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JP2005088140A - 物体処理システム、物体処理方法及びロボット - Google Patents

物体処理システム、物体処理方法及びロボット Download PDF

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JP2005088140A JP2003326171A JP2003326171A JP2005088140A JP 2005088140 A JP2005088140 A JP 2005088140A JP 2003326171 A JP2003326171 A JP 2003326171A JP 2003326171 A JP2003326171 A JP 2003326171A JP 2005088140 A JP2005088140 A JP 2005088140A
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和雄 谷江
Shigeoki Hirai
成興 平井
Rakuei Cho
洛榮 丁
Kotaro Oba
光太郎 大場
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Abstract

【課題】作業環境への適応性が高いロボットを提供する。
【解決手段】このシステムでは、物体501〜506の操作に必要な物体操作用情報OBが記憶されている情報サーバ101〜106と、情報サーバ101〜106に記憶されている物体操作用情報OBに基づいて物体501〜506を操作するロボット1とを備えている。ロボット1は、物体501〜506に付されているタグ501a〜506aから情報を読み取るタグリーダライタ4と、タグリーダライタ4が読み取った物体ID情報に基づいて、情報サーバ101〜106から物体操作用情報OBを読み込むためのアドレス処理部7及びネットワーク処理部8と、アドレス処理部7等で読み込んだ物体操作用情報OBに基づいて駆動部6のアーム等により物体501〜506を操作する制御部5とを備える。
【選択図】図5

Description

本発明は、与えられた作業環境で、作業環境内に存在する物体に対して操作や作業等の処理を自律的に行うロボット、並びにロボットを使用して行う物体処理システム及び物体処理方法に関する。
与えられた作業環境でロボットに自律的に作業を遂行させる1つの方法として、作業環境に存在する作業対象になる物体に関する情報をロボットに知識として与え、ロボットにその知識を活用して作業計画を構築させ、自律的に作業を遂行させる方法がある。
例えば、図11に示すように、6個の種々の物体501,502,503,504,505,506が存在する作業環境でロボット600が自律的に作業する場合を例に挙げて説明する。図11では、作業環境に存在する物体501〜506を2次元平面の物体として示しているが、実際は、作業環境は3次元空間であり、この作業環境に存在する物体501〜506も3次元空間に存在する立体の物体である。
ここで、ロボット600が初期位置P1から目的位置P2まで自律的に移動する場合を考える。
図12は、このような移動をロボットに実現させるための人的作業を示す。
先ず、各物体501〜506の情報を含む作業環境モデルWMを用意する。
作業環境モデルWMはロボット600が作業する現実の作業環境Wの構造を示す情報であり、作業環境モデルWMには、作業環境Wに存在する各物体501〜506の情報が含まれている。
物体501〜506の情報の内容としては種々あるが、例えば当該物体501〜506の位置(例えば絶対位置)の情報や幾何学的形状の情報がある。このような情報を、ロボット600の設計者が作業環境モデルWMとして記述して、この作業環境モデルWMを、ロボット600の制御部(コンピュータ)601内に構築させている。例えば、作業環境モデルWMを環境データとして制御部(コンピュータ)601内に構築させている。
制御部601には、このような作業環境モデルWMの他に、ロボット600が動作するための情報或いはプログラムが格納されている。
例えば、ロボット600が動作するための情報として、ロボット600の大きさ等の情報が格納されている。また、ロボット600が動作するための制御プログラムとして、作業計画アルゴリズムが格納されている。作業計画アルゴリズムは、作業環境モデルWMに基づいてロボット600の作業手順である作業計画を作成するためのアルゴリズムである。そして、ロボット600が動作するための情報或いはプログラムは、ロボット600の設計者によって決定或いは設計されて、予め制御部601に格納されている。
そして、制御部601は、ロボット600の駆動部602を制御している。駆動部602は、例えばロボット600が移動するための移動手段等から構成されている。
このようなロボット600は、作業指令(或いは動作指令)が与えられると、制御部601が作業計画アルゴリズムにより、ロボット600の大きさ、作業環境モデルWMの物体の位置や幾何学的形状を参照して、ロボット600と物体との干渉チェックを行う等数理的演算処理行い、初期位置P1から目標位置P2までの経路を割り出す。そして、制御部601は、その割り出した経路に沿うように実際にロボット600が動作するように作業計画を立てる。ここで、作業計画とは、ロボット600が作業を実現するために、どのように駆動部602を制御すればよいかを示す情報(制御信号群)からなる。制御部60
1は、この作業計画に基づいて制御信号を駆動部602に出力して、駆動部602を制御する。これにより、ロボット600は、物体501〜506への接触を避けて、初期位置P1から目的位置P2まで自律的に移動する。
以上のように、ロボットを制御するコンピュータ(制御部)内に作業環境モデルを構築するとともに、その作業環境モデルを参照してロボットに作業計画を立てさせ、ロボットに自律的に作業させる方法が従来より提案されており、このような方法の研究が多くの研究者によりなされている。このようなロボットを自律的に作業させるこのような方法は、モデルベーストによるロボットの自律制御技術と呼ばれている。
なお、このような方法は、ロボットを移動させるためだけに用いられているとも限られない。例えば、作業環境に存在する物体に種々の操作を行うために使われるロボットアームやロボットマニピュレータを自律的に作業させるのにも適用できる。例えば、ロボットアームやマニピュレータに適用する場合、作業環境の物体の情報(作業環境モデル)には、物体の位置や幾何学的形状の他に物体を把持する位置(把持に最適な位置)等が含ませること等が行われる。
以上のモデルベースト自律制御方法では、その前提として、コンピュータ(制御部601)内に格納される作業環境モデルWMと、ロボット600に実行させる作業要求に応じて必要とされるモデル(作業や動作)を解析して作業計画を作り出すための作業計画アルゴリズムとを、ロボットの設計者や提供者等のロボットの行動制御の設計に直接携わる者自身が作成している。
すなわち、物体に関する情報を作業環境モデルとして記述することや、そのように記述(作成)した作成環境モデルをロボットに格納することは、一般的にはロボットを設計者等が工夫して行っていた。さらに、ロボットに要求する作業が、ロボットの作業(移動等)か、ロボットの備えたアーム或いはマニピュレータによる作業か等に応じ、その作業内容に基づいてロボットの設計者等が作業計画アルゴリズムを工夫して作成していた。
ロボットを自律的に制御するための前記従来の方法では、ロボットの設計者等のロボットの行動制御の設計に直接携わる者がロボットの作業環境を観察し、それを解釈し、どのような情報を知識としてモデルに格納すべきかを判断し、さらに、その判断に基づいて作業環境の情報となる作業環境モデルを作成していた。
この方式の場合、作業環境に含まれる物体が少ない等の作業環境の構造が単純かつ、その構造が変化しない等の作業環境が静的なときには、作業環境モデルの作成の負荷は問題とならない。
