CN101321993B - 环境控制装置、环境控制方法及环境控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明在考虑处于同一空间内的多个生物体的生体信息的个体差异的基础上推定舒适感,适当地控制刺激内容。其中,刺激生成部(300)生成施加于多个用户的刺激;生体信息获取部(101a、101b)获取各用户的生体信息的时间序列数据;参数提取部(102a、102b)解析时间序列数据,提取随着时间的流逝而变化的参数;冷热感推定部(103a、103b)基于由参数提取部(102a、102b)提取的参数,推定对应由刺激生成部(300)生成的刺激的各用户的状态;多人冷热感处理部(105)将由冷热感推定部(103a、103b)推定的各用户的推定结果统合为一个;刺激控制部(104)基于统合的推定结果,控制刺激生成部(300)。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于生体信息(biological information)推定生物体(living body)的状态,从而控制居住环境的环境控制装置、环境控制方法、环境控制程序以及环境控制系统。
背景技术
一直以来,在控制用户的居住环境时,是通过检测居住环境温度(以下记为“室温”)、居住环境湿度(以下记为“湿度”)、居住环境外温度(以下记为“室外气温”),日照量等环境物理量,来控制环境控制设备。而且,除了基于如上所述的环境物理量的控制以外,还提出了获取用户的生体信息进行分析,推定紧张状态、放松状态、或兴奋状态等用户的状态,并基于该推定结果来控制环境控制设备的手段。
例如在日本专利公报特许第2833082号(以下称作“专利文献1”)(第5~6页,第5图)中,提出了基于用户的脉搏波振幅推定用户的心理状态、主要为冷热感的技术。图16是专利文献1中记载的第5图。专利文献1中,以特性曲线L表现脉搏波振幅的绝对值(图16中的Vp-p)与冷热感(寒冷、凉爽、稍凉、不冷不热、稍暖、暖和、暑热)的相互关系,如果在某一时刻获取的用户的脉搏波振幅绝对值为Vpa,则推定用户的冷热感为“暖和”,如果为Vpb,则推定为“凉爽”,并基于该推定结果进行空调设备的控制。
另外,例如在日本专利公开公报特开平6-147593号(以下称作“专利文献2”)(第2~3页,图2)中,提出如下方案,即在寝床内设置温度传感器及湿度传感器,通过测量用户上床入寝时的背部的温度,推定用户在寝床上的冷热感,基于多个用户的冷热感的平均值,控制寝室的温度及湿度。
然而,上述专利文献1中,虽然建立了用户的脉搏波振幅的绝对值与用户的冷热感的相互关系,可获取用户的脉搏波,根据其振幅绝对值来推定用户的冷热感,但由于脉搏波振幅存在个体差异所造成的偏差,因此并不能说,只要脉搏波振幅绝对值相同,所有用户的冷热感都相同。例如存在如下情况,用户A和用户B的脉搏波振幅绝对值是相同的Vpc,但用户A的冷热感为“稍凉”,而用户B的冷热感则为“稍暖”。即上述专利文献1中存在如下问题,由于没有将个体差异考虑到脉搏波振幅绝对值中,因此会出现即使用户A感到“稍凉”,也加强空调制冷,从而造成用户A感到不舒适等的情况。另外,专利文献1中,仅假设了作为对象的用户为一人的情况,对于同一空间内有多个用户时的处理方案未作记述。
此外,在专利文献2中,虽然建立了用户的背部温度与用户的冷热感的相互关系,通过寝床内的温度传感器获取用户背部的温度,根据该温度推定用户的冷热感(-3:寒冷、-2:凉爽、-1:稍凉、0:不冷不热、1:稍暖、2:暖和、3:暑热),但由于用户背部的温度也存在个体差异所造成的偏差,因此并不能说,只要背部的温度相同,所有用户的冷热感都相同。例如存在如下情况,虽然用户A和用户B的背部温度是相同的温度,但用户A的冷热感为“稍凉(-1)”,而用户B的冷热感则为“不冷不热(0)”。即上述专利文献2中,由于没有考虑背部温度的个体差异,因此会出现即使用户B感到“不冷不热(0)”,也减弱空调制冷,从而造成用户B感到不舒适等的情况。另外,专利文献2中,在作为对象的用户为多人的情况下,使用将基于背部温度推定的多个用户的各自的冷热感进行平均而求得的平均冷热感,进行同一空间(寝室)内有多个用户时的空调设备控制。然而,由于多个用户的各自的冷热感是在没有考虑背部温度的个体差异的情况下而被推定,因此存在即便使用其平均值,也无法进行反映多个用户的冷热感的适当的空调设备控制的问题。
发明内容
本发明旨在解决上述以往的问题,其目的在于提供一种在同一空间内有多个生物体时,可以在考虑生物体的个体差异的基础上推定舒适感,并基于推定出的舒适感适当地控制刺激内容的环境控制装置、环境控制方法、环境控制程序及环境控制系统。
本发明所提供的环境控制装置包括:生体信息获取单元,获取受到温冷热刺激的多个生物体的脉搏波的时间序列数据;参数提取单元,解析由上述生体信息获取单元获取的上述时间序列数据,提取随着从寒冷的冷热感经不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第一参数,和在不冷不热的冷热感时具有最小值、随着从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的变化数值增大并且随着从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第二参数;生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,推定对应上述温冷热刺激的各生物体的状态;统合处理单元,将由上述生体状态推定单元推定的各生物体的推定结果统合为一个;刺激控制单元,基于由上述统合处理单元统合的推定结果,控制施加于多个生物体的刺激内容,其中,上述生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,针对每一生物体,推定对应上述温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态。
本发明所提供的环境控制方法包括:生体信息获取步骤,获取受到温冷热刺激的多个生物体的脉搏波的时间序列数据;参数提取步骤,解析在上述生体信息获取步骤中获取的上述时间序列数据,提取随着从寒冷的冷热感经不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第一参数,和在不冷不热的冷热感时具有最小值、随着从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的变化数值增大并且随着从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第二参数;生体状态推定步骤,基于在上述参数提取步骤中提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,推定对应上述温冷热刺激的各生物体的状态;统合处理步骤,将在上述生体状态推定步骤中推定的各生物体的推定结果统合为一个;刺激控制步骤,基于在上述统合处理步骤中统合的推定结果,控制施加于多个生物体的刺激内容,其中,在上述生体状态推定步骤中,基于在上述参数提取步骤中提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,针对每一生物体,推定对应上述温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态。
本发明所提供的环境控制系统包括:刺激生成单元,生成施加于多个生物体的温冷热刺激;测定单元,测定各生物体的脉搏波;生体信息获取单元,获取由上述测定单元测定的各生物体的脉搏波的时间序列数据;参数提取单元,解析由上述生体信息获取单元获取的上述时间序列数据,提取随着从寒冷的冷热感经不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第一参数,和在不冷不热的冷热感时具有最小值、随着从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的变化数值增大并且随着从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第二参数;生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,推定对应由上述刺激生成单元生成的温冷热刺激的各生物体的状态;统合处理单元,将由上述生体状态推定单元推定的各生物体的推定结果统合为一个;刺激控制单元,基于由上述统合处理单元统合的推定结果,控制上述刺激生成单元,其中,上述生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,针对每一生物体,推定对应由上述刺激生成单元生成的温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态。
