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【発明の名称】 ロボット用動作プログラムの自動配信システム、ロボット用動作プログラムの自動受信システム及びロボット装置
【発明者】 【氏名】村上 誠治

【氏名】角谷 和重

【氏名】青木 英明
【要約】 【課題】

【解決手段】
【特許請求の範囲】
【請求項１】通信ネットワークを介して端末装置から接続可能な外部サーバ装置に保存されるデータベースを有し、前記データベースには、ロボット用動作プログラムを含むサービス情報が登録され、前記端末装置に前記サービス情報を配信するようにした、ロボット用動作プログラムの自動配信システム。
【請求項２】前記データベースは、ホームページを含む、請求項１記載のロボット用動作プログラムの自動配信システム。
【請求項３】前記サービス情報は、前記ロボット用動作プログラムを前記端末装置に接続されたロボット装置に自動転送するための転送プログラムを含む、請求項１または２記載のロボット用動作プログラムの自動配信システム。
【請求項４】サービス情報を登録したデータベースを有する外部サーバ装置に通信ネットワークを介して接続される端末装置を備え、前記端末装置からの指示命令に基づいて前記外部サーバ装置にアクセスし、前記データベースより希望する情報をロボット用の動作プログラム形態に変換すると共に、この動作プログラムを前記端末装置にダウンロードするようにした、ロボット用動作プログラムの自動受信システム。
【請求項５】前記端末装置は、パーソナルコンピュータ、インターネット端末または携帯電話機のいずれかを含む、請求項４記載のロボット用動作プログラムの自動受信システム。
【請求項６】少なくとも１つの動作部分を有しかつメモリに格納される動作プログラムに基づいて作動するロボット装置であって、前記動作プログラムを、通信ネットワークを介して外部サーバ装置から前記メモリに獲得するようにした、ロボット装置。
【請求項７】前記動作プログラムを、通信ネットワークを介して前記外部サーバ装置と接続される端末装置から獲得するようにした、請求項６記載のロボット装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ロボット用動作プログラムの自動配信システム、ロボット用動作プログラムの自動受信システム及びロボット装置に関し、特にたとえばインターネットを経由して企業のホームページ等に掲載されるＣＭ動作プログラムをユーザーのパーソナルコンピュータに取り込み、必要に応じてこの動作プログラムをロボットに転送し保存することができるロボット用動作プログラムの自動配信システム、ロボット用動作プログラムの自動受信システム及びロボット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在市販されているパーソナルロボット、例えば人体的形態あるいは動物的形態をしたパーソナルロボットには予め専用の動作プログラムが搭載されており、ユーザーが動作電源をオンすることにより、この動作プログラムに従ってロボットは、例えば、顔面を含む頭部、脚部、腕部等の各単独動作あるいはこれら各部の総合的動作を行う仕組みになっている。また、学習効果によりこの動作プログラムを自動的に更新できる機能を備えたロボットも提案されている。
【０００３】しかしながら、従来の場合、ロボットに搭載されている動作プログラムは学習効果により多少の変更は可能であるが、全く新規な動作プログラムに基づく作動は期待できないのが実状である。
【０００４】また、近年、ＬＡＮや個々のパーソナルコンピュータを電話回線等の通信回線に接続することにより構成される広範囲なコンピュータ通信網が普及している。このコンピュータ通信網には、インターネットやパソコン通信サービス網がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、コンピュータ通信網等のインターネットを利用してユーザーが自己の所有に係るパソコン等の通信端末装置に外部サーバ装置に登録されているサービス情報から、例えばロボットＣＭ用動作プログラムを自動的に取り込むことにより、種々の動作パターン、例えば企業のＣＭ用動作プログラムに基づく動作パターンを行わせることのできるパーソナルロボットの出現が要望されている。