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【発明の名称】 ロボットシステム、ロボット制御装置および方法、並びにロボット制御プログラムを記録した記録媒体
【発明者】 【氏名】岩城 敏

【氏名】町野 保

【氏名】茂木 学

【氏名】北岸 郁雄
【要約】 【課題】本発明の課題は、ソフトエージェントとリアルエージェントの両者が連動して、よりユーザフレンドリーに働きかけるロボットシステム、ロボット制御装置および方法、並びにロボット制御プログラムを記録した記録媒体を提供することにある。

【解決手段】本発明は、コンピュータに接続された映像装置に表示されるソフトエージェントと、コンピュータで制御されるリアルエージェントを有し、各エージェント用に、ジェスチャーとセリフの組で構成されるアクションコマンドが実行順に並べられたシナリオ情報にしたがって、各エージェントがそれぞれ対応するジェスチャーを行うと同時にそれぞれ対応するセリフをスピーカから発音することを特徴とするものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コンピュータと、コンピュータに接続された映像装置に表示されるソフトキャラクタ（以下ではソフトエージェントと呼ぶ）と、前記コンピュータで制御されるロボット（以下ではリアルエージェントと呼ぶ）を有し、前記各エージェント用に、ジェスチャーとセリフの組で構成されるアクションコマンドが実行順に並べられたシナリオ情報にしたがって、前記各エージェントがそれぞれ対応するジェスチャーを行うと同時にそれぞれ対応するセリフをスピーカから発音することを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】 請求項１記載のロボットシステムにおいて、コンピュータに接続されたステレオ音出力装置の一方のチャネルスピーカからソフトエージェント用音声を排他的に発音し、リアルエージェントの近傍あるいは体内に設けた前記ステレオ音出力装置の他方のチャネル用スピーカからリアルエージェント用音声を排他的に発音させることを特徴とするロボットシステム。
【請求項３】 映像装置に表示されるソフトエージェントおよび駆動機構を有するリアルエージェントとを、ジェスチャとセリフの組からなるコマンドを時系列に記述したシナリオに従って制御するロボット制御装置であって、シナリオを読み込み、ソフトエージェントに対するコマンドか、リアルエージェント対するコマンドかを識別し、対応するエージェントの動作を制御する手段と、ソフトエージェントに対するコマンドを入力して、ソフトエージェントの映像信号を生成する手段と、リアルエージェント対するコマンドを入力して、リアルエージェントの駆動機構の動作信号に変換する手段と、セリフ文字列を音声信号に変換する手段とを有することを特徴とするロボット制御装置。
【請求項４】 映像装置に表示されるソフトエージェントおよび駆動機構を有するリアルエージェントとをジェスチャとセリフの組からなるコマンドを時系列に記述したシナリオに従って制御するロボット制御方法であって、シナリオを読み込み、ソフトエージェントに対するコマンドか、リアルエージェント対するコマンドかを識別するステップを有し、ソフトエージェントに対するコマンドのとき、コマンドを入力して、ソフトエージェントの映像信号を生成するステップと、セリフを音声信号に変換するステップと、映像信号および音声信号を出力するステップとを有し、リアルエージェント対するコマンドのとき、コマンドをリアルエージェントの駆動機構の動作信号に変換するステップと、セリフを音声信号に変換するステップと、動作信号および音声信号を出力するステップとを有することを特徴とするロボット制御方法。
【請求項５】 映像装置に表示されるソフトエージェントおよび駆動機構を有するリアルエージェントとをジェスチャとセリフの組からなるコマンドを時系列に記述したシナリオに従って制御するロボット制御プログラムを記録した記録媒体であって、シナリオを読み込み、ソフトエージェントに対するコマンドか、リアルエージェント対するコマンドかを識別する手順をコンピュータに実行させ、ソフトエージェントに対するコマンドのとき、コマンドを入力して、ソフトエージェントの映像信号を生成する手順、セリフを音声信号に変換する手順、映像信号および音声信号を出力する手順をコンピュータに実行させ、リアルエージェントに対するコマンドのとき、コマンドをリアルエージェントの駆動機構