專利名稱：機(jī)器人設(shè)備、用于控制機(jī)器人設(shè)備運(yùn)動(dòng)的方法以及用于控制機(jī)器人設(shè)備運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人裝置、用于控制機(jī)器人裝置動(dòng)作的動(dòng)作控制方法以及用于控制多個(gè)機(jī)器人裝置動(dòng)作的動(dòng)作控制系統(tǒng)，特別涉及一種便于執(zhí)行自動(dòng)動(dòng)作的機(jī)器人裝置以及這種機(jī)器人裝置的動(dòng)作控制方法和動(dòng)作控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
最近，外表像動(dòng)物如狗或貓的機(jī)器人裝置已投向市場(chǎng)。在這些機(jī)器人裝置中，存在一種響應(yīng)外界信息或該機(jī)器人裝置的內(nèi)部狀態(tài)而自動(dòng)行動(dòng)的裝置。例如，該機(jī)器人裝置設(shè)計(jì)為根據(jù)作為外界信息的用戶命令、或者根據(jù)表示其內(nèi)部狀態(tài)的情感級(jí)別進(jìn)行行動(dòng)。
下面是響應(yīng)表示機(jī)器人裝置內(nèi)部狀態(tài)的情感級(jí)別而工作的機(jī)器人裝置功能。
如

圖1的例子所示，機(jī)器人裝置具有可變狀態(tài)A到D，并且設(shè)計(jì)為在預(yù)設(shè)條件下或者在預(yù)設(shè)時(shí)刻在這些狀態(tài)之間進(jìn)行變換。狀態(tài)A到D由相關(guān)狀態(tài)下所采取的姿態(tài)或由裝置執(zhí)行的動(dòng)作來定義。
例如，當(dāng)機(jī)器人在狀態(tài)A下處于‘氣憤’時(shí)，它相應(yīng)發(fā)出例如‘pi-ro-li-ro-li’的聲音，并且當(dāng)機(jī)器人在狀態(tài)B下處于‘高興’時(shí)，它相應(yīng)發(fā)出‘pi-po-pa’的聲音。
而且，通過機(jī)器人裝置根據(jù)用戶命令進(jìn)行工作的功能，發(fā)生機(jī)器人裝置與用戶之間的交互。這些功能可以列舉為例如對(duì)外界用戶的接觸作出反應(yīng)的功能和根據(jù)外界命令進(jìn)行行動(dòng)的功能。
例如，通過向機(jī)器人裝置提供檢測(cè)其與外界的接觸的觸摸傳感器，并且通過使用觸摸傳感器使機(jī)器人裝置的動(dòng)作響應(yīng)對(duì)其的接觸，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人裝置對(duì)外界如用戶的接觸作出反應(yīng)的功能。觸摸傳感器例如可以安裝在機(jī)器人裝置的頭部。
對(duì)于機(jī)器人裝置根據(jù)外界命令進(jìn)行工作的功能，可以使用如下技術(shù)。
例如，可以采用輸出音階(scale)命令作為外界命令的設(shè)備。音階命令是指通過音階聲音使機(jī)器人裝置表達(dá)預(yù)設(shè)動(dòng)作的命令。機(jī)器人裝置識(shí)別由外部控制設(shè)備輸出的音階命令，并且執(zhí)行音階命令對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。輸出該音階命令的外部通信設(shè)備可以列舉為例如聲音命令器。同時(shí)，最近已開始建立采用音階命令的裝置控制系統(tǒng)的技術(shù)。
通過作為外界信息的接觸或者音階命令，處于待命狀態(tài)的機(jī)器人裝置通過頭部觸摸傳感器上的輕微觸摸，檢測(cè)到‘被輕拍’，或者通過觸摸傳感器上的強(qiáng)烈觸摸，檢測(cè)到‘被擊打’，如圖2所示。作為對(duì)其的反應(yīng)，在檢測(cè)到‘被輕拍’時(shí)，機(jī)器人裝置發(fā)出‘pi-po-pa’聲音來表示氣憤，而在檢測(cè)到‘被擊打’時(shí)，機(jī)器人裝置發(fā)出‘pi-ro-li-ro-li’聲音來表示悲傷。如果使用音階命令，例如音階語言，機(jī)器人裝置發(fā)出例如‘pi-ro-li’作為識(shí)別音階命令對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
通過外界接觸刺激或者音階命令，影響機(jī)器人裝置的動(dòng)作，從而允許用戶與機(jī)器人裝置間的交互。
同時(shí)，傳統(tǒng)機(jī)器人裝置的動(dòng)作僅根據(jù)它自己的情感或者用戶給出的信息進(jìn)行確定。如果多個(gè)機(jī)器人裝置可以通過通信彼此進(jìn)行交互，并且因此多個(gè)機(jī)器人裝置可以相互作出反應(yīng)并且進(jìn)行工作，機(jī)器人裝置的娛樂性將得以進(jìn)一步的提高。
而且，如果希望多個(gè)機(jī)器人裝置相互進(jìn)行對(duì)話，可能會(huì)出現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人裝置不屬于同一機(jī)器類型這種情況。例如，一個(gè)機(jī)器人裝置可能是原始型號(hào)(original model)的裝置，而另一個(gè)可能是一般型號(hào)(generic model)的產(chǎn)品，或者多個(gè)機(jī)器人裝置可能由不同的制造商提供。在這種情況下，對(duì)于機(jī)器人裝置彼此相互作出反應(yīng)是困難的。
一般型號(hào)的機(jī)器人裝置可能提供有原始型號(hào)機(jī)器人裝置的功能。換句話說，在某些情況下，原始型號(hào)的機(jī)器人裝置不提供一般型號(hào)機(jī)器人裝置所擁有的功能。因此，在某些情況下，交互功能受限于具有同一機(jī)器類型的機(jī)器人裝置。
然而，通過允許具有不同交互功能的多個(gè)機(jī)器人裝置之間的交互，可以增強(qiáng)機(jī)器人裝置的娛樂性。另外，可以這樣說，各種機(jī)器人裝置間的這種交互使得可以有效利用機(jī)器人裝置的資源。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于本技術(shù)領(lǐng)域的上述現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的是提供一種可以與其它機(jī)器人裝置進(jìn)行對(duì)話的機(jī)器人裝置、用于控制機(jī)器人裝置動(dòng)作的方法以及用于控制機(jī)器人裝置的系統(tǒng)。
為完成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人裝置包括動(dòng)作部件；動(dòng)作檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；動(dòng)作部件控制裝置，用于根據(jù)由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息，控制動(dòng)作部件；以及測(cè)量裝置，用于測(cè)量由動(dòng)作部件輸出的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的其它機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)。動(dòng)作部件控制裝置根據(jù)其它機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)通過工作部件輸出動(dòng)作。
如上構(gòu)造的機(jī)器人裝置通過動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)包含在由其它機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息，并且通過動(dòng)作部件控制裝置控制動(dòng)作部件，以輸出一個(gè)動(dòng)作。此時(shí)，動(dòng)作部件控制裝置控制動(dòng)作部件，以響應(yīng)由用于測(cè)量反應(yīng)次數(shù)的裝置測(cè)量的其它機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)。這允許機(jī)器人裝置響應(yīng)其它機(jī)器人裝置的動(dòng)作進(jìn)行行動(dòng)。
為完成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人裝置還包括動(dòng)作檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出裝置，用于輸出由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
如上構(gòu)造的機(jī)器人裝置檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息，以通過動(dòng)作輸出裝置輸出由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。這允許機(jī)器人裝置響應(yīng)其它機(jī)器人裝置的動(dòng)作進(jìn)行行動(dòng)。
為完成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種具有動(dòng)作部件的機(jī)器人裝置的動(dòng)作控制方法包括動(dòng)作檢測(cè)步驟，檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；動(dòng)作部件控制步驟，根據(jù)由動(dòng)作檢測(cè)步驟檢測(cè)的信息，控制動(dòng)作部件；以及測(cè)量步驟，根據(jù)由動(dòng)作部件輸出的動(dòng)作，測(cè)量其它機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)。動(dòng)作部件控制步驟根據(jù)其它機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)通過工作部件輸出動(dòng)作。這允許機(jī)器人裝置響應(yīng)其它機(jī)器人裝置的動(dòng)作進(jìn)行行動(dòng)。
為完成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制方法包括動(dòng)作檢測(cè)步驟，檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出步驟，使一個(gè)機(jī)器人裝置輸出由動(dòng)作檢測(cè)步驟檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
為完成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)包括多個(gè)機(jī)器人裝置，該機(jī)器人裝置包括動(dòng)作檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)包含在由對(duì)方機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出裝置，用于輸出由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
使用該機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，機(jī)器人裝置通過動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)包含在由對(duì)方機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息，以通過動(dòng)作輸出裝置輸出由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。該機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)允許機(jī)器人裝置響應(yīng)其它機(jī)器人裝置的動(dòng)作進(jìn)行行動(dòng)。
