JP2013037463A - 立案支援装置、立案支援方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの配置作業の状況に応じた効果的な代替案を提案することが可能な立案支援装置を提供する。
【解決手段】複数の配置領域に対する複数の対象物の配置の立案を支援する立案支援装置は、配置領域に対して対象物が配置された割合を表す計画充填率に基づいて、配置作業の進捗を表す進捗度を推定する進捗度推定部と、配置領域に対して対象物を配置するユーザの操作履歴に基づいて、対象物を配置領域に配置する際のユーザの迷い状態を表す迷い度を推定する迷い度推定部と、進捗度と迷い度とに基づいて、配置領域に対する対象物の配置案の特徴を表す提案モードを決定する提案モード決定部と、提案モードに基づいて配置代替案を作成する代替案作成部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、予め設定された配置領域に対して対象物を配置する配置計画立案を支援する立案支援装置、立案支援方法およびコンピュータプログラムに関する。

博物館における展示物の配置レイアウトの決定や、製造業における製品の製造順の計画立案、学校における授業スケジュールの編成作業等のように、予め設定された配置領域に対して対象物を配置する配置計画立案は様々な場面で行われている。

例えば、博物館では、定期的に企画展が行われ、展示室に展示する展示物の配置を、担当者が観覧者の判り易さや企画者の意図等を考慮して決定する。例えば図１７に示すように、まず、展示物が載置される机のサイズや展示物の内容を記載した説明ボードの大きさ等から、展示室１０に展示物を配置可能な配置領域１２が設定される。その後、設定された配置領域１２に対して、展示物２０（Ａ〜Ｒ）が配置される。図１７に示す展示室１０には、展示物２０を３つ１組で陳列するように、３つの配置領域１２を隣接させて配置している。図１８は、図１７に示す展示室１０の配置領域１２に展示物２０を配置した一配置例である。

同様に、製造業における製品の製造順の計画立案の例として、鉄鋼業の鋳造計画を立案する業務も、上記博物館における展示物の配置レイアウトの決定と同様に考えることができる。例えば図１９に示すように、連続鋳造器で鋳造可能な１日当たりのチャージ数から出鋼枠３２（配置領域に相当）を作成し、その出鋼枠３２に対して鋳造する必要のあるチャージ４０（対象物に相当）が配置される。図１９の各チャージ４０に付された「Ａ」〜「Ｐ」の記号は、チャージの鋼種を表す記号である。図１９に示す例では、出鋼枠が６つ１組となっているが、近接したチャージは連続鋳造されることを意味し、間隔が空いている部分で連続鋳造を終了し、段取り換えを行うことを意味している。連続鋳造の開始から終了までの鋳造ロット３０をキャストという。図１９では、１日当たり２キャスト（６×２＝１２チャージ）の鋳造が行われる。

授業スケジュールを編成する作業も、基本的には上記博物館における展示物の配置レイアウトの決定や鉄鋼業の鋳造計画を立案する業務と同様に考えることができる。曜日毎の授業枠（配置領域に相当）に対して、国語や算数等の授業内容（対象物に相当）を配置して、授業スケジュールを編成している。

このように、多くの組織において、予め設定された配置領域に対して対象物を配置する業務が行われている。このとき、配置領域の数と対象物の数とは同一である必要はなく、配置領域の数と対象物の数とは同一か、または配置領域の数より対象物の数の方が多い。また、図１７や図１９に示すように、複数の配置領域が１つの組になっている場合が多く、ここでは、複数の配置領域からなる組をロットと記載する。

配置領域に対象物を配置する際には、対象物の配置制約を考慮しつつ、なるべくよい配置を考える必要がある。ここで、配置制約とは配置領域に対象物を配置するにあたり満たさなければならない要件であり、大別すると、対象物の配置場所に関する制約と、他の対象物との前後関係に関する制約とがある。

対象物の配置場所に関する制約としては、例えば、「ある対象物はロットの先頭（もしくは最後）に配置してはならない（もしくは配置しなければばらない）」という要件や、「対象物に対して設定された適応度がなるべく高くなるように対象物を配置する」という要件等がある。なお、対象物に設定される適応度は、例えば博物館における展示物の配置レイアウトの決定においては順路に応じて決定することができ、鉄鋼業の鋳造計画を立案する業務においては納期に基づく鋳造順に応じて決定することができる。

一方、他の対象物との前後関係に関する制約としては、例えば、「対象物Ａと対象物Ｂとは近接して配置してはいけない」という要件や、「対象物Ｃと対象物Ｄとはできる限り近接して配置する」という要件がある。また、「同一種類の対象物を同一ロットに複数存在させない」という要件や、「同一種類の対象物は近接させて配置する」という要件等もある。

対象物の配置業務を行う担当者は、上記のような配置制約を考慮して配置領域に対象物を配置する。このとき、配置領域および対象物の数が少なければすべて人手で作業しても担当者の負荷は小さいが、配置領域および対象物の数が多く、かつ配置制約も多い場合には担当者の負担も大きくなる。そこで、対象物の配置業務を行う担当者の負担を軽減するための手法が提案されている。

例えば、エキスパートシステムを用いた手法が提案されている。エキスパートシステムとは、特定の領域に関する専門家の知識をコンピュータに持たせ、その専門知識に基づいて問題を解決する能力を有するソフトウェアプログラムである（非特許文献１）。エキスパートシステムは、機械システムの故障診断やコンピュータシステム設計、また大規模複雑な作業スケジュールに至るまで様々な問題に対して導入されている。しかしながら、エキスパートシステムを用いる場合、明確な指針がないまま熟練者によって試行錯誤的に対象物の配置を決定していたり、熟練者と非熟練者との効率が明らかに異なる場合でもその違いを文章化することが難しかったりして、エキスパートシステムを実現できない場合も多い。

エキスパートシステムとは別のアプローチとして、配置制約を数式や評価関数として表し、数理計画法や遺伝的アルゴリズム等の手法を用いて、評価関数の出力値である評価値が最も優れた対象物の配置案を自動的に算出する手法も提案されている（非特許文献２、３）。しかしながら、この場合、配置領域に対する対象物の配置案の良否を表す評価関数を定めることが難しく、熟練者でも満足できる配置案を提案するのは難しい。

例えば、博物館の展示レイアウトの決定にあたっては、展示物の配置場所等の制約条件だけでなく、見た目の統一感等のように言葉で表現できない感性に基づいた評価項目が存在し、考慮すべきパラメータが多い。このため、実際の展示レイアウトを決定する際、担当者や展示責任者、デザイナー等の複数のスタッフ間で理想のレイアウトが一致しなかったり、システムによる立案支援を受けようとしても、評価項目をプログラム化するのが困難であったりするため、システムによる担当者の選好を反映した対象物の配置案の提示は困難である。

そこで、システムの利用者であるユーザの選好をモデル化し、当該モデルに基づいてユーザに情報を提示する技術が提案されている（非特許文献４、５）。非特許文献４は、カーナビにおけるコンテンツ推薦を対象として、ユーザ嗜好モデルをベイジアンネットワークにより構築している。このシステムでは、レストランや音楽等のコンテンツについて、ユーザデータ、状況データを考慮して各コンテンツのスコアを確率推論により算出し、ユーザの嗜好に合致している高いスコアのコンテンツから順にユーザに提案する。また、非特許文献５では、個性と状況との両方を考慮したモバイル端末のための映画推薦システムの実現および評価を行っている。この研究では、モバイル端末上での利用を意識した映画推薦を対象とし、ユーザの嗜好の個人差と状況依存性とを同時に考慮して推薦するシステムを構築している。ユーザの状況を考慮することでユーザの映画への嗜好をより精度よく予測でき、推薦リストの満足度を向上させることが可能となることが示唆されている。

しかしながら、非特許文献４、５における技術では、ユーザにあったコンテンツを推薦するためにユーザ状況を用いるため、システムを利用する度にユーザが明示的にユーザ状況を入力する手間が必要となる。

一方で、ユーザ状況を操作履歴から自動的に判断して代替案を提案する装置も提案されている（特許文献１、２）。特許文献１には、ユーザが目的地を入力する際に、一文字毎の入力に要した時間間隔からユーザの迷い度を推定し、迷い度に基づいて目的地と同一ジャンルの他の目的地を提案するナビゲーション装置が開示されている。また、特許文献２には、車両の現在地付近のお勧めの目的地候補を提案し、その後運転行動情報から提案した目的地候補に向かう意思を有無を推定し、その意思の有無に応じて道路案内の内容を変更する情報提示システムが開示されている。

