JP2003250509A - シミュレーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シガレットが持つ機能、特に味覚や嗅覚を仮
想物体の動きに対応付けてシミュレートすることがで
き、その機能を評価する為の客観的データを収集するに
好適なシミュレーションシステムを提供する。 【解決手段】 評価対象とする物体、例えばシガレット
を仮想空間上における仮想物体として表現して画像表示
すると共に、センシング手段を用いて上記物体を評価す
る評価者の動作を検出し、検出した前記評価者の動作に
応じて前記画像表示された仮想物体に動きを与えること
で前記物体が持つ機能をシミュレートするものであっ
て、特にセンシング手段にて検出された評価者の動作に
応じて物体が持つ味覚および／または嗅覚を、香味の実
体物を用いて評価者に与える味嗅覚付与手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシガレット
の喫煙に伴う作用をシミュレートして、シガレットが持
つ機能を評価するに好適なシミュレーションシステムに
関する。

【０００２】

【関連する背景技術】顧客ニーズに応じた商品を開発す
るに際しては、商品が持つ機能を客観的に評価すること
が重要である。そして顧客満足度に影響を及ぼす因子を
探索し、その情報（商品コンセプト）を商品開発者に再
現性良く正確に伝達することが重要である。しかしなが
ら従来一般的な商品アンケート調査においては、例えば
その試作品（商品）をどのように評価したかを客観的に
把握することは困難である。

【０００３】具体的には商品が持つ感覚刺激、特に味覚
や嗅覚については、評価者の主観や先入観、更には嗜好
等によりその評価基準自体が曖昧であり、その評価結果
を商品開発者が正確に認識することも困難である。とこ
ろで商品が持つ機能をその評価者に提示する手法とし
て、バーチャルリアリティ（仮想現実感）を利用したシ
ミュレーションシステム（シミュレータ）がある。この
シミュレーションシステムは、例えば仮想空間上に商品
の仮想物体を表現してその大きさや形状等を画像表示
し、評価者の動き等に応じて画像（仮想物体）に対する
視点を変えたり、或いは仮想物体の形状（状態）を変化
させる等して、その商品が持つ機能を仮想空間上でシミ
ュレートするものである。

【０００４】このようなシミュレーションシステムを用
いれば、種々の商品が持つ機能を仮想空間上にて比較的
簡単に構築することができるので、例えば高い評価を得
た商品が持つ機能を客観的データとして収集し、これを
解析すれば、顧客満足度に影響を及ぼす因子の探索が容
易となると考えられる。またその機能を実現したシミュ
レーションデータをそのまま商品開発者に伝達すれば、
その機能を正確に再現することが可能となる。

【０００５】ちなみに商品が持つ機能は、該商品が顧客
（評価者）に与える感覚（五感）、具体的には視覚、聴
覚、触覚、味覚、嗅覚からなる感覚要素の組合せとして
与えられる。そして上述したシミュレーションシステム
においては、基本的に画像として仮想物体の画像（視覚
要素）を評価者に提示し、またその付属情報として音
（聴覚要素）を提示するものとなっている。尚、仮想物
体に動き等を与える為の入力デバイスの操作感を制御す
ることで、商品の表面性状（触感）を付与することも提
唱されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら評価対象
（シミュレーション対象）とする商品がシガレットであ
る場合、その喫味を左右する煙中に含まれる成分の味と
香り（臭い）が、その商品が持つ機能を決定付ける重要
な感覚要素となる。しかし上述したシミュレーションシ
ステムにおいては、基本的に画像として仮想物体を画像
（視覚要素）として評価者に提示し、またその付属情報
として音（聴覚要素）を提示するだけなので、シガレッ
ト等の商品が持つ機能（味覚と嗅覚）をシミュレートす
ることができないと言う問題がある。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、シガレット等の商品（物体）が
持つ機能、特に味覚や嗅覚を仮想物体の動きに対応付け
てシミュレートすることができ、そのシミュレーション
データを上記物体の機能を評価する為の客観的データと
して収集するに好適なシミュレーションシステムを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係るシミュレーションシステムは、評価対
象とする物体、例えばシガレットを仮想空間上における
仮想物体として表現して画像表示すると共に、センシン
グ手段を用いて上記物体を評価する評価者の動作を検出
し、検出した前記評価者の動作に応じて前記画像表示さ
れた仮想物体に動きを与えることで前記物体が持つ機能
をシミュレートするものであって、特に前記センシング
手段にて検出された前記評価者の動作に応じて前記物体
が持つ味覚および／または嗅覚を、香味の実体物を用い
て前記評価者に与える味嗅覚付与手段を備えることを特
徴としている。

