特開 2024-108939 心身状態統制方法、生体状態収集方法、及び、生体状態収集システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108939

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】心身状態統制方法、生体状態収集方法、及び、生体状態収集システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/16 20060101AFI20240805BHJP

   A61B 5/18 20060101ALI20240805BHJP

   G16H 20/70 20180101ALI20240805BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

A61B5/16 100

A61B5/18

G16H20/70

G08G1/16 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013605

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】322003857

【氏名又は名称】パナソニックオートモーティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】砂川 未佳

(72)【発明者】

【氏名】式井 愼一

(72)【発明者】

【氏名】八木 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】仲井 渉

【テーマコード（参考）】

4C038

5H181

5L099

【Ｆターム（参考）】

4C038PP03

4C038PQ04

4C038PR01

4C038PS00

4C038PS01

4C038PS03

4C038PS07

5H181AA01

5H181CC04

5H181CC11

5H181FF27

5H181FF33

5H181LL20

5L099AA15

(57)【要約】

【課題】対象者の心身状態を特定の状態に統制することが可能な心身状態統制方法を提供する。
【解決手段】心身状態統制方法は、コンピュータによって実行される心身状態統制方法であって、対象者９９に対して、２以上の情報を順次提示すること（Ｓ１０２）と、対象者９９に対して、提示された前記２以上の情報のうち、少なくとも１つの情報に対して、当該情報の変換、及び、変換後の情報に基づく応答を要求すること（Ｓ１０３）と、を含む。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータによって実行される心身状態統制方法であって、
対象者に対して、２以上の情報を順次提示することと、
前記対象者に対して、提示された前記２以上の情報のうち、少なくとも１つの情報に対して、当該情報の変換、及び、変換後の情報に基づく応答を要求することと、を含む
心身状態統制方法。

【請求項2】

前記応答を要求することにおいて、前記対象者に対して、提示された前記２以上の情報のうち、最後に提示された情報よりも１つ以上前に提示された情報に対して、当該情報を変換し、変換後の情報に基づく応答を要求する
請求項１に記載の心身状態統制方法。

【請求項3】

前記応答は、前記変換後の情報を応答することである
請求項１又は２に記載の心身状態統制方法。

【請求項4】

前記応答は、前記変換後の情報と所定の情報とを比較した結果を応答することである
請求項１又は２に記載の心身状態統制方法。

【請求項5】

前記対象者による前記応答を受け付けることと、
受け付けた前記応答が、正答であるか否かを判定することと、をさらに含む
請求項１又は２に記載の心身状態統制方法。

【請求項6】

受け付けた前記応答が、正答であるか否かの判定結果に基づいて、前記対象者の心身状態が統制された状態であるかを判定することをさらに含む
請求項５に記載の心身状態統制方法。

【請求項7】

前記情報の変換とは、前記対象者に提示される前記２以上の情報のそれぞれを示す第１認識要素から、当該第１認識要素が互いに異なる第１グループと第２グループとのいずれに属するかを示す第２認識要素を導出することである
請求項１又は２に記載の心身状態統制方法。

【請求項8】

前記情報の変換とは、前記対象者に提示される前記２以上の情報のそれぞれを示す第１認識要素から、当該第１認識要素を言語化した第３認識要素を導出することである
請求項１又は２に記載の心身状態統制方法。

【請求項9】

前記対象者に提示される前記２以上の情報のそれぞれは、数字である
請求項１又は２に記載の心身状態統制方法。

【請求項10】

前記情報の変換とは、前記２以上の情報としての前記数字を偶数と奇数とのいずれに属するかを示す偶奇属性を導出することである
請求項９に記載の心身状態統制方法。

【請求項11】

前記対象者に提示される前記２以上の情報のそれぞれは、アルファベットである
請求項１又は２に記載の心身状態統制方法。

【請求項12】

前記情報の変換とは、前記２以上の情報としての前記アルファベットを母音と子音とのいずれに属するかを示す母子音属性を導出することである
請求項１１に記載の心身状態統制方法。

【請求項13】

前記２以上の情報を順次提示することにおいて、前記２以上の情報は、一定の間隔で提示される
請求項１又は２に記載の心身状態統制方法。

【請求項14】

前記２以上の情報を順次提示することにおいて、前記２以上の情報うちの一の情報が前記対象者に提示されて、当該一の情報に対する前記対象者による前記応答があってから、前記２以上の情報うちの前記一の情報に続く他の情報が前記対象者に提示される
請求項１又は２に記載の心身状態統制方法。

【請求項15】

請求項１に記載の心身状態統制方法と、
（ａ）前記２以上の情報のうちの最初の情報が提示されたときから所定時間後まで、（ｂ）前記２以上の情報のうちの２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間前から、前記２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間後まで、（ｃ）前記２以上の情報のうちのいずれか１つの情報に対する前記応答があったときの所定時間前から、前記応答があったときの所定時間後まで、としたとき、前記（ａ）、前記（ｂ）及び前記（ｃ）の少なくともいずれかにおける前記対象者の生体情報を計測することと、
計測結果と前記対象者の心身状態とを紐づけて記憶することと、を含む
生体状態収集方法。

【請求項16】

前記対象者による前記応答を受け付けることと、
受け付けた前記応答が、正答であるか否かを判定することと、をさらに含み、
受け付けた前記応答が、正答である場合のみ前記生体情報を記憶することを実行する
請求項１５に記載の生体状態収集方法。