特開２０１０−１２７６７６号公報 特開２０１１−９９７４７号公報

樋口光明、永田守男、遺伝的アルゴリズムのフライトスケジューリング問題への適用、電子情報通信学会技術研究報告、ＡＩ、人工知能と知識処理、Vol. 95, No. 572, pp.9-14, 1996-03-13. 手塚大、樋地正浩、棟朝雅晴、赤間清、不確実な需要のもとでの供給計画のリスク可視化と意思決定支援（社会・人間系の情報システム、特集：新たな適用領域を切り開く情報システム）、情報処理学会論文誌、Vol. 47, No. 3, pp. 701-710, 2006-03-15. 鳩野逸生、西山壽一、馬野元秀、田村坦之、リアルタイム・スケジューリングシステム構築支援を目的とした生産システムの分散型シミュレーションシステムの開発（シミュレーション）、シンポジウム，No. 32, pp. 96-99, 1994-10-11. 岩崎弘利、水野伸洋、原孝介、本村陽一、ユーザーの好みに合わせてコンテンツを推薦するカーナビへのベイジアンネットの適用、電子情報通信学会技術研究報告、NC2004-55, pp. 25-30, 2004. 小野智弘、黒川茂莉、本村陽一、麻生英樹、ユーザ嗜好の個人差と状況差を考慮した映画推薦システムの実現と評価、情報処理学会論文誌、Vol. 49, No. 1, pp. 130-140, 2008-01-15. 繁桝算男、植野真臣、本村陽一共著、ベイジアンネットワーク概説、倍風館

しかし、上記特許文献１、２に記載の技術を評価項目の形式化が困難な配置業務に適用するには、目的地のように明確な立案指針をユーザから得られないため、ユーザの操作履歴から迷い度を推定できたとしても、これに対して効果的な代替案を提案できない。また、特許文献２のように、闇雲に代替案を提案しても、多くの場合はユーザにとっては不要な情報であり迷惑となってしまう。さらに、ユーザの期待する代替案は、配置領域に対象物がほとんど配置されていないときと、全ての配置領域に対象物が配置されているときとでは異なる。例えば、配置領域に対象物がほとんど配置されていないときでは、ユーザの配置案とは全く異なる配置案の方がユーザにとっては参考になる。一方、全ての配置領域に対象物が配置した後では、ユーザの配置案と全く異なる配置案を提案したとしてもユーザにとってはあまり参考にならず、むしろユーザの配置案と近い微修正案を提示した方がユーザにとっては有益な情報となる。

このように、従来の手法では、システムからユーザの内部状況に応じた効果的な代替案の提示ができず、ユーザの負担を減らすことが十分にできない。ユーザの負担は様々であり、例えば未配置の対象物の中から次に配置する対象物の選択に迷ったり、選択した対象物の配置先に迷ったりすること等がある。また、全ての対象物を配置領域に配置した後も、その配置に自身が持てず、よりよい配置があるのではないかと不安になり、試行錯誤を繰り返して無駄な時間を浪費することも多い。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ユーザの配置作業の状況に応じた効果的な代替案を提案することが可能な、新規かつ改良された立案支援装置、立案支援方法およびコンピュータプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の配置領域に対する複数の対象物の配置の立案を支援する立案支援装置が提供される。立案支援装置は、配置領域に対して対象物が配置された割合を表す計画充填率に基づいて、配置作業の進捗を表す進捗度を推定する進捗度推定部と、配置領域に対して対象物を配置するユーザの操作履歴に基づいて、対象物を配置領域に配置する際のユーザの迷い状態を表す迷い度を推定する迷い度推定部と、進捗度と迷い度とに基づいて、配置領域に対する対象物の配置案の特徴を表す提案モードを決定する提案モード決定部と、提案モードに基づいて配置代替案を作成する代替案作成部と、を備えることを特徴とする。

本発明の立案支援装置は、ユーザの配置作業の状況より、配置作業の進捗度と配置作業におけるユーザの迷い状態とを推定して、ユーザの状況に応じた提案モードで配置代替案を作成する。これにより、ユーザの配置作業の状況に応じた効果的な代替案を提案することが可能となる。

提案モード決定部は、操作履歴に基づいて予め生成された、進捗度および迷い度から算出される立案状況に対する提案モードが選択される割合である選択度を表す代替案調整情報に基づいて、配置作業中の進捗度および迷い度に対応する提案モードの選択度を算出し、選択度に応じて複数の提案モードから１つの提案モードを決定してもよい。

ここで、代替案調整情報は、進捗度および迷い度から算出されるユーザの立案状況に対する提案モードの選択度を条件付確率で表した情報であり、ベイズ推定を用いて取得することができる。

また、進捗度推定部は、計画充填率に基づいて、配置領域に対して対象物が未配置の状態である配置対象物閲覧状態、配置領域に対して対象物が一度全て配置されるまでの状態である第一案作成状態、および配置領域に対して対象物が一度全て配置された以降の状態である推敲状態の各状態の度数を進捗度として表してもよい。

このとき、進捗度推定部は、推敲状態の度数として、配置領域に対して対象物が一度全て配置された後計画充填率が低下する推敲発散状態、推敲発散状態から計画充填率が再び上昇する推敲収束状態、および対象物が全て配置された推敲判断状態の各状態の度数を進捗度として表してもよい。

さらに、迷い度推定部は、ユーザの迷い状態を表す迷いありの状態の度数と迷いなしの状態の度数とを推定して、迷い度としてもよい。

ここで、迷い度推定部は、配置作業における対象物に対する最終イベントからの経過時間である案作成停滞時間に基づいて、迷い度を推定してもよい。

あるいは、迷い度推定部は、配置作業における対象物を操作する操作速度に基づいて、迷い度を推定してもよい。

迷い度推定部は、配置領域に対して配置する対象物の迷いを表す対象物迷い度と、対象物を配置する配置領域の迷いを表す設置場所迷い度とを推定してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の配置領域に対する複数の対象物の配置の立案を支援する立案支援方法が提案される。立案支援方法は、配置領域に対して対象物が配置された割合を表す計画充填率に基づいて、配置作業の進捗を表す進捗度を推定する進捗度推定ステップと、配置領域に対して対象物を配置するユーザの操作履歴に基づいて、対象物を配置領域に配置する際のユーザの迷い状態を表す迷い度を推定する迷い度推定ステップと、進捗度と迷い度とに基づいて、配置領域に対する対象物の配置案の特徴を表す提案モードを決定する提案モード決定ステップと、提案モードに基づいて配置代替案を作成する代替案作成ステップと、
を含むことを特徴とする。

さらに、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、複数の配置領域に対する複数の対象物の配置の立案を支援する立案支援装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラムが提供される。かかるプログラムは、配置領域に対して対象物が配置された割合を表す計画充填率に基づいて、配置作業の進捗を表す進捗度を推定する進捗度推定部と、配置領域に対して対象物を配置するユーザの操作履歴に基づいて、対象物を配置領域に配置する際のユーザの迷い状態を表す迷い度を推定する迷い度推定部と、進捗度と迷い度とに基づいて、配置領域に対する対象物の配置案の特徴を表す提案モードを決定する提案モード決定部と、提案モードに基づいて配置代替案を作成する代替案作成部と、を備える立案支援装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、ユーザの配置作業の状況に応じた効果的な代替案を提案することが可能な立案支援装置、立案支援方法およびコンピュータプログラムを提供することができ、これにより、配置領域に対象物を配置する配置作業におけるユーザ負荷を軽減することができる。

本発明の実施形態に係る立案支援装置の構成の概要を示す説明図である。 同実施形態に係る立案支援装置の機能の概要を示す説明図である。 立案支援装置においてユーザが配置領域に対する対象物の配置案を入力する入力画面の一例を示す説明図であって、配置対象物閲覧状態を示す。 入力画面の一例を示す説明図であって、第一案作成状態を示す。 入力画面の一例を示す説明図であって、全ての配置領域に対象物が配置された状態を示す。 立案支援装置により代替案をユーザに提示する提案画面の一例を示す説明図である。 同実施形態に係る立案支援装置の機能構成を示す機能ブロック図である。 計画充填率と配置作業の進捗との関係を示す説明図である。 ユーザ状況パターンの一例を示す説明図である。 提案モードの一例を示す説明図である。 代替案調整情報の一例を示す説明図である。 同実施形態に係る立案支援装置による代替案作成処理を示すフローチャートである。 決定された提案モードに基づく代替案作成処理を示すフローチャートである。 同実施形態に係る立案支援装置の一ハードウェア構成例を示すブロック図である。 効果実験に用いた展示対象物のデータを示す説明図である。 ユーザの自信度および立案支援装置の貢献度に関する効果実験の実験結果を示すグラフである。 展示室のおける展示物の配置レイアウトを説明する説明図である。 図１７に示した展示室に展示物を配置した一配置例を示す説明図である。 鉄鋼業の鋳造計画を立案する業務を説明する説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．立案支援装置の概要＞
［１−１．立案支援装置の構成概要］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る立案支援装置の構成の概要について説明する。図１は、本実施形態に係る立案支援装置の構成の概要を示す説明図である。

