運動促進ロボット
【課題】運動習慣を形成するために運動への動機付けをユーザーに与える運動促進ロボットを提供する。
【解決手段】本発明は、運動への動機付けをユーザーに与える運動促進ロボットである。頭部１１及び腕部１２及び脚部１３を有する本体１と、頭部１１及び腕部１２及び脚部１３を駆動する駆動部２と、本体１に設けられたスピーカー１５と、駆動部２及びスピーカー１５を制御する制御部６とを備える。制御部６は、ユーザーの運動のメニューに対応した音声をその運動に合わせたタイミングで出力させる音声制御部６４と、前記音声の出力に合わせて前記駆動部２を駆動させる駆動制御部６５とを有している。
【解決手段】本発明は、運動への動機付けをユーザーに与える運動促進ロボットである。頭部１１及び腕部１２及び脚部１３を有する本体１と、頭部１１及び腕部１２及び脚部１３を駆動する駆動部２と、本体１に設けられたスピーカー１５と、駆動部２及びスピーカー１５を制御する制御部６とを備える。制御部６は、ユーザーの運動のメニューに対応した音声をその運動に合わせたタイミングで出力させる音声制御部６４と、前記音声の出力に合わせて前記駆動部２を駆動させる駆動制御部６５とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動への動機付けをユーザーに与えることができる運動促進ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザーとのコミュニケーション能力を持ったロボットが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載のロボットは、単にユーザーと会話ができるだけのロボットであり、会話に伴って脚部が駆動するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５５３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで一般的に、健康増進には、運動習慣を形成し、毎日継続して運動することが有用である。しかしながら、大多数の人は、運動習慣を形成しようとしても、最初の数日継続できるだけで、その後中断してしまい、結局、運動習慣を形成することができない。とりわけ、健康増進のための毎日の運動は、効果が出るまでは期間がかかるため、やる気を持ち続けにくいものである。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、運動習慣を形成するために運動への動機付けをユーザーに与える運動促進ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の運動促進ロボットは、運動への動機付けをユーザーに与える運動促進ロボットであって、頭部及び腕部及び脚部を有する本体と、前記本体の内部に設けられ頭部及び腕部及び脚部のうちのいずれか又は全部を駆動させる駆動部と、前記本体に設けられたスピーカーと、前記駆動部及びスピーカーを制御する制御部とを備え、前記制御部は、ユーザーの運動に対応した音声をその運動に合わせたタイミングで出力させる音声制御部と、前記音声の出力に合わせて前記駆動部を駆動させる駆動制御部とを有していることを特徴とする。
【０００７】
またこの運動促進ロボットにおいて、前記制御部は、ユーザーが行なうべき運動を示唆する動作が複数記憶された動作記憶部と、前記動作記憶部に記憶された複数の動作のうちから一つの動作を選択する動作取得部とをさらに備え、前記駆動制御部は、前記情報取得部により選択した動作に基づいて前記駆動部を駆動させるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の運動促進ロボットによれば、運動への動機付けをユーザーに与えることができ、運動習慣を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の運動促進ロボットの斜視図である。
【図２】本実施形態の運動促進ロボットの本体の前面側を省略した斜視図である。
【図３】本実施形態の運動促進ロボットの本体の後面側を省略した斜視図である。
【図４】本実施形態の運動促進ロボットであり（ａ）は背面図であり（ｂ）は側面図である。
【図５】本実施形態の運動促進ロボットのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
本実施形態の運動促進ロボット（以下、本実施形態のロボットという）は、ユーザーが運動習慣を形成するに当たって、運動への動機付けを与えるためのものである。本実施形態のロボットは、図１に示されるように、人が抱き抱えることができるような大きさの小型のロボットであり、例えば小型動物（例えばアライグマ）を模して、ユーザーに愛着が湧くような工夫がなされている。
【００１２】
このロボットは、頭部１１・腕部１２・脚部１３が胴体部１４に連結された本体１と、この本体１に設けられた駆動部２と、駆動部２の動力を各部に伝達する駆動機構部３と、駆動部２の制御を行なう制御部６とを備えている。また本実施形態のロボットは、スピーカー１５をさらに備えている。
【００１３】
本体１は、図１に示されるように、胴体部１４と、胴体部１４の上端部に回動自在に連結された頭部１１と、胴体部１４の左右両側に回動自在に連結された腕部１２と、胴体部１４の下端部に設けられた脚部１３とを備えている。
【００１４】
腕部１２は、図２に示されるように、その上端に、胴体部１４に回動自在に連結するための枢支部１２２が設けられている。腕部１２は、上下方向の略中間部分の胴体部１４に対向する部位に、後述の第２の機構部５の腕連結部５２（５３）に連結するための接続部１２１を有している。
【００１５】
脚部１３は、図２に示されるように、下端に設けられた足部１３１と、この足部１３１から上方に伸びた脚１３２とを備え、これらが左右に一対設けられている。本実施形態の脚部１３は、左右一対の脚１３２は、一体となっている。脚部１３は、胴体部１４に対し、上下方向にスライド自在に設けられている。