しかし、新しい物体が追加される等して作業環境の構造が変化したり、作業環境に存在する物体が多かったり、また、物体の形状が一般的には定義しにくいものであったりすると、作業環境の構造が複雑・多様になってしまう。このような場合、これらの作業環境の構造を知識として整理して、作業環境モデル化することが困難になる。特に、ロボットの設計者等が作業環境モデルを作成することから、ロボットの設計者等にとって作業環境の構造を知識化(情報化)することが困難となる場合が多く、この結果、作業環境モデルの作成が困難となる場合がある。
こうした事情から、前記モデルベーストによる自律制御法はロボットの自律制御技術は、有力視されているものの、その適用範囲は極めて狭く、単純な作業環境に適用される場合に限定されているのが現状である。
このようなことから、ロボットを自律的に制御する方法として、作業環境のデータを予め必要としない、すなわち作業環境モデルを用いない方法等も提案されている。
この方法では、ロボットに種々のセンサを搭載させ、そのセンサの出力に対応させてロボットの基本行動を複数用意し、行動選択装置により、センサと基本行動との対応付けを学習的方法等のもとで行い、センサ出力に応じて行動を選択的に決定するようにして、ロボットの自律的行動を実現させている。この方法では、作業環境モデルを必要としないので複雑・多様な作業環境の構造にも適用できる。このような方法は、行動ベース制御法と呼ばれている。
しかし、この方法では、行動選択装置の構造(アルゴリズム)によって行動の複雑さが決まり、さらに、当該行動選択装置の設計基準がないので、やはり単純な行動にしか適用できないという問題がある。
以上のように、ロボットを自律的に制御するこれまでの方法では、単純な作業環境で作業或いは動作するロボットにしか適用できなかった。これにより、産業的に高度な制御機能を持つロボットが市場に出現しない一因となっていた。
また、物の情報が変化する場合もあり、この場合、その変化に迅速に対応できるようにすれば、ロボットが作業環境への適応性が高くなるといえる。
そこで、本発明は、前述の問題に鑑みてなされたものであり、作業環境への適応性が高いロボット、並びにそのようなロボットにより物体への処理を可能にする物体処理システム及び物体処理方法の提供を目的とする。
また、請求項1記載の発明に係る物体処理システムは、物体において処理の対象となる物体処理用情報が記憶されている情報サーバと、前記情報サーバに記憶されている物体処理用情報に基づいて前記物体に対する処理を行うロボットとを備えている。この物体処理システムでは、前記ロボットは、前記物体に対する処理を行う処理手段と、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込むための読み込み用情報を、前記物体に付されている非接触型タグから比接触で読み取るタグリーダと、前記タグリーダが読み取った前記読み込み用情報に基づいて、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込む第1の通信手段と、前記第1の通信手段が読み込んだ前記物体処理用情報に基づいて、前記処理手段により前記物体に対する処理を行う制御手段とを備えることを特徴とする。
また、請求項2記載の発明に係る物体処理システムは、請求項1記載の発明に係る物体処理システムにおいて、前記ロボットが、前記物体に対して前記処理手段がした処理に関する処理関連情報を、前記情報サーバに記憶させる処理関連情報書き込み手段と、前記情報サーバから前記処理関連情報を読み込む第2の通信手段とを備えている。この物体処理システムでは、前記制御手段は、前記第2の通信手段が読み込んだ前記処理関連情報に基づいて、前記処理手段により物体に対する処理を行うことを特徴とする。
また、請求項3記載の発明に係る物体処理システムは、請求項2記載の発明に係る物体処理システムにおいて、前記処理関連情報が、前記物体に対して前記処理手段が予定通り処理できなかった結果を示す不測結果情報であり、前記制御手段が、前記不測結果情報に基づいて前記処理手段の制御内容を変更して、前記物体に対する処理を行うことを特徴とする。
また、請求項4記載の発明に係る物体処理システムは、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明に係る物体処理システムにおいて、前記物体処理用情報が、前記物体の形状又は重量のうちの少なくとも一方の情報であり、前記処理手段が、前記物体を操作するものであり、前記制御手段が、前記物体の形状又は重量の情報に基づいて前記物体に対する処理手段の操作位置を設定することを特徴とする。
また、請求項5記載の発明に係る物体処理方法は、物体において処理の対象となる物体処理用情報を情報サーバに記憶させ、かつ前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込むための読み込み用情報を、前記物体に付されている非接触型タグに記憶させ、ロボットは、前記非接触型タグからタグリーダにより比接触で前記読み込み用情報を読み取り、その読み取った読み込み用情報に基づいて、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込み、その読み込んだ物体処理用情報に基づいて、処理手段により前記物体に対する処理を行うことを特徴とする。
また、請求項6記載の発明に係る物体処理方法は、請求項5記載の発明に係る物体処理方法において、前記ロボットが、前記物体に対して前記処理手段がした処理に関する処理関連情報を前記情報サーバに記憶させ、前記ロボットが、前記情報サーバに前記処理関連情報が書き込まれている場合には、その当該処理関連情報を読み込み、その読み込んだ処理関連情報に基づいて、前記処理手段により物体に対する処理を行うことを特徴とする。
また、請求項7記載の発明に係る物体処理方法は、請求項6記載の発明に係る物体処理方法において、前記処理関連情報が、前記物体に対して前記処理手段が予定通り処理できなかった結果を示す不測結果情報であり、前記ロボットが、前記不測結果情報に基づいて前記処理手段の制御内容を変更して、前記物体に対する処理を行うことを特徴とする。
また、請求項8記載の発明に係る物体処理方法は、請求項5乃至7のいずれかに記載の発明に係る物体処理方法において、前記物体処理用情報が、前記物体の形状又は重量のうちの少なくとも一方の情報であり、前記処理手段が、前記物体を操作するものであり、前記ロボットが、前記物体の形状又は重量の情報に基づいて前記物体に対する処理手段の操作位置を設定することを特徴とする。
また、請求項9記載の発明に係るロボットは、情報サーバに記憶されている物体において処理の対象となる物体処理用情報に基づいて前記物体に対する処理を行うロボットである。このロボットは、物体に対する処理を行う処理手段と、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込むための読み込み用情報を、前記物体に付されている非接触型タグから比接触で読み取るタグリーダと、前記タグリーダが読み取った前記読み込み用情報に基づいて、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込む第1の通信手段と、前記第1の通信手段が読み込んだ前記物体処理用情報に基づいて、前記処理手段により前記物体に対する処理を行う制御手段とを備えることを特徴とする。
また、請求項10記載の発明に係るロボットは、請求項9記載の発明に係るロボットにおいて、前記物体に対して前記処理手段がした処理に関する処理関連情報を、前記情報サーバに記憶させる処理関連情報書き込み手段と、前記情報サーバから前記処理関連情報を読み込む第2の通信手段とを備え、前記制御手段が、前記第2の通信手段が読み込んだ前記処理関連情報に基づいて、前記処理手段により物体に対する処理を行うことを特徴とする。
また、請求項11記載の発明に係るロボットは、請求項10記載の発明に係るロボットにおいて、前記処理関連情報が、前記物体に対して前記処理手段が予定通り処理できなかった結果を示す不測結果情報であり、前記制御手段が、前記不測結果情報に基づいて前記処理手段の制御内容を変更して、前記物体に対する処理を行うことを特徴とする。
