携帯ロボットのプログラミングおよび診断ツール
ロボットデバイス（１８、２０）と通信する方法およびその関連するシステムは、構成情報および診断情報がロボットデバイス（１８、２０）および構成ツール（１２）との間で通信することを可能にする。方法は、特定のタスクまたは機能を実行するようにデバイスをプログラムする情報をロボットデバイス（１８、２０）へ通信し得る、携帯デバイスなどの構成ツール（１２）からなる。構成ツール（１２）はまた、ロボットデバイスから診断情報を取り入れるように、および分析ツールへその情報を通信するように構成し得る。ある実施形態において構成ツールは、異なる構成プログラムとともにインストールされ得、構成ツールがロボットデバイスの性能特質を変更または強化することを可能にする。結果として、構成ツールを、単一のユーザまたは複数のユーザの特定の要件に基づいてロボットデバイスの性能を調整するアクセサリとして作成することが可能であり得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００４年６月２４日に出願された米国仮特許出願第６０／５８２，５３１号の優先権および利益を主張するものであり、前記仮特許出願は本明細書にて、参考としてその全体が援用される。本出願は、本出願と同日付けで出願され「Ｒｅｍｏｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ」と題された米国出願代理人整理番号第ＩＲＯ−０１８号に関連付けられ、前記同日出願は本明細書にて、参考としてその全体が援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は一般に、自律ロボットデバイスの制御を含む、ロボット工学分野に関する。より詳細には、本発明は清掃ロボットなど、自律ロボットデバイスとの間で構成および診断情報を通信するための構成ツールおよび関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
ロボット清掃デバイスは、ロボットのプロセッサに保存されたプログラムに基づいて、特定区域を清掃するために使用され得る。これらの装置の目的は、ユーザが清掃デバイスを物理的に制御する必要なしに、または床が清掃されている最中、部屋にいる必要なしに効率的に部屋を清掃することである。これは、家事に必要な時間を低減し、ユーザが居合わせる必要なしに部屋が掃除されることを可能にすることにより騒音公害を低減し、もしくは年配者や障害者が補助なしには難しいか、やり遂げられない部屋の清掃を可能にし得る。
【０００４】
一般に、これらの装置は工場でプログラムされ、動作や機能はロボットデバイスに取り付けられたチップに実装されたプログラムに基づいている。そのような装置の動作または機能を変更するためには、ロボットデバイスは分解され、マスクチッププログラムは更新されたプログラムとともに新しいチップを取り付けることにより交換される必要がある。機械設計および構成が完成するかなり前にソフトウェアが完成する必要があるので、開発時間が長引き得る。また、装置の構成が一旦完了すると、装置の動作および機能が容易に変更され得ないので、ロボットデバイスの有用性を制限し得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記から、装置を工場へ戻したり新しいハードウェアを取り付けたりする必要なしに、ロボット清掃装置のような自律ロボットデバイスの動作および機能がいつでも変更または更新されることを可能にする方法および装置へのニーズがある。さらに、ロボットデバイスの有用性、効率、および使い勝手を改善するために、ロボットデバイスへ新しい構成アプリケーションをロードしたり、ロボットデバイスから診断情報をアップロードしたりし得る携帯装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、装置にプリインストールされたプログラムに従って動作するようにロボットデバイスを構成するための方法および装置を提供する。方法および装置は、ユーザの要件に従って、ロボットデバイスの機能が更新されたり、または変更されたりすることを可能にする。装置はまた、ロボットデバイスから診断情報を入手するために使用され得る。本発明の一つ以上のインプリメンテーションは、次の特徴のうちの一つ以上を提供し得る。
【０００７】
本発明の一つの実施形態は、ロボットデバイスとの間で通信する方法を含む。方法は、ロボットデバイスへ構成ツールをリンクするステップと、構成ツールを認証するステップと、少なくとも構成ツールを介してロボットデバイスへ情報をロードするステップおよびロボットデバイスから構成ツールへ情報をロードするステップのうちの少なくとも一つを含む。実行されたロードするステップは典型的には、構成ツールの正常な認証の後に行われる。
【０００８】
本発明の一つの実施形態において、ロボットデバイスは、構成ツールへ電力を供給する。代替実施形態として構成ツールは、構成ツールの内部にある、または構成ツールに取り付けられた内部電源、もしくは構成ツールにリンクされた遠隔電源により電力供給され得る。構成ツールとロボットデバイスの間のリンクは、通信ポート、無線接続、および物理的接続のうちの少なくとも一つを含む。ある実施形態において、物理的接続は、検証属性（ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）を含み得る。
【０００９】
本発明の多様な実施形態において、構成ツールの認証のステップは、情報に含まれた認証コードの同定、ロボットデバイスと構成ツールとの間の少なくとも一つの所定のメッセージの交換、ロボットデバイスからの構成情報の受信、ロック解除命令の発行、または検証属性とロボットデバイスとの相互接続のうちの少なくとも一つを含み得る。所定のメッセージは、ロボットデバイスから送られたメッセージ、および構成ツールから送られたメッセージを含み得る。構成情報は、プロセッサタイプを含み得る。ロック解除命令は、通信ポートの使用を許可し得る。
【００１０】
本発明の一つの実施形態において、実行されるロードするステップは、有効期限内にのみ発生する。有効期限は少なくとも部分的には、認証からの経過時間、認証の回数、または認証の頻度のうちの少なくとも一つに基づき得る。本発明のある実施形態において、構成ツールは、ユーザインタフェースを含み得る。
【００１１】
本発明の多様な実施形態において、ロボットデバイスへロードされる情報、またはロボットデバイスからロードされる情報は、作動データの少なくとも一つ、またはコンピュータプログラムの少なくとも一部分を含み得る。動作データは、モータ電流あるいはセンサ閾値のうちの少なくとも一つを含み得る。本発明の一つの実施形態において、情報の少なくとも一部分が暗号化され得る。この実施形態において方法は、ロボットデバイスによる情報の解読のステップをさらに含み得る。本発明の一つの実施形態において、ロボットデバイスへロードされるべき情報は、ロボットデバイスから受信した情報に依存する。
【００１２】
本発明の一つの実施形態は、ロボットデバイスとの間で通信するための装置を含み得る。装置は、情報の保存のためのメモリ、ロボットデバイスと通信するための少なくとも一つのポート、装置を認証するための少なくとも一つの認証器、情報の少なくとも一部分を少なくとも一つのポートを介して通信するための少なくとも一つのローダを含み得る。情報の少なくとも一部分は、装置からロボットデバイスへロードされた情報、ロボットデバイスから装置へロードされた情報のうちの一つからなり得る。
【００１３】
本発明の一つの実施形態において、ロボットデバイスは装置へ電源を供給し得る。代替実施形態において、構成ツールは、構成ツールの内部に位置する、あるいは構成ツールに取り付けられた内部電源、もしくは構成ツールにリンクされた遠隔電源により電力供給され得る。本発明のある実施形態において、装置はユーザインタフェースを含み得る。
【００１４】
本発明の一つの実施形態において、少なくとも一つのポートは、無線接続および物理的接続のうちの少なくとも一つを含み得、物理的接続は、構成ツールが他のデバイスへ直接リンクすること、または他のデバイスへケーブルを介して接続することを可能にし得る。ある実施形態において、物理的接続は検証属性を含み得る。
【００１５】
本発明のある実施形態において情報は、認証コード、少なくとも一つの所定のメッセージ、ロック解除命令、コンピュータプログラムの少なくとも一部分、または動作データのうちの少なくとも一つを含み得る。一つの実施形態において、所定のメッセージは、ロボットデバイスにより送られたメッセージおよび装置により送られたメッセージを含み得る。一つの実施形態においてロック解除命令は、少なくとも一つのポートを有効にし得る。一つの実施形態において動作データは、モータ電流およびセンサ閾値のうちの少なくとも一つを含み得る。
【００１６】
本発明のある実施形態において認証は、ロボットデバイスからの構成情報を受信するための受信器、および検証属性とロボットデバイスとの間の相互接続のうちの一つを含み得る。一つの実施形態において構成情報は、プロセッサタイプを含み得る。一つの実施形態において少なくとも一つのローダは、有効期限を含み得る。有効期限は少なくとも部分的に、認証からの経過時間、認証の回数、および認証の頻度のうちの少なくとも一つに基づき得る。
【００１７】
本発明のある実施形態において、情報は暗号化され得る。装置は、ロボットデバイス内で情報を解読するための解読器をさらに含み得る。本発明の一つの実施形態において、ロボットデバイスにロードされる情報は、ロボットデバイスから受信した情報に依存する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、ロボットデバイスへ情報を通信する、またはロボットデバイスから情報を受信するための方法および装置を提供する。装置は、ロボットデバイスへ構成情報をロードするために使用され得、ロボットデバイスの機能がユーザにより容易に更新または変更されることを可能にする。ロボットデバイスはこのため、ユーザが要求する新しいタスクを行うように再プログラムされ得、または既存のタスクの機能性を改善するために更新され得る。装置はさらに、ロボットデバイスから診断情報を入手すために使用され得、エンジニアまたはユーザがデバイスにおいてシステム診断を行うことを可能にする。
【００１９】
図１は、ロボットデバイスとともに使用するための構成ツール１２の一つの実施形態１０を示す構成図である。この実施形態において、構成ツール１２は、ロボットデバイスもしくは他の通信デバイスまたは分析デバイスへ情報を通信するように、あるいはロボットデバイスもしくは他の通信デバイスまたは分析デバイスから情報を受信するように適合、および構成される。情報は、構成情報１４および診断情報１６を含む（これに限らない）。
【００２０】
構成ツール１２は、可動ロボットデバイス１８、静止ロボットデバイス２０、通信デバイス２２、および分析デバイス２４を含む（これに限らない）、いくつかのデバイスと通信し得るように適合される。可動ロボットデバイス１８は例えば、マサチューセッツ州ＢｕｒｌｉｎｇｔｏｎのｉＲｏｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる、Ｒｏｏｍｂａ（登録商標）ブランドのロボット床清掃機および掃除機などの清掃ロボットであり得る。静止ロボットデバイス２０は例えば、可動ロボットデバイス１８の移動を、限定する指定パスに沿ってＩＲビームを送信するように設計された携帯バリア信号送信器であり得る。また、静止ロボットデバイス２０は、可動ロボットデバイス１８とともに使用するためのドッキングステーション、ホームベース、または充電デバイスでもあり得る。
【００２１】
携帯電話、遠隔制御デバイス、またはパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）など（これに限らない）、通信デバイス２２は、構成ツール１２に接続され得る。通信デバイスは、ロボットデバイスへロードされるべき構成情報１４または他のプログラム情報を構成ツール１２にインストールするために使用され得る。通信デバイス２２はまた、ロボットデバイスから構成ツール１２へ通信された、診断情報１６または他の適切な情報を検索するために使用され得る。診断情報１６は後に通信デバイス２２へ保存され得、さらなる分析のために分析デバイス２４へ転送され得るか、または直接診断情報を分析するために使用され得る。通信デバイス２２は、可動ロボットデバイス１８および／または静止ロボットデバイス２０とともに使用される、スケジュールデバイスおよび／または遠隔コントローラでもあり得る。構成ツール１２はその後に、スケジュールデバイスおよび／または遠隔コントローラのアプリケーションプログラムをインストールまたはアップグレードするために使用され得る。
【００２２】
分析デバイス２４は、情報を保存したり分析したりするためのＰＣ、ラップトップ、または他の適切なデバイスであり得る（これに限らない）。構成ツール１２を分析デバイス２４に接続すると、構成情報１４が分析デバイス２４により構成ツール１２にインストールされることを可能にするか、または分析デバイス２４が可動ロボットデバイス１８および／または静止ロボットデバイス２０とともに使用され得ることを可能にするために、構成ツール１２が、分析、スケジュール、または制御プログラムを含む（これに限らない）、情報をインストールすことを可能にする。構成ツール１２はまた、分析デバイス２４による分析のために、ロボットデバイスまたは他のデバイスから診断情報１６をダウンロードするために使用され得る。
【００２３】
構成情報１４は、工場においてロボットデバイスを初めてプログラムするための情報、もしくはロボットデバイスの既存の能力をグレードアップするための情報、または工場あるいは現場において新しいタスクを行うためにデバイスを再プログラムするための情報を含み得る。グレードアップ情報は、ロボットデバイスにインストールされたソフトウェアの新しいバージョン、ロボットデバイスの機能を特定のタスクに適合させるための特別なプログラム、さらなるユーザ入力なしで自動的にロボットデバイスが作動することを可能にするスケジュールプログラム、ロボットデバイスが、遠隔コントロールツールまたはスケジュールツール（ユーザにより開始されるもの、あるいはあるイベントの発生において自動的に開始されるもの）などの通信デバイスへ情報を送信することを可能にするプログラムを含み得る（これに限らない）。さらなるグレードアップ情報または再プログラム情報は、可動ロボットデバイス１８がまったく新しいタスク（例えば、おもちゃ、セキュリティデバイス、または紛失物発見デバイスとして機能することを含む（これに限らない））を行うことを可能にするプログラムおよびアプリケーション、もしくは特定のタスクを行うことにより獲得される情報に基づいてロボットデバイスが自身のプログラムを適合させることを可能にする「学習」プログラムおよびアプリケーションを含み得る。学習プログラムは例えば、可動ロボットデバイス１８が、部屋のレイアウトを作成し、物体や障害物が部屋のどこにあるかを記憶すること、もしくはユーザの以前の行動パターンまたは環境条件に基づいてスケジュールを適合させることを可能にし得る。
【００２４】
