JP5402253B2 - Operation evaluation apparatus and program - Google Patents
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Description
本発明は、動作評価装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to an operation evaluation apparatus and a program.
近年、鍵盤にLEDを設け、鍵盤を光らせて押鍵を指示する装置が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。また、鍵盤にLEDが設けられた楽器を用いて、ゲームを行ったり動体視力の訓練をしたりする装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。また、近年、図形課題を提示し、脳機能を測定する装置が提案されている(例えば、特許文献4、5参照)。 In recent years, an apparatus has been proposed in which an LED is provided on a keyboard and the keyboard is illuminated to instruct key depression (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In addition, a device for playing a game or training a moving visual acuity using a musical instrument having an LED provided on a keyboard has been proposed (see, for example, Patent Document 3). In recent years, an apparatus for presenting a graphic problem and measuring a brain function has been proposed (see, for example, Patent Documents 4 and 5).
ところで、従来の脳機能の測定方法においては、人がパターンを覚えて提示して、被験者に対して課題提示し、その結果を人が判断していたため、測定結果を数値的に算出することができなかった。また、鍵盤上でのガイドは、提示と同時に鍵盤を弾くように促すものが多く、不慣れな者にとってはガイドに追いついていくのが困難であったため、利用者が楽しく練習することが出来ず、またその測定結果を数値的に算出することもできなかった。
本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、脳機能の測定や脳機能の活性化を従来と比較して容易に行うことのできる技術を提供することを目的とする。
By the way, in the conventional method for measuring brain function, a person remembers and presents a pattern, presents a subject to a subject, and the person judges the result, so the measurement result can be calculated numerically. could not. Also, the guide on the keyboard often prompts to play the keyboard at the same time as it is presented, and it was difficult for an unfamiliar person to keep up with the guide, so the user could not practice happily, In addition, the measurement result could not be calculated numerically.
The present invention has been made in view of the above-described background, and an object of the present invention is to provide a technique that can easily perform brain function measurement and brain function activation as compared with the related art.
上記課題を解決するために、本発明は、利用者の動作タイミングを複数の音で構成されるリズムパターンで報知するための複数のタイミングデータを記憶するタイミングデータ記憶手段と、前記タイミングデータ記憶手段に記憶された複数のタイミングデータに基づいて順次利用者の動作タイミングをリズムパターンで報知した後、再び前記複数のタイミングデータのうちの所定のタイミングデータに基づいて利用者の動作タイミングをリズムパターンで報知する動作タイミング報知手段と、前記利用者に把持または装着されて移動可能な操作子と、前記操作子に設けられ、該操作子の運動を検出し、該検出結果に基づいて、前記利用者の動作を検出する動作検出手段と、前記タイミングデータと前記利用者の動作態様との対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、前記動作タイミング報知手段によって参照されたタイミングデータに対応する利用者の動作態様を、前記対応関係記憶手段内を参照して特定し、前記動作タイミング報知手段によって前記動作タイミングが報知されてから予め定められた期間において、前記特定した利用者の動作態様と前記動作検出手段が検出する複数の動作のそれぞれとの比較に基づいて前記利用者の動作を評価する評価手段とを具備することを特徴とする動作評価装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a timing data storage means for storing a plurality of timing data for informing a user's operation timing by a rhythm pattern composed of a plurality of sounds, and the timing data storage means after the sequential operation timing of the user based on the stored plurality of timing data it has been notified by the rhythm pattern, the operation timing of the user based on a predetermined timing data among again the plurality of timing data in the rhythm pattern An operation timing notifying means for notifying, an operator that can be moved by being gripped or attached to the user, a motion of the operator that is provided on the operator, and detecting the movement of the operator, and based on the detection result, the user a movement detecting means for detecting the operation to store a correspondence relationship between the operating mode of the user and the timing data A correspondence relation storage unit, the operation mode of the user corresponding to the reference timing data by the operation timing notification means, said specified by referring to the correspondence relationship storage means, the operation timing by the operation timing notification means Evaluation means for evaluating the user's operation based on a comparison between the specified user's operation mode and each of the plurality of operations detected by the operation detection unit in a predetermined period after the notification. Provided is an operation evaluation apparatus characterized by comprising.
また、本発明は、利用者の動作タイミングを複数の音で構成されるリズムパターンで報知するための複数のタイミングデータを記憶するタイミングデータ記憶手段と、前記タイミングデータ記憶手段に記憶された複数のタイミングデータをランダムな順番で選択し、選択した順番で利用者の動作タイミングをリズムパターンで報知する動作タイミング報知手段と、前記利用者に把持または装着されて移動可能な操作子と、前記操作子に設けられ、該操作子の運動を検出し、該検出結果に基づいて、前記利用者の動作を検出する動作検出手段と、前記タイミングデータと前記利用者の動作態様との対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、前記動作タイミング報知手段によって参照されたタイミングデータに対応する利用者の動作態様を、前記対応関係記憶手段内を参照して特定し、前記動作タイミング報知手段によって前記動作タイミングが報知されてから予め定められた期間において、前記特定した利用者の動作態様と前記動作検出手段が検出する複数の動作のそれぞれとの比較に基づいて前記利用者の動作を評価する評価手段とを具備することを特徴とする動作評価装置を提供する。 The present invention also provides timing data storage means for storing a plurality of timing data for informing a user's operation timing with a rhythm pattern composed of a plurality of sounds, and a plurality of timing data storage means stored in the timing data storage means . Operation timing notifying means for selecting timing data in a random order, and notifying the user's operation timing in a rhythm pattern in a rhythm pattern; an operator that can be held or moved by the user; and the operator And detecting a movement of the operation element, and detecting a movement of the user based on the detection result, and storing a correspondence relationship between the timing data and the movement mode of the user. The operation mode of the user corresponding to the timing data referred to by the correspondence relationship storage unit and the operation timing notification unit is Identified by referring to the response relationship storage means, in a period in which the operation timing is predetermined from being broadcast by the operation timing notification means, a plurality of the specified user of the operation mode and the operation detecting unit detects There is provided an operation evaluation apparatus comprising evaluation means for evaluating the user's operation based on a comparison with each of the operations.
