JP2016122280A - 見守りシステム、方法、データ解析装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】見守り対象者に対して抵抗感やプライバシへの不安を与えることなく、この見守り対象者の異常状態を検知する。【解決手段】実施形態における見守りシステムは、自律移動オブジェクトの行動を監視する行動観測装置と、データ解析装置とを有する見守りシステムであって、行動観測装置は、自律移動オブジェクトの行動や状態を検出するセンサ部と、前記行動や状態のデータを前記データ解析装置に送信するデータ送信部とを具備し、前記データ解析装置は、前記データ送信部から送信された前記データを受信するデータ受信部と、前記データ受信部で受信した前記データを蓄積する蓄積部と、前記蓄積部が蓄積した前記データに基づいて見守り対象者の異常状態を分析する行動分析部と、前記行動分析部が前記異常状態を検知したときに、前記異常状態を示す情報を外部に送信する送信部とを具備する。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、見守りシステム、方法、データ解析装置およびプログラムに関する。
ひとり住まいの高齢者(独居高齢者)や、留守番中の子供の、事故や異変といった異常状態を、センサを使って検知する見守りシステムが提供されている。従来の見守りシステムは、見守り対象者の行動を機器で直接観測する構成であり、例えば、見守り対象者の日常品を利用したり、宅内にセンサを設置したりするものであった。
日常品を利用した先行技術として、歩行補助器具である杖(例えば、特許文献1参照)や携帯端末(例えば、特許文献2参照)の使用状況をもとに見守り対象者の状態を推定するものがある。一方、宅内センサを利用した先行技術として、電力消費量に関する電力データの経時変化から推定される電気機器の動作状況をもとに見守り対象者の状態を推定するものがある(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、見守り対象者の行動を機器で直接観測する構成の技術は、見守り対象者の心理的負担が大きい。具体的には、見守り対象者に対して、人の代わりに機器に見守られることに対する抵抗感や、日常生活を他人に晒されるというプライバシへの不安を与えてしまう。
例え、見守りシステムが通信ネットワークを介して見守り依頼者との間で音声や映像を用いたコミュニケーションがとれるものであったとしても、見守り対象者に直接触れる物は機器であるため、見守り対象者は、上記のように機器に見守られる抵抗感を生じてしまう。また、見守りシステムによる観測対象が見守り対象者自身の行動である限り、見守り対象者に対して与える、上記のプライバシへの不安を解消することは難しい。
例え、見守りシステムが通信ネットワークを介して見守り依頼者との間で音声や映像を用いたコミュニケーションがとれるものであったとしても、見守り対象者に直接触れる物は機器であるため、見守り対象者は、上記のように機器に見守られる抵抗感を生じてしまう。また、見守りシステムによる観測対象が見守り対象者自身の行動である限り、見守り対象者に対して与える、上記のプライバシへの不安を解消することは難しい。
本発明が解決しようとする課題は、見守り対象者に対して抵抗感やプライバシへの不安を与えることなく、この見守り対象者の異常状態を検知することを可能とする見守りシステム、方法、データ解析装置及びプログラムを提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の実施形態における見守りシステムの第1の態様は、自律移動オブジェクトの行動を監視する行動観測装置と、データ解析装置とを有する見守りシステムであって、前記行動観測装置は、前記自律移動オブジェクトの行動や状態を検出するセンサ部と、前記センサ部で検出した前記自律移動オブジェクトの行動や状態のデータを前記データ解析装置に送信するデータ送信部とを具備し、前記データ解析装置は、前記データ送信部から送信された前記データを受信するデータ受信部と、前記データ受信部で受信した前記データを蓄積する蓄積部と、前記蓄積部が蓄積した前記データに基づいて見守り対象者の異常状態を分析する行動分析部と、前記行動分析部が前記異常状態を検知したときに、前記異常状態を示す情報を外部に送信する送信部とを具備するシステムを提供する。
上記構成の見守りシステムの第2の態様は、第1の態様において、前記自律移動オブジェクトは、前記見守り対象者のペットであり、前記データ解析装置の前記行動分析部は、前記見守り対象者が前記ペットを愛玩する行動、および前記見守り対象者による前記ペットの習慣的な飼育行動に基づいて、前記見守り対象者の異常状態を分析する。
上記構成の見守りシステムの第3の態様は、第1または第2の態様において、前記行動観測装置は、前記自律移動オブジェクトに装着可能である。
上記構成の見守りシステムの第4の態様は、第1の態様において、前記データ解析装置の前記行動分析部は、前記蓄積部が蓄積した前記データで示される、前記自律移動オブジェクトの所定の状態の変化およびその持続時間に基づいて、前記見守り対象者の異常状態を分析する。
上記構成の見守りシステムの第5の態様は、第1の態様において、前記データ解析装置の前記行動分析部は、前記蓄積部が蓄積した前記データで示される前記自律移動オブジェクトの所定の複数種類の行動や状態の間の遷移確率に基づいて、前記見守り対象者の行動の順序の異常状態を分析する。
