に、選択したセンサのロボット上での位置及び向きを最適化することによって、ロボットが関心領域内で所望のセンサカバレッジを達成することを可能としながら、全体的なコストを削減できる。非産業用ロボット及び特定クラスの産業用ロボットでは、コストの観点から、単一のセンサを多数の異なる目的のために利用することは特に有益であり得る。

【0018】

[0025] いくつかの例では、ロボットに３次元（３Ｄ）ライダーセンサを備えることができる。３Ｄライダーセンサは、環境内の物体にレーザ光を照射し、反射した光を１つ以上の検知要素で測定することにより、その物体までの距離を測定する。次いで、レーザ戻り時間及び／又は波長の差を用いて、環境の３Ｄ表現を発生することができる。いくつかの３Ｄライダーセンサは、レーザから環境内へ光を反射させて反射又は戻り光（return）の３Ｄポイントクラウドを発生する高速回転ミラーを用いる。この結果、３Ｄライダーセンサは、垂直回転軸を中心とした３６０度の水平視野を有し得るが、垂直視野を画定するのは１つの固定角のみである。いくつかの例では、垂直視野は９０度よりわずかに大きい（例えば約９５度）。他の例では、垂直視野は９０度よりも著しく大きいか、９０度に等しいか、又は９０度未満であり得る。３Ｄライダーセンサの利用可能な視野から最大限のメリットを得るためには、ロボット上の注意深く選択した位置及び向きに３Ｄライダーセンサを搭載すればよい。

【0019】

[0026] 本明細書に記載されているいくつかの例では、ロボットデバイスのマストの切り取り部分に３Ｄライダーセンサを搭載することができる。マストは、ロボットの移動ベースに対して固定できる。マストは、移動ベースの前部の近傍に搭載された積層塔の一部として、回転可能知覚筐体と回転可能腕関節との間に位置決めできる。３Ｄライダーセンサは、３Ｄライダーセンサの垂直視野をロボット前方のエリアに向けて下方に傾ける向きに固定することができる。いくつかの例では、３Ｄライダーはその垂直軸が前方に傾斜するように搭載できる。３Ｄライダーセンサの位置及び向きは、ロボットが３Ｄライダーセンサからの深度データ（depth data）を多数の目的に利用できるように最適化することができる。多数の目的には、前方の崖の検出、障害物の検出、及びロボットの位置特定が含まれる。

【0020】

[0027] 前方の崖の検出に関して、３Ｄライダーセンサは、その垂直視野がロボットのすぐ前方（例えば、ロボットのフロントバンパに触れるか又はフロントバンパから数センチメートル）の地面を含むように傾けることができる。従って、３Ｄライダーセンサからのセンサデータを用いて、ロボットが回避しなければならない崖を示す可能性のあるロボット前方の地面の高さの予想外の変化を検出できる。ロボットのすぐ前方の地面上のポイントを含むことで、ロボットが新しい環境において崖のすぐ前方に位置しているときにオンされるか又は活性化される安全状態（safety case）に対応する。垂直視野は更に、ロボットからより離れた距離にある地面上のポイントも含んで、３Ｄライダーセンサがその距離にある崖も検出することを可能とする。３Ｄライダーセンサがロボット前方の崖を信頼性高く検出できる距離に基づいて、ロボットの最大速度を設定することができる。いくつかの例では、３Ｄライダーセンサに加えて、ロボットの知覚部（perception suite）の１つ以上の他のセンサ（例えばカメラ）により、崖の検出を支援するために使用され得るセンサデータを提供してもよい。

【0021】

[0028] 障害物の検出に関して、３Ｄライダーセンサの垂直視野は、ロボットのすぐ前方の地面を示す１つの端方向（extreme direction）から、ロボットの知覚筐体の上部に平行な高さよりも上方に延出する第２の端方向（例えばロボットの前方２メートルの距離）までに及び得る。より具体的には、いくつかの例において垂直視野は、移動ロボットデバイスの前方を指し示す水平ベクトルよりも１０～２０度上方にある第１の角度から、水平ベクトルよりも７５～８５度下方にある第２の角度まで延出し得る。従って３Ｄライダーセンサは、ロボット自体の高さ範囲内でロボット前方の障害物を検出するために効果的であり得る。

【0022】

[0029] ロボットの位置特定に関して、３Ｄライダーセンサの垂直視野をロボット前方のエリアに向けて下方に傾けることにより、３Ｄライダーセンサは、ロボットの後方及び上方の表面を示すセンサデータも捕捉する。更に、マストの切り取り部分の形状は、マストがロボット後方の上半球を３Ｄライダーセンサから過度に遮ることを防止できる。ロボット環境の上半球に関する深度情報を用いて、環境内でのロボット位置の決定を支援することができる。上半球は、ロボット位置特定の良好な基準点を提供するほとんど静的な構造（例えば天井及び／又は壁の部分）を含み得る。いくつかの例において、ロボットは、環境内で占有されたボクセルのボクセル表現を維持することができる。３Ｄライダーセンサからのセンサデータに基づく位置特定は、検出結果と記憶されたボクセル表現とのボクセル照合を行うことを含み得る。

【0023】

[0030] ロボット周囲の特定エリアのカバレッジを最適化する３Ｄライダーセンサの位置及び向きを選択することにより、死角（blind spot）の許容において妥協しなければならない場合もある。例えば、３Ｄライダーセンサをロボット前方のエリアに向けて下方に傾けることにより、３Ｄライダーセンサの垂直視野は水平よりもわずかに上方にのみ延出し得る。この結果、３Ｄライダーセンサはロボット前方及びロボットよりも実質的に上方のエリアを検出できない可能性がある。いくつかの例では、ロボットがそのロボットよりも上に浮かんでいる障害物に遭遇する可能性は低いので、この妥協は許容可能であり得る。例えば、オペレータがロボットの前方に立っている場合、オペレータが完全に３Ｄライダーセンサの視野内に収まらないとしても、３Ｄライダーはオペレータの身体の一部を検出するには充分である。また、いくつかの例では、ロボットの知覚筐体内に配置されたカメラのような別個のセンサが、ロボット前方の３Ｄライダーセンサの視野よりも上方の視角のカバレッジを提供することができる。更に、ロボット前方の上半球は３Ｄライダーセンサによって検出されない可能性があるが、ロボット後方の上半球はロボット位置特定を行うには同様に充分であり得る。

【0024】

[0031] ３Ｄライダーセンサの垂直視野をロボット前方のエリアに向けて下方に傾けることから生じ得る追加の死角は、ロボット後方の地上のエリアである。いくつかの例では、これに対する妥協的解決策は、このエリアを検出するためにロボットの移動ベースの後側に位置決めされた１次元（１Ｄ）飛行時間（ＴｏＦ：time-of-flight）センサ群を用いることを含み得る。これらの１Ｄ ＴｏＦセンサは、３Ｄライダーセンサほど精密でないが、ロボット後方のエリアに関する充分な深度データを提供することができる。ロボットは一般に、ロボットが例えば物体を拾って操作する動作を行う可能性が高い前方のエリアに関しては、より詳細なデータが必要であり得る。