本発明によれば、脳機能の測定や脳機能の活性化を従来と比較して容易に行うことができる。 According to the present invention, measurement of brain function and activation of brain function can be performed more easily than in the past.
<A:構成>
図1は、この発明の一実施形態である課題提示システムの構成の一例を示す図である。図において、課題提示装置1は、脳機能の測定や脳機能の活性化のための課題を利用者に対して提示したり、利用者の反応を評価したりする装置である。操作装置2は、利用者に装着されて移動可能な装置であり、利用者の動作を検出する装置である。
<A: Configuration>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a problem presentation system according to an embodiment of the present invention. In the figure, a task presentation device 1 is a device that presents a task for measurement of brain function or activation of brain function to a user or evaluates a user's reaction. The
図2は、操作装置2の外観の一例を示す図である。図示のように、操作装置2の筐体2aは略直方体の形状であり、利用者に装着されて(又は把持されて)用いられる。操作装置2の内部構成を、図3を参照して説明する。操作装置2において、制御部20と加速度センサ21と送信部22とは、バスで接続されており、それらの構成は図2に示す筐体2aに収められている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the appearance of the
加速度センサ21は、3軸の加速度センサである。すなわち、加速度センサ21には、軸方向の加速度を検出する3つのセンサ(以下、各センサをSx、Sy、Szと呼ぶ)が含まれており、各センサの軸が図2に示すx、y、z軸方向となるように設けられている。この実施形態では、図2に示すように、操作装置2の長手方向をx軸、図中上下方向をz軸、x軸とz軸に直交する方向をy軸として定義されている。各センサSx、Sy、Szは、各時刻において、図2に示したx、y、z軸についての正の向きおよび負の向きの加速度(それぞれax、ay、azと表す)を検出し、その加速度を表す数値データを生成・出力する。以下、該加速度を示す数値データを「加速度データ」と呼び、以下では、具体的にデータの内容を示す場合には、x、y、z軸それぞれの方向の加速度の値を用いて、(ax、ay、az)のように表す。
The
制御部20は、CPU(Central Processing Unit)とROM(Read Only Memory)とRAM(Random Access Memory)とを含む。CPUは、RAMをワーキングエリアとして、ROMに格納された制御プログラムを実行する。送信部22は、上記加速度センサ21が生成した加速度データを、所定時間(本実施形態では5ミリ秒)ごとに、電波などの無線信号として課題提示装置1に出力する。
The
次に、課題提示装置1の構成について図面を参照しつつ説明する。図4は、課題提示装置1のハードウェア構成の一例を示す図である。図において、制御部11は、CPUやROM、RAMを備え、ROM又は記憶部12に記憶されているコンピュータプログラムを読み出して実行することにより、バスを介して課題提示装置1の各部を制御する。記憶部12は、制御部11によって実行されるコンピュータプログラムやその実行時に使用されるデータを記憶するための記憶手段であり、例えばハードディスク装置である。表示部13は、液晶パネル等を備え、制御部11による制御の下に各種の画像を表示する。操作部14は、課題提示装置1の利用者が操作可能な各種操作子を有し、操作に応じた信号を出力する。
Next, the configuration of the problem presentation device 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the task presentation device 1. In the figure, the
マイクロホン15は、近傍の音を収音し、収音した音を表すアナログ信号を出力する収音手段である。音声処理部16は、マイクロホン15が出力するアナログ信号をA/D変換してデジタルデータを生成する。また、音声処理部16は、制御部11の制御の下、デジタル形式の音声データをD/A変換してアナログ信号を生成し、生成した音声信号をスピーカ17に出力する。スピーカ17は、音声処理部16から供給されるアナログ信号に応じた強度で放音する放音手段である。受信部18は、操作装置2から送信される無線信号を受信し、受信した無線信号が表すデータを制御部11に出力する。
The
なお、この実施形態では、マイクロホン15とスピーカ17とが課題提示装置1に含まれている場合について説明するが、音声処理部16に入力端子及び出力端子を設け、オーディオケーブルを介してその入力端子に外部マイクロホンを接続するとしても良く、同様に、オーディオケーブルを介してその出力端子に外部スピーカを接続するとしても良い。また、この実施形態では、マイクロホン15から音声処理部16へ入力される音声信号及び音声処理部16からスピーカ17へ出力される音声信号がアナログ音声信号である場合について説明するが、デジタル音声データを入出力するようにしても良い。このような場合には、音声処理部16にてA/D変換やD/A変換を行う必要はない。表示部13、操作部14についても同様であり、課題提示装置1に内蔵される構成であってもよく、外付けされる構成であってもよい。
In this embodiment, the case where the
記憶部12は、図示のように、提示音データ記憶領域121と、対応関係記憶領域122とを有している。提示音データ記憶領域121には、利用者の動作タイミングを提示する音(以下「提示音」という)を表す音データ(以下「提示音データ」)が複数記憶されている。この提示音データは、単音を表すデータであってもよく、また、複数の音が連なって構成されたフレーズを表すデータであってもよい。また、提示音データは、音のリズムのパターンを表すリズムパターンデータであってもよい。この提示音データは、利用者の動作タイミングを報知するためのタイミングデータとして用いられる。また、この提示音データの一部は、それぞれ異なる音を表す第1、第2の提示音データからなる組を有している。
The
