專利名稱：機(jī)器人設(shè)備及其控制方法,和機(jī)器人性格判別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人設(shè)備及其控制方法，和機(jī)器人性格判別方法，更具體地說，本發(fā)明涉及，例如，寵物機(jī)器人。
背景技術(shù)：
作為第一背景技術(shù)，近年來，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人已經(jīng)提出和開發(fā)了四腿行走型寵物機(jī)器人。這樣的寵物機(jī)器人具有與在一般家庭中飼養(yǎng)的狗和貓相似的形狀，并且適用于能夠響應(yīng)諸如“輕拍”或“愛撫”之類來自使用者的調(diào)教、周圍的環(huán)境等自動(dòng)動(dòng)作。
并且，還為這種寵物機(jī)器人安裝了根據(jù)來自使用者諸如“輕拍”或“愛撫”之類的調(diào)教來改變相應(yīng)動(dòng)作的展示概率的學(xué)習(xí)功能、和根據(jù)有關(guān)調(diào)教的累積量、經(jīng)過的時(shí)間等逐步改變動(dòng)作的難易程度和復(fù)雜度等級(jí)的成長(zhǎng)功能等，從而提供高適銷性和高趣味性的“寵物機(jī)器人”。
在這樣的寵物機(jī)器人中，為每個(gè)成長(zhǎng)階段(下文稱之為“成長(zhǎng)階段”)準(zhǔn)備了由各個(gè)概率狀態(tài)變換模型構(gòu)成的行為模型，和根據(jù)來自使用者的調(diào)教、經(jīng)過時(shí)間的累積量等將行為模型切換到上述“成長(zhǎng)階段”的行為模型，從而表達(dá)出“成長(zhǎng)”。并且，在寵物機(jī)器人中，使行為模型中相應(yīng)位置上的變換概率隨著來自使用者的調(diào)教的改變而改變，從而表達(dá)出上述的“學(xué)習(xí)”。
但是，按照這種方法，每當(dāng)寵物機(jī)器人“成長(zhǎng)”時(shí)就要將行為模型切換到新的行為模型，因此，對(duì)于每次“成長(zhǎng)”寵物機(jī)器人都從新的動(dòng)作開始，仿佛性格突然改變了似的，在那以前的“學(xué)習(xí)”結(jié)果都要被一筆勾銷掉。這就導(dǎo)致了習(xí)慣于和熟悉在那以前的動(dòng)作模式的使用者感到不自然的問題。
此外，按照該方法，即使存在一些重復(fù)的動(dòng)作模式，也必須為每個(gè)“成長(zhǎng)階段”的動(dòng)作模式準(zhǔn)備行為模型部分，因此，存在著生成該行為模型的操作變復(fù)雜了那么多的問題。
因此，如果在例如“成長(zhǎng)”過程中有可能使動(dòng)作模式或?qū)W習(xí)結(jié)果向前帶入下一“成長(zhǎng)階段”，則將可以消除如上所述那樣的在“成長(zhǎng)”過程中的不自然性以表達(dá)更象有機(jī)體的“成長(zhǎng)”，并認(rèn)為趣味性也可以得到那么多的提高。
并且，作為第背景技術(shù)：
，近年來，對(duì)在計(jì)算機(jī)上模擬人類的情感并表達(dá)這種情感的研究也已經(jīng)蓬勃發(fā)展起來。作為這種模擬的機(jī)器人技術(shù)嘗試，在日本眾所周知的有Tokyo(東京)技術(shù)學(xué)院Fumio Hara實(shí)驗(yàn)室的面部機(jī)器人、Waseda大學(xué)Sugano實(shí)驗(yàn)室的WAMOEBA2、和OMURON有限公司的機(jī)器貓等(Fumio Hara發(fā)表的“人工情感生成的模型和表達(dá)(Model andExpression of Generation of Artificial Emotion)”，數(shù)學(xué)科學(xué)(Mathematicalscience)，1994年第32卷第7期第52-58頁；Ogata發(fā)表的“人類與機(jī)器人之間情感交流的研究，評(píng)估用機(jī)器人“WAMOEBA-2”的裝配和測(cè)試(Studyof Emotional Exchange between Human Being and Robot，Setting and Trial ofRobot for Evaluation“WAMOEBA-2”)”日本機(jī)械學(xué)會(huì)機(jī)器人學(xué)和機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告(Lecture thesis of robotics and mechatronics lecturemeeting of Japan mechanics learned society)，1996年A卷第449-452頁；和Tajima、Saito、Osumi、Kudo、Shibata發(fā)表的“有情感的交互式寵物機(jī)器人(Interactive Pet Robot having Emotion)”日本機(jī)器人學(xué)會(huì)科學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)預(yù)備副本(Preparatory copies of science lecture meeting of Japan Robot learnedsociety)，1998年第16卷第11-12頁)。
在這些研究中，它們的研究對(duì)象在于如何通過從一開始就應(yīng)用已經(jīng)完成的情感和本能模型來獲得與生物相似的行為或表情。但是，在考慮生物成長(zhǎng)過程的情況下，不可能期望它們的情感和本能從童年期到成年期自始至終都基于相同的模型發(fā)展變化。因此，從“成長(zhǎng)”的觀點(diǎn)來看，上述對(duì)人類情感的模擬已經(jīng)牽涉到不自然的問題。
并且，在考慮將情感或本能賦予作為寵物對(duì)待的自動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用的情況中，用戶難以理解和接受一開始就具有完美情感和本能的機(jī)器人。例如，在具有作為本能的多種欲望(例如，“愛的欲望”和“運(yùn)動(dòng)的欲望”等)和作為情感的多種欲望(例如，“喜悅”、“悲痛”和“害怕”等)的機(jī)器人中，由于機(jī)器人的內(nèi)心情感是復(fù)雜的，因此，用戶幾乎不能理解機(jī)器人當(dāng)前想要什么或機(jī)器人當(dāng)前感覺如何。
并且，在上面的機(jī)器人中，如果機(jī)器人的情感和本能始終如一，永不改變，則用戶就易于失去對(duì)機(jī)器人的興趣。因此，從商業(yè)化和趣味性的角度來看，這種機(jī)器人是存在缺陷的。
此外，作為第三背景技術(shù)，已經(jīng)按常規(guī)提出并開發(fā)了按照用戶命令和周圍環(huán)境行動(dòng)的所謂四足行走型寵物機(jī)器人。這種類型的寵物機(jī)器人具有與家養(yǎng)的狗或貓之類的四足動(dòng)物相當(dāng)相似的形式，并被構(gòu)造成當(dāng)機(jī)器人接收“俯臥”的命令時(shí)采取俯臥的姿勢(shì)和當(dāng)用戶把他的手伸到機(jī)器人的嘴前時(shí)做出“hand-lending)”的動(dòng)作。
順便提及，這樣的寵物機(jī)器人含有情感模型，以及由自身確定動(dòng)作的機(jī)構(gòu)，和可以稱為性格的寵物機(jī)器人特征不受另一個(gè)機(jī)器人影響地改變。
這里，動(dòng)物的性格是在周圍環(huán)境的影響下和當(dāng)兩個(gè)寵物被一起飼養(yǎng)時(shí)形成的，例如，在實(shí)際環(huán)境中，一個(gè)寵物的存在對(duì)另一個(gè)寵物的性格形成產(chǎn)生很大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在考慮了上述各點(diǎn)之后取得的，其目的在于提供第一，能夠提高趣味性的機(jī)器人設(shè)備及其控制方法；第二，能夠提高娛樂性的機(jī)器人設(shè)備及其控制方法；第三，能夠形成更真實(shí)性格的機(jī)器人設(shè)備及其控制方法。
為了解決這樣的問題，為根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人設(shè)備提供了存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)行為模型；和動(dòng)作生成裝置，用于利用行為模型的一部分或全部狀態(tài)空間生成動(dòng)作，并使動(dòng)作生成裝置在擴(kuò)大或縮小狀態(tài)空間的同時(shí)改變行為模型的、要用于動(dòng)作生成的狀態(tài)空間。結(jié)果是，因?yàn)橐糜趧?dòng)作生成的狀態(tài)空間連續(xù)地改變，所以這種機(jī)器人設(shè)備能夠降低要用于動(dòng)作生成的狀態(tài)空間改變之前和之后動(dòng)作輸出的不連續(xù)性。從而使輸出的動(dòng)作可以平滑自然地改變，因此，可以實(shí)現(xiàn)提高趣味性的機(jī)器人設(shè)備。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在含有由狀態(tài)變換模型構(gòu)成的行為模型并根據(jù)有關(guān)行為模型生成動(dòng)作的機(jī)器人設(shè)備中，在行為模型中變換到預(yù)定節(jié)點(diǎn)被描述成變換到由假想節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的虛節(jié)點(diǎn)，將預(yù)定的第一節(jié)點(diǎn)組分配給有關(guān)的虛節(jié)點(diǎn)，并提供改變裝置，用于改變要分配給虛節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)組。結(jié)果是，在這種機(jī)器人設(shè)備中，因?yàn)槌蔀榛A(chǔ)的行為模型是固定的，所以可以達(dá)到輸出動(dòng)作的一致性。從而使輸出的動(dòng)作可以平滑自然地改變，因此，可以實(shí)現(xiàn)提高娛樂性的機(jī)器人設(shè)備。
并且，在本發(fā)明中，為用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法提供了第一步驟，利用行為模型的一部分或全部狀態(tài)空間生成動(dòng)作，和第二步驟，在擴(kuò)大或縮小狀態(tài)空間的同時(shí)，改變行為模型的、要用于動(dòng)作生成的狀態(tài)空間。結(jié)果是，根據(jù)用于這種機(jī)器人設(shè)備的控制方法，因?yàn)橐糜趧?dòng)作生成的狀態(tài)空間連續(xù)地改變，所以這種機(jī)器人能夠降低要用于動(dòng)作生成的狀態(tài)空間改變之前和之后動(dòng)作輸出的不連續(xù)性。從而使輸出的動(dòng)作可以平滑自然地改變，因此，可以實(shí)現(xiàn)用于提高趣味性的機(jī)器人設(shè)備的控制方法。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法中，在行為模型中變換到預(yù)定節(jié)點(diǎn)被描述成變換到由假想節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的虛節(jié)點(diǎn)，并提供了第一步驟，將預(yù)定的第一節(jié)點(diǎn)組分配給有關(guān)的虛節(jié)點(diǎn)，和第二步驟，改變要分配給虛節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)組。結(jié)果是，根據(jù)用于這種機(jī)器人設(shè)備的控制方法中，因?yàn)榛镜男袨槟Ｐ褪谴_定的，所以可以一致地改變輸出動(dòng)作。從而使輸出的動(dòng)作可以平滑自然地改變，因此，可以實(shí)現(xiàn)用于提高趣味性的機(jī)器人設(shè)備的控制方法。
并且，根據(jù)本發(fā)明，提供了根據(jù)情感模型的每種情感行為的參數(shù)值和/或本能模型的每種欲望的參數(shù)值生成動(dòng)作的機(jī)器人設(shè)備，這兩種參數(shù)值都隨規(guī)定的條件而被依次更新，該機(jī)器人設(shè)備包括限制裝置，限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的次數(shù)，以便逐步提高或降低它們。結(jié)果是，根據(jù)這種機(jī)器人設(shè)備，可以象真正生物的情感和/或本能“長(zhǎng)大”那樣地改變情感和/或本能。
并且，根據(jù)本發(fā)明，提供了根據(jù)情感模型的每種情感行為的參數(shù)值和/或本能模型的每種欲望的參數(shù)值生成動(dòng)作的機(jī)器人設(shè)備，該機(jī)器人設(shè)備包括情感行為和/或欲望更新裝置，根據(jù)外部施加的刺激和/或所經(jīng)歷的一段時(shí)間，依賴于專門為每種情感行為和/或每種欲望設(shè)定的相應(yīng)靈敏度，依次更新每種情感行為的參數(shù)值和/或每種欲望的參數(shù)值；和靈敏度更新裝置，評(píng)估環(huán)境和根據(jù)評(píng)估結(jié)果分別更新與每種情感行為和/或每種欲望相對(duì)應(yīng)的靈敏度。因此，根據(jù)這種機(jī)器人設(shè)備，可以與環(huán)境相關(guān)地優(yōu)化每種情感行為和/或每種欲望的靈敏度。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了用于根據(jù)情感模型的每種情感行為的參數(shù)值和/或本能模型的每種欲望的參數(shù)值生成動(dòng)作的機(jī)器人設(shè)備的控制方法，這兩種參數(shù)值都隨規(guī)定的條件而被依次更新，該用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法包括第一步驟，在初始時(shí)間期間限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目；和第二步驟，提高或降低用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目。結(jié)果是，根據(jù)這種用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，可以象真正生物的情感和/或本能“長(zhǎng)大”那樣地改變情感和/或本能。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了用于根據(jù)情感模型的每種情感行為的參數(shù)值和/或本能模型的每種欲望的參數(shù)值生成動(dòng)作的機(jī)器人設(shè)備的控制方法，該用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法包括第一步驟，根據(jù)外部施加的刺激和所經(jīng)歷的一段時(shí)間，依賴于專門為每種情感行為和/或每種欲望設(shè)定的相應(yīng)靈敏度，依次更新每種情感行為的參數(shù)值和/或每種欲望的參數(shù)值；和第二步驟，評(píng)估環(huán)境和根據(jù)評(píng)估結(jié)果分別更新與每種情感行為和/或每種欲望相對(duì)應(yīng)的靈敏度。因此，根據(jù)這種用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，可以與環(huán)境相關(guān)地優(yōu)化每種情感行為和/或每種欲望的靈敏度。
并且，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人設(shè)備包括檢測(cè)裝置，檢測(cè)來自另一個(gè)機(jī)器人的輸出；和性格判別裝置，根據(jù)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果判別其它機(jī)器人設(shè)備的性格。結(jié)果是，這樣的機(jī)器人設(shè)備借助于性格判別裝置，根據(jù)檢測(cè)裝置檢測(cè)的、來自其它機(jī)器人設(shè)備的輸出的檢測(cè)結(jié)果，判別其它機(jī)器人設(shè)備的性格。從而該機(jī)器人設(shè)備可以根據(jù)其它機(jī)器人設(shè)備的性格的判別結(jié)果改變自己的性格，因此可以實(shí)現(xiàn)能夠形成更真實(shí)性格的機(jī)器人設(shè)備。
此外，用于根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人設(shè)備的性格判別方法檢測(cè)來自另一個(gè)機(jī)器人的輸出，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判別上述機(jī)器人設(shè)備的性格。結(jié)果是，利用用于機(jī)器人設(shè)備的性格判別方法能夠根據(jù)另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的性格的判別結(jié)果，改變自己的性格。


圖1是根據(jù)第一和第二實(shí)施例的寵物機(jī)器人的外表結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2是顯示寵物機(jī)器人的電路結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖3是顯示控制程序的軟件結(jié)構(gòu)的概念圖；圖4是中間件層上的軟件結(jié)構(gòu)的概念圖；
圖5是應(yīng)用層上的軟件結(jié)構(gòu)的概念圖；圖6是解釋行為模型庫的概念圖；圖7是顯示概率自動(dòng)機(jī)的示意圖；圖8是顯示狀態(tài)變換表的圖表；圖9是顯示行為模型庫的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的概念圖；圖10是顯示寵物機(jī)器人的成長(zhǎng)模型的概念圖；圖11是解釋隨著不斷成長(zhǎng)動(dòng)作模式的獲取和遺忘的概念圖；圖12是解釋第一實(shí)施例中的差異文件的概念圖；圖13是解釋從多個(gè)節(jié)點(diǎn)變換到一種動(dòng)作模式的起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的概念圖；圖14是解釋虛節(jié)點(diǎn)的利用的概念圖；圖15是顯示第二實(shí)施例中每個(gè)動(dòng)作相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型的結(jié)構(gòu)的概念圖；圖16是解釋動(dòng)作模式文件的概念圖；圖17是解釋根據(jù)第二實(shí)施例的差異文件的概念圖；圖18是根據(jù)第三和第四實(shí)施例的寵物機(jī)器人的外表結(jié)構(gòu)的透視圖；圖19是顯示寵物機(jī)器人的電路結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖20是顯示控制程序的軟件結(jié)構(gòu)的概念圖；圖21是中間件層上的軟件結(jié)構(gòu)的概念圖；圖22是應(yīng)用層上的軟件結(jié)構(gòu)的概念圖；圖23是用于解釋行為模型庫的概念圖；圖24是顯示概率自動(dòng)機(jī)的示意圖；圖25是顯示狀態(tài)變換表的圖表；圖26是顯示行為模型庫的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的概念圖；圖27是顯示寵物機(jī)器人的成長(zhǎng)模型的概念圖；圖28是顯示對(duì)于每個(gè)“成長(zhǎng)階段”的情感參數(shù)文件的概念圖；圖29是用于解釋靈敏度和本能的成長(zhǎng)的流程圖；圖30是顯示對(duì)于每個(gè)“成長(zhǎng)階段”的本能參數(shù)文件的概念圖；圖31是解釋第五實(shí)施例的方塊圖；圖32是顯示根據(jù)第五實(shí)施例的寵物機(jī)器人的實(shí)施例的透視圖；圖33是顯示寵物機(jī)器人的電路組成的方塊圖；圖34是顯示控制器中的數(shù)據(jù)處理的示意圖；
圖35是顯示情感和本能模型部分進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理的示意圖；圖36是顯示情感和本能模型部分進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理的示意圖；圖37是顯示情感和本能模型部分進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理的示意圖；圖38是上述寵物機(jī)器人中用于改變情感模型的參數(shù)的組成部件的方塊圖；圖39是顯示配偶機(jī)器人的情感表達(dá)率的特征圖；圖40是在行為確定機(jī)構(gòu)部分中有限自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)變換圖；圖41是顯示姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分中姿勢(shì)變換的圖形的示意圖；圖42是顯示第五實(shí)施例中所述的寵物機(jī)器人中用于改變情感模型的參數(shù)的組成部件的方塊圖，并且是描述用于改變情感模型的參數(shù)的另一個(gè)實(shí)施例的；圖43是第五實(shí)施例中所述的寵物機(jī)器人中用于改變情感模型的參數(shù)的分部件的方塊圖，它包括用于分析配偶機(jī)器人與用戶之間的對(duì)話的對(duì)話分析機(jī)構(gòu)部分；和圖44是顯示第五實(shí)施例中所述的寵物機(jī)器人的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下文參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。(1)第一實(shí)施例(1-1)根據(jù)第一實(shí)施例的寵物機(jī)器人的結(jié)構(gòu)在圖1中，標(biāo)號(hào)1總體表示根據(jù)第一實(shí)施例的寵物機(jī)器人，它是這樣構(gòu)成的，腿部單元3A至3D連接在軀干單元2的前身和后身上，并在它的兩側(cè)，頭部單元4和尾部單元5分別與軀干單元2的前端和后端相連接。
如圖2所示，軀干單元2包含控制單元16和電池17，在控制單元16中CPU(中央處理單元)10、DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)11、快閃ROM(只讀存儲(chǔ)器)12、PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))卡接口電路13和信號(hào)處理電路14通過內(nèi)部總線相互連接，和電池17作為用于寵物機(jī)器人1的電源。另外，軀干單元2還包含角速度傳感器18、加速度傳感器19等，用于檢測(cè)寵物機(jī)器人1移動(dòng)的方向和加速度。
位于頭部單元4中的預(yù)定位置上的是CCD(電荷耦合器件)攝像機(jī)20、用于拾取外部條件；觸摸傳感器21，用于檢測(cè)用戶通過諸如“愛撫”和“輕拍”之類的物理做法給出的壓力；距離傳感器22，用于測(cè)量相對(duì)于前端物體的距離；麥克風(fēng)23，用于收集外界聲音；揚(yáng)聲器24，用于輸出諸如吠叫之類的聲音；相當(dāng)于寵物機(jī)器人1的“眼睛”的LED(發(fā)光二極管)(未示出)等等。
并且，在腿部單元3A至3D每一個(gè)的關(guān)節(jié)部分、腿部單元3A至3D每一個(gè)與軀干單元2之間的每個(gè)連接部分、頭部單元4與軀干單元2的連接部分、尾部單元5與尾巴5A之間的連接部分等上，布置著有幾個(gè)自由度的致動(dòng)器251至25n和電位計(jì)261至26n。
包括角速度傳感器18、加速度傳感器19、觸摸傳感器21、距離傳感器22、麥克風(fēng)23、揚(yáng)聲器24和電位計(jì)261至26n每一個(gè)的各種傳感器、LED和致動(dòng)器251至25n通過相應(yīng)的集線器271至27n連接到控制單元16中的信號(hào)處理電路14，CCD攝像機(jī)20和電池17直接連接到信號(hào)處理電路14。
同時(shí)，信號(hào)處理電路14依次捕獲上述傳感器的每一個(gè)供應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)，并通過內(nèi)部總線15將這些數(shù)據(jù)依次存儲(chǔ)在DRAM11的預(yù)定位置中。信號(hào)處理電路14還依次捕獲與那些數(shù)據(jù)一起的、指示電池17能供應(yīng)的電池剩余量的電池剩余量數(shù)據(jù)，將它們存儲(chǔ)在DRAM11的預(yù)定位置中。
當(dāng)CPU10以后控制這個(gè)寵物機(jī)器人1的操作時(shí)，將利用已經(jīng)存儲(chǔ)在DRAM11中的每個(gè)傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)和電池剩余量數(shù)據(jù)。
實(shí)際上，當(dāng)開始接通用于寵物機(jī)器人1的電源時(shí)，CPU10通過PC卡接口電路13或直接讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)卡28中的或存儲(chǔ)在快閃ROM12中的控制程序，并將其存儲(chǔ)在DRAM11中，存儲(chǔ)卡28裝載在軀干單元2的PC卡插槽中。
然后，根據(jù)如上所述從信號(hào)處理電路14依次存儲(chǔ)到DRAM11中的每個(gè)傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)和電池剩余量數(shù)據(jù)，CPU10判斷自身?xiàng)l件和周圍條件、來自用戶的任何命令和各種調(diào)教存在與否，等等。
并且，CPU10根據(jù)這個(gè)判斷結(jié)果和存儲(chǔ)在DRAM11中的控制程序確定下一個(gè)動(dòng)作，并根據(jù)有關(guān)的確定結(jié)果驅(qū)動(dòng)必要的致動(dòng)器251至25n，從而向左、向右、向上、向下移動(dòng)頭部單元4，搖擺尾部單元5的尾巴5A，和驅(qū)動(dòng)腿部單元3A至3D的每一個(gè)在其它幾個(gè)之間行走。
同時(shí)，CPU10按要求產(chǎn)生音頻數(shù)據(jù)，并通過信號(hào)處理電路14將其給予揚(yáng)聲器24作為音頻信號(hào)，從而根據(jù)有關(guān)的音頻信號(hào)向外輸出話音，或使LED發(fā)光、熄滅或閃爍。
如上所述，這個(gè)寵物機(jī)器人1適用于能夠依照自身和周圍的條件以及來自用戶的任何命令和調(diào)教自動(dòng)動(dòng)作。(1-2)控制程序的軟件結(jié)構(gòu)圖3顯示了寵物機(jī)器人1中的控制程序的軟件結(jié)構(gòu)。在這個(gè)圖3中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)器層30位于這個(gè)控制程序的最低層上，并由包括數(shù)個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的設(shè)備驅(qū)動(dòng)器組31構(gòu)成。在這種情況中，每個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)器是被允許直接訪問諸如CCD攝像機(jī)20(圖2)和定時(shí)器之類要用在普通計(jì)算機(jī)中的硬件的對(duì)象，并從用于處理的相應(yīng)硬件接收中斷。
