機器人的制作方法

專利名稱：機器人的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有移動機構的機器人，該移動機構能使機器人自由移動。
背景技術：
到目前為止，老年人口已經增加，并且預期在未來的增長會越來越多。在這樣的老年化社會，例如當老人獨自在家意外生病時，如何發出緊急求助呼叫是個很嚴肅的問題。
在這種情況下可以使用具有發送緊急呼叫功能的電話。但是，當病人根本不能移動時這種電話是沒有用的，因為他/她需要到達電話所在的地方。
有一種使用可移動機器人自動傳送緊急呼叫的技術(比如，參照日本專利特開平No.5-300950)。在這個技術中，當機器人的多個傳感器檢測到異常情況時，例如火災、煤氣泄漏、入侵者等等，檢測到的異常情況被自動通知給消防隊、警察局等。
還有一種用于給機器人提供語音命令的技術(比如，參照日本專利特開No.2001-125585)。
然而，在以上傳統技術中，沒有發送人體中發生的異常。因此，可以想象的是，把這些技術應用于一個用來檢測并且傳送這種異常(尤其是突發疾病等)的系統。
然而，即使是提供一個如此改進的系統，它仍然存在如何準確地檢測人體的異常的問題，并且如果發生檢測錯誤時可能會侵犯個人的隱私。

發明內容
考慮前面所述的內容，本發明的目的是提供一種適合用來報告緊急情況的機器人。
為了實現上述目的，本發明提供了一種具有移動機構的機器人，該移動機構能使機器人自由移動，并且該機器人還包括通信部件，用于無線連接到通信線路；檢測部件，用于檢測用戶提供的請求；存儲部件，用于存儲消息和電話號碼；以及電話控制部件，用于在檢測部件檢測到用戶提供的請求的情況下進行響應，使通信部件撥打存儲在存儲部件里的電話號碼，然后當受話方應答時，把存儲在存儲部件中的消息作為語音消息傳送給受話方。
根據上面所述的日本專利特開平No.5-300950，可移動機器人具有用來檢測各種指定異常情況的傳感器。在這個文獻中所公開的技術目的在于使機器人移動到這些地點以使機器人檢測這些地點是否有異常情況。另一方面，本發明的目的在于使具有發送緊急呼叫功能的自由移動機器人接近用戶。
本發明的機器人可以是比如自動行走式機器人，它巡回走動以視察各個地點，也可以是如后面所描述的機器人，它響應用戶呼叫機器人的語音來移動靠近該用戶。
本發明的機器人可以自由地到處移動并且具有上面所述的發送緊急呼叫的功能。確切地說，本發明的機器人具有以下兩個功能組合的特征當不能移動的用戶期望時，移動靠近該用戶，并且當用戶希望發送緊急呼叫時，發送緊急呼叫。
由于本發明被設置為只在被用戶希望時機器人才發送緊急呼叫，所以能夠避免與用戶隱私有關的問題。
此外，本發明的機器人最好具有存儲部件，該存儲部件存儲多個電話號碼和多條分別與該多個電話號碼相關聯的消息，并且該機器人還檢測多個請求模式。此外，機器人的電話控制部件最好根據檢測部件檢測到的請求模式來撥打電話號碼，并且傳送與被撥電話號碼相關聯的消息。
通過這種優選結構，提供多個發送緊急呼叫的模式是可能的。
本發明的機器人最好還包括麥克風和揚聲器以使電話控制部件可以在把消息傳送給受話方后使通訊部件使用麥克風和揚聲器進入通信狀態。
使用這種構造，用戶可以使用麥克風和揚聲器通過電話詳細描述正在發生的事情。
而且，本發明的機器人最好還包括電子郵件傳送功能。另外，存儲部件最好還存儲了電子郵件地址和與該電子郵件地址相關聯的消息，檢測部件檢測多個請求模式，并且電話控制部件根據由檢測部件檢測到的請求模式，發送存儲在存儲部件中的與電子郵件地址相關聯的消息。
此外，當檢測到的請求模式是電話模式時，電話控制部件最好根據檢測部件檢測到的請求模式來撥打電話號碼，然后，如果受話方沒有應答，電話控制部件將消息傳送到存儲在存儲部件中的電子郵件地址。
通過包括這樣使用電子郵件來傳送緊急情況的模式，緊急情況消息可以更安全可靠地被傳送。
本發明的機器人最好還包括麥克風；語音識別部件，用于根據麥克風接收到的語音來識別機器人被呼叫；以及移動控制部件，用于在語音識別部件識別到機器人被呼叫時，控制移動機構以便移動機器人靠近正在呼叫機器人的說話者。