本実施形態に係る立案支援装置１００は、ユーザの作業状況に応じて効果的な代替案を提示する装置である。立案支援装置１００は、図１に示すように、ユーザからのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）による操作入力をインタフェースで受け、その入力内容に基づき推定されたユーザ状況に基づいて代替案をユーザに提示する。

ユーザは、ＧＵＩを用いて、配置領域に対する対象物のユーザ配置案を入力することができ、また、立案支援装置１００から提示された代替案に対する評価を入力することもできる。立案支援装置１００は、インタフェースを介してユーザ配置案を含むユーザの操作入力の操作履歴を取得し、ユーザの内部状況を推定するための数値（操作履歴の特徴量）に変換して出力する（操作履歴取得機能）。そして、所定のタイミングで取得した操作履歴の特徴量に基づいてユーザ状況を推定する（ユーザモデリング機能）。ユーザ状況を推定するタイミングは、例えば予め設定された時間間隔で設定された代替案を提案するタイミングとすることもでき、ユーザによる要求があったタイミングとすることもできる。立案支援装置１００は、ユーザ状況に応じて代替案の提案モードを選択する（提案モード決定機能）。提案モードは、立案支援装置１００が作成する配置領域に対する対象物の配置案の特徴を表す情報であり、提案モードによってユーザに提案される代替案の内容は大きく変化する。

そして、立案支援装置１００は、選択された提案モードに基づいて、ユーザに提示する代替案を作成する（代替案作成機能）。作成された代替案は、インタフェースを介してユーザに提示される。このように、ユーザ状況に応じて代替案を作成するという一連の流れを繰り返すことで、代替案を提示する時点でユーザにとって効果的な代替案を提示することができる。ユーザは、提示された代替案を参照しながら納得するまでユーザの配置案を推敲していき、最終的に１つの配置案を決定する。また、立案支援装置１００は、立案支援装置１００が作成した代替案に対する評価を、インタフェースを介してユーザから取得することができ、推定したユーザ状況と代替案を作成したときの提案モード、代替案に対する評価を記録する。記録した値は、ユーザ状況から提案モードを選択する際に利用される調整係数（後述の代替案調整情報）の値を決定する際に用いられる。

［１−２．立案支援装置の機能概要］
図１に示した立案支援装置１００の機能の概要を図２に示す。図２は、本実施形態に係る立案支援装置１００の機能の概要を示す説明図である。図２に示すように、本実施形態に係る立案支援装置１００は、操作履歴取得機能を機能して、インタフェースを介して取得した操作入力の操作履歴より、配置領域に対象物が埋まっている割合を表す計画充填率、最終イベントの開始から経過した時間である案作成停滞時間、そして配置領域に対する対象物の配置案を作成するときの配置操作の速度を表す操作速度から当該操作速度の変化を表す値（操作速度変化値）を取得する。

次いで、立案支援装置１００のユーザモデリング機能により、操作履歴取得機能により取得された情報に基づき、ユーザ状況が推定される。例えば、計画充填率に基づき、配置作業の進捗が推定される。本実施形態では、配置作業の進捗を表す状態を、以下の５つに分類する。各状態は度数により表すことができ、この各状態の度数が配置作業の進捗を表す進捗度となる。
（１）配置対象物閲覧状態：配置領域に対して配置対象物（以下、単に「対象物」ともいう。）が未配置である状態
（２）第一案作成状態：配置領域に対して配置対象物が一度全て配置されるまでの状態
（３）推敲発散状態（推敲状態（発散））：配置領域に対して配置対象物が一度全て配置された後計画充填率が低下する状態
（４）推敲収束状態（推敲状態（収束））：推敲発散状態から計画充填率が再び上昇する状態
（５）推敲判断状態（推敲状態（判断））：配置領域に対して配置対象物が全て配置された状態

また、案作成停滞時間または操作速度変化値のうち少なくともいずれか一方に基づいて、ユーザの配置作業における迷いの状態が推定される。迷いの状態としては、ある配置領域に対してどの対象物を配置するかを迷っている選択対象迷いと、ある対象物をどの配置領域に配置するかを迷っている設置場所迷いとが考えられる。選択対象迷いは、案作成停滞時間に基づいて推定することができ、設置場所迷いは、操作速度変化値に基づいて推定することができる。これらの迷いの状態は、ユーザの迷いの有無によって迷い度として表される。

その後、立案支援装置１００は、ユーザ状況に基づいて現在の配置作業の状態において有益と考えられる配置案の提案モードを決定する（提案作成機能）。提案モードは、ユーザに提案する代替案をユーザ配置案に近い内容にするか遠い内容にするかを表す提案距離と、ユーザ配置案において配置領域に配置された対象物の入れ替えパターンとから構成され、配置作業の進捗度および迷い度に基づき決定される。立案支援装置１００は、決定した提案モードに基づいて、配置領域に対する対象物の代替案を作成し、ユーザに提示する。

［１−３．ＧＵＩ例］
ここで、図３〜図５に、立案支援装置１００においてユーザが配置領域に対する対象物の配置案を入力する入力画面２００の一例と、図６に、立案支援装置１００により代替案をユーザに提示する提案画面３００の一例を示す。図３〜図６では、博物館にある展示対象物（配置対象物に相当）の並びを決定する対象物配置作業を例として取り上げる。本例での博物館における展示対象物の配置レイアウトは、３つずつ対象物をまとめた６つの展示グループで構成されている。この際、ユーザは、対象物の配置場所が限定される制約条件や、全体的な統一感や展示対象物による集客量等を考慮して、対象物の配置を決定する。

立案支援装置１００は、例えば図３に示すような入力画面２００を表示装置に表示させる。入力画面２００には、複数の配置領域２１２により表されるレイアウトが表示される配置エリア２１０と、配置領域２１２に配置される複数の対象物２２２のうち配置領域２１２に未配置の対象物２２２が表示される対象物エリア２２０とが設けられている。ユーザは、図４に示すように、入力画面２００での情報の操作手段であるポインタ２０２を操作して、対象物エリア２２０から対象物２２２を１つ選択し、選択した対象物２２２をドラッグアンドドロップ操作により所望の配置領域２１２に移動させる。なお、ポインタ２０２は、マウスやキーボード等の操作入力装置による入力情報に基づき操作される。ユーザはこの動作を繰り返して配置エリア２１０の配置領域２１２に対象物２２２を配置して配置案を作成していく。最終的に、図５に示すような、全ての配置領域２１２に対象物２２２を配置したユーザ配置案が完成する。

入力画面２００には、図３に示すように、現在選択されている対象物２２２に関する情報を表示する選択対象物情報表示エリア２３０を設けることもできる。これにより、ユーザは、対象物２２２に関する詳細な情報を考慮して、配置領域２１２に対象物２２２を配置することができる。また、入力画面２００にユーザが入力画面２００を起動してからの経過時間を表示する経過時間表示エリア２４０を設けてもよい。

入力画面２００において、全ての配置領域２１２に対象物２２２が配置された状態で決定ボタン２５０がポインタ２０２により押下されると、現在入力画面２００に表示されている配置案が採用される。また、入力画面２００において、提案ボタン２６０がポインタ２０２により押下されると、代替案の提案を要求する旨が立案支援装置１００へ出力される。代替案の提案要求を受けた立案支援装置１００は、図２に示した機能により代替案を作成し、例えば図６に示すような提案画面３００により代替案をユーザに提示する。

提案画面３００には、入力画面２００に表示されていた配置エリア２１０と同様の配置エリア３１０が表示されており、その配置エリア３１０の配置領域３１２には、立案支援装置１００にて作成された代替案に基づき対象物２２２が配置されている。ユーザは、提案画面３００に表示された代替案を参照し、当該代替案を採用する場合にはポインタ２０２を用いてＯＫボタン３２０を押下する。採用された代替案は、入力画面２００の配置エリア２１０に反映される。一方、立案支援装置１００からの代替案を採用しない場合には、ユーザは、ポインタ２０２によりキャンセルボタン３３０を押下する。キャンセルボタン３３０が押下されると、提案画面３００表示前の入力画面２００が表示装置に表示される。

