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WO2006030531A1 - 反応継続手段を備えた模擬生物装置 - Google Patents

反応継続手段を備えた模擬生物装置 Download PDF

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WO2006030531A1
WO2006030531A1 PCT/JP2004/014040 JP2004014040W WO2006030531A1 WO 2006030531 A1 WO2006030531 A1 WO 2006030531A1 JP 2004014040 W JP2004014040 W JP 2004014040W WO 2006030531 A1 WO2006030531 A1 WO 2006030531A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
action
reaction
parameter
event
continuation
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/014040
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takanori Shibata
Kotarou Hayashi
Hidekazu Shimada
Original Assignee
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Microjenics, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology, Microjenics, Inc. filed Critical National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Priority to PCT/JP2004/014040 priority Critical patent/WO2006030531A1/ja
Publication of WO2006030531A1 publication Critical patent/WO2006030531A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/004—Artificial life, i.e. computing arrangements simulating life

Definitions

  • the present invention relates to a simulated biological apparatus provided with a reaction continuation means that causes various operations to be performed under computer control, and particularly relates to optimization of sensitivity and response to externally applied stimuli.
  • simulated biological devices Today, various types of simulated biological devices have been devised that allow multiple movements to be generated by computer control. Among them, there are also techniques for generating new movement patterns by simulated biological devices themselves and technologies that simulate the reflex motion of living organisms. For example, it is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-0 1-6 3 6 3 1 or Japanese Patent Laid-Open No. 10-3 4 5 7 7. However, the conventional simulated biological device generates an action pattern corresponding to the type of stimulus for momentary user actions such as “blowing” and “striking”, and is determined for each action.
  • the present invention relates to a simulated biological apparatus that causes a plurality of operations to be expressed by control by a computer, each of which detects a stimulus received by the simulated biological apparatus as an external parameter and generates an event, and the detection status of the external / parameter Determines reaction behavior for simulated emotion formation means that expresses simulated emotion as an internal parameter and a combination of the external parameter and the internal parameter, and realizes the reaction motion as a motion of a predetermined part in response to the event
  • the perceiving means detects the external parameter that is determined to be the start of the predetermined static continuation action. Determined according to the combination of external parameters and internal parameters at the time of detection
  • the reaction operation, Ru consists providing the reaction continuation means for continuing until the detecting external parameters that are determined to be terminated in the static continuous action.
  • the continuation mode of the reaction operation at the time of the static continuation action may be continuous, or through a relatively short time blank that does not make the user think that the static continuation action has been canceled. If there is, it may be intermittent. Further, as a method of continuing the reaction action at the time of the static continuation action, an update event that further causes the reaction action to be expressed by the action execution means is detected as an external parameter that is determined to be the start of the static continuation action. After that, an update event in which reaction continuation means is generated periodically until an external parameter determined to be the end of the static continuation action is detected, or the reaction action is further expressed by the action execution means.
  • reaction continuation means for stopping the occurrence of the occurrence of the occurrence of the static continuation action when the allowable time for the static continuation has elapsed, or the form of providing both.
  • “continue” means that an external parameter that is determined to be the end of the static continuing action is detected or the end condition of the static continuing action that the allowable time for the static continuing action has passed is not satisfied. Depending on the detection of other external parameters, this means that this static continuation action is continued without being canceled. However, the reaction action for the static continuation action may be updated by detecting the external parameter in the meantime.
  • the simulated biological apparatus responds to the static continuity action as well as expressing the action pattern corresponding to the type of stimulus and the detection history detected as needed according to the external parameter and the internal parameter.
  • a continuous biological response is simulated for intangible stimuli (external parameters are not detected) such as affection continuously given by the user. You can build a communication.
  • FIG. 1 is a principal functional block diagram showing an example of a simulated biological apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is an overall functional block diagram showing an example of a simulated biological apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a flow chart showing an example of motion formation processing in the simulated biological apparatus according to the present invention.
  • This example is a simulated biological apparatus that develops a plurality of operations under the control of a computer system, that is, a so-called robot system.
  • the simulated biological apparatus includes a plurality of sensors 7 and a plurality of actuators 1 as shown in FIG. 9 and a computer comprising a switch, a memory, and a CPU for controlling the sensor 7 9 and the income of the housing having a predetermined outer shape and a movable structure.
  • the perceptual means 1 for generating an event (reaction event) for detecting the stimulus received by the simulated biological device as an external parameter and expressing the reaction action, and the external parameter by the stimulus are: An action determining means for automatically generating an event (autonomous event) for generating an autonomous action even if it is not detected, and selecting an event that is positively expressed from either the reaction event or the autonomous event. And internal parameters for expressing simulated emotions according to the detection status of the external parameters included in the reaction event.
