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Patent Searching and Data


Title:
ROBOT AND TASK EXECUTION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/072228
Kind Code:
A1
Abstract:
There is provided a robot capable of executing a task in an appropriate condition from the viewpoint of execution economy even when the task state is changed. A cost is evaluated that represents load or work required for a robot (1) to execute a new task, and the cost information indicating this cost is sent to a support server (200) (bid procedure). The support server (200) specifies the robot (1) having the lowest cost and sends an execution instruction for executing the new task to the specified robot (2). The robot (1) executes the task according to the execution instruction (contract procedure). By employing this task bid and contract system, a specified task is executed by an adequate robot (R) among a plurality of robots (R) in consideration of the execution economy of the specified task.

Inventors:
KAWAGUCHI YUICHIRO (JP)
WATARI KATSUYOSHI (JP)
YOKOYAMA TARO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/002825
Publication Date:
June 11, 2009
Filing Date:
October 07, 2008
Export Citation:
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Assignee:
HONDA MOTOR CO LTD (JP)
KAWAGUCHI YUICHIRO (JP)
WATARI KATSUYOSHI (JP)
YOKOYAMA TARO (JP)
International Classes:
B25J13/00; B25J5/00
Foreign References:
JP2003345435A2003-12-05
JP2005324278A2005-11-24
JP2006007341A2006-01-12
JP2003291083A2003-10-14
JP2007245317A2007-09-27
JP2006231421A2006-09-07
Other References:
See also references of EP 2199038A4
Attorney, Agent or Firm:
SATO, Tatsuhiko et al. (1-1 Yoyogi 2-chom, Shibuya-ku Tokyo 53, JP)
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Claims:
タスクデータベースを有するサポートサーバとの通信に基づいて自律的に行動することによりタスクを実行するロボットであって、
 前記サポートサーバとの通信により前記タスクデータベースに格納されている複数のタスクのそれぞれの内容のうち指定タスクの内容を認識し、当該認識結果に基づき自己ロボットが当該指定タスクを実行するのに要する労力または負荷を表わすコストを評価し、かつ、前記サポートサーバとの通信により当該評価されたコストを前記タスクデータベースに格納させる第1処理要素と、
 前記サポートサーバとの通信により前記タスクデータベースに格納されている前記自己ロボットの前記コストが他のロボットを含むロボット群の中で最低であるか否かを認識し、前記コストが最低であると認識したことを要件として前記指定タスクを実行するように当該自己ロボットの動作を制御する第2処理要素とを有する制御装置を備えていることを特徴とするロボット。
請求項1記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記指定タスクの内容として当該指定タスクの実行開始時刻を認識し、当該実行開始時刻において予測される、当該指定タスクを実行するのに要する前記コストを評価することを特徴とするロボット。
請求項1記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記指定タスクの内容として当該指定タスクの実行開始位置および実行終了位置を認識し、当該ロボットの位置を測定し、当該測定位置から前記指定タスクの前記実行開始位置または前記実行終了位置までの当該ロボットの移動距離を算定し、当該移動距離が長いほど前記コストを連続的または断続的に高く評価することを特徴とするロボット。
請求項1記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記指定タスクとは異なる他のタスクを前記ロボットが実行中であるか否かを認識し、前記ロボットが前記他のタスクを実行中であると認識した場合、前記ロボットが前記他のタスクを実行していないと認識された場合よりも前記指定タスクを実行するために要する前記コストを高く評価することを特徴とするロボット。
請求項4記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記指定タスクの内容として当該指定タスクの優先度を認識し、前記ロボットが前記他のタスクを実行中であると認識した場合、前記指定タスクの優先度が前記他のタスクの優先度よりも高いか否かをさらに認識し、前記指定タスクの優先度が前記他のタスクの優先度よりも低いと認識された場合、前記指定タスクの優先度が前記他のタスクの優先度よりも高いと認識された場合よりも前記コストを高く評価することを特徴とするロボット。
請求項4記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記他のタスクを実行中であると認識した場合、当該他のタスクの残量が基準値以上であるか否かをさらに認識し、前記他のタスクの残量が前記基準値未満であると認識された場合、前記他のタスクの残量が前記基準値以上であると認識された場合よりも前記コストを高く評価することを特徴とするロボット。
請求項1記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記指定タスクの内容として当該指定タスクの実行主体である指定ロボットを認識し、前記ロボットが当該指定ロボットに該当するか否かをさらに認識し、前記ロボットが前記指定ロボットに該当すると認識された場合、前記ロボットが前記指定ロボットに該当しないと認識された場合よりも前記コストを高く評価することを特徴とするロボット。
請求項1記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記タスクの実行後における前記ロボットのエネルギー残量を予測し、当該エネルギー残量が少ないほど前記コストを連続的または断続的に高く評価することを特徴とするロボット。
請求項1記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記指定タスクの実行期間後において前記ロボットの実行予定タスクの前記コストを、前記指定タスクを実行した場合と前記指定タスクを実行しなかった場合とのそれぞれにおいて評価し、前記指定タスクを実行した場合における当該実行予定タスクの当該コストが、前記指定タスクを実行しなかった場合における当該実行予定タスクの当該コストよりも高くなるほど前記指定タスクの前記コストを連続的または断続的に高く評価する一方、前記指定タスクを実行した場合における当該実行予定タスクの当該コストが、前記指定タスクを実行しなかった場合における当該実行予定タスクの当該コストよりも低くなるほど前記指定タスクの前記コストを連続的または断続的に低く評価することを特徴とするロボット。
請求項1記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記コストが第1閾値以上であることを要件として当該コストを前記タスクデータベースに格納させることを特徴とするロボット。
請求項1記載のロボットにおいて、
 前記第1処理要素が前記自己ロボットの実行予定タスクを実行するのに要する労力または負荷を第2コストとして評価し、前記第2コストが第2閾値以上であることを要件として前記サポートサーバとの通信に基づいて前記実行予定タスクの内容を前記指定タスクの内容として前記タスクデータベースに格納させることを特徴とするロボット。
タスクデータベースを有するサポートサーバと、当該サポートサーバとの通信に基づいて自律的に行動することによりタスクを実行する複数のロボットとにより構成されているタスク実行システムであって、
 前記タスクデータベースには複数のタスクのそれぞれの内容が格納され、
 前記ロボットが制御装置を備え、前記制御装置が、
 前記サポートサーバとの通信により前記タスクデータベースに格納されている複数のタスクのそれぞれの内容のうち指定タスクの内容を認識し、当該認識結果に基づき自己ロボットが当該指定タスクを実行するのに要する労力または負荷を表わすコストを評価し、かつ、前記サポートサーバとの通信により当該評価されたコストを前記タスクデータベースに格納させる第1処理要素と、
 前記サポートサーバとの通信により前記タスクデータベースに格納されている前記自己ロボットの前記コストが他のロボットを含むロボット群の中で最低であるか否かを認識し、前記コストが最低であると認識したことを要件として前記指定タスクを実行するように当該ロボットの動作を制御する第2処理要素とを有していることを特徴とするタスク実行システム。
Description:
ロボット、タスク実行システム