の動作信号に変換する手順、セリフを音声信号に変換する手順、動作信号および音声信号を出力する手順をコンピュータに実行させるためのロボット制御プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータに接続された映像装置に表示されるソフトキャラクタ（以下ではソフトエージェントと呼ぶ）と、コンピュータで制御されるロボット（以下ではリアルエージェントと呼ぶ）を用いたユーザフレンドリーなロボットシステム、ロボット制御装置および方法、並びにロボット制御プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、パソコンの画面の中で、ユーザの動かすマウスやカーソルの位置に反応して、自律的に動いたり、何らかのメッセージを伝えたりするソフトエージェントと呼ばれるソフトキャラクタが盛んに提案されている。これにより人間は、半自律的に行動するソフトエージェントに、パソコン操作方法を教わったり、暇つぶしてきな娯楽を楽しんだりする。しかしながら、ソフトエージェントは所詮画像上のペットであって、実体が無く人間に働きかけるインパクトが薄いという問題がある。
【０００３】一方、パソコンからの指示で動く実体のあるペットロボット、すなわちリアルエージェントと呼ばれる技術も盛んに提案されている。例えば、メールの到着を知らせるために頭や腕を動かすペットロボット等が市販されている。しかしながら、このようなリアルエージェント単体では、ソフトエージェントに比べると大きさや動きの自由度に制限があるため、表現力が十分ではない。
【０００４】すなわち、両者はそれぞれ一長一短を有し、単独では、ユーザフレンドリーなパソコンの入出力インタフェースの機能として必ずしも十分ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ソフトエージェントとリアルエージェントの両者が連動して、よりユーザフレンドリーに働きかけるロボットシステム、ロボット制御装置および方法、並びにロボット制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明のロボットシステムは、コンピュータと、コンピュータに接続された映像装置に表示されるソフトキャラクタ（以下ではソフトエージェントと呼ぶ）と、前記コンピュータで制御されるロボット（以下ではリアルエージェントと呼ぶ）を有し、前記各エージェント用に、ジェスチャーとセリフの組で構成されるアクションコマンドが実行順に並べられたシナリオ情報にしたがって、前記各エージェントがそれぞれ対応するジェスチャーを行うと同時にそれぞれ対応するセリフをスピーカから発音することを特徴とするものである。
【０００７】また本発明は、前記ロボットシステムにおいて、コンピュータに接続されたステレオ音出力装置の一方のチャネルスピーカからソフトエージェント用音声を排他的に発音し、リアルエージェントの近傍あるいは体内に設けた前記ステレオ音出力装置の他方のチャネル用スピーカからリアルエージェント用音声を排他的に発音させることを特徴とするものである。
【０００８】また本発明は、映像装置に表示されるソフトエージェントおよび駆動機構を有するリアルエージェントとを、ジェスチャとセリフの組からなるコマンドを時系列に記述したシナリオに従って制御するロボット制御装置であって、シナリオを読み込み、ソフトエージェントに対するコマンドか、リアルエージェント対するコマンドかを識別し、対応するエージェントの動作を制御する手段と、ソフトエージェントに対するコマンドを入力して、ソフトエージェントの映像信号を生成する手段と、リアルエージェント対するコマンドを入力して、リアルエージェントの駆動機構の動作信号に変換する手段と、セリフ文字列を音声信号に変換する手段とを有することを特徴とするものである。
【０００９】また本発明は、映像装置に表示されるソフトエージェントおよび駆動機構を有するリアルエージェントとをジェスチャとセリフの組からなるコマンドを時系列に記述したシナリオに従って制御するロボット制御方法であって、シナリオを読み込み、ソフトエージェントに対するコマンドか、リアルエージェント対するコマンドかを識別するステップを有し、ソフトエージェントに対するコマンドのとき、コマンドを入力して、ソフトエージェントの映像信号を生成するステップと、セリフを音声信号に変換するステップと、映像信号および音声信号を出力するステップとを有し、リアルエージェント対するコマンドのとき、コマンドをリアルエージェントの駆動機構の動作信号に変換するステップと、セリフを音声信号に変換するステップと、動作信号および音声信号を出力するステップとを有することを特徴とする。