  • An action execution means 5 for determining the action pattern of the reaction action or the autonomous action for the action, and embodying the action pattern of the reaction action or the autonomous action in the movement of a predetermined part in response to the event, and time information This is a simulated biological device having a timer 18 for output (see Fig. 2).
  • the sensory means 1 includes a sensor 7 that detects sound, light, infrared, heat, acceleration, or pressure built in the simulated biological device, and performs an arithmetic process on the output of the sensor 7 and includes external parameters.
  • a sensor processing unit 8 that outputs a reaction event, and the simulated emotion forming means 2 uses an external parameter obtained from the perceptive means 1 to derive one emotion parameter of the internal parameter, In order to change the reaction holding time, the number of repetitions, the amount of movement (amplitude), the steady position, and the movement speed (hereinafter collectively referred to as movement elements) from the calculated emotion parameters. It is composed of an operation propagation amount calculation unit 10 for deriving an operation propagation parameter as a parameter (see FIGS. 2 and 3).
  • the emotion parameter is a combination of numerical data composed of a pleasant and unpleasant parameter Kkh and an exciting and calming parameter Kkt.
  • the pleasant Z unpleasant parameter Kkh The numerical value of excitement and calmness parameter Kkt is appropriately increased and decreased (see, for example, Table 1).
  • Table 1 The numerical value of excitement and calmness parameter Kkt is appropriately increased and decreased (see, for example, Table 1).
  • “joy”, “anger”, “sorrow”, “easy” As a result of being recognized as one of the five simulated emotion zones consisting of "neutral” and being expressed as a response action by the action execution means 5, the feeling of the simulated biological apparatus is expressed in a simulated manner, and The simulated emotion changes under certain conditions every time it receives a stimulus.
  • the action determining means 4 is an autonomous action that generates the autonomous event including an internal parameter (autonomous parameter) relating to an autonomous action that is spontaneously generated even when no external parameter is detected without any externally detectable stimulus.
  • the reaction event that expresses the reaction action output from the sensory means 1, and the autonomous event, analyzes them and derives them based on the priority order based on the following event priority information set in advance.
  • the acceptance / rejection decision unit 12 outputs either the reaction event or the autonomous event (see Fig. 2).
  • the event includes event classification information for distinguishing the autonomous event from the reaction event, and event priority information indicating the priority order of various events.
  • the external parameter is used as the external parameter. Identify the sensor or sensors that detected the stimulus (acceleration sensor, pressure sensor, etc.). Event classification information and event intensity information that represents the amount of stimulus detected by the sensor or sensors. I have. Depending on these external parameters, for example, When the vent classification information indicates a pressure-sensitive sensor, the stimulus category such as “stroke”, “hit”, or “strongly press” can be specified according to the amount of the stimulus.
  • the autonomous parameter is included as the event classification information.
  • the operation executing means 5 selects various operation patterns corresponding to external parameters and autonomous parameters included in various events by referring to the database 3 upon receiving the events and various types of actuators 19 including motors and speakers.
  • an actuator controller 15 that adjusts control signals such as drive energy to the various actuators 19 in response to the control parameters (see FIG. 1).
  • the motion selection unit 13 further detects that the perceptual means 1 detects an external parameter that is determined to be the start of the predetermined static continuation operation.
  • the movements extracted from Database 3 are subsequently satisfied with certain input or temporal conditions.
  • the reaction continuation means 6 is provided to be expressed by the operation execution means 5 regardless of whether or not the external parameter is detected during that time.
  • the reaction continuation means 6 in this example is provided in the operation execution means 5 and comprises an operation pattern holding unit 16 and an internal event generation unit 17.
  • the action pattern holding unit 16 receives an event (start event) that the static continuation action is determined to start from the action determining means 4, and the external parameter and emotion parameter included in the start event. (Hereinafter referred to as external parameters, etc.)
  • the operation pattern determined by the operation selection unit 1 3 is latched in the operation pattern holding unit 16 and the timer 1 is generated by the internal event generation unit 1 7. Time is measured based on the time information at which 8 occurs, and an update event having the same information structure as the start event is generated every predetermined time.
  • the actuator control unit 15 uses the update event as a trigger for action expression.
  • the control signal for expressing the operation pattern latched by the operation pattern holding unit 16 is sent to the actuator 19 as many times as possible as long as the static continuation action that triggered the occurrence of the start event continues. Send it out.
  • the response action by the actor 19 is an action pattern assigned to the static continuation action
  • the simulated emotion forming means 2 is caused by the stimulus given during that time.
  • the emotion parameter is changed each time, and the output of the motion propagation parameter is further changed as described above according to the change of the emotion parameter.
  • the control signal output from the actuator controller 15 to the actuator 19 also changes, and the operation element of the reaction operation for the continuation of the static change also changes.
  • the simulated biological device is a seal-type robot with a prone posture in a steady state
  • the process in the reaction continuation means 6 is static continuation of “holding” by the acceleration sensor of the perception means 1.