【0025】

[0032] 他の例では、マストの背面に追加の３Ｄライダーセンサを搭載してロボット後方の障害物を検出することができる。追加の３Ｄライダーセンサは、前面の３Ｄライダーセンサとは別個のマストの部分又は同一の切り取り部分に搭載され得る。様々な例では、追加の３Ｄライダーセンサは、上方に傾斜させるか、下方に傾斜させるか、又は鉛直の向きに固定することができる。別の例では、その代わりに、移動ベース上に（例えば移動の後端の近傍に）追加の３Ｄライダーを搭載してロボット後方の障害物を検出することができる。更に別の例では、それに加えて又はその代わりに、１つ以上の異なるタイプのセンサを用いてロボット後方の障害物を検出することができる。

【0026】

ＩＩ．一例のロボットシステム
[0033] 図１は、本明細書に記載されている実施例と関連付けて使用され得るロボットシステムの一例の構成を示す。ロボットシステム１００は、自律的に、半自律的に、又は１人もしくは複数人のユーザによって与えられる指示を用いて動作するよう構成できる。ロボットシステム１００は、ロボットアーム、産業用ロボット、又は他の何らかの機構のような様々な形態で実施され得る。いくつかの例示の実施例は、大規模で低コストに設計されると共に種々のタスクをサポートするように設計されたロボットシステム１００を含む。ロボットシステム１００は、人間の周囲で動作できるように設計され得る。また、ロボットシステム１００は機械学習向けに最適化され得る。本記載全体を通して、ロボットシステム１００は、いくつかある名称の中でも特に、ロボット、ロボットデバイス、又は移動ロボットと呼ばれることもある。

【0027】

[0034] 図１に示されているように、ロボットシステム１００は、１又は複数のプロセッサ１０２、データストレージ１０４、及び１又は複数のコントローラ１０８を含むことができ、これらは共に制御システム１１８の一部であり得る。また、ロボットシステム１００は、１又は複数のセンサ１１２、１又は複数の動力源１１４、機械コンポーネント１１０、及び電気コンポーネント１１６も含むことができる。しかしながら、ロボットシステム１００は例示の目的で図示されているので、これより多数の又は少数のコンポーネントを含み得る。ロボットシステム１００の様々なコンポーネントは、有線又は無線の接続を含む任意の方法で接続することができる。更に、いくつかの例では、ロボットシステム１００のコンポーネントは、単一の物理的要素（entity）でなく複数の物理的要素にわたって分散させることができる。ロボットシステム１００の他の例示も存在し得る。

【0028】

[0035] １又は複数のプロセッサ１０２は、１つ以上の汎用ハードウェアプロセッサ又は専用ハードウェアプロセッサ（例えばデジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路等）として動作できる。１又は複数のプロセッサ１０２は、コンピュータ可読プログラム命令１０６を実行すると共にデータ１０７を操作するように構成できる。コンピュータ可読プログラム命令１０６及びデータ１０７の双方はデータストレージ１０４に記憶されている。また、１又は複数のプロセッサ１０２は、例えば１又は複数のセンサ１１２、１又は複数の動力源１１４、機械コンポーネント１１０、又は電気コンポーネント１１６のようなロボットシステム１００の他のコンポーネントと、直接又は間接的に相互作用することができる。

【0029】

[0036] データストレージ１０４は、１つ以上の種類のハードウェアメモリとすることができる。例えばデータストレージ１０４は、１又は複数のプロセッサ１０２によって読み出し又はアクセスが可能な１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体を含むか又はこの形態をとることができる。１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体は、光学、磁気、有機、又は他のタイプのメモリ又はストレージのような揮発性又は不揮発性ストレージコンポーネントを含むことができ、全体的に又は部分的に１又は複数のプロセッサ１０２に一体化され得る。いくつかの実施例では、データストレージ１０４は単一の物理的デバイスとすることができる。他の実施例では、データストレージ１０４は、有線又は無線の通信を介して相互に通信できる２つ以上の物理的デバイスを用いて実施され得る。前述のように、データストレージ１０４はコンピュータ可読プログラム命令１０６及びデータ１０７を含むことができる。データ１０７は、いくつかある可能性の中でも特に、構成データ、センサデータ、又は診断データのような任意のタイプのデータであり得る。

【0030】

[0037] コントローラ１０８は、（おそらく、いくつかあるタスクの中でも特に）機械コンポーネント１１０、１又は複数のセンサ１１２、１又は複数の動力源１１４、電気コンポーネント１１６、制御システム１１８、又はロボットシステム１００のユーザのうち任意の組み合わせ間のインタフェースとなるように構成された、１つ以上の電気回路、デジタル論理ユニット、コンピュータチップ、又はマイクロプロセッサを含み得る。いくつかの実施例において、コントローラ１０８は、ロボットシステム１００の１つ以上のサブシステムによって特定の動作を実行するための専用の埋め込みバイスとすることができる。

【0031】

[0038] 制御システム１１８は、ロボットシステム１００の動作状態を監視し、物理的に変化させることができる。その際に制御システム１１８は、機械コンポーネント１１０間又は電気コンポーネント１１６間のようなロボットシステム１００の部分間のリンクとして機能できる。いくつかの例において、制御システム１１８は、ロボットシステム１００と別のコンピューティングデバイスとの間のインタフェースとして機能できる。更に、制御システム１１８は、ロボットシステム１００とユーザとの間のインタフェースとして機能できる。いくつかの例において制御システム１１８は、ジョイスティック、ボタン、又はポート等、ロボットシステム１００と通信を行うための様々なコンポーネントを含み得る。上述した一例のインタフェース及び通信は、有線もしくは無線の接続、又はこれら双方によって実施され得る。制御システム１１８は、ロボットシステム１００のため他の動作も実行することができる。

【0032】

[0039] 動作中、制御システム１１８は、有線又は無線の接続を介してロボットシステム１００の他のシステムと通信を行うことができ、更に、ロボットの１人以上のユーザと通信を行うように構成できる。１つの可能な例として、制御システム１１８は、例えば物体を拾ってある位置から別の位置へ移動させるといった要求されるタスクを実行する命令を示す入力を、（例えばユーザから又は別のロボットから）受信できる。この入力に基づいて、制御システム１１８は、要求されたタスクを実行するための移動シーケンスをロボットシステム１００に行わせる動作を実行できる。別の例として、制御システムは、要求された位置へ移動する命令を示す入力を受信できる。これに応答して、制御システム１１８は（おそらく他のコンポーネント又はシステムを用いて）、要求された位置へ向かう途中の環境でロボットシステム１００を移動させる方向及び速度を決定できる。

【0033】

[0040] 制御システム１１８の動作は、１又は複数のプロセッサ１０２によって実行することができる。あるいは、これらの動作は、１もしくは複数のコントローラ１０８によって、又は１もしくは複数のプロセッサ１０２と１もしくは複数のコントローラ１０８との組み合わせによって実行できる。いくつかの実施例において、制御システム１１８は、部分的に又は全体的にロボットシステム１００以外のデバイス上に存在し、従って少なくとも部分的にロボットシステム１００を遠隔で制御することができる。

