JP7415167B2 - 生体運動誘導システム、生体運動誘導方法及びプログラム - Google Patents
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Description
また、生体運動測定部が圧力センサを備えることにより、例えば、使用者の呼吸運動に基づく圧力値の変化量、並びに、呼気及び吸気にかかる時間を算出することができる。使用者の呼吸運動に基づく圧力値の変化量と、その変化量に関する基準値又は基準領域とを比較し、その比較結果に基づいて音楽の速度を変更することが可能になる。
使用者は、聞いている音楽の速度が速くなることにより、生体運動の変化量が基準値より大きいことに気付き、音楽の速度を遅くするために、生体運動の変化量を遅くするようになる。
使用者は、聞いている音楽の速度が遅くなることにより、生体運動の変化量が基準値より小さいことに気付き、音楽の速度を速くするために、生体運動の変化量を速くするようになる。
使用者は、聞いている音楽の速度が変更されないことにより、生体運動の変化量が基準値であることを認識し、音楽の速度を維持するために、生体運動の変化量を維持するようになる。
使用者は、聞いている音楽の速度が速くなることにより、生体運動の変化量が基準領域より大きいことに気付き、音楽の速度を遅くするために、生体運動の変化量を遅くするようになる。
使用者は、聞いている音楽の速度が遅くなることにより、生体運動の変化量が基準領域より小さいことに気付き、音楽の速度を速くするために、生体運動の変化量を速くするようになる。
使用者は、聞いている音楽の速度が変更されないことにより、生体運動の変化量が基準領域の範囲内であることを認識し、音楽の速度を維持するために、生体運動の変化量を維持するようになる。
過去に取得した使用者の生体運動の変化量により、変化量に関する基準値を補正することで、過去の使用者の状態を考慮して生体運動を誘導することが可能になる。
圧力センサを着座部材に設けることで、使用者を着座させた状態で生体運動を測定することができ、使用者にかかる負担を緩和し、使用者にはリラックスした状態で生体運動を調整させることができる。
また、使用者は、聞いている音楽の速度が速くなることにより、生体運動の変化量が基準値より大きいことに気付き、音楽の速度を遅くするために、生体運動の変化量を遅くするようになる。
また、使用者は、聞いている音楽の速度が遅くなることにより、生体運動の変化量が基準値より小さいことに気付き、音楽の速度を速くするために、生体運動の変化量を速くするようになる。
また、使用者は、聞いている音楽の速度が変更されないことにより、生体運動の変化量が基準値であることを認識し、音楽の速度を維持するために、生体運動の変化量を維持するようになる。
本発明では、使用者の生体運動を測定しつつその変化量を算出して、その変化量に関する基準領域とを比較し、その比較結果に応じて音楽の速度(テンポ)を変更する。使用者は、音楽の速度(テンポ)が変更されたことに気付くことにより、自分自身の生体運動を調整することができる。使用者は音楽を聞きながら生体運動を調整するため、生体運動誘導システムは、使用者が楽しく感じられながら、生体運動を誘導することができる。
また、使用者は、聞いている音楽の速度が速くなることにより、生体運動の変化量が基準領域より大きいことに気付き、音楽の速度を遅くするために、生体運動の変化量を遅くするようになる。
また、使用者は、聞いている音楽の速度が遅くなることにより、生体運動の変化量が基準領域より小さいことに気付き、音楽の速度を速くするために、生体運動の変化量を速くするようになる。
また、使用者は、聞いている音楽の速度が変更されないことにより、生体運動の変化量が基準領域の範囲内であることを認識し、音楽の速度を維持するために、生体運動の変化量を維持するようになる。
また、過去に取得した使用者の生体運動の変化量により、変化量に関する基準値を補正することで、過去の使用者の状態を考慮して生体運動を誘導することが可能になる。