  • the accelerometer is used to calculate the AC acceleration (dynamic instantaneous acceleration that occurs during start-up and braking) and DC acceleration (static stable acceleration such as gravity) in two or three axes using analog voltage. It is detected by the output of.
  • the output in each axis direction is AZD converted by the sensor processing unit 8 and subjected to arithmetic processing to derive acceleration data in each axis direction.
  • the angle data is derived by performing an operation to synthesize the DC acceleration in each axis direction, and these data are output as external parameters.
  • the acceleration sensor detects DC acceleration (hereinafter referred to as horizontal static acceleration) in the horizontal direction (the direction connecting the head and tail of the seal pot), and the vertical direction.
  • horizontal static acceleration DC acceleration
  • horizontal direction the direction connecting the head and tail of the seal pot
  • a combination of such judgment results also outputs a start event that recognizes the start of the “holding” action, which is one of the static continuation actions, for example, the start of “holding”.
  • the event classification information indicating that the reaction action is performed, and the acceleration or accelerations in which the acceleration due to the lifting is detected.
  • the sensor processing unit 8 outputs event classification information for specifying a sensor and event intensity information indicating the detected amount of the single or plural acceleration sensors as external parameters.
  • the AC acceleration generated by the action of “lifting” is sufficiently larger than the AC acceleration detected in the mounted state, and sufficiently higher than the AC acceleration generated when it is moved roughly.
  • a small upward AC acceleration (hereinafter referred to as a lifting acceleration) is given, and an AC acceleration (hereinafter referred to as a hugging acceleration) that is sufficiently smaller than the lifting acceleration continues for a certain period of time.
  • a lifting acceleration an AC acceleration (hereinafter referred to as a hugging acceleration) that is sufficiently smaller than the lifting acceleration continues for a certain period of time.
  • a hugging acceleration that is sufficiently smaller than the lifting acceleration continues for a certain period of time.
  • AC acceleration may be zero when the person who is holding is almost still.
  • the AC acceleration generated by the act is sufficiently larger than the hugging acceleration and is higher than the AC acceleration generated when it is moved wildly.
  • a sufficiently small downward AC acceleration (hereinafter referred to as hugging acceleration) is given first, followed by AC acceleration detected in a mounting state sufficiently smaller than the hugging acceleration for a certain period of time. It can also be a judgment requirement to satisfy the above condition.
  • the operation pattern of Table 4 is converted into the operation pattern holding unit based on the external parameters and the like. 1
  • the external parameter included in the start event is the same as the case where an event such as “striking” or “striking” is output by a stimulus other than the above-mentioned static succession.
  • the emotion parameter and the action spreading parameter transmitted to the action executing means 5 are updated, and the action selection unit 1 3 that receives the updated emotion parameter. Is reflected in the selection and determination of the operation pattern that is triggered by the detection of the update event or reaction event later. Control amount by an amount calculating unit 1 4, i.e., is reflected in the individual the operating element included in the operation pattern.
  • the occurrence interval of the update event measured based on the time information of the timer 18 is 5 seconds. If a strong stimulus, such as tapping, touching a heel, or a strong sound, is detected during the action, the measurement is reset each time.
  • the timer after the start event of the static continuing action is detected, the timer
  • the permissible time of the static continuation action measured based on the time information of 18 is set to 10 minutes, and when the 10 minutes have elapsed, the time measurement by the internal event generator 17 is stopped. At the same time, the generation of the update event is stopped, and the state of waiting for the reaction event or autonomous event is entered. Even if the allowable time has not elapsed, if the stimulus determined to be “holding” is detected during the continuation of the static continuing action, it is recognized as an end event of the static continuing action, and the allowable time In the same manner as in the above, the occurrence of the update event is stopped, and then the reaction event or autonomous event waiting state is entered.
  • reaction continuation means which is a feature of the simulated biological apparatus according to the present invention, the ecology of the simulated organism can be expressed in more detail, and communication that goes beyond simple stimulation poles becomes possible.

