JP2005261669A - 生体状態推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
生体の将来の生理心理状態を正確に推定できる生体状態推定装置を提供すること。
【解決手段】
生体２の生理心理情報に基づいて生体２の概日覚醒モデルを検出し、生体２の行動情報を取得し、それらの概日覚醒モデルと行動情報に基づいて生体２の将来の生理心理状態を推定する。これにより、生体２が非日常的な行動をする場合であっても、その行動に応じて生理心理状態を推測することができ、生体２の生理心理状態を正確に推定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体の生理心理状態を推定する生体状態推定装置に関するものである。

従来、生体状態を計測する装置として、特開平５−３８７６号公報に記載されるように、ヒトの深部体温の計測値から生体リズム曲線を測定するための生体リズム曲線測定装置が知られている。この装置は、一日単位の生体リズム（サーカディアンリズム）を日常生活中で測定する用途で利用されるものである。
特開平５−３８７６号公報

この装置にあっては、生体リズムの計測が行えるが、将来における生体の生理状態や心理状態を予測することができない。このため、生体状態の改善や生体状態の回避をどのようにするかコントロールすることが困難である。また、生体の生理状態や心理状態は、日常的な活動内容の場合と非日常的な活動内容の場合では異なるものとなる。このため、単に体温などの生理指標のみでは、正確に生体の生理心理状態を予測することは困難である。

そこで本発明は、生体の将来の生理心理状態を正確に推定できる生体状態推定装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る生体状態推定装置は、生体の生理心理情報に基づいて前記生体の概日生理状態を検出する概日生理状態検出手段と、前記生体の行動情報を取得する行動情報取得手段と、前記概日生理状態と前記行動情報に基づいて前記生体の将来の生理心理状態を推定する推定手段とを備えて構成されている。ここで、生理心理情報とは、生理情報、心理情報の少なくとも一方を含む情報を意味する。

この発明によれば、生体の概日生理状態のみならず生体の行動情報を加味して生体の将来の生理心理状態を推定することにより、生体が非日常的な行動をする場合であっても、その行動に応じて生理心理状態を推測することができ、生体の生理心理状態を正確に推定することができる。

また本発明に係る生体状態推定装置は、前記生体の現在の生理心理情報を取得する生理心理情報取得手段をさらに備え、前記推定手段が前記概日生理状態、前記現在の生理心理情報及び前記行動情報に基づいて前記生体の将来の生理心理状態を推定することを特徴とする。

この発明によれば、概日生理状態、現在の生理心理情報及び行動情報に基づいて生体の将来の生理心理状態を推定することにより、概日生理状態と現在の生理状態とのズレを検知し、そのズレを考慮して生体の生理心理状態を推定することが可能となる。このため、生体の生理心理状態を正確に推測することができる。

また本発明に係る生体状態推定装置において、前記概日生理状態検出手段が生体の生理心理情報に基づいて前記生体の概日覚醒モデルを検出することが好ましい。この場合、生体の将来の生理心理状態として覚醒度を正確に推定することができる。

本発明によれば、将来の生体状態を正確に推定することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は本発明の実施形態に係る生体状態推定装置の構成概要図である。

図１に示すように、本実施形態に係る生体状態推定装置１は、ヒトである生体２における将来の生理心理状態を推定する装置であり、インタフェイス部３、情報管理部４及び生体状態推定部５を備えている。

インタフェイス部３は、生体２と情報交換を行うものであり、生体２の現在の生理心理情報を取得して生理心理情報取得手段として機能すると共に、生体２に将来の生理心理情報を提供する生理心理情報提供手段として機能する。ここで、生理心理情報とは、生理情報、心理情報の少なくとも一方を含む情報を意味する。

このインタフェイス部３としては、生体２が携帯できる携帯式のものを用いることが好ましい。例えば、腕時計式のように生体２の腕部に取り付け可能なタイプのものが用いられる。インタフェイス部３には、生理データ計測部３１、音声認識部３２、音声発生部３３が設けられている。

生理データ計測部３１は、生体２の現在の生理情報を取得する生理情報取得手段として機能するものであり、例えば生体２の脈拍、体温、血圧、発汗、手首の動きを計測するものが用いられる。また、これらの脈拍、体温、血圧、発汗、手首の動きのうちの一部を計測するものを用いる場合もある。この生理データ計測部３１としては、生理情報を取得できるものであれば、どのような計測方式のものを用いてもよい。

音声認識部３２は、生体２の音声を入力して認識するものであり、例えばマイクと音声認識装置を備えて構成される。この音声認識部３２は、生体２の音声情報に基づいて生体２の現在の生理心理情報を取得する生理心理情報取得手段として機能する。例えば、寝起きの良し悪し、睡眠時間、眠気、気分などの生理心理情報を生体２の音声入力を通じて取得する。