機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象32位于設(shè)備驅(qū)動(dòng)器層30的上層上，并由下列構(gòu)成虛擬機(jī)器人33，包括提供用于訪問象例如上述各種傳感器和致動(dòng)器251和25n那樣的硬件的接口的軟件組；電源管理器34，包括管理電源的切換等的軟件組；設(shè)備驅(qū)動(dòng)器管理器35，包括管理其它各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的軟件組；和設(shè)計(jì)機(jī)器人36，包括管理寵物機(jī)器人1的機(jī)構(gòu)的軟件組。
管理器對(duì)象37由對(duì)象管理器38和服務(wù)管理器39構(gòu)成。在這種情況中，對(duì)象管理器38是用于管理包含在機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象32、中間件層40和應(yīng)用層41中的每個(gè)軟件組的開始和結(jié)束的軟件組，和服務(wù)管理器39是用于根據(jù)關(guān)于寫在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)卡28(圖2)中的連接文件中的對(duì)象之間的連接的信息而管理各對(duì)象的連接的軟件組。
中間件層40位于機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象32的上層上，并由將諸如圖像處理和音頻處理之類的基本功能提供給這種寵物機(jī)器人1的軟件組構(gòu)成。應(yīng)用層41位于中間件層40的上層上，并由根據(jù)構(gòu)成中間件層40的每個(gè)軟件組進(jìn)行處理所得的處理結(jié)果確定寵物機(jī)器人1的動(dòng)作的軟件組構(gòu)成。
在這一方面，圖4和圖5分別顯示了中間件層40和應(yīng)用層41的具體軟件構(gòu)成。
從圖4還可明顯看出，中間件層40由下列構(gòu)成識(shí)別系統(tǒng)57，含有用于音階識(shí)別、用于距離檢測(cè)、用于姿勢(shì)檢測(cè)、用于觸摸傳感器、用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和用于顏色識(shí)別的信號(hào)處理模塊50至55、輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊56等；和輸出系統(tǒng)65，含有輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊57、用于姿勢(shì)管理、用于跟蹤、用于操作重放、用于行走、用于跌倒和站立、用于LED發(fā)光和用于聲音再現(xiàn)的信號(hào)處理模塊58和64等。
在這種情況中，識(shí)別系統(tǒng)57中的每個(gè)信號(hào)處理模塊50至55從機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象32中的虛擬機(jī)器人33要從DRAM11(圖2)中讀出的傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)中捕獲相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)該數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)預(yù)定處理，以將處理結(jié)果提供給輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊56。
根據(jù)要從這些信號(hào)處理模塊50至55的每一個(gè)給出處理結(jié)果，輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊56識(shí)別自身?xiàng)l件和周圍環(huán)境，譬如，“檢測(cè)到一個(gè)球”、“跌倒”、“已經(jīng)受到愛撫”、“已經(jīng)受到輕拍”、“聽見‘哆(do)-來(re)-咪(mi)-發(fā)(fa)’的音階”、“檢測(cè)到一個(gè)正在移動(dòng)的物體”、或“檢測(cè)到一個(gè)障礙物”，以及來自用戶的任何命令和做法，并將識(shí)別結(jié)果輸出到應(yīng)用層41(圖2)。
如圖5所示，應(yīng)用層41由五個(gè)模塊構(gòu)成行為模型庫70、動(dòng)作切換模塊71、學(xué)習(xí)模塊72、情感模型73和本能模型74。
在這種情況中，如圖6所示，通過使彼此獨(dú)立的行為模型701至70n的每一個(gè)分別與預(yù)選的幾個(gè)條件項(xiàng)，譬如，“當(dāng)電池剩余量下降時(shí)”、“當(dāng)?shù)购笳玖⑵饋頃r(shí)”、“當(dāng)躲避障礙物時(shí)”、“當(dāng)表達(dá)情感時(shí)”和“當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)球時(shí)”相對(duì)應(yīng)，將彼此獨(dú)立的行為模型701至70n提供給行為模型庫70。
當(dāng)從輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊56中給出識(shí)別結(jié)果時(shí)，當(dāng)自從給出最后識(shí)別結(jié)果之后經(jīng)過了固定時(shí)間間隔時(shí)，等等，這些行為模型701至70n按要求，在參照如后所述保存在情感模型73中的相應(yīng)情感的參數(shù)值和保存在本能模型74中的相應(yīng)欲望的參數(shù)值的同時(shí)，確定下一動(dòng)作，將確定結(jié)果輸出給動(dòng)作切換模塊71。
在這一方面，在這個(gè)實(shí)施例的情況中，作為確定下一動(dòng)作的技術(shù)，每個(gè)行為模型701至70n利用稱之為“概率自動(dòng)機(jī)”的算法，根據(jù)已經(jīng)分別為連接節(jié)點(diǎn)NODE1至NODEn的弧線ARC1至ARCn設(shè)定的變換概率P1至Pn，按概率確定從一個(gè)節(jié)點(diǎn)(狀態(tài))NODE1至NODEn變換到哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)NODE1至NODEn上，如圖7所示。
具體地說，通過使行為模型701至70n的每一個(gè)分別與形成自身的行為模型701至70n的節(jié)點(diǎn)NODE1至NODEn的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)，每個(gè)行為模型701至70n具有如圖8所示那樣的關(guān)于節(jié)點(diǎn)NODE1至NODEn的每一個(gè)的狀態(tài)變換表80。
在這個(gè)狀態(tài)變換表80中，對(duì)于節(jié)點(diǎn)NODE1至NODEn，在“輸入事件名”這一列中按優(yōu)先級(jí)順序列舉作為變換條件的輸入事件(識(shí)別結(jié)果)，在“數(shù)據(jù)名”和“數(shù)據(jù)范圍”列的相應(yīng)行中描述其它變換條件。
這樣，在圖8的狀態(tài)變換表80上所表示的節(jié)點(diǎn)NODE100中，當(dāng)已經(jīng)給出識(shí)別結(jié)果“檢測(cè)到一個(gè)球”時(shí)，球的“尺寸”是在要與識(shí)別結(jié)果一起給出的“從0到1000”的范圍內(nèi)的事實(shí)，或當(dāng)已經(jīng)給出識(shí)別結(jié)果“檢測(cè)到一個(gè)障礙物”時(shí)，要與識(shí)別結(jié)果一起給出的到障礙物的“距離”是在“從0到100”的范圍內(nèi)的事實(shí)，是變換到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所需要的條件。
此外，在這個(gè)節(jié)點(diǎn)NODE100，如果沒有輸入任何識(shí)別結(jié)果，則在分別保存在行為模型701至70n周期性地參照的情感模型73和本能模型74的每種情感和每種欲望的參數(shù)值中，由情感模型73保存的“喜悅”、“驚訝”和“悲痛”的任何一個(gè)的參數(shù)值在“從50到100”的范圍內(nèi)，可以變換到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
在這個(gè)狀態(tài)變換表80中，在“到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變換概率”列的“變換目標(biāo)節(jié)點(diǎn)”行中，列舉了可以從節(jié)點(diǎn)NODE0至NODEn變換到的節(jié)點(diǎn)的名稱，和當(dāng)在“輸入事件名”、“數(shù)據(jù)名”、和“數(shù)據(jù)范圍”列中描述的所有條件都得到滿足時(shí)，可以變換到其它節(jié)點(diǎn)NODE0至NODEn的每一個(gè)的變換概率分別描述在“到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變換概率”列中與之相對(duì)應(yīng)的位置中。要在變換到節(jié)點(diǎn)NODE0至NODEn時(shí)輸出的動(dòng)作描述在“到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變換概率”列的“輸出動(dòng)作”行中。在這一點(diǎn)上，在“到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變換概率”列的每一列中的概率總和是100％。
于是，在圖8的狀態(tài)變換表80上表示的節(jié)點(diǎn)NODE100中，例如，當(dāng)已經(jīng)給出“檢測(cè)到一個(gè)球”和球的“尺寸”是在“從0到1000”的范圍內(nèi)的識(shí)別結(jié)果時(shí)，可以有“30％”的概率變換到“節(jié)點(diǎn)NODE120(節(jié)點(diǎn)120)”，同時(shí)，要輸出“動(dòng)作1”的動(dòng)作。
每個(gè)行為模型701至70n是這樣構(gòu)成的，使如這樣的狀態(tài)變換表80所描述的節(jié)點(diǎn)NODE0至NODEn大量地連接在一起，尤其當(dāng)輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊56已經(jīng)給出識(shí)別結(jié)果時(shí)，下一個(gè)動(dòng)作適合通過用相應(yīng)節(jié)點(diǎn)NODE0至NODEn的狀態(tài)變換表80所得的概率來確定，將確定結(jié)果輸出到動(dòng)作切換模塊71。
在要分別從行為模型庫70中的每個(gè)行為模型701至70n輸出的動(dòng)作中，動(dòng)作切換模塊71選擇從預(yù)定優(yōu)先級(jí)較高的行為模型701至70n輸出的動(dòng)作，并將含義是應(yīng)該采取有關(guān)動(dòng)作的命令(下文稱之為“動(dòng)作命令”)傳送到中間件層40中的輸出語義轉(zhuǎn)換器57。在這一方面，在本實(shí)施例中，將圖6中較下面所示的行為模型701至70n的優(yōu)先級(jí)設(shè)置得較高。
此外，動(dòng)作切換模塊70根據(jù)要在動(dòng)作完成之后由輸出語義轉(zhuǎn)換器57給出的動(dòng)作完成信息，將動(dòng)作已經(jīng)完成了的結(jié)果通知學(xué)習(xí)模塊72、情感模塊73和本能模塊74。
另一方面，要由輸入語義轉(zhuǎn)換器56給出的識(shí)別結(jié)果中，學(xué)習(xí)模塊72輸入諸如“受到輕拍”和“受到愛撫”之類，作為調(diào)教從用戶接收的指令的識(shí)別結(jié)果。
根據(jù)這個(gè)識(shí)別結(jié)果和來自動(dòng)作切換模塊71的通知，學(xué)習(xí)模塊72以如下方式改變行為模型庫40中與之相應(yīng)的行為模型701至70n所對(duì)應(yīng)的變換概率，使得當(dāng)“受到輕拍(批評(píng))”時(shí)，降低動(dòng)作的展示概率，和當(dāng)“受到愛撫(表揚(yáng))”時(shí)，提高動(dòng)作的展示概率。
另一方面，關(guān)于總共六種情感“喜悅”、“悲痛”、“憤怒”、“驚訝”、“厭惡”和“害怕”，情感模型73對(duì)每種情感，保存表達(dá)情感強(qiáng)度的參數(shù)。情感模型73適用于根據(jù)要由輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊56分別給出的“已經(jīng)受到輕拍”、“已經(jīng)受到撫摸”等的具體識(shí)別結(jié)果、經(jīng)過的時(shí)間、來自動(dòng)作切換模塊71的通知等，依次更新關(guān)于這些參數(shù)的每一個(gè)的參數(shù)值。
具體地說，根據(jù)來自輸入語義轉(zhuǎn)換器56的識(shí)別結(jié)果和寵物機(jī)器人1此時(shí)的動(dòng)作對(duì)它的情感的影響程度(預(yù)定)、本能模型74保存的每種欲望的參數(shù)值、和寵物機(jī)器人1此時(shí)的動(dòng)作對(duì)它的情感的影響程度(預(yù)定)、要受到其它情感影響的抑制和刺激程度、經(jīng)過的時(shí)間等，假設(shè)要通過預(yù)定運(yùn)算表達(dá)式計(jì)算的情感的漲落量是(E(t)，情感的當(dāng)前參數(shù)值是E(t)，表達(dá)根據(jù)識(shí)別結(jié)果等改變情感的比率(下文稱之為“靈敏度”)的系數(shù)是k。情感模型73在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)利用下式E(t+1)＝E(t)+ke×ΔE(t)(1)計(jì)算下一時(shí)間間隔中情感的參數(shù)值E(t+1)。
情感模型73用它的情感的當(dāng)前參數(shù)值E(t)代入這個(gè)計(jì)算結(jié)果，從而更新情感的參數(shù)值。在這一點(diǎn)上，已經(jīng)事先確定了應(yīng)該響應(yīng)每個(gè)識(shí)別結(jié)果和來自動(dòng)作切換模塊71的通知來更新哪種情感的參數(shù)值，和當(dāng)給出，例如，“已經(jīng)受到輕拍”的識(shí)別結(jié)果時(shí)，關(guān)于“憤怒”情感的參數(shù)值升高了，而當(dāng)給出例如“已經(jīng)受到輕拍”的識(shí)別結(jié)果時(shí)，關(guān)于“喜悅”情感的參數(shù)值升高了。
相比之下，關(guān)于彼此獨(dú)立的四種欲望“運(yùn)動(dòng)”、“愛欲”、“食欲”和“好奇心”，本能模型74對(duì)這些欲望的每一種，都保存了表示欲望強(qiáng)度的參數(shù)。本能模型74適用于分別根據(jù)要由輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊56給出的識(shí)別結(jié)果、經(jīng)過的時(shí)間、來自動(dòng)作切換模塊71的通知等，依次更新這些關(guān)于欲望的參數(shù)。
具體地說，關(guān)于“運(yùn)動(dòng)”、“愛欲”、“食欲”和“好奇心”，假設(shè)要根據(jù)寵物機(jī)器人1的動(dòng)作輸出、經(jīng)過的時(shí)間、識(shí)別結(jié)果等，通過預(yù)定運(yùn)算表達(dá)式計(jì)算的欲望的漲落量是(I(k)，欲望的當(dāng)前參數(shù)值是I(k)，表達(dá)欲望的靈敏度的系數(shù)是ki，本能模型74在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)通過利用下列方程計(jì)算下一時(shí)間間隔中欲望的參數(shù)值I(k+1)＝I(k)+ki×ΔI(k)(2)并用欲望的當(dāng)前參數(shù)值I(k)代入這個(gè)計(jì)算結(jié)果，從而更新欲望的參數(shù)值。在這一點(diǎn)上，已經(jīng)事先確定了應(yīng)該響應(yīng)動(dòng)作輸出、識(shí)別結(jié)果等改變欲望的參數(shù)值，和如果已經(jīng)存在來自例如動(dòng)作切換模塊71的通知(含義是已經(jīng)采取了動(dòng)作的通知)，則關(guān)于“運(yùn)動(dòng)”的參數(shù)值將變得較小。
至于“食欲”，根據(jù)要通過輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊56給出的電池剩余量數(shù)據(jù)，假定電池剩余量數(shù)據(jù)是BL，本能模型74在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)通過利用下式計(jì)算關(guān)于食欲的參數(shù)值I(k)I(k)＝100-BL(3)并用食欲的當(dāng)前參數(shù)值I(k)代入這個(gè)計(jì)算結(jié)果，從而更新有關(guān)“食欲”的參數(shù)值。
在這一點(diǎn)上，在本實(shí)施例中，分別調(diào)整關(guān)于每種情感和每種欲望的參數(shù)值，以便在0至100的范圍內(nèi)漲落，并且還對(duì)每種情感和每種欲望分別設(shè)定關(guān)于系數(shù)ke和ki的值。
另一方面，如圖4所示，中間件層40的輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊57將要由如上所述的應(yīng)用層41的動(dòng)作切換模塊71發(fā)出的、象“前進(jìn)”、“喜悅”、“吠叫”或“跟蹤(追趕一個(gè)球)”那樣的簡(jiǎn)短動(dòng)作命令給予輸出系統(tǒng)65的相應(yīng)信號(hào)處理模塊58至64。
當(dāng)發(fā)出動(dòng)作命令時(shí)，這些信號(hào)處理模塊58至64根據(jù)動(dòng)作命令，生成要給予相應(yīng)的致動(dòng)器251至25n(圖2)以便采取動(dòng)作的伺服命令值、要從揚(yáng)聲器24(圖2)輸出的聲音的音頻數(shù)據(jù)、和/或要給予用作“眼睛”的LED的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，依次通過機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象32的虛擬機(jī)器人33和信號(hào)處理電路14(圖2)將這些數(shù)據(jù)依次傳送到相應(yīng)的致動(dòng)器251至25n、揚(yáng)聲器24、和LED。
如上所述，這種寵物機(jī)器人1適用于能夠按照控制程序，響應(yīng)自身的條件和周圍環(huán)境以及來自用戶的任何指令和調(diào)教的自動(dòng)動(dòng)作。(1-3)寵物機(jī)器人1的成長(zhǎng)模型下面描述安裝在這種寵物機(jī)器人1中的成長(zhǎng)功能。這種寵物機(jī)器人1具有響應(yīng)來自用戶的做法，仿佛“長(zhǎng)大”似地連續(xù)改變動(dòng)作的成長(zhǎng)功能。
更準(zhǔn)確地說，為這種寵物機(jī)器人1配備了“嬰兒期”、“童年期”、“少年期”、“青年期”和“成年期”等五個(gè)“成長(zhǎng)階段”作為成長(zhǎng)過程。為應(yīng)用層41中的行為模型庫70(圖50)配備了使之分別與“嬰兒期”、“童年期”、“少年期”、“青年期”和成年期”對(duì)應(yīng)的行為模型70k(1)至70k(5)，作為與諸如上述“當(dāng)電池剩余量越來越少”之類的每個(gè)條件項(xiàng)的、與諸如“操作”、“動(dòng)作”等的“成長(zhǎng)”相關(guān)的所有條件項(xiàng)(下文稱之為“成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)”)有關(guān)的，圖9所示的行為模型70k。行為模型庫71適用于通過利用與這些成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)有關(guān)的、初始階段中的“嬰兒期”的行為模型模型70k(1)確定下一動(dòng)作。
在這種情況中，“嬰兒期”的每個(gè)行為模型70k(1)具有少量的節(jié)點(diǎn)NODE0至NODEn(圖7)，和要從這些行為模型70k(1)輸出的動(dòng)作的內(nèi)容也是象“按模式1行走(“嬰兒期”的行走模式)”或“按模式1發(fā)出聲音(“嬰兒期”的吠叫模式)”那樣與“嬰兒期”相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或操作。
因此，這種寵物機(jī)器人1在初始階段做一些這樣的動(dòng)作，使它變成象與例如“操作”有關(guān)的簡(jiǎn)單“行走”、“站立”和“躺下”一樣“簡(jiǎn)單”的舉止，和通過按照“嬰兒”中的每個(gè)行為模型70k(1)重復(fù)地進(jìn)行與“動(dòng)作”有關(guān)的同一動(dòng)作，使它變成“單調(diào)的”。
同時(shí)，應(yīng)用層41中的學(xué)習(xí)模塊72(圖5)保存表示其中的“成長(zhǎng)”程度的參數(shù)(下文稱之為“成長(zhǎng)參數(shù)”)，并適用于根據(jù)要從輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊56給出的識(shí)別結(jié)果、經(jīng)過的時(shí)間信息等，按照來自用戶的、諸如“受到愛撫”或“受到輕拍”之類的調(diào)教(指令)的次數(shù)、經(jīng)過的時(shí)間等，依次更新成長(zhǎng)參數(shù)的值。
每當(dāng)接通供電給寵物機(jī)器人1的電源時(shí)，學(xué)習(xí)模塊72就估算這個(gè)成長(zhǎng)參數(shù)的值，和當(dāng)該值超過使之與“童年期”相對(duì)應(yīng)事先設(shè)定的閾值時(shí)，將其通知行為模型庫70。當(dāng)發(fā)出這個(gè)通知時(shí)，行為模型庫70將分別用于與上述每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)有關(guān)的行為模型改變成“童年”的行為模型70k(2)。
同時(shí)，“童年期”中的每個(gè)行為模型70k(2)具有數(shù)量比“嬰兒期”中的行為模型70k(1)多的節(jié)點(diǎn)NODE0至NODEn，要從這些行為模型70k(2)輸出的動(dòng)作的內(nèi)容也比“嬰兒期”中的動(dòng)作難度更大，更加復(fù)雜(在成長(zhǎng)級(jí)方面)。
因此，這種寵物機(jī)器人1按照此后的這些行為模型70k(2)做一些這樣的動(dòng)作，通過增加與例如“操作”有關(guān)的動(dòng)作數(shù)使它變成“稍微高級(jí)一點(diǎn)和更加復(fù)雜”的舉止，和使它變成與“動(dòng)作”有關(guān)的“至少有目的”的動(dòng)作。
此后，以與上述情況相同的方式，每當(dāng)成長(zhǎng)參數(shù)的值超過使之與“少年期”、“青年期”和“成年期”相對(duì)應(yīng)事先分別設(shè)定的閾值時(shí)，學(xué)習(xí)模塊74進(jìn)一步將其通知行為模型庫71。每當(dāng)發(fā)出這個(gè)通知時(shí)，行為模型庫71與上述每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)有關(guān)地將要分別使用的行為模型改變成“少年期”、“青年期”和“成年期”的行為模型70k(3)至70k(5)。
同時(shí)，“少年期”、“青年期”和“成年期”中的每個(gè)行為模型70k(3)至70k(5)分別具有隨著“成長(zhǎng)階段”不斷提高數(shù)量越來越多的節(jié)點(diǎn)NODE0至NODEn，要從這些行為模型70k(3)至70k(5)輸出的動(dòng)作的內(nèi)容也隨著“成長(zhǎng)階段”不斷提高在動(dòng)作的難度和復(fù)雜等級(jí)上越來越大。
因此，隨著“成長(zhǎng)階段”不斷提高(更具體地說，從“嬰兒期”改變到“童年期”、從“童年期”改變到“少年期”、從“少年期”改變到“青年期”、和從“青年期”改變到“成年期”)，這種寵物機(jī)器人1依次逐步地改變從“簡(jiǎn)單”到“越來越高級(jí)和越來越復(fù)雜”的“操作”，和從“單調(diào)”到“有意識(shí)動(dòng)作”的“動(dòng)作”。
如上所述，這種寵物機(jī)器人1適用于使它的動(dòng)作和操作按照要由用戶發(fā)出的教導(dǎo)和經(jīng)過的時(shí)間分五個(gè)階段“成長(zhǎng)”“嬰兒期”、“童年期”、“少年期”、“青年期”和“成年期”。
在這一方面，在本實(shí)施例的情況中，寵物機(jī)器人1的成長(zhǎng)模型是在“少年期”之中和之后分出來的模型，如圖10所示。
更具體地說，在寵物機(jī)器人1的情況中，為應(yīng)用層41(圖5)中的行為模型庫70配備了多個(gè)行為模型，分別作為與上述每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)有關(guān)的、關(guān)于“少年期”、“青年期”和“成年期”的行為模型70k(3)至70k(5)。
實(shí)際上，作為每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)中關(guān)于例如“少年期”的行為模型70k(3)，準(zhǔn)備了使寵物機(jī)器人做出粗心大意匆匆忙忙地舉止的“急躁”性格的動(dòng)作的行為模型(少年1)，和使寵物機(jī)器人做出比“少年1”更平穩(wěn)更緩慢地舉止的“平靜”性格的動(dòng)作的行為模型(少年2)。
此外，作為關(guān)于“青年期”的行為模型70k(4)，準(zhǔn)備了使寵物機(jī)器人做出比“少年期”的“急躁”性格更粗心大意更匆匆忙忙地舉止的“魯莽”性格的動(dòng)作的行為模型(青年1)，使寵物機(jī)器人做出比“青年1”更平穩(wěn)更緩慢地舉止的“普通”性格的動(dòng)作和操作的行為模型(青年2)，和使寵物機(jī)器人做出比“青年2”更緩慢地操作和動(dòng)作更少的“平靜”性格的動(dòng)作的行為模型(青年3)。
進(jìn)一步，作為關(guān)于“成年期”的行為模型70k(5)，準(zhǔn)備了使寵物機(jī)器人做出比“青年期”的“魯莽”性格更粗心大意更匆匆忙忙地舉止的非常易興奮的“攻擊”性格的動(dòng)作的行為模型(成年1)，使寵物機(jī)器人做出比“成年1”更平穩(wěn)更緩慢地舉止的易興奮的“急躁”性格的動(dòng)作的行為模型(成年2)，使寵物機(jī)器人做出比“成年2”更平穩(wěn)更緩慢地舉止和動(dòng)作更少的“溫和”性格的動(dòng)作的行為模型(成年3)，和使寵物機(jī)器人做出比“成年3”還更緩慢地舉止和動(dòng)作更少的“文靜”性格的動(dòng)作的行為模型(成年4)。
當(dāng)通知行為模型庫70以便提高如上所述的“成長(zhǎng)階段”時(shí)，應(yīng)用層41中的學(xué)習(xí)模塊72(圖5)根據(jù)在其中的“成長(zhǎng)階段”中，在“少年期”之中和之后“受到愛撫”和“受到撫摸”的次數(shù)等，在每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)中指定其中的“性格”應(yīng)該用作下一“成長(zhǎng)階段”中的行為模型的行為模型(少年1、少年2、青年1至青年3、和成年1至成年4)。