根据上述的结构或方法,施加于多个生物体的刺激予以生成,受到刺激的多个生物体的生体信息的时间序列数据被获取。然后,解析获取的时间序列数据,随着时间的流逝而变化的参数被提取,基于提取的参数,对应刺激的各生物体的状态得以推定。而且,推定的各生物体的推定结果被统合为一个,基于统合的推定结果,施加于多个生物体的刺激内容得以控制。并且,基于提取的参数,针对每一生物体,推定对应刺激的生物体的舒适感是表示从不舒适向舒适的方向变化的状态还是表示从舒适向不舒适的方向变化的状态的何种状态。
因此,由于在同一空间内有多个生物体时,基于随着时间的流逝而变化的参数,各生物体的状态得以推定,因此不必使用存在个体差异所造成的偏差的生体信息参数的绝对值,可以在考虑生体信息的个体差异的基础上推定生物体的状态,基于推定出的生体状态适当地控制刺激内容。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施例中的环境控制系统的结构的方框图。
图2是表示图1所示的环境控制系统的环境控制处理的流程的流程图。
图3是表示脉搏波的最大李雅普诺夫指数及脉搏波波高最大值与用户的冷热感的相互关系的图。
图4是表示将脉搏波波高最大值与冷热感的关系,及最大李雅普诺夫指数与冷热感的关系归纳为矩阵状的表格的图。
图5是表示本发明的第一实施例中的冷热感推定部的冷热感推定处理的流程的流程图。
图6是表示第一实施例中的多人冷热感处理部的统合处理的流程的流程图。
图7是用于说明图6所示的冷热感推定数据的统合处理的表格。
图8是表示在本发明的第一实施例的环境控制装置中设置了用户位置检测部时的结构的方框图。
图9是表示本发明的第二实施例中的环境控制系统的结构的方框图。
图10是表示本发明的第二实施例中的状态持续时间计测部的状态持续时间计测处理的流程的流程图。
图11是表示第二实施例中的多人冷热感处理部的统合处理的流程的流程图。
图12是用于说明图11所示的冷热感推定数据的统合处理的表格。
图13是表示本发明的第三实施例中的环境控制系统的结构的方框图。
图14是表示本发明的第三实施例中的冷热感推定数据判断部及状态变化参数存储部的状态变化参数存储处理的流程的流程图。
图15是表示本发明的第三实施例中的多人冷热感处理部的统合处理的流程的流程图。
图16是专利文献1中记载的第5图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施例进行说明。
(第一实施例)
图1是表示本发明的第一实施例中的环境控制系统的结构的方框图。图1中,环境控制系统1包括环境控制装置100、生体信息传感器200a、200b及刺激生成部300。
生体信息传感器200a、200b测定各生物体的生体信息。具体而言,生体信息传感器200a、200b为脉搏波传感器,由发光元件将近红外光照射在用户的手指或耳垂的皮肤表面,并由受光元件接收透射光或反射光,通过将接收到的光的变化转换为电信号来检测血流量的变化,测定脉搏波。刺激生成部300生成施加于多个用户的温冷热刺激。而且,刺激生成部300包括例如家用空调设备。另外,所谓温冷热刺激,是指施加温热、冷热或这两者都施加的刺激。
环境控制装置100控制多个用户所在的空间内的环境。环境控制装置100包括,生体信息获取部101a、101b、参数提取部102a、102b、冷热感推定部103a、103b、刺激控制部104及多人冷热感处理部105。另外,环境控制装置100包括例如CPU、ROM及RAM等,CPU通过运行存储在ROM中的环境控制程序,作为生体信息获取部101a、101b、参数提取部102a、102b、冷热感推定部103a、103b、刺激控制部104及多人冷热感处理部105而发挥功能。并且,环境控制程序也被记录在CD-ROM等计算机可读取的记录介质中,环境控制装置100从该记录介质中安装环境控制程序。此外,在环境控制装置100可进行网络通信的情况下,环境控制装置100也可从服务器等其他设备下载环境控制程序。
生体信息获取部101a、101b获取由生体信息传感器200a、200b测定的各用户的生体信息(脉搏波)的时间序列数据。
参数提取部102a、102b解析脉搏波的时间序列数据,计算脉搏波参数。冷热感推定部103a、103b基于由参数提取部102a、102b提取的脉搏波参数推定用户的冷热感。在此,生体信息传感器200a、生体信息获取部101a、参数提取部102a及冷热感推定部103a以用户A为对象运作,生体信息传感器200b、生体信息获取部101b、参数提取部102b及冷热感推定部103b以与用户A处于同一空间内的用户B为对象运作。
刺激控制部104控制刺激生成部300。多人冷热感处理部105以由冷热感推定部103a、103b推定的多个用户各自的推定结果作为输入,输出对多人的冷热感进行了统合处理的结果。刺激控制部104,基于由多人冷热感处理部105输出的多个用户的冷热感的推定结果,决定施加于用户的刺激内容或产生的环境状态,输出至刺激生成部300。
另外,在本实施例中,生体信息传感器200a、200b相当于生体信息测定单元的一例,刺激生成部300相当于刺激生成单元的一例,生体信息获取部101a、101b相当于生体信息获取单元的一例,参数提取部102a、102b相当于参数提取单元的一例,冷热感推定部103a、103b相当于生体状态推定单元的一例,多人冷热感处理部105相当于统合处理单元的一例,刺激控制部104相当于刺激控制单元的一例。
其次,对图1所示的环境控制系统的环境控制处理进行说明。图2是表示图1所示的环境控制系统的环境控制处理的流程的流程图。首先,生体信息传感器200a测定用户A的脉搏波,生体信息获取部101a获取用户A的脉搏波的时间序列数据(步骤S1)。其次,参数提取部102a,从由生体信息获取部101a获取的脉搏波的时间序列数据中,每间隔一定时间提取脉搏波数据中的各一拍脉搏中作为波形的峰值的脉搏波波高最大值hmax并加以存储,并且通过每间隔一定时间对脉搏波的时间序列数据进行混沌分析(chaosanalysis),计算出最大李雅普诺夫指数λ并加以储存(步骤S2)。
然后,冷热感推定部103a,根据由参数提取部102a提取的脉搏波波高最大值hmax的当前值、作为紧邻该值之前的值的之前值以及采样周期,计算脉搏波波高最大值hmax的微分值Δhmax,并根据计算出的最大李雅普诺夫指数λ的当前值、作为紧邻该值之前的值的之前值以及采样周期,计算最大李雅普诺夫指数λ的微分值Δλ。然后,冷热感推定部103a,基于计算出的脉搏波波高最大值的微分值Δhmax与最大李雅普诺夫指数的微分值Δλ,推定用户A的冷热感,并将用户A的冷热感的推定结果输出至多人冷热感处理部105(步骤S3)。另外,图2所示的从步骤S1到步骤S3的处理,在以用户B为对象时也同样被执行,冷热感推定部103b推定用户B的冷热感并进行输出。
在此,对图2所示的步骤S3的用户冷热感推定处理进行说明。由于脉搏波的振幅绝对值存在个体差异所造成的偏差,因此,在用户的冷热感推定中,若使用脉搏波的振幅绝对值,则推定精确度会降低。因此,本发明的发明者们发现,除了相当于脉搏波振幅的变动的脉搏波波高最大值的变动与用户的冷热感的变动的相互关系之外,在通过混沌分析脉搏波的波动度而指数化的最大李雅普诺夫指数的变动与用户的冷热感的变动之间也存在着密切的关联。并且发现,关于温冷热刺激(温冷热环境的变化),通过根据脉搏波波高最大值的变动与最大李雅普诺夫指数的变动推定用户的冷热感,可以实现不受个体差异影响的高精度的用户冷热感推定。在此,脉搏波波高最大值是指脉搏波数据中在某个指定时间内获取的数拍脉搏的脉搏波波形中的峰值。或者,也可以作为脉搏波数据中各一拍脉搏中的波形的峰值,或作为数拍脉搏的各波形的峰值的平均值,或作为脉搏的振幅。
图3是表示本发明的发明者们根据受验者实验发现的脉搏波的最大李雅普诺夫指数及脉搏波波高最大值与用户的冷热感的相互关系的图表。如图3所示,最大李雅普诺夫指数与冷热感,具有用在冷热感为0(不冷不热的状态)的附近最大李雅普诺夫指数显现极限值的向下凸的凸形状的图表表示的相关关系。而且,脉搏波波高最大值与冷热感,具有随着冷热感从寒冷(-3)向暑热(+3)的方向变动,脉搏波波高最大值单调地增大的相关关系。
另外,图4是将从图3发现的脉搏波波高最大值与冷热感的关系,及最大李雅普诺夫指数与冷热感的关系归纳为矩阵状的表格,冷热感推定部103a、103b预先保存该表格。如图4所示,在脉搏波波高最大值增大,并且最大李雅普诺夫指数减小的情况下,用户的冷热感从寒冷的冷热感(-3)向不冷不热的冷热感(0)的方向变化,在脉搏波波高最大值减小,并且最大李雅普诺夫指数减少的情况下,用户的冷热感从暑热的冷热感(+3)向不冷不热的冷热感(0)的方向变化。另外,在脉搏波波高最大值增大,并且最大李雅普诺夫指数增大的情况下,用户的冷热感从不冷不热的冷热感(0)向暑热的冷热感(+3)的方向变化,在脉搏波波高最大值减小,并且最大李雅普诺夫指数增大的情况下,用户的冷热感从不冷不热的冷热感(0)向寒冷的冷热感(-3)的方向变化。