【００１６】
脚部１３は、一対の脚１３２の上端に、第１のモータ２１を収容するモータ収納部１３３が設けられている。また、脚部１３内部には、各モータ２１，２２及び制御部６に電力を供給する電源部９が収容されている。本実施形態の電源部９は、電池９０により構成されている。
【００１７】
頭部１１は、胴体部１４に枢支連結されている。頭部１１は、図３に示されるように、その内部に、胴体部１４の上端に回動自在に連結される胴体連結部１１１を有している。また頭部１１は、その内部に、第１のモータ２１に連結された駆動機構部３に連結される機構部連結部４２を有している。
【００１８】
胴体部１４は、本体１の外郭の大部分を占める部分である。胴体部１４は、その内部に、第２のモータ２２が固定されるモータ基台部１４１を有している。このモータ基台部１４１は、胴体部１４の上端部に設けられており、第２のモータ２２をその駆動軸が鉛直下方に臨むように固定する。
【００１９】
このような構成の本体１は、合成樹脂により構成されている。本体１は、例えば射出成形や注型成形等により成形されている。なお本体１は、本実施形態とは異なり、ぬいぐるみのような肌触りのよい材質により構成されていてもよい。
【００２０】
本体１は、内部に駆動部２と駆動機構部３とを有している。駆動部２は、２つのモータ（第１のモータ２１と第２のモータ２２）により構成されている。駆動部２は、本体１内に設けられた電源部９から電力の供給を受ける。
【００２１】
第１のモータ２１は、脚部１３及び頭部１１を駆動する。第１のモータ２１は、脚部１３の上端部に設けられたモータ収納部１３３内に取り付けられており、外部に露出しないよう配置されている。第１のモータ２１は、図３に示されるように、後方に回転軸が臨むよう脚部１３に固定されている。第１のモータ２１の回転軸には連結片２３が取り付けられている。この連結片２３は、一方の端部がモータの回転軸に取り付けられ、この回転軸からラジアル方向に離れた位置に、嵌入突部２３１が設けられている。嵌入突部２３１は、本体１の胴体部１４の内面に上下に対向するよう設けられた一対の対向片（図示せず）の間に配置されて、スライド自在に胴体部１４に連結されている。これにより第１のモータ２１が回転すると、連結片２３が回転し、それに伴い、嵌入突部２３１が胴体部１４に対して横方向にスライド移動すると共にこの嵌入突部２３１を支点として脚部１３が上下方向に移動する。これにより脚部１３は、胴体部１４に対して進退するようスライド移動する。
【００２２】
第２のモータ２２は腕部１２を駆動する。第２のモータ２２は、図２に示されるように、胴体部１４の内側面に、モータ基台部１４１を介して固定されている。第２のモータ２２は、下方に回転軸が臨むよう固定されている。第２のモータ２２は、胴体部１４内に収容配置されており、外部に露出しないよう配置されている。
【００２３】
駆動機構部３は、脚部１３及び頭部１１を連携して駆動する機構である第１の機構部４と、腕部１２を駆動する機構である第２の機構部５とを備えている。第１の機構部４は、第１のモータ２１を駆動源とする。また第２の機構部５は、第２のモータ２２を駆動源とする。
【００２４】
第１の機構部４は、図２に示されるように、脚部１３に枢支連結された作動杆４１と、上述の頭部１１に設けられた機構部連結部４２とを備えている。作動杆４１は、第一端に、脚部１３に枢支連結される第１の連結部４１１を有しており、第二端に、頭部１１の機構部連結部４２に連結される第２の連結部４１２を有している。作動杆４１の第２の連結部４１２は、二股状のガイド部４１３と、ガイド部４１３の下端部に設けられた当接部４１４とを有している。ガイド部４１３は、上方ほど後方側に位置するよう傾斜している。
【００２５】
頭部１１に設けられた機構部連結部４２は、作動片の当接部４１４に当接する第１の突起部４２１を有している。第１の突起部４２１は、当接部４１４により上方に付勢されると、頭部１１を胴体連結部１１１を軸として回動させる。また機構部連結部４２は、図３に示されるように、第１の突起部４２１の後方に隙間を介して設けられた第２の突起部４２２を有している。この第２の突起部４２２は、作動杆４１が下降する際に当接する。第２の突起部４２２は、作動杆４１の下降に追従して、頭部１１を上記回動とは反対側に回動させる。
【００２６】
第１のモータ２１が回転すると、脚部１３が上方に移動し、これに伴い、作動杆４１が上方に移動する。すると、脚部１３の上方への移動開始からやや遅れて、作動杆４１の当接部４１４が機構部連結部４２の第１の突起部４２１に当接し、これにより頭部１１が回動駆動する。
【００２７】
第１のモータ２１が逆回転すると、脚部１３が下方に移動し、これに伴い、作動杆４１が下方に移動する。すると、作動杆４１に第２の突起部４２２が当接し、これにより頭部１１が上記とは逆方向に回動駆動する。
【００２８】
第２の機構部５は、図２に示されるように、第２のモータ２２に連結された円盤部５１と、円盤部５１に回動自在に連結された第１の腕連結部５２及び第２の腕連結部５３とを備えている。第１の腕連結部５２及び第２の腕連結部５３は、第一端に円盤部５１に回動自在に連結される円盤取付部５４と、第二端に腕部１２の接続部１２１に連結される作動部５５とを有している。第１の腕連結部５２の円盤取付部５４と第２の腕連結部５３の円盤取付部５４とは、円盤部５１の中心に対して、互いに反対側に位置するよう取り付けられている。
【００２９】
第２のモータ２２が回転すると、円盤部５１が回転し、それに追従して第１の腕連結部５２と第２の腕連結部５３とが互いに離れる方向に移動する。これにより、第１の腕連結部５２の作動部５５と、第２の腕連結部５３の作動部５５とは、第２のモータ２２の中心軸から離れる方向に移動する。また第２のモータ２２が逆回転すると、円盤部５１が逆回転し、それに追従して第１の腕連結部５２と第２の腕連結部５３とが近付く方向に移動する。これにより、第１の腕連結部５２の作動部５５と、第２の腕連結部５３の作動部５５とは、第２のモータ２２の中心軸に近付く方向に移動する。