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Abstract

コンピュータにより、当該模擬生物装置が受ける刺激をそれぞれ外部パラメータとして検出しイベントを発生する知覚手段(1)と、前記外部パラメータの検出状況によって模擬感情を内部パラメータとして表現する模擬感情形成手段(2)と、前記外部パラメータと内部パラメータとの組み合わせに対する反応動作を決定すると共に、前記イベントを受けて前記反応動作を所定部位の運動に具現化する動作実行手段(5)と、を構築した模擬生物装置において、前記知覚手段(1)が所定の静的継続行為の開始と判断される外部パラメータを検出したことを条件として、前記動作実行手段(5)に、当該検出された外部パラメータとその検出時における内部パラメータとの組み合わせに応じて決定された反応動作を、前記静的継続行為の終了と判断される外部パラメータを検出するに至るまで継続させる反応継続手段(6)を設け前記静的継続行為に対しても、その働きかけが終了するまで継続的に生物に近い反応を発現させる。

Description

明 細 書 反応継続手段を備えた模擬生物装置 技術分野
本発明は、コンピュータ制御により種々の動作を発現させる反応継続手段を備 えた模擬生物装置に関するものであり、特に、外部から受ける刺激に対する感度 や反応の適正化に関するものである。 背景技術
今日、コンピュータによる制御によって複数の動作を発現させる模擬生物装置 が種々案出されており、 なかには、模擬生物装置自らが動作パターンを新たに生 成する手法や、 生物の反射運動を模擬した技術も、例えば、 特開 2 0 0 2- 1 6 3 6 3 1号公報又は特開平 1 0- 3 4 5 7 7号公報のなかに開示されている。 しかしながら、 従来の模擬生物装置は、 "撫でる"、 "叩く" 等の瞬間的なユー ザからの働きかけに対しては、 刺激の種類に対応した動作パターンを生成し、 個々の働きかけに対して定められた行為を返すことで、ユーザとのコミュニケ一 シヨンをとることが出来る力 "抱ぐ'、 或いは "ほ乳瓶を加えさせる" など、 行 為の開始時と終了時のみに顕著な刺激が発生するのみで当該開始後終了前の期 間においては、ィベントを発生するに至るほどに顕著な刺激が与えられない程度 に静的で且つ継続的なユーザの働きかけ （以下、 「静的継続行為」 と記す。） に対 する模擬生物装置の反応は、ユーザが絶えず継続して愛情等の無形の刺激を与え ているにも関わらず、開始時の刺激に対する反応行為を一定時間行うのみといつ た状況にある。 この様な状況では、模擬生物装置とユーザとのコミュニケーショ ンは、 依然として動的働きかけの交換行為というレベルに止まってしまう。 本発明は上記実情に鑑みて提案されたものであって、前記静的継続行為に対し ても、その働きかけが終了するまで継続的に生物に近い反応を発現させる模擬生 物装置を提供することを目的としている。 発明の開示
本発明は、コンピュータによる制御によって複数の動作を発現させる模擬生物 装置であって、当該模擬生物装置が受ける刺激をそれぞれ外部パラメータとして 検出しイベントを発生する知覚手段と、前記外部/ ラメータの検出状況によって 模擬感情を内部パラメータとして表現する模擬感情形成手段と、前記外部パラメ ータと内部パラメータとの組み合わせに対する反応動作を決定すると共に、前記 ィベントを受けて前記反応動作を所定部位の運動に具現化する動作実行手段と、 を有する模擬生物装置において、前記知覚手段が所定の静的継続行為の開始と判 断される外部パラメータを検出したことを条件として、前記動作実行手段に、 当 該検出された外部パラメータとその検出時における内部パラメータとの組み合 わせに応じて決定された反応動作を、前記静的継続行為の終了と判断される外部 パラメータを検出するに至るまで継続させる反応継続手段を設けたことから成 る。
前記静的継続行為時における反応動作の継続態様は、連続したものであっても 良いし、当該静的継続行為がキャンセルされたと思わせない程度の比較的短時間 のブランクを介してのものであるならば断続的であっても良い。 また、前記静的 継続行為時における反応動作を継続する手法としては、前記反応動作を前記動作 実行手段によって更に発現させる更新イベントを、前記静的継続行為の開始と判 断される外部パラメータを検出して以降静的継続行為の終了と判断される外部 パラメータを検出するに至るまで定期的に発生させる反応継続手段を設けた形 態、又は前記反応動作を前記動作実行手段によって更に発現させる更新ィベント の発生を、前記静的継続行為の許容時間が経過した時に中止させる反応継続手段 の何れか一方を設けた形態を採っても良いし、双方を設けた形態を採っても良い。 尚、継続させるとは、 前記静的継続行為の終了と判断される外部パラメータの 検出や、前記静的継続行為の許容時間の経過という前記静的継続行為の終了要件 を満たさない限り、 その間における他の外部パラメータの検出によっては、 当該 静的継続行為としての取リ极いはキャンセルされずに継続させることを意味す るものである。 ただし、前記その間における外部パラメータの検出により、前記 静的継続行為に対する反応動作の更新が行われる事はある。 本発明による模擬生物装置によれば、外部パラメータと内部パラメータに応じ て随時検出する刺激の種類や検出履歴に対応した動作パターンを発現させるこ とはもとより、静的継続行為に対する模擬生物装置の反応を、 ユーザから継続し て与えられる愛情等の無形の （外部パラメータが検出されない） 刺激に対しても 継続した生物的反応が模擬的に表現され、人間と模擬生物装置間のよリ高度なコ ミュニケーシヨンを築くことが出来る。 図面の簡単な説明