なお、提案画面３００には、立案支援装置１００による代替案とユーザの配置案との類似性を調べる類似性アンケート３４２や、ユーザに対する代替案の貢献度を調べる貢献度アンケート３４４等のアンケートエリア３４０を設けてもよい。アンケートエリア３４０で取得したアンケート結果は、立案支援装置１００の有効性の検証に利用することもでき、立案支援装置１００により作成される代替案の精度に反映させることもできる。

また、入力画面２００や提案画面３００を表示する表示装置およびユーザが操作入力を行う操作入力装置は、立案支援装置１００と別体の装置であってもよく、立案支援装置１００と一体に形成されていてもよい。さらに、タッチパネル等を用いて表示装置および操作入力装置を一体に形成することもでき、これによりユーザは指等で直感的に操作入力を行うことができる。

このように、ユーザは、配置領域に対する対象物の配置案を作成することができるとともに、立案支援装置１００による代替案の提示を受けることができる。以下では、立案支援装置１００により提示される代替案の作成について、より詳細に説明していく。

＜２．立案支援装置による代替案作成＞
［２−１．立案支援装置の機能構成］
まず、図７〜図１１に基づいて、本実施形態に係る立案支援装置１００の機能構成を説明する。なお、図７は、本実施形態に係る立案支援装置１００の機能構成を示す機能ブロック図である。図８は、計画充填率と配置作業の進捗との関係を示す説明図である。図９は、ユーザ状況パターンの一例を示す説明図である。図１０は、提案モードの一例を示す説明図である。図１１は、代替案調整情報の一例を示す説明図である。

本実施形態に係る立案支援装置１００は、図７に示すように、インタフェース１１０と、操作履歴取得部１２０と、モデリング部１３０と、提案モード決定部１４０と、代替案作成部１５０と、タイマー部１６０と、操作履歴記憶部１７０と、代替案調整情報記憶部１８０とを備える。

インタフェース１１０は、ユーザからのＧＵＩを用いた操作入力や代替案に対する評価の入力を、マウスやタッチパネル等の操作入力装置から受ける機能部である。インタフェース１１０は、操作入力装置により入力された入力情報を操作履歴取得部１２０に出力する。また、インタフェース１１０は、立案支援装置１００にて作成された代替案を表示装置へ出力する。表示装置に代替案を表示させることで、ユーザに対して代替案を提示することができる。なお、ここでは、立案支援装置１００と、ユーザが操作入力を行う操作入力装置および表示装置とは別体の装置として説明したが、本発明はかかる例に限定されず、立案支援装置１００に、ユーザが操作入力を行う操作入力装置および表示装置を設けることもできる。

操作履歴取得部１２０は、インタフェース１１０を介して取得したユーザの操作入力に関する情報を取得し、後述するモデリング部１３０でユーザ状況を推定するために必要な情報を算出する。操作履歴取得部１２０は、ユーザの操作入力に関する情報として、ＧＵＩ上における対象物の配置状況と、ＧＵＩ上で対象物を移動させたりボタンを押下したりするための操作手段の移動速度とを取得する。操作手段とは、例えば図３に示したようなマウスポインタ２０２や、操作入力装置がタッチパネルにより構成されているときにはＧＵＩの画面に接触される指や専用のスタイラスペン等である。操作履歴取得部１２０は、ＧＵＩの座標系における操作手段の位置情報および時刻を取得して、充填率算出部１２２、停滞時間算出部１２４および操作速度算出部１２６により、計画充填率、案作成停滞時間および操作速度を算出する。

充填率算出部１２２は、全配置領域のうち対象物が配置された配置領域の割合を表す計画充填率を算出する。計画充填率は１〜１００［％］の値をとる。例えば、図３に示すようにいずれの配置領域にも対象物が配置されていない場合の計画充填率は０％であり、図４に示すように１８個の配置領域のうち８個の配置領域に対象物が配置されている場合の計画充填率は約４４％（＝８／１８×１００）である。そして、図５に示すように全ての配置領域に対象物が配置されている場合の計画充填率は１００％となる。

停滞時間算出部１２４は、操作手段により最終イベントの実行が開始されてから現在までの経過時間（案作成停滞時間）を算出する。最終イベントとは、操作を行っている時点から遡って最後になされた操作のことであり、操作手段により実行される最終イベントとしては、例えばＧＵＩ上の配置領域に対象物を最後に配置した動作や、対象物を選択する動作、立案支援装置１００による代替案を表示する提案画面３００を閉じる動作等がある。停滞時間算出部１２４は、タイマー部１６０を用いてこのような動作が行われてから次の動作が行われるまでの時間を取得する。経過時間カウント中に新たな動作が行われた場合には、停滞時間算出部１２４は、タイマー部１６０による経過時間カウントをリセットし、新たな動作が行われてからの経過時間をカウントし始める。

操作速度算出部１２６は、ＧＵＩの座標系における操作手段の位置情報および時刻に基づいて、操作手段の移動速度を算出する。そして、操作速度算出部１２６は、操作手段の移動速度に基づいて、予め設定された時間内に操作手段の移動速度がその平均値に対してどのように変化したかを検出する。具体的には、操作速度算出部１２６は、例えば操作手段の移動速度がその平均値を上回った回数をカウントし、その回数を操作速度変化値ｎ_ｖとする。

例えば、操作手段の移動速度が、「平均以下→平均超→平均以下」と変化した場合には、操作手段の移動速度が平均値を上回った回数は１回であるから、操作速度変化値は１となる。また、「平均以下→平均超→平均以下→平均超→平均以下」と変化した場合には、操作手段の移動速度が平均値を上回った回数は２回であるから、操作速度変化値は２となる。なお、ここでは操作速度変化値は、操作手段の移動速度がその平均値を上回った回数としたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば、予め設定された時間内に操作手段の移動速度がその平均未満となった回数としてもよい。

操作履歴取得部１２０は、算出した計画充填率、案作成停滞時間および操作速度変化値をモデリング部１３０へ出力するとともに、操作履歴記憶部１７０へ記録する。

モデリング部１３０は、操作履歴取得部１２０により算出された計画充填率、案作成停滞時間および操作速度変化値に基づいて、ユーザの配置作業の状況を推定し、その状況を度数として表す。モデリング部１３０は、ユーザの配置作業の進捗を推定する進捗度推定部１３２と、ユーザの配置作業における迷いの状態を推定する迷い度推定部１３４とを備える。

進捗度推定部１３２は、計画充填率に基づいてユーザの配置作業の進捗を推定する。図２に基づき説明したように、本実施形態では、配置作業の進捗を、配置対象物閲覧状態、第一案作成状態、推敲発散状態（推敲状態（発散））、推敲収束状態（推敲状態（収束））、および推敲判断状態（推敲状態（判断））の５つの状態に分類する。配置作業の進捗を図８に基づき説明すると、まず、配置対象物閲覧状態は、配置領域に対象物が１つも配置されていない状態、すなわち計画充填率が０％の状態である。ユーザが配置対象物を閲覧して配置案を検討している段階であるといえる。この状態の度数をＰ（ｘ_１）とする。ここで、ｘ_１は、配置対象物閲覧状態を意味する記号として用いており、Ｐ（ｘ_１）は配置対象物閲覧状態であることの確からしさを表す数値である。以下に説明する状態の度数Ｐ（ｘ_２）〜Ｐ（ｘ_５）も、度数Ｐ（ｘ_１）と同様、その状態であることの確からしさを表している。

次に、第一案作成状態は、配置領域に対象物が配置され始めてから全ての配置領域に対象物が配置されるまでの状態、すなわち計画充填率が０％より大きく１００％未満の状態である。図８に示すように、時間の経過とともに、次第に対象物が配置領域に配置されていく段階であり、この状態の度数をＰ（ｘ_２）とする。第一案作成状態から初めて全ての配置領域に対象物が配置された状態が第一案作成完了状態である。なお、第一案作成完了状態は推敲判断状態の１つである。

そして、第一案作成完了状態以降であって１つの配置案に決定されるまでの状態が推敲状態である。推敲状態は、一度全ての配置領域に対象物が配置された後の状態、すなわち計画充填率が一度１００％に達した以降の状態である。推敲状態は、図８に示すように、推敲発散状態（推敲状態（発散））、推敲収束状態（推敲状態（収束））、および推敲判断状態（推敲状態（判断））の３つの状態にさらに分類することができる。