本発明の実施形態における見守り方法の態様は、自律移動オブジェクトの行動を監視する行動観測装置と、データ解析装置とを有する見守りシステムに適用される方法であって、前記行動観測装置は、前記自律移動オブジェクトの行動や状態を検出し、前記検出した前記自律移動オブジェクトの行動や状態のデータを前記データ解析装置に送信し、前記データ解析装置は、前記送信された前記データを受信し、前記受信した前記データを蓄積し、前記蓄積した前記データに基づいて見守り対象者の異常状態を分析し、前記異常状態を検知したときに、前記異常状態を示す情報を外部に送信する。
本発明の実施形態におけるデータ解析装置の態様は、自律移動オブジェクトの行動や状態のデータを受信するデータ受信部と、前記データ受信部で受信した前記データを蓄積する蓄積部と、前記蓄積部が蓄積した前記データに基づいて見守り対象者の異常状態を分析する行動分析部と、前記行動分析部が前記異常状態を検知したときに、前記異常状態を示す情報を外部に送信する送信部とを具備する装置を提供する。
本発明の実施形態におけるデータ解析プログラムの態様は、データ解析装置の一部分として動作するコンピュータに用いられるプログラムであって、前記コンピュータを、前記データ受信部、前記蓄積部、前記行動分析部、および前記送信部として機能させるためのプログラムを提供する。
本発明によれば、見守り対象者に対して抵抗感やプライバシへの不安を与えることなく、この見守り対象者の異常状態を検知することが可能になる。
以下、図面を参照して、この発明に係わる実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態における見守りシステムの構成例を示す図である。
図1に示すように、本発明の実施形態における見守りシステムは、1つ以上の行動観測装置10と、データ解析装置20とを有する。また、データ解析装置20と通信可能な1つ以上の携帯端末装置30が用いられる。
図1は、本発明の実施形態における見守りシステムの構成例を示す図である。
図1に示すように、本発明の実施形態における見守りシステムは、1つ以上の行動観測装置10と、データ解析装置20とを有する。また、データ解析装置20と通信可能な1つ以上の携帯端末装置30が用いられる。
図2は、本発明の実施形態における見守りシステムの行動観測装置とデータ解析装置の構成例と、携帯端末装置の構成例を示すブロック図である。
行動観測装置10とデータ解析装置20とは通信ネットワークを介して接続可能である。データ解析装置20と携帯端末装置もまた、通信ネットワークを介して接続可能である。
行動観測装置10は、センサ部11とデータ送信部12とを有する。
データ解析装置20は、データ受信部21と蓄積部22と行動分析部23と通報送信部24とを有する。
携帯端末装置30は、通報受信部31と、通報表示部32とを有する。
行動観測装置10とデータ解析装置20とは通信ネットワークを介して接続可能である。データ解析装置20と携帯端末装置もまた、通信ネットワークを介して接続可能である。
行動観測装置10は、センサ部11とデータ送信部12とを有する。
データ解析装置20は、データ受信部21と蓄積部22と行動分析部23と通報送信部24とを有する。
携帯端末装置30は、通報受信部31と、通報表示部32とを有する。
図3は、本発明の実施形態における見守りシステムの行動観測装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。
行動観測装置10は、例えば、見守り対象者40のペットである犬の首に装着する首輪の形状をした装置である。
なお、行動観測装置10の形状はペットの他の部位に装着できるものであってもよい。具体的に一例を挙げると、行動観測装置10の形状は、犬の手足や体に装着できる形状であってもよく、また、犬に限らず、猫やうさぎといった、見守り対象者40がペットとして飼うことのできる動物に装着できる形状であってもよい。
行動観測装置10は、例えば、見守り対象者40のペットである犬の首に装着する首輪の形状をした装置である。
なお、行動観測装置10の形状はペットの他の部位に装着できるものであってもよい。具体的に一例を挙げると、行動観測装置10の形状は、犬の手足や体に装着できる形状であってもよく、また、犬に限らず、猫やうさぎといった、見守り対象者40がペットとして飼うことのできる動物に装着できる形状であってもよい。
行動観測装置10を装着する対象は、哺乳類に限られない。例えば、見守り対象者40のペットは、例えば水槽やゲージで飼う魚類や両生類や爬虫類などであってもよい。この場合において、行動観測装置10は、これらの水槽やゲージに取り付けられるカメラであってもよい。つまり、行動観測装置10は、見守り対象者40のペットの行動や状態を監視できるものであれば、このペットに直接装着されなくてもよい。
また、行動観測装置10は2つ以上のデバイスから構成される装置でもよい。具体的に一例を挙げると、行動観測装置10は、見守り対象者40のペットの犬の手と首の2箇所に装着される形状であってもよい。
また、行動観測装置10は、見守り対象者40の複数匹のペットに装着されてもよい。
また、行動観測装置10は、見守り対象者40の複数匹のペットに装着されてもよい。
行動観測装置10のセンサ部11は、例えば、GPS((Global Position(Positioning) System))センサと加速度センサとマイクロフォン(マイク)とが搭載されたものである。
なお、センサ部11が搭載するセンサは、物理量を観測できるものであれば特に限られない。具体的に一例を挙げると、センサは、温度センサや湿度センサ、気圧センサ、ジャイロセンサ、ダストセンサ、アルコールセンサ、ガスセンサ、心拍計、脈拍計、血流計、脳波計であってもよい。
