DE69927590T2

DE69927590T2 - Mobiler Roboter und Steuerverfahren für einen mobilen Roboter

Info

Publication number: DE69927590T2
Application number: DE69927590T
Authority: DE
Inventors: M. Robert Van Kommer
Original assignee: Swisscom AG
Current assignee: Swisscom AG
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2019-12-01
Also published as: DE69927590D1; EP1091273A2; EP1091273B1; EP1091273A3; ATE306096T1; US6584376B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mobilen Roboter, insbesondere einen mobilen Roboter mit einem Telefon und der fähig ist, sich autonom zu bewegen.
Es sind schon mobile Roboter bekannt, welche sich auf autonome Weise unter Steuerung einer Verarbeitungseinheit, die entsprechend der von einem oder mehreren Sensoren gelieferten Signale reagiert, bewegen können. Es wurden beispielsweise schon Roboter ausgeführt, welche eine oder mehrere Kameras, einen Radar, Mikrophone usw. aufweisen und die fähig sind, sich in einer komplexen Umgebung zu bewegen und dort eine Mission durchzuführen.
Bekannt sind weiter ferngesteuerte Roboter, welche mittels eines drahtlosen Funksystems ferngesteuert werden. Die Fernbedienung verwendet meistens eine eigens entwickelte Schnittstelle, die spezifisch für diese Anwendung vorgesehen wird; keine andere Kommunikation wird auf dem für die Steuerung des Roboters reservierten Funkkanal erwartet. Der Roboter überprüft also im Allgemeinen die Identität der Bedienungsperson, die ihn zu steuern versucht, nicht.
Es sind auch mobile Roboter erschienen, welche durch das Internetnetzwerk gesteuert werden. In diesem Falle müssen klassische Authentifizierungs- und Sicherungsverfahren, mittels Passwörter und Firewalls beispielsweise, eingesetzt werden, um zu verhindern, dass ein nicht zugelassener Benutzer die Steuerung des Roboters übernehmen kann.
Auch mobile, durch Sprachbefehle gesteuerte Roboter sind bekannt, welche beispielsweise jedoch nicht exklusiv in der Unterhaltungs- und Spielzeugindustrie verwendet werden. Diese Roboter sind in der Lage, die Sprachbefehle einer nahen Bedienungsperson zu analysieren und diesen Befehlen Folge zu leisten. Einige mobile Roboter umfassen auch ein Sprachsynthesemodul, welches durch einen Lautsprecher wiedergegebene Sprachantworten zu generieren vermag.
US5446445 beschreibt einen Roboter mit einem Mobiltelefon, welcher für die Erkennung und Signalisierung von Alarmsituationen, beispielsweise von Bränden, eingesetzt wird. Dieser Roboter kann nicht durch Sprachbefehle geführt oder gesteuert werden.
DE19624680 betrifft einen Roboter mit Sprachbefehlen, der für chirurgische Eingriffe verwendet wird.
JP11-058282 und US5610818 beschreiben Roboter, welche mittels eines Mobiltelefons gesteuert werden. Die Telefonverbindung wird jedoch nur für die Übermittlung von Daten verwendet; diese Roboter werden nicht sprachlich gesteuert.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Art mobiler Roboter und ein neues Steuerverfahren für mobile Roboter vorzuschlagen.
Insbesondere ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neue Art mobiler Roboter und ein neues Steuerverfahren für mobile Roboter vorzuschlagen, welche eine grössere Flexibilität für die Steuerung des mobilen Roboters bietet.
Gemäss der Erfindung werden diese Ziele mittels eines mobilen Roboters und eines Verfahrens mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Ansprüche erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen werden ferner in den abhängigen Ansprüchen sowie in der als Beispiel gebotenen Beschreibung angegeben.
Erreicht werden diese Ziele insbesondere mittels eines mobilen Roboters mit autonomen Bewegungsmitteln, einem Mikrofon, einem Lautsprecher, einer zellularen Mobilefunktelefonausrüstung, sowie einem Sprachanalysemodul, dazu fähig, die durch die benannte Sprachtelefonausrüstung erhaltenen Sprachbefehle zu interpretieren, um die Bewegungen des benannten mobilen Roboters zu steuern.