また、請求項12記載の発明に係るロボットは、請求項9乃至11のいずれかに記載の発明に係るロボットにおいて、前記物体処理用情報が、前記物体の形状又は重量のうちの少なくとも一方の情報であり、前記処理手段は、前記物体を操作するものであり、前記制御手段は、前記物体の形状又は重量の情報に基づいて前記物体に対する処理手段の操作位置を設定することを特徴とする。
以上の請求項1、5及び9記載の発明では、物体において処理の対象となる物体処理用情報を情報サーバに記憶させ、かつ情報サーバから物体処理用情報を読み込むための読み込み用情報を、物体に付されている非接触型タグに記憶させることが前提となる。そして、ロボットが、その非接触型タグからタグリーダにより比接触で読み込み用情報を読み取り、その読み取った読み込み用情報に基づいて、情報サーバから物体処理用情報を読み込み、その読み込んだ物体処理用情報に基づいて、処理手段により物体に対する処理を行っている。すなわち、ロボット自身が、物体に付されているタグを経由して、情報サーバから物体処理用情報を得て、その物体処理用情報に基づいて物体に処理を行う。よって、移動するなどの基本的動作だけを制御内容としてロボットに組み込んでおいて、ロボットが物体に近づきさえすれば、ロボットがタグから物体処理情報を得て、その物体処理用情報に基づいてその物体に対して処理を行うようになる。
特に、請求項2、6及び10記載の発明では、物体に対する処理手段による処理に関する処理関連情報を情報サーバに書き込んでいる。そして、後にロボットが当該物体に対して処理手段で処理をする際に、情報サーバに書き込まれているその処理関連情報に基づいて、その処理を行うようにしている。
本発明によれば、ロボット自身が物体に付されているタグを経由して、情報サーバから物体処理用情報を得て、その物体処理用情報に基づいて、当該物体に対する処理を行うようになるので、ロボットの設計者等のロボットの行動制御の設計に直接携わる者自身による物体に関する情報の作成やロボットへのその情報の入力の手間を省くことができる。また、タグの物体処理用情報を更新するだけで、最新の物体処理用情報でロボットに物体を処理させることができる。また、移動するなどの基本的動作だけを制御内容としてロボットに組み込んでおけば、ロボットが物体に対して処理を行うようになるので、ロボットの制御内容を簡略化できる。以上のような結果から、ロボットの作業環境への適用性を高くすることができる。
また、請求項2、6及び10記載の発明によれば、処理関連情報に基づいて処理を行うことで、例えば、処理関連情報が失敗した処理の情報であれば、同様な失敗をすることなく処理を行うことができるようになる。
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、作業環境(作業空間)Wに6個の物体(3次元物体)501,502,503,504,505,506が存在しており、その作業環境Wを移動するロボット1の様子を示す。
ロボット1は、移動台車2の上部にアーム3を備えることで、作業環境Wに存在する物体501〜506に対する操作或いは作業を行うことができるように構成されている。
各物体501〜506は、作業環境Wにおいてロボット1が扱う物体であり、図2に示すように、各物体501〜506には、非接触型のタグ501a〜506aが装着されている。各物体501〜506はそれぞれが、固有の形状や重量等を有している。また、物体501〜506には経時的に形状や重量が変化するものもある。
タグ501a〜506aとしては、RFID(Radio Frequency Identification)のような無線ICタグが挙げられる。RFIDは、対環境性に優れた数cm程度の大きさからなり、電子的にデータを記憶し、電波や電磁波で読み取り器と交信することが可能な構造を有している。
タグ501a〜506aには、その物体501〜506の操作に必要な情報(以下、物体操作用情報という。)OBが書き込まれている。この物体操作用情報OBは、物体50
1〜506において処理の対象になる物体処理用情報をなしている。この物体操作用情報OBとしては、位置情報(絶対位置情報や相対位置情報)、物体501〜506の幾何学的形状、色及び重量の情報等の物体固有の情報、物体501〜506に対する操作内容や作業内容を示す情報、並びに物体501〜506を識別する際の手がかりになるコードの情報が挙げられる。ここで、操作内容とは、物体を把持する操作等であり、また、作業内容とは、物体を所定の場所に搬送する等である。例えば、物体を把持する操作情報としては、物体の持ち方、持つ場所の情報が挙げられる。
タグ501a〜506aへの物体操作用情報OBの初期の書き込み(初期値の書き込み、或いは出荷時の書き込み)は、当該物体501〜506の製造者、その製造者から委託をうけた事業者等によって行われる。
ロボット1は、物体501〜506のタグ501a〜506aに対して情報の読み書きをするタグリーダライタ4と、タグリーダライタ4から読み込んだ情報に基づいて当該ロボット1を制御する制御部(コンピュータ)5とを備えている。
タグリーダライタ4は、ロボット1においてアーム3で物体を操作する側或いは当該ロボット1の走行方向側に配置されている。タグリーダライタ4は、無線でタグ501a〜506aに対して情報の読み書きをするように構成されている。タグ501a〜506aに対する情報の読み書きをするタイミングは、種々の方法が考えられるが、例えば、一般のICタグ技術が備えている標準的な機能を利用して、タグリーダライタ4から、ある一定の領域内に存在するタグ501a〜506aに対して情報の読み書きをするようにする。よって、タグリーダライタ4からある一定の領域内に複数のタグ(物体)が存在する場合、タグリーダライタ4は、自動的にそれら全てのタグから情報を読み取ることになる。
制御部5には、図3に示すように、ロボット1を制御する制御プログラムPGと作業環境モデルWMとが格納されている。
作業環境モデルWMは、各物体501〜506のタグ501a〜506aの物体操作用情報OBにより構築されている。すなわち、前述したように、タグリーダライタ4により各物体501〜506のタグ501a〜506aから読み込んだ物体操作用情報OBが作業環境モデルWMとして制御部5内に書き込まれる。
なお、ここで制御部5が保持している作業環境モデルWMは、予めある程度構築されたデータからなり、物体操作用情報OBに基づいて完成或いは更新するようなものであってもよい。
また、タグリーダライタ4からある一定の領域内に複数のタグ(物体)が存在する場合には、タグリーダライタ4はそれら全てのタグから物体操作用情報OBを読み取ることになるが、この場合、制御部5は、それら複数の物体操作用情報OBに基づいて作業環境モデルWMを作成する。
制御プログラムPGは、作業計画アルゴリズムによって構築されている。作業計画アルゴリズムは、作業環境モデルWMに基づいてロボット1による作業手順を示す作業計画を作成するためのアルゴリズムからなる。この制御するプログラムPGは、ロボット1が動作するための情報或いはプログラムであり、ロボット1の設計者によって決定或いは設計されて、予め制御部5に格納されている。
制御部5は、制御プログラムPGにより、作業環境モデルWMに基づいてロボット1の作業計画を作成する。ここで、制御プログラムPGによる作業環境モデルWMに基づいたロボット1の作業計画の作成は、例えば従来の作業計画作成技術を活用して行う。すなわち、制御部5は、ロボット1の大きさ、作業環境モデルWM(物体の位置や幾何学的形状等)を参照して、ロボット1と物体501〜506との干渉チェックを行う等数理的演算
処理行い、作業計画を作成する。作成した作業計画は、作業を実現するために、どのように駆動部6を制御すればよいかを示す情報(行動制御)からなる。制御部5は、例えば、幾何学的形状や重量に基づいて物体501〜506における操作位置(持つ位置等)を決定する。
ここで、駆動部6は、移動台車2やアーム3等によって構成されている。この駆動部6は、物体に対する処理を行う処理手段を構成している。
制御部5は、作業計画に基づいて制御信号を駆動部6に出力して、駆動部6を制御する。これにより、ロボット1は、自律的行動により、移動し、或いは物体501〜506に対する操作や作業を行う。具体的には、ロボット1は、物体501〜506を把持して、所定の場所に搬送する。
また、ロボット1は、場合によっては、タグリーダライタ4によりタグ501a〜506aの情報を更新する。