【請求項17】

前記対象者による前記応答を受け付けることと、
受け付けた前記応答が、正答であるか否かを判定することと、
受け付けた前記応答が、正答であるか否かの判定結果に基づいて、前記対象者の心身状態が統制された状態であるかを判定すること、をさらに含み、
前記対象者の心身状態が統制された状態であると判定された場合のみ前記生体情報を記憶することを実行する
請求項１５に記載の生体状態収集方法。

【請求項18】

前記生体情報は、前記対象者の頭部挙動、体動、顔表情、視線、瞳孔径、心拍数、心電波形、脈波、皮膚抵抗値、呼吸数、脳波、及び、脳活動の少なくとも１つを含む
請求項１５～１７のいずれか１項に記載の生体状態収集方法。

【請求項19】

対象者に対して、２以上の情報を順次提示する提示装置と、
前記対象者に対する、提示された前記２以上の情報のうち、少なくとも１つの情報に対して、当該情報の変換、及び、変換後の情報に基づく応答の要求に応じた前記対象者による前記応答を受け付ける受付装置と、
（ａ）前記２以上の情報のうちの最初の情報が提示されたときから所定時間後まで、（ｂ）前記２以上の情報のうちの２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間前から、前記２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間後まで、（ｃ）前記２以上の情報のうちのいずれか１つの情報に対する前記応答があったときの所定時間前から、前記応答があったときの所定時間後まで、としたとき、前記（ａ）、前記（ｂ）及び前記（ｃ）のいずれかにおける前記対象者の生体情報を計測する計測装置と、
計測結果と前記対象者の心身状態とを紐づけて記憶する記憶装置と、を備える
生体状態収集システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、人の心身状態を統制するための心身状態統制方法、ならびに、当該心身状態統制方法を用いた生体状態収集方法及び生体状態収集システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、タスクを実施している人（以下対象者ともいう）に対して、注意力が発揮されている集中状態、又は、注意力が欠如した漫然状態（非集中状態）であるかを判定するための技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、対象者の生体情報から集中度を推定によって算出することが想定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２３－００１４２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方、対象者の生体情報から集中度を推定によって算出するためには、対象者の集中度と、対象者の生体情報とが紐づけられたデータセットが必要になるものの、このようなデータセットの作成において、対象者の集中度（又は漫然度）を特定の状態に維持する、すなわち、対象者の心身状態を特定の状態に統制することは難しい。

【0005】

このため、本開示は、対象者の心身状態を特定の状態に統制することが可能な心身状態統制方法等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る心身状態統制方法は、コンピュータによって実行される心身状態統制方法であって、対象者に対して、２以上の情報を順次提示することと、前記対象者に対して、提示された前記２以上の情報のうち、少なくとも１つの情報に対して、当該情報の変換、及び、変換後の情報に基づく応答を要求することと、を含む。

【0007】

また、本開示の一態様に係る生体状態収集方法は、上記に記載の心身状態統制方法と、（ａ）前記２以上の情報のうちの最初の情報が提示されたときから所定時間後まで、（ｂ）前記２以上の情報のうちの２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間前から、前記２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間後まで、（ｃ）前記２以上の情報のうちのいずれか１つの情報に対する前記応答があったときの所定時間前から、前記応答があったときの所定時間後まで、としたとき、前記（ａ）、前記（ｂ）及び前記（ｃ）の少なくともいずれかにおける前記対象者の生体情報を計測することと、計測結果と前記対象者の心身状態とを紐づけて記憶することと、を含む。

【0008】

また、本開示の一態様に係る生体状態収集システムは、対象者に対して、２以上の情報を順次提示する提示装置と、前記対象者に対する、提示された前記２以上の情報のうち、少なくとも１つの情報に対して、当該情報の変換、及び、変換後の情報に基づく応答の要求に応じた前記対象者による前記応答を受け付ける受付装置と、（ａ）前記２以上の情報のうちの最初の情報が提示されたときから所定時間後まで、（ｂ）前記２以上の情報のうちの２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間前から、前記２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間後まで、（ｃ）前記２以上の情報のうちのいずれか１つの情報に対する前記応答があったときの所定時間前から、前記応答があったときの所定時間後まで、としたとき、前記（ａ）、前記（ｂ）及び前記（ｃ）のいずれかにおける前記対象者の生体情報を計測する計測装置と、計測結果と前記対象者の心身状態とを紐づけて記憶する記憶装置と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、対象者の心身状態を特定の状態に統制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施の形態に係る生体状態収集システムの使用事例を示す図である。