為完成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制方法包括動(dòng)作輸出步驟，當(dāng)一個(gè)機(jī)器人裝置處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)，一個(gè)機(jī)器人輸出預(yù)設(shè)動(dòng)作；以及響應(yīng)動(dòng)作輸出步驟，其它機(jī)器人裝置輸出由那個(gè)機(jī)器人輸出的預(yù)設(shè)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。該機(jī)器人裝置動(dòng)作控制方法允許機(jī)器人裝置響應(yīng)其它機(jī)器人裝置的動(dòng)作進(jìn)行行動(dòng)。
通過閱讀如附圖所示的本發(fā)明實(shí)施例，本發(fā)明的其它目的、特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。
附圖簡(jiǎn)述圖1示出設(shè)計(jì)用于根據(jù)情感改變發(fā)音的傳統(tǒng)機(jī)器人裝置；圖2示出通過例如音階命令控制其動(dòng)作的傳統(tǒng)機(jī)器人裝置；圖3示出實(shí)施本發(fā)明的機(jī)器人裝置外形的透視圖；圖4示出機(jī)器人裝置電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5示出機(jī)器人裝置軟件結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6示出機(jī)器人裝置軟件結(jié)構(gòu)中的中間件層結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7示出機(jī)器人裝置軟件結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層結(jié)構(gòu)的方框圖；圖8示出應(yīng)用層行為模型庫結(jié)構(gòu)的方框圖；圖9示出作為機(jī)器人裝置行為決策信息的有限概率自動(dòng)機(jī)；圖10示出為有限概率自動(dòng)機(jī)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供的狀態(tài)變換表；圖11示出允許與具有不同對(duì)話功能的其它機(jī)器人裝置進(jìn)行對(duì)話的機(jī)器人裝置；圖12示出在機(jī)器人裝置上提供的音階命令數(shù)據(jù)庫的說明性結(jié)構(gòu)；圖13示出能夠通過相同對(duì)話功能進(jìn)行對(duì)話的機(jī)器人裝置；圖14示出在主機(jī)器人裝置和接收機(jī)器人裝置都處于高興情況下的對(duì)話交換；
圖15示出在主機(jī)器人裝置處于氣憤而接收機(jī)器人裝置處于高興情況下的對(duì)話交換；圖16示出在主機(jī)器人裝置發(fā)出一個(gè)命令并且接收機(jī)器人裝置響應(yīng)該命令而進(jìn)行工作的情況下的對(duì)話交換。
最佳實(shí)施方式將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例面向響應(yīng)外界信息、周圍環(huán)境(外因)或者內(nèi)部狀態(tài)(內(nèi)因)而自動(dòng)行動(dòng)的自動(dòng)機(jī)器人裝置。
在本實(shí)施例中，首先對(duì)該機(jī)器人裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，然后對(duì)本發(fā)明在該機(jī)器人裝置中的應(yīng)用部分進(jìn)行詳細(xì)的說明。
(1)本實(shí)施例的機(jī)器人裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示，機(jī)器人裝置就是模擬一個(gè)動(dòng)物如‘狗’的所謂寵物機(jī)器人，并且分別由連接在軀干單元2左右邊的前后方上的腿部單元3A、3B、3C和3D和連接到軀干單元2前后端的頭部單元4和尾部單元5進(jìn)行構(gòu)成。
參照?qǐng)D4，軀干單元2包括控制器單元16，由通過內(nèi)部總線15相互連接在一起的CPU(central processing unit，中央處理單元)10、DRAM(DynamicRandom Access Memory，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)11、閃存ROM(read-onlymemory，只讀存儲(chǔ)器)12、PC(personal computer，個(gè)人計(jì)算機(jī))卡接口電路13和信號(hào)處理電路14，以及用作機(jī)器人裝置1電源的電池17組成。軀干單元2還安裝有用于檢測(cè)機(jī)器人裝置1姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)加速的角速度傳感器18和加速度傳感器19。
在頭部單元4上，在適當(dāng)?shù)奈恢蒙习惭b有用于對(duì)外界狀態(tài)進(jìn)行攝像的CCD(charge coupled device，電荷耦合器件)攝像機(jī)20、用于檢測(cè)由于物理動(dòng)作如用戶的‘撫摸’或‘輕拍’而產(chǎn)生的壓力的觸摸傳感器21、用于測(cè)量前方對(duì)象距離的距離傳感器22、用于采集外部聲音的麥克風(fēng)23、用于輸出聲音如悲嗥的揚(yáng)聲器24以及相當(dāng)于機(jī)器人裝置1‘眼睛’的多個(gè)LED(light emittingdiode，發(fā)光二極管)。
腿部單元3A到3D的關(guān)節(jié)部分、腿部單元3A到3D與軀干單元2的連接部分、頭部單元4與軀干單元2的連接部分以及尾部單元5的尾巴5A的連接部分提供有大量對(duì)應(yīng)于自由度數(shù)目的調(diào)節(jié)器251到25n和電位計(jì)261到26n。例如，調(diào)節(jié)器251到25n包括伺服馬達(dá)。通過驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)來控制腿部單元3A到3D，以變換到目標(biāo)姿態(tài)或運(yùn)動(dòng)。
傳感器，如角速度傳感器18、加速度傳感器19、觸摸傳感器21、地面接觸傳感器23R/L、姿態(tài)傳感器24、距離傳感器25、麥克風(fēng)26、距離傳感器22、麥克風(fēng)23、揚(yáng)聲器24和電位計(jì)251到25n通過相關(guān)集線器271到27n連接到控制器單元16的信號(hào)處理電路14，而CCD攝像機(jī)20和電池17直接連接到信號(hào)處理電路14。
信號(hào)處理電路14順序捕獲從上述各個(gè)傳感器提供的傳感器數(shù)據(jù)、圖象數(shù)據(jù)或語音數(shù)據(jù)，以使數(shù)據(jù)通過內(nèi)部總線15順序存儲(chǔ)在DRAM 11的預(yù)設(shè)位置中。另外，信號(hào)處理電路14順序捕獲表示從電池17提供的剩余電池電量的剩余電池電量數(shù)據(jù)，以將如此捕獲的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DRAM 11的預(yù)設(shè)位置中。
隨后當(dāng)CPU 10執(zhí)行機(jī)器人裝置1的動(dòng)作控制時(shí)，使用如此存儲(chǔ)在DRAM11中的各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)、圖象數(shù)據(jù)、語音數(shù)據(jù)和剩余電池電量數(shù)據(jù)。
實(shí)際上，在機(jī)器人裝置1的初始加電階段，CPU 10直接或通過PC卡接口電路13，讀出插在軀干單元2的PC卡插槽(未示出)中的存儲(chǔ)器卡28或者存儲(chǔ)在閃存ROM 12中的控制程序，以在DRAM 11中進(jìn)行存儲(chǔ)。
然后CPU 10根據(jù)從信號(hào)處理電路14順序存儲(chǔ)到DRAM 11的傳感器數(shù)據(jù)、圖象數(shù)據(jù)、語音數(shù)據(jù)或剩余電池電量數(shù)據(jù)，檢查它自己的狀態(tài)和周圍狀態(tài)以及可能出現(xiàn)的用戶命令或動(dòng)作。
CPU 10還根據(jù)檢查結(jié)果和存儲(chǔ)在DRAM 11中的控制程序，確定下一后續(xù)動(dòng)作，同時(shí)根據(jù)所確定的結(jié)果，在必要時(shí)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器251到25n，以產(chǎn)生行為，如上下或左右擺動(dòng)頭部單元4或者移動(dòng)腿部單元3A到3D進(jìn)行行走或跳躍。
CPU 10在必要時(shí)生成語音數(shù)據(jù)，并且通過信號(hào)處理電路14將所生成的數(shù)據(jù)作為語音信號(hào)發(fā)送到揚(yáng)聲器24，以將從語音信號(hào)得來的語音輸出到外界或者打開/關(guān)閉或閃爍多個(gè)LED。
采用這種方式，本機(jī)器人裝置1能夠自動(dòng)行動(dòng)，以響應(yīng)它自己的狀態(tài)和周圍狀態(tài)，或者用戶的命令或動(dòng)作。
(2)控制程序的軟件結(jié)構(gòu)圖5示出機(jī)器人裝置1中上述控制程序的軟件結(jié)構(gòu)。圖5中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)?0位于控制程序的最低層，并且形成為由多個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序構(gòu)成的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序集31。每個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)允許直接訪問在常規(guī)計(jì)算機(jī)中使用的硬件如CCD攝像機(jī)20(圖4)或計(jì)時(shí)器，并且執(zhí)行處理以響應(yīng)相關(guān)硬件中斷的對(duì)象。
機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象32由如下部件組成虛擬機(jī)器人33；電源管理器34，包括一組負(fù)責(zé)開關(guān)電源的軟件項(xiàng)；設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序管理器35，包括一組管理各種其它設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的軟件項(xiàng)；以及設(shè)計(jì)機(jī)器人36，包括一組管理機(jī)器人裝置1的機(jī)構(gòu)的軟件項(xiàng)。虛擬機(jī)器人33，位于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)?0的最低層，包括一組提供用于訪問硬件項(xiàng)(包括上述各種傳感器和調(diào)節(jié)器251到25n))接口的軟件項(xiàng)。
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。對(duì)象管理器38是一組軟件項(xiàng)，用于管理包括在機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象32、中間件層40和應(yīng)用層41中的各個(gè)軟件項(xiàng)的引導(dǎo)和結(jié)束，而服務(wù)管理器39是一組軟件項(xiàng)，用于根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器卡28(圖4)中的連接文件所表述的各個(gè)對(duì)象間的連接信息管理各個(gè)對(duì)象的連接。