結(jié)果是，行為模型庫70根據(jù)這種指定，將與每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)有關(guān)的、要在“少年期”之中和之后使用的行為模型70k(3)至70k(5)分別改變成指定“性格”的行為模型(少年1、少年2、青年1至青年3、和成年1至成年4)。
在這種情況中，在“少年期”之中和之后，當(dāng)移動(dòng)到下一“成長(zhǎng)階段”時(shí)，下一“成長(zhǎng)階段”中的“性格”由當(dāng)前“成長(zhǎng)階段”中的“性格”確定，因此，可以只在由圖10所示的箭頭連接的“性格”之間進(jìn)行移動(dòng)。于是，當(dāng)“急躁”性格的行為模型(少年1)用在例如“少年期”中時(shí)，寵物機(jī)器人1不能移動(dòng)到“青年期”中的“平靜”性格的行為模型(青年3)。
如上所述，這種寵物機(jī)器人1還適應(yīng)于響應(yīng)來自用戶的調(diào)教等，隨著“不斷成長(zhǎng)”改變其“性格”，仿佛真正的動(dòng)物按照主人如何飼養(yǎng)它等，形成自身的性格。(1-4)行為模型70k的具體結(jié)構(gòu)下面將描述上述每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k(圖9)的具體結(jié)構(gòu)。
在這種寵物機(jī)器人1的情況下，每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k具有廣闊的狀態(tài)空間，其中已經(jīng)存儲(chǔ)了寵物機(jī)器人1能夠展示的所有動(dòng)作模式的每一個(gè)。
在包括作為核芯的、其中生成諸如“行走”、“躺下”和“站立”之類這種寵物機(jī)器人中的基本動(dòng)作的狀態(tài)空間部分在內(nèi)的這些行為模型70k的狀態(tài)空間中，在“嬰兒期”這些行為模型70k只使用包括相關(guān)核芯的有限部分，此后，每當(dāng)它“不斷成長(zhǎng)”時(shí)，允許變換到新增加的狀態(tài)空間部分(其中將生成能夠得到新展示的動(dòng)作和一系列動(dòng)作模式的狀態(tài)空間部分)，并切斷不再使用的狀態(tài)空間部分(其中將生成不再使其得到展示的動(dòng)作和一系列動(dòng)作模式的狀態(tài)空間部分)，從而在每個(gè)“成長(zhǎng)階段”，生成行為模型70k(1)至70k(5)。
作為如上所述允許變換到新增加的狀態(tài)空間部分和切斷任何不必要的狀態(tài)空間的方法，這種寵物機(jī)器人1使用了隨著“成長(zhǎng)”而改變到狀態(tài)空間的變換概率的方法。
例如，在圖11中，假定從節(jié)點(diǎn)NODEA到節(jié)點(diǎn)NODEB的變換條件是“檢測(cè)到一個(gè)球”，和當(dāng)在節(jié)點(diǎn)NODEA已經(jīng)發(fā)現(xiàn)球時(shí)，從節(jié)點(diǎn)NODEB開始的一系列節(jié)點(diǎn)組90用于完成“接近球去踢它”的一系列動(dòng)作模式，“追趕球去踢它”的動(dòng)作模式PA1可以以變換概率P1得到展示，但如果變換概率P1是“0”，則這樣的動(dòng)作模式PA1將永遠(yuǎn)得不到展示。
在這種寵物機(jī)器人1中，在使這樣的動(dòng)作模式PA1在到達(dá)某一“成長(zhǎng)階段”之后得到展示的情況下，在初始階段事先將這個(gè)變換概率P1設(shè)為“0”，并當(dāng)?shù)竭_(dá)有關(guān)的“成長(zhǎng)階段”時(shí)，使這個(gè)變換概率P1改變成大于“0”的預(yù)定數(shù)據(jù)值。反之，在到達(dá)某一“成長(zhǎng)階段”時(shí)使這種動(dòng)作模式PA1被遺忘的情況下，當(dāng)?shù)竭_(dá)該“成長(zhǎng)階段”時(shí)，使從節(jié)點(diǎn)NODEA到節(jié)點(diǎn)NODEB的變換概率改變成“0”。
在這種寵物機(jī)器人中，作為如上所述在必要點(diǎn)上更新變換概率的具體技術(shù)，通過使上述成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的每種行為模型分別與“童年期”、“少年期”、“青年期”和“成年期”的每個(gè)“成長(zhǎng)階段”相對(duì)應(yīng)，為上述成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的每種行為模型配備了如圖12所示那樣的文件(下文稱之為差異文件)91A至91D。
在這些差異文件91A至91D中，包含了變換概率應(yīng)該按如上所述改變的節(jié)點(diǎn)(對(duì)應(yīng)于圖11中的節(jié)點(diǎn)A)的節(jié)點(diǎn)名(號(hào))、變換概率應(yīng)該改變的節(jié)點(diǎn)在狀態(tài)變換表80(圖8)中的位置、和在改變之后在有關(guān)位置上的變換概率，以便隨著“成長(zhǎng)階段”的上升按如上所述展示新的動(dòng)作。
每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k在初始階段，按照關(guān)于“嬰兒期”的行為模型70k(1)生成動(dòng)作，此后，當(dāng)按如上所述從學(xué)習(xí)模塊72(圖5)發(fā)出含義是已經(jīng)“成長(zhǎng)”了的通知時(shí)，根據(jù)關(guān)于相應(yīng)“成長(zhǎng)階段”的差異文件91A至91D，將在分別指定的位置的每一個(gè)上的變換概率改變成與在有關(guān)差異文件91A至91D中描述的每個(gè)節(jié)點(diǎn)有關(guān)地指定的數(shù)值。
例如，在圖8和12所示的例子的情況中，當(dāng)在關(guān)于每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k中寵物機(jī)器人已經(jīng)成長(zhǎng)到“童年期”時(shí)，其中已經(jīng)描述了節(jié)點(diǎn)NODE100的變換概率的、在狀態(tài)變換表80中的區(qū)域(在圖8中，在“輸出動(dòng)作”行下面和在“數(shù)據(jù)范圍”列右邊的部分)中的“第1列”、“第1行”中的變換概率將被改變成“20”％，在有關(guān)狀態(tài)變換表中的“第1列”、“第n行”中的變換概率將被改變成“30”％，等等。另外，在關(guān)于每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k中，至于在關(guān)于這個(gè)“童年期”的差異文件91A中描述的其它節(jié)點(diǎn)NODE320、NODE720......，也將類似地分別改變相應(yīng)的變換概率。
在這種情況中，在其數(shù)值將按這種方式改變的變換概率中，包含了變換概率在那以前已經(jīng)為“0”(也就是說，已經(jīng)禁止了變換到用作一系列動(dòng)作模式的起點(diǎn)的節(jié)點(diǎn))的變換概率，和變換概率在改變之后才變?yōu)椤?”(也就是說，禁止變換到用作一系列動(dòng)作模式的起點(diǎn)的節(jié)點(diǎn))的變換概率。但是，變換概率可以按這種方式從“0”變成預(yù)定數(shù)值，或變換概率在改變之后變成“0”，從而這一系列動(dòng)作模式可以在新的“成長(zhǎng)階段”中得到展示，或可以不展示這一系列動(dòng)作模式。
在這一方面，即使必要的變換概率按如上所述發(fā)生了改變，在每個(gè)差異文件91A到91D中每個(gè)變換概率的值也可以以這樣的方式來選擇，使得在改變之后要包含在狀態(tài)變換表80的相應(yīng)列中的每個(gè)變換概率的總和為100％。(1-5)該實(shí)施例的操作和效果在上述的結(jié)構(gòu)中，在包括作為核芯完成基本動(dòng)作的狀態(tài)空間部分在內(nèi)的，其中已經(jīng)存儲(chǔ)了全部動(dòng)作模式的廣闊狀態(tài)空間中，這個(gè)寵物機(jī)器人1在“嬰兒期”只使用了包括相關(guān)核芯的有限部分，此后，每當(dāng)它“不斷成長(zhǎng)”時(shí)，就切斷除了核芯之外不再使用的狀態(tài)空間部分，允許變換到應(yīng)該新增加的狀態(tài)空間部分，從而在每個(gè)“成長(zhǎng)階段”，生成行為模型70k(1)至70k(5)，和按照由此生成的有關(guān)行為模型70k(1)至70k(5)動(dòng)作。
因此，因?yàn)樵诿總€(gè)“成長(zhǎng)階段”中行為模型70k(1)至70k(n)的狀態(tài)空間連續(xù)地改變，所以這種寵物機(jī)器人1能夠降低“成長(zhǎng)”之前和之后輸出動(dòng)作的“成長(zhǎng)”不連續(xù)性，從而更自然地表示“成長(zhǎng)”。在這種寵物機(jī)器人1中，由于在所有“成長(zhǎng)階段”中共享生成基本動(dòng)作的狀態(tài)空間部分，因此，可以將基本動(dòng)作的學(xué)習(xí)結(jié)果依次地向前帶入下一“成長(zhǎng)階段”。
進(jìn)一步，在這這種寵物機(jī)器人1中，由于如上所述，在所有“成長(zhǎng)階段”中共享生成基本動(dòng)作的狀態(tài)空間部分，因此，對(duì)于每個(gè)“成長(zhǎng)階段”，容易準(zhǔn)備行為模型70k(1)至70k(n)，和與如在傳統(tǒng)情況下那樣為每個(gè)“成長(zhǎng)階段”準(zhǔn)備各自的行為模型的情況相比，還可以縮減整個(gè)行為模型的數(shù)據(jù)量。
進(jìn)一步，這種寵物機(jī)器人1按照如上所述的“成長(zhǎng)”，切斷關(guān)于一系列動(dòng)作模式的不必要狀態(tài)空間，并允許變換到關(guān)于一系列動(dòng)作模式的必要狀態(tài)空間，從而在每個(gè)“成長(zhǎng)階段”，生成行為模型70k(1)至70k(5)。因此，可以把每個(gè)系列的動(dòng)作模式分割成幾個(gè)部分，進(jìn)一步使生成每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k的操作簡(jiǎn)化了那么多。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，在包括作為核芯完成基本動(dòng)作的狀態(tài)空間部分在內(nèi)的，其中已經(jīng)存儲(chǔ)了全部動(dòng)作模式的廣闊狀態(tài)空間中，這個(gè)寵物機(jī)器人1在“嬰兒期”只使用了包括相關(guān)核芯的有限部分，此后，每當(dāng)它“不斷成長(zhǎng)”時(shí)，就切斷除了核芯之外不再使用的狀態(tài)空間部分，允許變換到應(yīng)該新增加的狀態(tài)空間部分，從而在每個(gè)“成長(zhǎng)階段”，生成行為模型70k(1)至70k(5)，從而可以在每個(gè)“成長(zhǎng)階段”， 在通過連續(xù)地改變行為模型70k(1)至70k(n)的狀態(tài)空間，降低“成長(zhǎng)”之前和之后輸出動(dòng)作的不連續(xù)性。因此，可以更自然地表示“成長(zhǎng)”，和可以實(shí)現(xiàn)能夠提高趣味性的寵物機(jī)器人。(1-6)其它實(shí)施例在這一方面，在上述的第一實(shí)施例中，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明應(yīng)用于四腿行走型寵物機(jī)器人1和100的情況作了描述，但本發(fā)明并不僅限于此，而是可以廣泛應(yīng)用于另外各種各樣實(shí)施例的機(jī)器人中。
此外，在上述的第一實(shí)施例中，已經(jīng)對(duì)隨著“不斷成長(zhǎng)”依次地?cái)U(kuò)大每個(gè)“成長(zhǎng)階段”的行為模型70k(1)至70k(5)的狀態(tài)空間的情況作了描述，但本發(fā)明并不僅限于此，而是可以在每個(gè)“成長(zhǎng)階段”中依次縮小行為模型70k(1)至70k(5)的狀態(tài)空間，或在擴(kuò)大的過程中，在“成長(zhǎng)階段”的任何一個(gè)中縮小行為模型70k(1)至70k(5)的狀態(tài)空間。
并且，在上述的第一實(shí)施例中，已經(jīng)對(duì)寵物機(jī)器人1或100按五個(gè)階段“成長(zhǎng)”的情況作了描述，但本發(fā)明并不僅限于此，而是可以使寵物機(jī)器人按除了五個(gè)階段之外的若干個(gè)階段“成長(zhǎng)”。
進(jìn)一步，在上述的第一實(shí)施例中，已經(jīng)對(duì)存儲(chǔ)行為模型(包括寵物機(jī)器人1能夠完成的所有動(dòng)作模式的行為模型)的存儲(chǔ)裝置、和利用有關(guān)行為模型的部分可全部狀態(tài)空間生成動(dòng)作的動(dòng)作生成裝置由一個(gè)行為模型70k和CPU10構(gòu)成的情況作了描述，但本發(fā)明并不僅限于此，而是可以應(yīng)用于另外各種各樣的結(jié)構(gòu)中。(2)第二實(shí)施例(2-1)原理當(dāng)如圖11所示，只從一個(gè)特定狀態(tài)(節(jié)點(diǎn)NODEA)變換到在“成長(zhǎng)”過程中新獲得的一系列動(dòng)作模式PA1時(shí)，可以通過只改變變換概率P1來控制動(dòng)作模式的展示。但是，當(dāng)如圖13所示，從多個(gè)狀態(tài)(節(jié)點(diǎn)NODEA至NODEB)發(fā)生這種變換時(shí)，就不容易控制全部相應(yīng)的變換概率P10至P12。
在這樣的情況下，可以在如圖14所示的行為模型中提供假想節(jié)點(diǎn)(下文稱之為虛節(jié)點(diǎn))，從每個(gè)節(jié)點(diǎn)NODEA1至NODEA3到用作一系列動(dòng)作模式PA1的起點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)NODEB的變換，可以以使虛節(jié)點(diǎn)NODEK與作為上述一系列動(dòng)作模式PA1的起點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)NODEB相對(duì)應(yīng)這樣一種方式，用到虛節(jié)點(diǎn)NODEK的變換來替代。
因此，控制變換概率也變得容易了，即使隨著“不斷成長(zhǎng)”，這個(gè)系列的動(dòng)作模式PA1用另一個(gè)系列的動(dòng)作模式PA2來替代，也可以通過從在前一動(dòng)作模式PA1的起點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)NODEB到在下一動(dòng)作模式PA2的起點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)NODEC只改變實(shí)節(jié)點(diǎn)與虛節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系容易地完成。(2-2)根據(jù)該實(shí)施例的寵物機(jī)器人100的結(jié)構(gòu)圖1中的標(biāo)號(hào)100表示根據(jù)第二實(shí)施例的寵物機(jī)器人的全貌，除了隨著“成長(zhǎng)”每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k(圖9)的結(jié)構(gòu)不同之外，它以與根據(jù)第一實(shí)施例的寵物機(jī)器人1相同的方式構(gòu)成。
更具體地說，在這個(gè)寵物機(jī)器人100中，如圖15所示，為每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k分別配備了生成諸如“站立”、“坐下”和“行走”之類，對(duì)每個(gè)“成長(zhǎng)階段”公用的基本動(dòng)作的行為模型(下文稱之為基本行為模型)，和在基本行為模型101中，提供了幾個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn。
通過使關(guān)于每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k分別與每個(gè)“成長(zhǎng)階段”相對(duì)應(yīng)，為關(guān)于每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k配備了動(dòng)作模式文件102A至102E。如圖1 6所示，這些動(dòng)作模式文件102A至102E是分別將在其“成長(zhǎng)階段”中在基本行為模型101內(nèi)的每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn和分別生成已經(jīng)分別使其相對(duì)應(yīng)的每個(gè)系列動(dòng)作模式PA1至PAn的節(jié)點(diǎn)組的狀態(tài)變換表集中成文件獲得的。
進(jìn)一步，如圖17所示，為關(guān)于每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k配備了已經(jīng)總結(jié)了對(duì)應(yīng)表103A至103E的文件(下文稱之為差異文件103)，對(duì)應(yīng)表103A至103E代表每個(gè)“成長(zhǎng)階段”中每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn與每個(gè)實(shí)節(jié)點(diǎn)(在存儲(chǔ)在“成長(zhǎng)階段”的動(dòng)作模式文件102A至102E中的動(dòng)作模式PA1至PAn的任何一個(gè)的起點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)，等等)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
關(guān)于每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k在初始階段，讀出“嬰兒期”的動(dòng)作模式文件102A的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)加入到基本行為模型101中，并根據(jù)存儲(chǔ)在差異文件103中的“嬰兒期”的對(duì)應(yīng)表103A，將基本行為模型101內(nèi)的每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn轉(zhuǎn)換成實(shí)節(jié)點(diǎn)，從而生成“嬰兒期”的行為模型70k(1)，以根據(jù)該有關(guān)的行為模型70k(1)生成動(dòng)作。
此后，當(dāng)從學(xué)習(xí)模塊72(圖5)發(fā)出含義是已經(jīng)“成長(zhǎng)”了的通知時(shí)，關(guān)于成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k將“童年期”的動(dòng)作模式文件102B的數(shù)據(jù)加入到基本行為模型101中，來替代“嬰兒期”的動(dòng)作模式文件102A的數(shù)據(jù)，并根據(jù)存儲(chǔ)在差異文件103中的“童年期”的對(duì)應(yīng)表103B，將基本行為模型101內(nèi)的每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn轉(zhuǎn)換成實(shí)節(jié)點(diǎn)，從而生成“童年期”的行為模型70k(2)，以根據(jù)該有關(guān)的行為模型70k(2)生成動(dòng)作。
進(jìn)一步，類似地，此后，每當(dāng)從學(xué)習(xí)模塊72發(fā)出含義是已經(jīng)“成長(zhǎng)”了的通知時(shí)，關(guān)于成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k就將要加入到基本行為模型101中的動(dòng)作模式文件102C至102E的數(shù)據(jù)分別改變成“童年期”、“青年期”和“成年期”的數(shù)據(jù)，并根據(jù)存儲(chǔ)在差異文件103中的關(guān)于“成長(zhǎng)階段”的對(duì)應(yīng)表103C至103E，將基本行為模型101內(nèi)的每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn轉(zhuǎn)換成實(shí)節(jié)點(diǎn)，從而依次生成“少年期”、“青年期”和“成年期”的行為模型70k(3)至70k(5)，以根據(jù)該行為模型70k(3)至70k(5)生成動(dòng)作。
如上所述，通過隨著“不斷成長(zhǎng)”依次改變使其分別與基本行為模型101內(nèi)的每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作模式PA1至PAn，這種寵物機(jī)器人100適用于響應(yīng)“成長(zhǎng)”而改變其動(dòng)作。(2-3)該實(shí)施例的操作和效果在上述的結(jié)構(gòu)中，通過隨著“成長(zhǎng)”依次改變使其分別與基本行為模型101內(nèi)的每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作模式PA1至PAn，這種寵物機(jī)器人100適用于響應(yīng)“成長(zhǎng)”而改變其動(dòng)作。
因此，在這種寵物機(jī)器人100中，因?yàn)樵谒小俺砷L(zhǎng)階段”中共享著生成基本行為的基本行為模型101，所以可以在整個(gè)“成長(zhǎng)階段”自始至終保持動(dòng)作的一致性，和可以將基本動(dòng)作的學(xué)習(xí)結(jié)果依次地向前帶入下一“成長(zhǎng)階段”。
在這種寵物機(jī)器人100中，因?yàn)槿缟纤觯谒小俺砷L(zhǎng)階段”中共享著基本行為模型101，所以易于準(zhǔn)備行為模型，和與如在傳統(tǒng)情況中那樣為每個(gè)“成長(zhǎng)階段”準(zhǔn)備各自的行為模型相比，還可以縮減整個(gè)行為模型的數(shù)據(jù)量。
進(jìn)一步，在這種寵物機(jī)器人100中，可以把使其分別與基本行為模型101內(nèi)的每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn相對(duì)應(yīng)的每個(gè)動(dòng)作模式PA1至PAn分割成幾個(gè)部分，和進(jìn)一步使生成每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70k的操作簡(jiǎn)化了那么多。
進(jìn)一步，在這種寵物機(jī)器人100中，因?yàn)槌伺c在第一實(shí)施例中獲得的這種操作效果相類似的操作效果之外，還按如上所述使用了虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn，所以，即使如例如圖13所示，在節(jié)點(diǎn)NODEA1至NODEA3中可能到處發(fā)生了到某一系列動(dòng)作模式PA1的移動(dòng)，也可以容易地生成關(guān)于每個(gè)成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型70K。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，為基本行為模型101配備了虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn，其中，“嬰兒期”的每個(gè)行為模型70k(1)以使“嬰兒期”的每個(gè)系列動(dòng)作模式PA1至PAn(在其起點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn))分別與每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn相對(duì)應(yīng)這樣一種方式生成，此后，“童年期”、“少年期”、“青年期”和“成年期”的每個(gè)行為模型70k(2)至70k(5)以隨著“成長(zhǎng)”，用“少年期”、“青年期”和“成年期”的動(dòng)作模式替代使其分別與每個(gè)虛節(jié)點(diǎn)NODEK1至NODEKn相對(duì)應(yīng)的每個(gè)系列動(dòng)作模式PA1至PAn這樣一種方式生成。因此，可以在整個(gè)“成長(zhǎng)階段”自始至終保持動(dòng)作的一致性。于是，可以更自然地表示“成長(zhǎng)”，和實(shí)現(xiàn)能夠提高趣味性的寵物機(jī)器人。(3)其它實(shí)施例在這一方面，在上述的第二實(shí)施例中，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明應(yīng)用于四腿行走型寵物機(jī)器人1和100的情況作了描述，但本發(fā)明并不僅限于此，而是可以廣泛應(yīng)用于另外各種各樣實(shí)施例的機(jī)器人中。
此外，在上述的第二實(shí)施例中，已經(jīng)對(duì)隨著“不斷成長(zhǎng)”依次地?cái)U(kuò)大每個(gè)“成長(zhǎng)階段”的行為模型70k(1)至70k(5)的狀態(tài)空間的情況作了描述，但本發(fā)明并不僅限于此，而是可以在每個(gè)“成長(zhǎng)階段”中依次縮小行為模型70k(1)至70k(5)的狀態(tài)空間，或在擴(kuò)大的過程中，在“成長(zhǎng)階段”的任何一個(gè)中縮小行為模型70k(1)至70k(5)的狀態(tài)空間。
并且，在上述的第二實(shí)施例中，已經(jīng)對(duì)寵物機(jī)器人1或100按五個(gè)階段“成長(zhǎng)”的情況作了描述，但本發(fā)明并不僅限于此，而是可以使寵物機(jī)器人按除了五個(gè)階段之外的若干個(gè)階段“成長(zhǎng)”。
進(jìn)一步，在上述的第二實(shí)施例中，已經(jīng)對(duì)存儲(chǔ)行為模型(包括寵物機(jī)器人1能夠完成的所有動(dòng)作模式的行為模型)的存儲(chǔ)裝置、和利用有關(guān)行為模型的部分可全部狀態(tài)空間生成動(dòng)作的動(dòng)作生成裝置由一個(gè)行為模型70k和CPU10構(gòu)成的情況作了描述，但本發(fā)明并不僅限于此，而是可以應(yīng)用于另外各種各樣的結(jié)構(gòu)中。(3)第三實(shí)施例(3-1)根據(jù)第三實(shí)施例的寵物機(jī)器人的結(jié)構(gòu)在圖18中，標(biāo)號(hào)110總體表示根據(jù)第三實(shí)施例的寵物機(jī)器人。腿部單元112A至112D分別連接在軀干單元111的右前、左前、右后、和左后部分上，頭部單元113和尾部單元114分別與軀干單元111的前端部分和后端部分相連接。
如圖19所示，在軀干單元111中包含控制單元126和電池127，在控制單元126中CPU(中央處理單元)120、DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)121、快閃ROM(只讀存儲(chǔ)器)122、PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))卡接口電路123和信號(hào)處理電路124通過內(nèi)部總線125相互連接，和電池127作為用于寵物機(jī)器人110的電源。并且，在軀干單元111中還容納了角速度傳感器128、加速度傳感器129等，用于檢測(cè)寵物機(jī)器人110移動(dòng)的方向和加速度等。