【0034】

[0041] 機械コンポーネント１１０は、ロボットシステム１００が物理的動作を実行することを可能とするロボットシステム１００のハードウェアを表す。いくつかの例として、ロボットシステム１００は、アーム、エンドエフェクタ、頭部、首、胴体、ベース、及び車輪といった１つ以上の物理部材を含み得る。ロボットシステム１００の物理部材又は他の部分は更に、これらの物理的部材を相互に対して移動させるよう配置されたアクチュエータを含み得る。また、ロボットシステム１００は、制御システム１１８又は他のコンポーネントを収容するための１つ以上の構造体も含むことができ、更に、他のタイプの機械コンポーネントも含み得る。所与のロボットで用いられる特定の機械コンポーネント１１０は、ロボットの設計に基づいて変動する可能性があり、また、ロボットが実行するように構成された動作又はタスクに基づき得る。

【0035】

[0042] いくつかの例では、機械コンポーネント１１０は１つ以上の着脱可能コンポーネントを含み得る。ロボットシステム１００は、そのような着脱可能コンポーネントを追加又は除去するように構成できるが、それにはユーザ又は別のロボットによる支援が必要となることがある。例えばロボットシステム１００は、必要に応じて又は所望の場合に交換又は変更できる着脱可能エンドエフェクタ又は指を備えて構成することができる。いくつかの実施例において、ロボットシステム１００は、１つ以上の着脱可能又は交換可能なバッテリユニット、制御システム、動力システム、バンパ、又はセンサを含み得る。他のタイプの着脱可能コンポーネントもいくつかの実施例に含まれ得る。

【0036】

[0043] ロボットシステム１００は、ロボットシステム１００の様相（aspect）を検知するように配置された１又は複数のセンサ１１２を含み得る。１又は複数のセンサ１１２は、いくつかの可能性の中でも特に、１又は複数の力センサ、トルクセンサ、速度センサ、加速度センサ、位置センサ、近接センサ、運動センサ、位置センサ、荷重センサ、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、物体センサ、又はカメラを含み得る。いくつかの例において、ロボットシステム１００は、ロボットから物理的に分離されているセンサ（例えば、他のロボット上に位置決めされたセンサ、又はロボットが動作している環境内に配置されたセンサ）からセンサデータを受信するように構成できる。

【0037】

[0044] １又は複数のセンサ１１２は、（おそらくデータ１０７を介して）センサデータを１又は複数のプロセッサ１０２に提供することで、ロボットシステム１００がその環境と相互作用すること、及びロボットシステム１００の動作を監視することを可能とする。センサデータは、制御システム１１８によって機械コンポーネント１１０及び電気コンポーネント１１６の活性化、移動、及び非活性化を行うため様々なファクタを評価する際に使用できる。例えば、１又は複数のセンサ１１２は、環境の地形又は付近の物体の位置に対応するデータを捕捉することができ、これによって環境認識及びナビゲーションを支援できる。

【0038】

[0045] いくつかの例において、１又は複数のセンサ１１２は、（例えば長距離の物体検出、距離決定、もしくは速度決定のための）レーダ、（例えば短距離の物体検出、距離決定、もしくは速度決定のための）ライダー、（例えば水中の物体検出、距離決定、もしくは速度決定のための）ソーナ、（例えばモーションキャプチャのための）ＶＩＣＯＮ（登録商標）、１つ以上のカメラ（例えば３Ｄビジョンのための立体カメラ）、全地球測位システム（ＧＰＳ）送受信器、又は、ロボットシステム１００が動作している環境の情報を捕捉するための他のセンサを含み得る。１又は複数のセンサ１１２は、環境をリアルタイムで監視し、障害物、地形の要素、気象条件、温度、又は環境の他の様相を検出することができる。別の例において、１又は複数のセンサ１１２は、ターゲット又は識別された物体のサイズ、形状、外形、構造、又は向き等、その物体の１つ以上の特徴に対応するデータを捕捉できる。

【0039】

[0046] また、ロボットシステム１００は、ロボットシステム１００の様々なコンポーネントの状態を監視できる１又は複数のセンサ１１２を含む、ロボットシステム１００の状態を示す情報を受信するように構成された１又は複数のセンサ１１２を含み得る。１又は複数のセンサ１１２は、ロボットシステム１００のシステムの活動を測定し、例えば伸縮式アーム、エンドエフェクタ、又はロボットシステム１００の他の機械的もしくは電気的特徴部の動作等、ロボットシステム１００の様々な特徴部の動作に基づく情報を受信することができる。１又は複数のセンサ１１２が提供したデータによって、制御システム１１８がロボットシステム１００のコンポーネントの動作のエラーを決定すること、及びそれらのコンポーネントの全体的な動作を監視することが可能となる。

【0040】

[0047] 一例としてロボットシステム１００は、力／トルクセンサを用いて、ロボットシステム１００の様々なコンポーネントにかかる負荷を測定することができる。いくつかの実施例において、ロボットシステム１００は、アーム又はエンドエフェクタ上に１つ以上の力／トルクセンサを含んで、アーム又はエンドエフェクタの１つ以上の部材を移動させるアクチュエータにかかる負荷を測定できる。いくつかの例において、ロボットシステム１００は、手首又はエンドエフェクタ又はその近傍であるがロボットアームの他の関節又はその近傍でない位置に、力／トルクセンサを含むことができる。別の例において、ロボットシステム１００は、ロボットシステムのアクチュエータの位置を検知する１つ以上の位置センサを使用することができる。例えばそのような位置センサは、アーム又はエンドエフェクタ上のアクチュエータの伸長、格納、配置、又は回転の状態を検知できる。

【0041】

[0048] 別の例として、１又は複数のセンサ１１２は１つ以上の速度又は加速度センサを含むことができる。例えば、１又は複数のセンサ１１２は慣性測定ユニット（ＩＭＵ：inertial measurement unit）を含み得る。ＩＭＵは、重力ベクトルに対するワールドフレーム（world frame）の速度及び加速度を検知できる。次いで、ロボットシステム１００内のＩＭＵの位置とロボットシステム１００の運動学に基づいて、ＩＭＵにより検知した速度及び加速度をロボットシステム１００の速度及び加速度に変換すればよい。

【0042】

[0049] ロボットシステム１００は、本明細書で明示的に検討されない他のタイプのセンサを含み得る。これに加えて又はこの代わりに、ロボットシステムは、本明細書に列挙されていない目的のために特定のセンサを用い得る。

【0043】

[0050] また、ロボットシステム１００は、ロボットシステム１００の様々なコンポーネントに動力を供給するように構成された１つ以上の動力源１１４も含むことができる。ロボットシステム１００は、いくつかの可能な動力システムの中でも特に、油圧システム、電気システム、バッテリ、又は他のタイプの動力システムを含み得る。１つの例示として、ロボットシステム１００は、ロボットシステム１００のコンポーネントに電荷を与えるように構成された１つ以上のバッテリを含み得る。機械コンポーネント１１０又は電気コンポーネント１１６のいくつかは、それぞれ異なる動力源に接続するか、同一の動力源によって動力を供給するか、又は複数の動力源によって動力を供給することができる。

【0044】

[0051] 電力又はガソリンエンジン等、任意のタイプの動力源を用いてロボットシステム１００に動力を供給することができる。これに加えて又はこの代わりに、ロボットシステム１００は、流体動力を用いて機械コンポーネント１１０に動力を供給するよう構成された油圧システムを含み得る。ロボットシステム１００のコンポーネントは、例えば作動油（hydraulic fluid）が油圧システム全体を通って様々な油圧モータ及び油圧シリンダへ伝送されることに基づいて動作し得る。油圧システムは、ロボットシステム１００のコンポーネント間のチューブ、可撓性ホース、又は他のリンクを通る加圧作動油によって、油圧動力を伝達できる。１又は複数の動力源１１４は、外部動力源に対する有線接続、無線充電、燃焼、又は他の例のように、様々なタイプの充電を用いて充電することができる。