Dieser Roboter hat den Vorteil, dass er entweder durch eine nahe menschliche Bedienungsperson, mittels des integrierten Mikrofons, oder durch eine entfernte Bedienungsperson, mittels eines Telekommunikationsnetzwerks beispielsweise eines öffentlichen Mobiltelefonnetzwerks (z. B. GSM oder UMTS) sprachlich gesteuert werden kann.
Ferner erlaubt er, eine Sprachkommunikation durch ein Mobilnetzwerk zwischen einer menschlichen Bedienungsperson nahe dem mobilen Roboter und einer entfernten Bedienungsperson, an irgendeinem Punkt des Telefonnetzwerks verbunden, durch eine herkömmliche Telefonausrüstung herzustellen.
Die Erfindung erlaubt ferner, ein mobiles Telefonnetzwerk zustande kommen zu lassen, mit mindestens einem aus einem mobilen Roboter bestehenden mobilen Knoten, worin die Position der mobilen Knoten mittels Sprachbefehlen, die aus irgendeinem Knoten des Netzwerks gesendet und in den benannten mobilen Knoten analysiert werden, gesteuert werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird der mobile Roboter ferner mit mindestens einer Kamera und visuellen Wiedergabemitteln, z. B. einem Bildschirm, ausgestattet, sowie mit einem Mobiltelefon der dritten Generation, welches die Übermittlung von Bildern und Multimediadaten erlaubt. Dank dieser Variante können die Kommunikationsmöglichkeiten mittels Bildverarbeitungstechnologien erweitert werden.
Die Erfindung wird besser verstanden anhand der durch die beigelegten Figuren illustrierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform; es zeigen:
Die 1 eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems mit einem mobilen Roboter gemäss der Erfindung.
Die 2 eine schematische Darstellung eines mobilen Telefonnetzwerks mit mobilen Knoten gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die 1 illustriert eine Ausführungsform eines mobilen Roboters 3, der über ein mobiles Telefonnetzwerks 2 gesteuert werden kann. Mit mobilem Roboter gemeint ist in der nachstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen ein Roboter, ausgestattet mit autonomen Bewegungsmitteln 35, beispielsweise Rädern, und einer Verarbeitungseinheit 31, beispielsweise einem Mikroprozessors, einem Mikrokontroller oder einem Rechner, der fähig ist, ein Programm zur Steuerung der Funktionen des Roboters, insbesondere seiner Bewegungen, in Abhängigkeit von Signalen aus einem oder mehreren Sensoren auf dem Roboter und/oder von an den Roboter von einer Bedienungsperson gesandten high-level Befehlen auszuführen. Die vorliegende Erfindung findet Anwendung insbesondere für „kleine" Roboter, d.h. Roboter mit einer kleineren Grösse als derjenigen der menschlichen Bedienungsperson.
Der in 1 dargestellte Roboter umfasst ein Bewegungsmodul 35, beispielsweise einen elektrischen Motor, der nicht dargestellte Räder antreibt und durch die Verarbeitungseinheit 31 gesteuert wird. Der ganze Roboter wird autonom durch eine autonome elektrische Stromversorgung, z. B. einen Akkumulator oder eine photovoltaische Tafel, gespeist.
Ein in einer nicht dargestellten Speicherzone der Verarbeitungseinheit 31 gespeichertes Computerprogramm erlaubt, alle Funktionen des Roboters zu steuern. Dieses Programm ist vorzugsweise in einer objektorientierten Sprache geschrieben, beispielsweise C++, IDL von CORBA oder JAVA (eingetragene Marke von SUN Microsystems), kann aber auch Module enthalten, die in einer iterativen Sprache oder durch Programmierung eines neuronalen Netzwerks geschrieben sind.
Der Roboter 3 umfasst ferner einen Mikrofon 32 und andere Sensoren 34, beispielsweise eine Kamera, einen Abtastsensor, einen Beschleunigungsmesser, einen Radar, biometrische Sensoren usw., welche ihm erlauben, seine Umwelt zu erfassen.
Ein Lautsprecher 33 sowie andere Wiedergabemittel 36, beispielsweise eine Anzeige, erlauben ihm, mit dieser Umwelt, insbesondere mit einer menschlichen Bedienungsperson 4 nahe dem Roboter, zu kommunizieren.
