被介護者用ロボット装置
【課題】高齢者等及び被介護者等の心に育幼の感覚を促すことで、高齢者等及び被介護者等の精神的機能の減衰を抑制し、高齢者等及び被介護者等が存在価値や生きがいを発見することを支援することができる被介護者用ロボット装置を提供する。
【解決手段】外部刺激検出手段と、内部状態検出手段と、感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、判定した状態を表現する状態表現手段と、を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置１であって、状態判定手段は外部刺激検出手段にて検出した外部状態と内部状態検出手段にて検出した自身の内部状態とに基づいて自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と機嫌の悪い状態を表す欲求状態と寝入っていることを表す睡眠状態との少なくとも３つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて状態表現手段を動作させて被介護者用ロボット装置１の状態を表現する。
【解決手段】外部刺激検出手段と、内部状態検出手段と、感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、判定した状態を表現する状態表現手段と、を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置１であって、状態判定手段は外部刺激検出手段にて検出した外部状態と内部状態検出手段にて検出した自身の内部状態とに基づいて自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と機嫌の悪い状態を表す欲求状態と寝入っていることを表す睡眠状態との少なくとも３つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて状態表現手段を動作させて被介護者用ロボット装置１の状態を表現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被介護者用ロボット装置に関し、特に乳児を模擬した被介護者用ロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では国内人口の高齢化が進み、例えば総人口に対する６５歳以上の人口が占める割合である高齢化率が年々上昇する傾向にあり、２０１０年１２月時点では既に２０％を超えている。
高齢者は身体的機能が減衰していくことはもちろんのこと、精神的機能も減衰していく場合があり、身体的な介護を必要とするとともに、精神的な介護を必要とする場合も少なくない。
特に「人」として生きていくためには、自身の存在価値を発見し、自身の生きがいを持ち、精神的機能の減衰を抑制することが重要である。しかし、高齢者は身体的機能が減衰しているので、自由に動きまわることが困難であり行動範囲や交友範囲が限られるため、自身の存在価値や生きがいを発見することは非常に困難である。
【０００３】
近年では、存在価値や生きがいの発見までは掲げていないが、老若男女を問わず、「いやし」や「やすらぎ」等を提供する種々のロボットの開発が進められている。
例えば特許文献１に記載された従来技術には、動物型のロボット装置で、順次供給される入力情報の履歴に応じた現在の動作、及び次に供給される入力情報に基づいて、現在の動作に続く次の動作を決定することにより、自身の感情や本能等の状態に基づいて自律的に行動する、ロボット装置及び動作制御方法が開示されている。このロボット装置でペットを模擬して「いやし」を提供している。
また特許文献２に記載された従来技術には、動物型のロボット装置で、何に対しても興味を持つ好奇心による無邪気な行動を実現し、見ている人の「なごみ」や「やすらぎ」を創出するロボット装置に相当する自動応答機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４９２７６号公報
【特許文献２】特開２００２−０１８１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に記載された従来技術では、実際の動物を模擬して、実際の動物により近い動作・行動をするロボットを提供し、見ている人、関わる人に「いやし」や「やすらぎ」等を提供できると思われる。しかし、ロボット自身が自律的に行動するので、ロボットが補助や介護等を要求する訳ではなく、特に高齢者等が手を出さなくても見ているだけでよく、高齢者等がロボットを見ているだけでは、存在価値や生きがいを発見することは非常に困難であると思われる。
高齢者自身が、そのロボットに手を差し伸べ、高齢者が擬似的に介護をし、高齢者自身がそのロボットの役に立っていると感じることが、高齢者自身が自分の存在価値や生きがいを発見するために重要である。このことは、高齢者であり且つ介護を必要としている者に限らず、高齢者ではないが介護される者である被介護者にとっても同様に重要である。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、高齢者等及び被介護者等の心に育幼の感覚を促すことで、高齢者等及び被介護者等の精神的機能の減衰を抑制し、高齢者等及び被介護者等が存在価値や生きがいを発見することを支援することができる被介護者用ロボット装置を提供することを課題とする。
なお以降では、「被介護者等」と記載することで、高齢者の中でも介護を必要としている高齢者、及び高齢者ではないが介護される者を表す。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る被介護者用ロボット装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段と、自身の内部状態を検出する内部状態検出手段と、感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、判定した状態を表現可能な出力手段である状態表現手段と、を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置である。
そして前記状態判定手段は、前記外部刺激検出手段にて検出した外部からの刺激である外部状態と、前記内部状態検出手段にて検出した自身の内部状態と、に基づいて、自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と、前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、寝入っていることを表す睡眠状態と、の少なくとも３つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて前記状態表現手段を動作させて前記被介護者用ロボット装置の状態を表現する。
【０００７】
この第１の発明によれば、より現実味のある乳児を模擬することが可能であり、特に「睡眠状態」にさせるためには、できるだけ被介護者用ロボット装置に優しく接し、安心感を与える必要がある。従って、被介護者が「世話をしている」という意識を持ち、存在価値や生きがいを発見する支援をすることができる。
【０００８】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る被介護者用ロボット装置であって、前記状態表現手段には、音声出力手段が含まれており、前記状態判定手段は、前記睡眠状態と判定した場合、浅い呼吸音と深い呼吸音を周期的あるいはランダムに繰り返し、それぞれの呼吸音に応じた寝息を前記音声出力手段から出力する。
【０００９】
この第２の発明によれば、被介護者用ロボット装置が「睡眠状態」であることをより明確に表現することに加えて、より安心して寝入っていることを表現できるので、被介護者に、自身の世話のおかげで安心して寝入っていると表現できる。
これにより、世話をしてくれる被介護者が、存在価値や生きがいを発見する支援をすることができる。
【００１０】
次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る被介護者用ロボット装置であって、前記内部状態検出手段には、時刻検出手段が含まれており、前記状態判定手段は、前記時刻検出手段を用いて夜中であることを検出すると、前記被介護者用ロボット装置の状態を強制的に前記睡眠状態とする。
【００１１】
この第３の発明によれば、乳児をより現実的に模擬すると、夜中に泣くのが普通であるが、夜中では強制的に睡眠状態とする。
これにより、世話をしてくれる被介護者のストレスを低減し、長期に渡って世話を継続することを支援することができる。
【００１２】
次に、本発明の第４の発明は、外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段と、自身の内部状態を検出する内部状態検出手段と、感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、判定した状態を表現可能な出力手段である状態表現手段と、を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置である。
前記被介護者用ロボット装置には、脱臼・整復可能な関節を備えて可動する腕部が設けられており、前記関節は、許容量以上の力が加えられると外れて脱臼状態となるように構成されているとともに元通りに整復することが可能となるように構成されており、前記内部状態検出手段には、前記関節の脱臼・整復状態を検出する関節状態検出手段が含まれている。
そして前記状態判定手段は、自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と、前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、の少なくとも２つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて前記状態表現手段を動作させて前記被介護者用ロボット装置の状態を表現し、前記関節状態検出手段にて前記関節が脱臼状態であることを検出すると、前記欲求状態であると判定して前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を前記状態表現手段を用いて表現する。
【００１３】
この第４の発明によれば、被介護者用ロボット装置は、関節が脱臼状態である場合は例えば泣いて元通りに整復してくれるように要求し、関節が元通りに整復されると、機嫌が良くなる表現を行う。
このように、世話をしてくれる被介護者等に、より具体的な世話を積極的に要求する。この場合、例えば腕関節が脱臼して痛いことを音声で出力したりして脱臼状態となった関節を元通りに整復することを要求する。
これにより、被介護者等が、どのような世話をすればよいか、的確な世話を行える支援をすることができる。
なお、要求した世話が行われた場合には、満足する表現を行うことが好ましい。この場合、脱臼状態となった関節が元通りに整復された場合には、例えば喜びや笑顔等を表現して満足する表現を行うことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の被介護者用ロボット装置１の一実施の形態を説明する外観図である。
【図２】被介護者用ロボット装置１の各部を説明する図であり、（Ａ）は頭部の顔側の斜視図を、（Ｂ）は頭部の側面図を、（Ｃ）は胴体部の腹側の斜視図を、（Ｄ）は胴体部の背中側の斜視図を、（Ｅ）は右腕の斜視図を示している。
【図３】被介護者用ロボット装置１の頭部１０の内部構造の例を説明する図であり、（Ａ）は顔部分を裏側から見た図であり、（Ｂ）は表皮を省略した顔部分を表側から見た図である。
【図４】被介護者用ロボット装置１の頭部１０と胴体部２０を接続する首に相当する部分の内部構造の例を説明する図である。
【図５】被介護者用ロボット装置１の腕部３０における関節の構造の例を説明する図である。
【図６】被介護者用ロボット装置１の入出力のブロック図である。
【図７】被介護者用ロボット装置１のソフトウェアにおける状態遷移を説明する図である。
【図８】図７の各状態における処理の流れを説明する概略フローチャートである。
【図９】図８の概略フローチャートにおいて各状態のモード判定処理の概念を説明するフローチャートである。
【図１０】通常状態におけるモード判定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１１】欲求状態におけるモード判定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１２】睡眠状態におけるモード判定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１３】各状態のモード判定処理の判定方法を補足する図である。
【図１４】（Ａ）はモード判定処理にて使用する、遊んでもらえているか否かを示す遊び状態、及び疲労度合を求める際の喜び状態を判定する例の手順を、（Ｂ）はモード判定処理にて使用する疲労度合を算出する例の手順を、説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の被介護者用ロボット装置１の一実施の形態の概略外観図を示している。
【００１６】
●［被介護者用ロボット装置１の外観と入出力構成（図１〜図６）］
図１に示すように、本実施の形態における被介護者用ロボット装置１は、頭部１０と胴体部２０とを有し、乳児用の衣類に近似した衣類で包み、乳児を模擬した外観、形状、大きさ、重量等を有している。
そして、被介護者用ロボット装置１に乳児のような振る舞いをさせることで、被介護者用ロボット装置１の世話をしてくれる被介護者等の心に育幼の感覚を促し、ロボット介護者が存在価値や生きがいを発見する支援をする。以降、被介護者用ロボット装置１の世話をしてくれる人、あるいはあやしてくれる人を「ロボット介護者」と記載する。
なお、普段の生活において介護人の援助を必要とする「被介護者」は、本実施の形態にて説明する被介護者用ロボット装置１に対しては「介護者」となる。
【００１７】
図１は被介護者用ロボット装置１の外観を示し、図２（Ａ）及び（Ｂ）は被介護者用ロボット装置１の頭部１０の外観を示し、図２（Ｃ）及び（Ｄ）は被介護者用ロボット装置１の胴体部２０の外観を示し、図２（Ｅ）は被介護者用ロボット装置１の腕部３０の外観を示しており、右腕の例を示している。
また、図３（Ａ）及び（Ｂ）は頭部１０における顔に相当する部分の内部構造の例を示し、図４は頭部１０と胴体部２０を接続している首に相当する部分の内部構造の例を示し、図５は腕部３０の外観と脱臼・整復可能な関節の構造の例を示している。
また図６は被介護者用ロボット装置１の入出力を示すブロック図である。制御ユニットＣＵはＣＰＵ等の演算手段Ｃ１０と、制御プログラムが格納された記憶手段Ｍ１０や、泣き声や笑い声や寝息等のデータが格納された記憶手段Ｍ２０等を備えている。そして図６に示すように、制御ユニットＣＵは、図６中に符号Ｓｘｘで示す各種の検出手段からの検出信号を取り込み、図６中に符号Ａｘｘで示す各種のアクチュエータに駆動信号を出力する。また制御ユニットＣＵは、パーソナルコンピュータＰＣ等の他の機器と通信回線等にて接続可能であり、パーソナルコンピュータＰＣから制御プログラムを書き換えたり、動作チェックを行ったりすることができる。