并且，位于頭部單元113中的預(yù)定位置上的是CCD(電荷耦合器件)攝像機(jī)20、用于拾取外部條件的圖像；觸摸傳感器131，用于檢測(cè)用戶通過諸如“愛撫”或“輕拍”之類的物理做法施加的壓力；距離傳感器132，用于測(cè)量相對(duì)于前端物體的距離；麥克風(fēng)133，用于收集外界聲音；揚(yáng)聲器134，用于輸出諸如吠叫之類的聲音；和相當(dāng)于寵物機(jī)器人110的“眼睛”的LED(發(fā)光二極管)(未示出)等等。
并且，在腿部單元112A至112D的關(guān)節(jié)部分、腿部單元112A至112D與軀干單元111之間的連接部分、頭部單元113與軀干單元111之間的連接部分、和尾部單元114與尾巴114A之間的連接部分等上，分別布置著有幾個(gè)自由度的致動(dòng)器1351至135n和電位計(jì)1361至136n。
諸如角速度傳感器128、加速度傳感器129、觸摸傳感器131、距離傳感器132、麥克風(fēng)133、揚(yáng)聲器134和電位計(jì)1361至136n之類，各種各樣的傳感器、LED和致動(dòng)器1351至135n通過相應(yīng)的集線器1371至137n連接到控制單元126的信號(hào)處理電路124。CCD攝像機(jī)130和電池127直接連接到信號(hào)處理電路124。
此時(shí)，信號(hào)處理電路124依次捕獲上述傳感器供應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)，并通過內(nèi)部總線15將這些數(shù)據(jù)依次存儲(chǔ)在DRAM121的預(yù)定位置中。并且，信號(hào)處理電路124還依次捕獲與那些數(shù)據(jù)一起的、指示電池127能供應(yīng)的電池剩余量的電池剩余量數(shù)據(jù)，將它存儲(chǔ)在DRAM121的預(yù)定位置中。
當(dāng)CPU120以后控制這個(gè)寵物機(jī)器人110的操作時(shí)，將利用以這樣的方式存儲(chǔ)在DRAM121中的傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)和電池剩余量數(shù)據(jù)。
實(shí)際上，在接通用于寵物機(jī)器人110的電源的初始時(shí)間內(nèi)，CPU120直接或通過PC卡接口電路123讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)卡138中的或存儲(chǔ)在快閃ROM122中的控制程序，并將其存儲(chǔ)在DRAM121中，存儲(chǔ)卡138插在軀干單元111的PC卡槽(未示出)中。
然后，根據(jù)如上所述從信號(hào)處理電路124依次存儲(chǔ)到DRAM121中的傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)和電池剩余量數(shù)據(jù)，CPU120判斷它自身和周圍的條件、或是否存在來自用戶的教導(dǎo)和做法，等等。
并且，CPU120根據(jù)這個(gè)判斷結(jié)果和存儲(chǔ)在DRAM121中的控制程序確定下一個(gè)動(dòng)作，并根據(jù)該確定結(jié)果驅(qū)動(dòng)必要的致動(dòng)器1351至135n，以便CPU120讓寵物機(jī)器人做出動(dòng)作，譬如，向左、向右、向上、向下移動(dòng)頭部單元113，搖擺尾部單元114的尾巴114A，和驅(qū)動(dòng)各個(gè)腿部單元112A至112D行走。
同時(shí)，CPU120按要求產(chǎn)生音頻數(shù)據(jù)，并通過信號(hào)處理電路124將其供應(yīng)給揚(yáng)聲器134作為音頻信號(hào)，從而將基于音頻信號(hào)的話音輸出到外部，并使LED發(fā)光、熄滅或閃爍。
如上所述，這個(gè)寵物機(jī)器人1被設(shè)計(jì)成能夠依照自身和周圍的條件以及來自用戶的指令和調(diào)教自動(dòng)動(dòng)作。(3-2)控制程序的軟件結(jié)構(gòu)圖20顯示了寵物機(jī)器人110中的上述控制程序的軟件結(jié)構(gòu)。在圖20中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)器層140位于該控制程序的最底層上，并由包括數(shù)個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的設(shè)備驅(qū)動(dòng)器組141構(gòu)成。在這種情況中，每個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)器是被允許直接訪問諸如CCD攝像機(jī)130(圖19)或定時(shí)器之類要應(yīng)用在普通計(jì)算機(jī)中的硬件的對(duì)象，并通過從相應(yīng)硬件接收中斷來進(jìn)行處理。
并且，機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象(object)142位于比設(shè)備驅(qū)動(dòng)器層140高的層上。機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象142包括虛擬機(jī)器人143，由提供用于直接訪問例如上述各種傳感器或致動(dòng)器1351至135n等的硬件的接口的軟件組組成；電源管理器144，由管理電源的切換等的軟件組組成；設(shè)備驅(qū)動(dòng)器管理器145，由管理各種類型的其它設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的軟件組組成；和設(shè)計(jì)機(jī)器人146，由管理寵物機(jī)器人1的機(jī)構(gòu)的軟件組組成。
管理器對(duì)象147包括對(duì)象管理器148和服務(wù)管理器149。在這種情況中，對(duì)象管理器148包括管理包含在機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象142、中間件層150和應(yīng)用層151中的每個(gè)軟件組的開始和結(jié)束的軟件組。服務(wù)管理器149包括根據(jù)寫在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)卡138(圖19)中的連接文件中的對(duì)象之間的連接信息，管理各對(duì)象的連接的軟件組。
中間件層150位于比機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象142高的層上，并由將諸如圖像處理和音頻處理之類的基本功能提供給寵物機(jī)器人110的軟件組構(gòu)成。應(yīng)用層151位于比中間件層150高的層上，并由根據(jù)構(gòu)成中間件層150的軟件組處理所得的結(jié)果確定寵物機(jī)器人110的動(dòng)作的軟件組構(gòu)成。
圖21和圖22分別顯示了中間件層150和應(yīng)用層151的具體軟件構(gòu)成。
從圖21可明顯看出，中間件層150包括識(shí)別系統(tǒng)167，含有用于識(shí)別音階、用于檢測(cè)距離、用于檢測(cè)姿勢(shì)、用于觸摸傳感器、用于檢測(cè)移動(dòng)和用于識(shí)別顏色的信號(hào)處理模塊160至165、和輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊166等；和輸出系統(tǒng)175，含有輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊167、和用于管理姿勢(shì)、用于跟蹤、用于再現(xiàn)舉止、用于行走、用于跌倒后站起、用于使LED發(fā)光和用于再現(xiàn)聲音的信號(hào)處理模塊168至174等。
在這種情況中，識(shí)別系統(tǒng)167的各個(gè)信號(hào)處理模塊160至165從機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象142的虛擬機(jī)器人143從DRAM121(圖19)中讀出的傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)中捕獲相應(yīng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)捕獲的數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的處理，并將處理結(jié)果提供給輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊166。
根據(jù)信號(hào)處理模塊160至165供應(yīng)的處理結(jié)果，輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊166識(shí)別自身和周圍環(huán)境的條件，或來自用戶的教導(dǎo)和做法，譬如，“檢測(cè)到一個(gè)球”、“檢測(cè)到跌倒”、“受到愛撫”、“受到輕拍”、“聽見‘哆(do)、來(re)、咪(mi)’的音階”、“檢測(cè)到一個(gè)正在移動(dòng)的物體”、或“檢測(cè)到一個(gè)障礙物”，并將識(shí)別結(jié)果輸出到應(yīng)用層151(圖19)。
如圖22所示，應(yīng)用層151由五個(gè)模塊構(gòu)成，包括行為模型庫180、動(dòng)作切換模塊181、學(xué)習(xí)模塊182、情感模型183和本能模型184。
在這種情況中，如圖23所示，在行為模型庫180中提供了彼此獨(dú)立的行為模型1801至180n，以便與以前選擇的幾個(gè)條件項(xiàng)，譬如，“當(dāng)電池剩余量逐漸下降時(shí)”、“當(dāng)?shù)购笳酒饡r(shí)”、“當(dāng)躲避障礙物時(shí)”、“當(dāng)表達(dá)情感時(shí)”和“當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)球時(shí)”相對(duì)應(yīng)。
然后，當(dāng)從輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊166分別給出識(shí)別結(jié)果時(shí)，或當(dāng)自從給出最后的識(shí)別結(jié)果之后經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間時(shí)，等等，這些行為模型1801至180n按如后所述，在需要時(shí)通過參照保存在情感模型183中的相應(yīng)情感行為的參數(shù)值和保存在本能模型184中的相應(yīng)欲望的參數(shù)值來確定下一動(dòng)作，并將確定結(jié)果輸出給動(dòng)作切換模塊181。
在這個(gè)實(shí)施例中，作為確定隨后動(dòng)作的方法，各個(gè)行為模型1801至180n利用稱之為概率自動(dòng)機(jī)的算法，根據(jù)分別為將節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′連接在一起的弧線ARC1至ARCn+1設(shè)定的變換概率P1′至Pn′，按概率確定從NODE0′至NODEn′的一個(gè)節(jié)點(diǎn)(狀態(tài))變換到哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′上。
具體地說，每個(gè)行為模型1801至180n具有如圖25所示的關(guān)于這些節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′的每一個(gè)的狀態(tài)變換表190，以便與分別形成它們自身的行為模型1801至180n的節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)。
在這個(gè)狀態(tài)變換表190中，在“輸入事件名”這一行中按優(yōu)先級(jí)順序列舉了在節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′中被認(rèn)為是變換條件的輸入事件(識(shí)別結(jié)果)，和在“數(shù)據(jù)名”和“數(shù)據(jù)范圍”行的相應(yīng)列中描述了變換條件的其它條件。
因此，在圖25中的狀態(tài)變換表190所示的節(jié)點(diǎn)NODE100′中，當(dāng)獲得“檢測(cè)到一個(gè)球”的識(shí)別結(jié)果的情況下，與識(shí)別結(jié)果一起給出的球的“尺寸”需要落在作為移動(dòng)到其它節(jié)點(diǎn)的條件的“從0到1000”的范圍內(nèi)，或在獲得“檢測(cè)到一個(gè)障礙物”的識(shí)別結(jié)果的情況下，與識(shí)別結(jié)果一起給出的到障礙物的“距離”需要落在作為移動(dòng)到其它節(jié)點(diǎn)的條件的“從0到100”的范圍內(nèi)。
此外，在節(jié)點(diǎn)NODE100′，即使在沒有輸入識(shí)別結(jié)果的情況下，當(dāng)保存在行為模型1801至180n周期性地參照的情感模型183和本能模型184中的各種情感行為和各種欲望的參數(shù)值中的“喜悅”、“驚訝”或“悲痛”的任何一個(gè)的參數(shù)值在“從50到100”的范圍內(nèi)時(shí)，節(jié)點(diǎn)也可以移動(dòng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
并且，在這個(gè)狀態(tài)變換表190中，在“到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變換概率”列的“變換目標(biāo)節(jié)點(diǎn)”行中，列舉了可以從節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′移動(dòng)到的節(jié)點(diǎn)的名稱。并且，當(dāng)在“輸入事件名”、“數(shù)據(jù)名”和“數(shù)據(jù)范圍”列中描述的所有條件都得到滿足時(shí)，到節(jié)點(diǎn)可以移動(dòng)到的其它節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′的每一個(gè)的變換概率分別描述在“到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變換概率”列中的對(duì)應(yīng)位置中。要根據(jù)到節(jié)點(diǎn)NODE0至NODEn的移動(dòng)輸出的動(dòng)作描述在“到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變換概率”列的“輸出動(dòng)作”行中。在這一方面，在“到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變換概率”列的各行中的概率總和是100％。
于是，在圖25所示的狀態(tài)變換表190上表示的節(jié)點(diǎn)NODE100′中，例如，在給出其中球的“尺寸”落在“從0到1000”范圍內(nèi)的“檢測(cè)到一個(gè)球”的識(shí)別結(jié)果的情況下，節(jié)點(diǎn)NODE100′可以有“30％”的概率移動(dòng)到“節(jié)點(diǎn)NODE120′”，同時(shí)輸出“動(dòng)作1”的動(dòng)作。
行為模型1801至180n是這樣構(gòu)成的，使分別在這樣的狀態(tài)變換表190中描述的節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′連接在一起。當(dāng)從輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊166給出識(shí)別結(jié)果時(shí)，行為模型1801至180n通過使用相應(yīng)節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′的狀態(tài)變換表190隨機(jī)地確定下一動(dòng)作，并將確定結(jié)果輸出到動(dòng)作切換模塊181。
動(dòng)作切換模塊181從行為模型庫180的行為模型1801至180n輸出的動(dòng)作中，選擇從預(yù)定優(yōu)先級(jí)較高的行為模型1801至180n輸出的動(dòng)作，并將執(zhí)行動(dòng)作的命令(下文稱之為動(dòng)作命令)傳送到中間件層150的輸出語義轉(zhuǎn)換器167。在本實(shí)施例中，將圖23中較下面所述的行為模型1801至180n的優(yōu)先級(jí)設(shè)置得較高。
動(dòng)作切換模塊181根據(jù)在動(dòng)作完成之后輸出語義轉(zhuǎn)換器167給出的動(dòng)作完成信息，通知學(xué)習(xí)模塊182、情感模塊183和本能模塊184動(dòng)作已經(jīng)完成了。
另一方面，學(xué)習(xí)模塊182輸入由輸入語義轉(zhuǎn)換器56給出的識(shí)別結(jié)果的、諸如“受到打擊”或“受到輕拍”之類作為動(dòng)作從用戶接收的教導(dǎo)的識(shí)別結(jié)果。
然后，根據(jù)這個(gè)識(shí)別結(jié)果和來自動(dòng)作切換模塊181的信息，學(xué)習(xí)模塊182改變到行為模型1801至180n的變換概率，以便當(dāng)“受到打擊(批評(píng))”時(shí)，降低動(dòng)作的展示概率，和當(dāng)“受到輕拍(表揚(yáng))”時(shí)，提高動(dòng)作的展示概率。
對(duì)于包含“喜悅”、“悲痛”、“憤怒”、“驚訝”、“厭惡”和“害怕”的總共六種情感的每一種情感，情感模型183保存指示情感行為的強(qiáng)度的參數(shù)。情感模型183適用于根據(jù)由輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊166分別給出的諸如“受到打擊”和“受到輕拍”等之類的具體識(shí)別結(jié)果、經(jīng)過的時(shí)間、和來自動(dòng)作切換模塊181的信息等，依次更新這些情感行為的參數(shù)值。
具體地說，假設(shè)根據(jù)來自輸入語義轉(zhuǎn)換器166的識(shí)別結(jié)果和寵物機(jī)器人110此時(shí)的動(dòng)作對(duì)情感行為的影響程度(預(yù)置)、本能模型184保存的、每種欲望的參數(shù)值和寵物機(jī)器人110此時(shí)的動(dòng)作對(duì)情感行為的影響程度(預(yù)置)、從其它情感行為接收的抑制和刺激的程度、經(jīng)過的時(shí)間等，通過預(yù)定運(yùn)算表達(dá)式計(jì)算的情感行為的漲落量是(E(t)′，情感行為的當(dāng)前參數(shù)值是E(t)′，和表達(dá)根據(jù)識(shí)別結(jié)果改變情感行為的比率(下文稱之為“靈敏度”)的系數(shù)是ke′，對(duì)于預(yù)定間隔，情感模型73利用下列方程(4)計(jì)算下一間隔中情感行為的參數(shù)值E(t+1)′E(t+1)′＝E(t)′+ke′×ΔE(t)′(4)然后，情感模型183用情感行為的當(dāng)前參數(shù)值E(t)′替代計(jì)算的結(jié)果，從而更新情感行為的參數(shù)值。就與識(shí)別結(jié)果的每一個(gè)和來自動(dòng)作切換模塊181的信息有關(guān)的參數(shù)值而論，更新所有情感行為的哪個(gè)情感行為是事先確定的。例如，在給出“受到打擊”的識(shí)別結(jié)果的情況下，升高“憤怒”的情感行為的參數(shù)值，在給出“受到輕拍”的識(shí)別結(jié)果的情況下，增大“喜悅”的情感行為的參數(shù)值。
相比之下，對(duì)于包含“運(yùn)動(dòng)欲”、“愛欲”、“食欲”和“好奇心欲”的彼此獨(dú)立的四種欲望的每一種欲望，本能模型184保存了指示欲望強(qiáng)度的參數(shù)。然后，本能模型184適用于分別根據(jù)由輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊166給出的識(shí)別結(jié)果、經(jīng)過的時(shí)間、和來自動(dòng)作切換模塊181的通知等，依次更新這些欲望的參數(shù)值。
具體地說，假設(shè)對(duì)于“運(yùn)動(dòng)”、“愛欲”、“食欲”和“好奇心”，根據(jù)寵物機(jī)器人110的動(dòng)作輸出、經(jīng)過的時(shí)間、識(shí)別結(jié)果等，通過預(yù)定運(yùn)算表達(dá)式計(jì)算的欲望的漲落量是(I(k)′，欲望的當(dāng)前參數(shù)值是I(k)′，和指示欲望的靈敏度的系數(shù)是ki′，對(duì)于預(yù)定間隔，本能模型184通過利用下列方程計(jì)算下一間隔中欲望的參數(shù)值I(k+1)′I(k+1)′＝I(k)′+ki′×ΔI(k)′(5)用當(dāng)前參數(shù)值I(k)′替代計(jì)算的結(jié)果，從而更新欲望的參數(shù)值。就與動(dòng)作輸出或識(shí)別結(jié)果等有關(guān)的參數(shù)值而論，改變哪個(gè)欲望是事先確定的。例如，當(dāng)存在從動(dòng)作切換模塊181發(fā)送的通知(動(dòng)作的信息)時(shí)，降低“運(yùn)動(dòng)欲望”的參數(shù)值。
進(jìn)一步，至于“食欲”，根據(jù)通過輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊166給出的電池剩余量數(shù)據(jù)，假定電池剩余量數(shù)據(jù)是BL′，對(duì)于預(yù)定間隔，本能模型184按照下列方程計(jì)算“食欲”的參數(shù)值I(k)′I(k)′＝100-BL′(6)用食欲的當(dāng)前參數(shù)值I(k)′替代計(jì)算的結(jié)果，從而更新“食欲”的參數(shù)值。
在本實(shí)施例中，調(diào)整情感行為和欲望的參數(shù)值，以便分別在1至100的范圍內(nèi)變化。并且，還對(duì)每種情感行為和對(duì)每種欲望分別設(shè)定關(guān)于系數(shù)ke′和ki′的值。
如圖21所示，中間件層150的輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊167將由如上所述的應(yīng)用層151的動(dòng)作切換模塊181發(fā)出的、諸如“前進(jìn)”、“喜悅”、“吠叫”或“跟蹤(追趕一個(gè)球)”之類的簡(jiǎn)短動(dòng)作命令給予輸出系統(tǒng)175的相應(yīng)信號(hào)處理模塊168至174。
然后，當(dāng)將動(dòng)作命令給予信號(hào)處理模塊168至174時(shí)，這些信號(hào)處理模塊168至174根據(jù)該動(dòng)作命令，生成要給予致動(dòng)器1351至135n(圖19)以便采取動(dòng)作的伺服命令值、從揚(yáng)聲器134(圖19)輸出的聲音的音頻數(shù)據(jù)/或給予用作“眼睛”的LED的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，并通過機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象142的虛擬機(jī)器人143和信號(hào)處理電路124(圖19)依次將這些數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的致動(dòng)器1351至135n、揚(yáng)聲器134、和LED。
以這樣的方式，寵物機(jī)器人110被設(shè)計(jì)成根據(jù)控制程序，按照自身的和周圍的條件以及來自用戶的教導(dǎo)和做法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)作。(3-3)寵物機(jī)器人的成長(zhǎng)模型(3-3-1)動(dòng)作的成長(zhǎng)下面描述安裝在寵物機(jī)器人110上的成長(zhǎng)功能。在這種寵物機(jī)器人110中，安裝了按照來自用戶的做法改變其動(dòng)作的成長(zhǎng)功能，仿佛真正動(dòng)物不斷成長(zhǎng)似的。
具體地說，在寵物機(jī)器人110中，配備了包含“嬰兒期”、“童年期”、“少年期”、“青年期”和成年期”等的五個(gè)“成長(zhǎng)階段”作為成長(zhǎng)過程。在應(yīng)用層151的行為模型庫180(圖22)中，分別配備了與“嬰兒期”、“童年期”、“少年期”、“青年期”和成年期”對(duì)應(yīng)的行為模型1 80k(1)至180k(5)，作為關(guān)于與諸如上述“當(dāng)電池剩余量越來越少”之類的各個(gè)條件項(xiàng)的、“行走狀態(tài)”、“舉止”、“動(dòng)作”和“聲音(吠叫)等四個(gè)項(xiàng)有關(guān)的所有條件項(xiàng)(下文稱之為成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng))的、圖26所示的行為模型180k。然后，針對(duì)行為模型庫181中與成長(zhǎng)有關(guān)的這些條件項(xiàng)，在初始時(shí)間通過應(yīng)用“嬰兒期”的行為模型模型180k(1)確定下一動(dòng)作。
在這種情況中，“嬰兒期”中的每個(gè)行為模型180k(1)具有少量的節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′(圖24)。并且，從這些行為模型180k(1)輸出的動(dòng)作的內(nèi)容等于諸如“按模式1向前行走(“嬰兒期”的行走模式)”或“按模式1吠叫(“嬰兒期”的吠叫模式)”之類與“嬰兒期”的那些相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或動(dòng)作的內(nèi)容。
因此，寵物機(jī)器人110在初始時(shí)間按“嬰兒期”的每種行為模型180k(1)動(dòng)作和操作，例如，在“行走狀態(tài)”中，用小步“蹣跚地行走”，在“舉止”方面，做出諸如簡(jiǎn)單“行走”、“站立”、和“睡覺”之類的“簡(jiǎn)單舉止”，在“動(dòng)作”方面，通過重復(fù)相同的動(dòng)作做出“單調(diào)的”動(dòng)作，和在“聲音”方面，生成“小而短”的吠叫。
此時(shí)，應(yīng)用層151的學(xué)習(xí)模塊182(圖22)保存表示其中的“成長(zhǎng)”程度的參數(shù)(下文稱之為成長(zhǎng)參數(shù))，并根據(jù)從輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊166給出的識(shí)別結(jié)果、經(jīng)過的時(shí)間信息等，按照來自用戶的、諸如“受到輕拍”或“受到打擊”之類的動(dòng)作(教導(dǎo))的次數(shù)、經(jīng)過的時(shí)間等，依次更新成長(zhǎng)參數(shù)的值。
然后，每當(dāng)接通寵物機(jī)器人110的電源時(shí)，學(xué)習(xí)模塊718就估算成長(zhǎng)參數(shù)的值。當(dāng)上述的值超過預(yù)定閾值使得與“童年期”相對(duì)應(yīng)時(shí)，學(xué)習(xí)模塊182就將其通知行為模型庫180。當(dāng)發(fā)出這個(gè)信息時(shí)，行為模型庫180將分別用于上述成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型改變成“童年”的行為模型180k(2)。