 本発明は自律的に行動することによりタ クを実行するロボット等に関する。

 ロボットに環境の認識機能や自律的な移 機能等の諸機能を持たせ、このロボットに 物運搬、移動による道案内等のタスクを実 させることが試みられている。このような 機能を有する複数のロボットが存在する環 においては、タスクの効率的な実行の観点 ら、当該タスクが適当なロボットに割り当 られるように実行計画が構築される必要が る。そこで、各タスクの優先順位や実行コ トに基づき、当該各タスクを適当なロボッ に割り当てる技術的手法が提案されている( 日本国 特開2005-324278号公報および特開2006-326 703号公報参照)。

 しかし、一般的には、予定外の新たなタ クの実行が必要になる、あるいは、予定の スクの内容が変更される等、タスクの状態 変化する。また、タスクが割り当てられて ない状態から、割り当てられたタスクを実 している状態に変化する、あるいは、タス の実行によって位置が変化する等、ロボッ の状態も変化する。このため、タスクの状 が変化した場合、各ロボットの状態が正確 把握されていないと当該各ロボットにタス を効率的に実行させることができない。そ で、サーバによりロボットの状態を集中管 させることが対応措置の1つとして挙げられ る。

 しかるに、サーバとロボットとの間の通 情報量が増加し、かつ、サーバにおける複 のロボットのそれぞれの状態認識のための 報処理負荷が重くなる。このため、当該通 および当該情報処理の間に各ロボットの状 が大きく変化してしまい、サーバから各ロ ットに対して発せられるタスクの実行指令 当該タスクの効率的な実行の観点から不適 になる可能性がある。

 そこで、本発明は、タスクの状態が変化 た場合でもタスクの実行経済の観点から適 な状態においてタスクを実行することがで るロボット等を提供することを解決課題と る。

 第1発明のロボットは、タスクデータベー スを有するサポートサーバとの通信に基づい て自律的に行動することによりタスクを実行 するロボットであって、前記サポートサーバ との通信により前記タスクデータベースに格 納されている複数のタスクのそれぞれの内容 のうち指定タスクの内容を認識し、当該認識 結果に基づき自己ロボットが当該指定タスク を実行するのに要する労力または負荷を表わ すコストを評価し、かつ、前記サポートサー バとの通信により当該評価されたコストを前 記タスクデータベースに格納させる第1処理 素と、前記サポートサーバとの通信により 記タスクデータベースに格納されている前 自己ロボットの前記コストが他のロボット 含むロボット群の中で最低であるか否かを 識し、前記コストが最低であると認識した とを要件として前記指定タスクを実行する うに当該自己ロボットの動作を制御する第2 理要素とを有する制御装置を備えているこ を特徴とする。

 第1発明のロボットによれば、ロボットが 指定タスクを実行するために要する労力また は負荷を表わすコストが評価され、各ロボッ トにより評価されたコストがサポートサーバ のタスクデータベースに格納される。さらに 、タスクデータベースに格納されている自己 ロボットのコストが複数のロボットの中で最 低であることが認識された場合、自己ロボッ トがこの指定タスクを実行するようにその動 作が制御される。複数のロボットによるコス トの評価およびサポートサーバのタスクデー タベースへの格納は、コストを入札額とする 当該複数のロボットによる指定タスクの実行 のための「入札」と考えることができる。複 数のロボットのうちタスクが最低であるロボ ットによる指定タスクの実行は、当該ロボッ トによる指定タスクの実行の「落札」と考え ることができる。このような指定タスクの「 入札」および「落札」が実施されることによ り、複数のロボットのうち指定タスク実行経 済に鑑みて適当なロボットにより指定タスク が実行される。したがって、タスクの状態が 変化した場合でも、タスクの実行経済の観点 から適切な状態においてロボットが指定タス クを実行することができる。

 第2発明のロボットは、第1発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記指定タス の内容として当該指定タスクの実行開始時 を認識し、当該実行開始時刻において予測 れる、当該指定タスクを実行するのに要す 前記コストを評価することを特徴とする。

 第2発明のロボットによれば、ロボットの 未来の予測状態に応じて評価されたコストに よる指定タスクの入札および落札が実施され ることにより、タスクの実行経済の観点から 適切な状態においてロボットが指定タスクを 実行することができる。

 第3発明のロボットは、第1発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記指定タス の内容として当該指定タスクの実行開始位 および実行終了位置を認識し、当該ロボッ の位置を測定し、当該測定位置から前記指 タスクの前記実行開始位置または前記実行 了位置までの当該ロボットの移動距離を算 し、当該移動距離が長いほど前記コストを 続的または断続的に高く評価することを特 とする。