なお、記憶手段としてＦｌａｓｈメモリを搭載し、電源ＢＴが切れる前や電源ＢＴの交換前の状態をＦｌａｓｈメモリに記憶すれば、電源ＢＴの充電後あるいは交換後、充電前または交換前の状態に応じた動作を再開することができるので、より好ましい。
なお、電源ＢＴを、例えば擬似オムツと一体的に構成し、電源ＢＴのバッテリ残量が低下した場合に欲求状態に遷移して、泣き声等をスピーカＡ２２から出力したり、まぶた駆動モータＡ１１を動作させるとともに涙ＬＥＤ（Ａ１２）を点灯あるいは点滅させて泣き顔を表現したりして、予め充電した電源ＢＴが取付けられている擬似オムツとの交換を要求するようにしても良い。
あるいは、電源ＢＴのバッテリ残量が低下した場合に欲求状態に遷移して上記のように泣き声の出力や泣き顔を表現し、家庭用電源から電源ＢＴを充電するための充電用ケーブルの接続を要求するようにしても良い。図示省略するが、被介護者用ロボット装置１に充電制御回路を搭載し、充電用ケーブルが接続されると、充電制御回路から電源ＢＴを充電させながら被介護者用ロボット装置１の制御ユニットＣＵや各アクチュエータに電力を供給させることができる。また充電用ケーブルが抜かれると、充電制御回路から電源ＢＴへの充電を停止させ、電源ＢＴから被介護者用ロボット装置１の制御ユニットＣＵや各アクチュエータに電力を供給させるように動作させることができる。
【００１８】
次に、図１、図２（Ａ）及び（Ｂ）、図３（Ａ）及び（Ｂ）、図４、図６を用いて、頭部１０に設けられている入力検出手段と出力手段のそれぞれについて説明する。
頭部１０の額部と頭頂部に相当する位置には、光の明暗を検出する光検出手段である光センサＳ１１、Ｓ１４が設けられている。
また頭部１０の左右の耳に相当する位置には、赤外線の量の変化を検出することでロボット介護者を検出する赤外線検出手段である焦電センサＳ１２が設けられている。
また頭部１０の後頭部に相当する位置には、当該位置に他の物体が接触しているか否かを検出する接触検出手段であるタッチセンサＳ１３が設けられている。
【００１９】
図３（Ａ）は顔部分の裏側から見た図であり、図３（Ｂ）は表皮を省略した顔部分の表側から見た図である。顔部分の表面にはシリコン樹脂等で形成された表皮が被されている。
また頭部１０の左右の眼に相当する位置には、まぶたを開閉する眼球１１が設けられている。そして図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、眼球１１はシャフト１１Ａの両端に接続されており、まぶた駆動モータＡ１１にて眼球１１が回転軸Ｘ１１回りに回転駆動されてまぶたが開閉する。
また頭部１０の左右の眼球１１の下に相当する位置には、涙を表す涙ＬＥＤ（Ａ１２）が設けられている。
また頭部１０の左右の頬に相当する位置には、赤くなった頬を表す頬ＬＥＤ（Ａ１４）が設けられている。
また頭部１０の口に相当する位置の唇１５の裏側には、唇１５を駆動して唇１５を開閉する唇駆動モータＡ１５が設けられている。また、唇及び唇の周囲を含む表皮はシリコン樹脂等で形成されて滑らかに唇が開閉するように構成されている。
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、唇駆動モータＡ１５はカム１５Ｃを回転駆動するように取付けられており、カム１５Ｃの回転軸Ｘ１５Ａから偏心した位置には偏心軸部材１５Ｓが設けられている。そして偏心軸部材１５Ｓは唇駆動部材１５Ｂに設けられたスリットに挿通されている。この構成により、唇駆動モータＡ１５がカム１５Ｃを回転駆動すると、唇駆動部材１５Ｂが回転軸Ｘ１５回りに揺動し、唇１５はゆっくり、且つ滑らかに動作する。
また頭部１０における首との接続個所に相当する位置には、首に対して頭部１０を前後に揺動する頭部揺動モータＡ１６が設けられている。また図４に示すように、頭部１０は、胴体部２０に設けられて頭部１０を左右に旋回させる首旋回モータＡ２１に接続されたシャフト２１Ａに対して、回転軸Ｘ１６回りに揺動可能となるように接続部材１６Ｂにてシャフト２１Ａに接続されている。また図４に示すように、頭部揺動モータＡ１６は、揺動カム１６Ｃを回転駆動し、揺動カム１６Ｃの偏心した位置には偏心軸部材１６Ｓが設けられている。そして偏心軸部材１６Ｓは、シャフト２１Ａの先端に形成されたスリット２１Ｓに嵌め込まれている。この構成により、頭部揺動モータＡ１６が揺動カム１６を回転駆動すると、シャフト２１Ａに対して頭部１０が回転軸Ｘ１６回りに揺動する。
【００２０】
次に、図１、図２（Ｃ）及び（Ｄ）、図４、図６を用いて、胴体部２０に設けられている入力検出手段と出力手段のそれぞれについて説明する。
胴体部２０の胸に相当する位置の上方には、被介護者用ロボット装置１の正面にいるロボット介護者の存在を画像で検出する撮像手段であるカメラＳ２１が設けられている。
また胴体部２０のカメラＳ２１に近接する位置には、ロボット介護者の存在及び言葉を検出する音声検出手段であるマイクＳ２２が設けられている。
また胴体部２０の腹部に相当する位置、背中に相当する位置のそれぞれには、各位置に他の物体が接触しているか否かを検出する接触検出手段であるタッチセンサＳ２３、Ｓ２４が設けられている。なお、タッチセンサの取り付け位置は、これらの位置に限定されず、適宜、適切な位置に取り付けられる。
また胴体部２０の内部には、被介護者用ロボット装置１を揺り動かしてあやしてくれていることを検出する加速度検出手段である加速度センサＳ２５や、内部の温度を検出する温度検出手段である温度センサＳ２６が設けられている。
また胴体部２０には、被介護者用ロボット装置１のバッテリであって充電、着脱等が可能な電源ＢＴが取付けられており、電源ＢＴのバッテリ残量を検出する電源検出手段であるバッテリセンサＳＢＴが設けられている。
また図示省略するが、充電用ケーブルを接続して電源ＢＴを充電中であるか否かを検出可能な充電検出センサも設けられている。
【００２１】
また胴体部２０における首との接続個所に相当する位置には、首を左右に旋回させる首旋回モータＡ２１が設けられている。図４を用いて上述したように、首旋回モータＡ２１はシャフト２１Ａを旋回させて頭部１０を左右に旋回させる。なお被介護者用ロボット装置１では、まだ首が充分にすわっていない幼児の状態を模擬しており、例えばロボット介護者が後頭部を支えなければ頭部１０が垂れ下がるように、制御ユニットＣＵは首旋回モータＡ２１及び頭部揺動モータＡ１６を駆動する。
また胴体部２０の胸に相当する位置には、被介護者用ロボット装置１の感情等に基づいた音声を出力する音声出力手段であるスピーカＡ２２が設けられている。
また胴体部２０には、各入力検出手段からの検出信号に基づいて被介護者用ロボット装置１の感情を含む自身の状態を判定するとともに各出力手段を駆動して判定した状態を表現する状態判定手段である制御ユニットＣＵが収容されている。
【００２２】
次に、図１、図２（Ｅ）、図５、図６を用いて、胴体部２０に設けられている腕部３０の入力検出手段と出力手段のそれぞれについて説明する。なお図２（Ｅ）、図５に示す腕部３０は右腕を表しているが、左腕も同様である。
腕部３０は、肩から肘に相当する上腕部３１Ｂと、肘から先を軸Ｘ３１回りに旋回させる肘回転部３１と、肘から手首に相当する前腕部３２と、手首から手先に相当する手部３３と、で構成されている。
上腕部３１Ｂは胴体部２０に取り付けられ、上腕部３１Ｂには肘回転部３１が接続され、肘回転部３１には前腕部３２が接続され、前腕部３２には手部３３が接続されている。
【００２３】
上腕部３１Ｂには、上腕部３１Ｂに対して肘回転部３１を軸Ｘ３１回りに旋回させる旋回モータＡ３１が設けられている。
前腕部３２には、肘回転部３１に対して前腕部３２を軸Ｙ３２回りに旋回させる旋回モータＡ３２が設けられている。
手部３３には、前腕部３２に対して手部３３を軸Ｙ３３回りに旋回させる旋回モータＡ３３が設けられている。また手部３３における掌に相当する位置にはタッチセンサＳ３３が設けられており、ロボット介護者が手部３３に触れているか否かを検出することができる。
【００２４】
なお図５に示すように、例えば前腕部３２を軸Ｙ３２回りに旋回させる関節部には、特開２００７−３０１７０４にて開示されているような、所定量以上の負荷がかかると接続が解除されて脱臼状態となるラッチ機構が設けられている。なお本願では、この脱臼・整復可能なラッチ機構にて駆動機構の破損を防止するだけでなく、後述するように、接続が解除されて脱臼状態となった場合、ロボット介護者に元通りに整復するように催促するような振る舞いをさせる。例えば、後述する欲求状態に遷移して、悲しみや痛み等を表現し、関節を元通りに整復することを要求する。また、元通りに整復された場合は、例えば後述する通常状態に遷移して喜び等を表現する。そして脱臼状態と整復状態を検出可能とするため、対象とする関節部には、ラッチ機構である関節部の脱臼状態及び整復状態を検出可能な関節センサＳ３２が設けられている。なお関節センサＳ３２は「関節状態検出手段」に相当する。
例えばラッチ機構は、図５の拡大図に示すように、旋回モータＡ３２の回転軸に接続されて係合部材３２Ｋを係合可能な凹部３２Ｇが形成された被係合部材３２Ｈと、旋回モータＡ３２の方向に往復移動が可能に構成された係合部材３２Ｋと、係合部材３２Ｋを旋回モータＡ３２の側に所定の付勢力で付勢する板ばね３２Ｄ等にて構成されている。
そして関節センサＳ３２は、例えば被係合部材３２Ｈにおける肘回転部３１に対向する位置と、肘回転部３１における被係合部材３２Ｈに対向する位置と、のそれぞれに取り付けられた導電性の端子で構成されている。腕関節が脱臼していない整復状態であるラッチ接続状態ではそれぞれの端子が接触して導通状態となり、腕関節が外れた脱臼状態であるラッチ外れ状態ではそれぞれの端子が離間して絶縁状態となることで、制御ユニットＣＵは、腕関節が外れているか否かを判定することができる。
なお、関節センサＳ３２は、上記の構成以外にも、例えば弾性体に歪センサを取り付け、弾性体の変形量やトルク等を検出して関節が外れているか否かを検出するようにしても良い。
また上記の説明では、前腕部３２を軸Ｙ３２回りに旋回させる関節部にラッチ機構と関節センサＳ３２を設けた例を説明したが、ラッチ機構と関節センサＳ３２とを一部の関節部に設けて当該関節部の脱臼時の欲求状態の表現及び整復時の通常状態の表現を行うようにしても良い。また、ラッチ機構と関節センサＳ３２とを全ての関節部に設けて全ての関節部に対して脱臼時の欲求状態の表現及び整復時の通常状態の表現を行うようにしても良い。
【００２５】
また図６に示すように、制御ユニットＣＵは、現在の時刻を検出可能な時刻検出手段であるタイマＳＴを有している。
上記に説明した、光センサＳ１１、Ｓ１４、焦電センサＳ１２、タッチセンサＳ１３、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、カメラＳ２１、マイクＳ２２、加速度センサＳ２５は、被介護者用ロボット装置１の外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段に相当する。なお、外部刺激検出手段は、図６中では符号Ｇｇで表されている。
また温度センサＳ２６、バッテリセンサＳＢＴ、関節センサＳ３２、タイマＳＴは、被介護者用ロボット装置１の自身の内部状態を検出する内部状態検出手段に相当する。なお、内部状態検出手段は、図６中では符号Ｇｎで表されている。
また、まぶた駆動モータＡ１１等の各種モータ、涙ＬＥＤ（Ａ１２）等の各種ＬＥＤ、スピーカＡ２２は、被介護者用ロボット装置１の状態を表現可能な出力手段である状態表現手段に相当する。なお、状態表現手段は、図６中では符号Ｇｊで表されている。
以上に説明したように、被介護者用ロボット装置１には制御ユニットＣＵが収容されており、制御ユニットＣＵは、外部刺激検出手段にて検出した外部状態と、内部状態検出手段にて検出した自身の内部状態と、に基づいて、被介護者用ロボット装置１が機嫌の良い状態を表す通常状態と、通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、寝入っていることを表す睡眠状態と、の少なくとも３つの状態のいずれの状態であるかを判定する。そして制御ユニットＣＵは、判定した状態に応じて状態表現手段を動作させて、被介護者用ロボット装置１の感情等を含む状態を表現し、被介護者用ロボット装置１を乳児のごとく振る舞わせる。
以下、制御ユニットＣＵにて、被介護者用ロボット装置１の状態を決定するソフトウェアの処理について説明する。
【００２６】
●［ソフトウェアによる各状態への遷移と各状態の処理の概略（図７、図８）］
まず図７の状態遷移図を用いて、制御ユニットＣＵにおけるソフトウェアによる状態遷移について説明する。制御ユニットＣＵは、被介護者用ロボット装置１の状態を、動作休止状態Ｍ０または睡眠状態Ｍ１または欲求状態Ｍ２または通常状態Ｍ３の４つの状態のいずれかの状態とする。
動作休止状態Ｍ０は、バッテリ残量の不足により、動作を一時的に停止させた状態である。
睡眠状態Ｍ１は、乳児の睡眠状態を模擬した状態である。
欲求状態Ｍ２は、乳児が起きていて感情が比較的不安定な状態であって主に泣いている状態等を表現した状態である。
通常状態Ｍ３は、乳児が起きていて感情が比較的安定した状態であって平静な状態や喜んでいる状態等を表現した状態である。
【００２７】
図７に示すように、動作休止状態Ｍ０では、動作休止状態Ｍ０の継続、または充電や電源ＢＴの交換によりバッテリ残量の不足が解消されると動作休止状態Ｍ０から睡眠状態Ｍ１や欲求状態Ｍ２や通常状態Ｍ３への遷移が可能である。
また睡眠状態Ｍ１では、睡眠状態Ｍ１の継続、または動作休止状態Ｍ０や欲求状態Ｍ２や通常状態Ｍ３への遷移が可能である。
また欲求状態Ｍ２では、欲求状態Ｍ２の継続、または動作休止状態Ｍ０や睡眠状態Ｍ１や通常状態Ｍ３への遷移が可能である。
また通常状態Ｍ３では、通常状態Ｍ３の継続、または動作休止状態Ｍ０や睡眠状態Ｍ１や欲求状態Ｍ２への遷移が可能である。
【００２８】
動物を模擬した従来のロボット装置では、実際の動物の動作を模擬し、ロボット装置の振る舞いを被介護者等が見たり被介護者等が世話をしたりすることで被介護者等が「いやし」を感じるものであった。
本願の被介護者用ロボット装置１は、ロボット介護者が乳児を模擬した振る舞いを見たり、ロボット介護者が世話をしたりすることに加えて、ロボット介護者の適切な世話に応じて睡眠状態に遷移して、安心して寝入る状態を表現し、ロボット介護者の心に、より大きな育幼の感覚を促し、存在価値や生きがいを発見することを支援する。
【００２９】
次に図８（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、通常状態Ｍ３、欲求状態Ｍ２、睡眠状態Ｍ１の各状態の処理手順の概略を説明する。
通常状態Ｍ３では図８（Ａ）に示すように、ステップＳ１０Ａの人物検知処理、ステップＳ１０Ｂの音声認識処理、ステップＳ１０Ｃの感情起動処理、ステップＳ１０Ｄの感情表出処理、ステップＳ１０Ｅのモード判定処理、ステップＳ１０Ｆのモード変更処理、の順に処理が行われる。
また欲求状態Ｍ２では図８（Ｂ）に示すように、ステップＳ２０Ａの人物検知処理、ステップＳ２０Ｃの感情起動処理、ステップＳ２０Ｄの感情表出処理、ステップＳ２０Ｅのモード判定処理、ステップＳ２０Ｆのモード変更処理、の順に処理が行われる。
また睡眠状態Ｍ１では図８（Ｃ）に示すように、ステップＳ３０Ｇの睡眠処理、ステップＳ３０Ｈの覚醒判定処理、ステップＳ３０Ｅのモード判定処理、ステップＳ３０Ｆのモード変更処理、の順に処理が行われる。
【００３０】