即,使用图4所示的表格,冷热感推定部103a、103b,在构成温冷热环境的设备的控制被执行之后,若脉搏波波高最大值增大且最大李雅普诺夫指数减小,则推定用户的冷热感从寒冷侧向0(不冷不热)方向变化,若脉搏波波高最大值增大且最大李雅普诺夫指数增大,则推定用户的冷热感从0向暑热的方向变化。另外,冷热感推定部103a、103b,若脉搏波波高最大值减小且最大李雅普诺夫指数减小,则推定用户的冷热感从暑热向0方向变化,若脉搏波波高最大值减小且最大李雅普诺夫指数增大,则推定用户的冷热感从0向寒冷的方向变化。
图5是表示本发明的第一实施例中的冷热感推定部103a、103b的冷热感推定处理的流程的流程图。
首先,冷热感推定部103a、103b,根据由参数提取部102a、102b提取的脉搏波波高最大值hmax的当前值、作为紧邻该值之前的值的之前值及采样周期,计算脉搏波波高最大值hmax的微分值Δhmax。并且,冷热感推定部103a、103b,根据由参数提取部102a、102b并行计算出的最大李雅普诺夫指数λ的当前值、作为紧邻该值之前的值的之前值及采样周期,计算最大李雅普诺夫指数λ的微分值Δλ(步骤S11)。
在此,冷热感推定部103a、103b首先对脉搏波波高最大值hmax的微分值Δhmax进行判定(步骤S12),然后对最大李雅普诺夫指数λ的微分值Δλ进行判定(步骤S13及步骤S16)。如果脉搏波波高最大值hmax的微分值Δhmax为0以上、即脉搏波波高最大值增大(在步骤S12为是),并且最大李雅普诺夫指数的微分值Δλ为0以上、即最大李雅普诺夫指数增大(在步骤S13为是),冷热感推定部103a、103b参照预先保存的图4的表格数据,推定冷热感从不冷不热的中立状态的0向暑热状态的方向变化(步骤S14)。然后,冷热感推定部103a、103b将作为推定结果的推定数据输出至多人冷热感处理部105(步骤S19)。
如果脉搏波波高最大值hmax的微分值Δhmax为0以上、即脉搏波波高最大值增大(在步骤S12为是),并且最大李雅普诺夫指数的微分值Δλ小于0、即最大李雅普诺夫指数减小(在步骤S13为否),冷热感推定部103a、103b基于预先保存的图4的表格数据,推定冷热感从寒冷状态向为0的中立状态的方向变化(步骤S15)。然后,冷热感推定部103a、103b将作为推定结果的推定数据输出至多人冷热感处理部105(步骤S19)。
如果脉搏波波高最大值hmax的微分值Δhmax小于0、即脉搏波波高最大值减小(在步骤S12为否),并且最大李雅普诺夫指数的微分值Δλ为0以上、即最大李雅普诺夫指数增大(在步骤S16为是),冷热感推定部103a、103b基于预先保存的图4的表格数据,推定冷热感从为0的中立状态向寒冷状态的方向变化(步骤S17)。然后,冷热感推定部103a、103b将作为推定结果的推定数据输出至多人冷热感处理部105(步骤S19)。
如果脉搏波波高最大值hmax的微分值Δhmax小于0、即脉搏波波高最大值减小(在步骤S12为否),并且最大李雅普诺夫指数的微分值Δλ小于0、即最大李雅普诺夫指数减小(在步骤S16为否),冷热感推定部103a、103b推定冷热感从暑热状态向为0的中立状态的方向变化(步骤S18)。然后,冷热感推定部103a、103b将作为推定结果的推定数据输出至多人冷热感处理部105(步骤S19)。
返回图2,多人冷热感处理部105,接收由冷热感推定部103a推定的用户A的推定数据,并接收由冷热感推定部103b推定的用户B的推定数据,将两个推定数据统合处理为一个推定数据(步骤S4)。
以下就多人冷热感处理部105中的统合处理进行说明。图6是表示第一实施例中的多人冷热感处理部105的统合处理的流程的流程图。首先,多人冷热感处理部105从冷热感推定部103a接收推定出用户A的冷热感的冷热感推定数据,并且从冷热感推定部103b接收推定出用户B的冷热感的冷热感推定数据(步骤S31)。
然后,多人冷热感处理部105以冷热感恶化的用户为优先,统合接收到的多个冷热感推定数据。图7是用于说明图6所示的冷热感推定数据的统合处理的表格。多人冷热感处理部105按照由冷热感推定部103a、103b推定的用户A及用户B的冷热感推定数据的组合,以冷热感恶化(0→寒冷方向变化或0→暑热方向变化)的用户为优先,统合处理冷热感推定数据。即,多人冷热感处理部105判断用户A及用户B的冷热感推定数据是否均为改善状态(寒冷→0的方向变化或暑热→0的方向变化)(步骤S32)。
在此,若判断为冷热感推定部103a、103b分别推定的用户A及用户B的冷热感推定数据均为改善状态(寒冷→0的方向变化或暑热→0的方向变化)(在步骤S32为是),多人冷热感处理部105将冷热感推定数据统合处理为寒冷→0方向变化或暑热→0方向变化或寒冷/暑热→0方向变化(步骤S33)。例如,如图7所示,在冷热感推定部103a的推定数据为“寒冷→0”、冷热感推定部103b的推定数据为“寒冷→0”的情况下,多人冷热感处理部105将推定数据处理为“寒冷→0”。另外,在冷热感推定部103a的推定数据为“寒冷→0”、冷热感推定部103b的推定数据为“暑热→0”的情况下,多人冷热感处理部105将推定数据处理为“寒冷/暑热→0”。然后,多人冷热感处理部105将统合处理后的冷热感推定数据输出至刺激控制部104(步骤S37)。
若判断为用户A及用户B的冷热感推定数据并非均为改善状态(在步骤S32为否),多人冷热感处理部105则判断用户A及用户B的冷热感推定数据是否为互为相反方向的恶化状态(一个为0→寒冷方向变化,另一个为0→暑热方向变化)(步骤S34)。若判断为用户A及用户B的冷热感推定数据为互为相反方向的恶化状态(一个为0→寒冷方向变化,另一个为0→暑热方向变化)(在步骤S34为是),多人冷热感处理部105将冷热感推定数据统合处理为0→寒冷/暑热变化(步骤S35)。例如,如图7所示,在冷热感推定部103a的推定数据为“0→寒冷”、冷热感推定部103b的推定数据为“0→暑热”的情况下,多人冷热感处理部105将推定数据处理为“0→寒冷/暑热”。另外,在冷热感推定部103a的推定数据为“0→暑热”、冷热感推定部103b的推定数据为“0→寒冷”的情况下,多人冷热感处理部105将推定数据处理为“0→寒冷/暑热”。然后,多人冷热感处理部105将统合处理后的冷热感推定数据输出至刺激控制部104(步骤S37)。
若判断为用户A及用户B的冷热感推定数据并非是互为相反方向的恶化状态,即用户A及用户B的冷热感推定数据中的一个为改善状态(寒冷→0方向变化或暑热→0方向变化),另一个为恶化状态(0→寒冷方向变化或0→暑热方向变化)时(在步骤S34为否),多人冷热感处理部105将冷热感推定数据统合处理为0→寒冷变化或0→暑热方向变化(步骤S36)。例如,如图7所示,在冷热感推定部103a的推定数据为“寒冷→0”、冷热感推定部103b的推定数据为“0→暑热”的情况下,多人冷热感处理部105将推定数据处理为“0→暑热”。另外,在冷热感推定部103a的推定数据为“暑热→0”、冷热感推定部103b的推定数据为“0→寒冷”的情况下,多人冷热感处理部105将推定数据处理为“0→寒冷”。然后,多人冷热感处理部105将统合处理后的冷热感推定数据输出至刺激控制部104(步骤S37)。
返回图2,刺激控制部104,基于由多人冷热感处理部105输出的冷热感推定数据决定刺激生成部300的控制内容(应为刺激内容)(步骤S5)。在经过统合处理的冷热感推定数据为寒冷→0方向时、冷热感推定数据为暑热→0方向时、或冷热感推定数据为寒冷/暑热→0方向时,即冷热感为改善状态时,现状的刺激生成部300的控制内容适当,多个用户保持着现状,不久冷热感便接近于0。因此,刺激控制部104在冷热感为改善状态时,维持现状的控制内容。
在经过统合处理的冷热感推定数据为0→寒冷方向时、或冷热感推定数据为0→暑热方向时,即冷热感为恶化状态时,如果保持现状的刺激生成部300的控制内容,用户的冷热感将会继续恶化。于是,刺激控制部104改变现状的控制内容,以便改善冷热感。刺激控制部104在0→寒冷方向的情况下,如正在进行制冷运转,则以降低制冷能力为目标决定控制内容,如正在进行制热运转,则以提高制热能力为目标决定控制内容。另外,刺激控制部104在0→暑热方向的情况下,如正在进行制冷运转,则以提高制冷能力为目标决定控制内容,如正在进行制热运转,则以降低制热能力为目标决定控制内容。
另外,经过统合处理的冷热感推定数据为0→寒冷/暑热方向时,即在从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感方向恶化的用户,与从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感方向恶化的用户并存的情况下,难以将多个用户所在的空间营造为均衡的温冷热环境,而使冷热感向寒冷的方向恶化的用户和向暑热的方向恶化的用户都得到满足。对此,例如图8所示,新设检测各用户的位置、并将检测到的各用户位置输出至刺激控制部104的用户位置检测部110a、110b。用户位置检测部110a检测设置有刺激生成部300的空间内的用户A的位置,并将检测到的用户A的位置输出至刺激控制部104。用户位置检测部110b检测设置有刺激生成部300的空间内的用户B的位置,并将检测到的用户B的位置输出至刺激控制部104。另外,用户位置检测部110a、110b相当于位置检测单元的一个例子。