 第3発明のロボットによれば、指定タスク の実行開始位置、または、指定タスクの実行 開始位置を経由した指定タスクの実行終了位 置までの移動距離が他のロボットよりも短い 状態において、当該他のロボットより優先的 に指定タスクを実行しうる。一方、この移動 距離が他のロボットの当該距離より長い状態 において、ロボットが指定タスクを実行する ことを回避しうる。したがって、指定タスク を実行する際の移動距離の短縮の観点から適 当な状態においてロボットが指定タスクを実 行することができる。

 第4発明のロボットは、第1発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記指定タス とは異なる他のタスクを前記ロボットが実 中であるか否かを認識し、前記ロボットが 記他のタスクを実行中であると認識した場 、前記ロボットが前記他のタスクを実行し いないと認識された場合よりも前記指定タ クを実行するために要する前記コストを高 評価することを特徴とする。

 第4発明のロボットによれば、指定タスク と異なる他のタスクを実行していない状態に おいて、他のタスクを実行している状態より も優先的に当該指定タスクを実行することが できる。したがって、指定タスクの実行専念 の観点から適当な状態においてロボットが指 定タスクを実行することができる。

 第5発明のロボットは、第4発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記指定タス の内容として当該指定タスクの優先度を認 し、前記ロボットが前記他のタスクを実行 であると認識した場合、前記指定タスクの 先度が前記他のタスクの優先度よりも高い 否かをさらに認識し、前記指定タスクの優 度が前記他のタスクの優先度よりも低いと 識された場合、前記指定タスクの優先度が 記他のタスクの優先度よりも高いと認識さ た場合よりも前記コストを高く評価するこ を特徴とする。

 第5発明のロボットによれば、他のタスク を実行中である一方、当該他のタスクの優先 度が指定タスクの優先度よりも低い場合、指 定タスクを実行することができる。したがっ て、優先度が高いタスクを優先的に実行する 観点から適当な状態においてロボットが指定 タスクを実行することができる。

 第6発明のロボットは、第4発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記他のタス を実行中であると認識した場合、当該他の スクの残量が基準値以上であるか否かをさ に認識し、前記他のタスクの残量が前記基 値未満であると認識された場合、前記他の スクの残量が前記基準値以上であると認識 れた場合よりも前記コストを高く評価する とを特徴とする。

 第6発明のロボットによれば、指定タスク と異なる他のタスクを実行中であってもこの タスクを短時間で終えることができる場合、 指定タスクをこのロボットに実行させること ができる。したがって、実行中のタスクおよ び指定タスクを連続して効率的に実行する観 点から適当な状態においてロボットが指定タ スクを実行することができる。

 第7発明のロボットは、第1発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記指定タス の内容として当該指定タスクの実行主体で る指定ロボットを認識し、前記ロボットが 該指定ロボットに該当するか否かをさらに 識し、前記ロボットが前記指定ロボットに 当すると認識された場合、前記ロボットが 記指定ロボットに該当しないと認識された 合よりも前記コストを高く評価することを 徴とする。

 第7発明のロボットによれば、スペック等 に鑑みて指定タスクの適当な実行主体に該当 する状態においてロボットが指定タスクを実 行することができる。

 第8発明のロボットは、第1発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記タスクの 行後における前記ロボットのエネルギー残 を予測し、当該エネルギー残量が少ないほ 前記コストを連続的または断続的に高く評 することを特徴とする。

 第8発明のロボットによれば、指定タスク 実行後において予測されるエネルギー残量が 多い状態において、このエネルギー残量が低 い他のロボットよりも優先的にこの指定タス クを実行しうる。一方、このエネルギー残量 が他のロボットの当該エネルギー残量より少 ない状態において、ロボットが指定タスクを 実行することを回避しうる。したがって、指 定タスクを実行した後における新たなタスク を実行する等のために十分なエネルギー残量 の確保の観点から適当な状態においてロボッ トが指定タスクを実行することができる。

 第9発明のロボットは、第1発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記指定タス の実行期間後において前記ロボットの実行 定タスクの前記コストを、前記指定タスク 実行した場合と前記指定タスクを実行しな った場合とのそれぞれにおいて評価し、前 指定タスクを実行した場合における当該実 予定タスクの当該コストが、前記指定タス を実行しなかった場合における当該実行予 タスクの当該コストよりも高くなるほど前 指定タスクの前記コストを連続的または断 的に高く評価する一方、前記指定タスクを 行した場合における当該実行予定タスクの 該コストが、前記指定タスクを実行しなか た場合における当該実行予定タスクの当該 ストよりも低くなるほど前記指定タスクの 記コストを連続的または断続的に低く評価 ることを特徴とする。

 第9発明のロボットによれば、指定タスク を実行しない場合よりも実行した場合に実行 予定タスクのコストが低くなる状態において 、このコストが高くなる状態よりも優先的に 当該指定タスクを実行しうる。一方、指定タ スクを実行した場合よりも実行しない場合に 実行予定タスクのコストが低くなる状態にお いて、このコストが高くなる状態よりも優先 的に当該指定タスクを実行しうる。したがっ て、実行予定タスクを低いコストで実行する 観点から適当な状態においてロボットがこの 実行予定タスクを実行する前に指定タスクを 実行することができる。

 第10発明のロボットは、第1発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記コストが 第1閾値以上であることを要件として当該コ トを前記タスクデータベースに格納させる とを特徴とする。

 第10発明のロボットによれば、自己ロボ トが指定タスクを実行するのに要する労力 たは負荷コストを表わす「コスト」が「第1 値」以下であることを要件として、この自 ロボットが指定タスクの入札を実行する。 たがって、各ロボットが過度の労力または 荷を伴うにもかかわらず指定タスクを実行 るような事態が回避されうる。

 第11発明のロボットは、第1発明のロボッ において、前記第1処理要素が前記自己ロボ ットの実行予定タスクを実行するのに要する 労力または負荷を第2コストとして評価し、 記第2コストが第2閾値以上であることを要件 として前記サポートサーバとの通信に基づい て前記実行予定タスクの内容を前記指定タス クの内容として前記タスクデータベースに格 納させることを特徴とする。

