【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、対話型仮想ロボッ
トシステムによるホームオートメーションに関する。The present invention relates to home automation by an interactive virtual robot system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】すでに家庭用ロボットとして幾つか考案
され実用段階に入っている。代表的なものとして掃除ロ
ボットや介護ロボットが挙げられるが、これらのロボッ
トは一般に単機能型で行動範囲の認知や障害物等を感知
する画像認識機能や各種センサーおよび二脚または多脚
（車輪や無限軌道を含む）の移動手段と、目的に適合さ
せた大きさや形状を持つのが特徴である。また現在では
汎用性を持つ自律二足歩行型ロボット（ヒューマノイ
ド）の小型高性能化が進み一般家庭への普及も視野に入
れた開発が行われているが、介護で大人一人を抱きかか
えて移動させることを想定すると小型化にも限界を生ず
る。2. Description of the Related Art Some home robots have been devised and are now in a practical stage. Typical ones are cleaning robots and nursing robots, but these robots are generally single-function types, with image recognition functions for recognizing the range of action and for detecting obstacles, various sensors, and bi- or multi-legs (wheels and multi-legs). (Including endless trajectories), and have the size and shape adapted to the purpose. At present, versatile autonomous bipedal walking robots (humanoids) are being developed with the aim of miniaturization and high performance, and the spread to general households is being developed. If it is assumed that the size is reduced, there is a limit to the size reduction.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記の各種ロボットを
高齢者や障害者あるいは要介護者自身が操作するのは容
易ではなく、万一の誤動作に対する対処を考えるとロボ
ット以上に人間側の対応に機敏さを要すことからも、高
齢者や障害者あるいは要介護者単独での操作には危険を
伴う。また一般家庭で用途毎に単機能型ロボットを用意
することは経済的にも居住スペースの面からも現実的で
はないし、使用目的によってロボットを使い分けるため
には、それぞれの操作方法を習得する必要があり高齢者
や障害者には大きな負担となる。It is not easy for an elderly person, a handicapped person, or a care-requirer to operate the above robots. Due to the need for agility, there is a danger in operating the elderly, disabled, or care recipient alone. Also, preparing a single-function robot for each application in an ordinary household is not economical or realistic in terms of living space, and it is necessary to learn the operation method of each robot in order to properly use the robot according to the purpose of use. There is a heavy burden on the elderly and disabled.
【０００４】一方、少子化高齢化が叫ばれる中、ロボッ
トを手足代わりに使うだけではなく、もっとメンタルな
部分で人間との共存を考える必要がある。外出先から冷
暖房機器による室温設定や照明の点灯や消灯あるいはビ
デオの留守録画等は、デジタル家電ネットワーク技術に
よって実用化されているが、あくまで機器の制御であり
要求する人間側の操作によらなければならない。On the other hand, with the shrinking birthrate and aging population, it is necessary not only to use robots instead of limbs, but also to consider coexistence with humans in a more mental part. Room temperature setting, lighting on / off, video absence recording, etc. by air-conditioning equipment from the outside are practically implemented by digital home appliance network technology, but it is only control of the equipment and must be performed by the required human operation. No.
【０００５】本発明は、一般家庭のセキュリティー管理
や複数のロボット及びデジタル家電ネットワーク全体を
人間に代わってコントロールする対話型仮想ロボットシ
ステムによるホームオートメーションの提供を目的とし
ている。An object of the present invention is to provide home automation by means of an interactive virtual robot system that controls security of a general home and controls a plurality of robots and the entire digital home network on behalf of humans.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、居住空間（各部屋）毎に、指示命令収
集用マイク、応答用スピーカ、人体感知器、施錠及び異
常侵入検出用センサーと１台以上の画像モニター、そし
て対話型仮想ロボットシステムを稼動させるパーソナル
コンピュータ１台を設置することを特徴とする。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a microphone for collecting instruction instructions, a speaker for response, a human body detector, a locking device, and a detector for detecting abnormal intrusion are provided for each living space (each room). A sensor, one or more image monitors, and one personal computer for operating the interactive virtual robot system are provided.
