JP2004094337A - Human body model generation system for aging effect prediction - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、年齢の違いによる人体の身体的特徴、運動能力または知覚能力の違いを反映させた人体モデルを生成する加齢効果予測人体モデル生成システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、当社の特願2002−58706号では、現時点におけるユーザーの体型、体力に基づいてコンピュータ上に人体モデルを作成し、この人体モデルを用いてコンピュータ上で製品の使い勝手をシミュレーションする技術が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、現時点におけるユーザーの体型、体力に基づいて製品の使い勝手を評価することは出来るが、将来、ユーザーの体型が変化したり、運動能力や知覚能力が衰えた場合の製品の使い勝手の変化を予測することは出来なかった。
【0004】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、年齢の違いによる人体の身体的特徴、運動能力または知覚能力の違いを反映させた人体モデルを生成することにより加齢による変化を評価できるようにした加齢効果予測人体モデル生成システムを提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、年齢の違いによる人体の身体的特徴、運動能力または知覚能力の違いを反映させた人体モデルを生成するシステムであって、与えられた情報に基づいて基準となる年齢における人体モデルを生成する人体モデル生成部と、人体モデル生成部により生成された基準となる年齢における人体モデルに対して、加齢による身体的特徴、運動能力または知覚能力の変化を付加する加齢効果処理部とを有することを特徴とする。
請求項2の発明、請求項1において、人体モデル生成部は、基準となる年齢における人体モデルを、製品の利用者の現時点の情報に基づいて生成し、加齢効果処理部は、製品の利用者の加齢による身体的特徴、運動能力または知覚能力の変化のうち、加齢による製品の使い勝手の違いに関連する変化を少なくとも付加することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2において、加齢効果処理部は、製品の購入予定者が複数の製品のなかから1つ以上の製品を選択する際に利用できる情報を出力することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3において、製品の選択に利用される情報は製品の表面と水平方向に加わる力に関連する情報であることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項3または4において、製品の選択に利用される情報は製品の表面と垂直方向に加わる力に関連する情報であることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1において、加齢効果処理部は、デザインを作成または変更する際に利用できる情報を出力することを特徴とする。
【0006】
請求項7の発明は、請求項1において、加齢効果処理部は、避難時の安全性を評価する際に利用できる情報を出力することを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項1において、人体モデル生成部は異なる情報に基づいて複数の人体モデルを生成し、加齢効果処理部は前記複数の人体モデルのそれぞれに対して加齢による身体的特徴、運動能力または知覚能力の変化を付加することにより群集モデルを作成することを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項1〜8のいずれかにおいて、加齢効果処理部による処理結果を出力する仮想現実感生成装置を有することを特徴とする。
請求項10の発明は、請求項9において、仮想現実感生成装置は人体モデルを実スケールで表示するドーム型の表示装置を含んで構成されることを特徴とする。
請求項11の発明は、請求項1において、人体モデル生成部と加齢効果処理部はインターネットを介して利用できるサーバ上に配置されていることを特徴とする。
請求項12の発明は、請求項1において、加齢効果処理部は、加齢による身体的特徴、運動能力または知覚能力の変化の度合いを人体モデルの現時点のライフスタイルに応じて異ならせることを特徴とする。
請求項13の発明は、請求項1において、人体モデル生成部は、親以前の世代の情報に基づいて子の世代の人体モデルを生成することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1は本発明の加齢効果予測人体モデル生成システムの全体構成を示す図である。このシステムは、年齢の違いによる人体の身体的特徴、運動能力または知覚能力の違いを反映させた人体モデルを生成するシステムである。図中、1は人体モデル生成部であり、与えられた情報に基づいて基準となる年齢における人体モデルを生成する。2は加齢効果処理部であり、人体モデル生成部1により生成された基準となる年齢における人体モデルに対して、加齢による身体的特徴、運動能力または知覚能力の変化を付加する処理を行う。3は年齢別データベースであり、身体的特徴データベース31、運動能力データベース32、知覚能力データーベース33を含んでいる。4は制御部であり、システム全体の動作を制御する。5はGUI(グラフィカル・ユーザー・インターフェイス)であり、コンピュータ画面、マウス・キーボード等の周辺装置を用いて、人体モデルの生成に必要な情報をユーザーから取得する。
【0008】
図2は人体モデル生成部1の概略構成を示している。11は入力部、12はCG作成部、13は蓄積部、14は出力部である。入力部11では、生成すべき人体モデルのパラメータとして、ユーザーの身長・体重・性別・年齢等の情報を入力する。CG作成部12では、入力された情報に基づいてCG(コンピュータ・グラフィックス)の技術を用いて人体モデルのCG画像を作成する。このCG画像は「歩く」「すわる」等の動きに応じて複数の画像が作成される。蓄積部13では、作成されたCG画像を蓄積する。出力部14では、蓄積部13に蓄積されたCG画像を動画として再生する。これにより、ユーザーの身長・体重・性別・年齢等に応じた体型の人体モデルに「歩く」「すわる」等の任意の動作をコンピュータ画面上で行わせることができる。