一つの実施形態１０において、構成ツール１２は直接、物理的接続を介してデバイスと通信し得る。この直接通信において、一方のオスコネクタ（例えば、ＤＩＮコネクタ、ＵＳＢ、シリアルポートまたは他の適切な接続要素）が他方のメスコネクタと直接接続する。代替実施形態において、直接通信は、ロボットデバイスにある、もしくは通信デバイスまたは分析デバイスに取り付けられたドッキングステーションを含み得、このため構成ツール１２は、取り外し可能なようにデバイスへ直接取り付けられ得る。ある実施形態において、構成ツール１２とデバイスとの間の物理的接続は、接続のソフトウェア、ハードウェア、または物理的・幾何学的特質に基づく検証属性を含み得る。
【００２５】
代替実施形態において、通信された情報は、ケーブル（例えば、ＵＳＢまたはシリアルポートリンク）により、通信ポートを介して送られ得る。デバイスのさらなる代替実施形態において、構成情報１４および診断情報１６は、赤外線（ＩＲ）信号、電波（ＲＦ）信号、または他の適切な信号により送られる情報とともに、デバイスとの無線接続を介して送信され得る。他の代替実施形態において、構成情報１４は、可動ロボットデバイス１８のバッテリを充電および再充電するために使用される充電デバイスまたはドッキングステーションに埋め込まれ得る（２００４年１月２１日に出願され、本明細書にて参考としてその全体が援用される、米国特許出願第１０／７６２，２１９号を参照）。構成情報１４はその後に、充電デバイスと「ドッキング」するときに、可動ロボットデバイス１８に通信され得る。可動ロボットデバイス１８と充電デバイスとの間のリンクは、ＩＲ通信リンクなどの無線リンク、または充電器のオスポートと可動ロボットデバイス１８のメスポートとの間のような直接リンクであり得る。可動ロボットデバイス１８と充電器との間の通信はまた、可動ロボットデバイス１８のバッテリを再充電するデバイスをリンクするために使用される物理的コンタクト、または別の物理的コンタクトを介して達成され得る。例示的実施形態において、情報は、ドッキングステーションまたは充電器のための電力充電線、または他の適切なネットワーク接続を介して運ばれ得、ロボットが充電デバイスとドッキングするときは常に情報ネットワークにリンクすることを可能にする。構成情報１４および診断情報１６は、可動ロボットデバイス１８がドッキングされているときは常に、容易に転送され得る。
【００２６】
本発明のある実施形態において、デバイスと構成ツール１２との間のリンクは、構成ツール１２へ電力を供給するために使用され得る。例えば、可動ロボットデバイス１８または静止ロボットデバイス２０に電力供給するために使用されるバッテリ電力は、一旦デバイスと構成ツール１２との間にリンクが確立されると、構成ツール１２に電力供給するためにも使用され得る。構成ツール１２を、構成ツール１２にリンクされたデバイスにより電力供給可能にすると、この実施形態における構成ツール１２がバッテリまたは他の電源が構成ツール１２自身に設置されることを必要としないので、構成ツール１２のサイズおよび重量を最小限にし得る。
【００２７】
本発明の代替実施形態において、構成ツール１２は、内蔵バッテリ（取り外し可能、または不可能なもの）または、構成ツールを主電源に接続する電源アダプタのような、構成ツール１２に外部から接続された別の電源により電力供給されるように適合され得る。本発明の一部実施形態において、構成ツール１２とともに使用するためのデバイスは、ＤＩＮコネクタまたは他の適切な物理的接続、ならびに情報を通信可能、および／または電源を切ってもプログラム保存可能なフラッシュメモリを必要とし得る。
【００２８】
構成ツール１２とデバイスとの間で情報を通信する前に、構成ツール１２は、デバイスにより認証されるように要求され得る。構成ツール１２とデバイスとの間との認証を必要とすることは例えば、デバイスのセキュリティを改善すること、承認されていないまたは潜在的に有害な情報がデバイスへ通信されないようにする、または情報が転送される前に適切な命令を提供することが可能になり得る。
【００２９】
構成ツール１２の認証は、いくつかの異なる方法で行え得る。例えば、構成ツール１２とデバイスとの間でリンクが形成されると、構成ツールにはデバイスへ承認コードを送信し得、認可された承認コードが受信されたときのみ、デバイスはデバイスと構成ツール１２との間の情報のロードを有効にする。代替として、少なくとも一つの所定のメッセージがデバイスと構成ツール１２との間で交換され得、デバイスおよび構成ツール１２の両方またはいずれかから所定のメッセージが受信されたときのみ、さらなる通信が許可される。
【００３０】
本発明のさらなる実施形態において、構成ツール１２とデバイスとの間で送信される認証情報は、デバイスまたは構成ツール１２のためのプロセッサの種類、または通信されるべき情報の様式を含み得るが、これに限定されない、構成情報を含み得る。代替的にまたは追加的に、認証情報は、コンピュータプログラムの少なくとも部分を含み得る。コンピュータプログラムは例えば、デバイス間の更なる通信を有効するために、または情報を受信または送信するようにデバイスを構成するために使用され得る。認証情報はまた、デバイスにおいて通信ポートの使用を許可し得、ポートが構成ツール１２とデバイスとの間でさらに通信することが可能になるようなロック解除命令を含み得る。
【００３１】
ある形態において検証属性は、構成ツール１２とデバイスとの間のリンクを介して相互接続され得る。この検証属性は例えば、認証コード、少なくとも一つの所定のメッセージ、ロック解除命令、コンピュータプログラムの少なくとも部分、および／または動作データを含み得る。動作データは、電力情報（例えばモータ電流）、およびデバイスまたは構成ツール１２のセンサまたは他の部品のための閾値を含み得る（これに限らない）。ロック解除命令は例えば、情報を通信するために、デバイスの通信ポートを有効するために使用され得る。
【００３２】
ある実施形態において、構成ツール１２は、認証器を含み得る。認証器は、認証および／または構成情報を受信するための少なくとも一つの受信器を含み得、かつある実施形態において、構成ツール１２にリンクされたデバイスへ認証情報および／または構成情報を通信するための送信器をさらに含み得る。認証器は、デバイスと構成ツール１２の検証属性との間の相互接続をさらに含み得る。
【００３３】
構成ツール１２は、本発明のある実施形態において、構成ツール１２が有効期限内でのみ動作するように構成、またはプログラムされ得る。有効期限は、認証からの経過時間、認証の回数、または認証の頻度に基づき得る。有効期限の導入は例えば、構成情報の伝播の制御および構成ツール１２の承認されていない使用の制限のために有用であり得る。
【００３４】
本発明のある実施形態において、構成ツール１２とデバイスとの間で通信される情報は暗号化され得る。そのような実施形態において、解読器または解読アルゴリズムなどを含む（これらに限らない）、通信された情報の解読手段がデバイスにインストールされるように要求され得る。情報を暗号化すると、通信される情報を承認されていない第三者がコピーすることを防ぎ得、ロボットシステムのソフトウェアおよびエレクトロニクスの全体のコピーを承認されていないの第三者が複製することを防ぐ。ある実施形態において、構成情報１４は、構成ツール１２へインストールされる前に暗号化され得、暗号化された形式でデバイスにダウンロードされる。構成情報１４はその後に、適切な解読アルゴリズムおよびコードがインストールされたデバイスによりのみ解読され、承認されていないユーザが暗号化されていない情報１４を閲覧することを防ぐ。暗号化は、第三者が、商業的に開発されたロボット製品の不正使用、および承認されていないコピーをすることを防ぐことにおいて重要であり得る。
【００３５】
例示的実施形態において、デバイスにインストールされた解読アルゴリズムおよびコードは、デバイスの機能を制限することなく、デバイスのマイクロコントローラの特徴により読み取られることから保護され得る。このため、ロボットデバイス内の制御情報または他の情報は、ユーザが情報そのものを読み取ることができないまま、更新および／または上書きされ得る。これは、更新された構成情報１４または新しい構成情報１４が、承認されていないユーザへアクセスを与えずに配信可能にする。暗号化アルゴリズムは、Ｔｉｎｙ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＴＥＡ）などの共有シークレットキー暗号化、または情報を暗号化、解読する他の適切な手段を含み得る（これに限らない）。
【００３６】
本発明の一つの実施形態において、第一の構成ツールは、プログラムをロボットデバイスのフラッシュメモリへ工場でロードするために使用され得る。ロボットデバイスのマイクロプロセッサチップは、少なくともブートローダプログラムを含み得る。複雑な行動言語および制御パラメータを含む（これに限らない）、ロボットの動作に関連するプログラム情報は、この構成ツールからロードされ得る。ある実施形態において、ロボットデバイスへブートローダプログラムをインストールすることにより、暗号化された情報は直接、構成ツール１２へ保存され得、またロボットデバイスへアップロードされ得、そこでブートローダに内蔵された適切な暗号化キーにより解読される。これは例えば、解読キーは構成ツール１２にインストールされているのではなく、承認されたロボットデバイスまたは他の承認されたデバイスのみにインストールされているので、暗号化された情報が承認されていないユーザによりアクセスされ解読される危険性を低減し得る。
【００３７】
ある実施形態において、複雑なプログラム行動をロードするのに使用される、同じ構成ツールがまた、ユーザへの出荷前にロボットデバイスを工場試験するために使用される診断プログラムを持ち得る。診断プログラムは、代替実施形態においてより多くの能力のために、より大規模なプログラムもインストールされ得るが、基本的な診断情報を提供するための簡単なアルゴリズムを伴い得る。
【００３８】
診断プログラムは、ロボットデバイスのシステムの品質管理チェックを導入するために、工場において使用され得る、別の第二の構成ツールを介してデバイスに通信され得る。ロボットデバイスのＩ／Ｏポートは、ロボットデバイスの一部または全部のシステムならびにロボットデバイスの全てのシステムが完全に正常に動作できる状態であるかを検出し得る多様な値を含む（これに限らない）、局面などに関連する信号を送信し得る。ある具体的な実施形態の一つにおいて、診断プログラムは、診断デバイスが同時または順次、ロボットデバイスの多様なセンサを起動する間に作動するように構成され得る。
【００３９】
ある実施形態において、構成ツール１２は、ロボットからの受信された信号または情報が何であるかに基づいて、異なる情報をダウンロードまたはアップロードし得る。例示的実施形態において、カスタマイズされた制御アルゴリズムなどを含む（これに限らない）、カスタマイズされた構成情報１４は、ロボットデバイスから収集された使用状況情報に基づいて、構成ツール１２において計算され得る。その後、構成ツール１２は、接続されたデバイスに特定された情報のみをダウンロードする。
【００４０】
図２は、本発明の一つの実施形態に従った、構成ツール３０の概略上面図である。構成ツールは、ＤＩＮコネクタ、シリアルポートコネクタ、パラレルポートコネクタ、ＵＳＢポートコネクタ、ＩＥＥＥ１３９４「Ｆｉｒｅｗｉｒｅ」ポートコネクタ、ＰＳ／２ポートコネクタ、モデムポートコネクタ、イーサネット（登録商標）ネットワークポートコネクタ、または他の適切な通信ポートコネクタなどのコネクタ３２を含む。コネクタ３２は、構成ツール３０がデバイスのＩ／Ｏポートと直接物理的に接続することが可能になるオスコネクタ、もしくは構成ツール３０および通信相手のデバイスのメスポートをリンクするケーブル接続を介して、構成ツール３０がデバイスに接続することが可能になる、メスコネクタポートであり得る。本発明の代替実施形態において、コネクタ３２は、構成ツール３０が赤外線（ＩＲ）信号または他の適切な無線信号を介してデバイスと通信することが可能になる無線コネクタであり得る。
【００４１】
コネクタ３２は、情報が構成ツール３０およびリンクされたデバイスとの間で通信されることを可能にする。ある実施形態において、コネクタ３２はまた、構成ツール３０の少なくとも一つの機能を電力供給するために、電源がリンクされたデバイスから構成ツール３０へ送られることを可能にする。構成ツール３０内の電源レギュレータ３４は、リンクされたデバイスからの電力を、構成ツール３０に電力供給するための正しい電圧に変換するために活用され得る。本発明の代替実施形態において、バッテリなどの内部電源は、リンクされたデバイスからの電力の代わりに、またはとともに使用され得る。さらなる代替実施形態において構成ツール３０は、構成ツール３０を電力供給するために、主電源などを含む（これに限らない）、外部電源へリンクされ得る。さらに他の実施形態において、構成ツール３０からの電力は、リンクされたデバイスの少なくとも一つの機能に電力供給するために使用され得る。
【００４２】
リンクされたデバイスからの電力は、電源レギュレータ３４によって一旦変換されると、特定のインストールされたハードウェア、機能、ユーザ入力、および構成ツール３０にインストールされた他の部品を駆動するために使用され得る。図２の実施形態においてこれらは、マイクロプロセッサ３６、ユーザ入力３８、およびいくつかのＬＥＤ４０が含む。部品は、例えばユーザの手により容易に握られるような、任意の適切な形であり得る、ハウジング４２内に取り付けられる。デバイスのサイズと形状は、システムの要件に多様であり得、コストを削減するために、ならびに携帯性および機能を向上するために、例えば最低限のものであり得る。
【００４３】
マイクロプロセッサ３６は、適切なデバイスにインストールされる構成情報を保存するため、デバイスから受信した診断情報を保存するため、構成ツール３０およびリンクされたデバイスとの間のリンクを認証するために必要な情報を保存するため、ならびに構成ツール３０の機能およびユーザ入力やユーザ出力を制御するために使用され得る。ある実施形態においてマイクロプロセッサ３６は、適切なデバイスが検出されると、情報の認証および転送を自動的にトリガーし得、他の実施形態においてマイクロプロセッサ３６は、構成ツール３０およびリンクされたデバイスとの間に情報が転送される前に、構成ツール３０またはリンクされたデバイスのいずれかからのユーザ入力または他の信号を要求するように構成され得る。
【００４４】
本発明のある実施形態において、プログラムおよび／または構成情報、ならびにデータは、構成ツール３０内のフラッシュベースのマイクロコントローラ、またはマイクロコントローラ３６に取り付けられたフラッシュメモリへ保存され得る。本発明の代替実施形態において、構成ツール３０は、オーディオＣＤ、ＭＰ３、カセット、または他の適切なオーディオプレイヤに置き換えられ得る。この実施形態において、ドングルがＣＤプレイヤのオーディオ出力（ヘッドホンジャック）とロボットとの間のインタフェースの役目を果たし得、ＣＤプレイヤがプレイヤに挿入されたディスク上に保存された情報をダウンロードおよび配信することを可能にする。情報は、例えば標準的な電話モデムに使用されるような周波数偏移変調または位相編移変調（これに限らない）を使用して、暗号化されたオーディオトーンの形式で、ＣＤまたは他のメディアストーレジデバイスへ保存され得る。異なる情報は、ＣＤまたは他の適切なメディアストレージデバイス上に別個のトラックとして保存され得、ユーザがオーディオプレイヤ上のトラックの選択に基づいて転送するデータを選択することを可能にする。
