JP2003195886A

JP2003195886A - ロボット

Info

Publication number: JP2003195886A
Application number: JP2001395269A
Authority: JP
Inventors: Gen Endo; 玄遠藤; Takeshi Igarashi; 健五十嵐; Takashi Toyoda; 崇豊田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】頭部にマイクを具備するとともに，アクチュ
エータの発するノイズが当該マイクに及ぼす影響を低減
することが可能なロボットを提供すること。【解決手段】頭部と，胴部と，頭部と胴部とをリンク
する首部とを備え，頭部にマイクを搭載したロボットで
あって；頭部は，ロール軸方向に回動する第１の回動軸
を介して首部にリンクされる頭部基台と，頭部基台を覆
うように設置される頭部外装と，頭部外装に装着され，
外部環境の音情報を集音する主集音マイクと，第１の回
動軸が軸通され，第１の回動軸を回動させる駆動力を発
生するアクチュエータと，を具備することを特徴とす
る，ロボットが提供される。かかる構成により，頭部に
主集音マイクを搭載しても，主集音マイクをアクチュエ
ータから離隔できるので，主集音マイクに対するノイズ
の影響を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，ロボットにかか
り，特に，頭部にマイクを具備するロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年，各種ロボットの研究開発が進み，
犬などの動作を表現可能なペット型ロボットや，人間の
形態や動作を模した２足歩行が可能なロボット（ヒュー
マノイド・ロボット）などが提案されている。かかるロ
ボットは，全身に設けられた複数のアクチュエータを動
作させて，２足歩行等の複雑な動作を実現可能にしてい
る。

【０００３】さらに，外部環境の音情報を取得するマイ
クを搭載し，ユーザが発した音声等を認識可能なロボッ
トも提案されている。かかる音声認識を行うロボットで
は，上記アクチュエータ等が発するノイズによって認識
率が低下することを防止するため，比較的ノイズの影響
を受けにくい胴部の中心にマイクを設置したり，また，
ロボットとは別の場所にマイクを設置し，ここで取得し
た音声情報をロボットに送信するなどしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来のロボットでは，ユーザがロボットの後方から音声を
発して，ロボットに注意を喚起させたい場合であって
も，マイクが胴部に設けられているので，ロボットはい
ちいち胴部の向きをかえたりしなければならず，その挙
動が不自然になるという問題があった。また，マイクの
設置箇所によっては，ロボットが音源であるユーザの位
置を把握できないといった問題があった。

【０００５】本発明は，従来のロボットが有する上記問
題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，頭
部にマイクを具備するとともに，アクチュエータ等の発
するノイズが当該マイクに及ぼす影響を低減することが
可能な，新規かつ改良されたロボットを提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明の第１の観点によれば，頭部と，胴部と，頭
部と胴部とをリンクする首部とを備え，頭部にマイクを
搭載したロボットであって；頭部は，ロール軸方向に回
動する第１の回動軸を介して首部にリンクされる頭部基
台と，頭部基台を覆うように設置される頭部外装と，頭
部外装に装着され，外部環境の音情報を集音する主集音
マイクと，第１の回動軸が軸通され，第１の回動軸を回
動させる駆動力を発生するアクチュエータと，を具備す
ることを特徴とする，ロボットが提供される。

【０００７】ここで，頭部は，動物・人間の頭のごとき
意匠を施した部分であって，操作者等がそのロボットと
のコミュニケーションをとるにあたって，注意をする部
分としての違和感がなくなるよう作用する。また，胴部
は，動物・人間の胴のごとき意匠を施した部分であっ
て，上記頭部を設置する基台となるように作用する。さ
らに，頭部基台は，上記頭部の内部に備えられ，首部に
リンクされるとともに頭部の各種装置が設置される基台
として作用する。また，主集音マイクは，ロボットの外
部環境にかかり，音源定位，話者認識，語彙認識等の処
理を行う音情報を収得するよう作用する。また，アクチ
ュエータは，第１の回動軸を中心として頭部基台をロー
ル軸方向に回動させることができるため，頭部の下端に
ある首関節により頭部を左右に傾ける動作が可能にな
る。さらに，かかるアクチュエータを主集音マイクから
できるだけ離隔して頭部後側に配置できる。

【０００８】また，上記アクチュエータは，首部にその
基底部分を取り付けたモータと，モータの基底部分の他
端から出されてロボットの背面方向に延びる駆動軸に連
接され，入力軸と出力軸が対向して設けられた減速機
と，を具備し，頭部基台は，減速機の出力軸に固設され
るとともに，首部に回動可能に軸支される，如く構成す
れば，アクチュエータを効率的に配置できるとともに，
大音量のノイズを発生する減速機を頭部の後側に配置し
て，主集音マイクから離隔することができる。

【０００９】さらに，上記主集音マイクは，頭部外装の
少なくとも一側の側頭部に設けられる，如く構成すれ
ば，アクチュエータと主集音マイクを離隔することがで
きるともに，主集音マイクは，ロボットの前方および後
方で発音された音声の双方を好適に取得できる。また，
両側頭部に２つの主集音マイクを設けることで，主集音
マイクを人間の耳に相当する位置に配置できる。

【００１０】また，上記主集音マイクは，頭部外装の前
頭部に設けられる，如く構成すれば，アクチュエータか
ら主集音マイクをより離隔することができる。

【００１１】また，上記頭部には，アクチュエータの発
生したノイズを集音するノイズ取得用マイクが設けら
れ，主集音マイクの入力からノイズ取得用マイクで取得
した音声成分を差分演算し，その結果情報を用いて音声
情報処理を行う，如く構成すれば，主集音マイクが取得
した音情報からノイズを削減できるので，ロボットの音
声情報処理の精度が向上する。

【００１２】さらに，上記ノイズ取得用マイクは，主集
音マイクの直近傍内側，かつアクチュエータのノイズ発
生箇所の近傍に設けられる，如く構成すれば，アクチュ
エータが発するノイズのうち主集音マイクが影響を受け
るものを効率的に取得できる。

【００１３】また，頭部外装には，音源定位用の副集音
マイクが設けられる，如く構成すれば，主集音マイクの
みで得た音情報では音源定位できない場合であっても，
副集音マイクで取得した音情報を利用することで，好適
に音源定位が可能になる。さらに，この副集音マイク
は，頭部外装上で主集音マイクから離れた位置に配され
ることが好ましい。

【００１４】また，上記主集音マイクは，頭部外装表面
に設けられた防振部材上に，略メッシュ状のマイク防護
手段に覆われて設置される，如く構成すれば，ロボット
の各種動作に起因する振動が，主集音マイクに伝達する
ことを低減できるとともに，ロボットの転倒時などに主
集音マイクが外部と接触して破損することを防止でき
る。

【００１５】また，上記頭部には，音声情報処理用の頭
部電子基板が設けられる，如く構成すれば，主集音マイ
クの近傍で音声情報処理等を行うことができるので，デ
ータ量が低減するとともに，音声認識や音源定位などの
認識情報処理を迅速に行うことができる。また，音声情
報データ伝達用の配線等の各種装置を簡素化できる。

【００１６】また，上記首部は，第１の回動軸の下方
に，ピッチ軸方向に回動する第２の回動軸と，ヨー軸方
向に回動する第３の回動軸と，ピッチ軸方向に回動する
第４の回動軸と，を具備する，如く構成すれば，首部の
関節は４自由度を有するので，頭部を胴部に対して多様
に駆動させることができる。これにより，ロボットの表
現力が高まるとともに，主集音マイクによる集音可能範
囲も拡大する。