【0009】
ここで、CG作成部12の具体的内容については周知の技術であるので、その概略のみを説明すると、まず、ユーザーの体格に関する情報に基づいて骨格モデルを作成し、これに表面モデルを付加し、さらに服装や顔の情報を付加するものである。服装や顔はデフォルトの情報が使用されるが、デジタルカメラ等を用いてユーザーから取得した情報に置き換えても良い。「歩く」「すわる」等の動作については、加齢により筋力や関節の稼動域が変化するので、ユーザーの年齢に応じて予め登録された動きを再生する。
【0010】
最も簡単な人体モデルの一例を図3に例示する。図中、S1は上腕セグメント、S2は下腕セグメント、J1は上腕ジョイントであり、以下同様に、18個のセグメントと16個のジョイントが設けられている。各セグメントSi(i=1,…,18)の形状は長さLi(mm)×幅Wi(mm)のように数値データとして格納されている。また、各ジョイントJn(n=1,…,16)の初期座標は(Xn,Yn,Zn)のように数値データとして格納されており、これらの数値データに基づいて複数のセグメントが複数のジョイントで結合された人体モデルを3次元映像化できるものである。なお、図3に図示された例では、説明を簡単化するために、人体モデルの各セグメントが長方形で描かれているが、丸みや厚みを帯びたセグメントとしても良いことは言うまでも無い。
【0011】
人体モデルの形状データは、現実世界のユーザーから取得した身長、体重などの体格情報に基づいて補正される。例えば、標準よりも身長の高い人や体重の重い人であれば、各セグメントのサイズを予め格納されている標準サイズよりも大きくするように補正する。逆に、標準よりも身長の低い人や体重の軽い人であれば、各セグメントのサイズを予め格納されている標準サイズよりも小さくなるように補正する。図4(a)〜(c)に補正前・後の人体モデルの形状データを例示する。同図(a)は小柄な体形の人、(b)は標準的な体形の人、(c)は大柄な体形の人の例である。
【0012】
各年齢の人体モデルの動作は、各セグメントの相対的な位置関係の時間的変化、つまり、各セグメントをつなぐジョイントのX軸、Y軸、Z軸方向の回転角度の時間的変化としてあらかじめ登録されている。この人体モデルの動作を登録するための具体的な手段としては、例えばモーション・キャプチャと呼ばれる方法を用いることができる。この方法は、例えば人体に複数のマーカを装着しておいて、複数の方向から撮影した映像から各マーカの位置を検出して、人体の3次元的な動きをデータ化する方法であり、さまざまな年齢の人の「歩く」「すわる」等の基本動作を予め登録しておくものである。
【0013】
図5は加齢効果処理部2の概略構成を示している。21は入力部、22はDB検索部、23はパラメータ修正部、24は出力部である。入力部21は現在の人体モデルのパラメータと、加齢すべき年齢が入力される。例えば、現在の人体モデルのパラメータとして、ユーザーの身長・体重・性別・年齢等の情報が入力され、加齢すべき年齢として「10年加齢」が入力された場合について説明する。DB検索部22では、年齢別データベース3を検索し、図6(a)に示すように、年齢・性別が同じ集団のなかで、ユーザーの現在値が統計的にどの程度の位置にあるかを調べる。次に、図6(b)に示すように、年齢を10年加算して年齢別データベース3を検索し、10年後の年齢・性別が同じ集団のなかで、統計的に同じ位置にいる人のデータを10年後の予測値として読み出す。パラメータ修正部23では、現在の人体モデルのパラメータを10年後の予測値に置き換える。出力部24では、修正後のパラメータを10年後の人体モデルのパラメータとして出力する。ここでは、10年後の予測値の求め方を例示したが、20年後の予測値についても、図6(c)に示すように同様の原理で求めることができる。なお、図6において、横軸は体型・体力等を数値化したデータ、縦軸は度数を表している。
【0014】
図7は年齢別データベース3の概略構成を示している。このデータベース3は、1歳から90歳までのそれぞれの年齢について、何千何万という実在する人の身体的特徴(身長・体重・座高・胸囲・胴回り・関節の位置、体のタイプなど)、運動能力(関節の稼動域、筋力、動きのスタイルなど)、知覚能力(視力、聴力、痛覚、味覚、嗅覚、温度の敏感さ等)の情報を男性と女性に分けて蓄積したものである。加齢効果処理部2では、これらのデータベース3を検索することで、入力されたユーザーの現在の人体モデルの身体的特徴、運動能力、知覚能力が加齢によりどのように変化するかを予測し、加齢後の人体モデルのパラメータを出力するものである。
【0015】
なお、人体の身体的特徴、運動能力、知覚能力が年齢の増加に応じてどのように変化するかを、あらかじめ図8(a)〜(c)のような加齢効果曲線として求めておけば、加齢効果処理部2の動作は可能であるので、年齢別データベース3はシステムの動作上は必須のものではなくなる。例えば、図8(a)は体重が若年期から中年期にかけては増加し、中年期から老齢期にかけては低下する様子を示している。同様に、図8(b)は聴力が加齢により低下する様子を示しており、図8(c)は血圧が加齢により上昇する様子を示している。これらは例示であり、他のさまざまな身体的特徴、運動能力、知覚能力についても同様に加齢効果曲線を求めておくことができることは言うまでもない。
【0016】
(実施の形態2)
この実施の形態では、製品の利用者の身体的特徴、運動能力または知覚能力が加齢により変化した場合に、製品の使い勝手がどのように変化するかを予測する場合について説明する。購入予定の製品が長く使用されるものである場合、現時点での製品利用者の身体的特徴、運動能力または知覚能力によれば、製品の使い勝手に問題がなくても、将来、製品利用者が高齢化すると、製品の使い勝手に問題が生じる恐れがある。そこで、製品を選択する際に、CG(コンピュータ・グラフィックス)とVR(バーチャル・リアリティ)の技術を使って、意思決定の参考となる情報を提供する。
【0017】
すなわち、図1のシステムを利用して、製品を利用するユーザーの情報を入力し、人体モデル生成部により現時点におけるユーザーの人体モデルを作成する。この人体モデルを製品のCG画像と合成することにより、仮想空間上で人体モデルが製品を利用する様子を図9(a)、図10(a)のように表示する。次に、加齢効果処理部によりユーザーが高齢化したときの人体モデルを作成する。そして、この人体モデルを製品のCG画像と合成することにより、仮想空間上で人体モデルが製品を利用する様子を図9(b)、図10(b)のように表示する。このようにすれば、現在のみならず将来にわたって、製品の使い勝手に問題が無いかどうかを確認することができ、製品を選択する際の意思決定に役立つ情報を提供することができる。