また、生体運動測定部が圧力センサを備えることにより、例えば、使用者の呼吸運動に基づく圧力値の変化量、並びに、呼気及び吸気にかかる時間を算出することができる。使用者の呼吸運動に基づく圧力値の変化量と、その変化量に関する基準値又は基準領域とを比較し、その比較結果に基づいて音楽の速度を変更することが可能になる。
また、圧力センサを着座部材に設けることで、使用者を着座させた状態で生体運動を測定することができ、使用者にかかる負担を緩和し、使用者にはリラックスした状態で生体運動を調整させることができる。
図1から図3を参照しながら、呼吸誘導システム1の構成について説明する。図1は、呼吸誘導システム1が搭載されたシートSの斜視図、図2は呼吸誘導システムのハードウェア構成図、図3は呼吸誘導システム1の機能ブロック図である。使用者は、呼吸誘導システム1を使用して、呼吸運動を整える呼吸トレーニングを実施する。
圧力センサ16は、例えば抵抗式のセンサであり、シートSのシートバックS2に取り付けられ、使用者が着座してシートバックS2に触れた状態において、使用者から圧力を受けて圧力センサ16が変形し、この変形に伴う抵抗値の変化から圧力を検出するものである。本実施形態では、圧力センサ16は、使用者が呼吸することにより受ける圧力値を測定し、使用者の呼吸の状態を測定するために用いられる。呼吸誘導システム1では、図1に示すように、二個の圧力センサ16が、シートバックS2において、シート幅方向に並べて配置される。
なお、圧力センサ16は、二つに限らず、一個でもよく、三つ以上の複数の圧力センサ16がシートバックS2に配置されてもかまわない。また、圧力センサ16はシートクッションS1に配置されてもよい。
以下、呼吸誘導システム1に備えられる上記の各部の機能について説明する。
なお、「音楽」とは、音の長短・高低・強弱・音色などを組み合わせて演奏されるものであるが、メトロノームのように周期的断続音により所定のテンポで音を発生する場合も含むものとする。
つぎに、図4を参照しながら、呼吸誘導システム1を用いた呼吸トレーニングについて説明する。
呼吸トレーニングでは、大きく二つのモード、一定リズムの音に合わせて呼吸することを練習して変化量の基準値を設定する練習モードM01と、音楽に合わせて呼吸を訓練するトレーニングモードM02とに分かれている。
練習モードM01では、呼吸誘導システム1は、使用者が所定のリズムに合わせて呼吸できるよう呼吸の練習をさせる。このとき表示装置14に数字を表示し、数字の変化に合わせて息を吸ったり吐いたりすることを説明する。例えば、数字が上がると息を吸い、数字が下がると息を吐くことを示し、練習モードM01では4秒間息を吸って次の4秒間息を吐くことを説明する。
また、練習モードM01では、1分間に60拍(60BPM)で、メトロノームのような周期的断続音を発生させ、その音に合わせて息を吸ったり吐いたりするようにする。
使用者は、音と数字に合わせて息を吸ったり吐いたりする。情報表示部25と音楽生成部23は、この処理を3回繰り返す。この繰り返し回数は3回に限定されず任意に設定することができる。
使用者が呼吸している間、生体運動測定部22は、使用者が呼吸することにより変化する圧力センサ16からの圧力値を取得する(S103)。また、変化量比較部24は、単位時間当たりの圧力値の変化量を算出する。そして、情報記憶部21が圧力値の変化量を、使用者の変化量の基準値として記憶装置12に記憶する(S104)。
練習モードM01が終了した後、呼吸誘導システム1は、音楽に合わせて呼吸を訓練するトレーニングモードM02を実行する。
トレーニングモードM02では、表示装置14にカウントダウンの数字を表示した後、呼吸誘導処理を開始する(S105)。
以下では、呼吸誘導処理について図5を参照しながら説明する。なお、圧力値の変化量は、吸気の場合は正の値、呼気の場合は負の値となるが、図5に示す呼気誘導処理において、呼気の場合の変化量についてはその絶対値に基づいて判定している。
変化量が基準値と同じである場合(S205でNo)、音楽生成部23は、再生中のテンポを変更することなく生成し、その音楽を音出力装置15により再生する(S208)。
なお、S203~S205は変化量比較ステップである。