【００１７】さらに，上記第２〜４の回動軸は，頭部か
ら胴部にかけて，第２の回動軸，第３の回動軸，第４の
回動軸の順に配される，如く構成すれば，各回動軸が効
率的に配されて無駄なスペースを削減できるとともに，
首部の関節の機能性が高まり，ロボットの表現力が豊か
になる。

【００１８】上記課題を解決するため，本発明の別の観
点によれば，頭部と，胴部と，頭部と胴部とをリンクす
る首部とを備え，頭部にマイクを搭載したロボットであ
って；頭部は，第１の回動軸を介して首部にリンクされ
る頭部基台と，頭部基台を覆うように設置される頭部外
装と，頭部外装に装着され，外部環境の音情報を集音す
る主集音マイクと，第１の回動軸を回動させる駆動力を
発生するアクチュエータと，アクチュエータの発生した
ノイズを集音するノイズ取得用マイクと，を具備してお
り主集音マイクの入力からノイズ取得用マイクで取得し
た音声成分を差分演算し，その結果情報を用いて音声情
報処理を行うことを特徴とする，ロボットが提供され
る。

【００１９】かかる構成により，主集音マイクが取得し
た音情報からノイズを削減できるので，ロボットの音声
情報処理の精度が向上する。

【００２０】さらに，上記ノイズ取得用マイクは，主集
音マイクの直近傍内側，かつアクチュエータのノイズ発
生箇所の近傍に設けられる，如く構成すれば，アクチュ
エータが発するノイズのうち主集音マイクが影響を受け
るものを効率的に取得できる。

【００２１】また，上記頭部外装には，音源定位用の副
集音マイクが設けられる，如く構成すれば，主集音マイ
クのみで得た音情報では音源定位できない場合であって
も，副集音まいくで取得した音情報を利用することで，
好適に音源定位が可能になる。さらに，この副集音マイ
クは，頭部外装上で主集音マイクから離れた位置に配さ
れることが好ましい。

【００２２】また，上記主集音マイクは，頭部外装表面
に設けられた防振部材上に，略メッシュ状のマイク防護
手段に覆われて設置される，如く構成すれば，ロボット
の各種動作に起因する振動が，主集音マイクに伝達する
ことを低減できるとともに，ロボットの転倒時などに主
集音マイクが外部と接触して破損することを防止でき
る。

【００２３】また，上記頭部には，音声情報処理用の頭
部電子基板が設けられる，如く構成すれば，主集音マイ
クの近傍で音声情報処理等を行うことができるので，デ
ータ量が低減するとともに，音声認識や音源定位などの
認識情報処理を迅速に行うことができる。また，音声情
報データ伝達用の配線等の各種装置を簡素化できる。

【００２４】また，上記第１の回動軸はロール軸方向に
回動し，首部は，第１の回動軸の下方に，ピッチ軸方向
に回動する第２の回動軸と，ヨー軸方向に回動する第３
の回動軸と，ピッチ軸方向に回動する第４の回動軸と，
を具備する，如く構成すれば，首部の関節は４自由度を
有するので，頭部を胴部に対して多様に駆動させること
ができる。これにより，ロボットの表現力が高まるとと
もに，主集音マイクによる集音可能範囲も拡大する。

【００２５】さらに，上記第２〜４の回動軸は，頭部か
ら胴部にかけて，第２の回動軸，第３の回動軸，第４の
回動軸の順に配される，如く構成すれば，各回動軸が効
率的に配されて無駄なスペースを削減できるとともに，
首部の関節の機能性が高まり，ロボットの表現力が豊か
になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。な
お，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構
成を有する構成要素については，同一の符号を付するこ
とにより重複説明を省略する。

【００２７】（第１の実施の形態）まず，本発明にかか
る第１の実施の形態について説明する。なお，本実施形
態にかかるロボットとして，以下では，ヒューマノイド
・ロボットの例を挙げて説明するが，本発明はかかる例
に限定されない。

【００２８】まず，図１に基づいて，本実施形態にかか
るロボットの概要について説明する。なお，図１は，本
実施形態にかかるロボット１の全体構成を示す斜視図で
ある。

【００２９】図１に示すように，ロボット１は，２足歩
行が可能なヒューマノイド・ロボット（人間型脚式移動
ロボット）であり，全長が例えば５０〜６０ｃｍであ
る。かかるロボット１は，上端に配される頭部１０と，
全身の略中央部に位置する胴部２０と，頭部１０を胴部
２０とを連結する首部３０と，胴部１０の左右両側に設
けられた左腕部４０および右腕部５０と，胴部２０から
下方に延設され脚式移動を行う左脚部６０および右脚部
７０とを具備する。

【００３０】頭部１０は，例えば人間の頭のごとき意匠
を施した部分であって，首部３０の関節により胴部２０
に対して回動可能に連結される。かかる頭部１０は，頭
部外装１２に覆われた内部には，外界を撮像するカメラ
１４，外部からの音声等を集音する主集音マイク１６な
どが搭載されており，首部３０との間に電子音声等を発
音するスピーカ１８を具備する。

【００３１】胴部２０は，胸部２１と，腰部２２と，胸
部２１と腰部２２を連結する胴関節２３とから構成され
る。かかる胴部２０は，内部に比較的大きな容積を確保
することができるので，電源部や後述する中央制御装置
（図示せず）などが配置される。電源部は，後述するア
クチュエータ，制御装置およびカメラ１４などの各部が
消費する電力を供給するバッテリであり，例えばニッケ
ル水素電池などである。さらに，胴部２０には，ロボッ
ト１の姿勢を制御するための姿勢制御用センサ（図示せ
ず）が設けられる。この姿勢制御用センサは，ロボット
１の加速度や回転運動の角速度を検出することができ，
例えばジャイロセンサなどである。なお，かかる姿勢制
御用センサは，頭部１０など胴部２０以外の箇所に設置
することも可能である。

【００３２】左腕部４０および右腕部５０は，肩関節４
１，５１と，上腕４２，５２と，肘関節４３，５３と，
下腕４４，５４と，手首関節４５，５５と，手先部４
６，５６とから構成され，肩関節４１，５１によって胴
部２０の上部の両側に連結されている。

【００３３】左脚部６０および右脚部７０は，股関節６
１，７１と，大腿部６２，７２と，膝関節６３，７３
と，脛部６４，７４と，足首関節６５，７５と，足平部
６６，７６とから構成され，股関節６１，７１によって
胴部２０の下部に連結されている。さらに，両脚部６
０，７０の足平部６６，７６には，地面の状態やそこか
ら受ける圧力を検出するセンサとして例えば圧力センサ
（図示せず）が設けられている。また，かかる圧力セン
サを手先部４６，５６などのロボット１が外部と接触し
うる箇所に設けて，各部における接触状態を検出できる
ようにしてもよい。

【００３４】以上のように，ロボット１は，各部に複数
の関節（リンク機構）を有しており，回動軸を中心に各
関節を好適な角度だけ回動させることで，２足歩行や各
種の動作が可能である。かかる各関節は，１または２以
上のアクチュエータから構成されている。アクチュエー
タは，例えば減速機を備えたサーボモータなどからな
り，中央制御装置からの指示信号に基づいて，関節を所
定の回動速度で回動させ，所定の回動角度で維持するこ
とができる。サーボモータは，例えば小型のＡＣサーボ
モータまたはＤＣサーボモータなどであり，モータの駆
動を的確にフィードバック制御することができる。さら
に，かかるサーボモータには，その回転角度，角速度，
角加速度などを検出するためのセンサとして，例えばロ
ータリエンコーダが設けられている。また，減速機は，
サーボモータから大きなトルクを取り出すための機構で
あり，例えばハーモニック減速機等が用いられる。

