时性且携带性能优异的主?从系统。
[0286] 即，在与主装置无线连接的从装置中，能够实现力?触觉传递功能等的各种功能。
[0287] 图20是表示与主装置无线连接的从装置400的构成的框图。
[0288] 如图20所示，从装置400具备开关组401、LED组402、主微机单元403、无线单元404、 马达单元405、减速机构406、指尖效应器407、计测单元408、记录?显示单元409、以及电源 单元410。
[0289]开关组401具备多个旋转型开关以及接通/断开(0N/0FF)开关，并接受从装置400 的各种设定。具体而言，旋转型开关用于从装置400中的缩放比的调整。在本实施方式中，通 过旋转型开关，能够分别独立地设定位置的缩放以及力的缩放。另外，接通/断开开关用于 从装置400的状态设定。例如，第1接通/断开开关作为电源用开关发挥功能，通过使第1接 通/断开开关为接通，使得电源电路410b成为导通状态，信号用电池410a的电力被供给到从 装置400的控制系统。另外，第2接通/断开开关作为伺服马达用开关发挥功能，通过使第2接 通/断开开关为接通，使得马达驱动器405b的电源为接通，成为向伺服马达405d供给电力的 待机状态。另外，第3接通/断开开关作为控制用开关发挥功能，通过使第3接通/断开开关接 通，从而执行控制用程序，开始从装置400的控制以及向伺服马达405d的电力供给(驱动）。 通过使第1接通/断开开关至第3接通/断开开关依次成为接通，从而开始主?从系统中的从 装置400的控制。
[0290] LED组402通过点亮状态表示从装置400的各种状态（电源的接通/断开状态等）。
[0291] 主微机单元403具备程序写入电路403a和微型控制器403b。
[0292] 程序写入电路403a向微型控制器403b写入程序。
[0293] 微型控制器403b根据通过程序写入电路403a写入的程序来控制从装置400。具体 而言，微型控制器403b进行与主装置之间的无线通信，且执行向对象物的位置以及力的控 制或执行来自对象物的作用的计测。
[0294] 无线单元404具备天线404a和无线电路404b。
[0295]天线404a接收来自主装置的无线信号，并且从从装置400向主装置发送无线信号。 [0296]无线电路404b对从天线404a输入的无线信号进行解调，并将解调后的控制信号输 出到主微机单元403。另外，无线电路404b对从主微机单元403输入的控制信号进行调制，并 输出到天线404a。
[0297] 马达单元405具备D/A转换器405a、马达驱动器405b、驱动用电池405c、以及伺服马 达405d。
[0298] D/A转换器405a将从主微机单元403输入的数字信号(控制信号)转换成模拟信号。
[0299] 马达驱动器405b根据从D/A转换器405a输入的模拟信号驱动伺服马达405d。
[0300] 驱动用电池405c供给用于驱动伺服马达405d的电力。
[0301] 伺服马达405d根据马达驱动器405b的驱动信号，经由减速机构406控制指尖效应 器407的位置以及力。
[0302]减速机构406使伺服马达405d的动作减速，转换转矩并传递到指尖效应器407。 [0303]指尖效应器407构成直接作用于对象物的接口。在本实施方式中，作为指尖效应器 407,具备叉状的器具。
[0304] 计测单元408具备编码器408a和线路接收机408b。
[0305]编码器408a对伺服马达405d的动作(旋转角度)进行计测，并转换成电信号。
[0306]线路接收机408b将从编码器408a输出的计测结果的电信号作为差动信号输出到 主微机单元403。此外，在获得从装置400的响应时，也能够通过速度传感器、加速度传感器、 或者其他推断法来代替。
[0307] 记录?显示单元409具备记录?显示用电路409a、存储介质409b、以及显示器 409c〇
[0308] 记录?显示用电路409a根据主微机单元403的指示，将与伺服马达405d的位置以 及力的控制信息、缩放比、无线连接中的电波状况、时间等的装置以及接触的物体有关的信 息存储于存储介质409b，或显示于显示器409c。另外，记录?显示用电路409a读出存储于存 储介质409b的信息，并输出到主微机单元403。
[0309]存储介质409b根据记录?显示用电路409a的控制，将与从装置400的动作中的伺 服马达405d的位置以及力的控制信息、缩放比、无线连接中的电波状况、时间等的装置以及 接触的物体有关的信息进行存储。为了进行数据处理，能够读出存储于存储介质409b的信 息。另外，在存储介质409b中存储有用于再现从装置400中的动作的信息，微型控制器403b 能够通过读出并执行该信息从而再现动作。
[0310] 电源单元410具备信号用电池410a和电源电路410b。
[0311] 信号用电池410a向从装置400的控制系统供给电力。
[0312] 电源电路41 Ob控制从信号用电池410a供给到从装置400的控制系统的电力。
[0313] 此外，主装置与从装置除了能够通过无线通信连接之外，也能够经由有线通信用 端口（参照图19)通过有线通信而连接。
[0314]通过这种构成，若根据主装置的移动使指尖效应器407接触于对象物(球等），则伺 服马达405d的位置以及反作用力作为位置以及力的信息从从装置400发送到主装置。于是， 在主装置中，能够实现传递从装置400中的力?触觉的功能等。
[0315]接下来，对主装置与从装置的数据传送方法进行说明。
[0316]图21是表示用于通过主装置与从装置进行高速的通信的数据构造的图。
[0317]如图21所示，在本应用例中，将位置与力的信息作为合计64比特的数据(各32比特 的float型变量)来表示，并高速地对其进行传送。
[0318] 为此，首先将位置以及力的数据分割成16个数据块。于是，各数据块分别成为4比 特的信息量。为了识别该4比特X 16个的顺序，对各数据块的前端附加4比特的数据编号。由 此，生成16个由4比特的数据编号以及4比特的实际数据构成的1字节的数据块，成为合计16 字节的数据。
[0319] 通过以下的顺序，在主装置与从装置之间对其进行传送。
[0320] 图22是表示无线连接的主装置以及从装置之间的传送顺序的时序图。
[0321] 此外，在本应用例中的主?从系统中，为了实现处理的高速化，在主装置以及从装 置的内置MCU(Memory Control Unit:存储器控制单元）中直接安装控制程序。
[0322]在图22中，发送侧主机(发送侧的处理器等)将图21所示的16个数据块一块一块地 传送到发送侧模块(发送侧的通信接□等）。此时，为了传送一块，采用l〇〇[yS]足矣，作为发 送侧主机与发送侧模块之间的传送速度，能够确保约1 [Mbps ]。
[0323]接下来，在发送侧模块与接收侧模块(接收侧的通信接口等)之间进行无线通信。 此时，作为无线通信路的传送速度，能够确保约l[Mbps]，为了传送16个数据块，采用约1.2 [ms]足矣。
[0324]而且，在接收侧模块与接收侧主机(接收侧的处理器等)之间，作为传送速度，能够 确保约l[Mbps]，为了传送1字节的一个数据块，采用100[ys]足矣。
[0325] 于是，从发送侧主机开始输出数据直至将16字节的数据传送到接收侧主机为止， 成为约4.5[ms]。
[0326] 这样，在本应用例中，在内置MCU中直接安装控制程序，将位置与力的信息分别分 割成4比特X8个并传送到通信模块，将无线通信路中的包尺寸缩小为16字节。
[0327] 此外，在以往的协议、例如UCP/IP(universal computer protocol:通用计算机协 议)等中，为了各种头信息等，使包尺寸成为24字节，相对于此，在本应用例的情况下，使所 需的包尺寸成为16字节。
[0328] 由此，能够使无线连接的主?从系统作为具有较高的实时性、且携带性能优异的 系统而实现。
[0329](面向动作的数据库化的应用）
[0330] 图23是表示将人类的动作数据库化的概念的示意图。
[0331] 如上述那样，促动器中的速度(位置)通过加速度的积分而表示，促动器中的力由 质量与加速度的积表示。
[0332] 因此，在本发明中，能够从促动器的位置的信息或者基于促动器的位置的信息而 获得的力的信息的至少一方中使人类的动作数值化并提取。
[0333] 因此，如图23所示，通过本发明的力·触觉传递功能测量操作者所进行的动作。
[0334] 即，在操作者操作主装置的情况下，能够将操作者所进行的动作分解成分功能力/ 速度分配转换块FT、理想力源块FC、理想速度(位置)源块PC中的运算，并对动作进行表现。
[0335] 而且，通过将多个人类的动作分解成分功能力/速度分配转换块FT、理想力源块 FC、理想速度(位置)源块PC中的运算并取得，能够将在该各块中的被处理的信息储存于数 据库DB。
[0336] 通过如此对数据库化的多个人类的动作信息实施统计处理，能够将各个人的动作 的特征(个人的做法、与其他人相比的个性等)提取并进行数值化。
[0337] 由此，通过对熟练者、外行等的动作信息实施统计处理，能够提取隐性知识、技能、 经验等并设为客观的数值数据。
[0338](使用相对于分功能力/速度分配转换的偏移的应用）
[0339]图24是表示相对于分功能力/速度分配转换的偏移的概念的示意图。
[0340]在相对于分功能力/速度分配转换的偏移中，针对在分功能力/速度分配转换块FT 中转换而得的结果的位置以及力的能量，加减规定的常量，从而能够跟随对象物的变化。 [0341] 即，如图24所示，在分功能力/速度分配转换中，能够将通过外部传感器D测量的对 象物的位置等作为偏移而施加。
[0342] 例如，在心脏的手术的情况下，由于作为对象物的心脏始终跳动，因此通过外部传 感器D测量心脏表面的位置，加入作为分功能力/速度分配转换中的偏移而测量的位置的变 化，从而能够实现从装置(例如钳子等）向心脏表面的自动跟随。
[0343] 此时，通过在力?触觉传递功能中加入偏移，能够兼备力?触觉传递与向心脏表 面的位置的自动跟随。
[0344] 由此，对于进行手术的医生来说，能够减少心脏的跳动所导致的位移的影响，从而 能够进行更准确的作业。
[0345](效果）
[0346]如以上那样，根据本发明的第1方式的位置/力控制装置，分功能力/速度分配转换 机构基于对应于与位置相关的信息的速度(位置)及力的信息、以及成为控制的基准的信 息，根据实现的功能进行将控制能量分配成速度或者位置的能量与力的能量的转换。然后， 位置控制量计算机构基于通过分功能力/速度分配转换机构分配的速度或者位置的能量计 算速度或者位置的控制量。另外，力控制量计算机构基于通过分功能力/速度分配转换机构 分配的力的能量来计算力的控制量。进而，合并机构将速度或者位置的控制量与力的控制 量合并，为了使其输出返回促动器而对速度或者位置的控制量与力的控制量进行逆转换， 确定向促动器的输入。由此，能够分别独立地控制速度或者位置的能量、力的能量。
[0347] 因此，在分功能力/速度分配转换机构中，能够根据功能对控制能量的向速度或者 位置的能量与力的能量的分配进行各种变更。
[0348] 因此，能够提供如下用途的技术:根据作为目的的功能来变更分功能力/速度分配 转换机构的设定，从而由机器人更适当地实现人类的身体的行为。
[0349]另外，根据本发明的第2方式的位置/力控制装置，分功能力/速度分配转换机构基 于对应于与位置相关的信息的速度(位置)和力的信息、以及预先取得的成为控制的基准的 信息，根据实现的功能进行将控制能量分配成速度或者位置的能量与力的能量中的至少一 方的转换。然后，位置控制量计算机构基于通过分功能力/速度分配转换机构分配的速度或 者位置的能量与力的能量中的至少一方，计算速度或者位置的控制量与力的能量中的至少 一方。进而，合并机构将速度或者位置的控制量与力的控制量合并，为了使其输出返回促动 器而对速度或者位置的控制量以及力的控制量进行逆转换，确定向促动器的输入。
[0350]因此，由于基于预先取得的、成为控制的基准的信息来计算速度(位置)或力的控 制量，所以能够再现预先