センサ部11は、ペットの行動や状態を例えば所定時間間隔で逐次観測する(ステップS1−1)。図4は、本発明の実施形態における見守りシステムの行動観測装置のセンサ部による観測データの一例を示す図である。図4に示した例では、観測データの観測時刻、装着したペットの位置情報(緯度、経度)、装着したペットの移動の加速度、装着したペットが発した鳴き声の音圧が関連付けられる。図4に示した例では、11秒おきに各種観測データが得られている。
データ送信部12は、センサ部11で得た観測データを通信ネットワークを介してデータ解析装置20へ逐次送信する(ステップS1−2)。
なお、データ送信部12のデータ送信頻度に関しては、観測データを得るたびに送信する頻度であってもよいし、観測値のデータ量が一定量に達してから纏めて送信する頻度であってもよい。
行動観測装置10は、ステップS1−1からS1−2を繰り返し実行する。
なお、データ送信部12のデータ送信頻度に関しては、観測データを得るたびに送信する頻度であってもよいし、観測値のデータ量が一定量に達してから纏めて送信する頻度であってもよい。
行動観測装置10は、ステップS1−1からS1−2を繰り返し実行する。
図5は、本発明の実施形態における見守りシステムのデータ解析装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。
データ解析装置20は、例えばクラウドコンピューティングサービスの中で動作する装置である。
なお、データ解析装置20は、計算資源が備わっている装置であれば、特に限られない。具体的に一例を挙げると、データ解析装置20は、見守り対象者40もしくは見守り依頼者50の家庭用コンピュータやスマートフォンでもよい。
データ解析装置20は、例えばクラウドコンピューティングサービスの中で動作する装置である。
なお、データ解析装置20は、計算資源が備わっている装置であれば、特に限られない。具体的に一例を挙げると、データ解析装置20は、見守り対象者40もしくは見守り依頼者50の家庭用コンピュータやスマートフォンでもよい。
データ解析装置20のデータ受信部21は、ペットの行動や状態を示すデータを行動観測装置10から受信する(ステップS2−1)。
データ解析装置20の蓄積部22は、例えば不揮発性メモリなどの記憶媒体であり、データ受信部21で取得したデータを蓄積する(ステップS2−2)。蓄積部22によって蓄積されるデータとしては、サービス開始から現在までのペットの行動や状態のすべてのデータが挙げられる。
データ解析装置20の蓄積部22は、例えば不揮発性メモリなどの記憶媒体であり、データ受信部21で取得したデータを蓄積する(ステップS2−2)。蓄積部22によって蓄積されるデータとしては、サービス開始から現在までのペットの行動や状態のすべてのデータが挙げられる。
なお、蓄積部22に蓄積されるデータは、行動分析部23で見守り対象者40の行動を分析できる情報が含まれていれば特に限られない。具体的に一例を挙げると、蓄積部22に蓄積されるデータは、現在から遡った一定期間(例えば、1年間)のデータや、ペットの行動や状態にかかる特徴量が抽出されて要約されたデータであってもよく、可逆もしくは非可逆圧縮されたデータであってもよい。
行動分析部23は、蓄積部22に蓄積された、例えば現在までのペットの行動や状態のデータを分析する(ステップS2−3)。行動分析部23は、この行動や状態のデータから、見守り対象者40の飼育行動(例えば、ペットに餌を与える(行動a)、ペットと散歩する(行動b)、ペットを可愛がる(行動c))に起因するペットの行動や、見守り対象者40のペットの興奮状態(例えば、ペットが外敵を見つける(行動d)、ペットが異変に気づく(行動e))による行動を抽出する。
そして、行動分析部23は、抽出したそれぞれの行動や行動の順序について異常状態か否かを判定する(ステップS2−4)。行動分析部23は、各異常状態の判定には行動分析部23の内部メモリに予め登録されたAからSまでの各種閾値やパラメータを使用する。これらの設定手順については後述する。
そして、行動分析部23は、抽出したそれぞれの行動や行動の順序について異常状態か否かを判定する(ステップS2−4)。行動分析部23は、各異常状態の判定には行動分析部23の内部メモリに予め登録されたAからSまでの各種閾値やパラメータを使用する。これらの設定手順については後述する。
見守り対象者40がペットに餌を与える(行動a)飼育行動に起因する、ペットの行動や状態は、ペットが見守り対象者40の自宅にて音を立てながら口を動かして餌を食べていることが挙げられる。上記の行動aは、GPSセンサの検出結果が見守り対象者40の自宅の位置を表し、ペットが餌を噛む動作に同期して音圧センサや加速度センサによる検出結果が変化する、といった状態が数分間続く特徴を持つ。この特徴は、例えば以下の式(1)で表すことができる。
(現在の位置と予め登録された自宅の位置との距離)<(予め登録された自宅判定距離の閾値A(例えば、100m)) かつ (直近一定期間B(例えば、直近10秒間)の音圧と加速度の同期した大きさ)>(予め登録された同期の閾値C(例えば、0.7)) …式(1)
上記の式(1)を一定期間D(例えば2分間)以上満たす場合を、見守り対象者40がペットに餌を与える行動(行動a)状態と定義する。音圧と加速度の同期した大きさに関しては、直近から現在までの時間Tiの音圧と加速度とをそれぞれS1(Ti)とA1(Ti)としたとき、以下の式(2)によって算出できる。