対応関係記憶領域122には、提示音データと利用者の動作態様との対応関係が記憶されている。図5は、対応関係記憶領域122に記憶されたデータの内容の一例を示す図である。図5に示す例では、この記憶領域には、「提示音」と「動作」との各項目が互いに関連付けて記憶されている。これらの項目のうち、「提示音」の項目には、提示音データ記憶領域121に記憶された提示音データを識別する提示音ID(伴奏音識別情報)が記憶されている。「動作」の項目には、利用者の動作の内容(動作態様)をあらわすデータ(以下「基準データ」という)が記憶されている。具体的な提示音データと利用者の動作態様との対応関係は、以下のように例示される。例えば、後述の<B−1:Go/NoGo課題>において、「形成実験課題」では、提示音1に対応する動作は操作装置2を振り動かす動作であり、「分化実験課題」では、提示音2に対応する動作は操作装置2を振り動かす動作、及び提示音3に対応する動作は何もしない(無動作)であり、「逆転分化実験課題」では、提示音2に対応する動作は何もしない(無動作)、及び提示音3に対応する動作は操作装置2を振り動かす動作である。また、<B−2:ブランチング課題>において、リズムパターンP1の提示音に対応する動作はリズムパターンP1と同じようにリズムを刻む動作であり、リズムパターンP2の提示音に対応する動作はリズムパターンP2と同じようにリズムを刻む動作である。さらに、<B−3:葛藤課題>において、リズムパターンAの提示音に対応する動作はリズムパターンXを叩く動作であり、リズムパターンBの提示音に対応する動作はリズムパターンYを叩く動作である。以上のように、実行される課題に応じて、提示音データの内容と利用者の動作態様の内容、およびその対応関係は、任意に設定される。
The correspondence
次に、課題提示装置1の機能的構成の一例について図面を参照しつつ説明する。図6は、課題提示装置1の機能的構成の一例を示す図である。図において、課題提示制御部111,提示音再生部112,動作検出部113,動作評価部114は、制御部11がROM又は記憶部12に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することによって実現される。なお、図中の矢印はデータの流れを概略的に示すものである。図6において、課題提示制御部111は、利用者の操作内容に応じて、課題提示処理を行う。提示音再生部112は、課題提示制御部111の制御の下に、提示音データ記憶領域121に記憶された提示音データに基づいて提示音を再生する。この提示音再生部112は、提示音データ記憶領域121に記憶された提示音データに基づいて利用者の動作タイミングを報知する動作タイミング手段として機能する。
Next, an example of a functional configuration of the task presentation device 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the task presentation device 1. In the figure, a task
動作検出部113は、操作装置2から出力される信号に基づいて、利用者の動作を検出する。この実施形態では、動作検出部113は、操作装置2の加速度センサ21から出力される加速度データに基づいて、利用者が操作装置2を振り動かしたか否かを検出するとともに、利用者が操作装置2を振り動かした場合にその振り動かした時間長を検出する。より具体的には、この実施形態では、動作検出部113は、加速度データの値αx、αy、αzの全てが予め定められた閾値未満である場合には、利用者が操作装置2を振り動かしていないと判定する一方、それ以外の場合(すなわち加速度データαx、αy、αzの値のうちの少なくともいずれか一つが予め定められた閾値以上である場合に、利用者が操作装置2を振り動かしていると判定する。また、動作検出部113は、加速度データのαx、αy、αzのうちの少なくともいずれか一つが予め定められた閾値以上である時間長を測定する。動作検出部113は、検出結果を示すデータを動作評価部114に出力する。
The
また、動作検出部113は、利用者の動作が検出された場合(すなわち利用者が操作装置2を振り動かしていると判定した場合)に、音声処理部16を制御して、予め定められた音(以下「センサ音」という)をスピーカ17から放音させる。すなわち、この実施形態では、利用者によって操作装置2が振り動かされる度に、スピーカ17からセンサ音が出力される。
Further, the
動作評価部114は、提示音再生部112によって提示音が再生されてから予め定められた期間(以下「評価対象期間」という)において、動作検出部113が検出する動作と予め定められた基準データ(対応関係記憶領域122に記憶された基準データ)との比較に基づいて利用者の動作を評価し、評価結果を示す評価データを生成する。この実施形態では、動作評価部114は、提示音再生部112によって提示された提示音に対応する動作を対応関係記憶領域122を参照して特定し、特定した動作と検出された動作とを比較し、両者の整合度合いに応じて利用者の動作を評価する。動作評価部114は、評価結果を表示部13に表示する。
The
<B:動作>
次に、この実施形態の動作について説明する。利用者は、課題提示装置1の操作部14を用いて、課題提示処理を行う旨の操作を行う。操作部14は、操作された内容に応じた操作信号を出力する。制御部11は、操作部14から出力される信号に応じて、課題提示処理を開始する。課題提示装置1は、課題として、<1:Go/NoGo課題>、<2:ブランチング課題>、<3:葛藤課題>の3種類の課題を提示する。課題提示装置1の制御部11は、演奏者によって操作された内容に応じて、これらの3種類の課題のなかからいずれかを選択し、選択した課題を演奏者に対して提示する処理を行う。
<B: Operation>
Next, the operation of this embodiment will be described. The user uses the
<B−1:Go/NoGo課題>
まず、課題提示装置1が提示する、Go/NoGo課題について説明する。この課題では、「形成実験課題」、「分化実験課題」、「逆転分化実験課題」の3つの課題を順番に行う。
まず、「形成実験課題」について、図7を参照しつつ説明する。図7は、形成実験課題の動作の流れを示すシーケンス図である。この動作においては、まず、課題提示装置1が提示音1を提示する(s1)。すなわち、課題提示装置1の制御部11は、提示音データ記憶領域121から予め定められた提示音データを読み出して、音声処理部16を制御してスピーカ17から音として出力させる。実験前に利用者は、提示音1が提示されたことを確認すると、操作装置2を振り動かして発音させるように教示される。このため、提示音1が提示されたことを利用者が確認すると、利用者は、操作装置2を振り動かして発音させる(s2)。利用者によって操作装置2が振り動かされると、加速度センサ21は、各軸方向の加速度を表す加速度データを逐次生成する。加速度データは、送信部22を介して無線信号として課題提示装置1に送信される。この実施形態では、加速度データは、5ミリ秒ごとにその時点での値が書き込まれ送信される。課題提示装置1の受信部18は、操作装置2から加速度データを受信し、制御部11に出力する。制御部11は、加速度データを受信し、受信した加速度データに基づいて利用者の動作を検出する。制御部11は、検出結果を示すデータをRAMに記憶する。また、制御部11は、利用者が操作装置2を振り動かしたと判定した場合に、音声処理部16を制御して予め定められたセンサ音を再生する。すなわち、利用者によって操作装置2が動かされるたびに、その動きに応じてセンサ音が放音される。
<B-1: Go / NoGo assignment>
First, the Go / NoGo assignment presented by the assignment presentation apparatus 1 will be described. In this task, three tasks of “formation experiment task”, “differentiation experiment task”, and “reverse differentiation experiment task” are performed in order.