全ての配置領域に対象物が配置されている状態、すなわち計画充填率が１００％の状態を推敲判断状態（推敲状態（判断））とする。この状態の度数をＰ（ｘ_３）とする。また、計画充填率が一度１００％に達した後計画充填率が減少している場合は、一度配置した対象物を配置領域から外し再考している状態であると考えられ、この状態を推敲発散状態（推敲状態（発散））とする。推敲発散状態の度数はＰ（ｘ_４）とする。そして、計画充填率が一度１００％に達した後計画充填率が減少し、その後再び計画充填率が増加している場合は、一度配置した対象物を配置領域に再配置している状態であると考えられ、この状態を推敲収束状態（推敲状態（収束））とする。推敲収束状態の度数はＰ（ｘ_５）とする。

各状態の度数Ｐ（ｘ_１）〜Ｐ（ｘ_５）は、０または１のいずれかの整数値を取るようにしてもよく、その中間の度数を表す実数（０≦Ｐ（ｘ_ｉ）≦１、ｉ＝１〜５）を取るようにしてもよい。進捗度推定部１３２は、各状態の度数を進捗度として出力する。

迷い度推定部１３４は、案作成停滞時間ｔおよび操作速度変化値に基づいて、ユーザの配置作業での迷いの状態を推定する。図２に基づき説明したように、本実施形態では、ユーザの迷いの状態として、ある配置領域に対してどの対象物を配置するかを迷っている選択対象迷いと、ある対象物をどの配置領域に配置するかを迷っている設置場所迷いとを推定する。そこで、本実施形態に係る迷い度推定部１３４は、選択対象迷い度推定部１３５と、設置場所迷い度推定部１３６とを備える。

選択対象迷い度推定部１３５は、案作成停滞時間ｔに基づいて選択対象迷いを推定する。選択対象迷いは、ユーザの迷いがある状態の度数である選択対象迷い度Ｐ（ｙ_１）とユーザの迷いがない状態の度数である選択対象迷い度Ｐ（ｙ_２）とで表される。なお、ｙ_１は選択対象に迷いがある状態を表す記号であり、ｙ_２は選択対象に迷いがない状態を表す記号である。ここで、選択対象に迷いがある状態の度数Ｐ（ｙ_１）は案作成停滞時間ｔと相関関係があることが予備実験から判明しており、一般に、案作成停滞時間ｔが長いと選択対象を迷っている傾向がある。これより、選択対象迷いあり度数Ｐ（ｙ_１）は下記式（１）に示すシグモイド関数を用いて表すことが適当である。

ここで、ａ_１、ａ_２は、予備実験結果と式（１）の値とが最も適合するように調整して設定される定数である。予備実験結果と式（１）の値との適合度としては、例えばこれらの二乗誤差を用いることができ、予備実験結果との二乗誤差が最小となるように式（１）の係数であるａ_１、ａ_２の値を決定する。また、選択対象迷いの状態は「迷いあり」と「迷いなし」との２つの状態しかないため、選択対象迷いなし度数Ｐ（ｙ_２）は選択対象迷いあり度数Ｐ（ｙ_１）から算出することができる。例えば、選択対象迷いあり度数Ｐ（ｙ_１）が確率値であれば、選択対象迷いなし度数Ｐ（ｙ_２）＝１−Ｐ（ｙ_１）となる。選択対象迷い度推定部１３５は、選択対象迷いあり度数Ｐ（ｙ_１）と選択対象迷いなし度数Ｐ（ｙ_２）を選択対象の迷い度として出力する。

なお、選択対象迷い度推定部１３５は、案作成停滞時間ｔの代わりに、対象物選択前の操作手段の動きに基づいて、ユーザの選択対象の迷いを推定することもできる。例えば、ポインタ２０２によって対象物が選択される前に、ポインタ２０２が所定の対象物の上を複数回通過していたり、所定の対象物の近辺でのポインタ２０２の動きが多かったりする場合には選択対象を迷っている可能性は低いと考えられる。一方、ポインタ２０２が全ての対象物の上をまんべんなく通過している場合には、選択対象を迷っている可能性が高いと考えられる。操作手段の動きは、操作手段の位置情報の履歴や操作速度の向き等から推定することができる。

設置場所迷い度推定部１３６は、操作速度変化値に基づいて設置場所迷いを推定する。設置場所迷いは、ユーザの迷いがある状態の設置場所迷い度Ｐ（ｚ_１）とユーザの迷いがない状態の設置場所迷い度Ｐ（ｚ_２）とで表される。なお、ｚ_１は設置場所に迷いがある状態を表す記号であり、ｚ_２は設置場所に迷いがない状態を表す記号である。ここで、設置場所に迷いがある状態の度数Ｐ（ｚ_１）は操作速度変化値ｎ_ｖと相関があり、一般に、操作速度変化値ｎ_ｖが大きいほど選択した対象物の設置場所を迷っている傾向がある。これより、選択対象迷いと同様に、設置場所迷いあり度数Ｐ（ｚ_１）は下記数式（２）に示すシグモイド関数を用いて表すことが適当である。

ここで、ａ_３、ａ_４は、予備実験結果と式（２）の値とが最も適合するように調整して設定される定数である。予備実験結果と式（２）の値との適合度としては、例えばこれらの二乗誤差を用いることができ、予備実験結果との二乗誤差が最小となるように式（２）の係数であるａ_３、ａ_４の値を決定する。また、設置場所迷いの状態も「迷いあり」と「迷いなし」との２つの状態しかないため、設置場所迷いなし度数Ｐ（ｚ_２）は設置場所迷いあり度数Ｐ（ｚ_１）から算出することができる。例えば、設置場所迷いあり度数Ｐ（ｚ_１）が確率値であれば、設置場所迷いなし度数Ｐ（ｚ_２）＝１−Ｐ（ｚ_１）となる。設置場所迷い度推定部１３６は、設置場所迷いあり度数Ｐ（ｚ_１）と設置場所迷いなし度数Ｐ（ｚ_２）を設置場所の迷い度として出力する。

なお、設置場所迷い度推定部１３６は、操作速度変化値の代わりに、操作手段の操作速度に基づいて設置場所の迷いを推定することもできる。例えば、対象物が選択された状態で、ポインタ２０２が複数の配置領域の上を通過している場合には、配置場所を迷っている可能性が高いと考えられる。また、操作速度より、操作手段の移動の向きが複数回変化している場合には、操作手段を移動させ続けていることが推定されるので、配置場所を迷っている可能性が高いと考えられる。

本実施形態では、シグモイド関数を用いて、選択対象迷いと案作成停滞時間との関係、および設置場所迷いと操作速度変化値との関係を表したが、本発明はかかる例に限定されず、これらの関係を他の関数形式で表現してもよい。例えば、設置場所迷いについて、予備実験から操作速度変化値がｎのときの迷い度を算出して、操作速度変化値ｎ_ｖと迷い度との配列を予め生成し、当該配列に基づいて操作速度変化値ｎ_ｖに対応する迷い度を算出するようにしてもよい。

モデリング部１３０は、ユーザの配置作業の進捗およびユーザの配置作業における迷いの状態を推定すると、推定結果に基づいて、配置作業におけるユーザ状況を算出する。ユーザ状況は、図９に示す２０個のパターンで表される。図９には、配置作業の進捗、選択対象迷いおよび設置場所迷いのすべての組み合わせをユーザ状況パターンとして表している。モデリング部１３０は、現在の各ユーザ状況パターンの度数を算出し、提案モード決定部１４０へ出力する。ここで、ユーザ状況パターンの度数とは、各ユーザ状況パターンの確からしさを表す数値であり、その数値が確率である場合には、全てのユーザ状況パターンの度数の合計値は１（＝１００％）となる。例えば、図９のユーザ状況パターン７の度数が０．８、ユーザ状況パターン８の度数が０．２、他のユーザ状況パターンの度数はゼロと算出された場合は、ユーザは第一案作成状態であり、設置場所を８０％の確率で迷っているという推定結果を意味している。

提案モード決定部１４０は、ユーザ状況パターンの度数に基づいて、ユーザに提示する代替案の提案モードを決定する。提案モード決定部１４０による代替案の提案モードは、図２に基づき説明したように、ユーザに提案する代替案をユーザ配置案に近い内容にするか遠い内容にするかを表す提案距離と、ユーザ配置案において配置領域に配置された対象物の入れ替えパターンとから構成される。