【００３０】
このような構成の本実施形態のロボットは、第１のモータ２１が回転すると、脚部１３が胴体部１４内に進入し始める。その後、やや遅れたタイミングで頭部１１が回動する。これにより、頭部１１が頷くように駆動する。
【００３１】
この状態から第１のモータ２１が逆回転すると、脚部１３が下方に駆動し始める。すると頭部１１が反対側に回動する。これにより頭部１１が元の角度に復元する。
【００３２】
また本実施形態のロボットは、第２のモータ２２が回転すると、胴体部１４に回動自在に連結された腕部１２が、内側から外側に向けて押圧され、これにより腕部１２が開放する。第２のモータ２２が逆回転すると、腕部１２が外側から内側に向けて引き込まれ、これにより腕部１２が閉じる。
【００３３】
本実施形態のロボットは、第１のモータ２１及び第２のモータ２２をそれぞれ制御する制御部６を備えている。本実施形態の制御部６は、第１のモータ２１と第２のモータ２２とをそれぞれ駆動制御することで、本体１の頭部１１及び脚部１３及び腕部１２のうちのいずれか又は全部を駆動させる。
【００３４】
また本実施形態のロボットは、スピーカー１５を備えている。スピーカー１５は、図４に示されるように、頭部１１内に収容配置されている。スピーカー１５は、制御部６に電気的に接続されており、当該制御部６により制御される。
【００３５】
本実施形態のロボットは、駆動を開始するスタートスイッチ８を有している。本実施形態のスタートスイッチ８は、頭部１１の中央に設けられている。
【００３６】
制御部６は、マイクロプロセッサを主構成要素とする制御回路により構成される。制御部６は、頭部１１内に収容されている。制御部６は、図５に示されるように、運動選択部６１と、動作取得部６２と、動作記憶部６３と、駆動制御部６５と、音声制御部６４とを備えている。
【００３７】
動作記憶部６３は、メモリ装置により構成されている。動作記憶部６３は、第１のモータ２１と第２のモータ２２との回転・逆回転の組み合わせや駆動時間の組み合わせからなる動作パターンを複数記憶している。言い換えると、動作記憶部６３は、駆動部２の複数の動作パターンを記憶している。動作記憶部６３は、動作パターンに対応した音声を関連付けた状態で記憶している。つまり動作記憶部６３は、第１の動作パターンと第１の音声パターンとが関連付けて記憶され、第２の動作パターンと第２の音声パターンとが関連付けて記憶され、以下同様にして、多数記憶している。
【００３８】
動作パターンとしては、例えば、腕部１２を広げる動作に合わせて「ワン、ツー、スリー」等とカウントしてリズムを取るものや、脚部１３を胴体部１４内に進退する動作に合わせて「屈伸して」等と音声を発する動作パターン等がある。また、頭部１１を上下に頷く動作に合わせて、首の運動を促す音声を発する動作パターンでもよい。さらに、手を広げたり閉じたりしながら、ユーザーを応援するような音声を発するようなものでもよい。
【００３９】
運動選択部６１は、複数の運動メニューの中から一つの運動メニューを選択する。運動メニューは、例えば、ラジオ体操や、安眠体操や、楽ひざ体操と言われる運動メニュー等が挙げられる。この複数の運動メニューに従って動作記憶部６３に所定の動作が記憶されている。この運動メニューの選択は、ランダムに行なってもよいし、選択ボタンによりユーザーに選択させるものであってもよい。
【００４０】
運動選択部６１は、運動選択部６１により選択された情報を動作取得部６２に出力する。
【００４１】
動作取得部６２は、運動選択部６１から入力された情報に基づいて、動作記憶部６３に記憶された運動パターンを取得する。動作取得部６２は、動作記憶部６３から取得した動作パターンのデータを、音声制御部６４及び駆動制御部６５に出力する。
【００４２】
音声制御部６４は、動作取得部６２から動作パターンのデータが入力されると、この動作パターンに関連付けられた音声情報に基づいてスピーカー１５を制御する。音声制御部６４は、スピーカー１５の制御信号を駆動制御部６５にも出力する。
【００４３】
駆動制御部６５は、動作取得部６２から動作パターンのデータが入力されると、これに基づいて、第１のモータ２１と第２のモータ２２とを制御する。駆動制御部６５は、音声制御部６４の制御信号を受け取りながら、その音声に合わせるようにして駆動部２の制御を行なう。
【００４４】
なお駆動制御部６５は、駆動部２の制御信号を音声制御部６４に出力するものであってもよい。そしてその駆動信号に基づいて、音声制御部６４がタイミングを合わせるようスピーカー１５を制御するよう構成されていてもよい。
【００４５】
このような構成の本実施形態のロボットは、ユーザーによりスタートスイッチ８が押圧されると、スタートスイッチ８のスイッチング素子は、電気的な信号を運動選択部６１に出力する。運動選択部６１は、スタートスイッチ８からの信号が入力されると、複数の運動メニューから一の運動メニューが選択された否かを検知する。運動選択部６１は、一の運動メニューが選択されると、その選択された運動メニューの情報を動作取得部６２に出力する。
【００４６】
動作取得部６２は、その運動メニューの情報に基づいて、動作記憶部６３に記憶された複数の運動パターンのうちから一の運動パターンを選択して取得する。動作取得部６２は、取得した運動パターンのデータを駆動制御部６５及び音声制御部６４に出力する。
【００４７】
駆動制御部６５は、動作選択部からデータが入力されると、それに基づいて駆動部２を制御する。また音声制御部６４は、動作選択部からデータが入力されると、それに基づいてスピーカー１５を制御する。
【００４８】
このように本実施形態の運動促進ロボットは、ユーザーの運動のメニューに対応した音声を、所定のタイミング（言い換えると、運動に合わせたタイミング）で出力させるため、ユーザーの運動に対する気持ちに訴えかけることができる。特に本実施形態の運動促進ロボットは、音声だけで運動を促すのではなく、この音声に合わせた動作で運動を促すことができるため、ユーザーに対し、ロボットと一緒に運動したいという動機を提供することができる。
