特表 2024-501065 統合ロボット車両システム及び制御方法

(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】2024-01-10

(54)【発明の名称】統合ロボット車両システム及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/00 20060101AFI20231227BHJP

   B25J 9/08 20060101ALI20231227BHJP

   B62D 55/065 20060101ALN20231227BHJP

【ＦＩ】

B25J5/00 B

B25J9/08

B62D55/065

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023539880

(86)(22)【出願日】2021-12-30

(85)【翻訳文提出日】2023-08-28

(86)【国際出願番号】 US2021065706

(87)【国際公開番号】W WO2022147268

(87)【国際公開日】2022-07-07

(31)【優先権主張番号】17/139,868

(32)【優先日】2020-12-31

(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】518429137

【氏名又は名称】サ－コス コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】スミス，フレイザー，エム．

(72)【発明者】

【氏名】オリヴィエ，マーク，エックス．

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS10

3C707CS08

3C707DS01

3C707ES03

3C707JS01

3C707JS02

3C707JT04

3C707JU12

3C707LV02

3C707LV15

3C707WA17

3C707WL06

3C707WL08

(57)【要約】

ロボットシステムであって：マスタロボットシステムと；第１ロボットシステムと、を備え、前記第１ロボットシステムは、表面を移動するように動作可能な第１モバイルプラットフォーム、及び、第１マニピュレータを有する。ロボットシステムは、表面を移動するように動作可能な第２モバイルプラットフォーム、及び、第２マニピュレータを有することができる。制御モジュールは、マスタロボットシステム及び第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムと関連付けられることができ、地面表面周りを移動する第１ロボットシステム及び第２のロボットシステムのペアリング制御を促進するためにペアリング制御モードで動作可能であることができ、非ペアリング制御モードは、第１ロボットシステム又は第２のロボットシステムのうちの選択された１つの非ペアリング制御を促進することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットシステムであって：
少なくとも１つの駆動入力デバイスを備えるマスタロボットシステムと；
環境内で移動するように動作可能な第１モバイルプラットフォームを備える第１ロボットシステムと；
前記環境内で移動するように動作可能な第２モバイルプラットフォームを備える第２ロボットシステムと；
１つ以上のプロセッサと；
前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記少なくとも１つの駆動入力デバイスの制御を介して前記環境内で移動するように動作可能な統合ロボットシステムを共に定義する第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムのペアリング制御を促進するために、ペアリング制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、１つ以上のメモリデバイスと、を備える、
ロボットシステム。

【請求項2】

前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムの前記第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームはそれぞれ、モビリティ機構を備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記統合ロボットシステムの移動を促進するために前記第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームの前記モビリティ機構の動作を促進する、前記ペアリング制御モードのうちのペアリング駆動制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームが単一の一体的モバイルプラットフォームとして移動可能であるかのように、前記統合ロボットシステムの移動を促進する、前記ペアリング駆動制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項２記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームのペアリングを促進する、ペアリング制御駆動モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記少なくとも１つの駆動入力デバイスの制御を介して前記第１モバイルプラットフォーム又は前記第２モバイルプラットフォームのうちの選択された１つの非ペアリング制御を促進するために、非ペアリング制御モードで前記ロボットシステムを動作させ、さらに、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記マスタロボットシステムのスイッチ入力デバイスの動作を介して、前記ペアリング制御モードと前記非ペアリング制御モードとの間で前記ロボットシステムを切換させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムのそれぞれ上の位置センサによって生成された位置データに基づいて、第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームが互いに対してペアリング位置に自律的に移動することを促進する自律ペアリングモードでシステムを動作させる
請求項５記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記第１ロボットシステムは、前記第１モバイルプラットフォームによって支持されている第１マニピュレータを備え、
前記第２ロボットシステムは、前記第２モバイルプラットフォームによって支持されている第２マニピュレータを備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記マスタロボットシステムの第１制御マニピュレータ入力デバイス及び第２制御マニピュレータ入力デバイスのそれぞれの動作を介して、前記第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータのペアリング制御を促進する、ペアリングマニピュレータ制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項8】

前記第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータはそれぞれエンドエフェクタを備え、前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタのペアリング制御を促進する前記ペアリングマニピュレータ制御モードで動作可能である、
請求項７記載のロボットシステム。

【請求項9】

前記少なくとも１つの駆動入力デバイスは、第１駆動入力デバイス及び第２駆動入力デバイスを備え、
前記ペアリング制御モードにあるとき、前記第１駆動入力デバイス及び前記第２駆動入力デバイスは、前記統合ロボットシステムの移動を制御するようにユーザによって動作可能であり、
非ペアリングモードにあるとき、前記第１駆動入力デバイス又は前記第２駆動入力デバイスのうちの１つは、前記第１ロボットシステム又は前記第２ロボットシステムのうちの選択された１つの移動を制御するようにユーザによって動作可能である、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項10】

前記第１駆動入力デバイス及び前記第２駆動入力デバイスは、互いに離れて配置された前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームの移動のユーザ制御を、前記ペアリング制御モードで動作するときに促進する、
請求項９記載のロボットシステム。

【請求項11】

前記第１モバイルプラットフォームは、第１モビリティ機構を備え、
前記第２モバイルプラットフォームは、第２モビリティ機構を備え、
前記ペアリング制御モードのペアリング駆動制御モードにあるとき、前記少なくとも１つの駆動入力デバイスは、前記第１モビリティ機構及び前記第２モビリティ機構を制御するように動作可能である、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項12】

前記第１モバイルプラットフォームは、第１カップリング機構を備え、
前記第２モバイルプラットフォームは、第２カップリング機構を備え、
前記ペアリング制御モードのペアリング駆動制御モードにあるとき、前記第１カップリング機構及び前記第２カップリング機構は、前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームを共に物理的に結合するように動作可能である、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項13】

マスタ制御システムは、前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムのそれぞれの第１マニピュレータ及び第２マニピュレータに関連付けられた第１マスタ制御マニピュレータ及び第２マスタ制御マニピュレータを有する外骨格構造を備える、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項14】

マスタ制御システムは、外骨格ベースのマスタ制御システム、レプリカベースのマスタ制御システム、加速度計ベースのマスタ制御システム、ブレーキベースのマスタ制御システム、又はエンドポイント制御ベースのマスタ制御システムのうちの１つを備える、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項15】

前記マスタロボットシステムは、前記ペアリング制御モードと非ペアリング制御モードとの間で切換えるためにユーザによって動作可能な少なくとも１つのスイッチ入力デバイスを備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムの少なくとも１つの機能の独立制御を促進するために非ペアリング制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項16】

前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムの各々は、少なくとも１つの位置特定センサを備え、
前記１つ以上のプロセッサは、前記第１モバイルプラットフォームと前記第２モバイルプラットフォームとの間の距離及び相対的な配向を決定するために、前記位置特定センサに関連付けられた位置データ及び配向データを受信するように構成され、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、決定された、前記第１モバイルプラットフォームと前記第２モバイルプラットフォームとの間の距離及び相対的な配向に基づいて調整された方法で前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームのそれぞれの移動を制御するためにペアリング駆動制御モードで前記ロボットシステムを動作せる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項17】

前記第２ロボットシステムは、前記第２モバイルプラットフォームによって支持される第２マニピュレータと、前記第２マニピュレータの関節に関連付けられた力センサと、を備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第２ロボットシステムが前記第１ロボットシステムの移動に追従するように、第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータのエンドエフェクタが共通ペイロードを支持及び移動しているときに、前記力センサによって提供される力出力信号に基づいて前記第２ロボットシステムを受動的に制御しながら、前記第１ロボットシステムを能動的に制御するフォローミーモードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項18】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１モバイルプラットフォーム又は前記第２モバイルプラットフォームのうちの少なくとも１つの少なくとも１つの機能の制御のために自律モード、半自律モード、又は監視自律モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項19】

ロボット車両制御システムであって：
環境周りに移動するためのモビリティ機構を有する第１ロボット車両と；
前記環境周りに移動するためのモビリティ機構を有する第２ロボット車両と；
１つ以上のプロセッサでと；
前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、
ユーザ制御下で前記環境周りに移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のペアリング制御を促進するペアリング制御モードで前記ロボット車両制御システムを動作させ、
前記第１ロボット車両又は前記第２ロボット車両のうちの少なくとも１つの、互いに対して独立した移動を促進するために、非ペアリング制御モードに前記ロボット車両制御システムを切換える、１つ以上のメモリデバイスと、を備える、
ロボット車両制御システム。

【請求項20】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のモビリティ機構の協調制御を促進する、ペアリング駆動制御モードで前記ロボット車両制御システムを動作させる、
請求項１９記載のロボット車両制御システム。

【請求項21】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１ロボット車両又は前記第２ロボット車両の移動の独立制御を促進する非ペアリング制御モードにシステムを切換え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記ペアリング制御モードと前記非ペアリング制御モードとの間でシステムを切換える、
請求項１９記載のロボット車両制御システム。

【請求項22】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両上にそれぞれ支持される第１マニピュレータ及び第２マニピュレータのペアリング制御を促進するペアリングマニピュレータ制御モードで、前記ロボット車両制御システムを動作させる、
請求項１９記載のロボット車両制御システム。

【請求項23】

第１マニピュレータ及び第２マニピュレータはそれぞれエンドエフェクタを備え、エンドエフェクタは、エンドエフェクタのペアリング制御を促進するペアリングマニピュレータ制御モードで動作可能である。
請求項２２記載のロボット車両制御システム。

【請求項24】

前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の前記モビリティ機構はそれぞれ、一対のトラック又は一組の車輪のうちの少なくとも１つを備える、
請求項１９記載のロボット車両制御システム。

【請求項25】

第１ロボット車両及び第２ロボット車両のそれぞれは、位置データ及び配向データを生成するための少なくとも１つの位置特定センサを備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、
前記位置データに基づいて、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両との間の距離をシステムに決定させ、
前記配向データに基づいて、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のそれぞれの互いに対する配向をシステムに決定させ、
前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のモビリティ機構のそれぞれの移動を前記ロボット車両制御システムに協調的方法で制御させる、
請求項１９記載のロボット車両制御システム。

【請求項26】

前記環境の周りを移動するためのモビリティ機構を有し、前記第１ロボット車両又は第２ロボット車両のうちの少なくとも１つとともに動作可能である安定化ロボット車両をさらに備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記ロボット車両制御システムによって、
ユーザ制御下で前記環境周りに移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、前記第１ロボット車両又は前記第２ロボット車両のうちの少なくとも１つ及び前記安定化ロボット車両のペアリング制御を促進するペアリング制御モードで前記ロボット車両制御システムを動作させ、
前記第１ロボット車両又は前記第２ロボット車両又は前記安定化ロボット車両のうちの少なくとも１つの互いに対する独立した移動を促進する非ペアリング制御にシステムを切換える、
請求項１９記載のロボット車両制御システム。

【請求項27】

前記第２ロボット車両は、前記第１ロボット車両を安定化させるために前記第１ロボット車両と共に動作可能な安定化ロボット車両を備える、
請求項１９記載のロボット車両制御システム。

【請求項28】

複数のロボット車両を作動させる方法であって：
個々の第１ロボット車両及び第２ロボット車両を非ペアリング制御モードで動作させて、環境周りの第１ロボット車両及び第２ロボット車両の独立した制御を促進する、ステップと；
前記第１ロボット車両及び第２ロボット車両のペアリング制御のためのペアリング制御モードに切換えるステップと；
前記第１ロボット車両及び第２ロボット車両を動作させて、前記環境周りで協調的方法で共に移動させるステップと、を含む、
方法。

【請求項29】

前記ペアリング制御モードに切換えるステップは、ペアリング駆動制御モードに切換えるステップを含み、
前記方法はさらに、
第１ロボット車両及び第２ロボット車両のモビリティ機構を動作させ、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両を単一のロボット車両として共に移動させる、ステップを含む、
請求項２８記載の方法。

【請求項30】

ロボット車両制御システムを動作させ、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の移動を制御する、ステップをさらに含む、
請求項２８記載の方法。

【請求項31】

前記ロボット車両制御システムのスイッチ入力デバイスを動作させ、前記ペアリング制御モードへの切換を促進する、ステップをさらに含む、
請求項３０記載の方法。

【請求項32】

前記ロボット車両制御システムの少なくとも一つの駆動入力デバイスを動作させ、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の協調的移動を促進する、ステップをさらに含む、
請求項３０記載の方法。

【請求項33】

ロボット車両制御システムの１つ以上のプロセッサを用いて、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のそれぞれの位置特定センサによって提供される位置データを使用して、前記第１ロボット車両と前記第２ロボット車両との間の距離を決定するステップと；
前記１つ以上のプロセッサを用いて、それぞれの位置特定センサによって提供される配向データを使用して、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のそれぞれの互いに対する配向を決定するステップと；
前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の動きを協調的に制御するために、決定された前記距離及び決定された相対的な前記配向に基づいて、ペアリング制御モードで前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両を動作させるステップと、をさらに含む、
請求項２８記載の方法。

【請求項34】

前記第２ロボット車両と関連する前記第１ロボット車両の決定された位置及び配向と関連して転換点を選択し、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の移動の協調的制御を促進する、ステップをさらに含む、
請求項３３記載の方法。

【請求項35】

前記第１ロボット車両は、第１モバイルプラットフォーム及び第１マニピュレータを有する第１のロボットシステムを備え、
前記第２ロボット車両は、第２モバイルプラットフォーム及び第２マニピュレータを有する第２ロボットシステムを備え、
前記方法はさらに、
前記第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォーム並びに第１マニピュレータ及び第２マニピュレータを協調的に制御するためにマスタ制御システムを動作させるステップを含む、
請求項２８記載の方法。

【請求項36】

命令を格納する１つ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、１つ以上のプロセッサに：
第１車両及び第２車両を動作させる非ペアリング制御モードを確立させ；
環境周りの前記第１車両の移動を制御させ；
前記環境周りの前記第２車両の移動を制御させ；
ペアリング制御モードに切換えて、前記第１車両及び前記第２車両のペアリング制御を促進して、統合車両システムを画定させ；
前記第１車両及び前記第２車両が共に協調的方法で移動するように、前記環境周りの前記統合車両システムの移動を制御させる、
１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項37】

前記１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は命令をさらに含み、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、前記１つ以上のプロセッサに：
前記ペアリング制御モードのペアリング駆動制御モードに切換させ、前記第１車両及び前記第２車両それぞれの第１モビリティ機構及び第２モビリティ機構の制御を促進させる、
請求項３６記載の１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項38】

前記１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は命令をさらに含み、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、前記１つ以上のプロセッサに：
ペアリング制御モードで第１車両及び前記第２車両の移動を制御するために、マスタロボットシステムの動作からのユーザ移動に関連するコマンド信号を統合車両システムに送信させる、
請求項３６記載の１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項39】

前記１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は命令をさらに含み、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、前記１つ以上のプロセッサに：
前記第１車両及び前記第２車両のそれぞれの位置特定センサから生成された位置データに基づいて、前記第１車両と前記第２車両との間の距離を決定させ；
前記第１車両及び第２車両の互いに対する配向を決定させ；
決定された前記距離及び相対的な前記配向に基づいて、協調的な方法で、前記第１車両及び前記第２車両の移動を制御させる、
請求項３６記載の１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項40】

ロボットシステムであって：
マスタロボットシステムと；
環境周りに移動するように動作可能な第１モバイルプラットフォーム及び前記第１モバイルプラットフォームによって支持されている第１マニピュレータを備える第１ロボットシステムと；
前記環境内で移動するように動作可能な第２モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームによって支持されている第２マニピュレータを備える第２ロボットシステムと；
前記第２マニピュレータに動作可能に結合された少なくとも１つの力センサであって、前記少なくとも１つの力センサは、第２のマニピュレータに加えられる荷重に関連する少なくとも１つの力出力信号を生成するように構成されている、少なくとも１つの力センサと；
１つ以上のプロセッサと；
前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第２ロボットシステムがマスタ制御システムを介して前記第１ロボットシステムの能動的に制御された移動に対応する移動に受動的に追従するように、前記第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータのエンドエフェクタが共通ペイロードを支持しているときに、前記少なくとも１つの力出力信号に基づいて前記第２ロボットシステムを受動的に制御しながら、前記第１ロボットシステムを能動的に制御するフォローミーモードで前記ロボットシステムを動作させる、１つ以上のメモリデバイスと、を備える、
ロボットシステム。

【請求項41】

前記第２ロボットシステムはモビリティ機構を備え、
前記第２マニピュレータは複数のジョイントを有し、
前記第２ロボットシステムはさらに、それぞれのジョイントに関連する複数の力センサを備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記ロボットシステムによって、
前記第２ロボットシステムにコマンド信号を伝送させ、少なくとも１つの力センサからの少なくとも１つの出力信号に基づいて、少なくとも１つのジョイント及び前記第２ロボットシステムの前記モビリティ機構を動作させ、前記第１ロボットシステムの移動を制御することに応答して、前記第２ロボットシステムの受動的移動を促進する、
請求項４０記載のロボットシステム。

【請求項42】

前記ジョイントの少なくとも一部は、第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータのエンドエフェクタによって支持されているときに、それぞれの自由度の周りで受動的に移動し、前記共通ペイロードから前記第２マニピュレータに加えられる荷重に基づく力閾値の下で受動的に動作するように、動作可能である、
請求項４１記載のロボットシステム。

【請求項43】

前記モビリティ機構は、前記第１マニピュレータ及び前記第２のマニピュレータによって支持されているときに、前記共通ペイロードから前記第２マニピュレータに加えられる荷重に基づいて前記環境周りを受動的に移動するように動作可能である、
請求項４１記載のロボットシステム。

【請求項44】

ロボット車両制御システムであって：
環境内を移動するためのモビリティ機構を有し、エンドエフェクタを有するロボットマニピュレータを支持する第１ロボット車両と；
前記環境内で移動するためのモビリティ機構を有する安定化ロボット車両と；
１つ以上のプロセッサと；
前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、
前記環境内を移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、前記第１ロボット車両及び前記安定化ロボット車両のペアリング制御を促進するペアリング制御モードで前記ロボット車両制御システムを動作させ、
前記第１ロボット車両又は前記安定化ロボット車両のうちの少なくとも１つの互いに対する移動の独立した制御を促進する非ペアリング制御にシステムを切換える、１つ以上のメモリデバイスと、を備える、
ロボット車両制御システム。

【請求項45】

前記ロボット車両制御システムは、
前記環境内を移動するためのモビリティ機構を有する第２ロボット車両をさらに備え、
前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両及び前記安定化ロボット車両の地上移動を協調的に制御するための統合ロボット車両をさらに定義するように、前記第２ロボット車両は、前記第１ロボット車両及び前記安定化ロボット車両とともに動作可能である、
請求項４４記載のロボット車両制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、統合ロボット車両システム及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