【０００７】本発明では、異なる居住空間（異なる各部
屋）で同時に発生する指示命令に対して発生場所と応答
先を特定した上で、ユーザの声を音声情報として認識し
指示命令に対する確認要求と実行開始宣言およびその結
果を各居住空間（各部屋）毎に設置されたスピーカから
直接音声合成による報告及びモニター画面上で動画や文
字による応答あるいは報告をすることを特徴とする。
（図１及び図２）According to the present invention, a location and a response destination are specified for an instruction command generated simultaneously in different living spaces (different rooms), and then the voice of the user is recognized as voice information, and a confirmation request for the instruction command is issued. The present invention is characterized in that the execution start declaration and its result are reported directly from a speaker provided for each living space (each room) by voice synthesis, and a response or report by a moving image or text is displayed on a monitor screen.
(FIGS. 1 and 2)
【０００８】本発明では、前記応答に於いて画像モニタ
ーに擬似的に人格を与える（例えば男性あるいは女性あ
るいはマスコット的な容姿と音声をＣＧにてモニター画
面及びスピーカから与える）ことにより単体ロボットに
は難しい表情や動作を交えて、より自然な人間とのコミ
ュニケーション手段を持つことを特徴とする。In the present invention, by giving a pseudo-personality to the image monitor in the response (for example, giving a male or female or a mascot-like appearance and sound by CG from the monitor screen and speakers), It is characterized by having more natural means of communication with humans, with difficult expressions and movements.
【０００９】本発明では、高齢者や障害者あるいは要介
護者でも言葉（発声に障害がある場合は制御用リモコン
ユニットを使用）で対話型仮想ロボットシステムに対し
て指示命令をするだけで単機能型ロボットやデジタル家
電ネットワーク上の家電品制御あるいはセキュリティー
の自動化を実現できることを特徴とする。According to the present invention, even the elderly, the disabled, and the care-requirer need only give an instruction command to the interactive virtual robot system in words (use a remote control unit for control if utterance is impaired). It is characterized by realizing control of home appliances or automation of security on digital home networks and digital home appliances networks.
【００１０】本発明では、高齢者や障害者あるいは一人
暮らしのユーザのメンタルな部分に於いても、また防犯
の観点からも有効且つ利便性の高いホームオートメーシ
ョンを低価格で実現できることを特徴とする。この場合
単機能型ロボットは必ずしも必要ではなく、本発明の対
話型仮想ロボットシステム及びセキュリティー用各種セ
ンサーの組み合わせだけでもよい。The present invention is characterized in that it is possible to realize effective and convenient home automation at a low price in the mental part of an elderly person, a handicapped person or a user living alone and also from the viewpoint of crime prevention. In this case, the single-function robot is not necessarily required, and only the combination of the interactive virtual robot system of the present invention and various sensors for security may be used.
【００１１】メンタルな部分について補足すれば、例え
ば、気象データ（温度、湿度、気圧、あるい気象予報）
と帰宅時間からユーザが「ただいま」と発声したことを
指示命令収集用マイクから得た場合、音声認識により会
話データベースを参照し「ただいま」というキーワード
に対し「お帰りなさい」、また気象データや外気温から
「暑い」「寒い」といった連想処理で「暑い中お帰りな
さい」といった応答を発生場所のスピーカから出力する
ことで実現できる。If the mental part is supplemented, for example, weather data (temperature, humidity, atmospheric pressure, weather forecast)
From the return time, when the user utters "I'm here" from the instruction and command collection microphone, I refer to the conversation database by voice recognition and say "go home" for the keyword "I'm here". It can be realized by outputting a response such as "go home during the hot weather" from the speaker at the location where the temperature is "hot" or "cold" from the temperature.
【００１２】これら音声認識とキーワードによる会話デ
ータベース参照及び連想処理と音声合成から日常会話程
度のコミニュケーションは十分可能となる。[0012] From these speech recognition and keyword reference to a conversation database, associative processing, and speech synthesis, communication at the level of everyday conversation is sufficiently possible.
【００１３】一方、防犯の観点からは、施錠センサー及
び窓センサーからの異常を検出した場合、室内外の警報
機鳴動や警察等への連絡を対話型仮想ロボットシステム
が行うことを特徴とする。これらメンタルな部分及び防
犯セキュリティー機能により特に高齢者や女性の一人暮
らしに安らぎと安心感を与えることが可能となる。On the other hand, from the point of view of crime prevention, when an abnormality is detected from the lock sensor and the window sensor, the interactive virtual robot system performs sounding of alarms inside and outside the room and communication with the police and the like. With these mental parts and the security function for security, it is possible to provide comfort and security especially for the elderly and women living alone.