【図2】図２は、実施の形態に係る生体状態収集システムの機能ブロック図である。

【図3】図３は、心身状態統制の適否の検証結果を示す図である。

【図4】図４は、心身状態統制の適否の検証結果を示す図である。

【図5】図５は、実施の形態に係る情報の提示タイミングを説明するための図である。

【図6】図６は、実施の形態に係る生体状態収集システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本開示に至った経緯）
車両の運転等、事故を防ぐために集中度が要求されたり、学習などのタスクを効率的に行うために集中度が要求されたりすることがある。このような背景から、対象者（この場合、車両の運転者又は学習を行う者）の集中度を数値化できれば、漫然な状態での車両の運転、あるいは、漫然な状態での非効率的な学習を抑制するための指標として用いることができる。従来、集中度を算出するために、生体情報（対象者の頭部挙動、体動、顔表情、視線、瞳孔径、心拍数、心電波形、脈波、皮膚抵抗値、呼吸数、脳波、及び、脳活動等）の計測結果等が用いられることがある。しかしながら、生体情報のそれぞれの数値に対して、対象者の集中状態がどのような傾向に向かうかについては、経験的には知られているものの、具体的に、対象者ごとに、生体情報の数値がどの数値を基準にして集中状態から漫然状態に変化するのかについては、それぞれの対象者に合わせて個別に調整をする必要がある。このような場合には、対象者について、集中状態と生体情報とを紐づけた複数のデータセットを使って、データベース化したり機械学習を行って推論モデルを構築したりすることで、対象者に特化した推定が可能となる。

【0012】

ただし、対象者の生体情報を計測することは難しくはないものの、対象者の集中度（又は漫然渡）を特定の状態に維持する、すなわち、対象者の心身状態を特定の状態に統制することは難しい。より具体的には、対象者の心身状態を統制する方法として、Ｎバック課題を対象者に実施させるということが一般的に行われている。Ｎバック課題の詳細については後述するが、Ｎバック課題では、Ｎとして１を設定した1バック課題、Ｎとして２を設定した２バック課題、・・・のように、Ｎに整数を設定し、それぞれに対応する課題が構成される。そして、Ｎバック課題は、設定された整数が大きいほど難易度が高くなるという性質がある。対象者の心身状態を統制するために、Ｎバック課題を実施させれば、対象者は、その難易度に応じてＮバック課題に集中状態になり、一方でＮバック課題以外には漫然状態になることで、心身状態が統制される。ここで、Ｎバック課題では、Ｎに整数を設定するという性質上、１バック課題、２バック課題、３バック課題、・・・のように固定的な難易度の設定しかできないという点で課題がある。すなわち、１バック課題と２バック課題との間の難易度、２バック課題と３バック課題との間の難易度のように、ＮとしてＮを設定したＮバック課題とＮとしてＮ＋１を設定した（Ｎ＋１）バック課題との間の難易度の設定はできなかった。

【0013】

そこで、本開示では、ＮとしてＮを設定したＮバック課題とＮとしてＮ＋１を設定した（Ｎ＋１）バック課題との間の難易度など、中間的な難易度の課題を対象者に実施させて、対象者の心身状態を特定の状態に統制することが可能な心身状態統制方法等を提供する。

【0014】

（本開示の概要）
本開示の概要は以下の通りである。

【0015】

本開示の第１態様に係る心身状態統制方法は、コンピュータによって実行される心身状態統制方法であって、対象者に対して、２以上の情報を順次提示することと、対象者に対して、提示された２以上の情報のうち、少なくとも１つの情報に対して、当該情報の変換、及び、変換後の情報に基づく応答を要求することと、を含む。

【0016】

これによれば、提示された情報をそのまま用いた応答を要求する場合に比べて、対象者が情報の変換を行う必要があるという点で、応答に至るまでに必要な手順が増えるため、提示された情報をそのまま用いた応答を要求する場合よりも、応答に至るためにより高い集中度を要する。そうすると、この生体状態収集方法を実施しながら、並行して、別のタスクを行っていれば、当該別のタスクに対する対象者の状態が漫然状態に近づく。この漫然状態は、提示された情報をそのまま用いた応答を要求する場合に比べて、より高い漫然状態（より低い集中状態）である。このようにして、あるタスクを行っているときに、別の要因によって対象者の状態がより高い漫然状態に近づいたような、特定の心身状態に統制することが可能となる。

【0017】

また、本開示の第２態様に係る心身状態統制方法は、第１態様に係る心身状態統制方法であって、応答を要求することにおいて、対象者に対して、提示された２以上の情報のうち、最後に提示された情報よりも１つ以上前に提示された情報に対して、当該情報を変換し、変換後の情報に基づく応答を要求する。

【0018】

これによれば、提示された２以上の情報のうち、最後に提示された情報よりも１つ以上前に提示された情報に遡って、その情報を変換した変換後の情報に基づく応答を行わせることができる。

【0019】

また、本開示の第３態様に係る心身状態統制方法は、第１又は第２態様に係る心身状態統制方法であって、応答は、変換後の情報を応答することである。

【0020】

これによれば、変換後の情報そのままの応答を行わせることができる。

【0021】

また、本開示の第４態様に係る心身状態統制方法は、第１～第３態様のいずれか１態様に係る心身状態統制方法であって、応答は、変換後の情報と所定の情報とを比較した結果を応答することである。

【0022】

これによれば、変換後の情報と所定の情報とを比較した結果による応答を行わせることができる。

【0023】

また、本開示の第５態様に係る心身状態統制方法は、第１～第３態様のいずれか１態様に係る心身状態統制方法であって、対象者による応答を受け付けることと、受け付けた応答が、正答であるか否かを判定することと、をさらに含む。

【0024】

これによれば、応答を受け付けて、その応答が正答であるか否かを判定することができる。

【0025】

また、本開示の第６態様に係る心身状態統制方法は、第５態様に係る心身状態統制方法であって、受け付けた応答が、正答であるか否かの判定結果に基づいて、対象者の心身状態が統制された状態であるかを判定することをさらに含む。