人物検出処理では、焦電センサＳ１２やカメラＳ２１等からの検出信号に基づいて、被介護者用ロボット装置１の周囲にロボット介護者が存在しているか否かが判定される。
音声認識処理では、マイクＳ２２等の検出信号に基づいて、ロボット介護者からの音声の有無や音声内容が認識される。
感情起動処理では、図６に示す各種の入力検出手段からの検出信号や後述するパラメータ情報等に基づいて感情が起動される。
感情表出処理では、起動された感情が、頭部１０に設けられた各種のアクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１５）やスピーカＡ２２を用いて表現される。
モード判定処理では、図６に示す各種の入力検出手段からの検出信号や後述するパラメータ情報等に基づいて、現在の被介護者用ロボット装置１の状態が、動作休止状態Ｍ０、睡眠状態Ｍ１、欲求状態Ｍ２、通常状態Ｍ３の、どの状態であるかを判定する。
モード変更処理では、判定した状態に応じて、動作休止状態Ｍ０、睡眠状態Ｍ１、欲求状態Ｍ２、通常状態Ｍ３の、いずれかの状態へと処理を遷移させる。
睡眠処理では、まぶた駆動モータＡ１１、唇駆動モータＡ１５、スピーカＡ２２等を制御して、寝息をたてて寝入っている状態を表現する。寝息をたてて寝る睡眠状態を設定することにより、被介護者用ロボット装置１を使用していない状況でも、その存在を強く印象づけることが可能であり、共生感をもたらし、ロボット介護者に強い愛着心を与えることができる。
覚醒判定処理では、図６に示す各種の入力検出手段からの検出信号に基づいて、「起こされたか否か」を判定する。
【００３１】
なお「睡眠処理」において、制御ユニットＣＵは、浅い呼吸を表現する第１睡眠時呼吸と、第１睡眠時呼吸よりも深い呼吸を表現する第２睡眠時呼吸と、を周期的あるいはランダムに繰り返す。そして制御ユニットＣＵは、第１睡眠時呼吸の期間では、記憶手段Ｍ２０に記憶されている種々の呼吸音の中から、浅い睡眠時呼吸音を抽出して音声出力手段に相当するスピーカＡ２２から浅い睡眠時呼吸音を出力する。また制御ユニットＣＵは、第２睡眠時呼吸の期間では、記憶手段Ｍ２０に記憶されている種々の呼吸音の中から、深い睡眠時呼吸音を抽出してスピーカＡ２２から深い睡眠時呼吸音を出力する。なお、浅い呼吸音とは、１回の呼吸量が「深い呼吸音の呼吸量」よりも少ない場合の音であり、深い呼吸音とは、１回の呼吸量が「浅い呼吸音の呼吸量」よりも多い場合の音である。また、記憶手段Ｍ２０に記憶されている種々の呼吸音には、呼吸の深さの違いの他にも、呼吸の継続時間の長さの違いや、呼吸音の音量の違い等、種々の呼吸音が用意されている。
このように、睡眠状態を表現すること、及び睡眠状態において適切な呼吸音を出力して寝息をたてている状態を表現することで、より乳児に近い振る舞いをさせることができるとともに、ロボット介護者に睡眠時の呼吸音を聴かせて、世話をしてあげた達成感から育幼の感覚を得ることを支援することができる。
幼児を寝かしつけることは比較的大変であるとともに立派な育幼であり、ロボット介護者に育幼の感覚が生起することを充分期待できる。
以降では、モード判定処理の概略から詳細を順に説明する。
【００３２】
●［各状態でのモード判定処理の概略（図９）］
図８のステップＳ１０Ｅ、Ｓ２０Ｅ、Ｓ３０Ｅの各モード判定処理は、どれも図９に示す概略フローの流れに従っている。なお、各モード判定処理は、所定タイミング毎（例えば数十［ｍｓ］〜数百［ｍｓ］毎）に制御ユニットＣＵにて実行される。なお、各状態における詳細フローチャート（ステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ３００の内容の詳細）については図１０〜図１４を用いて後述する。図９では、まずモード判定処理の概略を説明する。
制御ユニットＣＵは、通常状態Ｍ３、欲求状態Ｍ２、睡眠状態Ｍ１、のいずれの状態であっても、モード判定処理では、図９の概略フローチャートに示すように、まずステップＳ１００にて休止条件が成立するか否かを判定する。そして休止条件が成立する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６００に進んで動作休止状態であると判定して処理を終了し、休止条件が成立しない場合（Ｎｏ）はステップＳ２００に進む。
【００３３】
ステップＳ２００に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、睡眠条件が成立するか否かを判定する。そして睡眠条件が成立する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進んで睡眠状態であると判定して処理を終了し、睡眠条件が成立しない場合（Ｎｏ）はステップＳ３００に進む。
ステップＳ３００に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、欲求条件が成立するか否かを判定する。そして欲求条件が成立する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進んで欲求状態であると判定して処理を終了し、欲求条件が成立しない場合（Ｎｏ）はステップＳ６０３に進んで通常状態であると判定して処理を終了する。
なお、図９の処理手順から明らかなように、各状態の判定の優先順位は、動作休止状態＞睡眠状態＞欲求状態＞通常状態であり、動作休止状態、睡眠状態、欲求状態、通常状態、のいずれかの状態に必ず判定される。
【００３４】
●［通常状態におけるモード判定処理の詳細（図１０、図１４）］
次に図１０、図１４のフローチャートを用いて、通常状態における図９のモード判定処理の詳細な処理手順を説明する。
【００３５】
［通常状態のモード判定処理の処理手順の詳細］
制御ユニットＣＵは、まず、ステップＳＡ００にて遊び状態Ｍ、喜び状態Ｙを判定し、ステップＳＢ００にて疲労度合パラメータＴを求める。なおステップＳＡ００の処理手順の詳細については図１４（Ａ）に示し、ステップＳＢ００の処理手順の詳細については図１４（Ｂ）に示す。
【００３６】
まず図１４（Ａ）を用いて、ステップＳＡ００の処理手順について説明する。
図１４（Ａ）に示すように、制御ユニットＣＵは、ステップＳＡ１０にて、加速度センサＳ２５の検出信号に基づいた加速度が閾値Ｔｈ６（例えば０．０５［Ｇ］）以上であるか否かを判定する。
加速度が閾値Ｔｈ６以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２２に進み、閾値Ｔｈ６未満である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ１２に進む。
ステップＳＡ１２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、マイクＳ２２からの検出信号に基づいて、ロボット介護者からの音声入力（話しかけ）の有無を判定する。音声入力がある場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２２に進み、音声入力が無い場合（Ｎｏ）はステップＳＡ１４に進む。
ステップＳＡ１４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、額部の光センサＳ１１の検出信号に基づいた光Ａが明るく且つ頭頂部の光センサＳ１４の検出信号に基づいた光Ｂが暗いか否か、または光Ａが暗く且つ光Ｂが明るいか否か、を判定する。光Ａ＝明且つ光Ｂ＝暗、または光Ａ＝暗且つ光Ｂ＝明の場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２２に進み、そうでない場合はステップＳＡ１６に進む。例えばロボット介護者が被介護者用ロボット装置１の額部や頭頂部をなでたりしている場合に、ステップＳＡ２２に進む。
ステップＳＡ１６に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、タッチセンサＳ１３、Ｓ２４のいずれかが非接触状態である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２２に進み、すべて接触状態である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ２４に進む。例えば被介護者用ロボット装置１が床上に放置されている場合は、タッチセンサＳ１３、Ｓ２４のすべて接触状態となるようにタッチセンサＳ１３、Ｓ２４が配置されており、放置されている場合はステップＳＡ２４に進む。
ステップＳＡ２２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは加算値Ｘに１を代入してステップＳＡ３０に進み、ステップＳＡ２４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは加算値Ｘに０を代入してステップＳＡ３０に進む。
ステップＳＡ３０では、制御ユニットＣＵは、遊びパラメータＰ（Ｐ［ｉ−１］）にγ（例えば係数が０．９５）を乗じて、更に加算値Ｘを加算して、遊びパラメータＰ（最新のＰ［ｉ］）の値を求め、ステップＳＡ４０に進む。
【００３７】
ステップＳＡ４０では、制御ユニットＣＵは、求めた遊びパラメータＰが閾値Ｔｈ４以上（例えばパラメータ値が０．１）であるか否かを判定する。遊びパラメータＰが閾値Ｔｈ４以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ５４に進み、閾値Ｔｈ４未満である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ５２に進む。
ステップＳＡ５２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは遊び状態フラグＭをクリア（０）して遊んでもらっていないと判定してステップＳＡ７０に進み、ステップＳＡ５４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは遊び状態フラグＭをセット（１）して遊んでもらっていると判定してステップＳＡ７０に進む。
ステップＳＡ７０にて、制御ユニットＣＵは、遊びパラメータＰが閾値Ｔｈ５（例えばパラメータ値が５．０）以上であるか否かを判定する。遊びパラメータＰが閾値Ｔｈ５以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ７４に進み、閾値Ｔｈ５未満である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ７２に進む。
ステップＳＡ７２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは喜び状態フラグＹをクリア（０）して被介護者用ロボット装置１が喜びを感じていないと判定して処理を終了し、続いて図１０に示すステップＳＢ００に進む。
ステップＳＡ７４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは喜び状態フラグＹをセット（１）して被介護者用ロボット装置１が喜びを感じていると判定して処理を終了し、続いて図１０に示すステップＳＢ００に進む。
【００３８】
次に図１４（Ｂ）を用いて、ステップＳＢ００の処理手順について説明する。
図１４（Ｂ）に示すように、制御ユニットＣＵは、ステップＳＢ１０にて、現在の状態が通常状態であるか否かを判定する。通常状態である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ２０に進み、通常状態でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ３０に進む。
ステップＳＢ２０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、喜び状態フラグＹがセットされているか否かを判定する。喜び状態フラグＹがセットされている場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ５１に進み、喜び状態フラグＹがクリアされている場合（Ｎｏ）はステップＳＢ５２に進む。
ステップＳＢ３０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、現在の状態が欲求状態であるか否かを判定する。欲求状態である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ５３に進み、欲求状態でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ４０に進む。
ステップＳＢ４０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、現在の状態が睡眠状態であるか否かを判定する。睡眠状態である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ５４に進み、睡眠状態でない場合（Ｎｏ）は処理を終了する。
【００３９】
ステップＳＢ５１に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴ（Ｔ［ｉ−１］）に加算値α１（例えばパラメータ値が１．０）を加算して疲労度合パラメータＴ（最新のＴ［ｉ］）を求めて処理を終了する。
ステップＳＢ５２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴ（Ｔ［ｉ−１］）に加算値α２（例えばパラメータ値が０．５）を加算して疲労度合パラメータＴ（最新のＴ［ｉ］）を求めて処理を終了する。
ステップＳＢ５３に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴ（Ｔ［ｉ−１］）に加算値α３（例えばパラメータ値が１．０）を加算して疲労度合パラメータＴ（最新のＴ［ｉ］）を求めて処理を終了する。
ステップＳＢ５４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴ（Ｔ［ｉ−１］）から減算値β（例えばパラメータ値が０．１）を減算して疲労度合パラメータＴ（最新のＴ［ｉ］）を求めて処理を終了する。
【００４０】
図１４（Ａ）に示すステップＳＡ００、図１４（Ｂ）に示すステップＳＢ００の処理を終了すると、図１０のステップＳ１１０に戻り、制御ユニットＣＵは、バッテリ残量が閾値Ｔｈ１０（例えば１０［％］）未満であるか否かを判定する。この場合、バッテリセンサＳＢＴからの検出信号に基づいて判定する。閾値Ｔｈ１０未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６００に進み、動作休止状態であると判定して処理を終了し、閾値Ｔｈ１０以上である場合（Ｎｏ）はステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１２０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、温度センサＳ２６の検出信号に基づいた内部温度が閾値Ｔｈ２０（例えば４０［℃］）より高いか否かを判定する。閾値Ｔｈ２０より高い場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６００に進み、動作休止状態であると判定して処理を終了し、閾値Ｔｈ２０以下である場合（Ｎｏ）はステップＳ２１０に進む。
【００４１】