【００４９】
ここで健康増進のためには、運動習慣を形成することが好ましいことが知られている。ところが、運動習慣を形成するには、数日間中断することなく継続する必要があるが、強い動機付けがないとなかなか継続できないのが現状である。そこで本発明者らは、本実施形態の運動促進ロボットを発明する過程で、ロボットと一緒に運動することと、運動の継続性との関連性を研究した。
【００５０】
この結果、ロボットとコミュニケーションを図りながら、一緒に運動することにより、ユーザーに一定の動機を提供できることが確認された。そこで本発明者らは、コストダウンを図るべく、モータの数を２つに絞り、しかもロボットの動きを、運動への動機付けを促すことができる程度にして、本実施形態の運動促進ロボットを開発した。
【００５１】
このように本実施形態の運動促進ロボットは、ユーザーの動機を促すような動きと、音声とを、運動に合わせて制御するため、ユーザーは動機に従って運動を継続することができるようになり、この結果、運動習慣を形成することができる。
【００５２】
しかも本実施形態の運動促進ロボットは、ぬいぐるみのような外観となっており、ユーザーに愛着を持たせることができるような姿に形成されているため、ユーザーの動機付けを一層強めることができる。
【００５３】
さらに本実施形態の運動促進ロボットは、駆動部２と機構部とが簡略化された構造になっているため、コスト的に有利であり、ユーザーが購入しやすいメリットがある。
【００５４】
ところで、予めユーザーが教育を受けた運動メニュー（例えばラジオ体操など）に従って運動を行なわせる場合、運動促進ロボットにその運動を示唆する動作をさせることで、ユーザーに対し次に行なう運動を簡単に想起させることができることが判明した。
【００５５】
すなわち、例えば、手を広げる運動がユーザーが次に行なうべき運動である場合に、ユーザーが次の運動を忘れてしまったとしても、本実施形態のロボットが僅かに手を広げる動作をするだけで、ユーザーは次に行なうべき運動を思い出すことができる。
【００５６】
本実施形態の運動促進ロボットは、ユーザーが次に行なうべき運動を示唆する動作をすることで、ユーザーに次の運動を分からせるようにできる運動メニューが運動選択部６１により選択できるようになっている。具体的に本実施形態の運動促進ロボットは、首を振る運動を想起させるために、首部を上下に頷かせる動作をさせたり、ひざの屈伸をさせる運動を想起させるために、脚部１３を胴体に対して進退させる動作をさせたりするよう構成されている。
【００５７】
本実施形態の運動促進ロボットの動作記憶部６３は、ユーザーが行なうべき運動を示唆する動作を複数記憶している。運動促進ロボットは、運動を示唆する運動メニューが選択されると、動作取得部６２は、動作記憶部６３に記憶されたユーザーが行なうべき運動を示唆する動作のうちから一つの動作を取得する。駆動制御部６５は、前記動作取得部６２により取得された動作に基づいて前記駆動部２を駆動させる。
【００５８】
このように、本実施形態の運動促進ロボットは、次にユーザーが行なうべき運動を示唆する動作を行なうことができるため、ユーザーは、簡単に次の運動を把握でき、健康増進を図ることができるようになる。
【００５９】
なお、本実施形態の運動促進ロボットは、脚部１３と頭部１１とが連携した構成となっていたが、本発明の運動促進ロボットは、各部に対応するモータが設けられてもよい。すなわち、頭部１１と脚部１３と腕部１２とは、各個独立して駆動するものであってもよい。
【００６０】
また本実施形態の運動促進ロボットは、制御部６が運動選択部６１を備えていたが、一つの運動メニューを行なうよう予めプログラムされていればよく、本発明においては運動選択部６１はなくてもよい。
【００６１】
また本実施形態の運動促進ロボットに、人感センサーを取り付けることもできる。人感センサーにより、人の存在を検知し、その検知信号に基づいて運動促進ロボットの電源をＯＮにして、所定の時間にスタートスイッチをＯＮすることも可能である。なお、人感センサーとしては、例えば、ＣｄＳセルや、焦電センサー等用いることができる。
【００６２】
また本実施形態の運動促進ロボットの顔部の頬の辺りにＬＥＤを埋設し、運動の経過時間に応じてＬＥＤを発光させるようにしてもよい。
【００６３】
またスピーカー１５から発する音声として、ユーザーが録音した音声を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 本体
１１ 頭部
１２ 腕部
１３ 脚部
１４ 胴体部
１５ スピーカー
２ 駆動部
３ 駆動機構部
４ 第１の機構部
５ 第２の機構部
６ 制御部
６１ 運動選択部
６２ 動作取得部
６３ 動作記憶部
６４ 音声制御部
６５ 駆動制御部
８ スタートスイッチ
９ 電源部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動への動機付けをユーザーに与えることができる運動促進ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザーとのコミュニケーション能力を持ったロボットが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載のロボットは、単にユーザーと会話ができるだけのロボットであり、会話に伴って脚部が駆動するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５５３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで一般的に、健康増進には、運動習慣を形成し、毎日継続して運動することが有用である。