JP2002199470A

JP2002199470A - 対話型仮想ロボットシステムによるホームオートメーション

Info

Publication number: JP2002199470A
Application number: JP2000391770A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Sakai; 洋一堺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】一般家庭のセキュリティー管理や複数のロボッ
ト及びデジタル家電ネットワーク全体を人間に代わって
コントロールする対話型仮想ロボットシステムによるホ
ームオートメーションの提供。【解決手段】居住空間毎に、音声集音マイク、スピー
カ、人体感知及びリモートユニットを設備し、ユーザの
声を音声情報として認識し、指令命令に対する確認、実
行開始宣言などを直接音声やモニター上に画や文字で応
答する。インターネットやメールにても応答可能。セン
トラルヒーティングの温湿度管理、ビデオ録画予約、全
自動洗濯機、点灯消灯、ドアの施錠、また各種センサに
よる、火災、ガス漏れの検知後、監視、警報、通報を行
い、介護用機器の管理も可能にする対話型仮想ロボット
及びそのシステム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、対話型仮想ロボッ
トシステムによるホームオートメーションに関する。

【０００２】

【従来の技術】すでに家庭用ロボットとして幾つか考案
され実用段階に入っている。代表的なものとして掃除ロ
ボットや介護ロボットが挙げられるが、これらのロボッ
トは一般に単機能型で行動範囲の認知や障害物等を感知
する画像認識機能や各種センサーおよび二脚または多脚
（車輪や無限軌道を含む）の移動手段と、目的に適合さ
せた大きさや形状を持つのが特徴である。また現在では
汎用性を持つ自律二足歩行型ロボット（ヒューマノイ
ド）の小型高性能化が進み一般家庭への普及も視野に入
れた開発が行われているが、介護で大人一人を抱きかか
えて移動させることを想定すると小型化にも限界を生ず
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の各種ロボットを
高齢者や障害者あるいは要介護者自身が操作するのは容
易ではなく、万一の誤動作に対する対処を考えるとロボ
ット以上に人間側の対応に機敏さを要すことからも、高
齢者や障害者あるいは要介護者単独での操作には危険を
伴う。また一般家庭で用途毎に単機能型ロボットを用意
することは経済的にも居住スペースの面からも現実的で
はないし、使用目的によってロボットを使い分けるため
には、それぞれの操作方法を習得する必要があり高齢者
や障害者には大きな負担となる。

【０００４】一方、少子化高齢化が叫ばれる中、ロボッ
トを手足代わりに使うだけではなく、もっとメンタルな
部分で人間との共存を考える必要がある。外出先から冷
暖房機器による室温設定や照明の点灯や消灯あるいはビ
デオの留守録画等は、デジタル家電ネットワーク技術に
よって実用化されているが、あくまで機器の制御であり
要求する人間側の操作によらなければならない。

【０００５】本発明は、一般家庭のセキュリティー管理
や複数のロボット及びデジタル家電ネットワーク全体を
人間に代わってコントロールする対話型仮想ロボットシ
ステムによるホームオートメーションの提供を目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、居住空間（各部屋）毎に、指示命令収
集用マイク、応答用スピーカ、人体感知器、施錠及び異
常侵入検出用センサーと１台以上の画像モニター、そし
て対話型仮想ロボットシステムを稼動させるパーソナル
コンピュータ１台を設置することを特徴とする。

【０００７】本発明では、異なる居住空間（異なる各部
屋）で同時に発生する指示命令に対して発生場所と応答
先を特定した上で、ユーザの声を音声情報として認識し
指示命令に対する確認要求と実行開始宣言およびその結
果を各居住空間（各部屋）毎に設置されたスピーカから
直接音声合成による報告及びモニター画面上で動画や文
字による応答あるいは報告をすることを特徴とする。
（図１及び図２）

【０００８】本発明では、前記応答に於いて画像モニタ
ーに擬似的に人格を与える（例えば男性あるいは女性あ
るいはマスコット的な容姿と音声をＣＧにてモニター画
面及びスピーカから与える）ことにより単体ロボットに
は難しい表情や動作を交えて、より自然な人間とのコミ
ュニケーション手段を持つことを特徴とする。