様々なタスクは、重い物体を持ち上げて移動させるなどのタスクを達成するために、動力デバイス（ｐｏｗｅｒｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ）、システム、又は車両の支援を必要とする。いくつかのタスクは、かかる物体を持ち上げて移動させるために、動力補助デバイス（ｐｏｗｅｒｅｄ ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｄｅｖｉｃｅ）、システム、又は車両のある程度の安定性を必要とする可能性がある。１つのタイプの動力補助デバイスは、ロボット又はロボットアーム（すなわち、ロボットリム（しばしばロボットアームと称される）又はエンドエフェクタを有するロボットリムを備えるロボットマニピュレータ）、又はこれらの組合せを備えることができる。場合によっては、ロボット又は（１つ以上の）ロボットマニピュレータは、移動式又はモバイル（ｍｏｂｉｌｅ）（例えば、モバイルプラットフォーム周りに支持される１つ以上のローカル又は遠隔操作ロボットマニピュレータ）であってもよく、モバイルプラットフォームの周囲に支持される１つ以上のロボットマニピュレータ等、地面又は他の表面上を移動することができ、したがって、より多様なタスクを実行したり、ロボット又は（１つ以上の）ロボットマニピュレータのモビリティを必要とするか、そのモビリティから恩恵を受けるであろうより複雑なタスクを実行したりするために、ロボットマニピュレータを使用することを可能にする。ロボット又は（１つ以上の）ロボットマニピュレータの移動能力又はモバイル能力は有益であり得るが、場合によっては、これらが支持されるプラットフォームは、そのサイズに起因して制限される。例えば、いくつかのタスクは、狭い出入口又は通路等の特定の開口部を通して出入りするために、比較的狭い車両又はモバイルロボットデバイスを必要とし得る。特定のモビリティ要件を満たすように移動ロボットを設計及び構成することは可能であるが、同じロボットは、特にある程度の安定度を必要とするタスクを実行するときに、そのサイズに起因する安定性などの他の制限を受ける場合がある。又は、同じモバイルロボットは、複数のロボットマニピュレータをサポートすることができない場合があり、したがって、タスクがタ、スクを実行するために複数のロボット又はロボットマニピュレータを必要とする状況など、特定の状況において使用可能でない場合がある。例えば、原子力発電所、軍需品／爆発物保管建物、工業用建物もしくは複合施設、倉庫、又は動力補助が必要とされるか若しくは使用され得る他の任意の場所等のいくつかの施設では、かかる環境にいる人間に対する危害のリスクのため、異なるタスクを行うために狭い通路を通してモバイルロボットシステムを移動させることが必要であり得る。加えて、これらのタスクのうちのいくつかは、動力補助操作の複数の点（すなわち、タスクを達成するために動力補助が適用される場所）（例えば、パイプを運ぶ２つのロボットマニピュレータ）を必要とし得る。これに基づいて、様々なタスクを実行する多くのモバイルロボットの能力は、ロボットマニピュレータ、モバイルプラットフォーム、又はこれらの組み合わせの制限により制限されてきた。

【発明の概要】

【0003】

本発明の概念の初期概要がここで提供され、次に、特定の例が以下でさらに詳細に説明される。この初期概要は、読者が実施例をより迅速に理解するのを助けることを意図しているが、実施例の主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲を限定することも意図していない。

【0004】

本開示は、ロボットシステムを開示し、ロボットシステムは、少なくとも１つの駆動入力デバイスを有するマスタロボットシステムと；環境内の地面周り又は他の表面周りに移動する又は動く（ｍｏｖｅ）ように動作可能な又は操作可能な（ｏｐｅｒａｂｌｅ）第１モバイルプラットフォームを有する第１ロボットシステムと；表面周りに移動するように動作可能な第２モバイルプラットフォームを有する第２ロボットシステムと；１つ以上のプロセッサと；１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、少なくとも１つの駆動入力デバイスの制御を介して表面周りに移動するように動作可能な統合ロボットシステムを共に定義する第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムのペアリング制御を促進するために、ペアリング制御モードでシステムを動作させる、１つ以上のメモリデバイスと、を備える。

【0005】

一実施例において、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムの第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームはそれぞれ、モビリティ機構を備え、１つ以上のメモリデバイスはさらに、１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、統合ロボットシステムの移動を促進するために第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームのモビリティ機構の動作を促進する、ペアリング制御モードのうちのペアリング駆動制御モードでシステムを動作させる。

【0006】

一実施例において、１つ以上のメモリデバイスはさらに、１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームが単一の一体モバイルプラットフォーム（ｕｎｉｔａｒｙ ｍｏｂｉｌｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ）として移動可能であるかのように、統合ロボットシステム（ｕｎｉｆｉｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ）の移動を促進するために、ペアリング駆動制御モードでシステムを動作させる。

【0007】

一実施例において、１つ以上のメモリデバイスはさらに、１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームのペアリングを促進するために、ペアリング駆動制御モードで前記システムを動作させる。

【0008】

一実施例において、１つ以上のメモリデバイスはさらに、１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、少なくとも１つの駆動入力デバイスの制御を介して第１モバイルプラットフォーム又は第２モバイルプラットフォームのうちの選択された１つの非ペアリング制御を促進するために、非ペアリング制御モードで前記システムを動作させ、さらに、１つ以上のメモリ又はメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、マスタロボットシステムのスイッチ入力デバイスの動作を介して、ペアリング制御モードと非ペアリング制御モードとの間でシステムを切換させる。

【0009】

一実施例において、１つ以上のメモリデバイスはさらに、１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムのそれぞれ上の位置センサによって生成された位置データに基づいて、第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームが互いに対してペアリング位置に自律的に移動することを促進する自律ペアリングモードでシステムを動作させる。

【0010】

一実施例において、第１ロボットシステムは、第１モバイルプラットフォームによって支持されている第１マニピュレータを備えることができ、第２ロボットシステムは、第２モバイルプラットフォームによって支持されている第２マニピュレータを備えることができ、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、マスタロボットシステムの第１制御マニピュレータ入力デバイス及び第２制御マニピュレータ入力デバイスのそれぞれの動作を介して、第１マニピュレータ及び第２マニピュレータのペアリング制御を促進する、ペアリングマニピュレータ制御モードでシステムを動作させる。

【0011】

一実施例において、第１マニピュレータ及び第２マニピュレータはそれぞれエンドエフェクタを備え、エンドエフェクタは、エンドエフェクタのペアリング制御を促進するペアリングマニピュレータ制御モードで動作可能である。

【0012】

一実施例において、少なくとも１つの駆動入力デバイスは、第１駆動入力デバイス及び第２ドライブ入力デバイスを備え、ペアリング制御モードにあるとき、第１駆動入力デバイス及び第２駆動入力デバイスは、統合ロボットシステムの移動を制御するようにユーザによって動作可能であり、非ペアリングモードにあるとき、第１駆動入力デバイス又は第２駆動入力デバイスのうちの１つは、第１ロボットシステム又は第２ロボットシステムのうちの選択された１つの移動を制御するようにユーザによって操作可能である。

【0013】

一実施例において、第１駆動入力デバイス及び第２駆動入力デバイスは、互いに離れて配置された第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームの移動のユーザ制御を、ペアリング制御モードで動作するときに促進する。

【0014】

一実施例において、第１モバイルプラットフォームは第１モビリティ機構を備え、第２モバイルプラットフォームは第２モビリティ機構を備え、ペアリング制御モードのペアリング駆動制御モードにあるとき、少なくとも１つの駆動入力デバイスは、第１モビリティ機構及び第２モビリティ機構を制御するように動作可能である。

【0015】

一実施例において、第１モバイルプラットフォームは第１カップリング機構を備えることができ、第２モバイルプラットフォームは第２カップリング機構を備えることができ、ペアリング制御モードのペアリング駆動制御モードにあるとき、第１カップリング機構及び第２カップリング機構は、第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームを共に物理的に結合するように動作可能である。

【0016】

一実施例において、マスタ制御システムは、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムのそれぞれの第１マニピュレータ及び第２マニピュレータに関連付けられた第１マスタ制御マニピュレータ及び第２マスタ制御マニピュレータ（運動学的に一貫する場合又はしない場合がある）を有する外骨格構造を備えることができる。。

【0017】

一実施例において、マスタ制御システムは、外骨格ベースのマスタ制御システム、レプリカベースのマスタ制御システム、加速度計ベースのマスタ制御システム、ブレーキベースのマスタ制御システム、又はエンドポイント制御ベースのマスタ制御システムのうちの１つを備えることができる。

【0018】

一実施例において、マスタロボットシステムは、ペアリング制御モードと非ペアリング制御モードとの間で切換えるためにユーザによって動作可能な少なくとも１つのスイッチ入力デバイスを備えることができ、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムの少なくとも１つの機能の独立制御を促進するために非ペアリング制御モードでシステムを動作させる。

【0019】

一実施例において、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムの各々は少なくとも１つの位置特定センサを備えることができ、１つ以上のプロセッサは、第１モバイルプラットフォームと第２モバイルプラットフォームとの間の距離及び相対的な配向又は向き（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を決定するために、位置特定センサに関連付けられた位置データ及び配向データを受信するように構成されており、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、決定された、第１モバイルプラットフォームと第２モバイルプラットフォームとの間の距離及び相対的な配向に基づいて調整された方法で第１モバイルプラットフォーム及び第２のモバイルプラットフォームのそれぞれの移動を制御するためにペアリング駆動制御モードでシステムを動作せる。

【0020】

一実施例において、第２ロボットシステムは、前記第２モバイルプラットフォームによって支持される第２マニピュレータと、前記第２マニピュレータの関節に関連付けられた力センサと、を備えることができ、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第２ロボットシステムが第１ロボットシステムの移動に追従するように、第１マニピュレータ及び第２マニピュレータのエンドエフェクタが共通ペイロードを支持及び移動しているときに、力センサによって提供される力出力信号に基づいて第２ロボットシステムを受動的に制御しながら、第１ロボットシステムを能動的に制御するフォローミーモードでシステムを動作させる。

【0021】

一実施例において、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１モバイルプラットフォーム又は第２モバイルプラットフォームのうちの少なくとも１つの少なくとも１つの機能の制御のために自律モード、半自律モード、又は監視自律モードでシステムを動作させる。

【0022】

本開示はまた、ロボット車両制御システムについても開示し、ロボット車両制御システムは、
環境内の表面周りに移動するためのモビリティ機構を有する第１ロボット車両と；
表面周りに移動するためのモビリティ機構を有する第２ロボット車両と；
１つ以上のプロセッサと；
１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、ユーザ制御下で表面周りに移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のペアリング制御を促進するペアリング制御モードでシステムを動作させ、第１ロボットシステム又は第２ロボットシステムのうちの少なくとも１つの、互いに対して独立した移動を促進するために、非ペアリング制御モードにシステムを切換える、メモリデバイスと、を備える。

【0023】

一実施例において、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のモビリティ機構の協調制御を促進する、ペアリング駆動制御モードでシステムを動作させる。

【0024】

一実施例において、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１ロボット車両又は第２ロボット車両の移動の独立制御を促進する、非ペアリング制御モードにシステムを切換え、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、ペアリング制御モードと非ペアリング制御モードとの間でシステムを切換える。

【0025】

一実施例において、１つ以上のメモリデバイスはさらに、１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１ロボット車両及び第２ロボット車両上にそれぞれ支持される第１マニピュレータ及び第２マニピュレータのペアリング制御を促進するペアリングマニピュレータ制御モードでシステムを動作させる。

【0026】

一実施例において、前記第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータはそれぞれエンドエフェクタを備えることができ、エンドエフェクタは、エンドエフェクタのペアリング制御を促進するペアリングマニピュレータ制御モードで動作可能である。

【0027】

一実施例において、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のモビリティ機構はそれぞれ、一対のトラック（ｔｒａｃｋｓ）又は一組の車輪（ｗｈｅｅｌｓ）のうちの少なくとも１つを備えることができる。

【0028】

一実施例において、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のそれぞれは、位置データ及び配向データを生成するための位置特定センサを備えることができ、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、位置データに基づいて、第１ロボット車両及び第２ロボット車両との間の距離をシステムに決定させ、配向データに基づいて、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のそれぞれの互いに対する配向をシステムに決定させ、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のモビリティ機構のそれぞれの移動をシステムに協調的方法で制御させる。

【0029】

一実施例において、表面の周りを移動するためのモビリティ機構を有し、第１ロボット車両又は第２ロボット車両のうちの少なくとも１つとともに動作可能である安定化ロボット車両をさらに備えることができ、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、ユーザ制御下で表面周りに移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、第１ロボット車両又は第２ロボット車両のうちの少なくとも１つ及び前記安定化ロボット車両のペアリング制御を促進するペアリング制御モードでシステムを動作させ、第１ロボット車両又は第２ロボット車両又は前記安定化ロボット車両のうちの少なくとも１つの互いに対する独立した移動を促進する非ペアリング制御にシステムを切換える。

【0030】

一実施例において、第２ロボット車両は、第１ロボット車両を安定化させるために第１ロボット車両と共に動作可能な安定化ロボット車両を備えることができる。

【0031】

本開示はさらに、複数のロボット車両を作動させる方法について明らかにし、
方法は、
個々の第１ロボット車両及び第２ロボット車両を非ペアリング制御モードで動作させて、環境内の表面周りの第１ロボット車両及び第２ロボット車両の独立した制御を促進する、ステップと、
第１ロボット車両及び第２ロボット車両のペアリング制御のためのペアリング制御モードに切換えるステップと、
第１ロボット車両及び第２ロボット車両を動作させて、地面表面（ｇｒｏｕｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ）の周りで、協調的方法で共に移動させるステップと、を含む。

【0032】

一実施例において、前記ペアリング制御モードに切換えるステップは、ペアリング駆動制御モードに切換えるステップを含み、方法はさらに、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のモビリティ機構を動作させ、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両を単一のロボット車両として共に移動させる、ステップを含む。

【0033】

一実施例において、方法はさらに、ロボット車両を動作させ、第１ロボット車両及び第２ロボット車両の移動を制御する、ステップをさらに含むことができる。

【0034】

一実施例において、方法はさらに、ロボット車両制御システムのスイッチ入力デバイスを動作させ、ペアリング制御モードへの切換を促進する、ステップをさらに含むことができる。

【0035】

一実施例において、方法はさらに、ロボット車両制御システムの少なくとも一つの駆動入力デバイスを動作させ、第１ロボット車両及び第２ロボット車両の協調的移動を促進する、ステップをさらに含むことができる。

【0036】

一実施例において、方法はさらに、ロボット車両制御システムの１つ以上のプロセッサを用いて、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のそれぞれの位置特定センサによって提供される位置データを使用して、第１ロボット車両と第２ロボット車両との間の距離を決定するステップを含むことができ、
方法はさらに、１つ以上のプロセッサを用いて、それぞれの位置特定センサによって提供される配向データを使用して、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のそれぞれの互いに対する配向を決定するステップを含むことができ、
方法はさらに、第１ロボット車両及び第２ロボット車両の動きを協調的に制御するために、決定された距離及び決定された相対的な配向に基づいて、ペアリング制御モードで第１ロボット車両及び第２ロボット車両を動作させるステップを含むことができる。

【0037】

一実施例において、方法はさらに、第２ロボット車両に関する第１ロボット車両の決定された位置及び配向と関連して回転点（ａ ｔｕｒｎｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）を選択し、第１ロボット車両及び第２ロボット車両の移動の協調的制御を促進する、ステップをさらに含むことができる。

【0038】

一実施例において、第１ロボット車両は、第１モバイルプラットフォーム及び第１マニピュレータを有する第１のロボットシステムを備えることができ、第２ロボット車両は、第２モバイルプラットフォーム及び第２マニピュレータを有する第２ロボットシステムを備えることができ、方法はさらに、第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォーム並びに第１マニピュレータ及び第２マニピュレータを協調的に制御するためにマスタ制御システムを動作させるステップを含むことができる。

【0039】

本開示はさらに、命令を格納する１つ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体について明らかにし、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、１つ以上のプロセッサに：
第１車両及び第２車両を動作させる非ペアリング制御モードを確立させ；
環境内の表面周りの第１車両の移動を制御させ；
前記表面周りの前記第２車両の移動を制御させ；
ペアリング制御モードに切換えて、第１車両及び第２車両のペアリング制御を促進して、統合車両システムを定義させ；
第１車両及び第２車両が共に協調的方法で移動するように、表面周りの統合車両システムの移動を制御させる。

【0040】

一実施例において、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は命令をさらに含むことができ、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、１つ以上のプロセッサに、ペアリング制御モードのペアリング駆動制御モードに切換させ、第１車両及び第２車両それぞれの第１モビリティ機構及び第２モビリティ機構の制御を促進させる。

【0041】

一実施例において、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は命令をさらに含むことができ、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、１つ以上のプロセッサに、ペアリング制御モードで第１車両及び第２車両の移動を制御するために、マスタロボットシステムの動作からのユーザ移動に関連するコマンド信号を統合車両システムに送信させる、

【0042】

一実施例において、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は命令をさらに含むことができ、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、１つ以上のプロセッサに、
第１車両及び第２車両のそれぞれの位置特定センサから生成された位置データに基づいて、第１車両と第２車両との間の距離を決定させ、
第１車両及び第２車両の互いに対する配向を決定させ、
決定された距離及び相対的な配向に基づいて、協調的な方法で、第１車両及び第２車両の移動を制御させる。

【0043】

本開示はさらに、ロボットシステムをについて明らかにし、ロボットシステムは、
マスタロボットシステムと；
環境内の地面又は他の表面周りに移動するように動作可能な第１モバイルプラットフォーム及び前記第１モバイルプラットフォームによって支持されている第１マニピュレータを備える第１ロボットシステムと；
地面表面周りに移動するように動作可能な第２モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームによって支持されている第２マニピュレータを備える第２ロボットシステムと；
第２マニピュレータに動作可能に結合された少なくとも１つの力センサであって、少なくとも１つの力センサは、第２のマニピュレータに加えられる荷重に関連する少なくとも１つの力出力信号を生成するように構成されている、少なくとも１つの力センサと；
１つ以上のプロセッサと；
１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第２ロボットシステムがマスタ制御システムを介して第１ロボットシステムの能動的に制御された移動に対応する移動に受動的に追従するように、第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータのエンドエフェクタが共通ペイロードを支持しているときに、少なくとも１つの力出力信号に基づいて第２ロボットシステムを受動的に制御しながら、第１ロボットシステムを能動的に制御するフォローミーモードでシステムを動作させる、１ つ以上のメモリデバイスと、を備える。

【0044】

一実施例において、第２ロボットシステムはモビリティ機構を備えることができ、第２マニピュレータは複数のジョイントを有することができ、第２ロボットシステムはさらに、それぞれのジョイントに関連する複数の力センサを備え、１つ以上のメモリデバイスはさらに、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、システムによって、第２ロボットシステムにコマンド信号を伝送させ、少なくとも１つの力センサからの少なくとも１つの出力信号に基づいて、第２ロボットシステムのモビリティ機構及び少なくとも１つのジョイントを動作させ、第１ロボットシステムの移動を制御することに応答して、第２ロボットシステムの受動的移動を促進する。

【0045】

一実施例において、ジョイントの少なくとも一部は、それぞれの自由度の周りで受動的に移動し、第１マニピュレータ及び第２マニピュレータのエンドエフェクタによって支持されているときに、共通ペイロードから第２マニピュレータに加えられる荷重に基づく力閾値の下で受動的に動作するように、動作可能であることができる。

【0046】

一実施例において、モビリティ機構は、第１マニピュレータ及び第２のマニピュレータによって支持されているときに、共通のペイロードから第２マニピュレータに加えられる荷重に基づいて地面表面周りを受動的に移動するように動作可能であることができる。

【0047】

本開示はまた、ロボット車両制御システムについても開示し、ロボット車両制御システムは、
地面表面周りを移動するためのモビリティ機構を備え、エンドエフェクタを有するロボットマニピュレータを支持する第１ロボット車両と；
地面表面周りに移動するためのモビリティ機構を有する安定化ロボット車両と；
１つ以上のプロセッサと；
１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、そこに記憶された命令を有し、命令は、１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、ユーザ制御下で地面表面周りに移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、第１ロボット車両及び安定化ロボット車両のペアリング制御を促進するペアリング制御モードでシステムを動作させ、第１ロボット車両又は安定化ロボット車両のうちの少なくとも１つの互いに対する移動の独立した制御を促進する非ペアリング制御にシステムを切換える、１つ以上のメモリデバイスと、を備える。

【0048】

一実施例において、ロボット車両制御システムはさらに、地面表面周りを移動するためのモビリティ機構を備え、エンドエフェクタを有するロボットマニピュレータを支持する第２ロボット車両を備えることができ、第１ロボット車両及び第２ロボット車両及び安定化ロボット車両の地上移動を協調的に制御するための統合ロボット車両をさらに定義するように、第２ロボット車両は、第１ロボット車両及び安定化ロボット車両とともに動作可能である。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】図１は、例示的な一実施形態による、統合ロボットシステムの第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを示す図である。