【0018】
図9はシステムキッチンを購入した人が天井付近の戸棚Tを開く動作を示している。同図(a)は現在の人体モデルが製品を使用した場合であり、手を伸ばせば天井付近の戸棚を開くことができることは確認できる。しかしながら、加齢により関節の稼働域が狭くなると、同図(b)のように、手を伸ばしても天井付近の戸棚を開くことができないことが分かる。
【0019】
図10はユニットバスを購入した人が浴槽の段差Dを跨ぐ動作を示している。同図(a)は現在の人体モデルが製品を使用した場合であり、浴槽の段差を跨ぐことができることは確認できる。しかしながら、加齢により関節の稼働域が狭くなると、同図(b)のように、浴槽の段差を跨ぐことができず、つまづく恐れがあることが分かる。
【0020】
なお、図9、図10の例では、製品の使い勝手をコンピュータ画面上に視覚化して提示しているが、単に数値計算により「30年後には天井付近の戸棚に手が届かなくなる恐れがあります」とか「40年後には浴槽の段差を跨げなくなる恐れがあります」などのメッセージをテキスト形式で出力するようにしても良い。また、これらのメッセージを図9、図10の画像と共に表示しても良い。さらに、これらの出力を受けて、製品の設置高さを少し低くあるいは高くするとか、少し寸法の大きいあるいは小さい製品を選択する等、インターラクティブに設計を変更できるようにして、結果をフィードバックするようにしても良い。
【0021】
(実施の形態3)
図11は加齢効果を予測した人体モデルを使って製品を選択するアルゴリズムを一例として示している。製品の選択がユーザーの身体的特徴や運動能力、知覚能力等に依存する場合、購入しようとする製品が現在のユーザーの体型、体力等に適合していても、将来的にユーザーの体型、体力等が変化すると使い勝手が悪くなる可能性がある。そこで、図11の製品選択アルゴリズムでは、製品又はユーザーの平均寿命以内で製品とユーザーとの不適合が生じないか否かを予め判定可能とすることで、製品選択の際の意思決定を支援するものである。
【0022】
まず、図1のシステムを用いて、現在のユーザーから入力された情報に基づいて、人体モデル生成部で現在のユーザーの人体モデルを作成し、購入予定の製品を1つ選択してコンピュータ上のシミュレーションを実施することにより、製品が現在のユーザーに適合しているか否かを評価する。製品が現在のユーザーに適合していなければ、他の製品を選択し、現在の人体モデルでシミュレーションを繰り返し、適合する製品を探す。現在のユーザーに適合する製品が1つ見つかると、次に加齢効果処理部により10年後の人体モデルを作成し、コンピュータ上のシミュレーションを実施することにより、製品が10年後のユーザーにも適合しているか否かを評価する。この処理を繰り返し、製品が20年後、30年後のユーザーにも適合しているか否かを評価する。適合していなければ、他の製品を選択し、同じ処理を繰り返す。製品の平均寿命またはユーザーの平均寿命を越えると、適合する製品が見つかったものとして、シミュレーションを終了する。このようにすれば、現在および将来にわたり製品とユーザーの不適合が生じない製品を選択することができる。
【0023】
この実施の形態によれば、製品の平均寿命が長く、製品の選択がユーザーの身体的特徴に依存するような場合、例えば、ユーザーの体型にフィットした椅子を購入するような用途において、ユーザーの意思決定を支援する有益な情報を提供することができる。また、製品の選択がユーザーの運動能力や知覚能力に依存する場合にも同様に適用できることは言うまでもない。
【0024】
(実施の形態4)
この実施の形態では、製品の選択に利用される情報が製品の表面と水平方向に加わる力に関連する情報である場合について説明する。例えば、ユーザーが床材を選択するような場合に、フローリングにするか、タイル貼りにするか、カーペットにするかなどを比較検討するときに、表面の質感をコンピュータの画面で確認するだけでは十分な情報が得られない。そこで、コンピュータに接続された測定装置によりユーザーの現在の体重や脚力・歩幅等を測定し、それぞれの床材を採用した場合の滑りやすさを摩擦係数の大小で評価する。
【0025】
ここで、摩擦係数とは何かを図12を用いて説明する。図中、Sは製品の表面、Uはユーザーの体の一部、Wはユーザーが製品の表面に対して垂直方向に加える力、Fはユーザーが製品の表面に対して水平方向に加える力を表している。摩擦係数とは、製品の表面に接触しているユーザーの体の一部が製品の表面に対して滑りを生じたときのF/Wの比率を意味している。
【0026】
床材の滑りやすさを評価する場合、ユーザーの現在の体重や脚力・歩幅等からユーザーが製品の表面に対して垂直方向に加える力と、ユーザーが製品の表面に対して水平方向に加える力を算出できるから、その比率で決まるF/Wの値が床材の摩擦係数よりも小さければ滑らない、従って、転んだりしないと判断できる。
【0027】
ところで、ユーザーの体重や脚力・歩幅等は加齢によって次第に変化する。また、バランス感覚や反射神経も加齢により次第に鈍くなるので、現在のユーザーに適した床材であっても、高齢化したユーザーにとっては滑りやすい、転びやすい床材であるかも知れない。そこで、現在の人体モデルの体重・脚力・歩幅等を加齢に応じて修正し、ユーザーが高齢化したときにも滑らない、転ばない床材を選択できるようにする。
【0028】
(実施の形態5)
この実施の形態では、製品の選択に利用される情報が製品の表面と垂直方向に加わる力に関連する情報である場合について説明する。例えば、ユーザーがソファーやベッドを選択するような場合、ユーザーがソファーに座ったとき、あるいはベッドに横たわったときに、ユーザーの体重によりどの程度の沈み込みが生じるかは製品の快適さに大きく影響する。そこで、コンピュータに接続された測定装置によりユーザーの現在の体重や体型等を測定し、それぞれの製品を選択した場合の沈み込みの程度を弾性係数の大小で評価する。
【0029】
ここで、弾性係数とは何かを図13を用いて説明する。図中、Sは製品の表面、Uはユーザーの体の一部、Wはユーザーが製品の表面に対して垂直方向に加える外力、dは製品の表面の反発力と外力とが拮抗するときの製品の表面の沈み込みの深さを表している。弾性係数とは、d/Wの比率を意味している。
【0030】
ソファーやベッドを選択するときに、ユーザーをのせたときの沈み込みの深さdが快適な深さとなるようにするには、ユーザーの体型と体重で決まる製品の表面に対する外力Wとの比率である弾性係数が適切な範囲にある製品を選択すべきであることが分かる。