中間件層40位于機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象32的高層，并且由一組提供機(jī)器人裝置1基本功能如圖象處理或語音處理的軟件項(xiàng)構(gòu)成。應(yīng)用層41位于中間件層40的高層，并且是一組用于根據(jù)構(gòu)成中間件層40的軟件項(xiàng)的處理結(jié)果決定機(jī)器人裝置1行為的軟件項(xiàng)。
圖6和圖7示出中間件層40和應(yīng)用層41的特定軟件結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D6，中間件層40包括識(shí)別系統(tǒng)60，具有信號(hào)處理模塊50到58以及輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊59，其中信號(hào)處理模塊50到58分別用于噪聲、溫度或亮度檢測(cè)、音階識(shí)別、距離或姿態(tài)檢測(cè)，用于觸摸傳感器，用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)以及用于顏色識(shí)別；和輸出系統(tǒng)69，具有輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68以及信號(hào)處理模塊61到67，其中信號(hào)處理模塊61到67分別用于姿態(tài)管理、跟蹤、運(yùn)動(dòng)再現(xiàn)、行走、從跌倒?fàn)顟B(tài)恢復(fù)、LED發(fā)光以及用于聲音再現(xiàn)。
識(shí)別系統(tǒng)60的信號(hào)處理模塊50到58從由機(jī)器人服務(wù)器對(duì)象32的虛擬機(jī)器人33從DRAM 11(圖4)讀出的傳感器數(shù)據(jù)、圖象數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)中捕獲相關(guān)數(shù)據(jù)，以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并且將處理結(jié)果發(fā)送到輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊59。注意，虛擬機(jī)器人33構(gòu)造為，用于根據(jù)預(yù)設(shè)通信協(xié)議對(duì)信號(hào)進(jìn)行交換或轉(zhuǎn)換的組件。
輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊59識(shí)別自己的狀態(tài)、周圍狀態(tài)、用戶命令或動(dòng)作，如“煩惱”、“悶熱”、“光”、“檢測(cè)到一個(gè)球”、“檢測(cè)到跌倒”、“被撫摸”、“被輕拍”、“聽到do-mi-so(多-米-索)音階”、“檢測(cè)到一個(gè)運(yùn)動(dòng)對(duì)象”或“檢測(cè)到一個(gè)障礙”，以將識(shí)別結(jié)果輸出到應(yīng)用層41(圖5)。
如圖7所示，應(yīng)用層41由五個(gè)模塊構(gòu)成，即行為模型庫70、行為開關(guān)模塊71、學(xué)習(xí)模塊72、情感模型73和本能模型74。
如圖8所示，在行為模型庫70中，提供有與多個(gè)預(yù)選條件項(xiàng)，如‘剩余電池電量少’、‘從跌倒?fàn)顟B(tài)恢復(fù)’、‘規(guī)避障礙’、‘表達(dá)情感’或‘檢測(cè)到一個(gè)球’相關(guān)聯(lián)的各個(gè)獨(dú)立行為模型701到70n。
當(dāng)從輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊59提供識(shí)別結(jié)果，或者從提供最后一次識(shí)別結(jié)果的時(shí)間開始超過預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，行為模型701到70n參考由情感模型73保存的情感參數(shù)值和由本能模型74保存的相應(yīng)欲望參數(shù)值，決定下一行為，以將決定結(jié)果發(fā)送到行為開關(guān)模塊71。
在本實(shí)施例中，行為模型701到70n使用稱作有限概率自動(dòng)機(jī)的算法作為決定下一行為的技術(shù)。該算法根據(jù)為相互連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn的弧ARC1到ARCn設(shè)置的變換概率值P1到Pn，從概率上確定從節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn中的哪個(gè)節(jié)點(diǎn)(狀態(tài))變換到這些節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn中的哪個(gè)節(jié)點(diǎn)。
具體地說，針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn，每個(gè)行為模型701到70n包括圖10所示的狀態(tài)變換表80，形成與這些節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn相關(guān)聯(lián)的各自行為模型701到70n。
在狀態(tài)變換表80中，作為節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn中變換條件的輸入事件(識(shí)別結(jié)果)以優(yōu)先級(jí)次序列在‘輸入事件名稱’列中，并且用于變換條件的進(jìn)一步條件在‘?dāng)?shù)據(jù)名稱’和‘?dāng)?shù)據(jù)范圍’列的相關(guān)行中進(jìn)行表述。
因此，在圖10的狀態(tài)變換表80所示的節(jié)點(diǎn)NODE100中，‘檢測(cè)到球’(BALL)識(shí)別結(jié)果、與識(shí)別結(jié)果一起給出的球大小(SIZE)為‘0到1000’表示用于變換到另一節(jié)點(diǎn)的條件。類似地，‘檢測(cè)到一個(gè)障礙(OBSTACLE)’識(shí)別結(jié)果、與識(shí)別結(jié)果一起給出的障礙距離(DISTANCE)的范圍為‘0到100’表示用于變換到另一節(jié)點(diǎn)的條件。
另外，在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)NODE100中，如果沒有輸入任何識(shí)別結(jié)果，但是周期性地由行為模型701到70n進(jìn)行參考的參數(shù)值中，保存在情感模型73中的各個(gè)情感和欲望參數(shù)值中的參數(shù)值‘快樂’(JOY)、‘驚奇’(SURPRISE)或‘悲傷’(SADNESS)中的任何一個(gè)在‘50至100’的范圍內(nèi)，也可以變換到另一節(jié)點(diǎn)。
而且，在狀態(tài)變換表80中，可以從節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn進(jìn)行變換的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)名稱在‘到其它節(jié)點(diǎn)的變換概率’列的‘變換目標(biāo)節(jié)點(diǎn)’行中示出。另外，當(dāng)滿足在‘輸入事件名稱’、‘?dāng)?shù)據(jù)名稱’和‘?dāng)?shù)據(jù)范圍’列中表述的所有條件時(shí)，可以變換到其它節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn的變換概率輸入在‘到其它節(jié)點(diǎn)的變換概率’列的相應(yīng)位置中。在變換到節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn的時(shí)候要輸出的行為在‘到其它節(jié)點(diǎn)的變換概率’列的‘輸出行為’行中表示。同時(shí)，在‘到其它節(jié)點(diǎn)的變換概率’列中，每一行的概率值總和為100％。
因此，在由圖10的狀態(tài)變換表80表示的節(jié)點(diǎn)NODE100中，如果識(shí)別結(jié)果為‘檢測(cè)到球’并且球的大小(SIZE)在‘0至1000’的范圍內(nèi)，可以變換到‘節(jié)點(diǎn)NODE120(節(jié)點(diǎn)120)’的概率為30％，并且然后輸出“動(dòng)作1”行為。
在每個(gè)行為模型701到70n中，每個(gè)均表述為該狀態(tài)變換表80的多個(gè)節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn集合串聯(lián)在一起，從而根據(jù)來自輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊59的識(shí)別結(jié)果，通過使用節(jié)點(diǎn)NODE0到NODEn的狀態(tài)變換表從概率上確定下一行為，并且將決定結(jié)果輸出到行為開關(guān)模塊71。
圖7所示的行為開關(guān)模塊71將一個(gè)命令發(fā)送到中間件層40的輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68，以從行為模型庫70的各個(gè)行為模型701到70n輸出的行為中選擇具有預(yù)設(shè)高優(yōu)先級(jí)的從行為模型701到70n的其中之一輸出的行為，并且執(zhí)行該行為。該命令下面稱作行為命令。在本實(shí)施例中，圖8所示的行為模型701到70n優(yōu)先級(jí)次序如下給出行為模型在圖8中的排位越低，它的優(yōu)先級(jí)就越高。
行為開關(guān)模塊71在行為結(jié)束之后根據(jù)從輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68提供的行為完成信息，向?qū)W習(xí)模塊72、情感模型73和本能模型74通知行為完成這一結(jié)果。
學(xué)習(xí)模塊72從輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊59提供的識(shí)別結(jié)果中，輸入作為用戶動(dòng)作如‘輕拍’或‘撫摸’接收的指令識(shí)別結(jié)果。
學(xué)習(xí)模塊72根據(jù)識(shí)別結(jié)果和來自行為開關(guān)模塊71的通知修改行為模型庫70中行為模型701到70n的變換概率，從而當(dāng)動(dòng)作為‘輕拍’(‘斥責(zé)’)或‘撫摸’(‘表揚(yáng)’)時(shí)，當(dāng)前行為的出現(xiàn)概率將分別增大或減小。
另一方面，情感模型73保存表示六種情感類型中每種情感強(qiáng)度的參數(shù)，這六種情感類型為快樂(JOY)、悲傷(SADNESS)、氣憤(ANGER)、驚奇(SURPRISE)、厭惡(DISGUST)和恐懼(FEAR)。情感模型73根據(jù)由輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊59提供的特定識(shí)別結(jié)果如‘輕拍’或‘撫摸’、所過去的時(shí)間以及來自行為開關(guān)模塊71的通知，周期性地更新這些情感類型的參數(shù)值。
具體地說，情感模型73根據(jù)下面方程(1)計(jì)算下一周期的當(dāng)前情感類型參數(shù)值E[t+1]E[t+1]＝E[t]+ke×ΔE[t]…(1)其中，ΔE[t]是根據(jù)例如由輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊59提供的識(shí)別結(jié)果、在相關(guān)時(shí)間的機(jī)器人裝置1行為、或者從前一更新事件開始過去的時(shí)間，通過預(yù)設(shè)方程計(jì)算得出的情感類型變化量，E[t]是情感類型的當(dāng)前參數(shù)值，并且ke是表示情感類型敏感度的系數(shù)。情感模型73將情感類型的當(dāng)前參數(shù)值E[t]替換為所計(jì)算的值，以更新情感類型的參數(shù)值。采用類似的方式，情感模型73更新全部情感類型的參數(shù)值。
預(yù)先確定各個(gè)識(shí)別結(jié)果和來自輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68的通知將對(duì)各個(gè)情感類型的參數(shù)值變化ΔE[t]具有什么影響，從而‘被輕拍’識(shí)別結(jié)果將大大影響‘氣憤’情感類型參數(shù)值的變化量ΔE[t]，同時(shí)‘被輕拍’識(shí)別結(jié)果將大大影響‘快樂’情感類型參數(shù)值的變化量ΔE[t]。
來自輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68的通知是所謂的行為反饋信息(行為結(jié)束信息)和有關(guān)行為出現(xiàn)結(jié)果的信息。情感模型73還根據(jù)該信息改變情感。例如，通過‘吠叫’可以降低氣憤的情感級(jí)別。同時(shí)，來自輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68的通知還輸入到學(xué)習(xí)模塊72，然后學(xué)習(xí)模塊72根據(jù)該通知修改行為模型701到70n的相應(yīng)變換概率。
同時(shí)，可以通過行為開關(guān)模塊71的輸出(帶情感的行為)作出行為結(jié)果的反饋。
另一方面，本能模型74保存表示四種相互獨(dú)立欲望強(qiáng)度的參數(shù)，這四種欲望為‘鍛煉欲’、‘喜愛欲’、‘食欲’和‘好奇心’。本能模型74根據(jù)從輸入語義轉(zhuǎn)換器模塊59提供的識(shí)別結(jié)果、所過去的時(shí)間以及來自行為開關(guān)模塊71的通知，周期性地更新這些欲望的參數(shù)值。
具體地說，對(duì)于‘鍛煉欲’、‘喜愛欲’、和‘好奇心’，本能模型74在預(yù)設(shè)周期，根據(jù)下面方程(2)計(jì)算下一周期的這些欲望參數(shù)值I[k+1]I[k+1]＝I[k]+ki×ΔI[k]…(2)其中，ΔI[k]是根據(jù)識(shí)別結(jié)果、所過去的時(shí)間和輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68的通知通過預(yù)設(shè)方程計(jì)算得出的在相關(guān)時(shí)間的當(dāng)前欲望變化量，I[k]是欲望的當(dāng)前參數(shù)值，并且ki是表示當(dāng)前欲望敏感度的系數(shù)，并且將當(dāng)前參數(shù)值I[k]替換為所計(jì)算的值，以更新該欲望參數(shù)值。本能模型74更新除‘食欲’之外的各個(gè)欲望參數(shù)值。
預(yù)先確定識(shí)別結(jié)果和來自輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68的通知對(duì)各個(gè)欲望參數(shù)值變化量ΔI[k]的影響，從而例如，來自輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68的通知大大影響‘疲勞’參數(shù)值的變化量ΔI[k]。
在本實(shí)施例中，各個(gè)情感類型和各個(gè)欲望(本能)的參數(shù)在0至100的范圍內(nèi)進(jìn)行變化，同時(shí)還為各個(gè)情感類型和各個(gè)欲望單獨(dú)設(shè)置系數(shù)值ke和ki。
如圖6所示，中間件層40的輸出語義轉(zhuǎn)換器模塊68將如上所述由應(yīng)用層41的行為開關(guān)模塊71提供的抽象行為命令，如‘向前走’、‘快樂’、‘哭泣’和‘跟蹤(追球)’發(fā)送到輸出系統(tǒng)69的信號(hào)處理模塊61到67。
給定一個(gè)行為命令，信號(hào)處理模塊61到67根據(jù)該行為命令，生成要提供給相關(guān)調(diào)節(jié)器251到25n(圖4)用來執(zhí)行行為的伺服命令值，要從揚(yáng)聲器24(圖4)輸出的聲音語音數(shù)據(jù)和/或要提供給‘眼睛’LED的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，并且按照該次序通過機(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4)將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)調(diào)節(jié)器251到25n、揚(yáng)聲器24或LED。
因此，機(jī)器人裝置1能夠根據(jù)控制程序執(zhí)行自動(dòng)行為，以響應(yīng)它自己的內(nèi)部狀態(tài)、周圍狀態(tài)(外部狀態(tài))或者來自用戶的命令或動(dòng)作。
在下面說明中，首先對(duì)機(jī)器人裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，然后對(duì)本發(fā)明的相關(guān)部分進(jìn)行說明。
(3)通過應(yīng)用本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)通過應(yīng)用本發(fā)明，具有上述結(jié)構(gòu)的機(jī)器人裝置能夠響應(yīng)另一機(jī)器人裝置的動(dòng)作而進(jìn)行工作。這使得多個(gè)機(jī)器人裝置可以相互進(jìn)行對(duì)話。而且，該機(jī)器人裝置可以與具有不同對(duì)話功能的另一機(jī)器人裝置進(jìn)行對(duì)話。首先，對(duì)根據(jù)本發(fā)明能夠與具有不同對(duì)話功能的機(jī)器人裝置進(jìn)行對(duì)話的本發(fā)明機(jī)器人裝置進(jìn)行說明，隨后對(duì)能夠進(jìn)行基于相同對(duì)話功能的對(duì)話的本發(fā)明機(jī)器人裝置進(jìn)行說明。
(3-1)與具有不同對(duì)話功能的機(jī)器人裝置進(jìn)行對(duì)話的機(jī)器人裝置本發(fā)明的機(jī)器人裝置能夠與具有不同對(duì)話功能的另一機(jī)器人裝置進(jìn)行對(duì)話。
具有不同對(duì)話功能的機(jī)器人裝置例如是不同機(jī)器類型的機(jī)器人裝置、從不同制造商提供的機(jī)器人裝置以及由同一制造商生產(chǎn)但是類型號(hào)碼或型號(hào)不同的機(jī)器人裝置。在本實(shí)施例中，假定與具有通過音階命令進(jìn)行控制的對(duì)話功能的其它機(jī)器人裝置進(jìn)行對(duì)話，作出說明。在這種情況下，作為對(duì)話對(duì)方的其它機(jī)器人裝置在其待命狀態(tài)下，當(dāng)識(shí)別出由音階聲音組成的音階命令時(shí)，發(fā)出例如‘pi-ro-lin’作為預(yù)設(shè)動(dòng)作。
通過本發(fā)明的本實(shí)施例機(jī)器人裝置，它具有這種音階命令輸出功能，并且例如通過同步動(dòng)作對(duì)其它機(jī)器人裝置的動(dòng)作作出反應(yīng)，并且通過音階命令控制它的動(dòng)作，用戶能夠欣賞機(jī)器人裝置間的反應(yīng)動(dòng)作，作為機(jī)器人裝置的對(duì)話。
本發(fā)明的機(jī)器人裝置以在下面說明中將要闡明的方式實(shí)現(xiàn)與其它機(jī)器人裝置的對(duì)話。在本說明中，本實(shí)施例的機(jī)器人裝置稱作主機(jī)器人裝置，并且具有與主機(jī)器人裝置不同對(duì)話功能的機(jī)器人裝置稱作副機(jī)器人裝置。
主機(jī)器人裝置包括動(dòng)作檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)包含在由作為其它機(jī)器人裝置的副機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出裝置，用于輸出由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。具體地說，主機(jī)器人裝置包括如上所述的CPU 10。具體地說，CPU 10將上述裝置實(shí)現(xiàn)為具有如下功能動(dòng)作檢測(cè)功能，檢測(cè)包含在由副機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出功能，輸出由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。也就是，CPU 10通過各種信號(hào)處理模塊實(shí)現(xiàn)上述功能。
主機(jī)器人裝置還包括用于與副機(jī)器人裝置交換信息的通信裝置。在此的信息是通過音階聲音來交換的信息。因此，通信裝置通過揚(yáng)聲器24實(shí)現(xiàn)信息發(fā)送/接收。該信息也是表示動(dòng)作意義的意義信息。例如，該信息可以是表示動(dòng)作本身或包含在動(dòng)作中的情感的意義信息。
具有上述結(jié)構(gòu)的主機(jī)器人裝置通過一系列處理動(dòng)作如所謂的對(duì)話模式，實(shí)現(xiàn)與副機(jī)器人裝置的對(duì)話功能。具體地說，主機(jī)器人裝置通過圖8所示的行為模型之一，例如對(duì)話行為模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)話功能。
具有這種功能的主機(jī)器人裝置識(shí)別‘情感表達(dá)聲音’，如‘pi-ro-lin’，這是副機(jī)器人裝置在如圖11所示的空閑狀態(tài)ST1下發(fā)出的聲音信號(hào)。這時(shí)，主機(jī)器人裝置檢測(cè)副機(jī)器人裝置的存在，從而獲悉副機(jī)器人裝置處在附近的位置。該識(shí)別表示主機(jī)器人裝置處于準(zhǔn)備開始或發(fā)起對(duì)話功能的預(yù)設(shè)條件和預(yù)設(shè)狀態(tài)下(例如，對(duì)話行為模型)。
空閑狀態(tài)ST1是主機(jī)器人裝置自動(dòng)行動(dòng)的狀態(tài)，也就是機(jī)器人裝置根據(jù)外部環(huán)境或響應(yīng)其自己的情感狀態(tài)而自動(dòng)行動(dòng)的狀態(tài)。
當(dāng)識(shí)別出由副機(jī)器人裝置發(fā)出的情感表達(dá)聲音時(shí)，主機(jī)器人裝置使副機(jī)器人裝置變換到‘坐下’姿態(tài)。需要說明的是，主機(jī)器人裝置不一定非要使副機(jī)器人裝置變換到‘坐下’姿態(tài)，而可以使副機(jī)器人裝置變換到其它姿態(tài)或者繼續(xù)它的自動(dòng)行為。
主機(jī)器人裝置然后變到命令產(chǎn)生狀態(tài)ST2，以產(chǎn)生由音階聲音組成的音階命令。例如，主機(jī)器人裝置隨機(jī)生成音階命令。
具體地說，主機(jī)器人裝置包括由各種音階命令組成的數(shù)據(jù)庫。需要說明的是，各種音階命令與要由副機(jī)器人裝置執(zhí)行的各個(gè)不同動(dòng)作內(nèi)容相關(guān)聯(lián)，并且這些音階聲音對(duì)應(yīng)于聲音名稱的不同組合。形成主機(jī)器人裝置數(shù)據(jù)庫的音階命令是所謂聲音命令器的音階命令，以控制例如副機(jī)器人裝置。
例如，主機(jī)器人裝置包括由音階命令的音階聲音模式和命令內(nèi)容構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫，如圖12所示。命令內(nèi)容是動(dòng)作內(nèi)容，如由副機(jī)器人裝置在識(shí)別出相應(yīng)音階模式時(shí)執(zhí)行的發(fā)音動(dòng)作。同時(shí)，通過音階命令實(shí)現(xiàn)的命令不限于發(fā)音命令，而是可以包括例如姿態(tài)變換命令。
主機(jī)器人裝置采用這種方式所擁有的音階命令可以在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行登記，也可以在以后進(jìn)行重新登記或更新。主機(jī)器人裝置隨機(jī)選擇例如數(shù)據(jù)庫中的音階命令，并且輸出所選擇的音階命令。