【００１４】本発明では、人体感知機器（例えば音波、
赤外線、熱感知器や映像認識による）で所在確認され、
一定の許容時間を経過しても動きがなく対話型仮想ロボ
ットシステムからの安否確認に応答がない場合、何らか
の事故発生として世帯主あるいは通知すべき対象者ある
いは隣接住人や消防・警察への異常事態通報を行うこと
を特徴とする。In the present invention, a human body sensing device (for example, a sound wave,
Infrared, heat detectors and video recognition)
If there is no movement and no response to the safety confirmation from the interactive virtual robot system after a certain allowable time has passed, an abnormal situation has occurred to the head of the household, the target person to be notified, the neighboring residents, fire and police as an accident. It is characterized by reporting.
【００１５】本発明では、震災等で家屋が倒壊した場合
に前記の人体感知機器によりユーザの部屋別所在を逐一
在室データとして記録し、対話型仮想ロボットシステム
が稼動するパーソナルコンピュータに接続されたバッテ
リー内臓の専用耐熱耐水耐衝撃筺体内にあるメディア及
びその読み取り装置及び無線発信装置から救援作業に役
立つ間取りや在室情報を電波発信すること特徴とする。According to the present invention, when a house collapses due to an earthquake or the like, the location of each user is recorded as room data by the human body detecting device, and connected to a personal computer on which an interactive virtual robot system operates. The media in the dedicated heat-resistant, water-resistant, shock-resistant housing with a built-in battery, and a reading device and a wireless transmission device for transmitting the layout and occupancy information useful for rescue work are transmitted by radio waves.
【００１６】本発明では、同一居住空間に単機能ロボッ
トが複数存在した場合、対話型仮想ロボットシステムが
上位権限を持ち、ユーザの指示命令を仲介することによ
り単機能ロボット同士の重複行動や誤動作時の制御がで
きることを特徴とする。According to the present invention, when a plurality of single-function robots exist in the same living space, the interactive virtual robot system has a higher authority, and intervenes a user's instruction command so that the single-function robots can behave in an overlapping manner or malfunction. Can be controlled.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図を参照し本発明の一具体
例を記述する。図１は二階建て居住空間の全体を図式化
したものである。1は対話型仮想ロボットシステムが稼
動するパーソナルコンピュータで、各部屋には２及び３
の指示命令収集用マイクが設置されている。今、１階Ｄ
室に居るユーザが玄関に来た来訪者に対して特定の自走
型ロボットを迎わせるように対話型仮想ロボットシステ
ムに対して指示した場合を示している。他の部屋にある
3の指示命令収集用マイクも有効になっているが、この
例では一階Ｄ室からの音声情報にだけ、例えば「来客確
認」といったキーワードが存在することを対話型仮想ロ
ボットシステムが感知する。６は各部屋毎の音声入出力
及び画像データを集配分配するマルチコントロールユニ
ット（中継器）である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an entire two-storey living space. 1 is a personal computer on which an interactive virtual robot system operates, and each room has 2 and 3
A microphone for collecting instruction instructions is installed. Now, 1st floor D
The figure shows a case where a user in a room instructs an interactive virtual robot system to invite a visitor who has come to the entrance to a specific self-propelled robot. In another room
The instruction command collecting microphone of No. 3 is also effective, but in this example, the interactive virtual robot system detects that only the voice information from the room D on the first floor contains a keyword such as “confirmation of a visitor”. Reference numeral 6 denotes a multi-control unit (repeater) for collecting and distributing audio input / output and image data for each room.
【００１８】なお、図１にある４の及び５の画像モニタ
ーは必ずしも必要ではなく設置する場合に於いても専用
モニター以外に一般のテレビジョン受像機で代用しても
よい。The image monitors 4 and 5 shown in FIG. 1 are not always necessary, and may be replaced with a general television receiver other than the dedicated monitor even when the monitor is installed.
【００１９】図２は指示命令を感知した対話型仮想ロボ
ットシステムが１階Ｄ室のユーザに対して７の指示命令
収集用マイク及び８のスピーカにより確認要求を行った
後、了解通知を発したことを示す。FIG. 2 shows that the interactive virtual robot system that senses the instruction sends a confirmation request to the user in the room D on the first floor using the instruction instruction collecting microphone 7 and the speaker 8, and then acknowledges. Indicates that
【００２０】この時、９の画像モニターが存在すればＣ
Ｇによる０００８で示した画像が表示される。At this time, if there are 9 image monitors, C
The image indicated by 0008 by G is displayed.