【0031】
ところで、ユーザーの体型や体重は加齢によって次第に変化する。そこで、現在の人体モデルの体型や体重を加齢に応じて修正し、将来にわたり使い心地の良い製品を選択できるようにする。
【0032】
(実施の形態6)
図14は加齢効果を予測した人体モデルを使って家屋や部屋、台所などのデザインの作成または変更を支援するアルゴリズムを一例として示している。新築あるいは増改築時の設計段階において、現在のユーザーに合わせて設計してしまうと、将来的にユーザーの体型や体力、感覚などが変化すると住み心地が悪くなるとか、使い勝手が悪くなるといった不具合が生じる可能性がある。そこで、図14の設計支援アルゴリズムでは、家屋や部屋、台所などの耐用年数又はユーザーの平均寿命以内でユーザーとの不適合が生じない設計が可能となるように、デザインの作成・変更を支援するものである。
【0033】
まず、図1のシステムを用いて、現在のユーザーから入力された情報に基づいて、人体モデル生成部で現在のユーザーの人体モデルを生成し、新築あるいは増改築のデザインを作成してコンピュータ上でシミュレーションを実施することにより、そのデザインが現在のユーザーに適合しているか否かを評価する。そのデザインが現在のユーザーに適合していなければ、デザインを変更し、現在のユーザーの人体モデルでシミュレーションを繰り返す。現在のユーザーに適合するデザインが決まると、次に加齢効果処理部により10年後の人体モデルを作成し、コンピュータ上でシミュレーションを実施することにより、そのデザインが10年後のユーザーにも適合しているか否かを評価する。この処理を繰り返し、そのデザインが20年後、30年後のユーザーにも適合しているか否かを評価する。適合していなければ、デザインを変更し、同じ処理を繰り返す。家屋や部屋、台所などの平均耐用年数またはユーザーの平均寿命を越えると、適合するデザインが作成されたものとして、シミュレーションを終了する。このようにすれば、現在および将来にわたり住み心地や使い勝手の良い家屋、部屋、台所などの設計を支援することができる。
【0034】
なお、ここでは、家屋、部屋、台所などを設計対象として例示したが、これに限定されるものではなく、長年にわたり使用されるものを設計する際に広く利用できることは言うまでもない。
【0035】
(実施の形態7)
この実施の形態では、本発明の人体モデル生成システムを用いて、パニック状態に陥ったユーザーが避難する際の安全性を現在および将来にわたり評価する用途について説明する。
例えば、住宅や建物で火災が発生した場合に、火災報知器が鳴っていても、高齢で耳が遠くなっている人には聴き取れないことがある。また、煙のにおいを感じる嗅覚や温度に対する敏感さが衰えている場合にも、火災の発生に気付くのが遅れて、避難行動の開始が遅れることがある。また、たとえ火災の発生に気付いたとしても、高齢で体力が低下していると避難行動そのものが遅いとか、視力の低下により煙の中では避難誘導灯が見えないといった理由で逃げ遅れる場合がある。
【0036】
そこで、人体モデル生成部により作成された現時点の人体モデルに対して、高齢化による聴力、嗅覚、視力等の知覚能力の低下、避難に要する体力の低下などを加味した高齢者の人体モデルを加齢効果処理部により作成し、この高齢者の人体モデルを用いて避難時の安全性を評価する。このようにすれば、住宅や建物を設計する際に、現在の知覚能力と運動能力では安全に避難できても、将来、高齢化して知覚能力や運動能力が衰えると安全に避難できない場合があることを予測することができる。
【0037】
図15は加齢により聴力や嗅覚、視力等の知覚能力、走る速さなどの運動能力が低下していく様子を示している。安全に避難するのに必要とされる知覚能力、運動能力の限界がそれぞれ所定の基準レベルであるとすると、いずれかの能力が所定の基準レベルに達しなくなる年齢以上では、安全に避難できない可能性があることが分かる。これにより住宅や建物の設計を変える等の対策を未然に実施することができる。
【0038】
(実施の形態8)
図16は本発明の人体モデル生成システムを用いて群集モデルを生成する方法を示している。まず、人体モデル生成部により複数の人体モデルを生成する。このとき、生成される人体モデルは異なる情報に基づいて生成され、同じ人体モデルは生成されないようにする。これにより、群集の一部を構成する複数の人体モデルが生成される。
【0039】
次に、ここで生成された複数の人体モデルのそれぞれに対して加齢効果処理部により加齢効果を付与する。このとき、1つの人体モデルに対して複数通りの加齢効果を付与することにより、さまざまな年齢の人体モデルが生成される。これにより、実質的に群集モデルを生成することができる。
【0040】
仮想の世界で群衆をリアルに視覚化するために、実在する人のデータを使うことが考えられるが、何千何万という人のデータを集めるのは多大な労力を要する。そこで、この実施の形態のように、はじめに人体モデル生成部により生成する複数の人体モデルについては実在する人のデータを使用し、加齢効果処理部により生成する群集モデルについては、実在する人の人体モデルに対して複数通りの加齢効果を付与された人体モデルを使用すれば、少ないデータで効率良く群集モデルを生成することができる。
【0041】
(実施の形態9)
仮想現実感生成装置を用いて巨大な地下街あるいは巨大な建物でのパニック状態を経験するためには、巨大な群集がパニック状態に直面している様子をシミュレーションすることが必要である。そこで、実施の形態8で説明した群集モデルを図17(a)に例示するようにコンピュータ上に設計された地下街などに配置し、仮想の世界でパニック状態を作成する。例えば、図17(b)のように煙を拡散させたり、火災報知器を鳴らす。このとき、群集モデルの個々の知覚能力の違いから、火災報知器が鳴っているのが聴こえる人と聴こえない人とでは避難行動を開始するタイミングが異なる。また、煙の立ち込める中で避難誘導灯が見える人と見えない人とでは逃げる方向に違いが生じる。さらに、群集モデルの個々の体力、年齢の違いにより避難に要する時間に違いが生じる。このような群集モデルの個々の知覚能力、運動能力の違いによる避難行動の違いをシミュレーションすることにより、リアルにパニック状態をシミュレーションすることができる。火災報知器や避難誘導灯の配置をさまざまに変えながらシミュレーションを繰り返すことにより、被害が最小となる配置を見つけることができる。また、仮想現実感生成装置を用いて、図17(c)のようにパニック状態に直面した群集の振る舞いを観察することで、防災意識を高めることができる。
