JPH10262942A - Satisfaction feeling measuring system and feedback device - Google Patents

Satisfaction feeling measuring system and feedback device

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JPH10262942A
JPH10262942A JP9071818A JP7181897A JPH10262942A JP H10262942 A JPH10262942 A JP H10262942A JP 9071818 A JP9071818 A JP 9071818A JP 7181897 A JP7181897 A JP 7181897A JP H10262942 A JPH10262942 A JP H10262942A
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power spectrum
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久 松永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a satisfaction feeling measuring system that measures the satisfaction feeling of worker and feeds back the result to the worker or machine. SOLUTION: A neural network 5 in three-layer structure composed of input, intermediate and output layers is learnt by a BP method with the power spectrum of sampled brain wave diagnosed as the state of satisfaction or no satisfaction based on an objective index as an input signal. This neural network 5 inputs the power spectrum of brain wave of worker and evaluates the state of satisfaction or no satisfaction. The evaluation of this neural network 5 is fed back to the worker 1 as very fine vibrations by a feedback part 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、物を作ることに
誇りと喜びが感じられ、経済性が成り立ち、人に対しや
さしいという機能的要求を満たす人間中心の生産システ
ム構築の一環として、作業者の満足感を計測し、結果を
作業者や機械にフィードバックするための満足感計測シ
ステムに関し、特に脳波を入力としたニューラルネット
ワークを利用して人間の満足感を計測するシステムに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the construction of a human-centered production system that satisfies the functional requirements of being proud and joyful in making things, realizing economic efficiency, and being friendly to people. The present invention relates to a satisfaction measurement system for measuring satisfaction of a subject and feeding back the result to an operator or a machine, and more particularly to a system for measuring human satisfaction using a neural network using an electroencephalogram.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明者らは、次世代の新しい生産シス
テムとして、作ることに誇りと喜びが感じられ、経済性
が成り立ち、人に対して優しいという3つの機能的要求
を持つ人間中心生産システムを提案してきた。このよう
な人間中心生産システムを実現し、評価するためには実
際に作業現場で働いている作業者の満足感を評価する必
要がある。しかし作業における満足感は、作る喜びによ
る満足感と困難性や達成感などを反映した完成した喜び
による満足感を含むものであって、単純な人の快−不快
という指標として計測することはできない。
2. Description of the Related Art The present inventors are proud of the pleasure and joy of making a new production system of the next generation, have economic efficiency, and have human-centered production with three functional requirements of being gentle to people. The system has been proposed. In order to realize and evaluate such a human-centered production system, it is necessary to evaluate the satisfaction of workers actually working at the work site. However, satisfaction in work includes satisfaction due to pleasure to make and satisfaction due to completed pleasure that reflects difficulties and a sense of achievement, and cannot be measured as an index of simple human pleasure-discomfort. .

【0003】一方、工学分野で計測されている生理指標
としては、中枢神経系では脳波、自律神経系では皮膚電
気活動、血圧、心拍、呼吸、脈波などが挙げられるが、
このうち自律神経系はサーカディアンリズムの影響など
により初期値が安定しないなどの問題があり、中枢の脳
波が最も信頼できる指標である。特に、音楽や香りなど
の刺激が人間の脳波に及ぼす影響を調べるためには、閉
眼で拘束されている状態で、その刺激を受けているとき
のα波のパワーや出現率、ゆらぎ係数などが求められる
ことが多い。
On the other hand, physiological indices measured in the engineering field include brain waves in the central nervous system and electrodermal activity, blood pressure, heart rate, respiration, pulse waves and the like in the autonomic nervous system.
Among them, the autonomic nervous system has a problem that the initial value is not stable due to the influence of circadian rhythm and the like, and the central EEG is the most reliable index. In particular, in order to investigate the effects of stimuli such as music and fragrance on human brain waves, the power, appearance rate, fluctuation coefficient, etc. of the α-wave when receiving the stimulus while the eyes are constrained Often required.

【0004】一方、脳波は用いる電極の種類や導出法、
開眼・閉眼の状態などにより結果が大きく変化する現象
であるので、閉眼での計測結果はあくまでも閉眼時おい
ての結果であり、これは人間が生活を行う上での通常の
状態である開眼時にそのまま応用できるとは考えられな
い。
On the other hand, electroencephalograms are based on the type of
Since the results vary greatly depending on the state of the eyes open and closed, the measurement results with the eyes closed are the results when the eyes are closed, and this is the normal state when humans open their eyes when opening the eyes. It is not considered applicable.

【0005】また、これに関連して脳波のα波は、人の
快―不快と関わっていることが指摘されており、このα
波のゆらぎ特性をもとに人の感情を評価する方法が提案
されている(日本機械学会誌403―406、1995
年5月、特開平8−17199号)。ここではニューラ
ルネットワークを利用して、α波のゆらぎ傾斜度を入
力、出力を覚せい・快適感として感情状態を推定する手
法が用いられており、製品や空間設計への応用の可能が
示唆されている。しかし、この方法も閉眼状態での計測
を念頭においたもので、時間分解能も約5分と非常に長
いものである。
In connection with this, it has been pointed out that the α wave of the brain wave is related to human comfort and discomfort.
A method for evaluating human emotions based on wave fluctuation characteristics has been proposed (Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers 403-406, 1995).
May, JP-A-8-17199). Here, a method of estimating the emotional state using a neural network as the input and output of the α-wave fluctuation slope and wake-up / emotion is used, suggesting the possibility of application to products and space design. I have. However, this method also considers measurement in the closed eye state, and has a very long time resolution of about 5 minutes.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、作業者の満足
感は、開眼状態を前提として人が物を作るという行動に
基づくものであり、活動快と関係が深く、開眼・閉眼を
問題としない、空間における人間の快適性とは異なる指
標が求められる。また上述のゆらぎによる快−不快の評
価のようにいくつかの感情レベルでの評価の研究は行わ
れてきたが、いままではあまり精度よく評価できなかっ
たこともあって、感情を評価することへの倫理的な問題
や評価された情報のフィードバックの方法までも考慮さ
れたものは見当らない。フィードバックのためには計測
の時間的分解能も必要である。
However, the satisfaction of the worker is based on the action of a person making an object on the premise of the eye open state, which is closely related to the activity and does not matter whether the eyes are open or closed. However, an index different from human comfort in the space is required. In addition, research on evaluation at several emotional levels has been conducted, such as the evaluation of pleasure and discomfort due to fluctuations described above. No ethical issues have been taken into account or even the way in which the evaluated information is fed back. The temporal resolution of the measurement is also required for feedback.

【0007】一方、従来より人間の視覚や聴覚に情報を
与え、強制的にある望ましいといわれる状況を作り出す
バイオフィードバックの手法もあるが、これらの方法は
強制的に人間の生理情報を変化させていることから生理
的な破綻を招くおそれがある。また与えられる情報の意
味もわからずに一方的にフィードバックされて生理的に
だけ変化するのは問題があると考えられる。
[0007] On the other hand, there has been a biofeedback method in which information is given to the human visual and auditory senses to forcibly create a certain desirable situation. However, these methods forcibly change human physiological information. May cause physiological breakdown. In addition, it is considered that there is a problem that the information is unilaterally fed back without knowing the meaning of the given information and changes only physiologically.

【0008】本発明は、人間の作業時の満足感の指標を
与えるとともに、この指標に基づく満足感の計測手法お
よび計測された結果の現場への適用を提供することを目
的とする。特に計測した満足感情報をリアルタイムにフ
ィードバックできるシステムを提供することを目的とす
る。また本発明は開眼状態の作業者から、その作業を妨
げることなく生理情報を得、この情報に基づき作業者の
満足感を評価し、作業を妨げることなく評価結果を作業
者にフィードバックできるシステムを提供することを目
的とする。更に本発明は計測された作業者の情報(生理
情報や動作情報)に基づき、作業者が常に満足した状態
で作業が進められるように、作業者の扱う機械にフィー
ドバックするシステムを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an index of satisfaction in human work and to provide a technique for measuring satisfaction based on the index and to apply the measured result to the site. In particular, it is an object of the present invention to provide a system that can feed back measured satisfaction information in real time. The present invention also provides a system that obtains physiological information from a worker in an open-eye state without disturbing the work, evaluates the satisfaction of the worker based on this information, and feeds back the evaluation result to the worker without disturbing the work. The purpose is to provide. Further, the present invention provides a system that feeds back to a machine handled by the worker based on the measured worker information (physiological information and operation information) so that the worker can always work in a satisfactory state. Aim.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の満足感計測システムは、脳波を検出する検出
手段と、検出手段からの信号を処理しパワースペクトル
を求める信号処理手段と、パワースペクトルを入力とし
満足感情報を出力するニューラルネットワークとを備え
ている。好適には、ニューラルネットワークは、入力
層、中間層及び出力層から構成される三層構造を有し、
誤差逆伝播法(以下、BP法という)により学習されて
いる。
The satisfaction measuring system according to the present invention for achieving the above object comprises a detecting means for detecting an electroencephalogram, a signal processing means for processing a signal from the detecting means to obtain a power spectrum, A neural network that receives a power spectrum and outputs satisfaction information. Preferably, the neural network has a three-layer structure composed of an input layer, a hidden layer, and an output layer,
It is learned by the error back propagation method (hereinafter referred to as BP method).

【0010】このニューラルネットワークは、アンケー
トにより満足感を複数の感情語で多面的に評価し、この
評価に基づき満足状態と不満足状態と判断されたサンプ
ルを選択し、各サンプルにおける脳波のパワースペクト
ルを入力信号とし学習されている。とくに出力層が2ユ
ニットのニューラルネットワークにおいて、満足状態に
おける出力が(1.0,0.0)、不満足状態における
出力が(0.0,1.0)となるように学習されてお
り、2つの出力ユニットの出力値の計に占める一方の出
力ユニットの出力の相対強度を求めることにより、満足
度を評価できる。
[0010] This neural network evaluates satisfaction from a plurality of emotional words based on a questionnaire, selects samples determined to be satisfied or unsatisfied based on the evaluation, and evaluates the power spectrum of brain waves in each sample. Learned as an input signal. Particularly, in a neural network having two output layers, the learning is performed so that the output in the satisfactory state is (1.0, 0.0) and the output in the unsatisfactory state is (0.0, 1.0). Satisfaction can be evaluated by determining the relative intensity of the output of one output unit in the total of the output values of the two output units.