しかしながら、大多数の人は、運動習慣を形成しようとしても、最初の数日継続できるだけで、その後中断してしまい、結局、運動習慣を形成することができない。とりわけ、健康増進のための毎日の運動は、効果が出るまでは期間がかかるため、やる気を持ち続けにくいものである。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、運動習慣を形成するために運動への動機付けをユーザーに与える運動促進ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の運動促進ロボットは、運動への動機付けをユーザーに与える運動促進ロボットであって、頭部及び腕部及び脚部を有する本体と、前記本体の内部に設けられ頭部及び腕部及び脚部のうちのいずれか又は全部を駆動させる駆動部と、前記本体に設けられたスピーカーと、前記駆動部及びスピーカーを制御する制御部とを備え、前記制御部は、ユーザーの運動に対応した音声をその運動に合わせたタイミングで出力させる音声制御部と、前記音声の出力に合わせて前記駆動部を駆動させる駆動制御部とを有していることを特徴とする。
【０００７】
またこの運動促進ロボットにおいて、前記制御部は、ユーザーが行なうべき運動を示唆する動作が複数記憶された動作記憶部と、前記動作記憶部に記憶された複数の動作のうちから一つの動作を選択する動作取得部とをさらに備え、前記駆動制御部は、前記情報取得部により選択した動作に基づいて前記駆動部を駆動させるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の運動促進ロボットによれば、運動への動機付けをユーザーに与えることができ、運動習慣を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の運動促進ロボットの斜視図である。
【図２】本実施形態の運動促進ロボットの本体の前面側を省略した斜視図である。
【図３】本実施形態の運動促進ロボットの本体の後面側を省略した斜視図である。
【図４】本実施形態の運動促進ロボットであり（ａ）は背面図であり（ｂ）は側面図である。
【図５】本実施形態の運動促進ロボットのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
本実施形態の運動促進ロボット（以下、本実施形態のロボットという）は、ユーザーが運動習慣を形成するに当たって、運動への動機付けを与えるためのものである。本実施形態のロボットは、図１に示されるように、人が抱き抱えることができるような大きさの小型のロボットであり、例えば小型動物（例えばアライグマ）を模して、ユーザーに愛着が湧くような工夫がなされている。
【００１２】
このロボットは、頭部１１・腕部１２・脚部１３が胴体部１４に連結された本体１と、この本体１に設けられた駆動部２と、駆動部２の動力を各部に伝達する駆動機構部３と、駆動部２の制御を行なう制御部６とを備えている。また本実施形態のロボットは、スピーカー１５をさらに備えている。
【００１３】
本体１は、図１に示されるように、胴体部１４と、胴体部１４の上端部に回動自在に連結された頭部１１と、胴体部１４の左右両側に回動自在に連結された腕部１２と、胴体部１４の下端部に設けられた脚部１３とを備えている。
【００１４】
腕部１２は、図２に示されるように、その上端に、胴体部１４に回動自在に連結するための枢支部１２２が設けられている。腕部１２は、上下方向の略中間部分の胴体部１４に対向する部位に、後述の第２の機構部５の腕連結部５２（５３）に連結するための接続部１２１を有している。
【００１５】
脚部１３は、図２に示されるように、下端に設けられた足部１３１と、この足部１３１から上方に伸びた脚１３２とを備え、これらが左右に一対設けられている。本実施形態の脚部１３は、左右一対の脚１３２は、一体となっている。脚部１３は、胴体部１４に対し、上下方向にスライド自在に設けられている。
【００１６】
脚部１３は、一対の脚１３２の上端に、第１のモータ２１を収容するモータ収納部１３３が設けられている。また、脚部１３内部には、各モータ２１，２２及び制御部６に電力を供給する電源部９が収容されている。本実施形態の電源部９は、電池９０により構成されている。
【００１７】
頭部１１は、胴体部１４に枢支連結されている。頭部１１は、図３に示されるように、その内部に、胴体部１４の上端に回動自在に連結される胴体連結部１１１を有している。また頭部１１は、その内部に、第１のモータ２１に連結された駆動機構部３に連結される機構部連結部４２を有している。
【００１８】
胴体部１４は、本体１の外郭の大部分を占める部分である。胴体部１４は、その内部に、第２のモータ２２が固定されるモータ基台部１４１を有している。このモータ基台部１４１は、胴体部１４の上端部に設けられており、第２のモータ２２をその駆動軸が鉛直下方に臨むように固定する。
【００１９】
このような構成の本体１は、合成樹脂により構成されている。本体１は、例えば射出成形や注型成形等により成形されている。なお本体１は、本実施形態とは異なり、ぬいぐるみのような肌触りのよい材質により構成されていてもよい。
【００２０】
本体１は、内部に駆動部２と駆動機構部３とを有している。駆動部２は、２つのモータ（第１のモータ２１と第２のモータ２２）により構成されている。駆動部２は、本体１内に設けられた電源部９から電力の供給を受ける。
【００２１】
第１のモータ２１は、脚部１３及び頭部１１を駆動する。第１のモータ２１は、脚部１３の上端部に設けられたモータ収納部１３３内に取り付けられており、外部に露出しないよう配置されている。第１のモータ２１は、図３に示されるように、後方に回転軸が臨むよう脚部１３に固定されている。第１のモータ２１の回転軸には連結片２３が取り付けられている。この連結片２３は、一方の端部がモータの回転軸に取り付けられ、この回転軸からラジアル方向に離れた位置に、嵌入突部２３１が設けられている。嵌入突部２３１は、本体１の胴体部１４の内面に上下に対向するよう設けられた一対の対向片（図示せず）の間に配置されて、スライド自在に胴体部１４に連結されている。これにより第１のモータ２１が回転すると、連結片２３が回転し、それに伴い、嵌入突部２３１が胴体部１４に対して横方向にスライド移動すると共にこの嵌入突部２３１を支点として脚部１３が上下方向に移動する。これにより脚部１３は、胴体部１４に対して進退するようスライド移動する。