提案距離は、前回提案した代替案と比較して、ユーザ配置案に近い代替案を提案するか（提案距離：nearerモード）、遠い代替案を提案するか(提案距離：fartherモード)、前回の代替案と同じ程度の類似度を持つ代替案を提案するか（提案距離：middleモード）の３つのモードを有する。提案距離の算出は、ユーザの配置案に対して一対の対象物の交換を繰り返して、立案支援装置１００による代替案に一致させる操作を行い、交換回数が最小となる場合を求めることにより行われる。この際、対象物の交換が同一グループに属している場合と異なるグループに属している場合とで交換の重み付けを変化させてもよい。これより、配置案の距離ｄおよび類似度ｓは、同一グループ内での交換回数ｃ_１とその重みｗ_１、異なるグループ間での交換回数ｃ_２とその重みｗ_２とを用いて、下記式（３）および式（４）により表される。なお、式（４）のｄ_ｍａｘは、距離の最大値であって、全ての交換を異なるグループ間で行わなければならないときのｄの値である。

類似度ｓと提案距離の各モード（nearer／middle／farther）との関係は、予備実験により得た、立案支援装置１００が算出した代替案の類似度と、代替案に対してユーザが感じた距離との関係に基づき閾値を予め設定しておく。そして、立案支援装置１００は、提案モードの提案距離がnearerの場合には、前回の代替案と比較して類似度が閾値以上増加している前回よりユーザの配置案に近い代替案を提示する。また、立案支援装置１００は、提案モードの提案距離がfartherの場合には、閾値以上減少している前回よりユーザの配置案から遠い代替案を提示する。そして、立案支援装置１００は、提案モードの提案距離がmiddleの場合には、類似度の変化が閾値以内である前回と同程度の距離の代替案を提示する。

配置領域に配置された対象物の入れ替えパターンは、代替案において、ユーザの配置案のうち一部の対象物の配置を固定して提示するか否かを表す。ユーザが配置作業を行っているとき、配置領域に対象物がほとんど配置されていない場合と、全ての配置領域に対象物が配置されている場合とではユーザによって有益な情報は異なる。例えば、配置領域に対象物がほとんど配置されていない場合では、ユーザの配置案とは全く異なる配置案の方がユーザにとっては参考になる。一方、全ての配置領域に対象物が配置した後では、ユーザの配置案と全く異なる配置案を提案したとしてもユーザにとってはあまり参考にならず、むしろユーザの配置案と近い微修正案を提示した方がユーザにとっては有益な情報となる。

そこで、立案支援装置１００は、ユーザ状況に応じて、ユーザがよく選択している対象物の一部を固定した代替案の作成（上位項目固定）、ユーザがほとんど選択していない対象物の一部を固定した代替案の作成（下位項目固定）、あるいは特定の対象物の固定を行わない代替案の作成（固定なし）のいずれの入れ替えパターンで代替案を提示するかを決定する。

操作頻度の高い上位項目を固定する意図としては、例えば、計画充填率の低い第一案作成状態においては、配置領域に配置された対象物は操作頻度の高い上位項目となり、未配置の対象物は操作頻度の低い下位項目となる。このとき、操作頻度の高い上位項目を移動させてしまうと、ユーザが配置先を決定した対象物の配置が変更されることになり、ユーザを混乱させる可能性がある。このような場合には、操作頻度の高い上位項目を固定することが有効であると考える。

一方、操作頻度の低い下位項目を固定する意図としては、例えば推敲状態において、配置領域に配置された後にほとんど選択されない対象物は、ユーザは当該対象物の配置を適切と判断している可能性が高い。このとき、操作頻度の低い下位項目を移動させてしまうと、ユーザが配置先を決定した対象物の配置が変更されることになり、ユーザを混乱させる可能性がある。このような場合には、操作頻度の低い上位項目を固定することが有効であると考える。

また、対象物の固定を行わない意図としては、例えば推敲状態において、配置領域に配置される対象物が同じくらいの頻度で選択されている場合は、ユーザが配置案を決定しきれない状況に陥っている可能性がある。このような場合、ユーザの配置案に対して大幅な変更を加えることで新しい視点を示すことができ、有効な代替案を提示できる可能性が高い。なお、固定する対象物の数は、適宜設定することができ、例えば全対象物のうち選択頻度の上位または下位１／３の項目を固定するようにしてもよい。

提案モード決定部１４０は、現在のユーザ状況に基づいて、代替案の提案モードを決定する。提案モードは、提案距離および入れ替えパターンのすべての組み合わせで表され、図１０に示す９個の提案モードａ〜ｉで表される。提案モード決定部１４０は、後述する代替案調整情報を参照し、選択される可能性のある１または複数の提案モードとその選択度を取得した後、代替案作成部１５０により作成する代替案の提案モードを１つ決定する。代替案調整情報は、後述する代替案調整情報記憶部１８０に予め記憶されている情報であって、例えば図１１に示すようなユーザ状況パターンと提案モードとの関係を２次元配列で表したものである。より具体的には、代替案調整情報は、図９に示したユーザ状況パターンを条件とした図１０の提案モードの度数を表しており、この度数は、各ユーザ状況パターンにおける各提案モードが選択される割合（選択度）を表している。度数が確率の場合には、図１１に示す２次元配列は条件付確率分布表となる。

例えば、ユーザ状況パターン１のとき、提案モードａは度数０．２０、提案モードｂは度数０．３５、・・・、提案モードｉは度数０．１３の割合で選択される。選択される割合が高い提案モードは、そのユーザ状況において有効な提案となる可能性が高いものと考えられる。

提案モード決定部１４０は、代替案の提案モードを１つ決定するにあたり、まず、図１１に示すような代替案調整情報に基づいて、モデリング部１３０で算出した各状態の度数（すなわち、配置作業中の進捗度および迷い度）に基づき、各提案モードの選択度を算出する。具体的には、例えばユーザ状況パターン１の度数は、配置対象物閲覧状態度数Ｐ（ｘ_１）、選択対象迷いあり度数Ｐ（ｙ_１）、設置場所迷いあり度数Ｐ（ｚ_１）より、Ｐ（ｘ_１）Ｐ（ｙ_１）Ｐ（ｚ_１）となる。また、ユーザ状況パターン２の度数は、配置対象物閲覧状態度数Ｐ（ｘ_１）、選択対象迷いあり度数Ｐ（ｙ_１）、設置場所迷いなし度数Ｐ（ｚ_２）より、Ｐ（ｘ_１）Ｐ（ｙ_１）Ｐ（ｚ_２）となる。同様に、ユーザ状況パターン３の度数はＰ（ｘ_１）Ｐ（ｙ_２）Ｐ（ｚ_１）、ユーザ状況パターン４の度数はＰ（ｘ_１）Ｐ（ｙ_２）Ｐ（ｚ_２）となる。

このようにして、全てのユーザ状況パターンの度数が算出される。したがって、提案モードａ列の選択度Ｐ（ａ）は、下記式（５）により算出される。ここで、Ｐ（ｘ_ｉ）Ｐ（ｙ_ｊ）Ｐ（ｚ_ｋ）はユーザ状況パターンの度数、Ｐ（ａ｜ｘ_ｉ、ｙ_ｊ、ｚ_ｋ）は図１１における提案モードａ列の当該ユーザ状況パターンに対応した２次元配列の値である。

提案モード決定部１４０は、現在のユーザ状況における各提案モードの選択度に基づいて、代替案を作成する１つの提案モードを選択する。例えば、現在のユーザ状況において、提案モードａの選択度が０．８、提案モードｂの選択度が０．２であり、それ以外の提案モードの選択度が全て０であるとする。このとき、代替案作成部１５０は、提案モードａが８０％、提案モードｂが２０％の頻度で選択されるように乱数を用いて１つの提案モードを決定する。あるいは、提案モード決定部１４０は、選択度が最も高い提案モードを、代替案を作成する提案モードとして決定してもよい。そして、提案モード決定部１４０は、決定した提案モードを代替案作成部１５０へ出力する。

代替案作成部１５０は、提案モード決定部１４０により決定された提案モードに基づいて代替案を作成する。例えば、提案モードａで代替案を提案する場合には、上位項目を固定して、前回提示した代替案よりユーザの配置案から離れた代替案を計算する。代替案作成部１５０は、インタフェース１１０を介して作成した代替案をユーザに提示する。

タイマー部１６０は、立案支援装置１００を構成する機能部からの指示に応じて時間を測定する。例えば、タイマー部１６０は、停滞時間算出部１２４の指示に基づき、操作手段による最終イベント実行開始からの時間をカウントし、停滞時間算出部１２４へ通知する。

