JP7340297B1 - 情報処理端末装置および情報処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本開示により、***物などの対応に関する介護者の負担を軽減し、要介護者の生活行動パターンを予測することができる情報処理端末装置および情報処理システムを提供することである。【解決手段】 本開示の一実施の形態における情報処理端末装置１１０は、記憶部１１２と、通信部１１３と、センサ部１１６とを備える***物を検知する情報処理端末装置１１０である。またセンサ部１１６は、湿度計測手段と、位置情報計測手段とを備え、かつ、情報処理端末装置１１０の空間における位置情報を把握する。記憶部１１２は、センサ部１１６で検知した***物および位置情報に関する情報が記憶され、通信部１１３は、記憶部１１２に記憶されている***物および位置情報に関する情報を送信する情報処理端末装置である。【選択図】図１

Description

本開示は、情報処理端末装置および情報処理システムに関する。

従来からおむつにセンサを取り付け、要介護者が用を足したことを知らせる技術は知られている（特許文献１）。

特開２０２２－７２７６９

特許文献１には、「吸収性物品を着用する着用者に装着される無線識別装置と、前記着用者を介護する介護者が用いる、前記無線識別装置の電波を検知すると、前記着用者の介護に関する情報を出力する介護者用端末と、を備える、情報処理システム。」と記載されている。
しかし、特許文献１は、要介護者のいる場所（位置）や姿勢を検出するものではない。また、要介護者の転倒を検出するものでもない。

本開示の一実施形態である情報処理端末装置は、記憶部と、通信部と、センサ部とを備え、***物を検知する情報処理端末装置であって、前記センサ部は、湿度計測手段と、位置情報計測手段とを備え、かつ、情報処理端末装置の空間における位置情報を把握し、前記記憶部は、前記センサ部で検知した前記***物および前記位置情報に関する情報が記憶され、前記通信部は、前記記憶部が保持した前記***物および前記位置情報に関する情報を送信する情報処理端末装置である。

本開示の一実施形態である情報処理端末装置および情報処理システムによれば、***物などの対応に関する介護者の負担を軽減し、要介護者の生活行動パターンを予測することができるという効果を有する。

本開示の一実施形態における情報処理システム１の機能構成図である。 本開示の一実施形態における情報処理システム１の構成図である。 本開示の一実施形態における情報処理装置１００のブロック図である。 本開示の一実施形態における情報処理端末装置１１０のブロック図である。 本開示の一実施形態における情報処理端末装置１１０の通信部１０３のブロック図である。 本開示の一実施形態における情報処理端末装置１１０のセンサ部１１６のブロック図である。 本開示の一実施形態における情報処理端末装置１１０のデータ構造図である。 本開示の一実施形態における情報処理システム１のアラーム構造図である。 本開示の一実施形態における情報処理システム１のフローチャート（前半）である。 本開示の一実施形態における情報処理システム１のフローチャート（後半）である。

以下、本開示を実施するための形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本開示に係る発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。また、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

[１．構成]
本開示の一実施形態である情情報処理端末装置１１０は、記憶部１１２と、通信部１１３と、センサ部１１６とを備え、***物を検知する情報処理端末装置１１０である。また、センサ部１１６は、湿度計測手段と、位置情報計測手段とを備え、かつ、情報処理端末装置１１０の空間における位置情報を把握する。また、記憶部１１２は、センサ部１１６で検知した***物および位置情報に関する情報が記憶され、通信部１１３は、記憶部１１２に記憶されている***物および位置情報に関する情報を送信する情報処理端末装置である。

図１は、本開示の一実施形態における情報処理システムに関する機能構成図である。
本開示にかかる発明である情報処理端末装置を備えたおむつと、情報処理装置と、情報処理端末装置を備えたトイレットペーパーの芯とを備えている。情報処理端末装置を備えたおむつは、センサ部と通信部とバッテリ部などを備え、情報処理端末装置が収集した情報を受信装置に送る。
情報処理装置の通信部は、おむつやトイレットペーパーの芯から送られてくる情報を受信する。
情報処理端末装置を備えたトイレットペーパーの芯は、センサ部と通信部とバッテリ部とを備え、各情報処理端末装置が収集した情報を情報処理装置に送る。