ロボット1は作業計画に基づいて自律的行動をするが、ロボット1が現実の物体501〜506とで誤差が生じた動作をしてしまう場合がある。例えば、物体の固有情報が変化する場合がある。例えば、経時的に、物体の形状、重量や物体の位置が変化したりする。例えば、ロボット1が誤って物体に接触した場合、物体の位置が変化する。このように物体の固有情報が変化した場合でも、タグリーダライタ4によってタグ501a〜506aから読み込んだ当該情報を含む物体操作用情報OBに基づいて作業計画を作成してしまったのでは、ロボット1は、適切な移動や物体501〜506に対して適切な作業ができなくなり、すなわち現実の物体501〜506とで誤差が生じた動作をしてしまう。
このようなことから、ロボット1は、物体501〜506の形状等の物体501〜506の固有情報の変化を検出した場合、物体501〜506のタグ501a〜506aに格納されている物体操作用情報OBをタグリーダライタ4により更新する。例えば、ロボット1は、アーム3によってある物体を把持して持ち上げることができなかった場合、その結果に基づいて当該物体のタグ内の物体操作用情報OBの重量の情報を更新する。また、同時に、制御部5は、自己が保持している物体操作用情報OBや作業環境モデルWMも更新する。
ここで、この場合における、物体501〜506のタグ501a〜506aに格納されている物体操作用情報OBの更新は、物体501〜506に対するアーム3による処理に関する処理関連情報をタグ501a〜506aに書き込む処理ともいえる。ここで、処理関連情報は、物体に対してアーム3が予定通り処理できなかった結果を示す不測結果情報を構成している。
また、作業環境Wに同一の物体(物体操作用情報OBが同じ物体)が複数存在する場合には、このような物体操作用情報OBの更新を同一の物体すべてについて行うようにしてもよい。すなわち、同一の物体すべてのタグ内の物体操作用情報OBを更新する。例えば、その同一物体であって、タグリーダライタ4の検出範囲にある物体(タグ)について物体操作用情報OBを更新する。
また、前述したようにタグリーダライタ4がタグ501a〜506aから情報を読み取ることができる距離の範囲は一定であるので、ロボット1が物体501〜506に対する操作や作業をする場合には、ロボット1が物体501〜506にある程度近づく必要がある。このようなことから、ロボット1には、作業環境W内でのおおまかな走行経路の情報が基本動作情報として予め格納されており、ロボット1は、この走行経路の情報に基づいて作業環境W内を移動する。そして、ロボット1は、タグリーダライタ4によりタグ501a〜506aから物体操作用情報OBを読み取ることができた時点で、前述したように当該物体操作用情報OBに基づいて作業計画を作成し、その作業計画に基づいて物体50
1〜506に対して所望の操作し、或いは所望の作業を行っている。例えば、走行経路の情報は、作業環境モデルWMに予め格納されている。なお、ロボット1が予め保持している基本動作情報は、走行経路の情報であることに限定されるものではなく、他の基本動作を示す情報であってもよい。
次に図4を用いて一連の処理手順を説明する。
先ず、必要データを作成等する(ステップS1)。具体的には、物体の製造者等が、物体操作用情報OBを作成し、その作成した物体操作用情報OBを物体501〜506のタグ501a〜506aに書き込み(格納し)、また、ロボット1の設計者が作業計画アルゴリズム(制御プログラムPG)を作成し、その作成した作業計画アルゴリズム(制御プログラムPG)を制御部5に書き込む(格納する)。
続いて、ロボット1は、タグリーダライタ4により、物体501〜506のタグ501a〜506aから物体操作用情報OBを読み込む(ステップS2)。このとき、物体操作用情報OBの読み込み対象になるタグは、ロボット1から一定領域内に存在する物体のタグである。
続いて、ロボット1は、タグリーダライタ4によりタグ501a〜506aから読み込んだ物体操作用情報OBに基づいて作業環境モデルWMを作成或いは更新する(ステップS3)。
続いて、ロボット1は、制御部5により、制御プログラム(作業計画アルゴリズム)PGに基づいて、作業環境モデルWMを参照して、作業計画を作成する(ステップS4)。そして、ロボット1は、その作業計画に基づいて自律的に行動する(ステップS5)。ここで、ロボット1は、自律的行動により、移動し、或いは物体501〜506に対する操作や作業を行う。
このとき、ロボット1は、制御部5により、物体操作用情報OBの情報の更新が必要か否かを判定する(ステップS6)。すなわち、制御部5は、ロボット1が現実の物体501〜506とで誤差が生じた動作をしたかを判定する。
ここで、制御部5は、ロボット1が現実の物体とで誤差が生じた動作をした場合、物体操作用情報OBの更新が必要であるとして、タグ内の物体操作用情報OBの更新及び作業環境モデルの更新を行う(ステップS7)。タグ内の物体操作用情報OBの更新については、タグリーダライタ4により該当する物体のタグの物体操作用情報OBを更新する。
一方、制御部5は、ロボット1が現実の物体とで誤差が生じた動作をしなかった場合、物体操作用情報OBの更新が必要でないとして、自律的行動に関する処理を終了する。
以上の処理或いは動作による効果を説明する。
前述したように、ロボット1は、物体501〜506から所定の範囲内に近づくと、当該物体501〜506のタグ501a〜506a内に格納されている物体操作用情報OBを読み込み、その物体操作用情報OBに基づいて作業環境モデルMWを作成するとともに、その作業環境モデルMWに基づいて作業計画を生成している。そして、ロボット1は、その作業計画に基づいて物体501〜506に対して、当該物体501〜506に要求されている所望の操作や作業を行っている。
ここで、作業環境モデルMWを作成するための物体操作用情報OBはタグ501a〜506aに格納されており、その物体操作用情報OBの作成は、物体501〜506の製造者、その製造者から委託をうけた事業者等の物体501〜506の製造等に携わる者によって行われている。
従来においては、この物体操作用情報OBに対応する情報をロボットの行動制御を規定するプログラムの格納時等において、ロボットに予め格納しておく必要があり、さらに、その情報の作成は、ロボットの設計者等のロボットの行動制御を設計する者自身が行って
いた。
しかし、ロボットが扱う物体は作業環境に応じて無限に存在し、それをロボットで処理しようと考えた場合、ロボットの設計者等がロボットの作業環境を観察し、それを解釈し、その特徴部分を判断し、さらに、その判断に基づいて作業環境の情報を作成するのは困難である。
これに対して、タグ501a〜506aに格納されている物体操作用情報OBの作成は、物体501〜506の製造者、その製造者から委託をうけた事業者等の物体501〜506の製造等に携わる者によって行われている。すなわち、物体501〜506について詳細を知っており、専門知識を有する者が、物体操作用情報OBを作成している。
これにより、ロボットの設計者等に代わって物体501〜506の製造者が物体操作用情報OBを作成することで、ロボットの設計者等の負担を軽減することができる。さらに、物体について詳細を知っており、専門知識を有する者が物体操作用情報OBを作成することで、物体の固有情報を正確に示す物体操作用情報OBを作成することができる。これにより、ロボット1が物体を正確に把持する等、ロボット1が物体を正確に取り扱うことができるようになる。
また、タグ501a〜506aの物体操作用情報OBを更新するだけで、最新の物体操作用情報OBでロボット1に物体501〜506を操作させることができるようになる。この場合、その更新は、物体501〜506の製造者等やロボット1が行うことになる。
前述したように、ロボット1が現実の物体とで誤差が生じた動作をした場合、ロボット1が物体操作用情報OBを更新している。これにより、物体操作用情報OBを更新した物体を操作する場合、ロボット1は最新の物体操作用情報OBに基づいて物体を操作することができる。このとき、最新の物体操作用情報OBに基づいて行う物体の操作(制御内容)は、更新前の物体操作用情報OBに基づいて行った物体の操作(制御内容)と異なるものとなる。