【図2】図２は、例示的な一実施形態による、図１の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを制御するためのマスタロボットシステムの態様を示す図である。

【図3】図３は、図２のようなマスタロボットシステムを操作するユーザによって遠隔操作されるようなタスクを実行する図１の第１ロボットシステム及び第２のロボットシステムを示す図である。

【図4】図４は、図２のようなマスタロボットシステムを操作するユーザによって遠隔操作されるタスクを実行する、互いに分離された、図１の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを示す図である。

【図5】図５は、図２のマスタロボットシステムなどのマスタロボットシステムの高レベルブロック図を示す図であり、例示的な一実施形態による、マスタロボットシステムは、図１の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムなど、第１ロボットシステム及び／又は第２ロボットシステム、及び／又は安定化ロボットシステムを制御するために、ペアリング制御モードと非ペアリング制御モードとの間で切換えるように動作可能である。

【図6】図６は、例示的な一実施形態による、図１の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムの様々な構成要素及びシステムの詳細なブロック図を示す図である。

【図7】図７は、例示的な一実施形態による、図１乃至６の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステム及びマスタロボットシステムの構成要素及びシステムを動作させるための制御モジュール又はシステムのブロック図を示す図である。

【図8】図８は、例示的な一実施形態による、図１乃至６の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを動作させるための異なる動作モード間の切換えを促進するためのロボット制御スイッチシステム又はモジュールのブロック図を示す図である。

【図9】図９は、例示的な一実施形態による、ペアリング制御モードにあるときに図１乃至６の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを制御することを促進するための統合ロボット制御モジュール又はシステムのブロック図を示す図である。

【図10】図１０は、例示的な一実施形態による、互いに隣接し、ペアリング制御モードにある図１の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを概略的に示す図である。

【図11】図１１は、例示的な一実施形態による、互いに分離され、依然としてペアリング制御モードにある図１の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを概略的に示す図である。

【図12】図１２は、例示的な一実施形態による、依然としてペアリング制御モードにある間に回転する図１の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを概略的に示す図である。

【図13】図１３は、例示的な一実施形態による、図１の第１ロボットシステム及び第２のロボットシステムを概略的に示す図であり、各々は、マスタロボットシステムのそれぞれの第１入力制御デバイス及び第２入力制御デバイスによって制御される。

【図14】図１４は、図１の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを概略的に示す図であり、第１ロボットシステム及び第２のロボットシステムがペアリング制御モードにある間に回転しているときの第１ロボットシステム及び第２ロボットシステム間の数学的関係を示す。

【図15】図１５は、例示的な一実施形態による、モバイルプラットフォームが互いに分離されている間に物体を持ち上げる協調的タスクを実行する、図１の第１ロボットシステム及び第２のロボットシステムを示す図である。

【図16】図１６は、例示的な一実施形態による、狭い通路を通って移動し、第２のロボットシステムから分離されている、図１の第１のロボットシステムを示す図である。

【図17】図１７は、例示的な一実施形態による、非ペアリング制御モードで異なるタスクを実行する図１の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムを示す図である。

【図18】図１８は、例示的な一実施形態による、本開示の第１ロボットシステム及び第２ロボットシステム等の一対の車両を動作させるための方法を実行するために使用され得る、コンピューティングデバイスの実施例を示すブロック図である。

【図19】図１９は、例示的な一実施形態による、複数のロボット車両を動作させる方法を示すフロー図である。

【図20】図２０は、例示的な一実施形態による、複数のロボット車両を動作させる方法を示すフロー図である。

【0050】

次に、例示的な実施形態を参照し、本明細書では、それを説明するために特定の言語を使用する。しかしながら、それによって本発明の範囲を限定するものではないことが理解されるであろう。

【発明を実施するための形態】

【0051】

本明細書で使用される場合、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語は、作用、特徴、特性、状態、構造、アイテム、又は結果の完全な又はほぼ完全な範囲又は程度を指す。例えば、「実質的に」取り囲まれている物体は、物体が完全に取り囲まれているか、ほぼ完全に取り囲まれているかのいずれかであることを意味する。絶対的な完全性からの逸脱の正確な許容可能な程度は、場合によっては、特定の文脈に依存し得る。しかしながら、一般的に、完成に近づくと、あたかも絶対的及び全体的な完成が得られたかのように、同じ全体的な結果が得られるようになる。「実質的に」の使用は、動作、特徴、特性、状態、構造、アイテム、又は結果の完全な又はほぼ完全な欠如を指すために否定的な意味合いで使用される場合にも等しく適用可能である。

【0052】

本明細書で使用される場合、「隣り合う（ａｄｊａｃｅｎｔ）」は、２つの構造又は要素の近接性を指す。特に、「隣り合う」ものとして識別される要素は、当接するか又は接続するかのいずれかであり得る。かかる要素はまた、必ずしも互いに接触することなく、互いに近く又は近接していてもよい。近接性の正確な程度は、場合によっては、特定のコンテキストに依存し得る。

【0053】

本明細書で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈が別途明確に指示しない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「ロボットマニピュレータ（ａ ｒｏｂｏｔｉｃ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ）」への言及は、複数のかかるロボットマニピュレータのうちの１つ以上を含み、「自由度（ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｆｒｅｅｄｏｍ）」（ＤＯＦ）への言及は、複数のかかるＤＯＦ（自由度）のうちの１つ以上への言及を含む。

【0054】

「ペアリング制御モード（ｐａｉｒｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ）」という語句は、２つ以上のロボット車両の少なくとも１つの機能態様の協調的制御（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ）のための制御モード又は方法を指すことが意図される。本明細書のいくつかの例で使用される「対又はペア（ｐａｉｒ）」という用語は、本明細書のいかなる定義又は例も「対になった２つ」にすぎないものとして限定することを意図するものではなく、むしろ、「対又はペア」という用語は、システムを対制御モードで動作させながら協調して制御可能であり得る２つ以上のロボット車両（又はその構成要素）を指すことを意図する。

【0055】

「非ペアリング制御モード（ｕｎｐａｉｒｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ）」という語句は、２つ以上のロボット車両の少なくとも１つの機能態様の独立した又は分離された制御のための制御モード又は方法を指すことが意図されている。

【0056】

「統合ロボットシステム（ｕｎｉｆｉｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ）」という語句は、ペアリング制御モードで動作可能な２つ以上のロボット車両又はシステムの組み合わせを指すことが意図される。

【0057】

「モバイルプラットフォーム」という用語は、ロボット車両の少なくとも制御された運動（ｌｏｃｏｍｏｔｉｏｎ）を促進するためのロボット車両の構成要素の携帯可能又は移動可能なアセンブリを指すことが意図される。

【0058】

「ペアリング制御駆動モード（ｐａｉｒｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｒｉｖｅ ｍｏｄｅ）」という語句は、２つ以上のロボット車両の運動の協調的制御（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ）のための制御モード又は方法を指すことが意図される。

【0059】

「自律ペアリングモード（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｐａｉｒｉｎｇ ｍｏｄｅ）」という語句は、ペアリング制御モードで動作するために特定の（１つ以上の）位置に自動的に移動する１つ以上のロボット車両のための制御モード又は方法を指すことが意図される。

【0060】

「マニピュレータ（ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ）」という用語は、少なくとも１つの自由度で移動するように動作可能なモバイルプラットフォームによって支持された構造又はアセンブリを指すことを意図している。

【0061】

「ペアリングマニピュレータ制御モード（ｐａｉｒｅｄ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ）」という語句は、１つ以上のロボット車両によって支持され得る２つ以上のマニピュレータの協調的制御のための制御モード又は方法を指すことが意図される。

【0062】

「マスタロボットシステム（ｍａｓｔｅｒ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ）」という語句は、１つ以上のロボット車両の少なくとも１つの機能的側面を制御するための主コントローラ又はシステムを指すことが意図される。

【0063】

「モビリティ機構（ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）」という語句は、ロボット車両の運動のために使用されるロボット車両又はシステムの複数の構成要素を指すことが意図され、環境を通してもしくは環境内で、又は地面もしくは構造表面などの他の表面の上でもしくはそれに沿ってモバイルプラットフォームを移動させるためのトラック、車輪、プロペラ、スラスタ、ウォータージェット、爪、グリッパなどの構成要素を含むが、それらに限定されない。

【0064】

「環境（ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）」という用語は、１つ以上のモバイルプラットフォームが通り抜けたり、その中を移動できるあらゆるエリア、これには、陸上、船舶上、施設内、流体（海洋などの水域）内、大気中、宇宙船上、及び／又は宇宙内での移動が含まれますが、これらに限定されない、を指すことを意図している。

【0065】

「フォローミーモード（ｆｏｌｌｏｗ－ｍｅ ｍｏｄｅ）」という語句は、先行するロボット車両の移動に自律的又は半自律的に追従する１つ以上のロボット車両又はシステムの制御モード又は方法を指すことを意図している。本技術をさらに説明するために、ここで図面を参照して例が提供される。図１及び図２は、マスタロボットシステム１０２（図２参照）（例えば、ロボット車両制御システム（ａ ｔｅｌｅ－ｏｐｅｒａｔｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ））と、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ（例えば、ロボット車両）とを備えることができるロボットシステム（例えば、遠隔操作ロボットシステム、自律又は半自律ロボットシステムなど）を示しており、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの各々は、互いに独立して制御及び操作され（ｏｐｅｒａｔｅｄ）得る独立した別個の異なるロボットシステムである。概要として、マスタロボットシステム１０２は、第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂの一方又は両方を選択的に制御するように、ユーザ又は個人によって操作されることができる。したがって、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂは、選択的に操作されることができる（すなわち、ユーザはどのロボットシステムを個別に制御するかを選択することができ、又はユーザは両方を同時に制御することができる）。例えば、マスタロボットシステム１０２を使用して、ユーザは、ロボットシステムの一方又は両方を個別に動作させるために、非ペアリング制御モードを選択することができる。一方、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂは、以下でさらに詳述されるように、ペアリング制御モードにあるとき、協調的又は調和的方法で共にマスタロボットシステム１０２によって選択的に動作されることができる。すなわち、第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂは、共通のタスクを実行するために互いに物理的に隣接しているときにはペア制御モードで動作することができ（例えば、図３）、さらに、共通のタスクを実行するために互いに分離又は遠隔配置されているときには同じペア制御モードで動作することができる（例えば、図４）。ペアリング制御モードにあるとき、第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂは、統合ロボットシステム１０６（例えば、図１、３、４、及び１５参照）（又は「統合ロボット車両制御システム」）を画定することができ、これは、第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂのペアリング制御の実施例である。ある意味では、統合ロボットシステムは、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムが、あたかもそれらが１つ又は同じロボットの一部であるかのように動作し、第１ロボットマニピュレータ及び第２ロボットマニピュレータが共通の可動プラットフォームの周りに支持されることを意味し得る。非ペアリング制御モードにあるとき、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂは、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの非ペアリング制御の例である図１６及び図１７に示されるように、個々の又は異なるタスクを実行するために、マスタ制御システム１０２を操作するユーザによって別々に操作され得る。

【0066】

一実施例では、第１ロボットシステム１０４ａ（ロボット「車両」と称することができる）は、この例に示すように、地面又は他の支持表面等の環境周りに第１ロボットシステム１０４ａを移動させるための第１モビリティ機構１１０ａを含む第１モバイルプラットフォーム１０８ａを備えることができる。一態様では、第１モビリティ機構１１０ａは、１つ以上のモータ（図示せず）を介してかかる運動を促進する第１対のトラック１１２ａ及び１１２ｂ（例えば、連続トラック）を備えることができる。あるいは、モバイルプラットフォーム１１０ａ（及び１１０ｂ）の運動を促進するために、１つ以上の動力付き車輪を軌道に置き換えることができる。第１モバイルプラットフォーム１０８ａは、第１対のトラック１１２ａ及び１１２ｂを支持し、以下でさらに詳述されるように、第１ロボットシステム１０４ａを動作させるためのいくつかの他の構成要素を支持する、剛性フレーム又はシャーシ１１４ａを備えることができる。シャーシ１１４ａの一部分は、図１７に示されるような任意の適切な手段（例えば、１０４ｂ参照）によって、トラック１１２ａ及び１１２ｂの第１対に対して回転可能に移動可能であり得、第１モバイルプラットフォーム１０８ａの自由度（ＤＯＦ）を画定し得る。第１マニピュレータ１１６ａは、第１モバイルプラットフォーム１０８ａによって支持されることができ、第１マニピュレータ１１６ａのいくつかのＤＯＦにおける移動を画定し提供する複数のジョイント１２０ａ～ｆを画定するように互いに回転可能に結合された複数の支持部材１１８ａ～ｆを備えることができる。いくつかの例では、任意のタイプのエンドエフェクタ（例えば、エンドエフェクタ１２２ａを参照）が、物体、ツールなどをマニピュレート又は把持するために、第１マニピュレータ１１６ａの端部に近接して支持又は装備され得る。ジョイント１２０ａ～ｆ及びエンドエフェクタ１１２ａは、モータ（例えば、液圧、電気、空気圧）を介して動力供給され得る。第１マニピュレータ１１６ａは、図示されるよりも多い又は少ないＤＯＦを有することができ、２０１１年１２月２０日に出願された米国特許出願第１３／３３２，１６５号（「Ｔｅｌｅ－ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ」）を参照して説明されるマニピュレータと同一又は類似であることができ、この米国特許出願は、参照によりその全体が組み込まれる。

【0067】

図１の例に加えて、第２ロボットシステム１０４ｂは、第１ロボットシステム１０４ａの構成と同じ又は「鏡像（ｍｉｒｒｏｒ ｉｍａｇｅ）」であり得る（又は、ロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂは、異なるタイプであり得る）。同じタイプのロボット又はロボット車両として、第２ロボットシステム１０４ｂは、環境内の地面又は他の支持表面の周りで第２ロボットシステム１０４ｂを移動させるための第２モビリティ機構１１０ｂを備える第２モバイルプラットフォーム１０８ｂを備えることができる。一態様では、第２モビリティ機構１１０ｂは、運動を促進する第２対のトラック１１２ｃ及び１１２ｄ（例えば、連続トラック）を備えることができる。第２モバイルプラットフォーム１０８ｂは、第２対のトラック１１２ｃ及び１１２ｄを支持する剛性フレーム又はシャーシ１１４ｂと、以下でさらに詳述されるように、第２ロボットシステム１０４ｂを動作させるためのいくつかの他の構成要素とを備えることができる。第２マニピュレータ１１６ｂは、第２モバイルプラットフォーム１０８ｂによって支持されることができ、第２マニピュレータ１１６ｂのいくつかのＤＯＦにおける移動を画定し提供する複数のジョイント１２６ａ～ｆ（すなわち、動力関節）を画定するように互いに回転可能に結合された複数の支持部材１２４ａ～ｆを備えることができる。任意のタイプのエンドエフェクタ（例えば、エンドエフェクタ１２２ｂを参照）が、物体、ツール等をマニピュレート又は把持するために、第２マニピュレータ１１６ｂの端部に近接して装備又は支持されることができる（すなわち、電動グリッパ）。第２マニピュレータ１１６ｂは、図示されるよりも多い又は少ないＤＯＦを有することができ、２０１１年１２月２０日に出願された米国特許出願第１３／３３２，１６５号（「Ｔｅｌｅ－ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ」）を参照して説明されるマニピュレータと同一又は類似であることができ、この米国特許出願は、参照によりその全体が組み込まれる。

【0068】

代替例では、マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂは、モバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂによって組み込まれないか又は支持されなくてもよく、代わりに、モバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂは、データを収集するためのセンサ、カメラなど、他の目的のために使用される他のデバイスを備えることができる。かかる他のデバイスはまた、図１（及びその他）に示され、説明されるように、ロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂとともに含まれ得る。

【0069】

マスタロボットシステム１０２は、上半身外骨格構造２０５の一部として、第１マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び第２マスタ制御マニピュレータ２０４ｂ（例えば、制御マニピュレータ入力デバイス）を備えることができる。外骨格構造２０５は、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ上のカメラによって捕捉された画像を視認するための（及び／又はコンピュータ生成環境を視認するための）ビデオスクリーンを有するヘッドセットを含むことができる。外骨格構造２０５は、後述するような１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）を有するオンボードコンピュータシステム（例えば、バックパックに支持されたコンピュータシステム）を備えることができ、及び／又は外骨格構造２０５は、有線又は無線手段を介して遠隔コンピュータシステムに通信可能に結合され、データを処理し、ロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂの制御を促進するための１つ以上のＣＰＵを有することができる。本明細書で使用される「マニピュレータ」、「ロボットマニピュレータ」、及び「マスタ制御マニピュレータ」という用語は、１つ以上の自由度で移動することが可能なロボットデバイス又は機構（例えば、ロボットアーム等のロボットリム）のタイプを説明するように意図されることに留意されたい。これらの用語はさらに、１つ以上の自由度で移動することが可能であり、マニピュレータの周りに支持され、マニピュレータとともに動作可能なエンドエフェクタをさらに備える又は含む、ロボットデバイス又は機構（例えば、ロボットアーム等のロボットアーム）を説明するように意図される。

【0070】

第１マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び第２マスタ制御マニピュレータ２０４ｂはそれぞれ、複数の支持部材、ジョイント、センサ等（符号なし）を備えることができ、それぞれ、オペレータの肢（例えば、オペレータの腕）に対応することができる。いくつかの例では、第１マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び第２マスタ制御マニピュレータ２０４ｂは、肩から手首までのユーザのそれぞれの腕と運動学的に等価であり得る（が、必ずしもそうである必要はない）。人間の腕は、肩から手首までの７つの自由度を含む。具体的には、人間の肩は３つのＤＯＦ：外転／内転、屈曲／伸展、及び上腕骨回転を含む。人間の肘は１つのＤＯＦを含む。人間の手首は、手首の回転、外転／内転、及び屈曲／伸展の３つのＤＯＦを含むように一般化することができる。上腕は肩から延在し、肘によって下腕に接続されている。手首は下腕の反対端にある。したがって、肩から手首までの人間の腕は、第１リンク機構によって１つのＤＯＦを有する第２関節に接続された３つの回転ＤＯＦを有する第１関節を含む運動学的システムとして一般化することができ、第１リンク機構は、第２リンク機構によって３つのＤＯＦを有する第３関節に接続される。

【0071】

第１マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び第２マスタ制御マニピュレータ２０４ｂの様々な支持部材、ジョイント、センサ、及び他の構成要素は、符号が付されず、詳細に説明されないが、マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び２０４ｂは、肩から手首までの人間の腕のＤＯＦ及びリンク機構に対応するＤＯＦ及びリンク機構を含む運動学的システムとして構成され得ることを理解されたい。また、第１マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び第２マスタ制御マニピュレータ２０４ｂのＤＯＦは、それぞれの第１ロボットマニピュレータ１０４ａ及び第２ロボットマニピュレータ１０４ｂを制御するように動作可能であり、それらと運動学的に等価であることを理解されたい。

【0072】

第１マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び第２マスタ制御マニピュレータ２０４ｂは、代替的に、例えば、ロボットマニピュレータ１１６ａ又は１１６ｂのうちの１つを選択的に制御するための（２０４ａのような）単一のマスタ制御マニピュレータであり得ることに留意されたい。さらに代替的に、入力ボタン又はデバイスを有する１つ以上のデジタルディスプレイが、ロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂを制御するために使用され得る。以下でさらに説明されるように、ユーザは、スイッチデバイスを介してマニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂのうちの１つの制御を切換えることができ、次いで、ユーザは、選択されたマニピュレータを制御するために、単一マスタ制御マニピュレータ（例えば、２０４ａ）、又は他の入力デバイス（例えば、ジョイスティック、ボタン等）を使用することができる。