図２は、本開示の一実施形態における情報処理システム１の構成図である。
情報処理システム１は、情報処理装置１００と、情報処理端末装置１１０Ａ～１１０Ｊ（おむつ、第１の情報処理端末装置）と、情報処理端末装置１２０ａ～１２０ｊ（トイレットペーパーの芯、第２の情報処理端末装置）と、通信ネットワーク１３０とを備えている。
なお、第１の情報処理端末装置１１０Ａ～１１０Ｊは、おむつに備え付けられる情報処理端末装置であり、第２の情報処理端末装置１２０ａ～１２０ｊは、トイレットペーパーの芯に備え付けられる情報処理端末装置であり、原則として、同一の機能を有する。

本開示の一実施形態における情報処理端末装置１１０は、おむつに取り付けることが可能な小型の情報処理端末装置である。
本開示にかかる情報処理端末装置１２０は、トイレットペーパーの芯に取り付けることが可能な小型の情報処理端末装置である。

通信ネットワーク１３０は、イントラネット、無線ＬＡＮ、及び４Ｇや５Ｇ携帯電話システムネットワーク等より構成される。

図３は、本開示の一実施形態における情報処理装置１００のブロックである。図３に示されているように、情報処理装置１００は、制御部１０１と、記憶部１０２と、通信部１０３と、表示部１０４と、操作部１０５とを備えている。
情報処理装置１００は、一般的なＰＣ装置でもようし、タブレットでもよいし、スマホであってもよい。情報処理装置１００の使用場所は、特に限定されず、自宅であってもよいし、介護施設の介護者スタッフルームであってもよい。

制御部１０１は、主にＣＰＵである。制御部１０１は、情報処理装置１００にインストールされたアプリケーション（ソフトウェアプログラム）を実行して、情報処理装置１００を統括制御する。
制御部１０１は、記憶部１０２に格納された情報を読み込み、読み込んだ情報を表示部１０４に表示する命令などを行う。
本開示においては、主に情報処理端末装置１１０などから送られてきたデータの処理、アラームの発報の処理などを行う。

記憶部１０２は、表示部１０４に表示する文字情報、画像情報、動画情報等のデータを格納する。記憶部１０２には、一時記憶としてメモリがあり、永久記憶としてＨＤＤやＳＳＤがある。
メモリは、制御部１０１が処理を行う際のワークエリアとして機能するものである。メモリは、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）及び静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）などである。

通信部１０３は、情報処理装置１００が情報処理装置１００の外部と情報のやり取りを行うものである。具体的には、通信部１０３は、ＬＰＷＡ（ＬｏｗＰｏｗｅｒＷｉｄｅＡｒｅａ）、無線ＬＡＮ等で情報処理装置１００の外部と接続される。
通信部１０３は、主に情報処理端末装置１１０から送信された情報を受信するために使用される。通信部１０３は、複数の周波数を使用するため、それぞれの周波数に対応するアンテナを備えている。通信部１０３は、ＦＳＫ変調方式、またはＬｏＲａ変調方式をデコードする。

表示部１０４は、記憶部１０２に格納されたテキストデータ、画像データ、動画データを出力する。表示部１０４は、ディスプレイ等である。
本開示においては、主に情報処理端末装置１１０から送信された情報に基づいて、おむつ交換の有無、要介護者の位置情報、アラーム発報の確認などに用いられる。

操作部１０５は、情報の入出力のための操作である。具体的には、キーボードや、マウスや、タッチパネルなどである。

図４は、本開示の一実施の形態における情報処理端末装置１１０のブロック構成図である。情報処理端末装置１１０は、制御部１１１と、記憶部１１２と、通信部１１３と、表示部１１４と、操作部１１５と、センサ部１１６と、バッテリ部１１７とを備えている。
情報処理端末装置１１０は、おむつに取り付けることが可能な小型の情報処理端末装置である。具体的には、おむつ内部にポケットを設けて、ポケットの中に入れる。または、***物を吸収する吸収体を張り付け、所定の位置に装着される。