【０００９】本発明では、高齢者や障害者あるいは要介
護者でも言葉（発声に障害がある場合は制御用リモコン
ユニットを使用）で対話型仮想ロボットシステムに対し
て指示命令をするだけで単機能型ロボットやデジタル家
電ネットワーク上の家電品制御あるいはセキュリティー
の自動化を実現できることを特徴とする。

【００１０】本発明では、高齢者や障害者あるいは一人
暮らしのユーザのメンタルな部分に於いても、また防犯
の観点からも有効且つ利便性の高いホームオートメーシ
ョンを低価格で実現できることを特徴とする。この場合
単機能型ロボットは必ずしも必要ではなく、本発明の対
話型仮想ロボットシステム及びセキュリティー用各種セ
ンサーの組み合わせだけでもよい。

【００１１】メンタルな部分について補足すれば、例え
ば、気象データ（温度、湿度、気圧、あるい気象予報）
と帰宅時間からユーザが「ただいま」と発声したことを
指示命令収集用マイクから得た場合、音声認識により会
話データベースを参照し「ただいま」というキーワード
に対し「お帰りなさい」、また気象データや外気温から
「暑い」「寒い」といった連想処理で「暑い中お帰りな
さい」といった応答を発生場所のスピーカから出力する
ことで実現できる。

【００１２】これら音声認識とキーワードによる会話デ
ータベース参照及び連想処理と音声合成から日常会話程
度のコミニュケーションは十分可能となる。

【００１３】一方、防犯の観点からは、施錠センサー及
び窓センサーからの異常を検出した場合、室内外の警報
機鳴動や警察等への連絡を対話型仮想ロボットシステム
が行うことを特徴とする。これらメンタルな部分及び防
犯セキュリティー機能により特に高齢者や女性の一人暮
らしに安らぎと安心感を与えることが可能となる。

【００１４】本発明では、人体感知機器（例えば音波、
赤外線、熱感知器や映像認識による）で所在確認され、
一定の許容時間を経過しても動きがなく対話型仮想ロボ
ットシステムからの安否確認に応答がない場合、何らか
の事故発生として世帯主あるいは通知すべき対象者ある
いは隣接住人や消防・警察への異常事態通報を行うこと
を特徴とする。

【００１５】本発明では、震災等で家屋が倒壊した場合
に前記の人体感知機器によりユーザの部屋別所在を逐一
在室データとして記録し、対話型仮想ロボットシステム
が稼動するパーソナルコンピュータに接続されたバッテ
リー内臓の専用耐熱耐水耐衝撃筺体内にあるメディア及
びその読み取り装置及び無線発信装置から救援作業に役
立つ間取りや在室情報を電波発信すること特徴とする。

【００１６】本発明では、同一居住空間に単機能ロボッ
トが複数存在した場合、対話型仮想ロボットシステムが
上位権限を持ち、ユーザの指示命令を仲介することによ
り単機能ロボット同士の重複行動や誤動作時の制御がで
きることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照し本発明の一具体
例を記述する。図１は二階建て居住空間の全体を図式化
したものである。1は対話型仮想ロボットシステムが稼
動するパーソナルコンピュータで、各部屋には２及び３
の指示命令収集用マイクが設置されている。今、１階Ｄ
室に居るユーザが玄関に来た来訪者に対して特定の自走
型ロボットを迎わせるように対話型仮想ロボットシステ
ムに対して指示した場合を示している。他の部屋にある
3の指示命令収集用マイクも有効になっているが、この
例では一階Ｄ室からの音声情報にだけ、例えば「来客確
認」といったキーワードが存在することを対話型仮想ロ
ボットシステムが感知する。６は各部屋毎の音声入出力
及び画像データを集配分配するマルチコントロールユニ
ット（中継器）である。

【００１８】なお、図１にある４の及び５の画像モニタ
ーは必ずしも必要ではなく設置する場合に於いても専用
モニター以外に一般のテレビジョン受像機で代用しても
よい。

【００１９】図２は指示命令を感知した対話型仮想ロボ
ットシステムが１階Ｄ室のユーザに対して７の指示命令
収集用マイク及び８のスピーカにより確認要求を行った
後、了解通知を発したことを示す。