また、音声認識部３２は、生体２の音声情報に基づいて生体２の行動情報を取得する行動情報取得手段としても機能する。例えば、今日のスケジュール内容など生体２の将来の行動予定を生体２の音声を通じて取得する。

音声発生部３３は、生体２に対し音声によって情報提供するものであり、生体２に将来の生理心理情報を提供する生理心理情報提供手段の一つとして機能する。音声発生部３３としては、音声信号を入力して音声を発生するスピーカが用いられる。この音声発生部３３と音声認識部３２は、生体２との対話を実現する対話エージェントとして機能する。

また、インタフェイス部３には、図示しない通信部、制御部が設けられている。通信部は、情報管理部４及び生体状態推定部５との情報データの通信を行うものである。通信部の通信方式は、無線、有線を問わないが、無線方式を用いることが好ましい。例えば、携帯電話のように無線方式によって所定の基地局と通信を行い、その基地局からインターネット回線を通じて情報管理部４及び生体状態推定部５と通信を行う。制御部は、インタフェイス部３全体の制御処理を行うものである。

情報管理部４は、生体２の生理心理情報を記憶し管理するものである。インタフェイス部３で取得された生体２の生理心理情報は、通信により情報管理部４に入力され記録される。また、インタフェイス部３で取得された生体２の行動情報も、通信により情報管理部４に入力され記録される。

この情報管理部４は、例えば総合管理センタ６に設置される。総合管理センタ６は、複数の生体状態推定装置の情報データを総合的に管理する施設である。例えば、総合管理センタ６には、複数のサーバが設置され、そのサーバが情報管理部４として機能し、生体２が携帯するインタフェイス部３などと通信可能とされる。

また情報管理部４には、図示しない通信部、制御部が設けられている。通信部は、インタフェイス部３及び生体状態推定部５との情報データの通信を行うものである。制御部は、情報管理部４全体の制御処理を行うものである。

生体状態推定部５は、生体２の概日生理状態と行動情報に基づいて生体２の将来の生理心理状態を推定する推定手段として機能するものである。この生体状態推定部５としては、例えばコンピュータなどの情報処理機器が用いられる。この生体状態推定部５は、好ましくは、情報管理部４と同様に、総合管理センタ６に設置される。なお、生体状態推定部５及び情報管理部４を総合管理センタ６以外の場所に設置する場合もある。

また、生体状態推定部５は、生体２の生理心理情報に基づいて生体２の概日生理状態を検出する概日生理状態検出手段としても機能する。例えば、生体状態推定部５には、生体２の一日周期の覚醒度を検出するための概日覚醒モデルが設定されている。この概日覚醒モデルは、インタフェイス部３又は情報管理部４から入力される生体２の生理心理情報に基づいて生体２の概日覚醒度を演算するように設定されている。

例えば、概日覚醒モデルは、時系列的に計測した生理データ、起床時間及び熟睡度に基づいてモデル化される。モデル化の手法としては、生体２の個人の内観報告を教師データとして、その他を入力データとするニューラルネットワークや重回帰分析等が用いられる。

また、生体状態推定部５は、外的影響度推定機能を備えている。この外的影響度推定機能は、生体２の行動に対して生体２の生理心理状態に与える影響を推定する機能である。例えば、生体状態推定部５は、生体２の行動内容をインタフェイス部３などから行動情報として取得し、その行動中における生体２の生理心理状態を取得する。

そして、ニューラルネットワークや重回帰分析などにより、所定の行動に対する生理心理状態の変動を推定する。ただし、眠気については、概日覚醒モデルからの眠気推定値を減じた推定値とすることが好ましい。この場合、行動に対する純粋な外的影響による眠気の変動を推定することができる。

また、生体状態推定部５は、情報判別機能を備えている。すなわち、生体状態推定部５は、インタフェイス部３又は情報管理部４から入力される生体２の生理心理情報について、概日覚醒モデルの推定と外的影響度の推定のどちらに有用な情報かを判別する。例えば、取得した生体２の生理心理情報、行動情報について、対話エージェントを通じ日常的情報か非日常的情報かを判断し、日常的情報と判断された場合にその情報を概日覚醒モデルの推定に用い、非日常的情報と判断された場合にその情報を外的影響度の推定に用いる。