【００４５】
ユーザ入力デバイス３８は、少なくとも一つのボタン、スイッチ、ジョイスティック、タッチパッド、および／またはローラボール（これに限らない）であり得る。ユーザ入力３８は、構成ツールが、リンクされたデバイスが検出された時点で自動的に情報が通信されるのではなく、ユーザが起動した時点のみに情報をロードまたは受信することを可能にし得る。ある実施形態において、いくつかのユーザ入力３８が、構成ツール３０にインストールされ得る。複数のユーザ入力３８の場合、各々の個別の入力３８が、構成ツール３０の異なる機能を制御するように構成され得る。例えば、別個のボタンが、構成プログラムのアップロードまたはダウンロード、診断情報のアップロードまたはダウンロード、および認証機能を制御するためにインストールされ得る。代替実施形態において、単一のユーザ入力３８が、ユーザ入力３８に対するユーザの相互作用の方法に基づいて、構成ツール３０の二つ以上の機能を制御するように構成され得る。例えば、単一のボタンが、ボタンが何回押されたか、および／またはどのくらいの間押されたかに基づいて、いくつかの別個の機能を制御し得る。しかしながら、前述のように、ある実施形態において、ユーザ入力はまったく必要とされず、情報は、構成ツールとデバイスとの間にリンクが確立された時点で自動的に転送され得る。
【００４６】
ユーザへのフィードバックは、ビジュアルまたはオーディオ信号により、特定のイベントまたは機能が実行された時点で提供され得る。これは、ランプ、オーディオスピーカ、ＬＣＤスクリーン、または他の周知のデバイスのうちの少なくとも一つを伴い得る。図２の例示的実施形態において、三つのカラーＬＥＤ４０の一式が構成ツール３０に取り付けられ、実行されている、または完了した所定のイベントに対してユーザの注意を喚起する。この例示的実施形態において構成ツール３０は、異なる色の三つのＬＥＤ４０を含む（グリーンが一つ、イエロが一つ、レッドが一つ）。点灯したグリーンのランプは、構成ツール３０に電力供給され、リンクされたデバイスと通信していることを表し得る。点滅するグリーンのランプは、プログラムまたは命令の正常な、または完全なダウンロードを表し得る。点滅するイエロのランプは、システムが動作中であることを表し得る。レッドのランプは、ロードの失敗を表し得る。代替実施例において、別個のＬＥＤが、異なるイベントを表し得るが、ユーザにオーディオ信号を提供するために、一つまたはそれ以上のスピーカとともに使用され得、もしく置き換えられ得る。
【００４７】
本発明の一つの実施形態において、構成ツール３０は、構成情報またはスケジュール情報の転送の完了時点でビジュアルまたはオーディオ信号を提供するように構成され得る。代替の実施形態において、構成情報は、リンクされたデバイスが、情報転送の正常な完了時点でビジュアルまたはオーディオ信号を提供することを可能にするように設計され得る。例えば、ロボットデバイスは、スケジュールプログラムがメモリに保存された場合、およびされた時点でステイタスランプを点灯するように構成され得る。
【００４８】
代替的にまたは追加的に、構成ツール３０は、ロボットデバイスへ追加のまたは異なるサウンドをダウンロードするために使用され得る。これらのサウンドは、メロディ、ベルのトーン、スピーチ、警告および注意のトーン、または他の適切なサウンド（これに限らない）を含み得る。これら追加の、または異なるサウンドは、ユーザが可動ロボットをパーソナライズすることを可能にし得、またはロボットデバイスの新しい機能または更新された機能に対する、適切なオーディオ応答を提供し得る。
【００４９】
本発明の代替実施形態において、構成ツール３０は、例えばＬＣＤディスプレイなどのディスプレイを含み得、構成ツール３０が構成ツール３０およびその使用に関する、さらに複雑な情報を表示することを可能にする。この情報は例えば、構成ツール３０にインストールされた構成プログラムの種類および数、構成ツール３０に保存された診断情報の種類、および他のデバイスに構成ツール３０がリンクされている間のステイタス情報であり得る。本発明の代替実施形態において、ディスプレイは、通信され得る構成情報の種類、通信される診断情報の種類、またはデバイスと通信する前に必要な認証の形態のためのオプションなど、デバイスから受信した情報を表示するように構成され得る。
【００５０】
図３は、構成ツール３０のための電源レギュレータ構成５０の構成図である。電源レギュレータ構成５０は、例えば１６ボルト信号５２など、一つの電圧における、例えば可動ロボットデバイスなどのデバイスから電力を引き、構成ツール３０の作動に電力供給するための、例えば５ボルト信号５６などの、異なる電圧へ変換するレギュレータ３４を含む。本発明の一つの実施形態において、構成ツール３０自身は、内蔵電源要素は有せず、構成ツールが取り付けられたデバイスにより電力供給される。代替実施形態において、構成ツール３０はまた、構成ツール３０が接続されたデバイスからの電力の代わりに、またはともに作動する内部電源を含み得る。例えば、構成ツール３０は、適切なデバイスに接続されるたびに充電される充電可能なバッテリを含み得る。
【００５１】
図４は、構成ツール３０のためのマイクロプロセッサ構成６０の構成図である。マイクロプロセッサ構成６０は、情報がマイクロプロセッサ３６からリンクされたデバイス（すなわち「Ｃｏｍｍ Ｏｕｔ」信号６６）へ通信可能にする接続、および情報がリンクされたデバイス（すなわち「Ｃｏｍｍ Ｉｎ」信号６４）からマイクロプロセッサ３６へ通信可能にする別個の接続を有する、マイクロプロセッサ３６を含む。マイクロプロセッサ３６はまた、構成ツール（すなわち、「Ｄｅｖｉｃｅ Ｄｅｔｅｃｔ」信号６７２）へリンクされたデバイスを検出および認証するための別個の接続を含み得る。代替実施例において、これらの三つの信号は、単一の接続を介して運ばれ得る。
【００５２】
図５Ａ〜５Ｃは、静止ロボットデバイスまたは可動ロボットデバイス、通信デバイス、または分析デバイスなど（これらに限らない）、デバイスと構成ツールをリンクする多様な手段を示す。図５Ａに示されるシステム構成８０において、デバイス８４は、直接接続８６を介して、構成ツール８２にリンクされる。直接接続は、デバイス８４のメス接続ポートに直接接続する、構成ツール８２のオス接続ポートからなり得る。ポートは、ＤＩＮコネクタ、シリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢポート、ＩＥＥＥ１３９４「Ｆｉｒｅｗｉｒｅ」ポート、ＰＳ／２ポート、モデムポート、イーサネット（登録商標）ネットワークポート、または他の適切な通信ポートであり得る。本発明の一つの実施形態において、構成ツール８２のオス接続ポートは、使用されていないとき、構成ツール８２の引き込まれ得、または折り込まれ得る。
【００５３】
本システムにおいて、構成情報は、構成ツール８２からデバイス８４へ、またはデバイス８４から構成ツール８２へ通信され得え、その一方で、システム情報、保存されたプログラム情報、ステイタスレポートおよびエラーレポートもまた、構成ツール８２とデバイス８４との間で通信され得る。
【００５４】
図５Ｂに示されているシステム構成１００において、デバイスは、ケーブル１０４を介して構成ツール８２にリンクされている。ケーブル１０４は、各々のデバイスにある通信ポートを介して両デバイスを接続する。このシステム構成１００の一つの実施形態において、ケーブル接続１０４は、ケーブル１０４を介して構成ツール８２との間で、構成情報および／または診断情報をすばやく通信するために使用され得る。ここでも通信ポートは、ＤＩＮコネクタ、シリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢポート、ＩＥＥＥ１３９４「Ｆｉｒｅｗｉｒｅ」ポート、ＰＳ／２ポート、モデムポート、イーサネット（登録商標）ネットワークポート、または他の適切な通信ポートであり得る。
【００５５】
図５Ｃに示されるシステム構成１２０において、構成ツール８２は、無線接続を介してデバイス８４と通信するように構成される。一つの実施形態において、無線リンクは、矢印１２４により示されるように、構成ツール８２からデバイス８４に送信されるＩＲ信号１２２からなる。この構成において、さらなるＩＲ信号１２２が、ここでも矢印１２４により示されるように、デバイス８４から構成ツール８２送信され得る。また、システム構成１２０は、構成情報を構成ツール８２からデバイス８４へ、またはデバイス８４から構成ツール８２へロードするために使用され得、一方、診断情報は構成ツール８２とデバイス８４との間で双方向に移動し得る。
【００５６】
代替実施形態において、構成ツール８２は、構成ツール８２への追加的リンクの必要なく、通信された情報をさらなるデバイスへ直接送信し得る、単一のデバイス８４へ情報を通信し得る。この構成において、たとえば単一または一連の可動ロボットデバイスおよび静止デバイス（これに限らない）のような複数のデバイス８４が、単一のデバイスとのリンクを介して連続して構成され得る。
【００５７】
さらなる代替実施形態において、構成ツール８２は、一つのデバイス８４から情報を抽出し、この情報を新しいデバイスまたは追加のデバイスへダウンロードするために使用され得る。これは、新しいロボットデバイスまたは交換ロボットデバイスが、情報が独立して新しいデバイスに「学ばれる」、またはプログラムされる必要なしに、以前のデバイスにより収集された情報をアップロード可能にする。例示的実施例において、新しいロボット清掃デバイスは、置き換えるロボットデバイスにより収集され、清掃すべき空間に関する、幾何学的および他の情報を、構成ツール８２からアップロードし得る。代替実施形態において、追加デバイスが、他のデバイスからの情報を、構成ツール８２からアップロードし得、二つのデバイスが並行して機能することを可能にする。アップロードされた情報を有する第二のロボットデバイスはまた、スペアデバイスまたはバックアップデバイスとして使用され得る。
【００５８】
図６は、デバイスおよび構成ツールを含む、システムの実施および使用のための一つの方法１４０を示す構造図である。この方法１４０によると、単一の構成ツールがデバイスとの間で構成情報を通信するために使用され得、またデバイスへ診断情報をロードおよびデバイスから診断情報を受信するのに使用され得る。
【００５９】
方法１４０はまず、無線接続、通信ポート、または直接接続を介して構成ツールをデバイスへリンクすること１４２を含む。認証器（例えば、幾何学的な構成、ハードウェア、またはソフトウエアに基づいたシステム）を使用してリンクを認証した時点で、構成ツールはデバイスと通信できる状態にある１４６。本発明のある実施形態において、認証ステップ１４４は任意であり得る。
【００６０】
一度デバイスおよび構成ツールは、準備ができると、通信を開始する１４８。構成ツールは、構成情報、診断情報、または制御情報（これに限らない）などの情報１５０をデバイスへロードするために使用され得、またはデバイスからそのような情報を受信するために使用され得る１５８。構成ツールおよびデバイスの要件により、構成ツールは情報を先にロードする１５０または受信する１５８ように構成され得る。代替の実施形態において、ロードするステップ１５０および受信するステップ１５８が同時に行われる可能性があり得る。
【００６１】
ロードするステップ１５０が先に行われる場合、そのステップ完了時点で、構成ツールは、続いてデバイス１５２から情報を受信する選択肢を有し得る。この時点で、構成ツールは、デバイス１５２から情報を受信し得るか、または通信を終了して、構成ツールが切断されることを可能にし得る１５６。
【００６２】
受信ステップ１５８が先に行われる場合、ステップの完了時点で、構成ツールは、続いてデバイス１６０へ情報をロードする選択肢を有し得る。この時点で、構成ツールは、デバイス１６２へ情報をロードするか、または通信を終了して構成ツールが切断することを可能にし得る１５６。
【００６３】
本発明のある実施形態において、構成ツールは、構成ツールとデバイスとの間にリンクが確立された時点で、認証するステップ、デバイスへ情報をロードするステップ、およびデバイスから情報を受信するステップが自動的に行われるように設計され得る。代替実施形態において、認証ステップ、ロードステップ、および受信ステップの少なくとも一つは、そのステップが行われる前にユーザからの入力を必要とし得る。このユーザ入力は、構成ツールまたはリンクされたデバイスに取り付けられたユーザ入力デバイスを介して制御され得る。ユーザ入力は、少なくとも一つのボタン、スイッチ、ジョイスティック、タッチパネル、およびローラボール（これに限らない）を含み得る。
【００６４】
本発明のある実施形態において、表示が、認証ステップ、ロードステップ、および／または受信ステップの開始、完了、または完了失敗をユーザに知らせるために使用され得る。表示は、構成ツールまたはデバイスのいずれかの上のビジュアル表示またはオーディオ表示器（これに限らない）を含み得る。ビジュアル表示は、単一のまたはいくつかのステイタスランプ（例えば、ＬＥＤランプ）もしくは液晶ディスプレイの表示（ＬＣＤ）または他のグラフィックインタフェース（これに限らない）を含み得る。オーディオ表示器は、構成ツールまたはデバイスのスピーカから送信される所定の信号を含み得る。
【００６５】
ロボットデバイスへ構成情報を通信するため、およびロボットデバイスから診断情報を通信するための構成ツールの使用は、ロボットデバイスの開発および製造において有用であり得る。構成ツールの適用は、ロボットデバイスに構築時点でインストールされるマスクチッププログラムの使用に比べて大きな改善を提供し得る。
【００６６】
第一に、ロボットデバイスへ情報を通信するために構成ツールを使用することにより、ロボットデバイスのソフトウェアは常に更新され得、工場において同時進行の変更が可能になる。第二に、最終的な機械設計が完了される必要がある何ヶ月も前にメーカーは最終ソフトウェアプログラムを作成する必要がなくなるので、在庫リスクを削減し、販売までの時間を短縮する。本発明の適用はまた、結果としてチップセットの返却が必要となってしまう、開発したソフトウェアがバグを有するというリスクをメーカーがおかす必要がなくなることを意味する。そのかわりに、構成ツールは、更新されたプログラムが必要なときは常に、ロボットデバイスにインストールされることを可能にする。第三に構成ツールは、ロボットを制御するプログラムが特定の市場またはユーザの要求に沿って変更され得、「カスタマイズされた」ロボットデバイスを有するという可能性を可能にする。たとえば、ヨーロッパに送られる全てのロボットは、米国へ送られるロボットとは異なるオーディオキューのセットを有し得る。変更は、審美面（たとえば、オーディオ）または性能面に基づくものであり得る。
【００６７】
本発明の例示的実施形態は、構成ツールを介した、ユーザの自宅におけるデータ収集用の新しいプログラムをダウンロードする特徴を含み得る。これはロボット清掃デバイスにとって、主要掃きブラシモータの電流、障害物のバンパー衝突の回数、最長直線走行距離、および検出されたゴミ収集量（これに限らない）を含み得る。このデータは、システムＲＡＭに保存され得、同じ、または他の構成ツールにより後日、取り込まれ得る。この情報の分析は、ロボット清掃機の将来の設計および開発に使用され得る。
【００６８】