【００３５】各関節は，例えば設置されるアクチュエー
タおよび回動軸等の数に応じて所定の自由度を有してお
り，例えば，図１に示したロボット１では，肩関節４
１，５１および股関節６１，７１が３自由度，足首関節
６５，７５および胴関節２３が２自由度，手首関節４
５，５５，肘関節４３，５３および膝関節６３，７３が
１自由度を有する。

【００３６】ここで，図２に基づいて，本実施形態にか
かる首部３０の関節自由度について説明する。なお，図
２は，本実施形態にかかる首部３０の回動軸の構成を模
式的に示す斜視図である。

【００３７】図２に示すように，本実施形態にかかる首
部３０の関節は，４つの回動軸を有しているので，首部
３０全体として４自由度を有する。具体的には，第１の
回動軸３１は，首部３０の上部（即ち，頭部１０側）に
配置され，ロール軸方向に回動する。また，第２の回動
軸３２は，第１の回動軸３１の例えば直下に配置され，
ピッチ軸方向に回動する。さらに，第３の回動軸３３
は，第２の回動軸３２の下方に配置され，ヨー軸方向に
回動する。加えて，第４の回動軸３４は，第３の回動軸
３３の下方で首部３０の下部（即ち，胴部２０側）に配
置され，ピッチ軸方向に回動する。このように，首部３
０の関節は，ピッチ軸方向に２自由度，ロール軸方向お
よびヨー方向にそれぞれ１自由度という合計４自由度を
有する。

【００３８】かかる構成により，首部３０の関節は，頭
部１０を胴部２０に対して３方向に駆動させることが可
能である。具体的には，首部３０の関節は，第１の回動
軸３１を用いて頭部１０を左右に傾けること（首を傾げ
る動作）ができる。また，第２の回動軸３２および第４
の回動軸３４を用いて，頭部１０を前後に傾けること
（頷く動作）ができる。さらに，第３の回動軸３３を用
いて，頭部１０を回動させること（首を横に振る動作）
ができる。また，首部３０の関節は，このような３方向
の駆動を複合的に組み合わせることにより，頭部３０に
多様な運動をさせることもできる。

【００３９】次に，図３に基づいて，以上のような４自
由度を有する関節を実現するための首部３０のリンク機
構について説明する。なお，図３（ａ）および図３
（ｂ）は，本実施形態にかかる首部３０の側面図および
正面図である。なお，図３では，首部３０と隣接する胴
部２０の胴部基台２００と，頭部１０の頭部基台１００
も示し，簡単のためスピーカボックスの図示は省略す
る。

【００４０】以下に，首部３０の主な構成要素と首部３
０が有する４つの回動軸３１〜３４の位置について説明
する。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように，首部
３０は主に，首下ハウジング３００と，首中ハウジング
３１０と，首上ハウジング３２０とから構成されてお
り，下端で胴部２０の胴部基台２００と，上端で頭部１
０の頭部基台１００とリンクされている。

【００４１】第１の回動軸３１は，首部３０の略上端で
ロー軸（Ｘ軸）方向に延長された回動軸であり，頭部基
台１００と首上ハウジング３２０をリンクしている。か
かる第１の回動軸３１は，第１のサーボモータＭ１の駆
動により，頭部基台１００を首上ハウジング３２０に対
しロー軸方向に回動させることができる。

【００４２】第２の回動軸３２は，ピッチ軸（Ｙ軸）方
向に延長された回動軸であり，首上ハウジング３２０と
首中ハウジング３１０をリンクしている。かかる第２の
回動軸３２は，第２のサーボモータＭ２の駆動により，
首上ハウジング３２０から上部を首中ハウジング３１０
に対しピッチ軸方向に回動させることができる。

【００４３】第３の回動軸３３は，ヨー軸（Ｚ軸）方向
に延長された回動軸であり，首中ハウジング３１０と首
下ハウジング３００をリンクしている。かかる第３の回
動軸３３は，第３のサーボモータＭ３の駆動により，首
中ハウジング３１０から上部を首下ハウジング３００に
対しヨー軸方向に回動させることができる。

【００４４】第４の回動軸３４は，ピッチ軸（Ｙ軸）方
向に延長された回動軸であり，首下ハウジング３００と
胴部基台２００をリンクしている。かかる第４の回動軸
３４は，第４のサーボモータＭ４の駆動により，首下ハ
ウジング３００から上部（即ち，首部３０および頭部１
０）を胴部基台２００に対しピッチ軸方向に回動させる
ことができる。

【００４５】次に，上記のような首部３０の構成要素と
それらを相互に連結させる態様について，図４に基づい
て，より詳細に説明する。なお，図４は，本実施形態に
かかる首部３０を分解して示した分解組立図である。

【００４６】図４に示すように，首下ハウジング３００
は，首部３０の下端に配されるハウジングであり，例え
ば，その中部から上部にかけては略中空円筒形状を有
し，下部が略半球面形状を有する。この首下ハウジング
３００の両側には，ピッチ軸方向に回動する第４の回動
軸３４が軸止され，その一側の先端には首プーリ３０１
が設けられる。かかる首下ハウジング３００は，胴部２
０の略上端に位置する胴部基台２００の上方に配置さ
れ，第４の回動軸３４を胴部基台２００にリンクさせる
ことにより，首部３０を胴部２０に対し回動可能に連結
する機能を有する。

【００４７】また，上記の胴部基台２００の内部には，
第４のサーボモータＭ４が設置されている。この第４の
サーボモータＭ４は，その駆動軸に胴プーリ２０１を備
えており，胴プーリ２０１を回動させる駆動力を発生す
る。さらに，この胴プーリ２０１と上記の首プーリ３０
１との間にはベルト３０２が懸架されており，第４のサ
ーボモータＭ４の駆動力を第４の回動軸３４に伝達する
ことができる。このため，第４のサーボモータＭ４を駆
動させると，第４の回動軸３４がピッチ軸方向に回動す
るので，首下ハウジング３００を第４の回動軸３４を中
心に回動させて前後に傾けることができる。この際，首
下ハウジング３００は，その下部が略半球面形状を有す
るので，胴部２０に干渉されることなく円滑に回動でき
る。なお，上記第４のサーボモータＭ４を例えば胴部基
台２００の上面に配設し，その駆動軸と第４の回動軸３
４を一体に形成して，首下ハウジング３００に駆動力を
直接伝達できるように構成してもよい。

【００４８】また，首下ハウジング３００の内部には第
３のサーボモータＭ３が固設される。この第３のサーボ
モータＭ３の駆動軸が第３の回動軸３３であり，かかる
第３の回動軸３３は，首中ハウジング３１０の下面に接
続されている。従って，第３のサーボモータＭ３は，首
中ハウジング３１０を首下ハウジング３００に対しヨー
軸方向に回動させるように，駆動力を発生させる。

【００４９】また，首中ハウジング３１０は，例えば略
中空円筒形状を有し，その下面は第３の回動軸３３に接
続されている。また，上部には，例えば略方形を有し，
スピーカボックス３３０の回動動作を案内するための案
内用切り欠き３１１ａ，３１１ｂが前後２箇所に形成さ
れており，後述するスピーカボックス３３０が，この案
内用切り欠き３１１ａ，３１１ｂに収まるようになって
いる。