Erfindungsgemäss umfasst der mobile Roboter ein Mobiltelefonmodul 30, das ihm erlaubt, sich in einem öffentlichen Telefonnetzwerk 2 zu verbinden, beispielsweise einem Netzwerk des Typs GSM, AMPS, TDMA, CDMA, TACS, PDC, HSCCD, GPRS, EDGE oder UMTS, oder einem Netzwerk der dritten Generation (3G), z. B. unter Verwendung der WAP (Wireless Application Protocole) Technologie, oder auch in einem Fixnetzwerk, in welchem sich das Modul z. B. über eine drahtlose Schnittstelle des Typs DECT verbindet. Das Modul 30 erlaubt es, eine zweidirektionale sprachliche oder audiovisuelle Kommunikation („Full-Duplex") mit einer beliebigen mit dem Telefonnetzwerk 2 verbundenen Endvorrichtung 1 herzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schnittstelle 30 aus einem herkömmlichen, im mobilen Roboter integrierten Mobiltelefon. Das Mobiltelefon umfasst vorzugsweise ein Teilnehmeridentifizierungsmodul 300, beispielsweise eine auswechselbare SIM-Karte, zur Identifizierung des mobilen Roboters im mobilen Telekommunikationsnetzwerk 2. In einer ersten Ausführungsform kann das Mobiltelefon 30 mit Betätigungsmitteln, beispielsweise einer Tastatur, und einer Anzeige versehen werden, um der menschlichen Bedienungsperson 4 zu erlauben, den mobilen Roboter 3 zum Telefonieren wie mit einem herkömmlichen Mobiltelefon zu verwenden. In einer anderen Ausführungsform ist das Mobiltelefon 30 ohne Betätigungsmittel und/oder Anzeige.
Die Verarbeitungseinheit 31 umfasst ein Modul 311, welche das Signal des Mikrofons 32 zu formen vermag; das Modul 311 kann beispielsweise einen Verstärker, einen Filter und einen 8KHz Analog-Digital-Umwandler z. B. umfassen. Ein anderes Modul 312 erlaubt es, das von der Schnittstelle 30 gelieferte Sprachsignal zu formen. Im Falle wo die Schnittstelle 30 ein Analogsprachsignal liefert, umfasst das Modul 312 beispielsweise einen Verstärker, einen Filter und einen 8KHz Analog-Digital-Umwandler z. B.; im Falle wo die Schnittstelle 30 ein Digitalsignal liefert, kann das Modul 312 ein Datenformatumwandlungsmodul umfassen.
Die geformten Signale des Mikrofons 32 und des Mobiltelefons 30 werden am Eingang eines Multiplexers 314 und eines Sprachanalysemoduls 310 geliefert. Das Sprachanalysemodul 310 kann beispielsweise ein Neuronennetzwerk, Hidden-Markov-Netzwerke oder ein Hybridsystem verwenden, und wird dazu trainiert, die für den Roboter bestimmten Sprachbefehle in den aus dem Mikrofon 32 und aus dem Mobiltelefon 30 stammenden Sprachflüssen zu erkennen. Im Falle eines mobilen Roboters, der für die Steuerung durch eine grosse Anzahl von möglichen Bedienungspersonen geeignet ist, wird das Sprachanalysemodul soweit wie möglich mittels Stimmextrakten eines Querschnitts von für die Gesamtpopulation aller Bedienungspersonen repräsentativen Bedienungspersonen trainiert. Im Falle eines von einer einzigen Bedienungsperson 1 oder 4 gesteuerten Roboters kann das Sprachanalysemodul trainiert werden, die Stimme dieser Bedienungsperson zu analysieren, beispielsweise während einer Lernphase („speaker dependant recognition").
Die vom Sprachanalysemodul 310 dekodierten Befehle werden am Eingang einer sequentiellen Maschine 317 geliefert, welche vorzugsweise ein in einer Speicherzone gespeichertes Computerprogramm und einen zur Ausführung dieses Computerprogramms geeigneten Prozessor umfasst. Die sequentielle Maschine 317 erhält auch Signale direkt vom Mobiltelefon 30 durch eine CIT (Computer Integrated Telephone) Schnittstelle 319, beispielsweise eine herkömmliche TAPI Schnittstelle, die der sequentiellen Maschine 317 erlaubt, das Mobiltelefon 31 zu steuern, insbesondere eine Kommunikation herzustellen oder abzubrechen, eine Anruferidentifizierung zu erhalten, usw. Der Zustand der sequentiellen Maschine 317 kann ferner von den durch die anderen Sensoren 34 und vom Bewegungsmodul 35 gelieferten Signalen abhängen.