【００２２】
第２のモータ２２は腕部１２を駆動する。第２のモータ２２は、図２に示されるように、胴体部１４の内側面に、モータ基台部１４１を介して固定されている。第２のモータ２２は、下方に回転軸が臨むよう固定されている。第２のモータ２２は、胴体部１４内に収容配置されており、外部に露出しないよう配置されている。
【００２３】
駆動機構部３は、脚部１３及び頭部１１を連携して駆動する機構である第１の機構部４と、腕部１２を駆動する機構である第２の機構部５とを備えている。第１の機構部４は、第１のモータ２１を駆動源とする。また第２の機構部５は、第２のモータ２２を駆動源とする。
【００２４】
第１の機構部４は、図２に示されるように、脚部１３に枢支連結された作動杆４１と、上述の頭部１１に設けられた機構部連結部４２とを備えている。作動杆４１は、第一端に、脚部１３に枢支連結される第１の連結部４１１を有しており、第二端に、頭部１１の機構部連結部４２に連結される第２の連結部４１２を有している。作動杆４１の第２の連結部４１２は、二股状のガイド部４１３と、ガイド部４１３の下端部に設けられた当接部４１４とを有している。ガイド部４１３は、上方ほど後方側に位置するよう傾斜している。
【００２５】
頭部１１に設けられた機構部連結部４２は、作動片の当接部４１４に当接する第１の突起部４２１を有している。第１の突起部４２１は、当接部４１４により上方に付勢されると、頭部１１を胴体連結部１１１を軸として回動させる。また機構部連結部４２は、図３に示されるように、第１の突起部４２１の後方に隙間を介して設けられた第２の突起部４２２を有している。この第２の突起部４２２は、作動杆４１が下降する際に当接する。第２の突起部４２２は、作動杆４１の下降に追従して、頭部１１を上記回動とは反対側に回動させる。
【００２６】
第１のモータ２１が回転すると、脚部１３が上方に移動し、これに伴い、作動杆４１が上方に移動する。すると、脚部１３の上方への移動開始からやや遅れて、作動杆４１の当接部４１４が機構部連結部４２の第１の突起部４２１に当接し、これにより頭部１１が回動駆動する。
【００２７】
第１のモータ２１が逆回転すると、脚部１３が下方に移動し、これに伴い、作動杆４１が下方に移動する。すると、作動杆４１に第２の突起部４２２が当接し、これにより頭部１１が上記とは逆方向に回動駆動する。
【００２８】
第２の機構部５は、図２に示されるように、第２のモータ２２に連結された円盤部５１と、円盤部５１に回動自在に連結された第１の腕連結部５２及び第２の腕連結部５３とを備えている。第１の腕連結部５２及び第２の腕連結部５３は、第一端に円盤部５１に回動自在に連結される円盤取付部５４と、第二端に腕部１２の接続部１２１に連結される作動部５５とを有している。第１の腕連結部５２の円盤取付部５４と第２の腕連結部５３の円盤取付部５４とは、円盤部５１の中心に対して、互いに反対側に位置するよう取り付けられている。
【００２９】
第２のモータ２２が回転すると、円盤部５１が回転し、それに追従して第１の腕連結部５２と第２の腕連結部５３とが互いに離れる方向に移動する。これにより、第１の腕連結部５２の作動部５５と、第２の腕連結部５３の作動部５５とは、第２のモータ２２の中心軸から離れる方向に移動する。また第２のモータ２２が逆回転すると、円盤部５１が逆回転し、それに追従して第１の腕連結部５２と第２の腕連結部５３とが近付く方向に移動する。これにより、第１の腕連結部５２の作動部５５と、第２の腕連結部５３の作動部５５とは、第２のモータ２２の中心軸に近付く方向に移動する。
【００３０】
このような構成の本実施形態のロボットは、第１のモータ２１が回転すると、脚部１３が胴体部１４内に進入し始める。その後、やや遅れたタイミングで頭部１１が回動する。これにより、頭部１１が頷くように駆動する。
【００３１】
この状態から第１のモータ２１が逆回転すると、脚部１３が下方に駆動し始める。すると頭部１１が反対側に回動する。これにより頭部１１が元の角度に復元する。
【００３２】
また本実施形態のロボットは、第２のモータ２２が回転すると、胴体部１４に回動自在に連結された腕部１２が、内側から外側に向けて押圧され、これにより腕部１２が開放する。第２のモータ２２が逆回転すると、腕部１２が外側から内側に向けて引き込まれ、これにより腕部１２が閉じる。
【００３３】
本実施形態のロボットは、第１のモータ２１及び第２のモータ２２をそれぞれ制御する制御部６を備えている。本実施形態の制御部６は、第１のモータ２１と第２のモータ２２とをそれぞれ駆動制御することで、本体１の頭部１１及び脚部１３及び腕部１２のうちのいずれか又は全部を駆動させる。
【００３４】
また本実施形態のロボットは、スピーカー１５を備えている。スピーカー１５は、図４に示されるように、頭部１１内に収容配置されている。スピーカー１５は、制御部６に電気的に接続されており、当該制御部６により制御される。
【００３５】
本実施形態のロボットは、駆動を開始するスタートスイッチ８を有している。本実施形態のスタートスイッチ８は、頭部１１の中央に設けられている。
【００３６】
制御部６は、マイクロプロセッサを主構成要素とする制御回路により構成される。制御部６は、頭部１１内に収容されている。制御部６は、図５に示されるように、運動選択部６１と、動作取得部６２と、動作記憶部６３と、駆動制御部６５と、音声制御部６４とを備えている。
【００３７】