至于上述的巡回走動式傳統機器人，如果在機器人經過用戶后馬上發生緊急情況，用戶不得不長時間等待直到機器人進行另一個循環并且到達用戶。因此，在機器人到達用戶時可能已經太晚了。相反，本發明的機器人剛一被用戶呼叫就走近用戶以使用戶的等待時間減少并且機器人能夠及時地到達用戶。


圖1是本發明機器人的側視圖。
圖2是本發明機器人的俯視示意圖。
圖3是顯示圖1和圖2中所示機器人的構成的方框圖。
圖4是顯示圖1到圖3中所示機器人的操作順序概要的流程圖。
圖5是存儲機器人名字的名字表。
圖6是用戶身份識別表，在表中多個使用機器人的用戶的名字與他們的聲紋相關聯。
圖7是顯示房屋內部的地圖信息的示意圖。
圖8是用戶定位表，在表中存儲了每一個時間段用戶在房屋內的位置。
圖9是顯示機器人被呼叫時機器人的操作的流程圖。
圖10是緊急情況報告表。
圖11是顯示機器人到達用戶后機器人的操作的流程圖。
具體實施例方式
以下將描述本發明的實施例。
圖1是本發明機器人的側視圖，圖2是該機器人的俯視示意圖。
機器人100由作為移動機構提供的輪子101、控制部件102、存儲部件103、按鈕(開關)104、無線通信裝置105、主體106、具有用來使其面向各個方向的機構的頭部107以及照相機108組成。照相機108固定在頭部107上并且看起來象玩具娃娃的眼睛。
輪子101使機器人100可以自由移動或轉動。控制部件102具有機器人的全部控制權。控制部件102進行的控制分為兩類一類是用于移動機器人，另一類是用于打電話來傳送消息或發送電子郵件。存儲部件103存儲數據，例如有關移動的數據以及有關語音識別的數據。在本實施例中，控制部件和存儲部件的功能被裝載到圖3所示的CPU板113上。
當用戶請求一個緊急情況報告時，按鈕104將被他/她按下。
無線通信裝置105進行例如打電話、發送電子郵件等的通信。
主體106支撐頭部107，并且在主體106中有電池114(參照圖3)。主體106還具有由三個麥克風109a、109b和109c組成的麥克風組109(參照圖2)，以及揚聲器110(參照圖3)。麥克風109a、109b和109c不僅接收用戶的語音而且覺察語音音是從哪個方向來的。
頭部107在外觀上看起來象玩具娃娃的頭部并且支撐著照相機108。頭部107也移動照相機108以使照相機面向各個方向。照相機108在機器人移動時拍攝圖像，并且存儲部件103存儲了地圖信息，地圖信息包括在房屋內從各個角度拍攝的圖像。因此，機器人移動時，通過使用地圖信息的圖像和照相機108拍攝的圖像進行模式匹配，機器人必然能夠到達目的地。
圖3是顯示圖1和圖2中所示機器人100的構成的方框圖。
圖3顯示了揚聲器110、語音識別單元111、時鐘112、CPU板113以及電池114，這些沒有在圖1和圖2中顯示。揚聲器110和麥克風組109共同用作免提電話。而且，當機器人100與用戶對話時揚聲器110也被使用。
語音識別單元111存儲了機器人100的名字。剛一通過CPU板113接收到由麥克風組109捕獲的語音，語音識別單元111就通過識別接收到的語音確定機器人100的名字是否被呼叫。此外，語音識別單元111還存儲了多個用戶的聲紋數據，這樣可以識別誰正在呼叫機器人100。
時鐘112被用來指示當前時間。
CPU板113除了包括CPU外，還包括存儲器，用于存儲由CPU執行的程序以及各種數據(圖8中顯示的用戶定位表，圖10中顯示的緊急情況報告表，上述房屋內部的地圖信息等)；各種I/O接口，用于信號輸入/輸出；以及其他元件。CPU板113具有機器人100所有種類的控制權，并且包括控制部件102和存儲部件103的功能。
電池114提供用于操作機器人100的電力。為了避免復雜化，圖3顯示電池114只把電力提供給CPU板113、無線通信裝置105以及輪子101。然而，電池114也把電力提供給機器人100的其他組件。
圖4是顯示圖1到圖3中所示機器人100的操作順序概要的流程圖。
剛一被用戶呼叫，機器人就移動到用戶所在的地方(步驟a)。
當用戶按下按鈕時，機器人識別出用戶希望發出緊急情況呼叫(步驟b)并且執行以下操作。