Der Zustand der sequentiellen Maschine 317 bestimmt den Wert der von dieser Maschine gelieferten Steuerungssignale, insbesondere ein Steuerungssignal des Multiplexers 314, Steuerungssignale des Bewegungsmoduls 35, Steuerungssignale der Telefonschnittstelle 30, Steuerungssignale eines Sprachsynthesizers 313 und Steuerungssignale der Wiedergabeorgane 35, beispielsweise einer Anzeige 36.
Der von der sequentiellen Maschine 317 gesteuerte Sprachsynthesizer 313 erlaubt es, Sprachantworten auf die Anfragen und auf die Sprachbefehle der menschlichen Bedienungsperson 4, oder welche durch das Mobilnetzwerk 2 erhalten wurden, zu erzeugen. Die erzeugten Sprachmeldungen können auch vom Zustand der sequentiellen Maschine 317 abhängen, wobei der Sprachsynthesizer somit selbst einen besonderen Zustand des mobilen Roboters melden kann, beispielsweise einen Alarm, oder ein erkanntes Ereignis.
Der durch die sequentielle Maschine 317 gesteuerte Multiplexer 314 erlaubt es, das an den Lautsprecher 33 gelieferte Ausgangssignal und das an den Spracheingang des Mobiltelefons 30 gelieferte Ausgangssignal auszuwählen. Je nach Steuerungssignal der sequentiellen Maschine 317 liefert der Multiplexer 314 an jeden dieser beiden Ausgänge entweder das aus dem Mikrofon 32 stammende Signal, oder das vom Mobiltelefon 30 erhaltene Signal, oder das vom Sprachsynthesizer 313 erzeugte Signal.
Ein Formungsmodul 315 erlaubt es, das Ausgangssignal des Multiplexers anzupassen, um es mittels des Lautsprechers 33 zu wiedergeben. Dieses Modul 315 kann beispielsweise einen Digital-Analog-Umwandler und einen Verstärker umfassen. Auf die gleiche Weise erlaubt ein Modul 316, das für das Mobiltelefon 30 bestimmte Ausgangssignal des Multiplexers zu formen.
Ferner umfasst vorzugsweise die Verarbeitungseinheit 31 ein Anruferüberprüfungsmodul 318 das erlaubt, die Identität des Anrufers 2 mittels seiner Stimmmerkmale zu überprüfen. Das von der Einheit 31 gelieferte Resultat wird der sequentiellen Maschine 317 geliefert. In einer nicht-dargestellten Ausführungsform kann das Modul 31 kann auch verwendet werden, um die Identität der menschlichen Bedienungsperson 4 nahe dem mobilen Roboter 3 zu überprüfen.
Die Verarbeitungseinheit umfasst ferner vorzugsweise eine Benutzerdatenbank 3170, in welcher das Profil der Bedienungspersonen 1, 41, 4 des mobilen Roboters gespeichert sind. Dieses Profil umfasst vorzugsweise für jede Bedienungsperson weiter unten beschriebene Zugangsrechte, Präferenzen, beispielsweise die Sprache und/oder die Befehlssyntax, das Fachwissen usw., Sprachparameter zur Erleichterung der Spracherkennung, eine oder mehrere Adressen (beispielsweise die Telefonnummer, die Internetadresse), an welchen die Bedienungsperson kontaktiert werden kann oder will, usw.
Der mobile Roboter 3 kann ferner nicht-dargestellte Mittel für das Herunterladen von Daten umfassen, beispielsweise ein Modem das den Datenfluss aus dem Mobiltelefon 30 empfängt, und dank welchen das Steuerungsprogramm in der sequentiellen Maschine 317 geändert werden kann.
Die 2 zeigt eine Ausführungsform eines Mobilnetzwerks 2 mit einer Vielzahl von mobilen Robotern 3 gemäss der Erfindung. Das Mobilnetzwerk umfasst eine oder mehrere Zentralen 20, an welchen sich eine Vielzahl von mobilen Teilnehmern 1 und eine Vielzahl von mobilen Robotern 3 verbinden können. Die Position jedes Knotens 3 des Mobilnetzwerks kann mittels Sprachbefehle gesteuert werden, die aus einem beliebigen Knoten 1 oder 3 des Mobilnetzwerks 3 übermittelt werden und in den benannten mobilen Knoten analysiert werden. Jede durch einen Knoten 1, 3 des Mobilnetzwerks 2 verbundene Bedienungsperson ist somit in der Lage, den mobilen Roboter 3 zu steuern, unter der Bedingung, dass sie die nötigen Erlaubnisse besitzt, und eine Sprachkommunikation mit einer menschlichen Bedienungsperson nahe dem mobilen Roboter 3 herzustellen.