動作記憶部６３は、メモリ装置により構成されている。動作記憶部６３は、第１のモータ２１と第２のモータ２２との回転・逆回転の組み合わせや駆動時間の組み合わせからなる動作パターンを複数記憶している。言い換えると、動作記憶部６３は、駆動部２の複数の動作パターンを記憶している。動作記憶部６３は、動作パターンに対応した音声を関連付けた状態で記憶している。つまり動作記憶部６３は、第１の動作パターンと第１の音声パターンとが関連付けて記憶され、第２の動作パターンと第２の音声パターンとが関連付けて記憶され、以下同様にして、多数記憶している。
【００３８】
動作パターンとしては、例えば、腕部１２を広げる動作に合わせて「ワン、ツー、スリー」等とカウントしてリズムを取るものや、脚部１３を胴体部１４内に進退する動作に合わせて「屈伸して」等と音声を発する動作パターン等がある。また、頭部１１を上下に頷く動作に合わせて、首の運動を促す音声を発する動作パターンでもよい。さらに、手を広げたり閉じたりしながら、ユーザーを応援するような音声を発するようなものでもよい。
【００３９】
運動選択部６１は、複数の運動メニューの中から一つの運動メニューを選択する。運動メニューは、例えば、ラジオ体操や、安眠体操や、楽ひざ体操と言われる運動メニュー等が挙げられる。この複数の運動メニューに従って動作記憶部６３に所定の動作が記憶されている。この運動メニューの選択は、ランダムに行なってもよいし、選択ボタンによりユーザーに選択させるものであってもよい。
【００４０】
運動選択部６１は、運動選択部６１により選択された情報を動作取得部６２に出力する。
【００４１】
動作取得部６２は、運動選択部６１から入力された情報に基づいて、動作記憶部６３に記憶された運動パターンを取得する。動作取得部６２は、動作記憶部６３から取得した動作パターンのデータを、音声制御部６４及び駆動制御部６５に出力する。
【００４２】
音声制御部６４は、動作取得部６２から動作パターンのデータが入力されると、この動作パターンに関連付けられた音声情報に基づいてスピーカー１５を制御する。音声制御部６４は、スピーカー１５の制御信号を駆動制御部６５にも出力する。
【００４３】
駆動制御部６５は、動作取得部６２から動作パターンのデータが入力されると、これに基づいて、第１のモータ２１と第２のモータ２２とを制御する。駆動制御部６５は、音声制御部６４の制御信号を受け取りながら、その音声に合わせるようにして駆動部２の制御を行なう。
【００４４】
なお駆動制御部６５は、駆動部２の制御信号を音声制御部６４に出力するものであってもよい。そしてその駆動信号に基づいて、音声制御部６４がタイミングを合わせるようスピーカー１５を制御するよう構成されていてもよい。
【００４５】
このような構成の本実施形態のロボットは、ユーザーによりスタートスイッチ８が押圧されると、スタートスイッチ８のスイッチング素子は、電気的な信号を運動選択部６１に出力する。運動選択部６１は、スタートスイッチ８からの信号が入力されると、複数の運動メニューから一の運動メニューが選択された否かを検知する。運動選択部６１は、一の運動メニューが選択されると、その選択された運動メニューの情報を動作取得部６２に出力する。
【００４６】
動作取得部６２は、その運動メニューの情報に基づいて、動作記憶部６３に記憶された複数の運動パターンのうちから一の運動パターンを選択して取得する。動作取得部６２は、取得した運動パターンのデータを駆動制御部６５及び音声制御部６４に出力する。
【００４７】
駆動制御部６５は、動作選択部からデータが入力されると、それに基づいて駆動部２を制御する。また音声制御部６４は、動作選択部からデータが入力されると、それに基づいてスピーカー１５を制御する。
【００４８】
このように本実施形態の運動促進ロボットは、ユーザーの運動のメニューに対応した音声を、所定のタイミング（言い換えると、運動に合わせたタイミング）で出力させるため、ユーザーの運動に対する気持ちに訴えかけることができる。特に本実施形態の運動促進ロボットは、音声だけで運動を促すのではなく、この音声に合わせた動作で運動を促すことができるため、ユーザーに対し、ロボットと一緒に運動したいという動機を提供することができる。
【００４９】
ここで健康増進のためには、運動習慣を形成することが好ましいことが知られている。ところが、運動習慣を形成するには、数日間中断することなく継続する必要があるが、強い動機付けがないとなかなか継続できないのが現状である。そこで本発明者らは、本実施形態の運動促進ロボットを発明する過程で、ロボットと一緒に運動することと、運動の継続性との関連性を研究した。
【００５０】
この結果、ロボットとコミュニケーションを図りながら、一緒に運動することにより、ユーザーに一定の動機を提供できることが確認された。そこで本発明者らは、コストダウンを図るべく、モータの数を２つに絞り、しかもロボットの動きを、運動への動機付けを促すことができる程度にして、本実施形態の運動促進ロボットを開発した。
【００５１】
このように本実施形態の運動促進ロボットは、ユーザーの動機を促すような動きと、音声とを、運動に合わせて制御するため、ユーザーは動機に従って運動を継続することができるようになり、この結果、運動習慣を形成することができる。
【００５２】
しかも本実施形態の運動促進ロボットは、ぬいぐるみのような外観となっており、ユーザーに愛着を持たせることができるような姿に形成されているため、ユーザーの動機付けを一層強めることができる。
【００５３】
さらに本実施形態の運動促進ロボットは、駆動部２と機構部とが簡略化された構造になっているため、コスト的に有利であり、ユーザーが購入しやすいメリットがある。
【００５４】
ところで、予めユーザーが教育を受けた運動メニュー（例えばラジオ体操など）に従って運動を行なわせる場合、運動促進ロボットにその運動を示唆する動作をさせることで、ユーザーに対し次に行なう運動を簡単に想起させることができることが判明した。
【００５５】
すなわち、例えば、手を広げる運動がユーザーが次に行なうべき運動である場合に、ユーザーが次の運動を忘れてしまったとしても、本実施形態のロボットが僅かに手を広げる動作をするだけで、ユーザーは次に行なうべき運動を思い出すことができる。