此時(shí)，“童年期”的每個(gè)行為模型180k(2)具有數(shù)量比“嬰兒期”的行為模型180k(1)多的節(jié)點(diǎn)NODE0′至NODEn′。并且，從這些行為模型180k(2)輸出的動(dòng)作的內(nèi)容也比“嬰兒期”的動(dòng)作的內(nèi)容在程度上更加困難和更加復(fù)雜(成長(zhǎng)程度)。
因此，寵物機(jī)器人110此后按照這些行為模型180k(2)動(dòng)作和操作，以便，例如，在“行走狀態(tài)”方面，通過提高各個(gè)致動(dòng)器1351至135n(圖19)的轉(zhuǎn)速“稍微安穩(wěn)地行走”，在“舉止”方面，通過增加動(dòng)作數(shù)做出“稍微高級(jí)一點(diǎn)和更加復(fù)雜一點(diǎn)”的舉止，在“動(dòng)作”方面，具有“稍微有目的性一點(diǎn)”的動(dòng)作，和在“聲音”方面，具有“稍微長(zhǎng)一點(diǎn)和大一點(diǎn)”聲音。
進(jìn)一步，每當(dāng)成長(zhǎng)參數(shù)的值超過分別預(yù)定的閾值，使得與“少年期”、“青年期”和“成年期”相對(duì)應(yīng)時(shí)，學(xué)習(xí)模塊184就以與上述情況相似的方式將其通知給行為模型庫181。并且，每當(dāng)發(fā)出這個(gè)信息時(shí)，行為模型庫181就分別針對(duì)上述成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)，將行為模型依次改變成“少年期”、“青年期”和“成年期”的行為模型180k(3)至180k(5)。
此時(shí)，隨著“成長(zhǎng)階段”不斷提高，“少年期”、“青年期”和“成年期”的每個(gè)行為模型180k(3)至180k(5)的節(jié)點(diǎn)數(shù)NODE0′至NODEn′也不斷增多。并且，隨著“成長(zhǎng)階段”不斷提高，從這些行為模型180k(3)至180k(5)輸出的動(dòng)作的內(nèi)容也在程度上更加困難和更加復(fù)雜。
因此，隨著寵物機(jī)器人110的“成長(zhǎng)階段”不斷提高(換言之，當(dāng)“嬰兒期”改變到“童年期”、“童年期”改變到“少年期”、“少年期”改變到“青年期”、和“青年期”改變到“成年期”時(shí))，依次逐步地，“行走狀態(tài)”從“蹣跚行走”改變成“安穩(wěn)行走”，“舉止”從“簡(jiǎn)單的舉止”改變成“高級(jí)復(fù)雜的舉止”，“動(dòng)作”從“單調(diào)動(dòng)作”改變成“有目的的動(dòng)作”和“聲音”從“小而短的聲音”改變成“長(zhǎng)而大的聲音”。
如上所述，在這種寵物機(jī)器人110中，動(dòng)作和操作被設(shè)計(jì)成按照用戶發(fā)出的教導(dǎo)和經(jīng)過的時(shí)間分“嬰兒期”、“童年期”、“少年期”、 “青年期”和“成年期”五個(gè)階段“成長(zhǎng)”。
在本實(shí)施例中，寵物機(jī)器人110的成長(zhǎng)模型是在“青年期”之后分出來的模型，如圖27所示。
具體地說，在寵物機(jī)器人110的情況中，在應(yīng)用層151(圖22)的行為模型庫180中準(zhǔn)備了多個(gè)行為模型，分別作為關(guān)于上述成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的、“少年期”、“青年期”和“成年期”的行為模型180k(3)至180k(5)。
實(shí)際上，作為，例如，成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的“少年期”的行為模型，準(zhǔn)備了做出其舉止既粗心大意又匆匆忙忙的“粗野”性格的動(dòng)作的行為模型(少年1′)，和做出其舉止比前者更平穩(wěn)更緩慢的“溫和”性格的動(dòng)作的行為模型(少年2′)。
進(jìn)一步，作為“青年期”的行為模型，準(zhǔn)備了做出比“少年期”的“粗野”所做的更粗心大意更匆匆忙忙的“魯莽”性格的動(dòng)作的行為模型(青年1′)，做出其舉止比“青年1′”更平穩(wěn)更緩慢的的“普通”性格的動(dòng)作和操作的行為模型(青年2′)，和做出其舉止比“青年2′”更緩慢和其舉止量更少的“溫和”性格的動(dòng)作的行為模型(青年3′)。
更進(jìn)一步，作為“成年期”的行為模型，準(zhǔn)備了做出其舉止比“青年期”的“魯莽”性格所做的更粗心大意更匆匆忙忙的非常易激動(dòng)的和“攻擊性”的性格的動(dòng)作的行為模型(成年1′)，做出其舉止比“成年1′”所做的更平穩(wěn)更緩慢的易激動(dòng)和“粗野”性格的動(dòng)作的行為模型(成年2′)，做出其舉止比“成年2′”所做的更平穩(wěn)更緩慢和舉止量更少的“溫和”性格的動(dòng)作的行為模型(成年3′)，和做出其舉止比“成年3′”還更緩慢和舉止更少的“文靜”性格的動(dòng)作的行為模型(成年4′)。
然后，當(dāng)應(yīng)用層151的學(xué)習(xí)模塊182(圖22)將提高“成長(zhǎng)階段”的信息提供給行為模型庫151時(shí)，如上所述，學(xué)習(xí)模塊182在“少年期”之后的“成長(zhǎng)階段”中，根據(jù)“受到打擊”和“受到輕拍”的次數(shù)等，從各種性格中指定使用哪一種性格，和從行為模型少年1′、少年2′、青年1′至青年3′、和成年1′至成年4′中指定使用哪一種行為模型作為成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)的行為模型。
結(jié)果是，行為模型庫180根據(jù)這種指定，將在“少年期”之后使用的行為模型改變成分別為成長(zhǎng)相關(guān)條件項(xiàng)指定的“性格”的行為模型。
在這種情況中，在“少年期”之后，當(dāng)移動(dòng)到下一“成長(zhǎng)階段”時(shí)，下一“成長(zhǎng)階段”中的“性格”由當(dāng)前“成長(zhǎng)階段”中的“性格”確定。在圖27中，性格只能改變成由箭頭連接在一起的“性格”的另一種性格。于是，例如，在“粗野”性格的行為模型(少年1′)被應(yīng)用在“少年期”中的情況下，它就不能改變成“青年期”中的“溫和”性格的行為模型(青年3′)。
如上所述，這種寵物機(jī)器人110被設(shè)計(jì)成按照來自用戶的做法等，隨著“不斷成長(zhǎng)”而改變其“性格”，仿佛真正動(dòng)物的性格通過主人的飼養(yǎng)方法形成似的。(3-3-2)情感和本能的成長(zhǎng)除了上面的結(jié)構(gòu)之外，在寵物機(jī)器人110的情況中，情感和本能被設(shè)計(jì)成隨著上述動(dòng)作“成長(zhǎng)”而“成長(zhǎng)”。
更具體地說，在寵物機(jī)器人110的情況中，在應(yīng)用層151的情感模型183(圖22)中，存儲(chǔ)著文件(下文稱之為情感參數(shù)文件)200A至200E，其中分別描述了如圖29(A)至29(E)所示的、與每個(gè)“成長(zhǎng)階段”的每種情感模型有關(guān)的方程(1)的系數(shù)ke′的值。
情感模型183被設(shè)計(jì)成，在初始時(shí)間(即，“成長(zhǎng)階段”是“嬰兒期”的階段)，通過使用在關(guān)于“嬰兒期”的情感參數(shù)文件200A中描述的系數(shù)ke′的值，根據(jù)方程(4)分別周期性地更新情感行為的參數(shù)值。
進(jìn)一步，每當(dāng)“成長(zhǎng)階段”提高時(shí)，如在行為模型庫180(圖22)中的情況中那樣，學(xué)習(xí)模塊182就將通知階段已提高的信息提供給情感模型183。然后，每當(dāng)提供這種信息時(shí)，情感模型183就將關(guān)于各種情感行為的、方程(4)的系數(shù)ke′的值分別更新成在相應(yīng)“成長(zhǎng)階段”的情感參數(shù)文件200B至200E中描述的相應(yīng)參數(shù)。
同時(shí)，例如，在“嬰兒期”中，除了“喜悅”和“害怕”之外所有其它情感行為的系數(shù)ke′的值都被設(shè)置成“0”，這可從圖29(A)明顯看出。于是，在“嬰兒期”中，情感行為的參數(shù)值周期性地變更的只有“喜悅”和“害怕”的情感行為。由于其它情感行為的參數(shù)值總是保持不變，因此，除了“喜悅”和“害怕”之外的情感行為受到抑制。結(jié)果是，在“嬰兒期”中，六種情感行為中，只有“喜悅”和“害怕”才可以被表達(dá)為動(dòng)作(換言之，六種情感行為中，只有“喜悅”和“害怕”的各個(gè)參數(shù)值才可以被應(yīng)用于生成動(dòng)作)。
進(jìn)一步，如圖29(B)所示，在“童年期”中，除了“喜悅”、“害怕”和“憤怒”之外所有其它情感行為的系數(shù)ke′的值都被設(shè)置成“0”。于是，在“童年期”中，各個(gè)情感行為的參數(shù)值周期性地變更的只限于“喜悅”、“害怕”和“憤怒”的情感行為。由于其它情感行為的參數(shù)值總是保持不變，因此，除了“喜悅”、“害怕” 和“憤怒”之外的情感行為受到抑制。結(jié)果是，在“童年期”中，六種情感行為中，只有“喜悅”、“害怕”和“憤怒”才可以被表達(dá)為動(dòng)作。
類似地，如圖29(C)至29(E)所示，在“少年期”中只有“喜悅”、“害怕”、“憤怒”和“驚訝”的情感行為被表達(dá)成動(dòng)作，和在“青年期”和“成年期”中所有情感行為都可以被表達(dá)成動(dòng)作。
如上所述，在寵物機(jī)器人110中，隨著“成長(zhǎng)階段”不斷提高，可以表示成動(dòng)作的情感行為數(shù)(生成動(dòng)作所使用的情感行為數(shù))也不斷增大。因此，隨著動(dòng)作的“成長(zhǎng)”，情感也可以“成長(zhǎng)”。
與上述類似，在應(yīng)用層151的本能模型184(圖22)中，存儲(chǔ)著文件(下文稱之為本能參數(shù)文件)201A至201E，其中描述了如圖30(A)至30(E)所示的、與每個(gè)“成長(zhǎng)階段”的每種欲望有關(guān)的方程(5)的系數(shù)ki′的值。
本能模型184被設(shè)計(jì)成，在初始時(shí)間(即，“成長(zhǎng)階段”是“嬰兒期”的階段)，通過使用在“嬰兒期”的本能參數(shù)文件201A中描述的系數(shù)ki′的值，根據(jù)式(5)分別周期性地更新各個(gè)欲望的參數(shù)值。
進(jìn)一步，每當(dāng)“成長(zhǎng)階段”提高時(shí)，如在情感模塊183的情況中那樣，將這個(gè)情況告知本能模型184的通知從學(xué)習(xí)模塊182(圖22)傳送到本能模型184。然后，每當(dāng)提供這個(gè)通知時(shí)，本能模型184就將關(guān)于每種欲望的、式(5)中的系數(shù)ki′的值更新成在相應(yīng)“成長(zhǎng)階段”的本能參數(shù)文件201B至201E中描述的相應(yīng)值。
同時(shí)，在“嬰兒期”中，從圖30(A)可明顯看出，除了“食欲”之外所有其它欲望的系數(shù)ke′的值都被設(shè)置成“0”。于是，在“嬰兒期”中，欲望的參數(shù)值周期性地變更的只限于“食欲”。由于其它欲望的參數(shù)值總是保持不變，因此，除了“食欲””之外的欲望都受到抑制。結(jié)果是，在“嬰兒期”中，四種欲望中，只有“食欲”才可以被表達(dá)為動(dòng)作(換言之，四種欲望中，只有“食欲”的各個(gè)參數(shù)值才可以被應(yīng)用于生成動(dòng)作)。
進(jìn)一步，在“童年期”中，從圖30(B)可明顯看出，除了“食欲”和“愛欲”之外所有其它欲望的系數(shù)ki′的值都被設(shè)置成“0”。于是，在“童年期”中，各個(gè)欲望的參數(shù)值周期性地變更的只限于“食欲”和“愛欲”，其它欲望的參數(shù)值總是保持不變。結(jié)果是，在“童年期”中，除了“食欲”和“愛欲”之外的欲望都受到抑制，和四種欲望中，只有“食欲”和“愛欲”才可以被表達(dá)為動(dòng)作。
類似地，如圖30(C)至30(E)所示，在“少年期”中，“食欲”、“愛欲”、和“好奇心”的欲望被表達(dá)成動(dòng)作，和在“青年期”和“成年期”中所有欲望都可以被表達(dá)成動(dòng)作。
如上所述，在寵物機(jī)器人110中，隨著“成長(zhǎng)階段”不斷提高，可以表達(dá)成動(dòng)作的欲望數(shù)(生成動(dòng)作所使用的欲望數(shù))也不斷增大。因此，隨著動(dòng)作的“不斷成長(zhǎng)”，也可以使本能“不斷成長(zhǎng)”。(3-4)第三實(shí)施例的操作和效果具有上述結(jié)構(gòu)的寵物機(jī)器人110在初始時(shí)間可以只將六種情感行為和四種欲望的一部分情感行為和欲望表達(dá)成動(dòng)作。然后，隨著“成長(zhǎng)階段”不斷提高，可以表達(dá)成動(dòng)作的情感行為數(shù)和欲望數(shù)也不斷增大。
于是，由于寵物機(jī)器人110的情感和本能也隨著動(dòng)作的“不斷成長(zhǎng)”而“成長(zhǎng)”，因此，可以更生物化地和更自然地表達(dá)“成長(zhǎng)”，用戶可以享受其中的過程。
進(jìn)一步，由于寵物機(jī)器人110的情感和本能模型首先從兩個(gè)簡(jiǎn)單的情感行為和一個(gè)欲望開始，用戶可以輕而易舉地領(lǐng)會(huì)寵物機(jī)器人110的動(dòng)作。然后，當(dāng)用戶習(xí)慣了情感和本能模型時(shí)，情感和本能模型一點(diǎn)一點(diǎn)地變得復(fù)雜，使用戶在每個(gè)“成長(zhǎng)階段”都能夠容易地理解或適應(yīng)情感和本能模型。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，由于在初始時(shí)間，六種情感行為和四種欲望中只有一部分情感行為和欲望才可以被表達(dá)成動(dòng)作。和隨后，隨著“成長(zhǎng)階段”不斷提高，可以表達(dá)成動(dòng)作的情感行為和欲望的數(shù)目也不斷增大，因此，可以更生物化地和更自然地表達(dá)“成長(zhǎng)”，以便可以實(shí)現(xiàn)能夠提高娛樂性的寵物機(jī)器人。(3-5)其它實(shí)施例在上述的第三實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明應(yīng)用于四腿行走型寵物機(jī)器人的情況，但應(yīng)該注意到，本發(fā)明并不僅限于此，而是可以廣泛應(yīng)用于，例如，兩條腿機(jī)器人或其它各種類型機(jī)器人設(shè)備中。
進(jìn)一步，在上述的第三實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了將情感模型183和本能模型184用作限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目以便逐步遞增的限制裝置的情況，但顯然本發(fā)明并不僅限于此，在例如行為模型庫180或?qū)W習(xí)模塊182中可以限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目以便逐步遞增。
更進(jìn)一步，在上述的第三實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了根據(jù)外部施加的預(yù)定刺激(例如，“打擊”或“輕拍”)和經(jīng)過的時(shí)間限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目以便逐步遞增的情況，但應(yīng)該注意到，本發(fā)明并不僅限于此，除此之外或取而代之，根據(jù)上述條件之外的其它條件(例如，可以成功地做出所希望的動(dòng)作)，限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目以便逐步遞增。
更進(jìn)一步，在上述的第三實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了在包含“嬰兒期”、“童年期”、“少年期”、“青年期”和“成年期”的五個(gè)階段的過程中遞增情感行為或欲望的數(shù)目以便適應(yīng)動(dòng)作的“成長(zhǎng)”的情況，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明并不僅限于此，可以提供除了它們之外的其它“成長(zhǎng)階段”。
更進(jìn)一步，在上述的第三實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了在動(dòng)作庫180中提供了多個(gè)行為模型1801至180n，作為根據(jù)情感行為和欲望的各個(gè)參數(shù)值和行為模型1801至180n生成動(dòng)作的動(dòng)作生成裝置的情況，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，，本發(fā)明并不僅限于此，動(dòng)作可以根據(jù)一個(gè)行為模型生成，和各種類型的其它結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于動(dòng)作生成裝置的結(jié)構(gòu)。
更進(jìn)一步，在上述的第三實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了根據(jù)預(yù)定刺激(例如，“打擊”或“輕拍”)和經(jīng)過的時(shí)間將行為模型180k(1)至180k(n)改變成成長(zhǎng)級(jí)更高的行為模型180k(2)至180k(n)的行為模型改變裝置包括學(xué)習(xí)模塊182和行為模型庫180的情況，但顯然本發(fā)明并不僅限于此，可以廣泛應(yīng)用各種類型的其它結(jié)構(gòu)。
更進(jìn)一步，在上述的第三實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了作為情感行為，提供了包含“喜悅”、“悲痛”、“憤怒”、“驚訝”、“厭惡”和“害怕”的六種情感行為，和作為欲望，提供了包含“運(yùn)動(dòng)”、“愛欲”、“食欲”和“好奇心”的四種欲望，但應(yīng)該注意到，本發(fā)明并不僅限于此，各種各樣的類型和各種各樣的數(shù)目都可以廣泛地應(yīng)用于情感行為和欲望的類型和數(shù)目。(4-1)第四實(shí)施例(4-1)根據(jù)第四實(shí)施例的寵物機(jī)器人205的結(jié)構(gòu)在圖18中，標(biāo)號(hào)205總體表示根據(jù)第四實(shí)施例的寵物機(jī)器人，除了欲望和情感行為的敏感度隨著周圍的條件或來自用戶的做法等而改變這一點(diǎn)之外，它的結(jié)構(gòu)與根據(jù)第三實(shí)施例的寵物機(jī)器人110相同。
具體地說，在第三實(shí)施例的寵物機(jī)器人110中，當(dāng)按如上所述更新情感或本能時(shí)，使用了方程(4)或(5)。但是，該更新此時(shí)所依賴的外部輸出(來自各種類型傳感器的傳感器數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)等)很大程度上依賴于寵物機(jī)器人110所處的環(huán)境或用戶對(duì)待寵物機(jī)器人的方式。
例如，在用戶頻繁地“打擊”寵物機(jī)器人或幾乎不“輕拍”寵物機(jī)器人的情況下，寵物機(jī)器人110被引入到大多數(shù)時(shí)間內(nèi)加強(qiáng)“憤怒”的情感的狀態(tài)，因?yàn)樗笆艿搅舜驌簟?，使得?dāng)它只出乎意料之外地“受到輕拍”時(shí)，“喜悅”的情感也不能被表達(dá)成動(dòng)作或操作。因此，對(duì)于處在這樣的狀態(tài)下的寵物機(jī)器人110，將對(duì)“喜悅”的靈敏度提高到大于“憤怒”的靈敏度，使得表達(dá)成動(dòng)作或操作的情感的數(shù)目和類型需要得到不偏不倚地調(diào)整。
因此，在根據(jù)第四實(shí)施例的寵物機(jī)器人205中，在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)分別獨(dú)立地累計(jì)每種情感行為和每種欲望的參數(shù)值，在參數(shù)之間將這些累計(jì)值作相互比較，和當(dāng)累計(jì)值相對(duì)于總數(shù)的比例極大或極小時(shí)提高或降低情感行為或欲望的靈敏度，使得所有的情感行為和欲望可以均等地表達(dá)成動(dòng)作或操作，以便適應(yīng)環(huán)境或用戶對(duì)待寵物機(jī)器人的方式。
實(shí)際上，在寵物機(jī)器人205中，圖22所示的應(yīng)用層206的情感模型207按照下列數(shù)學(xué)式，每隔預(yù)定間隔ΔT′(例如，每隔1或2分鐘)，依次計(jì)算最終接通電源之后關(guān)于各種情感行為的參數(shù)值的累計(jì)值和最終接通電源之后經(jīng)過的時(shí)間Tall″Ek″＝Ek+Ek(t)′×ΔT′(7)Tall″＝Tall′+ΔT′ (8)在上面公式中，假定那個(gè)時(shí)候情感行為的參數(shù)值是Ek(t)′，最終接通電源之后直到那個(gè)時(shí)候情感的參數(shù)值的累計(jì)值是Ek′，和最終接通電源之后直到那個(gè)時(shí)候經(jīng)過的時(shí)間是Tall′。
進(jìn)一步，一旦停止接通寵物機(jī)器人205的電源(一旦關(guān)閉系統(tǒng))，情感模型207就累計(jì)每種情感行為的累計(jì)值Ek″和經(jīng)過時(shí)間的累計(jì)值Tall″，分別具有存儲(chǔ)在分別準(zhǔn)備好的文件(下文稱之為總情感行為累計(jì)值文件)中的總累計(jì)值Ek(TOTAL)關(guān)于每個(gè)情感值的相應(yīng)總累計(jì)值Ek(TOTAL)、或總累計(jì)值Tall(TOTAL)，并存儲(chǔ)這些總累計(jì)值。
然后，每當(dāng)接通寵物機(jī)器人205的電源時(shí)，情感模型207就從總情感行為累計(jì)值文件中讀出經(jīng)過時(shí)間的總累計(jì)值Tall(TOTAL)。當(dāng)總累計(jì)值Tall(TOTAL)超過預(yù)定閾值(例如，10小時(shí))時(shí)，估算存儲(chǔ)在總情感行為累計(jì)值文件中的每種情感行為的總累計(jì)值Ek(TOTAL)。具體地說，通過計(jì)算情感行為的總累計(jì)值Ek(TOTAL)相對(duì)于每種情感行為的總累計(jì)值Ek(TOTAL)的總值(∑Ek(TOTAL))的比率進(jìn)行估算。
然后，當(dāng)情感行為的總累計(jì)值Ek(TOTAL)的比率低于情感行為的預(yù)定閾值時(shí)，情感模型207將上面參照?qǐng)D28(A)至28(E)所述的情感參數(shù)文件200A至200E的相應(yīng)“成長(zhǎng)階段”的情感參數(shù)文件200A至200E中描述的情感行為的系數(shù)ke′升高規(guī)定值(例如，0.1)。當(dāng)它低于閾值時(shí)，將這個(gè)系數(shù)ke′的值降低預(yù)定值(例如，0.1)。情感模型207就這樣調(diào)整指示情感行為靈敏度的系數(shù)ke′。
對(duì)于每種情感行為，可以將閾值設(shè)置得稍微有點(diǎn)容限，使得每個(gè)機(jī)器人的個(gè)性不會(huì)受到損害。在本實(shí)施例中，例如，就“喜悅”的情感行為而論，設(shè)置成相對(duì)于每種情感行為的總累計(jì)值Ek(TOTAL)的總值(∑Ek(TOTAL))為10％至50％，就“悲痛”而論，設(shè)置成相對(duì)于總值為5％至20％，和就“憤怒”而論，設(shè)置成相對(duì)于總值為10％至60％。
進(jìn)一步，當(dāng)情感模型207對(duì)所有的情感行為完成同一處理時(shí)，情感模型207將每種情感行為的總累計(jì)值Ek(TOTAL)和經(jīng)過時(shí)間的總累計(jì)值Tall(TOTAL)復(fù)位成“0”。然后，在情感模型207通過使用對(duì)每種情感行為新確定的系數(shù)ke′，按照方程(4)改變每種情感行為的參數(shù)值的同時(shí)，情感模型207按照方程(7)重新開始累計(jì)每種情感行為的參數(shù)值和經(jīng)過的時(shí)間，然后，重復(fù)與如上所述相同的處理。
如上所述，在寵物機(jī)器人205中，每種情感行為的靈敏度得到了改變，使得所有情感行為都可以被均等地表達(dá)成動(dòng)作或操作，以便適應(yīng)環(huán)境或用戶對(duì)待寵物機(jī)器人的方式。
與上述類似，本能模型208(圖22)按照下列數(shù)學(xué)式，每隔預(yù)定間隔ΔT′(例如，每隔1或2分鐘)，依次計(jì)算最終接通電源之后關(guān)于各種欲望的參數(shù)值的累計(jì)值Ik″和按照方程(8)依次計(jì)算最終接通電源之后經(jīng)過時(shí)間的累計(jì)值Tall″Ik″＝Ik′+Ik(t)′×ΔT′(9)在上面方程中，假定那個(gè)時(shí)候欲望的參數(shù)值是Ik(t)′，最終接通電源之后直到那個(gè)時(shí)候欲望的參數(shù)值的累計(jì)值是Ik′。
進(jìn)一步，一旦停止接通寵物機(jī)器人205的電源，本能模型208就將每種欲望的累計(jì)值Ik″和經(jīng)過時(shí)間的累計(jì)值Tall″分別與存儲(chǔ)在分別準(zhǔn)備好的文件(下文稱之為總欲望累計(jì)值文件)中的總累計(jì)值Ik(TOTAL)關(guān)于每個(gè)欲望的相應(yīng)總累計(jì)值Ik(TOTAL)、或經(jīng)過時(shí)間的總累計(jì)值Tall(TOTAL)進(jìn)行累計(jì)，并存儲(chǔ)這些總累計(jì)值。
然后，每當(dāng)接通寵物機(jī)器人205的電源時(shí)，本能模型208就從總欲望累計(jì)值文件中讀出經(jīng)過時(shí)間的總累計(jì)值Tall(TOTAL)。當(dāng)總累計(jì)值Tall(TOTAL)超過預(yù)定閾值(例如，10小時(shí))時(shí)，估算存儲(chǔ)在總欲望累計(jì)值文件中的每種欲望的總累計(jì)值Ik(TOTAL)。具體地說，通過計(jì)算欲望的總累計(jì)值Ik(TOTAL)相對(duì)于每種欲望的總累計(jì)值Ik(TOTAL)的總值(∑Ik(TOTAL))的比率進(jìn)行估算。
然后，當(dāng)情感行為的總累計(jì)值Ik(TOTAL)的比率低于對(duì)欲望的預(yù)定閾值時(shí)，本能模型208將上面參照?qǐng)D30(A)至30(E)所述的欲望參數(shù)文件201A至201E的相應(yīng)“成長(zhǎng)階段”，的欲望參數(shù)文件201A至201E中描述的欲望的系數(shù)ki′升高規(guī)定值(例如，0.1)。當(dāng)它低于閾值時(shí)，將這個(gè)系數(shù)ki′的值降低預(yù)定值(例如，0.1)。對(duì)于如上所述的每種欲望，可以將此時(shí)的閾值設(shè)置得稍微有點(diǎn)容限。
進(jìn)一步，當(dāng)本能模型208對(duì)所有的欲望完成相同處理時(shí)，本能模型208將存儲(chǔ)在總欲望累計(jì)值文件中的每種欲望的總累計(jì)值Ik(TOTAL)和經(jīng)過時(shí)間的總累計(jì)值Tall(TOTAL)復(fù)位成“0”。然后，在本能模型208通過使用對(duì)每種欲望新確定的系數(shù)ki′，按照式(5)改變每種欲望的參數(shù)值的同時(shí)，本能模型208按照式(9)重新開始累計(jì)每種欲望的參數(shù)值和經(jīng)過的時(shí)間，然后，重復(fù)與如上所述相同的處理。