Gemäss verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung kann die Schnittstelle 30 vervollständigt oder geändert werden, um die Übermittlung von Email-Mitteilungen, SMS (Short Message System)-Meldungen oder Bildern usw. zu ermöglichen. Die Schnittstelle 30 kann auch einen Internetklient umfassen, zur Verbindung des mobilen Roboters in einem mobilen TCP/IP-Netzwerk 2. Diese Variante erlaubt insbesondere dem mobilen Roboter 3, via Internet auf verschiedene Arten von Dienstleistungen zuzugreifen und mittels Befehlen, die über Internet übermittelt werden, insbesondere mittels Sprachbefehlen, die über Internet übermittelt werden. gesteuert zu werden.
Der mobile Roboter 3 kann auch einen nicht dargestellten FTP oder http-Server umfassen, der jeder entfernten Bedienungsperson 1, und sogar jedem Internetbenutzer erlaubt, mittels einem einfachen FTP oder http-Klient, beispielsweise mittels einem Internetnavigator, den Zustand des mobilen Roboters 3 und insbesondere den Zustand der sequentiellen Maschine 317, sowie die von den Sensoren 34 gelieferten Signale zu überprüfen und über diesen Kanal den mobilen Roboter zu steuern.
Wenn der mobile Roboter mit einer Kamera 34 und einem Videobildschirm 35 ausgestattet ist, kann eine Videokonferenz zwischen irgendeiner entfernten Bedienungsperson 1, 3 und einer menschlichen Bedienungsperson im Sichtfeld der Kamera 34 hergestellt werden.
Der Fachmann wird verstehen, dass die verschiedenen in 1 dargestellten Elemente und Module des mobilen Roboters 3 in der Form eines elektronischen Schaltkreises oder in der Form einer Software ausgeführt werden können.
Verschiedene Anwendungsmöglichkeiten des oben beschriebenen mobilen Roboters 3 werden nun detaillierter beschrieben.
Um ihn zu steuern, muss eine Bedienungsperson 1 zuerst eine Verbindung mit dem mobilen Roboter 3 herstellen, beispielsweise indem die Telefonnummer, welche dem Identifizierungsmodul 300 im Falle eines Netzwerks 2 vom Typ Telefon entspricht, gewählt wird. Im Fall eines Paketnetzwerks muss die entfernte Bedienungsperson 1 ihre Datenpakete an die Adresse des mobilen Roboters senden.
Die Benutzerdatenbank 3170 gibt für jeden Benutzer, einschliesslich der unbekannten oder anonymen Benutzer, die Rechte und Privilegien an. Jede Bedienungsperson 1, 4 kann verschiedene Arten von Rechten erhalten, z. B. das Recht, den Roboter zu bewegen, mit dem Umfeld des Roboters zu kommunizieren, usw.; diese Rechte können beispielsweise in der Benutzerdatenbank 3170 gespeichert werden. Eine bestimmte Bedienungsperson 1, 4 erhält vorzugsweise das Recht, den Roboter zu verwalten, insbesondere seine Software zu aktualisieren, andere Rechte zu erteilen, usw., während andere Bedienungspersonen verschiedene andere Arten von Rechten erhalten können.
Die Datenbank 3170 umfasst vorzugsweise mindestens die Identität einer Bedienungsperson, die berechtigt ist, den mobilen Roboter zu bewegen und eine zweidirektionale Kommunikation mit der Umgebung des mobilen Roboters herzustellen, und wahlweise eine oder mehrere Identitäten von Bedienungspersonen mit weiter eingeschränkten Rechten, beispielsweise lediglich das Recht, eine zweidirektionale Kommunikation herzustellen.
