注视对方的行为自主型机器人制造技术

机器人具备：动作控制部，选择机器人的动作；驱动机构，执行由动作控制部选择的动作；眼控制部，使眼部图像显示在设置于机器人的显示屏；以及识别部，检测用户。眼控制部根据用户与机器人的相对位置，使包含在眼部图像中的瞳部区域变化。眼控制部可以在检测到用户的视线方向时或者用户位于规定范围时使瞳部区域变化。

Behavior autonomous robot looking at each other

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】注视对方的行为自主型机器人
本专利技术涉及一种根据内部状态或外部环境自主地作出行为选择的机器人。
技术介绍
人类为了寻求慰藉而饲养宠物。另一方面，有很多人因为无法充分确保照顾宠物的时间、没有养宠物的居住环境、有过敏反应、难以忍受生离死别等各种理由而放弃养宠物。假如存在扮演宠物角色的机器人，可能会为无法养宠物的人也带来宠物所能给予的那种慰藉(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000－323219号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题近年来，机器人技术正在急速发展，但尚未实现宠物这样的作为伴侶的存在感。这是因为我们认为机器人没有自由意志。人类通过观察宠物的只能解释为拥有自由意志的行为，感受宠物自由意志的存在，与宠物产生共鸣从而被宠物慰藉。宠物不能说话所以要用眼睛传达自己的心情。眼睛也被称为“心灵之窗”。注视对方意味着对对方有兴趣。人类在与宠物对视时会感到心灵相通，从而激发对宠物的亲昵之情。本专利技术人认为，为了使机器人发挥“作为生物的存在感”，机器人的眼睛的表现力，特别是“注视”控制是重要的。本专利技术是基于上述认知而完成的专利技术，其主要目的在于提出一种机器人注视用户时的合适的控制方法。用于解决问题的方案本专利技术的某一方案的行为自主型机器人具备：动作控制部，选择机器人的动作；驱动机构，执行由动作控制部选择的动作；眼控制部，使眼部图像显示于机器人的显示装置；以及识别部，检测用户。眼控制部根据用户与机器人的相对位置，改变包含在眼部图像中的瞳部区域。本专利技术的另一方案的行为自主型机器人具备：摄像头；温度检测传感器；动作控制部，选择机器人的动作；驱动机构，执行由动作控制部选择的动作；眼控制部，使眼部图像显示于机器人的显示装置；以及识别部，基于由摄像头获取到的拍摄图像或由温度检测传感器获取到的热分布图像来检测用户。识别部根据机器人与用户的位置关系来选择拍摄图像和热分布图像中的任一个，根据选择出的图像来确定用户的面部区域。眼控制部将确定出的面部区域设定为注视点，使包含在眼部图像中的瞳部区域根据注视点而移动。本专利技术的另一方案的行为自主型机器人具备：动作控制部，选择机器人的动作；驱动机构，执行由动作控制部选择的动作；眼控制部，使眼部图像显示于机器人的显示装置；以及识别部，检测用户的眼睛。眼控制部在设定用户的眼睛作为注视点的基础上，使包含在眼部图像中的瞳部区域根据注视点而移动，由此使机器人的视线朝向用户的眼睛，在机器人与用户的位置关系发生了变化的情况下，将变化后的用户的眼睛的位置设定为新的注视点，由此维持朝向用户的眼睛的机器人的视线。本专利技术的另一方案的行为自主型机器人具备：动作控制部，选择机器人的动作；驱动机构，执行由动作控制部选择的动作；眼控制部，使眼部图像显示于机器人的显示装置；以及识别部，检测用户。识别部还检测用户的视线方向。眼控制部在设定用户的眼睛作为注视点的基础上，使包含在眼部图像中的瞳部区域根据注视点而移动，由此使机器人的视线朝向用户的眼睛，在用户的视线脱离机器人时使注视点离开用户的眼睛。专利技术效果根据本专利技术，容易使机器人的观察者感觉到被机器人注视。附图说明图1的(a)是机器人的正面外观图，图1的(b)是机器人的侧面外观图。图2是概略性地表示机器人的构造的剖视图。图3是机器人系统的配置图。图4是情感地图的概念图。图5是机器人的硬件配置图。图6是机器人系统的功能框图。图7是眼部图像的外观图。图8是眼部图像的放大图。图9是表示眼部图像的生成方法的示意图。图10是用于说明视线方向与对象方向的关系的示意图。图11是观察对象位于机器人的左边时的机器人的外观图。图12的(a)是表示通常时的眼部图像的显示方式的图，图12的(b)是表示扁平时的眼部图像的显示方式的图，图12的(c)是表示从图12的(b)所示的眼部图像的斜向观察的视觉确认方式的图。图13是表示对象方向与显示屏和瞳部图像的观察方式的示意图。图14是用于说明固视微动的示意图。图15是观察对象位于机器人的上方时的机器人的外观图。图16是用于说明注视点的示意图。图17是右眼显示屏中的瞳部图像位于中央部位时的眼部图像的示意图。图18是右眼显示屏中的瞳部图像从中央部位偏离时的眼部图像的示意图。图19是用于说明眼睑图像与瞳部图像的联动的示意图。图20的(a)是表示睁眼前的瞳孔缩小状态的示意图，图20的(b)是表示闭眼中的通常状态的示意图，图20的(c)是表示刚睁眼的通常状态的示意图，图20的(d)是表示睁眼后的瞳孔缩小状态的示意图。图21的(a)是表示睁眼前的瞳孔放大状态的示意图，图21的(b)是表示闭眼中的通常状态的示意图，图21的(c)是表示刚睁眼的通常状态的示意图，图21的(d)是表示睁眼后的瞳孔放大状态的示意图。具体实施方式图1的(a)是机器人100的正面外观图。图1的(b)是机器人100的侧面外观图。本实施方式中的机器人100是基于外部环境和内部状态来决定行为、举动(Gesture)的行为自主型的机器人。外部环境通过摄像头、热敏传感器等各种传感器来识别。内部状态被量化为表现机器人100的情感的各种参数。对此在后文加以说明。机器人100原则上以主人家的房屋内为行动范围。以下，将与机器人100有关系的人称为“用户”，特别是将作为机器人100所属家庭的成员的用户称为“主人”。机器人100的主体104具有整体上圆润的形状，包括由聚氨酯、橡胶、树脂、纤维等柔软而具有弹性的材料形成的外皮。可以给机器人100着装。通过采用圆润而柔软的手感好的主体104，机器人100给予用户安心感和舒服的触感。机器人100总重量在15千克以下，优选10千克以下，进一步优选5千克以下。一半以上的婴儿到出生后13个月开始走路。出生后13个月的婴儿的平均体重为男孩略高于9千克、女孩略低于9千克。因此，如果机器人100的总重量为10千克以下，则用户只需耗费大致与抱起不会走路的婴儿同等的力气就能抱起机器人100。出生后2个月以内的婴儿的平均体重是男女均小于5千克。因此，如果机器人100的总重量在5千克以下，则用户耗费与抱起小婴同等的力气就能抱起机器人100。通过适度的重量和圆润感、柔软度、手感好等诸多属性，会实现用户容易抱起并且愿意抱起机器人100的效果。基于同样的理由，优选机器人100的身高在1.2米以下，理想的是0.7米以下。对本实施方式的机器人100而言，能抱起来是重要的设计理念。机器人100具备用于进行三轮行进的三个轮子。如图所示，包括一对前轮102(左轮102a、右轮102b)和一个后轮103。前轮102为驱动轮，后轮103为从动轮。前轮102不具有转向机构，但能独立控制旋转速度、旋转方向。后轮103由所谓的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行为自主型机器人，其特征在于，具备：/n动作控制部，选择机器人的动作；/n驱动机构，执行由所述动作控制部选择的动作；/n眼控制部，使眼部图像显示于所述机器人的显示装置；以及/n识别部，检测用户，/n所述眼控制部根据所述用户与所述机器人的相对位置使包含在眼部图像中的瞳部区域变化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170911 JP 2017-1739751.一种行为自主型机器人，其特征在于，具备：
动作控制部，选择机器人的动作；
驱动机构，执行由所述动作控制部选择的动作；
眼控制部，使眼部图像显示于所述机器人的显示装置；以及
识别部，检测用户，
所述眼控制部根据所述用户与所述机器人的相对位置使包含在眼部图像中的瞳部区域变化。