【００５０】また，首上ハウジング３２０は，例えば略
直方体形状を有するハウジングであり，頭部１０を搭載
する部材として機能する。この首上ハウジング３２０
は，例えば左右側面から突出して配された第２の回動軸
３２により，首中ハウジング３１０に回動可能に軸着さ
れる。この第２の回動軸３２は，一側端３２ａが第１の
ベアリング３２４を介して首中ハウジング３１０に回動
自在に連結され，他側端３２ｂが首中ハウジング３１０
に固着される。さらに，首上ハウジング３２０の内部に
は第２のサーボモータＭ２が固設されており，この第２
のサーボモータＭ２の駆動軸は上記第２の回動軸３２の
他側端３２ｂと一体形成されている。このため，首上ハ
ウジング３２０は，第２のサーボモータＭ２の駆動によ
って，首中ハウジング３１０に対しピッチ軸方向に回動
できるようになっている。

【００５１】また，首上ハウジング３２０の下部には，
内部にスピーカ１８を備えるスピーカボックス３３０が
取り付けられ，首中ハウジング３１０との間に挟まるよ
うにして配される。このスピーカボックス３３０は，例
えば下面が略曲面となるような例えば略半円筒形状を有
しており，首上ハウジング３２０の回動に伴い，首中ハ
ウジング３１０の案内用切り欠き３１１ａ，３１１ｂに
案内されて，ピッチ軸方向に円滑に回動できる。

【００５２】次に，かかる首上ハウジング３２０に頭部
基台１００をリンクさせる機構について説明する。首上
ハウジング３２０は，減速器３２１，第１のサーボモー
タＭ１および第２のベアリング３２２を介して，頭部基
台１００に連結される。なお，これら減速器３２１，第
１のサーボモータＭ１および第２のベアリング３２２の
各回動軸は，全体として第１の回動軸３１を構成する。

【００５３】頭部基台１００は，頭部１０の例えば略中
央部に配置されて各種装置が設置される板状部材であっ
て，ロボット１の進行方向前方および後方にそれぞれ基
台前面部材１００ａと基台後面部材１００ｂを具備す
る。

【００５４】減速機３２１は，例えばハーモニックドラ
イブなどの減速機構であって，入力軸３１ｂの回動が減
速されて，出力軸３１ａの回動を招くような構造を有す
る。この減速機３２１の入力軸３１ｂは，第１のサーボ
モータＭ１の駆動軸３１ｃに軸着されており，出力軸３
１ａは，頭部基台１００の基台後面部材１００ｂに固着
されている。また，減速機３２１は，入力軸３１ｂと出
力軸３１ａが同一軸方向に延長形成されている。かかる
構成により，減速機３２１として例えば遊星ギアなどを
用いることができ，より耐久性に優れた構造を実現でき
る。加えて，かかる遊星ギアなどの機構は，入手容易か
つ安価であるので，生産コストの低減を図ることもでき
る。また，このような減速機３２１を，上述した第２〜
４のサーボモータＭ２〜４に適用してもよい。

【００５５】第１のサーボモータＭ１は，上記のように
駆動軸３１ｃが減速機３２１の入力軸３１ｂに軸着され
ているので，その駆動力によって減速機３２１の出力軸
３１ａの回動を招くような構成である。また，第１のサ
ーボモータＭ１の本体は，首上ハウジング３２０の例え
ば後面に固着されている。従って，第１のサーボモータ
Ｍ１を駆動させることにより，減速機３２１の出力軸３
１ａを，首上ハウジング３２０を基準としてロール軸方
向に回動させることができる。

【００５６】第２のベアリング３２２は，ベアリング軸
受部３２２ａと，ベアリング軸受部３２２ａに対し回動
自在に付設されたベアリング軸３１ｄとを備えた軸受で
ある。このベアリング軸３１ｄは，上記減速機３２１の
出力軸３１ａと同一軸線（即ち，第１の回動軸３１）上
となるように配設されており，その一側端が首上ハウジ
ング３２０の前面に固着される。また，ベアリング軸受
部３２２ａは，頭部基台１００の基台前面部材１００ａ
に固着されている。かかる構成により，第２のベアリン
グ３２２は，頭部基台１００を首上ハウジング３２０に
対しロール軸方向に回動自在に支持することができる。

【００５７】以上のような構成により，頭部基台１００
を第１の回動軸３１を介して首上ハウジング３２０にリ
ンクさせることができる。また，第１のサーボモータＭ
１を駆動することにより，頭部基台１００を第１の回動
軸３１を中心にロール軸方向に回動させ，首上ハウジン
グ３２０に対して所定角度傾けることができる。

【００５８】また，首上ハウジング３２０は，例えば両
側面の上端にメカニカルストッパ３２３ａ，３２３ｂ
（以下，メカニカルストッパ３２３という場合もあ
る。）が付設されている。かかるメカニカルストッパ３
２３は，首上ハウジング３２０と頭部基台１００とのな
す角度（即ち，頭部基台１００の回動角度）が所定範囲
内に収まるように，頭部基台１００の回動を物理的に制
限する機能を有する。さらに，このメカニカルストッパ
３２３は，頭部基台１００の接触の有無を検出するリミ
ッタスイッチを兼ねていることが好ましい。かかる構成
により，頭部基台１００がメカニカルストッパ３２３
ａ，３２３ｂのいずれか一方と接触した際に，頭部基台
１００の回動角度が限界角度に達したことを中央制御装
置（図示せず）に対し通知できる。

【００５９】以上のように，首部３０の各構成要素が相
互に連結して４つのリンク機構を実現しており，結果と
して首部３０の関節は４自由度を有することができる。

【００６０】次に，図５に基づいて，本実施形態の特徴
であるマイクを搭載した頭部の構成について説明する。
なお，図５は，本実施形態にかかる頭部１０を分解して
示した分解組立図である。

【００６１】図５に示すように，頭部１０は，主に，上
記の頭部基台１００と，外界を撮像するカメラ１４と，
カメラ固定部１０４と，頭部外装１２と，主集音マイク
１６と，副集音マイク１７と，ノイズ取得用マイク１５
とを有する。

【００６２】頭部基台１００は，上記のように第１の回
動軸３１を介して首上ハウジング３２０に回動可能にリ
ンクされる板状部材である。この頭部基台１００には，
頭部１０を構成する各種装置が設置されており，頭部基
台１００がロール軸方向に回動することにより頭部１０
全体を左右に傾けることができる。また，頭部基台１０
０を回動させるための駆動機構の全てが，頭部基台１０
０の下方に配されているので，頭部基台１００上のスペ
ースを広く活用することができる。このため，本実施形
態では，頭部基台１００の例えば上面には，電子回路を
形成する頭部電子基板４３０が搭載されている。

【００６３】カメラ１４は，例えばステレオカメラであ
り，ロボット１の左目に相当する左カメラ１４ａと，右
目に相当する右カメラ１４ｂの２つを有する。この左カ
メラ１４ａおよび右カメラ１４ｂは，例えばＣＣＤカメ
ラであり，外界を撮像して得た画像情報データを，頭部
電子基板４３０に送信する。かかる構成により，外部環
境を視覚的に認識したり，また，撮像した対象物までの
距離を測定することもできる。

