JPH0440714Y2 - - Google Patents
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- JPH0440714Y2 JPH0440714Y2 JP1984105765U JP10576584U JPH0440714Y2 JP H0440714 Y2 JPH0440714 Y2 JP H0440714Y2 JP 1984105765 U JP1984105765 U JP 1984105765U JP 10576584 U JP10576584 U JP 10576584U JP H0440714 Y2 JPH0440714 Y2 JP H0440714Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- robot body
- user
- position signal
- cpu
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この考案は、ロボツトの判断あるいは予め
CPUにプログラムとして組込まれた所定の一連
の動作順序に従つて自走できるロボツトに関し、
詳しくは、ロボツト本体と対話装置の使用者とが
対話できるようにして、その対話を通じて該使用
者がゲームを楽しんだり、ロボツトとの遊びを通
じて学習ができる様にするとともに、ロボツト本
体が上記使用者に接近するために対話装置の方向
をロボツト本体が識別できるようにしたロボツト
に関する。
CPUにプログラムとして組込まれた所定の一連
の動作順序に従つて自走できるロボツトに関し、
詳しくは、ロボツト本体と対話装置の使用者とが
対話できるようにして、その対話を通じて該使用
者がゲームを楽しんだり、ロボツトとの遊びを通
じて学習ができる様にするとともに、ロボツト本
体が上記使用者に接近するために対話装置の方向
をロボツト本体が識別できるようにしたロボツト
に関する。
「従来例」
ロボツトの判断あるいは予めCPUにプログラ
ムとして組込まれた所定の一連の動作順序に従つ
て自走できるロボツトで人と対話できるように構
成されたものは既にある。従来のこの種のロボツ
トでは、人の声を入力するマイクロホンやロボツ
トの音声を人に伝えるためのスピーカなどからな
る対話装置がロボツト本体に組込まれている。
ムとして組込まれた所定の一連の動作順序に従つ
て自走できるロボツトで人と対話できるように構
成されたものは既にある。従来のこの種のロボツ
トでは、人の声を入力するマイクロホンやロボツ
トの音声を人に伝えるためのスピーカなどからな
る対話装置がロボツト本体に組込まれている。
尚、ロボツト本体とは別に無線送信器を設け、
これにマイクロホンを設けることは、例えば、特
公昭45−35451号公報において開示されているよ
うに既に公知であるが、これは、使用者の音声を
ロボツト本体から発するようにするための一方通
行の通話手段に過ぎないものであり、本来ロボツ
トが発する音声等を聞いたりする際の騒音等の外
乱発生が問題とならないものである。
これにマイクロホンを設けることは、例えば、特
公昭45−35451号公報において開示されているよ
うに既に公知であるが、これは、使用者の音声を
ロボツト本体から発するようにするための一方通
行の通話手段に過ぎないものであり、本来ロボツ
トが発する音声等を聞いたりする際の騒音等の外
乱発生が問題とならないものである。
又、ロボツト本体を所定の待機場及び特定の複
数の呼出箇所のうちの1箇所から他の1箇所に移
動させることも行なわれている。この場合、各呼
出箇所に呼出信号発信装置を設け、そこから出力
される呼出信号をロボツト本体が受け、ロボツト
が目標となる呼出箇所を判別し、CPUなどに組
込まれた予め定められたプログラムに従つてその
呼出箇所まで移動するように構成されている。
数の呼出箇所のうちの1箇所から他の1箇所に移
動させることも行なわれている。この場合、各呼
出箇所に呼出信号発信装置を設け、そこから出力
される呼出信号をロボツト本体が受け、ロボツト
が目標となる呼出箇所を判別し、CPUなどに組
込まれた予め定められたプログラムに従つてその
呼出箇所まで移動するように構成されている。
「考案が解決しようとする問題点」
上述の如く、従来ではマイクロホンやスピーカ
がロボツト本体に組込まれているために、ロボツ
トには対話者以外の人の声や周囲の雑音が入力さ
れるうえ、ロボツトと対話者との間隔が一定では
ないので十分に対話者の声が入力されなかつた
り、ロボツトが出力する音声が十分聞き取れなか
つたりすることがあり、ロボツトと対話者との対
話が円滑に行なえないという問題がある。又、ロ
ボツト本体と対話者の対話の方法が音声に限られ
ているので、複雑なゲームを楽しんだり、ロボツ
トとの遊びを通じて学習することが実際上不可能
であるという問題もある。
がロボツト本体に組込まれているために、ロボツ
トには対話者以外の人の声や周囲の雑音が入力さ
れるうえ、ロボツトと対話者との間隔が一定では
ないので十分に対話者の声が入力されなかつた
り、ロボツトが出力する音声が十分聞き取れなか
つたりすることがあり、ロボツトと対話者との対
話が円滑に行なえないという問題がある。又、ロ
ボツト本体と対話者の対話の方法が音声に限られ
ているので、複雑なゲームを楽しんだり、ロボツ
トとの遊びを通じて学習することが実際上不可能
であるという問題もある。
更に、ロボツト本体を不特定の箇所に呼び出せ
ず、又、使用者が移動しながらゲーム等を楽しむ
ことができないという問題もある。
ず、又、使用者が移動しながらゲーム等を楽しむ
ことができないという問題もある。
「問題点を解決するための手段」
この考案は、この様な事情のもとで考えられた
もので、上述の問題点を解消するために、ロボツ
トの判断あるいは予めCPUにプログラムとして
組込まれた所定の一連の動作順序に従つて自走で
きるロボツトにおいて、ロボツトとの対話装置
を、本来使用者の発する音声等を受けるレシーバ
ーとして機能するマイクロホン及びこれに接続さ
れた受信器と、本来使用者に対する音声等を発す
るスピーカーとして機能するイヤホン及びこれに