2.根据权利要求1所述的行为自主型机器人，其特征在于，
所述眼控制部以规定范围内存在所述用户为条件，使所述瞳部区域变化。


3.根据权利要求1所述的行为自主型机器人，其特征在于，
所述眼控制部生成作为眼球的三维模型的眼球模型并将所述眼球模型投影至第一面，由此生成所述眼部图像。


4.根据权利要求3所述的行为自主型机器人，其特征在于，
所述眼控制部使眼睑图像显示于第二面，将所述眼睑图像重叠于投影至所述第一面的所述眼部图像并使所述眼睑图像显示于所述显示装置。


5.根据权利要求1所述的行为自主型机器人，其特征在于，
所述眼控制部使所述瞳部区域在所述眼部图像中振动。


6.根据权利要求5所述的行为自主型机器人，其特征在于，
所述眼控制部以轴点为中心使所述瞳部区域振动，并且使所述轴点在所述眼部图像中移动。


7.根据权利要求1所述的行为自主型机器人，其特征在于，
所述眼控制部使所述瞳部区域放大/缩小。


8.根据权利要求1所述的行为自主型机器人，其特征在于，
所述识别部还检测所述用户的视线方向，
所述眼控制部在检测到所述用户对所述机器人的视线时使所述眼部图像变化。


9.根据权利要求1所述的行为自主型机器人，其特征在于，
所述眼控制部使眼部图像分别显示于第一和第二显示装置，使显示于离所述用户较远一侧的显示装置的眼部图像的瞳部区域比显示于较近一侧的显示装置的眼部图像的瞳部区域更大幅度地变形。


10.根据权利要求1所述的行为自主型机器人，其特征在于，
在所述瞳部区域的变化量为规定值以上时，所述动作控制部选择将所述机器人的头部或躯干部朝向所述用户的动作。


11.根据权利要求1所述的行为自主型机器人，其特征在于，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田优希，宫本拓马，林要，大坪俊介，中里纮季，吉冈直人，江本正弘，
申请(专利权)人：GROOVEX株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP