JP2017169613A - 移動式自律ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】発明の実施形態の課題は、効率的に次亜塩素酸を噴霧して消臭、消毒が行える移動式自律ロボットを提供する。【解決手段】被処理物に次亜塩素酸を供給する次亜塩素酸水供給部と、被処理物質を検出する化学センサー及び／または被対象物を認識する画像認識手段と、移動するための手段とを備え、化学センサーで検出した情報及び／または画像認識手段から得られた情報から次亜塩素酸を供給する対象物、場所、手段、量、時間を決定する手段と、を備える移動式自律ロボット。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、移動式自律ロボットに関する。

次亜塩素酸は消毒や消臭に効果があり、臭いセンサーを備えた据え置き型の次亜塩素酸噴霧装置が知られている。しかしながら原因となるものから離れていると効率的に次亜塩素酸を使うことができず、過剰に噴霧したりする。作業者が次亜塩素酸を原因となるものに噴霧するのが効果的であるが、作業者自体が不快な思いをするし、被支援者、例えば老人や病人の介護ではプライバシーに関わる問題点もある。

特開２００２−９５７２８号公報

本発明の実施形態の課題は、効率的に次亜塩素酸を噴霧して消臭、消毒が行える移動式自律ロボットを提供することにある。

実施形態によれば、本発明の移動式自律ロボットは、被処理物に次亜塩素酸を供給する次亜塩素酸水供給部と、被処理物質を検出する化学センサー及び／または被対象物を認識する画像認識手段と、移動するための手段とを備え、化学センサーで検出した情報及び／または画像認識手段から得られた情報から次亜塩素酸を供給する対象物、場所、手段、量、時間を決定する手段と、を備える。

第１の実施形態に係る介護等に適する移動式自律ロボットの模式的斜視図である。 移動式自律ロボットを制御する制御部の構成の一例を示すブロック図である。 移動式自律ロボットに適用する噴霧量設定の一例を説明するフローチャートである。 移動式自律ロボットに適用する噴霧の過程の一例を説明するフローチャートである。 第２の実施形態に係る飛行に適する移動式自律ロボットの模式的斜視図である。 第３の実施形態に係る掃除に適する移動式自律ロボットの模式的斜視図である。 移動式自律ロボットに適用する３室型の次亜塩素酸製造装置の構成の一例を示す概略図である。

本実施形態にかかる移動式自律ロボットは被処理物に次亜塩素酸を供給する次亜塩素酸水供給部と、被処理物質を検出する化学センサー及び／または被対象物を認識する画像認識手段と、移動するための手段とを備え、化学センサーで検出した情報及び／または画像認識手段から得られた情報から次亜塩素酸を供給する対象物、場所、手段、量、時間を決定する手段とを備える。

被処理物の元に移動できることにより効率よく次亜塩素酸を供給できる。また他人に知られることがないため精神的な負担が小さい、集団生活においては、人に気にすることがない。移動式自律ロボットは自ら判断して移動するロボットである。このようなロボットは作業者がこれまで行ってきた作業を代替することができる。

ここで化学センサーはＦＥＴセンサーが好ましく、グラフェンＦＥＴが高感度で特に好ましい。被処理物には人、動物、物体、空間（空気）を含む。被処理空間には屋内、屋外を含む。画像認識手段としては被対象物を予め特定できることが好ましい。

本実施形態による移動式自律ロボットは周囲の障害物を検知してロボットを移動させる移動手段、検知手段から得られた障害物の検知信号に基づいて移動手段を制御する制御部等を備え、人の操作によることなくロボットが走行および停止、並びに、移動方向を自ら判断させる方式を意味する。

移動手段とは、床面等の基面に対してロボットを移動させる手段を広く意味し、例えば、モータ、モータにより駆動される駆動輪、ロボットの姿勢を安定させる従動輪等から構成される。駆動輪は無限軌道に置換されてもよいし、駆動輪と無限軌道が組み合わせて用いられてもよい。いずれの場合も従動輪は必須ではない。またヘリコプターのような回転翼からなる飛行手段を有してもよい。