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、通信ネットワーク、例えばインターネット回線を通じて外部サーバ装置に登録されるＣＭ動作プログラムをユーザーのパソコン等にダウンロードし、必要に応じてパーソナルロボットに転送することができるロボット用動作プログラムの自動配信システムと自動受信システム及びこれらのシステムを適用したロボット装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、通信ネットワークを介して端末装置から接続可能な外部サーバ装置に保存されるデータベースを有し、このデータベースには、ロボット用動作プログラムを含むサービス情報が登録され、端末装置にサービス情報を配信するようにした、ロボット用動作プログラムの自動配信システムである。
【０００８】また、他の発明は、サービス情報を登録したデータベースを有する外部サーバ装置に通信ネットワークを介して接続される端末装置を備え、この端末装置からの指示命令に基づいて外部サーバ装置にアクセスし、データベースより希望する情報をロボット用の動作プログラム形態に変換すると共に、この動作プログラムを端末装置にダウンロードするようにした、ロボット用動作プログラムの自動受信システムである。さらに、他の発明は、少なくとも１つの動作部分を有しかつメモリに格納される動作プログラムに基づいて作動するロボット装置であって、この動作プログラムを、通信ネットワークを介して外部サーバ装置からメモリに獲得するようにした、ロボット装置である。
【０００９】
【作用】例えば、インターネット回線を介してパソコン等の端末装置に企業ホームページ等の外部サーバ装置に登録されている、例えばＣＭ用動作プログラムを簡単にダウンロードして新規な動作プログラムを獲得することができる。
【００１０】また、この動作プログラムを、通信ネットワークを介して端末装置よりロボット装置に転送して新たな動作プログラムとして使用できる。
【００１１】
【発明の効果】この発明によれば、例えば企業ホームページ上からユーザーのパソコン等の端末装置に希望するロボットＣＭ動作プログラムを簡単に取り込むことができ、また、ユーザーサイドでこのＣＭ動作プログラムに基づく情報をロボット装置の動作として表現することも可能となる。
【００１２】この発明の上述の目的，その他の目的，特徴及び利点は、図面を参照して以下に行う実施例の詳細な説明により一層明らかとなろう。
【００１３】
【実施例】図１はこの発明の一実施例であるロボット動作プログラムの自動配信・受信システム１０の概略構成図である。
【００１４】図１において、この自動配信・受信システム１０は、人体的形態をした動作機器としてのパーソナルロボット１２、このロボット１２と無線通信あるいは有線通信で繋がる端末装置１４、この端末装置１４とモデム１６を介してアナログ回線で接続されるか、または家庭内ＬＡＮ１８に接続ターミナルアダプタ２０を介してＩＳＤＮ回線で接続される固定網２２を含む通信ネットワーク（インターネット回線）２４、およびこの通信ネットワーク２４にリンク可能な、例えば、企業ホームページなどの各種サービス情報を登録したデータベースを有する外部サーバ装置２６を含む。
【００１５】パーソナルロボット１２は、胴部１２ａ，左右一対の脚部１２ｂ，左右一対の腕部１２ｃおよび頭部１２ｄを含み、後述の体系化された動作コマンドまたはそれらが組み合わさった動作プログラム（以下、一つ一つの動作コマンドも含めて「動作プログラム」と言う）を解読し、自らが動く機能を搭載しており、ダウンロードされた動作プログラムに応じて動作を行うことができる。
【００１６】この動作プログラムは、自動的またはユーザーが外部サーバ装置２６から意図的にダウンロードすることでロボット１２の内部に設けた記憶部（メモリ）に一度格納し、条件に応じて実行されたりあるいはダウンロードと同時にリアルタイムで実行したりすることが可能である。
【００１７】また、このロボット１２は赤外線データ通信（ＩｒＤＡ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈのような近距離無線ＬＡＮなどの無線通信装置（図示せず）を搭載しており、この無線通信装置により端末装置１４と繋がっている。
