[发明专利]多个动作单元集成装置及其控制方法以及自主学习机器人装置

说明书

本发明的目的在于，提供一种具备规模扩展性并能够生成装置整体的最佳动作的多个动作单元集成装置及其控制方法以及自主学习机器人装置。多个动作单元集成装置的特征在于，由集成模块以及具有可动部的多个动作单元构成，其中，集成模块具备动作定时器，该动作定时器根据从外部输入的动作指示对多个动作单元给予动作定时信号，动作单元具备：多个动作学习器，其根据来自集成模块的动作定时器的动作定时信号，产生给予到可动部的控制信号；驱动部件，其根据控制信号对动作单元的可动部进行驱动；以及传感器，其检测由驱动部件驱动的可动部的状态量，自主学习机器人装置将多个动作单元集成装置作为控制部分而构成。

技术领域

本发明涉及一种多个动作单元集成装置及其控制方法以及自主学习机器人装置，特别是涉及一种由包括致动器、传感器、学习器的动作单元和将多个动作单元集成的集成模块构成的多个动作单元集成装置及其控制方法以及自主学习机器人装置。

背景技术

以往，在构建机器人装置时，需要大量的编程、较高专业知识，这成为引入机器人装置的阻碍因素。因此，提出了一种根据安装于机器人装置的各种传感器信息并由机器人装置自身决定动作的自主学习机器人装置。

该自主学习机器人装置期望是否通过存储并学习机器人装置自己的动作经验来能够对各种环境变化生成灵活的动作。此外，机器人装置的动作经验例如可举出操作员或用户将动作直接教给机器人装置并存储的方法、模仿人、其它机器人装置的动作的方法等。

通常，在自主学习机器人装置中设置有被称为学习器的学习装置，存在动作经验时的传感器信息以及调整用于生成动作的参数。将存储的该动作作为学习数据、将参数的调整称为学习，使用学习数据进行学习器的学习。学习器预先定义输入输出的关系，并反复进行学习使得对向学习器的输入值输出期望的输出值。

例如作为时序信息而存储某一动作经验时的机器人装置的关节角度信息。使用得到的学习数据，对学习器输入时刻(t)的关节角度信息，以预测时刻(t+1)的关节角度信息的方式进行时序学习。而且，对完成学习的学习器依次输入机器人装置的关节角度信息，由此自主学习机器人装置根据自己的状态来能够自动地生成动作。

关于机器人装置的学习，在非专利文献1中，通过使多个传感器信息集成和学习，根据传感器信息来能够生成多个动作模式，从而获得根据环境的变化而自动地生成动作的能力。

另外，在专利文献1中，在由多个动作单元构成的机器人装置中，通过将动作单元的动作历史记录存储到存储部件，即使在更换动作单元的情况下，也能够决定动作，从而实现与以往相比能够提高可用性的机器人装置。根据预定的基准来评价各动作单元的动作结果，并进行动作的优化，由此获得用于决定适合于从外部发出的命令的动作的能力。

在先技术文献

专利文献1：国际公开编号WO00/41853

非专利文献1：标题：基于深度学习的多自由度机器人的柔性物体的折叠动作生成，著作人：铃木彼方、高桥城志、陈高东、尾形哲也，学会名称：信息处理学会，第78次全国大会，发表日期：2015年3月10日，地点：庆应义塾大学

发明内容

发明要解决的课题

根据非专利文献1，自主学习机器人装置能够对各种环境变化实现灵活的动作生成。然而，在变更完成学习的自主学习机器人装置的结构的情况下，向学习器的输入输出次数、输入输出信息的种类将发生变化，因此必须再次存储学习数据，使学习器学习，从而引起费工费时这种问题。因此，难以将获得的学习器应用于不同结构、不同自由度的机器人，从而引起可用性差这种问题。

在专利文献1中，针对目的动作，根据预定基准来更新各动作单元的动作结果，因此能够使各动作单元的动作优化。但是，难以使机器人装置整体的动作优化。