上記の式(1)を一定期間D(例えば2分間)以上満たす場合を、見守り対象者40がペットに餌を与える行動(行動a)状態と定義する。音圧と加速度の同期した大きさに関しては、直近から現在までの時間Tiの音圧と加速度とをそれぞれS1(Ti)とA1(Ti)としたとき、以下の式(2)によって算出できる。
行動分析部23は、見守り対象者40がペットに餌を与える行動(行動a)についての見守り対象者40の異常状態を、見守り対象者40がペットに餌を与える時刻のばらつきに基づいて判定することができる。例えば、行動分析部23は、餌を与える(行動a)の状態の開始時刻を1日の間の午前と午後とに2分類して、蓄積部22に蓄積された、現在までの餌を与える行動(行動a)の開始時刻のばらつきが正規分布になっていると仮定し、餌を与える行動(行動a)の開始時刻が90%の信頼区間幅に含まれない場合、もしくは、餌を与える(行動a)の状態が1日の間の午前または午後に1度も生じないか、餌を与える(行動a)の状態が1日の間の午前または午後に2度以上生じた場合に見守り対象者40の異常状態と判定することができる。
また、見守り対象者40がペットと散歩する(行動b)飼育行動を起因とする、ペットの行動や状態は、ペットが見守り対象者40の自宅から離れた地点で連続的に歩行している動作である。この動作は、GPSセンサの検出結果が見守り対象者40の自宅の位置から離れた位置を表し、加速度センサによる検出結果の分散値が大きい、といった状態が数分間続く特徴を持つ。この特徴は、例えば以下の式(3)で表すことができる。
(現在の位置と予め登録された自宅の位置との距離)>(予め登録された自宅判定距離の閾値A(例えば、100m)) かつ (直近一定期間E(例えば、直近20秒間)の加速度の分散値)>(予め登録された加速度の分散値の閾値F(例えば、0.6)) …式(3)
上記の式(3)を一定期間G(例えば5分間)以上満たす場合を、見守り対象者40がペットと散歩する(行動b)の状態と定義する。
行動分析部23は、見守り対象者40がペットと散歩する(行動b)についての見守り対象者40の異常状態を、散歩の開始時刻のばらつきや散歩時間のばらつきに基づいて判定することができる。見守り対象者40がペットと散歩する(行動b)状態の開始時刻のばらつきが混合正規分布になっており、さらに、見守り対象者40がペットと散歩する(行動b)の状態の開始時刻から終了時刻(終了していない場合は現在時刻)までの時間(散歩時間)のばらつきが混合正規分布になっていると仮定する。行動分析部23は、散歩する(行動b)状態の開始時刻が90%の信頼区間幅に含まれない場合、もしくは、開始時刻から終了時刻(終了していない場合は現在時刻)までの時間(散歩時間)が90%の信頼区間幅に含まれない場合に、見守り対象者40の異常状態と判定することができる。
上記の式(3)を一定期間G(例えば5分間)以上満たす場合を、見守り対象者40がペットと散歩する(行動b)の状態と定義する。
行動分析部23は、見守り対象者40がペットと散歩する(行動b)についての見守り対象者40の異常状態を、散歩の開始時刻のばらつきや散歩時間のばらつきに基づいて判定することができる。見守り対象者40がペットと散歩する(行動b)状態の開始時刻のばらつきが混合正規分布になっており、さらに、見守り対象者40がペットと散歩する(行動b)の状態の開始時刻から終了時刻(終了していない場合は現在時刻)までの時間(散歩時間)のばらつきが混合正規分布になっていると仮定する。行動分析部23は、散歩する(行動b)状態の開始時刻が90%の信頼区間幅に含まれない場合、もしくは、開始時刻から終了時刻(終了していない場合は現在時刻)までの時間(散歩時間)が90%の信頼区間幅に含まれない場合に、見守り対象者40の異常状態と判定することができる。
見守り対象者40がペットを可愛がる(行動c)飼育行動に起因する、ペットの行動や状態は、ペットが高音域の鳴き声を発しながら見守り対象者40に抱きかかえられたり頭や首を撫でられたりする動作である。この動作は、マイクで集音した音声の高い周波数帯にパワースペクトルのピークがあり、加速度センサによる検出結果の分散値が大きい、といった状態がしばらく続く特徴を有する。この特徴は、例えば以下の式(4)で表すことができる。
(予め登録された周波数の下限値H(例えば、1200Hz)≦(マイクで集音した音のパワースペクトルが最大となる周波数)≦(予め登録された周波数の上限値I(例えば、1500Hz) かつ (直近一定期間J(例えば、直近20秒間)の加速度の分散値)>(予め登録された加速度の分散値の閾値K(例えば、0.6)) …式(4)
この式(4)を一定期間L(例えば15秒)以上満たす場合を、見守り対象者40がペットを可愛がる(行動c)状態と定義する。
行動分析部23は、見守り対象者40がペットを可愛がる行動(行動c)についての見守り対象者40の異常状態を、見守り対象者40がペットを可愛がる行動(行動c)状態の頻度に基づいて判定することができる。可愛がる行動(行動c)の状態の1日あたりの頻度のばらつきが正規分布になっていると仮定し、行動分析部23は、直近1日の間の可愛がる(行動c)の状態の頻度が90%の信頼区間幅に含まれない場合に、見守り対象者40の異常状態と判定することができる。
この式(4)を一定期間L(例えば15秒)以上満たす場合を、見守り対象者40がペットを可愛がる(行動c)状態と定義する。