【0073】

マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び２０４ｂ並びにマニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂの各ジョイントは、ＡＲＭプロセッサ、Ｉｎｔｅｌプロセッサなどの汎用ＣＰＵを含むことができる一般的なＤＯＦコントローラを含むことができる。あるいは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は他のタイプのプロセッサもしくはマイクロプロセッサが使用されてもよい。ＣＰＵは、有線又は無線の技術又は手段を使用して負荷及び位置センサと通信することができる。

【0074】

特定の態様では、マスタ制御マニピュレータ（例えば、２０４ａ）は、７つ未満のＤＯＦを含むことができ、それでも、人間の腕の対応するＤＯＦの範囲で人間の腕と運動学的に等価であると考えることができる。特定の他の態様では、マスタ制御マニピュレータは、７より大きいＤＯＦを含むことができ、それでもなお、人間の腕の対応するＤＯＦの程度まで人間の腕と運動学的に等価であると考えることができる。この場合、人間の腕に対応しない過剰なＤＯＦは、人間の腕と運動学的に等価でない可能性がある。

【0075】

本明細書で使用される場合、「運動学的に等価（ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）」又は「運動学的等価（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ）」という用語は、剛体の２つ以上の別個のシステム間の関係を指し、各システムの剛体は、回転ＤＯＦを提供するために回転ジョイントによってリンクされる。運動学的に等価なシステムは、同様の対応する回転ＤＯＦを有し、これらは、システム間で長さが比例する同様の対応するリンケージによって接続される。「等価」又は「等価性」は、システム間の運動学的同一性を指すものではないことに留意されたい。実際、「運動学的に等価」又は「運動学的等価」は、真の運動学的同一性からのある程度の変動を含むことができる。

【0076】

マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び２０４ａは、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステム、特に第１マニピュレータ１１６ａ及び第２マニピュレータ１１６ｂを動作及び制御するためのいくつかの動作モードを有することができる。１つの動作モードは位置制御である。位置制御では、マスタ制御マニピュレータの様々なＤＯＦの位置が、マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂの様々なＤＯＦの位置を制御するために使用される。特定のマスタ制御マニピュレータとマニピュレータとの間の位置関係は、比例関係であり得る。一態様では、マスタ制御マニピュレータとマニピュレータとの間の比例位置関係は、マスタ制御マニピュレータにおけるある量の移動が、マニピュレータにおける同一量の移動をもたらす、１対１関係であることができる。これは、有用な汎用制御設定であり得る。他の態様では、マスタ制御マニピュレータとマニピュレータとの間の比例位置関係は、１対１とは異なるものを含むことができる。例えば、大きなマスタ制御マニピュレータ移動が比較的小さなマニピュレータ移動をもたらす関係が存在し得る。これは、ユーザがマニピュレータに対する正確な移動又はより微細な制御が所望されるときに有用であり得る。さらに他の態様では、マスタ制御マニピュレータとマニピュレータとの間の比例位置関係は、小さいマスタ制御マニピュレータ移動が比較的大きいマニピュレータ移動をもたらす関係を含むことができる。これは、ユーザが、ユーザによる過剰又は不必要な移動を伴わずに、マニピュレータを迅速に移動させるために、全体的移動を所望するとき、有用であり得る。他の動作モードは、２０１１年１２月２０日に出願された米国特許出願第１３／３３２１６５号（「第１３／号（「Ｔｅｌｅ－ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ」）にさらに詳述されるような、力反映、重力補償、及びトルク補助を含んでもよい。

【0077】

マスタ制御システム１０２は、以下でさらに詳述されるように、地面表面の周りを移動する選択された第１ロボットシステム１０４ａ及び／又は第２ロボットシステム１０４ｂの速度及び方向を制御するための、少なくとも１つのジョイスティック２０７であり得る駆動入力デバイスをさらに備えることができる。代替的に、駆動入力デバイスは、地面表面の周りの選択された第１ロボットシステム１０４ａ及び／又は第２ロボットシステム１０４ｂの速度及び方向を制御するためにユーザの足によって動作可能な一対のペダル２０９を備えることができる（すなわち、各ペダルは、選択されたモバイルプラットフォームの一対のトラックのうちの１つのトラック、又は一組の車輪、又はモビリティ機構の他の構成要素を制御することができる）。別の実施例では、以下でさらに詳述されるように、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂのペアリング制御のためのペアリング制御モードで動作するとき、第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれの運動を協調的方法で制御するために、一対のジョイスティックが組み込まれ（例えば、図１３）、ユーザの手によって把持されることができる。上で定義したように、特定の移動機構は、陸上、空中、海上、及び／又は宇宙タイプの環境内での移動のためのプロペラ、スラスタ、ウォータージェットなど、任意の環境内での移動に適したトラック又は車輪以外の他の構成要素を組み込むことができることに留意されたい。

【0078】

他のマスタロボットシステムが、本明細書で論じられる２つ以上のロボットシステム（説明される外骨格ベースのマスタロボットシステム１０２以外）を制御するために本明細書に組み込み可能であることが、当業者によって理解されるべきである。例えば、マスタロボットシステムは、レプリカベースの制御、加速度計ベースの制御、ブレーキベースの制御、エンドポイント制御ベースの制御、及び／又は他のものを含むことができるが、それらに限定されず、それらは、本明細書では詳細に論じられない。

【0079】

引き続き図１乃至図２、図５乃至９を参照すると、上述したロボットシステム１００に関連するシステム及び動作モードの様々な態様を示す。上記では論じていないが、ロボットシステム１００は、特に、統合ロボット車両システムを画定するか又はさらに画定するために共に対にされたときに、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂのいずれか又は両方と共に動作可能な１つ以上の安定化ロボットシステム（すなわち、車両）（安定化ロボットシステム１０４ｃ参照）をさらに備えることができる。一例では、１つ以上の安定化ロボットシステム１０４ｃは、環境内の地面又は他の表面の周りでの安定化ロボットシステム１０４ｃの移動を促進するためのモビリティ機構１１０ｃを備えることができる。さらに、以下で説明するロボット車両制御モジュール（図６参照）は、ユーザ制御下で地面表面の周りを移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、第１ロボット車両又は第２ロボット車両のうちの少なくとも１つと安定化ロボット車両とのペアリング制御を促進するペアリング制御モードで動作可能であり、同様に以下で説明するロボット車両制御モジュールは、第１ロボット車両又は第２ロボット車両又は安定化ロボット車両のうちの少なくとも１つの互いに独立した移動の非ペアリング制御を促進する非ペアリング制御モードに切換え可能である。安定化ロボットシステム１０４ｃの目的及び機能は、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂのように、ロボットアームなどのロボットマニピュレータを支持することではない。むしろ、安定化ロボットシステム１０４ｃは、タスクの実行中などに、第１ロボットシステム１０４ａ及び／又は第２ロボットシステム１０４ｂのいずれかとペアリングされると、安定化機能を提供するように設計及び構成されることができる。実際、安定化ロボットシステム１０４ｃは、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂと同様の構成要素、例えば、モビリティ機構、カップリング機構、様々な位置又は他のセンサ、無線器（ａ ｒａｄｉｏ）、及び本明細書で説明されるような任意の他の動作構成要素を備えることができる。さらに、安定化ロボットシステム１０４ｃは、本明細書で教示されるように、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂと同様に動作及び制御されることができる。

【0080】

より具体的には、図５は、入力信号を受信し、情報を処理し、命令を実行し、第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂを制御するための出力信号を送信するための１つ以上のＣＰＵ２１０を含むマスタロボットシステム１０２（又は本明細書で説明する他のタイプのマスタロボット制御システム）の態様を含む高レベル制御方式を示すブロック図である。例えば、（１つ以上の）ＣＰＵ２１０は、運動のために選択された第１モビリティ機構１１０ａ及び／又は第２モビリティ機構１１０ｂの動作を制御するために、１つ以上の駆動入力デバイス（例えば、図２に示される駆動入力デバイス２０７、２０９を参照）のユーザ制御に応答して、モビリティ入力２１２を受信及び処理することができる。同様に、（１つ以上の）ＣＰＵ ２１０は、選択された第１マニピュレータ１１６ａ及び／又は第２マニピュレータ１１６ｂの動作を制御するために、マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び／又は２０４ｂ（例えば、制御マニピュレータ入力デバイス）の一方又は両方のユーザ制御に応答して、第１マスタ制御マニピュレータ入力２１４ａ及び／又は第２マスタ制御マニピュレータ入力２１４ｂを受信及び処理することができる。これらの「入力」（すなわち、２１２、２１４ａ、２１４ｂ）は、例えば、上半身外骨格構造２０５及び（１つ以上の）駆動入力デバイスを介してユーザの動きを検出するマスタロボットシステム１０２の（１つ以上の）センサ（例えば、力センサ、位置センサ）によって提供される出力信号として、（１つ以上の）ＣＰＵ２１０に送信され得る。（１つ以上の）ＣＰＵ２１０は、かかるセンサ出力を受信及び処理し、その後、第１ロボットシステム１０４ａ、第２ロボットシステム１０４ｂ、安定化ロボットシステム１０４ｃ、又はこれらの任意の組み合わせに、それらの動作のために送信されるコマンド信号を生成することができる。無線器（又は他のワイヤレス通信デバイス）は、かかるコマンドデータを第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ上の無線器（図６）に伝送するために、ＣＰＵ２１０に結合され得る。

【0081】

特に、マスタロボットシステム１０２は、（１つ以上の）ＣＰＵ２１０に通信可能に結合され、第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂならびに安定化ロボットシステム１０４ｃの態様を動作させるためのモード間で選択的に切換えるようにユーザによって動作可能な１つ以上のスイッチ入力２１６を備え得る。例えば、（１つ以上の）スイッチ入力２１６は、機械又はデジタルスイッチ又はボタンなどのマスターロボットマニピュレータ（２０４ａ又は２０４ｂ）のうちの１つの上の手動スイッチ、又は音声コマンド上のスイッチを操作するユーザの音声によって制御可能なオーディオスイッチなどの１つ以上のデバイスの形態であり得る。スイッチ入力２１６は、非ペアリング制御モード２１８ａで動作するように選択されることができ、ユーザは、第１ロボットシステム１０４ａ若しくは第２ロボットシステム１０４ｂ又は安定化ロボットシステム１０４ｃに対する動作制御を選択する。したがって、ユーザは、マスタロボットシステム１０２の第２マスタマニピュレータ２０４ｂを選択的に操作して、第２ロボットシステム１０４ｂの第２マニピュレータ１１６ｂを制御することができ、同時に（又は別個に）、ユーザは、駆動入力デバイス（例えば、２０７、２０９）を動作させ、（１つ以上の）スイッチ入力２１６を介して、第２モビリティ機構１１０ａ（例えば、一対のトラック１１２ｃ及び１１２ｄ）を制御することができる。第１ロボットシステム１０４ａが所望の位置にくると（及び／又はタスクを実行した後）、ユーザは、スイッチ入力２１６を作動させて、第１ロボットシステム１０４ａを所望の位置に配置する（及び／又はタスクを実行する）のと同様の方法で第１ロボットシステム２００ａを選択的に動作させることができる。

【0082】

第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ及び／又は安定化ロボットシステム１０４ｃ（例えば、図４参照）を非ペアリング制御モード２１８ａで別々に動作させた後、又はその代わりに、ユーザは、スイッチ入力２１６を作動させて、非ペアリング制御モード２１８ａからペアリング制御モード２１８ｂに切換えて、第１ロボットシステム１０４ａを第２ロボットシステム１０４ｂと、又は第１ロボットシステム１０４ａを安定化ロボットシステム１０４ｃと、又は、第２のロボットシステム１０４ｂを安定化ロボットシステム１０４ｃと、又は第１のロボットシステム１０４ａを第２のロボットシステム１０４ｂ及び安定化ロボットシステム１０４ｃの両方と協調的又は調和的方法で動作させることを促進することができる。このペアリング制御モード２１８ｂで動作するとき、一例では、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ及び安定化ロボットシステム１０４ｃのうちの任意の２つ以上は、ロボットシステムの選択された組み合わせが１つの一体的又は単一のモバイルプラットフォームとして移動させられ得るように、統合ロボットシステム１０６を画定することができる。換言すると、ペアリングモードの一態様は、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ及びに安定化ロボットシステム１０４ｃのうちの２つ以上を、それらが単一のロボットシステムであるかのように一緒に動作させることを促進する。また、ペアリング制御モード２１８ｂにあるとき、ユーザは、第１マスタマニピュレータ２０４ａ及び第２マスタマニピュレータ２０４ｂを同時に操作して、それぞれの第１及び第２マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂならびに／又は安定化ロボットシステム１０４ｃを制御することができ、同時に（又は別個に）、ユーザは、１つ以上の駆動入力デバイス（例えば、２０７、２０９）を動作させ、第１モビリティ機構１１０ａ及び第２モビリティ機構１１０ｂを制御して、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ又は安定化ロボットシステム１０４ｃのモビリティ機構１１０ｃの運動を協調的方法で制御することができる。第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの制御及び協調運動の例は、図１０乃至１３に関して以下でさらに説明される。当業者であれば、図１０乃至１３に関して以下に説明する原理は、任意の数の共にペアリングされたロボットシステム（例えば、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂが安定化ロボットシステム１０４ｃとペアリングにされて動作可能である）に適用可能であり、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂだけの制御及び動作に関する以下の説明は、いかなる形でも限定することを意味しないことを認識するであろう。

【0083】

図３及び図４は、統合ロボットシステム１０６をペアリング制御モード２１８ｂで動作させてそれぞれのタスクを実行する２つの異なる例を示している。具体的には、図３は、第２マニピュレータ１１６ｂがパイプを支持し、第１マニピュレータ１１６ａがパイプにタスク（例えば、溶接タスク）を行う間に、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの第１モバイルプラットフォーム１０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム１０８ｂが隣同士で（ｉｎ ａ ｓｉｄｅ－ｂｙ－ｓｉｄｅ ｍａｎｎｅｒ）近接して又は隣り合っていることを示し、したがって、パイプに関連する複数の点での動力補助マニピュレーションを提供する。第１モバイルプラットフォーム１０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム１０８ｂ（及び／又は安定化ロボットシステム１０４ｃ）は、以下にさらに例示されるように、カップリング機構によって、最初に物理的かつ一時的に互いに結合されることができる。理解されるように、ユーザは、第１モバイルプラットフォーム１０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム１０８ｂをペアリング制御モード２１８ｂで動作させて、それぞれのプラットフォーム及びロボットマニピュレータを示されるビュー内で適切に位置決めすることができる。代替的に、ユーザは、第１モバイルプラットフォーム１０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム１０８ｂを非ペアリング制御モード２１８ａで動作させて、それぞれのプラットフォーム及びロボットマニピュレータを所望の位置に個別に位置決めし、その後、タスクを行うためにペアリング制御モード２１８ｂに切換えることができる。

【0084】

同様に、図４は、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの第１モバイルプラットフォーム１０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム１０８ｂが、ある距離（例えば、８フィート）だけ、離れて位置するか又は互いから分離されている一方で、第１マニピュレータ１１６ａ及び第２マニピュレータ１１６ｂが、比較的長いパイプ（例えば、１４フィート）を把持及び支持し、これにより、パイプに関連する複数の点で動力補助マニピュレーションを提供する。以下でより詳細に説明されるように、有利には、外骨格構造２０５（例えば）（マスタ制御システム）を制御するユーザは、第１モバイルプラットフォーム１０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム１０８ｂをペアリング制御モード２１８ｂ（図５）で動作させ、例えば、１つ又は２つのマニピュレータでパイプを保持する単一のロボットで可能であるよりも安定した方法でパイプを移動させることができる。これは、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂが、単一のロボットマニピュレータの従来のシステム（又は１つのモバイルプラットフォームの周りに支持された２つのマニピュレータを有するより大きなロボットシステム）で持ち上げて移動させるにはアクセスできないか又は扱いにくい場合がある長くて重い物体を持ち上げて移動させるように協調的に制御及び動作することができるので、有利である。また、ロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂは、互いから所与の距離（例えば、８～２０フィート以上）に動的に位置決めすることができ、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２のロボットシステム１０４ｂを有する統合ロボットシステム６は、ペアリングモードにおいて単一のユニットとして依然として制御されるので、ロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂを有する統合ロボットシステム６は、特定の物体を支持することに対応するために従来のシステムよりも高い柔軟性を有する一方で、それを支持して所望のように移動させるためのより高い安定性を提供する。

【0085】

特に、上述したように、図４は、安定化ロボット車両１０４ｃを地面表面周りで移動させるための第３モビリティ機構１１０ｃ（例えば、トラック）を有する第３モバイルプラットフォーム１０８ｃを備える安定化ロボットシステム又は車両１０４ｃの一例を示す。第３モバイルプラットフォーム１０８ｃは、第１モバイルプラットフォーム１０８ａ又は第２のモバイルプラットフォーム１０８ｂと同じ又は同様の構成要素及び機能を備えることができることを諒解されたい。第３ロボットプラットフォーム１０８ｃは、１つ以上のマニピュレータ、エンドエフェクタ、及び／又はセンサなどを支持することができる。一実施例では、第３ロボットプラットフォーム１０８ｃは、第１モバイルプラットフォーム１０８ｃのカップリング機構１５６ａに物理的に結合するように動作可能なカップリング機構１５６ｃ（本明細書で説明するような）を備えることができ、第１のモバイルプラットフォーム１０８ａに強化された又はより大きな地面若しくは他の表面の支持安定性を提供する（第１のモバイルプラットフォームがそれ自体で、かつ何かに結合又は取り付けられずに動作する安定性と比較して）。第２モバイルプラットフォーム１０８ｂはまた、第１モバイルプラットフォーム１０４ａ又は安定化ロボット車両１０８ｃに物理的に結合するためのカップリング機構１５６ｂ（本明細書で説明するような）を備えることができることに留意されたい。図４のカップリング機構は、一般的又は概略的に示されるが、それらは、本明細書に説明される物理的又は仮想的カップリング機構のタイプのいずれかを備えることができる。いくつかの実施例では、多数のカップリング機構が、別のモバイルプラットフォームの別のカップリング機構に結合するために、特定のモバイルプラットフォームの任意の側に搭載され得る。また、一実施例では、マニピュレータのエンドエフェクタは、本明細書に説明される安定性目的のために、ともに結合するか、又は別のモバイルプラットフォームに取り付けるためのカップリング機構として使用され得る。いくつかの実施例では、３つ以上のロボットシステム又は車両は、カップリング機構を介して並列様式で（ｉｎ ａ ｓｉｄｅ－ｂｙ－ｓｉｄｅ ｍａｎｎｅｒ）共に取り付け可能であることができ、及び／又は、マトリクス若しくはブロック（例えば、２×２）で共に取り付け可能であることができ、及び／又は、スネーク様様式で（ｉｎ ａ ｓｎａｋｅ－ｌｉｋｅ ｍａｎｎｅｒ）長手方向に取り付け可能であることができる（例えば、回転可能又は枢動可能なカップリング機構を使用して、モバイルプラットフォーム間の移動の少なくとも１つの自由度を提供する）。

【0086】

図６は、本開示の一例による、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２のロボットシステム１０４ｂ（及び安定化ロボットシステム１０４ｃ）のさらなる詳細及び態様のブロック図を示す。各モビリティ機構１１０ａ及び１１０ｂ（及び安定化ロボットシステム１０４ｃの１１０ｃ）は、第１トラック及び第２トラックと、トラックを駆動するための（１つ以上の）モータとを備えることができる。各マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂは、マニピュレータのそれぞれのジョイントを作動させるためのいくつかのアクチュエータを備えることができる。アクチュエータは、リニアアクチュエータ又はロータリアクチュエータとすることができ、電気、液圧、空気圧、又はこれらの組み合わせによって動作させることができる。各マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂは、エンドエフェクタ（例えば、グリッパ、マグネット、スキャナ等）と、各マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂの各ジョイントに関連付けられた情報（例えば、位置、力）を感知するための（１つ以上の）センサ（例えば、位置、力）とをさらに備えることができる。種々のタイプの種々の他のセンサが、第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれの周りに位置することができる。第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの各々は、それぞれのモビリティ機構１１０ａ及び１１０ｂ並びにそれぞれのマニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂに結合されたコンピュータ１５０ａ及び１５０ｂをさらに備えることができる。各コンピュータ１５０ａ及び１５０ｂは、それぞれのモビリティ機構１１０ａ及び１１０ｂ並びに第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂの動作を制御するための（１つ以上の）ＣＰＵ、メモリ、及び（１つ以上の）コントローラと、ネットワーク内で通信するための通信／ネットワーク構成要素とを含むことができる。同様のコンピュータは、安定化ロボットシステム１０４ｃのモビリティ機構を制御するために、安定化ロボットシステム１０４ｃ上に支持されることができる。