【0042】
(実施の形態10)
仮想現実感生成装置として利用できるドーム型の表示装置の概略構成を図18(a),(b)に例示する。この装置は、ドーム型のスクリーン6に立体映像を実スケールで表示するものであり、スクリーン6の上部に設けられた左右一対のプロジェクタ7から偏光角度の異なる偏光フィルタを介して左目用と右目用の映像が投影され、平面鏡8で反射させてスクリーン6に映し出される。観察者Mは偏光フィルタを有する立体視めがねを介してスクリーン6上の映像を観察する。これにより、人体モデルを実スケールで立体表示することができる。
【0043】
このようなドーム型の表示装置を用いて現在および将来の人体モデルを実スケールで表示することで、加齢による体型・体力の変化をリアルに観察できる。また、高齢化による視力の低下により世界の見え方がどのように変化するかをドーム型の表示装置を用いてリアルに体験することができる。
【0044】
(実施の形態11)
この実施の形態では、本発明の人体モデル生成システムがインターネットを介して利用できるサーバ上に配置されている場合について説明する。一般のユーザーは図19に示すように、パソコン等で構成されたインターネット端末を用いてインターネットに接続し、特定のURLのサーバをアクセスし、人体モデル生成システムを利用する。インターネット端末のキーボードやマウスから入力された情報がインターネットを介して人体モデル生成システムに入力され、人体モデル生成システムから出力された人体モデルの情報がインターネットを介してユーザーのインターネット端末の画面に表示される。このようにすれば、一般のユーザーが現在の自分の体型や体力を入力することにより、将来の自分の体型や体力を知ることができる。
【0045】
また、インターネットを介して人体モデル生成システムの年齢別データベースをリモートメンテナンスすることもできる。例えば、大学などの研究機関が収集した情報をインターネットを介してサーバにアップロードし、人体モデル生成システムの年齢別データベースに追加することにより、データベースの統計的価値を高めることができる。
【0046】
さらに、インターネット上の電子商店街とリンクさせることにより、製品の購入時に本発明の人体モデル生成システムを利用して、購入予定の製品が現在および将来の自分の体型・体力にマッチしているか否かを検討することができる。
【0047】
また、インターネット上の住宅設計支援サービスとリンクさせることにより、住宅の新築・増改築プランの作成時に本発明の人体モデル生成システムを利用して、現在および将来にわたり住み心地の良い住宅を設計することができる。
【0048】
もちろん、従来からインターネットを利用した電子商取引や住宅設計支援サービスは存在するが、製品や住宅のCGをインターネット端末の画面上で確認するだけでは使い勝手が分からない。このような場合に、本発明の人体モデル生成システムにより作成した現在および将来の自分の人体モデルを製品や住宅のCGと共に表示することにより、製品や住宅の使い勝手を確認することが容易となる。
【0049】
(実施の形態12)
本発明の人体モデル生成システムは、ライフスタイルの違いによる体型や体力の変化を予測する用途にも利用できる。現時点における身体的特徴、運動能力、知覚能力が同じであっても、その後、運動不足、食べ過ぎ(偏食)、寝不足の生活を継続した人と、適度な運動、栄養摂取、睡眠を心がけた人とでは、将来の体型や体力には違いが生じると考えられる。
【0050】
そこで、図20のシステムでは、加齢効果処理部に運動、食事、睡眠等のライフスタイルの情報を入力して、将来の体型・体力の違いに反映させるようにしている。ライフスタイルの情報は、例えばコンピュータの画面に複数の質問を表示して回答させることにより、運動量、栄養摂取量、睡眠量などを評価する。加齢効果処理部では、入力された運動量、栄養摂取量、睡眠量が適量でない場合には、適量である場合に比べて将来の身体的特徴、運動能力、知覚能力が劣化するように人体モデルに変化を付加する。加齢効果処理部の出力はディスプレイに表示したりプリンタにより印刷してユーザーに提示される。
【0051】
また、ユーザーが運動、食事、睡眠等のライフスタイルを改めた場合には、将来の身体的特徴、運動能力、知覚能力がどのように変化するかを評価できるように、複数のライフスタイルについてユーザーの将来像を提示できるようにしても良い。
【0052】
(実施の形態13)
本発明の人体モデル生成システムは、親以前の世代から子の世代への遺伝の効果を予測するシステムとしても利用できる。周知のように、個人の特徴は主にその親とそれ以前の世代から継承された特徴に依存する。
【0053】
図21のシステムでは、ユーザー情報として、父親(または父親となる予定の男性)の身体的特徴、運動能力、知覚能力等の情報と、母親(または母親となる予定の女性)の身体的特徴、運動能力、知覚能力等の情報が入力される。遺伝効果処理部では、これらの情報に基づいて、基準となる1つの年齢について、子の世代の人体モデルのパラメータを作成する。このとき、子の性別は選択可能としても良いし、ランダムに男女いずれかが選択されるようにしても良い。その後の処理は図1のシステムと同様であり、人体モデル生成部により、基準となる1つの年齢について、子の世代の人体モデルを生成する。その後、加齢効果処理部では、生成された人体モデルに対して、加齢による身体的特徴、運動能力、知覚能力の変化の情報を付加する。加齢効果処理部の出力はディスプレイに表示したりプリンタにより印刷してユーザーに提示される。
【0054】
このようにすれば、代表的な1つの年齢について子の世代の人体モデルを予測するだけではなく、子の世代の一生にわたる成長と老化の過程を予測することが可能となる。
なお、図示された実施の形態では、父親と母親の情報から子の世代の人体モデルを生成する例を示したが、祖父や祖母の情報から孫の世代の人体モデルを生成しても良い。
【0055】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、年齢の違いによる人体の身体的特徴、運動能力または知覚能力の違いを反映させた人体モデルを生成することにより加齢によるさまざま変化を評価できる。
請求項2の発明によれば、製品の利用者の加齢により製品の使い勝手がどのように変化するかを予測することができる。
請求項3の発明によれば、現在のみならず将来においてもユーザーに適した製品を選択することができる。
請求項4の発明によれば、製品の表面と水平方向に加わる力に関連する情報、例えば摩擦係数を用いて製品を選択可能としたので、加齢によりユーザーの体重・体力等が変化しても使い勝手の良い製品を選択できる。