【0026】

これによれば、応答が正答であるか否かによって、対象者の心身状態が統制された状態であるかを判定することができる。

【0027】

また、本開示の第７態様に係る心身状態統制方法は、第１～第６態様のいずれか１態様に係る心身状態統制方法であって、情報の変換とは、対象者に提示される２以上の情報のそれぞれを示す第１認識要素から、当該第１認識要素が互いに異なる第１グループと第２グループとのいずれに属するかを示す第２認識要素を導出することである。

【0028】

これによれば、２以上の情報のそれぞれを示す第１認識要素から、当該第１認識要素が互いに異なる第１グループと第２グループとのいずれに属するかを示す第２認識要素を導出する変換を行わせることができる。

【0029】

また、本開示の第８態様に係る心身状態統制方法は、第１～第６態様のいずれか１態様に係る心身状態統制方法であって、情報の変換とは、対象者に提示される２以上の情報のそれぞれを示す第１認識要素から、当該第１認識要素を言語化した第３認識要素を導出することである。

【0030】

これによれば、２以上の情報のそれぞれを示す第１認識要素から、当該第１認識要素を言語化した第３認識要素を導出する変換を行わせることができる。

【0031】

また、本開示の第９態様に係る心身状態統制方法は、第１～第８態様のいずれか１態様に係る心身状態統制方法であって、対象者に提示される２以上の情報のそれぞれは、数字である。

【0032】

これによれば、２以上の情報としての数字を提示することができる。

【0033】

また、本開示の第１０態様に係る心身状態統制方法は、第９態様に係る心身状態統制方法であって、情報の変換とは、２以上の情報としての数字を偶数と奇数とのいずれに属するかを示す偶奇属性を導出することである。

【0034】

これによれば、２以上の情報としての数字を偶数と奇数とのいずれに属するかを示す偶奇属性を導出する変換を行わせることができる。

【0035】

また、本開示の第１１態様に係る心身状態統制方法は、第１～第８態様のいずれか１態様に係る心身状態統制方法であって、対象者に提示される２以上の情報のそれぞれは、アルファベットである。

【0036】

これによれば、２以上の情報としてのアルファベットを提示することができる。

【0037】

また、本開示の第１２態様に係る心身状態統制方法は、第１１態様に係る心身状態統制方法であって、情報の変換とは、２以上の情報としてのアルファベットを母音と子音とのいずれに属するかを示す母子音属性を導出することである。

【0038】

これによれば、２以上の情報としてアルファベットを母音と子音とのいずれに属するかを示す母子音属性を導出する変換を行わせることができる。

【0039】

また、本開示の第１３態様に係る心身状態統制方法は、第１～第１２態様のいずれか１態様に係る心身状態統制方法であって、２以上の情報を順次提示することにおいて、２以上の情報は、一定の間隔で提示される。

【0040】

これによれば、一定の間隔で２以上の情報を提示できる。この結果、全ての情報の提示に要する時間を把握しやすいというメリットがある。

【0041】

また、本開示の第１４態様に係る心身状態統制方法は、第１～第１２態様のいずれか１態様に係る心身状態統制方法であって、２以上の情報を順次提示することにおいて、２以上の情報うちの一の情報が対象者に提示されて、当該一の情報に対する対象者による応答があってから、２以上の情報うちの一の情報に続く他の情報が対象者に提示される。

【0042】

これによれば、一の情報が対象者に提示されて、当該一の情報に対する対象者による応答があってから、２以上の情報うちの一の情報に続く他の情報を提示できる。この結果、全ての情報それぞれに対する応答を得ることができるというメリットがある。

【0043】

また、本開示の第１５態様に係る生体情報収集方法は、第１～第１４態様のいずれか１態様に係る心身状態統制方法と、（ａ）２以上の情報のうちの最初の情報が提示されたときから所定時間後まで、（ｂ）２以上の情報のうちの２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間前から、２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間後まで、（ｃ）２以上の情報のうちのいずれか１つの情報に対する応答があったときの所定時間前から、応答があったときの所定時間後まで、としたとき、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の少なくともいずれかにおける対象者の生体情報を計測することと、計測結果と対象者の心身状態とを紐づけて記憶することと、を含む。

【0044】

これによれば、対象者の生体情報と、統制された心身状態とを紐づけて記憶することができる。

【0045】

また、本開示の第１６態様に係る生体情報収集方法は、第１５態様に係る生体情報収集方法であって、対象者による応答を受け付けることと、受け付けた応答が、正答であるか否かを判定することと、をさらに含み、受け付けた応答が、正答である場合のみ生体情報を記憶することを実行する。

【0046】

これによれば、応答が、正答である場合のみ生体情報を記憶することができる。

【0047】

また、本開示の第１７態様に係る生体情報収集方法は、第１５態様に係る生体情報収集方法であって、対象者による応答を受け付けることと、受け付けた応答が、正答であるか否かを判定することと、受け付けた応答が、正答であるか否かの判定結果に基づいて、対象者の心身状態が統制された状態であるかを判定すること、をさらに含み、対象者の心身状態が統制された状態であると判定された場合のみ生体情報を記憶することを実行する。