行動分析部23は、見守り対象者40がペットを可愛がる行動(行動c)についての見守り対象者40の異常状態を、見守り対象者40がペットを可愛がる行動(行動c)状態の頻度に基づいて判定することができる。可愛がる行動(行動c)の状態の1日あたりの頻度のばらつきが正規分布になっていると仮定し、行動分析部23は、直近1日の間の可愛がる(行動c)の状態の頻度が90%の信頼区間幅に含まれない場合に、見守り対象者40の異常状態と判定することができる。
ペットが外敵を見つける行動(行動d)は、ペットが中音域の鳴き声を発する動作であり、マイクで集音した音声の中音域にパワースペクトルのピークがある状態がしばらく続く特徴を持つ。この特徴は例えば以下の式(5)で表すことができる。
(予め登録された周波数の下限値M(例えば、1000Hz)≦(マイクで集音した音のパワースペクトルが最大となる周波数)≦(予め登録された周波数の上限値N(例えば、1100Hz) …式(5)
上記の式(5)を一定期間N1(例えば15秒)以上満たす場合を、ペットが外敵を見つける(行動d)状態と定義する。
行動分析部23は、ペットが外敵を見つける行動(行動d)についての見守り対象者40の異常状態を、ペットが外敵を見つける行動(行動d)の状態の頻度に基づいて判定することができる。ペットが外敵を見つける行動(行動d)の1日あたりの頻度のばらつきが正規分布になっていると仮定し、行動分析部23は、直近1日の間の、ペットが外敵を見つける行動(行動d)の頻度が90%の信頼区間幅に含まれない場合を見守り対象者40の異常状態と判定することができる。
上記の式(5)を一定期間N1(例えば15秒)以上満たす場合を、ペットが外敵を見つける(行動d)状態と定義する。
行動分析部23は、ペットが外敵を見つける行動(行動d)についての見守り対象者40の異常状態を、ペットが外敵を見つける行動(行動d)の状態の頻度に基づいて判定することができる。ペットが外敵を見つける行動(行動d)の1日あたりの頻度のばらつきが正規分布になっていると仮定し、行動分析部23は、直近1日の間の、ペットが外敵を見つける行動(行動d)の頻度が90%の信頼区間幅に含まれない場合を見守り対象者40の異常状態と判定することができる。
ペットが異変に気づく行動(行動e)は、ペットが低音域の鳴き声を発する動作であり、マイクで集音した音声の低音域にパワースペクトルのピークがある状態がしばらく続く特徴を持つ。この特徴は例えば以下の式(6)で表すことができる。
(予め登録された周波数の下限値P(例えば、500Hz)≦(マイクで集音した音のパワースペクトルが最大となる周波数)≦(予め登録された周波数の上限値Q(例えば、700Hz) …式(6)
上記の式(6)を一定期間R(例えば15秒)以上満たす場合を(5)ペットが異変に気づく行動(行動e)の状態と定義する。
行動分析部23は、ペットが異変に気づく行動(行動e)についての見守り対象者40の異常状態を、ペットが異変に気づく行動(行動e)の状態の頻度に基づいて判定することができる。ペットが異変に気づく行動(行動e)の状態の1日あたりの頻度のばらつきが正規分布になっていると仮定し、行動分析部23は、直近1日の間の、ペットが異変に気づく行動(行動e)頻度が90%の信頼区間幅に含まれない場合を見守り対象者40の異常状態と判定することができる。
(予め登録された周波数の下限値P(例えば、500Hz)≦(マイクで集音した音のパワースペクトルが最大となる周波数)≦(予め登録された周波数の上限値Q(例えば、700Hz) …式(6)
上記の式(6)を一定期間R(例えば15秒)以上満たす場合を(5)ペットが異変に気づく行動(行動e)の状態と定義する。
行動分析部23は、ペットが異変に気づく行動(行動e)についての見守り対象者40の異常状態を、ペットが異変に気づく行動(行動e)の状態の頻度に基づいて判定することができる。ペットが異変に気づく行動(行動e)の状態の1日あたりの頻度のばらつきが正規分布になっていると仮定し、行動分析部23は、直近1日の間の、ペットが異変に気づく行動(行動e)頻度が90%の信頼区間幅に含まれない場合を見守り対象者40の異常状態と判定することができる。
また、行動分析部23は、動作の順序の異常状態を、上記の見守り対象者40がペットに餌を与える行動(行動a)からペットが異変に気づく行動(行動e)までの動作の遷移確率に基づいて判定することができる。例えば、行動分析部23は、行動aの次に行動bを抽出したときに、以下の式(7)を満たす場合に、動作の順序の異常状態を判定することができる。
(蓄積部22によって蓄積された現在までのペットの動作のうち、行動aから行動bに遷移した確率)≦(予め登録された遷移確率の下限値S(例えば、3%)) …式(7)
例えば、通常は見守り対象者40は、ペットに餌を与える行動(行動a)の直後にペットと散歩する行動(行動b)をしていたが、それが逆の順序で滅多にない順序である場合に行動分析部23は、行動の順序の異常状態と判定することができる。
例えば、通常は見守り対象者40は、ペットに餌を与える行動(行動a)の直後にペットと散歩する行動(行動b)をしていたが、それが逆の順序で滅多にない順序である場合に行動分析部23は、行動の順序の異常状態と判定することができる。
次に、上記のAからSまでの閾値やパラメータの設定方法の例について説明する。見守り対象者40のペットに行動観測装置10を数日間(例えば、1週間)装着して、データ解析装置20が、この行動観測装置10の各センサのデータをトレーニングデータとして取得する。また、見守り対象者40は、見守り対象者40によるペットの飼育行動(ペットに餌を与える、ペットと散歩する、ペットを可愛がる(行動c))やペットの興奮状態(ペットが外敵を見つける、ペットが異変に気づく)の時刻を蓄積部22に記録する。この記録をもとに、各ペットの行動や状態の時間とそのときのセンサ値の対応付けをする。