【００２１】図３はすでに指示命令遂行中のロボットが
存在した場合の対話型仮想ロボットシステムの動作概要
を示したものである。本居住空間には２台の自律二足歩
行型ロボットが存在しており、１台は１階Ａ室、もう一
台は２階Ｄ室に居ることを対話型仮想ロボットシステム
が１０及び１１のアンテナから得たロボット識別信号か
ら感知しており、指示命令された玄関に最短到達範囲に
居るロボット１２に対してアンテナ１０から無線で指示
を与える。またアンテナ１３から得た位置情報からロボ
ット１２が玄関に到達したことを対話型仮想ロボットシ
ステムが感知し施錠を解除する。FIG. 3 shows an outline of the operation of the interactive virtual robot system when there is a robot that is already executing the instruction command. In this living space, there are two autonomous bipedal walking robots. One is in room A on the first floor and the other is in room D on the second floor. The robot 10 senses from the robot identification signal obtained from the antenna, and gives an instruction wirelessly from the antenna 10 to the robot 12 that is in the shortest reachable range at the entrance commanded. The interactive virtual robot system detects that the robot 12 has reached the entrance from the position information obtained from the antenna 13, and releases the lock.
【００２２】図４は対話型仮想ロボットアプリケーショ
ンのモジュール構成図である。１４に示す各モジュール
は、１５で表記する各部屋の数分設置したマイクあるい
はセンサーからの音声あるいは信号情報を検出したとこ
ろから処理を開始する。ここで特記すべき点は各部屋の
ユーザに対して対話型仮想ロボットシステムが個々に対
応する点である。FIG. 4 is a module configuration diagram of the interactive virtual robot application. Each module indicated by 14 starts processing when detecting voice or signal information from microphones or sensors installed for several times in each room indicated by 15. It should be noted that the interactive virtual robot system individually corresponds to the user in each room.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明によれば、居住空間そのものがロ
ボットであり、デジタル家電ネットワーク上のテレビや
ビデオあるいはエアコンや電子レンジといった機器の制
御を言葉だけで高齢者や身障者あるいは要介護者でも容
易に扱うことができる。According to the present invention, the living space itself is a robot, and even an elderly person, a handicapped person, or a person in need of nursing care can control devices such as a television, a video, an air conditioner, and a microwave oven on a digital home appliance network simply by words. Can be handled.
【００２４】また、言葉以外にキーボードやコントロー
ルユニットによる指示命令も行える。In addition to words, instructions can be given by a keyboard or a control unit.
【００２５】また、これらデジタル家電ネットワークを
外出先からインターネットや携帯端末で操作できる他、
ビデオ録画の指示時間を過ぎた頃に正常動作しているか
等の確認問合せも可能となる。In addition to being able to operate these digital home appliances networks from the outside with the Internet or a portable terminal,
It is also possible to make a confirmation inquiry as to whether or not the video recorder is operating normally after the designated time of the video recording.
【００２６】また、火災やガス漏れチェックはもとよ
り、玄関や窓の施錠状態を言葉だけで確認することが出
来る。In addition to the fire and gas leak check, the locked state of the entrance and the window can be confirmed only by words.
【００２７】また、高齢者を扶養する家庭や高齢者の一
人暮らしでの安否を調査させたりあるいは異常を感知し
た場合の自動通報が可能となる。In addition, it is possible to check the safety of a home that supports the elderly or the elderly living alone, or to automatically report when an abnormality is detected.
【００２８】また、機械ロボットのように、その存在自
体に不安あるいは抵抗を持つユーザでも問題なく導入で
きる。Further, even a user such as a mechanical robot having anxiety or resistance to the existence itself can be introduced without any problem.
【００２９】また、画像モニター上のキャラクタやバー
チャル人間像を表示することにより指示命令に対するリ
アクション表示あるいは難聴者への手話による伝達など
のほかに、会話の相手にもなり一人暮らしの寂しさを軽
減できる。Further, by displaying a character or a virtual human image on the image monitor, it is possible to reduce the loneliness of living alone by becoming a partner of a conversation in addition to displaying a reaction to an instruction command or transmitting a sign language to a hearing-impaired person.
【００３０】また、各種単機能ロボットに対しコントロ
ール権を持ち、監視あるいは情報提供することでより安
全性を高めることができる。Further, by having control rights for various single-function robots and monitoring or providing information, the safety can be further improved.