First, the “formation experiment subject” will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a sequence diagram showing the flow of the operation of the formation experiment task. In this operation, first, the task presentation device 1 presents the presentation sound 1 (s1). That is, the
課題提示装置1は提示音1の提示処理を5回繰り返してして行う(s3,s5,s7,s9)。利用者は、課題提示装置1によって提示音1が提示される度に、操作装置2を振り動かす動作を行う。利用者の動作は加速度センサ21によって検出され、逐次課題提示装置1へ送信される(s4,s6,s8,s10)。
The task presentation device 1 repeats the presentation process of the presentation sound 1 five times (s3, s5, s7, s9). The user performs an operation of swinging the
次に、「分化実験課題」について、図8を参照しつつ説明する。図8は、分化実験課題の動作の流れを示すシーケンス図である。この課題においては、課題提示装置1は、提示音2,提示音3の2種類の提示音を提示する(s11,s13)。すなわち、課題提示装置1の制御部11は、提示音データ記憶領域121から2種類の異なる提示音データを読み出し、音声処理部16を制御してスピーカ17から音として出力させる。提示音2が鳴ったときは、利用者は操作装置2を振り発音させる(s12,s15,s18,s22,s25)。一方、提示音3が鳴ったときは、利用者は何も行わないように、実験開始前に教示される。
Next, the “differentiation experiment task” will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a sequence diagram showing a flow of operations of the differentiation experiment task. In this task, the task presentation device 1 presents two types of presentation sounds,
課題提示装置1は、提示音の提示処理を10回繰り返して行う(s11,s13,s14,s16,s17,s19,s20,s21,s23,s24)。すなわち、課題提示装置1の制御部11は、提示音データ記憶領域121から2種類の異なる提示音データ(提示音2の提示音データと提示音3の提示音データ)を読み出し、それらをランダムな順番でスピーカ17から音として出力させる。利用者は、放音される提示音を聞き分けながら、動作を行うか否かを判断する。課題提示装置1の制御部11は、操作装置2から出力される加速度データに基づいて利用者の動作を検出し、検出結果を示すデータをRAMに記憶する。
The task presentation device 1 repeats the presentation sound presentation process 10 times (s11, s13, s14, s16, s17, s19, s20, s21, s23, s24). That is, the
次に、「逆転分化実験課題」について図9を参照しつつ説明する。図9は逆転分化実験課題の動作の流れを示すシーケンス図である。この課題においては、課題提示装置1は、「分化実験課題」において提示した2種類の提示音を提示する(s31,s32)。すなわち、課題提示装置1の制御部11は、提示音データ記憶領域121から2種類の異なる提示音データを読み出し、音声処理部16を制御してスピーカ17から音として出力させる。それに対し、利用者は、分化実験のときとは逆の動作を行う。すなわち、提示音2が鳴ったときは利用者は何も行わない一方、提示音3が鳴ったときは、利用者は操作装置2を振り動かして発音させるように、実験開始前に教示される(s33,s36,s39,s41,s44)。
Next, the “reverse differentiation experiment subject” will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a sequence diagram showing a flow of operations of the reverse differentiation experiment task. In this task, the task presentation device 1 presents two types of presentation sounds presented in the “differentiation experiment task” (s31, s32). That is, the
課題提示装置1は、提示音の提示処理を10回繰り返して行う(s31,s32,s34,s35,s37,s38,s40,s42,s43,s45)。すなわち、課題提示装置1の制御部11は、提示音データ記憶領域121から2種類の異なる提示音データ(提示音2の提示音データと提示音3の提示音データ)を読み出し、それらをランダムな順番でスピーカ17から音として出力させる。利用者は、放音される提示音を聞き分けながら、動作を行うか否かを判断する。課題提示装置1の制御部11は、操作装置2から出力される加速度データに基づいて利用者の動作を検出し、検出結果を示すデータをRAMに記憶する。
The task presentation device 1 repeats the presentation sound presentation process 10 times (s31, s32, s34, s35, s37, s38, s40, s42, s43, s45). That is, the
課題の提示処理を終えると、課題提示装置1の制御部11は、RAMに記憶されたデータを参照して、検出された動作と対応関係記憶領域122に記憶された動作とを比較し、両者の整合度合いに応じて利用者の動作を評価する。制御部11が行う評価の具体例としては、例えば、両者の整合度合いに応じて、予め定められたアルゴリズムに従って利用者の脳年齢を数値で算出するようにしてもよい。また、他の例として、例えば、制御部11が、予め定められたアルゴリズムに従って性格分析(おっとり、早とちり、など)を行うようにしてもよい。この実施形態では、制御部11は、課題提示装置1から放音された提示音のそれぞれに対する利用者の反応の有無を判定する。また、制御部11は、提示音が出力されてから利用者が反応するまでの時間を測定し、この時間長も参照して評価を行う。
When the task presentation processing is finished, the
制御部11が行う評価の具体的な内容としては、例えば、利用者の動作の正/誤反応の割合を評価したり、また、正/誤反応の内容(反応時間長、各課題のどの辺の時間帯で正/誤反応しているか)を評価したり、また、試験時間・時期との関連(午前と午後、季節の影響など)を評価してもよい。また、例えば、正/誤反応の履歴(だんだん正解が増えている/減っている、改善/改悪の傾向)をとり、この履歴に応じて評価を行うようにしてもよい。すなわち、制御部11が、検出された動作と対応関係記憶領域122に記憶された動作とを比較し、該比較結果に基づいて利用者の動作の正誤、正誤の内容、正誤の割合、及び比較結果の履歴の少なくともいずれか一つを特定し、特定結果に応じて評価を行うようにしてもよい。また、例えば、提示音との関連(難易度等)に応じて評価態様を異ならせるようにしてもよい。
Specific contents of the evaluation performed by the