【0045】

[0052] 電気コンポーネント１１６は、電荷又は電気信号を処理、伝達、又は提供することができる様々な機構を含み得る。電気コンポーネント１１６は、いくつかの可能な例の中でも特に、ロボットシステム１００の動作を可能とするための電線、回路、又は無線通信送信器及び受信器を含み得る。電気コンポーネント１１６は、ロボットシステム１００が様々な動作を実行できるように機械コンポーネント１１０と相互作用し得る。電気コンポーネント１１６は、例えば様々な機械コンポーネント１１０に１又は複数の動力源１１４からの動力を供給するように構成できる。更に、ロボットシステム１００は電気モータを含み得る。電気コンポーネント１１６の他の例も存在し得る。

【0046】

[0053] ロボットシステム１００は、ロボットシステムの付属物及びコンポーネントに接続するか又はそれらを収容することができる本体を含み得る。このため、本体の構造は複数の例において変動することがあり、更に、所与のロボットが実行するよう設計され得る特定の動作に依存する可能性がある。例えば、重い荷物を運ぶように開発されたロボットは、荷物を置くことができる幅広い本体を有し得る。同様に、狭い空間内で動作するように設計されたロボットは、比較的背が高く細い本体を有し得る。また、本体又は他のコンポーネントは、金属又はプラスチックといった様々なタイプの材料を用いて開発され得る。他の例において、ロボットは、異なる構造を有するか又は様々なタイプの材料で作製された本体を有し得る。

【0047】

[0054] 本体又は他のコンポーネントは、１又は複数のセンサ１１２を含むか又は担持し得る。これらのセンサは、いくつかの例の中でも特に、本体、頭部、首、ベース、胴体、アーム、又はエンドエフェクタ等、ロボットシステム１００上の様々な位置に配置することができる。

【0048】

[0055] ロボットシステム１００は、輸送される予定の何らかの貨物のような荷物を運ぶように構成できる。いくつかの例では、ロボットシステム１００によって、ロボットシステム１００に取り付けられた箱又は他の容器内に荷物を置くことができる。また、荷物は、ロボットシステム１００が利用できる外部バッテリ又は他のタイプの動力源（例えばソーラーパネル）も表し得る。荷物を運ぶことは、ロボットシステム１００を構成することができる１つの使用例を表すが、ロボットシステム１００は他の動作を実行するようにも構成され得る。

【0049】

[0056] 上述のようにロボットシステム１００は、様々なタイプの付属物、車輪、エンドエフェクタ、把持デバイス等を含み得る。いくつかの例では、ロボットシステム１００は、車輪、トレッド（tread）、又は他の何らかの移動形態を用いる移動ベースを含み得る。加えて、ロボットシステム１００は、ロボットアーム又は他の何らかの形態のロボットマニピュレータを含み得る。移動ベースの場合、このベースは機械コンポーネント１１０の１つと見なされ、車輪を含むことができ、本体の残り部分に加えてロボットアームの可動性を与えるアクチュエータのうち１つ以上によって動力が供給される。

【0050】

[0057] 図２は、一例の実施形態に従った移動ロボットを示す。図３は、一例の実施形態に従った移動ロボットの分解図を示す。より具体的には、ロボット２００は、移動ベース２０２、中央部２０４、アーム２０６、アームエンドシステム（ＥＯＡＳ：end-of-arm system）２０８、マスト２１０、知覚筐体２１２、及び知覚部２１４を含み得る。ロボット２００は、移動ベース２０２内に収容された計算ボックス２１６も含み得る。

【0051】

[0058] 移動ベース２０２は、ロボット２００の移動を行うためロボット２００の前端に位置決めされた２つの駆動輪を含む。また、移動ベース２０２は、地面上での移動ベース２０２の運動を容易にするため追加のキャスタ（図示せず）も含む。移動ベース２０２は、計算ボックス２１６の容易な取り外しを可能とするモジュール式アーキテクチャを有し得る。計算ボックス２１６は、ロボット２００のための（機械的に一体化された制御システムでなく）着脱可能制御システムとして機能することができる。外殻を取り外した後、計算ボックス２１６を容易に取り外す及び／又は交換することができる。また、移動ベース２０２は、追加のモジュール方式を与えるように設計できる。例えば移動ベース２０２は、動力システム、バッテリ、及び／又は外部バンパを全て容易に取り外す及び／又は交換することができるように設計され得る。

【0052】

[0059] 中央部２０４は、移動ベース２０２の前端で移動ベース２０２に取り付けることができる。中央部２０４は、移動ベース２０２に固定された搭載柱を含む。中央部２０４は更に、アーム２０６のための回転関節を含む。より具体的には、中央部２０４は、アーム２０６のための第１の２自由度を含む（肩ヨーＪ０関節と肩ピッチＪ１関節）。搭載柱及び肩ヨーＪ０関節は、移動ベース２０２の前面で積層塔の一部を形成し得る。搭載柱及び肩ヨーＪ０関節は同軸であり得る。中央部２０４の搭載柱の長さは、一般的に遭遇する高さレベル（例えばコーヒーテーブル面及びカウンタ天板のレベル）で操作タスクを実行するのに充分な高さをアーム２０６に与えるように選択できる。また、中央部２０４の搭載柱の長さによって、肩ピッチＪ１関節は、アーム２０６を移動ベース２０２の上方で移動ベース２０２に接触させずに回転させることができる。

【0053】

[0060] アーム２０６は、中央部２０４に接続された場合に７ＤＯＦロボットアームであり得る。上記のように、アーム２０６の第１の２ＤＯＦは中央部２０４に含めることができる。残りの５ＤＯＦは、図２及び図３に示されているように、アーム２０６の独立した部分に含めることができる。アーム２０６は、プラスチックの一体リンク構造で構成され得る。アーム２０６内部に、独立したアクチュエータモジュール、ローカルモータドライバ、及び貫通孔配線を収容することができる。

【0054】

[0061] ＥＯＡＳ２０８は、アーム２０６の端部のエンドエフェクタとすることができる。ＥＯＡＳ２０８は、ロボット２００が環境内で物体を操作することを可能とする。図２及び図３に示されているように、ＥＯＡＳ２０８は、劣駆動ピンチグリッパ等のグリッパとすることができる。グリッパは、物体検出及びグリッパ制御を容易にするため、力／トルクセンサのような１つ以上の接触センサ及び／又は１つ以上のカメラのような非接触センサを含み得る。また、ＥＯＡＳ２０８は、吸引グリッパのような異なるタイプのグリッパ、又はドリルもしくはブッシュのような異なるタイプのツールとしてもよい。また、ＥＯＡＳ２０８は、交換可能とすること、又はグリッパ指のような交換可能コンポーネントを含むことも可能である。