【0087】

第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂは、互いの間及びマスタロボットシステム１０２の間で信号を受信及び送信するために、それぞれのコンピュータ１５０ａ及び１５０ｂに結合されたトランシーバ無線器１５２ａ及び１５２ｂをさらに備えることができる。無線器は、イントラネット、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、無線データネットワーク、セルネットワーク、直接ＲＦリンク、ステートレスリレーネットワーク、又は任意の他のそのようなネットワーク、あるいはそれらの組み合わせを含む、任意の有用なコンピューティング又は信号ネットワークを含み得る、ネットワークの一部であり得、その上での伝送のための種々のプロトコル、例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、及び他のネットワーキングプロトコルを含む、を利用し得る。かかるシステムのために利用されるコンポーネントは、選択されたネットワーク及び／又は環境のタイプに少なくとも部分的に依存し得る。ネットワークを介した通信は、有線接続、光ファイバ接続、又は無線接続、及びそれらの組合せによって可能にすることができる。同様の無線器が、安定化ロボットシステム１０４ｃ上で支持され得る。

【0088】

第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの各々は、第１モバイルプラットフォーム１０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム１０８ｂの互いに対する相対的な空間位置（及び配向）を感知及び決定するために、それぞれのコンピュータ１５０ａ及び１５０ｂに結合された１つ以上の車両位置センサ１５４ａ及び１５４ｂ（たとえば、位置特定センサ）をさらに備えることができる。車両位置センサ１５４ａ及び１５４ｂは、ＧＰＳデバイス、視覚慣性オドメトリ技術（カメラを使用する）、ＲＦＩＤ技術、慣性測定ユニットなどのうちの１つ以上を備えることができる。車両位置センサ１５４ａ及び１５４ｂは、以下でさらに詳述されるように、それらの相対位置を制御するために、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの間の距離を決定する際に有用であり得る。同様のセンサが、安定化ロボットシステム１０４ｃ上に支持され得る。本明細書で説明する位置センサは、以下でさらに説明するように、特定のモバイルプラットフォームの絶対方位を決定し、それによって、２つ以上のモバイルプラットフォームの互いに対する相対配向を決定するために使用される位置特定センサを備えることができる。

【0089】

第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ（及び／又は安定化ロボットシステム１０４ｃ）の各々は、ペアリング制御モード（図１０も参照）で動作するときに第１及び第２モバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂ（及び／又は安定化ロボットシステム１０４ｃ）を物理的に共に結合するために、それぞれの第１モバイルプラットフォーム１０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム１０８ｂ（及び／又は安定化ロボットシステム１０４ｃ）に結合されたプラットフォームカップリングシステム又は機構（プラットフォーム結合機構１５６ａ及び１５６ｂなど）をさらに備えることができる。一実施例では、各カップリング機構１５６ａ及び１５６ｂは、それぞれのモバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂによって支持されたマグネット（例えば、電磁石）を備えることができ、マグネットは、モバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂを、近接しているときに互いに物理的に結合するように互いに引き寄せることができる。電磁石の場合、これは、コンピュータと動作可能に通信し、モバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂを結合又は分離するように選択的に動作されることができる。一実施例では、電磁石は、電磁石の起動及び停止を促進するプラットフォームカップリング入力デバイス（例えば、ボタン）をユーザが動作させることによって制御することができる。本明細書では、ボールアンドソケット、フックアンドループ、及び第１及び第２モバイルプラットフォームを結合及び分離するように動作可能であり得る他の機械的カプラなどの他のプラットフォームカップリング機構が考えられる。いくつかの実施例では、第１及び第２モバイルプラットフォームは、物理的に結合されることなく互いに隣り合う（ａｄｊａｃｅｎｔ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ）ときに同期して動作することができ、したがって、以下でさらに詳述するように、「仮想的に結合」され得るので、カップリング機構が必要とされない場合がある。第１及び第２のロボットシステム１０４ａ及び１０４ｂの一方又は両方への安定化ロボットシステム１０４ｃの結合を促進する同様のカップリングシステム、すなわち物理的カップリングシステムを、安定化ロボットシステム１０４ｃ上に支持することができる。

【0090】

図７乃至９を参照すると、ロボットシステム１００は、マスタロボットシステム１０２及び第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂに関連付けられた制御モジュール２２０をさらに備えることができる。概要として、上述したように、制御モジュール２２０は、ペアリング制御モード２１８ｂにおいて動作可能であり、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２のロボットシステム１０４ｂ（統合ロボットシステム１０６を画定する）のペアリング制御を促進して、統合ロボットシステム１０６を地面又は他の環境の周りで移動させることができる。制御モジュール２２０はさらに、第１ロボットシステム１０４ａ又は第２ロボットシステム１０４ｂのうちの選択された１つの非ペアリング制御又は非ペアリング制御を促進するように、非ペアリング制御モード２１８ａで動作可能である（すなわち、それに切換え可能である）。

【0091】

より具体的には、制御モジュール２２０は、上述され、図１乃至６に示されるマスタロボットシステム１０２の機械的特徴及びシステムの一部又は全部と、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの動作を促進するためにＣＰＵ（マスタロボットシステム１０２、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ、又はその両方のＣＰＵ）による実施のために実行又はインストールされるソフトウェアと、を備えることができる。ソフトウェアは、有形の非一時的コンピュータ可読媒体上で動作するように動作可能であり得、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ及び１つ以上の安定化ロボットシステム１０４ｃの構成要素（例えば、モビリティ機構、マニピュレータ、カップリング機構、無線器等）の起動又は作動を引き起こす命令を実行するように１つ以上のプロセッサに指示するように構成され得る。したがって、制御モジュール２２０は、図６に関してさらに詳述されるように、マスタロボットシステム１０２及び第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂに関連付けられたソフトウェア及び機械的デバイス／システムの組み合わせを備えることができる。

【0092】

図７の例では、制御モジュール２２０は、ロボット制御スイッチモジュール２２２（又はより一般的には「ロボット車両制御スイッチモジュール」）、駆動制御モジュール２２４、マニピュレータ制御モジュール２２６、統合ロボット制御モジュール２２８（又は統合ロボット車両制御モジュール）、及びフォローミーモジュール２２３を備える又は含むことができる。

【0093】

ロボット制御スイッチモジュール２２２は、以下でさらに詳述されるように、マスタロボットシステム１０２（図５）の（１つ以上の）ＣＰＵによって処理されるソフトウェア、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ（図６）のＣＰＵによって処理されるソフトウェア、（１つ以上の）スイッチ入力２１６（図５）、並びに、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ及び安定化ロボットシステム１０４ｃ（図６）の種々の側面（すなわち、コンピュータ、モビリティ機構、マニピュレータ、カップリング機構）等の、ソフトウェア及び機械デバイス／システムの組み合わせを含むことができる。

【0094】

駆動制御モジュール２２４は、マスタロボットシステム１０２（図５）のＣＰＵによって処理されるソフトウェア、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ及び安定化ロボットシステム１０４ｃ（図６）のＣＰＵによって処理されるソフトウェア、駆動入力デバイス（図２）、（１つ以上の）モビリティ入力２１２（図５）、ユーザインターフェース、ならびに第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂならびに安定化ロボットシステム１０４ｃ（図６）の種々の側面（すなわち、コンピュータ、モビリティ機構）等の、それぞれの第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂのモバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂの運動又は駆動を促進するためのソフトウェア及び機械的デバイスの組み合わせを含むことができる。

【0095】

マニピュレータ制御モジュール２２４は、マスタロボットシステム１０２のＣＰＵ（図５）によって処理されるソフトウェア、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ及び安定化ロボットシステム１０４ｃのＣＰＵ（図６）によって処理されるソフトウェア、マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び２０４ｂ（図２）、マスタ制御マニピュレータ入力２１４ａ及び２１４ｂ（図５）、ユーザインターフェース、及び第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ（図６）の種々の態様（すなわち、コンピュータ、マニピュレータ）等の、それぞれの第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂのマニピュレータ１０６ａ及び１０６ｂの移動又は動作を促進するためのソフトウェア及び機械的デバイスの組み合わせを含むことができる。

【0096】

ロボット制御スイッチモジュール２２２（図８でさらに詳述される）は、ペアリングマニピュレータ制御モード２３０ａ及びペアリング駆動制御モード２３０ｂを含む、ペアリング制御モード２１８ｂにおける第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ及び安定化ロボットシステム１０４ｃの動作を促進することができる。一態様では、ユーザは、ユーザインターフェースを介して、ロボット制御スイッチモジュール２２２の一部としてのスイッチ入力（例えば、図５の２１６）を起動して、ユーザによって（マスタマニピュレータ２０４ａ及び２０４ｂを介して）操作される第１マニピュレータ１１６ａ及び第２マニピュレータ１１６ｂの両方を選択して、上記でも詳述したように、協調的方法で動作してタスクを実行することができる（例えば、図３、図４、及び図１５参照）。ユーザはさらに、本明細書でさらに詳述されるように、スイッチ入力（例えば、図５の２１６）を起動して、第１モバイルプラットフォーム１１０ａ及び第２モバイルプラットフォーム１１０ｂと安定化ロボットシステム１０４ｃとの両方を、ユーザによって（例えば、ジョイスティック２０７を介したモビリティ入力を介して）操作されるように選択し、単一のモバイルロボットプラットフォームとして、地面表面周りに協調的方法で動作／移動させることができる。ペアリング制御モードにおけるマニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂと、モバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂと、安定化ロボットシステム１０４ｃとのかかる選択的な起動及び動作は、互いに依存せず、特定のタスクに応じてユーザによって別々に選択され得ることに留意されたい。

【0097】

ロボット制御スイッチモジュール２２２は、非ペアリングマニピュレータ制御モード２３２ａ及び非ペアリング駆動制御モード２３２ｂを含む、非ペアリング制御モード２１８ｂにおける第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ及び安定化ロボットシステム１０４ｃの動作を促進することができる。一態様では、ユーザは、ユーザインターフェースを介して、ロボット制御スイッチモジュール２２２の一部としてのスイッチ入力（例えば、図５の２１６）を起動して、ユーザによって（マスタマニピュレータ２０４ａ及び２０４ｂを介して）操作される第１マニピュレータ１１６ａ及び第２マニピュレータ１１６ｂの両方を選択して、別個のタスク（例えば、図１７参照）を実行するために別個に動作させることができる。ユーザはさらに、本明細書でさらに詳述されるように、スイッチ入力（例えば、図５の２１６）を起動して、第１モバイルプラットフォーム１０８ａ又は第２モバイルプラットフォーム１０８ｂ及び／又は安定化ロボットシステム１０４ｃのうちのどれが、ユーザによって操作されるべきか（例えば、ジョイスティック２０７を介したモビリティ入力を介して）を、上記でさらに詳述されるように、地面表面周りで独立して動作／移動されるように選択することができる。

【0098】

非ペアリング制御モード２１８ａにおけるマニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂとモバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂと安定化ロボットシステム１０４ｃとのかかる選択的な起動及び動作は、互いに依存せず、したがって、これらは、特定のタスクに応じて別々に選択され得ることに留意されたい。さらに、非ペアリング制御モード２１８ａの１つの態様を（ユーザによって）選択し、ペアリング制御モード２１８ｂの態様と組み合わせることができることに留意されたい。例えば、ユーザは、モバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂと安定化ロボットシステム１０４ｃとを独立して非ペアリング制御モード２１８ａで移動させる一方で、マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂをペアリングマニピュレータ制御モード２３０ａで動作させて、マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂと共通のタスクを実行することを選択することができるが、必ずしもモバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂ又は安定化ロボットシステム１０４ｃを同期させて共に動作させる必要はないが、これも考えられる。この一実施例が図１５に図示されており、マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂは協調的方法で物体を持ち上げているが、モバイルプラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂは必ずしも協調して移動又は動作しているわけではない。この態様では、ユーザは、モバイルプラットフォーム１０８ａ又は１０８ｂのいずれを異なる時間に地面の周りで移動させるかを選択することができ、これは、マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂを用いたより複雑な協調的タスクに必要であり得る。

【0099】

図９をさらに参照すると、制御モジュール２２０の統合ロボット制御モジュール２２８は、ペアリングマニピュレータ制御モード２３０ａ及びペアリング駆動制御モード２３０ｂにおける第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂと安定化ロボットシステム１０４ｃとの動作を促進することができる。これは、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂと、任意選択で安定化ロボットシステム１０４ｃとが、マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂの両方、移動プラットフォーム１０８ａ及び１０８ｂの両方、及び安定化ロボットシステム１０４ｃ（存在する場合には）が、マスタ制御システム１０２のユーザ操作を介してペアリング制御モード２１８ｂで動作する統合ロボットシステム１０６を定義している場合の例である。

【0100】

図１０乃至１２は、統合ロボットシステム３０６（例えば、１０６）を画定する、第１ロボットシステム３０４ａ及び第２ロボットシステム３０４ｂ（例えば、１０４ａ及び１０４ｂ）のユーザ制御を概略的に図示し、マスタロボットシステム３０２（例えば、１０２）を介してユーザによって動作可能に制御される、第１ロボットシステム３０４ａ及び第２ロボットシステム３０４ｂの上面図である。マスタロボットシステム３０２は、統合ロボットシステム３０６の移動を制御するための駆動入力デバイス３０７を備えることを含めて、上述のマスタロボットシステム１０２と同一又は類似であり得る。例えば、駆動入力デバイス３０７は、駆動入力デバイス３０７を表すボックス内の方向矢印によって示されるように、統合ロボットシステム３０６の前方／後方及び左／右の地面移動を制御するために、ｘ－ｙ軸においてユーザによって操作可能なジョイスティックを備えることができる。ここでは具体的に示されていないが、第１ロボットシステム３０４及び第２ロボットシステム３０４ｂはさらに、本明細書で説明されるように、安定化ロボットシステムとともに動作可能であり得、安定化ロボットシステムは、ペアリングモードにあるときなどに、第１ロボットシステム３０４ａ又は第２ロボットシステム３０４ｂのいずれか、又は両方を安定化させる目的で使用され得、非ペアリングモードにあるときなどに、第１ロボットシステム３０４ａ又は第２ロボットシステム３０４ｂから分離され得ることが考えられる。

【0101】

第１ロボットシステム１０４ａに関して上で例示したのと同様に、第１ロボットシステム３０４ａは、第１マニピュレータ３１６ａを支持する第１モバイルプラットフォーム３０８ａと、運動を促進する第１対のトラック３１２ａ及び３１２ｂ（例えば、連続トラック）とを備えることができる。第１モバイルプラットフォーム３０８ａは、カップリング機構３５６ａ（例えば、１５６ａ）及び位置センサ３５４ａ（例えば、１５４ａ）を支持することができる。上で例示したのと同様に、第２のロボットシステム３０４ｂは、第２のマニピュレータ３１６ｂと、移動を促進する第２の対のトラック３１２ｃ及び３１２ｄ（例えば、連続トラック）とを支持し、結合機構３５６ｂ（例えば、１５６ｂ）と位置センサ３５４ｂ（例えば、１５４ｂ）とを支持する第２の可動プラットフォーム３０８ｂを備えることができる。上記でさらに詳述したように、位置センサ３５６ａ及び３５６ｂは、第１ロボットシステム３０４ａ及び第２ロボットシステム３０４ｂの互いに対するそれぞれの位置に関連付けられた位置データ（すなわち、位置センサ出力データ）を生成及び提供するように動作する。位置センサは、一実施例では位置特定センサとして、モバイルプラットフォームの絶対方位（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）（すなわち、３次元空間におけるその方位）に関連付けられた配向出力データを生成するように動作することもでき、配向出力データは、３次元における２つ以上のモバイルプラットフォームの互いに対する配向を決定するように処理され得る。したがって、位置センサを使用して、プロセッサが２つ以上のモバイルプラットフォーム間の距離及び空間におけるそれらの相対的な配向を決定するための位置及び配向データを生成することができる。位置センサ３５６ａ及び３５６ｂによって生成されるこの位置データは、例えば、第１モバイルプラットフォーム３０８ａと第２モバイルプラットフォーム３０８ｂとの間の第１距離Ｄ１を決定する（また、３次元におけるそれらの絶対的及び相対的配向を決定する）ための処理のために、マスタロボットシステム３０２のＣＰＵに伝送され、それによって受信されることができる。ユーザが、第１の距離Ｄ１が、モバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂが互いに近接するか又は隣接する（例えば、図１に示されるように、１フィート未満離れている）ように最小距離であることを所望する場合、ユーザは、モバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂを所望の距離Ｄ１まで個別に移動させることができるか、あるいは、ユーザは、入力デバイス（例えば、ジョイスティック上のボタン）を起動して、モバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂを互いに対して所望の第１の距離Ｄ１（及び空間位置／配向）まで、又は他の予めプログラムされた距離及び配向まで、互いに隣接して自律的に移動させることができる。したがって、ロボット制御スイッチモジュール２２２は、第１及び第２のモバイルプラットフォーム３１０ａ及び３１０ｂが、位置センサ３５４ａ及び３５４ｂによって生成される位置データに基づいて、互いに対してペアリングされた位置／配向（図１０）に自律的に移動することを促進する、自律的ペアリングモードで動作可能である。例えば、ペアリング位置は、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂが、１０フィート離れ、空間において同じ配向に向けられるように移動されるべきであることを意味するようにプログラムされ得る。その後、ユーザがスイッチ入力を介してプログラミングされたペアリング位置を選択することに応答して、自律ペアリングモジュールは、コマンド信号を第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂに伝送し、所望のペアリング位置／配向に移動させる。一実施例では、任意の数の可能なペアリング位置及び配向をマスタ制御システム３０２にプログラミングすることができ、及び／又は、ユーザは第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂの所望の距離及び向きを選択することができ、その後マスタ制御システム３０２は、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２のモバイルプラットフォーム３３０８ｂを互いに対して選択された距離及び配向に自律的に移動させることができる。

【0102】

本明細書で意図されるマスタ制御システムは、第１又は第２のロボットモバイルプラットフォームのうちの少なくとも１つの少なくとも１つの機能の制御のために、自律モード、半自律モード、及び／又は監視自律モードで２つ以上のロボットシステムの（１つ以上の）態様を動作させることができることに留意されたい。例えば、マスタ制御システムは、第１及び／又は第２のロボットシステムの自律移動を引き起こして、自律モードにおける特定のタスク（例えば、物体を持ち上げて積み重ねる反復タスク）を実行するように事前にプログラムされ得る。さらに、自律モードでは、特定のマスタ制御システムは「スマート」であり得、これは、第１モバイルプラットフォーム及び／又は第２モバイルプラットフォームが、地面、物体、壁、設備、人員などのそれらの周囲を感知（及び／又は知る）ことができ、それに応じて特定のタスクを達成するように動作することができることを意味する。かかる実装は、周囲を感知することができる、各モバイルプラットフォーム上のいくつかのセンサ／カメラを必要とし、その後、マスタ制御システム（例えば、（１つ以上の）モバイルプラットフォームに搭載される）は、感知された周囲に基づいて、モバイルプラットフォーム（及びマニピュレータ等）の自律的移動を達成し、完全自律的方法で（及び／又は半自律的方法若しくはモードで）タスクを達成することができる。監視自律モード（ｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｍｏｄｅ）では、個人は、１つ以上のロボットシステムの自律又は半自律動作又は移動を「監視」して、その安全かつ有効な動作を確実にすることができる（例えば、監視する個人は、（１つ以上の）ロボットシステムの１つ以上の機能を制御するために必要に応じて介入し、制御を行うことができる）。