例如,各用户携带输出包含用于指定用户的ID信息的红外线标签。用户位置检测部110a、110b基于包含在红外线中的ID信息来指定用户,并且指定用户在设置有刺激生成部300的空间内的位置。
刺激控制部104,在制冷运转时,以从刺激生成部300向冷热感向暑热的方向恶化的用户吹送冷风为目标决定控制内容。或者,刺激控制部104,在制热运转时,以从刺激生成部300向冷热感向寒冷的方向恶化的用户吹送热风为目标决定控制内容。这样,刺激控制部104针对每一用户改变刺激生成部300的风向及风量,以改善各用户的冷热感。
另外,图8中,针对每一用户设置用户位置检测部110a、110b,但本发明并不特别限定于此,也可以仅设置一个用户位置检测部110,用该用户位置检测部110检测多个用户的位置。此外,本实施例中,就用户为两人的情况下的统合处理进行了说明,但本发明在用户为三人以上的情况下也适用。
另外,在其他的用户位置检测方法中,还在设置有刺激生成部300的空间内的地板面上设置检测压力的传感器以及检测脉搏拍数的传感器。而且,用户位置检测部110在设置有刺激生成部300的空间内,确定检测到压力的位置。另外,用户位置检测部110通过在已被检测到压力的地板面上所设置的传感器检测用户的脉搏拍数。然后,用户位置检测部110判断作为生体信息获取的用户脉搏拍数与通过传感器检测到的脉搏拍数是否一致,来指定用户。
这样,施加于多个用户的刺激予以产生,各用户的生体信息的时间序列数据被获取。然后,解析所获取的时间序列数据,提取随着时间的流逝而变化的参数,基于提取的参数,推定对应刺激的各用户的状态。而且,所推定的各用户的推定结果被统合为一个,基于统合的推定结果,刺激生成部300得以控制。并且,施加于多个用户的温冷热刺激予以产生,生体信息为用户的脉搏波,基于提取的参数,针对每一用户,推定对应温冷热刺激的用户的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态。
因此,由于在同一空间内有多个用户时,基于随着时间的流逝而变化的参数来推定各用户的状态,因此不必使用存在个体差异所造成的偏差的生体信息参数的绝对值,便可以在考虑生体信息的个体差异的基础上推定用户的状态,并基于推定出的用户状态适当地控制刺激生成部300。
另外,随着从寒冷的冷热感经不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第一参数,和处于不冷不热的冷热感时具有最小值、随着从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的变化数值增大并且随着从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第二参数被提取。并且,基于提取的第一参数和第二参数的组合,针对每一用户,推定对应温冷热刺激的用户的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态。
因此,由于针对每一用户,推定对应温冷热刺激的用户的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态,从而可以推定各用户的冷热感,基于推定出的用户的冷热感适当地控制刺激生成部300。
此外,解析脉搏波的时间序列数据,提取脉搏波波高最大值和最大李雅普诺夫指数,计算提取的脉搏波波高最大值的时间变化(微分值)和最大李雅普诺夫指数的时间变化(微分值)。当脉搏波波高最大值增大且最大李雅普诺夫指数减小时,推定用户的冷热感为第一状态。而当脉搏波波高最大值减小且最大李雅普诺夫指数减小时,推定用户的冷热感为第二状态。此外,当脉搏波波高最大值增大且最大李雅普诺夫指数增大时,推定用户的冷热感为第三状态。而当脉搏波波高最大值减小且最大李雅普诺夫指数增大时,推定用户的冷热感为第四状态。因此,基于脉搏波波高最大值的时间变化和最大李雅普诺夫指数的时间变化,可以正确地推定各用户的冷热感。
再者,由于优先选择冷热感为上述第三状态及第四状态中的任意一个状态、即冷热感向恶化的方向变化的用户的推定结果,因此,即使在同一空间内有多个用户的情况下,也可基于各用户的冷热感适当地控制刺激生成部300。
另外,本实施例中,冷热感推定部103a、103b基于脉搏波波高最大值的微分值Δhmax和最大李雅普诺夫指数的微分值Δλ来推定用户的冷热感,但并不限定于此,也可以取代脉搏波波高最大值的微分值Δhmax,利用将脉搏波进行二阶微分后的加速度脉搏波中的波高最大值(或振幅)的微分值、作为加速度脉搏波的波形成分比的b/a的微分值、d/a的微分值、e/a的微分值、脉搏拍数的微分值、混沌分析中的表示轨道杂乱性的轨道平行测度TPM(Trajectory Parallel Measure)的微分值,而且,也可以取代最大李雅普诺夫指数的微分值Δλ,利用将脉搏波进行二阶微分后的加速度脉搏波中的加速度脉搏波参数c/a的微分值,基于上述值来推定用户的冷热感。
另外,多人冷热感处理部105优先选择冷热感为从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态及从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的任意一个状态的生物体的推定结果,但本发明并不限定于此。多人冷热感处理部105也可从多个推定结果中,基于少数服从多数的原理,优先选择最多的推定结果。例如,同一空间内有10个用户,当其中6人的冷热感推定数据均为0→寒冷方向变化,其余4人的冷热感推定数据均为暑热→0方向变化时,多人冷热感处理部105则将冷热感推定数据统合处理为0→寒冷方向变化。另外,在存在多组最多的推定结果时,多人冷热感处理部105可以随机地选择某一个推定结果,也可以优先选择处于恶化状态的推定结果。
(第二实施例)
图9是表示本发明的第二实施例中的环境控制系统的结构的方框图。图9中,对与图1相同的结构要素使用相同的符号,并省略其说明。
图9中,环境控制系统100还包括状态持续时间计测部107a、107b。状态持续时间计测部107a、107b以冷热感推定部103a、103b的推定结果(从寒冷侧向0(不冷不热)方向、从暑热侧向0方向、从0向寒冷方向或从0向暑热方向变化)为输入信息,计测相同的推定结果所持续的时间,向多人冷热感处理部105输出推定结果的状态持续时间。在本实施例中,状态持续时间计测部107a、107b相当于状态持续时间计测单元的一个例子。
图10是表示状态持续时间计测部107a的状态持续时间计测处理的流程的流程图。其中,图10所示的处理在图2中的步骤S3的处理与步骤S4的处理之间进行。首先,状态持续时间计测部107a接收由冷热感推定部103a推定的用户A的冷热感推定结果(步骤S51)。然后,状态持续时间计测部107a比较本次接收的冷热感推定结果与上次接收的冷热感推定结果(步骤S52)。如果接收的冷热感推定结果存在变化(在步骤S52为是),则状态持续时间计测部107a将冷热感推定结果的状态持续时间TA复位(TA=0)(步骤S53)。另外,状态持续时间计测部107a每间隔指定时间ΔT从冷热感推定部103a接收冷热感推定结果。
另一方面,如果接收的冷热感推定结果不存在变化(在步骤S52为否),则状态持续时间计测部107a计测冷热感推定结果的状态持续时间TA(TA=TA+ΔT,但ΔT为上次冷热感推定后经过的时间)(步骤S54)。然后,状态持续时间计测部107a将状态持续时间TA输出至多人冷热感处理部105(步骤S55)。
然后,状态持续时间计测部107a存储本次接收的冷热感推定结果以备下次的状态持续时间计测(步骤S56)。图10所示的处理,在以用户B为对象时也同样地被执行,状态持续时间计测部107b计测用户B的冷热感持续的状态持续时间TB并输出。
以下,就第二实施例中的多人冷热感处理部105的统合处理进行说明。图11是表示第二实施例中的多人冷热感处理部105的统合处理的流程的流程图。首先,多人冷热感处理部105从冷热感推定部103a接收推定出用户A的冷热感的冷热感推定数据,并且从冷热感推定部103b接收推定出用户B的冷热感的冷热感推定数据(步骤S61)。
接着,多人冷热感处理部105从状态持续时间计测部107a接收用户A的状态持续时间TA,并且从状态持续时间计测部107b接收用户B的状态持续时间TB(步骤S62)。然后,多人冷热感处理部105比较用户A及用户B各自的状态持续时间TA及状态持续时间TB,以相同的冷热感状态长时间持续的用户为优先,对冷热感推定数据进行统合处理。
图12是用于说明图11所示的冷热感推定数据的统合处理的表格。多人冷热感处理部105根据冷热感推定部103a、103b分别推定的用户A及用户B的冷热感推定数据的组合、以及状态持续时间计测部107a、107b计测的用户A及用户B各自的状态持续时间TA及状态持续时间TB,以相同的冷热感状态长时间持续的用户为优先,对冷热感推定数据进行统合处理。即,多人冷热感处理部105判断用户A及用户B的冷热感推定数据是否均为改善状态(寒冷→0的方向变化或暑热→0的方向变化)(步骤S63)。