【0055】

[0062] マスト２１０は、アーム２０６の肩ヨーＪ０関節と知覚筐体２１２との間の比較的長くて細いコンポーネントとすることができる。マスト２１０は、移動ベース２０２の前面における積層塔の一部であり得る。マスト２１０は、移動ベース２０２に対して固定することができる。マスト２１０は中央部２０４と同軸であり得る。マスト２１０の長さによって、ＥＯＡＳ２０８が操作している物体を知覚部２１４で知覚することが容易になり得る。マスト２１０は、肩ピッチＪ１関節が垂直方向上方へ回転した場合にアーム２０６の二頭筋の最上部がマスト２１０の上部とほぼ並ぶような長さを有し得る。そのため、マスト２１０の長さは、肩ピッチＪ１関節が垂直方向上方へ回転した場合に知覚筐体２１２とアーム２０６との衝突を防ぐのに充分なものであり得る。

【0056】

[0063] 図２及び図３に示されているように、マスト２１０は、環境に関する深度情報を収集するよう構成された３Ｄライダーセンサを含み得る。３Ｄライダーセンサは、マスト２１０の切り取り部分に結合して、下向きの角度に固定することができる。ライダーの位置は、位置特定、ナビゲーション、及び前方の崖の検出のために最適化できる。

【0057】

[0064] 知覚筐体２１２は、知覚部２１４を構成する少なくとも１つのセンサを含み得る。知覚筐体２１２は、（例えば、ＥＯＡＳ２０８で操作されている物体を見るため）知覚筐体２１２の向きを変えることを可能とするパン／チルト制御に接続され得る。知覚筐体２１２は、移動ベース２０２に固定された積層塔の一部であり得る。知覚筐体２１２の後部はマスト２１０と同軸であり得る。

【0058】

[0065] 知覚部２１４は、ロボット２００の環境を表すセンサデータを収集するように構成されたセンサ一式を含み得る。知覚部２１４は、赤外線（ＩＲ）支援立体深度センサを含み得る。知覚部２１４は更に、人間とロボットの相互作用及び文脈情報のための広角ＲＧＢ（red-green-blue）カメラを含み得る。知覚部２１４は更に、物体分類のための高解像度ＲＧＢカメラを含み得る。また、人間とロボットの相互作用及びシーン照明を改善するため、知覚部２１４を取り囲むフェースリング光（face light ring）も含めることができる。

【0059】

[0066] 図４は、一例の実施形態に従ったロボットアームを示す。ロボットアームは７ＤＯＦを含む。すなわち、肩ヨーＪ０関節、肩ピッチＪ１関節、二頭筋ロールＪ２関節、肘ピッチＪ３関節、前腕ロールＪ４関節、手首ピッチＪ５関節、及び手首ロールＪ６関節である。これらの関節の各々を１つ以上のアクチュエータに結合することができる。関節に結合されたアクチュエータは、運動連鎖（kinematic chain）（及び、ロボットアームに取り付けられたエンドエフェクタ）に沿ってリンクの移動を発生させるように動作可能であり得る。

【0060】

[0067] 肩ヨーＪ０関節は、ロボットアームがロボットの前後へ回転することを可能とする。この運動の１つの有益な利用は、ロボットが前方にある物体を拾い、その物体をロボットの後部へ素早く置くこと（及びその逆の運動）である。この運動の別の有益な利用は、ロボットアームをロボット後方の格納構成（stowed configuration）からロボット前方のアクティブ位置へ素早く移動させること（及びその逆の運動）である。

【0061】

[0068] 肩ピッチＪ１関節は、ロボットがロボットアームを上げること（例えば二頭筋がロボットの知覚部レベルにくるように）、及びロボットアームを下げること（例えば二頭筋が移動ベースのすぐ上にくるように）を可能とする。この運動は、ロボットが環境内の様々な目標高さレベルで操作動作（例えば上方把持及び側方把持）を効率的に実行することを可能とするために有益である。例えば、肩ピッチＪ１関節を垂直方向上方位置へ回転させて、ロボットが環境内のテーブル上の物体を容易に操作することを可能とする。肩ピッチＪ１関節を垂直下方位置へ回転させて、ロボットが環境内の地面上の物体を容易に操作することを可能とする。

【0062】

[0069] 二頭筋ロールＪ２関節は、ロボットが二頭筋を回転させて二頭筋に対して肘及び前腕を移動させることを可能とする。この運動は、ロボットの知覚部がＥＯＡＳをはっきり見ることを容易にするために特に有益であり得る。二頭筋ロールＪ２関節を回転させることによって、ロボットは、ロボットのグリッパで保持された物体までの見通しを改善するため、肘及び前腕がそれを遮ることを防止できる。

【0063】

[0070] 運動連鎖に沿って交互に配置されたピッチ関節及びロール関節（肩ピッチＪ１関節、二頭筋ロールＪ２関節、肘ピッチＪ３関節、前腕ロールＪ４関節、手首ピッチＪ５関節、及び手首ロールＪ６関節）は、ロボットアームの操作性を向上させるように提供される。物体の向きを変える際のアーム運動を低減するため、手首ピッチＪ５関節、手首ロールＪ６関節、及び前腕ロールＪ４関節の軸は交差している。物体の回転を改善するため、手首に２つのピッチ関節でなく手首ロールＪ６関節が提供されている。

【0064】

[0071] いくつかの例において、図４に示されているようなロボットアームは教示モードで動作することができる。具体的に述べると、教示モードは、ユーザがロボットアームと物理的に相互作用し、様々な移動を実行及び記録させるよう指導することを可能とするロボットアームの動作モードであり得る。教示モードでは、特定のタスクをどのように実行するかに関してロボットに教示することを目的とした教示入力に基づいて、ロボットアームに（例えばユーザによって）外力を加える。ロボットアームはこれにより、ユーザからの命令及び指導に基づいて、どのように特定のタスクを実行するかに関するデータを取得できる。このようなデータは、いくつかの可能性の中でも特に、機械コンポーネントの複数の構成、関節位置データ、速度データ、加速度データ、トルクデータ、力データ、及び動力データに関し得る。

【0065】

[0072] 教示モードの間、ユーザは、いくつかの例ではＥＯＡＳ又は手首をつかみ、他の例ではロボットアームの任意の部分をつかみ、ロボットアームを物理的に動かすことによって外力を与えることができる。具体的に述べると、ユーザは、ロボットアームが物体をつかみ、その物体を第１の位置から第２の位置へ動かすようにロボットアームを指導できる。教示モード中にユーザがロボットアームを指導する際、ロボットは移動に関するデータを取得し記録することができるので、ロボットアームは、後の独立動作中に（例えばロボットアームが教示モード外で独立して動作するときに）独立してタスクを実行するように構成できる。場合によっては、いくつかの可能性の中でも特に、他の物体、機械、又はロボットシステムのような、物理的作業空間内の他の要素によって外力を加えることができる。

【0066】

[0073] 図５Ａ及び図５Ｂは、一例の実施形態に従った３Ｄライダーセンサを備えるロボットマストを示す。より具体的には、図５Ａは、図２及び図３に関して図示及び記載されているロボットと同一又は同様であり得るロボット５００を示す。ロボット５００はマスト５０２を含む。マスト５０２は切り取り部分５０４を含む。搭載ポイント５０８の下方に３Ｄライダーセンサ５０６を取り付けることによって、切り取り部分５０４に３Ｄライダーセンサ５０６が搭載されている。