【0048】

これによれば、対象者の心身状態が統制された状態であると判定された場合のみ生体情報を記憶することができる。

【0049】

また、本開示の第１８態様に係る生体情報収集方法は、第１５～第１７態様のいずれか１態様に係る生体情報収集方法であって、生体情報は、対象者の頭部挙動、体動、顔表情、視線、瞳孔径、心拍数、心電波形、脈波、皮膚抵抗値、呼吸数、脳波、及び、脳活動の少なくとも１つを含む。

【0050】

これによれば、対象者の頭部挙動、体動、顔表情、視線、瞳孔径、心拍数、心電波形、脈波、皮膚抵抗値、呼吸数、脳波、及び、脳活動の少なくとも１つと、統制された心身状態とを紐づけて記憶することができる。

【0051】

また、本開示の第１９態様に係る生体情報収集システムは、対象者に対して、２以上の情報を順次提示する提示装置と、対象者に対する、提示された２以上の情報のうち、少なくとも１つの情報に対して、当該情報の変換、及び、変換後の情報に基づく応答の要求に応じた対象者による応答を受け付ける受付装置と、（ａ）２以上の情報のうちの最初の情報が提示されたときから所定時間後まで、（ｂ）２以上の情報のうちの２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間前から、２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間後まで、（ｃ）２以上の情報のうちのいずれか１つの情報に対する応答があったときの所定時間前から、応答があったときの所定時間後まで、としたとき、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれかにおける対象者の生体情報を計測する計測装置と、計測結果と対象者の心身状態とを紐づけて記憶する記憶装置と、を備える。

【0052】

これによれば、上記に記載の生体情報収集方法と同様の効果を奏することができる。

【0053】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の包括的又は具体的な例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0054】

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺などは必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0055】

（実施の形態）
［生体情報収集システム］
＜構成＞
まず、実施の形態に係る生体情報収集システムについて説明する。図１は、実施の形態に係る生体状態収集システムの使用事例を示す図である。図２は、実施の形態に係る生体状態収集システムの機能ブロック図である。

【0056】

図１に示すように、生体情報収集システム１００（図２参照）は、メインタスクを行いながら、並行して提示装置１０３において提示された情報を対象者９９（図２参照）が読み取り、要求に従って応答を行う（以下では、統制タスクともいう）ようにして用いられる。この例では、車両の運転時における漫然状態への移行を再現することを想定している。生体情報収集システム１００は、上記のように想定されているタスクを実行している対象者９９の生体情報を計測して記憶する（収集する）システムである。

【0057】

なお、この統制タスクをメインタスクとして行ってもよい。つまり、他のタスクを行うことなく、統制タスクのみを対象者９９に行わせることで、統制タスクの難易度を変化させることによって対象者９９を特定の心身状態に統制してもよい。

【0058】

図２に示すように、生体情報収集システム１００は、提示装置１０３の他に、受付装置１０５、計測装置１０７、記憶装置１０９及びこれらの各装置の動作を制御するプロセッサ（不図示）を備える。図中では、生体情報収集システム１００を構成するいくつかの構成要素間を処理情報のやり取りの意味での矢印で接続して示す場合があるが、各構成要素間にそれぞれプロセッサが介在しているとみなしてもよい。

【0059】

提示装置１０３は、対象者９９に対して情報を提示する装置である。ここでの情報を提示するとは、図１に示すように情報（図中の「８」という数字）を画像として対象者９９に視覚的に知覚させることで提示すること、及び、図示しないが、情報を音声として対象者９９に聴覚的に知覚させることで提示することの少なくとも一方を含む。そのため、情報の提示では、対象者９９に視覚的に知覚させること、及び、対象者９９に聴覚的に知覚させることの一方は行われなくてもよい。提示装置１０３は、それぞれが１つの情報を示す予め生成された２以上の画像を順次提示することが可能なディスプレイである。ディスプレイは、有機ＥＬや液晶等の表示パネルであってもよいし、８セグメントの数字やアルファベットのみを表示する表示パネルであってもよい。提示装置１０３には、統制タスクを実行するために対象者９９に要求される応答を提示した情報からどのようなルールで導き出すかについて、説明するための応答要求画像（あるいは応答要求音声）を提示してもよい。逆に言えば、このような応答要求画像を提示せずとも、対象者９９が応答を提示した情報からどのようなルールで導き出すかについて理解していれば、口頭説明などであっても、応答を要求することが達成されているといえる。

【0060】

受付装置１０５は、対象者９９からの応答を受け付ける装置である。受付装置１０５は、マイクロフォン、プッシュボタン、モーションセンサを構成するカメラと画像処理装置との組み合わせ、タッチパネル、マウス、及び、キーボードなどのユーザインタフェースデバイスを１つ以上組み合わせて構成される。受付装置１０５は、受け付けた対象者９９による応答を、プロセッサへと送り、この応答に応じて、記憶装置１０９が制御される。より具体的には、記憶装置１０９に後述の計測結果を記憶するか否かの判定が行われる。