ステップＳ２１０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、タイマＳＴの検出した時刻に基づいて、現在が夜であるか否か（例えば２１時〜６時であるか否か）を判定する。現在が夜であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、夜でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２２０に進む。夜であっても欲求状態と判定するほうが、より忠実に幼児を模擬することになるが、ロボット介護者の睡眠を妨げないように、被介護者用ロボット装置１の電源が切り忘れられている場合、夜中には強制的に睡眠状態にすることが好ましい。
ステップＳ２２０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、バッテリ残量が閾値Ｔｈ１０（例えば１０［％］）以上であり且つ閾値Ｔｈ１１（例えば２０［％］）未満であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ１０以上であり且つ閾値Ｔｈ１１未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２３０に進む。
【００４２】
ステップＳ２３０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、内部温度が閾値Ｔｈ２０（例えば４０［℃］）以下であり且つ閾値Ｔｈ２１（例えば３５［℃］）より高いか否かを判定する。閾値Ｔｈ２０以下であり且つ閾値Ｔｈ２１より高い場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２４０に進む。
ステップＳ２４０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、ステップＳＢ００にて求めた疲労度合パラメータＴで示される疲労度合が閾値Ｔｈ３１（例えばパラメータ値が１００）より高いか否かを判定する。閾値Ｔｈ３１より高い場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、閾値Ｔｈ３１以下である場合（Ｎｏ）はステップＳ３１０に進む。
【００４３】
ステップＳ３１０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、バッテリ残量が閾値Ｔｈ１１（例えば２０［％］）以上であり且つ閾値Ｔｈ１２（例えば３０［％］）未満であり且つ充電中でないか否かを判定する。この場合、充電中であるか否かは充電検出センサからの検出信号に基づいて判定する。閾値Ｔｈ１１以上であり且つ閾値Ｔｈ１２未満であり且つ充電中でない場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進み、欲求状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ３２０に進む。
ステップＳ３２０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、内部温度が閾値Ｔｈ２２（例えば３２［℃］）より高く且つ閾値Ｔｈ２１（例えば３５［℃］）以下であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ２２より高く且つ閾値Ｔｈ２１以下である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進み、欲求状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ３３０に進む。
【００４４】
ステップＳ３３０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴが閾値Ｔｈ３１（例えばパラメータ値が１００）以下であり且つ遊び状態フラグＭがクリアされているか否かを判定する。疲労度合パラメータＴが閾値Ｔｈ３１以下であり且つ遊び状態フラグＭがクリアされている場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進み、欲求状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ３５０に進む。
ステップＳ３５０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、関節センサＳ３２の検出信号に基づいて、関節が外れているか否かを判定する。関節が外れている場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進み、欲求状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ６０３に進み、通常状態であると判定して処理を終了する。
【００４５】
●［欲求状態におけるモード判定処理の詳細（図１１）］
次に図１１のフローチャートにて、欲求状態における図９のモード判定処理の詳細な処理手順を示すが、この図１１のフローチャートの処理手順は、図１０に示す通常状態におけるフローチャートの処理手順と同一であるので説明は省略する。
【００４６】
●［睡眠状態におけるモード判定処理の詳細（図１２）］
次に図１２に示すフローチャートを用いて、睡眠状態における図９のモード判定処理の詳細な処理手順を説明する。
なお、図１０に示す通常状態における処理手順と重複する個所が多いので、図１０に示す通常状態のフローチャートとの相違点について主に説明する。
【００４７】
図１２に示すステップＳＡ００〜ステップＳ２１０の処理は図１０に示すフローチャートの処理と同一であるので説明を省略する。
図１２に示すフローチャートでは、図１０のステップＳ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２４０の代わりに、ステップＳ２２４、Ｓ２３４、Ｓ２４４の処理が行われる。
ステップＳ２２４では、制御ユニットＣＵは、バッテリ残量が閾値Ｔｈ１０（例えば１０［％］）以上であり且つ閾値Ｔｈ１３（例えば５０［％］）未満であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ１０以上であり且つ閾値Ｔｈ１３未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２３４に進む。
ステップＳ２３４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、内部温度が閾値Ｔｈ２３（例えば２５［℃］）より高く且つ閾値Ｔｈ２０（例えば４０［℃］）以下であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ２３より高く且つ閾値Ｔｈ２０以下である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２４４に進む。
ステップＳ２４４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴで示される疲労度合が閾値Ｔｈ３２（例えばパラメータ値が５０）より高いか否かを判定する。閾値Ｔｈ３２より高い場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、閾値Ｔｈ３２以下である場合（Ｎｏ）はステップＳ６０３に進み、通常状態であると判定して処理を終了する。
【００４８】
●［各状態における、バッテリ残量、内部温度、疲労度合の閾値と判定する状態の関係（図１３）］
図１３（Ａ）は、バッテリ残量に応じて、図１０のフローチャートに示す通常状態、図１１のフローチャートに示す欲求状態、図１２のフローチャートに示す睡眠状態のそれぞれにて、Ｔｈ１０〜Ｔｈ１３にて示される各閾値と、判定する状態（動作休止状態、睡眠状態、欲求状態、通常状態）の関係を示す図である。既に図１０〜図１２を用いて説明済みであるが、図１３（Ａ）に示すように、通常状態及び欲求状態では、バッテリ残量が充分多い場合は通常状態に遷移可能であり、やや残量が減少してくると欲求状態へと遷移させて泣く等の動作をさせて電池交換や充電を催促し、更に残量が減少すると睡眠状態へと遷移させてバッテリの消耗を小さくし、更に残量が減少した場合は動作休止状態へと遷移させている。
なお、被介護者ロボット装置１に充電制御回路を搭載し、バッテリ残量が減少して欲求状態に遷移した場合であっても、家庭用電源から電源ＢＴを充電するための充電用ケーブルを接続して充電中にすると、欲求状態から通常状態へと遷移する。
【００４９】
図１３（Ｂ）は、内部温度に応じて、図１０のフローチャートに示す通常状態、図１１のフローチャートに示す欲求状態、図１２のフローチャートに示す睡眠状態のそれぞれにて、Ｔｈ２０〜Ｔｈ２３にて示される各閾値と、判定する状態（動作休止状態、睡眠状態、欲求状態、通常状態）の関係を示す図である。既に図１０〜図１２を用いて説明済みであるが、図１３（Ｂ）に示すように、通常状態及び欲求状態では、例えば内部温度が常温以下である場合は通常状態に遷移可能であり、やや温度が上昇してくると欲求状態へと遷移させて泣く等の動作をさせて温度を下げることを催促し、更に温度が上昇すると睡眠状態へと遷移させ、更に温度が上昇すると動作休止状態へと遷移させている。
【００５０】
図１３（Ｃ）は、疲労度合に応じて、図１０のフローチャートに示す通常状態、図１１のフローチャートに示す欲求状態、図１２フローチャートに示す睡眠状態のそれぞれにて、Ｔｈ３１、Ｔｈ３２にて示される各閾値と、判定する状態（動作休止状態、睡眠状態、欲求状態、通常状態）の関係を示す図である。既に図１０〜図１２を用いて説明済みであるが、図１３（Ｃ）に示すように、通常状態、欲求状態、睡眠状態のそれぞれにおいて、疲労度合と遊んでもらえているか否かに応じて、適切な状態に遷移するように設定されている。
【００５１】
例えば通常状態において腕関節が外れた脱臼状態となった場合、図１０のステップＳ３５０にて関節が外れていると判定されてステップＳ６０２にて欲求状態と判定され、通常状態から欲求状態へと状態が遷移する。
そして欲求状態と判定された場合、図８（Ｂ）のステップＳ２０Ｃにて痛みや悲しみ等が起動され、ステップＳ２０Ｄにて痛みや悲しみ等が表現される。例えばまぶた駆動モータＡ１１、唇駆動モータＡ１５、涙ＬＥＤ（Ａ１２）にて悲しい表情が作られ、スピーカＡ２２から泣き声や腕が痛い旨の音声が出力される。
そして例えば腕関節が元通りに整復された場合、通常状態と判定され、図８（Ａ）のステップＳ１０Ｃにて喜びが起動され、ステップＳ１０Ｄにて喜びが表現される。例えばまぶた駆動モータＡ１１、唇駆動モータＡ１５、頬ＬＥＤ（Ａ１４）にて喜びの表情が作られ、スピーカＡ２２から喜びの音声が出力される。
【００５２】
本発明の被介護者用ロボット装置１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、処理、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態の説明では、通常状態と欲求状態の少なくとも２つの状態を判定する処理手順（図１０、図１１）において、腕関節が外れた場合に欲求状態と判定して機嫌が悪い状態を表現した。しかし、更に睡眠状態を加え、通常状態と欲求状態と睡眠状態の３つの状態のそれぞれにて、腕関節が外れた場合に欲求状態と判定して機嫌が悪い状態を表現するようにしても良い。すなわち、関節が外れて欲求状態となるのは、通常状態と欲求状態のときだけでなく、睡眠状態においても可能となるようにしても良い。
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５３】
１ 被介護者用ロボット装置
１０ 頭部
２０ 胴体部
３０ 腕部
３１ 上腕部
３２ 前腕部
３３ 手部
ＢＴ 電源
ＣＵ 制御ユニット（状態判定手段）
Ｓ１１、Ｓ１４ 光センサ
Ｓ１２ 焦電センサ
Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３ タッチセンサ
Ｓ２１ カメラ
Ｓ２２ マイク
Ｓ２５ 加速度センサ
Ｓ２６ 温度センサ
Ｓ３２ 関節センサ（関節状態検出手段）
ＳＢＴ バッテリセンサ
ＳＴ タイマ（時刻検出手段）
Ａ１１ まぶた駆動モータ
Ａ１２ 涙ＬＥＤ
Ａ１４ 頬ＬＥＤ
Ａ１５ 唇駆動モータ
Ａ１６ 頭部揺動モータ
Ａ２１ 首旋回モータ
Ａ２２ スピーカ（音声出力手段）
Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３ 旋回モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被介護者用ロボット装置に関し、特に乳児を模擬した被介護者用ロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では国内人口の高齢化が進み、例えば総人口に対する６５歳以上の人口が占める割合である高齢化率が年々上昇する傾向にあり、２０１０年１２月時点では既に２０％を超えている。
高齢者は身体的機能が減衰していくことはもちろんのこと、精神的機能も減衰していく場合があり、身体的な介護を必要とするとともに、精神的な介護を必要とする場合も少なくない。
特に「人」として生きていくためには、自身の存在価値を発見し、自身の生きがいを持ち、精神的機能の減衰を抑制することが重要である。しかし、高齢者は身体的機能が減衰しているので、自由に動きまわることが困難であり行動範囲や交友範囲が限られるため、自身の存在価値や生きがいを発見することは非常に困難である。
【０００３】
近年では、存在価値や生きがいの発見までは掲げていないが、老若男女を問わず、「いやし」や「やすらぎ」等を提供する種々のロボットの開発が進められている。
例えば特許文献１に記載された従来技術には、動物型のロボット装置で、順次供給される入力情報の履歴に応じた現在の動作、及び次に供給される入力情報に基づいて、現在の動作に続く次の動作を決定することにより、自身の感情や本能等の状態に基づいて自律的に行動する、ロボット装置及び動作制御方法が開示されている。このロボット装置でペットを模擬して「いやし」を提供している。
また特許文献２に記載された従来技術には、動物型のロボット装置で、何に対しても興味を持つ好奇心による無邪気な行動を実現し、見ている人の「なごみ」や「やすらぎ」を創出するロボット装置に相当する自動応答機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４９２７６号公報
【特許文献２】特開２００２−０１８１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に記載された従来技術では、実際の動物を模擬して、実際の動物により近い動作・行動をするロボットを提供し、見ている人、関わる人に「いやし」や「やすらぎ」等を提供できると思われる。しかし、ロボット自身が自律的に行動するので、ロボットが補助や介護等を要求する訳ではなく、特に高齢者等が手を出さなくても見ているだけでよく、高齢者等がロボットを見ているだけでは、存在価値や生きがいを発見することは非常に困難であると思われる。