構成ツールの使用はまた、可動ロボットデバイスの使用に関連して、いくつかの他の用途も有し得る。たとえば、構成ツールは、外部デバイスまたは周辺機器とインタラクトすること、もしくは外部デバイスまたは周辺機器に取り付けることを可能にするために、構成情報およびプログラムをインストールするために使用され得る。更新された構成情報をインストールした時点で、ロボットデバイスは、自身のＩ／Ｏポートを使用して、周辺機器がロボットデバイスへ接続されることを可能にし得る。例えば、シンプルな８０２．１１通信システムまたは他の適切な通信デバイスが追加され得ると、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）がインストール済み無線通信システムを含まないロボットデバイスと通信可能となり得る。このシステムは、ロボットデバイスの清掃機能などの機能を設定された時間に開始し得、もしくはユーザが離れた場所からインターネットまたは他のＰＣを用いた遠隔通信手段を使用して清掃開始を可能にし得る。
【００６９】
代替として、新しいセンサまたは他の周辺機器が、デバイスの機能を改良または変更するために追加され得る。一つの例示的実施形態において、追加センサなどの外部デバイスが、例えば教育研究ロボットとして作動することを可能にするため、ロボットデバイスに接続され得、情報がロボットデバイスにより収集されること、および追加プログラムがデバイスに追加されることを可能にする。
【００７０】
本発明のある実施形態において構成ツールは、異なる構成プログラムとともにインストールされ得、構成ツールがロボットデバイスの性能特質を変更または強化することを可能にする。結果として、構成ツールを、一人のユーザまたは複数のユーザの特定の要件に基づいてロボットデバイスの性能を調整するアクセサリとして作成することが可能であり得る。性能特性の変更は例えば、上級領域アルゴリズムなどを含み得、ロボット清掃機が特定の区域をよりよく清掃することを可能にする。代替として、既存のプログラムのあるパラメータを変更し、性能を特定の状況に調整させることも可能であり得る。例えばユーザは、特に堅木張りの床を清掃するように清掃ロボットをプログラムすることを目的とした、構成ツールを購入し得る。他の例示的実形態において、ユーザは汚れ検出をさらに敏感にするために清掃ロボットの汚れ検出パラメータを変更する構成ツールを購入し得る。他の可能な構成ツールは、敷物なしの部屋、敷物ありの部屋、人通りの多い区域など、住宅または事務所の異なる部屋のための構成プログラムを目的とし得る。これらの多様なプログラムは例えば、スパイラル、バウンス（ｂｏｕｎｃｅ）、ウォールフォロー（これに限らない）などの多様なモードをロボット清掃機が切り替える値の調整、もしくは停止センサイベントへ反応する前にどのくらいの時間ロボットデバイスが待機するべきか、またはウォールフォローにおいてロボットデバイスは壁からどのくらいの距離離れているべきか（これに限らない）など、あるセンサ入力に対してロボットデバイスがどう反応するかの様態の調整をし得る。例えば、典型的な動作モードについて、本明細書においてその全体が参考として援用される、米国特許第６，８０９，４９０号を参照されたい。
【００７１】
本発明のある実施形態において、構成ツールは、ロボットデバイスにインストールされ得る、更新された、異なる、または交換アセンブリともに販売されるように設計され得る。例えば、クリーニングヘッドアセンブリまたはブラシアセンブリは清掃ロボット内で、ユーザの要求により異なる、または強化された性能を有するアセンブリと交換され得る。これらのアセンブリは、構成ツールを備え得、デバイスが新しいアセンブリとともに、好ましい形態で機能することを可能にする。一つの例示的実施形態において、ハードウッドの机をこすったり、磨いたりするのに使用され得るスチールブラシシステムが、清掃ロボットに取り付けられ得る。このシステムについて、例えばアセンブリがベルト駆動型ではなく、ギア駆動型である場合、モータ駆動器および電流モニタシステムは交換される必要があり得、異なるモータ電流パラメータを要求とし得る。
【００７２】
構成ツールを使用して有効にされ得る他の例示的アセンブリは、毛の長い動物の飼い主のために設計されたクリーニングヘッドを含み得る。さらに他の例示的実施形態は、より高速な充電システムを可能にするバッテリシステムなど、改良バッテリシステムを伴い得る。これもまた、構成ツールが充電パラメータを最適化することを要求とし得る。
【００７３】
構成プログラムはまた、構成ツールを使用してロボットデバイスへインストールされ得、ロボットデバイスがシステムデモを行うことを可能にする（デモは、ロボットデバイスの多様な機能を次々とすばやく周期的に行う）。一部の実施形態において、ロボットデバイスは、二つの構成ツールと共に販売され得、一つは、機能を梱包箱から出した時点のデモを行うようにロボットデバイスを構成するためのもので、また別個の構成ツールは診断機能をインストールするためのもの、および通常使用のためにロボットデバイスを構成するためのものである。ユーザは、デモ構成ツールを使用してシステムについて学習し、デバイスの機能を学習してから、通常使用のためにプログラムをインストールし得る。デモ構成ツールはまた、ロボットデバイスの多様な機能を紹介、および指導するためにデジタル音声を使用し得る、オーディオを有効にする機能を含み得る。
【００７４】
本発明の一部の実施形態は、構成ツールからのロードの指定された最大数を有し得、プログラムは、ある数以上のデバイスにロードされ得ない。一つの実施形態において、盗用または破損したソフトウェアがロードされたロボットを簡単に識別するたに、コードへ「ウォータマーク」が導入され得る。これは、いくつかの方法で達成され得る。一つの実施形態において、ユーザ入力の所定の組み合わせ（ボタンが押される特定の順序）は、例えば可動ロボットデバイスの動きの特別な順序など、またはバンパにマーカーが取り付けられている場合、床へシンボルまたは単語を描くなどの隠れた行動をロック解除し得る。他の例示的実施形態において、構成ツールまたはシリアルポートに接続されている任意の通信デバイスは、シリアルポートをロック解除するために特定のフレーズおよび／またはアルゴリズムをまず発行するように要求され得る。このようにロボットデバイスと構成ツールとの間の通信リンクを開放するこのアルゴリズムを使用しなければ、サポートされていないソフトウェアはロボットデバイスにインストールされ得ない。
【００７５】
本発明は、本発明の精神または本質的特徴から逸脱することなく、他の具体的形態に実施され得る。すなわち、ここに記載される実施形態は、本明細書に説明される本発明を限定するものではなく、全ての観点において例示的として考慮されるべきである。このように本発明の範囲は、明細書の記述により示されるのではなく、本明細書に添付される請求項により示されるものであり、請求項の意味および均等性の範囲の下にある全ての変更は、請求項に包含されるように意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
本発明の目的および機構は、添付の図面や請求項を参照することにより、より良く理解され得る。図面は必ずしも縮尺とおりではなく、全般的に本発明の原理の説明に注目したものである。図面では、その多様な視点にわたり、同類の部品に対しては同類の数字が使用されている。
【図１】本発明の一つの実施形態に従った、構成ツールおよびロボットデバイスシステムの一つの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の一つの実施形態に従った、構成ツールの上面概略図である。
【図３】図２の構成ツールのための電源レギュレータの構成図である。
【図４】図２の構成ツールのためのマイクロプロセッサの構成図である。
【図５Ａ】本発明の一つの実施形態に従った、ロボットデバイスと直接的に通信する構成ツールを示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明の一つの実施形態に従った、通信ポートおよびケーブルを介してロボットデバイスと通信する構成ツールを示す概略図である。
【図５Ｃ】本発明の一つの実施形態に従った、ロボットデバイスと無線通信する構成ツールを示す概略図である。
【図６】本発明の一つの実施形態に従った、ロボットデバイスおよび構成ツールを含むシステムを実施および使用する一つの方法を示す概略図である。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００４年６月２４日に出願された米国仮特許出願第６０／５８２，５３１号の優先権および利益を主張するものであり、前記仮特許出願は本明細書にて、参考としてその全体が援用される。本出願は、本出願と同日付けで出願され「Ｒｅｍｏｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ」と題された米国出願代理人整理番号第ＩＲＯ−０１８号に関連付けられ、前記同日出願は本明細書にて、参考としてその全体が援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は一般に、自律ロボットデバイスの制御を含む、ロボット工学分野に関する。より詳細には、本発明は清掃ロボットなど、自律ロボットデバイスとの間で構成および診断情報を通信するための構成ツールおよび関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
ロボット清掃デバイスは、ロボットのプロセッサに保存されたプログラムに基づいて、特定区域を清掃するために使用され得る。これらの装置の目的は、ユーザが清掃デバイスを物理的に制御する必要なしに、または床が清掃されている最中、部屋にいる必要なしに効率的に部屋を清掃することである。これは、家事に必要な時間を低減し、ユーザが居合わせる必要なしに部屋が掃除されることを可能にすることにより騒音公害を低減し、もしくは年配者や障害者が補助なしには難しいか、やり遂げられない部屋の清掃を可能にし得る。
【０００４】
一般に、これらの装置は工場でプログラムされ、動作や機能はロボットデバイスに取り付けられたチップに実装されたプログラムに基づいている。そのような装置の動作または機能を変更するためには、ロボットデバイスは分解され、マスクチッププログラムは更新されたプログラムとともに新しいチップを取り付けることにより交換される必要がある。機械設計および構成が完成するかなり前にソフトウェアが完成する必要があるので、開発時間が長引き得る。また、装置の構成が一旦完了すると、装置の動作および機能が容易に変更され得ないので、ロボットデバイスの有用性を制限し得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記から、装置を工場へ戻したり新しいハードウェアを取り付けたりする必要なしに、ロボット清掃装置のような自律ロボットデバイスの動作および機能がいつでも変更または更新されることを可能にする方法および装置へのニーズがある。さらに、ロボットデバイスの有用性、効率、および使い勝手を改善するために、ロボットデバイスへ新しい構成アプリケーションをロードしたり、ロボットデバイスから診断情報をアップロードしたりし得る携帯装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、装置にプリインストールされたプログラムに従って動作するようにロボットデバイスを構成するための方法および装置を提供する。方法および装置は、ユーザの要件に従って、ロボットデバイスの機能が更新されたり、または変更されたりすることを可能にする。装置はまた、ロボットデバイスから診断情報を入手するために使用され得る。本発明の一つ以上のインプリメンテーションは、次の特徴のうちの一つ以上を提供し得る。
【０００７】
本発明の一つの実施形態は、ロボットデバイスとの間で通信する方法を含む。方法は、ロボットデバイスへ構成ツールをリンクするステップと、構成ツールを認証するステップと、少なくとも構成ツールを介してロボットデバイスへ情報をロードするステップおよびロボットデバイスから構成ツールへ情報をロードするステップのうちの少なくとも一つを含む。実行されたロードするステップは典型的には、構成ツールの正常な認証の後に行われる。
【０００８】
本発明の一つの実施形態において、ロボットデバイスは、構成ツールへ電力を供給する。代替実施形態として構成ツールは、構成ツールの内部にある、または構成ツールに取り付けられた内部電源、もしくは構成ツールにリンクされた遠隔電源により電力供給され得る。構成ツールとロボットデバイスの間のリンクは、通信ポート、無線接続、および物理的接続のうちの少なくとも一つを含む。ある実施形態において、物理的接続は、検証属性（ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）を含み得る。
【０００９】
本発明の多様な実施形態において、構成ツールの認証のステップは、情報に含まれた認証コードの同定、ロボットデバイスと構成ツールとの間の少なくとも一つの所定のメッセージの交換、ロボットデバイスからの構成情報の受信、ロック解除命令の発行、または検証属性とロボットデバイスとの相互接続のうちの少なくとも一つを含み得る。所定のメッセージは、ロボットデバイスから送られたメッセージ、および構成ツールから送られたメッセージを含み得る。構成情報は、プロセッサタイプを含み得る。ロック解除命令は、通信ポートの使用を許可し得る。
【００１０】
本発明の一つの実施形態において、実行されるロードするステップは、有効期限内にのみ発生する。有効期限は少なくとも部分的には、認証からの経過時間、認証の回数、または認証の頻度のうちの少なくとも一つに基づき得る。本発明のある実施形態において、構成ツールは、ユーザインタフェースを含み得る。
【００１１】
本発明の多様な実施形態において、ロボットデバイスへロードされる情報、またはロボットデバイスからロードされる情報は、作動データの少なくとも一つ、またはコンピュータプログラムの少なくとも一部分を含み得る。動作データは、モータ電流あるいはセンサ閾値のうちの少なくとも一つを含み得る。本発明の一つの実施形態において、情報の少なくとも一部分が暗号化され得る。この実施形態において方法は、ロボットデバイスによる情報の解読のステップをさらに含み得る。本発明の一つの実施形態において、ロボットデバイスへロードされるべき情報は、ロボットデバイスから受信した情報に依存する。
【００１２】
本発明の一つの実施形態は、ロボットデバイスとの間で通信するための装置を含み得る。装置は、情報の保存のためのメモリ、ロボットデバイスと通信するための少なくとも一つのポート、装置を認証するための少なくとも一つの認証器、情報の少なくとも一部分を少なくとも一つのポートを介して通信するための少なくとも一つのローダを含み得る。情報の少なくとも一部分は、装置からロボットデバイスへロードされた情報、ロボットデバイスから装置へロードされた情報のうちの一つからなり得る。
【００１３】
本発明の一つの実施形態において、ロボットデバイスは装置へ電源を供給し得る。代替実施形態において、構成ツールは、構成ツールの内部に位置する、あるいは構成ツールに取り付けられた内部電源、もしくは構成ツールにリンクされた遠隔電源により電力供給され得る。本発明のある実施形態において、装置はユーザインタフェースを含み得る。
【００１４】