Um die Rechte und Privilegien der Bedienungsperson zu überprüfen ist es erforderlich, seine Identität zu bestimmen. In einer einfachen Ausführungsform wird diese Identität einfach mittels der Anrufererkennungsfunktionen des Systems GSM oder UMTS bestimmt. Die an das Telefon 30 mitgeteilte Anruferidentifizierung wird durch die TAPI Schnittstelle 319 an die Verarbeitungseinheit 31 übermittelt und mit den in der Datenbank 3170 gespeicherten Identitäten verglichen, um die Rechte der anrufenden Bedienungsperson zu überprüfen. Diese Lösung erlaubt nur, das für die Herstellung der Verbindung mit dem angerufenen mobilen Roboter 3 benutze Endgerät zu überprüfen, jedoch nicht die Identität des Anrufers zu bestimmen im Falle, wo das gleiche Endgerät von mehreren Anrufern benutzt wird.
In einer anderen Ausführungsform wird diese Identität durch ein mittels der Tasten des Telefons 1 (DTMF System) eingegebenes oder sprachlich geäussertes Passworts, beispielsweise mittels des PIN-Kodes, bestimmt und/oder überprüft.
In einer anderen Ausführungsform wird diese Identität mittels biometrischen Parametern des Anrufers, vorzugsweise mittels durch das Anruferüberprüfungsmodul 318 bestimmter Merkmale seiner Stimme oder mittels aus dem Gesicht oder Auge des Anrufers abgeleiteter Merkmale im Falle eines Bildübermittlungssystems, bestimmt und/oder überprüft.
In einer anderen Ausführungsform wird diese Identität mittels einer von der anrufenden Bedienungsperson 1 gesandten elektronischen Signatur einer digitalen Meldung überprüft, die mittels eines elektronischen Zertifikats, das in einem Identifizierungsmodul 10 des von der anrufenden Bedienungsperson 1 verwendeten Endgeräts gespeichert ist, signiert werden kann.
Diese verschiedenen Ausführungsformen können auch kombiniert werden und der mobile Roboter kann beispielsweise ein gesprochenes Passwort sowie die Übereinstimmung der aus diesem Passwort abgeleiteten Sprachsignatur verlangen.
Eine entfernte Bedienungsperson 1 kann danach die Bewegungen und Aktionen des Roboters mittels vorbestimmter Sprachbefehle steuern, vorzugsweise mittels high-level Befehle des Typs „vorwärts", „links", „Stop", „Zurück zur Station", „Objekt greifen" usw. Der mobile Roboter 3 führt die erhaltene Befehle aus und sendet Bestätigungen, vorzugsweise in der Form von Sprachmeldungen, die vom Sprachsynthesizer 313 erzeugt werden.
Die entfernte Bedienungsperson 1 kann den mobilen Roboter in Konversationsmodus mittels eines geeigneten Befehls, z. B. „Konversationsmodus", versetzen. In diesem Fall wird der Multiplexer 314 so gesteuert, dass das Mobiltelefon 30 direkt mit der Mikrofon-Lautsprechereinheit 32–33 verbunden wird, so dass ein Sprachdialog und/oder ein audiovisueller Dialog zwischen der entfernten Bedienungsperson 1 und einer nahen Bedienungsperson 4 stattfinden kann. Danach kehrt der mobile Roboter zurück ins Befehlmodus, wenn ein entsprechendes Befehl („escape sequence") vom Modul 310 erkannt wird, beispielsweise wenn die entfernte Bedienungsperson 1 den Ausdruck „Befehlmodus" sagt.
Im Falle eines mobilen Roboters mit einer Kamera oder anderen Sensoren 34 kann das Konversationsmodus die Übermittlung durch das Mobiletelefon 30 von Bildern oder anderen Signalen, die vom mobilen Roboter bestimmt werden, bedeuten.
Das Befehlsmodus kann beispielsweise sehr leicht vom Konversationsmodus unterschieden werden, indem jedes Befehl mit einer spezifischen Sequenz, beispielsweise „please do" begonnen wird.
Der mobile Roboter kann auch von der nahen Bedienungsperson 4 mittels durch das Mikrofon 32 empfangener Sprachbefehle gesteuert werden. Konflikte im Falle von kontradiktorischen Befehlen, die von der entfernten Bedienungsperson 1 und von der nahen Bedienungsperson 4 erhalten wurden, werden von der sequentiellen Maschine 317 mittels der in der Benutzerdatenbank 3170 enthaltenen Angaben geschlichtet.