接続された送信器とから構成し、この対話装置
を、ロボツト本体から分離して使用者が装着する
ヘルメツト状の装着具に設け、また、ロボツト本
体には、前記対話装置に対応する送受信器を設
け、更に、上記対話装置に位置信号発生手段を、
また、ロボツト本体に位置信号を受信してその発
信方向を識別する方向探知手段とをそれぞれ設け
るという技術的手段を講じている。
もので、上述の問題点を解消するために、ロボツ
トの判断あるいは予めCPUにプログラムとして
組込まれた所定の一連の動作順序に従つて自走で
きるロボツトにおいて、ロボツトとの対話装置
を、本来使用者の発する音声等を受けるレシーバ
ーとして機能するマイクロホン及びこれに接続さ
れた受信器と、本来使用者に対する音声等を発す
るスピーカーとして機能するイヤホン及びこれに
接続された送信器とから構成し、この対話装置
を、ロボツト本体から分離して使用者が装着する
ヘルメツト状の装着具に設け、また、ロボツト本
体には、前記対話装置に対応する送受信器を設
け、更に、上記対話装置に位置信号発生手段を、
また、ロボツト本体に位置信号を受信してその発
信方向を識別する方向探知手段とをそれぞれ設け
るという技術的手段を講じている。
尚、以下に述べる実施例においては、ロボツト
から使用者への応答に際し、CPUの指定によつ
て、ロボツトの送信器を用いずに、ロボツトに設
けたスピーカーを用いることができるように構成
されているが、このスピーカーを用いる手段を備
えることは好ましいが、本考案自体の必須の要件
ではない。
から使用者への応答に際し、CPUの指定によつ
て、ロボツトの送信器を用いずに、ロボツトに設
けたスピーカーを用いることができるように構成
されているが、このスピーカーを用いる手段を備
えることは好ましいが、本考案自体の必須の要件
ではない。
「実施例」
以下、この考案を図面を参照しつつ詳細に説明
する。
する。
第1図はこの考案の一実地例のロボツト本体の
斜視図、第2図はその対話装置の斜視図である。
この考案に係るロボツトは、例えば第1図に示す
如くのロボツト本体1と、これとは分離された第
2図に示す如くの対話装置2とを備える。上記ロ
ボツト本体1は、ロボツトの判断あるいは予め
CPUにプログラムとして組込まれた所定の一連
の動作順序に従つて自走できるように構成されて
いる。該ロボツト本体1と対話装置2の使用者と
は、該対話装置2に設けたマイクロホン21及び
イヤホン(ヘツドホン)22とロボツト本体1に
設けた映像表示装置11及びタツチスイツチ12
を介して対話できるように構成される。上記対話
装置2のマイクロホン21及びイヤホン22とロ
ボツト本体1とは、例えば後述の如く電波を用い
る無線通信又は光波を用いる無線通信で相互に連
絡できるように構成される。又、上記対話装置2
には例えば光パルス信号よりなる位置信号を水平
方向に放射状に発信する位置信号発信手段23
が、ロボツト本体1にはその位置信号を受信して
その発信方向を識別する方向探知手段13がそれ
ぞれ設けられる。この方向探知手段13は、常に
対話装置2からの位置信号の発信の有無を監視
し、位置信号を入力すれば直ちにそれを発信した
対話装置2のある方向(方位)を識別して、ロボ
ツト本体1の移動動作を制御するCPUにその情
報を入力する。そして、このCPUによつてロボ
ツト本体1を対話装置2から所定の距離を置いた
位置に移動させ、ロボツト本体1の正面が対話装
置2に向けられるようにロボツト本体1の動作が
制御される。尚、対話装置2の位置信号発信手段
23は対話装置2に設けられる電源スイツチ24
をオンにすることにより始動される。又、ロボツ
ト本体1と対話装置2の使用者との対話も該電源
スイツチ24をオンにすることにより可能になる
様に構成されている。
斜視図、第2図はその対話装置の斜視図である。
この考案に係るロボツトは、例えば第1図に示す
如くのロボツト本体1と、これとは分離された第
2図に示す如くの対話装置2とを備える。上記ロ
ボツト本体1は、ロボツトの判断あるいは予め
CPUにプログラムとして組込まれた所定の一連
の動作順序に従つて自走できるように構成されて
いる。該ロボツト本体1と対話装置2の使用者と
は、該対話装置2に設けたマイクロホン21及び
イヤホン(ヘツドホン)22とロボツト本体1に
設けた映像表示装置11及びタツチスイツチ12
を介して対話できるように構成される。上記対話
装置2のマイクロホン21及びイヤホン22とロ
ボツト本体1とは、例えば後述の如く電波を用い
る無線通信又は光波を用いる無線通信で相互に連
絡できるように構成される。又、上記対話装置2
には例えば光パルス信号よりなる位置信号を水平
方向に放射状に発信する位置信号発信手段23
が、ロボツト本体1にはその位置信号を受信して
その発信方向を識別する方向探知手段13がそれ
ぞれ設けられる。この方向探知手段13は、常に
対話装置2からの位置信号の発信の有無を監視
し、位置信号を入力すれば直ちにそれを発信した
対話装置2のある方向(方位)を識別して、ロボ
ツト本体1の移動動作を制御するCPUにその情
報を入力する。そして、このCPUによつてロボ
ツト本体1を対話装置2から所定の距離を置いた
位置に移動させ、ロボツト本体1の正面が対話装
置2に向けられるようにロボツト本体1の動作が
制御される。尚、対話装置2の位置信号発信手段
23は対話装置2に設けられる電源スイツチ24
をオンにすることにより始動される。又、ロボツ
ト本体1と対話装置2の使用者との対話も該電源
スイツチ24をオンにすることにより可能になる
様に構成されている。
このように構成することにより、対話装置2の
使用者は、ロボツト本体1のどの方向にいても、
電源スイツチ24を投入しさえすれば、ロボツト
本体1を自分の方向へ呼び寄せることができる。
そして、対話装置2の使用者とロボツト本体1と
の間での対話を通じて、ゲームその他の遊びを楽
しんだり、遊びを通じての学習などを行える。例
えば、ロボツトが対話装置2を使用している子供
に言葉で質問を発したり、映像表示装置11に映
像を表示して質問を設定し、これに対してその子
供がマイクロホン21に向つて言葉で答えを返し