第 1図は、本発明による模擬生物装置の一例を示す要部機能ブロック図である。 第 2図は、本発明による模擬生物装置の一例を示す全体の機能ブロック図であ る。
第 3図は、本発明による模擬生物装置における動作形成処理の一例を示すフロ 一チヤ一卜である。 発明を実施するための最良の形態
本発明による模擬生物装置の実施の形態を図面に基づき説明する。
当該例は、コンピュータシステムによる制御によって複数の動作を発現させる 模擬生物装置、 所謂ロボットシステムであって、 当該模擬生物装置は、 第 2図に 示すように、 複数のセンサ 7、 及び複数のァクチユエータ 1 9、 並びに、 前記セ ンサ 7ゃァクチユエ一タ 1 9を制御するスィッチ、 メモリ、 及び C P Uからなる コンピュータ等で構成され、所定の外形と可動構造を有する筐体に収入されてい る。
そして、 これらによって形成される機能モジュールとして、 当該模擬生物装置 が受ける刺激をそれぞれ外部パラメータとして検出し反応動作を発現する為の イベント （反応イベント） を発生する知覚手段 1と、 刺激による外部パラメータ が検出されない場合でも自律動作を発現する為のイベント （自律イベント） を自 発的に発生し前記反応ィベント又は当該自律ィベン卜のいずれかから正に発現 する動作のィベン卜を選択する動作決定手段 4と、前記反応ィベン卜に含まれる 外部パラメータの検出状況に応じ模擬感情を表現する為の内部パラメータを前 記メモリ上に導く模擬感情形成手段 2と、前記反応ィベントに含まれる外部パラ メータと内部パラメータ （自律イベントに含まれるものを含む。 以下同じ。） と の組み合わせに対応した複数の動作パターンの割り当てが保存されたデータべ ース 3と、 前記反応イベント又は自律イベント （以下、 イベントと記す。） を受 けて当該データベース 3を参照し前記反応ィベン卜に含まれる外部パラメータ と内部パラメータとの組み合わせに対する前記反応動作、又は前記自律動作の動 作パターンを決定すると共に、前記イベントを受けて前記反応動作又は自律動作 の動作パターンを所定部位の運動に具現化する動作実行手段 5と、時刻情報を出 力するタイマ 1 8とを有する模擬生物装置である （第 2図参照)。
前記知覚手段 1は、 当該模擬生物装置に内蔵された音、 光、 赤外線、 熱、 加速 度、 或いは圧力を検出するセンサ 7と、 当該センサ 7の出力に対し演算処理等を 行い外部パラメータを含んだ反応イベントとして出力するセンサ処理部 8とで 構成され、前記模擬感情形成手段 2は、 前記知覚手段 1から得た外部パラメータ を用いて前記内部パラメータの一つの感情パラメータを導く感情演算部 9と、算 出された前記感情パラメータから反応動作や自律動作の動作保持時間、反復回数、 動作量 （振幅)、 定常位置、 及び動作速度 （以下、 動作要素と総称する。） を変化 させる為の内部パラメータであるところの動作波及パラメータを導く動作波及 量演算部 1 0とで構成される （第 2図及び第 3図参照)。
前記感情パラメータは、快 不快パラメータ Kkhと、興奮 沈静パラメータ Kkt からなる数値データの組み合わせであって、各種反応ィベン卜の外部パラメータ を模擬感情形成手段 2が検出することで、 前記快 Z不快パラメータ Kkhと、 興奮 沈静パラメータ Kktなる数値データの増減が適宜行われ（例えば、表 1参照）、 それら感情パラメータの増減に基づき表 2の如く "喜"、 "怒"、 "哀"、 "楽"、 及 び "ニュートラル" からなる五つの模擬感情帯の何れかとして認定され、 且つ前 記動作実行手段 5により反応動作として表現される結果、当該模擬生物装置の感 情が模擬的に表現され、 また、 その模擬感情は、 刺激を受ける毎に一定条件で変 化することとなる。
即ち、 模擬感情形成手段 2からは、 上記感情パラメータに基づいて、 例えば表 2の如く、 Kkh≥ 70で、 且つ Kkt≥70の場合には "喜"、 Kkh≤-70で、 且つ Kkt ≥70の場合には "怒"、 Kkh≤-70で、 且つ Kkt≤-70の場合には "哀"、 kh≥70 で、 且つ kt≤-70の場合には "楽"、 そして、 -70<Kkh<70又は- 70<Kkt<70 の場合には "ニュートラル" として模擬感情の位置づけが行われる。 そして、 反 応イベントを検出する度に、 それぞれの模擬感情帯に応じて、 例えば表 3の如く 動作波及パラメータ （反復回数増減パラメータ、 定常位置パラメータ、 動作保持 時間増減パラメータ、 速度パラメータ、 或いは振幅増減パラメータ等） が出力さ れ、 下記動作実行手段 5に与えられることとなる。 表 1