 第11発明のロボットによれば、自己ロボ トが実行を予定しているタスクを実行する に要する労力を表わす「第2コスト」が「第2 閾値」以下であることを要件としてこのタス クの内容が指定タスクの内容としてタスクデ ータベースに格納される。そして、前記のよ うに各ロボットによる指定タスクの「入札」 および「落札」が実施されることにより、実 行経済の観点から適当な他のロボットにこの 指定タスクが実行されうる。したがって、こ の自己ロボットに大きな労力消費を強いる可 能性があるタスクを、自己ロボットに代えて 他のロボットに実行させることができる。

 第12発明のタスク実行システムは、タス データベースを有するサポートサーバと、 該サポートサーバとの通信に基づいて自律 に行動することによりタスクを実行する複 のロボットとにより構成されているタスク 行システムであって、前記タスクデータベ スには複数のタスクのそれぞれの内容が格 され、前記ロボットが制御装置を備え、前 制御装置が、前記サポートサーバとの通信 より前記タスクデータベースに格納されて る複数のタスクのそれぞれの内容のうち指 タスクの内容を認識し、当該認識結果に基 き自己ロボットが当該指定タスクを実行す のに要する労力または負荷を表わすコスト 評価し、かつ、前記サポートサーバとの通 により当該評価されたコストを前記タスク ータベースに格納させる第1処理要素と、前 サポートサーバとの通信により前記タスク ータベースに格納されている前記自己ロボ トの前記コストが他のロボットを含むロボ ト群の中で最低であるか否かを認識し、前 コストが最低であると認識したことを要件 して前記指定タスクを実行するように当該 ボットの動作を制御する第2処理要素とを有 していることを特徴とする。

 第12発明のタスク実行システムによれば 指定タスクの「入札」および「落札」が実 されることにより当該指定タスクの実行経 に鑑みて、複数のロボットのうち適当なロ ットにこの指定タスクを実行させることが きる。

本発明のタスク実行システムの構成説 図 ロボットの構成説明図 ロボットの制御装置およびサポートサ バの構成説明図 タスク実行システムにおける入札手順 関する説明図 タスク実行システムにおける落札手順 関する説明図 経路生成に関する説明図 コスト評価方法に関する説明図 タスクデータベースに格納されている スク情報に関する説明図 指定タスクに関する説明図 複数のロボットによるタスクの分担に 関する説明図その1 複数のロボットによるタスクの分担に 関する説明図その2

 本発明のタスク実行システムの実施形態 ついて図面を用いて説明する。図1に示され ているタスク実行システムは複数のロボット Rおよびサポートサーバ200により構成されて る。

 図2に示されているロボットRは基体10と、 基体10の上部に設けられた頭部11と、基体10の 上部左右両側から延設された左右の腕部12と 腕部12の先端部に設けられた手部14と、基体 10の下部から下方に延設された左右の脚部13 、脚部13の先端部に取り付けられている足部 15とを備えている。ロボットRは、再表03/090978 号公報や、再表03/090979号公報に開示されてい るように、アクチュエータ1000(図2参照)から 達される力によって、人間の肩関節、肘関 、手根関節、股関節、膝関節、足関節等の 数の関節に相当する複数の関節部分におい 腕部12や脚部13を屈伸運動させることができ 。ロボットRは、左右の脚部13(または足部15) のそれぞれの離床および着床の繰り返しを伴 う動きによって自律的に移動することができ る。基体10の鉛直方向に対する傾斜角度が調 されることによって、頭部11の高さが調節 れうる。頭部11には、左右に並んでロボット Rの前方に向けられた一対の頭カメラ(CCDカメ )C1が搭載されている。基体10には前側下部 腰カメラ(赤外線カメラ)C2が搭載されている なお、移動装置は複数の脚部13の動作によ て自律的に移動するロボットRのほか、車輪 移動ロボット(自動車)等、移動機能を有す あらゆる装置であってもよい。

 ロボットRはハードウェアとしてのECUまた はコンピュータ(CPU,ROM,RAM,I/O等により構成さ ている。)により構成されている制御装置100 、通信機器102とを備えている。コンピュー のメモリには制御プログラム(ソフトウェア )が格納されている。制御プログラムはCDやDVD 等のソフトウェア記録媒体を通じてコンピュ ータにインストールされてもよいが、ロボッ トRからサーバに要求信号が送信されたこと 応じて当該サーバによってネットワークや 工衛星を介して当該コンピュータにダウン ードされてもよい。

 図3に示されている制御装置100は、内部状 態センサ111および外部状態センサ112からの出 力信号等に基づき、アクチュエータ1000の動 を制御することにより、腕部12や脚部13の動 を制御する。内部状態センサ111はロボットR の内部状態または挙動状態を測定するための センサである。基体10の加速度に応じた信号 出力するジャイロセンサ、各関節の関節角 に応じた信号を出力するロータリエンコー 、脚部13に作用する床反力に応じた信号を 力する力センサ等、ロボットRに搭載されて る種々のセンサが内部状態センサ111に該当 る。外部状態センサ112は物体の挙動状態等 ロボットRの外部状態または環境を測定する ためのセンサである。頭カメラC1および腰カ ラC2等が外部状態センサ112に該当する。ア チュエータ1000は電動モータ等の駆動源のほ 、駆動源の出力軸と腕部12や脚部13を構成す るリンクとの間に設けられた減速機や、弾性 部材等の柔軟要素により構成されている。

 制御装置100は第1処理要素110と第2処理要 120とを備えている。なお、本発明の構成要 が情報を「認識する」とは、当該構成要素 情報をデータベースから検索すること、メ リ等の記憶装置から情報を読み取ること、 ンサ等の出力信号に基づき情報を測定、算 、推定、判定すること、測定等された情報 メモリに格納すること等、当該情報をさら る情報処理のために準備または用意するた に必要なあらゆる情報処理を実行すること 意味する。