本実施形態によるロボットの制御部とは、少なくとも移動部、次亜塩素酸供給部を統合的に制御するマイクロコンピュータを意味する。制御部は、例えば、演算処理を行うＣＰＵ、ＣＰＵにワークエリアを提供するＲＡＭ、ＣＰＵの制御プログラムを格納したＲＯＭ、ＣＰＵの制御の下で化学センサーや次亜塩素酸濃度センサー等の各種センサーや画像認識部と制御信号の入出力を行うＩ／Ｏポート、ＣＰＵの制御の下で各種駆動部を駆動するドライバ回路などから構成される。制御部は上記の他の部や周り環境から発せられる電磁波の影響を受けないように電磁波を遮蔽するシールド板などで適宜遮蔽されることが好ましい。

以下、図面に基づいて本発明に係る移動式自律ロボットについて説明する。

図１は本発明の第１の実施形態に係る介護等に適する移動式自律ロボットの模式的斜視図である。

移動式自律ロボット（以下ロボットと略称する場合もある）１００は、被支援者、例えば病人もしくは老人（介護対象者）の身体動作を補助もしくは代替する手段及び／または看護する手段を有する。身体動作とは、例えば起き上がり、寝返り、歩行、車いすへの移動、車いすでの移動等であり、看護とは、例えば状態を検知して必要な処置をすることである。

図１に示されるように、ロボット１００は、設置された場所の床面等を自律走行しながら被処理物質や被対象物を認識し、次亜塩素酸を供給する。ロボット１００は、その他、介護や掃除を行うことができる。

ロボット１００は、内部に電力を蓄える充電式のバッテリーもしくは燃料電池等の電源１０１を内蔵する。次亜塩素酸供給部１０２として、次亜塩素酸水を蓄えるタンク１０３と、次亜塩素酸を（ガス状に）気化するもしくは霧状にする装置１０４、次亜塩素酸を、特定の場所に供給するためのノズル１０５を有する。ロボット１００は、さらに、移動装置１０６、化学センサー１０７、画像認識部１０８、各部を統合的に制御する制御部１０９を有する。制御部１０９は、各種電子部品を実装した制御基板によって構成されている。制御部１０９は上記の他の部や周り環境から発せられる電磁波の影響を受けないように電磁波を遮蔽するシールド板などで適宜遮蔽されることが好ましい。ロボット１００はまた、ほこり及びごみを捕集する手段と保持する手段１１０と、身体動作を補助もしくは代替する手段１１１とを有する。

図２は、図１に示される移動式自律ロボットを制御する制御部の構成を示すブロック図である。

図２に示されるように、制御部１０９は、演算処理を行うＣＰＵ２１、ＣＰＵ２１が行う制御プログラムを格納したＲＯＭ２２、ＣＰＵ２１にワークエリアを提供するＲＡＭ２３、ＣＰＵ２１の制御の下で各種センサーと制御信号の入出力を行うＩ／Ｏポート２４、ＣＰＵ２１の制御の下で各種駆動部を駆動するドライバ回路２５、ＣＰＵ２１の制御の下で各種情報を記憶する記憶部２６などから構成されたマイクロコンピュータであり、ロボット１００を統合的に制御し、一連の自律動作と次亜塩素酸供給を行う。

制御部１０９は、ユーザーによるロボット１００の動作に係る条件設定を操作パネル（図示せず）から受け付けて記憶部２６に記憶させる。記憶部２６は、ロボット１００の設置場所もしくは定常位置、例えば充電用電源が位置される位置の周辺を移動するための移動用マップや被処理物質の濃度と関連付けられる濃度マップを記憶することができる。移動用マップは、ロボット１００の移動経路や移動速度、などといった移動に係る情報であり、予めユーザーによって記憶部２６に記憶させることができる。移動用マップはまた、次亜塩素酸供給中に自動的に記録することもできる。また、制御部１０９は、図示しないリモコンからのユーザー操作により、任意の位置へと移動したり、次亜塩素酸を供給するように、制御することもできる。

ロボット１００は、被処理物質を検出する化学センサー１０７を含む。化学センサー１０７は、ロボット１００が移動する空間において、ロボット１００の外部周辺の化学物質を検知する。化学センサー１０７としては、例えば、半導体式や接触燃焼式のいわゆる臭いセンサーを用いることができる。外部周辺の被処理物質濃度を検知するため、化学センサー１０７は、少なくともセンサー部（濃度検知部）が外部へ露出するように配置される。制御部１０９は、Ｉ／Ｏポート２４を介して化学センサー１０７と接続され、化学センサー１０７からの出力信号に基づいて、ロボット１００の外部周辺の被処理物質情報を得ることができる。

ロボット１００は、被処理物質の種類及び／または被対象物を変更できることが好ましい。例えば、ロボット１００の化学センサー１０７は取り換え可能であることが好ましい。また、違う種類の複数の化学センサー１０７を用いて出力のパターンから検知する物質を変えることも可能である。

ロボット１００は、画像認識部１０８と、例えば介護等の特定目的に予め適合するようにプログラムされた画像認識機能と、を有する。画像認識機能は、例えばＣＰＵ２１のファームウェアであってもよいし、記憶部２６が保持し、ＲＡＭ２３上で動作するものであってもよい。画像認識機能はまた、個別の作業環境における画像認識率を高めるためにユーザーによる学習機能を持つことが好ましい。

ロボット１００は、画像認識部１０８において抽出した（画像認識部１０８が取得した）物体の２次元輪郭情報から物体の種類、３次元的な位置及び姿勢、運動を推定することができる。学習機能としては、例えば特定の人物の画像を取得し、その人物の居住する部屋の大きさや、次亜塩素酸を供給（噴霧）しない噴霧禁止区域もしくは移動禁止区域を関連づけて学習すること、などが好ましい。学習機能としてはまた、例えば特定の構造物（ドアや段差）あるいは置物（植栽物）、などを画像として認識し、その空間の大きさや、移動禁止区域を関連づけて学習すること、などが好ましい。

ロボット１００は、例えばスカトール、メチルメルカプタン、酢酸、アンモニアの内、少なくとも一つの化学物質を検出できる。スカトールは、哺乳類の糞の臭い物質であり、他は糞尿の臭い物質である。また、化学物質は、例えば４−メチル−３−ヘキセン酸もしくは４−メチル−２−ヘキセン酸であることができる。これらは、雑巾臭の原因である。

次亜塩素酸水は、次亜塩素酸分子（ＨＣｌＯ）と次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ⁻）とを平衡して含んでおり、ＨＣｌＯはＣｌＯ⁻に比較し強い殺菌力を有する。両者の構成比率はｐＨによって変化し、アルカリ性領域ではＣｌＯ⁻の比率が高くなり、弱酸性領域ではＨＣｌＯが多くなる。従い、弱酸性領域において強い殺菌力を発揮できる。なお、殺菌剤として広く知られている塩素ガス（Ｃｌ_２）の殺菌力は、ＣｌＯ⁻の殺菌力よりも低い。

次亜塩素酸は、臭いの元となる化学物質を酸化したり、その化学物質を作り出す菌を殺菌することができる。

次亜塩素酸水は、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、あるいは無機塩化物を含む電解質水溶液の電気分解により得られる電解水を使用することができる。

次亜塩素酸水中の有効塩素濃度は、１０ないし２００ｐｐｍであることが好ましい。

次亜塩素酸水は、一定以上の殺菌力を確保するためｐＨ７以下であることが好ましい。

ロボット１００は、被処理空間中の次亜塩素酸濃度を計測する機構を有することができる。次亜塩素酸濃度を計測する機構は、被処理空間内のガス状及び／または霧状の次亜塩素酸水を採取する容器及びその容器内に収容され、亜塩素酸と反応して発光する蛍光試薬を含む次亜塩素酸水採取部と、発光強度計測部とを含み、発光強度から次亜塩素酸濃度を算出することができる。

使用される蛍光試薬として、アミノフェニルフルオレセイン（ＡＰＦ）試薬があげられる。ＡＰＦ試薬は、次亜塩素酸に対して高い反応性を持ち、酸化により蛍光化合物を生成する。

また、他の実施形態として、次亜塩素酸濃度を計測する機構は、例えば、被処理空間内のガス状及び／または霧状の次亜塩素酸水を採取する容器及び容器内に収容された純水を含む次亜塩素酸水採取部と、容器から回収した純水中の有効塩素濃度を計測する有効塩素濃度計と、を含むことができる。

有効塩素濃度計は、例えばヨウ素吸光光度法またはＤＰＤ法を用いる濃度計であって、回収した純水中の次亜塩素酸を反応により発色させて有効塩素濃度を計測し、有効塩素濃度に基づいて次亜塩素酸濃度を算出するものであることが好ましい。

ロボット１００はまた、被処理物質の場所と濃度のマップを作製し、マップの情報に基づき、自律移動することができる。

ロボット１００はまた、次亜塩素酸を供給するノズル１０５が指向性を有することができる。これにより次亜塩素酸を効率的に被対象物に供給できる。ノズル１０５は、例えば鉛直方向に、次亜塩素酸ガス及び／またはミストを噴霧できることが好ましい。鉛直方向に噴霧できることは、空間に次亜塩素酸を供給する場合に好ましい（空間に放出する場合に好適である）。

ロボット１００はまた、空気を吸気する吸気装置１１２と、吸気装置１１２と次亜塩素酸水供給部１０２に接続され、吸気装置１１２により導入された空気をガス状及び／または霧状の次亜塩素酸水を用いて殺菌及び／または脱臭する殺菌・脱臭部１１３と、排気装置１１４を有することができる。殺菌・脱臭部１１３内の次亜塩素酸濃度は、上述した有効塩素濃度計やＡＰＦ試薬等により、計測することが可能であり、好ましくは４００ｐｐｂないし２００ｐｐｍにすることができる。４００ｐｐｂ未満であると、十分な殺菌効果が得ることができず、２００ｐｐｍを越えると、平衡等により生じる腐食性ガスによる装置（ロボット１００）内の金属酸化により金属腐食が進み、装置（ロボット１００の）寿命が短くなる傾向がある。

排気装置１１４からの殺菌・脱臭部１１３を通過した空気は、図示しないダクト（案内機構）を介して、例えばほこり及びごみを捕集する手段と保持する手段１１０が保持するほこりやごみに噴きつけられてもよい。また、ほこり及びごみを捕集する手段と保持する手段１１０を通過した空気（排気）を、図示しないダクト（案内機構）を介して、殺菌・脱臭部１１３に導入し、排気が含む場合のある臭い成分を脱臭することも可能である。

ロボット１００はまた、塩水タンクと、水タンクと、次亜塩素酸水タンクと、次亜塩素酸水を製造する電解セルと、を有することができる。電解セルは、３室型（２隔壁３室型）が好ましい。次亜塩素酸水は、例えば交換可能なカートリッジ形式により供給されるものであってもよい。その場合、電解セル、塩水タンク及び水タンクの一部または全部を省略可能である。

ロボット１００はまた、充電もしくは燃料を補給する手段を有することができる。電源としては、例えば燃料電池、もしくはＬｉイオン二次電池が好ましい。燃料電池としては、例えば直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）、もしくは水素燃料電池が好ましい。

ロボット１００はまた、耐酸性を有することができる。すなわち、次亜塩素酸濃度が比較的高い状態で利用することを考慮すると、装置（ロボット１００）内及び／または外装、などは、さびにくいことが必要である。従い、主要な要素及び／または構成は、プラスチックを主材料とし、金属部をステンレスとすることが好ましい。

ロボット１００はまた、移動禁止区域を設定する手段を有することができる。移動禁止区域は、図４により後段に説明するが、ロボット１００の移動範囲を設定するマップの作成時において、例えばユーザー入力モードにて、任意に設定できる。移動禁止区域は、自動作成モードにおいても、例えば赤外線を放射することでロボット１００が近接することを抑止するガード用発信機を、対象となる空間の所定の位置に予めセットして併用することで、設定することができる。

ロボット１００はまた、被処理空間中の次亜塩素酸濃度を４００ｐｐｂから２００ｐｐｍにすることができる。４００ｐｐｂ未満であると、十分な殺菌や脱臭効果が得られず、２００ｐｐｍを越えると装置や空間の金属がさびやすくなる傾向がある。次亜鉛素酸濃度は、上述した有効塩素濃度計やＡＰＦ試薬等により、所定のタイミングで計測することが好ましい。

ロボット１００はまた、次亜塩素酸を回収する手段を有することができる。回収する手段としては、外気すなわち空間内の空気を吸入し、例えば活性炭フィルター、などを通して次亜塩素酸を吸収した後、外部に排気することが好ましい。

図３は、移動式自律ロボットに適用する噴霧量の設定の一例を説明するフローチャートである。

始めに、噴霧対象の空間において、臭いセンサー（化学センサー）にて、臭い（臭い成分が存在すること）を検出する［Ｓ１１−ＹＥＳ］。

検出した臭いの程度（強度）に基づき、次亜塩素酸の噴霧量を設定する［Ｓ１２］。噴霧量は、例えば噴霧対象の場所、対象の種類、噴霧の種類、濃度、もしくは噴霧時間、等に基づいて、決定する。噴霧対象の場所としては、例えば居室あるいは病室、ペットのいる部屋、大勢の人が集まる空間（例えば会議室や体育館、エレベーターもしくは多目的ホール）、ごみ収集場所（あるいはごみ箱の近隣）、などの区分が可能である。対象の種類としては、例えばペットの糞尿（ペットのトイレ）、ごみ、雑巾、大勢の人が集まることで集積するさまざまな臭い、などの区分が可能である。噴霧の種類としては、例えばペットのトイレ内の糞尿への次亜塩素酸の直接的な噴射（スプレー）、ペットのトイレ周辺での濃度の高い／ｐＨを酸性にした次亜塩素酸水のミストまたは次亜塩素酸水を気化したガスの噴霧、居室あるいは会議室等を対象とした所定濃度の（気化した）ガスの噴霧、などに区分可能である。噴霧時間は、噴霧の種類や濃度に基づいて、適宜設定される。

設定された噴霧量を、所定の場所で噴霧する。このとき、噴霧のために所定の位置に移動して噴霧してもよいし、移動しながら噴霧してもよい［Ｓ１３］。

噴霧終了後、あるいは噴霧中に、臭いセンサーにより対象の空間の臭いの程度（強度）を検出し、臭いの程度（強度）が所定の程度になった（臭いの程度が設定値を下回った）場合［Ｓ１４−ＹＥＳ］、噴霧を終了する。臭いの程度が設定値（所定の程度）を超えている場合［Ｓ１４−ＮＯ］、再び噴霧量を設定し、噴霧する［Ｓ１２］−［Ｓ１３］。

図４は、移動式自律ロボットに適用する自動的な移動マップの作成と次亜鉛素酸の噴霧の一例を説明するフローチャートである。マップは、被処理物質の場所及び／または臭いの濃度（空間内の濃度分布）を表すものであってもよい。

噴霧対象の空間において検出した臭いの程度（強度）に基づき、移動して噴霧するか否かを判定する［Ｓ１０１］。

移動して噴霧する場合［Ｓ１０１−ＹＥＳ］、マップが用意されているか否かを判定する［Ｓ１０２］。マップが用意されている場合［Ｓ１０２−ＹＥＳ］、用意されている既存のマップを用いるか新規に作成するかを判定する［Ｓ１０３］。

既存のマップを用いる場合［Ｓ１０３−ＮＯ］、マップに設定されている噴霧予定場所に移動し［Ｓ１０４］、臭いの程度（強度）を測定し［Ｓ１０５］、噴霧量と噴霧の種類を設定して［Ｓ１０６］、所定濃度で所定量の次亜塩素酸水あるいはミストもしくはガスを噴霧する［Ｓ１０７］。

マップが用意されていない場合［Ｓ１０２−ＮＯ］、新規に作成するかを判定する［Ｓ１１１］。

マップを新規に作成する場合［Ｓ１１１−ＹＥＳ］、ユーザー入力モードの選択［Ｓ１１２］もしくは自動作成モードの選択［Ｓ１１３］のいずれかが選択可能である。

ユーザー入力モードが選択された場合［Ｓ１１２−ＹＥＳ］は、図示しないリモコン装置の入力キー（ボタン）群、もしくはタブレットＰＣ装置あるいはスマートフォンに用意される所定のアプリケーションを用い、例えば移動もしくは飛行、などの移動モード、移動空間の大きさ／高さ、移動禁止区域、等を設定することが可能である。

ユーザー入力モードにおいては、例えば画像認識部１０８を用いる空間認識や対象物の認識（検出）を併用することで、非噴霧対象物（被処理物）として、例えばペットなどに代表される対象空間内を移動するもの、などを定義することも可能である。

自動作成モードが選択された場合［Ｓ１１３−ＹＥＳ］は、図示しないリモコン装置の自動作成モードキー（ボタン）、もしくはタブレットＰＣ装置あるいはスマートフォンに用意される所定のアプリケーションから自動作成モードの開始を指示する。

自動作成モードにおいては、例えば直線移動し、壁や段差、あるいは移動禁止区域に接近及び／または認識した時点で方向を変えて再び直線移動するといった所定の移動パターンの組み合わせ、及び／または画像認識部１０８を用いる空間認識や対象物の認識（検出）により、移動しながらマップを作成する。認識する対象物については、ユーザーによる学習機能との組み合わせにより、予め対象物の画像認識率を高めることが好ましい。

自動作成モードにおいては、所定量移動する毎に臭いの濃度を検出して、その位置で、もしくは臭いの発生源に近づく方向に移動して、所定濃度かつ所定量の次亜塩素酸水を気化したガスもしくは霧状化したミストを噴霧し、あるいは次亜塩素酸水を直接スプレーしてもよい。

自動作成モードにおいても、例えば赤外線を放射することでロボット１００が近接することを抑止するガード用発信機を、対象となる空間に予めセットして併用することで、移動禁止区域を設定することができる。

マップを新規に作成しない場合［Ｓ１１１−ＮＯ］、移動しないでその場所で噴霧することもできる［Ｓ１２１−ＹＥＳ］−［Ｓ１２３］。あるいは、既定範囲を移動して噴霧することも可能である［Ｓ１２１−ＮＯ］−［Ｓ１２２］。既定範囲としては、例えば半径Ｘメートルの範囲内で円を描くように移動する、もしくは空間内の壁に沿って所定距離を往復動する、などが選択可能である。

図５は本発明の第２の実施形態に係る飛行に適する移動式自律ロボット３００の模式的斜視図である。図１および図２により説明した要素及び／または構成と同一、あるいは実質的に同一の要素及び／または構成には、下２桁の参照符号を同一として、詳細な説明を省略する場合がある。

移動式自律ロボット３００は、内部に電力を蓄える充電式のバッテリーもしくは燃料電池等の電源３０１を内蔵する。次亜塩素酸供給部３０２として、次亜塩素酸水を蓄えるタンク３０３と、次亜塩素酸を気化もしくは霧状にする装置３０４と、次亜塩素酸を供給するためのノズル３０５と、を有する。

移動式自律ロボット３００は、移動手段として、例えば室内空間（居室）の天井付近や、歩行者などに接触する恐れの無い所定の高さを飛行可能とする飛行手段を有する。飛行手段としてはヘリコプターに準じた少なくとも１つの回転翼３０６を有することができる。

これにより安定な飛行や空中での停止が実現できる。

移動式自律ロボット３００には、さらに化学センサー３０７、画像認識部３０８、各部を統合的に制御する制御部３０９が設けられている。制御部３０９は、図２に一例を示したように、各種電子部品を実装した制御基板によって構成されている。

また、自律ロボット３００は、空気を吸気する吸気装置３１２と、吸気装置３１２と次亜塩素酸水供給部３０２に接続され、吸気装置３１２により導入された空気をガス状及び／または霧状の次亜塩素酸水を用いて殺菌及び／または脱臭する殺菌・脱臭部３１３と、排気装置３１４を有することができる。殺菌・脱臭部３１３内の次亜塩素酸濃度は、上述した有効塩素濃度計やＡＰＦ試薬等により、計測することが可能であり、好ましくは４００ｐｐｂないし２００ｐｐｍにすることができる。４００ｐｐｂ未満であると、十分な殺菌効果が得ることができず、２００ｐｐｍを越えると、平衡等により生じる腐食性ガスによる装置（ロボット３００）内の金属酸化により金属腐食が進み、装置（ロボット３００の）寿命が短くなる傾向がある。

図６は本発明の第３の実施形態に係る掃除に適する移動式自律ロボット４００の模式的斜視図である。図１および図２もしくは図５により説明した要素及び／または構成と同一、あるいは実質的に同一の要素及び／または構成には、下２桁の参照符号を同一として、詳細な説明を省略する場合がある。

移動式自律ロボット４００は、内部に電力を蓄える充電式のバッテリーもしくは燃料電池等の電源４０１を内蔵する。次亜塩素酸供給部４０２として、次亜塩素酸水を蓄えるタンク４０３と、次亜塩素酸を気化もしくは霧状にする装置４０４、次亜塩素酸を供給するためのノズル４０５を有する。

移動式自律ロボット４００は、さらに移動装置４０６、少なくとも１つの化学センサー４０７、画像認識部４０８、各部を統合的に制御する制御部４０９が設けられている。画像認識部４０８の少なくとも１つは床面の状態を認識可能であり、移動装置４０６によりロボット４００が移動する際に、ロボット１００の下部（床面）に位置するごみ、なども検出可能である。

移動式自律ロボット４００は、さらに３室型の次亜塩素酸製造装置４１５が設けられている。図７に３室型の次亜塩素酸製造装置の構成の概略を示す。

制御部４０９は、図２に一例を示したように、各種電子部品を実装した制御基板によって構成されている。

移動式自律ロボット４００はまた、ほこり及び／またはごみを捕集する手段と捕集したほこり及び／またはごみを保持する手段４１０と、例えばほこりの捕集に先立って床面（移動面）よりも高い領域のほこりを落とすはたきがけの手段４１１を有する。保持する手段としてはごみを圧縮して保持することが好ましい。

図６が示す移動式自律ロボット４００においても、図１が示す殺菌・脱臭部１１３及び排気装置１１４と同等もしくは類似した殺菌・脱臭部を備えることができる。その場合、排気装置からの殺菌・脱臭部を通過した空気を、図示しないダクト（案内機構）を介して、ほこり及び／またはごみを保持する手段４１０が保持するほこりやごみに噴きつけることができる。また、ほこり及びごみを捕集する手段と保持する手段４１０を通過した空気（排気）を、図示しないダクト（案内機構）を介して、殺菌・脱臭部に導入し、排気が含む場合のある臭い成分を脱臭することも可能である。また次亜塩素酸供給部４０２から経路４１２を介してほこり及び／またはごみを保持する手段４１０に直接次亜塩素酸を噴霧することもできる。なお移動式自律ロボット４００は、外部に次亜塩素酸を供給しない（ノズル４０５を有さない）ものでも良い。

図７は本実施形態の移動式自律ロボットに適する３室型（２隔壁３室型）の電解水生成装置の一例を示す概略図である。

電解水生成装置５５０は、陽極室５５４と、陰極室５５５と、陽極室５５４及び陰極室５５５の間に設けられた中間室５５１との３室からなる３室型電解槽５５８を有する。

中間室５５１は、無機塩化物を含む電解質水溶液として飽和食塩水５６５とその無機塩化物である残留塩５６６とを収容する飽和食塩水貯留器５６１、塩水循環ポンプ５６２、及び食塩水供給ライン５６９を備えた飽和食塩水循環システム５６３と接続され、常にほぼ飽和状態の食塩水５６５が供給される。

陽極室５５４及び陰極室５５５は、給水システム５６４と接続され、各々、常に新しい水が供給される。中間室５５１と陽極室５５４の間は陰イオンを透過する隔膜５５２で仕切られ、中間室５５１と陰極室５５５の間は陽イオンを透過する隔膜５５３で仕切られている。陽極室５５４には陽極電極５５６、陰極室５５５には陰極電極５５７が備えられており、それぞれにプラスとマイナスの電圧が印加されている。

陽極室５５４では、中間室５５１中の塩素イオンが陽極電極５５６に引っ張られ、隔膜５５２を通過して陽極室５５４に移動し、陽極電極５５６で電子を渡して次亜塩素酸を生じる。次亜塩素酸を含む微酸性電解水は、酸性電解水ライン５６７を通して取り出される。

陰極室５５５では、中間室５５１中のナトリウムイオンが陰極電極５５７に引っ張られ、陽イオン交換膜５５３を通過して陰極室５５５に移動し、陰極電極５５７で水が分解した水素イオンが電子を受け取って水素ガスとなり、水酸化ナトリウムを生じる。この水酸化ナトリウムの水溶液は、アルカリ性電解水として、アルカリ性電解水ライン５７１を通して取り出される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、自律ロボットは、ほこり及び／またはごみを捕集する手段と、捕集したほこり及び／またはごみを保持する手段と、次亜塩素酸を供給する次亜塩素酸水供給部と、ほこり及び／またはごみを保持する手段に次亜塩素酸を供給する手段と、を備えるものであってもよい。また、自律ロボットは、ほこり及び／またはごみを検出する化学センサー及び／またはほこりまたはごみを認識する画像認識手段と、ほこり及び／またはごみを捕集する手段と、移動するための手段とを備え、検出及び／または認識したほこり及び／またはごみを保持する手段に次亜塩素酸を供給するものであってもよい。