在此,若判断为冷热感推定部103a、103b分别推定的用户A及用户B的冷热感推定数据均为改善状态(寒冷→0的方向变化或暑热→0的方向变化)(在步骤S63为是),多人冷热感处理部105将冷热感推定数据统合处理为寒冷→0方向变化或暑热→0方向变化或寒冷/暑热→0方向变化(步骤S64)。例如,如图12所示,在冷热感推定部103a的推定数据为“寒冷→0”、冷热感推定部103b的推定数据为“寒冷→0”的情况下,多人冷热感处理部105将推定数据处理为“寒冷→0”。另外,在冷热感推定部103a的推定数据为“寒冷→0”、冷热感推定部103b的推定数据为“暑热→0”的情况下,多人冷热感处理部105将推定数据处理为“寒冷/暑热→0”。然后,多人冷热感处理部105将统合处理后的冷热感推定数据输出至刺激控制部104(步骤S68)。
另一方面,若判断为冷热感推定部103a、103b分别推定的用户A及用户B的冷热感推定数据并非均为改善状态(寒冷→0的方向变化或暑热→0的方向变化),即判断为任意的一个不为改善状态时(在步骤S63为否),多人冷热感处理部105比较用户A的状态持续时间TA和用户B的状态持续时间TB((步骤S65)。如果判断为用户A的状态持续时间TA为用户B的状态持续时间TB以上(在步骤S65为是),多人冷热感处理部105则优先用户A的冷热感推定数据进行统合处理(步骤S66)。
另一方面,如果判断为用户A的状态持续时间TA小于用户B的状态持续时间TB(在步骤S65为否),多人冷热感处理部105则优先用户B的冷热感推定数据进行统合处理(步骤S67)。
例如,如图12所示,冷热感推定部103a的推定数据为“寒冷→0”、冷热感推定部103b的推定数据为“0→暑热”的情况下,多人冷热感处理部105比较用户A的状态持续时间TA和用户B的状态持续时间TB。在此,如果判断为用户A的状态持续时间TA为用户B的状态持续时间TB以上,多人冷热感处理部105则将推定数据处理为“寒冷→0”。另一方面,如果判断为用户A的状态持续时间TA小于用户B的状态持续时间TB,多人冷热感处理部105将推定数据处理为“0→暑热”。然后,多人冷热感处理部105将统合处理后的冷热感推定数据输出至刺激控制部104(步骤S68)。
然后,刺激控制部104基于从多人冷热感处理部105输出的经过统合处理的冷热感推定数据,决定刺激生成部300的控制内容。在经过统合处理的冷热感推定数据为寒冷→0方向时,冷热感推定数据为暑热→0方向时,或冷热感推定数据为寒冷/暑热→0方向时,即冷热感为改善状态时,现状的刺激生成部300的控制内容适当,多个用户保持着现状,不久冷热感便接近于0。因此,刺激控制部104在冷热感为改善状态时,维持现状的控制内容。
在经过统合处理的冷热感推定数据为0→寒冷方向时,或冷热感推定数据为0→暑热方向时,即冷热感为恶化状态时,如果保持现状的刺激生成部300的控制内容,用户的冷热感会继续恶化。于是,刺激控制部104改变现状的控制内容,以改善冷热感。即,刺激控制部104在0→寒冷方向的情况下,如正在进行制冷运转,则以降低制冷能力为目标决定控制内容,如正在进行制热运转,则以提高制热能力为目标决定控制内容。另外,刺激控制部104在0→暑热方向的情况下,如正在进行制冷运转,则以提高制冷能力为目标决定控制内容,如正在进行制热运转,则以降低制热能力为目标决定控制内容。
另外,在经过统合处理的冷热感推定数据为0→寒冷/暑热方向时,即在从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感方向恶化的用户,与从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感方向恶化的用户并存的情况下,难以将多个用户所在的空间营造为均衡的温冷热环境,而使冷热感向寒冷的方向恶化的用户和向暑热的方向恶化的用户都得到满足。然而,通过将冷热感处于恶化状态的时间更长的用户的冷热感推定数据优先,可以避免指定的用户长时间地处于不舒适状态。
这样,由于状态持续时间计测部107a、107b计测冷热感推定部103a、103b的推定结果(上述第一~第四状态)中的同一状态持续的时间,计测的状态持续时间最长的用户的推定结果被优先选择,因此,即使在同一空间内有多个用户时,也可以基于各用户的冷热感适当地控制构成居住环境的空调设备等的刺激生成部300,避免指定的用户长时间地处于不舒适状态。
另外,在本实施例中,状态持续时间计测部107a、107b计测冷热感推定部103a、103b的推定结果(上述第一~第四状态)中的同一状态持续的时间,但只要计测上述第一状态(从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化)或第四状态(从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化)持续的时间,或者第二状态(从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化)或第三状态(从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化)持续的时间,即可避免长时间地持续处于从不冷不热的冷热感向寒冷方向的状态或从不冷不热的冷热感向暑热方向的状态。
(第三实施例)
图13是表示本发明的第三实施例中的环境控制系统的结构的方框图。图13中,对与图1相同的结构要素使用相同的符号,并省略其说明。
在图13中,环境控制装置100还配备冷热感推定数据判断部108a、108b及状态变化参数存储部109a、109b。冷热感推定数据判断部108a、108b基于从冷热感推定部103a、103b接收到的用户的冷热感推定数据和存储于状态变化参数存储部109a、109b中的上次的冷热感推定数据,判断用户的冷热感是否经暑热侧→0→寒冷侧或寒冷侧→0→暑热侧变化。
状态变化参数存储部109a、109b中被输入冷热感推定部103a、103b的推定结果(从寒冷侧向0(不冷不热)方向、从暑热侧向0方向、从0向寒冷方向或从0向暑热方向变化),和参数提取部102a、102b提取的生体信息的参数。状态变化参数存储部109a,在冷热感推定部103a的推定结果为寒冷侧→0→暑热侧或暑热侧→0→寒冷侧时,存储由参数提取部102a提取的参数PA0。另外,在本实施例中,存储于状态变化参数存储部109a、109b中的参数为脉搏波波高最大值。而且,状态变化参数存储部109b,在冷热感推定部103b的推定结果为寒冷侧→0→暑热侧或暑热侧→0→寒冷侧时,存储由参数提取部102b提取的参数PB0。
多人冷热感处理部105比较存储于状态变化参数存储部109a中的参数PA0和参数提取部102a提取的当前的参数PA的变化量的绝对值|PA-PA0|,与存储于状态变化参数存储部109b中的参数PB0和参数提取部102b提取的当前的参数PB的变化量的绝对值|PB-PB0|,以绝对值较大的用户为优先,对多人的冷热感进行统合处理,并将其结果输出至刺激控制部104。另外,在本实施例中,状态变化参数存储部109a、109b相当于参数存储单元的一个例子。
图14是表示本发明的第三实施例中的冷热感推定数据判断部108a及状态变化参数存储部109a的状态变化参数存储处理的流程的流程图。另外,图14所示的处理在图2中的步骤S3的处理与步骤S4的处理之间进行。首先,冷热感推定数据判断部108a从参数提取部102a接收当前的用户A的脉搏波参数PA(步骤S81)。其次,冷热感推定数据判断部108a从冷热感推定部103a接收用户A的冷热感推定数据(步骤S82)。
然后,冷热感推定数据判断部108a基于从冷热感推定部103a接收的用户A的冷热感推定数据和已经存储在状态变化参数存储部109a中的上次的冷热感推定数据,判断用户A的冷热感是否经暑热侧→0→寒冷侧变化(步骤S83)。如果判断为经暑热侧→0→寒冷侧变化(在步骤S83为是),温冷感推定数据判断部108a将本次接收的脉搏波参数PA作为状态变化参数PA0存储于状态变化参数存储部109a中(步骤S84)。
另一方面,如果判断为不是经暑热侧→0→寒冷侧变化(在步骤S83为否),温冷感推定数据判断部108a则判断是否经寒冷侧→0→暑热侧变化(步骤S85)。如果判断为经寒冷侧→0→暑热侧变化(在步骤S85为是),温冷感推定数据判断部108a将本次接收的脉搏波参数PA作为状态变化参数PA0存储于状态变化参数存储部109a中(步骤S84)。如果判断为不是经寒冷侧→0→暑热侧变化(在步骤S85为否),温冷感推定数据判断部108a不更新状态变化参数,进入到步骤S86的处理。
然后,状态变化参数存储部109a将状态变化参数PA0输出至多人冷热感处理部105(步骤S86)。接着,温冷感推定数据判断部108a将本次接收到的冷热感推定数据存储于状态变化参数存储部109a中(步骤S87)。并且,图14所示的处理,在以用户B为对象时也同样地被执行,状态变化参数存储部109b存储用户B的状态变化参数PB0并输出。