Figure imgf000007_0001
表 2
模擬感情 定条 t
快/不快パラメータ Kkh 興奮 Z沈静パラメータ Kkt 直 Kk ≥70 AND kt≥ 70
怒 Kk ≤-70 AND Kkt≥ 70
哀 Kk ≤-70 AND Kkt≤— 70
楽 Kkh≥70 AND Kkt≤-70
ニュー卜ラル 一 70く Kkhく 70 OR -70< Kktく 70
表 3
Figure imgf000008_0001
前記動作決定手段 4は、外部から検出可能な刺激が無く外部パラメータが検出 されない場合であっても自発的に発現させる自律動作に関する内部パラメータ (自律パラメータ） を含んだ前記自律イベントを発生させる自律動作発生部 1 1 と、前記知覚手段 1から出力された反応動作を発現する反応イベント、及び前記 自律イベントを受けてそれらを解析し、予め定められた下記イベント優先情報に 基づく優先順位に基づいて導かれた反応ィベント又は自律イベントのいずれか を出力する採否決定部 1 2とで構成される （第 2図参照)。
前記イベントは、前記自律イベントと反応イベントとを区別するィベント区分 情報、 及び種々のイベントの優先順位を示すイベント優先情報を備え、 更に、前 記反応ィベントである場合には前記外部パラメータとして外界から刺激を検出 した単数又は複数のセンサを特定する （加速度センサ、 或いは感圧センサ等） ィ ベン卜分類情報、及び前記単数又は複数のセンサが検出した刺激の量を表すィべ ン卜強度情報を備えている。 これらの外部パラメータによって、例えば、前記ィ ベント分類情報が感圧センサを示す場合には、 その刺激量によって "撫でる"、 "叩く"、 "強く押す" などの刺激のカテゴリーが特定出来ることとなる。 尚、 前 記自律ィベントである場合には、前記ィベント区分情報として前記自律パラメ一 タが含まれることとなる。
前記動作実行手段 5は、モータやスピーカ等からなる各種ァクチユエータ 1 9 と、前記イベントを受けて前記データベース 3を参照し種々のイベントに含まれ る外部パラメータや自律パラメータに応じた動作パターンを選定する動作選択 部 1 3と、前記模擬感情形成手段 2から与えられる動作波及パラメータに基づい て前記動作選択部 1 3により選定された動作パターンにかかる前記動作要素の 制御パラメータを導く制御量演算部 1 4と、 当該制御パラメータを受けて前記各 種ァクチユエータ 1 9への駆動エネルギー等の制御信号を調整するァクチユエ ータ制御部 1 5とで構成される （第 1図参照）。
上記模擬生物装置においては、 更に、 前記知覚手段 1が所定の前記静的継続行 為の開始と判断される外部パラメータを検出したことを条件として、前記動作選 択部 1 3により当該検出された外部パラメータとその検出時における内部パラ メータ （感情パラメータや動作波及パラメータ等） との組み合わせに応じてデー タベース 3より引き出された動作を、以後一定の入力的或いは時間的な条件が満 たされるまで、その間における外部パラメータの検出の有無に関わらず前記動作 実行手段 5によって発現させる反応継続手段 6が備えられている。
当該例における前記反応継続手段 6は、前記動作実行手段 5に設けられておリ、 動作パターン保持部 1 6と、 内部イベント発生部 1 7とを具備して構成される。 当該動作パターン保持部 1 6は、前記動作決定手段 4から前記静的継続行為が開 始されると判断されるイベント （開始イベント） を受け、 当該開始イベントに含 まれる前記外部パラメータ及び感情パラメータ （以下、 外部パラメータ等と記 す。） に応じて動作選択部 1 3により決定された動作パターンを前記動作パター ン保持部 1 6にラッチすると共に、 内部イベント発生部 1 7により、前記タイマ 1 8が発生する時刻情報に基づいて時間を計測し所定時間毎に前記開始ィベン 卜と同じ情報構成を持つた更新ィベントを発生する。
前記ァクチユエータ制御部 1 5は、当該更新イベントを動作発現のトリガとし て動作パターン保持部 1 6でラッチされている動作パターンを発現させる制御 信号を、前記開始ィベン卜の発生の切っ掛けとなった前記静的継続行為が続く限 リ何度でもァクチユエ一タ 1 9へ送出する。
その際の当該ァクチユエ一タ 1 9による反応動作は、 当該静的継続行為に割り 当てられた動作パターンではあるものの、 前記模擬感情形成手段 2は、 その間に 与えられた刺激によリ生じた前記静的継続行為以外の反応ィベントを受けてそ の都度感情パラメータを変化させ、当該感情パラメータの変化によって前記の如 く更に動作波及パラメータの出力を変化させる。 その結果、 前記ァクチユエータ 制御部 1 5からァクチユエ一タ 1 9へ出力される制御信号も変化し、 当該静的継 続行為に対する反応動作の前記動作要素も変化することとなる。