また、制御部11は、分化実験課題の判定結果及び逆転分化実験課題の判定結果から、利用者の動作判断の類型が、「不活発型」、「興奮型」、「抑制型」、「おっとり型」、「活発型」のいずれかの型であるかを判定する。具体的には、制御部11は、分化実験でGo課題(操作装置2を振り動かす動作を行わなければいけないとき)の間違いがあり、かつ、分化実験でNoGo課題(操作装置2を振り動かす動作を行ってはいけないとき)の間違いが3回以上ある場合に、「不活発型」と判定する。また、制御部11は、分化実験でGo課題の間違いがなく、かつ、分化実験でNoGo課題の間違いが3回以上ある場合に、「興奮型」と判定する。また、制御部11は、分化実験でGo課題の間違いがあり、かつ、分化実験でNoGo課題の間違いが2回以下の場合に、「抑制型」と判定する。また、制御部11は、分化実験でGo課題の間違いがなく、分化実験でNoGo課題の間違いが2回以下であり、逆転分化実験でGo課題の間違いがあり、かつ、逆転分化実験でNoGo課題の間違いが2回以下の場合に、「おっとり型」と判定する。また、制御部11は、分化実験、逆転分化実験でともにGo課題の間違いがなく、かつ、分化実験、逆転分化実験でNoGo課題の間違いが2回以下である場合に、「活発型」と判定する。
Further, the
すなわち、制御部11は、分化実験課題においては、複数の提示音データに基づいて提示音(提示音2,提示音3)を再生するとともに、これら複数の提示音データのうちのいずれかひとつの提示音データ(提示音2を示す提示音データ)を、利用者の動作タイミングを報知するためのタイミングデータとして用いる。すなわち、制御部11は、分化実験課題においては、提示音2を再生してから予め定められた期間において利用者の動作評価を行う。また、制御部11は、逆転分化実験課題においては、上述した分化実験課題と同様の提示音(提示音2,提示音3)を再生するとともに、分化実験課題においてタイミングデータとして用いた提示音データ(提示音2を示す提示音データ)以外の提示音データ(提示音データ3)を、利用者の動作タイミングを報知するためのタイミングデータとして用いる。すなわち、制御部11は、逆転分化実験課題においては、提示音3を再生してから予め定められた期間において利用者の動作評価を行う。次いで、制御部11は、分化実験課題における評価結果と逆転分化実験課題における評価結果とを比較し、両者の差分に応じて利用者の動作判断の類型(「不活発型」、「興奮型」、「抑制型」、「おっとり型」、「活発型」)を判定する。
That is, in the differentiation experiment task, the
制御部11は、評価結果(判定結果)を表示部13に表示する等して、評価結果を利用者に報知する。利用者は表示部13に表示される画面を参照することで自身の脳機能の測定結果を把握することができる。
The
<B−2:ブランチング課題>
次に、ブランチング課題の提示処理について図10を参照しつつ説明する。このブランチング課題は短期記憶力の評価と向上を目的としている。この課題においては、まず、課題提示装置1が、提示音としてリズムパターンP2を作成し、そのパターンを再生する(s91)。すなわち、制御部11は、提示音データ記憶領域121から予め定められた提示音データ(リズムパターンデータ)を読み出して、音声処理部16を制御してスピーカ17から音として放音させる。
<B-2: Branching issue>
Next, a branching assignment presentation process will be described with reference to FIG. This blanching task is aimed at evaluating and improving short-term memory. In this task, first, the task presentation device 1 creates a rhythm pattern P2 as a presentation sound and reproduces the pattern (s91). That is, the
利用者は、課題提示装置1によって提示されるリズムパターンP2を記憶して、操作装置2を振り動かして、提示されたリズムパターンP2と同じようにリズムを刻む反応をするように教示される。操作装置2は利用者の操作に応じて加速度データを課題提示装置1に出力する(s92)。なお、このブランチング課題においては、集中して記憶することを利用者に促すために、短音等の単純な提示音ではなく、複数の音で構成されるリズムパターンを採用し、短期記憶力の評価と向上に供した。
The user is taught to memorize the rhythm pattern P2 presented by the task presentation device 1, swing the
次いで、課題提示装置1が提示音としてリズムパターンP1を作成し、そのパターンを所定の複数回再生する(s101,…,s107)。すなわち、制御部11は、提示音データ記憶領域121から予め定められた提示音データ(リズムパターンデータ)を読み出して、音声処理部16を制御してスピーカ17から音として放音させる。
Next, the task presentation device 1 creates a rhythm pattern P1 as the presentation sound, and reproduces the pattern a plurality of times (s101,..., S107). That is, the
利用者は、課題提示装置1によって提示されるリズムパターンP1を記憶して、操作装置2を振り動かして提示されたリズムパターンP1と同じようにリズムを刻む反応をするように教示される。操作装置2は利用者の操作に応じて加速度データを課題提示装置1に出力する(s102,s103,s104,s105,s106,…,s108,s109,s110,s111,s112)。課題提示装置1によってリズムパターンP1が1回提示される度に、利用者が提示されたリズムパターンP1と同じリズムパターンP1を5回繰り返して行うと成功とする。この組み合わせを3回繰り返す。
The user is taught to memorize the rhythm pattern P1 presented by the task presentation device 1 and to make a reaction of engraving the rhythm in the same manner as the rhythm pattern P1 presented by swinging the
なお、図10に示す例においては、利用者が、ひとつのリズムパターンP1に対してその動作を5回繰り返して行うとともに、課題提示装置1がリズムパターンP1の提示を3回繰り返して行う場合について例示したが、利用者の動作回数や課題提示装置1のリズムパターンの提示回数はこれに限定されるものではなく、課題提示装置1の設計等に応じて適宜変更可能である。要は、課題提示装置1が、リズムパターンの提示を複数回繰り返して行うとともに、利用者が、提示されたリズムパターンに対して動作を所定回数繰り返して行うようにすればよい。 In the example shown in FIG. 10, the user repeats the operation for one rhythm pattern P5 five times, and the task presentation device 1 repeats the presentation of the rhythm pattern P1 three times. Although illustrated, the frequency | count of a user's operation | movement and the frequency | count of presentation of the rhythm pattern of the subject presentation apparatus 1 are not limited to this, It can change suitably according to the design of the subject presentation apparatus 1, etc. In short, the task presentation device 1 may repeat the presentation of the rhythm pattern a plurality of times, and the user may repeat the operation for the presented rhythm pattern a predetermined number of times.