【００１０】また本発明は、映像装置に表示されるソフトエージェントおよび駆動機構を有するリアルエージェントとをジェスチャとセリフの組からなるコマンドを時系列に記述したシナリオに従って制御するロボット制御プログラムを記録した記録媒体であって、シナリオを読み込み、ソフトエージェントに対するコマンドか、リアルエージェント対するコマンドかを識別する手順をコンピュータに実行させ、ソフトエージェントに対するコマンドのとき、コマンドを入力して、ソフトエージェントの映像信号を生成する手順、セリフを音声信号に変換する手順、映像信号および音声信号を出力する手順をコンピュータに実行させ、リアルエージェントに対するコマンドのとき、コマンドをリアルエージェントの駆動機構の動作信号に変換する手順、セリフを音声信号に変換する手順、動作信号および音声信号を出力する手順をコンピュータに実行させるためのものである。
【００１１】本発明は、ソフトエージェントとリアルエージェントの両者を用いて、シナリオにそって対話的に動作とセリフを発動させることにより、それぞれのエージェント単独の欠点を補うと共に、両者の組み合わせによる相乗効果を狙う。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施形態例を詳細に説明する。
【００１３】図１、図２は本発明の実施形態例を示す。
【００１４】本実施形態例では、熊の姿をしたリアルエージェント（エージェント固有名はＰｉｎｋｙ）１１がコンピュータ例えばパソコン（ＰＣ）１０の通信装置９に接続され、リアルエージェントジェスチャーコマンドで制御される。リアルエージェント１１は、１２の駆動体１が右手１３、１４の駆動体２が左手１５に対応し、それぞれ上下動作が可能な自由度を有するロボットである。また、鳥の姿をしたソフトエージェント（エージェント固有名はＢｉｒｄｙ）１６がパソコン１０の画面内で、ソフトウェア的に変化可能なグラフィクスとして存在している。また、本実施形態例では、パソコン１０内のステレオオーディオ出力装置１７のＬチャネルは、Ｌチャネルオーディオライン１８を介してＬチャネルスピーカ１９に接続されてソフトエージェント１６専用として排他的に割り当てられ、Ｒチャネルは、Ｒチャネルオーディオライン２０を介してリアルエージェント１１内に存在するＲチャネルスピーカ２１に排他的に割り当てられている。
【００１５】パソコン１０内のシナリオ情報２２の例を以下に示す。
【００１６】シナリオ例１：Ｂｉｒｄｙ．Ｓｈｏｗ（おはよう）
Ｐｉｎｋｙ．Ｓｌｅｅｐ（グーグー）
Ｂｉｒｄｙ．Ｊｕｍｐ（もう起きてよ）
Ｐｉｎｋｙ．Ｒｉｇｈｔ Ｈａｎｄ（おはよう）
この例では、各アクションコマンドは、エージェント固有名．ジェスチャーコマンド名（セリフ）
という形式で記述されている。
【００１７】このシナリオ情報２２は、パソコン１０内で実行可能なスクリプトファイルとして、存在している。なお、シナリオ例１は２回の対話の場合であるが、一般にｎ回の対話がある場合には、図３で示すようなフローチャートによりシナリオが実行される。すなわち、対話回数ｉがｎ番目でない場合、ｉ番目のソフトエージェントアクションコマンドを実行し、動作が終了したら、ｉ番目のリアルエージェントアクションコマンドを実行し、動作が終了したら、対話回数ｉがｉ＋１番目の対話を実行し、対話回数ｉがｎ番目になるまで繰り返す。
【００１８】これらのシナリオの中で、ソフトエージェント１６に対するアクションコマンドは、例えば、ＭＳ−Ａｇｅｎｔと呼ばれるソフトウェアにより実現可能である。この際、ソフトエージェント１６用のセリフは、Ｌチャネルのスピーカ１９に対して、セリフの合成音をオーディオ出力装置１７により出力することにより、発話される。
【００１９】一方、リアルエージェント１１に対するアクションコマンドは、以下のような方法で実現可能である。図２に示すように、まず、ＰＣ１０から、アクションコマンドの内ジェスチャーコマンドがＲＳ２３２Ｃ等の通信手段により、リアルエージェント１１の通信装置３１に送られ、この通信装置３１からジェスチャーコマンド解釈装置３２へ送られる。このジェスチャーコマンド解釈装置３２内では、リアルエージェント１１固有の自由度数や動作性能の情報に基づき、利用するジェスチャーコマンド毎に、各モータの角度目標軌道が予め定義保存されている。そして、各モータへの角度目標値は、モータ制御系３３へ送られ、さらにモータ制御系３３からモータ１駆動信号が３４のモータ１へ送られると共にモータ２駆動信号が３５のモータ２へ送られる。最終的に、３４のモータ１からのモータ１角度でリアルエージェント１１内の１２の駆動体１が動作すると共に３５のモータ２からのモータ２角度でリアルエージェント１１内の１４の駆動体２が動作するのである。