【0067】

[0074] いくつかの例では、３Ｄライダーセンサ５０６は、固定垂直角で３６０度の水平視野を有するように構成できる。いくつかの例では、固定垂直角は９０度よりも大きくすることができる。他の例では、固定垂直角は９０度以下とすることができる。水平視野は、１つ以上のレーザがロボット５００の環境へ投影した光を反射して深度測定値を収集する１つ以上のミラーの回転の垂直軸を中心として画定され得る。図５Ａを参照すると、垂直軸は、３Ｄライダーセンサ５０６の中心及び搭載ポイント５０８を貫通し得る。図５Ａに示されているように、３Ｄライダーセンサ５０６は前方に傾斜させることができる。このため、３Ｄライダーセンサ５０６の垂直視野はロボット５００の前方のエリアに向けて下方に傾けることができる。一例として、３Ｄライダーセンサ５０６の垂直軸は、鉛直方向からロボット前方へ１６度傾ければよい。

【0068】

[0075] 切り取り部分５０４は、上から見下ろした場合に３Ｄライダーセンサ５０６が切り取り部分５０４内に収まるように３Ｄライダーセンサ５０６を搭載ポイント５０８の下に搭載することを可能とする。切り取り部分５０４は、マスト５０２の２つの実質的に円筒形の部分の間に位置決めされ得る。更に、３Ｄライダーセンサの少なくとも一部は、実質的に円筒形の部分の間に、突き出ることなく収めることができる。有利な点として、３Ｄライダーセンサ５０６を切り取り部分５０４内に搭載することによって、３Ｄライダーセンサがロボット５００の知覚部内の他のセンサを遮るのを防止できる。更に、切り取り部分５０４は、マスト５０２が３Ｄライダーセンサ５０６の水平視野の過剰な量を遮るのを防止できる。いくつかの例では、切り取り部分５０４の形状に基づいて、３Ｄライダーセンサの水平視野の少なくとも２７０度はマスト５０２によって遮られない。他の例では、マスト５０２及び／又は切り取り部分５０４は異なる形状又は寸法を有し得る。

【0069】

[0076] 図５Ｂを参照すると、ロボット５００のマスト５０２は裏当てコンポーネント５１０を含むことができ、３Ｄライダーセンサ５０６は搭載ポイント５０８の下で裏当てコンポーネント５１０に搭載されている。裏当てコンポーネント５１０は、３Ｄライダーセンサ５０６をロボット５００の知覚筐体及び／又は中央部に接続するための配線を収容し得る。また、裏当てコンポーネント５１０は、印刷回路基板等の他のコンポーネントも収容し得る。マスト５０２は更に、２つの対称筐体コンポーネント５１２及び５１４を含み得る。３Ｄライダーセンサ５０６が、裏当てコンポーネント５１０並びに２つの対称筐体コンポーネント５１２及び５１４によって取り囲まれたボリュームの外部にあるように、２つの対称筐体コンポーネント５１２及び５１４を裏当てコンポーネント５１０の各側に取り付けることができる。裏当てコンポーネント５１０及び／又は２つの対称筐体コンポーネント５１２及び５１４は射出成形され得る。

【0070】

[0077] いくつかの例では、図５Ａ及び図５Ｂに示されているマスト５０２は、ロボット５００の移動ベースの前端に位置決めされた積層塔の一部であり得る。マスト５０２の上方で、積層塔はパン及びチルトが可能である知覚筐体を含み得る。マスト５０２の下方で、積層塔はロボットアームの回転関節を含み得る。ロボットアームの回転関節は、マストを回転させることなくロボットアームを回転させるように構成できる。従って、マストは移動ベースに対して固定されたままであり得る。３Ｄライダーセンサ５０６が移動ベース前方の地表面近傍のエリアを検出する向きになるように、積層塔を移動ベースに固定することができる。ロボットの移動ベースは更に、移動ベース後方の地表面近傍のエリアを対象とする１Ｄ ＴｏＦセンサ群を含み得る。まとめると、このセンサ機構は、特定の用途向けの、特にロボット後方のエリアに比べてロボット前方のエリアを示す精密なデータが必要である場合の、適切な妥協案を提供できる。

【0071】

[0078] 図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、一例の実施形態に従った３Ｄライダーセンサによる検出を示す。より具体的には、図６Ａは、環境６０２におけるロボット６００上の３Ｄライダーセンサによる検出のポイントクラウドの縮小角ビューを示し、図６Ｂは上から見下ろしたビューを示し、図６Ｃは拡大角ビューを示す。ロボット６００は、図２、図３、及び／又は図５Ａ及び図５Ｂに示されているものと同一又は同様であり得る。

【0072】

[0079] 例示の目的のため、個々のポイント検出は３つのカテゴリに分けられている。小さい白い四角形は、環境６０２の地面上でのポイント検出を表す。大きい白い四角形は、環境６０２内の物体上でのポイント検出を表す。黒い四角形は、環境６０２の上半球上でのポイント検出を表す（例えば天井及び／又は壁）。

【0073】

[0080] 例えば図６Ｂに示されているような地面上でのポイント検出では、ロボット６００上の３Ｄライダーセンサの位置及び向きに基づいて、ポイント検出がロボット６００に最も近いのはロボット６００のすぐ前方である。ロボット６００の側方では、ポイント検出はロボット６００からより離れている。更に、３Ｄライダーセンサはロボット６００のすぐ後ろの地面を検出することはできない。これらのトレードオフによって、前方の崖の精密な検出が可能となる。これは、ロボット６００の移動ベースが典型的に前方向へナビゲートすると仮定した場合の優先事項であり得る。いくつかの例では、例えば図６Ｃで示されているように、ロボット前方の最小距離では地面が検出されないことがある。この距離は、ロボット６００の前輪の配置を考慮してロボット６００の移動ベースが崖を進んでいくリスクを防ぐように充分に小さく維持することができる。ロボット６００の後方の崖を検出することはあまり必要でない可能性がある。従って、ロボット６００の後方の崖を検出するため、下向き１Ｄ ＴｏＦセンサのような低コストの代替的な崖検出解決策をロボット６００上で用いてもよい。

【0074】

[0081] 例えば図６Ｂで示されているような物体上でのポイント検出では、３Ｄライダーセンサの配置によって、ロボット６００は、ロボット６００の前方及び側方に位置する障害物の少なくとも一部を検出できる。例えば図６Ａに示されているように、３Ｄライダーセンサの垂直視野では、ロボット６００は、ロボット６００の知覚筐体とほぼ平行な高さまでの障害物上のポイントしか検出することはできない。このトレードオフは許容可能であり得る。その理由は、ほとんどの物体が、ロボット６００上の３Ｄライダーセンサによって検出される地表面に近い部分を持たずにロボットよりも上方に浮遊している可能性は低いからである。また、ロボットの知覚部内の１つ以上のセンサ（例えばカメラ）が、このエリアのカバレッジを提供することができる。加えて、ロボットが横断する可能性のある、安全が最重視される（safety critical）経路の外にある浮遊物体を検出することはあまり必要でない場合がある。同様に、ロボット６００の後方の物体を検出することはあまり重要でない場合がある。従って、ロボット６００の後方の障害物を検出するため、ロボット６００の後側に沿って水平に配置された１Ｄ Ｔｏｆセンサのような低コストの代替的な物体検出解決策を用いてもよい。