【0011】検出手段は、前頭部双極導出により脳波を
検出し増幅する手段および増幅後の信号をA/D変換す
る手段を備えたものが好適である。このような検出手段
は作業中の作業者に容易に装着でき、作業を妨げること
がなく、満足感計測に有効な情報(脳波信号)を検出で
きる。
The detecting means preferably includes means for detecting and amplifying brain waves by deriving the forehead bipolar and means for A / D converting the amplified signal. Such a detecting means can be easily attached to the worker during the work, and can detect information (brain wave signal) effective for satisfaction measurement without hindering the work.

【0012】本発明の満足感計測システムは、更にニュ
ーラルネットワークの出力を被測定対象である作業者或
いは作業者の扱う機械にフィードバックする手段を備え
ている。満足感の評価を作業者にフィードバックする場
合、フィードバック手段は、微細振動をフィードバック
情報として用いる。これにより作業者は、他人に知られ
ることなく、自分の状態を知り、休憩を取る、作業条件
を変える等の対策を取ることができる。
The satisfaction measuring system of the present invention further comprises means for feeding back the output of the neural network to the worker to be measured or a machine handled by the worker. When the evaluation of satisfaction is fed back to the worker, the feedback unit uses minute vibration as feedback information. This allows the worker to know his / her condition and take measures such as taking a break and changing work conditions without being known to others.

【0013】このようなフィードバック手段の好適なも
のは、ニューラルネットワークの出力を無線により受信
する受信手段と、受信手段からの信号をトリガとするス
イッチング手段と、スイッチング手段の制御により駆動
され、偏心重りを備えた小型モータとを備えている。無
線方式とすることにより、作業場所が満足感計測システ
ムから離れていても作業を妨げることなくフィードバッ
クが可能となる。
[0013] Such a feedback means is preferably a receiving means for wirelessly receiving the output of the neural network, a switching means triggered by a signal from the receiving means, and an eccentric weight driven by the control of the switching means. And a small motor having the same. By adopting the wireless system, even if the work place is far from the satisfaction measurement system, feedback can be performed without hindering the work.

【0014】満足感の評価を作業者が扱う機械にフィー
ドバックする場合、フィードバック手段は、作業者の満
足感が高まるように、機械の操作部の負荷、画面、音、
照明等を制御する。
When the evaluation of the satisfaction is fed back to the machine handled by the worker, the feedback means includes a load, a screen, a sound, and the like on the operation unit of the machine so as to increase the satisfaction of the worker.
Control lighting and the like.

【0015】更に本発明の満足感計測システムは、脳波
を検出する検出手段と、検出手段からの信号を処理しパ
ワースペクトルを求める信号処理手段と、パワースペク
トルを入力とし満足感情報を出力する第1のニューラル
ネットワークと、パワースペクトルを入力とし脳波に混
入されたノイズに関する情報(例えば、ノイズの度合
い)を出力する第2のニューラルネットワークと、第2
のニューラルネットワークの出力が所定のノイズ値を超
えたときに第1のニューラルネットワークの出力を無効
とする判定手段とを備えている。この満足感計測システ
ムは、第2のニューラルネットワークでノイズの判定を
行い、ノイズの少ない状態における第1のニューラルネ
ットワークの満足感評価のみを有効な評価とする。ノイ
ズの多いことが予想される作業環境においても正確な計
測が可能となる。
Further, the satisfaction measuring system of the present invention comprises a detecting means for detecting an electroencephalogram, a signal processing means for processing a signal from the detecting means to obtain a power spectrum, and a second means for inputting the power spectrum and outputting satisfaction information. A second neural network that receives a power spectrum as input and outputs information (for example, a degree of noise) related to noise mixed into an electroencephalogram;
Determining means for invalidating the output of the first neural network when the output of the neural network exceeds a predetermined noise value. In this satisfaction measurement system, noise is determined by the second neural network, and only the satisfaction evaluation of the first neural network in a state with less noise is regarded as an effective evaluation. Accurate measurement is possible even in a work environment where noise is expected to be large.

【0016】また本発明のフィードバック装置は、人の
生理情報あるいは生理情報の処理結果である心理情報等
の情報を入力し、微細振動をフィードバック情報として
用いて人にフィードバックする。フィードバック情報と
して微細振動を利用することにより、人が他人に知られ
ることなく、自分の状態を把握することができる。この
ようなフィードバック装置は、好適には人の生理情報あ
るいは生理情報の処理結果である心理情報等の情報を計
測する手段から、その情報を無線信号として受信する受
信手段と、受信手段からの信号をトリガとするスイッチ
ング手段と、スイッチング手段の制御により駆動され、
偏心重りを備えた小型モータとを備えている。無線方式
とすることにより、行動が制限されることなくフィード
バックが可能となる。
Further, the feedback device of the present invention inputs information such as physiological information of a person or psychological information which is a processing result of the physiological information, and feeds back the person using minute vibrations as feedback information. By utilizing the micro-vibration as feedback information, a person can grasp his / her own state without being known to others. Such a feedback device is preferably a receiving unit that receives the information as a wireless signal from a unit that measures information such as physiological information of a person or psychological information that is a processing result of the physiological information, and a signal from the receiving unit. A switching means having a trigger as a trigger, driven by control of the switching means,
A small motor having an eccentric weight. By using a wireless system, feedback is possible without restricting the behavior.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の満足感計測シス
テムの一実施例の構成を示すブロック図である。この満
足感計測システムは、主として、作業者1の脳波を測定
する脳波計)(増幅器)2と、脳波計2により計測され
たアナログ信号をデジタル変換するA/D変換部3と、
A/D変換部3からのデジタル信号にフィルタ処理、フ
ーリエ変換等の信号処理を行う信号処理部4と、信号処
理部4からの信号を入力し満足感を示す信号を出力する
ニューラルネットワーク5と、ニューラルネットワーク
5の出力を表示する表示部6と、ニューラルネットワー
ク5の出力を作業者1および/又は作業者1が扱う機械
にフィードバックするフィードバック部7とを備えてい
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a satisfaction measuring system according to the present invention. The satisfaction measuring system mainly includes an electroencephalograph (amplifier) 2 for measuring an electroencephalogram of the worker 1, an A / D converter 3 for digitally converting an analog signal measured by the electroencephalograph 2,
A signal processing unit 4 that performs signal processing such as filter processing and Fourier transform on the digital signal from the A / D conversion unit 3, a neural network 5 that receives a signal from the signal processing unit 4 and outputs a signal indicating satisfaction. , A display unit 6 for displaying the output of the neural network 5, and a feedback unit 7 for feeding back the output of the neural network 5 to the worker 1 and / or a machine handled by the worker 1.

【0018】脳波計2は、作業中の作業者に装着し、脳
波をアナログ信号として計測する増幅器とA/D変換器
(A/D変換部3)を備えたもので、人間と商用電源の
間をフォトカプラやトランス等で絶縁した絶縁増幅器を
用いることができ、無線式、有線式のいずれであっても
よい。一般に脳波計として用いられる増幅器の低域遮断
周波数fLと時定数τとの間には、fL=1/2πτの関
係があるが、本発明のシステムの場合、動きのある作業
者を対象としており、電極の接触状態や体位の変動で基
線の動揺が生じることを考慮して時定数τは通常(0.
3秒)より短く、0.1秒(1.5Hz)程度が好適であ
る。サンプリング周波数は、ニューラルネットワークを
構築する前提として行った心理情報と脳波情報との相関
付け(後述する)において、脳波を計測した際のサンプ
リング周波数と同じ周波数とすることが好ましく、例え
ば120Hzとする。
The electroencephalograph 2 is equipped with an amplifier and an A / D converter (A / D conversion unit 3) which are worn by a worker during work and measure brain waves as analog signals. An insulated amplifier whose insulation is insulated by a photocoupler, a transformer, or the like can be used, and it may be a wireless type or a wired type. Although there is a relationship of f L = 1 / 2πτ between the low-frequency cut-off frequency f L and the time constant τ of an amplifier generally used as an electroencephalograph, in the case of the system of the present invention, it is intended for a worker who is in motion. The time constant τ is usually set to (0.
3 seconds) and about 0.1 seconds (1.5 Hz) is preferable. The sampling frequency is preferably set to the same frequency as the sampling frequency at the time of measuring the brain wave, for example, 120 Hz in the correlation (described later) between the psychological information and the brain wave information performed as a premise of constructing the neural network.

【0019】また脳波計2は、作業者に装着するという
観点から、額基準の前頭部双極導出の1チャンネルの脳
波計が好適である。1チャンネル(単点計測)のもの
は、多チャンネルの脳波計に比べ得られる情報量が少な
いが、感情を反映する前頭部からの導出により、その欠
点を補っている。また単に頭に巻くだけでよいので装着
が容易であり、体動やノイズの影響を受けにくい、安価
であるという利点がある。
The electroencephalograph 2 is preferably a one-channel electroencephalograph derived from the forehead bipolar based on the forehead, from the viewpoint of being worn on the worker. The one-channel (single-point measurement) method obtains a smaller amount of information than a multi-channel electroencephalograph, but compensates for its drawback by deriving from the frontal region reflecting emotions. In addition, there is an advantage that mounting is easy because it can be simply wrapped around the head, hardly affected by body movement and noise, and inexpensive.