如上所述，在寵物機(jī)器人205中，每種欲望的靈敏度得到了改變，使得所有欲望都可以被均等地表達(dá)成動(dòng)作或操作，以便適應(yīng)環(huán)境或用戶對(duì)待寵物機(jī)器人的方式。(4-2)第四實(shí)施例的操作和效果在具有上述結(jié)構(gòu)的寵物機(jī)器人205中，分別依次地累計(jì)每種情感行為和每種欲望的參數(shù)值，并根據(jù)累計(jì)結(jié)果，每隔規(guī)定間隔ΔT′改變每種情感行為和每種欲望的靈敏度。
于是，在寵物機(jī)器人205中，所有的欲望都可以被均等地表達(dá)成動(dòng)作或操作，以便適應(yīng)環(huán)境或用戶對(duì)待寵物機(jī)器人的方式。因此，與第三實(shí)施例中的寵物機(jī)器人110相比，這種寵物機(jī)器人205具有更高的娛樂性。
借助于上述結(jié)構(gòu)，依次地累計(jì)每種情感行為和每種欲望的參數(shù)值，并根據(jù)累計(jì)結(jié)果，每隔規(guī)定間隔ΔT′改變每種情感行為和每種欲望的靈敏度。于是，所有的欲望都可以被均等地表達(dá)成動(dòng)作或操作，以便適應(yīng)環(huán)境或用戶對(duì)待寵物機(jī)器人的方式。因此，可以實(shí)現(xiàn)能夠使娛樂性提高許多的寵物機(jī)器人。(4-3)其它實(shí)施例在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明應(yīng)用于四腿行走型寵物機(jī)器人205的情況，但應(yīng)該注意到，本發(fā)明并不僅限于此，而是可以廣泛應(yīng)用于，例如，兩條腿機(jī)器人或除此之外其它各種類型機(jī)器人設(shè)備中。
進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了將情感模型207和本能模型208用作限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目以便逐步遞增的限制裝置的情況，但顯然本發(fā)明并不僅限于此，在例如行為模型庫180或?qū)W習(xí)模塊182中可以限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目以便逐步遞增。
更進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了根據(jù)外部施加的預(yù)定刺激(例如，“打擊”或“輕拍”)和經(jīng)過的時(shí)間限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目以便逐步遞增的情況，但應(yīng)該注意到，本發(fā)明并不僅限于此，除此之外或取而代之，根據(jù)上述條件之外的其它條件(例如，可以成功地做出所希望的動(dòng)作)，限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目以便逐步遞增。
更進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了情感行為和欲望的數(shù)目以如圖29(A)或29(B)所示那樣的次序遞增的情況，但本發(fā)明并不僅限于此，情感行為或欲望的數(shù)目可以以除上面次序之外的其它次序遞增。
更進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了情感行為和欲望的數(shù)目在包含“嬰兒期”、“童年期”、“少年期”、“青年期”和“成年期”的五個(gè)階段的過程中遞增以便適應(yīng)動(dòng)作的“成長(zhǎng)”的情況，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明并不僅限于此，而是可以配備除它們之外的“成長(zhǎng)階段”。
更進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了用于生成動(dòng)作的情感行為和欲望的數(shù)目依次遞增的情況，但顯然本發(fā)明并不僅限于此，而是用于生成動(dòng)作的情感行為和欲望的數(shù)目可以從中途開始遞增或遞減(例如，在“成年期”之后可以提供諸如“老年期”之類的“成長(zhǎng)階段”，使得當(dāng)“成長(zhǎng)階段”移動(dòng)到“老年期”時(shí)，減少欲望的數(shù)目)。
更進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了在動(dòng)作庫180中提供了多個(gè)行為模型1801至180n，作為根據(jù)情感行為和欲望的各個(gè)參數(shù)值和行為模型1801至180n生成動(dòng)作的動(dòng)作生成裝置的情況，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明并不僅限于此，而是可以根據(jù)一個(gè)行為模型生成動(dòng)作，和各種類型的其它結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于動(dòng)作生成裝置的結(jié)構(gòu)。
更進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了根據(jù)預(yù)定刺激(例如，“打擊”或“輕拍”)和經(jīng)過的時(shí)間將行為模型180k(1)至180k(5)(圖26)改變成成長(zhǎng)級(jí)更高的行為模型180k(2)至180k(5)的行為模型改變裝置包括學(xué)習(xí)模塊182和行為模型庫180的情況，但顯然本發(fā)明并不僅限于此，而是可以廣泛應(yīng)用各種類型的其它結(jié)構(gòu)。
更進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了作為情感行為，提供了包含“喜悅”、悲痛”、“憤怒”、“驚訝”、“厭惡”和“害怕”的六種情感行為，和作為欲望，提供了包含“運(yùn)動(dòng)”、“愛欲”、“食欲”和“好奇心”的四種欲望，但應(yīng)該注意到，本發(fā)明并不僅限于此，各種各樣的類型和各種各樣的數(shù)目都可以廣泛地應(yīng)用于情感行為和欲望的類型和數(shù)目。
更進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了作為情感行為或欲望更新裝置的情感模型207和本能模型208根據(jù)外部施加的刺激和經(jīng)過的時(shí)間更新各個(gè)情感行為和欲望的參數(shù)值的情況，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明并不僅限于此，可以根據(jù)除上面條件之外的其它條件更新各個(gè)情感行為和欲望的參數(shù)值。
更進(jìn)一步，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了通過作為靈敏度改變裝置的情感模型207和本能模型208改變式(4)或(9)的系數(shù)ke′或ki′的值，作為分別更新對(duì)每種情感模型或每種欲望的靈敏度的方法的情況，但顯然本發(fā)明并不僅限于此，而是可以通過除上面方法之外的其它方法更新對(duì)每種情感模型或每種欲望的靈敏度。
并且，在上述的第四實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了根據(jù)依次更新的情感行為或欲望的參數(shù)值的總累計(jì)值Ek(TOTAL)或Ik(TOTAL)相對(duì)于所有情感行為或欲望的參數(shù)值的總累計(jì)值Ek(TOTAL)或Ik(TOTAL)的總值(ΔEk(TOTAL)、ΔIk(TOTAL))的比率，估算環(huán)境的情況，但應(yīng)該注意到，本發(fā)明并不僅限于此，而是可以根據(jù)諸如“打擊”或“輕拍”之類的特定外部刺激的次數(shù)或頻率估算環(huán)境，和除了上面方法之外的其它各種各樣的方法都可以廣泛地用作估算環(huán)境的方法。(5)第五實(shí)施例現(xiàn)在利用附圖詳細(xì)描述第五實(shí)施例。本發(fā)明可應(yīng)用于象四足動(dòng)物那樣動(dòng)作的寵物機(jī)器人。
如圖31所示，寵物機(jī)器人包括檢測(cè)裝置215，用于檢測(cè)來自另一個(gè)寵物機(jī)器人的輸出；性格判別裝置216，用于根據(jù)檢測(cè)裝置215所得的檢測(cè)結(jié)果判別其它宄物機(jī)器人的性格；和性格改變裝置217，用于根據(jù)性格判別裝置216所得的判別結(jié)果改變性格。
因此，寵物機(jī)器人根據(jù)檢測(cè)裝置215所得的、來自其它寵物機(jī)器人的輸出的檢測(cè)結(jié)果，通過性格判別裝置216判別其它機(jī)器人設(shè)備的性格。寵物機(jī)器人能夠根據(jù)其它寵物機(jī)器人的性格的判別結(jié)果，通過性格改變裝置217改變它自己的性格。
如后面所詳細(xì)描述的，檢測(cè)裝置215檢測(cè)由其它寵物機(jī)器人的動(dòng)作所表達(dá)的情感等，和性格改變裝置217通過改變確定從情感推出來的、寵物機(jī)器人本身的動(dòng)作的情感模型的參數(shù)等來改變性格。
寵物機(jī)器人能夠按如上所述，根據(jù)其它寵物機(jī)器人的動(dòng)作等，改變它自己的性格。
因此，寵物機(jī)器人具有塑造得象真正動(dòng)物的性格那樣的性格，并可以根據(jù)性格動(dòng)作。
現(xiàn)在，對(duì)本發(fā)明所應(yīng)用的寵物機(jī)器人的具體結(jié)構(gòu)加以描述。(5-1)寵物機(jī)器人的結(jié)構(gòu)寵物機(jī)器人210總體上如圖32所示那樣構(gòu)成，并通過耦合相應(yīng)于頭部的頭部單元211、相當(dāng)于軀干的主體單元212、相當(dāng)于腿部的腿部單元213A至213D、和相當(dāng)于尾部的尾部單元214組合在一起，使得寵物機(jī)器人210通過移動(dòng)相對(duì)于主體單元212的頭部單元211、腿部單元213A至213D、和尾部單元214，象真正的四足動(dòng)物那樣動(dòng)作。
附在頭部單元211的預(yù)定位置上的是相當(dāng)于眼睛的、由例如拾取圖像用的CCD(電荷耦合器件)攝像機(jī)組成的圖像識(shí)別部分220、收集聲音用的、相當(dāng)于耳朵的麥克風(fēng)221、和發(fā)出聲音用的、相當(dāng)于嘴巴的揚(yáng)聲器222。并且，附在頭部單元211上的還有通過遙控器(未示出)接收從用戶發(fā)送的命令的遙控器接收器223、檢測(cè)用戶用手等觸摸的觸摸傳感器224、和顯示內(nèi)部生成的圖像的圖像顯示器225。
電池231附在主體單元212相當(dāng)于腹部側(cè)的位置上，電子線路(未示出)容納在主體單元212中用于總體控制寵物機(jī)器人210的動(dòng)作。
腿部單元213A至213D的關(guān)節(jié)部分、腿部單元213A至213D與主體單元212之間的連接部分、頭部單元211與主體單元212的連接部分、尾部單元214與主體單元212之間的連接部分等分別連接到在容納在主體單元212中的電子線路的控制下驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器233A至233N。通過驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器233A至233N，讓寵物機(jī)器人210在向上、向下、向左、向右搖擺頭端單元211，擺動(dòng)尾部單元214，和通過移動(dòng)腿部單元213A至213N行走和奔跑的同時(shí)，按如上所述象真正動(dòng)作那樣動(dòng)作。(5-2)寵物機(jī)器人210的電路結(jié)構(gòu)這里利用圖33對(duì)寵物機(jī)器人210的電路結(jié)構(gòu)加以描述。頭端單元211含有包括麥克風(fēng)221和遙控器接收器223的命令接收部分240、包括圖像識(shí)別部分220和觸摸傳感器224的外部傳感器241、揚(yáng)聲器222和圖像顯示器225。并且，主體單元212含有電池231，和包括總體控制寵物機(jī)器人210的動(dòng)作的控制器242和內(nèi)部傳感器245，內(nèi)部傳感器245包括檢測(cè)電池231的剩余量的電池傳感器243和檢測(cè)寵物機(jī)器人210中產(chǎn)生的熱量的熱量傳感器244。此外，致動(dòng)器233A至233N分別位于寵物機(jī)器人210中的預(yù)定位置上。
命令接收部分240用于接收用戶向?qū)櫸餀C(jī)器人210發(fā)出的命令，例如，象“行走”、“俯臥”和“追趕一個(gè)球”之類的命令，并由遙控器接收器223和麥克風(fēng)221構(gòu)成。當(dāng)通過用戶的操作輸入所需命令時(shí)，遙控器(未示出)將與上述輸入命令相對(duì)應(yīng)的紅外線發(fā)射到遙控器接收器223。一旦接收到紅外線，遙控器接收器223就生成接收信號(hào)SIA，并將這個(gè)信號(hào)發(fā)送到控制器242。當(dāng)用戶發(fā)出與所需命令相對(duì)應(yīng)的聲音時(shí)，麥克風(fēng)221收集用戶發(fā)出的聲音，生成音頻信號(hào)，并將這個(gè)信號(hào)發(fā)送到控制器242。響應(yīng)用戶向?qū)櫸餀C(jī)器人210發(fā)出的命令，命令接收部分240生成包括接收信號(hào)SIA和音頻信號(hào)SIB的命令信號(hào)S1，并將該命令信號(hào)提供給控制器242。
外部傳感器241的觸摸傳感器224用于檢測(cè)從用戶到寵物機(jī)器人210的刺激，例如，“輕拍”或“打擊”的刺激，和當(dāng)用戶通過觸摸上述的觸摸傳感器224作出所需的刺激時(shí)，觸摸傳感器224生成與上述刺激相對(duì)應(yīng)的觸摸檢測(cè)信號(hào)S2A，并將這個(gè)信號(hào)發(fā)送到控制器242。
外部傳感器241的圖像識(shí)別部分220用于檢測(cè)寵物機(jī)器人210周圍的環(huán)境的判別結(jié)果，例如，諸如“黑暗”或“存在喜愛的玩具”之類的周圍環(huán)境信息，或諸如“另一個(gè)寵物機(jī)器人正在奔跑”之類的另一個(gè)寵物機(jī)器人的舉止，拍攝上述寵物機(jī)器人210周圍的圖像，和將最后獲得的圖像信號(hào)S2B發(fā)送到控制器242。這個(gè)圖像識(shí)別部分220捕獲表達(dá)其它寵物機(jī)器人的情感的動(dòng)作。
外部傳感器241響應(yīng)如上所述寵物機(jī)器人210之外給出的外部信息，生成包括觸摸檢測(cè)信號(hào)S2A和圖像信號(hào)S2B的外部信息信號(hào)S2，并將該外部信息信號(hào)發(fā)送到控制器242。
內(nèi)部傳感器2453用于檢測(cè)寵物機(jī)器人210自身的內(nèi)部條件，例如，意味著電池容量下降了的“饑餓”、或“發(fā)燒”的內(nèi)部條件，并由電池傳感器243和熱傳感器244構(gòu)成。
電池傳感器243用于檢測(cè)將電能供應(yīng)給寵物機(jī)器人210的每個(gè)電路的電池231的剩余量，并將電池容量檢測(cè)信號(hào)S3A發(fā)送到控制器242，作為檢測(cè)結(jié)果。熱傳感器244用于檢測(cè)寵物機(jī)器人210中的熱量，并將熱檢測(cè)信號(hào)S3B發(fā)送到控制器242，作為檢測(cè)結(jié)果。內(nèi)部傳感器245生成與如上所述的寵物機(jī)器人210的內(nèi)部信息相對(duì)應(yīng)的、包括電池容量檢測(cè)信號(hào)S3A和熱檢測(cè)信號(hào)S3B的內(nèi)部信息信號(hào)S3，并將該內(nèi)部信息信號(hào)S3發(fā)送到如上所述的控制器242。
根據(jù)命令接收部分240提供的命令信號(hào)S1、外部傳感器241提供的外部信息信號(hào)S2和內(nèi)部傳感器245提供的內(nèi)部信息信號(hào)S3，控制器242生成驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器233A至233N的控制信號(hào)S5A至S5N，并將控制信號(hào)發(fā)送到致動(dòng)器233A至233N，從而使寵物機(jī)器人210動(dòng)作。
同時(shí)，控制器242生成必要時(shí)輸出到外面的音頻信號(hào)S10和圖像信號(hào)S11，并通過揚(yáng)聲器222將音頻信號(hào)S10輸出到外面和將圖像信號(hào)S11發(fā)送到圖像顯示器225，將所需信息通知給用戶，從而在顯示器上提供所需圖像。(5-3)控制器中的數(shù)據(jù)處理現(xiàn)在，對(duì)在控制器242中進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理加以描述。按照預(yù)先存儲(chǔ)在預(yù)定存儲(chǔ)區(qū)中用作軟件的程序，控制器242處理命令接收部分240提供的命令信號(hào)S1、外部傳感器241提供的外部信息信號(hào)S2和內(nèi)部傳感器245提供的內(nèi)部信息信號(hào)S3，并將最后獲得的控制信號(hào)S5提供給致動(dòng)器23。
用于數(shù)據(jù)處理的控制器242的功能可分成用作情感和本能模型改變裝置的情感和本能模型部分250、用作動(dòng)作條件確定裝置的行為確定機(jī)構(gòu)部分251、用作姿勢(shì)變換裝置的姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252、和控制機(jī)構(gòu)部分253，如圖34所示，控制器242將外部提供的命令信息S1、外部信息信號(hào)S2和內(nèi)部信息信號(hào)S3輸入給情感和本能模型部分250和行為確定機(jī)構(gòu)部分251。
情感和本能模型部分250含有基本情感組260和基本欲望組261，基本情感組260包括采用作數(shù)個(gè)獨(dú)立情感模型的情感單元260A至260C，基本欲望組261包括采用作數(shù)個(gè)獨(dú)立欲望模型的欲望單元261A至261C。在基本情感組260中，情感單元260A表達(dá)“喜悅”的情感，情感單元260B表達(dá)“悲痛”的情感，和情感單元260C表達(dá)“憤怒”的情感。
情感單元260A至260C將情感的程度表達(dá)成例如，從0級(jí)到100級(jí)的強(qiáng)度，并根據(jù)提供的命令信號(hào)S1、外部信息信號(hào)S2和內(nèi)部信息信號(hào)S3，逐分鐘逐分鐘地改變情感的強(qiáng)度。因此，情感和本能模型部分250通過組合逐分鐘逐分鐘地改變的情感單元260A至260C的強(qiáng)度，表達(dá)寵物機(jī)器人210的情感狀態(tài)，從而模擬情感隨時(shí)間的變化。
在基本欲望組261中，欲望單元261A表達(dá)“食欲”的欲望，欲望單元261B表達(dá)“睡覺的欲望”的欲望，和欲望單元261C表達(dá)“運(yùn)動(dòng)的欲望”的欲望。和情感單元260A至260C一樣，欲望單元261A至261C將欲望的程度表達(dá)成例如，從0級(jí)到100級(jí)的強(qiáng)度，并根據(jù)提供的命令信號(hào)S1、外部信息信號(hào)S2和內(nèi)部信息信號(hào)S3，逐分鐘逐分鐘地改變欲望的強(qiáng)度。因此，情感和本能模型部分250通過組合逐分鐘逐分鐘地改變的欲望單元261A至261C的強(qiáng)度，表達(dá)寵物機(jī)器人210的本能狀態(tài)，從而模擬本能隨時(shí)間的變化。
情感和本能模型部分250根據(jù)包括命令信號(hào)S1、外部信息信號(hào)S2和內(nèi)部信息信號(hào)S3的輸入信息S1至S3，按如上所述改變情感單元260A至260C和欲望單元261A至261C的強(qiáng)度。情感和本能模型部分250通過組合情感單元260A至260C改變后的強(qiáng)度確定情感狀態(tài)，和通過組合欲望單元261A至261C改變后的強(qiáng)度確定本能狀態(tài)，并將確定的情感狀態(tài)和本能狀態(tài)發(fā)送到行為確定機(jī)構(gòu)部分251，作為情感和本能狀態(tài)信息S10。
情感和本能模型部分250組合基本情感組260中所需的情感單元以便相互抑制和刺激，從而當(dāng)其它情感單元的強(qiáng)度發(fā)生改變時(shí)改變組合的情感單元之一的強(qiáng)度，和實(shí)現(xiàn)具有自然情感的寵物機(jī)器人210。
具體地說，如圖36所示，情感和本能模型部分250將“喜悅”情感單元260A與“悲痛”情感單元260B相組合，以便相互抑制，從而當(dāng)寵物機(jī)器人210受到用戶表揚(yáng)時(shí)，提高“喜悅”情感單元260A的強(qiáng)度，和即使此時(shí)不提供改變“悲痛”情感單元260B強(qiáng)度的輸入信息S1至S3，也隨著“喜悅”情感單元260A的強(qiáng)度不斷提高降低“悲痛”情感單元260B的強(qiáng)度。類似地，當(dāng)提高“悲痛”情感單元260B的強(qiáng)度時(shí)，情感和本能模型部分250隨著“悲痛”情感單元260B的強(qiáng)度不斷提高自然地降低“喜悅”情感單元260A的強(qiáng)度。
并且，情感和本能模型部分250將“悲痛”情感單元260B與“憤怒”情感單元260C相組合，以便相互刺激，從而當(dāng)寵物機(jī)器人210受到用戶批評(píng)時(shí)，提高“憤怒”情感單元260C的強(qiáng)度，和即使此時(shí)不提供提高“悲痛”情感單元260B強(qiáng)度的輸入信息S1至S3，也隨著“憤怒”情感單元260C的強(qiáng)度不斷提高，提高“悲痛”情感單元260B的強(qiáng)度。當(dāng)“悲痛”情感單元260B的強(qiáng)度得到提高時(shí)，情感和本能模型部分250隨著“悲痛”情感單元260B的強(qiáng)度不斷提高類似地提高“憤怒”情感單元260C的強(qiáng)度。
與情感單元260被相互組合的情況一樣，情感和本能模型部分250組合基本欲望組261中所需的欲望單元，以便相互抑制或刺激，從而當(dāng)其它欲望單元的強(qiáng)度發(fā)生改變時(shí)改變組合的欲望單元之一的強(qiáng)度，和實(shí)現(xiàn)具有自然欲望的寵物機(jī)器人210。
返回到圖34，將代表寵物機(jī)器人210本身的當(dāng)前動(dòng)作或過去動(dòng)作，例如，“行走了很長(zhǎng)時(shí)間”的動(dòng)作信息S12從處在后一級(jí)上的行為確定機(jī)構(gòu)部分251供應(yīng)給情感和本能模型部分250，使得情感和本能模型部分250即使在給出相同的輸入信息S1至S3時(shí)，也生成視上述動(dòng)作信息S12所代表的寵物機(jī)器人的動(dòng)作而不同的情感和本能狀態(tài)信息S10。
具體地說，如圖37所示，情感和本能模型部分250含有處在情感單元260A至260C前一級(jí)上的強(qiáng)度提高/降低功能塊265A至265C，并生成強(qiáng)度信息S14A至S14C，以根據(jù)代表寵物機(jī)器人210的動(dòng)作的動(dòng)作信息S12和輸入信息S1至S3提高和/或降低情感單元260A至260C的強(qiáng)度，和與從上述強(qiáng)度提高/降低功能塊265A至265C輸出的強(qiáng)度信息S14A至S14C相對(duì)應(yīng)地提高和/或降低情感單元260A至260C的強(qiáng)度。
舉例來說，當(dāng)寵物機(jī)器人向用戶表示好意和頭上受到輕拍時(shí)，也就是說，當(dāng)將代表向用戶表示好意的動(dòng)作信息S12和代表頭上受到輕拍的輸入信息給予強(qiáng)度提高/降低功能塊265A時(shí)，情感和本能模型部分250提高“喜悅”情感單元260A的強(qiáng)度，而在執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)期間，即使寵物機(jī)器人頭上受到輕拍，也就是說，當(dāng)將代表執(zhí)行任務(wù)的動(dòng)作信息S12和代表頭上受到輕拍的輸入信息給予強(qiáng)度提高/降低功能塊265A時(shí)，情感和本能模型部分250也不提高“喜悅”情感單元260A的強(qiáng)度。
情感和本能模型部分250不僅參照輸入信息S1至S3，而且同時(shí)參照代表寵物機(jī)器人210的當(dāng)前或過去動(dòng)作的動(dòng)作信息S12確定情感單元260A至260C的強(qiáng)度，從而當(dāng)，例如，在執(zhí)行某項(xiàng)任何期間用戶淘氣地輕拍了寵物機(jī)器人210的頭部時(shí)，能夠防止提高“喜悅”情感單元260A的強(qiáng)度的不自然情感出現(xiàn)。順便提及，情感和本能模型部分250還被構(gòu)造成根據(jù)提供的輸入信息S1至S3和動(dòng)作信息S12，分別類似地提高和/或降低欲望單元261A至261C的強(qiáng)度。
當(dāng)輸入輸入信息S1至S3和動(dòng)作信息S12時(shí)，強(qiáng)度提高/降低功能塊265A至265C依照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)，生成和輸出如上所述的強(qiáng)度信息S14A至S14C，從而可以通過將寵物機(jī)器人210的上述參數(shù)設(shè)定成不同的值來培育上述寵物機(jī)器人，以便成為具有個(gè)性的寵物機(jī)器人，例如，易動(dòng)怒的寵物機(jī)器人或性格樂觀的寵物機(jī)器人。
并且，可以依照另一臺(tái)機(jī)器人設(shè)備(下文稱之為配偶機(jī)器人)的性格改變情感模型的參數(shù)。換言之，寵物機(jī)器人210的性格通過與配偶機(jī)器人的交互而改變，從而塑造出具有諸如“近朱者赤”之類特征的性格。因此，可以實(shí)現(xiàn)具有自然形成的性格的寵物機(jī)器人210。
具體地說，通過配備圖38所示的情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分271、存儲(chǔ)和分析機(jī)構(gòu)部分272、和參數(shù)改變機(jī)構(gòu)部分273，可以形成適合于配偶(mate)機(jī)器人設(shè)備的性格。
當(dāng)動(dòng)作表達(dá)情感時(shí)，情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分271識(shí)別配偶機(jī)器人的動(dòng)作是否表達(dá)了一些情感，以及情感的類型和強(qiáng)度。具體地說，情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分271包括檢測(cè)配偶機(jī)器人動(dòng)作的傳感器和根據(jù)來自傳感器的傳感器輸入來識(shí)別配偶機(jī)器人的情感的情感識(shí)別部分，用傳感器捕獲配偶機(jī)器人的動(dòng)作和用情感識(shí)別部分識(shí)別從傳感器輸入中識(shí)別寵物機(jī)器人的情感。傳感器輸入是，例如，上述輸入信號(hào)之外的外部信息信號(hào)S2，和可以是來自圖33所示的麥克風(fēng)221的音頻信號(hào)S1B或來自圖33所示的圖像識(shí)別部分220的圖像信號(hào)S2B。
就情感的識(shí)別來說，情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分271識(shí)別由配偶機(jī)器人發(fā)出的聲音所表達(dá)的情感或用作傳感器輸入的、配偶機(jī)器人的動(dòng)作。