【0075】

[0082] 例えば図６Ａに示されているような上半球上でのポイント検出では、ロボット６００の後方及び側方の天井及び／又は壁のポイントを３Ｄライダーセンサによって検出することができる。このセンサデータを用いて、環境６０２内でのロボット６００の位置特定を支援することができる。例えば位置特定プロセスは、検出されたポイントを、環境６０２内の表面のボクセルグリッド表現と位置合わせすることを含み得る。上半球のこれらの表面は概ね静的であり、経時的に頻繁に変化する可能性が低いので、これらの表面はロボット位置特定のために特に適切であり得る。更に、ロボット６００の後方及び側方の上半球の部分は、ロボット６００上の３Ｄライダーセンサの位置及び向きに基づいて検出されない可能性のあるロボット６００の前方の上半球のポイントと同様に効果的であり得る。

【0076】

[0083] 図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに表されているポイントクラウドは例示の目的のためのものであることは理解されよう。実際、ロボット６００は、追加のポイントクラウドデータ又は他のタイプのセンサデータを提供する追加のセンサを含み得る。加えて、代替的な例では、ロボット上の３Ｄライダーセンサの異なる機構が、環境の異なるポイントクラウド表現を提供し得る。

【0077】

[0084] 図７、図８、及び図９は、一例の実施形態に従った、異なる搭載向きの３Ｄライダーセンサの視野を示す。より具体的には、図７、図８、及び図９はそれぞれ、ロボットデバイス上の３Ｄライダーセンサの異なる搭載角によって生じる２つの死角を表す。各図において、３Ｄライダーセンサの垂直視野は、ロボットのすぐ前方における２つの死角の間のエリアをカバーしている。例示の目的のため、各図において、３Ｄライダーセンサの垂直視野は９０度よりもわずかに大きいものとして表されている。代替的な例では、異なる垂直視野を有する３Ｄライダーセンサが使用され得る。

【0078】

[0085] 図７は、ロボットデバイス上の３Ｄライダーセンサをロボット前方へ向けて上方に傾けた３Ｄライダーセンサの第１の搭載位置を表す。より具体的には、ロボット７００は、垂直軸を鉛直方向から（例えば１８度の角度）後方へ傾けた３Ｄライダーセンサ７０２を含み得る。３Ｄライダーセンサ７０２のこの搭載角によって、ロボット７００の前方の第１の死角７０４が生じ得る。更に、３Ｄライダーセンサ７０２のこの搭載角によって、ロボット７００の上方及び後方の第２の死角７０６が生じ得る。

【0079】

[0086] いくつかの用途では、死角７０４のために、３Ｄライダーセンサ７０２によって検出できないロボット７００の前方の地面のエリアが大きすぎるので、３Ｄライダーセンサ７０２を前方の崖の検出のために使用できない可能性がある。図７に示されている搭載角では、３Ｄライダーセンサ７０２は、ロボット７００の前方及び実質的に上方のエリアを検出するために効果的であり得る。更に、この搭載角は、死角７０６の位置に基づいてロボット７００の前方の上半球の一部を用いてロボットの位置特定を行うために効果的であり得る。用途によっては、図７に示されている搭載角は好適な搭載角であり得る。しかしながら、用途によっては、３Ｄライダーセンサ７０２がロボット７００の前方及び実質的に上方のエリアを検出することは重要でない場合がある。

【0080】

[0087] 図８は、ロボットデバイス上の３Ｄライダーセンサが鉛直である３Ｄライダーセンサの第２の搭載向きを表す。より具体的には、ロボット８００は、垂直軸が地面に対して垂直である３Ｄライダーセンサ８０２を含み得る。３Ｄライダーセンサ８０２のこの搭載角によって、ロボット８００の前方の第１の死角８０４が生じ得る。更に、３Ｄライダーセンサ８０２のこの搭載角によって、ロボット８００の上方の第２の死角８０６が生じ得る。３Ｄライダーセンサ８０２はロボット８００上で鉛直に搭載されているが、３Ｄライダーセンサ８０２の内部構成に基づいて、３Ｄライダーセンサ８０２の垂直視野をロボット前方のエリアに向けて下方に傾けてもよい。

【0081】

[0088] いくつかの用途では、図８に示されている３Ｄライダーセンサ８０２の搭載角は好適な搭載角であり得る。しかしながら、死角７０４より小さいとはいえ、死角８０４のために、３Ｄライダーセンサ８０２によって検出できないロボット８００の前方の地面のエリアがこの場合も大きすぎるので、３Ｄライダーセンサ８０２を前方の崖の検出のために使用できない可能性がある。加えて、死角８０６のために、環境の上半球の充分な部分が３Ｄライダーセンサ８０２によって検出されないので、３Ｄライダーセンサ８０２をロボット位置特定のため有効に使用できない可能性がある。図８に示されている搭載角では、図７の３Ｄライダーセンサ７０２よりも、３Ｄライダーセンサ８０２によって検出される上半球の部分は小さくなり得る。

【0082】

[0089] 図９は、ロボットデバイス上の３Ｄライダーセンサをロボット前方へ向けて下方に傾けた３Ｄライダーセンサの第３の搭載向きを表す。より具体的には、ロボット９００は、垂直軸を鉛直から（例えば１６度の角度）前方に傾けた３Ｄライダーセンサ９０２を含み得る。３Ｄライダーセンサ９０２のこの搭載角によって、ロボット９００の前方の第１の死角９０４が生じ得る。更に、３Ｄライダーセンサ９０２のこの搭載角によって、ロボット９００の上方及び前方の第２の死角９０６が生じ得る。

【0083】

[0090] 死角９０４は、３Ｄライダーセンサ９０２を前方の崖の検出のため有効に使用できるほど充分に小さい（又は、場合によっては存在しない）可能性がある。更に、死角９０６があっても、環境の上半球のうちロボット９００の後方及び上方の充分な部分が３Ｄライダーセンサ９０２によって検出されるので、３Ｄライダーセンサ９０２をロボット位置特定のため有効に使用することが可能となり得る。図９に示されている搭載角では、３Ｄライダーセンサ９０２の垂直視野の上端ベクトルは、水平方向からわずかに上向きに傾き得る。例えばこのベクトルは、ロボットから２メートルの距離で、ロボットの知覚筐体の最上部に平行な高さと交差する。いくつかの例において、この垂直視野は、前方の崖の検出及びロボットの位置特定に加えて、ロボット９００の前方の障害物検出のために充分なカバレッジを提供できる。従って、いくつかの用途では、図９に示されている３Ｄライダーセンサ９０２の搭載角は好適な搭載角であり得る。

【0084】

[0091] 図１０は、一例の実施形態に従った方法のブロック図である。いくつかの例において、図１０の方法１０００は、ロボットシステム１００の制御システム１１８のような制御システムによって実行され得る。別の例において、方法１０００は、１又は複数のプロセッサ１０２等の１つ以上のプロセッサが、データストレージ１０４等のデータストレージに記憶されたプログラム命令１０６等のプログラム命令を実行することによって実行され得る。方法１０００の実行には、図１から図４、図５Ａから図５Ｂ、図６Ａから図６Ｃ、図７から図９、及び／又は図１０に関して図示及び記載されているロボット及び／又はロボットコンポーネントのうち任意のものが必要であり得る。方法１０００の実行において、他のロボットデバイスを使用することも可能である。別の例では、方法１０００のブロックのうちいくつか又は全ては、ロボットデバイスから遠くにある制御システムによって実行され得る。更に別の例では、方法１０００の異なるブロックは、ロボットデバイス上に配置された及び／又はロボットデバイスから遠くにある異なる制御システムによって実行され得る。