【0020】A/D変換部3は、脳波計2で計測された
アナログ信号をデジタル変換するもので、通常のA/D
変換ボードを用いることができる。上述の増幅器が絶縁
されていない場合には、ボードに入る前に絶縁する必要
がある。A/D変換部3としては、A/D変換ボードの
他、パラレルポートから信号を入力する装置(DASport:
Intelligent Instrumentation社製)を用いることがで
きる。この装置を用いることにより携帯性に優れるノー
ト型パソコンによる計測が可能である。更にA/D変換
部3としては、TCP/IPプロトコルに基づくイーサネット
データ収集装置(EDASport:Intelligent Instrumentati
on社製)を用いることができ、この場合最高100m離
れた場所でも計測も可能であり、またインターネットを
通じての計測が可能となる。
The A / D converter 3 converts an analog signal measured by the electroencephalograph 2 into a digital signal.
A conversion board can be used. If the above amplifier is not isolated, it must be isolated before entering the board. As the A / D conversion unit 3, in addition to the A / D conversion board, a device (DASport:
Intelligent Instrumentation) can be used. By using this device, measurement with a notebook-type personal computer that is excellent in portability can be performed. Further, as the A / D converter 3, an Ethernet data acquisition device (EDASport: Intelligent Instrumentati) based on the TCP / IP protocol is used.
(manufactured by On Co., Ltd.). In this case, measurement is possible even at a distance of up to 100 m, and measurement via the Internet is possible.

【0021】図2に前頭部双極導出の脳波計測システム
の一例を示す。この脳波計2は、中心の電極を基準とす
る3点のAg−AgCl電極21をボタン式にバンドに
取付けたもので、バンドを頭に巻くだけで電極21を前
頭部に配置することができる。この脳波計2は増幅器お
よびA/D変換器を内蔵する送信器22を備えており、
前頭部に配置した電極21で双極導出により微小電位を
検出し、送信器22に内蔵された増幅器で増幅した後、
例えば所定のサンプリング周波数でデジタル化し、その
データを無線でコンピュータ9に取込むようになってい
る。
FIG. 2 shows an example of an electroencephalogram measurement system derived from the forehead bipolar. The electroencephalograph 2 has three Ag-AgCl electrodes 21 attached to a band in the form of a button with reference to the center electrode, and the electrode 21 can be arranged on the forehead simply by wrapping the band around the head. it can. The electroencephalograph 2 includes a transmitter 22 having an amplifier and an A / D converter.
After detecting the minute potential by the bipolar extraction with the electrode 21 arranged on the forehead and amplifying it with the amplifier built in the transmitter 22,
For example, the data is digitized at a predetermined sampling frequency, and the data is taken into the computer 9 wirelessly.

【0022】信号処理部4およびニューラルネットワー
ク5は、コンピュータ9に組込まれたソフトウェアから
成り、脳波の原信号に基づきパワースペクトル、帯域パ
ワー、α波およびβ波の出現率、ノイズ情報、満足感情
報を演算し、結果を表示部6に視覚情報としてプロット
したり、フィードバック部7に送出する。コンピュータ
9としては、例えばWin3.1やWin95を組込んだパソコン
レベルのコンピュータを用いることができる。
The signal processing unit 4 and the neural network 5 are composed of software incorporated in the computer 9, and based on the original signals of the brain waves, the power spectrum, the band power, the appearance rates of α and β waves, noise information, satisfaction information Is calculated, and the result is plotted on the display unit 6 as visual information or sent to the feedback unit 7. As the computer 9, for example, a personal computer level computer incorporating Win3.1 or Win95 can be used.

【0023】ニューラルネットワーク5は、図3に示す
ように入力層、中間層および出力層から構成される多入
力−多出力のフィードフォワード型三層構造を有し、誤
差逆伝播法(BP法)等の公知の方法により学習されて
いるものを用いる。各層のユニット数は特に限定されな
いが、本発明では入力信号としてパワースペクトルを用
いることからユニット数は周波数分解能に依存する。中
間層のユニット数を増やすことにより、複雑な関数を近
似することができるが、ユニット数が多くなるにしたが
って、局所的な極小値に陥ることが多くなる。一方、学
習が成立したときには、ニューラルネットワークの能力
は中間層のユニット数もあまり影響されない。従って中
間層のユニット数としては学習が可能である最小限の数
か、それより少し多い数でよい。具体的には20程度で
よい。また出力層は、図3には2ユニットのものを示し
たが、1ユニット或いは3以上のユニットで構成するこ
とも可能である。
As shown in FIG. 3, the neural network 5 has a multi-input / multi-output feed-forward type three-layer structure composed of an input layer, an intermediate layer, and an output layer. And the like that have been learned by a known method such as Although the number of units in each layer is not particularly limited, the number of units depends on the frequency resolution because a power spectrum is used as an input signal in the present invention. By increasing the number of units in the intermediate layer, a complicated function can be approximated, but as the number of units increases, the number of local minimum values increases. On the other hand, when learning is established, the capacity of the neural network is not significantly affected by the number of units in the hidden layer. Therefore, the number of units in the intermediate layer may be a minimum number at which learning is possible or a slightly larger number. Specifically, it may be about 20. Although the output layer has two units in FIG. 3, it may be composed of one unit or three or more units.

【0024】本発明の実施例では、入力層214ユニッ
ト、中間層20ユニット、出力層2ユニットのニューラ
ルネットワークを用いて、BP法により学習を行いニュ
ーラルネットワークを構築した。
In the embodiment of the present invention, learning is performed by the BP method using a neural network having 214 units of the input layer, 20 units of the intermediate layer, and 2 units of the output layer to construct a neural network.

【0025】次に、本発明によるニューラルネットワー
ク構築の一実施例について説明する。
Next, an embodiment of the neural network construction according to the present invention will be described.

【0026】ニューラルネットワークの構築に先立っ
て、まず心理的なレベルでの満足感のモデル化を行っ
た。工学的に満足感を計測対象とする場合、言語的報告
による主観的な心理情報と客観的に計測できる生理情報
との対応を得る必要がある。本発明では満足感という心
理情報を従来の心理評価のように満足度という1つの尺
度では評価できないと考え、多面的感情状態尺度を用い
たアンケートを行っている。そのため満足感と8つの基
本的感情状態からなる多面的感情状態尺度(個々の感情
状態は10個の感情語から成る)との関係を求めた。こ
れは動物と違って脳の中を開けて調べることができない
人間を対象とする場合、心理情報の評価は言語的なアン
ケートによる評価に頼らざるを得ないからである。
Prior to the construction of the neural network, modeling of satisfaction at the psychological level was first performed. When engineering satisfaction is measured, it is necessary to obtain correspondence between subjective psychological information based on linguistic reports and physiological information that can be objectively measured. In the present invention, a questionnaire using a multifaceted emotional state scale is performed, considering that psychological information of satisfaction cannot be evaluated by one scale of satisfaction like conventional psychological evaluation. Therefore, the relationship between satisfaction and a multifaceted emotional state scale composed of eight basic emotional states (each emotional state is composed of 10 emotional words) was determined. This is because, unlike animals, when evaluating humans who cannot open their brains for examination, psychological information must be evaluated using linguistic questionnaires.

【0027】このような満足感の言語的なモデル化によ
り、従来の心理情報の評価に用いられている方法のよう
な、「あなたはどのくらい満足していますか」という、
定義もあいまいな抽象的な1つの尺度上での評価ではな
く、具体的な形容詞からなる、直感的に解答することが
できる多くの感情語の得点により満足感を評価できるよ
うになったので、より真の値に近い満足感を評価できる
ようになった。
With such a linguistic model of satisfaction, the user is asked how much satisfaction he or she has, such as the method used in the conventional evaluation of psychological information.
Since the definition of ambiguous abstract measures, rather than evaluation on a single scale, can be evaluated by scores of many intuitively comprehensible emotion words consisting of concrete adjectives, It is now possible to evaluate satisfaction closer to the true value.

【0028】一方、心理情報である満足感と生理情報で
ある脳波から得られる情報との対応関係を得るための実
験では、脳波を図2に示すような脳波計測システムを用
いて、サンプリング周波数120Hzで時系列データとし
て計測し、パワースペクトル解析した。解析時間8.5
3秒ごとの1024点のデータと、解析時間4.27秒
ごとの512点のデータとをそれぞれハニング窓でパワ
ースペクトル解析した。
On the other hand, in an experiment for obtaining a correspondence between satisfaction obtained as psychological information and information obtained from electroencephalogram which is physiological information, an electroencephalogram was measured using an electroencephalogram measurement system as shown in FIG. Was measured as time series data, and power spectrum analysis was performed. Analysis time 8.5
Power spectrum analysis was performed on 1024 points of data every 3 seconds and 512 points of data every 4.27 seconds using a Hanning window.

【0029】脳波は周波数によりδ波(1〜4Hz)、θ
波(4〜8Hz)、α波(8〜13Hz)、β波(13〜3
0Hz)、γ波(30Hz〜)に分類されるが、低周波数帯
域は目の動き、高周波数帯域は筋電位の影響を受けやす
いことから、ノイズの混入しにくいα波とβ波に注目し
て解析を行った。α波とβ波の相対パワーである出現率
の変化と満足感との関係を調べるために、スピアマンの
順位相関係数を求めた。その結果、1)満足感を感じて
いるときには不満を感じているときよりα帯域の出現率
が高く(p<0.05)、β帯域の出現率は低い(p<
0.05)、2)α帯域の出現率の増減は満足感の増減
と正の相関があり(統計的有意)、β帯域の出現率の増
減は負の相関があることがわかった(統計的有意)。
The brain waves are δ waves (1 to 4 Hz) and θ
Wave (4-8 Hz), α wave (8-13 Hz), β wave (13-3
0Hz) and γ-waves (30Hz-). Low-frequency bands are susceptible to eye movements and high-frequency bands are susceptible to myoelectric potentials. Was analyzed. Spearman's rank correlation coefficient was determined in order to investigate the relationship between the change in the appearance rate, which is the relative power of the α and β waves, and satisfaction. As a result, 1) the appearance rate of the α band is higher (p <0.05) and the appearance rate of the β band is lower (p <
0.05), 2) Increase / decrease in the appearance rate of the α band has a positive correlation with increase / decrease in satisfaction (statistically significant), and increase / decrease in the appearance rate of the β band has a negative correlation (statistics). Significance).