制御部１１１は、主にＣＰＵである。制御部１１１は、情報処理端末装置１１０にインストールされたアプリケーション（ソフトウェアプログラム）を実行して、情報処理端末装置１１０を統括制御する。

記憶部１１２は、表示部１１４に表示する文字情報、画像情報、動画情報等のデータを格納する。記憶部１１２には、一時記憶としてメモリがあり、永久記憶としてＨＤＤや王サブＳＳＤがある。
メモリは、制御部１１１が処理を行う際のワークエリアとして機能するものである。メモリは、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）及び静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）などである。

通信部１１３は、情報処理端末装置１１０が情報処理端末装置１１０の外部と情報のやり取りを行うものである。具体的には、通信部１１３は、ＬＰＷＡ（ＬｏｗＰｏｗｅｒＷｉｄｅＡｒｅａ）、無線ＬＡＮなどで情報処理端末装置１１０の外部と接続される。
通信部１１３は、主に情報処理端末装置１１０から情報を送信するために使用される。通信部１１３は、複数の周波数を使用するため、それぞれの周波数に対応するアンテナを備えている。

表示部１１４は、記憶部１１２に格納された操作情報、テキストデータ、画像データなどを出力する。表示部１１４は、液晶ディスプレイ等である。

操作部１１５は、情報処理端末装置１１０に対する情報の入出力のための操作である。具体的には、物理的なボタンスイッチや液晶ディスプレイに表示されたアイコンなどである。

センサ部１１６は、***物の情報を検知するための温湿度計と、位置情報を取得するための３軸加速度計と、３軸ジャイロスコープと、および大気圧計とを備えている。
温湿度計と、３軸加速度計と、３軸ジャイロスコープと、および大気圧計との計測の順番は、特に限定されない。
計測するタイミングは、１ミリ秒毎でもよいし、１秒毎でもよいし、１０秒毎でもよいし、１分毎でもよい。
位置情報は、空間における絶対的な位置でもよいし、初期状態の位置から移動した相対的な位置でもよい。

バッテリ部１１７は、情報処理端末装置１１０を駆動するための電力源である。バッテリ部１１７は、具体的には、ボタン電池などである。
なお、外部からＵＳＢケーブルなどで充電してもよい。

図５は、本開示の一実施の形態における通信部１０３と通信部１１３の概念を示した構成図である。
通信部１０３と通信部１１３は、ＦＳＫ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調方式とＬｏＲａ（ＬｏｎｇＲａｎｇｅ）変調方式を備えている。電波環境によりＦＳＫとＬｏＲａを使い分けることが可能である。
なお、ＬｏＲａは、チャープスペクトラム拡散と呼ばれる独自の変調方式を採用することで、低消費電力ながら長い距離を通信することが可能なＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）向けの省電力広域無線通信（ＬＰＷＡ：ＬｏｗＰｏｗｅｒＷｉｄｅＡｒｅａ）の技術規格の一つ通信規格である。

通信部１０３と通信部１１３は、９００ＭＨｚ帯の周波数と４００ＭＨｚ帯の周波数を備えている。電波環境により９００ＭＨｚ帯の周波数と４００ＭＨｚ帯の周波数を使い分けることが可能である。

キャリアセンスとは、データ送信を開始する前に他の無線局がデータ送信を開始しようとする無線リソースを使用していないか確認し、他無線機が同じ無線リソースを使用中であれば、同一周波数での送信を行わないことで干渉を回避する仕組みである。

本開示では、９００ＭＨｚ帯の周波数または４００ＭＨｚ帯の周波数のいずれか一方の周波数帯域内において、キャリアセンスを行う。
ＦＳＫ変調方式の場合には、データ送信をしようとする無線リソースが他の無線局によって使用されている場合には、他の周波数の無線リソースを使用するように移動する。一方、ＬｏＲａ通信方式には、広帯域のためＦＳＫ変調方式に移行する。