高齢者自身が、そのロボットに手を差し伸べ、高齢者が擬似的に介護をし、高齢者自身がそのロボットの役に立っていると感じることが、高齢者自身が自分の存在価値や生きがいを発見するために重要である。このことは、高齢者であり且つ介護を必要としている者に限らず、高齢者ではないが介護される者である被介護者にとっても同様に重要である。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、高齢者等及び被介護者等の心に育幼の感覚を促すことで、高齢者等及び被介護者等の精神的機能の減衰を抑制し、高齢者等及び被介護者等が存在価値や生きがいを発見することを支援することができる被介護者用ロボット装置を提供することを課題とする。
なお以降では、「被介護者等」と記載することで、高齢者の中でも介護を必要としている高齢者、及び高齢者ではないが介護される者を表す。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る被介護者用ロボット装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段と、自身の内部状態を検出する内部状態検出手段と、感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、判定した状態を表現可能な出力手段である状態表現手段と、を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置である。
そして前記状態判定手段は、前記外部刺激検出手段にて検出した外部からの刺激である外部状態と、前記内部状態検出手段にて検出した自身の内部状態と、に基づいて、自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と、前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、寝入っていることを表す睡眠状態と、の少なくとも３つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて前記状態表現手段を動作させて前記被介護者用ロボット装置の状態を表現する。
【０００７】
この第１の発明によれば、より現実味のある乳児を模擬することが可能であり、特に「睡眠状態」にさせるためには、できるだけ被介護者用ロボット装置に優しく接し、安心感を与える必要がある。従って、被介護者が「世話をしている」という意識を持ち、存在価値や生きがいを発見する支援をすることができる。
【０００８】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る被介護者用ロボット装置であって、前記状態表現手段には、音声出力手段が含まれており、前記状態判定手段は、前記睡眠状態と判定した場合、浅い呼吸音と深い呼吸音を周期的あるいはランダムに繰り返し、それぞれの呼吸音に応じた寝息を前記音声出力手段から出力する。
【０００９】
この第２の発明によれば、被介護者用ロボット装置が「睡眠状態」であることをより明確に表現することに加えて、より安心して寝入っていることを表現できるので、被介護者に、自身の世話のおかげで安心して寝入っていると表現できる。
これにより、世話をしてくれる被介護者が、存在価値や生きがいを発見する支援をすることができる。
【００１０】
次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る被介護者用ロボット装置であって、前記内部状態検出手段には、時刻検出手段が含まれており、前記状態判定手段は、前記時刻検出手段を用いて夜中であることを検出すると、前記被介護者用ロボット装置の状態を強制的に前記睡眠状態とする。
【００１１】
この第３の発明によれば、乳児をより現実的に模擬すると、夜中に泣くのが普通であるが、夜中では強制的に睡眠状態とする。
これにより、世話をしてくれる被介護者のストレスを低減し、長期に渡って世話を継続することを支援することができる。
【００１２】
次に、本発明の第４の発明は、外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段と、自身の内部状態を検出する内部状態検出手段と、感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、判定した状態を表現可能な出力手段である状態表現手段と、を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置である。
前記被介護者用ロボット装置には、脱臼・整復可能な関節を備えて可動する腕部が設けられており、前記関節は、許容量以上の力が加えられると外れて脱臼状態となるように構成されているとともに元通りに整復することが可能となるように構成されており、前記内部状態検出手段には、前記関節の脱臼・整復状態を検出する関節状態検出手段が含まれている。
そして前記状態判定手段は、自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と、前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、の少なくとも２つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて前記状態表現手段を動作させて前記被介護者用ロボット装置の状態を表現し、前記関節状態検出手段にて前記関節が脱臼状態であることを検出すると、前記欲求状態であると判定して前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を前記状態表現手段を用いて表現する。
【００１３】
この第４の発明によれば、被介護者用ロボット装置は、関節が脱臼状態である場合は例えば泣いて元通りに整復してくれるように要求し、関節が元通りに整復されると、機嫌が良くなる表現を行う。
このように、世話をしてくれる被介護者等に、より具体的な世話を積極的に要求する。この場合、例えば腕関節が脱臼して痛いことを音声で出力したりして脱臼状態となった関節を元通りに整復することを要求する。
これにより、被介護者等が、どのような世話をすればよいか、的確な世話を行える支援をすることができる。
なお、要求した世話が行われた場合には、満足する表現を行うことが好ましい。この場合、脱臼状態となった関節が元通りに整復された場合には、例えば喜びや笑顔等を表現して満足する表現を行うことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の被介護者用ロボット装置１の一実施の形態を説明する外観図である。
【図２】被介護者用ロボット装置１の各部を説明する図であり、（Ａ）は頭部の顔側の斜視図を、（Ｂ）は頭部の側面図を、（Ｃ）は胴体部の腹側の斜視図を、（Ｄ）は胴体部の背中側の斜視図を、（Ｅ）は右腕の斜視図を示している。
【図３】被介護者用ロボット装置１の頭部１０の内部構造の例を説明する図であり、（Ａ）は顔部分を裏側から見た図であり、（Ｂ）は表皮を省略した顔部分を表側から見た図である。
【図４】被介護者用ロボット装置１の頭部１０と胴体部２０を接続する首に相当する部分の内部構造の例を説明する図である。
【図５】被介護者用ロボット装置１の腕部３０における関節の構造の例を説明する図である。
【図６】被介護者用ロボット装置１の入出力のブロック図である。
【図７】被介護者用ロボット装置１のソフトウェアにおける状態遷移を説明する図である。
【図８】図７の各状態における処理の流れを説明する概略フローチャートである。
【図９】図８の概略フローチャートにおいて各状態のモード判定処理の概念を説明するフローチャートである。
【図１０】通常状態におけるモード判定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１１】欲求状態におけるモード判定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１２】睡眠状態におけるモード判定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１３】各状態のモード判定処理の判定方法を補足する図である。
【図１４】（Ａ）はモード判定処理にて使用する、遊んでもらえているか否かを示す遊び状態、及び疲労度合を求める際の喜び状態を判定する例の手順を、（Ｂ）はモード判定処理にて使用する疲労度合を算出する例の手順を、説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の被介護者用ロボット装置１の一実施の形態の概略外観図を示している。
【００１６】
●［被介護者用ロボット装置１の外観と入出力構成（図１〜図６）］
図１に示すように、本実施の形態における被介護者用ロボット装置１は、頭部１０と胴体部２０とを有し、乳児用の衣類に近似した衣類で包み、乳児を模擬した外観、形状、大きさ、重量等を有している。
そして、被介護者用ロボット装置１に乳児のような振る舞いをさせることで、被介護者用ロボット装置１の世話をしてくれる被介護者等の心に育幼の感覚を促し、ロボット介護者が存在価値や生きがいを発見する支援をする。以降、被介護者用ロボット装置１の世話をしてくれる人、あるいはあやしてくれる人を「ロボット介護者」と記載する。
なお、普段の生活において介護人の援助を必要とする「被介護者」は、本実施の形態にて説明する被介護者用ロボット装置１に対しては「介護者」となる。
【００１７】
図１は被介護者用ロボット装置１の外観を示し、図２（Ａ）及び（Ｂ）は被介護者用ロボット装置１の頭部１０の外観を示し、図２（Ｃ）及び（Ｄ）は被介護者用ロボット装置１の胴体部２０の外観を示し、図２（Ｅ）は被介護者用ロボット装置１の腕部３０の外観を示しており、右腕の例を示している。
また、図３（Ａ）及び（Ｂ）は頭部１０における顔に相当する部分の内部構造の例を示し、図４は頭部１０と胴体部２０を接続している首に相当する部分の内部構造の例を示し、図５は腕部３０の外観と脱臼・整復可能な関節の構造の例を示している。
また図６は被介護者用ロボット装置１の入出力を示すブロック図である。制御ユニットＣＵはＣＰＵ等の演算手段Ｃ１０と、制御プログラムが格納された記憶手段Ｍ１０や、泣き声や笑い声や寝息等のデータが格納された記憶手段Ｍ２０等を備えている。そして図６に示すように、制御ユニットＣＵは、図６中に符号Ｓｘｘで示す各種の検出手段からの検出信号を取り込み、図６中に符号Ａｘｘで示す各種のアクチュエータに駆動信号を出力する。また制御ユニットＣＵは、パーソナルコンピュータＰＣ等の他の機器と通信回線等にて接続可能であり、パーソナルコンピュータＰＣから制御プログラムを書き換えたり、動作チェックを行ったりすることができる。
なお、記憶手段としてＦｌａｓｈメモリを搭載し、電源ＢＴが切れる前や電源ＢＴの交換前の状態をＦｌａｓｈメモリに記憶すれば、電源ＢＴの充電後あるいは交換後、充電前または交換前の状態に応じた動作を再開することができるので、より好ましい。
なお、電源ＢＴを、例えば擬似オムツと一体的に構成し、電源ＢＴのバッテリ残量が低下した場合に欲求状態に遷移して、泣き声等をスピーカＡ２２から出力したり、まぶた駆動モータＡ１１を動作させるとともに涙ＬＥＤ（Ａ１２）を点灯あるいは点滅させて泣き顔を表現したりして、予め充電した電源ＢＴが取付けられている擬似オムツとの交換を要求するようにしても良い。
あるいは、電源ＢＴのバッテリ残量が低下した場合に欲求状態に遷移して上記のように泣き声の出力や泣き顔を表現し、家庭用電源から電源ＢＴを充電するための充電用ケーブルの接続を要求するようにしても良い。図示省略するが、被介護者用ロボット装置１に充電制御回路を搭載し、充電用ケーブルが接続されると、充電制御回路から電源ＢＴを充電させながら被介護者用ロボット装置１の制御ユニットＣＵや各アクチュエータに電力を供給させることができる。また充電用ケーブルが抜かれると、充電制御回路から電源ＢＴへの充電を停止させ、電源ＢＴから被介護者用ロボット装置１の制御ユニットＣＵや各アクチュエータに電力を供給させるように動作させることができる。
【００１８】
次に、図１、図２（Ａ）及び（Ｂ）、図３（Ａ）及び（Ｂ）、図４、図６を用いて、頭部１０に設けられている入力検出手段と出力手段のそれぞれについて説明する。
頭部１０の額部と頭頂部に相当する位置には、光の明暗を検出する光検出手段である光センサＳ１１、Ｓ１４が設けられている。
また頭部１０の左右の耳に相当する位置には、赤外線の量の変化を検出することでロボット介護者を検出する赤外線検出手段である焦電センサＳ１２が設けられている。
また頭部１０の後頭部に相当する位置には、当該位置に他の物体が接触しているか否かを検出する接触検出手段であるタッチセンサＳ１３が設けられている。
【００１９】
図３（Ａ）は顔部分の裏側から見た図であり、図３（Ｂ）は表皮を省略した顔部分の表側から見た図である。顔部分の表面にはシリコン樹脂等で形成された表皮が被されている。
また頭部１０の左右の眼に相当する位置には、まぶたを開閉する眼球１１が設けられている。そして図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、眼球１１はシャフト１１Ａの両端に接続されており、まぶた駆動モータＡ１１にて眼球１１が回転軸Ｘ１１回りに回転駆動されてまぶたが開閉する。
また頭部１０の左右の眼球１１の下に相当する位置には、涙を表す涙ＬＥＤ（Ａ１２）が設けられている。
また頭部１０の左右の頬に相当する位置には、赤くなった頬を表す頬ＬＥＤ（Ａ１４）が設けられている。
また頭部１０の口に相当する位置の唇１５の裏側には、唇１５を駆動して唇１５を開閉する唇駆動モータＡ１５が設けられている。また、唇及び唇の周囲を含む表皮はシリコン樹脂等で形成されて滑らかに唇が開閉するように構成されている。
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、唇駆動モータＡ１５はカム１５Ｃを回転駆動するように取付けられており、カム１５Ｃの回転軸Ｘ１５Ａから偏心した位置には偏心軸部材１５Ｓが設けられている。そして偏心軸部材１５Ｓは唇駆動部材１５Ｂに設けられたスリットに挿通されている。この構成により、唇駆動モータＡ１５がカム１５Ｃを回転駆動すると、唇駆動部材１５Ｂが回転軸Ｘ１５回りに揺動し、唇１５はゆっくり、且つ滑らかに動作する。
また頭部１０における首との接続個所に相当する位置には、首に対して頭部１０を前後に揺動する頭部揺動モータＡ１６が設けられている。また図４に示すように、頭部１０は、胴体部２０に設けられて頭部１０を左右に旋回させる首旋回モータＡ２１に接続されたシャフト２１Ａに対して、回転軸Ｘ１６回りに揺動可能となるように接続部材１６Ｂにてシャフト２１Ａに接続されている。また図４に示すように、頭部揺動モータＡ１６は、揺動カム１６Ｃを回転駆動し、揺動カム１６Ｃの偏心した位置には偏心軸部材１６Ｓが設けられている。そして偏心軸部材１６Ｓは、シャフト２１Ａの先端に形成されたスリット２１Ｓに嵌め込まれている。この構成により、頭部揺動モータＡ１６が揺動カム１６を回転駆動すると、シャフト２１Ａに対して頭部１０が回転軸Ｘ１６回りに揺動する。
【００２０】
次に、図１、図２（Ｃ）及び（Ｄ）、図４、図６を用いて、胴体部２０に設けられている入力検出手段と出力手段のそれぞれについて説明する。
胴体部２０の胸に相当する位置の上方には、被介護者用ロボット装置１の正面にいるロボット介護者の存在を画像で検出する撮像手段であるカメラＳ２１が設けられている。
また胴体部２０のカメラＳ２１に近接する位置には、ロボット介護者の存在及び言葉を検出する音声検出手段であるマイクＳ２２が設けられている。