【0103】

また、上記で詳述されるように、所望され、そのように装備される場合、ユーザは、第１カップリング機構３５６ａ及び第２カップリング機構３５６ｂ（例えば、電磁石）の起動又は動作を引き起こし、モバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂを物理的に共に結合することができる。代替的に、モバイルプラットフォーム３０４ａ及び３０４ｂは、物理的に共に結合されなくてもよいが、位置センサ及びモビリティ機構の動作を介して仮想的に互いに結合されてもよく、それにより、モビリティ機構は、それらが離れてドリフトした場合に自律的に移動して微調整を行うように動作可能であり、それにより、地面表面の周りを共に移動しながら互いに対して近い／所望の位置及び配向を維持することができる。したがって、一態様では、モバイルプラットフォーム３０８ａ又は３０８ｂの一方が他方のモバイルプラットフォームからドリフト又は遠すぎる移動を開始した場合、マスタロボットシステム３０２の（１つ以上の）ＣＰＵは、位置センサ３５４ａ及び３５４ｂによって生成された位置データに基づいてこれを決定し、その後、マスタロボットシステム３０２の（１つ以上の）ＣＰＵは、モバイルプラットフォーム３０８ａ及び／又は３０８ｂの一方又は両方を所望のペアリング位置／配向に共に近づけさせ、それによって、モバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂが所望の対の位置／配向で互いに近接した状態を維持するように、モバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂ間の距離及び配向を自動補正することができる。図示されていないが、第１及び第２のロボットシステム３０４ａ又は３０４ｂの一方又は両方はさらに、同様に、安定化ロボットシステムに物理的又は仮想的に結合されることができ、安定化ロボットシステムは、これを達成するために、カップリング機構及び種々のセンサを同様に備える

【0104】

引き続き図１１を参照すると、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂ（統合ロボットシステム３０６を少なくとも部分的に画定する）は、マスタ制御システム３０２の制御モジュール（例えば、２２０）によってペアリング制御モードで依然として動作されながら、互いから第２距離Ｄ２（例えば、８フィート）に位置決めされることができる。すなわち、ユーザは、駆動入力デバイス３０７を操作して又は動作させて（ｏｐｅｒａｔｅ ）第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂのうちの一方を他方のモバイルプラットフォームに対して所望の位置／配向に移動させて第２距離Ｄ２にすることができ、これは、ユーザによって視覚的に／手動で達成することができる。代替的に、ユーザは、マスタロボットシステム３０２を介して第２の距離Ｄ２の値を入力することができ、それに応答して、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂの一方又は両方は、図１１に図示される所望の位置に自律的に移動することができ、したがって、一実施例では、所望の距離（例えば、Ｄ２）離れており、互いに対して横方向に位置する。

【0105】

したがって、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂが第１距離Ｄ１又は第２距離Ｄ２によって分離されているかどうかにかかわらず、統合ロボットシステム３０６は、ユーザによって操作される駆動入力デバイス３０７の動作によって地面表面の周りを移動するように操作されることができ、その結果、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂは、一体的モバイルプラットフォームとして地面周りを移動することができる。

【0106】

引き続き図１２を参照すると、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂは、互いから特定の距離だけ分離されている間に、協調的方法で共に回転又は移動することができる。例えば、図示のように、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２のモバイルプラットフォーム３０８ｂは、マスタロボットシステム３０２のコンピュータシステムの（１つ以上の）ＣＰＵによって処理される差分計算に基づいて、協調的方法で右（時計回り）方向に共に移動され得る。差分計算は、第１モバイルプラットフォーム３０８ａと第２モバイルプラットフォーム３０８ｂとの間の感知された（又は選択された）距離Ｄ２に少なくとも部分的に基づき、その結果、個々のトラック（すなわち、１１２ａ～ｄ）は、例えば、統合ロボットシステム３０６の位置／配向及び回転の程度に基づいて、スキッドステアリング技術を用いて適切な右手回転を達成するように協調的方法で動作され得る。したがって、勾配は、互いから離れた距離に基づいてトラック３１２ａ～ｄに沿って決定され、これは、トラック３１２ａ～ｄに対する動的差分を提供する。このようにして、各トラックの速さ又は速度は、モバイルプラットフォーム３０８ａと３０８ｂとの間の決定された距離（たとえば、Ｄ１、Ｄ２）に基づいて動的に（及び自律的に）変更又は修正され得る。一対のトラックを有する単一のモバイルプラットフォームのためのスキッドステアリング原理及び計算は、当技術分野において周知であり、ルーチンであるので、そのような原理及び計算は、本明細書では詳細に説明しないことに留意されたい。したがって、一対のトラック（例えば、３１２ａと３１２ｂとの）間の距離、トラックの長さ、及び他のパラメータに応じて、当業者は、単一の特定のトラック式モバイルプラットフォームが、対になったトラック式モバイルプラットフォームの特定の設計に基づいて、前方、後方、及び回転を駆動するように計画された制御を促進計算することができる。

【0107】

一方、距離Ｄ２だけ互いに分離された２つの分離ロボットシステム（例えば、ロボットシステム３０４ａ及び３０４ｂ）に関して、モバイルプラットフォーム３０４ａ及び３０４ｂは、図１２に示される回転中心点Ｃ１に関して回転することができ、回転中心点Ｃ１は、例えば、右に直接回転する（すなわち、ゼロ点回転）ときに、モバイルプラットフォーム３０４ａ及び３０４ｂが集合的に移動して回転する回転点の中心を示す。この回転中心点Ｃ１の空間内の点は、モバイルプラットフォーム３０４ａ及び３０４ｂの回転の程度／半径に応じて変化し得ることを理解されたい。したがって、中心点Ｃ１周りに右に回転するとき、トラック３１２ａは、トラック３１２ｂの速度よりも速く、トラック３１２ｃの速度よりも速く、トラック３１２ｄの速度（０速度であってもよい）よりも速い速度で移動するように制御される。

【0108】

一実施例では、ユーザは、モバイルプラットフォーム３０４ａと３０４ｂとの間の横方向のどこかに位置する回転中心点Ｃ２など、特定の回転中心点を選択することができる。この実施例における回転中心点Ｃ２は、モバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂがこの回転中心点Ｃ２に関して回転又はスピンすることができるように、モバイルプラットフォーム３０４ａと３０４ｂとの間の中間点又はその近くにあってもよいが、そうである必要はない。したがって、差分計算及び回転中心点Ｃ２の位置に基づいて、トラック３１２ａは、トラック３１２ｂの順方向速度よりも速い順方向速度で移動するように制御されてもよく、トラック３１２ｃは、トラック３１２ｂの速度と実質的に同じ逆方向速度を有してもよく、トラック３１２ｄは、トラック３１２ａの速度と実質的に同じ逆方向速度を有してもよい。これにより、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂは、回転中心点Ｃ２周りに円運動することができる。回転中心点Ｃ２は、モバイルプラットフォームのうちの１つにより近くなるようにユーザによって選択されてもよく、特定のタスクのためのカスタマイズされた回転点及び結果として生じる統合回転半径を提供することができることに留意されたい。

【0109】

いくつかの実施例では、第１ロボットシステム３０４ａ及び第２ロボットシステム３０４ｂのそれぞれの第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂの速度及び方向を制御する第１駆動入力デバイス３０７ａ及び第２駆動入力デバイス３０７ｂを示す図１３に示すように、第２駆動入力デバイスをマスタロボットシステム３０２に組み込むことができる。第１駆動入力デバイス３０７ａ及び第２駆動入力デバイス３０７ｂは、ペアリング制御モードにあるとき、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂの動きを制御するように動作可能なジョイスティックであり得る。これは、上述したように、ユーザがモバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂの転換点中心を制御するときに有用であり得る。ユーザが非ペアリング制御モードに切換えると、ユーザは、駆動入力デバイス３０７ａ又は３０７ｂのうちの１つを使用して、第１ロボットシステム３０４ａ又は第２ロボットシステム３０４ｂのうちの選択された１つを制御してもよい。

【0110】

図１４は、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂを、互いに特定の距離だけ離れた状態で、協調的方法で共に回転又は移動させるように、ペアリング制御モードで制御する別の例を示す。図１２に関して上述したように、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂは、マスタロボットシステム１０２のコンピュータシステムの（１つ以上の）ＣＰＵによって処理される差分計算に基づいて協調的方法で右（時計回り）方向に共に移動することができる。差分計算は、それぞれのモバイルプラットフォーム３０８ａ及び３０８ｂ上の位置センサＰＳ１及びＰＳ２によって生成された位置情報に基づく、第１モバイルプラットフォーム３０８ａと第２モバイルプラットフォーム３０８ｂとの間の感知された（又は選択された）距離に少なくとも部分的に基づく。このようにして、個々のトラック３１２ａ～ｄ（例えば、１１２ａ～ｄ）は、統合ロボットシステム３０６の位置／配向及び回転の程度に基づいて、スキッドステアリング技法を用いて適切な右手回転を達成するように協調的方法で動作することができる。

【0111】

第１モバイルプラットフォーム３０４ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０４ｂは、第１モバイルプラットフォーム３０４ａ及び第２のモバイルプラットフォーム３０４ｂを越えて又は外側に位置することができる任意の回転中心点Ｃ３に対して回転することができる。中心点Ｃ３は、モバイルプラットフォーム３０４ａ及び３０４ｂが集合的に移動して回転する回転点の中心を示す。ユーザは、この回転中心点Ｃ３を選択することができ、又は第１モバイルプラットフォーム３０４ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０４ｂが特定のタスクのために実行することを要求されるプログラ民具された移動に基づいて、マスタコンピュータシステムによって自動的に選択されてもよいことに留意されたい。回転中心点Ｃ３に基づいて、第２モバイルプラットフォーム３０４ｂは、回転半径Ｒ１を有することができ、これは、第２モバイルプラットフォーム３０４ｂの位置センサＰＳ２から受信した位置センサデータに基づいて、マスタ制御システム３０２の（１つ以上の）ＣＰＵによって計算することができる。また、第１モバイルプラットフォーム３０４ａは、それぞれのモバイルプラットフォーム３０４ａ及び３０４ｂ上の位置センサＰＳ１及びＰＳ２によって提供される位置センサ情報を使用して決定されるように、第１モバイルプラットフォーム３０４ａと第２モバイルプラットフォーム３０４ｂとの間の距離によって画定される回転半径Ｒ２を有することができる。図１４は、各モバイルプラットフォーム３０４ａ及び３０４ｂの回転弧の破線の端部におけるそれぞれの位置センサＰＳ１（ｔ）及びＰＳ２（ｔ）によって示されるように、特定の角度回転した後の第１モバイルプラットフォーム３０４ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０４ｂの各々についての第２時間位置を示すことに留意されたい。したがって、回転中心点Ｃ３からの第１モバイルプラットフォーム３０４ａの回転半径をＲとし、第２モバイルプラットフォーム３０４ａの回転半径をＲ１とすると、Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒの組み合わせとなる。したがって、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂの掃引は、経時的な回転角Ａに等しい。

【0112】

例えば、回転中心点Ｃ３の選択された場所に基づいて、（１つ以上の）ＣＰＵは、位置センサＰＳ２からの位置及び配向情報を使用して、第２ロボットシステム３０４ｂが回転中心点Ｃ３から２０フィート離れており、したがって、Ｒ１＝２０フィートであることを決定することができる。（１つ以上の）ＣＰＵは、その後、ＰＳ１とＰＳ２との間の距離に基づいて、Ｒ２＝３０フィートであることを決定することができる。したがって、Ｒ＝２０＋３０＝５０フィートであるので、第１ロボットシステム３０４ａは、約５０フィートの半径で回転するように動作することができ、第２ロボットシステム３０４ｂは、約２０フィートの半径で回転するように動作することができる。マスタ制御システム３０２の（１つ以上の）ＣＰＵによって実行されるこの計算に基づいて、マスタ制御システム３０２は、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂのそれぞれにコマンド信号を送信して、計算された回転半径Ｒ及びＲ１にそれぞれ基づいてそれらのそれぞれのトラックを駆動することができる。この機能は、上記の数学的計算を通じて第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂの、かかる移動を能動的に実行又は実施し、第１モバイルプラットフォーム３０８ａ及び第２モバイルプラットフォーム３０８ｂの各々のトラックの対を制御する。

【0113】

図示されていない別の実施例では、第３ロボットシステムが、本開示で説明される第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムと組み込まれることができる。ここで、３つのモバイルプラットフォームは、比較的長い距離（例えば、各プラットフォーム間で１０フィート以上）にわたって互いから空間的に又は遠隔的に分離されることができる一方で、３つのマニピュレータは、協調的方法で比較的長い物体を把持及び移動／マニピュレートする。３つのモバイルプラットフォームは、その後、ユーザによる１つ以上の駆動入力デバイス（例えば、（１つ以上の）ジョイスティック）の操作を介して移動されることができ、ユーザは、協調的タスクを行うために、ペアリング制御モードを準備するとき、各モバイルプラットフォームを相互に対して位置決めするとき等、非ペアリング制御モードにあるとき、３つのモバイルプラットフォームのうちのいずれを制御するかを選択することができる。別の実施例では、４つ以上のロボットシステムが、マスタロボットシステムによって制御されることができ、例えば、重い又は複雑な物体を持ち上げ、移動させるために必要とされ得る。上述したように、ロボットシステムのいずれか１つ又はいずれかの組み合わせ又は全ては、本明細書で教示されるように、１つ以上の安定化ロボットシステムと共に動作可能であり得る。

【0114】

分離可能なロボットシステム（例えば、１０４ａ及び１０４ｂ）及び分離可能な安定化ロボットシステムを提供することの１つの利点は、１つの特定のロボットシステム、又はこれらの各々、及び任意の安定化ロボットシステムが、図１６に示されるような特定の出入口を通るような狭い領域を通って進行するように選択的に動作され得るという事実である。ここで、第１ロボットシステム１０４ａの横幅は、モバイルプラットフォーム１０８ａがより小さいアクセス開口を通って駆動され得るように、比較的小さく（例えば、４２インチ以下）あり得る。これは、放射性環境など、人間の存在が禁止され得る特定の施設において有利である。さらに、ロボットシステム及び安定化ロボットシステムは、狭い出入り口などを直線的に（つまり、端から端まで蛇のように）相互に追従することができ、その後、それらを並べて組み合わせてペア制御モードで動作させることができる。

【0115】

一実施例では、ロボットシステム及び安定化ロボットシステムは、代替的に、（車輪又はトラックを介して）地面表面の周りを移動するように動作可能なロボット車両とみなすことができ、マスタロボットシステムは、代わりに、地面に沿ったロボット車両の移動を制御するためのロボット車両制御システム（「マスタ」である必要はない）とすることができる。すなわち、この実施例では、上述したようなマスタフォロワ関係が必ずしも存在しない。例えば、第１ロボット車両及び第２ロボット車両と、１つ以上の安定化ロボット車両とは、ロボット車両制御システム（例えば、入力デバイス、コンピュータシステム、無線通信など）によって非ペアリング制御モードで動作されて、第１ロボット車両又は第２ロボット車両又は１つ以上の安定化ロボット車両のうちの選択された１つの、地面の周りを移動する非ペアリング制御を促進することができる。その後、ユーザによって操作されるロボット車両制御システムを操作して、第１及び第２のロボット車両、ならびに任意選択で１つ又は複数の安定化ロボット車両のペアリング制御のためのペアリング制御モードに切換えて、統合ロボット車両システムを画定することができる。その後、上述したような類似の方法で、ロボット車両制御システムは統一ロボット車輛システムを作動して、基本の表面を転々とすることができる。上述と同様に、第１ロボット車両および第２のロボット車両と、１つ以上の安定化ロボット車両との間の距離は、第１ロボット車両及び第２ロボット車両と１つ以上の安定化ロボット車両とのそれぞれ上の１つ以上の位置センサから生成された位置センサ出力データを受信することによって、（ロボット車両制御システムの）プロセッサによって決定され得る。その後、決定された距離に基づいて、ロボット車両制御システムは、ロボットシステムの２つ以上のモバイルプラットフォームの移動制御に関して上述したのと同様に、第１ロボット車両及び第２ロボット車両と１つ以上の安定化ロボット車両の移動を協調的方法で制御するためにユーザによって操作可能である。

【0116】

３つ以上のロボット車両を実装する一実施例では、図１０乃至１４に関して説明したのと同じ又は類似の原理を、３つ以上のロボット車両を制御するために促進組み込むことができることを理解されたい。例えば、安定化ロボット車両（例えば、１０４ｃ）、又は他の／第３の車両が、図１２に説明されるペアリング制御又は協調的制御態様と組み込まれると仮定する。３台全ての車両間の距離は、同様の方法で決定することができ、３台全ての車両が協調的方法で移動するように、３台の車両を依然として「ペアリング」制御モードで動作させることができる。例えば、（３台の車両のセットのうちの）中央の車両は、中央の車両のいずれかの側の車両が中央の車両の周りを回転するように（例えば、３台全ての車両が共通のペイロードを持ち上げて移動させているとき）、中央回転点に位置決めされているとみなされ得る。理解され得るように、３台の車両の中央回転点は、地面に沿った空間のどこかにあると決定され得る。タスク要件に応じて、３台以上の車両が必ずしもすべて同時に協調的方法で制御される必要はないことに留意されたい。例えば、２台の乗り物は協調的移動を有し得るが、第３車両（又は複数の他の車両）は、タスクを達成するために必要とされるか又は要求されるまで協調的方法で移動しない（例えば、（１つ以上の）他の車両は、（１つ以上の）他の車両とペアリングされるか又は制御されるまで待機することができる）。いくつかの例では、本明細書で検討される３つ以上のロボット車両は、本明細書でさらに述べられるフォローミーモードで動作することができ、それにより、２つ以上のロボット車両が、かかるモードに関して本明細書で述べられる同一又は同様の機能を使用して、「リーダー」ロボット車両に追従する。

【0117】

一実施例では、制御モジュール２２０（図７参照）は、本明細書で説明するフォローミーモードの動作を実施するフォローミーモジュール２２３をさらに含むことができる。したがって、制御モジュール２２０のフォローミーモジュール２２３は、フォローミーモードの起動及び実装を促進するソフトウェアを備えることができ、第１マニピュレータ及び第２マニピュレータ（例えば、１１６ａ及び１１６ｂ）が共通のペイロードを支持及び移動しているときに、少なくとも１つの力出力信号に基づいて、第２ロボットシステム（例えば、１０４ｂ）及び１つ以上の安定化ロボット車両（図示せず）を受動的に制御しながら、第１ロボットシステム（例えば、１０４ａ）を能動的に制御するように、フォローミーモードで動作可能であり得る。より具体的には、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂが共通のペイロードを持ち上げて支持している例として図４（又は図５）を使用すると、ユーザは、第１ロボットシステム１０４ａに対するアクティブ制御、具体的には第１モバイルプラットフォーム１０８ａを介した地上移動に対する制御、及び入力デバイス（図２）を介した第１マニピュレータ１１６ａに対する制御のために、フォローミーモードを選択することができる。図６の説明に関して上述したように、第１マニピュレータ１１６ａは、マニピュレータ１１６ａの各関節（例えば、肩、肘、手首、グリッパ、プラットフォーム回転に関連付けられた関節）に関連付けられた力センサなどの１つ以上のセンサを含むか又は支持することができる。力又は荷重センサは、例えば、マニピュレータ１１６ｂ（及び１１６ａ）の重力補償を可能にするために使用することもできる。加えて、力又は荷重センサを使用して、ペイロードによって（第１ロボットシステムの移動から）第２のマニピュレータに加えられる力を測定して、トルク補助などによって第２のマニピュレータの強化された動作を可能にすることができる。負荷又は力センサは、歪みゲージ、薄膜センサ、圧電センサ、抵抗負荷センサなどを含むがこれらに限定されない任意のタイプの適切な負荷センサを含むことができる。例えば、使用され得る荷重センサは、Ｓｅｎｓｏｔｅｃによって製造されるロードセル、Ｐ／Ｎ ＡＬ３１１ＣＲ又はＰ／Ｎ ＡＬ３１ＤＲ－１Ａ－２Ｕ－６Ｅ－１５Ｃ、Ｆｕｔｅｋ、Ｐ／Ｎ ＬＣＭ３７５－ＦＳＳＨ００６７５、又はＰ／Ｎ ＬＣＭ３２５－ＦＳＨ００６７２を含む。