【００６４】カメラ固定部１０４は，左カメラ１４ａお
よび右カメラ１４ｂを固定的に支持する例えば平板状の
部材であり，両カメラ１４ａ，１４ｂを設置する位置に
開口部１０４ａ，１０４ｂがそれぞれ設けられている。
かかる構成により，一枚板であるカメラ固定部１０４に
より，両カメラ１４ａ，１４ｂの視線を略同一の方向
（例えば前方）に合わせて安定的に固定できるので，両
カメラ１４ａ，１４ｂの光軸が安定し，撮像精度が向上
する。

【００６５】また，カメラ固定部１０４は，カメラ固定
部取付板１０６を介して，頭部基台１００に例えばねじ
止めして固定される。かかる構成により，カメラ固定部
取付板１０６の大きさや形状を変更するだけで，頭部基
台１００に対するカメラ１４の位置を容易に調整するこ
とができる。なお，かかるカメラ固定部取付板１０６を
用いて，左カメラ１４ａと右カメラ１４ｂの光軸の中点
が，上記第１の回動軸３１の略中心となるように調整す
ることが好ましい。かかる構成により，ロボット１の頭
部１０が両目の中点を略中心として左右に回動するの
で，ロボット１の首を傾げる様相が，これを見る人間に
とってより自然に感じられ，親近感を抱かせることがで
きる。なお，上記カメラ固定部取付板１０６は，必ずし
も具備されなくともよく，例えば，頭部基台１００とカ
メラ固定部１０４を一体形成してもよい。

【００６６】頭部外装１２は，例えばプラスチック等で
形成され，例えば人間の頭を模したような形状を有して
おり，例えば前側には，左右のカメラ１４ａ，１４ｂに
対応する位置にカメラ孔１２ａ，１２ｂが形成されてい
る。この頭部外装１２は，上記のような頭部１０の各装
置を覆うようにして配設される。かかる頭部外装１２
は，頭部基台１００に装着されており，首部３０の関節
によって頭部基台１００とともに例えば前後，左右等に
回動することができる。

【００６７】主集音マイク１６は，音源定位，話者認
識，語彙認識等，外部環境にかかる処理がされる音情報
を集音するメインのマイクロホンである。なお，音情報
とは，ユーザ（操作者等）の音声や手を叩いた音，動物
の鳴き声，物体同士の衝突音，摩擦音など，ロボット１
の外部環境にかかる全ての音に関する情報である。かか
る主集音マイク１６としては，上記頭部外装１２の例え
ば左右両側に配される左主集音マイク１６ａと右主集音
マイク１６ｂの２つが設けられる。これにより，例え
ば，ユーザが発した音声を左主集音マイク１６ａおよび
右主集音マイク１６ｂの双方により取得し，双方の音情
報の位相差から，音源であるユーザの位置（ロボット１
に対する相対位置）を把握することなどができる。ま
た，音源定位する際に，カメラ１４によって撮像した画
像情報も併用して，例えば，音源であるユーザをカメラ
１４の視野内に検出できない場合には，後方からの発音
であると判断することなどもできる。このようにしてカ
メラ１４と主集音マイク１６の双方を利用することで，
より精度の高い音源定位を行うこともできる。

【００６８】また，この主集音マイク１６は，左主集音
マイク１６ａまたは右主集音マイク１６ｂのそれぞれ
が，例えば左右に２つの指向性マイクを並べて構成され
たステレオマイクであってもよい。かかる構成により，
左主集音マイク１６ａまたは右主集音マイク１６ｂが単
独でも，当該２つの指向性マイクの取得した音声情報の
位相差から，例えばロボット１の前後方向に関する音源
定位が可能になる。

【００６９】副集音マイク１７は，主集音マイク１６が
取得した音情報を補完するために，外部環境にかかる音
情報を集音する補助的なマイクロホンである。かかる副
集音マイク１７としては，上記頭部外装１２の例えば内
側から前後両側に配される前副集音マイク１７ａと後副
集音マイク１７ｂの２つが設けられ，それぞれが上記頭
部外装１２に形成された副集音マイク用孔１９ａ，１９
ｂを介して，外部音声を取得する。かかる副集音マイク
１７を具備することにより，例えば，ロボット１が３次
元的な音源定位が可能になる。即ち，音源定位を行う場
合，上記左主集音マイク１６ａおよび右主集音マイク１
６ｂから得られた音情報だけでは，両主集音マイク１６
を含む平面内の２次元的な音源定位しかできないが，さ
らに前副集音マイク１７および後副集音マイク１７ｂに
よって得た音情報をも利用することで，音源を３次元的
に定位することができる。

【００７０】また，ノイズ取得用マイク１５は，頭部外
装１２の内側において例えばアクチュエータが発するノ
イズを取得するためのマイクである。このノイズ取得用
マイク１５は，主集音マイク１６の直近傍内側でアクチ
ュエータのノイズ発音部近傍に配置されることが好まし
い。

【００７１】次に，図６に基づいて，本実施形態の特徴
である主集音マイクの配置についてより詳細に説明す
る。なお，図６（ａ）および図６（ｂ）は，本実施形態
にかかる主集音マイク１６の配置を示すための頭部外装
１２の平面図および側面図である。なお，両図には，頭
部外装１２の内部に配されている頭部基台１００や首上
ハウジング３２０等も示してある。

【００７２】図６（ａ）に示すように，頭部外装１２の
例えば表面側には，例えば左右両側に，ロボット１の左
耳に相当する左主集音マイク１６ａと，右耳に相当する
右主集音マイク１６ｂが，例えば対称に配置されてい
る。また，図６（ｂ）に示すように，これらの主集音マ
イク１６は，頭部外装１２の両側面の略中央部に配され
ている。

【００７３】続いて，このような主集音マイク１６と頭
部１０の近傍に配されるアクチュエータとの位置関係に
ついて説明する。上述したようなアクチュエータ（即
ち，サーボモータ，減速機等）は，内部に例えば複数の
ギヤを有しているので，頭部を回動させるために駆動す
る際には，ギヤの連結部などからノイズを発生する。特
に減速機からのノイズの発生は著しく，かかるアクチュ
エータの近傍にマイクを配置した場合には，かかるノイ
ズがマイクの認識率を低下させる原因となっていた。

【００７４】しかしながら本実施形態では，上記のよう
に，首部３０の上端に配されたアクチュエータ（即ち，
第１の回動軸３１を中心として頭部１０をロール軸方向
に回動させるアクチュエータ）は，第１のサーボモータ
Ｍ１および減速機３２１からなり，これらは首上ハウジ
ング３２０から頭部１０の後方に向かうように配されて
いる。このため，減速機３２１は，図６に示すように，
頭部１０の後部に配置されることとなり，上記主集音マ
イク１６から所定距離を保って離隔される。従って，減
速３２１の発するノイズが，主集音マイク１６の認識率
に及ぼす影響を低減することができる。

【００７５】また，図６に示すように，前および後副集
音マイク１７ａ，１７ｂは，頭部外装１２内側の前部と
後部にそれぞれ設けられ，両主集音マイク１６ａ，１６
ｂを含む平面上でない位置に配される。これにより，ロ
ボット１に対して上下方向の音源定位が可能になる。

【００７６】次に，図７に基づいて，本実施形態にかか
る主集音マイクの頭部外装への設置態様について説明す
る。なお，図７は，本実施形態にかかる主集音マイク１
６の頭部外装１２への設置態様を示す断面図である。

【００７７】図７に示すように，主集音マイク１６は，
例えば，頭部外装１２の表面上にゴムなどの防振部材８
０を介して設置されている。このため，ロボット１の歩
行や頭部１０の回動等により発生した振動が，主集音マ
イク１６に伝達することを防止できるので，主集音マイ
ク１６の精度を向上させることができる。また，主集音
マイク１６の外側には，例えば金属メッシュ状のカバー
であるマイク防護手段８１が主集音マイク１６を覆うよ
うに設けられており，主集音マイク１６が直接外部と接
触して破損等することを防止できる。