操作履歴記憶部１７０は、インタフェース１１０を介して取得された操作履歴を記憶する記憶部である。操作履歴記憶部１７０は、ＧＵＩ上における操作手段の位置情報とそのときの時刻とを関連付けて記憶する。また、操作履歴記憶部１７０には、立案支援装置１００による代替案に対する評価を記憶させることもできる。

代替案調整情報記憶部１８０は、提案モード決定部１４０が代替案の提案モードを決定する際に用いる代替案調整情報を記憶する記憶部である。代替案調整情報は、ユーザ状況パターンに対する各提案モードの選択度を２次元配列で表した情報であり、選択度が確率値であるときには条件付確率分布表となる。代替案調整情報は、予備実験を行って予め取得されている情報である。本実施形態では、例えばベイズ推定（上記非特許文献６参照）に基づく学習によりユーザ状況パターンに対する各提案モードの選択度を取得する。

例えば、提案モードの選択度が確率値のときには、まず、選択度の初期値を全て同一値（１／全提案モード数）として、その選択度に応じた代替案をユーザに提示する。そして、提示した代替案をユーザが評価し、「よい」提案と評価された場合にはその提案モードの選択度（確率値）を大きくし、他の選択度（確率値）を相対的に小さくする。一方、提示した代替案に対してユーザが「悪い」提案と評価した場合には、その提案モードの選択度（確率値）を小さくし、他の選択度（確率値）を相対的に大きくする。このような選択度の調整は、ベイジアンネットワーク構築支援システムを用いて容易に行うことができる。こうして最終的に取得されたユーザ状況パターンに対する各提案モードの選択度は、代替案調整情報として代替案調整情報記憶部１８０に記録される。

［２−２．立案支援装置による代替案作成処理］
図７に示した立案支援装置１００による代替案作成処理を、図１２および図１３に基づいて説明する。なお、図１２は、本実施形態に係る立案支援装置１００による代替案作成処理を示すフローチャートである。図１３は、決定された提案モードに基づく代替案作成処理を示すフローチャートである。

本実施形態に係る立案支援装置１００による代替案作成処理は、図１２に示すように、まず、操作履歴取得部１２０により、インタフェース１１０を介してユーザによるＧＵＩの操作履歴が取得される（Ｓ１００）。操作履歴取得部１２０は、ＧＵＩの座標系における操作手段の位置情報および時刻を取得して、充填率算出部１２２、停滞時間算出部１２４および操作速度算出部１２６により、計画充填率、案作成停滞時間および操作速度を算出され、操作速度から操作速度変化値がさらに算出される。

次いで、進捗度推定部１３２により、計画充填率に基づき進捗度が算出され（Ｓ１１０）、迷い度推定部１３４により迷い度が算出される（Ｓ１２０）。ステップＳ１２０では、選択対象迷い度または設置場所迷い度のうち少なくともいずれか１つが算出される。なお、ステップＳ１１０とＳ１２０とは、いずれの処理を先に実行してもよく、これらの処理を並列で実行してもよい。ステップＳ１１０、Ｓ１２０にて進捗度および迷い度が算出されると、モデリング部１３０は、現在の各ユーザ状況パターンの度数を算出することができる（Ｓ１３０）。

モデリング部１３０により各ユーザ状況パターンが算出されると、提案モード決定部１４０は、代替案の提案モードを１つ決定する（Ｓ１４０）。提案モード部１４０は、代替案調整情報に基づいて、現在のユーザ状況パターンにおける各提案モードの選択度に応じて代替案の提案モードを決定する。その後、代替案作成部１５０は、提案モード決定部１４０にて決定された提案モードに基づいて、代替案を作成する（Ｓ１５０）。代替案作成部１５０は、予め設定された対象物の配置結果の良否を表す評価関数に基づき、図１３に示す処理によって代替案を作成する。

代替案作成部１５０は、まず、提案モードの入れ替えパターンに基づいた対象物の固定有無を含めた配置制約を満たす解、ここでは配置領域に対する対象物の配置結果をランダムにＭ通り生成する（Ｓ１５１）。ステップＳ１５１では、図１２のステップＳ１４０で決定された提案モードの入れ替えパターンに基づいた対象物の配置結果が生成される。すなわち、入れ替えパターンが上位項目固定の場合には、ユーザの選択頻度の高い所定数の対象物の配置は変更せず、それ以外の対象物の配置をランダムに入れ替え、配置制約を満足する配置結果のみをＭ通り記憶する。同様に、入れ替えパターンが下位項目固定の場合には、ユーザの選択頻度の低い所定数の対象物の配置は変更せず、それ以外の対象物の配置をランダムに入れ替え、配置制約を満足する配置結果のみをＭ通り記憶する。入れ替えパターンが固定なしの場合には、全ての対象物がランダムに入れ替えられる。

そして、代替案作成部１５０は、生成したＭ通りの配置結果に対して、評価関数を用いて評価値をそれぞれ算出し、評価値が最良の配置結果を残す（Ｓ１５２）。

次いで、代替案作成部１５０は、ステップＳ１５２にて残された最良解の配置結果を構成する対象物のうち対象物２組を入れ替えて、新しい解をＭ通り生成し（Ｓ１５３）、新しい解それぞれについて評価関数を用いて評価値を算出する（Ｓ１５４）。そして、代替案作成部１５０は、新しい解のうち現在の最良解より評価値が高い解が存在するか否かを判定し（Ｓ１５５）、現在の最良解より評価値が高い解が存在しない場合には、現在の最良解を代替案に決定する（Ｓ１５７）。

一方、ステップＳ１５５にて現在の最良解より評価値が高い解が存在した場合、代替案作成部１５０は、図１３のステップＳ１５３からの処理の繰り返し回数ｎが所定回数Ｎであるか否かを判定する（Ｓ１５６）。ステップＳ１５６にて繰り返し回数ｎが所定回数Ｎであるとき、ステップＳ１５７に進み、現在の最良解を代替案に決定する）。一方、ステップＳ１５６にて繰り返し回数ｎが所定回数Ｎではない（ｎ＜Ｎ）であるとき、現在の最良解より評価値の高い新しい解を最良解とする（Ｓ１５８）。そして、ステップＳ１５３からの処理の繰り返し回数ｎに１を加算した後（Ｓ１５９）、ステップＳ１５３からの処理を繰り返す。

このように、代替案作成部１５０は、ユーザに提示する代替案を作成する。図１３のアルゴリズムは、配置結果の対象物２組を入れ替える簡便な山登り法を用いたものであるが、本発明は他のアルゴリズムを用いてもよい。また、配置領域に対する対象物の配置結果を生成する個数ＭおよびステップＳ１５３〜Ｓ１５６の繰り返し回数Ｎは予備実験により設定される定数である。例えば、配置領域の数が１８程度であれば、概ねＭ＝１０、Ｎ＝３０程度の値を設定するのが適当である。なお、配置領域の数または対象物の数が１８より多い場合には、Ｍ、Ｎも相対的に大きくするのがよい。

以上、本実施形態に係る立案支援装置１００の構成とこれによる代替案作成処理について説明した。本実施形態に係る立案支援装置１００によれば、ユーザの操作履歴に基づき、配置作業の進捗およびユーザの迷い状態を推定する。そして、立案支援装置１００は、推定されたユーザ状況に応じて適切な提案モードを推定し、当該提案モードで代替案を作成する。これにより、配置業務を行う担当者（当該装置のユーザ）の状況に応じて効果的な代替案の提示ができるため、担当者の負荷が軽減される。また、立案支援装置１００によって、担当者が気付かなかった代替案を提案できる可能性があり、より良い配置結果が得られる。また、担当者の配置結果と似た代替案が装置から提案された場合には、作成した配置結果に対する自信が深まり、無駄な試行錯誤が無くなるため、立案時間が短くなる。

＜３．ハードウェア構成例＞
次に、図１４を参照しながら、本発明の実施形態に係る立案支援装置１００のハードウェア構成について、詳細に説明する。図１４は、本発明の実施形態に係る立案支援装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。

立案支援装置１００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、立案支援装置１００は、更に、バス９０７と、入力装置９０９と、出力装置９１１と、ストレージ装置９１３と、ドライブ９１５と、接続ポート９１７と、通信装置９１９とを備える。

ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１３、またはリムーバブル記録媒体９２１に記録された各種プログラムに従って、立案支援装置１００内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるバス９０７により相互に接続されている。