図６は、本開示の一実施の形態におけるセンサ部１１６の概念を示した構成図である。
センサ部１１６は、湿度計測手段、および位置情報計測手段を備えている。
湿度計測手段は、温湿度計１１６Ａを備えている。また、位置情報計測手段は、３軸加速度計１１６Ｂと、３軸ジャイロスコープ１１６Ｃと、大気圧計１１６Ｄとを備えている。

温湿度計１１６Ａは、温湿度計の周辺の温度と湿度を計測するものである。情報処理端末装置１１０は、おむつの内側に設置されているため、***物がおむつ内にある場合と、***物がおむつ内にない場合とでは、おむつ内の温度および湿度は、大きく異なる。
一般的に、***物が出された直後は、おむつ内の温度湿度が急激に上昇する。その後、しばらくすると温度が低下するが、湿度は高いままである。
湿度計には、いくつかの方式があるが、半導体など用いた電気式湿度計を採用する。気式湿度計は、公共的な気象観測に用いられる容量性及び抵抗性の高分子膜を用いる。
なお、湿度は相対湿度空気中の水蒸気量の割合を表したものである。

３軸加速度計１１６Ｂは、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の加速度を測定するセンサである。３軸加速度計１１６Ｂは、加速度を測定し信号処理をすることでおむつの動き、振動、衝撃を検知することが可能である。
具体的には、３軸加速度計１１６Ｂで測定した加速度を処理することによって、ベッドで寝ている状態から立ち上がる状態への変化、トイレに移動する際の動き、転倒してしまった場合の動きなどを検知することが可能である。

３軸ジャイロスコープ１１６Ｃは、回転方向の検出をすることができるセンサである。３軸ジャイロスコープ１１６Ｃは、コリオリの力による信号を同期検波し、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の角速度を求めることで回転を検出する。
具体的には、３軸ジャイロスコープ１１６Ｃで測定した角速度を処理することによって、転倒時の回転などを検出することが可能である。

大気圧計１１６Ｄは、高低差を検出するセンサである。具体的には、大気圧計１１６Ｄで測定した気圧を処理することによって、トイレで座ったり立ち上がったりする際の動き、転倒してしまった場合の動きなどを検知することが可能である。
また、大気圧により体調や健康状態が変わる場合があるため、大気圧を計測しておく意義がある。

情報処理端末装置１２０は、トイレットペーパーの芯に取り付ける情報処理端末装置である。
要介護者は、おむつをしていてもトイレに行き、用を足す。その際、トイレットペーパーを使用する。トイレットペーパーの芯の回転に起因して、情報処理端末装置１２０が回転する。どの要介護者（情報処理端末装置１１０）がトイレに行っているかを検知することできる。
なお、要介護者は自宅にいてよいし、介護施設にいてもよい。

図７は、情報処理端末装置１１０から情報処理装置１００へ送信される情報のデータ構造１４０の一例である。
制御部１１１は、センサ部１１６で取得したデータを記憶部１１２に格納する。データ構造１４０は、記憶部１１２部に格納されたデータの構造である。データの形式は、テキスト形式でもｃｓｖ形式でも、ＸＭＬ形式でもよい。
データ構造１４０の最初に情報を検知した時刻が記録される。次にどの情報処理端末装置１１０の情報なのかを判断するため、情報処理端末装置１１０に割り当てられた端末ＩＤが記録される。次に温度、および湿度の方法が記録される。次にＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の加速度が記録される。次にＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の角速度が記録される。最後に大気圧が記録される。

情報処理装置１００の通信部１０３は、情報処理端末装置１１０の通信部１１３から送信されたデータを受信する。データの正常性の確認として、ＣＲＣ１６を用いてもよい。データを正常に受信できなかった場合、またはデータを受信できなかった場合には、情報処理装置１００は、情報処理端末装置１１０に対して、データの再送要求をしてもよい。
また、通信部１１３は、送信データは暗号化してもよい。暗号により個人情報を含むデータを傍受されたり、改ざんされたりすることを排除する。通信部１０３は、受信する際に、復号する。暗号方式は、例えば、ＡＥＳ１２８である。
なお、送信データは、圧縮してもよい。