ステップS204において、変化量比較部24は、基準値を中心とした所定範囲内である基準領域と比較する。算出した変化量が、基準領域より大きい、すなわち、上限値である基準値の1.1倍より大きい場合(S204でYes)、音楽生成部23は、再生中の音楽のテンポが速くなるように音楽を生成し、テンポが速くなった音楽を音出力装置15により再生する(S206)。
一方、音楽のテンポが遅くなった場合、使用者は呼吸の量が小さく圧力値の変化量が小さいことに気付くことができる。使用者は、呼吸トレーニング中、呼吸の量を大きくして音楽のテンポを速くするよう努めるようになる。
このように、使用者は呼吸誘導システム1により再生される音楽を聞きながら呼吸を調整し、音楽が終わるまで呼吸トレーニングを実施する。
使用者による音楽の再生時間が、本来の音楽の再生時間に近い場合、呼吸が整っていると判断し、呼吸誘導システム1は、使用者にヨガリスト(ヨガの達人)の称号を与える内容の画像を表示装置14に表示する。
例えば、以下の式(1)~式(3)により補正基準値を求める。
まず、初回(n=1)の補正基準値を求める。Sc(0)は初回の計算で使用する補正基準値で標準基準値(デフォルトの基準値)である。
Ce(1)=Er―Sc(0) (1)
Cv=(Ce(1)/1[秒数])×W (2)
Sc(1)=Sc(0)+Cv (3)
初回以降は、求められた補正基準値を使用する。n回目の補正基準値については以下の式(1)~(3)により求める。
Ce(n)=Er-Sc(n-1) (1)
Cv(n)=(Ce(n)/ns[秒数])×W (2)
Sc(n)=Sc(n-1)+Cv(n) (3)
この計算を呼吸トレーニングが終了するまで繰り返し計算する。ただし、nは整数、Ce(n)はn回目の累計誤差値、Erは誤差、Sc(n)はn回目の補正基準値、Cv(n)はn回目の補正値、nsは秒数、Wは重み係数とする。重み係数Wの値は、例えば0.2である。
自動運転車が自動運転モードに入ったとき、呼吸誘導システム1が起動して、乗員を呼吸によりリラックス状態に導く。呼吸誘導システム1の起動は、自動運転モードに入ったときに自動で呼吸誘導システム1が起動するようにしてもよい。また、自動運転モードに入った後、乗員により手動で呼吸誘導システム1が起動するようにしてもよい。
呼吸誘導システム1が自動で起動する場合、手動運転に切り替えるタイミングを予測して実行する。例えば、自動運転モードで走行中に、手動運転する区間への到着予想時刻より15分前に呼吸誘導システム1を起動して、乗員の覚醒を導くようにする。
このように、呼吸誘導システム1を自動運転車に適用することで、乗員に対してリラックス状態に導いたり、覚醒を導いたりすることが可能である。
S シート(着座部材)
S1 シートクッション
S2 シートバック
S3 ヘッドレスト
10 ECU
11 プロセッサ
12 記憶装置
13 入力装置
14 表示装置
15 音出力装置
16 圧力センサ
17 入出力インターフェース
21 情報記憶部
22 生体運動測定部
23 音楽生成部
24 変化量比較部
25 情報表示部
30 キャラクタ
Claims (12)
- 使用者の生体運動を誘導する生体運動誘導システムであって、
前記使用者の前記生体運動を測定する生体運動測定部と、
前記生体運動測定部が前記生体運動を測定している間、前記使用者に聞かせる音楽を生成する音楽生成部と、
前記生体運動測定部が測定した前記生体運動の単位時間当たりの変化量を算出し、算出した前記変化量と該変化量に関する基準値とを比較する変化量比較部とを備え、
前記音楽生成部は、前記変化量比較部による比較結果に基づいて、前記音楽の速度を変更して前記音楽を生成し、
前記生体運動測定部は、前記使用者の前記生体運動により受ける圧力を測定する圧力センサを備えることを特徴とする生体運動誘導システム。 - 前記音楽生成部は、前記変化量が前記基準値より大きい場合、前記音楽の速度を速くして前記音楽を生成することを特徴とする請求項1に記載の生体運動誘導システム。
- 前記音楽生成部は、前記変化量が前記基準値より小さい場合、前記音楽の速度を遅くして前記音楽を生成することを特徴とする請求項1又は2に記載の生体運動誘導システム。