バス９０７は、ブリッジを介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バスに接続されている。

入力装置９０９は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９０９は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、立案支援装置１００の操作に対応したＰＤＡ等の外部接続機器９２３であってもよい。さらに、入力装置９０９は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。立案支援装置１００のユーザは、この入力装置９０９を操作することにより、立案支援装置１００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。

出力装置９１１は、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置９１１は、例えば、立案支援装置１００が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、立案支援装置１００が行った各種処理により得られた結果を、テキストまたはイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。

ストレージ装置９１３は、立案支援装置１００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１３は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種のデータなどを格納する。

ドライブ９１５は、記録媒体用リーダライタであり、立案支援装置１００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、ＣＤメディア、ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙメディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２１は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ、または、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｒｄ）または電子機器等であってもよい。

接続ポート９１７は、機器を立案支援装置１００に直接接続するためのポートである。接続ポート９１７の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、ＲＳ−２３２Ｃポート等がある。この接続ポート９１７に外部接続機器９２３を接続することで、立案支援装置１００は、外部接続機器９２３から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２３に各種のデータを提供したりする。

通信装置９１９は、例えば、通信網９２５に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。通信装置９１９は、例えば、有線または無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９１９は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）用のルータ、または、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９１９は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９１９に接続される通信網９２５は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等であってもよい。

以上、本発明の実施形態に係る立案支援装置１００の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。

＜４．実施例＞
上記実施形態に係る立案支援装置１００を用いることで期待される効果として、ユーザの最終決定案への自信度の増加や、ユーザの配置案の作成に対する貢献度の増加等がある。そこで、上記実施形態の立案支援装置１００を用いて、図１５に示す展示対象物から１８個をランダムに選択し、図３に示す展示レイアウトへ配置する作業を１０名の被験者に実施してもらい、その効果について検証した。図１５の展示対象物については、展示対象物のカテゴリを表す分類、展示対象物の大きさ、展示対象物の生まれた時代、展示対象物を構成する素材、展示対象物の設置にかかる運送コスト、展示対象物の重さ、展示により予想される集客量、展示グループの一番目に設置可否を表す先頭制約等の情報が与えられており、ユーザはこれらの展示対象物に対する情報を考慮して展示対象物を配置領域へ配置する。

この際、一定の選択度で立案支援装置１００により代替案をユーザに提示した場合（状況考慮なし）と、ユーザの操作履歴に応じてユーザ状況を推定し、提案モードの選択度を変化させた場合（状況考慮あり）との２種類の配置作業を実施した。そして、対象物の配置作業終了後に各ユーザにアンケートを取り、決定した最終案に対してユーザが感じた自信度と、ユーザ配置案作成にあたり立案支援装置１００の貢献度を、１点〜９点までの９段階で評点を付けて貰った。アンケート結果のそれぞれの評点の平均を図１６に示す。

図１６より、ユーザ状況を考慮して提案モードの選択度を変化させた場合の方が、ユーザ状況の考慮がない場合と比較して、ユーザが作成した配置結果に対する自身が高まっていることがわかる。これは、ユーザが配置案を推敲している段階で、ユーザの配置案に近い代替案を立案支援装置１００により提示されることで、最終決定への自信度が増加したことが考えられる。また、立案支援装置１００の貢献度についても、ユーザ状況を考慮して提案モードの選択度を変化させた場合の方が、ユーザ状況の考慮がない場合よりも高いという結果が出ている。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００ 立案支援装置
１１０ インタフェース
１２０ 操作履歴取得部
１２２ 充填率算出部
１２４ 停滞時間算出部
１２６ 操作速度算出部
１３０ モデリング部
１３２ 進捗度推定部
１３４ 迷い度推定部
１３５ 選択対象迷い度推定部
１３６ 設置場所迷い度推定部
１４０ 提案モード決定部
１５０ 代替案作成部
１６０ タイマー部
１７０ 操作履歴記憶部
１８０ 代替案調整情報記憶部

Claims (11)

1. 複数の配置領域に対する複数の対象物の配置の立案を支援する立案支援装置であって、
   前記配置領域に対して前記対象物が配置された割合を表す計画充填率に基づいて、配置作業の進捗を表す進捗度を推定する進捗度推定部と、
   前記配置領域に対して前記対象物を配置するユーザの操作履歴に基づいて、前記対象物を前記配置領域に配置する際のユーザの迷い状態を表す迷い度を推定する迷い度推定部と、
   前記進捗度と前記迷い度とに基づいて、前記配置領域に対する前記対象物の配置案の特徴を表す提案モードを決定する提案モード決定部と、
   前記提案モードに基づいて前記配置代替案を作成する代替案作成部と、
   を備えることを特徴とする、立案支援装置。
2. 前記提案モード決定部は、
   操作履歴に基づいて予め生成された、前記進捗度および前記迷い度から算出される立案状況に対する前記提案モードが選択される割合である選択度を表す代替案調整情報に基づいて、配置作業中の前記進捗度および前記迷い度に対応する前記提案モードの選択度を算出し、
   前記選択度に応じて複数の前記提案モードから１つの前記提案モードを決定することを特徴とする、請求項１に記載の立案支援装置。
3. 前記代替案調整情報は、前記進捗率および前記迷い度から算出されるユーザの立案状況に対する前記提案モードの選択度を条件付確率で表した情報であり、ベイズ推定を用いて取得されることを特徴とする、請求項２に記載の立案支援装置。
4. 前記進捗度推定部は、前記計画充填率に基づいて、前記配置領域に対して前記対象物が未配置の状態である配置対象物閲覧状態、前記配置領域に対して前記対象物が一度全て配置されるまでの状態である第一案作成状態、および前記配置領域に対して前記対象物が一度全て配置された以降の状態である推敲状態の各状態の度数を前記進捗度として表すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の立案支援装置。
5. 前記進捗度推定部は、前記推敲状態の度数として、前記配置領域に対して前記対象物が一度全て配置された後前記計画充填率が低下する推敲発散状態、前記推敲発散状態から前記計画充填率が再び上昇する推敲収束状態、および前記対象物が全て配置された推敲判断状態の各状態の度数を前記進捗度として表すことを特徴とする、請求項４に記載の立案支援装置。
6. 前記迷い度推定部は、ユーザの迷い状態を表す迷いありの状態の度数と迷いなしの状態の度数とを推定して、前記迷い度とすることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の立案支援装置。
7. 前記迷い度推定部は、前記配置作業における前記対象物に対する最終イベントからの経過時間である案作成停滞時間に基づいて、前記迷い度を推定することを特徴とする、請求項６に記載の立案支援装置。
8. 前記迷い度推定部は、前記配置作業における前記対象物を操作する操作速度に基づいて、前記迷い度を推定することを特徴とする、請求項６に記載の立案支援装置。
9. 前記迷い度推定部は、前記配置領域に対して配置する前記対象物の迷いを表す対象物迷い度と、前記対象物を配置する前記配置領域の迷いを表す設置場所迷い度とを推定する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の立案支援装置。
10. 複数の配置領域に対する複数の対象物の配置の立案を支援する立案支援方法であって、
    前記配置領域に対して前記対象物が配置された割合を表す計画充填率に基づいて、配置作業の進捗を表す進捗度を推定する進捗度推定ステップと、
    前記配置領域に対して前記対象物を配置するユーザの操作履歴に基づいて、前記対象物を前記配置領域に配置する際のユーザの迷い状態を表す迷い度を推定する迷い度推定ステップと、
    前記進捗度と前記迷い度とに基づいて、前記配置領域に対する前記対象物の配置案の特徴を表す提案モードを決定する提案モード決定ステップと、
    前記提案モードに基づいて前記配置代替案を作成する代替案作成ステップと、
    を含むことを特徴とする、立案支援方法。
11. コンピュータを、複数の配置領域に対する複数の対象物の配置の立案を支援する立案支援装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラムであって、
    前記配置領域に対して前記対象物が配置された割合を表す計画充填率に基づいて、配置作業の進捗を表す進捗度を推定する進捗度推定部と、
    前記配置領域に対して前記対象物を配置するユーザの操作履歴に基づいて、前記対象物を前記配置領域に配置する際のユーザの迷い状態を表す迷い度を推定する迷い度推定部と、
    前記進捗度と前記迷い度とに基づいて、前記配置領域に対する前記対象物の配置案の特徴を表す提案モードを決定する提案モード決定部と、
    前記提案モードに基づいて前記配置代替案を作成する代替案作成部と、
    を備える立案支援装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする、コンピュータプログラム。
    

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