【0085】

[0092] ブロック１０１０において、方法１０００は、３Ｄライダーセンサから移動ロボットデバイスの環境を示すセンサデータを受信することを含む。３Ｄライダーセンサは、移動ロボットデバイスのマストの切り取り部分に搭載され得る。３Ｄライダーセンサは、３Ｄライダーセンサの垂直視野をロボット前方のエリアに向けて下方に傾けるように、マストに対して固定され得る。いくつかの例では、３Ｄライダーセンサの垂直軸をロボット前面に向けて鉛直方向に対して前方に傾けることができる。センサデータはポイントクラウドデータであり得る。

【0086】

[0093] いくつかの例において、３Ｄライダーセンサは、３Ｄライダーセンサの垂直視野が移動ロボットデバイスのすぐ前方の地面を含むように傾けられる。例えば、３Ｄライダーセンサの垂直視野は、ロボットデバイスの移動ベースのフロントバンパの一部を含むか又はこの一部と一直線に並べることができる。

【0087】

[0094] いくつかの例において、３Ｄライダーセンサの垂直視野は９０度よりも大きく、３Ｄライダーセンサは、３Ｄライダーセンサの垂直視野の上限が３Ｄライダーセンサから移動ロボットデバイス前方を示す水平ベクトルよりも上方の角度に延出するように傾けられる。

【0088】

[0095] いくつかの例において、３Ｄライダーセンサの垂直視野は、移動ロボットデバイス前方を示す水平ベクトルよりも１０度～２０度上方にある第１の角度から、この水平ベクトルよりも７５度～８５度下方にある第２の角度まで延出する。

【0089】

[0096] ブロック１０２０において、方法１０００は、センサデータに基づいて移動ロボットデバイスを制御することを更に含む。移動ロボットデバイスを制御することは、前方の崖の検出、障害物の検出、及びロボットの位置特定を任意に組み合わせた用途のために３Ｄライダーセンサからのセンサデータを使用することを含み得る。

【0090】

[0097] より具体的に述べると、センサデータは、移動ロボットデバイスの移動ベースのすぐ前方の地面を示すことができ、方法１０００は更に、移動ロボットデバイスの前方にある崖を検出することを含み得る。このため、移動ロボットデバイスを制御することは、検出された崖に基づいて移動ロボットデバイスの移動ベースをナビゲートすることを含み得る。例えば移動ロボットデバイスは、検出された崖を進んでいくのを回避するため、停止するか又は方向を変えるよう制御され得る。

【0091】

[0098] また、３Ｄライダーセンサからのセンサデータは、移動ロボットデバイスの前方又は側方にある１つ以上の障害物を示すことがある。その場合、センサデータに基づいて移動ロボットデバイスを制御することは、この１つ以上の障害物との接触を回避することを含み得る。例えば移動ロボットデバイスは、検出された障害物に衝突するのを回避するため、停止するか又は方向を変えるよう制御することができる。

【0092】

[0099] また、３Ｄライダーセンサからのセンサデータは、移動ロボットデバイスの上方及び後方にある１つ以上の表面を示すことができ、方法１０００は更に、この１つ以上の表面に対する移動ロボットデバイスの位置を決定することを含み得る。移動ロボットデバイスの位置を決定することは、センサデータを、移動ロボットデバイスの環境のボクセルグリッド表現と位置合わせすることを含み得る。このため、移動ロボットデバイスは、１つ以上の表面に対して決定された移動ロボットデバイスの位置に基づいて制御することができる。

【0093】

[0100] 本明細書に記載されている例は、移動ロボットデバイス上の３Ｄライダーセンサの位置及び向きを最適化して、３Ｄライダーセンサからのセンサデータを、前方の崖の検出、障害物の検出、及びロボットの位置特定のために利用することを含む。センサデータを他の目的に使用することも可能である。更に、３Ｄライダーセンサの位置及び向きは、異なる用途のために収集されたセンサデータを最適化するよう調整することも可能である。

【0094】

ＩＩＩ．結論
[0101] 本開示は、本出願に記載されている特定の実施形態に関して限定されない。それらの特定の実施形態は、様々な態様の例示であることが意図されている。当業者に認められるように、その精神及び範囲から逸脱することなく多くの変更及び変形が実施可能である。本明細書に列挙されたものに加えて、本開示の範囲内にある機能的に同等の方法及び装置も、前述の記載から当業者には明らかであろう。そのような変更及び変形は、添付の特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。

【0095】

[0102] 上記の詳細な説明は、添付図面を参照して、開示されているシステム、デバイス、及び方法の様々な特徴及び機能を記載している。図面では、文脈上他の意味が示される場合を除いて、通常は同様の符号は同様のコンポーネントを識別する。本明細書及び図面に示されている例示の実施形態は、限定を意図していない。本明細書に提示されている主題の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用すること、及び他の変更を実施することができる。本明細書で全体的に記載され図面に示されている本開示の態様は、全てが本明細書で明示的に想定される多種多様な異なる構成において、配列、置換、結合、分離、及び設計が可能であることは容易に理解されよう。

【0096】

[0103] 情報の処理を表すブロックは、本明細書に記載されている方法又は技法の特定の論理機能を実行するように構成できる回路に対応し得る。この代わりに又はこれに加えて、情報の処理を表すブロックは、プログラムコード（関連データを含む）のモジュール、セグメント、又は部分に対応し得る。プログラムコードは、方法又は技法における特定の論理機能又は行為を実施するためプロセッサによって実行可能な１つ以上の命令を含み得る。プログラムコード又は関連データは、ディスク又はハードドライブ又は他の記憶媒体を含む記憶デバイス等、任意のタイプのコンピュータ可読媒体に記憶され得る。

【0097】

[0104] また、コンピュータ可読媒体は、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のように、短時間データを記憶するコンピュータ可読媒体等、非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。また、コンピュータ可読媒体は、例えばリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、光ディスク又は磁気ディスク、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）のような二次又は永続的な長期記憶装置等、長時間プログラムコード又はデータを記憶する非一時的コンピュータ可読媒体も含み得る。また、コンピュータ可読媒体は、他の任意の揮発性又は不揮発性記憶システムも含み得る。コンピュータ可読媒体は、例えばコンピュータ可読記憶媒体、又は有形の記憶デバイスであると見なすことができる。

【0098】

[0105] 更に、１以上の情報伝送を表すブロックは、同一の物理デバイス内のソフトウェア又はハードウェアモジュール間の情報伝送に対応し得る。しかしながら、他の情報伝送は、異なる物理デバイスにおけるソフトウェアモジュール間又はハードウェアモジュール間である可能性もある。

【0099】

[0106] 図面に示されている具体的な配置は、限定と見なすべきではない。他の実施形態では、所与の図に示されている各要素が更に数を増加又は減少して含まれ得ることは理解されよう。また、例示されている要素のいくつかを組み合わせること又は省略することも可能である。更に、一例の実施形態は図面に示されていない要素を含むことも可能である。

【0100】

[0107] 様々な態様及び実施形態を本明細書で開示したが、他の態様及び実施形態も当業者には明らかであろう。本明細書に開示されている様々な態様及び実施形態は例示の目的のためのものであり、限定は意図されておらず、その真の範囲は後続の特許請求の範囲によって示される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】