首先，機器人100撥打用于緊急情況報告的預登記電話號碼(步驟c)。當受話方應答該電話時，機器人傳送預定的語音消息(步驟d)，然后，將電話轉換到免提狀態以使用戶能夠不拿著電話交談(步驟e)。通過這些操作，緊急情況的發生首先可以在消息中被報告，然后，如果用戶還能說話，他/她就能夠提供細節。
圖4中所示的操作順序將被更詳細的描述。
圖5是存儲機器人100的名字的名字表，圖6是用戶身份識別表，在表中多個使用機器人100的用戶的名字與他們的聲紋相關聯。
這些表被存儲在圖3所示的語音識別單元111里。語音識別單元111分析由麥克風組109接收到的語音，然后，根據圖5所示的名字表確定存儲在名字表里的名字是否被呼叫。而且，語音識別單元111分析由麥克風組109接收到的語音的聲紋，并且根據圖6所示的用戶身份識別表來確定誰在呼叫機器人100。
圖7是顯示房屋內部的地圖信息的示意圖。
地圖信息包括地面布局和在房屋內部從各個方向獲得的位置圖像。地圖信息被存儲在機器人100的如圖1和圖2所示的存儲部件103中，確切地說，存儲在圖3所示的CPU板113中。
圖8是用戶定位表，在表中存儲了每一個時間段用戶在房屋內的位置。
用戶定位表也存儲在機器人100的如圖1和圖2所示的存儲部件103中，確切地說，存儲在圖3中所示的CPU板113中。
在本實施例中，參照用戶定位表，機器人確定正在呼叫機器人的用戶所在的位置。結果，機器人可以迅速的移動接近用戶。
圖9是顯示機器人被呼叫時機器人的操作的流程圖。圖9所示的流程圖對應于圖4所示概要流程圖的步驟a。
當麥克風接收語音時，接收到的語音通過圖3所示的CPU板113被傳送到語音識別單元111。語音識別單元111識別語音以得到單詞(字符串)，并且將所得到的單詞與登記在圖5所示名字表中的機器人100的名字進行比較。然后，如果所得到的單詞與機器人100的名字相匹配，則語音識別單元111確定機器人100被呼叫(步驟a1)。隨后，語音識別單元111根據圖6所示的用戶身份識別表分析接收到的語音的聲紋，并且確定誰在呼叫機器人100(步驟a2)。
麥克風組109(圖2中所示的三個麥克風109a、109b和109c)首先判斷用戶的語音是從哪個方向來的(步驟a3)，接著確定語音是從門來的還是從機器人當前所在的房間內來的(步驟a4)。
如果麥克風組109確定機器人100是在房間內被呼叫，則機器人100朝語音的方向移動(步驟a5)。
相反，如果麥克風組109確定語音是從門的方向來的(步驟a4)，則機器人100離開該房間并且進入下一個房間(包括走廊和廚房)(步驟a6)。然后，機器人通過如圖3中所示的揚聲器110對用戶說類似于“有人呼叫我嗎？”的話(步驟a7)。
如果用戶應答(步驟a8)，則流程返回步驟a3，在步驟a3中麥克風組109判斷用戶語音的方向并且機器人100最終到達該用戶(步驟a5)。
如果用戶沒有應答(步驟a8)，則機器人根據圖8所示的用戶定位表和圖3所示的時鐘112確定用戶當前應該在的房間。并且參照圖7所示的地圖信息走到被確定的房間(步驟a9)。隨后，通過進行圖像處理，機器人找到地圖信息中不存在但是卻好像是用戶的物體，并且接近該物體(步驟a10)。如果機器人在登記在用戶定位表中的房間里沒有發現好像是用戶的物體，則它通過在一個接一個地視察房間地同時進行圖像處理來尋找該用戶，從而到達該用戶。
圖10是緊急情況報告表。
緊急情況報告表記錄以下項目“優先順序”、“指定模式”、“電話/電子郵件”、“電話號碼/電子郵件地址”以及“消息”，這些都是相關聯的。
緊急情況報告表也被存儲在如圖1和圖2所示的存儲部件103中，確切地說，象圖7所示的地圖信息和圖8所示的用戶定位表一樣，是存儲在圖3所示的CPU板113中。
圖11是顯示機器人到達用戶后機器人的操作的流程圖。圖11中的流程圖詳細顯示了圖4所示概要流程圖中的步驟b到步驟e。
當機器人100的按鈕104被按下時(步驟b1)，機器人查看圖10所示緊急情況報告表中表示指定模式的列，其中指定模式是根據用戶如何按下按鈕104來定義的(步驟c1)。在這種情況下，如圖10的緊急情況報告表中“指定模式”列所示，定義了以下三種指定模式按下按鈕104一次且時間比預定的時間長度要短，比如小于0.5秒(稱為“短按一次”)；按下按鈕104兩次，每次按下所花的時間都比預定的時間長度要短(稱為“按兩次”)；按下按鈕104一次且時間比預定的時間長度要長，比如大于0.5秒(稱為“長按一次”)。