以下,就第三实施例中的多人冷热感处理部105的统合处理进行说明。图15是表示本发明的第三实施例中的多人冷热感处理部105的统合处理的流程的流程图。首先,多人冷热感处理部105从参数提取部102a、102b接收用户A及用户B当前的脉搏波参数PA及PB(步骤S91)。其次,多人冷热感处理部105从冷热感推定部103a、103b接收用户A及用户B的冷热感推定数据(步骤S92)。接着,多人冷热感处理部105从状态变化参数存储部109a、109b接收用户A及用户B的状态变化参数PA0及PB0(步骤S93)。
其次,多人冷热感处理部105比较存储于状态变化参数存储部109a中的状态变化参数PA0和由参数提取部102a提取的当前的脉搏波参数PA的变化量的绝对值|PA-PA0|,与存储于状态变化参数存储部109b中的状态变化参数PB0和由参数提取部102b提取的当前的脉搏波参数PB的变化量的绝对值|PB-PB0|(步骤S94)。在此,如果判断为|PA-PA0|在|PB-PB0|以上(在步骤S94为是),多人冷热感处理部105则优先用户A的冷热感推定数据进行统合处理(步骤S95)。
另一方面,如果判断为|PA-PA0|小于|PB-PB0|(在步骤S94为否),多人冷热感处理部105则优先用户B的冷热感推定数据进行统合处理(步骤S96)。然后,多人冷热感处理部105将统合处理后的冷热感推定数据输出至刺激控制部104(步骤S97)。
这样,在状态变化参数存储部109a、109b中,针对每一用户存储有推定结果为从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化,再从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化时的参数,并且针对每一用户存储有推定结果为从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化,再从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化时的参数。而且,由多人冷热感处理部105针对每一用户比较存储于状态变化参数存储部109a、109b中的参数与由参数提取部102a、102b提取的当前的参数的变化量的绝对值,优先选择绝对值最大的用户的推定结果。
因此,由于将推定结果为从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化、再从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化时的参数,或推定结果为从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化、再从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化时的参数,即各用户的冷热感大致为0时的参数分别作为基准值进行存储,并针对每一用户比较存储的参数与当前的参数的变化量的绝对值,所以,可以抑制参数的因个体差异造成的偏差的影响。另外还可以推定,各用户中当前的参数与基准值(存储的参数)的变化量的绝对值较大者,其冷热感从不冷不热的中立状态向暑热或寒冷的方向大幅度变化。因此,可以基于多个用户中感到更冷或感到更热的用户的冷热感适当地控制刺激生成部,从而可以避免指定的用户处于不舒适状态。
另外,本实施例中,以多人冷热感处理部105比较存储于状态变化参数存储部109a中的参数PA0和由参数提取部102a提取的当前的参数PA的变化量的绝对值|PA-PA0|,与存储于状态变化参数存储部109b中的参数PB0和由参数提取部102b提取的当前的参数PB的变化量的绝对值|PB-PB0|的形式进行了说明,但也可比较上述变化量的绝对值|PA-PA0|与参数PA0的绝对值|PA0|的比值|PA-PA0|/|PA0|,以及上述变化量的绝对值|PB-PB0|与参数PB0的绝对值|PB0|的比值|PB-PB0|/|PB0|。该情况下,即使在脉搏波参数的个体差异所造成的偏差较大时,也可以对多人的冷热感适当地进行统合处理。
另外,在上述说明的例如将脉搏波参数设为脉搏波波高最大值的情况下,如图3所示,随着冷热感从寒冷侧向暑热侧变化,脉搏波波高最大值增大,但其增大的比例随着从寒冷侧向暑热侧变化呈现减小的倾向。因此,例如也可以将考虑了脉搏波参数的特性而预先决定的修正系数(例如1≤修正系数≤2)乘以|PA-PA0|及|PB-PB0|后再进行比较,在此,|PA-PA0|及|PB-PB0|表示在由冷热感推定部103a、103b推定的冷热感推定结果为寒冷侧→0时的|PA-PA0|及|PB-PB0|,或在冷热感推定结果为0→暑热侧时的|PA-PA0|及|PB-PB0|。
此外,上述各实施例中,以用户(人)为对象,但本发明并不特别限定于此,只要是能够获取脉搏波等生体信息的生物体即可,例如也可以动物等人以外的生物为对象。
再者,上述各实施例中,以家用空调设备为例说明了刺激生成部300,但本发明并不特别限定于此,刺激生成部300也可以是车用空调设备。此时,就座于驾驶席、副驾驶席及后排座位等的多个用户的状态被推定,并且推定的各用户的推定结果被统合为一个,基于统合的推定结果,刺激生成部300得以控制。在此,就统合的推定结果为“0→寒冷/暑热”、驾驶席的用户A的冷热感为“0→寒冷”、副驾驶席的用户B的冷热感为“0→暑热”时的控制进行说明。此时,如果正在进行制冷运转,则减小向用户A吹送的风的风量,增大向用户B吹送的风的风量。另外,如果正在进行制热运转,则增大向用户A吹送的风的风量,减小向用户B吹送的风的风量。并且,通过在汽车的各座位上设置专用的生体信息传感器,可以容易地检测哪个用户就座于哪个座位。
另外,上述各实施例中,说明了刺激生成部300作为生成温冷热刺激的空调设备的情况,但本发明并不特别限定于此,刺激生成部300也可以是生成其他刺激的设备。
上述的具体实施例主要包含具有以下结构的发明。
本发明所涉及的环境控制装置包括:生体信息获取单元,获取受到刺激的多个生物体的生体信息的时间序列数据;参数提取单元,解析由上述生体信息获取单元获取的上述时间序列数据,提取随着时间的流逝而变化的参数;生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述参数,推定对应上述刺激的各生物体的状态;统合处理单元,将由上述生体状态推定单元推定的各生物体的推定结果统合为一个;刺激控制单元,基于由上述统合处理单元统合的推定结果,控制施加于多个生物体的刺激内容,其中,上述生体状态推定单元基于由上述参数提取单元提取的上述参数,针对每一生物体,推定对应上述刺激的生物体的舒适感是表示从不舒适向舒适的方向变化的状态还是表示从舒适向不舒适的方向变化的状态的何种状态。
本发明所涉及的环境控制方法包括:生体信息获取步骤,获取受到刺激的多个生物体的生体信息的时间序列数据;参数提取步骤,解析在上述生体信息获取步骤中获取的上述时间序列数据,提取随着时间的流逝而变化的参数;生体状态推定步骤,基于在上述参数提取步骤中提取的上述参数,推定对应上述刺激的各生物体的状态;统合处理步骤,将在上述生体状态推定步骤中推定的各生物体的推定结果统合为一个;刺激控制步骤,基于在上述统合处理步骤中统合的推定结果,控制施加于多个生物体的刺激内容,其中,在上述生体状态推定步骤中,基于在上述参数提取步骤中提取的上述参数,针对每一生物体,推定对应上述刺激的生物体的舒适感是表示从不舒适向舒适的方向变化的状态还是表示从舒适向不舒适的方向变化的状态的何种状态。
本发明所涉及的环境控制程序使计算机作为以下单元而发挥其功能:生体信息获取单元,获取受到刺激的多个生物体的生体信息的时间序列数据;参数提取单元,解析由上述生体信息获取单元获取的上述时间序列数据,提取随着时间的流逝而变化的参数;生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述参数,推定对应上述刺激的各生物体的状态;统合处理单元,将由上述生体状态推定单元推定的各生物体的推定结果统合为一个;刺激控制单元,基于由上述统合处理单元统合的推定结果,控制施加于多个生物体的刺激内容,其中,上述生体状态推定单元基于由上述参数提取单元提取的上述参数,针对每一生物体,推定对应上述刺激的生物体的舒适感是表示从不舒适向舒适的方向变化的状态还是表示从舒适向不舒适的方向变化的状态的何种状态。
本发明所涉及的环境控制系统包括:刺激生成单元,生成施加于多个生物体的刺激;测定单元,测定各生物体的生体信息;生体信息获取单元,获取由上述测定单元测定的各生物体的生体信息的时间序列数据;参数提取单元,解析由上述生体信息获取单元获取的上述时间序列数据,提取随着时间的流逝而变化的参数;生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述参数,推定对应由上述刺激生成单元生成的刺激的各生物体的状态;统合处理单元,将由上述生体状态推定单元推定的各生物体的推定结果统合为一个;刺激控制单元,基于由上述统合处理单元统合的推定结果,控制上述刺激生成单元,其中,上述生体状态推定单元基于由上述参数提取单元提取的上述参数,针对每一生物体,推定对应由上述刺激生成单元生成的刺激的生物体的舒适感是表示从不舒适向舒适的方向变化的状态还是表示从舒适向不舒适的方向变化的状态的何种状态。