生体状態推定部５において、生体２の外的影響度の推定、概日生理状態の推定、将来の生理心理状態の推定を実現する際に、学習プロセスを用いることが好ましい。例えば、将来の生理心理状態の推定であれば、推定された将来の生理心理状態と現実における将来の生理心理状態を比較し、その差に応じて適宜推定パラメータなどの変更を行い、より正確な推定が行えるようにする。

次に、本実施形態に係る生体状態推定装置１の動作について説明する。

ここでは、生体状態推定装置１をトラック運転手であるＡが用いる場合を挙げて説明する。図１において、生体２であるＡは、朝六時に起床し、携帯生理センサであるインタフェイス部３を腕に装着する。インタフェイス部３は、生理データ計測部３１によってＡの脈拍、体温、血圧、発汗、手首の動きを計測する。

また、インタフェイス部３は、音声認識部３２及び音声発生部３３により構成される対話エージェントを通じて、Ａの現在の生理心理状態をヒアリングして生理心理情報を取得する。これら脈拍等の生理データと生理心理情報は、インタフェイス部３から情報管理部４に送信され、時刻情報とともに記録される。

そして、Ａは、普段と同じように顔を洗い、オーディオスイッチを入れてお気に入りの音楽を１０分ぐらい目を開けて聞く。このとき、安静時における生理データが生理データ計測部３１によって取得され、記録される。その後、Ａは、落ち着いた気分になって朝食をとり始める。対話エージェントは、既に記憶されている手首の動きと行動情報との関係から、Ａが朝食中であると判断する。

そして、対話エージェントは、Ａから今日の起床の良し悪し、睡眠時間、気分を聞き出す。このときのＡの状態は日常行動における状態と判断され、その旨が生理心理情報とともに情報管理部４に記録される。そして、情報管理部４に記憶される情報に基づき生体状態推定部５によって、Ａの現在の生理状態と概日生理状態とのズレが検出される。例えば、今朝入力された生理心理情報を概日覚醒モデルと比較することにより、今日のＡの目覚めが普段より少し悪く、覚醒リズムが３０分ほど遅れていることが検出される。

そして、Ａは、トラックのエンジンをかけて仕事への出発準備を始める。今日、Ａは、いつもと同じように自宅近くの配送センタに荷物を取りに行き、首都高速から東名高速道路を経由して沼津インタ近くの配送センタに荷物を届け、同じルートで戻ってくるスケジュールである。このスケジュールは、既にＡの所有のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）によりインターネットを通じて情報管理部４にＡの行動情報として記録されている。

そして、トラックのエンジンがかかると、車内に設置されるインタフェイス部（図示なし）が起動する。この車内インタフェイス部は、上述した携帯式のインタフェイス部３と同様に対話エージェント機能及び通信機能を備えたものである。この車内インタフェイス部を通じて、Ａの生理心理情報、行動情報を情報管理部４に入力することができる。

そして、Ａは、自宅近くの配送センタに行って荷物をトラックに積み込む。そこで、Ａは、ちょっと一休みをする。Ａは、今日の荷物量がいつもより多く、疲労している。生理データも、脈拍、血圧、発汗、体温上昇が平均値より高くなっている。これらの生理データは、腕に取り付けたインタフェイス部３から情報管理部４に送信されて記録され、その情報管理部４から生体状態推定部５に入力される。

生体状態推定部５では、それらの生理データに基づいて外的影響度を推定し、その影響度に基づいてＡの将来の生理心理状態を推定する。例えば、荷物積み込み時の作業による数時間後の覚醒度を算出し、その算出結果に基づいてＡの数時間後の生理心理状態を推定する。これにより、例えば午後４時前後に作業疲労による眠気が生ずると推定される。Ａは、休憩を終えて、目的地の沼津の配送センタへと向かう。ここでの時刻は、午前１０時すぎである。

Ａのトラックは、首都高速道路から東名高速道路に入り、順調に走り、無事目的値の沼津の配送センタに到着した。すぐに荷物を降ろし無事本日の仕事を終えた。あとは、昼食をとって帰るだけである。時刻は午後１時すぎである。一通りの作業を終えて休憩している間の生理データは普段とほぼ同じである。沼津の配送センタを出発し、最寄りの食堂に到着した。今日は、ちょっと肉体的にエネルギを使ったので、カツ丼を食べる。

食事後、食堂で少し休憩する。このときの生理データは、普段と同じ変動を示していることが、生体状態推定部５による生理データと概日覚醒モデルとの比較によって推定される。また、同時に外的影響度推定機能により、昼食メニューのカツ丼を食べてから２時間から４時間までの覚醒度への影響が算出される。これによると、午後４時ごろに眠気が襲ってくると推定される。Ａは、休憩後、午後２時頃に食堂を出発し逆のルートで都内の自宅へ向かう。