【００７８】次に，図８に基づいて，本実施形態にかか
るノイズ取得用マイクの配置について説明する。なお，
図８は，本実施形態にかかるノイズ取得用マイク１５の
配置を示すための頭部基台１００周辺の側面図である。

【００７９】図８に示すように，本実施形態にかかるノ
イズ取得用マイク１５は，例えば頭部基台１００の基台
前面部材１００ａに設けられる（位置Ａ）。これによ
り，ノイズ取得用マイク１５を，主集音マイク１６の内
側近傍で，かつ首上ハウジング３２０の内部に設置され
たアクチュエータ（即ち，第２のサーボモータＭ２）の
近傍に配置できる。このため，ノイズ取得用マイク１５
は，例えば主集音マイク１６に直近の第２のサーボモー
タＭ２が発したノイズを好適に取得できる。

【００８０】また，ノイズ取得用マイク１５の配置は，
かかる例に限定されず，例えば，頭部基台１００の上面
の後ろ側（位置Ｂ）に設置して，第１のサーボモータＭ
１および減速機３２１の発するノイズを主として取得す
るようにしてもよい。

【００８１】次に，図９に基づいて，本実施形態にかか
るロボットの制御システムについて説明する。なお，図
９は，本実施形態にかかるロボット１の制御システム４
００の全体構成を示すブロック図である。

【００８２】図９に示すように，制御システム４００
は，ロボット１全体を統括的に制御する中央制御装置４
１０と，各関節のサーボモータＭに対応してそれぞれ設
けられた複数の関節制御回路４２０と，頭部基台１００
上に設けられ音情報などを処理する頭部電子基板４３０
と，各種のセンサ（姿勢制御用センサ，圧力センサ，メ
カニカルストッパ３２３のリミッタスイッチなど）４４
０とから構成される。

【００８３】中央制御装置４１０は，各関節の動作状況
（即ち，関節の回動角度等）や，カメラ１４により撮像
された画像情報等の外部情報データ，各センサ４４０の
検出信号，外部からのロボット動作の指令情報等に基づ
いて，ロボット１に歩行などの所定の動作を起こさせる
べく，各関節のサーボモータＭの駆動を指示するなど，
ロボット１全体を統括的に制御する機能を有し，例えば
胴部２０に設けられる。

【００８４】かかる中央制御装置４１０は，図１０に示
すように，上記のような各種の入力情報に基づいて演算
処理を行い，各関節の回動角度や回動速度を指示する信
号等の制御信号を作成する制御演算部４１１と，各種セ
ンサ４４０や関節制御回路４２０および頭部電子基板４
３０との間で各種のデータを送受信する内部入出力部４
１３と，有線または無線により接続したコントローラそ
の他の外部装置（図示せず）との間で通信処理を行う外
部通信部４１５と，頭部電子基板４３０から入力された
画像情報データの解析処理を行う画像処理部４１７と，
頭部電子基板４３０から入力された音情報データの解析
し各種の認識処理を行うとともに，上記入力情報データ
等を基に多彩な音声指示信号を作成する音声処理部４１
９から構成される。また，上記以外にも，中央制御装置
４１０は，例えば予め設定されたロボット１の動作パタ
ーン等を格納しているハードディスクドライブなどの記
憶装置からなる記憶部（図示せず）を具備していてもよ
い。

【００８５】また，関節制御回路４２０は，ロボット１
の各関節が具備する複数のサーボモータＭに対応してそ
れぞれ配設されており，中央制御装置４１０から受信し
た指示信号に基づいて，サーボモータＭの回動角度や回
動速度を制御する機能を有する。サーボモータＭには，
上述のようにロータリエンコーダ４２１が設けられてお
り，サーボモータＭの実際の回動角度や回動速度を検出
できる。従って，関節制御回路４２０は，ロータリエン
コーダ４２１の検出値に基づいて，サーボモータＭをフ
ィードバック制御するとともに，かかる検出値を中央制
御装置４１０に送信することができる。

【００８６】また，頭部電子基板４３０は，上記のよう
に頭部基台１００上に配される電子回路であり，例え
ば，カメラ１４や主集音マイク１６などからの情報信号
を入力するコネクタなどの各種電子部品も搭載されてい
る。かかる頭部電子基板４３０は，例えばマイクロコン
ピュータなどからなる演算処理装置を具備しており，カ
メラ１４や主集音マイク１６などにより得た外部情報デ
ータを一次的に処理して，データ量を減少させた上で，
中央制御装置４１０に送信することができる。また，頭
部電子基板４３０は，音声信号を音声系アンプにより増
幅してスピーカ１８に出力することもできる。

【００８７】以上のような構成の制御システム４００に
より，ロボット１は，各種マイクで取得した外部環境に
かかる音情報を処理して，各種認識が可能になる。かか
る認識としては，例えば，音源定位，話者認識，発音の
有無の認識，発音された音声のトーンの強さの認識，語
彙認識などが可能である。

【００８８】ここで，図１１および図１２に基づいて，
本実施形態にかかる音情報の処理フローについて説明す
る。なお，図１１は，本実施形態にかかる音情報の処理
フローを示すフローチャートである。また，図１２は，
本実施形態にかかる音情報の信号処理を示すブロック図
である。

【００８９】まず，主集音マイク１６および副集音マイ
ク１７が，外部環境にかかる音声等の音情報を取得する
とともに，ノイズ取得用マイク１５が，頭部１０内の主
にアクチュエータ等の発するノイズを取得する（ステッ
プＳ１０）。

【００９０】次いで，上記各マイクの出力が，Ａ／Ｄ変
換された上で（ステップＳ１２），信号処理され（ステ
ップＳ１４），主集音マイク１６が取得した音情報から
ノイズを除去する処理が行われる（ステップＳ１６）。

【００９１】より詳細には，図１２に示すように，左主
集音マイク１６ａ，右主集音マイク１６ｂおよびノイズ
取得用マイク１５の出力は，例えば頭部電子基板１３０
に設けられたＡ／Ｄ変換器４３１に入力され，デジタル
データである音声信号にそれぞれ変換される。次いで，
これら音声信号は，ゲイン制御されるとともに，遅れ時
間の調整，雰囲気による周波数ごとの特性，頭部１０内
での反響によるエコーの削除などを行うため，デジタル
フィルタ４３２によりフィルタリングされる。さらに，
両主集音マイク１６ａ，１６ｂによる音声信号から，ノ
イズ取得用マイク１５による音声信号を差分演算するこ
とにより，ノイズが除去され，正確な音声パターン等を
得ることができる。

【００９２】さらに，ノイズ除去処理がされた主集音マ
イク１６の音情報データは，音声処理部４１９に入力さ
れ，各種の認識が行われる（ステップＳ１８）。例え
ば，左右の主集音マイク１６ａ，１６ｂおよび副集音マ
イク１７の音情報を演算して，それらの位相差（送れ時
間）から，発音者の位置認識（即ち，音源定位）をする
ことができる。また，主集音マイク１６が取得した音情
報の振幅の大きさなどから，発音者が発した音声のトー
ンの強さなどが認識できる。また，取得した音情報と，
制御装置内の記憶装置に予め記録された語彙ライブラリ
の音声パターンとを照合することで，発音者が発した音
声の内容の認識（語彙認識）なども可能になる。