たり、タツチスイツチ12を押すことにより答え
を発したりする。ロボツトはその答えの正否を判
別し、その正否に応じてロボツト本体1が何らか
の動作、例えば、その正否や得点を映像表示装置
11に表示したり、その子供の近くで前後や左右
に移動したり、音、声、光などを発する等の動作
を行つてその子供の興味をひきつける。
使用者は、ロボツト本体1のどの方向にいても、
電源スイツチ24を投入しさえすれば、ロボツト
本体1を自分の方向へ呼び寄せることができる。
そして、対話装置2の使用者とロボツト本体1と
の間での対話を通じて、ゲームその他の遊びを楽
しんだり、遊びを通じての学習などを行える。例
えば、ロボツトが対話装置2を使用している子供
に言葉で質問を発したり、映像表示装置11に映
像を表示して質問を設定し、これに対してその子
供がマイクロホン21に向つて言葉で答えを返し
たり、タツチスイツチ12を押すことにより答え
を発したりする。ロボツトはその答えの正否を判
別し、その正否に応じてロボツト本体1が何らか
の動作、例えば、その正否や得点を映像表示装置
11に表示したり、その子供の近くで前後や左右
に移動したり、音、声、光などを発する等の動作
を行つてその子供の興味をひきつける。
ここで、第2図に示す如くに上記対話装置2の
マイクロホン21、イヤホン22、位置信号発信
手段23、無線送受信器(第3図25)及び送受
信用アンテナ26をヘルメツト状の装着具27に
一体的に組込ことにより、外観上優れているだけ
でなく、マイクロホン21と使用者の口との距離
が略一定に保たれ、使用者の声を確実に入力でき
ること、イヤホン22と使用者の耳との距離が一
定となり、ロボツトからの音声を確実に聞き取れ
ること、使用者の両手がふさがれることなく自由
にタツチスイツチの操作などに使えること使用者
がこれを装着して容易に移動できることなどの利
点が得られる。
マイクロホン21、イヤホン22、位置信号発信
手段23、無線送受信器(第3図25)及び送受
信用アンテナ26をヘルメツト状の装着具27に
一体的に組込ことにより、外観上優れているだけ
でなく、マイクロホン21と使用者の口との距離
が略一定に保たれ、使用者の声を確実に入力でき
ること、イヤホン22と使用者の耳との距離が一
定となり、ロボツトからの音声を確実に聞き取れ
ること、使用者の両手がふさがれることなく自由
にタツチスイツチの操作などに使えること使用者
がこれを装着して容易に移動できることなどの利
点が得られる。
次に、ロボツト本体の方向探知、距離測定、障
害物探知、モータ制御回路、対話装置とロボツト
本体との間の無線通信装置、ロボツト本体の音の
回路及び映像の出力について更に具体的に説明す
る。
害物探知、モータ制御回路、対話装置とロボツト
本体との間の無線通信装置、ロボツト本体の音の
回路及び映像の出力について更に具体的に説明す
る。
第3図はロボツトの制御回路及び通信回路の一
例を示すブロツク回路図であり、ブロツク1の部
分はロボツト本体1の胴部に納められ、ブロツク
の部分はロボツト本体1の頭部に組込まれ、ブ
ロツクの部分は対話装置2に組込まれる。
例を示すブロツク回路図であり、ブロツク1の部
分はロボツト本体1の胴部に納められ、ブロツク
の部分はロボツト本体1の頭部に組込まれ、ブ
ロツクの部分は対話装置2に組込まれる。
ロボツト本体の方向探知
上述の如くに、ロボツト本体の方向探知は、対
話装置2の位置信号発信手段23とロボツト本体
1の方向探知手段13とによつて行なわれる。
話装置2の位置信号発信手段23とロボツト本体
1の方向探知手段13とによつて行なわれる。
上記位置信号発信手段28は、例えば第3図に
示す如く、等角度置きに放射方向に向けて配置さ
れた発光素子231a〜231fを備える。これ
ら発光素子231a〜231fは、発光素子全体
での消費電力を少なくするためと各発光素子の寿
命を長くするために、発光素子ドライバ及び切換
回路232によつて第4図に示す如くに時分割的
に順次に発光させられる。各発光素子231a〜
231fの発光時間SS1,SS2,…,SS6は、その和
が後述する受光側の切換時間TR内に納まる様に
設定される。ここでは6個の発光素子231a〜
231fが用いられているが、発光素子の数はそ
の指向性によつて適宜決めればよい。発光素子2
31a〜231fから出力される位置信号には、
複数のロボツトが同一フロアで同時に作動させら
れる場合に特定のロボツト本体1がそれに対応す
る特定の対話装置2の位置信号を識別できるよう
にするために、識別コード発生回路233により
例えば第5図aに示す如くの識別コードを与え
て、さらに、受光の際の外乱光の影響を避けるた
めに変調器234によつて例えば第5図bに示す
如くに例えば38KHzで変調される。識別コード発
生回路233で発生するコードには、同一フロア
上で同時に作動させられている複数のロボツトの
うちの1つのロボツト本体1が同時に2個以上の
対話装置2から位置信号を受光する場合を予想し
て、この様な状況をロボツトが判定し得るよう
に、冗長を持たせてある。
示す如く、等角度置きに放射方向に向けて配置さ
れた発光素子231a〜231fを備える。これ
ら発光素子231a〜231fは、発光素子全体
での消費電力を少なくするためと各発光素子の寿
命を長くするために、発光素子ドライバ及び切換
回路232によつて第4図に示す如くに時分割的
に順次に発光させられる。各発光素子231a〜
231fの発光時間SS1,SS2,…,SS6は、その和
が後述する受光側の切換時間TR内に納まる様に
設定される。ここでは6個の発光素子231a〜
231fが用いられているが、発光素子の数はそ
の指向性によつて適宜決めればよい。発光素子2
31a〜231fから出力される位置信号には、
複数のロボツトが同一フロアで同時に作動させら
れる場合に特定のロボツト本体1がそれに対応す
る特定の対話装置2の位置信号を識別できるよう
にするために、識別コード発生回路233により
例えば第5図aに示す如くの識別コードを与え
て、さらに、受光の際の外乱光の影響を避けるた
めに変調器234によつて例えば第5図bに示す