Ein typisches Dialog zwischen einer entfernten Bedienungsperson 1 und einem mobilen Roboter, der als Butler zum Empfang von Gästen in einem Gebäude verwendet wird, wird nun als Beispiel angegeben:

1. Die entfernte Bedienungsperson 1 wählt die Telefonnummer des mobilen Roboters 3 an. Der erste Dialogaustausch wird zur Überprüfung der Identität und der Privilegien der entfernten Bedienungsperson 1, z. B. eines Mobilteilnehmers, verwendet. Zu diesem Zweck lädt der mobile Roboter die entfernte Bedienungsperson 1 ein, ihr Passwort anzugeben. Der syntaktische Inhalt des Passworts sowie die aus dieser Antwort vom Modul 318 bestimmte Sprachsignatur werden für die Überprüfung der Rechte des Anrufers verwendet.
2. Die entfernte Bedienungsperson befiehlt dem mobilen Roboter, sich zum Eingang des Gebäudes zu begeben und einen um 9 Uhr erwarteten Gast, Herrn John Smith, abzuwarten.
3. Der Roboter bewegt sich automatisch in Richtung Eingang des Gebäudes.
4. Um 9 Uhr kommt der Besucher an und wird vom mobilen Roboter 3 empfangen.
5. Der mobile Roboter 3 ruft die entfernte Bedienungsperson 1 an, um die Ankunft von Herrn Smith zu melden.
6. Die entfernte Bedienungsperson 1 wechselt in den Kommunikationsmodus, um Herrn Smith über den Lautsprecher 33 des mobilen Roboters willkommen zu heissen und ihm den Zweck seines Besuchs abzufragen.
7. Herr Smith gibt an, dass er das Forschungszentrum besichtigen möchte. Seine Antwort wird an die entfernte Bedienungsperson 1 durch das Mikrofon 32 und das Mobiltelefonienetzwerk 2 übermittelt.
8. Die entfernte Bedienungsperson 1 kehrt ins Befehlmodus zurück und befiehlt dem mobilen Roboter, Herrn Smith zum Forschungszentrum zu führen.
9. Der mobile Roboter bestätigt die Ausführung dieses Befehls.

Sobald sich die Gesamtkosten verringern werden, könnten weitere Anwendungsmöglichkeiten des mobilen Roboters umfassen:

• Virtuelle Tiere, welche beispielsweise als Spielzeug verwendet werden, mit einer anonymen menschlichen Stimme bewohnt oder nicht.
• Roboter, welche die entfernte Besichtigung von Ausstellungen, Museen, historischen Stätten... sowie die Kommunikation mit Personen oder Robotern am gleichen Ort erlauben.
• Spiele oder Wettbewerbe, welche mittels Mobiltelefone eine Vielzahl von Teilnehmern einschliessen können, beispielsweise Fussballspiele für Roboter, Entdeckungsspiele, usw.
• Roboter, welche die Teilnahme an fernen Vorlesungen erlauben, mit Möglichkeiten der interaktiven Kommunikation mit den anderen Teilnehmern oder Robotern.
• Roboter, welche Ferneinkäufe erlauben. Der Roboter ruft seine Bedienungsperson nur in Fällen von Schwierigkeiten an; er erlaubt einer entfernten Bedienungsperson 1 mit einem nahen Verkäufer 4 zu kommunizieren.
• Roboter, welche für Domotik-Anwendungen verwendet werden, beispielsweise für die Überwachung von Wohnungen, die von ihren Besitzern fernabgefragt werden können.
• Hilfe für ältere und betagte Personen.
• Usw.

Claims

Mobiler Roboter (3), enthaltend: – autonome Fortbewegungsmittel (35) – ein Mikrofon (32) – einen Lautsprecher (33) gekennzeichnet durch – ein mobiles Telefoniemodul (30) – ein Sprachanlaysemodul (310), dazu geeignet, durch benanntes Telefoniemodul erhaltene Sprachbefehle zur Steuerung der Fortbewegung des benannten Roboters zu interpretieren.
Mobiler Roboter gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Mikrofon (32) mit besagtem Sprachanalysemodul (310) verbunden ist, was einer Bedienungsperson (4) in Hörweite von benanntem mobilen Roboter erlaubt, die Fortbewegung von benanntem mobilen Roboter (3) durch Sprachbefehle zu steuern.
Mobiler Roboter gemäss einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benanntes Sprachanalysemodul (310) ausserdem erlaubt, weitere/andere Funktionen des benannten mobilen Roboters zu steuern.
Mobiler Roboter gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Sprachsynthesemodul (313) das es erlaubt, Sprachantworten zu synthetisieren und an das benannte mobile Telefoniemodul (30) zu senden.