【００１８】端末装置１４は、例えばユーザーが所有するパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」という）やインターネット専用端末（以下「専用端末」という）あるいは、図２に示す携帯電話機２８などのパーソナル通信機を含む。そして、この端末装置１４が、図２に示す携帯電話機２８の場合、基地局３０を介して固定網２２に接続される。この端末装置１４には、通常、インターネット資源を巡回するためのブラウザというクライアントソフトウエアが組み込まれている。そして、端末装置１４を利用するユーザーは、このブラウザを用いて外部サーバ装置２６のデータベースにアクセスする。
【００１９】また、リンク先である企業ホームページなどの外部サーバ装置２６には、予め前述の動作プログラムをダウンロードするためのＪａｖａ言語によるプログラム（Ａｐｌｅｔ：アプレット）が準備されており、ＰＣや専用端末等の端末装置１４から通信ネットワークである固定網２２を介してこの企業ホームページ等をアクセスすると自動的にこのプログラム（Ａｐｌｅｔ）が実行され、ロボット用の動作プログラムが端末装置１４を経由してロボット１２にダウンロードされる。
【００２０】そして、ロボット１２はこのダウンロードされた動作プログラムを解釈し、ロボット１２を構成する機構とこの機構を動かすためのモータ等のアクチュエータを駆動し制御する。
【００２１】図３はロボット１２に搭載されたハードウエア構成を示すブロック図である。
【００２２】図３において、上位のメインコントロールボード３２はマイクロコントローラ３４、前述のパソコン（ＰＣ）などの外部機器やネットワークあるいは携帯電話機２８などの端末装置１４との接続を可能にする通信インタフェース３６、複数の外部接続ボード３８および３８とバス接続されマイクロコントローラ３４から送られるコンフィグレーションデータにより内部の論理演算回路を書き換え可能なプログラマブルデバイス４０、およびマイクロコントローラ３４と接続されるメモリ４２を搭載している。
【００２３】通信インタフェース３６としては、例えば、ワイヤー接続によるＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ、あるいはワイヤレスによる赤外線データ通信（ＩｒＤＡ）や次世代の近距離無線ＬＡＮとして有望なＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどがある。
【００２４】また、プログラマブルデバイス４０は、例えば、内部のアーキテクチャーがＳＲＡＭ構造をとるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などで、製品としてはＡＬＴＥＲＡ社やＸＩＬＩＮＸ社などから入手可能である。
【００２５】メモリ４２は、マイクロコントローラ３４のプログラムやＦＰＧＡ４０のコンフィグレーションに必要なデータを格納しておくためのフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ部とマイクロコントローラ３４がプログラムの実行時に用いるデータを格納するためのＲＡＭ部とから構成される。
【００２６】メインコントロールボード３２とバス接続される複数の外部接続ボード３８および３８にはプログラマブルデバイスとしてのＦＰＧＡ４４が搭載されており、このＦＰＧＡ４４の内部論理演算回路は専用制御信号バス４６から送られるコンフィグレーションデータに従って構成されるものである。
【００２７】また、メインコントロールボード３２および各外部接続ボード３８に搭載されるＦＰＧＡ４０および４４を相互に接続する接続バス４８にはデータ、制御信号および電源ラインが含まれる。
【００２８】各外部接続ボード３８には、ロボット１２の各動作部分を作動するモータ５０に接続されたエンコーダ５２や減速歯車機構等を介した最終段での変位を計測するためのポテンショメータ、力センサ等デジタルパルスやアナログ電圧信号を取り込み可能な汎用のセンサインタフェース５４が夫々搭載され、このセンサインタフェース５４よりＦＰＧＡ４４に制御信号が取り込まれる。