3回目のリズムパターンP1の提示が終了すると、課題提示装置1は、利用者に以前行った別のリズムパターンP2を再生させるように指示する(s113)。利用者は、課題提示装置1によって提示されるリズムパターンP2に従って、操作装置2を振り動かして前記別のリズムパターンP2と同じようにリズムを刻む。操作装置2は利用者の操作に応じて加速度データを課題提示装置1に出力する(s114)。以上のように、リズムパターンP1が複数回(3回)提示され、この提示期間がリズムパターンP2の2回の提示期間の間に設けられることにより、リズムパターンP2の短期の記憶の保持能力が判定される。
When the presentation of the third rhythm pattern P1 is completed, the task presentation device 1 instructs the user to reproduce another rhythm pattern P2 previously performed (s113). The user swings the
制御部11は、RAMに記憶されたデータを参照して、検出された動作と対応関係記憶領域122に記憶された動作とを比較し、両者の整合度合いに応じて利用者の動作を評価する。なお、制御部11が行う評価処理については、上述したGo/NoGo課題において示した処理と同様であり、ここではその詳細な説明を省略する。
The
<B−3:葛藤課題>
次に、課題提示装置1が提示する葛藤課題について説明する。この課題提示処理においては、リズムパターンA,Bと、リズムパターンA,Bに合うようなリズムパターンX,Yを用いる。リズムパターンA,Bは音楽的につながるものが好ましい。また、リズムパターンX,Yは、それぞれ音楽的にリズムパターンA,Bに合うものが好ましい。
<B-3: Conflict issues>
Next, the conflict problem presented by the problem presentation device 1 will be described. In this task presentation process, rhythm patterns A and B and rhythm patterns X and Y that match the rhythm patterns A and B are used. Rhythm patterns A and B are preferably connected musically. The rhythm patterns X and Y are preferably musically matched to the rhythm patterns A and B, respectively.
利用者は、課題提示装置1によって、リズムパターンAが流れたときはリズムパターンXを叩く一方、リズムパターンBが流れたときはリズムパターンYを叩くように教示される。この教示の態様としては、例えば、制御部11が、リズムパターンAとリズムパターンXとをそれぞれ実際に放音しながら、「このリズムパターン(A)が流れたときはこのリズムパターン(X)を叩いて反応してください」といったメッセージを、実際に放音する音に同期して出力するようにしてもよい。なお、リズムパターンXとリズムパターンYは、予め譜面などで利用者に提示しておくようにしてもよい。
The user is instructed by the task presentation device 1 to strike the rhythm pattern X when the rhythm pattern A flows, and to strike the rhythm pattern Y when the rhythm pattern B flows. As an aspect of this teaching, for example, while the
制御部11は、リズムパターンAとリズムパターンBとをランダムな順番で再生する。このリズムパターンは、打楽器の演奏音であってもよく、また、他の楽器の演奏音であってもよい。また、音程を有する演奏音を用いる場合には、フレーズ、和音、伴奏などを用いてもよく、この場合、1〜2小節の長さであることが好ましい。
The
すなわち、制御部11は、提示音データ記憶領域121から2種類の異なるリズムパターンデータを読み出し、それらをランダムな順番でスピーカ17から音として出力させる。利用者は、放音されるリズムパターンを聞き分けながら、それぞれのリズムパターンに対応する動作を行う。操作装置2は利用者の操作に応じて加速度データを出力し、制御部11は、操作装置2から出力される加速度データに基づいて利用者の動作を検出し、検出結果を示すデータをRAMに記憶する。
That is, the
課題の提示を終えると、制御部11は、RAMに記憶されたデータを参照して、検出された動作と提示したパターンデータに対応付けて対応関係記憶領域122に記憶された動作とを比較し、両者の整合度合いに応じて利用者の動作を評価する。この課題においては、制御部11は、利用者がリズムパターンに対して反応していたかを評価する。また、制御部11は、フレーズX,Yのリズム・音、パターンが合っていたかを評価解析する。制御部11は、その状況データや、判定結果を保存しておき、更に難易度が選定された場合には、長さ、時間、パターンの難易度がランダムに提示できるようにしてもよい。
When the assignment is finished, the
以上説明したように本実施形態によれば、音・音楽提示等により、Go/NoGo課題、ブランチング課題、葛藤課題を音楽的に楽しみながら行うことができ、認知症の予防や、前頭前野の賦活、いわゆる「キレル」子供たちの予防訓練等、判断指向パターン等を知ることができる。すなわち、本実施形態によれば、利用者の音に対する反応動作をセンシングする操作装置2を用いて、脳機能の活性化や性格分析などを行うことができる。また、本実施形態によれば、音・音楽を用いて課題を提示するため、利用者に精神的な負担を強いることなく、利用者が楽しみながら課題を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to perform Go / NoGo assignment, branching assignment, and conflict challenge musically by sound / music presentation, etc., and prevent dementia and prefrontal cortex. You can know judgment-oriented patterns, such as activation, prevention training of so-called “Kyrel” children. That is, according to the present embodiment, it is possible to perform brain function activation, personality analysis, and the like, using the
また、本実施形態によれば、被験者の反応時間から反射脳年齢等を数値で出すことができ、次回のやる気に繋げることができる。また、利用者の動作を正解率や反応時間で評価することにより、利用者の動作判断の類型の分析(おっとり、早とちりなど)を行うことができる。 Moreover, according to this embodiment, a reflex brain age etc. can be taken out numerically from a test subject's reaction time, and it can lead to the next motivation. In addition, by evaluating the user's actions based on the correct answer rate and the reaction time, it is possible to analyze the types of user's action judgments (such as decoy and quick dust).
<C:変形例>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその例を示す。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
(1)上述の実施形態では、課題提示装置1が提示音を再生することによって、動作を行うべきタイミングや動作を行わないタイミングを演奏者に報知した。動作のタイミングの報知の態様はこれに限らず、例えば、表示装置に映像を表示し、その映像を時系列に変化させることによって、動作のタイミングを報知するようにしてもよい。また、例えば、課題提示装置1が自装置を振動させる機構を備える構成とし、振動の態様を時系列に変化させることによって動作タイミングを報知するようにしてもよい。要は、課題提示装置1の制御部11が、音、光、映像及び振動の少なくともいずれかひとつを時系列に変化させることによって、動作のタイミングを報知するようにすればよい。
<C: Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can implement with another various form. An example is shown below. In addition, you may combine each following aspect suitably.