【０００９】ちなみに前記センシング手段は、例えば前
記評価者の頭、腕、手、および指の少なくとも１つの動
きを検出する動きセンサと、前記評価者の吸引および／
または吐出を検出する呼吸系センサとからなる。そして
前記味嗅覚付与手段は、上記呼吸系センサにより検出さ
れる前記評価者の呼吸動作に応じて、例えば実体物から
抽出された香味そのものを前記評価者に対して噴霧した
り、或いはシガレットの燃焼に伴う実体的な煙として出
力するように構成される。

【００１０】また本発明に係るシミュレーションシステ
ムは、更に前記仮想物体上における前記仮想物体の背景
物体に対する衝突を検出して前記物体が持つ力覚を前記
評価者の動作に対する反発力として与える力覚付与手段
を備えることを特徴としている。例えば評価者により操
作されて前記仮想物体に動きを与える操作杆等の入力デ
バイスに、その操作に対する抵抗を付与することで操作
感を与え、これによって前記物体を取り扱う際の力覚を
シミュレートするように構成される。

【００１１】更に本発明に係るシミュレーションシステ
ムは、前記センシング手段を用いて取得した前記評価者
の動作を、シミュレーションに伴う評価者の行動データ
として前記仮想物体の画像データと共に保存するデータ
保存手段を備えることを特徴としている。そして保存し
たデータに基づいて、上記シミュレーションを再現し得
るように構成される。

【００１２】そして上述した如く構成されたシミュレー
ションシステムにて実行される、例えばシガレットの喫
煙シミュレーションにおいて高い評価を受けた仕様のシ
ガレット（物体）のシミュレーションデータを収集すれ
ば、そのシミュレーションデータ自体が実体物から得ら
れた香味成分を含む再現性の或る客観的データなので、
顧客満足度に影響を及ぼす因子を容易に探索することが
可能となり、例えば新商品の開発コンセプトを容易に見
出すことが可能となる。またそのコンセプトを上述した
シミュレーションデータとして商品開発者に正確に信頼
性・再現性良く伝達することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係るシミュレーションシステムについて、シ
ガレットの喫煙をシミュレートするシステムを例に説明
する。このシステムは、ハードウェア的には、例えば図
１に示すように高性能なグラフィック・ワークステーシ
ョン（ＧＷＳ）１０を主体として構築される。そしてこ
のＧＷＳ１０が備えるキーボードやマウスからなる入力
端末１１を介して指示されるコマンドを受けてシミュレ
ーション動作を実行し、例えばヘッド・マウント・ディ
スプレイ（ＨＭＤ）からなる表示装置１２を用いて、仮
想空間上にシガレット（物体）を仮想物体として表現す
る３Ｄモデルやテキスチャをリアルタイムに画像表示す
るように構成される。

【００１４】そしてこのＧＷＳ１０には、シガレットの
喫煙をシミュレートする上での喫煙動作の情報を入力す
る為の複数の入力デバイスが設けられる。具体的にはシ
ガレットを把持する喫煙者（評価者）の指の動き（関節
の動き）の情報をそれぞれ入力する為のセンサとして
の、いわゆるスーパーグローブ１３がＧＷＳ１０のＲＳ
-２３２Ｃポートに接続される。またシガレットの喫煙
動作（吸い込み動作）の情報を入力する為の喫煙センサ
１４がＧＷＳ１０のＡＤ変換入力ポートに接続され、更
に煙を吐き出す動作の情報を入力する為の吐出センサ１
５が前記ＧＷＳ１０のサウンドポートに接続される。更
にＧＷＳ１０の専用ポートには、前記喫煙者（評価者）
の手と指に対して力覚を付与する為の力覚デバイス１６
が接続される。またこのＧＷＳ１０には、後述するコン
ピュータ（ＰＣ）２０を介して喫煙者（評価者）の頭お
よび手の動きの情報をそれぞれ入力する為のトラッキン
グセンサ２１,２２が接続される。