【００９３】さらに，上記のような各種認識により把握
した外部環境に応じて，ロボット１に多様なリアクショ
ンを起こさせることができる。例えば，音源定位した情
報に基づいて，発音者の方向に頭部１０だけを向けるこ
とができる。これにより，ロボット１が，発音者の呼び
かけに注意を喚起して振り向くような自然な動作が可能
になる。また，語彙認識した内容に応じて，スピーカ１
８から電子音声を発音して，発音者とコミュニケーショ
ンを図ることもできる。

【００９４】以上，添付図面を参照しながら本発明の好
適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に
限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載
された技術的思想の範疇内において各種の変更例または
修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについ
ても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。

【００９５】例えば，上記実施形態では，ロボット１と
して二足歩行型ロボットの例を挙げて説明したが，本発
明はかかる例に限定されず，例えば，４足歩行型ロボッ
ト，多足（例えば６足）歩行型ロボットなど，任意の脚
数を有する脚式移動ロボットであってもよい。また，ロ
ボット１の移動態様としては，脚式移動に限定されず，
例えば，クローラ式，タイヤ式の移動機構などを設けて
もよい。さらに，移動を行わない固定型のロボットであ
ってもよい。

【００９６】また，上記実施形態では，中央制御装置４
１０は，胴部２０の内部に設置されていたが，かかる例
に限定されず，例えば，胴部２０の背面に露出して配設
されたり，胴部２０以外の頭部１０などに設置されても
よい。また，中央制御装置４１０をロボット１の外部に
設けて，有線または無線でロボット１と接続可能に構成
してもよい。この際，ロボット１には，外部と各種情報
を伝達するために，例えばケーブル接続用のインターフ
ェースや通信アンテナといった通信装置などを設けるこ
ともできる。また，電源部（バッテリ）も外部に設け
て，外部から例えばケーブル等でロボット１に電力を供
給してもよい。

【００９７】また，中央制御装置４１０は，外部通信部
４１５，画像処理部４１７を必ずしも具備しなくともよ
く，また，上記実施形態以外にも，ロボット１の動作や
センサから入力される情報に応じて各種の処理を行う装
置を有してもよい。また，音声処理部４１９を頭部電子
基板４３０に設けて，全ての音情報処理や外部環境の認
識処理等を頭部電子基板４３０で行ってもよい。

【００９８】また，上記実施形態では，頭部１００に頭
部電子基板４３０を設けて，所定の音情報処理等を行っ
たが，かかる例に限定されず，頭部電子基板４３０を設
けなくてもよく，また，頭部電子基板４３０に相当する
電子回路を，頭部１０以外の任意の場所に設けてもよ
い。

【００９９】また，上記実施形態では，ロボット１の関
節を駆動させるアクチュエータとしてサーボモータＭを
用いたが，かかる例に限定されず，通常のモータ，油圧
・空圧シリンダ，形状記憶合金等を用いた駆動装置であ
ってもよい。また，アクチュエータの駆動力を各関節に
伝達する機構は，上記実施形態の例に限定されず，例え
ばギヤ，ベルト，ワイヤ，チェーン等を介すなど，多様
な態様でアクチュエータの駆動力を伝達してもよい。

【０１００】また，上記実施形態では，ロボット１は，
カメラ１４，スピーカ１８や，各種センサ４４０を具備
していたが，これらを必ずしも具備する必要はない。ま
た，圧力センサの代わりに，足裏の設置状況を検出する
オン／オフ式センサや，脚部が地面から受ける圧力状態
を詳細に検出する６軸力センサを設けてもよい。

【０１０１】また，上記実施形態では，ロボット１は，
頭部１０，胴部２０，両腕部４０，５０，両脚部６０，
７０の各所に複数の関節を有しており，また，各関節が
１〜３の自由度を有していたが，本発明はかかる例に限
定されない。例えば，上記実施形態で示した場所以外に
も関節を設けてもよく，また，各関節の自由度は，ロボ
ット１の用途や設計条件などに応じて増減可能である。

【０１０２】また，本実施形態にかかるロボット１は，
首部３０の関節が４自由度を有していたが，かかる例に
限定されず，１〜３または５以上の任意の自由度を有し
てもよい。即ち，第２〜４の回動軸３２〜３４は，必ず
しも具備されなくともよく，また，首部３０に５以上の
回動軸を設けてもよい。

【０１０３】また，各回動軸３１〜３４の回動方向は上
記実施形態の例に限定されず，例えば，第１の回動軸３
１をピッチ軸方向に回動させるなどしてもよい。

【０１０４】また，首部３０を構成する３つのハウジン
グ３１０，３２０，３３０の形状および配置は，上記実
施形態に示す例に限定されず，ロボットやアクチュエー
タの種類，回動軸の配置などに応じて，ハウジングの形
状や配置を適宜変更したり，新たなハウジングを追加し
たりしてもよい。

【０１０５】また，上記実施形態では，カメラ１４は左
カメラ１４ａと右カメラ１４ｂの２つから構成された
が，かかる例に限定されず，１または３以上のカメラを
具備してもよい。また，カメラ１４の配置は適宜変更可
能である。

【０１０６】また，上記実施形態では，主集音マイク１
６を頭部１０の左右に２つ設けたが，本発明はかかる例
に限定されない。例えば，頭部１０に３以上の主集音マ
イク１６を設けてもよく，設置場所も任意の場所であっ
てもよい。例えば，頭部１０の前部や内側に設けたり，
両側頭部に２つずつ合計４つの主集音マイク１６を設け
たりしてもよい。さらに，頭部１０以外の胴部２０など
にもマイクを設置して，複数のマイクにより音情報を取
得してもよい。

【０１０７】また，主集音マイク１６は，例えば指向性
マイク，無指向性マイクのいずれであってもよく，また
ステレオマイクとしてもよい。また，主集音マイク１６
は，必ずしも防振部材８０を介して頭部外装１２に設置
されなくともよい。

【０１０８】また，上記実施形態では，副集音マイク１
７を頭部１０の前後に２つ設けたが，本発明はかかる例
に限定されない。例えば，１または３以上の副集音マイ
ク１７を設けてもよく，その設置場所も，例えば頭部外
装１２表面若しくは頭部基台１００上など頭部１０の任
意の場所，または頭部１０以外の胴部２０などであって
もよい。また，副集音マイク１７は必ずしも具備されな
くともよい。

【０１０９】また，上記実施形態では，ノイズ取得用マ
イク１５を頭部基台１００に設けたが，本発明はかかる
例に限定されず，アクチュエータの発するノイズを好適
に取得可能であれば，任意の位置に設けてもよい。

【０１１０】また，上記実施形態では，ノイズ取得用マ
イク１５を１つだけ設けたが，本発明はかかる例に限定
されない。例えば，２以上のノイズ取得用マイク１５を
各アクチュエータに隣接させて複数設け，各アクチュエ
ータの発するノイズをそれぞれ取得するよう構成しても
よい。これにより，主集音マイク１６の認識率をさらに
向上させることができる。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
ノイズを発生するアクチュエータと主集音マイクを離隔
できるので，主集音マイクで集音する音情報に加わるノ
イズを低減することができる。また，ノイズ取得用マイ
クを設けることで，アクチュエータの発するノイズの影
響をより削減することができる。従って，語彙認識や音
源定位などの認識処理動作の精度を向上することができ
る。また，主集音マイクを頭部に搭載できるので，頭部
だけを発音者の方向に向けることができるようになるな
ど，ロボットがより人間に近い自然な動作をすることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は，第１の実施形態にかかるロボットの全
体構成を示す斜視図である。