【0061】

計測装置１０７は、対象者９９の生体情報を計測によってシステムへと入力する装置である。計測装置１０７は、例えば、距離センサ、心拍系（電位センサ等）、モーションセンサ、呼吸センサ、マイクロフォン、ビデオカメラなどを１以上組み合わせて、対象者９９の頭部の挙動、体動、顔表情、視線、瞳孔径、心拍数、心電波形、脈波、皮膚抵抗値、呼吸数、脳波、及び、脳活動の少なくとも１つが計測可能に構成されている。なお、計測装置１０７は、上記以外のセンサを用いて、既存のいかなる技術によって対象者９９の頭部の挙動、体動、顔表情、視線、瞳孔径、心拍数、心電波形、脈波、皮膚抵抗値、呼吸数、脳波、及び、脳活動の少なくとも１つを計測してもよい。計測装置１０７は、計測された数値を、そのまま、又は、必要であれば生体情報の指標値への変換処理などを行ったうえで、計測結果としてプロセッサに送り、受付装置１０５で得られた対象者の応答に応じて、記憶装置１０９が制御される。より具体的には、記憶装置１０９に記憶するか否かの判定が行われる。

【0062】

記憶装置１０９は、計測結果と対象者９９の心身状態とを紐づけて記憶する情報記憶用の装置である。記憶装置１０９は、情報を記憶することができれば、その様式に特に限定はなく。電気的、光学的又は磁気的に情報を記憶する。記憶装置１０９に記憶された情報は、例えば、対象者９９の生体情報の計測結果から当該対象者９９の心身状態を推定するために用いられる。そのため、記憶装置１０９に記憶された情報は、生体情報の計測結果と心身状態とを対応付ける関数を構成していたり、生体情報の計測結果と心身状態とを対応付けるデータベースを構成していたり、生体情報の計測結果を入力すると心身状態を出力する推論モデルを構成していてもよい。計測結果と対象者９９の心身状態とを紐づけて記憶するとは、単に互いの対応関係を明確にして計測結果と対象者９９の心身状態とをそのまま記憶することに加えて、関数、データベース、又は、推論モデルを記憶して元の情報を記憶していないことも含む概念である。

【0063】

＜統制タスク＞
以下、このような生体情報収集システム１００において実行される統制タスクについて説明する。従来、対象者９９の集中状態等を測る目的で、Ｎバック課題と呼ばれるタスクが用いられることがあった。Ｎバック課題では、Ｎに整数が入り（設定され）、０バック課題、１バック課題、２バック課題、・・・のように、Ｎの数字に応じて徐々に高難度となるタスクが構築可能である。１バック課題では、複数の情報を順次提示したときに、対象者９９は、最後に提示された情報よりも１つ前の情報について応答を行う。２バック課題では、複数の情報を順次提示したときに、対象者９９は、最後に提示された情報よりも２つ前の情報について応答を行う。このように、Ｎバック課題では、複数の情報を順次提示したときに、対象者９９が、最後に提示された情報よりもＮの数字分だけ前の情報について応答を行う。Ｎバック課題では、１バック課題と２バック課題との間で、２バック課題と３バック課題との間で、難易度に大きな開きがあり、例えば、１バック課題では対象者９９には簡単すぎて漫然状態に心身状態を統制できず、２バック課題では対象者９９には難しすぎて完全に漫然状態に心身状態が統制されてしまう。あるいは、統制タスク自体をあきらめてしまい、メインタスクに集中しきってしまう（完全に集中状態に心身状態が統制されてしまう）ということがあった。つまり、Ｎバック課題よりも難易度が高く、（Ｎ＋１）バック課題よりも難易度が低いような中間的な統制タスク、あるいは、Ｎバック課題及び（Ｎ＋１）バック課題では実現できないような難易度（例えば、（Ｎ＋１）バック課題よりも少しだけ難易度が低い又は高い等）の統制タスクが求められている。

【0064】

そこで本実施の形態における統制タスクとしては、Ｎバック課題と同様に、複数の情報を順次提示し、その情報のそれぞれに対して情報の変換、及び、変換後の情報に基づく応答を対象者９９に要求する。この変換は、Ｎバック課題と（Ｎ＋１）バック課題との難易度の差よりは難易度が小さいといえる。これにより、対象者９９において変換という手順が増えるため、統制タスクは、単なるＮバック課題よりも、難易度が高く、（Ｎ＋１）バック課題よりも難易度を低く抑えることができる。又は、Ｎバック課題及び（Ｎ＋１）バック課題では実現できないような難易度にすることができる。以下、具体的に説明する。

【0065】

本実施の形態における統制タスクでは、例えば、０～９までの１桁の数字の中からランダムに選択された数字を情報として対象者９９に提示する。対象者９９は、提示された情報に対して、数字をそのものの意味の値として認識し、当該値が偶数に属するか奇数に属するかを考え偶奇属性を導出する（変換する）。あるいは、対象者９９は、提示された情報に対して、数字をそのものの意味の値として認識し、当該値が５以上の値に属するか５未満の値に属するかを考え大小属性を導出する（変換する）。

【0066】

他にも、Ａ～Ｚまでの１文字のアルファベットの中からランダムに選択されたアルファベットを情報として対象者９９に提示する。対象者９９は、提示された情報に対して、アルファベットをそのものの意味の文字として認識し、当該文字が母音に属するか子音に属するかを考え母子音属性を導出する（変換する）。

【0067】

このように、本実施の形態における統制タスクでは、提示された情報をそのままに示す第１認識要素から、互いに異なる第１グループと第２グループとのいずれに当該第１認識要素が属しているかを示す第２認識要素を導出するという情報の変換を要求する。そうすることで、第１認識要素から第２認識要素を導出するという手順が増えて、対象者９９を特定の心身状態に統制することができる。なお、ここでは２つのグループに属性分けする例を示しているが、属性分けのグループは３つ以上でもよい。