請求項5の発明によれば、製品の表面と垂直方向に加わる力に関連する情報、例えば弾性係数を用いて製品を選択可能としたので、加齢によりユーザーの体重・体力等が変化しても使い勝手の良い製品を選択できる。
請求項6の発明によれば、現在のみならず将来においてもユーザーに適したデザインを作成することができる。
【0056】
請求項7の発明によれば、避難時の安全性を現在のみならず将来についても評価することができる。
請求項8の発明によれば、比較的少ないデータで効率良く群集モデルを作成することができる。
請求項9の発明によれば、仮想現実感生成装置を用いて高齢化したときの様子を体験できる。
請求項10の発明によれば、ドーム型の表示装置を用いることで、加齢による変化をリアルに体験できる。
請求項11の発明によれば、インターネットを介して一般のユーザーが加齢効果予測人体モデル生成システムを容易に利用できる。また、データベースのリモートメンテナンスが可能となる。
請求項12の発明によれば、ライフスタイルの違いにより、将来の身体的特徴、運動能力、知覚能力がどのように変化するかを評価できる。
請求項13の発明によれば、親以前の世代の情報に基づいて子の世代の人体モデルを生成して加齢効果を付与することで、子の生涯をシミュレーションできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の構成を示す説明図である。
【図2】人体モデル生成部の構成を示す説明図である。
【図3】人体モデルの一例を示す説明図である。
【図4】人体モデルの体格の違いを示す説明図である。
【図5】加齢効果処理部の構成を示す説明図である。
【図6】加齢効果予測の原理説明図である。
【図7】年齢別データベースの構成を示す説明図である。
【図8】加齢効果曲線の例を示す説明図である。
【図9】加齢による製品の使い勝手の違いを示す説明図である。
【図10】加齢による製品の使い勝手の違いを示す説明図である。
【図11】請求項3の発明における製品選択のアルゴリズムを示す説明図である。
【図12】請求項4の発明において製品選択に用いる摩擦係数の説明図である。
【図13】請求項5の発明において製品選択に用いる弾性係数の説明図である。
【図14】請求項6の発明における設計支援アルゴリズムを示す説明図である。
【図15】請求項7の発明の説明図である。
【図16】請求項8の発明の説明図である。
【図17】請求項9の発明の説明図である。
【図18】請求項10の発明に用いるドーム型表示装置の構成図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。
【図19】請求項11の発明の説明図である。
【図20】請求項12の発明の説明図である。
【図21】請求項13の発明の説明図である。
【符号の説明】
1 人体モデル生成部
2 加齢効果処理部
3 年齢別データベース
4 制御部
5 GUI
31 身体的特徴データベース
32 運動能力データベース
33 知覚能力データーベース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aging effect prediction human body model generation system that generates a human body model reflecting a difference in physical characteristics, motor ability, or perception ability of a human body due to a difference in age.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in Japanese Patent Application No. 2002-58706, a technology has been proposed in which a human body model is created on a computer based on the user's current body shape and physical strength, and the usability of the product is simulated on the computer using this human body model. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
With conventional technology, it is possible to evaluate the usability of products based on the user's physical shape and physical strength at the present time, but in the future, the usability of the product will change when the user's physical shape changes or the ability to exercise or perceive declines. The change could not be predicted.
[0004]
The present invention has been made in view of these points, and evaluates changes due to aging by generating a human body model that reflects differences in physical characteristics, motor ability, or perception ability of the human body due to differences in age. It is an object of the present invention to provide an aging effect prediction human body model generation system that can be used.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
The invention according to
Invention of
The invention of