本発明の一つの実施形態において、少なくとも一つのポートは、無線接続および物理的接続のうちの少なくとも一つを含み得、物理的接続は、構成ツールが他のデバイスへ直接リンクすること、または他のデバイスへケーブルを介して接続することを可能にし得る。ある実施形態において、物理的接続は検証属性を含み得る。
【００１５】
本発明のある実施形態において情報は、認証コード、少なくとも一つの所定のメッセージ、ロック解除命令、コンピュータプログラムの少なくとも一部分、または動作データのうちの少なくとも一つを含み得る。一つの実施形態において、所定のメッセージは、ロボットデバイスにより送られたメッセージおよび装置により送られたメッセージを含み得る。一つの実施形態においてロック解除命令は、少なくとも一つのポートを有効にし得る。一つの実施形態において動作データは、モータ電流およびセンサ閾値のうちの少なくとも一つを含み得る。
【００１６】
本発明のある実施形態において認証は、ロボットデバイスからの構成情報を受信するための受信器、および検証属性とロボットデバイスとの間の相互接続のうちの一つを含み得る。一つの実施形態において構成情報は、プロセッサタイプを含み得る。一つの実施形態において少なくとも一つのローダは、有効期限を含み得る。有効期限は少なくとも部分的に、認証からの経過時間、認証の回数、および認証の頻度のうちの少なくとも一つに基づき得る。
【００１７】
本発明のある実施形態において、情報は暗号化され得る。装置は、ロボットデバイス内で情報を解読するための解読器をさらに含み得る。本発明の一つの実施形態において、ロボットデバイスにロードされる情報は、ロボットデバイスから受信した情報に依存する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、ロボットデバイスへ情報を通信する、またはロボットデバイスから情報を受信するための方法および装置を提供する。装置は、ロボットデバイスへ構成情報をロードするために使用され得、ロボットデバイスの機能がユーザにより容易に更新または変更されることを可能にする。ロボットデバイスはこのため、ユーザが要求する新しいタスクを行うように再プログラムされ得、または既存のタスクの機能性を改善するために更新され得る。装置はさらに、ロボットデバイスから診断情報を入手すために使用され得、エンジニアまたはユーザがデバイスにおいてシステム診断を行うことを可能にする。
【００１９】
図１は、ロボットデバイスとともに使用するための構成ツール１２の一つの実施形態１０を示す構成図である。この実施形態において、構成ツール１２は、ロボットデバイスもしくは他の通信デバイスまたは分析デバイスへ情報を通信するように、あるいはロボットデバイスもしくは他の通信デバイスまたは分析デバイスから情報を受信するように適合、および構成される。情報は、構成情報１４および診断情報１６を含む（これに限らない）。
【００２０】
構成ツール１２は、可動ロボットデバイス１８、静止ロボットデバイス２０、通信デバイス２２、および分析デバイス２４を含む（これに限らない）、いくつかのデバイスと通信し得るように適合される。可動ロボットデバイス１８は例えば、マサチューセッツ州ＢｕｒｌｉｎｇｔｏｎのｉＲｏｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる、Ｒｏｏｍｂａ（登録商標）ブランドのロボット床清掃機および掃除機などの清掃ロボットであり得る。静止ロボットデバイス２０は例えば、可動ロボットデバイス１８の移動を、限定する指定パスに沿ってＩＲビームを送信するように設計された携帯バリア信号送信器であり得る。また、静止ロボットデバイス２０は、可動ロボットデバイス１８とともに使用するためのドッキングステーション、ホームベース、または充電デバイスでもあり得る。
【００２１】
携帯電話、遠隔制御デバイス、またはパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）など（これに限らない）、通信デバイス２２は、構成ツール１２に接続され得る。通信デバイスは、ロボットデバイスへロードされるべき構成情報１４または他のプログラム情報を構成ツール１２にインストールするために使用され得る。通信デバイス２２はまた、ロボットデバイスから構成ツール１２へ通信された、診断情報１６または他の適切な情報を検索するために使用され得る。診断情報１６は後に通信デバイス２２へ保存され得、さらなる分析のために分析デバイス２４へ転送され得るか、または直接診断情報を分析するために使用され得る。通信デバイス２２は、可動ロボットデバイス１８および／または静止ロボットデバイス２０とともに使用される、スケジュールデバイスおよび／または遠隔コントローラでもあり得る。構成ツール１２はその後に、スケジュールデバイスおよび／または遠隔コントローラのアプリケーションプログラムをインストールまたはアップグレードするために使用され得る。
【００２２】
分析デバイス２４は、情報を保存したり分析したりするためのＰＣ、ラップトップ、または他の適切なデバイスであり得る（これに限らない）。構成ツール１２を分析デバイス２４に接続すると、構成情報１４が分析デバイス２４により構成ツール１２にインストールされることを可能にするか、または分析デバイス２４が可動ロボットデバイス１８および／または静止ロボットデバイス２０とともに使用され得ることを可能にするために、構成ツール１２が、分析、スケジュール、または制御プログラムを含む（これに限らない）、情報をインストールすことを可能にする。構成ツール１２はまた、分析デバイス２４による分析のために、ロボットデバイスまたは他のデバイスから診断情報１６をダウンロードするために使用され得る。
【００２３】
構成情報１４は、工場においてロボットデバイスを初めてプログラムするための情報、もしくはロボットデバイスの既存の能力をグレードアップするための情報、または工場あるいは現場において新しいタスクを行うためにデバイスを再プログラムするための情報を含み得る。グレードアップ情報は、ロボットデバイスにインストールされたソフトウェアの新しいバージョン、ロボットデバイスの機能を特定のタスクに適合させるための特別なプログラム、さらなるユーザ入力なしで自動的にロボットデバイスが作動することを可能にするスケジュールプログラム、ロボットデバイスが、遠隔コントロールツールまたはスケジュールツール（ユーザにより開始されるもの、あるいはあるイベントの発生において自動的に開始されるもの）などの通信デバイスへ情報を送信することを可能にするプログラムを含み得る（これに限らない）。さらなるグレードアップ情報または再プログラム情報は、可動ロボットデバイス１８がまったく新しいタスク（例えば、おもちゃ、セキュリティデバイス、または紛失物発見デバイスとして機能することを含む（これに限らない））を行うことを可能にするプログラムおよびアプリケーション、もしくは特定のタスクを行うことにより獲得される情報に基づいてロボットデバイスが自身のプログラムを適合させることを可能にする「学習」プログラムおよびアプリケーションを含み得る。学習プログラムは例えば、可動ロボットデバイス１８が、部屋のレイアウトを作成し、物体や障害物が部屋のどこにあるかを記憶すること、もしくはユーザの以前の行動パターンまたは環境条件に基づいてスケジュールを適合させることを可能にし得る。
【００２４】
一つの実施形態１０において、構成ツール１２は直接、物理的接続を介してデバイスと通信し得る。この直接通信において、一方のオスコネクタ（例えば、ＤＩＮコネクタ、ＵＳＢ、シリアルポートまたは他の適切な接続要素）が他方のメスコネクタと直接接続する。代替実施形態において、直接通信は、ロボットデバイスにある、もしくは通信デバイスまたは分析デバイスに取り付けられたドッキングステーションを含み得、このため構成ツール１２は、取り外し可能なようにデバイスへ直接取り付けられ得る。ある実施形態において、構成ツール１２とデバイスとの間の物理的接続は、接続のソフトウェア、ハードウェア、または物理的・幾何学的特質に基づく検証属性を含み得る。
【００２５】
代替実施形態において、通信された情報は、ケーブル（例えば、ＵＳＢまたはシリアルポートリンク）により、通信ポートを介して送られ得る。デバイスのさらなる代替実施形態において、構成情報１４および診断情報１６は、赤外線（ＩＲ）信号、電波（ＲＦ）信号、または他の適切な信号により送られる情報とともに、デバイスとの無線接続を介して送信され得る。他の代替実施形態において、構成情報１４は、可動ロボットデバイス１８のバッテリを充電および再充電するために使用される充電デバイスまたはドッキングステーションに埋め込まれ得る（２００４年１月２１日に出願され、本明細書にて参考としてその全体が援用される、米国特許出願第１０／７６２，２１９号を参照）。構成情報１４はその後に、充電デバイスと「ドッキング」するときに、可動ロボットデバイス１８に通信され得る。可動ロボットデバイス１８と充電デバイスとの間のリンクは、ＩＲ通信リンクなどの無線リンク、または充電器のオスポートと可動ロボットデバイス１８のメスポートとの間のような直接リンクであり得る。可動ロボットデバイス１８と充電器との間の通信はまた、可動ロボットデバイス１８のバッテリを再充電するデバイスをリンクするために使用される物理的コンタクト、または別の物理的コンタクトを介して達成され得る。例示的実施形態において、情報は、ドッキングステーションまたは充電器のための電力充電線、または他の適切なネットワーク接続を介して運ばれ得、ロボットが充電デバイスとドッキングするときは常に情報ネットワークにリンクすることを可能にする。構成情報１４および診断情報１６は、可動ロボットデバイス１８がドッキングされているときは常に、容易に転送され得る。
【００２６】
本発明のある実施形態において、デバイスと構成ツール１２との間のリンクは、構成ツール１２へ電力を供給するために使用され得る。例えば、可動ロボットデバイス１８または静止ロボットデバイス２０に電力供給するために使用されるバッテリ電力は、一旦デバイスと構成ツール１２との間にリンクが確立されると、構成ツール１２に電力供給するためにも使用され得る。構成ツール１２を、構成ツール１２にリンクされたデバイスにより電力供給可能にすると、この実施形態における構成ツール１２がバッテリまたは他の電源が構成ツール１２自身に設置されることを必要としないので、構成ツール１２のサイズおよび重量を最小限にし得る。
【００２７】
本発明の代替実施形態において、構成ツール１２は、内蔵バッテリ（取り外し可能、または不可能なもの）または、構成ツールを主電源に接続する電源アダプタのような、構成ツール１２に外部から接続された別の電源により電力供給されるように適合され得る。本発明の一部実施形態において、構成ツール１２とともに使用するためのデバイスは、ＤＩＮコネクタまたは他の適切な物理的接続、ならびに情報を通信可能、および／または電源を切ってもプログラム保存可能なフラッシュメモリを必要とし得る。
【００２８】
構成ツール１２とデバイスとの間で情報を通信する前に、構成ツール１２は、デバイスにより認証されるように要求され得る。構成ツール１２とデバイスとの間との認証を必要とすることは例えば、デバイスのセキュリティを改善すること、承認されていないまたは潜在的に有害な情報がデバイスへ通信されないようにする、または情報が転送される前に適切な命令を提供することが可能になり得る。
【００２９】
構成ツール１２の認証は、いくつかの異なる方法で行え得る。例えば、構成ツール１２とデバイスとの間でリンクが形成されると、構成ツールにはデバイスへ承認コードを送信し得、認可された承認コードが受信されたときのみ、デバイスはデバイスと構成ツール１２との間の情報のロードを有効にする。代替として、少なくとも一つの所定のメッセージがデバイスと構成ツール１２との間で交換され得、デバイスおよび構成ツール１２の両方またはいずれかから所定のメッセージが受信されたときのみ、さらなる通信が許可される。
【００３０】
本発明のさらなる実施形態において、構成ツール１２とデバイスとの間で送信される認証情報は、デバイスまたは構成ツール１２のためのプロセッサの種類、または通信されるべき情報の様式を含み得るが、これに限定されない、構成情報を含み得る。代替的にまたは追加的に、認証情報は、コンピュータプログラムの少なくとも部分を含み得る。コンピュータプログラムは例えば、デバイス間の更なる通信を有効するために、または情報を受信または送信するようにデバイスを構成するために使用され得る。認証情報はまた、デバイスにおいて通信ポートの使用を許可し得、ポートが構成ツール１２とデバイスとの間でさらに通信することが可能になるようなロック解除命令を含み得る。
【００３１】
ある形態において検証属性は、構成ツール１２とデバイスとの間のリンクを介して相互接続され得る。この検証属性は例えば、認証コード、少なくとも一つの所定のメッセージ、ロック解除命令、コンピュータプログラムの少なくとも部分、および／または動作データを含み得る。動作データは、電力情報（例えばモータ電流）、およびデバイスまたは構成ツール１２のセンサまたは他の部品のための閾値を含み得る（これに限らない）。ロック解除命令は例えば、情報を通信するために、デバイスの通信ポートを有効するために使用され得る。
【００３２】
ある実施形態において、構成ツール１２は、認証器を含み得る。認証器は、認証および／または構成情報を受信するための少なくとも一つの受信器を含み得、かつある実施形態において、構成ツール１２にリンクされたデバイスへ認証情報および／または構成情報を通信するための送信器をさらに含み得る。認証器は、デバイスと構成ツール１２の検証属性との間の相互接続をさらに含み得る。
【００３３】
構成ツール１２は、本発明のある実施形態において、構成ツール１２が有効期限内でのみ動作するように構成、またはプログラムされ得る。有効期限は、認証からの経過時間、認証の回数、または認証の頻度に基づき得る。有効期限の導入は例えば、構成情報の伝播の制御および構成ツール１２の承認されていない使用の制限のために有用であり得る。
【００３４】
本発明のある実施形態において、構成ツール１２とデバイスとの間で通信される情報は暗号化され得る。そのような実施形態において、解読器または解読アルゴリズムなどを含む（これらに限らない）、通信された情報の解読手段がデバイスにインストールされるように要求され得る。情報を暗号化すると、通信される情報を承認されていない第三者がコピーすることを防ぎ得、ロボットシステムのソフトウェアおよびエレクトロニクスの全体のコピーを承認されていないの第三者が複製することを防ぐ。ある実施形態において、構成情報１４は、構成ツール１２へインストールされる前に暗号化され得、暗号化された形式でデバイスにダウンロードされる。構成情報１４はその後に、適切な解読アルゴリズムおよびコードがインストールされたデバイスによりのみ解読され、承認されていないユーザが暗号化されていない情報１４を閲覧することを防ぐ。暗号化は、第三者が、商業的に開発されたロボット製品の不正使用、および承認されていないコピーをすることを防ぐことにおいて重要であり得る。
【００３５】