また胴体部２０の腹部に相当する位置、背中に相当する位置のそれぞれには、各位置に他の物体が接触しているか否かを検出する接触検出手段であるタッチセンサＳ２３、Ｓ２４が設けられている。なお、タッチセンサの取り付け位置は、これらの位置に限定されず、適宜、適切な位置に取り付けられる。
また胴体部２０の内部には、被介護者用ロボット装置１を揺り動かしてあやしてくれていることを検出する加速度検出手段である加速度センサＳ２５や、内部の温度を検出する温度検出手段である温度センサＳ２６が設けられている。
また胴体部２０には、被介護者用ロボット装置１のバッテリであって充電、着脱等が可能な電源ＢＴが取付けられており、電源ＢＴのバッテリ残量を検出する電源検出手段であるバッテリセンサＳＢＴが設けられている。
また図示省略するが、充電用ケーブルを接続して電源ＢＴを充電中であるか否かを検出可能な充電検出センサも設けられている。
【００２１】
また胴体部２０における首との接続個所に相当する位置には、首を左右に旋回させる首旋回モータＡ２１が設けられている。図４を用いて上述したように、首旋回モータＡ２１はシャフト２１Ａを旋回させて頭部１０を左右に旋回させる。なお被介護者用ロボット装置１では、まだ首が充分にすわっていない幼児の状態を模擬しており、例えばロボット介護者が後頭部を支えなければ頭部１０が垂れ下がるように、制御ユニットＣＵは首旋回モータＡ２１及び頭部揺動モータＡ１６を駆動する。
また胴体部２０の胸に相当する位置には、被介護者用ロボット装置１の感情等に基づいた音声を出力する音声出力手段であるスピーカＡ２２が設けられている。
また胴体部２０には、各入力検出手段からの検出信号に基づいて被介護者用ロボット装置１の感情を含む自身の状態を判定するとともに各出力手段を駆動して判定した状態を表現する状態判定手段である制御ユニットＣＵが収容されている。
【００２２】
次に、図１、図２（Ｅ）、図５、図６を用いて、胴体部２０に設けられている腕部３０の入力検出手段と出力手段のそれぞれについて説明する。なお図２（Ｅ）、図５に示す腕部３０は右腕を表しているが、左腕も同様である。
腕部３０は、肩から肘に相当する上腕部３１Ｂと、肘から先を軸Ｘ３１回りに旋回させる肘回転部３１と、肘から手首に相当する前腕部３２と、手首から手先に相当する手部３３と、で構成されている。
上腕部３１Ｂは胴体部２０に取り付けられ、上腕部３１Ｂには肘回転部３１が接続され、肘回転部３１には前腕部３２が接続され、前腕部３２には手部３３が接続されている。
【００２３】
上腕部３１Ｂには、上腕部３１Ｂに対して肘回転部３１を軸Ｘ３１回りに旋回させる旋回モータＡ３１が設けられている。
前腕部３２には、肘回転部３１に対して前腕部３２を軸Ｙ３２回りに旋回させる旋回モータＡ３２が設けられている。
手部３３には、前腕部３２に対して手部３３を軸Ｙ３３回りに旋回させる旋回モータＡ３３が設けられている。また手部３３における掌に相当する位置にはタッチセンサＳ３３が設けられており、ロボット介護者が手部３３に触れているか否かを検出することができる。
【００２４】
なお図５に示すように、例えば前腕部３２を軸Ｙ３２回りに旋回させる関節部には、特開２００７−３０１７０４にて開示されているような、所定量以上の負荷がかかると接続が解除されて脱臼状態となるラッチ機構が設けられている。なお本願では、この脱臼・整復可能なラッチ機構にて駆動機構の破損を防止するだけでなく、後述するように、接続が解除されて脱臼状態となった場合、ロボット介護者に元通りに整復するように催促するような振る舞いをさせる。例えば、後述する欲求状態に遷移して、悲しみや痛み等を表現し、関節を元通りに整復することを要求する。また、元通りに整復された場合は、例えば後述する通常状態に遷移して喜び等を表現する。そして脱臼状態と整復状態を検出可能とするため、対象とする関節部には、ラッチ機構である関節部の脱臼状態及び整復状態を検出可能な関節センサＳ３２が設けられている。なお関節センサＳ３２は「関節状態検出手段」に相当する。
例えばラッチ機構は、図５の拡大図に示すように、旋回モータＡ３２の回転軸に接続されて係合部材３２Ｋを係合可能な凹部３２Ｇが形成された被係合部材３２Ｈと、旋回モータＡ３２の方向に往復移動が可能に構成された係合部材３２Ｋと、係合部材３２Ｋを旋回モータＡ３２の側に所定の付勢力で付勢する板ばね３２Ｄ等にて構成されている。
そして関節センサＳ３２は、例えば被係合部材３２Ｈにおける肘回転部３１に対向する位置と、肘回転部３１における被係合部材３２Ｈに対向する位置と、のそれぞれに取り付けられた導電性の端子で構成されている。腕関節が脱臼していない整復状態であるラッチ接続状態ではそれぞれの端子が接触して導通状態となり、腕関節が外れた脱臼状態であるラッチ外れ状態ではそれぞれの端子が離間して絶縁状態となることで、制御ユニットＣＵは、腕関節が外れているか否かを判定することができる。
なお、関節センサＳ３２は、上記の構成以外にも、例えば弾性体に歪センサを取り付け、弾性体の変形量やトルク等を検出して関節が外れているか否かを検出するようにしても良い。
また上記の説明では、前腕部３２を軸Ｙ３２回りに旋回させる関節部にラッチ機構と関節センサＳ３２を設けた例を説明したが、ラッチ機構と関節センサＳ３２とを一部の関節部に設けて当該関節部の脱臼時の欲求状態の表現及び整復時の通常状態の表現を行うようにしても良い。また、ラッチ機構と関節センサＳ３２とを全ての関節部に設けて全ての関節部に対して脱臼時の欲求状態の表現及び整復時の通常状態の表現を行うようにしても良い。
【００２５】
また図６に示すように、制御ユニットＣＵは、現在の時刻を検出可能な時刻検出手段であるタイマＳＴを有している。
上記に説明した、光センサＳ１１、Ｓ１４、焦電センサＳ１２、タッチセンサＳ１３、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、カメラＳ２１、マイクＳ２２、加速度センサＳ２５は、被介護者用ロボット装置１の外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段に相当する。なお、外部刺激検出手段は、図６中では符号Ｇｇで表されている。
また温度センサＳ２６、バッテリセンサＳＢＴ、関節センサＳ３２、タイマＳＴは、被介護者用ロボット装置１の自身の内部状態を検出する内部状態検出手段に相当する。なお、内部状態検出手段は、図６中では符号Ｇｎで表されている。
また、まぶた駆動モータＡ１１等の各種モータ、涙ＬＥＤ（Ａ１２）等の各種ＬＥＤ、スピーカＡ２２は、被介護者用ロボット装置１の状態を表現可能な出力手段である状態表現手段に相当する。なお、状態表現手段は、図６中では符号Ｇｊで表されている。
以上に説明したように、被介護者用ロボット装置１には制御ユニットＣＵが収容されており、制御ユニットＣＵは、外部刺激検出手段にて検出した外部状態と、内部状態検出手段にて検出した自身の内部状態と、に基づいて、被介護者用ロボット装置１が機嫌の良い状態を表す通常状態と、通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、寝入っていることを表す睡眠状態と、の少なくとも３つの状態のいずれの状態であるかを判定する。そして制御ユニットＣＵは、判定した状態に応じて状態表現手段を動作させて、被介護者用ロボット装置１の感情等を含む状態を表現し、被介護者用ロボット装置１を乳児のごとく振る舞わせる。
以下、制御ユニットＣＵにて、被介護者用ロボット装置１の状態を決定するソフトウェアの処理について説明する。
【００２６】
●［ソフトウェアによる各状態への遷移と各状態の処理の概略（図７、図８）］
まず図７の状態遷移図を用いて、制御ユニットＣＵにおけるソフトウェアによる状態遷移について説明する。制御ユニットＣＵは、被介護者用ロボット装置１の状態を、動作休止状態Ｍ０または睡眠状態Ｍ１または欲求状態Ｍ２または通常状態Ｍ３の４つの状態のいずれかの状態とする。
動作休止状態Ｍ０は、バッテリ残量の不足により、動作を一時的に停止させた状態である。
睡眠状態Ｍ１は、乳児の睡眠状態を模擬した状態である。
欲求状態Ｍ２は、乳児が起きていて感情が比較的不安定な状態であって主に泣いている状態等を表現した状態である。
通常状態Ｍ３は、乳児が起きていて感情が比較的安定した状態であって平静な状態や喜んでいる状態等を表現した状態である。
【００２７】
図７に示すように、動作休止状態Ｍ０では、動作休止状態Ｍ０の継続、または充電や電源ＢＴの交換によりバッテリ残量の不足が解消されると動作休止状態Ｍ０から睡眠状態Ｍ１や欲求状態Ｍ２や通常状態Ｍ３への遷移が可能である。
また睡眠状態Ｍ１では、睡眠状態Ｍ１の継続、または動作休止状態Ｍ０や欲求状態Ｍ２や通常状態Ｍ３への遷移が可能である。
また欲求状態Ｍ２では、欲求状態Ｍ２の継続、または動作休止状態Ｍ０や睡眠状態Ｍ１や通常状態Ｍ３への遷移が可能である。
また通常状態Ｍ３では、通常状態Ｍ３の継続、または動作休止状態Ｍ０や睡眠状態Ｍ１や欲求状態Ｍ２への遷移が可能である。
【００２８】
動物を模擬した従来のロボット装置では、実際の動物の動作を模擬し、ロボット装置の振る舞いを被介護者等が見たり被介護者等が世話をしたりすることで被介護者等が「いやし」を感じるものであった。
本願の被介護者用ロボット装置１は、ロボット介護者が乳児を模擬した振る舞いを見たり、ロボット介護者が世話をしたりすることに加えて、ロボット介護者の適切な世話に応じて睡眠状態に遷移して、安心して寝入る状態を表現し、ロボット介護者の心に、より大きな育幼の感覚を促し、存在価値や生きがいを発見することを支援する。
【００２９】
次に図８（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、通常状態Ｍ３、欲求状態Ｍ２、睡眠状態Ｍ１の各状態の処理手順の概略を説明する。
通常状態Ｍ３では図８（Ａ）に示すように、ステップＳ１０Ａの人物検知処理、ステップＳ１０Ｂの音声認識処理、ステップＳ１０Ｃの感情起動処理、ステップＳ１０Ｄの感情表出処理、ステップＳ１０Ｅのモード判定処理、ステップＳ１０Ｆのモード変更処理、の順に処理が行われる。
また欲求状態Ｍ２では図８（Ｂ）に示すように、ステップＳ２０Ａの人物検知処理、ステップＳ２０Ｃの感情起動処理、ステップＳ２０Ｄの感情表出処理、ステップＳ２０Ｅのモード判定処理、ステップＳ２０Ｆのモード変更処理、の順に処理が行われる。
また睡眠状態Ｍ１では図８（Ｃ）に示すように、ステップＳ３０Ｇの睡眠処理、ステップＳ３０Ｈの覚醒判定処理、ステップＳ３０Ｅのモード判定処理、ステップＳ３０Ｆのモード変更処理、の順に処理が行われる。
【００３０】
人物検出処理では、焦電センサＳ１２やカメラＳ２１等からの検出信号に基づいて、被介護者用ロボット装置１の周囲にロボット介護者が存在しているか否かが判定される。
音声認識処理では、マイクＳ２２等の検出信号に基づいて、ロボット介護者からの音声の有無や音声内容が認識される。
感情起動処理では、図６に示す各種の入力検出手段からの検出信号や後述するパラメータ情報等に基づいて感情が起動される。
感情表出処理では、起動された感情が、頭部１０に設けられた各種のアクチュエータ（Ａ１１〜Ａ１５）やスピーカＡ２２を用いて表現される。
モード判定処理では、図６に示す各種の入力検出手段からの検出信号や後述するパラメータ情報等に基づいて、現在の被介護者用ロボット装置１の状態が、動作休止状態Ｍ０、睡眠状態Ｍ１、欲求状態Ｍ２、通常状態Ｍ３の、どの状態であるかを判定する。
モード変更処理では、判定した状態に応じて、動作休止状態Ｍ０、睡眠状態Ｍ１、欲求状態Ｍ２、通常状態Ｍ３の、いずれかの状態へと処理を遷移させる。
睡眠処理では、まぶた駆動モータＡ１１、唇駆動モータＡ１５、スピーカＡ２２等を制御して、寝息をたてて寝入っている状態を表現する。寝息をたてて寝る睡眠状態を設定することにより、被介護者用ロボット装置１を使用していない状況でも、その存在を強く印象づけることが可能であり、共生感をもたらし、ロボット介護者に強い愛着心を与えることができる。
覚醒判定処理では、図６に示す各種の入力検出手段からの検出信号に基づいて、「起こされたか否か」を判定する。
【００３１】
なお「睡眠処理」において、制御ユニットＣＵは、浅い呼吸を表現する第１睡眠時呼吸と、第１睡眠時呼吸よりも深い呼吸を表現する第２睡眠時呼吸と、を周期的あるいはランダムに繰り返す。そして制御ユニットＣＵは、第１睡眠時呼吸の期間では、記憶手段Ｍ２０に記憶されている種々の呼吸音の中から、浅い睡眠時呼吸音を抽出して音声出力手段に相当するスピーカＡ２２から浅い睡眠時呼吸音を出力する。また制御ユニットＣＵは、第２睡眠時呼吸の期間では、記憶手段Ｍ２０に記憶されている種々の呼吸音の中から、深い睡眠時呼吸音を抽出してスピーカＡ２２から深い睡眠時呼吸音を出力する。なお、浅い呼吸音とは、１回の呼吸量が「深い呼吸音の呼吸量」よりも少ない場合の音であり、深い呼吸音とは、１回の呼吸量が「浅い呼吸音の呼吸量」よりも多い場合の音である。また、記憶手段Ｍ２０に記憶されている種々の呼吸音には、呼吸の深さの違いの他にも、呼吸の継続時間の長さの違いや、呼吸音の音量の違い等、種々の呼吸音が用意されている。
このように、睡眠状態を表現すること、及び睡眠状態において適切な呼吸音を出力して寝息をたてている状態を表現することで、より乳児に近い振る舞いをさせることができるとともに、ロボット介護者に睡眠時の呼吸音を聴かせて、世話をしてあげた達成感から育幼の感覚を得ることを支援することができる。
幼児を寝かしつけることは比較的大変であるとともに立派な育幼であり、ロボット介護者に育幼の感覚が生起することを充分期待できる。
以降では、モード判定処理の概略から詳細を順に説明する。
【００３２】
●［各状態でのモード判定処理の概略（図９）］
図８のステップＳ１０Ｅ、Ｓ２０Ｅ、Ｓ３０Ｅの各モード判定処理は、どれも図９に示す概略フローの流れに従っている。なお、各モード判定処理は、所定タイミング毎（例えば数十［ｍｓ］〜数百［ｍｓ］毎）に制御ユニットＣＵにて実行される。なお、各状態における詳細フローチャート（ステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ３００の内容の詳細）については図１０〜図１４を用いて後述する。図９では、まずモード判定処理の概略を説明する。
制御ユニットＣＵは、通常状態Ｍ３、欲求状態Ｍ２、睡眠状態Ｍ１、のいずれの状態であっても、モード判定処理では、図９の概略フローチャートに示すように、まずステップＳ１００にて休止条件が成立するか否かを判定する。そして休止条件が成立する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６００に進んで動作休止状態であると判定して処理を終了し、休止条件が成立しない場合（Ｎｏ）はステップＳ２００に進む。
【００３３】
ステップＳ２００に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、睡眠条件が成立するか否かを判定する。そして睡眠条件が成立する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進んで睡眠状態であると判定して処理を終了し、睡眠条件が成立しない場合（Ｎｏ）はステップＳ３００に進む。