(1) In the above-described embodiment, the task presentation device 1 reproduces the presentation sound, thereby informing the performer of the timing for performing the operation or the timing for not performing the operation. The manner of notifying the operation timing is not limited to this, and for example, the operation timing may be notified by displaying an image on a display device and changing the image in time series. In addition, for example, the task presentation device 1 may include a mechanism that vibrates the device itself, and the operation timing may be notified by changing the vibration mode in time series. In short, the
(2)上述の実施形態では、ひとりの利用者が1台の操作装置2を用いて動作測定を行う場合について説明したが、これに限らず、一人の利用者が2台の操作装置2を両手に把持して動作測定を行うようにしてもよい。この場合は、制御部11は、複数の操作装置2から出力されるデータに基づいて利用者の動作を検出し、検出結果に応じて利用者の動作を評価する。
(2) In the above-described embodiment, the case where one user performs motion measurement using one
(3)上述の実施形態において、操作装置2が動かされた軸方向及びその向きに応じて、異なる音を放音するようにしてもよい。この場合は、課題提示装置1の記憶部12に、図11に示すような、音階名称対応テーブルを記憶しておく構成とし、課題提示装置1の制御部11が、このテーブルを参照して、操作装置2が動かされた軸及びその向きに対応する音を放音する。図11に示す例では、音階名称対応テーブルには、図示のように、操作装置2が動かされた軸方向及びその向きと、音階の名称とが対応付けて記憶されている。同図に示すように、音階名称対応テーブルにおいては、操作装置2が動かされた軸方向(軸x、y、z)および、該軸方向の向き(正または負)の組み合わせに対して音階の名称が1つ対応付けられている。
(3) In the above-described embodiment, different sounds may be emitted according to the axial direction and the direction in which the
利用者によって操作装置2が動かされると、加速度センサ21は、各軸方向の加速度を表す加速度データを逐次生成し、課題提示装置1へ送信する。課題提示装置1は、操作装置2から加速度データを受信する。制御部11は、音階名称対応テーブルを参照して、受信された加速度データに対応する音階を特定する。制御部11は、特定した音階の音を放音する。
When the
なお、上述の態様においては、操作装置2が動かされた軸方向及びその向きと音階とを対応付けるようにしたが、操作装置2が動かされた軸方向及びその向きに対応付けるものは音階に限らず、例えば、音色(楽器別の音色やそのバリエーション等)、効果(残響音や定位(パン)等)であってもよく、要は、操作装置2が動かされた軸方向及びその向きと、音の性質(音階、音色、効果を含む)とを対応付けて記憶するようにすればよい。
In the above-described aspect, the axial direction and the direction in which the
(4)上述の実施形態では、操作装置2として略直方体の形状の装置を用いたが、操作装置2の形状はこれに限らず、例えば、オーケストラの指揮棒の形状をしたものであってもよく、また、例えば、球形状であってもよい。要は、操作装置2は、利用者に把持または装着されて移動可能であり、複数の軸についての正の向きおよび負の向きの運動を検出するセンサが内蔵されているものであればよい。
また、上述の実施形態において、課題提示装置1は、専用の装置であってもよく、また、例えば、携帯電話端末や、携帯型ゲーム機等であってもよい。
(4) In the above-described embodiment, a device having a substantially rectangular parallelepiped shape is used as the
In the above-described embodiment, the task presentation device 1 may be a dedicated device, and may be, for example, a mobile phone terminal, a portable game machine, or the like.
(5)上述の実施形態では、課題提示装置1の制御部11が、操作装置2の加速度センサ21によって利用者の動作が検出される毎に、予め定められたセンサ音をスピーカ17から出力させるようにした。これに代えて、操作装置2がスピーカを内蔵する構成とし、操作装置2のスピーカからセンサ音を出力するようにしてもよい。この場合は、操作装置2の制御部20が、加速度センサ21から出力される加速度データに基づいて利用者の動作の有無を検出し、利用者の動作が検出された場合(すなわち利用者が操作装置2を振り動かしていると判定した場合)に、予め定められたセンサ音を内蔵スピーカから放音するようにすればよい。また、操作装置2がスピーカを内蔵するに限らず、操作装置2に外付けスピーカを接続する構成としてもよい。
(5) In the above-described embodiment, the
(6)上述の実施形態では、3軸の加速度センサを用いて利用者の動作を検出するようにしたが、利用者の動作を検出する態様はこれに限らず、例えば、地磁気センサやジャイロセンサを操作装置2に内蔵する構成とし、地磁気センサやジャイロセンサによって利用者の動作を検出するようにしてもよい。また、複数種類のセンサを組み合わせて用いてもよい。要は、操作装置2内に設けられ、複数の軸についての運動を検出するものであればよい。
(6) In the above-described embodiment, the user's motion is detected using the triaxial acceleration sensor. However, the mode of detecting the user's motion is not limited to this, for example, a geomagnetic sensor or a gyro sensor. The
1…課題提示装置、2…操作装置、11,20…制御部、12…記憶部、13…表示部、14…操作部、15…マイクロホン、16…音声処理部、17…スピーカ、18…受信部、21…加速度センサ、22…送信部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Problem presentation apparatus, 2 ... Operation apparatus, 11, 20 ... Control part, 12 ... Memory | storage part, 13 ... Display part, 14 ... Operation part, 15 ... Microphone, 16 ... Sound processing part, 17 ... Speaker, 18 ... Reception Part, 21 ... acceleration sensor, 22 ... transmission part.