【0030】以上のアンケートおよび脳波計測の結果に
基づき、ニューラルネットワークの学習をBP法により
行った(図4)。ニューラルネットワークへの入力信号
は、前述の指標(感情語評価)を参考にして満足を感じ
ている時10サンプル、不満足であるとき10サンプル
の計20サンプルを選び、これらについてα波およびβ
波を含む5〜30Hzのパワースペクトルを入力信号とし
た。尚、サンプル数として20はBP法による学習に用
いるには少ないと言えるが、本実施例の場合、入力と出
力との関係が分っている統計的に有意な値を扱っている
のでサンプル数20でも問題はないと考える。かえって
学習において、局所的な極小値におちいらないという利
点がある。
Based on the results of the questionnaire and the brain wave measurement, learning of the neural network was performed by the BP method (FIG. 4). As input signals to the neural network, 10 samples when satisfied and 10 samples when unsatisfied were selected with reference to the above-mentioned index (emotion word evaluation), and a total of 20 samples were selected.
A power spectrum of 5 to 30 Hz including a wave was used as an input signal. Incidentally, although it can be said that the number of samples of 20 is small for use in learning by the BP method, in the case of the present embodiment, a statistically significant value in which the relationship between the input and the output is known is handled, I think there is no problem with 20. On the contrary, there is an advantage in learning that the local minimum value does not fall.

【0031】一般にニューラルネットワークへの入出力
関数は、導関数でなければならないので、本実施例では
増加関数であり、連続的な非線形関数であるシグモイド
関数(式(1))を入出力関数として用いた。
In general, the input / output function to the neural network must be a derivative. Therefore, in this embodiment, the input / output function is an increasing function, and a sigmoid function (formula (1)) which is a continuous nonlinear function is used as an input / output function. Using.

【0032】[0032]

【数1】 式中εは、シグモイド関数の傾きを示す係数であり、こ
の値が小さければ線形関数に近い形状になり、大きけれ
ば非線形性が強調される。本実施例では、ε=0.5と
した。尚、入出力関数としては、シグモイド以外の非線
形関数を用いることも可能である。
(Equation 1) In the equation, ε is a coefficient indicating the slope of the sigmoid function. If the value is small, the shape becomes close to a linear function, and if the value is large, nonlinearity is emphasized. In this embodiment, ε = 0.5. Note that a non-linear function other than sigmoid can be used as the input / output function.

【0033】ユニットへの入力値はシグモイド関数の0
〜1の範囲の値をとる必要があるが、シグモイド関数は
飽和関数で0.1以下や0.9以上ではユニット間の結
合の重みを変えても0や1に近づかないため、本実施例
では0.1〜0.9に規格化した。入力信号を規格化す
ることにより、パワースペクトルを直接入力しても、相
対パワーである出現率を反映した識別ができる。
The input value to the unit is 0 of the sigmoid function.
Although it is necessary to take a value in the range of 11 to 1, the sigmoid function is a saturation function. Then, it was standardized to 0.1 to 0.9. By normalizing an input signal, even if a power spectrum is directly input, identification reflecting the appearance rate, which is relative power, can be performed.

【0034】ニューラルネットワークへの入力信号の一
例を図5に示す。図5(a)は満足間を感じていると
き、(b)は不満足なときの入力信号である。
FIG. 5 shows an example of an input signal to the neural network. FIG. 5A shows an input signal when the user is satisfied, and FIG. 5B shows an input signal when the user is not satisfied.

【0035】これに対応する教師信号としては、満足を
感じているときの出力を(1.0,0.0)とし、不満
足を感じているときの出力を(0.0,1.0)とし
た。本来ならば教師信号にはアンケートから得られる心
理情報の得点を用い、アナログ的な値を与えるべきであ
るが、このようにデジタル値を用いているのは、言語的
な報告が心理情報を正確に反映するのは難しいからであ
る。本発明では前述したように、合計80個から構成さ
れる感情語の得点から多面的に満足感を評価することに
より、心理情報の誤差を少なくしているが、従来の方法
よりも正確に満足感を評価できるようになったとはい
え、学習においては満足感を状態として大きく捉え、教
師信号にデジタル値を採用している。このように状態と
しての満足感を教師信号として学習を行ったところ、後
述するように、学習により適切に満足感を評価できるよ
うになった。
As the corresponding teacher signal, the output when the user is satisfied is (1.0, 0.0), and the output when the user is unsatisfied is (0.0, 1.0). And Originally, the teacher signal should use the score of the psychological information obtained from the questionnaire and give an analog value, but the use of digital values in this way means that the linguistic report It is difficult to reflect on As described above, in the present invention, errors in psychological information are reduced by evaluating satisfaction from multiple points based on the scores of emotion words composed of a total of 80 words. Although the feeling can be evaluated, the satisfaction is regarded as a state in the learning, and a digital value is used as the teacher signal. As described above, learning was performed using satisfaction as a state as a teacher signal, and as described later, the satisfaction can be appropriately evaluated by learning.

【0036】このような条件で、BP法を用い、ニュー
ラルネットワークの出力と望ましい出力(教師信号)と
の二乗誤差が最小になるように結合荷重を修正した。
Under these conditions, the connection weight was modified using the BP method so that the square error between the output of the neural network and the desired output (teacher signal) was minimized.

【0037】ニューラルネットワークでは、一般にNk
を第k層のユニット数、パターンpを提示された時の第
k層のj番目のユニットuk jの出力値を
In a neural network, generally Nk
Is the number of units in the k-th layer and the output value of the j-th unit u k j in the k- th layer when the pattern p is presented.

【0038】[0038]

【数2】 最終層n層のユニットjの教師信号を(Equation 2) The teacher signal of unit j of the last layer n layer is

【0039】[0039]

【数3】 とすれば、最小二乗誤差は式(2)で定義される。(Equation 3) Then, the least square error is defined by the equation (2).

【0040】[0040]

【数4】 修正量は二乗誤差の結合荷重についての勾配を計算する
ことにより求められ、あるパターンpを提示したときの
第K-1層i番目のユニットと第k層j番目のユニット間の
(Equation 4) The amount of correction is obtained by calculating the gradient of the connection weight of the square error, and the amount of correction between the i-th unit of the K-1 layer and the j-th unit of the k-th layer when a certain pattern p is presented.

【0041】[0041]

【数5】 の修正量は式(3)で表わされる。(Equation 5) Is represented by equation (3).

【0042】[0042]

【数6】 本実施例ではη=0.7とした。BP法においては結合
荷重の修正の時期に関して1つの入力パターンを提示す
るために修正を行う逐次修正法と、各入力パターンを提
示した際に結合荷重の修正量を蓄積し、全入力パターン
の提示後に修正を一括して行う一括修正法があるが、本
実施例では全パターンに対する誤差を小さくする結合荷
重を求める一括修正法を用いている。また学習の発散を
防ぎ、学習の高速化を図るために、式(4)に示すよう
に慣性項を導入した結合荷重の修正を行った。
(Equation 6) In this embodiment, η = 0.7. In the BP method, a sequential correction method for performing a correction to present one input pattern with respect to the time of correction of the connection load, and a correction amount of the connection load is accumulated when each input pattern is provided, and all input patterns are presented. There is a collective correction method in which correction is collectively performed later. In this embodiment, a collective correction method for obtaining a coupling load that reduces an error for all patterns is used. Further, in order to prevent the divergence of the learning and to speed up the learning, the connection weight was corrected by introducing an inertia term as shown in Expression (4).

【0043】[0043]

【数7】 ここでmは学習回数、αは慣性係数と呼ばれる係数であ
り、本発明ではα=0.5とした。出力層と中間層、中
間層と入力層の結合荷重は、それぞれ式(5)および式
(6)で表わされる。
(Equation 7) Here, m is the number of times of learning, α is a coefficient called an inertia coefficient, and α = 0.5 in the present invention. The coupling load between the output layer and the intermediate layer, and the coupling load between the intermediate layer and the input layer are expressed by Expressions (5) and (6), respectively.

【0044】[0044]

【数8】 学習は、最小二乗誤差が1×10-4となった時点で終了
とし、学習回数は1024点データの場合460回、5
12点データの場合493回であった。
(Equation 8) The learning is terminated when the least square error becomes 1 × 10 -4.
In the case of 12-point data, the number was 493 times.

【0045】このように学習したニューラルネットワー
クについて学習は適切に行われたかを確かめるために、
未学習データ(学習に用いられなかったデータ)を用い
て評価した。その結果の1例を図6に示した。図中
(a)は、未学習データのニューラルネットワークによ
る評価を、(b)及び(c)はそれぞれα帯域の出現
率、β帯域の出現率を表わす。ニューラルネットワーク
の評価は、2つのユニットの出力値の合計に占める第1
ユニットの相対強度とした。図6からもわかるように満
足感が高いというニューラルネットワークの評価は、α
帯域の出現率の増加およびβ帯域の出現率の減少という
指標と対応しており、学習は適切であったことがわか
る。
In order to confirm whether learning has been properly performed on the neural network trained in this way,
Evaluation was performed using unlearned data (data not used for learning). One example of the result is shown in FIG. In the figure, (a) shows the evaluation of the unlearned data by the neural network, and (b) and (c) show the appearance rate of the α band and the appearance rate of the β band, respectively. The evaluation of the neural network is the first in the sum of the output values of the two units.
The relative strength of the unit. As can be seen from FIG. 6, the evaluation of the neural network that the satisfaction is high is α
This corresponds to the index of the increase in the appearance rate of the band and the decrease in the appearance rate of the β band, indicating that the learning was appropriate.

【0046】以上はニューラルネットワーク構築の一実
施例であり、BP法以外の方法であっても適切な学習が
なされたニューラルネットワークであれば採用すること
ができる。
The above is an embodiment of the construction of a neural network, and a method other than the BP method can be adopted as long as the neural network has been appropriately trained.