如くに例えば38KHzで変調される。識別コード発
生回路233で発生するコードには、同一フロア
上で同時に作動させられている複数のロボツトの
うちの1つのロボツト本体1が同時に2個以上の
対話装置2から位置信号を受光する場合を予想し
て、この様な状況をロボツトが判定し得るよう
に、冗長を持たせてある。
方向探知手段13は、例えば第3図に示す如く
に等角度置きに放射方向に向けて配置された受光
素子131a〜131fを備える。これらの受光
素子131a〜131fは第6図に示す如くに信
号切換器132の切換信号SR1,SR2,…,SR6に
よつて所定の切換時間TRごとに電気的に順次に
スキヤンされ、受光された信号は後続のアンプ1
33に導かれる。受光された信号はアンプ133
で増幅され、波形整形されて直列な例えば8ビツ
トのデイジタル信号として出力される。この直列
信号は直列/並列変換器134に入力されて例え
ば8ビツトの並列信号に変換され、CPU100
に送られる。CPU100では、予め定められて
いる識別コードと今受信した並列信号のコードと
を比較し、それが一致するとそのロボツトに対応
する対話装置2を探知したことになる。
に等角度置きに放射方向に向けて配置された受光
素子131a〜131fを備える。これらの受光
素子131a〜131fは第6図に示す如くに信
号切換器132の切換信号SR1,SR2,…,SR6に
よつて所定の切換時間TRごとに電気的に順次に
スキヤンされ、受光された信号は後続のアンプ1
33に導かれる。受光された信号はアンプ133
で増幅され、波形整形されて直列な例えば8ビツ
トのデイジタル信号として出力される。この直列
信号は直列/並列変換器134に入力されて例え
ば8ビツトの並列信号に変換され、CPU100
に送られる。CPU100では、予め定められて
いる識別コードと今受信した並列信号のコードと
を比較し、それが一致するとそのロボツトに対応
する対話装置2を探知したことになる。
これらの受光素子131a〜131fは、例え
ば、ロボツト本体1の正面と背面とに各1個、左
右の側面には各2個配置される。従つて、例え
ば、正面の受光素子131aでこのロボツト本体
1に対応する対話装置2の位置信号を受光する
と、その対話装置2がロボツト本体1の正面にあ
ると判定できる。対話装置2がある方向を正確に
判定するには、受光感度の指向性の狭い受光素子
を多数用いればよい。しかしながら、例えば、後
述の如くにロボツト本体1の頭部を左右に首振り
運動できる様に設け、その頭部に受光素子を取り
付けることにより、必要とする受光素子の数を少
なくできる。即ち、受光素子の数はその指向性と
首振り角度とによつて決定される。
ば、ロボツト本体1の正面と背面とに各1個、左
右の側面には各2個配置される。従つて、例え
ば、正面の受光素子131aでこのロボツト本体
1に対応する対話装置2の位置信号を受光する
と、その対話装置2がロボツト本体1の正面にあ
ると判定できる。対話装置2がある方向を正確に
判定するには、受光感度の指向性の狭い受光素子
を多数用いればよい。しかしながら、例えば、後
述の如くにロボツト本体1の頭部を左右に首振り
運動できる様に設け、その頭部に受光素子を取り
付けることにより、必要とする受光素子の数を少
なくできる。即ち、受光素子の数はその指向性と
首振り角度とによつて決定される。
第7図は方向探知手段13の変形例のブロツク
回路図であり、この方向探知手段13は、各受光
素子131a〜131fと信号切換器132との
間に各プリアンプ135a〜135fを個別的に
挿入し、信号切換器132の出力をバンドパスフ
イルタ136に入力して変調の周波数部分だけを
取出す。バンドパスフイルタ136の出力は検波
回路137を介してアンプ133とピークホール
ド回路138とに入力される。アンプ133に入
力された信号は第3図の場合と同様に対話装置2
の探知に利用される。上記ピークホールド回路1
38に入力されたアナログ信号は短時間その値を
保持してアナログ出力を2つのレベルコンパレー
タ139,140に入力され、それぞれ参照電圧
Vrf1,Vrf2と比較される。上記アナログ出力が
参照電圧Vrf1,Vrf2より高ければ各レベルコン
パレータ139,140の出力V1,V2は「1」
となり、低ければ各レベルコンパレータ139,
140の出力V1,V2は「0」となる。ここで、
例えば、Vrf1<Vrf2となるように定めておくと、
両レベルコンパレータ139,140の出力が
(1,0)のときには対話装置2が遠方にあり、
(1,1)のときには対話装置2が近くにあるこ
とがわかる。
回路図であり、この方向探知手段13は、各受光
素子131a〜131fと信号切換器132との
間に各プリアンプ135a〜135fを個別的に
挿入し、信号切換器132の出力をバンドパスフ
イルタ136に入力して変調の周波数部分だけを
取出す。バンドパスフイルタ136の出力は検波
回路137を介してアンプ133とピークホール
ド回路138とに入力される。アンプ133に入
力された信号は第3図の場合と同様に対話装置2
の探知に利用される。上記ピークホールド回路1
38に入力されたアナログ信号は短時間その値を
保持してアナログ出力を2つのレベルコンパレー
タ139,140に入力され、それぞれ参照電圧
Vrf1,Vrf2と比較される。上記アナログ出力が
参照電圧Vrf1,Vrf2より高ければ各レベルコン
パレータ139,140の出力V1,V2は「1」
となり、低ければ各レベルコンパレータ139,
140の出力V1,V2は「0」となる。ここで、
例えば、Vrf1<Vrf2となるように定めておくと、
両レベルコンパレータ139,140の出力が
(1,0)のときには対話装置2が遠方にあり、
(1,1)のときには対話装置2が近くにあるこ
とがわかる。
この様に、第7図の方向探知手段では、対話装
置2のある方向だけでなく、受光した光の強弱に
よつて対話装置2の位置する箇所までの距離を大
まかに判定できる。この様な距離の判定の精度を
高めるには、レベルコンパレータの数を増やす
か、レベルコンパレータをD/A変換器に置換え
ればよい。
置2のある方向だけでなく、受光した光の強弱に