例示的実施形態において、デバイスにインストールされた解読アルゴリズムおよびコードは、デバイスの機能を制限することなく、デバイスのマイクロコントローラの特徴により読み取られることから保護され得る。このため、ロボットデバイス内の制御情報または他の情報は、ユーザが情報そのものを読み取ることができないまま、更新および／または上書きされ得る。これは、更新された構成情報１４または新しい構成情報１４が、承認されていないユーザへアクセスを与えずに配信可能にする。暗号化アルゴリズムは、Ｔｉｎｙ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＴＥＡ）などの共有シークレットキー暗号化、または情報を暗号化、解読する他の適切な手段を含み得る（これに限らない）。
【００３６】
本発明の一つの実施形態において、第一の構成ツールは、プログラムをロボットデバイスのフラッシュメモリへ工場でロードするために使用され得る。ロボットデバイスのマイクロプロセッサチップは、少なくともブートローダプログラムを含み得る。複雑な行動言語および制御パラメータを含む（これに限らない）、ロボットの動作に関連するプログラム情報は、この構成ツールからロードされ得る。ある実施形態において、ロボットデバイスへブートローダプログラムをインストールすることにより、暗号化された情報は直接、構成ツール１２へ保存され得、またロボットデバイスへアップロードされ得、そこでブートローダに内蔵された適切な暗号化キーにより解読される。これは例えば、解読キーは構成ツール１２にインストールされているのではなく、承認されたロボットデバイスまたは他の承認されたデバイスのみにインストールされているので、暗号化された情報が承認されていないユーザによりアクセスされ解読される危険性を低減し得る。
【００３７】
ある実施形態において、複雑なプログラム行動をロードするのに使用される、同じ構成ツールがまた、ユーザへの出荷前にロボットデバイスを工場試験するために使用される診断プログラムを持ち得る。診断プログラムは、代替実施形態においてより多くの能力のために、より大規模なプログラムもインストールされ得るが、基本的な診断情報を提供するための簡単なアルゴリズムを伴い得る。
【００３８】
診断プログラムは、ロボットデバイスのシステムの品質管理チェックを導入するために、工場において使用され得る、別の第二の構成ツールを介してデバイスに通信され得る。ロボットデバイスのＩ／Ｏポートは、ロボットデバイスの一部または全部のシステムならびにロボットデバイスの全てのシステムが完全に正常に動作できる状態であるかを検出し得る多様な値を含む（これに限らない）、局面などに関連する信号を送信し得る。ある具体的な実施形態の一つにおいて、診断プログラムは、診断デバイスが同時または順次、ロボットデバイスの多様なセンサを起動する間に作動するように構成され得る。
【００３９】
ある実施形態において、構成ツール１２は、ロボットからの受信された信号または情報が何であるかに基づいて、異なる情報をダウンロードまたはアップロードし得る。例示的実施形態において、カスタマイズされた制御アルゴリズムなどを含む（これに限らない）、カスタマイズされた構成情報１４は、ロボットデバイスから収集された使用状況情報に基づいて、構成ツール１２において計算され得る。その後、構成ツール１２は、接続されたデバイスに特定された情報のみをダウンロードする。
【００４０】
図２は、本発明の一つの実施形態に従った、構成ツール３０の概略上面図である。構成ツールは、ＤＩＮコネクタ、シリアルポートコネクタ、パラレルポートコネクタ、ＵＳＢポートコネクタ、ＩＥＥＥ１３９４「Ｆｉｒｅｗｉｒｅ」ポートコネクタ、ＰＳ／２ポートコネクタ、モデムポートコネクタ、イーサネット（登録商標）ネットワークポートコネクタ、または他の適切な通信ポートコネクタなどのコネクタ３２を含む。コネクタ３２は、構成ツール３０がデバイスのＩ／Ｏポートと直接物理的に接続することが可能になるオスコネクタ、もしくは構成ツール３０および通信相手のデバイスのメスポートをリンクするケーブル接続を介して、構成ツール３０がデバイスに接続することが可能になる、メスコネクタポートであり得る。本発明の代替実施形態において、コネクタ３２は、構成ツール３０が赤外線（ＩＲ）信号または他の適切な無線信号を介してデバイスと通信することが可能になる無線コネクタであり得る。
【００４１】
コネクタ３２は、情報が構成ツール３０およびリンクされたデバイスとの間で通信されることを可能にする。ある実施形態において、コネクタ３２はまた、構成ツール３０の少なくとも一つの機能を電力供給するために、電源がリンクされたデバイスから構成ツール３０へ送られることを可能にする。構成ツール３０内の電源レギュレータ３４は、リンクされたデバイスからの電力を、構成ツール３０に電力供給するための正しい電圧に変換するために活用され得る。本発明の代替実施形態において、バッテリなどの内部電源は、リンクされたデバイスからの電力の代わりに、またはとともに使用され得る。さらなる代替実施形態において構成ツール３０は、構成ツール３０を電力供給するために、主電源などを含む（これに限らない）、外部電源へリンクされ得る。さらに他の実施形態において、構成ツール３０からの電力は、リンクされたデバイスの少なくとも一つの機能に電力供給するために使用され得る。
【００４２】
リンクされたデバイスからの電力は、電源レギュレータ３４によって一旦変換されると、特定のインストールされたハードウェア、機能、ユーザ入力、および構成ツール３０にインストールされた他の部品を駆動するために使用され得る。図２の実施形態においてこれらは、マイクロプロセッサ３６、ユーザ入力３８、およびいくつかのＬＥＤ４０が含む。部品は、例えばユーザの手により容易に握られるような、任意の適切な形であり得る、ハウジング４２内に取り付けられる。デバイスのサイズと形状は、システムの要件に多様であり得、コストを削減するために、ならびに携帯性および機能を向上するために、例えば最低限のものであり得る。
【００４３】
マイクロプロセッサ３６は、適切なデバイスにインストールされる構成情報を保存するため、デバイスから受信した診断情報を保存するため、構成ツール３０およびリンクされたデバイスとの間のリンクを認証するために必要な情報を保存するため、ならびに構成ツール３０の機能およびユーザ入力やユーザ出力を制御するために使用され得る。ある実施形態においてマイクロプロセッサ３６は、適切なデバイスが検出されると、情報の認証および転送を自動的にトリガーし得、他の実施形態においてマイクロプロセッサ３６は、構成ツール３０およびリンクされたデバイスとの間に情報が転送される前に、構成ツール３０またはリンクされたデバイスのいずれかからのユーザ入力または他の信号を要求するように構成され得る。
【００４４】
本発明のある実施形態において、プログラムおよび／または構成情報、ならびにデータは、構成ツール３０内のフラッシュベースのマイクロコントローラ、またはマイクロコントローラ３６に取り付けられたフラッシュメモリへ保存され得る。本発明の代替実施形態において、構成ツール３０は、オーディオＣＤ、ＭＰ３、カセット、または他の適切なオーディオプレイヤに置き換えられ得る。この実施形態において、ドングルがＣＤプレイヤのオーディオ出力（ヘッドホンジャック）とロボットとの間のインタフェースの役目を果たし得、ＣＤプレイヤがプレイヤに挿入されたディスク上に保存された情報をダウンロードおよび配信することを可能にする。情報は、例えば標準的な電話モデムに使用されるような周波数偏移変調または位相編移変調（これに限らない）を使用して、暗号化されたオーディオトーンの形式で、ＣＤまたは他のメディアストーレジデバイスへ保存され得る。異なる情報は、ＣＤまたは他の適切なメディアストレージデバイス上に別個のトラックとして保存され得、ユーザがオーディオプレイヤ上のトラックの選択に基づいて転送するデータを選択することを可能にする。
【００４５】
ユーザ入力デバイス３８は、少なくとも一つのボタン、スイッチ、ジョイスティック、タッチパッド、および／またはローラボール（これに限らない）であり得る。ユーザ入力３８は、構成ツールが、リンクされたデバイスが検出された時点で自動的に情報が通信されるのではなく、ユーザが起動した時点のみに情報をロードまたは受信することを可能にし得る。ある実施形態において、いくつかのユーザ入力３８が、構成ツール３０にインストールされ得る。複数のユーザ入力３８の場合、各々の個別の入力３８が、構成ツール３０の異なる機能を制御するように構成され得る。例えば、別個のボタンが、構成プログラムのアップロードまたはダウンロード、診断情報のアップロードまたはダウンロード、および認証機能を制御するためにインストールされ得る。代替実施形態において、単一のユーザ入力３８が、ユーザ入力３８に対するユーザの相互作用の方法に基づいて、構成ツール３０の二つ以上の機能を制御するように構成され得る。例えば、単一のボタンが、ボタンが何回押されたか、および／またはどのくらいの間押されたかに基づいて、いくつかの別個の機能を制御し得る。しかしながら、前述のように、ある実施形態において、ユーザ入力はまったく必要とされず、情報は、構成ツールとデバイスとの間にリンクが確立された時点で自動的に転送され得る。
【００４６】
ユーザへのフィードバックは、ビジュアルまたはオーディオ信号により、特定のイベントまたは機能が実行された時点で提供され得る。これは、ランプ、オーディオスピーカ、ＬＣＤスクリーン、または他の周知のデバイスのうちの少なくとも一つを伴い得る。図２の例示的実施形態において、三つのカラーＬＥＤ４０の一式が構成ツール３０に取り付けられ、実行されている、または完了した所定のイベントに対してユーザの注意を喚起する。この例示的実施形態において構成ツール３０は、異なる色の三つのＬＥＤ４０を含む（グリーンが一つ、イエロが一つ、レッドが一つ）。点灯したグリーンのランプは、構成ツール３０に電力供給され、リンクされたデバイスと通信していることを表し得る。点滅するグリーンのランプは、プログラムまたは命令の正常な、または完全なダウンロードを表し得る。点滅するイエロのランプは、システムが動作中であることを表し得る。レッドのランプは、ロードの失敗を表し得る。代替実施例において、別個のＬＥＤが、異なるイベントを表し得るが、ユーザにオーディオ信号を提供するために、一つまたはそれ以上のスピーカとともに使用され得、もしく置き換えられ得る。
【００４７】
本発明の一つの実施形態において、構成ツール３０は、構成情報またはスケジュール情報の転送の完了時点でビジュアルまたはオーディオ信号を提供するように構成され得る。代替の実施形態において、構成情報は、リンクされたデバイスが、情報転送の正常な完了時点でビジュアルまたはオーディオ信号を提供することを可能にするように設計され得る。例えば、ロボットデバイスは、スケジュールプログラムがメモリに保存された場合、およびされた時点でステイタスランプを点灯するように構成され得る。
【００４８】
代替的にまたは追加的に、構成ツール３０は、ロボットデバイスへ追加のまたは異なるサウンドをダウンロードするために使用され得る。これらのサウンドは、メロディ、ベルのトーン、スピーチ、警告および注意のトーン、または他の適切なサウンド（これに限らない）を含み得る。これら追加の、または異なるサウンドは、ユーザが可動ロボットをパーソナライズすることを可能にし得、またはロボットデバイスの新しい機能または更新された機能に対する、適切なオーディオ応答を提供し得る。
【００４９】
本発明の代替実施形態において、構成ツール３０は、例えばＬＣＤディスプレイなどのディスプレイを含み得、構成ツール３０が構成ツール３０およびその使用に関する、さらに複雑な情報を表示することを可能にする。この情報は例えば、構成ツール３０にインストールされた構成プログラムの種類および数、構成ツール３０に保存された診断情報の種類、および他のデバイスに構成ツール３０がリンクされている間のステイタス情報であり得る。本発明の代替実施形態において、ディスプレイは、通信され得る構成情報の種類、通信される診断情報の種類、またはデバイスと通信する前に必要な認証の形態のためのオプションなど、デバイスから受信した情報を表示するように構成され得る。
【００５０】
図３は、構成ツール３０のための電源レギュレータ構成５０の構成図である。電源レギュレータ構成５０は、例えば１６ボルト信号５２など、一つの電圧における、例えば可動ロボットデバイスなどのデバイスから電力を引き、構成ツール３０の作動に電力供給するための、例えば５ボルト信号５６などの、異なる電圧へ変換するレギュレータ３４を含む。本発明の一つの実施形態において、構成ツール３０自身は、内蔵電源要素は有せず、構成ツールが取り付けられたデバイスにより電力供給される。代替実施形態において、構成ツール３０はまた、構成ツール３０が接続されたデバイスからの電力の代わりに、またはともに作動する内部電源を含み得る。例えば、構成ツール３０は、適切なデバイスに接続されるたびに充電される充電可能なバッテリを含み得る。
【００５１】
図４は、構成ツール３０のためのマイクロプロセッサ構成６０の構成図である。マイクロプロセッサ構成６０は、情報がマイクロプロセッサ３６からリンクされたデバイス（すなわち「Ｃｏｍｍ Ｏｕｔ」信号６６）へ通信可能にする接続、および情報がリンクされたデバイス（すなわち「Ｃｏｍｍ Ｉｎ」信号６４）からマイクロプロセッサ３６へ通信可能にする別個の接続を有する、マイクロプロセッサ３６を含む。マイクロプロセッサ３６はまた、構成ツール（すなわち、「Ｄｅｖｉｃｅ Ｄｅｔｅｃｔ」信号６７２）へリンクされたデバイスを検出および認証するための別個の接続を含み得る。代替実施例において、これらの三つの信号は、単一の接続を介して運ばれ得る。
【００５２】
図５Ａ〜５Ｃは、静止ロボットデバイスまたは可動ロボットデバイス、通信デバイス、または分析デバイスなど（これらに限らない）、デバイスと構成ツールをリンクする多様な手段を示す。図５Ａに示されるシステム構成８０において、デバイス８４は、直接接続８６を介して、構成ツール８２にリンクされる。直接接続は、デバイス８４のメス接続ポートに直接接続する、構成ツール８２のオス接続ポートからなり得る。ポートは、ＤＩＮコネクタ、シリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢポート、ＩＥＥＥ１３９４「Ｆｉｒｅｗｉｒｅ」ポート、ＰＳ／２ポート、モデムポート、イーサネット（登録商標）ネットワークポート、または他の適切な通信ポートであり得る。本発明の一つの実施形態において、構成ツール８２のオス接続ポートは、使用されていないとき、構成ツール８２の引き込まれ得、または折り込まれ得る。
【００５３】
本システムにおいて、構成情報は、構成ツール８２からデバイス８４へ、またはデバイス８４から構成ツール８２へ通信され得え、その一方で、システム情報、保存されたプログラム情報、ステイタスレポートおよびエラーレポートもまた、構成ツール８２とデバイス８４との間で通信され得る。
【００５４】
図５Ｂに示されているシステム構成１００において、デバイスは、ケーブル１０４を介して構成ツール８２にリンクされている。ケーブル１０４は、各々のデバイスにある通信ポートを介して両デバイスを接続する。このシステム構成１００の一つの実施形態において、ケーブル接続１０４は、ケーブル１０４を介して構成ツール８２との間で、構成情報および／または診断情報をすばやく通信するために使用され得る。ここでも通信ポートは、ＤＩＮコネクタ、シリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢポート、ＩＥＥＥ１３９４「Ｆｉｒｅｗｉｒｅ」ポート、ＰＳ／２ポート、モデムポート、イーサネット（登録商標）ネットワークポート、または他の適切な通信ポートであり得る。
【００５５】