【００１５】尚、喫煙センサ１４は、吸い口を備えたパ
イプ等に組み込まれて喫煙者（評価者）による吸い込み
力（シガレットの吸引力）を検出する圧力センサや流量
センサ等からなり、上記吐出センサ１５は、喫煙者（評
価者）の口元に設けられて空気の吐き出し力（煙の吐出
力）を検出する接話型のマイクからなる。また前記力覚
デバイス１６は、例えば手指により操作される操作杆に
対して、その操作力に対する抵抗を与えるように構成さ
れた、例えば［Ｈａｐｔｉｃ］と称されるような機器か
らなる。

【００１６】そしてＧＷＳ１０は、このような入力デバ
イスを介して与えられる喫煙者（評価者）の喫煙動作の
情報に従い、前記表示装置１２に画像表示される物体
（シガレット）の仮想物体（画像イメージ）に対してそ
の視点の向きを変化させ、その表示位置と形状・状態を
変化させると共に、喫煙に伴う作用や現象を画像表現す
ることでシガレットの喫煙状態を仮想空間上でシミュレ
ートするものとなっている。

【００１７】具体的にはスーパーグローブ１３から得ら
れるセンシング情報に従って手指を表現する画像イメー
ジを変化させて仮想物体（シガレット）を把持し、トラ
ッキングセンサ２１から得られるセンシング情報に従っ
て上記手指（画像イメージ）により把持された仮想物体
（シガレット）を移動する。そしてトラッキングセンサ
２１,２２によりそれぞれ検出される情報に従ってシガ
レットを着火し、喫煙センサ１４から得られるセンシン
グ情報に従って仮想物体（シガレット）におけるたばこ
葉（巻き）の燃焼を進行させる。この際、必要に応じて
燃焼により生じた灰（画像イメージ）を落下させる。そ
して吐出センサ１５から得られるセンシング情報に従っ
て、喫煙者（評価者）の口から吐き出される煙のイメー
ジを前記仮想空間上に画像表示する。

【００１８】更にはＧＷＳ１０は前記力覚デバイス１６
を用いて、例えばシガレットを灰皿に押し付けてその消
火を行う際の感触（力感）をシミュレートする。このよ
うな力覚の付与は、画像表示された仮想空間上において
移動されるシガレットを表現した仮想物体と、灰皿を表
現した仮想物体（仮想灰皿）との衝突を検出し、その衝
突に伴う反発力を上記力覚デバイス１６に抵抗力として
フィードバックすることにより実現される。

【００１９】さて基本的には上述した機能を備えて構成
されるシミュレーションシステムが特徴とするところ
は、更にシガレットが持つ味や香りの要素を付加し、そ
のシミュレーションを実行する喫煙者（評価者）に味覚
や嗅覚を与える味嗅覚付与機能を備える点にある。この
味嗅覚付与機能は、例えば前述したトラッキングセンサ
２１,２２をそのＲＳ-２３２Ｃポートにそれぞれ接続し
たコンピュータ（ＰＣ）２０のＵＳＢポートに接続され
た匂いプリンタ２３により実現される。

【００２０】ちなみにこの匂いプリンタ２３は、例えば
インクジェット方式のプリンタからなり、シガレットの
実体物から抽出された煙に含まれる匂いのエッセンス、
或いは実際のシガレットに添加する香料をインクとして
噴霧するように構成される。そして前述した喫煙センサ
１４によりシガレットの吸引（喫煙）が検出されたと
き、前述した仮想物体による喫煙動作に対応付けて、香
味成分を含むインクを噴霧するように駆動される。この
際、匂いプリンタ２３から噴霧した味覚成分を喫煙者
（評価者）の口に導くことで味覚を付与し、また鼻に導
くことで嗅覚を付与することで、実体物をそのまま用い
て前述した如く仮想物体を用いてシミュレートされるシ
ガレットが持つ味嗅覚要素をシミュレートするように構
成される。