実施例
ここで、前記模擬生物装置を腹這いの姿勢が定常状態であるァザラシ型のロボ ットとし、 上記反応継続手段 6における処理を、 知覚手段 1の加速度センサによ リ "抱ぐ' という静的継続行為の開始と判断される外部パラメータを検出し、 そ れによって、 表 4に示す動作パターンが行われる場合を例として説明する。 表 4
Figure imgf000010_0001
当該例では前記加速度センサを用いて二軸方向又は三軸方向の A C加速度（始 動時や制動時等に生じる動的な瞬時加速度） と D C加速度 （重力など静的な安定 加速度） をアナログ電圧の出力により検出する。 各軸方向の出力は、 前記センサ 処理部 8で A Z D変換されて演算処理が行われ各軸方向の加速度データが導か れると共に、各軸方向の前記 D C加速度を合成する演算を行うことによリ角度デ ータが導かれ、 それらのデータが外部パラメータとして出力される。
例えば、 加速度センサを、 水平方向 （ァザラシロポッ卜の頭部と尾部を結ぶ方 向） の D C加速度 （以下、 水平静加速度と記す。） を検出するものと、 垂直方向
(ァザラシロボットの背部と腹部を結ぶ方向） の D C加速度 （以下、 垂直静加速 度と記す。） を検出するものとの組み合わせとし、 それぞれ、 頭部方向と背部方 向への加速度をプラス、 尾部方向と腹方向への加速度をマイナスとすれば、水平 静加速度が " 0 "で垂直静加速度がマイナスの場合が定常状態の姿勢にあると判 断でき、 また、 それらの D C加速度に基づいて算出した結果、 ァザラシの身体に 水平面に対して 4 0度以内の傾きが与えられている場合には、抱かれている状態 と推定出来る様に、 逆立ちと水平復帰、 及び仰向けと水平復帰、 からなる姿勢変 化の判断 '処理がなされる。
また、 同加速度センサによって水平方向と垂直方向の A C加速度 （以下、 水平 動加速度と垂直動加速度） を検出することで、 その値に応じて抱き上げと抱き下 ろし、振動や動揺の判断■処理がなされて各々の事象に対応したィベン卜が出力 されることとなる。
この様の判断結果の組み合わせによって前記静的継続行為の一つである前記 "抱ぐ' という動作の開始を認識する開始イベントも出力されることとなる。例 えば、 前記 "抱ぐ' の開始要素たる "抱き上げ" という刺激については、 前記 A C加速度及び D C加速度の方向と大きさに基づいて、前記反応動作である旨のィ ベン卜区分情報、当該抱き上げによる加速度を検出した単数又は複数の加速度セ ンサを特定するイベント分類情報、及び、 当該単数又は複数の加速度センサの検 出量を表すィベント強度情報を外部パラメータとする開始ィベン卜が前記セン サ処理部 8から出力される。
そして、 当該 "抱き上げ"の行為により発生する A C加速度が、 載置状態にお いて検出される A C加速度よリ十分に大きく、且つ乱暴に移動させられた際に発 生する A C加速度よりも十分に小さい上向きの A C加速度 （以下、抱き上げ加速 度と記す。） が与えられ、 それに続いて、 前記抱き上げ加速度よりも十分に小さ い A C加速度 （以下、 抱擁加速度と記す。） がー定時間継続するという条件を満 たすことを判断要件とすることも出来る。 もっとも、 抱いている者がほとんど静 止している場合には、 A C加速度が 0となる場合もある。
また、 前記 "抱く" の終了要素たる "抱き降ろし" については、 その行為によ リ発生する A C加速度が抱擁加速度よリ十分に大きく、且つ乱暴に移動させられ た際に発生する A C加速度よりも十分に小さい下向きの A C加速度 （以下、 抱き 降ろし加速度と記す。） が先ず与えられ、 それに続いて、 前記抱き降ろし加速度 よりも十分に小さい載置状態において検出される A C加速度が一定時間継続す るという条件を満たすことを判断要件とすることも出来る。
上記処理を経て前記知覚手段 1から "抱き上げ" と言う前記静的継続行為の開 始ィベン卜が出力されると、その外部パラメータ等に基づいて前記表 4の動作パ ターンが前記動作パターン保持部 1 6にラッチされて実行される他、前記静的継 続行為以外の刺激による例えば "撫でる"或いは "叩く" と言うイベントが出力 される場合と同様に、当該開始ィベン卜に含まれる外部パラメータが前記模擬感 情形成手段 2に入力されて、前記の如く、前記動作実行手段 5に送出される感情 パラメータや動作波及パラメータが更新され、当該更新された感情パラメータを 受けた動作選択部 1 3によって、後の前記更新イベントや反応イベントの検出を トリガとして行われる動作パターンの選択■決定に反映されると共に、前記動作 波及パラメータを受けた制御量演算部 1 4による制御量、 即ち、 当該動作パター ンに含まれる個々の前記動作要素に反映される。