Claims (4)
前記タイミングデータ記憶手段に記憶された複数のタイミングデータに基づいて順次利用者の動作タイミングをリズムパターンで報知した後、再び前記複数のタイミングデータのうちの所定のタイミングデータに基づいて利用者の動作タイミングをリズムパターンで報知する動作タイミング報知手段と、
前記利用者に把持または装着されて移動可能な操作子と、
前記操作子に設けられ、該操作子の運動を検出し、該検出結果に基づいて、前記利用者の動作を検出する動作検出手段と、
前記タイミングデータと前記利用者の動作態様との対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、
前記動作タイミング報知手段によって参照されたタイミングデータに対応する利用者の動作態様を、前記対応関係記憶手段内を参照して特定し、前記動作タイミング報知手段によって前記動作タイミングが報知されてから予め定められた期間において、前記特定した利用者の動作態様と前記動作検出手段が検出する複数の動作のそれぞれとの比較に基づいて前記利用者の動作を評価する評価手段と
を具備することを特徴とする動作評価装置。 Timing data storage means for storing a plurality of timing data for informing a user's operation timing in a rhythm pattern composed of a plurality of sounds ;
After sequentially informing the user's operation timing with a rhythm pattern based on the plurality of timing data stored in the timing data storage means, the user's operation is again based on the predetermined timing data of the plurality of timing data. Operation timing notifying means for notifying the timing with a rhythm pattern ;
An operator that is movable by being gripped or mounted by the user;
Motion detecting means provided on the operating element, detecting movement of the operating element, and detecting the operation of the user based on the detection result;
Correspondence relationship storage means for storing the correspondence relationship between the timing data and the operation mode of the user;
The user's operation mode corresponding to the timing data referred to by the operation timing notification unit is specified with reference to the correspondence relationship storage unit, and the operation timing notification unit notifies the operation timing in advance. And an evaluation unit that evaluates the user's operation based on a comparison between the identified user operation mode and each of a plurality of operations detected by the operation detection unit in a specified period. An operation evaluation device.
前記タイミングデータ記憶手段に記憶された複数のタイミングデータをランダムな順番で選択し、選択した順番で利用者の動作タイミングをリズムパターンで報知する動作タイミング報知手段と、
前記利用者に把持または装着されて移動可能な操作子と、
前記操作子に設けられ、該操作子の運動を検出し、該検出結果に基づいて、前記利用者の動作を検出する動作検出手段と、
前記タイミングデータと前記利用者の動作態様との対応関係を記憶する対応関係記憶手段と、
前記動作タイミング報知手段によって参照されたタイミングデータに対応する利用者の動作態様を、前記対応関係記憶手段内を参照して特定し、前記動作タイミング報知手段によって前記動作タイミングが報知されてから予め定められた期間において、前記特定した利用者の動作態様と前記動作検出手段が検出する複数の動作のそれぞれとの比較に基づいて前記利用者の動作を評価する評価手段と
を具備することを特徴とする動作評価装置。 Timing data storage means for storing a plurality of timing data for informing a user's operation timing in a rhythm pattern composed of a plurality of sounds ;
Selecting a plurality of timing data stored in the timing data storage means in a random order, and an operation timing notification means for notifying a user's operation timing in a rhythm pattern in the selected order ;
An operator that is movable by being gripped or mounted by the user;
Motion detecting means provided on the operating element, detecting movement of the operating element, and detecting the operation of the user based on the detection result;
Correspondence relationship storage means for storing the correspondence relationship between the timing data and the operation mode of the user;
The user's operation mode corresponding to the timing data referred to by the operation timing notification unit is specified with reference to the correspondence relationship storage unit, and the operation timing notification unit notifies the operation timing in advance. And an evaluation unit that evaluates the user's operation based on a comparison between the identified user operation mode and each of a plurality of operations detected by the operation detection unit in a specified period. An operation evaluation device.
前記タイミングデータ記憶手段に記憶された複数のタイミングデータに基づいて順次利用者の動作タイミングをリズムパターンで報知した後、再び前記複数のタイミングデータのうちの所定のタイミングデータに基づいて利用者の動作タイミングをリズムパターンで報知する報知ステップと、
前記利用者に把持または装着されて移動可能な操作子の運動を検出し、検出結果に基づいて前記利用者の動作を検出する検出ステップと、
前記報知ステップにおいて参照されたタイミングデータに対応する利用者の動作態様を、前記対応関係記憶手段内を参照して特定し、前記動作タイミングが報知されてから予め定められた期間において、前記特定した利用者の動作態様と前記検出ステップにおいて検出される複数の動作のそれぞれとの比較に基づいて前記利用者の動作を評価する評価ステップと
を実行させるためのプログラム。 Timing data storage means for storing a plurality of timing data for informing a user's operation timing with a rhythm pattern composed of a plurality of sounds, and storing a correspondence relationship between the timing data and the user's operation mode A computer having correspondence storage means ;
After sequentially informing the user's operation timing with a rhythm pattern based on the plurality of timing data stored in the timing data storage means, the user's operation is again based on the predetermined timing data of the plurality of timing data. An informing step for informing the timing with a rhythm pattern ;
A detection step of detecting movement of an operator that is gripped or attached to the user and is movable, and detecting an operation of the user based on a detection result;
The operation mode of the user corresponding to the timing data referred to in the notification step is specified with reference to the inside of the correspondence storage unit, and the specified mode is specified in a predetermined period after the operation timing is notified . A program for executing an evaluation step for evaluating the user's operation based on a comparison between the user's operation mode and each of the plurality of operations detected in the detection step .
前記タイミングデータ記憶手段に記憶された複数のタイミングデータをランダムな順番で選択し、選択した順番で利用者の動作タイミングをリズムパターンで報知する報知ステップと、
前記利用者に把持または装着されて移動可能な操作子の運動を検出し、検出結果に基づいて前記利用者の動作を検出する検出ステップと、
前記報知ステップにおいて参照されたタイミングデータに対応する利用者の動作態様を、前記対応関係記憶手段内を参照して特定し、前記動作タイミングが報知されてから予め定められた期間において、前記特定した利用者の動作態様と前記検出ステップにおいて検出される複数の動作のそれぞれとの比較に基づいて前記利用者の動作を評価するステップと
を実行させるためのプログラム。 Timing data storage means for storing a plurality of timing data for informing a user's operation timing with a rhythm pattern composed of a plurality of sounds, and storing a correspondence relationship between the timing data and the user's operation mode A computer having correspondence storage means ;
A notification step of selecting a plurality of timing data stored in the timing data storage means in a random order, and informing a user's operation timing in a rhythm pattern in the selected order ;
A detection step of detecting movement of an operator that is gripped or attached to the user and is movable, and detecting an operation of the user based on a detection result;
The operation mode of the user corresponding to the timing data referred to in the notification step is specified with reference to the inside of the correspondence storage unit, and the specified mode is specified in a predetermined period after the operation timing is notified . A program for executing a step of evaluating the user's operation based on a comparison between the user's operation mode and each of the plurality of operations detected in the detection step .
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