具體地說，寵物機(jī)器人210具有從寵物機(jī)器人的情感中推出來的動(dòng)作的動(dòng)作模式作為信息，并將這種動(dòng)作模式與寵物機(jī)器人的實(shí)際動(dòng)作，例如，移動(dòng)一個(gè)可動(dòng)部件或發(fā)出聲音等相比較，從而識(shí)別由寵物機(jī)器人的動(dòng)作所表達(dá)的情感。舉例來說，寵物機(jī)器人210具有當(dāng)上述配偶機(jī)器人憤怒了時(shí)配偶機(jī)器人一只腳發(fā)生移動(dòng)的動(dòng)作模式，并當(dāng)用圖像識(shí)別部分220獲得的配偶機(jī)器人一只腳的移動(dòng)與該動(dòng)作模式相一致時(shí)，檢測(cè)出配偶機(jī)器人的憤怒狀態(tài)。
寵物機(jī)器人210的動(dòng)作根據(jù)例如預(yù)先登記的情感模型已經(jīng)得到了確定。也就是說，寵物機(jī)器人210的動(dòng)作是從情感的表達(dá)中得出的。在寵物機(jī)器人210也具有相似的情感模型的前提下，寵物機(jī)器人210能夠根據(jù)有關(guān)配偶機(jī)器人的動(dòng)作模式理解配偶機(jī)器人的情感所導(dǎo)致的動(dòng)作。通過將配偶機(jī)器人本身保存的動(dòng)作信息與配偶機(jī)器人的情感信息相比較，寵物機(jī)器人能夠容易地理解配偶機(jī)器人的情感。
通過識(shí)別如上所述的情感，當(dāng)寵物機(jī)器人210檢測(cè)到憤怒的動(dòng)作，例如，憤怒的行走方式或憤怒的眼睛時(shí)，寵物機(jī)器人210能夠識(shí)別出配偶機(jī)器人憤怒了。
情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分271將按如上所述識(shí)別的、由配偶機(jī)器人表達(dá)的情感的信息發(fā)送到存儲(chǔ)和分析機(jī)構(gòu)部分272。
根據(jù)從情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分271發(fā)送的信息，存儲(chǔ)和分析機(jī)構(gòu)部分272判斷配偶機(jī)器人的性格，例如，暴躁的性格或悲觀的性格。具體地說，存儲(chǔ)和分析機(jī)構(gòu)部分272存儲(chǔ)從情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分271發(fā)送的信息，并根據(jù)在某一時(shí)間內(nèi)信息的變化分析配偶機(jī)器人的性格。
具體地說，存儲(chǔ)和分析機(jī)構(gòu)部分272從存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(未示出)中的信息中取出某一時(shí)間內(nèi)的信息，并分析情感表達(dá)率。例如，當(dāng)以圖39所示的比率獲得與“憤怒”有關(guān)的情感的信息時(shí)，存儲(chǔ)和分析機(jī)構(gòu)部分272判斷出配偶機(jī)器人具有易發(fā)怒的性格。
存儲(chǔ)和分析機(jī)構(gòu)部分272將按如上所述獲得的配偶機(jī)器人的性格的信息發(fā)送到情感參數(shù)改變機(jī)構(gòu)部分273。
情感參數(shù)改變機(jī)構(gòu)63改變情感模型(具體地說，情感和本能模型部分)250的參數(shù)。具體地說，情感參數(shù)改變機(jī)構(gòu)部分273改變與“憤怒”和“悲痛”的情感有關(guān)的情感單元的參數(shù)。
并且，上述強(qiáng)度提高/降低功能塊265A至265C的參數(shù)可以作為與情感相關(guān)的參數(shù)而改變。由于強(qiáng)度信息S14A至S14C是根據(jù)強(qiáng)度提高/降低功能塊265A至265C改變了的參數(shù)從輸入信息S1至S3和動(dòng)作信息S12中產(chǎn)生出來的，因此，在這種情況下，可以將寵物機(jī)器人210飼養(yǎng)成具有，例如，易發(fā)怒或樂觀的性格。
輸入到情感模型部分250的是作為輸入信息S1至S3和動(dòng)作信息S12的傳感器輸入，輸出到行為確定機(jī)構(gòu)部分251是要用作情感值的情感狀態(tài)信息S10a，該情感值與由情感參數(shù)改變機(jī)構(gòu)部分273改變的參數(shù)(強(qiáng)度)相對(duì)應(yīng)。位于后一級(jí)上的行為確定機(jī)構(gòu)部分251根據(jù)情感值(情感狀態(tài)信息S10a)確定寵物機(jī)器人的動(dòng)作，從而通過動(dòng)作表達(dá)性格。
寵物機(jī)器人210與上述配偶機(jī)器人的性格相對(duì)應(yīng)地改變情感模型的參數(shù)(強(qiáng)度)，從而自然地形成性格。例如，當(dāng)寵物機(jī)器人210與易發(fā)怒的另一個(gè)機(jī)器人交往時(shí)，寵物機(jī)器人210提高它自己易發(fā)怒的參數(shù)，從而使自身變成易發(fā)怒的。
返回到圖34，輸入信息S14包括命令信號(hào)S1、外部信息信號(hào)S2、內(nèi)部信息信號(hào)S3、情感和本能狀態(tài)信息S10和動(dòng)作信息S12，行為確定機(jī)構(gòu)部分251根據(jù)該輸入信息S14確定下一動(dòng)作，并將上述確定的動(dòng)作的內(nèi)容發(fā)送到姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252作為動(dòng)作命令信息S16。
具體地說，行為確定機(jī)構(gòu)部分251利用稱為有限自動(dòng)機(jī)267的算法，該有限自動(dòng)機(jī)267含有有限數(shù)目的動(dòng)作狀態(tài)(下文稱之為“狀態(tài)”)，表達(dá)過去提供的輸入信息S14的歷史，如圖40所示。行為確定機(jī)構(gòu)部分251根據(jù)當(dāng)前提供的輸入信息S14和此時(shí)的上述狀態(tài)，通過使當(dāng)時(shí)的狀態(tài)變換到另一個(gè)狀態(tài)確定下一動(dòng)作。每當(dāng)提供輸入信息S14時(shí)，行為確定機(jī)構(gòu)部分251就進(jìn)行如上所述的狀態(tài)變換，并依照上述變換到的狀態(tài)確定動(dòng)作，從而不僅參照當(dāng)前輸入信息S14，而且參照過去輸入信息S14確定動(dòng)作。
因此，例如，當(dāng)在“寵物機(jī)器人正在追球”的狀態(tài)ST1下提供“寵物機(jī)器人看不見球了”的輸入信息S14時(shí)，行為確定機(jī)構(gòu)部分251使?fàn)顟B(tài)變換到“站著不動(dòng)”的狀態(tài)ST5，而當(dāng)在“躺著”的狀態(tài)ST2下提供“起來”的輸入信息S14時(shí)，行為確定機(jī)構(gòu)部分251使?fàn)顟B(tài)變換到“站著不動(dòng)”的狀態(tài)ST4。
實(shí)際上，當(dāng)作出預(yù)定觸發(fā)時(shí)，行為確定機(jī)構(gòu)部分251使當(dāng)前狀態(tài)變換到下一狀態(tài)。觸發(fā)的具體例子有在當(dāng)前狀態(tài)下通過動(dòng)作的執(zhí)行時(shí)間達(dá)到的確定時(shí)間、特定輸入信息S14的輸入、和被從情感和本能模型部分250提供的情感和本能狀態(tài)信息S10所代表的、情感單元260A至260C和欲望單元261A至261C的強(qiáng)度之中選出的所需單元的強(qiáng)度超過的預(yù)定閾值。
此時(shí)，行為確定機(jī)構(gòu)部分251根據(jù)預(yù)定閾值是否被從情感和本能模型部分250提供的情感和本能狀態(tài)信息S10所代表的、情感單元260A至260C和欲望單元261A至261C的強(qiáng)度之中選出的所需單元的強(qiáng)度超過，選擇變換目標(biāo)狀態(tài)。因此，行為確定機(jī)構(gòu)部分251被構(gòu)造成，即使當(dāng)輸入相同的命令信號(hào)S1時(shí)，也使?fàn)顟B(tài)變換到隨情感單元260A至260C和欲望單元261A至261C的強(qiáng)度而不同的狀態(tài)。
例如，當(dāng)行為確定機(jī)構(gòu)部分251根據(jù)提供的外部信息信號(hào)S2檢測(cè)到在眼睛前張開的手掌，根據(jù)情感和本能狀態(tài)信息S10檢測(cè)到不高于預(yù)定閾值的“憤怒”情感單元260C的強(qiáng)度，和根據(jù)內(nèi)部信息信號(hào)S3檢測(cè)到“寵物機(jī)器人不餓”，即，不低于預(yù)定閾值的電池電壓時(shí)，行為確定機(jī)構(gòu)部分251因此生成與在眼睛前張開的手掌對(duì)應(yīng)的、使寵物機(jī)器人做出“伸手”動(dòng)作的動(dòng)作命令信息S16，并將這個(gè)信息發(fā)送到姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252。
并且，例如，當(dāng)行為確定機(jī)構(gòu)部分251檢測(cè)到在眼睛前張開的手掌，檢測(cè)到不高于預(yù)定閾值的“憤怒”情感單元260C的強(qiáng)度，和檢測(cè)到“寵物機(jī)器人餓了”，即，不低于預(yù)定閾值的電池電壓時(shí)，行為確定機(jī)構(gòu)部分251生成使寵物機(jī)器人做出“舔手掌”動(dòng)作的動(dòng)作命令信息S16，并將這個(gè)信息發(fā)送到姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252。
并且，例如，當(dāng)行為確定機(jī)構(gòu)部分251檢測(cè)到在眼睛前張開的手掌和不低于預(yù)定閾值的“憤怒”情感單元260C的強(qiáng)度時(shí)，無論“寵物機(jī)器人”是否“不餓”，即，無論電池電壓是否不低于預(yù)定閾值，行為確定機(jī)構(gòu)部分251都生成使寵物機(jī)器人做出“憤怒地側(cè)視”動(dòng)作的動(dòng)作命令信息S16。例如，當(dāng)情感模型的參數(shù)(情感單元的強(qiáng)度)與具有易于發(fā)怒的性格的配偶機(jī)器人相對(duì)應(yīng)地發(fā)生改變時(shí)，情感模型的強(qiáng)度往往超過預(yù)定閾值，和寵物機(jī)器人常常做出“憤怒地側(cè)視”的動(dòng)作。
根據(jù)從情感和本能模型部分250提供的情感和本能狀態(tài)信息S10所代表的、情感單元260A至260C和欲望單元261A至261C的強(qiáng)度之中選出的所需單元的強(qiáng)度，行為確定機(jī)構(gòu)部分251確定要在變換目標(biāo)狀態(tài)下做出的動(dòng)作的參數(shù)，例如，行走速度、手和腳移動(dòng)的幅度和速度、要發(fā)出的聲音的音調(diào)和音量，等等，生成與上述動(dòng)作的參數(shù)相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，并將這個(gè)信息發(fā)送到姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252。
順便提及，包括命令信號(hào)S1、外部信息信號(hào)S2和內(nèi)部信息信號(hào)S3的輸入信息S1至S3不僅輸入到情感和本能模型部分250，而且輸入到行為確定機(jī)構(gòu)部分251，因?yàn)檫@個(gè)信息含有隨著情感和本能模型部分250和行為確定機(jī)構(gòu)部分251的輸入的定時(shí)而不同的內(nèi)容。
例如，當(dāng)提供“輕拍頭部”的外部信息信號(hào)S2時(shí)，控制器242用情感和本能模型部分250生成“喜悅”的情感和本能狀態(tài)信息S10，并將上述情感和本能狀態(tài)信息S10提供給行為確定機(jī)構(gòu)部分251，但當(dāng)在這個(gè)狀態(tài)下提供“一只手在眼睛前面”的外部信息信號(hào)S2時(shí)，控制器242根據(jù)上述“喜悅”的情感和本能狀態(tài)信息S10和“一只手在眼睛前面”的外部信息信號(hào)S2，在行為確定機(jī)構(gòu)部分251中生成“愿意伸手”的動(dòng)作命令信息S16，并將該動(dòng)作命令信息S16發(fā)送到姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分42。
返回到圖34，姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252根據(jù)行為確定機(jī)構(gòu)部分251提供的動(dòng)作命令信息S16，生成從當(dāng)前姿勢(shì)變換到下一姿勢(shì)的姿勢(shì)變換信息S18，并將該信息S18發(fā)送到控制機(jī)構(gòu)部分253。在這種情況中，可以從當(dāng)前姿勢(shì)變換到的姿勢(shì)依照，例如，諸如身體的模樣和重量、手和腳、部件的連接條件和諸如關(guān)節(jié)的彎曲方向和角度之類致動(dòng)器233A至233N的機(jī)構(gòu)等寵物機(jī)器人210的物理形式確定。
可以變換到的姿勢(shì)分類為可以從當(dāng)前姿勢(shì)直接變換到的那些姿勢(shì)和不可以從當(dāng)前姿勢(shì)直接變換到的其它姿勢(shì)。例如，從四只腳伸得很開的四足寵物機(jī)器人210的躺下狀態(tài)，可以直接變換到俯臥狀態(tài)，但不可以直接變換到站立狀態(tài)，寵物機(jī)器人210必須首先把手和腳縮到靠近身體，然后再站立起來，分兩個(gè)階段做出動(dòng)作。并且，還存在著不能安全地做出的姿勢(shì)。例如，當(dāng)寵物機(jī)器人210試圖在站立姿勢(shì)中舉起兩只前腳做出“好哇”的歡呼狀時(shí)，該寵物機(jī)器人210就容易跌倒。
當(dāng)可以變換到的姿勢(shì)被預(yù)先寄存和行為確定機(jī)構(gòu)部分251提供的動(dòng)作命令信息S16指示是可以直接變換到的姿勢(shì)時(shí)，姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分42將上述動(dòng)作命令信息S16作為姿勢(shì)變換信息S18不作任何修改地發(fā)送到控制機(jī)構(gòu)部分253，但當(dāng)動(dòng)作命令信息S16指示是不可能直接變換到的姿勢(shì)時(shí)，姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)252生成使姿勢(shì)首先變換到可以變換到的另一個(gè)姿勢(shì)，然后變換到目標(biāo)姿勢(shì)的姿勢(shì)變換信息S18，并將該信息發(fā)送到控制機(jī)構(gòu)部分253。因此，寵物機(jī)器人210能夠避免不合情理地試圖做出不可能變換到的姿勢(shì)的事件或跌倒的事件。
具體地說，姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分42被構(gòu)造成預(yù)先寄存寵物機(jī)器人210能夠做出的姿勢(shì)，并記錄相互之間可以變換的姿勢(shì)。例如，如圖41所示，姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252利用稱為有向圖形270的算法，有向圖形270將寵物機(jī)器人210能夠做出的姿勢(shì)表達(dá)成節(jié)點(diǎn)ND1至ND5，并用有向弧線a1至a10連接相互之間可以變換的姿勢(shì)，即，節(jié)點(diǎn)ND1至ND5。
當(dāng)動(dòng)作命令信息S16是從行為確定機(jī)構(gòu)部分251提供的時(shí)，姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252通過沿著有向弧線所指示的方向搜索從與當(dāng)前姿勢(shì)相對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)ND到與動(dòng)作命令信息S16所指示的下一個(gè)要做的姿勢(shì)相對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)ND的路徑，計(jì)劃姿勢(shì)變換，以便將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)ND與下一節(jié)點(diǎn)ND以及依次記錄的存在于所搜索路徑中的節(jié)點(diǎn)ND相連接。因此，寵物機(jī)器人210能夠?qū)崿F(xiàn)由行為確定機(jī)構(gòu)部分251所指示的動(dòng)作，而同時(shí)又避免了不合情理地試圖做出不可能變換到的姿勢(shì)的事件或跌倒的事件。
例如，當(dāng)將“坐下”的動(dòng)作命令信息S16供應(yīng)到指示“俯臥”的當(dāng)前姿勢(shì)的節(jié)點(diǎn)ND2中時(shí)，姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252利用從指示“俯臥”的當(dāng)前姿勢(shì)的節(jié)點(diǎn)ND2可以直接變換到指示“坐下”的當(dāng)前姿勢(shì)的節(jié)點(diǎn)ND5的事實(shí)，向控制機(jī)構(gòu)部分253發(fā)出“坐下”的姿勢(shì)變換信息S18。反之，當(dāng)供應(yīng)“行走”的動(dòng)作命令信息S16時(shí)，姿勢(shì)變換機(jī)構(gòu)部分252通過搜索從“俯臥”的節(jié)點(diǎn)ND2到“行走”的節(jié)點(diǎn)ND4的路徑，計(jì)劃姿勢(shì)變換，生成先發(fā)出“站立”的命令再發(fā)出“行走”的命令的動(dòng)作命令信息S18，并將該動(dòng)作命令信息S18發(fā)送到控制機(jī)構(gòu)部分253。
返回圖34，控制機(jī)構(gòu)部分253被構(gòu)造成通過根據(jù)動(dòng)作命令信息S18生成驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器233A至233N的控制信號(hào)S5，并將這個(gè)信號(hào)發(fā)送到致動(dòng)器233A至233N以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器233A至233N，使寵物機(jī)器人210做出所希望的動(dòng)作。(5-4)操作和效果在上述的結(jié)構(gòu)中，情感和本能模型部分250根據(jù)所提供的輸入信息S1至S3，改變寵物機(jī)器人210的情感和本能的狀態(tài)，并將情感和本能的狀態(tài)的改變反映在寵物機(jī)器人210的動(dòng)作上，從而使寵物機(jī)器人210能夠根據(jù)它自己的情感和本能的狀態(tài)自動(dòng)地動(dòng)作。
情感和本能模型部分(圖38所示情感模型部分)250能夠依照與配偶機(jī)器人的性格相對(duì)應(yīng)地改變的性格確定動(dòng)作。因此，用戶可以欣賞到寵物機(jī)器人210與另一個(gè)機(jī)器人相對(duì)應(yīng)的性格形成過程，得到了飼養(yǎng)的樂趣。
并且，控制器242的行為確定機(jī)構(gòu)部分251根據(jù)與依次提供的輸入信息S14的歷史相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前狀態(tài)和接下來提供的輸入信息S14，確定接在當(dāng)前狀態(tài)之后的下一狀態(tài)，從而從而使寵物機(jī)器人210能夠根據(jù)它自己的情感和本能的狀態(tài)自動(dòng)地動(dòng)作。
并且，控制器242的行為確定機(jī)構(gòu)部分251在整條預(yù)定路徑上通過改變當(dāng)前姿勢(shì)，使寵物機(jī)器人210從當(dāng)前姿勢(shì)變換到與動(dòng)作命令信息S16相對(duì)應(yīng)的姿勢(shì)，從而避免了做出不合情理的姿勢(shì)的事件或跌倒的事件。
上述結(jié)構(gòu)根據(jù)提供給控制器242的輸入信息S1至S3改變寵物機(jī)器人210的情感和本能的狀態(tài)，根據(jù)情感和本能的狀態(tài)的改變確定寵物機(jī)器人210的動(dòng)作，依照上述確定的動(dòng)作選擇可以變換到的姿勢(shì)，并移動(dòng)寵物機(jī)器人210，從而可以實(shí)現(xiàn)能夠根據(jù)它自己的情感和本能自動(dòng)動(dòng)作，和做出與真正寵物的那些動(dòng)作相當(dāng)類似的動(dòng)作的寵物機(jī)器人210。(5-5)其它實(shí)施例請(qǐng)注意，在上述第五實(shí)施例中，盡管情感參數(shù)改變機(jī)構(gòu)部分273通過修改上述實(shí)施例中的情感模型的參數(shù)，與配偶機(jī)器人的性格相對(duì)應(yīng)地改變性格，但本發(fā)明并不僅限于該實(shí)施例，而是性格可以通過修改圖42所示的行為確定機(jī)構(gòu)部分251的參數(shù)來改變。在這種情況中，改變了行為確定機(jī)構(gòu)部分251的可調(diào)參數(shù)。例如，雖然有限自動(dòng)機(jī)通過提供輸入信息S14使?fàn)顟B(tài)發(fā)生了變換，但變換概率發(fā)生了改變。
并且，在上述第五實(shí)施例中，盡管性格狀態(tài)只根據(jù)由上述實(shí)施例中的配偶機(jī)器人表達(dá)的情感而改變，但本發(fā)明并不僅限于該實(shí)施例，而是還可以參考其它信息。例如，通過配置圖43所示的對(duì)話分析機(jī)構(gòu)部分274和分析配偶機(jī)器人與用戶(擁有者)之間的對(duì)話，可以改變性格狀態(tài)。
分析用戶與配偶機(jī)器人之間的對(duì)話，例如，從用戶發(fā)送到配偶機(jī)器人的語言，或由用戶向配偶機(jī)器人顯示的姿勢(shì)。對(duì)話分析機(jī)構(gòu)部分274分析，例如，用戶是否正在責(zé)罵或攻擊配偶機(jī)器人等。對(duì)話分析機(jī)構(gòu)部分274將分析結(jié)果發(fā)送到存儲(chǔ)和分析機(jī)構(gòu)部分272。
對(duì)話分析機(jī)構(gòu)部分274根據(jù)情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分271提供的、由配偶機(jī)器人表達(dá)的情感的信息和用對(duì)話分析機(jī)構(gòu)部分274獲得的分析結(jié)果，判別配偶機(jī)器人的性格。
盡管在只有吠叫信息作為來自情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分271的信息被發(fā)送的情況下，配偶機(jī)器人將被判斷為具有易發(fā)怒的性格，但在配偶機(jī)器人受到用戶攻擊并吠叫的情況下，參照與用戶的對(duì)話可以防止配偶機(jī)器人被容易地判斷為具有易發(fā)怒的性格，從而可以依照環(huán)境進(jìn)行復(fù)合判斷。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管寵物機(jī)器人210的性格發(fā)生了改變以便與上述實(shí)施例中的配偶機(jī)器人的性格相匹配，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是可以與配偶機(jī)器人的性格相反地，即，沿著相反方向改變寵物機(jī)器人210的性格。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管是參照配偶機(jī)器人的動(dòng)作來判斷上述實(shí)施例中配偶機(jī)器人的性格的，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是可以通過與配偶機(jī)器人進(jìn)行數(shù)據(jù)通信來判斷配偶機(jī)器人的性格。數(shù)據(jù)通信可以是無線通信或有線通信。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管在上述實(shí)施例中配偶機(jī)器人是單個(gè)的，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是配偶機(jī)器人可以是多個(gè)的。在這種情況下，寵物機(jī)器人210能夠從多個(gè)機(jī)器人中集體地或從特定機(jī)器人中逐個(gè)地判別機(jī)器人和改變它自己的性格。因此，當(dāng)這些機(jī)器人具有彼此不同的性格時(shí)，寵物機(jī)器人210能夠依照多個(gè)配偶機(jī)器人的性格改變它自己的性格。
在如上所述存在多個(gè)機(jī)器人的環(huán)境下，有必要進(jìn)一步判別各個(gè)機(jī)器人。在這種情況下，預(yù)先將臉部模式化，以便寵物機(jī)器人210能夠逐個(gè)判別機(jī)器人。例如，可以將所謂的條形碼附在配偶機(jī)器人上作為預(yù)定標(biāo)記，以便寵物機(jī)器人210能夠逐個(gè)判別多個(gè)機(jī)器人。在配偶機(jī)器人的性格要通過數(shù)據(jù)通信加以判斷的情況下，可以將判別信息附在性格數(shù)據(jù)上，以便寵物機(jī)器人210能夠判別多個(gè)機(jī)器人。例如，判別信息可以是配偶機(jī)器人的設(shè)備判別號(hào)，例如，做成可拆卸存儲(chǔ)介質(zhì)的所謂記憶棒(索尼(SONY)公司的商標(biāo))的ID(標(biāo)識(shí)符)。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管主要描述了從上述實(shí)施例中的配偶機(jī)器人的可移動(dòng)部件的動(dòng)作中進(jìn)行的情感識(shí)別，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是可以從配偶機(jī)器人與觸摸傳感器224的接觸狀態(tài)中識(shí)別配偶機(jī)器人的情感。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管寵物機(jī)器人210用紅外線接收從遙控器發(fā)送的用戶的命令，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是寵物機(jī)器人210可以被構(gòu)造成用例如無線電波或聲波接收發(fā)送的用戶命令。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管用戶命令是通過上述實(shí)施例中包括遙控器接收器223和麥克風(fēng)221的命令接收部分240輸入的，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是可以例如將計(jì)算機(jī)與寵物機(jī)器人210相連接，通過上述連接的計(jì)算機(jī)輸入用戶命令。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管情感和本能的狀態(tài)是利用上述實(shí)施例中表達(dá)“喜悅”、“悲痛”和“憤怒”等情感的情感單元260A到260C以及表達(dá)“食欲”、“睡覺的欲望”和“運(yùn)動(dòng)的欲望”等欲望的欲望單元261A至261C確定的，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是可以將表達(dá)“孤獨(dú)”情感的情感單元加入情感單元260A到260C中，和將表達(dá)“愛的欲望”的欲望單元加入欲望單元261A至261C中，或利用其它各種類型的情感單元和欲望單元的組合確定情感和本能的狀態(tài)。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管下一動(dòng)作是由上述實(shí)施例中的行為確定機(jī)構(gòu)部分251根據(jù)命令信號(hào)S1、外部信息信號(hào)S2、內(nèi)部信息信號(hào)S3、情感和本能狀態(tài)信號(hào)S10、和動(dòng)作信息S12確定的，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是下一動(dòng)作可以根據(jù)出自命令信號(hào)S1、外部信息信號(hào)S2、內(nèi)部信息信號(hào)S3、情感和本能狀態(tài)信號(hào)S10、和動(dòng)作信息S12的一些信息確定。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管下一動(dòng)作是利用上述實(shí)施例中稱為有限自動(dòng)機(jī)267的算法確定的，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是下一動(dòng)作可以利用稱為狀態(tài)機(jī)的算法確定，該狀態(tài)機(jī)含有無限個(gè)數(shù)的狀態(tài)，和在這種情況下，每當(dāng)提供輸入信息S14時(shí)，就生成新的狀態(tài)，并按照上述生成的狀態(tài)確定動(dòng)作。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管下一動(dòng)作是利用上述實(shí)施例中稱為有限自動(dòng)機(jī)267的算法確定的，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是下一動(dòng)作可以利用稱為概率有限自動(dòng)機(jī)的算法確定，該概率有限自動(dòng)機(jī)根據(jù)當(dāng)前提供的輸入信息S14和此時(shí)的狀態(tài)選擇多個(gè)狀態(tài)作為未來變換目標(biāo)，并利用隨機(jī)數(shù)隨機(jī)地從所選的多個(gè)狀態(tài)中確定變換目標(biāo)狀態(tài)。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管在上述實(shí)施例中當(dāng)動(dòng)作命令信息S16指示可以直接變換到的姿勢(shì)時(shí)，將動(dòng)作命令信息S16沒有修改地發(fā)送到控制機(jī)構(gòu)部分253作為姿勢(shì)變換信息S18，或當(dāng)動(dòng)作命令信息S16指示不能直接變換到的姿勢(shì)時(shí)，生成先變換到可以直接變換到的姿勢(shì)，然后再變換到目標(biāo)姿勢(shì)的姿勢(shì)變換信息S18，并將其發(fā)送到控制機(jī)構(gòu)部分253，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是可以構(gòu)造成只有當(dāng)動(dòng)作命令信息S16指示可以直接變換到的姿勢(shì)時(shí)，才接收動(dòng)作命令信息S16并將這個(gè)信息發(fā)送到控制機(jī)構(gòu)部分43，和當(dāng)這個(gè)信息指示不能直接變換到的姿勢(shì)時(shí)，拒絕上述動(dòng)作命令信息S16。