接下來，根據確定的指定模式，在緊急報告表中的“電話/電子郵件”列中確定是“電話”還是“電子郵件”(步驟c2)。如果結果是“電子郵件”，則在“消息”列中的對應消息被傳送到“電話號碼/電子郵件地址”列中的對應電子郵件地址(步驟c3)。在這種情況下，消息“緊急情況！求助！(姓名、地址等)”被傳送。
如果在步驟c2中的結果是“電話”，則機器人100撥打在緊急情況報告表中的對應電話號碼(步驟c4)并且等待應答(步驟d1和d2)。當受話方應答時，機器人將緊急情況報告表中的對應消息作為語音消息傳送給受話方(步驟d3)。隨后，機器人將電話轉換到免提狀態以使用戶可以只使用麥克風組109和揚聲器110進行交談(步驟e1)，如果用戶還能說話，他/她就能向受話方詳細講述緊急情況。
機器人100撥打緊急情況報告表中對應的電話號碼后(步驟c4)，當沒有應答時(步驟d1和d2)，機器人在緊急情況報告表中的“優先順序”列中查閱其余的項來確定緊急情況報告的最高優先目的地(步驟d4)并且返回到步驟c2來重復上述流程。
例如，首先，當用戶按下按鈕104兩次時，機器人確定指定模式為圖10所示的緊急情況報告表中的“按兩次”并且撥打與“按兩次”相對應的電話號碼(圖10中為“98-7654-3210”)。然后，如果沒有應答，則機器人選擇“1”，“1”在“優先順序”列的“1”和“3”中表示最高優先級，并且撥打與所選擇的“1”相對應的電話號碼(圖10中為“01-2345-6789”)。如果仍然沒有應答，則機器人選擇“3”，“3”在優先順序列中還沒有被嘗試過，并且把對應的消息發送到對應的電子郵件地址。
如上所述，根據本實施例，緊急情況被盡可能確定地報告到預定的目的地。
權利要求
1.一種包括能使機器人自由移動的移動機構的機器人，包括通信部件，用于與通信線路進行無線連接；檢測部件，用于檢測用戶提供的請求；存儲部件，用于存儲消息和電話號碼；以及電話控制部件，用于在檢測單元檢測到用戶提供的請求的情況下進行響應，使通信部件撥打存儲在存儲部件里的電話號碼，然后當受話方應答時，把存儲在存儲部件中的消息作為語音消息傳送給受話方。
2.根據權利要求1所述的機器人，其中存儲部件存儲了多個電話號碼和多條分別與該多個電話號碼相關聯的消息，其中，檢測部件檢測多個請求模式，并且其中，電話控制部件根據檢測部件檢測的請求模式撥打電話號碼，并且傳送與該被撥電話號碼相關聯的消息。
3.根據權利要求1所述的機器人，還包括麥克風和揚聲器，并且其中電話控制部件在把消息傳送給受話方后，使通信部件使用麥克風和揚聲器進入通信狀態。
4.根據權利要求1所述的機器人，還包括電子郵件傳送功能，其中，存儲部件還存儲了電子郵件地址和與電子郵件地址相關聯的消息，其中，檢測部件檢測多個請求模式，并且其中，電話控制部件根據檢測部件檢測到的請求模式傳送存儲在存儲部件中的與電子郵件地址相關聯的消息。
5.根據權利要求4所述的機器人，其中在檢測到的請求模式是電話模式時，電話控制部件根據檢測部件檢測到的請求模式撥打電話號碼，然后，當受話方沒有應答時，電話控制部件把消息傳送到存儲在存儲部件中的電子郵件地址。
6.根據權利要求1所述的機器人，還包括麥克風；語音識別部件，用于根據麥克風接收到的語音識別機器人被呼叫；以及移動控制部件，用于在語音識別部件識別到機器人被呼叫時，控制移動機構以便移動機器人靠近正在呼叫機器人的說話者。
全文摘要
本發明的機器人對正在呼叫機器人的用戶的語音進行響應，移動到用戶所在的位置。然后，當用戶按下開關時，機器人識別出用戶希望發送緊急呼叫并且撥打用于發送緊急呼叫的預登記電話號碼。當受話方應答時，機器人讀出預定消息并將預定消息作為語音消息傳送給受話方，并且將電話轉換到免提狀態以使用戶能夠不拿著電話交談。
文檔編號H04M1/64GK1493379SQ03126488
公開日2004年5月5日 申請日期2003年9月28日 優先權日2002年10月4日
發明者安川裕介, 福谷裕彥, 彥 申請人:富士通株式會社