【００２９】また、各モータ５０とＦＰＧＡ４４の間には、このＦＰＧＡ４４からの指令値に従い各モータ５０に印加する電圧を制御するための電圧駆動回路（ドライバ）５６が夫々接続されている。このドライバ５６は、例えば、ＦＰＧＡ４４から所定の周波数（１６ｋＨｚ程度）でスイッチングを繰り返し、一周期内のデューティー（電圧がかかるＯＮ状態とかからないＯＦＦ状態の比率）をコントロールするＰＷＭ制御などを用いる。
【００３０】外部接続ボード３８は、図３に点線および実線で示すようなバス構成をとることで、アプリケーションで使用するモータ５０の個数に合わせて、同じ構成のボードを複数接続することが可能である。この場合、ボードを識別するＩＤは、基板上にジャンパーピンを設けたり、ＦＰＧＡ４４のコンフィグレーションデータに直接書き込んだりすることでその設定が可能である。
【００３１】また、外部接続ボード３８は、モータ駆動用の同じ構成のボードだけでなく、アプリケーションの必要に応じて、画像入出力ボード、音声入出力ボード等も接続可能である。
【００３２】次に上述の図３に示す電気回路のハードウエア構成により駆動されるモータ５０等のアクチュエータとそれにより駆動されるロボット１２の首振りメカニズムの概略構成を、図４に基づいて簡単に説明する。
【００３３】先ず、図３において、ドライバ５６に接続されたモータ５０は、図４の（ａ）および（ｂ）に示すようなロボット１２の首を前後に動かすためのメカニズムに組み込まれている。実際の首の角度は、減速歯車機構５８を介した最終段に接続されたポテンショメータ６０で検出しており、検出された信号（電圧信号）はセンサインタフェース５４を介してモータコントローラを構成しているＦＰＧＡ４４にフィードバックされている。
【００３４】その他の各軸も基本的にこのような構成をとっているが、移動用のメカニズムとして車輪駆動を採用し、移動量や回転角度、方向などを正確にコントロールしたい場合には、モータ軸にロータリーエンコーダなどの回転角度検出センサを設け、セミクローズドループによるモータサーボコントロールを行う。
【００３５】次に、自動ダウンロードされるロボットの動作プログラムのフォーマット例について説明する。
【００３６】図５にコマンドフォーマット例の一部が示されている。コマンドはＡＳＣIIコードによるテキストコマンドとそれに必要なパラメータ（移動量，移動速度，回転角度、回転角速度など）列で構成される。
【００３７】例えば、コマンドＮｏ．１の場合、１番目のテキストは、動きを表し、２番目、３番目で車輪駆動による直進、４番目でその方向を表す。５番目、６番目のパラメータは、その移動量と移動速度を表す数値パラメータである。
【００３８】各コマンド間の区切りを示す識別子を「：」、最終を示す識別子を「；」と表示すると、簡単な動作プログラム例としては、以下のように書くことができる。
【００３９】
すなわち、 M W S B 20 10:WW:D100:MNR10 10;この場合、１０の速度で２０の距離の後退を開始し、その時点から１００カウント分時間をおいて１０の速度で１０の移動量分の首を傾ける。WW:D100:がなければ、後退を始めると同時に首を傾けることになり、２つの動作を同時に行うことも可能である。
【００４０】以上の構成による動作プログラムの自動ダウンロードの流れを図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４１】先ず、通信端末側ではスタートしてステップＳ１でＰＣ、専用端末あるいは携帯電話機等の端末装置１４からインターネット回線２４を介して企業ホームページ等の外部サーバ装置２６へアクセスが有るか否かをチェックし、その結果が“ＮＯ”であればスタートに戻り、“ＹＥＳ”であればステップＳ３へ進む。ステップＳ３ではロボット１２のＣＭ動作プログラムを自動ダウンロードするようにＪａｖａ言語によりプログラムされたＡｐｌｅｔが企業ホームページ２６に存在するか否かを検索し、その結果が“ＮＯ”であれば、スタートに戻り、“ＹＥＳ”であればステップＳ５へ進む。ステップＳ５ではＡｐｌｅｔ（Ｊａｖａ・Ｐｒｏｇｒａｍ）を自動ダウンロードしステップＳ７へ進む。
【００４２】そして、ステップＳ７ではＡｐｌｅｔ自動実行させてスタートに戻る。これにより、ステップＳ９では端末装置１４にダウンロードされたロボット１２のＣＭ動作プログラムを赤外線データ通信（ＩｒＤＡ）等によりロボット１２へ自動ダウンロードされる。