これにより、ロボット1が物体を正確に把持する等、ロボット1が物体を正確に操作することができるようになる。例えば、作業環境W内に複数のロボットが存在するような場合において一のロボットが物体操作用情報OBを更新することで、その更新以降では、他のロボットは、最新の物体操作用情報OBに基づいて物体を操作するので、これにより、他のロボットによる物体の操作は正確なものになる。
また、前述したように、作業環境Wに同一の物体(物体操作用情報OBが同じ物体)が複数存在する場合には、このような物体操作用情報OBの更新を同一の物体すべてについて行っている。これにより、ロボット1は、物体に対して誤差を生じた動作をした後、その物体と同一物体であれば、どの物体についても正確に操作することがきるようになる。
次に作業環境に存在する物体の情報を通信ネットワークを介して取得するシステムを説明する。
図5及び図6は、情報通信ネットワークNET上の各情報サーバ101〜106から、当該各情報サーバ101〜106で個別に管理されている物体操作用情報OBを取得するロボット1の様子を示す。すなわち、前述の例では、タグ501a〜506aで管理していた物体操作用情報OBを、情報通信ネットワークNET上の情報サーバ101〜106で管理している。ここで、情報通信ネットワークNETは例えばインターネットである。
情報サーバ101〜106はそれぞれ、物体501〜506に対応付けされており(図6中点線で示すように個別に対応付けされており)、当該物体501〜506に関する物体操作用情報OBを管理している。
情報サーバ101〜106の設置場所は、例えばインターネットのプロトコル等を使用して、情報通信ネットワークNET上でアクセス可能な場所であり、かつ情報通信ネットワークNET上の任意の場所である。
情報サーバ101〜106が管理する物体操作用情報OBは、前述したように、位置情報(絶対位置情報や相対位置情報)、物体501〜506の幾何学的形状、色及び重量の情報等の物体固有の情報、物体501〜506に対する操作内容や作業内容を示す情報、並びに物体501〜506を識別する際の手がかりになるコードの情報等を含んでいる。この情報サーバ101〜106への物体操作用情報OBの初期の書き込み或いはアップロード(初期値の書き込み或いはアップロード)は、当該物体501〜506の製造者、その製造者から委託をうけた事業者等によって行われる。
タグ501a〜506aには、当該タグ501a〜506aが付されている物体501〜506を特定するための情報(以下、物体ID情報という。)が書き込まれている。その物体ID情報には、物体操作用情報OBを管理している情報サーバ101〜106のアドレス情報が含まれている。そのアドレス情報は、情報サーバ101〜106のうちから一の情報サーバを特定するための情報(以下、サーバアドレス情報という。)と、当該特定した情報サーバにおいて物体操作用情報OBが格納されている特定の記憶領域に関する情報(例えばIP(Internet Protocol)情報(以下、データアドレス情報という。)とを含んで構成されている。この物体ID情報は、情報サーバ101から物体操作用情報OBをロボット1に読み込むための読み込み用情報を構成している。
一方、ロボット1は、図5に示すように、情報サーバ101〜106から物体操作用情報OBを取得するための構成として、アドレス処理部7及びネットワーク処理部8を備えている。
アドレス処理部7は、タグリーダライタ4によりタグ501a〜506aから読み込んだ物体ID情報からアドレス情報を読み出す。
ネットワーク処理部8は、アドレス処理部7が読み出したアドレス情報のサーバアドレス情報に基づいて、情報通信ネットワークNETを介して情報サーバ101〜106のうちの所定の情報サーバにアクセスする。そして、ネットワーク処理部8は、アドレス情報データアドレス情報に基づいて、アクセスした情報サーバの所定の記憶領域に記憶されている物体操作用情報OBを情報通信ネットワークNETを介して読み込む。そして、ネットワーク処理部8は、その物体操作用情報OBを制御部5に出力する。
なお、アドレス処理部7及びネットワーク処理部8は、タグリーダライタ4が読み取った物体ID情報に基づいて、情報サーバ101〜106から物体処理用情報OBを読み込む通信手段(第1の通信手段)を構成している。
制御部5は、前述の例と同様に、物体操作用情報OBに基づいて、作業環境モデルWMを作成或いは更新する。
そして、制御部5は、前述の例と同様な処理により、作業環境モデルWMに基づいて作業計画を作成し、続いて、作成した作業計画に基づいて制御信号を駆動部6に出力して、駆動部6を制御する。これにより、ロボット1は、自律的行動により、移動し、或いは物体501〜506に対する操作や作業を行う。
また、ロボット1は、現実の物体501〜506とで誤差を生じた動作を検出した場合、すなわち、物体501〜506の形状等の物体501〜506の固有情報の変化を検出した場合、物体操作用情報OBを更新する。この場合、ネットワーク処理部8により、情報サーバ101〜106のうちの対応する情報サーバにアクセスして、所定の記憶領域に格納されている物体操作用情報OBを更新する。この場合、情報の更新は、更新可能な者を限ったり、物体操作用情報OB内の所定の情報部分だけにしたり、一定の制限の下で行
われるのが好ましい。また、同時に、制御部5は、自己が保持している物体操作用情報OBや作業環境モデルWMも更新する。
ここで、この場合における、情報サーバ101〜106で管理している物体操作用情報OBの更新は、物体501〜506に対するアーム3による処理に関する処理関連情報を情報サーバ101〜106に書き込む処理ともいえる。ここで、処理関連情報は、物体に対してアーム3が予定通り処理できなかった結果を示す不測結果情報を構成している。
このような処理において、ネットワーク処理部8は、処理関連情報(不測結果情報)を情報サーバ101〜106に記憶させる処理関連情報書き込み手段及び情報サーバ101〜106から処理関連情報を読み込む通信手段(第2の通信手段)として機能している。
次に図7を用いて一連の処理内容を説明する。
先ず、必要データを作成等する(ステップS11)。具体的には、物体の製造者等が、物体操作用情報OBを作成し、その作成した物体操作用情報OBを、対応する情報サーバに格納するとともに、その情報サーバに格納した物体操作用情報OBに情報通信ネットワークNETを介してアクセスするための物体ID情報(アドレス情報)を、対応する物体のタグに書き込む(格納する)。また、ロボット1の設計者が作業計画アルゴリズム(制御プログラムPG)を作成し、その作成した作業計画アルゴリズム(制御プログラムPG)を制御部5に書き込む(格納する)。
続いて、ロボット1は、タグリーダライタ4により、物体501〜506のタグ501a〜506aから物体ID情報のアドレス情報を読み込む(ステップS12)。このとき、物体ID情報の読み込み対象になるタグは、ロボット1から一定領域内に存在する物体のタグである。
続いて、ロボット1は、アドレス処理部7及びネットワーク処理部8により、タグ501a〜506aから読み込んだアドレス情報に基づいて、情報通信ネットワークNETを介して、所定の情報サーバから物体操作用情報OBを読み込む(ステップS13)。
続いて、ロボット1は、制御部5により、読み込んだ物体操作用情報OBに基づいて作業環境モデルWMを作成或いは更新する(ステップS14)。
続いて、ロボット1は、制御部5により、制御プログラム(作業計画アルゴリズム)PGに基づいて、作業環境モデルWMを参照して、作業計画を作成する(ステップS15)。そして、ロボット1は、その作業計画に基づいて自律的に行動する(ステップS16)。ここで、ロボット1は、自律的行動により、移動し、或いは物体501〜506に対する操作や作業を行う。
このとき、ロボット1は、制御部5が、物体操作用情報OBの更新が必要か否かを判定する(ステップS17)。すなわち、制御部5は、ロボット1が現実の物体501〜506とで誤差が生じた動作をしたかを判定する。
ここで、制御部5は、ロボット1が現実の物体とで誤差が生じた動作をした場合、物体操作用情報OBの更新が必要であるとして、情報サーバ内の物体操作用情報OBの更新及び作業環境モデルの更新を行う(ステップS18)。情報サーバ内の物体操作用情報OBの更新については、ネットワーク処理部8により、該当する情報サーバにアクセスして、所定の記憶領域に記憶されている物体操作用情報OBを更新する。