主機(jī)器人裝置還可以輸出與動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的音階命令。通常，音階命令保持為用于控制機(jī)器人裝置的信號(hào)模式，并且以對(duì)機(jī)器人裝置有意義的方式進(jìn)行處理。然而，對(duì)于人而言，這些命令是沒有意義的。因此，通過使主機(jī)器人裝置輸出與音階命令相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作，用戶能夠理解音階命令的意義。
在輸出音階命令的時(shí)候，主機(jī)器人裝置進(jìn)入等待副機(jī)器人裝置反應(yīng)的狀態(tài)ST3。主機(jī)器人裝置在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)保持它的反應(yīng)等待狀態(tài)ST3。
當(dāng)識(shí)別出由主機(jī)器人裝置發(fā)出的音階命令時(shí)，副機(jī)器人裝置根據(jù)音階命令輸出情感表達(dá)聲音。然而，副機(jī)器人裝置是否必定響應(yīng)音階命令是不能確定的。原因是副機(jī)器人裝置可能已通過它自己的自動(dòng)行為移到某遠(yuǎn)處，或者由于例如環(huán)境噪音不能檢測(cè)到音階命令。為了解決這一問題，主機(jī)器人裝置提供各種動(dòng)作來響應(yīng)副機(jī)器人裝置的反應(yīng)。
當(dāng)副機(jī)器人裝置已輸出情感表達(dá)聲音以響應(yīng)由主機(jī)器人裝置發(fā)出的音階命令時(shí)，主機(jī)器人裝置識(shí)別出該情感表達(dá)聲音，并且輸出相同的情感表達(dá)聲音。例如，主機(jī)器人裝置讀出并輸出副機(jī)器人裝置的情感表達(dá)聲音，該情感表達(dá)聲音從一開始就由主機(jī)器人裝置保存在數(shù)據(jù)庫中。
用戶能夠欣賞在主機(jī)器人裝置與輔機(jī)器人裝置之間所執(zhí)行的動(dòng)作，作為這些機(jī)器人裝置間的對(duì)話。
當(dāng)識(shí)別出情感表達(dá)聲音(音階反應(yīng)聲音)時(shí)，主機(jī)器人裝置對(duì)變量NumResponse加1，同時(shí)將變量NumTimup設(shè)為0。需要說明的是，變量NumResponse是表示副機(jī)器人裝置反應(yīng)次數(shù)的變量。當(dāng)進(jìn)入對(duì)話功能處理或模式時(shí)，該變量NumResponse設(shè)為初始值0。另一方面，變量NumTimup是表示副機(jī)器人裝置不能對(duì)主機(jī)器人裝置發(fā)出的音階命令作出反應(yīng)的次數(shù)。該值在下面稱作無反應(yīng)次數(shù)。例如，根據(jù)在預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)副機(jī)器人裝置的反應(yīng)，確定副機(jī)器人裝置不能對(duì)命令作出反應(yīng)。當(dāng)進(jìn)入對(duì)話功能處理或模式時(shí)，該變量NumTimup也設(shè)為初始值0。
副機(jī)器人裝置的情感識(shí)別是通過提供顯示音階反應(yīng)聲音和對(duì)應(yīng)情感的表并且對(duì)所檢測(cè)的音階反應(yīng)聲音參考該表來實(shí)現(xiàn)的。不提供這種表也是可能的，在這種情況下，根據(jù)對(duì)音階反應(yīng)的檢測(cè)聲音進(jìn)行基音、功率等的分析，對(duì)情感進(jìn)行識(shí)別。
當(dāng)副機(jī)器人裝置1已作出反應(yīng)時(shí)，主機(jī)器人裝置執(zhí)行預(yù)設(shè)動(dòng)作作為下一反應(yīng)動(dòng)作。
主機(jī)器人裝置根據(jù)上述NumResponse的值執(zhí)行動(dòng)作。主機(jī)器人裝置使用該變量NumResponse作為決定動(dòng)作的變量。具體地說，主機(jī)器人裝置具有各種動(dòng)作，如動(dòng)作(1)、動(dòng)作(2)、動(dòng)作(3)...，并且通過動(dòng)作(NumResponse)確定其中之一作為副機(jī)器人裝置的動(dòng)作。
變量NumResponse表示由主機(jī)器人裝置識(shí)別出的副機(jī)器人裝置反應(yīng)次數(shù)。因此，該數(shù)越大，副機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)就越多。大體上，如在交談或?qū)υ挼那闆r下，對(duì)于別人表達(dá)高興的動(dòng)作，反應(yīng)一般都是給他或她高興的表情?；谶@種考慮，動(dòng)作(1)、動(dòng)作(2)、動(dòng)作(3)...這些動(dòng)作定義為表示‘高興’的動(dòng)作以這一次序逐漸加強(qiáng)這種方式。
在反應(yīng)動(dòng)作狀態(tài)ST4下，主機(jī)器人裝置根據(jù)當(dāng)前變量NumResponse，從如上定義的動(dòng)作中選擇動(dòng)作(NumResponse)，以執(zhí)行動(dòng)作。也就是，如果變量NumResponse為1到5，主機(jī)器人裝置使得執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作(NumResponse)，再次變到命令發(fā)出狀態(tài)ST2，以隨機(jī)選擇音階命令來輸出所選的音階命令。在反應(yīng)等待狀態(tài)ST3下，主機(jī)器人裝置等待副機(jī)器人裝置的反應(yīng)。作為例子，如果副機(jī)器人裝置作出反應(yīng)，主機(jī)器人裝置使得再次執(zhí)行預(yù)設(shè)動(dòng)作，以響應(yīng)副機(jī)器人裝置的反應(yīng)動(dòng)作，將變量NumResponse加1。主機(jī)器人裝置然后執(zhí)行表示更高興的動(dòng)作，以響應(yīng)已加1的變量NumResponse。
當(dāng)變量NumResponse超過5時(shí)，主機(jī)器人裝置執(zhí)行動(dòng)作‘萬歲’(‘好哇’)作為動(dòng)作(6)，然后返回到空閑狀態(tài)ST1。也就是，主機(jī)器人裝置完成與副機(jī)器人裝置進(jìn)行對(duì)話的處理或模式，然后返回到自動(dòng)行為模式。
因此，主機(jī)器人裝置響應(yīng)副機(jī)器人裝置的反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)次數(shù)執(zhí)行可變動(dòng)作。用戶能夠欣賞在主機(jī)器人裝置與副機(jī)器人裝置之間所交換的動(dòng)作，作為機(jī)器人裝置間的對(duì)話。
需要說明的是，主機(jī)器人裝置表示‘高興’的動(dòng)作隨著副機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)的增加，變得更加強(qiáng)烈。對(duì)此，我們可以稱之為“動(dòng)作調(diào)整”。
如果在反應(yīng)等待狀態(tài)ST3的預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)不能識(shí)別出副機(jī)器人裝置的反應(yīng)，主機(jī)器人裝置執(zhí)行表示‘悲傷’的動(dòng)作。機(jī)器人裝置還將表示無反應(yīng)次數(shù)的變量NumTimup加1。沒有副機(jī)器人裝置的反應(yīng)的情況可能是這樣的情況副機(jī)器人裝置已通過它自己的自動(dòng)行為移到某遠(yuǎn)處，或者副機(jī)器人裝置由于例如環(huán)境噪音不能檢測(cè)到音階命令。
同時(shí)，甚至當(dāng)副機(jī)器人裝置不能作出反應(yīng)時(shí)，主機(jī)器人裝置也表達(dá)表示‘悲傷’的動(dòng)作。可以這樣說，在這種情況下，主機(jī)器人裝置識(shí)別出副機(jī)器人裝置不能作出反應(yīng)動(dòng)作。
在不能得到副機(jī)器人裝置的反應(yīng)時(shí)，主機(jī)器人裝置執(zhí)行前述動(dòng)作，并且再次在命令發(fā)出狀態(tài)ST2下隨機(jī)選擇音階命令，輸出所選的音階命令，然后再次在反應(yīng)等待狀態(tài)ST3下等待副機(jī)器人裝置的反應(yīng)。如果在該反應(yīng)等待狀態(tài)ST3下，主機(jī)器人裝置在預(yù)設(shè)次數(shù)內(nèi)最終都不能識(shí)別副機(jī)器人裝置的反應(yīng)，也就是，如果無反應(yīng)次數(shù)已達(dá)到預(yù)設(shè)值，它執(zhí)行更悲傷的動(dòng)作。在本例中，當(dāng)在四次內(nèi)最終都不能識(shí)別副機(jī)器人裝置的反應(yīng)時(shí)，也就是，如果表示無反應(yīng)次數(shù)的變量NumTimup超過3，主機(jī)器人裝置執(zhí)行表示‘更悲傷’的動(dòng)作，然后返回到空閑狀態(tài)ST1。
因此，在不能得到副機(jī)器人裝置的反應(yīng)時(shí)，主機(jī)器人裝置根據(jù)無反應(yīng)次數(shù)執(zhí)行可變動(dòng)作，從而用戶能夠欣賞在主機(jī)器人裝置與副機(jī)器人裝置之間所交換的動(dòng)作，作為機(jī)器人裝置間的對(duì)話。
同時(shí)，在本實(shí)施例中，要從前述反應(yīng)等待狀態(tài)ST3執(zhí)行‘更悲傷’的動(dòng)作的情況是在主機(jī)器人裝置多次變回的反應(yīng)等待狀態(tài)ST3下最終都沒有檢測(cè)到副機(jī)器人裝置的反應(yīng)這一情況。這是因?yàn)楫?dāng)在反應(yīng)等待狀態(tài)ST3下副機(jī)器人裝置已作出響應(yīng)時(shí)，將表示無反應(yīng)次數(shù)的變量NumTimup初始化為0。如果，在不能得到副機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置動(dòng)作的反應(yīng)時(shí)，副機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置的隨后動(dòng)作作出反應(yīng)，主機(jī)器人裝置執(zhí)行‘高興’動(dòng)作，并且將表示無反應(yīng)次數(shù)的變量NumTimup初始化為0。
當(dāng)然，上述處理不是限制性的。例如，可以對(duì)無反應(yīng)次數(shù)進(jìn)行連續(xù)計(jì)數(shù)，而不將變量NumTimup初始化為0來響應(yīng)副機(jī)器人裝置的反應(yīng)，也就是，不依賴于是否已作出反應(yīng)。
因此，主機(jī)器人裝置能夠根據(jù)副機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置動(dòng)作的反應(yīng)動(dòng)作(包括無反應(yīng)動(dòng)作)以及無反應(yīng)次數(shù)，執(zhí)行各種動(dòng)作。這使得用戶欣賞機(jī)器人裝置間的反應(yīng)動(dòng)作，作為機(jī)器人裝置間的對(duì)話，成為可能。
主機(jī)器人裝置通過控制原始型號(hào)或由其它制造商生產(chǎn)的機(jī)器人裝置(使用外部控制命令如音階命令控制其動(dòng)作)與它自己的動(dòng)作保持同步來實(shí)現(xiàn)這種對(duì)話。因此，用戶能夠欣賞同一制造商的不同型號(hào)機(jī)器人裝置間或者不同制造商的機(jī)器人裝置間的反應(yīng)動(dòng)作，作為機(jī)器人裝置間的對(duì)話。
(3-2)進(jìn)行基于相同對(duì)話功能的對(duì)話的機(jī)器人裝置下面將對(duì)本發(fā)明的根據(jù)兩個(gè)機(jī)器人裝置間的對(duì)話功能所進(jìn)行的對(duì)話進(jìn)行說明。在此說明的每個(gè)裝置具有相同的對(duì)話功能，這使得兩個(gè)機(jī)器人裝置可以相互進(jìn)行對(duì)話。