よつて対話装置2の位置する箇所までの距離を大
まかに判定できる。この様な距離の判定の精度を
高めるには、レベルコンパレータの数を増やす
か、レベルコンパレータをD/A変換器に置換え
ればよい。
距離測定
ロボツト本体1が対話装置2に向つて移動すべ
きか否かを判定するために大まかな距離測定が必
要とされる。この大まかな距離測定は、例えば、
上述の第7図の方向探知手段13を用いて、該方
向探知手段13が受ける位置信号の強弱から測定
される。この距離の測定結果及び上述の方向探知
の結果に基づき、ロボツト本体1が対話装置2に
向つて正面向きになるように回転させられてから
接近させられ、予め定められた距離まで接近する
と停止させられる。ロボツト本体1が既にその予
め定められた距離内にある場合には、ロボツト本
体1は対話装置2に向つて正面向きになるように
回転させられ、移動はしない。この様にしてロボ
ツト本体1は対話装置2の使用者に対して一定以
内の距離を置いて対面させられることになり、そ
の使用者とロボツトとの対話を通じてゲームその
他の遊び、あるいは遊びを通じて学習などが始め
られる。
きか否かを判定するために大まかな距離測定が必
要とされる。この大まかな距離測定は、例えば、
上述の第7図の方向探知手段13を用いて、該方
向探知手段13が受ける位置信号の強弱から測定
される。この距離の測定結果及び上述の方向探知
の結果に基づき、ロボツト本体1が対話装置2に
向つて正面向きになるように回転させられてから
接近させられ、予め定められた距離まで接近する
と停止させられる。ロボツト本体1が既にその予
め定められた距離内にある場合には、ロボツト本
体1は対話装置2に向つて正面向きになるように
回転させられ、移動はしない。この様にしてロボ
ツト本体1は対話装置2の使用者に対して一定以
内の距離を置いて対面させられることになり、そ
の使用者とロボツトとの対話を通じてゲームその
他の遊び、あるいは遊びを通じて学習などが始め
られる。
ロボツト本体1は、例えば、ロボツトが出す問
題に使用者が答えを返した場合などに、その答え
の正否に応じて予めプログラムで定められている
順序に従つて、又、時にはランダムに意外性を持
たせて、使用者の近くで前後左右に移動したり、
音楽、言葉を発したりすることにより使用者の興
味をひきつける動作を行なう様に制御される。
題に使用者が答えを返した場合などに、その答え
の正否に応じて予めプログラムで定められている
順序に従つて、又、時にはランダムに意外性を持
たせて、使用者の近くで前後左右に移動したり、
音楽、言葉を発したりすることにより使用者の興
味をひきつける動作を行なう様に制御される。
この様な使用者に接近した位置でのロボツト本
体1の移動を制御するために、使用者とロボツト
本体1の間の距離の測定を次に述べる超音波距離
測定装置14を用いて行なう。
体1の移動を制御するために、使用者とロボツト
本体1の間の距離の測定を次に述べる超音波距離
測定装置14を用いて行なう。
超音波距離測定装置14は第3図に示す如くに
超音波測距回路141から超音波を発信して超音
波送受信器142を駆動して使用者に向つて超音
波を放射し、この超音波の使用者からの反射波を
超音波送受信器142に受信する。使用者とロボ
ツト本体1との距離は超音波送受信器142が超
音波を放射してからその反射波を受信するまでの
時間によつて測定される。この測定結果は上記
CPU100に送られてロボツト本体1の移動、
停止などを行なう基準とされる。
超音波測距回路141から超音波を発信して超音
波送受信器142を駆動して使用者に向つて超音
波を放射し、この超音波の使用者からの反射波を
超音波送受信器142に受信する。使用者とロボ
ツト本体1との距離は超音波送受信器142が超
音波を放射してからその反射波を受信するまでの
時間によつて測定される。この測定結果は上記
CPU100に送られてロボツト本体1の移動、
停止などを行なう基準とされる。
障害物探知
ロボツト本体1の移動経路上に障害物がある場
合、ロボツト本体1とその障害物との接触あるい
は衝突を避けるために、障害物センサ15が設け
られる。
合、ロボツト本体1とその障害物との接触あるい
は衝突を避けるために、障害物センサ15が設け
られる。
障害物の探知には、例えば超音波と赤外線が利
用される。即ち、障害物センサ制御回路151で
超音波を発信し、ロボツト本体1に周方向に適当
な間隔を置いて設けられた複数個(ここでは前後
左右の4個)の超音波送受信器152を駆動して
ロボツト本体1の周囲に超音波を放射する。この
超音波が周囲の障害物に当り反射してその反射波
を超音波送受信器152で受信する。この超音波
の放射から反射波の受信までの超音波伝達時間を
測定する。一方、ロボツトから見て障害物とみな
す物体との距離に相当する距離に対応する超音波
伝達時間を予め設定しておき、この設定された超
音波伝達時間と測定された超音波伝達時間とを比
較し、後者が短かければ障害物有りと判定し、そ
の情報をCPU100に伝達する。又、障害物セ
ンサ制御装置151により、ロボツト本体1に周
方向に適当な間隔を置いて設けた複数個(この場
合8個)の赤外線発光受光素子153を駆動し
て、ロボツト本体1の周囲に赤外線を放射させ
る。周囲の障害物からの反射波をそれらの赤外線
発光受光素子153で受光することによりロボツ
ト本体1の周囲に障害物有りと判断して、その情
報をCPU100に伝達する。
用される。即ち、障害物センサ制御回路151で
超音波を発信し、ロボツト本体1に周方向に適当
な間隔を置いて設けられた複数個(ここでは前後
左右の4個)の超音波送受信器152を駆動して
ロボツト本体1の周囲に超音波を放射する。この
超音波が周囲の障害物に当り反射してその反射波
を超音波送受信器152で受信する。この超音波
の放射から反射波の受信までの超音波伝達時間を
測定する。一方、ロボツトから見て障害物とみな
す物体との距離に相当する距離に対応する超音波
伝達時間を予め設定しておき、この設定された超
音波伝達時間と測定された超音波伝達時間とを比
較し、後者が短かければ障害物有りと判定し、そ