【００２０】この時、９の画像モニターが存在すればＣ
Ｇによる０００８で示した画像が表示される。

【００２１】図３はすでに指示命令遂行中のロボットが
存在した場合の対話型仮想ロボットシステムの動作概要
を示したものである。本居住空間には２台の自律二足歩
行型ロボットが存在しており、１台は１階Ａ室、もう一
台は２階Ｄ室に居ることを対話型仮想ロボットシステム
が１０及び１１のアンテナから得たロボット識別信号か
ら感知しており、指示命令された玄関に最短到達範囲に
居るロボット１２に対してアンテナ１０から無線で指示
を与える。またアンテナ１３から得た位置情報からロボ
ット１２が玄関に到達したことを対話型仮想ロボットシ
ステムが感知し施錠を解除する。

【００２２】図４は対話型仮想ロボットアプリケーショ
ンのモジュール構成図である。１４に示す各モジュール
は、１５で表記する各部屋の数分設置したマイクあるい
はセンサーからの音声あるいは信号情報を検出したとこ
ろから処理を開始する。ここで特記すべき点は各部屋の
ユーザに対して対話型仮想ロボットシステムが個々に対
応する点である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、居住空間そのものがロ
ボットであり、デジタル家電ネットワーク上のテレビや
ビデオあるいはエアコンや電子レンジといった機器の制
御を言葉だけで高齢者や身障者あるいは要介護者でも容
易に扱うことができる。

【００２４】また、言葉以外にキーボードやコントロー
ルユニットによる指示命令も行える。

【００２５】また、これらデジタル家電ネットワークを
外出先からインターネットや携帯端末で操作できる他、
ビデオ録画の指示時間を過ぎた頃に正常動作しているか
等の確認問合せも可能となる。

【００２６】また、火災やガス漏れチェックはもとよ
り、玄関や窓の施錠状態を言葉だけで確認することが出
来る。

【００２７】また、高齢者を扶養する家庭や高齢者の一
人暮らしでの安否を調査させたりあるいは異常を感知し
た場合の自動通報が可能となる。

【００２８】また、機械ロボットのように、その存在自
体に不安あるいは抵抗を持つユーザでも問題なく導入で
きる。

【００２９】また、画像モニター上のキャラクタやバー
チャル人間像を表示することにより指示命令に対するリ
アクション表示あるいは難聴者への手話による伝達など
のほかに、会話の相手にもなり一人暮らしの寂しさを軽
減できる。

【００３０】また、各種単機能ロボットに対しコントロ
ール権を持ち、監視あるいは情報提供することでより安
全性を高めることができる。

【００３１】また、指示命令に対し複数の各種単機能ロ
ボットが重複動作しないよう指揮制御できる。

【００３２】また、住宅居住空間以外の用途として車載
ロボットやオフィスロボットあるいはインテリジェント
ビルロボットとしての流用が可能となる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】対話型仮想ロボットシステムに対しての指示命
令経路を説明した図である。

【図２】対話型仮想ロボットシステムからの応答経路を
説明した図である。

【図３】対話型仮想ロボットシステムが他のロボットを
制御する場合を説明した図である。

【図４】対話型仮想ロボットシステムのモジュール構成
図である。

【００３４】

【符号の説明】

１対話型仮想ロボットシステムが稼動するパーソナ
ルコンピュータ２指示命令をした部屋にあるマイク３各部屋に設置されたマイク４キャラクタやバーチャル人間像を表示する指示命
令した部屋の画像モニター５各部屋に設置された画像モニター６音声、画像、センサーの各情報の集配するマルチ
コントロールユニット７指示命令したことを感知した部屋にある最終確認
用マイク８指示命令したことを感知した部屋にある応答用ス
ピーカ９指示命令したことを感知した部屋にある画像情報
表示モニター１０単機能ロボットの位置情報感知センサー兼無線指
示用アンテナ１１単機能ロボットに無線指示した位置情報感知セン
サー兼無線用アンテナ１２実際に指示を受け行動する単機能ロボット１３目的地にある位置情報感知センサー兼無線指示用
アンテナ