每個(gè)機(jī)器人裝置包括動(dòng)作檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)包含在由對(duì)方機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出裝置，用于輸出由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。具體地說，主機(jī)器人裝置通過它的CPU實(shí)現(xiàn)如下功能動(dòng)作檢測(cè)功能，檢測(cè)包含在由對(duì)方機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出功能，輸出由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。也就是，CPU 10通過各種信號(hào)處理模塊實(shí)現(xiàn)這些功能。
兩個(gè)機(jī)器人裝置都構(gòu)造為當(dāng)處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)輸出預(yù)設(shè)動(dòng)作。因此，當(dāng)處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)，一個(gè)機(jī)器人裝置通過動(dòng)作輸出功能輸出預(yù)設(shè)動(dòng)作，另一機(jī)器人裝置輸出由前述機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
這兩個(gè)機(jī)器人裝置具有彼此類似的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)與對(duì)方機(jī)器人裝置的對(duì)話。下面將參照?qǐng)D13對(duì)這兩個(gè)機(jī)器人裝置間的對(duì)話進(jìn)行說明。
這兩個(gè)機(jī)器人裝置都處于空閑狀態(tài)ST11、ST21，如圖13所示。當(dāng)處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)，一個(gè)機(jī)器人裝置執(zhí)行它的動(dòng)作，從而開始這兩個(gè)機(jī)器人裝置間的對(duì)話。其中，處于預(yù)設(shè)狀態(tài)下的機(jī)器人裝置表示例如機(jī)器人裝置具有情感概率或級(jí)別特定值，或者機(jī)器人裝置識(shí)別出其它機(jī)器人裝置的存在。情感級(jí)別是上述情感的參數(shù)值。通過以預(yù)設(shè)采樣間距進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以檢測(cè)機(jī)器人裝置是否處于該預(yù)設(shè)狀態(tài)。如果在該采樣時(shí)刻不能檢測(cè)到預(yù)設(shè)狀態(tài)，主機(jī)器人裝置可以認(rèn)為這種狀態(tài)超時(shí)，從而返回到空閑狀態(tài)ST11。在預(yù)設(shè)狀態(tài)下并且首先執(zhí)行對(duì)話動(dòng)作的機(jī)器人裝置稱作‘主機(jī)器人裝置’，另一機(jī)器人裝置則稱作‘接收機(jī)器人裝置’。
當(dāng)處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)，每個(gè)機(jī)器人裝置都輸出預(yù)設(shè)動(dòng)作。因此，根據(jù)處于預(yù)設(shè)狀態(tài)的時(shí)刻，‘另一機(jī)器人裝置’可以是主機(jī)器人裝置，剩下的機(jī)器人裝置則為接收機(jī)器人裝置。也就是，每個(gè)機(jī)器人裝置根據(jù)情況都可以變?yōu)椤鳈C(jī)器人裝置’或‘接收機(jī)器人裝置’。
首先在預(yù)設(shè)狀態(tài)下開始或發(fā)起對(duì)話功能從而成為主機(jī)器人裝置的機(jī)器人裝置發(fā)出‘Yahhoo！’和‘音階聲音(1)’作為動(dòng)作ST12。需要說明的是，‘Yahhoo！’是作為語言的發(fā)音，而‘音階聲音(1)’是音階聲音，如‘pi-po-paa’，只是一個(gè)聲音序列。在下面說明中，以音階聲音(2)、(3)和(4)...作為音階聲音的例子。其中每一個(gè)都具有不同的音階模式。音階聲音(2)、(3)和(4)...代表在現(xiàn)有技術(shù)中作為音階命令進(jìn)行建立的技術(shù)。
同時(shí)，輸出與如‘Yahhoo！’的發(fā)音相關(guān)聯(lián)的音階聲音，在這種情況下，作為對(duì)話對(duì)方的接收機(jī)器人裝置不能識(shí)別語言‘Yahhoo！’發(fā)音動(dòng)作的意義。因此，如果機(jī)器人裝置能夠識(shí)別該動(dòng)作的意義，那么音階聲音就沒有必要。也就是，當(dāng)對(duì)方裝置不能理解該動(dòng)作的意義時(shí)，即當(dāng)發(fā)音動(dòng)作是長(zhǎng)文本時(shí)，與動(dòng)作一起同時(shí)輸出音階聲音。在這種情況下，音階聲音用作機(jī)器人裝置間的有效對(duì)話手段。
接收機(jī)器人裝置識(shí)別主機(jī)器人裝置的這種發(fā)音，以從空閑狀態(tài)ST21變到反應(yīng)動(dòng)作ST22。也就是，接收機(jī)器人裝置以主機(jī)器人裝置的發(fā)音作為觸發(fā)，啟動(dòng)它的對(duì)話功能。
接收機(jī)器人裝置發(fā)出‘Yahhoo！’和‘音階聲音(2)作為反應(yīng)動(dòng)作ST22。接收機(jī)器人裝置通過由主機(jī)器人裝置發(fā)出的‘Yahhoo！’和‘音階聲音(1)’中的‘音階聲音(1)’，識(shí)別主機(jī)器人裝置的發(fā)音。
如上所述，音階聲音是已經(jīng)建立為控制機(jī)器人裝置中音階命令的技術(shù)。通過應(yīng)用如此建立的音階識(shí)別系統(tǒng)，機(jī)器人裝置1通過音階聲音的音階聲音模式，準(zhǔn)確地識(shí)別命令。
主機(jī)器人裝置識(shí)別接收機(jī)器人裝置的‘音階聲音(2)’發(fā)音，并且發(fā)出‘高興’和‘聲音(3)’作為它的反應(yīng)動(dòng)作ST13。重復(fù)對(duì)對(duì)方動(dòng)作的反應(yīng)動(dòng)作，同時(shí)反應(yīng)動(dòng)作內(nèi)容發(fā)生改變。
也就是，接收機(jī)器人裝置識(shí)別主機(jī)器人裝置的‘音階聲音(3)’發(fā)音，并且發(fā)出‘冷靜’和‘音階聲音(4)’作為反應(yīng)動(dòng)作ST23。其中，‘冷靜’是表示例如‘要冷靜’內(nèi)容的發(fā)音。主機(jī)器人裝置識(shí)別‘音階聲音(4)’發(fā)音，并且發(fā)出‘高興！’和‘音階聲音(5)’作為它的反應(yīng)動(dòng)作ST14。其中，‘高興！’只是‘高興’的強(qiáng)化表達(dá)。接收機(jī)器人裝置識(shí)別主機(jī)器人裝置的‘音階聲音(5)’的發(fā)音，并且發(fā)出‘高興’和‘音階聲音(6)’作為它的反應(yīng)動(dòng)作ST24。主機(jī)器人裝置然后識(shí)別接收機(jī)器人裝置的‘音階聲音(6)’發(fā)音，并且發(fā)出‘滿意’作為對(duì)話動(dòng)作的最后動(dòng)作。與此保持一致，接收機(jī)器人裝置類似地發(fā)出‘滿意’，與主機(jī)器人裝置的發(fā)音保持同時(shí)性。
采用這種方式，充當(dāng)主機(jī)器人裝置和接收機(jī)器人裝置的兩個(gè)機(jī)器人裝置能夠?qū)?duì)方的動(dòng)作作出反應(yīng)，從而用戶能夠欣賞機(jī)器人裝置間的反應(yīng)動(dòng)作，作為機(jī)器人裝置間的對(duì)話。
如上所述，通過采用現(xiàn)有技術(shù)的音階聲音識(shí)別系統(tǒng)，可以識(shí)別對(duì)方的動(dòng)作。當(dāng)然，這不是限制性的，一個(gè)機(jī)器人裝置也可以直接識(shí)別由機(jī)器人裝置發(fā)出的有意義的語言，如‘Yahhoo！’以采取反應(yīng)動(dòng)作，從而用戶能夠認(rèn)為機(jī)器人裝置的對(duì)話是更現(xiàn)實(shí)的對(duì)話。
在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)不能得到對(duì)方機(jī)器人裝置的反應(yīng)，該狀態(tài)可以認(rèn)為處于超時(shí)狀態(tài)，再次返回到空閑狀態(tài)。
在圖14到16中，按時(shí)間發(fā)生順序表示通過上述對(duì)話功能實(shí)現(xiàn)的機(jī)器人裝置(主機(jī)器人裝置和接收機(jī)器人裝置)之間的反應(yīng)動(dòng)作。
圖14示出在主機(jī)器人裝置和接收機(jī)器人裝置都處于高興情況下的對(duì)話交換，圖15示出在主機(jī)器人裝置處于氣憤并且接收機(jī)器人裝置遭到斥責(zé)情況下的對(duì)話交換，并且圖16示出在主機(jī)器人裝置發(fā)出一個(gè)命令并且接收機(jī)器人裝置對(duì)該命令進(jìn)行響應(yīng)的情況下的對(duì)話交換。這些可變對(duì)話功能可以實(shí)現(xiàn)為行為模型。
具體地說，當(dāng)主機(jī)器人裝置發(fā)出‘Yahhoo！’時(shí)，接收機(jī)器人裝置發(fā)出‘Yahhoo！’作為反應(yīng)動(dòng)作。其中，如果可能相對(duì)容易地理解這種發(fā)音，則不需要輸出音階聲音。也就是，如果能夠容易地識(shí)別如‘Yahhoo！’的發(fā)音，那么主機(jī)器人裝置只發(fā)出‘Yahhoo！’，而無需輸出相應(yīng)的音階聲音，對(duì)方機(jī)器人裝置然后識(shí)別該‘Yahhoo！’。
主機(jī)器人裝置對(duì)接收機(jī)器人裝置的‘Yahhoo！’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，發(fā)出‘高興’和‘音階聲音(音階命令)’，同時(shí)接收機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置的‘高興’和‘音階聲音’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，發(fā)出‘冷靜’和‘音階聲音’。主機(jī)器人裝置再次對(duì)接收機(jī)器人裝置的‘高興’和‘音階聲音’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，識(shí)別‘音階聲音’發(fā)音并且發(fā)出‘高興’和‘音階聲音’。接收機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置的‘高興！’和‘音階聲音’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，識(shí)別‘音階聲音’發(fā)音并且發(fā)出‘高興’和‘音階聲音’。主機(jī)器人裝置對(duì)接收機(jī)器人裝置的‘高興’和‘音階聲音’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，發(fā)出‘舒適’作為對(duì)話的最后動(dòng)作，同時(shí)接收機(jī)器人裝置與之保持同時(shí)性發(fā)出‘舒適’作為對(duì)話的最后動(dòng)作。
圖15示出在主機(jī)器人裝置處于氣憤并且接收機(jī)器人裝置遭到斥責(zé)情況下的交換。在這種情況下，當(dāng)主機(jī)器人裝置發(fā)出‘Yahhoo！’時(shí)，接收機(jī)器人裝置發(fā)出‘Yahhoo！’作為反應(yīng)動(dòng)作。主機(jī)器人裝置對(duì)接收機(jī)器人裝置的‘Yahhoo！’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，發(fā)出‘氣憤’和‘音階聲音(音階命令)’，同時(shí)接收機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置的‘氣憤’和‘音階聲音’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，識(shí)別‘音階聲音’發(fā)音并且發(fā)出‘冷靜’和‘音階聲音’。主機(jī)器人裝置對(duì)接收機(jī)器人裝置的‘冷靜’和‘音階聲音’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，識(shí)別‘音階聲音’發(fā)音并且發(fā)出‘氣憤’和‘音階聲音’。接收機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置的‘氣憤’和‘音階聲音’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，識(shí)別‘音階聲音’發(fā)音并且發(fā)出‘悲傷’和‘音階聲音’。主機(jī)器人裝置對(duì)‘悲傷’和‘音階聲音’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，發(fā)出‘氣憤’作為對(duì)話的最后動(dòng)作。與之保持同時(shí)性，接收機(jī)器人裝置發(fā)出‘悲傷’作為對(duì)話的最終動(dòng)作。