 第1処理要素110はサポートサーバ200との通 信によりタスクデータベース204に格納されて いる複数のタスクのそれぞれの内容のうち指 定タスクの内容を認識する。第1処理要素110 当該認識結果に基づき自己ロボットRが指定 スクを実行するのに要する労力または負荷 表わすコストを評価する。第1処理要素110は サポートサーバ200との通信により当該評価さ れたコストをタスクデータベース204に格納さ せる。

 第2処理要素120はサポートサーバ200との通 信によりタスクデータベース204に格納されて いる自己ロボットRのコストが他のロボット 含むロボット群の中で最低であるか否かを 識する。第2処理要素120はコストが最低であ と認識したことを要件として指定タスクを 行するようにロボットRの動作を制御する。

 図3に示されているサポートサーバ(CPU,ROM, RAM,I/O等により構成されている。)200は基地局( 図示略)および通信網を介して複数のロボッ Rのそれぞれとの通信機能を有している。サ ートサーバ200は図1に示されているように各 ロボットRとは別個独立のコンピュータによ 構成されていてもよく、一または複数のロ ット(たとえば後述の「メインロボット」)1 搭載されているコンピュータにより構成さ ていてもよい。サポートサーバ200はタスク ータベース204を備えている。タスクデータ ース204には指定タスクを含む複数のタスク それぞれの内容と、各ロボットRにより評価 れたコストが格納される。タスクの「内容 には、タスクの実行主体としての指定ロボ トの有無、指定ロボットがある場合にはそ 識別情報、タスクの優先度等が含まれてい 。

 前記構成の複数のタスク実行システムの 能について説明する。まず、入札手続、す わち、各ロボットRにおいて指定タスク実行 のためのコストが評価され、かつ、当該コス トがサポートサーバ200のタスクデータベース 204に格納される手順について説明する。

 第1処理要素110により、サポートサーバ200と の通信によりタスクデータベース204に格納さ れている「指定タスク」の内容が検索される (図4/S102)。たとえば、図9(a)に示されているよ うに第1トレイT 1 および第2トレイT 2 が載置されたワゴンWを動かす「第1タスク」 、図9(b)に示されているようにワゴンWから 1トレイT 1 を取り上げてテーブルTbまで運び、第1トレイ T 1 をテーブルTbに載置する「第2タスク」と、図 9(c)に示されているようにワゴンWから第2トレ イT 2 を取り上げてテーブルTbまで運び、第2トレイ T 2 をテーブルTbに載置する「第3タスク」とのう ち一部または全部の内容が指定タスクの内容 として検索される。なお、1つのタスクが分 されることにより、第1タスク、第2タスクお よび第3タスク等、複数のタスクが定義され ことを要件として、当該複数のタスクのう 実行されていない一部または全部のタスク 指定タスクとして定義されてもよい。

 また、ロボットRが他のタスクを実行中で あるか否かが、記憶装置に格納されているタ スク実行フラグ等に基づいて判定される(図4/ S104)。ロボットRが他のタスクを実行中である と判定された場合(図4/S104‥YES)、指定タスク 優先度が実行中のタスクの優先度より高い 否かが判定される(図4/S106)。ロボットRが他 タスクを実行中ではないと判定された場合( 図4/S104‥NO)または指定タスクの優先度が実行 中のタスクの優先度より高いと判定された場 合(図4/S106‥YES)、指定タスクの実行主体であ 指定ロボットの有無が判定される(図4/S108) 指定ロボットが存在しないと判定された場 (図4/S108‥YES)、ロボットRの稼動状態が指定 スクを実行可能なON状態にあるか、あるいは 、指定タスクを実行不可能なOFF状態であるか が記憶装置に格納されているフラグ等に基づ いて判定される(図4/S110)。

 ロボットRの稼動状態がON状態にあると判 された場合(図4/S110‥YES)、図6に示されてい ようにロボットRの現在位置(またはタスク 行開始時刻における予測位置)からタスクの 行開始位置までの経路、さらには、実行開 位置から実行終了位置までの経路が生成さ る(図4/S112)。なお、人間の認証と、認証結 に基づく音声出力や挨拶動作等、ロボットR 移動を伴わずにその場で実行しうるタスク ついては実行開始位置および実行終了位置 同じである。ロボットRの現在位置((緯度、 度)または(緯度、経度、高度)))は、内部状 センサ111としてのGPS受信機により人工衛星 ら受信されたGPS信号や、内部状態センサ111 してのジャイロセンサや加速度センサの出 信号等に基づいて測定されうる。タスクの 行開始位置および実行終了位置はタスク情 に基づいて認識されうる。経路の生成に際 て、通行可能ノードの位置((緯度、経度)ま は(緯度、経度、高度))や通行可能領域等を すマップ情報が用いられる。マップ情報に まれるノードを連続して結ぶ一または複数 リンクにより経路が構成される。マップ情 はサポートサーバ200が有するマップデータ ースに格納され、このサポートサーバ200か 各ロボットRに対して配信されてもよく、制 装置100が有するマップデータベースにあら じめ格納されていてもよい。タスクの実行 始位置から実行終了位置までの経路として ロボットRごとに異なる経路が生成されても よい。

 さらに、第1処理要素110により、内部状態セ ンサ111の出力信号に基づき、ロボットRの内 状態が測定される(図4/S116)。ロボットRのエ ルギー源であるバッテリの残電量(エネルギ 残量)、ロボットRの前方が北西を向いてい 等のロボットRの方位または姿勢等が内部状 として測定される。また、ロボットRの内部 状態の測定結果に基づき、ロボットRが生成 路にしたがって移動しながらタスクを実行 る労力または負荷を表わす実行コストc i (i:ロボットRの識別情報)が評価される(図4/S118 )。生成経路が長いほど、生成経路にしたが て移動するときの所要予測時間が長いほど タスク実行に際しての生成経路にしたがっ 移動および方位の変更等による予測消費電 が大きいほど実行コストc i は高く評価される。また、ロボットRによる スク実行後におけるバッテリの予測残量が ないほど実行コストc i は高く評価される。具体的には、図7に示さ ているようにバッテリ残量SOCが少なくなる ど段階的に高くなる補正係数αを用いて実行 コストc i が高めに予測される。補正係数αはバッテリ 量SOCの関数として式(1)により定義され、制 装置100のメモリにあらかじめ格納されてい 。なお、補正係数αはバッテリ残量SOCを変 とする断続的な減少関数ではなく、バッテ 残量SOCを変数とする連続的な減少関数とし 定義されていてもよい。