【００５６】
本実施形態の運動促進ロボットは、ユーザーが次に行なうべき運動を示唆する動作をすることで、ユーザーに次の運動を分からせるようにできる運動メニューが運動選択部６１により選択できるようになっている。具体的に本実施形態の運動促進ロボットは、首を振る運動を想起させるために、首部を上下に頷かせる動作をさせたり、ひざの屈伸をさせる運動を想起させるために、脚部１３を胴体に対して進退させる動作をさせたりするよう構成されている。
【００５７】
本実施形態の運動促進ロボットの動作記憶部６３は、ユーザーが行なうべき運動を示唆する動作を複数記憶している。運動促進ロボットは、運動を示唆する運動メニューが選択されると、動作取得部６２は、動作記憶部６３に記憶されたユーザーが行なうべき運動を示唆する動作のうちから一つの動作を取得する。駆動制御部６５は、前記動作取得部６２により取得された動作に基づいて前記駆動部２を駆動させる。
【００５８】
このように、本実施形態の運動促進ロボットは、次にユーザーが行なうべき運動を示唆する動作を行なうことができるため、ユーザーは、簡単に次の運動を把握でき、健康増進を図ることができるようになる。
【００５９】
なお、本実施形態の運動促進ロボットは、脚部１３と頭部１１とが連携した構成となっていたが、本発明の運動促進ロボットは、各部に対応するモータが設けられてもよい。すなわち、頭部１１と脚部１３と腕部１２とは、各個独立して駆動するものであってもよい。
【００６０】
また本実施形態の運動促進ロボットは、制御部６が運動選択部６１を備えていたが、一つの運動メニューを行なうよう予めプログラムされていればよく、本発明においては運動選択部６１はなくてもよい。
【００６１】
また本実施形態の運動促進ロボットに、人感センサーを取り付けることもできる。人感センサーにより、人の存在を検知し、その検知信号に基づいて運動促進ロボットの電源をＯＮにして、所定の時間にスタートスイッチをＯＮすることも可能である。なお、人感センサーとしては、例えば、ＣｄＳセルや、焦電センサー等用いることができる。
【００６２】
また本実施形態の運動促進ロボットの顔部の頬の辺りにＬＥＤを埋設し、運動の経過時間に応じてＬＥＤを発光させるようにしてもよい。
【００６３】
またスピーカー１５から発する音声として、ユーザーが録音した音声を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 本体
１１ 頭部
１２ 腕部
１３ 脚部
１４ 胴体部
１５ スピーカー
２ 駆動部
３ 駆動機構部
４ 第１の機構部
５ 第２の機構部
６ 制御部
６１ 運動選択部
６２ 動作取得部
６３ 動作記憶部
６４ 音声制御部
６５ 駆動制御部
８ スタートスイッチ
９ 電源部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動への動機付けをユーザーに与える運動促進ロボットであって、
頭部及び腕部及び脚部を有する本体と、
前記本体の内部に設けられ頭部及び腕部及び脚部のうちのいずれか又は全部を駆動させる駆動部と、
前記本体に設けられたスピーカーと、
前記駆動部及びスピーカーを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
ユーザーの運動のメニューに対応した音声をその運動に合わせたタイミングで出力させる音声制御部と、
前記音声の出力に合わせて前記駆動部を駆動させる駆動制御部と
を有している
ことを特徴とする運動促進ロボット。
【請求項２】
前記制御部は、ユーザーが行なうべき運動を示唆する動作が複数記憶された動作記憶部と、
前記動作記憶部に記憶された複数の動作のうちから一つの動作を取得する動作取得部と
をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記動作取得部により取得された動作に基づいて前記駆動部を駆動させるものである
ことを特徴とする請求項１記載の運動促進ロボット。
【請求項１】
運動への動機付けをユーザーに与える運動促進ロボットであって、
頭部及び腕部及び脚部を有する本体と、
前記本体の内部に設けられ頭部及び腕部及び脚部のうちのいずれか又は全部を駆動させる駆動部と、
前記本体に設けられたスピーカーと、
前記駆動部及びスピーカーを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
ユーザーの運動のメニューに対応した音声をその運動に合わせたタイミングで出力させる音声制御部と、
前記音声の出力に合わせて前記駆動部を駆動させる駆動制御部と
を有している
ことを特徴とする運動促進ロボット。
【請求項２】
前記制御部は、ユーザーが行なうべき運動を示唆する動作が複数記憶された動作記憶部と、
前記動作記憶部に記憶された複数の動作のうちから一つの動作を取得する動作取得部と
をさらに備え、
前記駆動制御部は、前記動作取得部により取得された動作に基づいて前記駆動部を駆動させるものである
ことを特徴とする請求項１記載の運動促進ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９０７５８（Ｐ２０１３−９０７５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４３１７（Ｐ２０１１−２３４３１７）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（５００４３３３７３）ヴイストン株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（５００４３３３７３）ヴイストン株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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