図５Ｃに示されるシステム構成１２０において、構成ツール８２は、無線接続を介してデバイス８４と通信するように構成される。一つの実施形態において、無線リンクは、矢印１２４により示されるように、構成ツール８２からデバイス８４に送信されるＩＲ信号１２２からなる。この構成において、さらなるＩＲ信号１２２が、ここでも矢印１２４により示されるように、デバイス８４から構成ツール８２送信され得る。また、システム構成１２０は、構成情報を構成ツール８２からデバイス８４へ、またはデバイス８４から構成ツール８２へロードするために使用され得、一方、診断情報は構成ツール８２とデバイス８４との間で双方向に移動し得る。
【００５６】
代替実施形態において、構成ツール８２は、構成ツール８２への追加的リンクの必要なく、通信された情報をさらなるデバイスへ直接送信し得る、単一のデバイス８４へ情報を通信し得る。この構成において、たとえば単一または一連の可動ロボットデバイスおよび静止デバイス（これに限らない）のような複数のデバイス８４が、単一のデバイスとのリンクを介して連続して構成され得る。
【００５７】
さらなる代替実施形態において、構成ツール８２は、一つのデバイス８４から情報を抽出し、この情報を新しいデバイスまたは追加のデバイスへダウンロードするために使用され得る。これは、新しいロボットデバイスまたは交換ロボットデバイスが、情報が独立して新しいデバイスに「学ばれる」、またはプログラムされる必要なしに、以前のデバイスにより収集された情報をアップロード可能にする。例示的実施例において、新しいロボット清掃デバイスは、置き換えるロボットデバイスにより収集され、清掃すべき空間に関する、幾何学的および他の情報を、構成ツール８２からアップロードし得る。代替実施形態において、追加デバイスが、他のデバイスからの情報を、構成ツール８２からアップロードし得、二つのデバイスが並行して機能することを可能にする。アップロードされた情報を有する第二のロボットデバイスはまた、スペアデバイスまたはバックアップデバイスとして使用され得る。
【００５８】
図６は、デバイスおよび構成ツールを含む、システムの実施および使用のための一つの方法１４０を示す構造図である。この方法１４０によると、単一の構成ツールがデバイスとの間で構成情報を通信するために使用され得、またデバイスへ診断情報をロードおよびデバイスから診断情報を受信するのに使用され得る。
【００５９】
方法１４０はまず、無線接続、通信ポート、または直接接続を介して構成ツールをデバイスへリンクすること１４２を含む。認証器（例えば、幾何学的な構成、ハードウェア、またはソフトウエアに基づいたシステム）を使用してリンクを認証した時点で、構成ツールはデバイスと通信できる状態にある１４６。本発明のある実施形態において、認証ステップ１４４は任意であり得る。
【００６０】
一度デバイスおよび構成ツールは、準備ができると、通信を開始する１４８。構成ツールは、構成情報、診断情報、または制御情報（これに限らない）などの情報１５０をデバイスへロードするために使用され得、またはデバイスからそのような情報を受信するために使用され得る１５８。構成ツールおよびデバイスの要件により、構成ツールは情報を先にロードする１５０または受信する１５８ように構成され得る。代替の実施形態において、ロードするステップ１５０および受信するステップ１５８が同時に行われる可能性があり得る。
【００６１】
ロードするステップ１５０が先に行われる場合、そのステップ完了時点で、構成ツールは、続いてデバイス１５２から情報を受信する選択肢を有し得る。この時点で、構成ツールは、デバイス１５２から情報を受信し得るか、または通信を終了して、構成ツールが切断されることを可能にし得る１５６。
【００６２】
受信ステップ１５８が先に行われる場合、ステップの完了時点で、構成ツールは、続いてデバイス１６０へ情報をロードする選択肢を有し得る。この時点で、構成ツールは、デバイス１６２へ情報をロードするか、または通信を終了して構成ツールが切断することを可能にし得る１５６。
【００６３】
本発明のある実施形態において、構成ツールは、構成ツールとデバイスとの間にリンクが確立された時点で、認証するステップ、デバイスへ情報をロードするステップ、およびデバイスから情報を受信するステップが自動的に行われるように設計され得る。代替実施形態において、認証ステップ、ロードステップ、および受信ステップの少なくとも一つは、そのステップが行われる前にユーザからの入力を必要とし得る。このユーザ入力は、構成ツールまたはリンクされたデバイスに取り付けられたユーザ入力デバイスを介して制御され得る。ユーザ入力は、少なくとも一つのボタン、スイッチ、ジョイスティック、タッチパネル、およびローラボール（これに限らない）を含み得る。
【００６４】
本発明のある実施形態において、表示が、認証ステップ、ロードステップ、および／または受信ステップの開始、完了、または完了失敗をユーザに知らせるために使用され得る。表示は、構成ツールまたはデバイスのいずれかの上のビジュアル表示またはオーディオ表示器（これに限らない）を含み得る。ビジュアル表示は、単一のまたはいくつかのステイタスランプ（例えば、ＬＥＤランプ）もしくは液晶ディスプレイの表示（ＬＣＤ）または他のグラフィックインタフェース（これに限らない）を含み得る。オーディオ表示器は、構成ツールまたはデバイスのスピーカから送信される所定の信号を含み得る。
【００６５】
ロボットデバイスへ構成情報を通信するため、およびロボットデバイスから診断情報を通信するための構成ツールの使用は、ロボットデバイスの開発および製造において有用であり得る。構成ツールの適用は、ロボットデバイスに構築時点でインストールされるマスクチッププログラムの使用に比べて大きな改善を提供し得る。
【００６６】
第一に、ロボットデバイスへ情報を通信するために構成ツールを使用することにより、ロボットデバイスのソフトウェアは常に更新され得、工場において同時進行の変更が可能になる。第二に、最終的な機械設計が完了される必要がある何ヶ月も前にメーカーは最終ソフトウェアプログラムを作成する必要がなくなるので、在庫リスクを削減し、販売までの時間を短縮する。本発明の適用はまた、結果としてチップセットの返却が必要となってしまう、開発したソフトウェアがバグを有するというリスクをメーカーがおかす必要がなくなることを意味する。そのかわりに、構成ツールは、更新されたプログラムが必要なときは常に、ロボットデバイスにインストールされることを可能にする。第三に構成ツールは、ロボットを制御するプログラムが特定の市場またはユーザの要求に沿って変更され得、「カスタマイズされた」ロボットデバイスを有するという可能性を可能にする。たとえば、ヨーロッパに送られる全てのロボットは、米国へ送られるロボットとは異なるオーディオキューのセットを有し得る。変更は、審美面（たとえば、オーディオ）または性能面に基づくものであり得る。
【００６７】
本発明の例示的実施形態は、構成ツールを介した、ユーザの自宅におけるデータ収集用の新しいプログラムをダウンロードする特徴を含み得る。これはロボット清掃デバイスにとって、主要掃きブラシモータの電流、障害物のバンパー衝突の回数、最長直線走行距離、および検出されたゴミ収集量（これに限らない）を含み得る。このデータは、システムＲＡＭに保存され得、同じ、または他の構成ツールにより後日、取り込まれ得る。この情報の分析は、ロボット清掃機の将来の設計および開発に使用され得る。
【００６８】
構成ツールの使用はまた、可動ロボットデバイスの使用に関連して、いくつかの他の用途も有し得る。たとえば、構成ツールは、外部デバイスまたは周辺機器とインタラクトすること、もしくは外部デバイスまたは周辺機器に取り付けることを可能にするために、構成情報およびプログラムをインストールするために使用され得る。更新された構成情報をインストールした時点で、ロボットデバイスは、自身のＩ／Ｏポートを使用して、周辺機器がロボットデバイスへ接続されることを可能にし得る。例えば、シンプルな８０２．１１通信システムまたは他の適切な通信デバイスが追加され得ると、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）がインストール済み無線通信システムを含まないロボットデバイスと通信可能となり得る。このシステムは、ロボットデバイスの清掃機能などの機能を設定された時間に開始し得、もしくはユーザが離れた場所からインターネットまたは他のＰＣを用いた遠隔通信手段を使用して清掃開始を可能にし得る。
【００６９】
代替として、新しいセンサまたは他の周辺機器が、デバイスの機能を改良または変更するために追加され得る。一つの例示的実施形態において、追加センサなどの外部デバイスが、例えば教育研究ロボットとして作動することを可能にするため、ロボットデバイスに接続され得、情報がロボットデバイスにより収集されること、および追加プログラムがデバイスに追加されることを可能にする。
【００７０】
本発明のある実施形態において構成ツールは、異なる構成プログラムとともにインストールされ得、構成ツールがロボットデバイスの性能特質を変更または強化することを可能にする。結果として、構成ツールを、一人のユーザまたは複数のユーザの特定の要件に基づいてロボットデバイスの性能を調整するアクセサリとして作成することが可能であり得る。性能特性の変更は例えば、上級領域アルゴリズムなどを含み得、ロボット清掃機が特定の区域をよりよく清掃することを可能にする。代替として、既存のプログラムのあるパラメータを変更し、性能を特定の状況に調整させることも可能であり得る。例えばユーザは、特に堅木張りの床を清掃するように清掃ロボットをプログラムすることを目的とした、構成ツールを購入し得る。他の例示的実形態において、ユーザは汚れ検出をさらに敏感にするために清掃ロボットの汚れ検出パラメータを変更する構成ツールを購入し得る。他の可能な構成ツールは、敷物なしの部屋、敷物ありの部屋、人通りの多い区域など、住宅または事務所の異なる部屋のための構成プログラムを目的とし得る。これらの多様なプログラムは例えば、スパイラル、バウンス（ｂｏｕｎｃｅ）、ウォールフォロー（これに限らない）などの多様なモードをロボット清掃機が切り替える値の調整、もしくは停止センサイベントへ反応する前にどのくらいの時間ロボットデバイスが待機するべきか、またはウォールフォローにおいてロボットデバイスは壁からどのくらいの距離離れているべきか（これに限らない）など、あるセンサ入力に対してロボットデバイスがどう反応するかの様態の調整をし得る。例えば、典型的な動作モードについて、本明細書においてその全体が参考として援用される、米国特許第６，８０９，４９０号を参照されたい。
【００７１】
本発明のある実施形態において、構成ツールは、ロボットデバイスにインストールされ得る、更新された、異なる、または交換アセンブリともに販売されるように設計され得る。例えば、クリーニングヘッドアセンブリまたはブラシアセンブリは清掃ロボット内で、ユーザの要求により異なる、または強化された性能を有するアセンブリと交換され得る。これらのアセンブリは、構成ツールを備え得、デバイスが新しいアセンブリとともに、好ましい形態で機能することを可能にする。一つの例示的実施形態において、ハードウッドの机をこすったり、磨いたりするのに使用され得るスチールブラシシステムが、清掃ロボットに取り付けられ得る。このシステムについて、例えばアセンブリがベルト駆動型ではなく、ギア駆動型である場合、モータ駆動器および電流モニタシステムは交換される必要があり得、異なるモータ電流パラメータを要求とし得る。
【００７２】
構成ツールを使用して有効にされ得る他の例示的アセンブリは、毛の長い動物の飼い主のために設計されたクリーニングヘッドを含み得る。さらに他の例示的実施形態は、より高速な充電システムを可能にするバッテリシステムなど、改良バッテリシステムを伴い得る。これもまた、構成ツールが充電パラメータを最適化することを要求とし得る。
【００７３】
構成プログラムはまた、構成ツールを使用してロボットデバイスへインストールされ得、ロボットデバイスがシステムデモを行うことを可能にする（デモは、ロボットデバイスの多様な機能を次々とすばやく周期的に行う）。一部の実施形態において、ロボットデバイスは、二つの構成ツールと共に販売され得、一つは、機能を梱包箱から出した時点のデモを行うようにロボットデバイスを構成するためのもので、また別個の構成ツールは診断機能をインストールするためのもの、および通常使用のためにロボットデバイスを構成するためのものである。ユーザは、デモ構成ツールを使用してシステムについて学習し、デバイスの機能を学習してから、通常使用のためにプログラムをインストールし得る。デモ構成ツールはまた、ロボットデバイスの多様な機能を紹介、および指導するためにデジタル音声を使用し得る、オーディオを有効にする機能を含み得る。
【００７４】
本発明の一部の実施形態は、構成ツールからのロードの指定された最大数を有し得、プログラムは、ある数以上のデバイスにロードされ得ない。一つの実施形態において、盗用または破損したソフトウェアがロードされたロボットを簡単に識別するたに、コードへ「ウォータマーク」が導入され得る。これは、いくつかの方法で達成され得る。一つの実施形態において、ユーザ入力の所定の組み合わせ（ボタンが押される特定の順序）は、例えば可動ロボットデバイスの動きの特別な順序など、またはバンパにマーカーが取り付けられている場合、床へシンボルまたは単語を描くなどの隠れた行動をロック解除し得る。他の例示的実施形態において、構成ツールまたはシリアルポートに接続されている任意の通信デバイスは、シリアルポートをロック解除するために特定のフレーズおよび／またはアルゴリズムをまず発行するように要求され得る。このようにロボットデバイスと構成ツールとの間の通信リンクを開放するこのアルゴリズムを使用しなければ、サポートされていないソフトウェアはロボットデバイスにインストールされ得ない。
【００７５】
本発明は、本発明の精神または本質的特徴から逸脱することなく、他の具体的形態に実施され得る。すなわち、ここに記載される実施形態は、本明細書に説明される本発明を限定するものではなく、全ての観点において例示的として考慮されるべきである。このように本発明の範囲は、明細書の記述により示されるのではなく、本明細書に添付される請求項により示されるものであり、請求項の意味および均等性の範囲の下にある全ての変更は、請求項に包含されるように意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
本発明の目的および機構は、添付の図面や請求項を参照することにより、より良く理解され得る。図面は必ずしも縮尺とおりではなく、全般的に本発明の原理の説明に注目したものである。図面では、その多様な視点にわたり、同類の部品に対しては同類の数字が使用されている。
【図１】本発明の一つの実施形態に従った、構成ツールおよびロボットデバイスシステムの一つの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の一つの実施形態に従った、構成ツールの上面概略図である。
【図３】図２の構成ツールのための電源レギュレータの構成図である。
【図４】図２の構成ツールのためのマイクロプロセッサの構成図である。
【図５Ａ】本発明の一つの実施形態に従った、ロボットデバイスと直接的に通信する構成ツールを示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明の一つの実施形態に従った、通信ポートおよびケーブルを介してロボットデバイスと通信する構成ツールを示す概略図である。