【００３５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｆ 3/16 ３４０Ｇ０６Ｆ 3/16 ３４０ＡＧ０８Ｂ 21/00 Ｇ０８Ｂ 21/00 21/02 21/02 Ｇ１０Ｌ 13/00 Ｇ１０Ｌ 3/00 Ｑ 15/00 Ｒ 15/28 ５５１Ｒ 15/24 ５５１Ｓ 15/22 ５７１Ｇ５７１ＴＦターム(参考） 3F059 DB04 DB09 DD08 DD11 DD18 FA05 FA10 FB12 FC08 FC15 5C086 AA01 AA02 AA13 AA22 AA29 BA04 CA09 CA12 CA28 CB11 CB26 DA02 DA08 EA45 5D015 AA05 KK01 KK04 LL06 LL07 5D045 AB15 AB26 5K048 BA12 CA08 DB01 DB05 EA11 EB02 EB14 EB15 FB08 FC01 HA01 HA02 HA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】居住空間（部屋）毎に設置された音声集音
マイク及びスピーカ及び人体感知機器（例えば音波、赤
外線、熱感知器や映像認識による）及びリモコンユニッ
トを経由し空間（部屋）毎個別に発生する指示命令に対
し、その発生場所と応答先を特定した上で、ユーザの声
を音声情報として認識し指示命令に対する確認要求と実
行開始宣言およびその結果を各居住空間（部屋）毎に設
置されたスピーカから直接音声による報告あるいはモニ
ター画面上で動画や文字による応答あるいは報告、更に
電話からの音声による指示命令あるいはインターネット
（Ｗｅｂ）経由で与えられた指示命令に対する確認要求
（パスワード等）と実行開始宣言およびその結果を前者
は音声、後者はＷｅｂあるいはメールにて応答する機能
を持つ非自立非移動型の対話型仮想ロボットシステム。
【請求項２】エアコンあるいはセントラルヒーティング
の部屋別室温・湿度管理、ビデオ録画予約、全自動洗濯
機時間予約等を含むデジタル家電ネットワークの統括制
御および照明の点灯消灯、介護用機器（例えば電動式ベ
ッドなど）の制御を可能とすることを特徴とする請求項
１に記載の対話型仮想ロボットシステム。
【請求項３】ドアや窓の開閉および施錠・開錠制御およ
び異常侵入や火災、ガス漏れを感知する各種センサーか
らの情報を判断し、監視・警報・通報などのセキュリテ
ィコントロールを可能とする請求項１に記載の対話型仮
想ロボットシステム。
【請求項４】高齢者や要介護者が浴室やトイレなどで異
常な長時間滞在したことを感知する請求項１に掲げるセ
ンサーから判断した場合、世帯主あるいは通知すべき対
象者への通報あるいは隣接住人や消防・警察への非常事
態通報を行うことを特徴とする請求項１に記載の対話型
仮想ロボットシステム。
【請求項５】震災等で家屋が倒壊した場合でも倒壊直前
の人の居場所（部屋）情報を逐次記録更新し、システム
が致命的ダメージを受けた場合に於いても耐熱耐水耐衝
撃構造体内にあるバッテリーと電波発信装置から発する
情報提供により救援誘導を可能とする請求項１に記載の
対話型仮想ロボットシステム。
【請求項６】介護ロボット・掃除ロボットに代表される
音声認識を持った目的別各種ロボットが同一居住空間に
複数存在した場合に発生し得る指示命令に対する重複行
動の回避や、指示命令の実行目的地までの最短到達範囲
にいる何れか一方に対して実行命令を下すコントロール
機能及びこれら前記ロボットの誤動作による事故防止の
ための緊急停止あるいは回避行動指示を行い得る請求項
１に記載の対話型仮想ロボットシステム。
【請求項７】擬似的に人格を与える（例えば男性あるい
は女性あるいはマスコット的な容姿と音声をＣＧにてモ
ニター画面及びスピーカから与える）ことにより一人暮
らしや高齢者との話し相手としても有効であり精神的側
面からの支えになり得る請求項１に記載の対話型仮想ロ
ボットシステム。