データ解析装置20は、自宅判定距離に関する閾値A(式(1)参照)については、散歩時刻を外出時とし、それ以外を在宅時としたうえで、以下の式(8)に従って計算する。
データ解析装置20は、見守り対象者40がペットに餌を与える行動(行動a)に起因するペットの行動に関する閾値B(式(1)参照)とC(式(1)参照)は、Bを10秒、20秒、30秒、1分と設定したときのCの値を以下の式(9)に従って算出して、Bの大きさごとのCの値を求めることができる。
そして、データ解析装置20は、Cが最も大きくなるときのBを設定する。
データ解析装置20は、見守り対象者40がペットに餌を与える行動(行動a)についての、餌を与える継続時間(餌やり時間)に関する閾値Dを、トレーニングデータのうち最も短い餌やり時間の6割の長さに設定する。
データ解析装置20は、散歩行動に関する閾値EとFを、Eを10秒、20秒、30秒、1分と設定したときのFの値を、以下の式(10)に従って算出して、Eの大きさごとのFの値を求める。
そして、データ解析装置20は、Fが最も大きくなるときのEを設定する。
データ解析装置20は、見守り対象者40がペットと散歩する行動(行動b)の散歩継続時間(散歩時間)に関する閾値Gを、トレーニングデータのうち最も短い散歩時間の6割の長さに設定する。
データ解析装置20は、見守り対象者40がペットを可愛がる動作(動作c)におけるペットの鳴き声の周波数に関する下限値Hと上限値I(式(4)参照)を設定できる。具体的には、データ解析装置20は、トレーニングデータにおける、見守り対象者40がペットを可愛がる時間中にマイクで集音した音のパワースペクトルが最大となる周波数の最小値をHに設定し、最大値をIに設定する。
データ解析装置20は、見守り対象者40がペットを可愛がる動作(動作c)におけるに関する期間の閾値JとK(式(4)参照)を設定することができる。具体的には、データ解析装置20は、Jを10秒、20秒、30秒、1分と設定したときのKの値を、以下の式(11)に従って算出して、Jの大きさごとのKの値を求める。
そして、データ解析装置20は、Kが最も大きくなるときのJを設定する。
データ解析装置20は、見守り対象者40がペットを可愛がる動作(動作c)の継続時間(可愛がり時間)に関する閾値Lを、トレーニングデータのうち最も短い可愛がり時間の6割の長さに設定する。
データ解析装置20は、ペットが外敵を見つける行動(行動e)に関する閾値MとN(式(5)参照)を設定できる。具体的には、データ解析装置20は、トレーニングデータ中でペットが外敵を見つけている時間中にマイクで集音した音のパワースペクトルが最大となる周波数の最小値をMに設定し、最大値をNに設定する。
データ解析装置20は、ペットが外敵を見つける行動(行動e)の継続時間に関する一定時間N1を、トレーニングデータのうち最も短い、ペットが外敵を見つける行動の継続時間の6割の長さに設定する。
データ解析装置20は、ペットが異変に気づく行動(行動e)に関する閾値PとQ(式(6)参照)を設定できる。具体的には、データ解析装置20は、トレーニングデータ中でペットが異変に気づいている時間中にマイクで集音した音のパワースペクトルが最大となる周波数の最小値をPに設定し、最大値をQに設定する。
データ解析装置20は、ペットが異変に気づく行動(行動e)に関する閾値PとQ(式(6)参照)を設定できる。具体的には、データ解析装置20は、トレーニングデータ中でペットが異変に気づいている時間中にマイクで集音した音のパワースペクトルが最大となる周波数の最小値をPに設定し、最大値をQに設定する。
データ解析装置20は、ペットが異変に気づく行動(行動e)の継続時間に関する閾値Rを、トレーニングデータのうち最も短い、ペットが異変に気づいている行動の継続時間の6割の長さに設定する。
データ解析装置20は、行動の順序の異常状態の判定に関する、遷移確率の下限値に関する閾値Sを、トレーニングデータ中のすべての行動について遷移確率を算出して、その下位5%の遷移確率を設定する。
なお、本発明の実施形態では、動きの判定のために、上記に記載した特徴量や閾値、パラメータを利用しているが、k近傍法やサポートベクターマシンといった機械学習手法を利用して過去に蓄積したデータから適切な特徴量や閾値、パラメータを設定してもよい。
また、本発明の実施形態では、見守り対象者40のペットの行動や状態に関するデータをトレーニングデータとして利用しているが、同一種類の他のペットのデータを転用してもよい。その場合、見守り対象者40のペットと類似性の高い他のペットを詳細な種類(例えば、柴犬やゴールデンレトリバー)、年齢(例えば、3歳)、体のサイズ(例えば、体長90cm)で絞り込んで転用してもよい。
本発明の実施形態では、上記のペットの5種類の行動や状態を見守り対象としたが、ペットの種類やセンサによって特徴や判定基準は変わるため、これらに限られるものでない。具体的に一例を挙げると、データ解析装置20は、センサとして脳波計が用いられる場合は、この脳波で示される、強い刺激を観測した部位によって行動や状態を判定してもよい。
上記の異常判定によって見守り対象者40の異常状態が検知されたら、通報送信部24は、携帯端末装置30に、異常状態の検知に関わる通報を送信する(ステップS2−5)。送信内容には、上記の餌を与える(行動a)からペットが外敵を見つける行動までの5種類のどの行動で異常状態を判定したかを示す、異常行動の種類を含む。