【００２１】或いは上記味嗅覚付与機能として、例えば
シガレットに用いられる実際のたばこ葉を燃焼させて、
その煙成分に含まれる香味を喫煙者（評価者）に直接的
に付与するものであっても良い。この際、上記たばこ葉
としては、実際に各種銘柄のシガレットにそれぞれ組み
込まれるものを選択的に、或いは組み合わせて用いるよ
うにすれば良い。

【００２２】尚、上記コンピュータ（ＰＣ）２０は、シ
ガレットの喫煙シミュレーションを実行する上での各種
のデータ処理を前記ＧＷＳ１０との間で分散して実行
し、前述した仮想空間上でのグラフィックス処理を実行
するＧＷＳ１０の負荷を軽減する役割を担っている。し
かしＧＷＳ１０の処理能力が十分に高い場合には、ＰＣ
２０を併用することなく、該ＧＷＳ１０にて上述したシ
ミュレーション処理の全てを実行しても良いことは言う
までもない。

【００２３】かくして上述した如く構成されるシミュレ
ーションシステムによれば、仮想空間上で画像表示され
るシガレット（仮想物体）の燃焼（喫煙）に伴って発生
する味や香りを、例えば匂いプリンタ２３を用いてその
実体物から求められた現実の香味成分として喫煙者（評
価者）に与えることができるので、仮想空間上でシミュ
レートされる喫煙でありながら、そのシガレットが有す
る感覚（味嗅覚）要素をそれぞれ正確に表現することが
できる。

【００２４】しかも上述した喫煙シミュレートは、その
喫煙者（評価者）の動作（行動）に応じて仮想空間上で
実行され、また喫煙者（評価者）の感覚機能に与えられ
るシガレットの感覚要素（視覚、聴覚、味覚、嗅覚、触
覚）に応じて該喫煙者（評価者）の動作（行動）が変化
するので、そのシミュレーション自体が喫煙者（評価
者）の感覚に委ねられることになる。この結果、前述し
た入力デバイスを介して得られる喫煙者（評価者）の喫
煙動作の情報をシミュレーションデータとして収集すれ
ば、例えばシガレットが持つ感覚要素に対応した喫煙者
（評価者）の動作（行動）の形態を解析することが可能
となる。更には上記シミュレーションデータを喫煙者
（評価者）によるシガレットの評価情報として客観的に
求めることも可能となる。

【００２５】従って、上述したシミュレーションデータ
を、例えばそのときのシミュレーション画像データと共
に保存すれば、その保存データを用いてシミュレーショ
ンの実行内容を正確に再現することができ、また商品開
発者等にその内容を信頼性良く正確に伝達することも可
能となる。更には感覚的に高い評価を得たシミュレーシ
ョンの内容を解析（分析）することで、シガレットの喫
煙がその喫煙者（評価者）に与えた満足度に影響を及ぼ
す感覚要素（因子）を容易に探索することも可能となる
等の効果が奏せられる。

【００２６】尚、上述した喫煙シミュレーションを実行
するに際しては、例えば図２に示すようにシガレットの
先端からその燃焼が進むモデルを設定し、その燃焼の進
み具合（燃焼長さ）を、通常時には [燃焼長さ] ＝ [燃焼速度] × [時間] として算出し、吸引時には [燃焼長さ] ＝ [燃焼速度] × [吸引係数] × [燃焼係
数] × [時間] として算出して、シガレットを表現した仮想物体の長さ
を変化させるようにすれば良い。