一方、制御部5は、ロボット1が現実の物体とで誤差が生じた動作をしなかった場合、物体操作用情報OBの更新が必要でないとして、自律的行動に関する処理を終了する。
以上の処理或いは動作による効果を説明する。
このように情報通信ネットワークNETを介して情報サーバ101〜106から物体操作用情報OBを取得するシステムでも、前述したように、タグ501a〜506aから物
体操作用情報OBを取得する場合と同等な効果を得ることができる。
すなわち、ロボットの設計者等に代わって物体501〜506の製造者が物体操作用情報OBを作成することで、ロボットの設計者等の負担を軽減することができる。さらに、物体について詳細を知っており、専門知識を有する者が物体操作用情報OBを作成することで、物体の固有情報を正確に示す物体操作用情報OBを作成することができる。これにより、ロボット1が物体を正確に把持する等、ロボット1が物体を正確に取り扱うことができるようになる。
また、前述したように、ロボット1が現実の物体501〜506とで誤差が生じた動作をした場合、情報サーバ101〜106が管理する物体操作用情報OBを更新している。これにより、物体操作用情報OBを更新した物体を操作する場合、ロボット1は、最新の物体操作用情報OBに基づいて物体を操作することができる。このとき、最新の物体操作用情報OBに基づいて行う物体の操作(制御内容)は、更新前の物体操作用情報OBに基づいて行った物体の操作(制御内容)と異なるものとなる。このように、ロボット1が最新の物体操作用情報OBに基づいて物体を操作することで、ロボット1が物体を正確に把持する等、ロボット1が物体を正確に操作することができるようになる。
一方、このシステムでは、情報サーバ101〜106で物体操作用情報OBを管理することで、物体501〜506の製造者が情報サーバ101〜106上で容易に物体操作用情報OBを最新の内容に更新することができる。これにより、例えば、物体に対する操作内容や作業内容を変更する場合でも、そのような変更をリアルタイムで行うことができる。また、個々の物体のタグで物体操作用情報OBを管理する場合と異なり、情報サーバで物体操作用情報OBを管理することは、同一物品についての物体操作用情報OBを一括管理することになるので、前述のような変更作業の手間や時間を格段と少なくすることができる。
また、情報サーバ101〜106で物体操作用情報OBを管理することで、物体操作用情報OBの利用性を向上させることができる。すなわち、ロボット1を情報通信ネットワークNETに接続することが可能な環境であれば、ロボット1が最新の物体操作用情報OBを利用することができるようになる。また、物体操作用情報OBのデータ量が多い場合でも、タグ501a〜506aの記憶容量に左右されることなく、物体操作用情報OBを管理することができる。
次にロボット1を市場に提供するにあたって、可能な商取引について、図8を用いて説明する。
図8に示すように、商取引は、製品製造企業201、ロボット製造企業202、タグ製造企業(半導体製造企業)203、物体操作ソフトウェア作成企業204、商品販売企業205及びユビキタス知識管理企業206によって行われる。そして、ロボット製造企業202は、ユーザ(ロボット使用ユーザ)300にロボット1を提供しており、ユーザ(ロボット使用ユーザ)300は、ロボット1により製品に対する操作や作業を行う。
ここで、製品製造企業201、ロボット製造企業202、タグ製造企業(半導体製造企業)203、物体操作ソフトウェア作成企業204及びユビキタス知識管理企業206はそれぞれ、インターネット等の情報通信ネットワーク上に接続される情報サーバ201a,202a,203a,204a,206aを備えている。
ロボット製造企業202は、ロボット1を製造し、製造したロボット1をユーザ300に提供している企業であり、ロボット1の機能に関する情報を情報通信ネットワーク上でユーザに公開している。ロボット製造企業202は、ロボット1の機能に関する情報を情報サーバ202aで管理して、情報通信ネットワーク上に公開している。
ここで、ロボット1の機能に関する情報は、ロボット1がどのような機能を持つかについての情報である。公開形態は、カタログ等の形態である。また、公開された情報を利用するユーザは、製品製造企業201、タグ製造企業203及び物体操作ソフトウェア作成企業204である。すなわち、製品製造企業201、タグ製造企業203及び物体操作ソフトウェア作成企業204は、ロボット製造企業202からロボット1の仕様等の提供を受けている。
製品製造企業201は、製品(物体)を製造している企業であり、扱っている製品に関する情報(例えば製品の種類の情報)を情報通信ネットワーク上でユーザに公開している。製品製造企業201は、製品に関する情報を情報サーバ201aで管理して、情報通信ネットワーク上に公開している。この製品製造企業201が公開した情報を利用するユーザは、タグ製造企業203や物体操作ソフトウェア作成企業204である。すなわち、タグ製造企業203及び物体操作ソフトウェア作成企業204は、製品製造企業201から物体の仕様等の提供を受けている。
タグ製造企業203は、タグを製造している企業である。タグ製造企業203は、情報サーバ203aでタグの製造情報等を管理している。このタグ製造企業203は、製品製造企業201から提供された製品の仕様の情報をタグに書き込み、このタグを製品製造企業201に提供する。製品製造企業201は、このタグを製品に付し、その製品を商品販売企業205に供給する。
すなわち、製品製造企業201とタグ製造企業203とが連携して、タグを付した製品を製造するとともに、そのタグに当該製品を特定する情報を書き込み、当該製品を商品販売企業205に供給する。商品販売企業205は、タグが付されている製品を販売する。
物体操作ソフトウェア作成企業204は、ロボットが製品(物体)を操作するのに必要な当該製品に関する情報を作成しているソフトウエアハウスやサードパーティ(third party)である。物体操作ソフトウェア作成企業204では、製品製造企業201からの発注により、製品製造企業201が提供する製品の仕様等の情報に基づいて、製品をロボット1が操作するのに必要な情報、すなわち物体操作用情報OBを作成する。ここで、製品製造企業201が提供する製品の仕様等の情報は、製品製造企業201の情報サーバ201aにより情報通信ネットワーク上で公開されている情報である。
そして、この物体操作ソフトウェア作成企業204は、作成した物体操作用情報OBを情報通信ネットワーク上でユーザに公開する。
ここで、物体操作用情報OBを情報サーバ204aで管理して、情報通信ネットワーク上に物体操作用情報OBを公開する。物体操作用情報OBは、当該製品に付されているタグに格納されている製品ID情報(アドレス情報)によりアクセスできるように、情報サーバ204aで管理されている。このように情報を情報サーバ204aで管理する方式は、前述の例で、情報通信ネットワークNETに接続された各情報サーバ101〜106で物体操作用情報OBを管理している方式に対応している。
なお、物体操作用情報OBの作成を、製品製造企業201で行ってもよい。また、物体操作ソフトウェア作成企業204が作成した物体操作用情報OBを、製品製造企業201の情報サーバ201aで管理してもよい。
また、プロバイダのような情報管理企業であるユビキタス知識管理企業206に、物体操作ソフトウェア作成企業204が作成した物体操作用情報OBの管理を委託してもよい。この場合、ユビキタス知識管理企業206は、物体操作ソフトウェア作成企業204が作成した物体操作用情報OBを情報サーバ206aで管理する。
例えば、多くの製品が存在し、さらに多くの物体操作ソフトウェア作成企業204が存在するような場合には、物体操作ソフトウェア作成企業204が作成する物体操作用情報OBの規格が統一されなくなる場合が考えられる。このように物体操作用情報OBの規格が統一されない場合、その物体操作用情報OBに基づいてロボット1を操作するためのソフトウェア(例えば、行動制御のソフトウェア)を作成することが困難になると考えられる。