According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect, the information used for selecting a product is information related to a force applied in a direction perpendicular to the surface of the product.
The invention of
[0006]
The invention of
The invention of
The invention of claim 9 is characterized in that, in any one of
A tenth aspect of the present invention is characterized in that, in the ninth aspect, the virtual reality generating device includes a dome-type display device that displays the human body model on a real scale.
The invention of
According to a twelfth aspect of the present invention, in the first aspect, the aging effect processing unit varies the degree of change in physical characteristics, motor ability or perceptive ability due to aging according to the current lifestyle of the human body model. Features.
The invention of
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an aging effect prediction human body model generation system of the present invention. This system is a system for generating a human body model that reflects a difference in physical characteristics, motor ability or perception ability of a human body due to a difference in age. In the figure,
[0008]
FIG. 2 shows a schematic configuration of the human body
[0009]
Here, since the specific content of the
[0010]
An example of the simplest human body model is illustrated in FIG. In the figure, S1 is an upper arm segment, S2 is a lower arm segment, and J1 is an upper arm joint. Similarly, 18 segments and 16 joints are provided. The shape of each segment Si (i = 1,..., 18) is stored as numerical data such as length Li (mm) × width Wi (mm). Further, initial coordinates of each joint Jn (n = 1,..., 16) are stored as numerical data such as (Xn, Yn, Zn), and a plurality of segments are connected to a plurality of joints based on these numerical data. It is possible to convert the human body model combined in 3D into a 3D image. In the example illustrated in FIG. 3, each segment of the human body model is drawn in a rectangular shape to simplify the description, but it goes without saying that the segment may be round or thick.
[0011]
The shape data of the human body model is corrected based on physique information such as height and weight obtained from a user in the real world. For example, if the person is taller or heavier than the standard, the size of each segment is corrected to be larger than the standard size stored in advance. On the other hand, if the person is shorter than the standard person or light in weight, the size of each segment is corrected to be smaller than the standard size stored in advance. FIGS. 4A to 4C illustrate the shape data of the human body model before and after correction. FIG. 4A shows an example of a person with a small body shape, FIG. 5B shows an example of a person with a standard body shape, and FIG. 5C shows an example of a person with a large body shape.