【００４３】一方、ロボット側では、スタートして、ステップＳ１１では通常自律モードで予めロボット１２上に持っている動作プログラムにより、自由に行動を起こす自律動作状態にある。そして、ステップＳ１３では前述のＡｐｌｅｔによる自動ダウンロードにより、ロボット１２の新しい動作プログラムをロボット側で受信したか否かをチェックし、その結果が“ＮＯ”であれば、スタートに戻り、“ＹＥＳ”であればステップＳ１５へ進む。
【００４４】ステップＳ１５では、端末装置１４より受信した新しいＣＭ動作プログラムをメモリ上（フラッシュメモリ等のＲＯＭ）にセット（格納）する。さらに、ステップＳ１７ではセットされたＣＭ動作プログラムは時間等の動作条件をクリア（満足）していれば、ステップＳ１９へ進み、ここでＣＭ動作プログラムの内容が解釈され、実際の動作を起こすためにモータ等の各アクチュエータに必要な情報に変換し出力される。
【００４５】そして、ステップＳ２１でこのＣＭ動作プログラムの実行がなされてロボット１２は実際の動作を起こし、スタートに戻る。また、ステップＳ１７において動作条件をクリア（満足）しない“ＮＯ”の場合にも、スタートに戻ることになる。
【００４６】また、外部サーバ側の処理としては、図７にそのフローチャートが示されている。
【００４７】すなわち、スタートをしてステップＳ２３で端末装置１４から外部サーバ装置２６である企業等のホームページへのアクセスの有無をチェックし、その結果が“ＹＥＳ”であればステップＳ２５へ進み、“ＮＯ”であればスタートへ戻る。そして、ステップＳ２５ではＡｐｌｅｔを含むホームページデータをダウンロードし、スタートに戻る。
【００４８】以上の動作流れにより、企業ホームページ等の外部サーバ装置２６上にあるロボット用のＣＭ動作プログラムがユーザーサイドで特に意識しなくても自動的にロボット１２までダウンロードされ、例えば企業ホームページの情報に対応したロボット１２の行動として表現することができる。
【００４９】図８にデータ通信により外部サーバ装置２６からインターネット回線２４を経由して端末装置１４に、例えばＣＭ用動作プログラムをダウンロードし、さらに動作端末としてのロボット１２に転送する概略構成がブロック図で示されている。
【００５０】なお、端末装置１４が、図２に示すような携帯電話機２８やＰＨＳの場合も基本的なシーケンスは、前述と同じであり、ロボット１２へのデータ通信は、赤外線データ通信（ＩｒＤＡ）または専用通信ケーブルで可能である。将来的には、これら携帯機器にも近距離無線ＬＡＮ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）が採用されるため無線による接続も可能である。
【００５１】また、図９に示すように、家庭内ＬＡＮ（ホームネットワーク）１８に接続されたデジタル家電機器６２があれば、この家電機器６２の状態や機器側で検知された異常などを自動的にロボット側へダウンロードし、ユーザーへの情報伝達をロボット１２の行動とあわせて表現することができる。
【００５２】更に、エアコン等の家電機器６２そのものに近距離無線ＬＡＮ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）が搭載されれば、ＰＣ等の端末装置１４を介さずに直接ロボット１２の動作プログラムや情報の受け渡しも可能である。
【００５３】以上説明したように、この発明においては、企業ホームページ等の外部サーバ装置に登録されているサービス情報、例えばその企業のＣＭ動作プログラムを希望する形態の動作情報に変換してインターネット回線経由でユーザーの端末装置、例えばパソコンにダウンロードする。そして、この動作情報を必要に応じて動作端末、例えばパーソナルロボット等の動作機器に転送して外部サーバ装置に掲載されるサービス情報をロボットの動作で表現することが可能となる。
【出願人】 【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
【出願日】 平成１３年４月１２日（２００１．４．１２）
【代理人】 【識別番号】１０００９０１８１
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 義人
【公開番号】 特開２００２−３１２２７５（Ｐ２００２−３１２２７５Ａ）
【公開日】 平成１４年１０月２５日（２００２．１０．２５）
【出願番号】 特願２００１−１１３４９７（Ｐ２００１−１１３４９７）