【００２７】この際、喫煙センサ１４から求められる出
力（吸引係数）に応じて上記燃焼係数を設定し、更にこ
の燃焼係数を上記吸引係数を用いて補正することで、喫
煙に伴うシガレットの燃焼長さの変化に応じてその燃焼
速度を変化させるようにすれば良い。即ち、喫煙センサ
１４の出力（吸引力）とシガレットの燃焼長さとは常に
一定の相関を有するとは限らず、またシガレットの種類
によってもその自然燃焼速度が変化する。このような変
化に対応させるべく上記吸引係数と燃焼係数とを用いて
燃焼速度を補正することにより、実際のシガレットの燃
焼を効果的にシミュレートすることが可能となる。そし
てその燃焼長さが所定長に達したとき、或いは入力デバ
イスを介して灰落としの動作（例えば指の動きや振動）
が検出されたとき、燃焼によって生じる灰の画像イメー
ジを、上記仮想物体（シガレット）の先端部から落下さ
せるようにすれば良い。

【００２８】また燃焼に伴って発生する煙を仮想空間上
でシミュレートするに際しては、図３に示すような燃焼
煙の立ち上りのモデルを設定し、煙の大きさ（太さ）や
立ち上りの長さ、拡がりの角度等に応じて、煙のイメー
ジ画像を変化させれば良い。更には口から吐き出される
煙をシミュレートする場合には、図４に示すような吐き
出しのモデルを設定し、吐出煙のイメージ画像に拡がり
と上昇の変化を与えるようにすれば良い。

【００２９】尚、上述した喫煙シミュレータ（シミュレ
ーションシステム）を具現化するに際しては、例えば図
５に示すように携帯電話機型の装置として構成すること
が好ましい。この場合には、本体部（筐体）３０に組み
込まれた液晶カラー画面３１を用いてシガレットの画像
を、喫煙者（評価者）からの距離感（奥行き感）を持た
せて表示するようにする。そしてシガレットの吸引（喫
煙）時には上記液晶カラー画面３１にシガレットの先端
部から立ち上る煙の画像３１ａを表示し、吐出時には口
から吐き出された煙の画像３１ｂを表示するように構成
する。

【００３０】一方、前記本体部（筐体）３０のホルダ３
２に収納されるたばこロッド３３を設け、このたばこロ
ッド３３を用いてシガレットに対する動きを与えるよう
にする。具体的にはたばこロッド３３に吸引センサ（圧
力センサ）３４を組み込み、その吸引力を検出する。ま
たたばこロッド３３の先端に、本体部（筐体）３０から
引き出されるワイヤ３５を装着し、このワイヤ３５の材
料特性（撓みや座屈）を利用して消火時の力感等を付与
するようにする。更にワイヤ３５の引き出し量に基づい
て前記シガレットの奥行き表示を行うようにする。

【００３１】またたばこロッド３３を取り扱う力を検出
するに際しては、前記ワイヤ３５に加わる振動を検出
し、この振動量に応じて前記液晶カラー画面３１を用い
て灰落としのイメージ画像を表示するようにすれば良
い。この際、たばこロッド３３の把持部（一般的にはフ
ィルタ部）を、実際のシガレットで用いられるフィルタ
チップにて構成しておけば、その触感を現実性の高いも
のとすることができる。

【００３２】更には前記本体部（筐体）３０に、煙の吐
出力を検出するマイク３６（吐出センサ１５）を組み込
み、更にはシガレットの着火をシミュレートするトリガ
スイッチ３７を設けておけば、該トリガスイッチ３７を
ライターとして機能させてシガレットの燃焼（喫煙）動
作の情報を簡易にして効果的に与えることが可能とな
る。また本体部（筐体）３０に香り噴出ポート３８（匂
いプリンタ２３）を設け、この香り噴出ポート３８を介
して香味を噴霧するようにすれば良い。この香味につい
ては、実際のシガレットに使用される揮発性・分解性を
有する香味剤をエアロゾル成分として噴霧しても良く、
或いは蒸気成分として噴霧するようにしても良い。

【００３３】このようにして喫煙シミュレータ（シミュ
レーションシステム）を具現化すれば、その取り扱いを
簡単なものとし、幅広い顧客層からのシミュレーション
データの収集に大きく貢献する。特にそのシミュレーシ
ョンデータを、本体部３０に組み込まれたデータ通信機
能（図示せず）を介して適宜ホストコンピュータ等に伝
送するようにしておけば、データ収集の容易化を図るこ
とが可能となる。