ステップＳ３００に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、欲求条件が成立するか否かを判定する。そして欲求条件が成立する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進んで欲求状態であると判定して処理を終了し、欲求条件が成立しない場合（Ｎｏ）はステップＳ６０３に進んで通常状態であると判定して処理を終了する。
なお、図９の処理手順から明らかなように、各状態の判定の優先順位は、動作休止状態＞睡眠状態＞欲求状態＞通常状態であり、動作休止状態、睡眠状態、欲求状態、通常状態、のいずれかの状態に必ず判定される。
【００３４】
●［通常状態におけるモード判定処理の詳細（図１０、図１４）］
次に図１０、図１４のフローチャートを用いて、通常状態における図９のモード判定処理の詳細な処理手順を説明する。
【００３５】
［通常状態のモード判定処理の処理手順の詳細］
制御ユニットＣＵは、まず、ステップＳＡ００にて遊び状態Ｍ、喜び状態Ｙを判定し、ステップＳＢ００にて疲労度合パラメータＴを求める。なおステップＳＡ００の処理手順の詳細については図１４（Ａ）に示し、ステップＳＢ００の処理手順の詳細については図１４（Ｂ）に示す。
【００３６】
まず図１４（Ａ）を用いて、ステップＳＡ００の処理手順について説明する。
図１４（Ａ）に示すように、制御ユニットＣＵは、ステップＳＡ１０にて、加速度センサＳ２５の検出信号に基づいた加速度が閾値Ｔｈ６（例えば０．０５［Ｇ］）以上であるか否かを判定する。
加速度が閾値Ｔｈ６以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２２に進み、閾値Ｔｈ６未満である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ１２に進む。
ステップＳＡ１２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、マイクＳ２２からの検出信号に基づいて、ロボット介護者からの音声入力（話しかけ）の有無を判定する。音声入力がある場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２２に進み、音声入力が無い場合（Ｎｏ）はステップＳＡ１４に進む。
ステップＳＡ１４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、額部の光センサＳ１１の検出信号に基づいた光Ａが明るく且つ頭頂部の光センサＳ１４の検出信号に基づいた光Ｂが暗いか否か、または光Ａが暗く且つ光Ｂが明るいか否か、を判定する。光Ａ＝明且つ光Ｂ＝暗、または光Ａ＝暗且つ光Ｂ＝明の場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２２に進み、そうでない場合はステップＳＡ１６に進む。例えばロボット介護者が被介護者用ロボット装置１の額部や頭頂部をなでたりしている場合に、ステップＳＡ２２に進む。
ステップＳＡ１６に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、タッチセンサＳ１３、Ｓ２４のいずれかが非接触状態である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ２２に進み、すべて接触状態である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ２４に進む。例えば被介護者用ロボット装置１が床上に放置されている場合は、タッチセンサＳ１３、Ｓ２４のすべて接触状態となるようにタッチセンサＳ１３、Ｓ２４が配置されており、放置されている場合はステップＳＡ２４に進む。
ステップＳＡ２２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは加算値Ｘに１を代入してステップＳＡ３０に進み、ステップＳＡ２４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは加算値Ｘに０を代入してステップＳＡ３０に進む。
ステップＳＡ３０では、制御ユニットＣＵは、遊びパラメータＰ（Ｐ［ｉ−１］）にγ（例えば係数が０．９５）を乗じて、更に加算値Ｘを加算して、遊びパラメータＰ（最新のＰ［ｉ］）の値を求め、ステップＳＡ４０に進む。
【００３７】
ステップＳＡ４０では、制御ユニットＣＵは、求めた遊びパラメータＰが閾値Ｔｈ４以上（例えばパラメータ値が０．１）であるか否かを判定する。遊びパラメータＰが閾値Ｔｈ４以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ５４に進み、閾値Ｔｈ４未満である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ５２に進む。
ステップＳＡ５２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは遊び状態フラグＭをクリア（０）して遊んでもらっていないと判定してステップＳＡ７０に進み、ステップＳＡ５４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは遊び状態フラグＭをセット（１）して遊んでもらっていると判定してステップＳＡ７０に進む。
ステップＳＡ７０にて、制御ユニットＣＵは、遊びパラメータＰが閾値Ｔｈ５（例えばパラメータ値が５．０）以上であるか否かを判定する。遊びパラメータＰが閾値Ｔｈ５以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＡ７４に進み、閾値Ｔｈ５未満である場合（Ｎｏ）はステップＳＡ７２に進む。
ステップＳＡ７２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは喜び状態フラグＹをクリア（０）して被介護者用ロボット装置１が喜びを感じていないと判定して処理を終了し、続いて図１０に示すステップＳＢ００に進む。
ステップＳＡ７４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは喜び状態フラグＹをセット（１）して被介護者用ロボット装置１が喜びを感じていると判定して処理を終了し、続いて図１０に示すステップＳＢ００に進む。
【００３８】
次に図１４（Ｂ）を用いて、ステップＳＢ００の処理手順について説明する。
図１４（Ｂ）に示すように、制御ユニットＣＵは、ステップＳＢ１０にて、現在の状態が通常状態であるか否かを判定する。通常状態である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ２０に進み、通常状態でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ３０に進む。
ステップＳＢ２０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、喜び状態フラグＹがセットされているか否かを判定する。喜び状態フラグＹがセットされている場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ５１に進み、喜び状態フラグＹがクリアされている場合（Ｎｏ）はステップＳＢ５２に進む。
ステップＳＢ３０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、現在の状態が欲求状態であるか否かを判定する。欲求状態である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ５３に進み、欲求状態でない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ４０に進む。
ステップＳＢ４０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、現在の状態が睡眠状態であるか否かを判定する。睡眠状態である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ５４に進み、睡眠状態でない場合（Ｎｏ）は処理を終了する。
【００３９】
ステップＳＢ５１に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴ（Ｔ［ｉ−１］）に加算値α１（例えばパラメータ値が１．０）を加算して疲労度合パラメータＴ（最新のＴ［ｉ］）を求めて処理を終了する。
ステップＳＢ５２に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴ（Ｔ［ｉ−１］）に加算値α２（例えばパラメータ値が０．５）を加算して疲労度合パラメータＴ（最新のＴ［ｉ］）を求めて処理を終了する。
ステップＳＢ５３に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴ（Ｔ［ｉ−１］）に加算値α３（例えばパラメータ値が１．０）を加算して疲労度合パラメータＴ（最新のＴ［ｉ］）を求めて処理を終了する。
ステップＳＢ５４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴ（Ｔ［ｉ−１］）から減算値β（例えばパラメータ値が０．１）を減算して疲労度合パラメータＴ（最新のＴ［ｉ］）を求めて処理を終了する。
【００４０】
図１４（Ａ）に示すステップＳＡ００、図１４（Ｂ）に示すステップＳＢ００の処理を終了すると、図１０のステップＳ１１０に戻り、制御ユニットＣＵは、バッテリ残量が閾値Ｔｈ１０（例えば１０［％］）未満であるか否かを判定する。この場合、バッテリセンサＳＢＴからの検出信号に基づいて判定する。閾値Ｔｈ１０未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６００に進み、動作休止状態であると判定して処理を終了し、閾値Ｔｈ１０以上である場合（Ｎｏ）はステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１２０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、温度センサＳ２６の検出信号に基づいた内部温度が閾値Ｔｈ２０（例えば４０［℃］）より高いか否かを判定する。閾値Ｔｈ２０より高い場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６００に進み、動作休止状態であると判定して処理を終了し、閾値Ｔｈ２０以下である場合（Ｎｏ）はステップＳ２１０に進む。
【００４１】
ステップＳ２１０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、タイマＳＴの検出した時刻に基づいて、現在が夜であるか否か（例えば２１時〜６時であるか否か）を判定する。現在が夜であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、夜でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２２０に進む。夜であっても欲求状態と判定するほうが、より忠実に幼児を模擬することになるが、ロボット介護者の睡眠を妨げないように、被介護者用ロボット装置１の電源が切り忘れられている場合、夜中には強制的に睡眠状態にすることが好ましい。
ステップＳ２２０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、バッテリ残量が閾値Ｔｈ１０（例えば１０［％］）以上であり且つ閾値Ｔｈ１１（例えば２０［％］）未満であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ１０以上であり且つ閾値Ｔｈ１１未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２３０に進む。
【００４２】
ステップＳ２３０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、内部温度が閾値Ｔｈ２０（例えば４０［℃］）以下であり且つ閾値Ｔｈ２１（例えば３５［℃］）より高いか否かを判定する。閾値Ｔｈ２０以下であり且つ閾値Ｔｈ２１より高い場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２４０に進む。
ステップＳ２４０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、ステップＳＢ００にて求めた疲労度合パラメータＴで示される疲労度合が閾値Ｔｈ３１（例えばパラメータ値が１００）より高いか否かを判定する。閾値Ｔｈ３１より高い場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、閾値Ｔｈ３１以下である場合（Ｎｏ）はステップＳ３１０に進む。
【００４３】
ステップＳ３１０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、バッテリ残量が閾値Ｔｈ１１（例えば２０［％］）以上であり且つ閾値Ｔｈ１２（例えば３０［％］）未満であり且つ充電中でないか否かを判定する。この場合、充電中であるか否かは充電検出センサからの検出信号に基づいて判定する。閾値Ｔｈ１１以上であり且つ閾値Ｔｈ１２未満であり且つ充電中でない場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進み、欲求状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ３２０に進む。
ステップＳ３２０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、内部温度が閾値Ｔｈ２２（例えば３２［℃］）より高く且つ閾値Ｔｈ２１（例えば３５［℃］）以下であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ２２より高く且つ閾値Ｔｈ２１以下である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進み、欲求状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ３３０に進む。
【００４４】
ステップＳ３３０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴが閾値Ｔｈ３１（例えばパラメータ値が１００）以下であり且つ遊び状態フラグＭがクリアされているか否かを判定する。疲労度合パラメータＴが閾値Ｔｈ３１以下であり且つ遊び状態フラグＭがクリアされている場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進み、欲求状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ３５０に進む。
ステップＳ３５０に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、関節センサＳ３２の検出信号に基づいて、関節が外れているか否かを判定する。関節が外れている場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０２に進み、欲求状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ６０３に進み、通常状態であると判定して処理を終了する。
【００４５】
●［欲求状態におけるモード判定処理の詳細（図１１）］