【0047】本発明の満足感計測システムでは、このよ
うに学習されたニューラルネットワークを用いて満足感
を計測するものであり、好適にはニューラルネットワー
ク構築に用いたのと同じ脳波計を作業者に装着し計測を
行う。この脳波計2からのアナログ信号をA/D変換部
3でデジタル信号に変換し、このデジタル信号を信号処
理部4においてフーリエ変換してパワースペクトルを求
める。更に必要に応じてα帯域およびβ帯域の出現率を
求める。これらの結果は表示部6に表示させることがで
きる。また学習後のニューラルネットワーク5は、信号
処理部4からのパワースペクトルを入力信号として、第
1および第2のユニットから満足感および不満足感に対
応した出力を得る。ニューラルネットワーク5の組込ま
れたコンピュータ9は、2つの出力ユニットの出力値の
合計に対する第1ユニットの相対強度を満足感として求
める。
In the satisfaction measuring system of the present invention, satisfaction is measured using the neural network learned in this manner. Preferably, the same electroencephalograph as used in the construction of the neural network is provided to the operator. Attach and measure. The analog signal from the electroencephalograph 2 is converted into a digital signal by the A / D converter 3, and the digital signal is Fourier-transformed by the signal processor 4 to obtain a power spectrum. Further, the appearance rates of the α band and the β band are obtained as necessary. These results can be displayed on the display unit 6. The neural network 5 after learning uses the power spectrum from the signal processing unit 4 as an input signal and obtains outputs corresponding to satisfaction and dissatisfaction from the first and second units. The computer 9 incorporating the neural network 5 determines, as satisfaction, the relative strength of the first unit with respect to the sum of the output values of the two output units.

【0048】本発明の満足感計測システムは、作業者が
ものを作る喜びにより生じる満足感を計測可能にしたも
のであるが、更に計測結果を作業者や作業者が扱う機械
にフィードバックすることにより作業者の満足感を増加
させ、人間中心の理想的な作業状態を実現することがで
きる。
The satisfaction measuring system according to the present invention is capable of measuring the satisfaction generated by the pleasure of the worker to make things, and furthermore, feeds the measurement result back to the worker or the machine handled by the worker. It is possible to increase the satisfaction of the worker and realize an ideal work state centered on humans.

【0049】以下、フィードバック部7の第1の態様と
してニューラルネットワーク5による満足感の評価を作
業者にフィードバックするためのフィードバック部7に
ついて説明する。
Hereinafter, as a first mode of the feedback unit 7, the feedback unit 7 for feeding back the evaluation of satisfaction by the neural network 5 to the worker will be described.

【0050】フィードバック部7としては、例えば音声
やモニターへの表示等が採用可能であるが、作業者は視
覚的、聴覚的情報により作業を行っているのでこれらは
作業の妨げになるおそれがある、他人に知られるので人
間性を疎外した管理につながる等の問題があり得る。従
って、作業者の作業に影響を与えない、情報が直感的に
作業者に伝わる、倫理的な面で問題がないこと等を考慮
し、触覚、例えば微細振動を利用したフィードバックシ
ステムを採用することが好ましい。これにより作業者は
作業を中断されることなく、自分の状態を把握すること
ができる。
As the feedback section 7, for example, a voice or a display on a monitor can be adopted. However, since the worker performs work by visual and audible information, these may hinder the work. However, there is a possibility that there is a problem that the management is not known to others and leads to alienation of humanity. Therefore, in consideration of the fact that the work of the worker is not affected, the information is intuitively transmitted to the worker, and there is no problem in terms of ethics, etc. Is preferred. Thus, the worker can grasp his / her own state without interruption.

【0051】また満足感計測システムで得られた結果と
しては、満足感を感じている状態と、不満足感を感じて
いる状態とがあるが、いずれをフィードバックするよう
にしてもよい。両者を異なる情報でフィードバックする
ことも可能である。作業者は自分の状態を知ることによ
り、不満足な時には休みを入れたり、満足している時に
はそのまま作業を続けたり、自分にとっていい音楽を流
したりといったことが可能となる。満足状態のフィード
バックは自分がどのようなときに満足しているかを知る
ことができ、訓練にも使うことができる。
As the result obtained by the satisfaction measuring system, there are a state in which the user is satisfied and a state in which the user is not satisfied. Either of them may be fed back. Both can be fed back with different information. By knowing his / her condition, the worker can take a break when he is not satisfied, continue working when he is satisfied, or play music that is good for himself. Satisfaction feedback tells you when you are happy and can be used for training.

【0052】満足感計測システムで得られた結果を触覚
により作業者にフィードバックするシステムの一実施例
を図7に示す。このフィードバック部7は、満足感計測
システム(コンピュータ9)で得られた結果を所定の電
気信号として無線で送信する送信部71と、送信部71
からの信号を受信する受信部72と、受信部72からの
信号により動作するスイッチング回路73と、振動発生
器74とからなる。振動発生器74は、図8に示すよう
に小型モータ75とモータの偏心軸75aに取付けられ
た重り76とからなり、モータ75の回転に伴い重り7
6が揺動し非常に小さい振動を発生する。受信部72、
スイッチング回路73とおよび振動発生器74は一体的
なフィードバック装置として構成され、ケースに入れて
作業者の体に装着できるようになっている。従って、コ
ンピュータ9から離れた位置でも、コンピュータ9に取
付けた送信部71からの無線信号により計測結果をフィ
ードバックすることができる。
FIG. 7 shows an embodiment of a system for feeding back the result obtained by the satisfaction measuring system to the worker by touch. The feedback unit 7 includes a transmission unit 71 that wirelessly transmits a result obtained by the satisfaction measurement system (computer 9) as a predetermined electric signal, and a transmission unit 71.
And a switching circuit 73 that operates by a signal from the receiving unit 72 and a vibration generator 74. As shown in FIG. 8, the vibration generator 74 includes a small motor 75 and a weight 76 attached to an eccentric shaft 75a of the motor.
6 oscillates and generates very small vibrations. Receiving unit 72,
The switching circuit 73 and the vibration generator 74 are configured as an integrated feedback device, and can be put in a case and attached to a worker's body. Therefore, even at a position distant from the computer 9, the measurement result can be fed back by a wireless signal from the transmission unit 71 attached to the computer 9.

【0053】このフィードバック部7は、例えば次のよ
うに動作する。満足感計測システムにおける評価が不満
足の状態のときに、例えばある値以下が続く或いは変化
率が負である状態が続くと、送信部71から信号が出さ
れる。受信部72がこのような信号を受信するとコンピ
ュータ9はオン/オフ信号をスイッチング回路73に送
出する。これによりスイッチング回路73が動作し、モ
ーター75をオンさせる。これにより作業者は微動を感
じ、作業に影響を与えず、誰に知られることもなく現在
の自分の状態を知り、休憩を取る、作業条件を変える等
が可能となる。
The feedback section 7 operates, for example, as follows. When the evaluation in the satisfaction measurement system is in an unsatisfied state, for example, if a value below a certain value continues or a state in which the rate of change is negative continues, a signal is output from the transmission unit 71. When the receiving section 72 receives such a signal, the computer 9 sends an on / off signal to the switching circuit 73. As a result, the switching circuit 73 operates to turn on the motor 75. As a result, the worker feels slight movement, does not affect the work, knows his / her current state without anyone's knowledge, can take a break, and can change work conditions.

【0054】尚、作業者が満足感を感じている状態を知
りたい場合には、ソフトの変更により送信部71から送
出する信号を変えればよい。
When the operator wants to know the state of satisfaction, the signal transmitted from the transmitting section 71 may be changed by changing the software.

【0055】次にフィードバック部の第2の態様とし
て、機械へのフィードバックについて説明する。図9は
機械へのフィードバックシステム80の概略を示す図
で、このシステムは上述した満足感計測システムのみな
らず一般に作業者からの情報を機械システムにフィード
バックためのシステムである。このフィードバックシス
テムは、作業者からの様々な情報を計測して評価する状
態評価部81と、状態評価部81からの情報を基に、そ
の人の状態を理解し、評価項目が最良の値を取るように
機械の各部分(例えば、ハンドル、照明、モータ等)を
制御する信号を各部分に送出する状態理解部82及び各
部分のコントローラ83からなる。
Next, feedback to a machine will be described as a second mode of the feedback section. FIG. 9 is a diagram schematically showing a feedback system 80 for a machine. This system is a system for feeding information from an operator to a machine system as well as the satisfaction measurement system described above. This feedback system is based on a state evaluation unit 81 that measures and evaluates various information from an operator, and based on information from the state evaluation unit 81, understands the state of the person and evaluates the best value for the evaluation item. It comprises a state comprehension unit 82 that sends a signal for controlling each part of the machine (for example, a handle, a light, a motor, etc.) to each part, and a controller 83 for each part.

【0056】状態評価部81は、作業者から得られる情
報として、脳波、心拍、脈波、血圧、皮膚電位、皮膚温
度などの生理情報と表情、身振、手振りなどの行動情報
(合せて生体情報)および機械システムへの操作量と操
作部にかかる圧力変化などの物理量(合せて動作情報)
を入力し、作業者の状態を評価し、これを所定の信号と
して状態理解部82へ送出する。例えば心拍、血圧など
から作業者の疲労度を判定すること、また脳波から満足
度を含む心理状態を判定することも可能である。状態評
価部81は、判定内容が単純な場合には簡単なソフトウ
ェアでよいが、満足感計測のような複雑な評価を伴う場
合にはニューラルネットワークが適当である。この状態
評価部81は、図1の満足感計測システムにおける脳波
計2、信号処理部4およびニューラルネットワーク5に
対応する。即ち、作業者から得る情報が脳波である場
合、状態評価部81は脳波を計測することによって満足
感を評価し、結果を状態理解部82に送出する。
The state evaluation section 81 includes physiological information such as brain waves, heartbeats, pulse waves, blood pressures, skin potentials, and skin temperatures, and behavior information such as facial expressions, body movements, and hand movements. Information) and the physical quantity such as the amount of operation on the mechanical system and the pressure change applied to the operating part (together with the operation information)
Is input, the state of the worker is evaluated, and this is sent to the state understanding unit 82 as a predetermined signal. For example, it is possible to determine the degree of fatigue of the worker from the heart rate, blood pressure, and the like, and to determine the mental state including the degree of satisfaction from the brain waves. The state evaluation unit 81 may be simple software when the determination content is simple, but a neural network is appropriate when complicated evaluation such as satisfaction measurement is involved. The state evaluation unit 81 corresponds to the electroencephalograph 2, the signal processing unit 4, and the neural network 5 in the satisfaction measurement system of FIG. That is, when the information obtained from the worker is an electroencephalogram, the state evaluation section 81 evaluates the satisfaction by measuring the electroencephalogram, and sends the result to the state understanding section 82.