進(jìn)一步，在上述第五實(shí)施例中，盡管本發(fā)明應(yīng)用于上述實(shí)施例中的寵物機(jī)器人210，但本發(fā)明并不受該實(shí)施例的限制，而是本發(fā)明可應(yīng)用于其它各種類型的機(jī)器人，例如，用在諸如游戲和表演之類娛樂領(lǐng)域中的機(jī)器人設(shè)備。
再進(jìn)一步，本發(fā)明所應(yīng)用的寵物機(jī)器人210的外表沒有必要非要如圖32所示那樣構(gòu)成不可，而是可以如圖44所示那樣構(gòu)成，以便看上去象一只真正的狗。
工業(yè)可應(yīng)用性本發(fā)明可應(yīng)用于用在諸如游戲和表演之類娛樂領(lǐng)域中的機(jī)器人、用作寵物的寵物機(jī)器人等。
標(biāo)號(hào)說明1、100、110、205、210...寵物機(jī)器人；10、120、242...CPU；16、126...控制單元；33、143...虛擬機(jī)器人；40、150...中間件層；41、151、206...應(yīng)用層；70、180...行為模型庫；701-70n、70k、70k(1)-70k(5)、1801-180n、180k、180k(1)-180k(5)、180n(1)-180n(5)...行為模型；91A-91D、103...差異文件；101...基本行為模型；102A-102E...動(dòng)作模式文件；PA1-PAn...動(dòng)作模式；NODE1-NODEn...虛節(jié)點(diǎn)；200A-200E...情感參數(shù)文件；201A-201E...本能參數(shù)文件；72、182...學(xué)習(xí)模塊；73、102、183、207...情感模型；74、103、184、208…本能模型；ke-ki...系數(shù)；215...檢測(cè)裝置；216...性格判別裝置；217...性格改變裝置；270...情感識(shí)別機(jī)構(gòu)部分；271...存儲(chǔ)器和分析機(jī)構(gòu)部分；273...情感參數(shù)改變機(jī)構(gòu)部分；274...對(duì)話分析機(jī)構(gòu)部分。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人設(shè)備，包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)行為模型；和動(dòng)作生成裝置，用于利用所述行為模型的一部分或全部狀態(tài)空間生成動(dòng)作，和其中所述動(dòng)作生成裝置在擴(kuò)大或縮小所述狀態(tài)空間的同時(shí)改變要用于所述行為模型的所述動(dòng)作生成的所述狀態(tài)空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述行為模型由概率狀態(tài)變換模型組成；和所述動(dòng)作生成裝置通過將所述行為模型的所述變換概率設(shè)置為0，將到禁止變換的狀態(tài)的所述變換概率改變成大于0的預(yù)定值，從而擴(kuò)大了要用于所述行為模型的所述動(dòng)作生成的所述狀態(tài)空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述行為模型由概率狀態(tài)變換模型組成；和所述動(dòng)作生成裝置將到目標(biāo)狀態(tài)的變換概率設(shè)置為0，從而縮小要用于所述行為模型的所述動(dòng)作生成的所述狀態(tài)空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人設(shè)備，具有逐步成長(zhǎng)的成長(zhǎng)模型，和其中所述動(dòng)作生成裝置在擴(kuò)大或縮小所述狀態(tài)空間的同時(shí)改變要根據(jù)所述成長(zhǎng)模型的所述成長(zhǎng)用于所述行為模型的所述動(dòng)作生成的所述狀態(tài)空間。
5.一種機(jī)器人設(shè)備，具有包括狀態(tài)變換模型在內(nèi)的行為模型和用于根據(jù)所述行為模型生成動(dòng)作，其中在所述行為模型中，到預(yù)定節(jié)點(diǎn)的變換被描述成到由假想的節(jié)點(diǎn)組成的虛節(jié)點(diǎn)的變換，和將預(yù)定節(jié)點(diǎn)組分配給所述虛節(jié)點(diǎn)，和提供了用于改變要分配給所述虛節(jié)點(diǎn)的所述節(jié)點(diǎn)組的改變裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人設(shè)備，含有逐步成長(zhǎng)的成長(zhǎng)模型，和其中所述改變裝置按照所述成長(zhǎng)模型的所述成長(zhǎng)，改變要分配給所述虛節(jié)點(diǎn)的所述節(jié)點(diǎn)組。
7.一種用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，所述機(jī)器人設(shè)備具有行為模型和用于根據(jù)所述行為模型生成動(dòng)作，所述方法包括第一步驟，利用所述行為模型的一部分或全部狀態(tài)空間生成動(dòng)作；和第二步驟，在擴(kuò)大或縮小所述狀態(tài)空間的同時(shí)改變要用于所述行為模型的所述動(dòng)作生成的所述狀態(tài)空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中所述行為模型包括概率狀態(tài)變換模型；和在所述第二步驟中，通過將所述行為模型的所述變換概率設(shè)置為0，將到禁止變換的狀態(tài)的所述變換概率改變成大于0的預(yù)定值，從而擴(kuò)大了要用于所述行為模型的所述動(dòng)作生成的所述狀態(tài)空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中所述行為模型包括概率狀態(tài)變換模型；和在所述第二步驟中，將到目標(biāo)狀態(tài)的變換概率設(shè)置為0，從而縮小要用于所述行為模型的所述動(dòng)作生成的所述狀態(tài)空間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中所述機(jī)器人設(shè)備具有逐步成長(zhǎng)的成長(zhǎng)模型；和在所述第二步驟中，在擴(kuò)大或縮小狀態(tài)空間的同時(shí)按照所述成長(zhǎng)模型的所述成長(zhǎng)改變要用于所述行為模型的所述動(dòng)作生成的所述狀態(tài)空間。
11.一種用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，所述機(jī)器人設(shè)備具有包括狀態(tài)變換模型在內(nèi)的行為模型，和用于根據(jù)所述行為模型生成動(dòng)作，所述方法包括第一步驟，將所述行為模型中到預(yù)定節(jié)點(diǎn)的變換描述成到由假想的節(jié)點(diǎn)組成的虛節(jié)點(diǎn)的變換，和將預(yù)定節(jié)點(diǎn)組分配給所述虛節(jié)點(diǎn)，和第二步驟，改變要分配給所述虛節(jié)點(diǎn)的所述節(jié)點(diǎn)組。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中所述機(jī)器人設(shè)備含有逐步成長(zhǎng)的成長(zhǎng)模型，和在第二步驟中，按照所述成長(zhǎng)模型的所述成長(zhǎng)，改變要分配給所述虛節(jié)點(diǎn)的所述節(jié)點(diǎn)組。
13.一種具有情感模型和本能模型的機(jī)器人設(shè)備，所述情感模型由多個(gè)情感行為組成，所述本能模型由多個(gè)欲望組成，用于根據(jù)按照預(yù)定條件依次更新的、情感模型的每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或本能模型的每個(gè)欲望的參數(shù)值生成動(dòng)作，所述機(jī)器人設(shè)備包括限制裝置，限制用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目，以便逐步增加或減少。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述限制裝置根據(jù)外部施加的規(guī)定刺激的積累和/或經(jīng)過的時(shí)間，逐步增加和/或減少用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)器人設(shè)備，包括動(dòng)作生成裝置，根據(jù)情感行為和/或欲望的參數(shù)值的每一個(gè)和規(guī)定的行為模型生成動(dòng)作；和行為模型改變裝置，根據(jù)外部施加的規(guī)定刺激的積累和/或經(jīng)過的時(shí)間，將動(dòng)作生成裝置中的行為模型改變成成長(zhǎng)級(jí)高于前者的行為模型，和其中所述限制裝置依照行為模型改變裝置對(duì)行為模型的改變?cè)黾踊驕p少用于生成動(dòng)作的情感行為和/或欲望的數(shù)目。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述情感模型包括喜悅、悲痛、憤怒、驚訝、厭惡和害怕等六種情感行為作為所述情感行為。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述本能模型包括運(yùn)動(dòng)、愛、飲食和好奇心等四種欲望作為所述欲望。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)器人設(shè)備，進(jìn)一步包括情感行為和/或欲望更新裝置，根據(jù)刺激和/或經(jīng)過的時(shí)間，依照為每個(gè)情感行為和/或每個(gè)欲望個(gè)別設(shè)定的相應(yīng)靈敏度，依次更新每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或每個(gè)欲望的參數(shù)值；和靈敏度更新裝置，用于評(píng)估環(huán)境和根據(jù)評(píng)估結(jié)果分別更新與每個(gè)情感行為和/或每個(gè)欲望相對(duì)應(yīng)的靈敏度。
19.一種具有情感模型和本能模型的機(jī)器人設(shè)備，所述情感模型由多個(gè)情感行為組成，所述本能模型由多個(gè)欲望組成，用于根據(jù)情感模型的每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或本能模型的每個(gè)欲望的參數(shù)值生成動(dòng)作，所述機(jī)器人設(shè)備包括情感行為和/或欲望更新裝置，根據(jù)外部施加的刺激和/或經(jīng)過的時(shí)間，依照為每個(gè)情感行為和/或每個(gè)欲望分別設(shè)定的相應(yīng)靈敏度，依次更新每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或每個(gè)欲望的參數(shù)值；和靈敏度更新裝置，用于評(píng)估環(huán)境和根據(jù)評(píng)估結(jié)果分別更新與每個(gè)情感行為和/或每個(gè)欲望相對(duì)應(yīng)的靈敏度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述靈敏度更新裝置根據(jù)依次更新的、每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或每個(gè)欲望的參數(shù)值來評(píng)估環(huán)境。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述情感模型包括喜悅、悲痛、憤怒、驚訝、厭惡和害怕等六種情感行為作為所述情感行為。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述本能模型包括運(yùn)動(dòng)、愛、飲食和好奇心等四種欲望作為所述欲望。
23.一種用于具有情感模型和本能模型的機(jī)器人設(shè)備的控制方法，所述情感模型由多個(gè)情感行為組成，所述本能模型由多個(gè)欲望組成，所述機(jī)器人設(shè)備根據(jù)按照預(yù)定條件依次更新的、情感模型的每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或本能模型的每個(gè)欲望的參數(shù)值生成動(dòng)作，所述控制方法包括第一步驟，限制用于生成動(dòng)作的情感行為和/或欲望的數(shù)目；和第二步驟，逐步增加或減少用于生成動(dòng)作的情感行為和/或欲望的數(shù)目。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中在第二步驟中，根據(jù)外部施加的規(guī)定刺激的積累和/或經(jīng)過的時(shí)間，逐步增加用于生成動(dòng)作的情感行為或欲望的數(shù)目。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中所述機(jī)器人設(shè)備根據(jù)情感行為和/或欲望的參數(shù)值的每一個(gè)和規(guī)定的行為模型生成動(dòng)作，和根據(jù)外部施加的規(guī)定刺激的積累和/或經(jīng)過的時(shí)間，將動(dòng)作生成裝置中的行為模型改變成成長(zhǎng)級(jí)高于前者的行為模型；和在第二步驟中，依照行為模型改變裝置對(duì)行為模型的改變而增加或減少用于生成動(dòng)作的情感行為和/或欲望的數(shù)目。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中所述情感模型包括喜悅、悲痛、憤怒、驚訝、厭惡和害怕等六種情感行為作為所述情感行為。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中所述本能模型包括運(yùn)動(dòng)、愛、飲食和好奇心等四種欲望作為所述欲望。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中，對(duì)于每一級(jí)，第二步驟包括更新步驟，根據(jù)刺激和/或經(jīng)過的時(shí)間，依照為每個(gè)情感行為和/或每個(gè)欲望分別設(shè)定的相應(yīng)靈敏度，依次更新每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或每個(gè)欲望的參數(shù)值；和靈敏度更新步驟，用于評(píng)估環(huán)境和根據(jù)評(píng)估結(jié)果分別更新與每個(gè)情感行為和/或每個(gè)欲望相對(duì)應(yīng)的靈敏度。
29.一種用于具有情感模型和本能模型的機(jī)器人設(shè)備的控制方法，所述情感模型由多個(gè)情感行為組成，所述本能模型由多個(gè)欲望組成，所述機(jī)器人設(shè)備用于根據(jù)情感模型的每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或本能模型的每個(gè)欲望的參數(shù)值生成動(dòng)作，所述控制方法包括第一步驟，根據(jù)外部施加的刺激和/或經(jīng)過的時(shí)間，依照為每個(gè)情感行為和/或每個(gè)欲望分別設(shè)定的相應(yīng)靈敏度，依次更新每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或每個(gè)欲望的參數(shù)值；和第二步驟，用于評(píng)估環(huán)境和根據(jù)評(píng)估結(jié)果分別更新與每個(gè)情感行為和/或每個(gè)欲望相對(duì)應(yīng)的靈敏度。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中在第二步驟中，根據(jù)依次更新的、每個(gè)情感行為的參數(shù)值和/或每個(gè)欲望的參數(shù)值來評(píng)估環(huán)境。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中所述情感模型包括喜悅、悲痛、憤怒、驚訝、厭惡和害怕等六種情感行為作為所述情感行為。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的用于機(jī)器人設(shè)備的控制方法，其中所述本能模型包括運(yùn)動(dòng)、愛、飲食和好奇心等四種欲望作為所述欲望。
33.一種機(jī)器人設(shè)備，包括檢測(cè)裝置，檢測(cè)來自另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的輸出；和性格判別裝置，根據(jù)由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)的結(jié)果，判別所述另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的性格。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的機(jī)器人設(shè)備，包括性格改變裝置，根據(jù)由所述性格判別裝置檢測(cè)的結(jié)果，改變自己的性格。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述檢測(cè)裝置包括動(dòng)作檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)所述另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的動(dòng)作；和情感識(shí)別裝置，根據(jù)所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的結(jié)果識(shí)別所述另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的情感；和其中所述性格判別裝置根據(jù)所述情感識(shí)別裝置識(shí)別的所述情感，判別另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的性格。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述性格判別裝置根據(jù)由所述情感識(shí)別裝置識(shí)別的、在有限時(shí)間內(nèi)的所述情感，判別所述另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的性格。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述檢測(cè)裝置從所述另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備中檢測(cè)情感數(shù)據(jù)或性格數(shù)據(jù)；和所述性格判別裝置根據(jù)所述情感數(shù)據(jù)或性格數(shù)據(jù)，判別另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的性格。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的機(jī)器人設(shè)備，其中所述性格改變裝置根據(jù)由所述性格判別裝置判別的結(jié)果，改變確定其自己性格的性格模型的參數(shù)。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的機(jī)器人設(shè)備，包括動(dòng)作控制裝置，用于根據(jù)動(dòng)作信息，移動(dòng)整個(gè)機(jī)器人設(shè)備和組成部件，和其中所述性格改變裝置根據(jù)由所述性格判別裝置判別的結(jié)果，改變所述動(dòng)作信息。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的機(jī)器人設(shè)備，包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)從另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的情感推得的動(dòng)作模式，和其中所述情感識(shí)別裝置通過將所述另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的動(dòng)作與所述動(dòng)作模式相比較來識(shí)別情感。
41.根據(jù)權(quán)利要求33所述的機(jī)器人設(shè)備，包括對(duì)話檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備與用戶之間的對(duì)話，和其中所述性格判別裝置通過參照由所述對(duì)話檢測(cè)裝置檢測(cè)的結(jié)果，判別所述另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的性格。
42.一種用于機(jī)器人設(shè)備的性格判別方法，其中檢測(cè)來自另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的輸出，以便根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，判別所述機(jī)器人設(shè)備的性格。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的用于機(jī)器人設(shè)備的性格判別方法，其中性格判別結(jié)果用于改變另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備的性格。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的用于機(jī)器人設(shè)備的性格判別方法，其中情感是從作為來自所述機(jī)器人設(shè)備的輸出的、所述機(jī)器人設(shè)備的動(dòng)作中識(shí)別出來的，根據(jù)情感的識(shí)別結(jié)果，判別所述機(jī)器人設(shè)備的性格。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的用于機(jī)器人設(shè)備的性格判別方法，其中根據(jù)有限時(shí)間內(nèi)所述情感的識(shí)別結(jié)果，判別所述機(jī)器人設(shè)備的性格。
46.根據(jù)權(quán)利要求42所述的用于機(jī)器人設(shè)備的性格判別方法，其中檢測(cè)作為來自所述機(jī)器人設(shè)備的輸出的、來自所述機(jī)器人設(shè)備的情感數(shù)據(jù)或性格數(shù)據(jù)，根據(jù)所述情感數(shù)據(jù)或性格數(shù)據(jù)，判別所述機(jī)器人設(shè)備的性格。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的用于機(jī)器人設(shè)備的性格判別方法，其中存儲(chǔ)從所述機(jī)器人設(shè)備的情感中推得的動(dòng)作模式的另一個(gè)機(jī)器人設(shè)備通過將所述機(jī)器人設(shè)備的動(dòng)作與所述動(dòng)作模式相比較來識(shí)別情感。
全文摘要
在一種機(jī)器人設(shè)備及其控制方法中,首先,擴(kuò)大或縮小行為模型的一部分或全部狀態(tài)空間;其次,將行為模型中到預(yù)定節(jié)點(diǎn)的變換描述成到虛節(jié)點(diǎn)的變換,和依次改變要分配給虛節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)組;第三,逐漸增加用于生成動(dòng)作的情感和/或欲望的數(shù)目;和第四,對(duì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估,根據(jù)評(píng)估結(jié)果更新與每個(gè)情感和欲望相對(duì)應(yīng)的每個(gè)靈敏度。在機(jī)器人設(shè)備和用于機(jī)器人設(shè)備的性格判別方法中,為寵物機(jī)器人配備了:檢測(cè)裝置,檢測(cè)來自其它寵物機(jī)器人的輸出;性格判別裝置,根據(jù)檢測(cè)裝置檢測(cè)的結(jié)果,判別寵物機(jī)器人的性格;和性格改變裝置,根據(jù)由性格判別裝置判斷的結(jié)果改變性格。
文檔編號(hào)G06N3/00GK1338980SQ00803297
公開日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月30日
發(fā)明者佐部浩太郎, 長(zhǎng)谷川里香, 井上真 申請(qǐng)人:索尼公司