【0118】

マニピュレータ（例えば、１１６ａ、１１６ｂ）によって支持される各力センサは、例えば、第２マニピュレータ１１６ｂのそれぞれの関節における、又はそれに印加される負荷に関連付けられる少なくとも１つの力出力信号を生成するように構成される。（１つ以上の）力出力信号は、処理のために、第２ロボットシステム及び／又はマスタロボットシステム上の（１つ以上の）ＣＰＵに伝送されてもよい。フォローミーモードの背後にある１つの目的は、ロボットシステム、ペイロードへの損傷を防止し、第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームの転倒を回避することであり、これらは全て、移動中に連続的に変化する重心を有し得るペイロードを移動させるときのかかる制御の不確実性のために、第１及び第２のロボットシステムの両方を能動的に制御するときのリスクである。したがって、第１のロボットシステム１０４ａは、例えば、地面周りを移動して（そのマニピュレータを介して）ペイロードを移動させるように能動的に制御され得る一方で、第２ロボットシステム１０４ｂは、ペイロードを介して第２のマニピュレータ１１６ｂに伝達される負荷によって経験されるように、第１ロボットシステム１０４ａの移動に受動的に追従し、負荷は、第２マニピュレータ１１６ｂに関連付けられた１つ以上の力センサによって感知される。したがって、第１ロボットシステム１０４ａは、効果的に第２ロボットシステム１０４ｂを「沿って引っ張る（ｐｕｌｌｉｎｇ ａｌｏｎｇ）」。例えば、第２マニピュレータ１１６ｂ上の負荷センサが、「大きすぎる」負荷（第１のロボットシステム１０４ａによって移動されているペイロードから）を感知し、したがって、ペイロードの効果的な輸送にとって潜在的に安全でない又は望ましくない場合、（マスタ制御システム又は第２ロボットシステムの）（１つ以上の）ＣＰＵは、例えば、トラック１１２ｃ及び１１２ｄの移動及び／又は第２のマニピュレータ１１６ｂの１つ以上の関節の移動を達成するなど、１つ以上のアクションを自動的に行うように第２ロボットシステム１０４ｂに命令することができる。したがって、様々な力閾値を決定及びプログラ民具することができ、これらは（１つ以上の）ＣＰＵによって実行可能であり、その結果、１つ又は複数の関節が特定のトルク閾値（例えば、４０Ｎｍのトルク閾値）に近づいているか又はそれを超える負荷を受けている場合、第２ロボットシステム１０４ｂは、それに応じてその地上位置及び／又はマニピュレータ位置を自動的に調整して、例えば、第２モバイルプラットフォーム１１０ｂが転倒するのを防止する。したがって、第２ロボットシステム１０４ｂは、制御モジュールによってフォローミーモードで動作させることができ、その結果、第２ロボットシステム１０４ｂは、マニピュレータ１１６ａ及び１１６ｂの両方によって支持される共通のペイロードを介して平行移動される力によって平行移動される第１ロボットシステム１０４ａの移動に対応する動きに追従する。

【0119】

一実施例では、１つ以上の位置センサが、第２マニピュレータ１１６ｂによって支持され、フォローミーモードにある間、力センサと同様の目的のためにマニピュレータ１１６ｂの関節に関連付けられ得る。例えば、第２モバイルプラットフォーム１１０ｂの近くの関節（例えば、肩関節又は胴関節）に関連付けられた位置センサが、特定の関節の角度位置が関節位置閾値を超えている（又は到達している）（例えば、公称位置から１４５度を超えている）ことを感知し、その結果、第２のマニピュレータ１１６ａが許容可能な範囲よりも外側に「遠すぎる」（したがって、第１及び／又は第２のモバイルプラットフォームの転倒の危険性がある）場合、（１つ以上の）ＣＰＵは、例えば、第２ロボットシステム１０４ｂにコマンド信号を送信して、そのトラックを（第１のロボットシステムの移動を介して）ペイロードからの引張力のベクトルに向かう方向に移動させることができる。その後、第２ロボットシステム１０４ｂは、１つ以上の関節を作動させて、関節位置を関節位置閾値未満の許容可能な位置又は角度（例えば、９０度）に低減するように制御され得、それにより、第２ロボットシステム１０４ｂは、第１ロボットシステム１０４ａ及び／又は第２ロボットシステム１０４ｂの潜在的に安全でない又は望ましくない移動、さらにはペイロードの移動を防止するように移動され得る（すなわち、そのトラック及び／又はマニピュレータ）。したがって、第２マニピュレータ１１６ｂに関連付けられた負荷センサ及び位置センサは、出力信号を送信することができ、この出力信号は、一緒に見るか又は組み合わせると、マスタ制御システムの（１つ以上の）ＣＰＵが、１つ以上の関節が安全でない位置で安全でない負荷を受けるかどうかを決定することができ、したがって、（１つ以上の）ＣＰＵは、適切なアクションを行うように第２ロボットシステムに自動的に命令することができ、したがって、両方のマニピュレータによって支持された共通ペイロードを通して伝達される移動及び力を介して第１のロボットシステムに「追従する」ことができる。

【0120】

ユーザは、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムが共通ペイロードを把持し、持ち上げた後、入力デバイスを介して、フォローミーモードを能動的に選択してもよいことに留意されたい。この場合、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムは、ユーザが第１ロボットシステムのみに対してアクティブ制御を選択している、非ペアリング制御モードで動作しているであろう。フォローミーモードタスクが達成された（すなわち、ペイロードが両方のマニピュレータによって保持された所望の位置にある）後の後の時点で、ユーザは、（地上移動及び／又はマニピュレータ移動のための）ペアリング制御モードに切換えて、両方のマニピュレータを能動的に制御することによって両方のマニピュレータの把持からペイロードをアンロードするなどの別のタスクを実行することができる。

【0121】

一実施例では、第２マニピュレータ１１６ｂは、ロボット、ペイロード、又は個人への損傷を防止するために、フォローミーモードにある間、いくらかフレキシブル又はコンプライアント（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）であり得る。より具体的には、第２マニピュレータ１１６ｂの１つ以上の関節は、第２マニピュレータ１１６ｂにおいて感知された負荷に基づいて、（前述の力閾値を超えない限り）関節変位の５～１０％以内など、ペイロードが移動されているときにある程度まで（動力供給されているか否かにかかわらず）作動するようにプログラムされ得る。このようにして、第２のマニピュレータ１１６ｂの各関節は、時計回り又は反時計回りに「はね返る（ｂｏｕｎｃｅ）」又は「跳ねる（ｓｐｒｉｎｇ）」ことができ、それにより、ある程度フレキシブルであり、堅く拘束されず、これは、第１ロボットシステムによってペイロードが持ち上げられ、回転させられ、バランスが崩れるなどのときに有用であり得る。

【0122】

したがって、フォローミーモジュール２２３は、マスタロボットシステム１０２（図５）の（１つ以上の）ＣＰＵによって処理されるソフトウェア、第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂ（図６）のＣＰＵによって処理されるソフトウェア、（１つ以上の）駆動入力装置（図２）、（１つ以上の）モビリティ入力部２１２（図５）、マスタ制御マニピュレータ２０４ａ及び２０４ｂ（図２）、マスタ制御マニピュレータ入力部２１４ａ及び２１４ｂ（図５）、並びに第１ロボットシステム１０４ａ及び第２のロボットシステム１０４ｂ（図６）の様々な態様（すなわち、コンピュータ、モビリティ機構、マニピュレータ、力及び位置センサ）などの、上述のフォローミーモードにおける第１ロボットシステム１０４ａ及び第２ロボットシステム１０４ｂの動作を促進するためのソフトウェア及び機械デバイスの組み合わせを含むことができる。

【0123】

図１８は、本技術のモジュールのソフトウェアコンポーネントが実行され得るコンピューティングデバイス６１０を示す。本技術の高レベルの例が実行され得るコンピューティングデバイス６１０が示されている。コンピューティングデバイス６１０は、メモリデバイス６２０と通信する１つ以上のプロセッサ６１２を含んでもよい。コンピューティングデバイス６１０は、コンピューティングデバイス内のコンポーネントのためのローカル通信インターフェース６１８を含むことができる。例えば、ローカル通信インターフェース６１８は、必要に応じて、ローカルデータバス及び／又は任意の関連するアドレスバス若しくは制御バスであってもよい

【0124】

メモリデバイス６２０は、（１つ以上の）プロセッサ６１２によって実行可能なソフトウェアモジュール６２４と、モジュール６２４のためのデータとを含み得る。例えば、メモリデバイス６２０は、フォローミーモジュール２２３、ロボット制御スイッチモジュール２２２、駆動制御モジュール２２４、マニピュレータ制御モジュール２２６、及び統合制御モジュール２２８の一部であるそれぞれのソフトウェアコンポーネントを含んでもよい。ソフトウェアモジュール６２４は、前述した機能を実行することができる。データストア６２２はまた、（１つ以上の）プロセッサ６１２によって実行可能なオペレーティングシステムとともに、ソフトウェアモジュール６２４及び他のアプリケーションに関連するデータを記憶するために、メモリデバイス６２０内に配置され得る。

【0125】

他のアプリケーションもまた、メモリデバイス６２０内に記憶され得、（１つ以上の）プロセッサ６１２によって実行可能であり得る。本明細書で説明されるコンポーネント又はモジュールは、方法のハイブリッドを使用してコンパイル、解釈、又は実行される高レベルプログラミング言語を使用するソフトウェアの形態で実装されてもよい。

【0126】

コンピューティングデバイスはまた、コンピューティングデバイスによって使用可能なＩ／Ｏ（入力／出力）デバイス６１４へのアクセスを有し得る。Ｉ／Ｏデバイス６１４の一例は、コンピューティングデバイス６１０からの出力を表示するために利用可能な表示スクリーン６３０である。Ｉ／Ｏデバイス６１４の別の例は、１つ以上の駆動及びマニピュレータ制御入力デバイス、スイッチ入力デバイス、及び本開示のマスタ制御システムに関連付けられた他のＩ／Ｏデバイスである。ネットワーキングデバイス６１６及び同様の通信デバイスは、コンピューティングデバイスに含まれ得る。ネットワーキングデバイス６１６は、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ、又は他のコンピューティングネットワークに接続する有線又は無線ネットワーキングデバイスであり得る。

【0127】

メモリデバイス６２０に記憶されるものとして示されている構成要素又はモジュールは、（１つ以上の）プロセッサ６１２によって実行され得る。「実行可能」という用語は、プロセッサ６１２によって実行され得る形態であるプログラムファイルを意味し得る。例えば、高級言語のプログラムは、メモリデバイス６２０のランダムアクセス部分にロードされ、プロセッサ６１２によって実行され得るフォーマットのマシンコードにコンパイルされ得るか、又はソースコードは、別の実行可能プログラムによってロードされ、プロセッサによって実行されるべきメモリのランダムアクセス部分において命令を生成するように解釈され得る。実行可能プログラムは、メモリデバイス６２０の任意の部分又は構成要素に記憶され得る。例えば、メモリデバイス６２０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ソリッドステートドライブ、メモリカード、ハードドライブ、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ、又は任意の他のメモリ構成要素であり得る。

【0128】

プロセッサ６１２は複数のプロセッサを表してもよく、メモリデバイス６２０は、処理回路と並列に動作する複数のメモリユニットを表してもよい。これは、システム内のプロセス及びデータのための並列処理チャネルを提供することができる。ローカル通信インターフェース６１８は、複数のプロセッサ及び複数のメモリのいずれかの間の通信を促進するためのネットワークとして使用され得る。ローカル通信インターフェース６１８は、負荷分散、バルクデータ転送、及び同様のシステムなど、通信を調整するために設計された追加のシステムを使用することができる。

【0129】

図１９は、例示的な一実施形態による、複数のロボット車両を動作させる方法７００を示すフロー図である。ブロック７０２におけるように、本方法は、個々の第１ロボット車両及び第２ロボット車両を非ペアリング制御モードで動作させて、地面表面周りの第１ロボット車両及び第２ロボット車両の独立した制御を促進する、ステップを含むことができる（例えば、図１乃至９に関する上記の記載を参照）。ブロック７０４におけるように、本方法は、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のペアリング制御のためのペアリング制御モードに切換えるステップを含むことができる（例えば、図１乃至１４に関する上記の記載を参照）。ブロック７０６におけるように、本方法は、第１ロボット車両及び第２ロボット車両を動作させて、地面表面周りに協調的方法で共に移動させるステップを含むことができる（例えば、図１乃至１４に関する上記の記載を参照）。

【0130】

図２０は、例示的な一実施形態による、複数のロボット車両を動作させる方法８００を示すフロー図である。方法８００は、命令を格納する１つ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体によって達成されることができ、命令は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、１つ以上のプロセッサに１つ以上の動作を実行させる。ブロック８０２におけるように、本方法は、（１つ以上の）プロセッサに第１車両及び第２車両を動作させる非ペアリング制御モードを確立させることを含むことができる。ブロック８０４におけるように、本方法は、（１つ以上の）プロセッサに地面表面周りの第１車両の移動を制御させることを含むことができる。ブロック８０６におけるように、本方法は、（１つ以上の）プロセッサに、第１車両から独立して、地面表面周りの第２車両の移動を制御させることを含むことができる。ブロック８０８におけるように、本方法は、（１つ以上の）プロセッサに、ペアリング制御モードに切換えさせて、第１車両及び第２車両のペアリング制御に切換えさせて、統合車両システムを定義させることを含むことができる。ブロック８１０におけるように、本方法は、（１つ以上の）プロセッサに、第１車両及び第２車両が共に協調的方法で移動するように、地面表面周りの統合車両システムの移動を制御させることを含むことができる。方法８００の動作は、特に図１乃至１４などに関する例の説明に関して、本明細書で説明する様々な例によって達成され得ることを諒解されたい。

【0131】

本明細書で説明される機能ユニットのいくつかは、それらの実装の独立性をより具体的に強調するために、モジュールとしてラベル付けされている。例えば、モジュールは、ロボット又はロボットシステムの機械的及び構造的デバイス及び／又はシステムのうちの少なくともいくつか、及びソフトウェア構成要素又はソフトウェアモジュールを備え得る。モジュールは、部分的に、カスタムＶＬＳＩ回路又はゲートアレイ、論理チップなどの既製の半導体、トランジスタ、又は他の個別構成要素を含むハードウェア回路をさらに含むことができる。モジュールはまた、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジックデバイスなどのプログラマブルハードウェアデバイス内に実装されてもよく、又はそれらを含んでもよい。

【0132】

モジュールはまた、様々なタイプのプロセッサによる実行のためのソフトウェアコンポーネント又はソフトウェアモジュールにおいて実装され得るか、又はそれらを備え得る。実行可能コードの識別されたソフトウェアモジュールは、例えば、オブジェクト、プロシージャ、又は関数として編成され得るコンピュータ命令の１つ以上のブロックを備え得る。それにもかかわらず、識別されたソフトウェアモジュールの実行ファイルは、物理的に一緒に配置される必要はないが、ソフトウェアモジュールを構成し、論理的に一緒に結合されたときにソフトウェアモジュールについて述べられた目的を達成する、異なる場所に記憶された異なる命令を含むことができる。

【0133】

実際、実行可能コードのソフトウェアモジュールは、単一の命令又は多くの命令であってもよく、いくつかの異なるコードセグメントにわたって、異なるプログラムの間で、及びいくつかのメモリデバイスにわたって分散されてもよい。同様に、動作データは、本明細書ではソフトウェアモジュール内で識別され図示されてもよく、任意の適切な形態で具現化され、任意の適切なタイプのデータ構造内で編成されてもよい。動作データは、単一のデータセットとして収集されてもよく、又は異なる記憶装置を含む異なる場所に分散されてもよい。ソフトウェアモジュールは、所望の機能を実行するように動作可能なエージェントを含む、受動的又は能動的であってもよい。

【0134】

本明細書で説明される技術はまた、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータ等の情報の記憶のための任意の技術を用いて実装される、揮発性及び不揮発性、取り外し可能及び取り外し不可能媒体を含む、コンピュータ可読記憶媒体上に記憶されてもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、限定はしないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイスなどの非一時的機械可読記憶媒体、又は所望の情報及び説明された技術を記憶するために使用され得る任意の他のコンピュータ記憶媒体を含む。

【0135】

本明細書で記載されるデバイスはまた、デバイスが他のデバイスと通信することを可能にする通信接続又はネットワーキング装置及びネットワーキング接続を含んでもよい。通信接続は、通信媒体の一例である。通信媒体は、通常、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、及び他のデータを、搬送波又は他のトランスポート機構などの変調されたデータ信号で具現化し、任意の情報配信媒体を含む。「変調されたデータ信号」は、信号内の情報を符号化するような方法で設定又は変更された１つ以上の特性を有する信号を意味する。限定ではなく例として、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線接続などの有線媒体と、音響、無線周波数、赤外線、及び他の無線媒体などの無線媒体とを含む。本明細書で使用されるコンピュータ可読媒体という用語は、通信媒体を含む。

【0136】

図面に示された例が参照され、同じことを記載するために特定の言語が本明細書で使用された。それにもかかわらず、それによって本技術の範囲の限定が意図されないことが理解されるであろう。本明細書に例示される特徴の変更及びさらなる修正、ならびに本明細書に例示されるような実施例の付加的用途は、記載の範囲内であると見なされるべきである。

【0137】

さらに、記載された特徴、構造、又は特性は、１つ以上の実施例において任意の適切な方法で組み合わされ得る。前述の記載では、記載される技術の例の完全な理解を提供するために、様々な構成の例など、多数の特定の詳細が提供された。しかしながら、本技術は、特定の詳細のうちの１つ以上を伴わずに、又は他の方法、構成要素、デバイス等を伴って実践されてもよいことが認識されるであろう。場合によっては、技術の側面を分かりにくくすることを避けるために、よく知られている構造や動作については詳細に示したり説明したりしていない。

【0138】

主題は構造上の特徴や操作に特有の原語で記載されているが、添付の特許請求の範囲で定義される主題は、必ずしも上記の特定の特徴及び動作に限定されないことを理解されたい。むしろ、上述した特定の特徴及び動作は、特許請求の範囲を実施する例示的な形態として開示されている。記載した技術の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多数の修正形態及び代替構成が考案され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-12

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットシステムであって：
駆動入力デバイスを備えるマスタロボットシステムと；
環境内で移動するように動作可能な第１モバイルプラットフォームを備える第１ロボットシステムと；
前記環境内で移動するように動作可能な第２モバイルプラットフォームを備える第２ロボットシステムと；
１つ以上のプロセッサと；
前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記マスタロボットシステムの制御を介して前記環境内で移動するように動作可能な統合ロボットシステムを共に定義する前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムのペアリング制御を促進するために、ペアリング制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、１つ以上のメモリデバイスと、を備え、
前記第１モバイルプラットフォームは第１モビリティ機構を備え、前記第２モバイルプラットフォームは第２モビリティ機構を備え、
前記ペアリング制御モードのペアリング駆動制御モードにあるとき、前記マスタロボットシステムの前記駆動入力デバイスは、前記第１モビリティ機構及び前記第２モビリティ機構を共同で制御するように動作可能である、
ロボットシステム。

【請求項2】

前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムの前記第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームはそれぞれ、モビリティ機構を備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記統合ロボットシステムの移動を促進するために前記第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームの前記モビリティ機構の動作を促進する、前記ペアリング制御モードのうちのペアリング駆動制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームが単一の一体的モバイルプラットフォームとして移動可能であるかのように、前記統合ロボットシステムの移動を促進する、前記ペアリング駆動制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項２記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームのペアリング制御を促進する、ペアリング制御駆動モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記駆動入力デバイスの制御を介して前記第１モバイルプラットフォーム又は前記第２モバイルプラットフォームのうちの選択された１つの非ペアリング制御を促進するために、非ペアリング制御モードで前記ロボットシステムを動作させ、さらに、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記マスタロボットシステムのスイッチ入力デバイスの動作を介して、前記ペアリング制御モードと前記非ペアリング制御モードとの間で前記ロボットシステムを切換させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、第１ロボットシステム及び第２ロボットシステムのそれぞれ上の位置センサによって生成された位置データに基づいて、第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォームが互いに対してペアリング位置に自律的に移動することを促進する自律ペアリングモードでシステムを動作させる
請求項５記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記第１ロボットシステムは、前記第１モバイルプラットフォームによって支持されている第１マニピュレータを備え、
前記第２ロボットシステムは、前記第２モバイルプラットフォームによって支持されている第２マニピュレータを備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記マスタロボットシステムの第１制御マニピュレータ入力デバイス及び第２制御マニピュレータ入力デバイスのそれぞれの動作を介して、前記第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータのペアリング制御を促進する、ペアリングマニピュレータ制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項8】

前記第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータはそれぞれエンドエフェクタを備え、前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタのペアリング制御を促進する前記ペアリングマニピュレータ制御モードで動作可能である、
請求項７記載のロボットシステム。

【請求項9】

前記駆動入力デバイスは、第１駆動入力デバイスを備え、前記ロボットシステムはさらに第２駆動入力デバイスを備え、
前記ペアリング制御モードにあるとき、前記第１駆動入力デバイス及び前記第２駆動入力デバイスは、前記統合ロボットシステムの移動を制御するようにユーザによって動作可能であり、
非ペアリングモードにあるとき、前記第１駆動入力デバイス又は前記第２駆動入力デバイスのうちの１つは、前記第１ロボットシステム又は前記第２ロボットシステムのうちの選択された１つの移動を制御するようにユーザによって動作可能である、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項10】

前記第１駆動入力デバイス及び前記第２駆動入力デバイスは、互いに離れて配置された前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームの移動のユーザ制御を、前記ペアリング制御モードで動作するときに促進する、
請求項９記載のロボットシステム。

【請求項11】

前記第１モバイルプラットフォームは、第１カップリング機構を備え、
前記第２モバイルプラットフォームは、第２カップリング機構を備え、
前記ペアリング制御モードのペアリング駆動制御モードにあるとき、前記第１カップリング機構及び前記第２カップリング機構は、前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームを共に隣同士の構成で物理的に結合するように動作可能である、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項12】

マスタ制御システムは、前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムのそれぞれの制御のために第１マニピュレータ及び第２マニピュレータに関連付けられた第１マスタ制御マニピュレータ及び第２マスタ制御マニピュレータを有する外骨格構造を備える、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項13】

マスタ制御システムは、外骨格ベースのマスタ制御システム、レプリカベースのマスタ制御システム、加速度計ベースのマスタ制御システム、ブレーキベースのマスタ制御システム、又はエンドポイント制御ベースのマスタ制御システムのうちの１つを備える、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項14】

前記マスタロボットシステムは、前記ペアリング制御モードと非ペアリング制御モードとの間で切換えるためにユーザによって動作可能な少なくとも１つのスイッチ入力デバイスを備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムの少なくとも１つの機能の独立制御を促進するために非ペアリング制御モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項15】

前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムの各々は、少なくとも１つの位置特定センサを備え、
前記１つ以上のプロセッサは、前記第１モバイルプラットフォームと前記第２モバイルプラットフォームとの間の距離及び相対的な配向を決定するために、前記位置特定センサに関連付けられた位置データ及び配向データを受信するように構成されており、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、決定された、前記第１モバイルプラットフォームと前記第２モバイルプラットフォームとの間の距離及び相対的な配向に基づいて調整された方法で前記第１モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームのそれぞれの移動を制御するためにペアリング駆動制御モードで前記ロボットシステムを動作せる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項16】

前記第２ロボットシステムは、前記第２モバイルプラットフォームによって支持される第２マニピュレータと、前記第２マニピュレータの関節に関連付けられた力センサと、を備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第２ロボットシステムが前記第１ロボットシステムの移動に追従するように、第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータのエンドエフェクタが共通ペイロードを支持及び移動しているときに、前記力センサによって提供される力出力信号に基づいて前記第２ロボットシステムを受動的に制御しながら、前記第１ロボットシステムを能動的に制御するフォローミーモードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項17】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１モバイルプラットフォーム又は前記第２モバイルプラットフォームのうちの少なくとも１つの少なくとも１つの機能の制御のために自律モード、半自律モード、又は監視自律モードで前記ロボットシステムを動作させる、
請求項１記載のロボットシステム。

【請求項18】

ロボット車両制御システムであって：
環境周りに移動するためのモビリティ機構を有する第１ロボット車両と；
前記環境周りに移動するためのモビリティ機構を有する第２ロボット車両と；
１つ以上のプロセッサでと；
前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、ユーザ制御下で前記環境周りに移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のペアリング制御を促進するペアリング制御モードで前記ロボット車両制御システムを動作させ、前記第１ロボット車両又は前記第２ロボット車両のうちの少なくとも１つの、互いに対して独立した移動を促進するために、非ペアリング制御モードに前記ロボット車両制御システムを切換える、１つ以上のメモリデバイスと、を備え、
前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両は、互いに、ある距離だけ離れており、物理的に接続されていない間、前記ペアリング制御モードで動作するように構成されている、
ロボット車両制御システム。

【請求項19】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のモビリティ機構の協調制御を促進する、ペアリング駆動制御モードで前記ロボット車両制御システムを動作させる、
請求項１８記載のロボット車両制御システム。

【請求項20】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１ロボット車両又は前記第２ロボット車両の移動の独立制御を促進する非ペアリング制御モードにシステムを切換え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記ペアリング制御モードと前記非ペアリング制御モードとの間でシステムを切換える、
請求項１８記載のロボット車両制御システム。

【請求項21】

前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両上にそれぞれ支持される第１マニピュレータ及び第２マニピュレータのペアリング制御を促進するペアリングマニピュレータ制御モードで、前記ロボット車両制御システムを動作させる、
請求項１８記載のロボット車両制御システム。

【請求項22】

第１マニピュレータ及び第２マニピュレータはそれぞれエンドエフェクタを備え、エンドエフェクタは、エンドエフェクタのペアリング制御を促進するペアリングマニピュレータ制御モードで動作可能である。
請求項２１記載のロボット車両制御システム。

【請求項23】

前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の前記モビリティ機構はそれぞれ、一対のトラック又は一組の車輪のうちの少なくとも１つを備える、
請求項１８記載のロボット車両制御システム。

【請求項24】

第１ロボット車両及び第２ロボット車両のそれぞれは、位置データ及び配向データを生成するための少なくとも１つの位置特定センサを備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、
前記位置データに基づいて、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両との間の距離をシステムに決定させ、
前記配向データに基づいて、第１ロボット車両及び第２ロボット車両のそれぞれの互いに対する配向をシステムに決定させ、
前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のモビリティ機構のそれぞれの移動を前記ロボット車両制御システムに協調的方法で制御させる、
請求項１８記載のロボット車両制御システム。

【請求項25】

前記環境周りを移動するためのモビリティ機構を有し、前記第１ロボット車両又は第２ロボット車両のうちの少なくとも１つとともに動作可能である安定化ロボット車両をさらに備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記ロボット車両制御システムによって、
ユーザ制御下で前記環境周りに移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、前記第１ロボット車両又は前記第２ロボット車両のうちの少なくとも１つ及び前記安定化ロボット車両のペアリング制御を促進するペアリング制御モードで前記ロボット車両制御システムを動作させ、
前記第１ロボット車両又は前記第２ロボット車両又は前記安定化ロボット車両のうちの少なくとも１つの互いに対する独立した移動を促進する非ペアリング制御モードにシステムを切換える、
請求項１８記載のロボット車両制御システム。

【請求項26】

前記第２ロボット車両は、前記第１ロボット車両を安定化させるために前記第１ロボット車両と共に動作可能な安定化ロボット車両を備える、
請求項１８記載のロボット車両制御システム。

【請求項27】

複数のロボット車両を作動させる方法であって：
個々の第１ロボット車両及び第２ロボット車両を非ペアリング制御モードで動作させて、環境周りの第１ロボット車両及び第２ロボット車両の独立した制御を促進する、ステップと；
前記第１ロボット車両及び第２ロボット車両のペアリング制御のためのペアリング制御モードに切換えるステップと；
前記第１ロボット車両及び第２ロボット車両を動作させて、前記環境周りで協調的方法で共に移動させるステップと、を含み、
前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両は、互いに、ある距離だけ離れており、物理的に接続されていない間、前記ペアリング制御モードで動作するように構成されている、
方法。

【請求項28】

前記ペアリング制御モードに切換えるステップは、ペアリング駆動制御モードに切換えるステップを含み、
前記方法はさらに、
第１ロボット車両及び第２ロボット車両のモビリティ機構を動作させ、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両を単一のロボット車両として共に移動させる、ステップを含む、
請求項２７記載の方法。

【請求項29】

ロボット車両制御システムを動作させ、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の移動を制御する、ステップをさらに含む、
請求項２７記載の方法。

【請求項30】

前記ロボット車両制御システムのスイッチ入力デバイスを動作させ、前記ペアリング制御モードへの切換を促進する、ステップをさらに含む、
請求項２９記載の方法。

【請求項31】

前記ロボット車両制御システムの少なくとも一つの駆動入力デバイスを動作させ、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の協調的移動を促進する、ステップをさらに含む、
請求項２９記載の方法。

【請求項32】

ロボット車両制御システムの１つ以上のプロセッサを用いて、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のそれぞれの位置特定センサによって提供される位置データを使用して、前記第１ロボット車両と前記第２ロボット車両との間の距離を決定するステップと；
前記１つ以上のプロセッサを用いて、それぞれの位置特定センサによって提供される配向データを使用して、前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両のそれぞれの互いに対する配向を決定するステップと；
前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の動きを協調的に制御するために、決定された前記距離及び決定された相対的な前記配向に基づいて、ペアリング制御モードで前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両を動作させるステップと、をさらに含む、
請求項２７記載の方法。

【請求項33】

前記第２ロボット車両と関連する前記第１ロボット車両の決定された位置及び配向と関連して転換点を選択し、前記転換点周りの前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両の移動の協調的制御を促進する、ステップをさらに含む、
請求項３２記載の方法。

【請求項34】

前記第１ロボット車両は、第１モバイルプラットフォーム及び第１マニピュレータを有する第１のロボットシステムを備え、
前記第２ロボット車両は、第２モバイルプラットフォーム及び第２マニピュレータを有する第２ロボットシステムを備え、
前記方法はさらに、
前記第１モバイルプラットフォーム及び第２モバイルプラットフォーム並びに第１マニピュレータ及び第２マニピュレータを協調的に制御するためにマスタ制御システムを動作させるステップを含む、
請求項２７記載の方法。

【請求項35】

命令を格納する１つ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、１つ以上のプロセッサに：
第１車両及び第２車両を動作させる非ペアリング制御モードを確立させ；
環境周りの前記第１車両の移動を制御させ；
前記第１車両から独立して前記環境周りの前記第２車両の移動を制御させ；
ペアリング制御モードに切換えて、前記第１車両及び前記第２車両のペアリング制御を促進して、統合車両システムを画定させ；
前記第１車両及び前記第２車両が共に協調的方法で移動するように、前記環境周りの前記統合車両システムの移動を制御させ、
前記第１車両及び前記第２車両は、互いに、ある距離だけ離れており、物理的に接続されていない間、前記ペアリング制御モードで動作するように構成されている、
１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項36】

前記１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は命令をさらに含み、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、前記１つ以上のプロセッサに：
前記ペアリング制御モードのペアリング駆動制御モードに切換させ、前記第１車両及び前記第２車両それぞれの第１モビリティ機構及び第２モビリティ機構の制御を促進させる、
請求項３５記載の１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項37】

前記１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は命令をさらに含み、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、前記１つ以上のプロセッサに：
ペアリング制御モードで第１車両及び前記第２車両の移動を制御するために、マスタロボットシステムの動作からのユーザ移動に関連するコマンド信号を統合車両システムに送信させる、
請求項３５記載の１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項38】

前記１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は命令をさらに含み、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、前記１つ以上のプロセッサに：
前記第１車両及び前記第２車両のそれぞれの位置特定センサから生成された位置データに基づいて、前記第１車両と前記第２車両との間の距離を決定させ；
前記第１車両及び第２車両の互いに対する配向を決定させ；
決定された前記距離及び相対的な前記配向に基づいて、協調的な方法で、前記第１車両及び前記第２車両の移動を制御させる、
請求項３５記載の１つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項39】

ロボットシステムであって：
マスタロボットシステムと；
環境周りに移動するように動作可能な第１モバイルプラットフォーム及び前記第１モバイルプラットフォームによって支持されている第１マニピュレータを備える第１ロボットシステムと；
前記環境周りに移動するように動作可能な第２モバイルプラットフォーム及び前記第２モバイルプラットフォームによって支持されている第２マニピュレータを備える第２ロボットシステムと；
前記第２マニピュレータに動作可能に結合された少なくとも１つの力センサであって、前記少なくとも１つの力センサは、第２のマニピュレータに加えられる荷重に関連する少なくとも１つの力出力信号を生成するように構成されている、少なくとも１つの力センサと；
１つ以上のプロセッサと；
前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記第２ロボットシステムがマスタ制御システムを介して前記第１ロボットシステムの能動的に制御された移動に対応する、前記環境周りの移動に受動的に追従するように、前記第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータのエンドエフェクタが共通ペイロードを支持しているときに、前記少なくとも１つの力出力信号に基づいて前記第２ロボットシステムを受動的に制御しながら、前記第１ロボットシステムを能動的に制御するフォローミーモードで前記ロボットシステムを動作させる、１つ以上のメモリデバイスと、を備える、
ロボットシステム。

【請求項40】

前記第２ロボットシステムはモビリティ機構を備え、
前記第２マニピュレータは複数のジョイントを有し、
前記第２ロボットシステムはさらに、それぞれのジョイントに関連する複数の力センサを備え、
前記１つ以上のメモリデバイスはさらに、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記ロボットシステムによって、
前記第２ロボットシステムにコマンド信号を伝送させ、少なくとも１つの力センサからの少なくとも１つの出力信号に基づいて、少なくとも１つのジョイント及び前記第２ロボットシステムの前記モビリティ機構を動作させ、前記第１ロボットシステムの移動を制御することに応答して、前記第２ロボットシステムの受動的移動を促進する、
請求項３９記載のロボットシステム。

【請求項41】

前記ジョイントの少なくとも一部は、第１マニピュレータ及び前記第２マニピュレータのエンドエフェクタによって支持されているときに、それぞれの自由度の周りで受動的に移動し、前記共通ペイロードから前記第２マニピュレータに加えられる荷重に基づく力閾値の下で受動的に動作するように、動作可能である、
請求項４０記載のロボットシステム。

【請求項42】

前記モビリティ機構は、前記第１マニピュレータ及び前記第２のマニピュレータによって支持されているときに、前記共通ペイロードから前記第２マニピュレータに加えられる荷重に基づいて前記環境周りを受動的に移動するように動作可能である、
請求項４０記載のロボットシステム。

【請求項43】

ロボット車両制御システムであって：
環境内を移動するためのモビリティ機構を有し、エンドエフェクタを有するロボットマニピュレータを支持する第１ロボット車両と；
前記環境内で移動するためのモビリティ機構を有する安定化ロボット車両と；
１つ以上のプロセッサと；
前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記環境内を移動するように動作可能な統合ロボット車両システムを画定するように、前記第１ロボット車両及び前記安定化ロボット車両のペアリング制御を促進するペアリング制御モードで前記ロボット車両制御システムを動作させ、前記第１ロボット車両又は前記安定化ロボット車両のうちの少なくとも１つの互いに対する移動の独立した制御を促進する非ペアリング制御モードにロボット車両制御システムを切換える、１つ以上のメモリデバイスと、を備え、
前記第１ロボット車両又は前記安定化ロボット車両は、互いに、ある距離だけ離れており、物理的に接続されていない間に、前記ペアリング制御モードで動作可能である、
ロボット車両制御システム。

【請求項44】

前記ロボット車両制御システムは、
前記環境内を移動するためのモビリティ機構を有する第２ロボット車両をさらに備え、
前記第１ロボット車両及び前記第２ロボット車両及び前記安定化ロボット車両の地上移動を協調的に制御するための統合ロボット車両をさらに定義するように、前記第２ロボット車両は、前記第１ロボット車両及び前記安定化ロボット車両とともに動作可能である、
請求項４３記載のロボット車両制御システム。

【請求項45】

前記第１ロボット車両及び第２ロボット車両は、隣同士の結合機構を介して共に取り付けられている間、ペアリング制御モードで動作可能である、
請求項４３記載のロボット車両制御システム。

【請求項46】

前記ロボットシステムは、前記マスタロボットシステムの制御を介して前記環境内で移動するように前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムの独立制御を促進するために、非ペアリング制御モードで動作している間に前記ペアリングマニピュレータ制御モードで動作可能である、
請求項７記載のロボットシステム。

【請求項47】

ロボットシステムであって、
第１制御マニピュレータ及び第２制御マニピュレータを備えるマスタロボットシステムと；
環境内で移動するように動作可能な第１モバイルプラットフォームを備える第１ロボットシステムであって、前記第１モバイルプラットフォームは前記第１制御マニピュレータに運動学的に等価な第１ロボットマニピュレータを備える、第１ロボットシステムと；
前記環境内で移動するように動作可能な第２モバイルプラットフォームを備える第２ロボットシステムであって、前記第２モバイルプラットフォームは前記第２制御マニピュレータに運動学的に等価な第２ロボットマニピュレータを備える、第２ロボットシステムと；
１つ以上のプロセッサと；
前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された１つ以上のメモリデバイスであって、前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された命令を有し、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記マスタロボットシステムの制御を介して前記環境内で移動する統合ロボットシステムを共に定義する前記第１ロボットシステム及び前記第２ロボットシステムのペアリング制御を促進し、前記第１制御マニピュレータへの入力に基づく前記第１ロボットマニピュレータの制御及び前記第２制御マニピュレータへの入力に基づく第２ロボットマニピュレータの制御を促進するために、前記ロボットシステムをペアリング制御モードで動作させる、１つ以上のメモリデバイスと、を備え、
第１ロボット車両及び第２ロボット車両は、互いに、ある距離だけ離れており、物理的に接続されていない間に、前記ペアリング制御モードで動作するように構成されている、
ロボットシステム。

【請求項48】

前記マスタロボットシステムは、上上半身外骨格を備え、
前記第１制御マニピュレータは、肩から手首までのユーザの第１腕に運動学的に等価であり、
前記第２制御マニピュレータは、肩から手首までのユーザの第２腕に運動学的に等価である、
請求項４７記載のロボットシステム。

【請求項49】

前記１つ以上のメモリデバイス上に記憶された前記命令は、前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されるときに、前記ロボットシステムにさらに前記ペアリング制御モードで動作させ、
前記第１制御マニピュレータと前記第１ロボットマニピュレータとの間の運動学的等価性、及び、前記第２制御マニピュレータと前記第２ロボットマニピュレータとの間の運動学的等価性が維持される、
請求項４７記載のロボットシステム。

【国際調査報告】