【0057】状態理解部82は、最終的に評価項目が最
良の値を取るように機械システムの各部分を動作させる
ようにコントローラ83を制御する。この場合、操作量
や感覚へのフィードバックと評価される状態との関係は
必ずしもわかっている必要はなく、フィードバックによ
りその状態がよくなるように状態理解部82が探索的に
フィードバック量を見つけ出せればよい。但し、計測さ
れた情報と評価項目との対応が有る程度わかっているこ
とが有効である。
The state understanding unit 82 controls the controller 83 to operate each part of the mechanical system so that the evaluation item finally takes the best value. In this case, it is not always necessary to know the relationship between the amount of operation or feedback to the sense and the state to be evaluated, and the state understanding unit 82 may search for the amount of feedback so that the state is improved by the feedback. . However, it is effective to know a certain degree of correspondence between the measured information and the evaluation items.

【0058】このような探索的なフィードバックシステ
ムを採用することにより、個人差やその日の状態などに
より同定される状態と動作情報や環境情報との一義的な
関係を見出すことが困難である作業者を対象とすること
ができる。
By employing such an exploratory feedback system, it is difficult for an operator who finds a unique relationship between a state identified by individual differences, a state of the day, and the like, and operation information or environmental information. Can be targeted.

【0059】状態理解部82からの信号により制御され
るものは、例えば操作ハンドルの負荷、運転速度、モニ
タの表示、照明、音等が挙げられる。対象となる機械が
パーソナルコンピュータの場合、キーボードからの入力
による文字等の表示時間、マウスやポインティングデバ
イスの応答の速さ、画面表示、音等が挙げられる。これ
らはソフト上で調整することにより、制御できる。例え
ば作業者が満足感を感じているときは、効率よく作業が
できることが予測されるので、早く表示するようにす
る。また不満足のときには、矢印の大きさ、アイコンの
デザイン、色など画面を少し変えて作業の多様性を出
す。或いは作業者の好きな音楽がなる。これにより機械
が自分の状態を気にしていることがわかり、親しみが湧
くことにより作業が楽しくなる。
What is controlled by the signal from the state understanding unit 82 includes, for example, the load on the operation handle, the driving speed, the display on the monitor, the illumination, the sound and the like. When the target machine is a personal computer, the display time of characters and the like by input from a keyboard, the response speed of a mouse and a pointing device, the screen display, the sound, and the like are included. These can be controlled by adjusting them on software. For example, when the worker is satisfied, it is predicted that the work can be performed efficiently, so that the display is performed quickly. If you are unsatisfied, change the screen slightly, such as the size of the arrow, the design of the icon, and the color, to give a variety of work. Or the music that the worker likes. This shows that the machine cares about its condition, and the familiarity makes the work fun.

【0060】対象となる機械がNC工作機械の場合、上
述したパーソナルコンピュータの場合と同様にモニタの
画面表示や音を制御することの他、マニュアル操作用ジ
ョグハンドルの重さ、マニュアル操作時の1メモリの移
動量を制御することもできる。例えば、ジョグハンドル
の重さは、主軸モータの電流値を取り出し、それをジョ
グハンドルの重さを制御するマグネット・パウダーブレ
ーキに入力し、切削トルクにほぼ比例する切削トルクを
ジョグハンドルに与える。これにより、作業者と機械と
の一体感が出て、機械に親しみが湧き、楽しく作業がで
きる。また満足感に対応してハンドルの重さを重たくし
たり軽くしたりすることも可能である。これにより作業
に多様性が出る。更に画面表示としては、満足感計測の
結果に合せて加工現象をリアルタイムで表示させてもよ
い。これは工作物の回転に同期させながらCCDカメラ
により切削点の映像を取込むことにより可能となる。
When the target machine is an NC machine tool, in addition to controlling the screen display and sound of the monitor as in the case of the personal computer described above, the weight of the jog handle for manual operation and the 1 The amount of movement of the memory can also be controlled. For example, as for the weight of the jog handle, the current value of the spindle motor is taken out, input to a magnet powder brake for controlling the weight of the jog handle, and a cutting torque substantially proportional to the cutting torque is given to the jog handle. As a result, a sense of unity between the operator and the machine comes out, the friendliness of the machine springs up, and the work can be enjoyed. It is also possible to make the handle heavier or lighter in response to satisfaction. This gives diversity in work. Further, as the screen display, the processing phenomenon may be displayed in real time in accordance with the result of the satisfaction measurement. This is made possible by capturing an image of the cutting point with a CCD camera while synchronizing with the rotation of the workpiece.

【0061】対象となる機械が工場のラインの場合に
は、ラインスピード、ラインへの供給量の制御が挙げら
れる。例えば満足感の度合いに応じて、生産に影響を与
えない程度にラインスピードを変えたり、満足を感じて
いる人に部品を集めるようなラインに制御することがで
きる。
When the target machine is a factory line, control of the line speed and the supply amount to the line can be mentioned. For example, according to the degree of satisfaction, the line speed can be changed so as not to affect the production, or the line can be controlled to collect parts for a person who is satisfied.

【0062】このように作業者のみならず機械へのフィ
ードバックを含めた満足感計測システムとすることによ
り、人間の満足感に適応した行動をとる機械システムへ
の応用ができ、理想的なヒューマン−マシンインターフ
ェイスを実現するシステムを得ることができる。
As described above, the satisfaction measurement system including feedback not only to the worker but also to the machine can be applied to a machine system that takes an action adapted to the satisfaction of human beings, and is ideal for humans. A system realizing a machine interface can be obtained.

【0063】次に本発明の第2の実施例として、更にノ
イズ識別ニューラルネットワークを組込んだ満足感計測
システムについて説明する。
Next, as a second embodiment of the present invention, a satisfaction measuring system further incorporating a noise discrimination neural network will be described.

【0064】本発明の満足感計測システムは、あまり環
境がよくない作業現場にいるかもしれない作業者をも対
象するものであり、この場合、体動や機械、周囲の環境
から生じるノイズを考慮する必要がある。また、ノイズ
のない場所でも電極の装置によりノイズが生じることが
ある。この第2の実施例では、これらノイズの有無を第
2のニューラルネットワークにより識別し、その結果に
基づき満足感計測ニューラルネットワークによる評価の
信頼性を判断する。
The satisfaction measurement system of the present invention is intended for workers who may be at work sites where the environment is not very good. In this case, noise generated from body movements, machines, and the surrounding environment is taken into consideration. There is a need to. Further, even in a place where there is no noise, noise may be generated by the electrode device. In the second embodiment, the presence or absence of these noises is identified by the second neural network, and the reliability of the evaluation by the satisfaction measurement neural network is determined based on the result.

【0065】図10は、本発明の満足感計測システムの
第2の実施例の構成を示すブロック図である。図10に
おいて図1の満足感計測システムと同じ構成のものにつ
いては、同一符号で示し、説明を省略する。この満足感
計測システムが図1の満足感計測システムと異なる点
は、満足感を評価するニューラルネットワーク5と並列
に脳波信号のノイズを判定するニューラルネットワーク
8を備えている点である。このニューラルネットワーク
8は、信号処理部4からのパワースペクトルを入力と
し、閾値以上のノイズの有無を判定する。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the satisfaction measuring system according to the present invention. In FIG. 10, the same components as those of the satisfaction measuring system of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This satisfaction measurement system differs from the satisfaction measurement system of FIG. 1 in that it includes a neural network 8 for judging noise of an electroencephalogram signal in parallel with a neural network 5 for evaluating satisfaction. The neural network 8 receives the power spectrum from the signal processing unit 4 as input and determines whether there is noise equal to or greater than a threshold.

【0066】ノイズ識別ニューラルネットワーク8とし
ては、満足感計測ニューラルネットワーク5と同様にフ
ィードフォワード型の3層構造のニューラルネットワー
クで、BP法等による学習を行ったものを用いることが
できる。ニューラルネットワーク8もニューラルネット
ワーク5と同様に同一のコンピュータ内にソフトとして
構築することが可能である。
As the noise discrimination neural network 8, a feedforward type three-layered neural network similar to the satisfaction measurement neural network 5 and learned by the BP method or the like can be used. Like the neural network 5, the neural network 8 can also be constructed as software in the same computer.

【0067】実施例として入力層172ユニット、中間
層20ユニット、出力層2ユニットのニューラルネット
ワークを構築した。教師信号は、ノイズ有り、ノイズ無
しそれぞれ10サンプル、計20サンプルを用いた。
As an example, a neural network having 172 units of the input layer, 20 units of the intermediate layer, and 2 units of the output layer was constructed. As the teacher signal, 10 samples each with and without noise were used, a total of 20 samples.

【0068】一般に脳波は30Hzくらいまでが意味の有
る信号であり、40Hz以上の信号は体動などにより生じ
る電位の影響が大きい。そこでニューラルネットワーク
8の構築にあたっては40〜60Hzの帯域の信号のパワ
ースペクトルを入力信号として用い、出力信号はノイズ
が生じていない時には(1.0,0.0)、ノイズが生
じているときには(0.0,1.0)とした。学習にあ
たっての各係数η、α、εはそれぞれ0.7、0.5、
0.5とし、最小二乗誤差が1×10-4となった時点で
学習を終了した。学習回数はパワースペクトルの解析時
間の異なる2種のデータ(データ点数1024、データ
点数512)でそれぞれ6441回、7910回であっ
た。
In general, an electroencephalogram is a signal having a meaning up to about 30 Hz, and a signal having a frequency of 40 Hz or more is greatly affected by a potential generated by body motion or the like. Therefore, when constructing the neural network 8, the power spectrum of the signal in the band of 40 to 60 Hz is used as an input signal, and when the output signal has no noise (1.0, 0.0), when the noise has occurred ( 0.0, 1.0). The coefficients η, α, and ε for learning are 0.7, 0.5,
The learning was terminated when the least square error became 1 × 10 −4 . The number of times of learning was 6441 times and 7910 times for two types of data (1024 data points and 512 data points) having different power spectrum analysis times, respectively.