【0068】

ところで、Ｎバック課題では、Ｎの数字分だけ前の情報をそのまま応答することもあるし、Ｎの数字分だけ前の情報を所定の情報（例えば、予め与えられた数字、又は、最後に提示された数字等）と比較した結果（一致するか否か）を応答することもある。本実施の形態における統制タスクにおいても、Ｎバック課題同様に、Ｎの数字分だけ前の情報を変換した変換後の情報をそのまま応答してもよく、Ｎの数字分だけ前の情報を変換した変換後の情報を、所定の情報（例えば、予め与えられた数字を同じように変換した情報、又は、最後に提示された数字を同じように変換した情報等）と比較した結果（一致するか否か）を応答してもよい。

【0069】

具体的に、偶奇属性に変換する偶奇属性化を例に説明する。ここでは、１バックの偶奇属性化の統制タスクを例示する。

【0070】

まず、提示される情報として、１、４、７、３、４、２、２の数字がこの順に対象者９９に提示されるとする。そして、この例では、１つ前の情報の偶奇属性を、最後に提示された数字の偶奇属性と比較し、一致している場合にプッシュボタンを押下し、一致していない場合にプッシュボタンを押下しないという応答をすることとする。

【0071】

上記の数字を全て偶奇属性に置き換えると、奇数、偶数、奇数、奇数、偶数、偶数、偶数となる。そうすると、４つ目に提示された３において、１つ前の７と偶奇属性が一致するのでプッシュボタンを押下する。また、６つ目に提示された２において、１つ前の４と偶奇属性が一致するのでプッシュボタンを押下する。また、７つ目に提示された２において、１つ前の２と偶奇属性が一致するのでプッシュボタンを押下する。

【0072】

図３及び図４は、心身状態統制の適否の検証結果を示す図である。この図では、ドライビングシミュレータを用いた被験者（８人）に対して１バック課題（１ｂａｃｋ）、２バック課題（２ｂａｃｋ）、及び、偶奇属性化の変換を伴う１バックでの属性一致判定（偶奇属性判定）を行い、被験者の主観負荷及び運転パフォーマンスの低下（ドライビングシミュレータにてブレーキ反応すべきイベントが発生した時点から、ドライバがアクセルから足を離した時点までの経過時間）観点で評価した。図３に被験者の主観負荷の結果を示し、図４に運転パフォーマンスの低下の結果を示している。図３では負荷が大きいほど、図４では運転パフォーマンスの低下が大きいほど、それぞれ統制タスクの難易度が高いといえる。図３及び図４に示すように、偶奇属性判定の難易度は、１ｂａｃｋと２ｂａｃｋとの間に収まっているので、本実施の形態における統制タスクは１バック課題よりも難易度が高く、２バック課題よりも難易度が低いような中間的な統制タスクとなっているといえる。本実施の形態では、この例のような変換を伴う統制タスクを対象者９９に要求する。

【0073】

ここで、図５は、実施の形態に係る情報の提示タイミングを説明するための図である。本実施の形態における統制タスクでは、複数の情報を順次提示することが必須である。このとき、複数の情報をどのようなタイミングで提示するかについては、いくつかの考え方を適用できる。具体的には、本実施の形態では、図５の（ａ）に示すように、提示される複数の情報のうち、一の情報を提示した後に、一の情報に対する対象者９９による応答を受け付けてから、一の情報に続く他の情報の提示を行う。この結果、一の情報に対する対象者９９による応答を記憶装置１０９への情報の記憶に用いることができるので有利である。この詳細については、生体情報収集システム１００の動作とともに後述する。

【0074】

一方で、対象者９９の心身状態の統制という観点では、対象者９９による応答を受け付ける前に、（統制タスクに取り組んでいるのであれば）情報の変換を行う時点で対象者９９の心身状態の統制が完了するといえるので、対象者９９による応答を受け付ける必要はない。そのため、図５の（ｂ）に示すように、複数の情報を一定の間隔で提示してもよい。つまり、提示される複数の情報のうち、一の情報とそれに続く他の情報とが、一定期間の間隔をあけて、対象者９９による応答と無関係に提示される。このようにすることで、統制タスクの完了を早めることができ、ユーザビリティの観点で有利である。

【0075】

なお、情報の変換には、上記のように提示された情報の属性化という変換の他の変換が含まれてもよい。例えば、統制タスクにおいて対象者に提示された２以上の情報のそれぞれをそのままに示す第１認識要素から、当該第１認識要素を言語化した第３認識要素を導出するという情報の変換が要求されてもよい。ここでの言語化とは、１、４、７などの数字が提示されたときにその数字を発話したときの音である、「いち」、「よん」、「なな」に変換することである。あるいは、言語化とは、１、４、７などの数字が提示されたときにその数字を発話したときの音である、「Ｏｎｅ（ワン）」、「Ｆｏｕｒ（フォー）」、「Ｓｅｖｅｎ（セブン）」に変換することであってもよい。また、言語化とは、１、４、７などの数字が提示されたときにその数字を筆記したときの特徴量（形状、画数、総筆記量等）に変換することであってもよい。このように、情報の変換とは、提示された情報をそのままに示す認識要素から、それ以外の別の認識要素に変換できれば、どのような変換であってもよい。