對(duì)于圖16所示的在主機(jī)器人裝置發(fā)出一個(gè)命令并且接收機(jī)器人裝置對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)情況下的交換，主機(jī)器人裝置首先發(fā)出‘Yahhoo！’，同時(shí)接收機(jī)器人裝置對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)，并且發(fā)出‘Yahhoo！’。主機(jī)器人裝置抬起他或她的右手(右前肢)，并且發(fā)出‘音階聲音(音階命令)’，以響應(yīng)接收機(jī)器人裝置的發(fā)音‘Yahhoo！’，同時(shí)接收機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置的抬起他或她的右手(右前肢)動(dòng)作和‘音階聲音(音階命令)’發(fā)音進(jìn)行響應(yīng)，識(shí)別‘音階’發(fā)音并且執(zhí)行右轉(zhuǎn)他或她身體的動(dòng)作。
雖然接收機(jī)器人裝置能夠通過音階聲音向主機(jī)器人裝置通知?jiǎng)幼鞯慕Y(jié)束，但是主機(jī)器人裝置也可以執(zhí)行時(shí)間管理，以檢測(cè)接收方動(dòng)作的結(jié)束。例如，主機(jī)器人裝置可以保存右轉(zhuǎn)接收機(jī)器人裝置身體的執(zhí)行時(shí)間，測(cè)量自從抬起右手或發(fā)出音階聲音開始過去的時(shí)間，并且將測(cè)量時(shí)間與它所保存的右轉(zhuǎn)執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行比較，以掌握實(shí)際正在進(jìn)行的接收機(jī)器人裝置右轉(zhuǎn)軀干動(dòng)作的結(jié)束。
在檢測(cè)到接收機(jī)器人裝置右轉(zhuǎn)動(dòng)作結(jié)束之后，主機(jī)器人裝置執(zhí)行抬起左手(左前肢)的動(dòng)作，同時(shí)發(fā)出‘音階聲音(音階命令)’。接收機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置的抬起左手(左前肢)動(dòng)作和‘音階聲音(音階命令)’進(jìn)行響應(yīng)，識(shí)別‘音階聲音’發(fā)音，并且執(zhí)行左轉(zhuǎn)其軀干的動(dòng)作。主機(jī)器人裝置然后自從抬起左手或發(fā)出音階聲音開始過去的時(shí)間，并且將其與它所保存的左轉(zhuǎn)執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行比較，以獲悉實(shí)際正在執(zhí)行的左轉(zhuǎn)接收機(jī)器人裝置動(dòng)作的結(jié)束。
在檢測(cè)到接收機(jī)器人裝置左轉(zhuǎn)動(dòng)作結(jié)束之后，主機(jī)器人裝置執(zhí)行抬起雙手(兩個(gè)前肢)的動(dòng)作，同時(shí)發(fā)出‘音階聲音(音階命令)’。接收機(jī)器人裝置對(duì)主機(jī)器人裝置的抬起雙手(兩個(gè)前肢)動(dòng)作和發(fā)音(音階命令)進(jìn)行響應(yīng)，識(shí)別‘音階聲音’發(fā)音，并且執(zhí)行向前移動(dòng)的動(dòng)作。
采用這種方式，在主機(jī)器人裝置發(fā)出一個(gè)命令并且接收機(jī)器人裝置對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)的情況下進(jìn)行交換。
如前面參照?qǐng)D14到16的說明，機(jī)器人裝置能夠?qū)崿F(xiàn)與對(duì)方機(jī)器人的各種對(duì)話。
在上述實(shí)施例中，通過音階聲音發(fā)生機(jī)器人裝置間的通信。然而，這不是限制性的，例如，可以通過紅外線在機(jī)器人裝置之間發(fā)送或接收信息。
同樣，在上述實(shí)施例中，主要是根據(jù)聲音輸出或發(fā)音動(dòng)作進(jìn)行機(jī)器人裝置動(dòng)作的對(duì)話。這也不是限制性的，也可以通過驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)部件如前后肢進(jìn)行對(duì)話。在這種情況下，機(jī)器人裝置通過圖象識(shí)別裝置如CCD攝像機(jī)20識(shí)別對(duì)方的動(dòng)作。如果識(shí)別機(jī)器人裝置的運(yùn)動(dòng)仍然相當(dāng)困難，可以與機(jī)器人裝置的運(yùn)動(dòng)保持一致輸出例如音階聲音，以允許通過音階聲音識(shí)別運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的意義，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人裝置間的可靠對(duì)話。
如果機(jī)器人裝置自動(dòng)生成的發(fā)音句子難以理解，通過同時(shí)輸出作為音階聲音的內(nèi)容信息，對(duì)方機(jī)器人裝置能夠可靠地遵循該復(fù)雜文本進(jìn)行行動(dòng)。
工業(yè)可應(yīng)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，機(jī)器人裝置能夠通過動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息，使動(dòng)作輸出裝置輸出由動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，從而機(jī)器人裝置能夠響應(yīng)其它機(jī)器人裝置的動(dòng)作進(jìn)行工作，以提高機(jī)器人裝置的娛樂性。
權(quán)利要求
1.一種具有動(dòng)作部件的移動(dòng)機(jī)器人裝置，包括動(dòng)作檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；動(dòng)作部件控制裝置，用于根據(jù)由所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息，控制所述動(dòng)作部件；以及測(cè)量裝置，用于測(cè)量由所述動(dòng)作部件輸出的動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的所述其它機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)；所述動(dòng)作部件控制裝置根據(jù)所述其它機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)，通過所述動(dòng)作部件輸出動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人裝置，其中，所述信息是所述其它機(jī)器人裝置的情感信息。
3.一種機(jī)器人裝置，包括動(dòng)作檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出裝置，用于輸出由所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器人裝置，其中，所述信息是有關(guān)所述動(dòng)作的意義的信息。
5.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器人裝置，其中，輸出動(dòng)作是輸出聲音信號(hào)的輸出動(dòng)作。
6.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器人裝置，其中，機(jī)器人裝置根據(jù)外部環(huán)境和/或內(nèi)部狀態(tài)改變情感，并且根據(jù)所述情感執(zhí)行自動(dòng)行為。
7.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器人裝置，其中，所述其它機(jī)器人裝置根據(jù)外部環(huán)境和/或內(nèi)部狀態(tài)改變情感，并且在所述動(dòng)作中表達(dá)情感，以輸出所述動(dòng)作；并且其中所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)在所述動(dòng)作中表現(xiàn)的情感，作為所述信息。
8.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器人裝置，進(jìn)一步包括通信裝置，用于與所述其它機(jī)器人裝置進(jìn)行信息發(fā)送/接收。
9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)器人裝置，其中，所述通信裝置發(fā)送與由所述動(dòng)作輸出裝置輸出的動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的有關(guān)所述動(dòng)作意義的信息。
10.如權(quán)利要求9所述的機(jī)器人裝置，其中，機(jī)器人裝置將可以由所述其它機(jī)器人裝置檢測(cè)的所述意義信息作為數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存；所述通信裝置發(fā)送與由所述動(dòng)作輸出裝置輸出的動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的所述意義信息。
11.如權(quán)利要求8所述的機(jī)器人裝置，其中，機(jī)器人裝置通過所述通信裝置，接收與由所述其它機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的由所述其它機(jī)器人裝置發(fā)送的所述動(dòng)作意義信息；所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)由所述通信裝置接收的所述意義信息，作為包含在所述動(dòng)作中的信息。
12.如權(quán)利要求11所述的機(jī)器人裝置，其中，機(jī)器人裝置將由所述其它機(jī)器人裝置發(fā)送的所述意義信息作為數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存；所述動(dòng)作檢測(cè)裝置從由所述通信裝置接收的信號(hào)中根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫選擇所述意義信息，以檢測(cè)所選意義信息作為包含在所述動(dòng)作中的信息。
13.如權(quán)利要求8所述的機(jī)器人裝置，其中，所述通信裝置通過音階聲音執(zhí)行通信。
14.如權(quán)利要求8所述的機(jī)器人裝置，其中，所述通信裝置通過紅外線信號(hào)執(zhí)行通信。
15.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器人裝置，其中，動(dòng)作輸出裝置當(dāng)處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)輸出預(yù)設(shè)動(dòng)作。