【００３１】また、指示命令に対し複数の各種単機能ロ
ボットが重複動作しないよう指揮制御できる。Further, command control can be performed so that a plurality of various single-function robots do not operate in response to an instruction command.
【００３２】また、住宅居住空間以外の用途として車載
ロボットやオフィスロボットあるいはインテリジェント
ビルロボットとしての流用が可能となる。In addition, the present invention can be used as an in-vehicle robot, an office robot, or an intelligent building robot as an application other than a residential living space.
【００３３】[0033]
【図１】対話型仮想ロボットシステムに対しての指示命
令経路を説明した図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an instruction command path for an interactive virtual robot system.
【図２】対話型仮想ロボットシステムからの応答経路を
説明した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a response path from an interactive virtual robot system.
【図３】対話型仮想ロボットシステムが他のロボットを
制御する場合を説明した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a case where the interactive virtual robot system controls another robot.
【図４】対話型仮想ロボットシステムのモジュール構成
図である。FIG. 4 is a module configuration diagram of the interactive virtual robot system.
【００３４】[0034]
１ 対話型仮想ロボットシステムが稼動するパーソナ
ルコンピュータ ２ 指示命令をした部屋にあるマイク ３ 各部屋に設置されたマイク ４ キャラクタやバーチャル人間像を表示する指示命
令した部屋の画像モニター ５ 各部屋に設置された画像モニター ６ 音声、画像、センサーの各情報の集配するマルチ
コントロールユニット ７ 指示命令したことを感知した部屋にある最終確認
用マイク ８ 指示命令したことを感知した部屋にある応答用ス
ピーカ ９ 指示命令したことを感知した部屋にある画像情報
表示モニター １０ 単機能ロボットの位置情報感知センサー兼無線指
示用アンテナ １１ 単機能ロボットに無線指示した位置情報感知セン
サー兼無線用アンテナ １２ 実際に指示を受け行動する単機能ロボット １３ 目的地にある位置情報感知センサー兼無線指示用
アンテナReference Signs List 1 personal computer on which interactive virtual robot system operates 2 microphone in room where instruction was given 3 microphone installed in each room 4 image monitor of room where instruction was given to display characters and virtual human images 5 installed in each room Image monitor 6 Multi-control unit that collects and distributes each information of voice, image and sensor 7 Microphone for final confirmation in the room that sensed the instruction 8 Speaker for response in the room that sensed the instruction 9 Instruction An image information display monitor in a room that senses the situation 10 A position information sensing sensor and wireless pointing antenna for a single-function robot 11 A position information sensing sensor and wireless antenna that wirelessly gives a single-function robot 12 A unit that actually receives instructions and acts Functional robot 13 And antenna for wireless indication
【００３５】[0035]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 3/16 ３４０ Ｇ０６Ｆ 3/16 ３４０Ａ Ｇ０８Ｂ 21/00 Ｇ０８Ｂ 21/00 21/02 21/02 Ｇ１０Ｌ 13/00 Ｇ１０Ｌ 3/00 Ｑ 15/00 Ｒ 15/28 ５５１Ｒ 15/24 ５５１Ｓ 15/22 ５７１Ｇ ５７１Ｔ Ｆターム(参考） 3F059 DB04 DB09 DD08 DD11 DD18 FA05 FA10 FB12 FC08 FC15 5C086 AA01 AA02 AA13 AA22 AA29 BA04 CA09 CA12 CA28 CB11 CB26 DA02 DA08 EA45 5D015 AA05 KK01 KK04 LL06 LL07 5D045 AB15 AB26 5K048 BA12 CA08 DB01 DB05 EA11 EB02 EB14 EB15 FB08 FC01 HA01 HA02 HA21──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl.7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G06F 3/16 340 G06F 3/16 340A G08B 21/00 G08B 21/00 21/02 21/02 G10L 13 / 00 G10L 3/00 Q 15/00 R 15/28 551R 15/24 551S 15/22 571G 571T F term (reference) 3F059 DB04 DB09 DD08 DD11 DD18 FA05 FA10 FB12 FC08 FC15 5C086 AA01 AA02 AA13 AA22 AA29 BA04 CA11 CA12 CB CB26 DA02 DA08 EA45 5D015 AA05 KK01 KK04 LL06 LL07 5D045 AB15 AB26 5K048 BA12 CA08 DB01 DB05 EA11 EB02 EB14 EB15 FB08 FC01 HA01 HA02 HA21
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