【００２０】上記シナリオ例１でさらに具体的に説明する。
【００２１】アクションコマンドＰｉｎｋｙ．Ｓｌｅｅｐ（グーグー）のＳｌｅｅｐというジェスチャーコマンドに対しては、例えば、両手を下げて交互にゆっくりと揺らす、というジェスチャーが定義されているとすると、ジェスチャーコマンド解釈装置３２内では、３４のモータ１、３５のモータ２が最大下角度付近で往復するようなモータ１軌道、モータ２軌道の時間関数が保存される（図４）。
【００２２】また、アクションコマンドＰｉｎｋｙ．Ｒｉｇｈｔ Ｈａｎｄ（おはよう）のＲｉｇｈｔ Ｈａｎｄというジェスチャーコマンドに対しては、例えば、右手を上げてその姿勢を保持すると同時に左手は中立の位置を保持する、というジェスチャーが定義されているとすると、ジェスチャーコマンド解釈装置３２内では、３４のモータ１が現在角度から最大上角度に移動し、同時に、３５のモータ２が中立点（角度＝０度）を保持するようなモータ１軌道、モータ２軌道の時間関数が保存される（図４）。
【００２３】これらの角度目標軌道は、図４に示すような動作定義表により保存・更新される。すなわち、一つのジェスチャーコマンドの動作の定義を変えたければ、この動作定義表の角度目標値の時間関数の形を変化させれば良い。
【００２４】一方、リアルエージェント１１のセリフの方は、この例では、Ｒチャネルスピーカ２１に対して、セリフの合成音がオーディオ出力装置１７により出力されることにより発話される。
【００２５】以上の構成と処理を行うことにより、シナリオ例１を実行すると、１．Ｂｉｒｄｙが「おはよう」と言いながら、画面に現れる。
【００２６】２．Ｐｉｎｋｙは「グーグー」といびきをかいて寝ている。
【００２７】３．Ｂｉｒｄｙは「もう、起きてよ」と言いながらジャンプする。
【００２８】４．Ｐｉｎｋｙは「おはよう」と言いながら右手を上げる。
【００２９】というような、ソフトエージェント１６とリアルエージェント１１の一連の対話的な寸劇を実演することが可能となる。
【００３０】なお本実施形態例では、ＬとＲチャネルを、それぞれ、ソフトエージェント、リアルエージェントに割り当てたが、逆の場合もあり得ることは言うまでもない。
【００３１】パソコンユーザは、ソフトエージェントとリアルエージェントの動きを見て、且つセリフを聞くことにより、あたかも彼等が対話をしているかの如く、パフォーマンスを楽しむことができる。
【００３２】また、このようなしかけを、パソコンのスクリーンセーバとして利用することも可能である。すなわち、パソコンユーザがある一定時間パソコンをアクセスしない場合に、これらの寸劇が自動的にスタートして、ＰＣユーザに娯楽や癒しを与える仕掛けである。
【００３３】一方、パソコンプログラマにとってのメリットは、ソフトエージェント、リアルエージェントの形式上の区別無く、それぞれのアクションを同一のシナリオファイルとして表現可能である。
【００３４】また、リアルエージェント１１に各種センサを搭載し、ＰＣユーザ２３が人間のインタラクション情報をパソコンへ送り、シナリオの進行に影響を与えるような仕組みも実現可能である。この場合、あたかも、両エージェントに人間が仲間として加わるが如く、３者による擬似コミュニティが形成され、よりユーザフレンドリーなパソコン入出力環境が実現できるのである。
【００３５】これらの例は全て、ＰＣ画面上の平面的なソフトエージェントだけでなく、実体のあるリアルエージェントも登場するがために、よりリアルで面白いパソコンユーザインタフェースとして機能する。