16.如權(quán)利要求15所述的機(jī)器人裝置，其中，機(jī)器人裝置根據(jù)外部環(huán)境和/或內(nèi)部狀態(tài)改變情感；并且其中當(dāng)作為所述預(yù)設(shè)狀態(tài)情感級(jí)別處于預(yù)設(shè)級(jí)別時(shí)，所述動(dòng)作輸出裝置在它的動(dòng)作中表達(dá)情感，以輸出結(jié)果動(dòng)作。
17.如權(quán)利要求15所述的機(jī)器人裝置，其中，當(dāng)作為所述預(yù)設(shè)狀態(tài)檢測(cè)到存在所述其它機(jī)器人裝置時(shí)，輸出所述預(yù)設(shè)動(dòng)作。
18.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器人裝置，其中，所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)包含在其它機(jī)器人裝置處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)輸出的動(dòng)作中的信息。
19.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器人裝置，其中，所述動(dòng)作輸出裝置對(duì)由所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的所述信息進(jìn)行響應(yīng)，調(diào)整與由所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息相關(guān)聯(lián)的前面動(dòng)作，以輸出經(jīng)過調(diào)整的前面動(dòng)作，其中，前面動(dòng)作已引起所述其它機(jī)器人裝置的動(dòng)作。
20.如權(quán)利要求19所述的機(jī)器人裝置，其中，所述前面動(dòng)作是輸出音階聲音的動(dòng)作，并且其中所述動(dòng)作輸出裝置對(duì)所述音階聲音進(jìn)行調(diào)整，以輸出經(jīng)過調(diào)整的音階聲音。
21.一種用于控制具有動(dòng)作部件的移動(dòng)機(jī)器人裝置的動(dòng)作的方法，包括動(dòng)作檢測(cè)步驟，檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；動(dòng)作部件控制步驟，根據(jù)由所述動(dòng)作檢測(cè)步驟檢測(cè)的信息，控制所述動(dòng)作部件；以及測(cè)量步驟，用于測(cè)量由所述動(dòng)作部件輸出的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的所述其它機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)；所述動(dòng)作部件控制步驟根據(jù)所述其它機(jī)器人裝置的反應(yīng)次數(shù)，通過所述動(dòng)作部件輸出動(dòng)作。
22.如權(quán)利要求21所述的動(dòng)作控制方法，其中，所述信息是所述其它機(jī)器人裝置的情感信息。
23.一種用于控制機(jī)器人裝置的動(dòng)作的方法，包括動(dòng)作檢測(cè)步驟，檢測(cè)包含在由另一機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出步驟，使一個(gè)機(jī)器人裝置輸出由所述動(dòng)作檢測(cè)步驟檢測(cè)的信息所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
24.如權(quán)利要求23所述的動(dòng)作控制方法，其中，所述信息是有關(guān)所述動(dòng)作意義的信息。
25.如權(quán)利要求23所述的動(dòng)作控制方法，其中，輸出動(dòng)作是輸出聲音信號(hào)的輸出動(dòng)作。
26.如權(quán)利要求23所述的動(dòng)作控制方法，進(jìn)一步包括發(fā)送步驟，發(fā)送與在所述動(dòng)作輸出步驟輸出的動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的有關(guān)所述動(dòng)作意義的信息。
27.如權(quán)利要求23所述的動(dòng)作控制方法，進(jìn)一步包括接收步驟，接收與由所述其它機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的由所述其它機(jī)器人裝置發(fā)送的有關(guān)所述動(dòng)作的意義的信息；所述動(dòng)作檢測(cè)步驟檢測(cè)在所述接收步驟接收的所述意義信息，作為包含在所述動(dòng)作中的信息。
28.一種用于多個(gè)機(jī)器人裝置的動(dòng)作控制系統(tǒng)，響應(yīng)對(duì)方機(jī)器人裝置的動(dòng)作而執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，所述系統(tǒng)包括多個(gè)由如下裝置組成的機(jī)器人裝置動(dòng)作檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)包含在由所述對(duì)方機(jī)器人裝置輸出的動(dòng)作中的信息；以及動(dòng)作輸出裝置，用于輸出由所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的所述信息對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
29.如權(quán)利要求28所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，其中，所述信息是有關(guān)所述動(dòng)作意義的信息。
30.如權(quán)利要求28所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)動(dòng)作輸出裝置處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)，所述動(dòng)作輸出裝置輸出預(yù)設(shè)動(dòng)作；并且其中，一個(gè)機(jī)器人裝置當(dāng)處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)通過所述動(dòng)作輸出裝置輸出預(yù)設(shè)動(dòng)作，其它機(jī)器人裝置輸出由所述一個(gè)機(jī)器人裝置輸出的所述預(yù)設(shè)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
31.如權(quán)利要求30所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人裝置根據(jù)外部環(huán)境和/或內(nèi)部狀態(tài)改變它的情感；當(dāng)作為所述預(yù)設(shè)狀態(tài)達(dá)到情感預(yù)設(shè)級(jí)別時(shí)，所述動(dòng)作輸出裝置用動(dòng)作表達(dá)情感，輸出結(jié)果動(dòng)作。
32.如權(quán)利要求30所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)作為所述預(yù)設(shè)狀態(tài)檢測(cè)到存在其它機(jī)器人裝置時(shí)，輸出所述預(yù)設(shè)動(dòng)作。
33.如權(quán)利要求28所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，其中，所述動(dòng)作是輸出聲音的動(dòng)作。
34.如權(quán)利要求28所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，其中，所述動(dòng)作輸出裝置調(diào)整與由所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)的所述信息相關(guān)聯(lián)的前面動(dòng)作，以輸出經(jīng)過調(diào)整的前面動(dòng)作，其中，前面動(dòng)作已引起所述其它機(jī)器人裝置的動(dòng)作。
35.如權(quán)利要求28所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，其中，機(jī)器人裝置包括通信裝置，用于與對(duì)方機(jī)器人裝置進(jìn)行信息發(fā)送/接收；并且其中，一個(gè)機(jī)器人裝置通過所述通信裝置發(fā)送與由所述動(dòng)作輸出裝置輸出的動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的所述動(dòng)作意義信息；其它機(jī)器人裝置通過所述通信裝置接收所述意義信息，并且通過所述動(dòng)作檢測(cè)裝置檢測(cè)該意義信息，作為包含在所述動(dòng)作中的信息。
36.如權(quán)利要求35所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，其中，所述通信裝置通過音階聲音執(zhí)行通信。
37.如權(quán)利要求35所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制系統(tǒng)，其中，所述通信裝置通過紅外線執(zhí)行通信。
38.一種用于控制與對(duì)方機(jī)器人裝置動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的機(jī)器人裝置動(dòng)作的方法，所述方法包括動(dòng)作輸出步驟，當(dāng)一個(gè)機(jī)器人裝置處于預(yù)設(shè)狀態(tài)時(shí)，一個(gè)機(jī)器人輸出預(yù)設(shè)動(dòng)作；以及響應(yīng)動(dòng)作輸出步驟，其它機(jī)器人裝置輸出由所述一個(gè)機(jī)器人裝置輸出的所述預(yù)設(shè)動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
39.如權(quán)利要求38所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制方法，其中，所述信息是有關(guān)所述動(dòng)作意義的信息。
40.如權(quán)利要求38所述的機(jī)器人裝置動(dòng)作控制方法，其中，所述一個(gè)機(jī)器人裝置根據(jù)外部環(huán)境和/或內(nèi)部狀態(tài)改變情感；所述一個(gè)機(jī)器人裝置當(dāng)處于作為所述預(yù)設(shè)狀態(tài)的預(yù)設(shè)情感級(jí)別時(shí)，在動(dòng)作中表達(dá)‘悲傷’情感，以輸出結(jié)果動(dòng)作。
全文摘要
一種主機(jī)器人設(shè)備在命令生成狀態(tài)(ST2)下生成音階命令，進(jìn)入主機(jī)器人設(shè)備等待副機(jī)器人設(shè)備響應(yīng)的響應(yīng)等待狀態(tài)(ST3)。當(dāng)副機(jī)器人設(shè)備響應(yīng)由主機(jī)器人設(shè)備生成的音階命令而輸出情感表達(dá)聲音時(shí)，主機(jī)器人設(shè)備識(shí)別該情感表達(dá)聲音，并且輸出相同的情感表達(dá)聲音。主機(jī)器人設(shè)備根據(jù)作為響應(yīng)動(dòng)作狀態(tài)(ST4)下的響應(yīng)計(jì)數(shù)的變量(NumResponse)值，選擇動(dòng)作(NumResponse)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。
文檔編號(hào)G06N3/00GK1416381SQ01806444
公開日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2001年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月6日
發(fā)明者佐部浩太郎, 石井和夫 申請(qǐng)人:索尼公司