の情報をCPU100に伝達する。又、障害物セ
ンサ制御装置151により、ロボツト本体1に周
方向に適当な間隔を置いて設けた複数個(この場
合8個)の赤外線発光受光素子153を駆動し
て、ロボツト本体1の周囲に赤外線を放射させ
る。周囲の障害物からの反射波をそれらの赤外線
発光受光素子153で受光することによりロボツ
ト本体1の周囲に障害物有りと判断して、その情
報をCPU100に伝達する。
モータ制御
ロボツト本体1には、その全体を移動させたり
向きを変えたりするための駆動モータ16と、胴
部に対して頭部を首振り運動させるための首振り
モータ17とが設けられ、これらはCPU100
によつて制御される。即ち、方向探知手段13、
超音波距離測定手段14、障害物センサ15、タ
ツチスイツチ12及び後述の音の回路110から
上記CPU100に与えられる情報に基づき、
CPU100、PROM101、RAM102に組込
まれたプログラム又はこれらの内部で行なわれる
ロボツトの判断に従つてCPU100から前進、
後退、右回転、左回転、停止などの指令が駆動モ
ータ制御回路18に送られ、それをモータ駆動電
圧に変換して上記駆動モータ132の制御を行な
つて駆動輪19の制御を行なう。この様にして、
ロボツト本体1の対話装置2への接近動作などが
制御される。当然、障害物センサ15から出力が
ある場合には停止動作及び/又は回転動作が行な
われる。又、対話装置2が使用されていないとき
には、電源(バツテリ)の消費を避けるために通
常は停止させられるが、ロボツト本体1が人目を
ひくために定期的に短時間に移動動作を行なう様
にしてもよい。更に、上述の如くに、ゲーム、学
習などの展開に応じて、予め定められたプログラ
ムに従つて、あるいはランダムに移動させられ
る。首振りモータ17の制御も同様にして首振り
モータ制御回路20aを介してCPU100によ
つて行われる。ただし、この場合、頭部の首振り
角度が首振りモータ17の回転角検出回路20b
によつて検出され、CPU100にフイードバツ
クされる。この首振り運動は、対話装置2からの
位置信号の発信を待つときには、比較的首振り角
が小さい首振りが行なわれ、その他のときには
CPU100などに組込まれたプログラム又は
CPUなどの内部でなされる判断に従つて任意の
回転角の首振り運動ができる様に構成される。
向きを変えたりするための駆動モータ16と、胴
部に対して頭部を首振り運動させるための首振り
モータ17とが設けられ、これらはCPU100
によつて制御される。即ち、方向探知手段13、
超音波距離測定手段14、障害物センサ15、タ
ツチスイツチ12及び後述の音の回路110から
上記CPU100に与えられる情報に基づき、
CPU100、PROM101、RAM102に組込
まれたプログラム又はこれらの内部で行なわれる
ロボツトの判断に従つてCPU100から前進、
後退、右回転、左回転、停止などの指令が駆動モ
ータ制御回路18に送られ、それをモータ駆動電
圧に変換して上記駆動モータ132の制御を行な
つて駆動輪19の制御を行なう。この様にして、
ロボツト本体1の対話装置2への接近動作などが
制御される。当然、障害物センサ15から出力が
ある場合には停止動作及び/又は回転動作が行な
われる。又、対話装置2が使用されていないとき
には、電源(バツテリ)の消費を避けるために通
常は停止させられるが、ロボツト本体1が人目を
ひくために定期的に短時間に移動動作を行なう様
にしてもよい。更に、上述の如くに、ゲーム、学
習などの展開に応じて、予め定められたプログラ
ムに従つて、あるいはランダムに移動させられ
る。首振りモータ17の制御も同様にして首振り
モータ制御回路20aを介してCPU100によ
つて行われる。ただし、この場合、頭部の首振り
角度が首振りモータ17の回転角検出回路20b
によつて検出され、CPU100にフイードバツ
クされる。この首振り運動は、対話装置2からの
位置信号の発信を待つときには、比較的首振り角
が小さい首振りが行なわれ、その他のときには
CPU100などに組込まれたプログラム又は
CPUなどの内部でなされる判断に従つて任意の
回転角の首振り運動ができる様に構成される。
ロボツト本体と対話装置との通信装置
対話装置2の使用者がロボツトに話しかける場
合、該使用者はマイクロホン21に向つて話しか
ける。その音声はFM又はAMの送受信器25に
入力され、FM変調されてアンテナ26から周囲
に放射される。一方、ロボツト本体1の音の回路
110からのFM信号が上記アンテナ26を介し
てFM又はAM送受信器25に入力され、オーデ
イオ信号に復調されてイヤホン22を駆動する。
この様にして使用者はロボツトからの言葉、音楽
等を聞くことができる。
合、該使用者はマイクロホン21に向つて話しか
ける。その音声はFM又はAMの送受信器25に
入力され、FM変調されてアンテナ26から周囲
に放射される。一方、ロボツト本体1の音の回路
110からのFM信号が上記アンテナ26を介し
てFM又はAM送受信器25に入力され、オーデ
イオ信号に復調されてイヤホン22を駆動する。
この様にして使用者はロボツトからの言葉、音楽
等を聞くことができる。
ロボツトの音の回路
ロボツト本体1には、対話装置2との通信のた
めのアンテナ111とFM送受信器112とが設
けられる。対話装置2からアンテナ111を介し
て入力されたFM信号はFM送受信器112でオ
ーデイオ信号に復調され、アンプ113を介して
音声認識回路114に送られる。音声認識回路1
14ではその音声がどの言葉に対応しているか認
識し判定する。その結果をCPU103及びCPU10
0に送る。CPU100では、映像表示装置11
への映像表示を含めて、ロボツト本体1が次にな
すべき動作を判断し、ロボツト本体1の移動、回
転、首振り、映像表示などの動作の制御を行な
う。ロボツトが次に行なうべき動作に音の発生、
即ち、音声の発生や音楽の発生が含まれている場
合には、CPU100からCPU103に発生すべ
き音声や音楽の種類を指定するデータを渡し、そ
の音声の発生の制御や音楽の発生の制御がCPU
103に委ねられる。
めのアンテナ111とFM送受信器112とが設