【００３６】図５は本発明に係るロボット制御装置（図１のパソコンに相当）の一例を示す構成説明図であり、図６は図５のロボット制御装置におけるシナリオ実行の処理フローである。図において、４１はシナリオＤＢ（データベース）、４２は制御部、４２は制御部、４３はソフトエージェントコマンド実行部、４４は音声信号生成部、４５はリアルエージェントコマンド実行部、４６はジェスチャテーブル、４７は映像出力部、４８はオーディオ出力部、４９は動作信号送信部、５０はディスプレイ、５１はＬチャネルスピーカ、５２はＲチャネルスピーカ、５３はリアルエージェントである。すなわち、コンピュータに接続された映像装置に表示されるキャラクタ（ソフトエージェント）および駆動機構を有するロボット（リアルエージェント）とを、ジェスチャとセリフの組からなるコマンドを時系列に記述したシナリオに従って制御するロボット制御装置であって、制御部４２はシナリオＤＢ（データベース）４１からシナリオを読み込み（ステップＳ１）、ソフトエージェントに対するコマンドか、リアルエージェント対するコマンドかを識別し（ステップＳ３）、対応するエージェントの動作を制御する。前記制御部４２でソフトエージェントに対するコマンドを識別した場合には、ソフトエージェントコマンド実行部４３はソフトエージェントに対するコマンドを入力して、ソフトエージェントコマンドを解釈して映像信号を生成する（ステップＳ４）と共に、音声信号生成部４４を参照してセリフ文字列を音声信号に変換する（ステップＳ５）。映像出力部４７はソフトエージェントコマンド実行部４３で生成した映像信号をディスプレイ５０に出力し（ステップＳ６）、オーディオ出力部４８はソフトエージェントコマンド実行部４３で変換した音声信号をＬチャネルスピーカ５１へ出力する（ステップＳ７）。前記制御部４２でリアルエージェントに対するコマンドを識別した場合には、リアルエージェントコマンド実行部４５はリアルエージェント対するコマンドを入力し、ジェスチャテーブル４６を参照してリアルエージェントの駆動機構の動作信号を生成する（ステップＳ８）と共に、音声信号生成部４４を参照してセリフ文字列を音声信号に変換する（ステップＳ９）。動作信号送信部４９はリアルエージェントコマンド実行部４５で生成した動作信号をＲＳ−２３２Ｃを介してリアルエージェント５３の駆動機構へ出力し（ステップＳ１０）、オーディオ出力部４８はリアルエージェントコマンド実行部４５で変換した音声信号をＲチャネルスピーカ５２へ出力する（ステップＳ１１）。次コマンドがある場合には、制御部４２は次コマンドを読み込み（ステップＳ２）前記したステップＳ３〜Ｓ１２を繰り返す。次コマンドがない場合には終了する。
【００３７】尚、本発明におけるロボット制御方法は、具体的には、パーソナルコンピュータにより、予め所定のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたロボット制御プログラムに基づいて実行される。
【００３８】すなわち、コンピュータに接続された映像装置に表示されるキャラクタ（ソフトエージェント）およびコンピュータで制御される駆動機構を有するロボット（リアルエージェント）とをジェスチャとセリフの組からなるコマンドを時系列に記述したシナリオに従って制御するロボット制御プログラムを記録した記録媒体であって、シナリオを読み込み、ソフトエージェントに対するコマンドか、リアルエージェント対するコマンドかを識別する手順をコンピュータに実行させ、ソフトエージェントに対するコマンドのとき、コマンドを入力して、ソフトエージェントの映像信号を生成する手順、セリフを音声信号に変換する手順、映像信号および音声信号を出力する手順をコンピュータに実行させ、リアルエージェントに対するコマンドのとき、コマンドをリアルエージェントの駆動機構の動作信号に変換する手順、セリフを音声信号に変換する手順、動作信号および音声信号を出力する手順をコンピュータに実行させる。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ソフトエージェントとリアルエージェントの両者が連動して、よりユーザフレンドリーに働きかけるロボットシステム、ロボット制御装置および方法、並びにロボット制御プログラムを記録した記録媒体を提供することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００４２２６
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
【出願日】 平成１２年１０月３０日（２０００．１０．３０）
【代理人】 【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外２名）
【公開番号】 特開２００２−１３２４０４（Ｐ２００２−１３２４０４Ａ）
【公開日】 平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【出願番号】 特願２０００−３３０８１８（Ｐ２０００−３３０８１８）