Mobiler Roboter gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Sprachsynthesemodul (313) es erlaubt, Sprachantworten zu synthetisieren und durch die Lautsprecher (33) auszusenden.
Mobiler Roboter gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bidirektionale Telefonkommunikation zwischen einer Bedienungsperson (4) in Hörweite von benanntem mobilen Roboter und einem durch ein mobiles Telefonnetzwerk (2) verbundenen Benutzer ermöglicht wird.
Mobiler Roboter gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er es ermöglicht, zwischen Befehlen zur Fortbewegung des mobilen Roboters und Sprachbefehlen zu unterscheiden, die an die benannte Bedienungsperson (4) weitervermittelt werden sollen,
Mobiler Roboter gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch einen oder mehrere zusätzliche Sensoren (34), die es ihm erlauben, seine Umgebung wahrzunehmen.
Mobiler Roboter gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der benannten zusätzlichen Sensoren (34) aus einer Kamera besteht.
Mobiler Roboter gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eines oder mehrere zusätzliche Wiedergabeorgane (36), die es ihm ermöglichen, mit seiner Umgebung zu kommunizieren
Mobiler Roboter gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der benannten zusätzlichen Wiedergabeorgane (36) aus einer Anzeige besteht.
Mobiler Roboter gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass er mit einem Benutzeridentifizierungsmodul (300) in einem mobilen Telefonnetzwerk (2) ausgestattet ist.
Mobiler Roboter gemäss dem vorhergehenden Anspruch, worin das Benutzeridentifizierungsmodul (300) eine SIM Karte ist.
Mobiler Roboter gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, der es ermöglicht, die Identität der Bedienungsperson (1, 4) zu überprüfen.
Mobiler Roboter gemäss dem vorhergehenden Anspruch, worin die benannte Identität durch eine elektronische Signatur der Bedienungsperson verifiziert wird.
Mobiler Roboter gemäss dem Anspruch 14, worin die benannte Identität durch ein vom Benutzers (1, 4) geliefertes Passwort verifiziert wird.
Mobiler Roboter gemäss dem Anspruch 14, worin die benannte Identität durch biometrische Merkmale der Bedienungsperson (1, 4) verifiziert wird.
Mobiler Roboter gemäss dem vorhergehenden Anspruch, worin die benannten biometrische Merkmale der Stimme der Bedienungsperson (1, 4) entnommenen Merkmale umfassen.
Mobiler Roboter gemäss dem vorhergehenden Anspruch, worin die benannten biometrischen Merkmale visuelle Merkmale der Bedienungsperson (1, 4) umfassen.
Mobiler Roboter gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Benutzerdatenbank (3170), welche die Rechte und Privilegien der Bedienungsperson (1, 4) des mobilen Roboters (3) angeben.
Mobiler Roboter gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Datenbank es ermöglicht, zwischen den Bedienungsperson (1, 4), die das Recht haben, den Roboter zu verstellen, und solchen, die nur eine bidirektionale Kommunikation mit der Umgebung des mobilen Roboters herstellen können, zu unterscheiden.
Verfahren zur ferngesteuerten Steuerung eines mobilen Roboters (3) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, beinhaltend einen Schritt von: Herstellen einer Verbindung mit dem mobilen Roboter durch ein umschaltbares Telefonnetzwerk (2), gekennzeichnet durch die folgend Schritte: Senden von Sprachbefehlen zur Bewegung des benannten Roboters über die benannte Verbindung, Interpretieren der benannten Sprachbefehle durch ein Sprachanalysemodul (310) des benannten mobilen Roboters (3), Steuerung der Fortbewegung des benannten mobilen Roboters (3) gemäss benannten Sprachbefehlen.
Verfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, umfassend einen Schritt des Sendens eines Befehls zur Umschaltung auf den Kommunikationsbetrieb, um eine Kommunikation mit einer Bedienungsperson (4) nahe dem benannten mobilen Roboter herzustellen.
Mobiles Telefonnetzwerk (2), umfassend mobile Knoten (1, 3), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens bestimmte der benannten mobilen Knoten (3) durch mobile Roboter gemäss Anspruch 1 gebildet werden, wobei ihre Position durch Sprachbefehle von einem beliebigen Knoten im Netzwerk gesteuert und innerhalb benannter bestimmter Knoten analysiert werden kann.