けられる。対話装置2からアンテナ111を介し
て入力されたFM信号はFM送受信器112でオ
ーデイオ信号に復調され、アンプ113を介して
音声認識回路114に送られる。音声認識回路1
14ではその音声がどの言葉に対応しているか認
識し判定する。その結果をCPU103及びCPU10
0に送る。CPU100では、映像表示装置11
への映像表示を含めて、ロボツト本体1が次にな
すべき動作を判断し、ロボツト本体1の移動、回
転、首振り、映像表示などの動作の制御を行な
う。ロボツトが次に行なうべき動作に音の発生、
即ち、音声の発生や音楽の発生が含まれている場
合には、CPU100からCPU103に発生すべ
き音声や音楽の種類を指定するデータを渡し、そ
の音声の発生の制御や音楽の発生の制御がCPU
103に委ねられる。
音声の発生の場合であれば、予めPROM10
4に格納されている音声のプログラムの中から指
定されているものを選び出し、そのプログラムで
音声合成回路115を制御して指定された音声を
出力させる。この出力はミキシング回路116を
介して分配器117に入力される。分配器117
ではCPU103の指定でFM送受信器112又は
スピーカ118のいずれに出力するかが決められ
る。無線で対話装置2に音声を送る場合には分配
器117の出力をFM送受信器112に送り、ア
ンテナ111から空中に放射する。
4に格納されている音声のプログラムの中から指
定されているものを選び出し、そのプログラムで
音声合成回路115を制御して指定された音声を
出力させる。この出力はミキシング回路116を
介して分配器117に入力される。分配器117
ではCPU103の指定でFM送受信器112又は
スピーカ118のいずれに出力するかが決められ
る。無線で対話装置2に音声を送る場合には分配
器117の出力をFM送受信器112に送り、ア
ンテナ111から空中に放射する。
音楽の発生の場合も同様に予めPRAM104
に格納されている音楽のプログラムのうちから指
定されているものを選び出し、そのプログラムで
音楽合成回路119を制御して指定されている音
楽を上記ミキシング回路116に出力する。無線
出力にするかスピーカ出力にするかの制御は音声
の発生の場合と同様にして制御される。
に格納されている音楽のプログラムのうちから指
定されているものを選び出し、そのプログラムで
音楽合成回路119を制御して指定されている音
楽を上記ミキシング回路116に出力する。無線
出力にするかスピーカ出力にするかの制御は音声
の発生の場合と同様にして制御される。
尚、ここに述べた音の回路110は、対話装置
2が使用されていない場合にも、連続的に又は周
期的にデモンストレーシヨン動作の一環として動
作させられる。
2が使用されていない場合にも、連続的に又は周
期的にデモンストレーシヨン動作の一環として動
作させられる。
映像の出力
映像表示装置11は、対話装置2が使用されて
いないときにはデモンストレーシヨン動作の一環
として映像を表示し、対話装置2が使用されてい
るときにはロボツトから使用者に送られる言葉、
例えば質問と同じ内容の映像やその理解を助ける
様な映像などを表示する。
いないときにはデモンストレーシヨン動作の一環
として映像を表示し、対話装置2が使用されてい
るときにはロボツトから使用者に送られる言葉、
例えば質問と同じ内容の映像やその理解を助ける
様な映像などを表示する。
この映像の表示は次の如くにCPU100によ
り制御される。即ち、PROM101には予め
種々の映像プログラムが格納されており、その中
からCPU100が選んだプログラムが該PROM
101からCPU100に読み取られ、その借号
が映像表示コントローラ120に送られる。映像
表示コントローラ120は表示すべき映像を構成
する画素をパターンジエネレータ121から逐次
選び出し、1画面の映像を構成する様に映像表示
装置11へ出力させる。
り制御される。即ち、PROM101には予め
種々の映像プログラムが格納されており、その中
からCPU100が選んだプログラムが該PROM
101からCPU100に読み取られ、その借号
が映像表示コントローラ120に送られる。映像
表示コントローラ120は表示すべき映像を構成
する画素をパターンジエネレータ121から逐次
選び出し、1画面の映像を構成する様に映像表示
装置11へ出力させる。
表示する映像の種類、その順序はCPU100
及びPROM101のプログラムによつて制御さ
れるが、PROM101のプログラムの中にはラ
ンダム性も組み込まれており、例えば、ロボツト
の質問に対する答えによつて以外な順序で映像が
表示されるような制御も行なわれる。
及びPROM101のプログラムによつて制御さ
れるが、PROM101のプログラムの中にはラ
ンダム性も組み込まれており、例えば、ロボツト
の質問に対する答えによつて以外な順序で映像が
表示されるような制御も行なわれる。
「効果」
以上説明したように、従来においてこの種の対
話機能を備えたロボツトには、使用者の音声等を
聴き取るためのマイクロホン及び使用者へ応答す
るためのスピーカーをそのロボツト本体に備えて
いたので、これに起因する両者の間の会話に対す
る周囲の雑音が介在したのを、本考案にあつて
は、こうしたロボツト本体に備えるべきマイクロ
ホン及びレシーバー並びに送受信器からなる対話
装置を使用者が頭部に装着するヘルメツト状の装
着具に設けたことによつて、頭部近傍(耳に近
い)でロボツトからの音声等を雑音等の影響を殆
ど受けることなく明瞭に聴き取ることができると
共に頭部近傍(口に近い)でロボツトへの音声等
の伝達を雑音等の影響の極めて少ない状態で誤り
なく伝達することができる利点がある。
話機能を備えたロボツトには、使用者の音声等を
聴き取るためのマイクロホン及び使用者へ応答す
るためのスピーカーをそのロボツト本体に備えて
いたので、これに起因する両者の間の会話に対す
る周囲の雑音が介在したのを、本考案にあつて
は、こうしたロボツト本体に備えるべきマイクロ
ホン及びレシーバー並びに送受信器からなる対話
装置を使用者が頭部に装着するヘルメツト状の装
着具に設けたことによつて、頭部近傍(耳に近