なお、本発明の実施形態における通報送信部24の通報内容は、見守り対象者40の異常判定結果を含めるとしたが、これに限るものでない。例えば、通報内容は、単純に異常の有無を見守り依頼者50に伝えるものでもよく、また、見守り対象者40の異常状態から類推される他の異変や疾患の疑い(例えば、習慣性のある異常行動の場合に、認知症の疑い)に関する内容を見守り依頼者50に伝えるものであってもよい。
図6は、本発明の実施形態における携帯端末装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。
通報受信部31がデータ解析装置20から通報を受信したら(ステップS3−1)、通報表示部32は、通報内容を携帯端末装置30の画面に表示する(S3−2)。
通報受信部31がデータ解析装置20から通報を受信したら(ステップS3−1)、通報表示部32は、通報内容を携帯端末装置30の画面に表示する(S3−2)。
また、通報表示部32は、通報内容を自装置を含む複数台の携帯端末装置に通知しても良い。
また、通報表示部32は、通報時に異常状態の詳細を携帯端末装置30の画面に表示してもよい。具体的に一例を挙げると、通報表示部32は、「餌やりを忘れている」や「散歩時間が長い」といった、見守り対象者40の異常状態と判定された要因を携帯端末装置30の画面に表示してもよく、上記の、異常状態から類推される見守り対象者40の疾患の疑いを情報として「認知症の発症が疑わしい」といったメッセージを携帯端末装置30に通知してもよい。
また、通報表示部32は、通報時に異常状態の詳細を携帯端末装置30の画面に表示してもよい。具体的に一例を挙げると、通報表示部32は、「餌やりを忘れている」や「散歩時間が長い」といった、見守り対象者40の異常状態と判定された要因を携帯端末装置30の画面に表示してもよく、上記の、異常状態から類推される見守り対象者40の疾患の疑いを情報として「認知症の発症が疑わしい」といったメッセージを携帯端末装置30に通知してもよい。
なお、通報内容が見守り依頼者50に伝わるものであれば、通報の表示に限られず、通報表示部32に代わる通報処理部を設けてもよい。具体的に一例を挙げると、通報表示部32を用いる代わりに、電話による音声メッセージや信号音、振動、匂い、味といった、人の聴覚や触覚、嗅覚、味覚で通報内容が見守り依頼者50に伝えるものであってもよい。
また、通報内容の通知先となる携帯端末装置や通知手段を異常状態の種類によって切り替えてもよい。具体的に一例を挙げると、携帯端末装置30は、ペットの興奮状態などから判定された、見守り対象者40の異常状態を電話による音声メッセージでスマートフォンに通知し、飼育行動に起因するペット行動から判定された、見守り対象者40異常状態を電子メールでデスクトップPCに通知しても良い。
以上のように、本発明の実施形態における見守りシステムでは、見守り対象者の愛玩する自律移動オブジェクトを利用して、この自律移動オブジェクトの行動や状態に基づいて、見守り対象者による愛玩行動や、この見守り対象者の身の回りで起きたイベントを間接的に監視し、見守り対象者に関する事故や異変といった異常状態を検知することができる。よって、見守り対象者の行動を機器で直接観測する構成を用いることなく、見守り対象者の異常状態を検知することができる。
このシステムでは、見守り対象者に直接触れるのは行動観測装置10ではなく自律移動オブジェクトであり、見守り対象者は、人の代わりに自律移動オブジェクトに見守られることになるので、機器に見守られる抵抗感を排除できる。また、行動観測装置10による直接の観測対象は見守り対象者40ではなく自律移動オブジェクトであるため、見守り対象者40によるプライバシへの不安も回避できる。
このシステムでは、見守り対象者に直接触れるのは行動観測装置10ではなく自律移動オブジェクトであり、見守り対象者は、人の代わりに自律移動オブジェクトに見守られることになるので、機器に見守られる抵抗感を排除できる。また、行動観測装置10による直接の観測対象は見守り対象者40ではなく自律移動オブジェクトであるため、見守り対象者40によるプライバシへの不安も回避できる。
また、本発明の実施形態における見守りシステムでは、見守り対象者のペットに対する行動を間接的に監視し、見守り対象者がペットを愛玩する行動だけでなく、見守り対象者によるペットの習慣的な飼育行動も間接的に監視することで、さらに多様な事故や異変といった、見守り対象者40の異常状態を検知することができる。よって、自律移動オブジェクトが本来持つ見守りの能力(例えば、ペットが飼い主の外敵を見つけたり異変を察知したりしたら吠えて近隣にそれを伝える能力)を拡張し、見守り対象者の異常状態を検知した事実を、遠く離れた見守り依頼者に伝えることができる。
本発明の実施形態では、住居に住む1人の見守り対象者40に対するシステムであったが、場所は住居に限るものでなく、また、見守り対象者40の人数も1人に限るものでない。具体的に一例を挙げると、オフィスで飼っている各種ペットや学校で飼っている各種ペットを使って、複数人もしくは集団を見守り対象者40にしてもよい。そして、特定の見守り対象者40の異常状態だけでなく、オフィスにおいて人間関係の変化やコミュニケーション活性化を見守るために、オフィスの各社員を見守り対象者40にしても良いし、学校において児童の成長を見守るために、各児童を見守り対象者40にしても良い。