 α≡α 2 (SOC=0~SOC 1 ),
   α 1 (<α 2 )(SOC=SOC 1 ~SOC 2 ),
   1(<α 1 )(SOC=SOC 2 ~100) ‥(1)

 ここで、図7に示されているように現在のバ ッテリ残量がb 2 (SOC 2 <b 2 <100)であり、タスク実行後のバッテリ予測 量がb 1 (SOC 1 <b<SOC 2 )である状況を考える。この状況でバッテリ 予測消費電量δSOCは単にb 2 -b 1 であるが、補正係数αを用いて予測消費電量 式(2)にしたがって高めに評価される。すな ち、バッテリの予測残量b 1 が、補正係数αが1より高いα 1 である残量領域にかかっている分だけ予測消 費電量δSOCが高めに評価される。

 δSOC=b 2 -SOC 2 1 (SOC 2 -b 1 ) ‥(2)

 また、現在のバッテリ残量がb 2 (SOC 2 <b 2 <100)であり、タスク実行後のバッテリ予測 量がb 1 (0<b<SOC 1 )である状況では、同様の考え方によりバッ リの予測消費電量が式(3)にしたがって高め 評価される。すなわち、バッテリの予測残 b 1 が、補正係数αがα 1 (>1)より高いα 2 である残量領域にかかっている分だけ予測消 費電量δSOCが高めに評価される。

 δSOC=b 2 -SOC 2 1 (SOC 2 -SOC 1 )+α 2 (SOC 1 -b 1 ) ‥(3)

 なお、外部状態センサ112によりロボットR の周囲における人間や他のロボットR等の障 物の位置が認識され、さらには生成経路に たがってタスクを実行した場合における当 障害物との接触可能性が評価され、当該接 可能性が高いほど実行コストが高く評価さ てもよい。

 また、指定タスクの実行主体としての指定 ボットが存在すると判定された場合(図4/S108 ‥NO)、ロボットRがこの指定ロボットに該当 るか否かがさらに判定される(図4/S120)。ロボ ットRが指定ロボットに該当するか否かはタ ク情報に含まれている当該指定ロボットの 別情報と、記憶装置にあらかじめ格納され いるこのロボットRの識別情報とが整合する 否か等に応じて判定されうる。ロボットRが 指定ロボットに該当すると判定された場合( 4/S122‥YES)、実行コストc i が最低コスト(入札最低額になるようにあら じめ定められている「0」等の値)c min に評価される(図4/S122)。ロボットRが指定ロボ ットに該当しないと判定された場合(図4/S120 NO)、指定タスクの実行コストc i が最高コスト(入札最高額になるようにあら じめ定められている値)c max に評価される(図4/S124)。なお、指定タスクの 先度が実行中の他のタスクの優先度以下で ると判定された場合(図4/S106‥NO)、コストc i が最高コストc max に評価される(図4/S124)。そして、第1処理要素 110により、サポートサーバ200との通信により 、コストc i およびロボットRの識別情報がタスクデータ ース204に格納される(図4/S126)。ロボットRの 動状態がOFF状態であると判定された場合(図4 /S110‥NO)、指定コストの入札が実施されるこ なく処理が終了する。複数のロボットRのそ れぞれにより入札が実施されることにより、 図8に示されているように各ロボットRにおい 評価された指定タスクjのコストc i (i=1~n)がタスクデータベース204に格納される なお、コストc i が最低となる複数のロボットRが存在する場 、サポートサーバ200によりロボットRに付さ ている優先度の高低により、一のロボットR のコストc i のみが最低となるように当該複数のロボット Rのコストc i の高低が調節されてもよい。また、稼動OFF状 態であるロボットRについては実行コストc i が評価されないので、当該ロボットRについ のコストc i はタスクデータベース204に格納されない。

 次に、落札手続、すなわち、コストc i が最低のロボットRにより指定タスクが実行 れる手順について説明する。

 第2処理要素120により、サポートサーバ200と の通信に基づき、自己ロボットRのコストc i が最低であるか否かが判定される(図5/S128)。 己ロボットRのコストc i が最低であると判定された場合(図5/S128‥YES) ロボットRが他のタスクを実行中であるか否 かが判定される(図5/S130)。ロボットRがタスク 実行中であると判定された場合(図5/S130‥YES) 実行中のタスクを中断するようにロボットR の行動が制御される(図5/S132)。さらに、中断 たタスクの実行要否が判定される(図5/S134) 中断したタスクの実行が必要であると判定 れた場合(図5/S134‥YES)、サポートサーバ200と の通信により当該中断タスクの内容がタスク データベース204に格納される(図5/S136)。これ より、中断されたタスクの一部または全部 内容がタスクデータベース204に格納される 、このタスクがさらなる指定タスクとされ もよい。そして、指定タスクを実行するよ にロボットRの行動が制御される(図5/S138)。 れにより、ロボットRが生成経路にしたがっ てタスクの第1テーブル(実行開始位置)に移動 した上で、腕部12および手部13を動かして第1 ーブルに載置されているトレイを持ち、残 の生成経路にしたがって第2テーブル(実行 了位置)までこのトレイを運んでこの第2テー ブルに載置するというタスクを実行する。ま た、ロボットRが第1場所(実行開始位置)にお て荷物が載置されたワゴンの台車を把持し 上で、生成経路にしたがってワゴンを押し がら第2場所(実行終了位置)まで移動すると うタスクを実行する。さらに、ロボットRが 客受付場所(実行開始位置)において外部状 センサ112の出力信号に基づいて個人を認識 たは認証し、頭部11を動かして会釈する等の 挨拶動作をし、その上でこの人間を応接室( 行終了位置)まで案内するというタスクを実 する。また、ロボットRがタスクを実行して いないと判定された場合(図5/S130‥NO)、また 、中断したタスクの再実行が不要であると 定された場合(図5/S134‥NO)、指定タスクを実 するようにロボットRの行動が制御される( 5/S138)。