い)でロボツトからの音声等を雑音等の影響を殆
ど受けることなく明瞭に聴き取ることができると
共に頭部近傍(口に近い)でロボツトへの音声等
の伝達を雑音等の影響の極めて少ない状態で誤り
なく伝達することができる利点がある。
そして、上記使用者が頭部に装着する対話装置
に位置信号発信手段を備えたことで、従来の複数
箇所の固定発信局とは異なり、使用者が所望の場
合(不特定)に移動しても、ロボツトへの位置信
号を発生できてロボツトを呼び出すことができ、
加えて、使用者を自動的に追跡しながら対話でき
るという効果を奏する。
に位置信号発信手段を備えたことで、従来の複数
箇所の固定発信局とは異なり、使用者が所望の場
合(不特定)に移動しても、ロボツトへの位置信
号を発生できてロボツトを呼び出すことができ、
加えて、使用者を自動的に追跡しながら対話でき
るという効果を奏する。
また、ロボツト本体に映像表示装置を備える場
合には、使用者に対する情報伝達を、音声等以外
に視覚によつても提供できるので、内容が複雑な
対話をも可能にすることができる利点がある。
合には、使用者に対する情報伝達を、音声等以外
に視覚によつても提供できるので、内容が複雑な
対話をも可能にすることができる利点がある。
第1図乃至第6図はこの考案の一実施例を示
し、第1図はロボツト本体の斜視図、第2図は対
話装置の斜視図、第3図は制御回路及び通信回路
の一例を示すブロツク回路図、第4図は位置信号
の切換信号のタイムチヤート、第5図a識別コー
ドを与えられた位置信号の波形図、第5図bは識
別コードを与えられ、88KHzで変調された位置信
号波形図、第6図は受光素子の切換信号のタイム
チヤートである。第7図は上記一実施例の方向探
知手段の変形例のブロツク回路図である。 1……ロボツト本体、11……映像表示装置、
12……タツチスイツチ、13……方向探知手
段、2……対話装置、21……マイクロホン、2
2……イヤホン、23……位置信号発信手段、2
7……装着具、100……CPU。
し、第1図はロボツト本体の斜視図、第2図は対
話装置の斜視図、第3図は制御回路及び通信回路
の一例を示すブロツク回路図、第4図は位置信号
の切換信号のタイムチヤート、第5図a識別コー
ドを与えられた位置信号の波形図、第5図bは識
別コードを与えられ、88KHzで変調された位置信
号波形図、第6図は受光素子の切換信号のタイム
チヤートである。第7図は上記一実施例の方向探
知手段の変形例のブロツク回路図である。 1……ロボツト本体、11……映像表示装置、
12……タツチスイツチ、13……方向探知手
段、2……対話装置、21……マイクロホン、2
2……イヤホン、23……位置信号発信手段、2
7……装着具、100……CPU。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ロボツトの判断あるいは予めCPUにプログ
ラムとして組込まれた所定の一連の動作順序に
従つて自走できるロボツトにおいて、ロボツト
との対話装置を、本来使用者の発する音声等を
受けるレシーバーとして機能するマイクロホン
及びこれに接続された受信器と、本来使用者に
対する音声等を発するスピーカーとして機能す
るイヤホン及びこれに接続された送信器とから
構成し、この対話装置を、ロボツト本体から分
離して使用者が装着するヘルメツト状の装着具
に設け、また、ロボツト本体には、前記対話装
置に対応する送受信器を設け、更に、上記対話
装置に位置信号発生手段を、また、ロボツト本
体に位置信号を受信してその発信方向を探知す
る方向探知手段をそれぞれ設けたことを特徴と
するロボツト。 (2) 上記ロボツト本体には、上記対話装置に応答
して使用者に情報を与える映像表示装置が備え
られている実用新案登録請求の範囲第1項に記
載のロボツト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10576584U JPS6119806U (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10576584U JPS6119806U (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119806U JPS6119806U (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0440714Y2 true JPH0440714Y2 (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=30665073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10576584U Granted JPS6119806U (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119806U (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4079792B2 (ja) * | 2003-02-06 | 2008-04-23 | 松下電器産業株式会社 | ロボットの教示方法と教示機能付きロボット |
| JP4915417B2 (ja) * | 2006-05-16 | 2012-04-11 | 村田機械株式会社 | ロボット |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4732090U (ja) * | 1971-05-01 | 1972-12-11 |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP10576584U patent/JPS6119806U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6119806U (ja) | 1986-02-05 |
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