- 前記音楽生成部は、前記変化量が前記基準値と同じである場合、前記音楽の速度を変更せず前記音楽を生成することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の生体運動誘導システム。
- 使用者の生体運動を誘導する生体運動誘導システムであって、
前記使用者の前記生体運動を測定する生体運動測定部と、
前記生体運動測定部が前記生体運動を測定している間、前記使用者に聞かせる音楽を生成する音楽生成部と、
前記生体運動測定部が測定した前記生体運動の単位時間当たりの変化量を算出し、算出した前記変化量と、該変化量に関する基準値を中心とした所定範囲内である基準領域とを比較する変化量比較部と、を備え、
前記音楽生成部は、前記変化量比較部による比較結果に基づいて、前記音楽の速度を変更して前記音楽を生成し、
前記生体運動測定部は、前記使用者の前記生体運動により受ける圧力を測定する圧力センサを備えることを特徴とする生体運動誘導システム。 - 前記音楽生成部は、前記変化量が前記基準領域より大きい場合、前記音楽の速度を速くして前記音楽を生成することを特徴とする請求項5に記載の生体運動誘導システム。
- 前記音楽生成部は、前記変化量が前記基準領域より小さい場合、前記音楽の速度を遅くして前記音楽を生成することを特徴とする請求項5又は6に記載の生体運動誘導システム。
- 前記音楽生成部は、前記変化量が前記基準領域の範囲内である場合、前記音楽の速度を変更せず前記音楽を生成することを特徴とする請求項5から7のいずれか一項に記載の生体運動誘導システム。
- 使用者の生体運動を誘導する生体運動誘導システムであって、
前記使用者の前記生体運動を測定する生体運動測定部と、
前記生体運動測定部が前記生体運動を測定している間、前記使用者に聞かせる音楽を生成する音楽生成部と、
前記生体運動測定部が測定した前記生体運動の単位時間当たりの変化量を算出し、算出した前記変化量と該変化量に関する基準値とを比較する変化量比較部とを備え、
前記音楽生成部は、前記変化量比較部による比較結果に基づいて、前記音楽の速度を変更して前記音楽を生成し、
前記変化量の前記基準値は、前記生体運動測定部により過去に測定された前記使用者の前記生体運動の変化量によって補正されることを特徴とする生体運動誘導システム。 - 前記圧力センサは、前記使用者が着座する着座部材に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の生体運動誘導システム。
- センサを有するコンピュータを用いた使用者の生体運動を誘導する生体運動誘導方法であって、前記センサは、前記使用者の前記生体運動により受ける圧力を測定する圧力センサであり、
前記センサにより前記使用者の前記生体運動を測定する生体運動測定ステップと、
前記コンピュータが、前記使用者に聞かせる音楽を、前記センサが前記生体運動を測定している間、生成する音楽生成ステップと、
前記コンピュータが、取得した前記生体運動を単位時間当たりの変化量を算出し、算出した前記変化量と該変化量に関する基準値とを比較する変化量比較ステップと、を含み、
前記コンピュータは、前記変化量比較ステップで比較した結果に基づいて、前記音楽の速度を変更して前記音楽を生成することを特徴とする生体運動誘導方法。 - センサを有するコンピュータによりプログラムとして実行される、使用者の生体運動を誘導するプログラムであって、前記センサは、前記使用者の前記生体運動により受ける圧力を測定する圧力センサであり、
前記センサにより前記使用者の前記生体運動を測定する生体運動測定ステップと、
前記コンピュータが、前記使用者に聞かせる音楽を、前記センサが前記生体運動を測定している間、生成する音楽生成ステップと、
前記コンピュータが、取得した前記生体運動の単位時間当たりの変化量を算出し、算出した前記変化量と該変化量に関する基準値とを比較する変化量比較ステップと、を含み、
前記コンピュータは、前記変化量比較ステップで比較した結果に基づいて、前記音楽の速度を変更して前記音楽を生成することを特徴とするプログラム。
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