通信部１０３がデータを受信後、制御部１０１は、データを記憶部１０２に格納する。
制御部１０１は、予め決められた移動平均に従って、位置情報を算出する。寝ている状態か、立っている状態か、座っている状態かを判断する。この際、対象者の身長、健康状態（歩行可、車椅子、松葉杖やギプスなど）などを参酌してもよい。

情報処理装置１００は、記憶部１０２に格納されたデータを機械学習することが可能である。インターネットを通じて、ディープラーニングなどのＡＩ技術を利用することによって、情報処理端末装置１１０の生活行動パターンを学習することが可能である。
すなわち、情報処理装置１００は、***物情報、位置情報、日時などを教師データをとして機械学習することにより、情報処理端末装置１１０が何時頃に何処で***物などをするかを予想することができる。
より具体的には、例えば、介護者は「要介護者が毎日〇〇時〇〇分頃にトイレに行き、用を足す」などの生活行動パターンを把握することができる。

情報処理装置１００は、アラームを発報してもよい。
例えば、位置情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の処理から移動していない（Ｘ、Ｙの変化が少ない）のに高さ情報（Ｚ）が５０ｃｍ下がっている場合には、転倒している可能性が考えられる。このような場合には、即座に駆け付ける必要がある。そのため、情報処理装置１００は、アラームを発報して、表示部１０４に表示してもよい。また、アラーム音を発して、情報処理装置１００の周辺にいる者へ注意を促してもよい。
なお、おむつの交換時には、情報処理端末装置の電源をＯＦＦにしておいてもよい。

温湿度については、一定の温度閾値、および一定の湿度閾値を超えた場合に、おむつ交換時期として、アラームを発報してもよい。例えば、温度閾値として３０℃など、湿度閾値として８０％などである。
一定の閾値を超えるという条件に変えて、湿度の変化率が所定の数値を超えた場合に、おむつ交換時期として、アラームを発報してもよい。

図８は、情報処理装置１００が発報するアラームのデータ構造１５０の一例である。
最初に事象が起きた時刻を表示する。次にどの情報処理端末装置１１０の情報なのかを判断するため、情報処理端末装置１１０に割り当てられた端末ＩＤが記録される。
次にアラームの重要度である。すべてのアラームが同じ重要度・緊急度を有するのではない。事象ごとに違う重要度・緊急度なのが普通である。例えば、最重要を転倒、赤色とし、重要をおむつ交換、黄色などにすることが可能である。

アラームＩＤは、アラームを特定するための識別子である。アラーム詳細は、アラームの詳細情報である。次にそのアラームに対する対処法である。アラームの対処法としては、おむつの交換、すぐに駆け付けるなどである。確認ボックスは、アラームの対処法を実施したか否かのフラグである。介護補助者が複数いる場合に、誰がいつやったのかを明確にしておく必要がある。対応者に紐づいて管理されてもよい。対応完了時刻は、対応が完了して、アラームが解除された時刻である。

図９は、本開示の一実施の形態における情報処理端末装置１１０のフローチャートである。
情報処理端末装置１１０の電源がＯＮにされると、制御部１１１が初期プログラムを起動し、***物、位置情報、およびトイレ情報を検知できる状態に移行する（Ｓ１０）。
なお、トイレ情報とは、トイレットペーパーの使用に基づき、患者がトレイを使用している情報をいう。

センサ部１１６は、制御部１１１の指令を受けて、所定の間隔で***物情報（Ｓ２０）、位置情報（Ｓ２１）、およびトイレ情報（Ｓ２２）を検知する。

***物情報は、温湿度計１１６Ａで計測される。湿度は、相対湿度である（Ｓ２０）。位置情報は、３軸加速度計、３軸ジャイロスコープ、および大気圧計により計測される（Ｓ２１）。トイレ情報は、３軸ジャイロスコープにより計測される。計測された情報は、データ構造１４０で記憶部１１２に格納される。

一定期間において情報が記憶部１１２に格納された後、通信部１１３は、制御部１１１の指令を受けて、データを情報処理装置１００へ送信するための準備に入る。
先ず、周波数、すなわち４００ＭＨｚ帯、または９００ＭＨｚ帯のいずれかを選択する（Ｓ３０）。
次に変調方式、すなわちＦＳＫ、またはＬｏＲａのいずれかを選択する（Ｓ４０）。