このようなことから、ユビキタス知識管理企業206が、多くの物体操作ソフトウェア作成企業204が作成した種々の物体操作用情報OBを一定規格になるように加工して、その加工した後の物体操作用情報OBを管理、公開するようにしてもよい。
ところで、ユーザ300は、ロボット1を購入するに際し、タグ製造企業203等からタグリーダライタを購入し、ロボット1に装着する必要がある。この場合、ロボット製造企業202が、ユーザ300にロボット1を販売する段階で、タグ製造企業203からタグリーダライタの提供を受け(購入し)、そのタグリーダライタをロボット1に装着する。これにより、ユーザ300は、タグリーダライタが装着されているロボット1の提供の受けることができる。例えば、ロボット製造企業202は、ユーザ300からの発注があったときに、タグ製造企業203からタグリーダライタの提供を受け、そのタグリーダライタをロボット1に装着するようにする。
以上のように、ロボット1に関して種々の企業で商取引を行うことができる。
このような商取引形態において、例えば、製品製造企業201が、物体を製造、供給する段階で、製品にタグをつけるようにする。そして、そのタグには、ロボット1が製品を操作等する際に必要な情報を管理している情報サーバ(例えば、ユビキタス知識管理企業206の情報サーバ206a)にアクセスするためのアドレス情報を書き込んでおく。その一方で、物理操作ソフトウェア作成企業204が、製品製造企業201から提供された製品の情報に基づいてロボット1が製品を操作する際に必要な情報を作成して、ユビキタス知識管理企業206の情報サーバ206a等で、その作成された情報を一括管理する。
次に情報通信ネットワークを介して製品の情報を更新するシステムを説明する。
図9は、情報通信ネットワークを介して製品の情報を更新するロボット1の様子を示す。特に言及しない限り、図9に示すロボット1の構成及びその各構成部の機能は、前記図5のロボット1の構成及び機能と同様であるものとする。
製品製造企業110は、タグ510aを付して製品510を提供している。そして、製品製造企業は、製品510のタグ510aに製品IDや内部データを製品データOBIとして格納している。内部データとしては、前述したようなロボット1が操作に必要とする情報(幾何学形状情報等)の他に、賞味期限の情報等が挙げられる。そして、製品製造企業110は、情報サーバ110aを備えており、この情報サーバ110aにより、タグ510aに格納した製品データOBIを含ませて、外部データOBOとして管理している。
このようなシステムにおける、ロボット1及び情報サーバ110aの一連の処理内容を説明する。図10は、その一連の処理手順を示す。
先ず、ロボット1は、タグリーダライタ4により、製品510に付されているタグ510a内の製品データOBIの製品IDを読み込む(ステップS21)。ロボット1がタグ510aから製品IDを読み込むタイミングは、ロボット1が当該製品510を操作するときでもよく、操作や作業等する目的でなく製品510の近くを単に通ったなど、ロボット1の行動とは全く関係のないタイミングでもよい。
続いて、ロボット1は、読み込んだ製品IDを製造製品企業110に問い合わせる(ステップS22)。その問い合わせは、情報通信ネットワークNET上の製造製品企業110が管理している情報サーバ110aにアクセスすることで行う。例えば、ロボット1は
、タグ510aに格納されているアドレス情報(例えば製品IDに関連付けされている情報)に基づいて情報サーバ110aにアクセスする。
情報サーバ110aでは、製品ID(製品)に対応する外部データOBOの更新履歴を確認する(ステップS23)。情報サーバ110aは、更新履歴に基づいて外部データOBO(内部データに対応する部分)が更新されているか否かを判定して(ステップS24)、外部データOBOが更新されている場合、当該更新データ(更新されている外部データOBOの全部又は一部)をロボット1に送信し(ステップS25)、外部データOBOが更新されていない場合、その旨をロボット1に出力する(ステップS27)。
ロボット1は、情報サーバ1から更新データ(更新されている外部データOBOの全部又は一部)を受信した場合、タグリーダライタ4により、タグ510a内の内部データを書き換える(ステップS26)。
そして、ロボット1は、移動するなどしている際に製品IDを再度取得した場合、前述した処理と同様に、対応する情報サーバに製品IDを送信して、内部データの更新処理を行う。
このように、このシステムでは、情報サーバ110aで外部データOBOを管理し、当該外部データOBOを更新した場合には、ロボット1がその更新を検出して、具体的には製品IDに基づいて情報サーバ110aから更新情報を取得して、ロボット1がその更新情報に基づいて製品のタグ510a内の内部データを書き換えている。
以上の処理或いは動作による効果を説明する。
タグは、バーコードとは異なり、情報の書き換えが自由であり、またIDだけではなく付加的な情報、例えば製品の賞味期限の情報や取り扱い情報までも保持することができる。また、製品を示す情報は、全てタグが保持するというわけでもなく、製品の製造元等のホームページ等により、インターネット経由で製品を示す情報を外部データとして管理することも考えられる。
このような場合、外部データを情報サーバで管理することで、製造元で当該外部データについては常に書き換えることが可能になるが、販売された製品のタグ内の内部データについては、手作業等で行うことも考えられるが、その書き換えがほぼ不可能になる。
しかし、前述したようなシステムによれば、ロボット1により自動的に製品のタグ510a内の内部データを書き換えることができる。製品は生活環境内に散在するものの、ロボット1も、製品と同様に生活環境内に、移動自在(自律的行動可能)に散在させることも可能であるので、そのようなロボット1が製品のタグ510a内の内部データの書き換えを行うようにすれば、手作業等で行うことなく、自動的にタグ510a内の内部データの書き換えを完了させることができるようになる。例えば、掃除ロボットや警備ロボットのように、生活環境内に散在し移動手段を持つロボットを利用して、製品のタグ510a内の内部データの書き換えを行うシステムを構築すれば、販売後の製品に付されているタグ510a内の内部データを手作業等で行うことなく容易に更新することができるようになる。また、掃除ロボットや警備ロボットのように生活環境内に一般的に取り込まれているロボットを利用することで、新たなインフラを構築することなく、販売後の製品に付されているタグ510a内の内部データを更新できるようになる。
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
すなわち、前述の実施の形態では、処理手段が、操作手段としてのアーム3や移動手段としての移動台車2である場合を説明し、さらにその操作内容や作業内容である処理内容を具体的に説明した。しかし、処理手段や処理内容はこれに限定されないことはいうまでもない。
また、前述の実施の形態では、タグ501a〜506aがRFIDである場合を説明した。しかし、これに限定されないことはいうまでもなく、タグ501a〜506aは無線により情報の読み書きができるものであればよい。
また、前述の実施の形態では、物体操作用情報OBが含む物体固有の情報として、物体の幾何学的形状、色及び重量の情報を挙げて説明した。しかし、これに限定されないことはいうまでもない。すなわち例えば、物体操作用情報OBが含む物体固有の情報が、材質の情報であってもよい。
また、物体操作用情報OBは、物体がどのような目的で、どのようにロボットに扱われるかを物体の製造者等が期待する内容を示すものであってもよい。また、物体操作用情報OBの形態は、数値情報、ディジタル情報或いは言語情報を示すものであれば、どのような記述形態のものであってもよい。このような記述形態であれば、タグ501a〜506a或いは情報サーバ101〜106に物体操作用情報OBを書き込むことは、現在の情報工学や計算機工学の技術を活用すれば可能だからである。
また、物体操作用情報OBが、ロボット1に物体を操作或いは作業させるためのプログラムであってもよい。この場合、ロボット1は、プログラムである物体操作用情報OBの内容を実行するように行動し、物体に対する操作や作業を行う。
