[发明专利]有足机器人、用于有足机器人的动作控制方法、和存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及诸如至少具有肢体和躯干的有足机器人之类的多关节机器人、用于这种有足机器人的动作控制方法、和存储介质。具体地说，本发明涉及利用肢体和/或躯干执行各种动作序列的有足机器人、用于这种有足机器人的动作控制方法、和存储介质。

更具体地说，本发明涉及在操作者没有直接输入命令的情况下，响应外部因素自主形成动作计划并将这个动作计划付诸实施那种类型的有足机器人、用于这种有足机器人的动作控制方法、和存储介质。更具体地说，本发明涉及在与用户共享的工作空间中，在与用户协同操作的同时，检测外部因素，譬如，时间变化、季节变化、或用户情绪变化，并变换动作序列的有足机器人、用于这种有足机器人的动作控制方法、和存储介质。

背景技术

通过电的或磁的操作使其以与人的行为类似的方式进行操作的机器被称为“机器人(robot)”。机器人这个词来源于斯拉夫语(Slavic)中的“ROBOTA(随动机器)”。在日本，机器人在六十年代末就得到广泛应用。这些机器人的许多种是工厂中被设计成自动化的和用于无人生产的工业机器人，譬如，操纵器和输送机器人。

近年来，有足移动式机器人，包括模仿四足行走动物，譬如，狗、猫、和熊崽的物理机制和操作的宠物机器人、和模仿双足直立行走动物，譬如，人和猴子的物理机制和操作的“人形”或“人型”机器人(类人机器人)，的结构的研究和开发、和对它们的稳定行走控制已经取得进展。越来越有希望应用到实际之中。尽管这些有足移动式机器人还不稳定，难以与爬行型机器人相提并论，但是，这些有足移动式机器人的优越性在于，它们可以灵活地行走和跑动，譬如，爬上和爬下楼梯和跳过障碍物。

像有臂机器人那样，安装在特定位置上和在特定位置上使用的静态机器人只在它们装配和选择零件的固定、局部工作空间中进行操作。相反，移动式机器人的工作空间是无限的。移动式机器人可以沿着预定路径移动，也可以自由地移动。移动式机器人可以取代人进行预定的或任意的人的各种工作，和可以代替人、狗、或其它生物提供各种服务。

有足移动式机器人的一种应用是在工业和生产活动中代替人去执行各种艰巨的任务。例如，有足移动式机器人可以代替人去完成危险的和艰巨的任务，譬如，核发电厂和热发电厂的维护、在生产车间中零件的输送和组装、清洗摩天大楼、和救火等。

除了帮助人去执行前述任务之外，有足移动式机器人的另一种应用是与人“生活在一起”，或“招”人“喜欢”。这种类型的机器人模仿诸如人、狗、或熊崽(宠物)之类，具有相对高智能的有足行走动物的工作机制、和它们丰富的感情表达。不是精确地执行事先输入的操作模式，这种类型的机器可以依照用户的语言和情绪(“表扬”、“训斥”、“批评”等)做出动态生成的生动的响应表情。

在现有的玩具中，用户操作与响应操作之间的关系是固定的。玩具的操作不能随用户的喜好而改变。其结果是，用户对只重复相同操作的玩具感到乏味。

相反，智能机器人拥有取决于它们的操作的动作模型和学习模型。这些模型随包括外部声音、图像、和触觉信息的输入信息而改变，从而决定操作。因此，可以实现自主思想和操作控制。通过为机器人准备情感模型和本能模型，可以做出基于机器人情感和本能的自主动作。当机器人具有图像输入设备和语音输入/输出设备时，机器人可以进行图像识别处理和语音识别处理。因此，机器人可以在更高的智能层次上与人进行逼真的交流。

通过响应包括用户操作在内的外部刺激的检测而改变模型，也就是说，通过加入具有学习效能的“学习模型”，可以执行不会使用户感到乏味的和随每个用户喜好而变的动作序列。

即使操作者没有直接输入命令，所谓的自主机器人也可以在考虑了诸如摄像机、扬声器、和触摸传感器的各种传感器输入的外部因素之后，自主地形成动作计划，并且，可以通过各种机械输出形式，譬如，肢体的操作、语音输出等，实现动作计划。

当动作序列随外部因素而改变时，机器人可以做出让用户感到吃惊的和难以预料的动作。因此，用户可以不断与机器人呆在一起，而不会感到乏味。

在机器人在与用户共享的工作空间，譬如，普通家庭的房间内与用户或另一个机器人进行协同操作的同时，机器人检测外部因素的变化，譬如，时间变化、季节变化、和用户情绪变化，并变换动作序列。因此，用户可以更加喜欢机器人。

发明内容

本发明的一个目的是提供利用肢体和/或躯干可以执行各种动作序列的高级有足机器人、用于这种有足机器人的动作控制方法、和存储介质。