【図５Ｃ】本発明の一つの実施形態に従った、ロボットデバイスと無線通信する構成ツールを示す概略図である。
【図６】本発明の一つの実施形態に従った、ロボットデバイスおよび構成ツールを含むシステムを実施および使用する一つの方法を示す概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットデバイスと通信する方法であって、該方法は、
該ロボットデバイスへ構成ツールをリンクすることと、
該構成ツールを認証することと、
少なくとも
該構成ツールを介して、該ロボットデバイスへ情報をロードすることと、
該ロボットデバイスからの情報を該構成ツールへロードすることと
のうちの一つを行うことであって、該実行されるロードすることは、該構成ツールの正常な認証の後に行われることと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記ロボットデバイスが前記構成ツールへ電力を供給する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記リンクが、通信ポート、無線接続、および物理的接続のうちの少なくとも一つを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記物理的接続が、検証属性を備える、請求項３に記載される方法。
【請求項５】
前記構成ツールを認証することが、少なくとも前記情報に含まれる承認コードを識別することと、前記ロボットデバイスと前記構成ツールとの間で少なくとも一つの所定のメッセージを交換することと、該ロボットデバイスから構成情報を受信することと、ロック解除コマンドを発行することと、検証属性と該ロボットデバイスを相互接続することとのうちの一つを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも一つの所定のメッセージが、前記ロボットデバイスにより送られたメッセージおよび前記構成ツールにより送られたメッセージを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記構成情報が、プロセッサタイプを備える、請求項５の方法。
【請求項８】
前記ロック解除コマンドが、前記通信ポートの使用を許可する、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記実行されるロードすることが、有効期限内のみで発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記有効期限が、少なくとも部分的に、認証からの経過時間、認証の回数、および認証の頻度のうちの少なくとも一つに基づく、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記構成ツールが、ユーザインタフェースを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記情報が、少なくとも一つの動作データおよびコンピュータプログラムの少なくとも一部を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記動作データが、モータ電流およびセンサ閾値のうちの少なくとも一つを備える、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記情報の少なくとも一部が、暗号化されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記情報をロボットデバイスにより解読することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
ロボットデバイスと通信するための装置であって、該装置は、
情報を保存するためのメモリと、
該ロボットデバイスと通信するための少なくとも一つのポートと、
該装置を認証するための少なくとも一つの認証器と、
該少なくとも一つのポートを介して、該情報の少なくとも一部を通信するための少なくとも一つのローダであって、該情報の該少なくとも一部が該装置から該ロボットデバイスへロードされた情報および該ロボットデバイスから該装置へロードされた情報のうちの一つからなる、ローダと
を備える、装置。
【請求項１７】
前記ロボットデバイスが、前記装置へ電力を供給する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも一つのポートが、無線接続および物理的接続のうちの少なくとも一つを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記物理的接続が、検証属性を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記情報が、認証コード、少なくとも一つの所定のメッセージ、ロック解除コマンド、コンピュータプログラムの少なくとも一部、および動作データのうちの少なくとも一つを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも一つの所定のメッセージが、前記ロボットデバイスにより送られたメッセージおよび前記装置により送られたメッセージを備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ロック解除コマンドが、前記少なくとも一つのポートを有効にする、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記動作データが、モータ電流およびセンサ閾値のうちの少なくとも一つを備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記認証器が、前記ロボットデバイスからの構成情報を受信するための受信器、および前記検証属性と該ロボットデバイスとの間の相互接続のうちの少なくとも一つを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項２５】
前記構成情報が、プロセッサタイプを備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記少なくとも一つのローダが、有効期限を備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項２７】
前記有効期限が、少なくとも部分的に、認証からの経過時間、認証の回数、および認証の頻度のうちの少なくとも一つに基づく、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記装置が、ユーザインタフェースを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項２９】
前記情報が、暗号化されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項３０】
前記情報を前記ロボットデバイス内で解読するための解読器をさらに備える、請求項２９に記載の装置。
【請求項１】
ロボットデバイスと通信する方法であって、該方法は、
該ロボットデバイスへ構成ツールをリンクすることと、
該構成ツールを認証することと、
少なくとも
該構成ツールを介して、該ロボットデバイスへ情報をロードすることと、
該ロボットデバイスからの情報を該構成ツールへロードすることと
のうちの一つを行うことであって、該実行されるロードすることは、該構成ツールの正常な認証の後に行われることと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記ロボットデバイスが前記構成ツールへ電力を供給する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記リンクが、通信ポート、無線接続、および物理的接続のうちの少なくとも一つを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記物理的接続が、検証属性を備える、請求項３に記載される方法。
【請求項５】
前記構成ツールを認証することが、少なくとも前記情報に含まれる承認コードを識別することと、前記ロボットデバイスと前記構成ツールとの間で少なくとも一つの所定のメッセージを交換することと、該ロボットデバイスから構成情報を受信することと、ロック解除コマンドを発行することと、検証属性と該ロボットデバイスを相互接続することとのうちの一つを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも一つの所定のメッセージが、前記ロボットデバイスにより送られたメッセージおよび前記構成ツールにより送られたメッセージを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記構成情報が、プロセッサタイプを備える、請求項５の方法。
【請求項８】
前記ロック解除コマンドが、前記通信ポートの使用を許可する、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記実行されるロードすることが、有効期限内のみで発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記有効期限が、少なくとも部分的に、認証からの経過時間、認証の回数、および認証の頻度のうちの少なくとも一つに基づく、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記構成ツールが、ユーザインタフェースを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記情報が、少なくとも一つの動作データおよびコンピュータプログラムの少なくとも一部を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記動作データが、モータ電流およびセンサ閾値のうちの少なくとも一つを備える、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記情報の少なくとも一部が、暗号化されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記情報をロボットデバイスにより解読することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
ロボットデバイスと通信するための装置であって、該装置は、
情報を保存するためのメモリと、
該ロボットデバイスと通信するための少なくとも一つのポートと、
該装置を認証するための少なくとも一つの認証器と、
該少なくとも一つのポートを介して、該情報の少なくとも一部を通信するための少なくとも一つのローダであって、該情報の該少なくとも一部が該装置から該ロボットデバイスへロードされた情報および該ロボットデバイスから該装置へロードされた情報のうちの一つからなる、ローダと
を備える、装置。
【請求項１７】
前記ロボットデバイスが、前記装置へ電力を供給する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも一つのポートが、無線接続および物理的接続のうちの少なくとも一つを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記物理的接続が、検証属性を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記情報が、認証コード、少なくとも一つの所定のメッセージ、ロック解除コマンド、コンピュータプログラムの少なくとも一部、および動作データのうちの少なくとも一つを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも一つの所定のメッセージが、前記ロボットデバイスにより送られたメッセージおよび前記装置により送られたメッセージを備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ロック解除コマンドが、前記少なくとも一つのポートを有効にする、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記動作データが、モータ電流およびセンサ閾値のうちの少なくとも一つを備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記認証器が、前記ロボットデバイスからの構成情報を受信するための受信器、および前記検証属性と該ロボットデバイスとの間の相互接続のうちの少なくとも一つを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項２５】
前記構成情報が、プロセッサタイプを備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記少なくとも一つのローダが、有効期限を備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項２７】
前記有効期限が、少なくとも部分的に、認証からの経過時間、認証の回数、および認証の頻度のうちの少なくとも一つに基づく、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記装置が、ユーザインタフェースを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項２９】
前記情報が、暗号化されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項３０】
前記情報を前記ロボットデバイス内で解読するための解読器をさらに備える、請求項２９に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【公表番号】特表２００８−５０８５７２（Ｐ２００８−５０８５７２Ａ）
【公表日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１８３２２（Ｐ２００７−５１８３２２）
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２２５２６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００２３８５
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（５０６２４４５１５）アイロボット コーポレーション (9)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２２５２６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００２３８５
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（５０６２４４５１５）アイロボット コーポレーション (9)
【Ｆターム（参考）】
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