次に図１１のフローチャートにて、欲求状態における図９のモード判定処理の詳細な処理手順を示すが、この図１１のフローチャートの処理手順は、図１０に示す通常状態におけるフローチャートの処理手順と同一であるので説明は省略する。
【００４６】
●［睡眠状態におけるモード判定処理の詳細（図１２）］
次に図１２に示すフローチャートを用いて、睡眠状態における図９のモード判定処理の詳細な処理手順を説明する。
なお、図１０に示す通常状態における処理手順と重複する個所が多いので、図１０に示す通常状態のフローチャートとの相違点について主に説明する。
【００４７】
図１２に示すステップＳＡ００〜ステップＳ２１０の処理は図１０に示すフローチャートの処理と同一であるので説明を省略する。
図１２に示すフローチャートでは、図１０のステップＳ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２４０の代わりに、ステップＳ２２４、Ｓ２３４、Ｓ２４４の処理が行われる。
ステップＳ２２４では、制御ユニットＣＵは、バッテリ残量が閾値Ｔｈ１０（例えば１０［％］）以上であり且つ閾値Ｔｈ１３（例えば５０［％］）未満であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ１０以上であり且つ閾値Ｔｈ１３未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２３４に進む。
ステップＳ２３４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、内部温度が閾値Ｔｈ２３（例えば２５［℃］）より高く且つ閾値Ｔｈ２０（例えば４０［℃］）以下であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ２３より高く且つ閾値Ｔｈ２０以下である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ２４４に進む。
ステップＳ２４４に進んだ場合、制御ユニットＣＵは、疲労度合パラメータＴで示される疲労度合が閾値Ｔｈ３２（例えばパラメータ値が５０）より高いか否かを判定する。閾値Ｔｈ３２より高い場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に進み、睡眠状態であると判定して処理を終了し、閾値Ｔｈ３２以下である場合（Ｎｏ）はステップＳ６０３に進み、通常状態であると判定して処理を終了する。
【００４８】
●［各状態における、バッテリ残量、内部温度、疲労度合の閾値と判定する状態の関係（図１３）］
図１３（Ａ）は、バッテリ残量に応じて、図１０のフローチャートに示す通常状態、図１１のフローチャートに示す欲求状態、図１２のフローチャートに示す睡眠状態のそれぞれにて、Ｔｈ１０〜Ｔｈ１３にて示される各閾値と、判定する状態（動作休止状態、睡眠状態、欲求状態、通常状態）の関係を示す図である。既に図１０〜図１２を用いて説明済みであるが、図１３（Ａ）に示すように、通常状態及び欲求状態では、バッテリ残量が充分多い場合は通常状態に遷移可能であり、やや残量が減少してくると欲求状態へと遷移させて泣く等の動作をさせて電池交換や充電を催促し、更に残量が減少すると睡眠状態へと遷移させてバッテリの消耗を小さくし、更に残量が減少した場合は動作休止状態へと遷移させている。
なお、被介護者ロボット装置１に充電制御回路を搭載し、バッテリ残量が減少して欲求状態に遷移した場合であっても、家庭用電源から電源ＢＴを充電するための充電用ケーブルを接続して充電中にすると、欲求状態から通常状態へと遷移する。
【００４９】
図１３（Ｂ）は、内部温度に応じて、図１０のフローチャートに示す通常状態、図１１のフローチャートに示す欲求状態、図１２のフローチャートに示す睡眠状態のそれぞれにて、Ｔｈ２０〜Ｔｈ２３にて示される各閾値と、判定する状態（動作休止状態、睡眠状態、欲求状態、通常状態）の関係を示す図である。既に図１０〜図１２を用いて説明済みであるが、図１３（Ｂ）に示すように、通常状態及び欲求状態では、例えば内部温度が常温以下である場合は通常状態に遷移可能であり、やや温度が上昇してくると欲求状態へと遷移させて泣く等の動作をさせて温度を下げることを催促し、更に温度が上昇すると睡眠状態へと遷移させ、更に温度が上昇すると動作休止状態へと遷移させている。
【００５０】
図１３（Ｃ）は、疲労度合に応じて、図１０のフローチャートに示す通常状態、図１１のフローチャートに示す欲求状態、図１２フローチャートに示す睡眠状態のそれぞれにて、Ｔｈ３１、Ｔｈ３２にて示される各閾値と、判定する状態（動作休止状態、睡眠状態、欲求状態、通常状態）の関係を示す図である。既に図１０〜図１２を用いて説明済みであるが、図１３（Ｃ）に示すように、通常状態、欲求状態、睡眠状態のそれぞれにおいて、疲労度合と遊んでもらえているか否かに応じて、適切な状態に遷移するように設定されている。
【００５１】
例えば通常状態において腕関節が外れた脱臼状態となった場合、図１０のステップＳ３５０にて関節が外れていると判定されてステップＳ６０２にて欲求状態と判定され、通常状態から欲求状態へと状態が遷移する。
そして欲求状態と判定された場合、図８（Ｂ）のステップＳ２０Ｃにて痛みや悲しみ等が起動され、ステップＳ２０Ｄにて痛みや悲しみ等が表現される。例えばまぶた駆動モータＡ１１、唇駆動モータＡ１５、涙ＬＥＤ（Ａ１２）にて悲しい表情が作られ、スピーカＡ２２から泣き声や腕が痛い旨の音声が出力される。
そして例えば腕関節が元通りに整復された場合、通常状態と判定され、図８（Ａ）のステップＳ１０Ｃにて喜びが起動され、ステップＳ１０Ｄにて喜びが表現される。例えばまぶた駆動モータＡ１１、唇駆動モータＡ１５、頬ＬＥＤ（Ａ１４）にて喜びの表情が作られ、スピーカＡ２２から喜びの音声が出力される。
【００５２】
本発明の被介護者用ロボット装置１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、処理、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態の説明では、通常状態と欲求状態の少なくとも２つの状態を判定する処理手順（図１０、図１１）において、腕関節が外れた場合に欲求状態と判定して機嫌が悪い状態を表現した。しかし、更に睡眠状態を加え、通常状態と欲求状態と睡眠状態の３つの状態のそれぞれにて、腕関節が外れた場合に欲求状態と判定して機嫌が悪い状態を表現するようにしても良い。すなわち、関節が外れて欲求状態となるのは、通常状態と欲求状態のときだけでなく、睡眠状態においても可能となるようにしても良い。
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５３】
１ 被介護者用ロボット装置
１０ 頭部
２０ 胴体部
３０ 腕部
３１ 上腕部
３２ 前腕部
３３ 手部
ＢＴ 電源
ＣＵ 制御ユニット（状態判定手段）
Ｓ１１、Ｓ１４ 光センサ
Ｓ１２ 焦電センサ
Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ３３ タッチセンサ
Ｓ２１ カメラ
Ｓ２２ マイク
Ｓ２５ 加速度センサ
Ｓ２６ 温度センサ
Ｓ３２ 関節センサ（関節状態検出手段）
ＳＢＴ バッテリセンサ
ＳＴ タイマ（時刻検出手段）
Ａ１１ まぶた駆動モータ
Ａ１２ 涙ＬＥＤ
Ａ１４ 頬ＬＥＤ
Ａ１５ 唇駆動モータ
Ａ１６ 頭部揺動モータ
Ａ２１ 首旋回モータ
Ａ２２ スピーカ（音声出力手段）
Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３ 旋回モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段と、
自身の内部状態を検出する内部状態検出手段と、
感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、
判定した状態を表現可能な出力手段である状態表現手段と、
を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置であって、
前記状態判定手段は、
前記外部刺激検出手段にて検出した外部からの刺激である外部状態と、前記内部状態検出手段にて検出した自身の内部状態と、に基づいて、自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と、前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、寝入っていることを表す睡眠状態と、の少なくとも３つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて前記状態表現手段を動作させて前記被介護者用ロボット装置の状態を表現する、
被介護者用ロボット装置。
【請求項２】
請求項１に記載の被介護者用ロボット装置であって、
前記状態表現手段には、音声出力手段が含まれており、
前記状態判定手段は、前記睡眠状態と判定した場合、浅い呼吸音と深い呼吸音を周期的あるいはランダムに繰り返し、それぞれの呼吸音に応じた寝息を前記音声出力手段から出力する、
被介護者用ロボット装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の被介護者用ロボット装置であって、
前記内部状態検出手段には、時刻検出手段が含まれており、
前記状態判定手段は、前記時刻検出手段を用いて夜中であることを検出すると、前記被介護者用ロボット装置の状態を強制的に前記睡眠状態とする、
被介護者用ロボット装置。
【請求項４】
外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段と、
自身の内部状態を検出する内部状態検出手段と、
感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、
判定した状態を表現可能な出力手段である状態表現手段と、
を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置であって、
前記被介護者用ロボット装置には、脱臼・整復可能な関節を備えて可動する腕部が設けられており、
前記関節は、許容量以上の力が加えられると外れて脱臼状態となるように構成されているとともに元通りに整復することが可能となるように構成されており、
前記内部状態検出手段には、前記関節の脱臼・整復状態を検出する関節状態検出手段が含まれており、
前記状態判定手段は、
自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と、前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、の少なくとも２つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて前記状態表現手段を動作させて前記被介護者用ロボット装置の状態を表現し、
前記関節状態検出手段にて前記関節が脱臼状態であることを検出すると、前記欲求状態であると判定して前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を前記状態表現手段を用いて表現する、
被介護者用ロボット装置。
【請求項１】
外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段と、
自身の内部状態を検出する内部状態検出手段と、
感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、
判定した状態を表現可能な出力手段である状態表現手段と、
を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置であって、
前記状態判定手段は、
前記外部刺激検出手段にて検出した外部からの刺激である外部状態と、前記内部状態検出手段にて検出した自身の内部状態と、に基づいて、自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と、前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、寝入っていることを表す睡眠状態と、の少なくとも３つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて前記状態表現手段を動作させて前記被介護者用ロボット装置の状態を表現する、
被介護者用ロボット装置。
【請求項２】
請求項１に記載の被介護者用ロボット装置であって、
前記状態表現手段には、音声出力手段が含まれており、
前記状態判定手段は、前記睡眠状態と判定した場合、浅い呼吸音と深い呼吸音を周期的あるいはランダムに繰り返し、それぞれの呼吸音に応じた寝息を前記音声出力手段から出力する、
被介護者用ロボット装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の被介護者用ロボット装置であって、
前記内部状態検出手段には、時刻検出手段が含まれており、
前記状態判定手段は、前記時刻検出手段を用いて夜中であることを検出すると、前記被介護者用ロボット装置の状態を強制的に前記睡眠状態とする、
被介護者用ロボット装置。
【請求項４】
外部からの刺激を検出する外部刺激検出手段と、
自身の内部状態を検出する内部状態検出手段と、
感情を含む自身の状態を判定する状態判定手段と、
判定した状態を表現可能な出力手段である状態表現手段と、
を備えて乳児を模擬した被介護者用ロボット装置であって、
前記被介護者用ロボット装置には、脱臼・整復可能な関節を備えて可動する腕部が設けられており、
前記関節は、許容量以上の力が加えられると外れて脱臼状態となるように構成されているとともに元通りに整復することが可能となるように構成されており、
前記内部状態検出手段には、前記関節の脱臼・整復状態を検出する関節状態検出手段が含まれており、
前記状態判定手段は、
自身が備えられている被介護者用ロボット装置が、機嫌の良い状態を表す通常状態と、前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を表す欲求状態と、の少なくとも２つの状態のいずれの状態であるかを判定し、判定した状態に応じて前記状態表現手段を動作させて前記被介護者用ロボット装置の状態を表現し、
前記関節状態検出手段にて前記関節が脱臼状態であることを検出すると、前記欲求状態であると判定して前記通常状態よりも機嫌の悪い状態を前記状態表現手段を用いて表現する、
被介護者用ロボット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２２０７８３（Ｐ２０１２−２２０７８３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７５６２（Ｐ２０１１−８７５６２）
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【出願人】（０００１５１５９７）株式会社東郷製作所 (78)
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【出願人】（０００１５１５９７）株式会社東郷製作所 (78)
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