１００…ロボット、１０１…電源、１０２…次亜塩素酸供給部、１０３…タンク、１０４…気化／霧状化装置、１０５…ノズル、１０６…移動装置、１０７…化学センサー、１０８…画像認識部、１０９…制御部、１１０…捕集／保持手段、１１１…補助／代替手段、１１２…吸気装置、１１３…殺菌・脱臭部、１１４…排気装置、３０６…移動装置（回転翼）、４１１…補助／代替手段（はたきがけの手段）。

Claims (20)

1. 被処理物に次亜塩素酸を供給する次亜塩素酸水供給部と、
   被処理物質を検出する化学センサー及び／または被対象物を認識する画像認識手段と、
   移動するための手段と、
   化学センサーで検出した情報及び／または画像認識手段から得られた情報から次亜塩素酸を供給する対象物、場所、手段、量、時間を決定する手段と、
   を備えた移動式自律ロボット。
2. 検知する被処理物質の種類及び／または被対象物を変更できる請求項１記載の移動式自律ロボット。
3. 化学物質がスカトール、メチルメルカプタン、酢酸、アンモニアの内少なくとも一つである請求項１もしくは２記載の移動式自律ロボット。
4. 化学物質が４−メチル−３−ヘキセン酸もしくは４−メチル−２−ヘキセン酸である請求項１記載もしくは２記載の移動式自律ロボット。
5. 被処理空間中の次亜塩素酸濃度を計測する手段を有する請求項１から４いずれか記載の移動式自律ロボット。
6. 前記次亜塩素酸濃度を計測する手段は、
   被処理空間内のガス状及び／または霧状の次亜塩素酸水を採取する容器及び前記容器内に収容され、前記次亜塩素酸と反応して発光する蛍光試薬を含む次亜塩素酸水採取部と、
   発光強度計測部と、を含み、
   発光強度から前記次亜塩素酸濃度を算出する請求項５に記載の移動式自律ロボット。
7. 次亜塩素酸水供給部は、次亜塩素酸水をガス状にする気化装置、または霧状にする噴霧装置を含む請求項１から６いずれか記載の移動式自律ロボット。
8. 被処理物質の場所と濃度のマップを作製し、マップ情報に基づき移動する請求項１から７いずれか記載の移動式自律ロボット。
9. 次亜塩素酸を供給するノズルが指向性を有する請求項１から８いずれか記載の移動式自律ロボット。
10. 鉛直方向に次亜塩素酸の噴霧を制御できる請求項１から９いずれか記載の移動式自律ロボット。
11. 空気を吸気する吸気装置、及び前記吸気装置と前記次亜塩素酸水供給部に接続され、前記吸気装置により導入された空気を前記ガス状及び／または霧状の次亜塩素酸水を用いて殺菌する殺菌部を具備する請求項１から１０いずれかに記載の移動式自律ロボット。
12. 塩水タンクと、水タンクと、次亜塩素酸水タンクと、次亜塩素酸製造電解セルと、を有する請求項１から１１いずれか記載の移動式自律ロボット。
13. 充電もしくは燃料を補給する手段を有する請求項１から１２いずれか記載の移動式自律ロボット。
14. 耐酸性を有する請求項１から１２いずれか記載の移動式自律ロボット。
15. 移動禁止区域を設定する手段を有する請求項１から１４いずれか記載の移動式自律ロボット。
16. 次亜塩素酸を回収する手段を有する請求項１から１５いずれか記載の移動式自律ロボット。
17. 被処理空間中の次亜塩素酸濃度を４００ｐｐｂから２００ｐｐｍにする請求項１から１６いずれか記載の移動式自律ロボット。
18. 被支援者の身体動作を補助もしくは代替する手段及び／または看護する手段を有する請求項１から１７いずれか記載の移動式自律ロボット。
19. 移動手段として飛行する手段を有する請求項１から１８いずれか記載の移動式自律ロボット。
20. ほこり及び／またはごみを捕集する手段と、捕集したほこり及び／またはごみを保持する手段と、ほこり及び／またはごみを保持する手段に次亜塩素酸を供給する手段とを有する請求項１から１９いずれか記載の移動式自律ロボット。

Images