また、タグリーダライタ4は、タグ501a〜506aに対して情報の読み書きをできるものであればどのようなものでもよい。また、タグ501a〜506aに対して情報を書き込む必要がない場面では、ロボット1は、タグリーダライタ4に代えて、読み取り専用のタグリーダを備えるようにしてもよい。
また、ロボット1に撮像部を備えてもよい。これにより、撮像部とタグリーダライタ4とで協働して、物体を認識し、物体に対する操作や作業をすることができる。
また、前述の実施の形態では、作業環境に存在する物体の数、物体の物体操作用情報を管理する情報サーバの数を具体的なものとして説明したが、これに限定されないことはいうまでもない。
作業環境で物体に対する操作又は作業をするロボットの様子を示す図である。 タグが装着された物体を示す図である。 前記ロボットの構成を示すブロック図である。 前記ロボットによる処理を含むシステム種々の処理を示すフローチャートである。 前記ロボットが情報サーバから物体操作用情報を得るようにしたシステムを示す図である。 各物体の物体操作用情報を複数の情報サーバで管理するシステムを示す図である。 前記情報サーバで物体操作用情報を管理するシステムにおける、ロボットによる処理を含むシステム種々の処理を示すフローチャートである。 ロボットを市場に提供するにあたって可能な商取引を説明するために使用した図である。 複数の製品に付したタグの内部データを更新することを可能にするシステムを示す図である。 複数の製品に付したタグの内部データを更新することを可能にするシステムにおける、ロボットによる処理を含むシステム種々の処理を示すフローチャートである。 従来における、ある作業環境におけるロボットの自律的行動による作業の説明に使用した図である。 従来において、ロボットが使用するデータやプログラムを、当該ロボットに格納する方法の説明に使用した図である。
符号の説明
1 ロボット
2 移動台車
3 アーム
4 タグリーダライタ
5 制御部
6 駆動部
7 アドレス帳処理部
8 ネットワーク処理部
101〜106,110,201a,202a,203a,204a,206a 情報サーバ
501〜506 物体
501a〜506a タグ
510 製品(物体)
510a タグ
OB 物体操作用情報
OBI 製品データ
OBO 外部データ
PG 制御プログラム
W 作業環境
WM 作業環境モデル

Claims (12)

  1. 物体において処理の対象となる物体処理用情報が記憶されている情報サーバと、前記情報サーバに記憶されている物体処理用情報に基づいて前記物体に対する処理を行うロボットとを備え、
    前記ロボットは、前記物体に対する処理を行う処理手段と、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込むための読み込み用情報を、前記物体に付されている非接触型タグから比接触で読み取るタグリーダと、前記タグリーダが読み取った前記読み込み用情報に基づいて、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込む第1の通信手段と、前記第1の通信手段が読み込んだ前記物体処理用情報に基づいて、前記処理手段により前記物体に対する処理を行う制御手段とを備えることを特徴とする物体処理システム。
  2. 前記ロボットは、前記物体に対して前記処理手段がした処理に関する処理関連情報を、前記情報サーバに記憶させる処理関連情報書き込み手段と、前記情報サーバから前記処理関連情報を読み込む第2の通信手段とを備え、
    前記制御手段は、前記第2の通信手段が読み込んだ前記処理関連情報に基づいて、前記処理手段により物体に対する処理を行うことを特徴とする請求項1記載の物体処理システム。
  3. 前記処理関連情報は、前記物体に対して前記処理手段が予定通り処理できなかった結果を示す不測結果情報であり、前記制御手段は、前記不測結果情報に基づいて前記処理手段の制御内容を変更して、前記物体に対する処理を行うことを特徴とする請求項2記載の物体処理システム。
  4. 前記物体処理用情報は、前記物体の形状又は重量のうちの少なくとも一方の情報であり、前記処理手段は、前記物体を操作するものであり、前記制御手段は、前記物体の形状又は重量の情報に基づいて前記物体に対する処理手段の操作位置を設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の物体処理システム。
  5. 物体において処理の対象となる物体処理用情報を情報サーバに記憶させ、かつ前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込むための読み込み用情報を、前記物体に付されている非接触型タグに記憶させ、
    ロボットは、前記非接触型タグからタグリーダにより比接触で前記読み込み用情報を読み取り、その読み取った読み込み用情報に基づいて、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込み、その読み込んだ物体処理用情報に基づいて、処理手段により前記物体に対する処理を行うこと
    を特徴とする物体処理方法。
  6. 前記ロボットは、前記物体に対して前記処理手段がした処理に関する処理関連情報を前記情報サーバに記憶させ、
    前記ロボットは、前記情報サーバに前記処理関連情報が書き込まれている場合には、その当該処理関連情報を読み込み、その読み込んだ処理関連情報に基づいて、前記処理手段により物体に対する処理を行うことを特徴とする請求項5記載の物体処理方法。
  7. 前記処理関連情報は、前記物体に対して前記処理手段が予定通り処理できなかった結果を示す不測結果情報であり、前記ロボットは、前記不測結果情報に基づいて前記処理手段の制御内容を変更して、前記物体に対する処理を行うことを特徴とする請求項6記載の物体処理方法。
  8. 前記物体処理用情報は、前記物体の形状又は重量のうちの少なくとも一方の情報であり
    、前記処理手段は、前記物体を操作するものであり、前記ロボットは、前記物体の形状又は重量の情報に基づいて前記物体に対する処理手段の操作位置を設定することを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の物体処理方法。
  9. 情報サーバに記憶されている物体において処理の対象となる物体処理用情報に基づいて前記物体に対する処理を行うロボットであり、
    物体に対する処理を行う処理手段と、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込むための読み込み用情報を、前記物体に付されている非接触型タグから比接触で読み取るタグリーダと、前記タグリーダが読み取った前記読み込み用情報に基づいて、前記情報サーバから前記物体処理用情報を読み込む第1の通信手段と、前記第1の通信手段が読み込んだ前記物体処理用情報に基づいて、前記処理手段により前記物体に対する処理を行う制御手段とを備えることを特徴とするロボット。
  10. 前記物体に対して前記処理手段がした処理に関する処理関連情報を、前記情報サーバに記憶させる処理関連情報書き込み手段と、前記情報サーバから前記処理関連情報を読み込む第2の通信手段とを備え、
    前記制御手段は、前記第2の通信手段が読み込んだ前記処理関連情報に基づいて、前記処理手段により物体に対する処理を行うことを特徴とする請求項9記載のロボット。
  11. 前記処理関連情報は、前記物体に対して前記処理手段が予定通り処理できなかった結果を示す不測結果情報であり、前記制御手段は、前記不測結果情報に基づいて前記処理手段の制御内容を変更して、前記物体に対する処理を行うことを特徴とする請求項10記載のロボット。
  12. 前記物体処理用情報は、前記物体の形状又は重量のうちの少なくとも一方の情報であり、前記処理手段は、前記物体を操作するものであり、前記制御手段は、前記物体の形状又は重量の情報に基づいて前記物体に対する処理手段の操作位置を設定することを特徴とする請求項9乃至11のいずれかに記載のロボット。
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