【００３４】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。ここではシガレットの喫煙をシミュレ
ートするシステムを例に説明したが、匂い（香り）を伴
う商品、例えば石鹸や化粧水等の香粧品、更には加熱調
理食品、飲料等の香味をシミュレートする場合にも同様
に適用可能である。また各種の入力デバイス等について
は、シミュレーションの目的に応じたものを適宜用いれ
ば十分であり、例えば喫煙センサ１４と吐出センサ１５
を用いて呼吸系の動きを検出し、その呼吸に合わせて匂
いプリンタ２３から香味を与えながら喫煙をシミュレー
トしたり、実際に少量のたばこ葉の燃焼に伴う煙を評価
者の口元付近に発生させながら、その喫煙をシミュレー
トするようにしても良い。その他、本発明はその要旨を
逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、例
えばシガレットの喫煙動作を仮想空間上で再現しなが
ら、実体物である現実のたばこ葉の燃焼に伴うシガレッ
トの香味（刺激）を、その評価者に直接与えることがで
き、そのときのシミュレーションデータを評価者の感覚
を反映した行動パターンとして収集することができる。
特に評価者の呼吸系動作に応じてシミュレーション対象
物が持つ味嗅覚要素を評価者に与えることができるの
で、現実感に近いシミュレーションを実行することが可
能となる。従ってそのシミュレーション自体を、商品の
顧客満足度に影響を及ぼす因子を探索する上での客観的
データとすることができ、新商品の開発コンセプトを決
定する上で有効に活用することができる等の実用上多大
なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るシミュレーションシ
ステムの概略的な構成図。

【図２】シガレットの燃焼をシミュレートする為の燃焼
モデルを示す図。

【図３】シガレットの燃焼時に生じる煙の立ち上りをシ
ミュレートする為の燃焼煙モデルを示す図。

【図４】口から吐き出される煙の分散をシミュレートす
る為の吐出煙モデルを示す図。

【図５】喫煙シミュレータの具現例である携帯電話機型
の装置の例を示す図。

【符号の説明】

１０ 高性能グラフィックワークステーション １２ 表示装置 １３ スーパーグローブ １４ 喫煙センサ（差圧センサ） １５ 吐出センサ（マイク） １６ 力覚デバイス ２１,２２ トラッキングセンサ ２３ 匂いプリンタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 評価対象とする物体を仮想空間上におけ
   る仮想物体として表現して画像表示する手段と、 上記物体を評価する評価者の動作を検出するセンシング
   手段と、 検出された前記評価者の動作に応じて前記画像表示され
   た仮想物体に動きを与える手段と、 検出された前記評価者の動作に応じて前記物体が持つ味
   覚および／または嗅覚を、香味の実体物を用いて前記評
   価者に与える味嗅覚付与手段とを具備したことを特徴と
   するシミュレーションシステム。
2. 【請求項２】 前記センシング手段は、前記評価者の
   頭、腕、手、および指の少なくとも１つの動きを検出す
   る動きセンサと、前記評価者の吸引および／または吐出
   を検出する呼吸系センサとからなる請求項１に記載のシ
   ミュレーションシステム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のシミュレーションシス
   テムにおいて、 更に前記仮想物体上における前記仮想物体の背景物体に
   対する衝突を検出して前記物体が持つ力覚を前記評価者
   の動作に対する反発力として与える力覚付与手段を備え
   ることを特徴とするシミュレーションシステム。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のシミュレーションシス
   テムにおいて、 更に前記センシング手段を用いて取得した前記評価者の
   動作をその行動データとして前記仮想物体の画像データ
   と共に保存するデータ保存手段を備えることを特徴とす
   るシミュレーションシステム。
5. 【請求項５】 前記評価対象とする物体は、シガレット
   からなる請求項１〜４のいずれかに記載のシミュレーシ
   ョンシステム。