[發明專利]有足機器人、用于有足機器人的動作控制方法、和存儲介質

無效

• 申請號: 01804640.1
• 申請日: 2001-10-23
• 公開（公告）號: CN1398214A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發明（設計）人: 中來田秀樹;春日知昭
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;B25J5/00;A63H13/04;A63H11/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨,王志森

技術領域

本發明涉及諸如至少具有肢體和軀干的有足機器人之類的多關節機器人、用于這種有足機器人的動作控制方法、和存儲介質。具體地說，本發明涉及利用肢體和/或軀干執行各種動作序列的有足機器人、用于這種有足機器人的動作控制方法、和存儲介質。

更具體地說，本發明涉及在操作者沒有直接輸入命令的情況下，響應外部因素自主形成動作計劃并將這個動作計劃付諸實施那種類型的有足機器人、用于這種有足機器人的動作控制方法、和存儲介質。更具體地說，本發明涉及在與用戶共享的工作空間中，在與用戶協同操作的同時，檢測外部因素，譬如，時間變化、季節變化、或用戶情緒變化，并變換動作序列的有足機器人、用于這種有足機器人的動作控制方法、和存儲介質。

背景技術

通過電的或磁的操作使其以與人的行為類似的方式進行操作的機器被稱為“機器人(robot)”。機器人這個詞來源于斯拉夫語(Slavic)中的“ROBOTA(隨動機器)”。在日本，機器人在六十年代末就得到廣泛應用。這些機器人的許多種是工廠中被設計成自動化的和用于無人生產的工業機器人，譬如，操縱器和輸送機器人。

近年來，有足移動式機器人，包括模仿四足行走動物，譬如，狗、貓、和熊崽的物理機制和操作的寵物機器人、和模仿雙足直立行走動物，譬如，人和猴子的物理機制和操作的“人形”或“人型”機器人(類人機器人)，的結構的研究和開發、和對它們的穩定行走控制已經取得進展。越來越有希望應用到實際之中。盡管這些有足移動式機器人還不穩定，難以與爬行型機器人相提并論，但是，這些有足移動式機器人的優越性在于，它們可以靈活地行走和跑動，譬如，爬上和爬下樓梯和跳過障礙物。

像有臂機器人那樣，安裝在特定位置上和在特定位置上使用的靜態機器人只在它們裝配和選擇零件的固定、局部工作空間中進行操作。相反，移動式機器人的工作空間是無限的。移動式機器人可以沿著預定路徑移動，也可以自由地移動。移動式機器人可以取代人進行預定的或任意的人的各種工作，和可以代替人、狗、或其它生物提供各種服務。

有足移動式機器人的一種應用是在工業和生產活動中代替人去執行各種艱巨的任務。例如，有足移動式機器人可以代替人去完成危險的和艱巨的任務，譬如，核發電廠和熱發電廠的維護、在生產車間中零件的輸送和組裝、清洗摩天大樓、和救火等。

除了幫助人去執行前述任務之外，有足移動式機器人的另一種應用是與人“生活在一起”，或“招”人“喜歡”。這種類型的機器人模仿諸如人、狗、或熊崽(寵物)之類，具有相對高智能的有足行走動物的工作機制、和它們豐富的感情表達。不是精確地執行事先輸入的操作模式，這種類型的機器可以依照用戶的語言和情緒(“表揚”、“訓斥”、“批評”等)做出動態生成的生動的響應表情。

在現有的玩具中，用戶操作與響應操作之間的關系是固定的。玩具的操作不能隨用戶的喜好而改變。其結果是，用戶對只重復相同操作的玩具感到乏味。

相反，智能機器人擁有取決于它們的操作的動作模型和學習模型。這些模型隨包括外部聲音、圖像、和觸覺信息的輸入信息而改變，從而決定操作。因此，可以實現自主思想和操作控制。通過為機器人準備情感模型和本能模型，可以做出基于機器人情感和本能的自主動作。當機器人具有圖像輸入設備和語音輸入/輸出設備時，機器人可以進行圖像識別處理和語音識別處理。因此，機器人可以在更高的智能層次上與人進行逼真的交流。

通過響應包括用戶操作在內的外部刺激的檢測而改變模型，也就是說，通過加入具有學習效能的“學習模型”，可以執行不會使用戶感到乏味的和隨每個用戶喜好而變的動作序列。

即使操作者沒有直接輸入命令，所謂的自主機器人也可以在考慮了諸如攝像機、揚聲器、和觸摸傳感器的各種傳感器輸入的外部因素之后，自主地形成動作計劃，并且，可以通過各種機械輸出形式，譬如，肢體的操作、語音輸出等，實現動作計劃。

當動作序列隨外部因素而改變時，機器人可以做出讓用戶感到吃驚的和難以預料的動作。因此，用戶可以不斷與機器人呆在一起，而不會感到乏味。

在機器人在與用戶共享的工作空間，譬如，普通家庭的房間內與用戶或另一個機器人進行協同操作的同時，機器人檢測外部因素的變化，譬如，時間變化、季節變化、和用戶情緒變化，并變換動作序列。因此，用戶可以更加喜歡機器人。

發明內容

本發明的一個目的是提供利用肢體和/或軀干可以執行各種動作序列的高級有足機器人、用于這種有足機器人的動作控制方法、和存儲介質。