【0069】このようなノイズ識別ニューラルネットワ
ークを組込んだ満足感計測システムでは、図1の実施例
と同様に脳波計2からのアナログ信号をA/D変換部3
でデジタル信号に変換し、このデジタル信号を信号処理
部4においてフーリエ変換してパワースペクトルを求め
る。更に必要に応じてα帯域およびβ帯域の出現率を求
める。これらの結果は表示部(図示、省略)に表示させ
ることができる。各ニューラルネットワーク5、8は、
それぞれこのパワースペクトルを入力信号として、前者
は図1の実施例と同様に満足感を評価する。不満足であ
ると判断された場合には、コンピュータ9はフィードバ
ック部7の送信部を介して、受信部に信号を送出し、こ
れによりフィードバック部7の振動発生器が作動し、微
細振動によって作業者に自分の状態をフィードバックす
る。この場合にも、満足感を感じている状態をフィード
バックすることも可能である。
In the satisfaction measuring system incorporating such a noise discrimination neural network, an analog signal from the electroencephalograph 2 is converted into an A / D converter 3 as in the embodiment of FIG.
To convert the digital signal into a digital signal, and Fourier transform the digital signal in the signal processing unit 4 to obtain a power spectrum. Further, the appearance rates of the α band and the β band are obtained as necessary. These results can be displayed on a display unit (not shown). Each neural network 5, 8
Using the power spectrum as an input signal, the former evaluates satisfaction as in the embodiment of FIG. If it is determined that the user is unsatisfied, the computer 9 sends a signal to the receiving unit via the transmitting unit of the feedback unit 7, whereby the vibration generator of the feedback unit 7 is activated, and the operator is caused by the minute vibration. Give your status feedback to. Also in this case, it is possible to feed back a state of satisfaction.

【0070】一方、ニューラルネットワーク8はノイズ
の有無を評価する。この場合、コンピュータ9(判定部
10)は、ニューラルネットワーク8の2つの出力ユニ
ットの出力値の合計に対する第2ユニットの割合として
ノイズの度合いを求め、その値が所定の閾値以上である
場合には、ニューラルネットワーク5の結果の信頼性が
低いと判断し、その結果如何に関わらず、送信部からの
信号を送出しないようにする。これはニューラルネット
ワーク5において、満足と評価された結果をフィードバ
ックする場合にも同様に適用できる。
On the other hand, the neural network 8 evaluates the presence or absence of noise. In this case, the computer 9 (determination unit 10) obtains the degree of noise as a ratio of the second unit to the sum of the output values of the two output units of the neural network 8, and if the value is equal to or larger than a predetermined threshold, , It is determined that the reliability of the result of the neural network 5 is low, and the signal from the transmitting unit is not transmitted regardless of the result. This can be similarly applied to the case where the result evaluated as satisfactory in the neural network 5 is fed back.

【0071】従ってノイズの少ない状態で、ニューラル
ネットワーク5により判断された満足感の評価のみが計
測されるので、極めて正確な計測ができる。
Therefore, only the evaluation of the satisfaction determined by the neural network 5 is measured in a state with little noise, so that extremely accurate measurement can be performed.

【0072】尚、以上の実施例ではニューラルネットワ
ークをコンピュータのソフトとして構築する場合を説明
したが、単独のチップとして構成することも可能であ
る。
In the above embodiment, the case where the neural network is constructed as software of a computer has been described. However, the neural network can be constructed as a single chip.

【0073】また以上の実施例では、作業を行っている
ときのデータを用いて満足感計測システムを開発し、主
として作業者の満足感を計測する場合について説明して
きたが、作業を広く人間にとっても刺激と捉えれば、本
発明は単なる作業のみならず一般の状況にも応用するこ
とができる。例えば、病院で寝たきりの病人や障害者の
介護にも適用できる。
In the above embodiment, the case where the satisfaction measurement system is developed using the data during the work and the satisfaction of the worker is mainly measured has been described. If considered as a stimulus, the present invention can be applied to general situations as well as simple tasks. For example, the present invention can be applied to the care of a bedridden sick or disabled person in a hospital.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明により作業における満足感を客観的に評価するシステ
ムが提供される。この満足感計測システムの結果は作業
者及び/又は機械へのフィードバック情報として利用す
ることができ、これにより人間中心の生産システム設計
が可能となる。
As is apparent from the above description, the present invention provides a system for objectively evaluating satisfaction in work. The results of this satisfaction measurement system can be used as feedback information to workers and / or machines, thereby enabling human-centered production system design.

【0075】また本発明の満足感計測システムは、満足
感評価のニューラルネットワークの他にノイズ識別を行
う第2のニューラルネットワークを組込むことにより、
信頼性の高いシステムを提供できる。
The satisfaction measuring system according to the present invention incorporates a second neural network for noise identification in addition to the satisfaction evaluation neural network.
A highly reliable system can be provided.

【0076】本発明の満足感計測システムは、簡易に装
着できる脳波計を備えることにより、脳波計測の専門家
の助けを借りなくても作業者が自発的に且つ作業者の作
業を妨げることなく、満足感の計測が可能となる。
The satisfaction measuring system of the present invention is provided with an electroencephalograph which can be easily worn, so that the worker can voluntarily work without interrupting the worker's work without the help of an electroencephalogram measurement specialist. , And satisfaction can be measured.

【0077】更に本発明のフィードバック装置は、フィ
ードバック情報として微細振動を利用したことにより、
満足感計測等の結果を管理目的に使用される等の倫理的
な問題がなく、かつ直感的に自分の状態を把握できるの
で、人が自発的に理想的な作業状態を作り出すことがで
きる。
Further, the feedback device of the present invention utilizes minute vibration as feedback information,
Since there is no ethical problem such as the use of the result of satisfaction measurement or the like for management purposes and the user can intuitively grasp his / her own state, a person can spontaneously create an ideal working state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による満足感計測システムの一実施例の
概略を示す構成図
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an embodiment of a satisfaction measurement system according to the present invention.

【図2】本発明の満足感計測システムにおける検出手段
の一実施例を示す図
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a detecting means in the satisfaction measuring system of the present invention.

【図3】本発明による満足感計測システムのニューラル
ネットワークの構造の一実施例を示す図
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a structure of a neural network of the satisfaction measuring system according to the present invention.

【図4】ニューラルネットワークの学習工程を示すフロ
ー図
FIG. 4 is a flowchart showing a learning process of the neural network.

【図5】ニューラルネットワークへの入力信号の一例を
示す図で、(a)は満足状態のパワースペクトルデー
タ、(b)は不満足状態のパワースペクトルデータ。
5A and 5B are diagrams showing an example of an input signal to the neural network, wherein FIG. 5A shows power spectrum data in a satisfactory state, and FIG. 5B shows power spectrum data in an unsatisfactory state.

【図6】ニューラルネットワークの評価結果を示す図
で、(a)はニューラルネットワークの出力、(b)は
α帯域出現率、(c)はβ帯域出現率をそれぞれ表わ
す。
6A and 6B are diagrams showing evaluation results of the neural network, wherein FIG. 6A shows the output of the neural network, FIG. 6B shows the α band appearance rate, and FIG. 6C shows the β band appearance rate.

【図7】本発明による人へのフィードバックシステムの
概略を示す構成図
FIG. 7 is a configuration diagram schematically showing a feedback system to a person according to the present invention;

【図8】フィードバック部の要部を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a main part of a feedback unit.

【図9】本発明による機械へのフィードバックシステム
の概略を示す構成図
FIG. 9 is a configuration diagram schematically showing a feedback system for a machine according to the present invention.

【図10】本発明による満足感計測システムの他の実施
例の概略を示す構成図
FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing another embodiment of a satisfaction measurement system according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・・作業者 2・・・・・・増幅器(脳波計) 3・・・・・・A/D変換部 4・・・・・・信号処理部(信号処理手段) 5・・・・・・ニューラルネットワーク(第1のニューラルネ
ットワーク) 7・・・・・・フィードバック部 8・・・・・・ニューラルネットワーク(第1のニューラルネ
ットワーク) 9・・・・・・コンピュータ 22、71・・・・・・送信手段 23、72・・・・・・受信手段 73・・・・・・スイッチング手段 75・・・・・・モータ 76・・・・・・偏心重り
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Worker 2 ... Amplifier (electroencephalograph) 3 ... A / D conversion part 4 ... Signal processing part (signal processing means) 5. ····· Neural network (first neural network) 7 ······ Feedback unit 8 ····· Neural network (first neural network) 9 ···· Computers 22 and 71 ... Transmission means 23, 72 ... Reception means 73 ... Switching means 75 ... Motor 76 ... Eccentric weight

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年7月30日[Submission date] July 30, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の満足感計測シス
テムの一実施例の構成を示すブロック図である。この満
足感計測システムは、主として、作業者1の脳波を測定
する脳波計(増幅器)2と、脳波計2により計測された
アナログ信号をデジタル変換するA/D変換部3と、A
/D変換部3からのデジタル信号にフィルタ処理、フー
リエ変換等の信号処理を行う信号処理部4と、信号処理
部4からの信号を入力し満足感を示す信号を出力するニ
ューラルネットワーク5と、ニューラルネットワーク5
の出力を表示する表示部6と、ニューラルネットワーク
5の出力を作業者1および/又は作業者1が扱う機械に
フィードバックするフィードバック部7とを備えてい
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a satisfaction measuring system according to the present invention. The satisfaction measurement system mainly includes an electroencephalograph ( amplifier) 2 for measuring an electroencephalogram of the worker 1, an A / D converter 3 for converting an analog signal measured by the electroencephalograph 2 into a digital signal,
A signal processing unit 4 that performs signal processing such as filtering and Fourier transform on the digital signal from the / D conversion unit 3, a neural network 5 that receives a signal from the signal processing unit 4 and outputs a signal indicating satisfaction. Neural network 5
And a feedback unit 7 that feeds back the output of the neural network 5 to the worker 1 and / or a machine handled by the worker 1.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0040[Correction target item name] 0040