 前記機能を発揮するロボットRによれば、内 部状態等に応じて指定タスク(たとえば、複 のタスクの状態を変化させた因子としての スク)を実行するために要する労力または負 を表わすコストc i が評価される(図4/S116,S118,S122,S124参照)。この ストc i はサポートサーバ200のタスクデータベース204 に格納される(図4/S126参照)。さらに、タスク ータベース204に格納されている自己ロボッ Rのコストc i が複数のロボットRの中で最低であることが 識された場合、ロボットRがこの指定タスク 実行するようにその動作が制御される。複 のロボットによるコストの評価およびサポ トサーバ200のタスクデータベース204への格 は、コストを入札額とする当該複数のロボ トRによる指定タスクの実行のための「入札 」と考えることができる。複数のロボットR うちタスクが最低であるロボットRによる指 タスクの実行は、当該ロボットRによる指定 タスクの実行の「落札」と考えることができ る。このような指定タスクの「入札」および 「落札」が実施されることにより、複数のロ ボットRのうち指定タスク実行経済に鑑みて 当なロボットRにより指定タスクが実行され 。したがって、タスクの状態が変化した場 でも、タスクの実行経済の観点から適切な 態においてロボットRが指定タスクを実行す ることができる。

 たとえば、図9(a)~(c)のそれぞれに示されて る第1タスク、第2タスクおよび第3タスクの ち、指定タスクとしての第3タスクが第1ロボ ットR 1 に代えて第2ロボットR 2 により実行されうる。この場合、図10(a)に示 れているように第3タスクの実行主体として 指定された第2ロボットR 2 が、第1ロボットR 1 による第1タスクの実行終了予定位置である ゴンWの停止位置に向かって移動する。そし 、第1ロボットR 1 により第1タスクが実行された後、図10(b)に示 されているように第1ロボットR 1 により第2タスクが実行される一方、第2ロボ トR 2 により第3タスクが実行される。また、第1タ ク、第2タスクおよび第3タスクのうち、指 タスクとしての第2タスクおよび第3タスクの それぞれが第1ロボットR 1 に代えて2つの第2ロボットR 2i およびR 2j のそれぞれにより実行されうる。この場合、 図11(a)に示されているように第2タスクおよび 第3タスクのそれぞれの実行主体として指定 れた第2ロボットR 2i およびR 2j のそれぞれが、第1ロボットR 1 による第1タスクの実行終了予定位置である ゴンWの停止位置に向かって移動する。そし 、第1ロボットR 1 により第1タスクが実行された後、図11(b)に示 されているように一方の第2ロボットR 2i により第2タスクが実行される一方、他方の 2ロボットR 2j により第3タスクが実行される。第2ロボットR 2i により第1トレイT 1 がワゴンWから運び去られ、かつ、第2ロボッ R 2j により第2トレイT 2 がワゴンWから運び去られた後、図11(b)に破線 で示されているように第1ロボットR 1 が(必要に応じて第2ロボットR 2 として)このワゴンWを動かす等のさらなるタ クを実行することができる。このため、第2 ロボットR 2 の有効活用と、第2ロボットR 2 のタスク実行補助による第1ロボットR 1 の労力軽減が図られる。図10(a)(b)に示された では、第1ロボットR 1 は第2タスクの終了位置であるテーブルTbの位 置から、第3タスクの開始位置であるワゴンW 停止位置に戻る労力を節約することができ 。図11(a)(b)に示された例では、第1ロボットR 1 は第2タスクの実行開始前にワゴンWの横に移 して向きを変更する労力を軽減することが きる。

 また、第1処理要素110により当該ロボットR 位置が測定され、当該測定位置から実行開 位置または当該実行開始位置を経由した実 終了位置までの当該ロボットの移動距離が 定され、当該移動距離が長いほどコストc i が高く評価される(図6参照)。これにより、指 定タスクの実行開始位置、または、指定タス クの実行開始位置を経由した指定タスクの実 行終了位置までの移動距離が他のロボットR りも短い状態において、ロボットRが当該他 ロボットRより優先的に指定タスクを実行し うる。一方、この移動距離が他のロボットR 当該距離より長い状態において、ロボットR 指定タスクを実行することを回避しうる。 たがって、指定タスクを実行する際の移動 離の短縮の観点から適当な状態においてロ ットRが指定タスクを実行することができる 。

 さらに、第1処理要素110により当該ロボット Rが他のタスクを実行中であると判定された 合、当該ロボットが他のタスクを実行して ないと判定された場合よりも指定タスクを 行するためのコストc i が高く評価されうる(図4/S104,S118,S124参照)。こ れにより、ロボットRが指定タスクと異なる のタスクを実行していない状態において、 のタスクを実行している状態よりも優先的 当該指定タスクを実行することができる。 たがって、指定タスクの実行専念の観点か 適当な状態においてロボットRが指定タスク 実行することができる。

 また、第1処理要素110により指定タスクの優 先度が他のタスクの優先度よりも低いと判定 された場合、指定タスクの優先度が前記他の タスクの優先度よりも高いと判定された場合 よりもコストc i が高く評価されうる(図4/S106,S118,S124参照)。こ れにより、ロボットRが他のタスクを実行中 ある一方、当該他のタスクの優先度が指定 スクの優先度よりも低い場合、指定タスク 実行することができる。したがって、優先 が高いタスクを優先的に実行する観点から 当な状態においてロボットRが指定タスクを 行することができる。

 また、第1処理要素110によりロボットRが指 タスクの実行主体である指定ロボットに該 すると判定された場合、ロボットRが指定ロ ットに該当しないと判定された場合よりも ストc i が高く評価される(図4/S120,S122,S124参照)。これ により、スペック等に鑑みて指定タスクの適 当な実行主体に該当する状態において、ロボ ットRが指定タスクを実行することができる