根据上述的结构或方法,施加于多个生物体的刺激予以生成,受到刺激的多个生物体的生体信息的时间序列数据被获取。然后,解析获取的时间序列数据,随着时间的流逝而变化的参数被提取,基于提取的参数,对应刺激的各生物体的状态得以推定。而且,推定的各生物体的推定结果被统合为一个,基于统合的推定结果,施加于多个生物体的刺激内容得以控制。并且,基于提取的参数,针对每一生物体,推定对应刺激的生物体的舒适感是表示从不舒适向舒适的方向变化的状态还是表示从舒适向不舒适的方向变化的状态的何种状态。
因此,在同一空间内有多个生物体时,基于随着时间的流逝而变化的参数,各生物体的状态得以推定,因此不必使用存在个体差异所造成的偏差的生体信息参数的绝对值,便可以在考虑生体信息的个体差异的基础上推定生物体的状态,基于推定出的生体状态适当地控制刺激内容。
而且,上述的环境控制装置中,较为理想的是,上述刺激包含温冷热刺激,上述生体状态推定单元基于由上述参数提取单元提取的上述参数,针对每一生物体,推定对应上述温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态。
根据该结构,施加于多个生物体的温冷热刺激予以生成,生体信息为生物体的脉搏波,基于提取的参数,针对每一生物体,对应温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态得以推定。
因此,在同一空间内有多个生物体时,基于随着时间的流逝而变化的参数,对应温冷热刺激的各生物体的状态得以推定,因此不必使用存在个体差异所造成的偏差的生体信息参数的绝对值,便可以在考虑生体信息的个体差异的基础上推定生物体的状态,基于推定出的生体状态适当地控制刺激内容。
而且,上述的环境控制装置中,较为理想的是,上述参数提取单元提取随着从寒冷的冷热感经不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第一参数,和在不冷不热的冷热感时具有最小值、随着从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的变化数值增大并且随着从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第二参数;上述生体状态推定单元基于由上述参数提取单元提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,针对每一生物体,推定对应上述温冷热刺激的生物体的冷热感是上述第一状态、上述第二状态、上述第三状态及上述第四状态中的何种状态。
根据该结构,随着从寒冷的冷热感经不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第一参数,和在不冷不热的冷热感时具有最小值、随着从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的变化数值增大并且随着从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第二参数被提取。并且,基于提取的第一参数和第二参数的组合,针对每一生物体,对应温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态得以推定。
因此,由于针对每一生物体,对应温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态被推定,从而可以推定各生物体的冷热感,并基于推定出的生物体的冷热感可以适当地控制刺激内容。
而且,在上述的环境控制装置中,较为理想的是,上述第一参数为脉搏波波高最大值,上述第二参数为最大李雅普诺夫指数,上述生体状态推定单元计算由上述参数提取单元提取的脉搏波波高最大值的时间变化和最大李雅普诺夫指数的时间变化,当上述脉搏波波高最大值增大且最大李雅普诺夫指数减小时,推定生物体的冷热感为上述第一状态,当上述脉搏波波高最大值减小且最大李雅普诺夫指数减小时,推定生物体的冷热感为上述第二状态,当上述脉搏波波高最大值增大且最大李雅普诺夫指数增大时,推定生物体的冷热感为上述第三状态,当上述脉搏波波高最大值减小且最大李雅普诺夫指数增大时,推定生物体的冷热感为上述第四状态。
根据该结构,解析脉搏波的时间序列数据,脉搏波波高最大值和最大李雅普诺夫指数被提取,提取的脉搏波波高最大值的时间变化和最大李雅普诺夫指数的时间变化得以计算。当脉搏波波高最大值增大,并且最大李雅普诺夫指数减小时,生物体的冷热感被推定为第一状态。当脉搏波波高最大值减小,并且最大李雅普诺夫指数减小时,生物体的冷热感被推定为第二状态。此外,当脉搏波波高最大值增大,并且最大李雅普诺夫指数增大时,生物体的冷热感被推定为第三状态。当脉搏波波高最大值减小,并且最大李雅普诺夫指数增大时,生物体的冷热感被推定为第四状态。因此,基于脉搏波波高最大值的时间变化和最大李雅普诺夫指数的时间变化,可以正确地推定各生物体的冷热感。
另外,较为理想的是,上述的环境控制装置还包括用来检测多个生物体的位置的位置检测单元,其中,上述统合处理单元在由上述生体状态推定单元推定的推定结果中包含有上述第三状态和上述第四状态时,选择两者的推定结果,上述刺激控制单元基于由上述位置检测单元检测到的各生物体的位置,确定上述推定结果为上述第三状态的生物体的位置和上述推定结果为上述第四状态的生物体的位置,对位置被确定的各生物体分别进行刺激内容的控制。
根据该结构,多个生物体的位置被检测,在推定结果中包含有第三状态和第四状态时,两者的推定结果予以选择。而且,基于检测到的各生物体的位置,推定结果为第三状态的生物体的位置和推定结果为第四状态的生物体的位置被确定,对位置被确定的各生物体分别进行刺激内容的控制。
第三状态表示生物体的冷热感从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化,第四状态表示生物体的冷热感从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化。即,上述状态中,冷热感向相反的方向变化,在上述状态并存的情况下,难以进行控制以使各生物体变得舒适。因此,通过确定推定结果为第三状态的生物体的位置和推定结果为第四状态的生物体的位置,对位置被确定的各生物体分别进行刺激内容的控制,即使有多个冷热感向相反的方向变化的生物体时,也可以进行控制以使各生物体的冷热感变得舒适。
另外,在上述的环境控制装置中,较为理想的是,上述统合处理单元优先选择冷热感为上述第三状态及上述第四状态中的任意一个状态的生物体的推定结果。
根据该结构,冷热感为第三状态及第四状态中的任意一个状态、即冷热感向恶化的方向变化的生物体的推定结果被优先选择,因此,即使在同一空间内有多个生物体的情况下,也可基于各生物体的冷热感适当地控制刺激内容。
另外,较为理想的是,上述的环境控制装置还包括用来计测由上述生体状态推定单元推定的上述第一~第四状态中的同一状态持续的时间的状态持续时间计测单元,其中,上述统合处理单元优先选择由上述状态持续时间计测单元计测的状态持续时间最长的生物体的推定结果。
根据该结构,上述第一~第四状态中的同一状态持续的时间被计测,计测的状态持续时间最长的生物体的推定结果被优先选择,因此可以避免指定的生物体长时间地处于不舒适状态。
另外,较为理想的是,上述的环境控制装置还包括参数存储单元,针对每一生物体存储由上述生体状态推定单元推定的推定结果为从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化、再从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化时的由上述参数提取单元提取的上述参数,并且针对每一生物体存储由上述生体状态推定单元推定的推定结果为从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化、再从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化时的由上述参数提取单元提取的上述参数;其中,上述统合处理单元,针对每一生物体比较存储在上述参数存储单元中的上述参数与由上述参数提取单元提取的当前的参数之间的变化量的绝对值,优先选择绝对值最大的生物体的推定结果。
根据该结构,针对每一生物体,推定结果为从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化,再从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化时的参数予以存储,并且针对每一生物体,推定结果为从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化、再从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化时的参数予以存储。而且,针对每一生物体,存储的参数与提取的当前的参数之间的变化量的绝对值被进行比较,绝对值最大的生物体的推定结果被优先选择。