【0076】

情報の変換の態様によっては、上記の偶奇属性化、母子音属性化等のように、Ｎバック課題とＮ＋１バック課題との間の難易度の統制タスクを実現することもできるし、あるいは、Ｎ＋１バック課題よりも少しだけ低い又は高い難易度の統制タスクを実現することもできる。このように、本願開示によれば、変換を伴うことによって従来のＮバック課題では実現できないような難易度の統制タスクを実現でき、対象者９９をその難易度に応じた特定の心身状態に統制することが可能となる。

【0077】

＜動作＞
次に、図６を参照して、生体情報収集システム１００の動作について説明する。図６は、実施の形態に係る生体状態収集システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【0078】

図６に示すように、まず、プロセッサは、計測装置１０７を動作させて、生体情報の計測を開始し、生体情報を常時計測中の状態にする（Ｓ１０１）。次に、提示装置１０３は、予め決められた統制タスクになるように、複数の情報を順次提示する（Ｓ１０２）。一方、提示装置１０３は、同時に応答要求画像を提示するなどして、対象者９９への応答の要求を提示によって対象者９９に理解させる。これにより、生体情報収集システム１００は、対象者９９に応答を要求する（Ｓ１０３）。

【0079】

受付装置１０５は、要求に対する対象者９９による応答を受け付ける（Ｓ１０４）。このとき、受付装置１０５は、一の情報を提示してから他の情報の提示が行われるまでの間は、受け付けた応答を一の情報に対する応答として受け付ける。ここでプロセッサは、受け付けた応答が正答であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。応答が正答である場合、対象者９９が正しく統制タスクに取り組んでいると判断できる。一方、正答でない場合、対象者９９は、例えばメインタスクに取り組んでおり、そのような場合に計測された生体情報は、統制された情報であるとはいい難い。

【0080】

そこで、本実施の形態では、プロセッサによる応答が正答であるか否かの判定結果に基づいて、対象者９９が正しく統制された状態であるかを判定し（Ｓ１０６）、対象者９９が正しく統制された状態であると判定された場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）にのみ、計測された生体情報を統制後の心身状態と紐づけて記憶装置１０９に記憶する（Ｓ１０７）。対象者９９が正しく統制された状態であると判定されなかった場合（Ｓ１０６でＮｏ）には、計測された生体情報を破棄し、記憶装置１０９には記憶しない。

【0081】

なお、統制後の心身状態と紐づけて記憶される対象者９９の生体情報は、対象者９９による応答を受け付けたタイミングに対応する期間分でもよいし、応答を受け付けたタイミングとは無関係な期間分でもよい。対象者９９による応答を受け付けたタイミングに対応する期間は、具体的には、２以上の情報のうちのいずれか１つの情報に対する応答があったときの所定時間前から、当該応答があったときの所定時間後までの、応答のタイミングを基準とする両側所定時間分の幅を有する期間である。所定時間は、収集された生体情報を用いたデータベース又は推論モデルの構築に必要な機関であり、システム開発者等によって任意に設定されればよい。

【0082】

また、応答を受け付けたタイミングとは無関係な期間は、具体的には、統制タスクの実施のために、システムから対象者９９に対する情報の提示を行ったときの情報の提示タイミングに対応する期間である。より詳しくは、２以上の情報のうちの最初の情報が提示されたときから所定時間後までの、提示のタイミングを基準とする片側所定時間分の幅を有する期間、及び、２以上の情報のうちの２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間前から、当該２つ目以降に当たる１つの情報が提示されたときの所定時間後までの、提示のタイミングを基準とする両側所定時間分の幅を有する期間である。所定時間については、上記と同様である。 対象者９９が正しく統制された状態であるかの判定は、複数回の（言い換えると複数の提示された情報のそれぞれに対する）応答が正答であるか否かの判定結果に基づいて判定されてもよいし、単にその都度の応答が正答であるか否かの判定結果に基づいて判定されてもよい。後者の場合は、正答であるか否かの判定結果と、対象者９９が正しく統制された状態であるかの判定結果とは１対１で対応しているので、対象者９９が正しく統制された状態であるかの判定（Ｓ１０６）を省略して、Ｓ１０５でフローを分岐させてもよい。すなわち、Ｓ１０５でプロセッサによる応答が正答であるか否かを判定し、応答が正答であると判定された場合にのみ、計測された生体情報を統制後の心身状態と紐づけて記憶装置１０９に記憶し（Ｓ１０７）、応答が正答でないと判定された場合には、計測された生体情報を破棄し、記憶装置１０９には記憶しない。

【0083】

（その他の実施の形態）
以上、本開示に係る心身状態統制方法等について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

【0084】

例えば、本開示は、心身状態統制方法及び生体情報収集方法として実現できるだけでなく、生体情報収集システムの各構成要素が行う処理をステップとして含むプログラム、及び、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現することもできる。プログラムは、記録媒体に予め記録されていてもよく、あるいは、インターネットなどを含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。

【0085】

つまり、上述した包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0086】

本開示は、タスクを実行する対象者の生体情報を用いて、当該対象者の心身状態を推定するためのシステム等に利用される。

【符号の説明】

【0087】

９９ 対象者
１００ 生体情報収集システム
１０３ 提示装置
１０５ 受付装置
１０７ 計測装置
１０９ 記憶装置
３０１ シミュレータ
３０２ 操舵デバイス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】