 さらに、ロボットRにおいて第1処理要素110 よりタスクの実行後における当該ロボットR バッテリ残量(エネルギー残量)SOCが予測さ 、このバッテリ残量が少ないほど前記コス c i が高く評価される(式(1)~(3)、図4/S116,S118、図7 照)。これにより、ロボットRによる指定タ ク実行後において予測されるバッテリ残量 多い状態において、このバッテリ残量が低 他のロボットRよりも優先的にこの指定タス を実行しうる。一方、このバッテリ残量が のロボットRの当該バッテリ残量より少ない 状態において、ロボットRが指定タスクを実 することを回避しうる。したがって、指定 スクを実行した後における新たなタスクを 行する等のために十分なエネルギー残量の 保の観点から適当な状態においてロボットR 指定タスクを実行することができる。

 なお、タスク実行システムを構成する「 ボット」としては前記実施形態におけるロ ットRとは異なる構成のロボット、台車等、 自律的に移動する機能を有するあらゆる装置 であってもよい。また、複数のロボットのそ れぞれの種類は相違していてもよい。

 また、サポートサーバ200において第1支援処 理要素210が指定タスクの内容として当該指定 タスクの実行開始時刻を認識し、当該実行開 始時刻において予測される、当該指定タスク の実行コストc i を評価してもよい。たとえば、ロボットRの 動または動作が行動計画(たとえば代表点の 道や各関節角度の時間変化態様により定義 れている。)にしたがって制御されている場 合、当該動作計画に基づいて実行開始予定時 刻におけるロボットRの位置、方位、移動速 等の挙動状態、または、稼動状態がON状態で あるかOFF状態であるかが予測されうる。また 、ロボットRがタスク実行中である場合、タ ク終了までの移動距離および現在の移動速 に基づいてタスク終了時刻が予測され、こ 予測時刻が指定タスクの開始予定時刻より であるか前であるかに応じて当該タスクを おも実行中であるか否かが予測されうる。 該構成のロボットRによれば、その未来の予 状態に応じて評価されたコストc i による指定タスクの入札および落札が実施さ れることにより、タスクの実行経済の観点か ら適切な状態においてロボットRが指定タス を実行することができる。

 さらに、ロボットRにおいて第1処理要素110 、当該ロボットRが他のタスクを実行中であ と判定した場合(図4/S104参照)、当該他のタ クの残量が基準値以上であるか否かをさら 判定し、他のタスクの残量が基準値未満で ると判定された場合、他のタスクの残量が 準値以上であると判定された場合よりもコ トc i を高く評価してもよい。実行中のタスクを終 了するために必要な消費電量または残りの移 動距離等が、当該タスクの残量として算定さ れうる。これにより、指定タスクと異なる他 のタスクを実行中であってもこのタスクを短 時間で終えることができる場合、指定タスク をこのロボットRに実行させることができる したがって、実行中のタスクおよび指定タ クを連続して効率的に実行する観点から適 な状態においてロボットRが指定タスクを実 することができる。

 また、次のように各ロボットRによる指定タ スクの実行コストc i が評価されてもよい。まず、ロボットRが指 タスクの実行期間より後における実行予定 スクのコストが、この指定タスクを実行し 場合とこの指定タスクを実行しなかった場 とのそれぞれにおいて評価される。そして 指定タスクを実行した場合における実行予 タスクのコストが、指定タスクを実行しな った場合における実行予定タスクのコスト りも高くなるほど指定タスクの実行コストc i が連続的または断続的に高く評価される。一 方、指定タスクを実行した場合における実行 予定タスクのコストが、指定タスクを実行し なかった場合における実行予定タスクのコス トよりも低くなるほど指定タスクの実行コス トc i が連続的または断続的に低く評価される。こ れにより、ロボットRが指定タスクを実行し い場合よりも実行した場合に実行予定タス のコストが低くなる状態において、このコ トが高くなる状態よりも優先的に当該指定 スクを実行しうる。一方、指定タスクを実 した場合よりも実行しない場合に実行予定 スクのコストが低くなる状態において、こ コストが高くなる状態よりも優先的に当該 定タスクを実行しうる。したがって、実行 定タスクを低いコストで実行する観点から 当な状態においてロボットRがこの実行予定 スクを実行する前に指定タスクを実行する とができる。

 また、第1処理要素110が自己ロボットRが 定タスクを実行するのに要する労力または 荷コストを表わす「コスト」が「第1閾値」 下であることを要件として、この自己ロボ トRが指定タスクを実行するためのコストを タスクデータベース204に格納させてもよい。 これにより、各ロボットRが過度の労力また 負荷を伴うにもかかわらず指定タスクを実 するような事態が回避されうる。

 さらに、第1処理要素110が自己ロボットR 実行予定タスクを実行するのに要する労力 たは負荷を「第2コスト」として評価し、第2 コストが「第2閾値」以上であることを要件 して、サポートサーバ200との通信に基づい この実行予定タスクの内容を指定タスクの 容としてタスクデータベース204に格納させ もよい。これにより、自己ロボットRの実行 定タスクが前記のように他のロボットRによ る「入札」および「落札」の実施対象とされ る。したがって、自己ロボットRに大きな労 消費を強いる可能性があるタスクを、自己 ボットRに代えて実行経済の観点から適当な のロボットRに実行させることができる。

 また、前記実施形態では自己ロボットRが 指定タスクを実行するのに要する労力または 負荷を表わすコストが他のロボットRを含む ボット群の中で最低であるか否かが各ロボ トRにより判定されたが(図5/S128参照)、サポ トサーバ200によりロボット群のうちコスト 最低のロボットRが選定され(指定タスクの落 札者が決定され)、サポートサーバ200から該 するロボットRに選定結果または入札結果が 信されることにより、当該ロボットRによっ て自己ロボットのコストが最低であることが 認識されてもよい。




 
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