また、本発明の実施形態では、行動観測装置10で観測する自律移動オブジェクトを見守り対象者40の愛玩対象としてのペットとしたが、この自律移動オブジェクトは見守り対象者40の愛玩対象に限るものでなく、見守り対象者40の行動を間接的に観測できる自律移動オブジェクトであればよく、人間であってもよい。具体的に一例を挙げると、老夫婦が行動観測装置10を互いに装着したり、孫のような血縁者もしくは同居者が行動観測装置10を装着したりすることで、見守り対象者40を見守ってもよい。
さらに、本発明の実施形態では、在宅での日常的な見守り対象者40の見守りをサービスの例としているが、自律移動オブジェクトが本来持つ見守りの能力を拡張するものであれば良い。具体的に一例を挙げると、被災地において救助犬にカメラなどのセンサを含む行動観測装置10を装着して、この救助犬の嗅覚による行方不明者探索の能力をセンサによって聴覚や視覚を拡張するといったサービスであってもよい。この場合、見守り対象者40はごく短期的に変化していくものとなる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
また、データ解析装置20に関して実施形態に記載した手法は、計算機(コンピュータ)に実行させることができるプログラム(ソフトウエア手段)として、例えば磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク等)、光ディスク(CD−ROM、DVD、MO等)、半導体メモリ(ROM、RAM、フラッシュメモリ等)等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段(実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む)を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。
10…行動観測装置、11…センサ部、12…データ送信部、20…データ解析装置、21…データ受信部、22…蓄積部、23…行動分析部、24…通報送信部、30…携帯端末装置、31…通報受信部、32…通報表示部、40…見守り対象者、50…見守り依頼者。
Claims (8)
- 自律移動オブジェクトの行動を監視する行動観測装置と、データ解析装置とを有する見守りシステムであって、
前記行動観測装置は、
前記自律移動オブジェクトの行動や状態を検出するセンサ部と、
前記センサ部で検出した前記自律移動オブジェクトの行動や状態のデータを前記データ解析装置に送信するデータ送信部とを具備し、
前記データ解析装置は、
前記データ送信部から送信された前記データを受信するデータ受信部と、
前記データ受信部で受信した前記データを蓄積する蓄積部と、
前記蓄積部が蓄積した前記データに基づいて見守り対象者の異常状態を分析する行動分析部と、
前記行動分析部が前記異常状態を検知したときに、前記異常状態を示す情報を外部に送信する送信部とを具備する
ことを特徴とする見守りシステム。 - 前記自律移動オブジェクトは、前記見守り対象者のペットであり、
前記データ解析装置の前記行動分析部は、
前記見守り対象者が前記ペットを愛玩する行動、および前記見守り対象者による前記ペットの習慣的な飼育行動に基づいて、前記見守り対象者の異常状態を分析する
ことを特徴とする請求項1に記載の見守りシステム。 - 前記行動観測装置は、前記自律移動オブジェクトに装着可能である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の見守りシステム。 - 前記データ解析装置の前記行動分析部は、
前記蓄積部が蓄積した前記データで示される、前記自律移動オブジェクトの所定の状態の変化およびその持続時間に基づいて、前記見守り対象者の異常状態を分析する
ことを特徴とする請求項1に記載の見守りシステム。 - 前記データ解析装置の前記行動分析部は、
前記蓄積部が蓄積した前記データで示される前記自律移動オブジェクトの所定の複数種類の行動や状態の間の遷移確率に基づいて、前記見守り対象者の行動の順序の異常状態を分析する
ことを特徴とする請求項1に記載の見守りシステム。 - 自律移動オブジェクトの行動を監視する行動観測装置と、データ解析装置とを有する見守りシステムに適用される方法であって、
前記行動観測装置は、
前記自律移動オブジェクトの行動や状態を検出し、
前記検出した前記自律移動オブジェクトの行動や状態のデータを前記データ解析装置に送信し、
前記データ解析装置は、
前記送信された前記データを受信し、
前記受信した前記データを蓄積し、
前記蓄積した前記データに基づいて見守り対象者の異常状態を分析し、
前記異常状態を検知したときに、前記異常状態を示す情報を外部に送信する
ことを特徴とする見守り方法。 - 自律移動オブジェクトの行動や状態のデータを受信するデータ受信部と、
前記データ受信部で受信した前記データを蓄積する蓄積部と、
前記蓄積部が蓄積した前記データに基づいて見守り対象者の異常状態を分析する行動分析部と、
前記行動分析部が前記異常状態を検知したときに、前記異常状態を示す情報を外部に送信する送信部とを具備する
ことを特徴とするデータ解析装置。 - 請求項7に記載のデータ解析装置の一部分として動作するコンピュータに用いられるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記データ受信部、前記蓄積部、前記行動分析部、および前記送信部
として機能させるためのデータ解析プログラム。
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