【図２】図２は，第１の実施形態にかかる首部の回動軸
の構成を模式的に示す斜視図である。

【図３】図３（ａ）は，第１の実施形態にかかる首部の
側面図である。図３（ｂ）は，第１の実施形態にかかる
首部の正面図である。

【図４】図４は，第１の実施形態にかかる首部を分解し
て示した分解組立図である。

【図５】図５は，第１の実施形態にかかる頭部を分解し
て示す分解組立図である。

【図６】図６（ａ）は，第１の実施形態にかかる主集音
マイクの配置を示すための頭部外装の平面図である。図
６（ｂ）は，第１の実施形態にかかる主集音マイクの配
置を示すための頭部外装の側面図である。

【図７】図７は，第１の実施形態にかかる主集音マイク
の頭部外装への設置態様を示す断面図である。

【図８】図８は，第１の実施形態にかかるノイズ取得用
マイクの配置を示すための頭部基台周辺の側面図であ
る。

【図９】図９は，第１の実施形態にかかるロボットの制
御システムの全体構成を示すブロック図である。

【図１０】図１０は，第１の実施形態にかかる中央制御
装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】図１１は，第１の実施形態にかかる音情報の
処理フローを示すフローチャートである。

【図１２】図１２は，第１の実施形態にかかる音情報の
信号処理を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：ロボット１０：頭部１５：ノイズ取得用マイク１６：主集音マイク１７：副集音マイク２０：胴部３０：首部３１：第１の回動軸３２：第２の回動軸３３：第３の回動軸３４：第４の回動軸１００：頭部基台３００：首下ハウジング３１０：首中ハウジング３２０：首上ハウジング３２１：減速機４００：制御システム４１０：中央制御装置４２０：関節制御回路４３０：頭部電子基板Ｍ１：第１のサーボモータＭ２：第２のサーボモータ

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ１０Ｌ 15/28 Ｇ１０Ｌ 3/02 ３０１Ｅ 21/02 3/00 ５１１Ｈ０４Ｒ 1/02 １０７ (72)発明者豊田崇東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2C150 BA11 CA01 DA04 DA24 DA25 DA26 DA27 DA28 DF03 DF04 DF06 DF33 EB01 EC03 EC15 ED10 ED42 ED52 EF07 EF16 EF17 EF22 EF23 EF29 EF33 EF36 3C007 BS27 CS08 KS39 KW00 WA03 WC21 WC25 5D015 DD02 EE05 KK02 5D017 BE05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】頭部と，胴部と，前記頭部と前記胴部と
をリンクする首部とを備え，前記頭部にマイクを搭載し
たロボットであって；前記頭部は，ロール軸方向に回動
する第１の回動軸を介して前記首部にリンクされる頭部
基台と，前記頭部基台を覆うように設置される頭部外装
と，前記頭部外装に装着され，外部環境の音情報を集音
する主集音マイクと，前記第１の回動軸が軸通され，前
記第１の回動軸を回動させる駆動力を発生するアクチュ
エータと，を具備することを特徴とする，ロボット。
【請求項２】前記アクチュエータは，前記首部にその
基底部分を取り付けたモータと，前記モータの基底部分
の他端から出されて前記ロボットの背面方向に延びる駆
動軸に連接され，入力軸と出力軸が対向して設けられた
減速機と，を具備し，前記頭部基台は，前記減速機の出
力軸に固設されるとともに，前記首部に回動可能に軸支
されることを特徴とする，請求項１に記載のロボット。
【請求項３】前記主集音マイクは，前記頭部外装の少
なくとも一側の側頭部に設けられることを特徴とする，
請求項１に記載のロボット。
【請求項４】前記主集音マイクは，前記頭部外装の前
頭部に設けられることを特徴とする，請求項１に記載の
ロボット。
【請求項５】前記頭部には，前記アクチュエータの発
生したノイズを集音するノイズ取得用マイクが設けら
れ，前記主集音マイクの入力から前記ノイズ取得用マイ
クで取得した音声成分を差分演算し，その結果情報を用
いて音声情報処理を行うことを特徴とする，請求項１に
記載のロボット。
【請求項６】前記ノイズ取得用マイクは，前記主集音
マイクの直近傍内側，かつ前記アクチュエータのノイズ
発生箇所の近傍に設けられることを特徴とする，請求項
５に記載のロボット。
【請求項７】前記頭部外装には，音源定位用の副集音
マイクが設けられることを特徴とする，請求項１に記載
のロボット。
【請求項８】前記主集音マイクは，前記頭部外装表面
に設けられた防振部材上に，略メッシュ状のマイク防護
手段に覆われて設置されることを特徴とする，請求項１
に記載のロボット。
【請求項９】前記頭部には，音声情報処理用の頭部電
子基板が設けられることを特徴とする，請求項１に記載
のロボット。
【請求項１０】前記首部は，前記第１の回動軸の下方
に，ピッチ軸方向に回動する第２の回動軸と，ヨー軸方
向に回動する第３の回動軸と，ピッチ軸方向に回動する
第４の回動軸と，を具備することを特徴とする，請求項
１に記載のロボット。
【請求項１１】前記第２〜４の回動軸は，前記頭部か
ら前記胴部にかけて，前記第２の回動軸，前記第３の回
動軸，前記第４の回動軸の順に配されることを特徴とす
る，請求項１０に記載のロボット。
【請求項１２】頭部と，胴部と，前記頭部と前記胴部
とをリンクする首部とを備え，前記頭部にマイクを搭載
したロボットであって；前記頭部は，第１の回動軸を介
して前記首部にリンクされる頭部基台と，前記頭部基台
を覆うように設置される頭部外装と，前記頭部外装に装
着され，外部環境の音情報を集音する主集音マイクと，
前記第１の回動軸を回動させる駆動力を発生するアクチ
ュエータと，前記アクチュエータの発生したノイズを集
音するノイズ取得用マイクと，を具備しており前記主集
音マイクの入力から前記ノイズ取得用マイクで取得した
音声成分を差分演算し，その結果情報を用いて音声情報
処理を行うことを特徴とする，ロボット。
【請求項１３】前記ノイズ取得用マイクは，前記主集
音マイクの直近傍内側，かつ前記アクチュエータのノイ
ズ発生箇所の近傍に設けられることを特徴とする，請求
項１２に記載のロボット。
【請求項１４】前記頭部外装には，音源定位用の副集
音マイクが設けられることを特徴とする，請求項１２に
記載のロボット。
【請求項１５】前記主集音マイクは，前記頭部外装表
面に設けられた防振部材上に，略メッシュ状のマイク防
護手段に覆われて設置されることを特徴とする，請求項
１２に記載のロボット。
【請求項１６】前記頭部には，音声情報処理用の頭部
電子基板が設けられることを特徴とする，請求項１２に
記載のロボット。
【請求項１７】前記第１の回動軸はロール軸方向に回
動し，前記首部は，前記第１の回動軸の下方に，ピッチ
軸方向に回動する第２の回動軸と，ヨー軸方向に回動す
る第３の回動軸と，ピッチ軸方向に回動する第４の回動
軸と，を具備することを特徴とする，請求項１２に記載
のロボット。
【請求項１８】前記第２〜４の回動軸は，前記頭部か
ら前記胴部にかけて，前記第２の回動軸，前記第３の回
動軸，前記第４の回動軸の順に配されることを特徴とす
る，請求項１７に記載のロボット。