尚、 当該例において前記静的継続行為の開始イベント検出の後、前記タイマ 1 8の時刻情報に基づいて計測される更新ィベン卜の発生間隔は 5秒であって、例 えば、 当該静的継続行為の間に、 叩く、 髭への接触、 強い音等の強い刺激を検出 した場合には、 前記計測はその都度リセッ卜される。
その際にも、当該刺激に対する反応ィベン卜に含まれる外部パラメータが前記 模擬感情形成手段 2に入力されて、前記動作実行手段 5に送出される前記感情パ ラメータや動作波及パラメータが更新され、当該更新された感情パラメータを受 けた動作選択部 1 3によって、後の前記更新イベントや反応イベントの検出を卜 リガとして行われる動作パターンの選択■決定に反映されると共に、前記動作波 及パラメータを受けた制御量演算部 1 4による前記制御量に反映される。そして、 当該刺激に対する動作パターンを実行した後、新規に時間の計測が開始され、前 記静的継続行為に対する更新ィベン卜の発生処理を継続する。
また、 当該例において前記静的継続行為の開始イベント検出の後、前記タイマ
1 8の時刻情報に基づいて計測される当該静的継続行為の許容時間は、 1 0分と されており、 当該 1 0分が経過すると、前記内部イベント発生部 1 7による時間 の計測が中止されると共に、更新イベントの発生が中止され、続いて前記反応ィ ベント又は自律イベント待ちの状態となる。前記許容時間が経過しなくとも、 当 該静的継続行為の継続中に、前記 "抱き降ろし" と判断される刺激が検出される と前記静的継続行為の終了イベントとして認識され、前記許容時間の経過と同様 に更新ィベン卜の発生が中止され、続いて前記反応ィベント又は自律ィベント待 ちの状態となる。 産業上の利用可能性
本発明による模擬生物装置の特徴たる反応継続手段を採用すれば、模擬する生 物の生態をよリ細かに表現できることとなリ、単なる刺激のキヤツチポールを超 越したコミュニケ一ションが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . コンピュータによる制御によって複数の動作を発現させる模擬生物装置で あって、当該模擬生物装置が受ける刺激をそれぞれ外部パラメータとして検出し イベントを発生する知覚手段 （1 ) と、 前記外部パラメータの検出状況によって 模擬感情を内部パラメータとして表現する模擬感情形成手段 （2 ) と、前記外部 パラメータと内部パラメータとの組み合わせに対する反応動作を決定すると共 に、前記ィベントを受けて前記反応動作を所定部位の運動に具現化する動作実行 手段 （5 ) とを有し、
前記知覚手段（1 ) が所定の静的継続行為の開始と判断される外部パラメータ を検出したことを条件として、 前記動作実行手段 （5 ) に、 当該検出された外部 パラメータとその検出時における内部パラメータとの組み合わせに応じて決定 された反応動作を、前記静的継続行為の終了と判断される外部パラメータを検出 するに至るまで継続させる反応継続手段（6 ) を設けたことを特徴とする模擬生 物装置。
2 . 前記反応動作を前記動作実行手段 （5 ) によって更に発現させる更新ィベン トを、前記静的継続行為の開始と判断される外部パラメータを検出して以降静的 継続行為の終了と判断される外部パラメータを検出するに至るまで定期的に発 生させる反応継続手段（6 ) を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の 模擬生物装置。
3 . 前記反応動作を前記動作実行手段 （5 ) によって更に発現させる更新ィベン 卜の発生を、前記静的継続行為の許容時間が経過した時に中止させる反応継続手 段（6 ) を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項のいずれかに記 載の模擬生物装置。
4. コンピュータによる制御によって複数の動作を発現させる模擬生物装置で あり、当該模擬生物装置の置かれた環境から受ける刺激をそれぞれ外部パラメ一 タとして検出しイベントを発生する知覚手段 （1 ) と、 前記外部パラメータの検 出状況によって模擬感情を内部パラメータとして表現する模擬感情形成手段
( 2 ) と、前記外部パラメータと内部パラメータとの組み合わせに対する反応動 作を決定すると共に、前記ィベン卜を受けて前記反応動作を所定部位の運動に具 現化する動作実行手段 （5 ) と、 を有する模擬生物装置において、
前記反応動作を前記動作実行手段 （5 ) によって更に発現させる更新イベント を、前記知覚手段 （1 ) が所定の静的継続行為の開始と判断される外部パラメ一 タを検出して以降静的継続行為の許容時間が経過するに至るまで定期的に発生 させる反応継続手段 （6 ) を設けたことを特徴とする模擬生物装置。
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