普段であれば、午後３時前後に少し眠気が襲ってくるのだが、今日は眠たくない。このままの調子でいけば、気分よく家に帰れるとＡは感じていた。このとき、対話エージェントが次の二点をＡに指摘する。一点目は、今日の覚醒状態が普段よりリズムが３０分ほど遅れていること、二点目は、午前中の作業疲労による眠気とカツ丼を食べたことで消化時間が長く、この消化による強い眠気が午後４時頃に生ずることである。

Ａは、対話エージェントのアドバイスから最寄りのパーキングエリアで休憩することとした。パーキングエリアに到着したときに、対話エージェントが３０分ほどで効果が出てくるカフェイン入り飲料と瞬時的な覚醒効果の高いチューインガムの購入をＡにすすめる。Ａは、この対話エージェントのアドバイスに通りにそれぞれを購入し、再びトラックを走らせる。しばらく走り、午後４時ぐらいにインタ出口付近で渋滞があるとラジオからの交通情報を取得する。

対話エージェントは、交通情報内容からＡがイライラすると判断し、リラックスできるＢＧＭを流すことをすすめる。すると、数分後に渋滞にはまった。普段であれば夕方の渋滞は眠気と早く帰りたいという気持ちからイライラするのだが、Ａは眠気もなく、かつ、イライラすることもなくＢＧＭを聞きながらトラックを運転している。計測される生理データの各数値及び生体状態推定部５の覚醒レベルも高い状態となっている。対話エージェントは、Ａの覚醒状態を維持されるように、Ａの大好きな食事の話題を持ちかけ、今日の夕食は何が食べたいか話しかける。

対話エージェントとの会話もはずみ、Ａは気付いてみると、渋滞を抜けいつの間にか自宅の近くに来ていた。当然であるが、このときの会話内容と生理データは、インタフェイス部３により入力され情報管理部４に記録される。とにかく、Ａにとって非常に快適な一日であった。Ａは、トラックのエンジンを切って心地よい疲労感を味わいながら帰宅した。

以上のように、本実施形態に係る生体状態推定装置１によれば、生体２の生理心理情報に基づいて生体２の概日生理状態（概日覚醒モデル）を検出し、生体２の行動情報を取得して、それらの概日生理状態と行動情報に基づいて生体２の将来の生理心理状態を推定する。このため、生体２が非日常的な行動をする場合であっても、その行動に応じた生理心理状態を推定することができ、生体２の生理心理状態を正確に推定することができる。

また、生体２の将来の生理心理状態を正確に予測できるので、その将来の生理心理状態に応じた対策を適切に講ずることができる。このため、生体２は、快適な社会活動を営むことが可能となる。その際、生体２の将来の生理心理状態に応じその対策をアドバイスすることが好ましい。これにより、生体２は、容易にその対策を講ずることができ、快適な将来の活動状態を実現できる。

また、本実施形態に係る生体状態推定装置１によれば、生体２の現在の生理心理情報を取得し、概日生理状態、現在の生理心理情報及び行動情報に基づいて生体２の将来の生理心理状態を推定することにより、概日生理状態と現在の生理状態とのズレを検知し、そのズレを考慮して生体２の生理心理状態を推定することが可能となる。このため、生体２の生理心理状態を正確に推定することができる。

なお、本実施形態では、生体２の将来の生理心理状態として覚醒度について推定する場合について説明したが、本発明に係る生体状態推定装置はそのようなものに限られるものではなく、生体２の疲れ、焦りなどのその他の生理心理状態について推定するものであってもよい。

本発明の実施形態に係る生体状態推定装置の構成概略図である。

符号の説明

１…生体状態推定装置、２…生体、３…インタフェイス部、４…情報管理部、５…生体状態推定部、６…総合管理センタ、３１…生理データ計測部、３２…音声認識部、３３…音声発生部３３。

Claims (3)

1. 生体の生理心理情報に基づいて前記生体の概日生理状態を検出する概日生理状態検出手段と、
   前記生体の行動情報を取得する行動情報取得手段と、
   前記概日生理状態と前記行動情報に基づいて前記生体の将来の生理心理状態を推定する推定手段と、
   を備えた生体状態推定装置。
2. 前記生体の現在の生理心理情報を取得する生理心理情報取得手段を備え、
   前記推定手段は、前記概日生理状態、前記現在の生理心理情報及び前記行動情報に基づいて前記生体の将来の生理心理状態を推定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の生体状態推定装置。
3. 前記概日生理状態検出手段は、生体の生理心理情報に基づいて前記生体の概日覚醒モデルを検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の生体状態推定装置。

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