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0040】[0040]

【数4】 修正量は二乗誤差の結合荷重についての勾配を計算する
ことにより求められ、あるパターンpを提示したときの
k-1層i番目のユニットと第k層j番目のユニット間の
(Equation 4) Correction amount is obtained by calculating the slope of the binding load of square error of the k -1 layer i-th time presented a pattern p unit and between the k layer j-th unit

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0055[Correction target item name] 0055

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0055】次にフィードバック部の第2の態様とし
て、機械へのフィードバックについて説明する。図9は
機械へのフィードバックシステム80の概略を示す図
で、このシステムは上述した満足感計測システムのみな
らず一般に作業者からの情報を機械システムにフィード
バックするためのシステムである。このフィードバック
システムは、作業者からの様々な情報を計測して評価す
る状態評価部81と、状態評価部81からの情報を基
に、その人の状態を理解し、評価項目が最良の値を取る
ように機械の各部分(例えば、ハンドル、照明、モータ
等)を制御する信号を各部分に送出する状態理解部82
及び各部分のコントローラ83からなる。
Next, feedback to a machine will be described as a second mode of the feedback section. Figure 9 is a diagram showing an outline of a feedback system 80 of the machine, the eyes this system feeds <br/> back-to-mechanical system information from the worker generally not only satisfaction measurement system described above system It is. This feedback system is based on a state evaluation unit 81 that measures and evaluates various information from an operator, and based on information from the state evaluation unit 81, understands the state of the person and evaluates the best value for the evaluation item. A state understanding unit 82 that sends a signal to control each part of the machine (eg, steering wheel, lighting, motor, etc.) to be taken.
And a controller 83 for each part.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0061[Correction target item name] 0061

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0061】対象となる機械が工場のラインの場合に
は、ラインスピード、ラインへの供給量の制御が挙げら
れる。例えば満足感の度合いに応じて、生産に影響を与
えない程度にラインスピードを変えたり、満足を感じて
いる人に部品を集めるようなラインに制御することがで
きる。対象となる機械としては、上述したコンピュー
タ、工場ライン等の他、ロボットなど人間が扱い、また
その制御を行うことのできるものであれば何でも適用で
きる。
When the target machine is a factory line, control of the line speed and the supply amount to the line can be mentioned. For example, according to the degree of satisfaction, the line speed can be changed so as not to affect the production, or the line can be controlled to collect parts for a person who is satisfied. The target machines are the above-mentioned computers.
Data, factory lines, etc., and humans such as robots.
Anything that can control it can be applied
Wear.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0073[Correction target item name] 0073

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0073】また以上の実施例では、作業を行っている
ときのデータを用いて満足感計測システムを開発し、主
として作業者の満足感を計測する場合について説明して
きたが、作業を広く人間にとって刺激と捉えれば、本
発明は単なる作業のみならず一般の状況にも応用するこ
とができる。例えば、病院で寝たきりの病人や障害者の
介護にも適用できる。また家電製品から自動車、航空機
の設計開発までにその応用範囲を広げられる。
In the above embodiment, the case where the satisfaction measurement system is developed using the data during the work and the satisfaction of the worker is mainly measured has been described. The present invention can be applied not only to simple tasks but also to general situations. For example, the present invention can be applied to the care of a bedridden sick or disabled person in a hospital. In addition, from home appliances to automobiles and aircraft
The range of application can be expanded by the design development of

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】脳波を検出する検出手段、前記検出手段か
らの信号を処理しパワースペクトルを求める信号処理手
段および前記パワースペクトルを入力とし満足感情報を
出力するニューラルネットワークを備えたことを特徴と
する満足感計測システム。
1. A system comprising: detecting means for detecting an electroencephalogram; signal processing means for processing a signal from the detecting means to obtain a power spectrum; and a neural network for inputting the power spectrum and outputting satisfaction information. Satisfaction measurement system.
【請求項2】脳波を検出する検出手段、前記検出手段か
らの信号を処理しパワースペクトルを求める信号処理手
段、前記パワースペクトルを入力とし満足感情報を出力
するニューラルネットワークおよび前記ニューラルネッ
トワークの出力を被測定対象にフィードバックする手段
を備えたことを特徴とする満足感計測システム。
2. A detecting means for detecting an electroencephalogram, a signal processing means for processing a signal from the detecting means to obtain a power spectrum, a neural network which receives the power spectrum and outputs satisfaction information, and an output of the neural network. A satisfaction measuring system comprising a means for feeding back to a measured object.
【請求項3】前記ニューラルネットワークは、入力層、
中間層及び出力層から構成される三層構造を有すること
を特徴とする請求項1または2記載の満足感計測システ
ム。
3. The neural network includes an input layer,
3. The satisfaction measuring system according to claim 1, having a three-layer structure including an intermediate layer and an output layer.
【請求項4】前記ニューラルネットワークは、出力層が
2ユニットから成り、満足状態における出力が(1.
0,0.0)、不満足状態における出力が(0.0,
1.0)となるように誤差逆伝播法により学習されてい
ることを特徴とする請求項1または2記載の満足感計測
システム。
4. The neural network has an output layer composed of two units, and outputs in a satisfactory state are (1.
0, 0.0), and the output in the unsatisfied state is (0.0, 0.0).
3. The satisfaction measuring system according to claim 1, wherein learning is performed by an error back propagation method so as to be 1.0).
【請求項5】前記検出手段は、前頭部双極導出により脳
波を検出し増幅する手段および増幅後の信号をA/D変
換する手段を備えたことを特徴とする請求項1または2
記載の満足感計測システム。
5. The apparatus according to claim 1, wherein said detecting means includes means for detecting and amplifying an electroencephalogram by deriving a forehead bipolar, and means for A / D converting the amplified signal.
The satisfaction measurement system described.
【請求項6】前記検出手段は検出された脳波信号を無線
で送信する送信手段を備えたことを特徴とする請求項1
または2記載の満足感計測システム。
6. The apparatus according to claim 1, wherein said detecting means includes a transmitting means for wirelessly transmitting the detected brain wave signal.
Or the satisfaction measurement system according to 2.
【請求項7】前記フィードバック手段は、微細振動をフ
ィードバック情報として用いることを特徴とする請求項
2記載の満足感計測システム。
7. The satisfaction measuring system according to claim 2, wherein said feedback means uses minute vibrations as feedback information.
【請求項8】前記フィードバック手段は、前記ニューラ
ルネットワークの出力を無線信号として受信する受信手
段と、受信手段からの信号をトリガとするスイッチング
手段と、前記スイッチング手段の制御により駆動され、
偏心重りを備えたモータとを備えたことを特徴とする請
求項7記載の満足感計測システム。
8. The feedback means is driven by control of the receiving means for receiving the output of the neural network as a radio signal, switching means triggered by a signal from the receiving means, and control of the switching means.
The satisfaction measuring system according to claim 7, further comprising a motor having an eccentric weight.
【請求項9】機械作業中の作業者の脳波を検出する検出
手段、前記検出手段からの信号を処理しパワースペクト
ルを求める信号処理手段、前記パワースペクトルを入力
とし満足感情報を出力するニューラルネットワークおよ
び前記ニューラルネットワークの出力を前記機械にフィ
ードバックする手段を備えたことを特徴とする満足感計
測システム。
9. A detecting means for detecting an electroencephalogram of an operator working on a machine, a signal processing means for processing a signal from the detecting means to obtain a power spectrum, and a neural network for inputting the power spectrum and outputting satisfaction information. And a means for feeding back the output of the neural network to the machine.
【請求項10】前記機械が、NC工作機械であり、前記
フィードバック手段からの満足感情報に基づきマニュア
ル操作用ジョグハンドルを制御する手段を備えたことを
特徴とする請求項9記載の満足感計測システム。
10. The satisfaction measurement according to claim 9, wherein said machine is an NC machine tool, and further comprising means for controlling a jog handle for manual operation based on satisfaction information from said feedback means. system.
【請求項11】脳波を検出する検出手段、前記検出手段
からの信号を処理しパワースペクトルを求める信号処理
手段、前記パワースペクトルを入力とし満足感情報を出
力する第1のニューラルネットワーク、前記パワースペ
クトルを入力とし前記脳波に混入されたノイズに関する
情報を出力する第2のニューラルネットワークおよび前
記第2のニューラルネットワークの出力が所定のノイズ
値を超えたときに前記第1のニューラルネットワークの
出力を無効とする判定手段を備えたことを特徴とする満
足感計測システム。
11. A detecting means for detecting an electroencephalogram, a signal processing means for processing a signal from the detecting means to obtain a power spectrum, a first neural network which inputs the power spectrum and outputs satisfaction information, and the power spectrum. And a second neural network that outputs information on noise mixed into the brain wave as an input and disables the output of the first neural network when the output of the second neural network exceeds a predetermined noise value. A satisfaction measuring system, comprising:
【請求項12】人の生理情報あるいは生理情報の処理結
果である心理情報等の情報を入力し、当該人にフィード
バックする装置であって、微細振動をフィードバック情
報として用いることを特徴とするフィードバック装置。
12. An apparatus for inputting information such as physiological information of a person or psychological information as a result of processing the physiological information and feeding back the information to the person, wherein a minute vibration is used as feedback information. .
【請求項13】人の生理情報あるいは生理情報の処理結
果である心理情報等の情報を入力し、当該人にフィード
バックする装置であって、前記情報を出力する手段から
の出力を無線信号として受信する受信手段と、受信手段
からの信号をトリガとするスイッチング手段と、前記ス
イッチング手段の制御により駆動され、偏心重りを備え
たモータとを備えたことを特徴とするフィードバック装
置。
13. A device for inputting information such as physiological information of a person or psychological information as a result of processing the physiological information and feeding back the information to the person, wherein an output from a means for outputting the information is received as a radio signal. A feedback device, comprising: a receiving unit that performs the control, a switching unit that uses a signal from the receiving unit as a trigger, and a motor that is driven by the control of the switching unit and that has an eccentric weight.
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