因此,由于将推定结果为从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化、再从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化时的参数,或推定结果为从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化、再从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化时的参数,即各生物体的冷热感大致为0(不冷不热的冷热感)时的参数分别作为基准值进行存储,并针对每一生物体比较存储的参数与当前的参数之间的变化量的绝对值,因此可以抑制参数的因个体差异造成的偏差的影响。另外可以推定,各生物体中当前的参数与基准值(存储的参数)的变化量的绝对值较大者,其冷热感从中立状态向暑热或寒冷的方向大幅度变化。因此,可以基于多个生物体中感到更冷或感到更热的生物体的冷热感适当地控制刺激内容,从而可以避免指定的生物体处于不舒适状态。
产业上的利用可能性
本发明所涉及的环境控制装置在构成居住环境的设备、特别是构成温冷热环境的空调设备等中极为有用。
Claims (8)
1.一种环境控制装置,其特征在于包括:
生体信息获取单元,获取受到温冷热刺激的多个生物体的脉搏波的时间序列数据;
参数提取单元,解析由上述生体信息获取单元获取的上述时间序列数据,提取随着从寒冷的冷热感经不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第一参数,和在不冷不热的冷热感时具有最小值、随着从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的变化数值增大并且随着从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第二参数;
生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,推定对应上述温冷热刺激的各生物体的状态;
统合处理单元,将由上述生体状态推定单元推定的各生物体的推定结果统合为一个;
刺激控制单元,基于由上述统合处理单元统合的推定结果,控制施加于多个生物体的刺激内容,其中,
上述生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,针对每一生物体,推定对应上述温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态。
2.根据权利要求1所述的环境控制装置,其特征在于:
上述第一参数为脉搏波波高最大值,
上述第二参数为最大李雅普诺夫指数,
上述生体状态推定单元,计算由上述参数提取单元提取的脉搏波波高最大值的时间变化和最大李雅普诺夫指数的时间变化,当上述脉搏波波高最大值增大且最大李雅普诺夫指数减小时,推定生物体的冷热感为上述第一状态,当上述脉搏波波高最大值减小且最大李雅普诺夫指数减小时,推定生物体的冷热感为上述第二状态,当上述脉搏波波高最大值增大且最大李雅普诺夫指数增大时,推定生体的冷热感为上述第三状态,当上述脉搏波波高最大值减小且最大李雅普诺夫指数增大时,推定生体的冷热感为上述第四状态。
3.根据权利要求1或2所述的环境控制装置,其特征在于还包括,位置检测单元,用来检测多个生物体的位置,其中,
上述统合处理单元,在由上述生体状态推定单元推定的推定结果中包含有上述第三状态和上述第四状态时,选择两者的推定结果,
上述刺激控制单元,基于由上述位置检测单元检测到的各生物体的位置,确定上述推定结果为上述第三状态的生物体的位置和上述推定结果为上述第四状态的生物体的位置,对位置被确定的各生物体分别进行刺激内容的控制。
4.根据权利要求1或2所述的环境控制装置,其特征在于:上述统合处理单元优先选择冷热感为上述第三状态及上述第四状态中的任意一个状态的生物体的推定结果。
5.根据权利要求1或2所述的环境控制装置,其特征在于还包括,状态持续时间计测单元,计测由上述生体状态推定单元推定的上述第一至第四状态中的同一状态的持续时间,其中,
上述统合处理单元,优先选择由上述状态持续时间计测单元计测的状态持续时间最长的生物体的推定结果。
6.根据权利要求2所述的环境控制装置,其特征在于还包括,参数存储单元,针对每一生物体存储由上述生体状态推定单元推定的推定结果为从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化、再从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化时的由上述参数提取单元提取的上述脉搏波波高最大值,并且针对每一生物体还存储由上述生体状态推定单元推定的推定结果为从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化、再从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化时的由上述参数提取单元提取的上述脉搏波波高最大值;其中,
上述统合处理单元,针对每一生物体比较存储在上述参数存储单元中的上述脉搏波波高最大值与由上述参数提取单元提取的当前的脉搏波波高最大值之间的变化量的绝对值,优先选择绝对值最大的生物体的推定结果。
7.一种环境控制方法,其特征在于包括:
生体信息获取步骤,获取受到温冷热刺激的多个生物体的脉搏波的时间序列数据;
参数提取步骤,解析在上述生体信息获取步骤中获取的上述时间序列数据,提取随着从寒冷的冷热感经不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第一参数,和在不冷不热的冷热感时具有最小值、随着从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的变化数值增大并且随着从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第二参数;
生体状态推定步骤,基于在上述参数提取步骤中提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,推定对应上述温冷热刺激的各生物体的状态;
统合处理步骤,将在上述生体状态推定步骤中推定的各生物体的推定结果统合为一个;
刺激控制步骤,基于在上述统合处理步骤中统合的推定结果,控制施加于多个生物体的刺激内容,其中,
在上述生体状态推定步骤中,基于在上述参数提取步骤中提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,针对每一生物体,推定对应上述温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态。
8.一种环境控制系统,其特征在于包括:
刺激生成单元,生成施加于多个生物体的温冷热刺激;
测定单元,测定各生物体的脉搏波;
生体信息获取单元,获取由上述测定单元测定的各生物体的脉搏波的时间序列数据;
参数提取单元,解析由上述生体信息获取单元获取的上述时间序列数据,提取随着从寒冷的冷热感经不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第一参数,和在不冷不热的冷热感时具有最小值、随着从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的变化数值增大并且随着从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的变化数值增大的第二参数;
生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,推定对应由上述刺激生成单元生成的温冷热刺激的各生物体的状态;
统合处理单元,将由上述生体状态推定单元推定的各生物体的推定结果统合为一个;
刺激控制单元,基于由上述统合处理单元统合的推定结果,控制上述刺激生成单元,其中,
上述生体状态推定单元,基于由上述参数提取单元提取的上述第一参数和上述第二参数的组合,针对每一生物体,推定对应由上述刺激生成单元生成的温冷热刺激的生物体的冷热感是表示从寒冷的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第一状态、表示从暑热的冷热感向不冷不热的冷热感的方向变化的第二状态、表示从不冷不热的冷热感向暑热的冷热感的方向变化的第三状态、表示从不冷不热的冷热感向寒冷的冷热感的方向变化的第四状态中的何种状态。
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