次にキャリアセンスにより、データを送信するための無線リソースが空いているか否かを確認する（Ｓ５０）。
無線リソースが空いていれば、その無線リソースを割り当て（Ｓ６０）、そのままデータを送信する（Ｓ７０）。
無線リソースが空いていなければ、周波数の選択にもどり、変調方式の選択を行い、他の無線リソースを探して、割り当てる。

情報処理装置１００の通信部１０３は、情報処理端末装置１１０からのデータを受信する（Ｓ８０）。
情報処理装置１００の記憶部１０２は、制御部１０１の指令を受けて、受信したデータを記憶する（Ｓ９０）。

制御部１０１は、予め決められた移動平均に従って、データを処理して、***物情報、位置情報、およびトイレ情報を算出する（Ｓ１００）。

制御部１０１は、***物情報に基づき、おむつの交換が必要な場合には、重要アラームを発報して、表示部１０４に表示もよい（Ｓ１１０）。
位置情報により、患者が転倒していると判断された場合には、制御部１０１は、最重要アラームを発報して、表示部１０４に表示もよい。また、情報処理装置１００からアラーム音を発して周囲に注意を促してもよい。

[２．効果]
本開示の一実施形態である情報処理端末装置および情報処理システムによれば、***物などの対応に関する介護者の負担を軽減し、介護者の生活行動パターンを予測することができるという効果を有する。
要介護者のいる場所（位置）を把握することができ、要介護者の転倒の際に迅速に対応することができるという効果を有する。

１ 情報処理システム
１００ 情報処理装置
１１０ 情報処理端末装置（おむつ）
１１１ 制御部
１１２ 記憶部
１１３ 通信部
１１４ 表示部
１１５ 操作部
１１６Ａ 温湿度計
１１６Ｂ ３軸加速度計
１１６Ｃ ３軸ジャイロスコープ
１１６Ｄ 大気圧計
１１７ バッテリ部
１２０ 情報処理端末装置（トイレットペーパーの芯）
１３０ 通信ネットワーク
１４０ データ構造
１５０ アラームのデータ構造

Claims (1)

1. ***物を吸収する吸収剤を含むおむつに装着された第１の情報処理端末装置と、
   前記第１の情報処理端末装置から***物情報および位置情報を受信する情報処理装置とからなる情報処理システムであって、
   前記第１の情報処理端末装置は、第１の記憶部と、第１の通信部と、第１のセンサ部とを備え、
   前記第１のセンサ部は、湿度計測手段と、第１の位置情報計測手段とを備え、
   前記湿度計測手段は***物を検知し、
   前記第１の位置情報計測手段は、前記第１の情報処理端末装置の空間における第１の位置情報を計測し、
   前記第１の記憶部は、前記第１のセンサ部で検知した前記***物情報および前記第１の位置情報を保持し、
   前記第１の通信部は、前記第１の記憶部が保持した前記***物情報および前記第１の位置情報を前記情報処理装置に送信し、
   前記情報処理装置は、受信した前記***物情報および前記第１の位置情報を表示部に表示させ、かつ、要介護者が転倒したと判断した場合にアラームを前記表示部に表示させ、
   前記要介護者が使用するトイレにおいて、トイレットペーパーの芯に第２の情報処理端末装置をさらに備え、
   前記第２の情報処理端末装置は、第２の記憶部と、第２の通信部と、第２のセンサ部とを備え、
   前記第２のセンサ部は、第２の位置情報計測手段とを備え、
   前記第２の位置情報計測手段は、前記第２の情報処理端末装置の空間における第２の位置情報および回転情報を把握し、
   前記第２の記憶部は、前記第２のセンサ部で検知した前記第２の位置情報および前記回転情報を保持し、
   前記第２の通信部は、前記第２の記憶部が保持した前記第２の位置情報および前記回転情報を前記情報処理装置に送信し、
   前記情報処理装置は、前記第１の位置情報および第２の位置情報および前記回転情報を学習し、前記要介護者の生活行動パターンを予測する情報処理システム。