[0012]
The behavior of the human body model at each age is registered in advance as a temporal change in the relative positional relationship of each segment, that is, as a temporal change in the rotation angle of the joints connecting the segments in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. ing. As a specific means for registering the motion of the human body model, for example, a method called motion capture can be used. In this method, for example, a plurality of markers are attached to the human body, and the positions of the markers are detected from images taken from a plurality of directions, and the three-dimensional movement of the human body is converted into data. Basic operations such as “walking” and “sitting” of people of different ages are registered in advance.
[0013]
FIG. 5 shows a schematic configuration of the aging
[0014]
FIG. 7 shows a schematic configuration of the age-
[0015]
It should be noted that how the physical characteristics, motor ability, and perceptual ability of the human body change as the age increases can be obtained in advance as an aging effect curve as shown in FIGS. Since the operation of the aging
[0016]
(Embodiment 2)
In this embodiment, a case will be described in which how the user-friendliness of a product changes is predicted when the physical characteristics, motor ability, or sensory ability of the user of the product changes with aging. If the product to be purchased is to be used for a long time, according to the physical characteristics, motor ability, or perception ability of the product user at the present time, even if there is no problem in the usability of the product, As the population ages, there may be a problem with the usability of the product. Therefore, when selecting a product, information that is a reference for decision making is provided by using CG (computer graphics) and VR (virtual reality) technologies.
[0017]
That is, using the system of FIG. 1, information on a user who uses a product is input, and a human body model at the present time is created by the human body model generation unit. By synthesizing this human body model with the CG image of the product, the manner in which the human body model uses the product in the virtual space is displayed as shown in FIGS. 9 (a) and 10 (a). Next, a human body model when the user ages is created by the aging effect processing unit. Then, by synthesizing this human body model with the CG image of the product, the state in which the human body model uses the product in the virtual space is displayed as shown in FIGS. 9B and 10B. In this way, it is possible to check whether there is a problem in the usability of the product not only now but also in the future, and it is possible to provide information useful for decision making when selecting the product.
[0018]
FIG. 9 shows an operation in which a person who purchased the system kitchen opens the cupboard T near the ceiling. FIG. 6A shows a case where the current human body model uses a product, and it can be confirmed that the cupboard near the ceiling can be opened by reaching out. However, when the operating range of the joint becomes narrower due to aging, it can be seen that the cupboard near the ceiling cannot be opened even if the hand is extended as shown in FIG.
[0019]
FIG. 10 shows an operation in which a person who purchased a unit bath straddles the step D of the bathtub. The figure (a) is a case where the present human body model uses a product, and it can be confirmed that the step of the bathtub can be straddled. However, it can be seen that when the operating range of the joint becomes narrower due to aging, the step of the bathtub cannot be straddled as shown in FIG.
[0020]
In addition, in the examples of Fig. 9 and Fig. 10, the usability of the product is visualized and presented on the computer screen, but simply by numerical calculation, "There is a possibility that the hand near the ceiling will not reach after 30 years" A message such as “There is a possibility that the step of the bathtub may not be crossed in 40 years” may be output in a text format. Further, these messages may be displayed together with the images of FIGS. Furthermore, in response to these outputs, the design height can be changed a little lower or higher, or a product with a slightly larger or smaller size can be selected, so that the design can be changed interactively, and the results can be fed back. May be.
[0021]
(Embodiment 3)
FIG. 11 shows an example of an algorithm for selecting a product using a human body model that predicts an aging effect. If the product selection depends on the user's physical characteristics, motor ability, sensory ability, etc., even if the product to be purchased is compatible with the current user's body shape, physical strength, etc., the user's body shape, physical strength in the future If it changes, there is a possibility that usability deteriorates. Therefore, the product selection algorithm in FIG. 11 supports decision making at the time of product selection by making it possible to determine in advance whether or not a non-conformity between the product and the user will occur within the average life of the product or the user. It is.
[0022]
First, using the system of FIG. 1, based on information input from the current user, the human body model generation unit creates a human body model of the current user, selects one product to be purchased, and selects it on the computer. Perform a simulation to assess whether the product is suitable for the current user. If the product is not suitable for the current user, select another product and repeat the simulation with the current human body model to find a suitable product. When one product that matches the current user is found, the human body model after 10 years is created by the aging effect processing unit, and the simulation is performed on the computer. Evaluate whether it conforms. This process is repeated to evaluate whether the product is suitable for users after 20 or 30 years. If not, select another product and repeat the process. When the average life of the product or the average life of the user is exceeded, the simulation is terminated assuming that a suitable product is found. In this way, it is possible to select a product that does not cause a mismatch between the product and the user now and in the future.
[0023]
According to this embodiment, when the product has a long life expectancy and the selection of the product depends on the user's physical characteristics, for example, in an application such as purchasing a chair that fits the user's body shape, Can provide useful information to support decision making. Needless to say, the same applies to the case where the selection of the product depends on the user's motor ability and perceptive ability.
[0024]
(Embodiment 4)
In this embodiment, a case will be described in which the information used for product selection is information related to the force applied in the horizontal direction to the surface of the product. For example, when the user selects flooring, it is sufficient to check the surface texture on the computer screen when comparing the flooring, tiling, or carpet. I can not get information. Therefore, the user's current weight, leg strength, stride, etc. are measured by a measuring device connected to a computer, and the ease of slipping when each floor material is adopted is evaluated by the magnitude of the friction coefficient.
[0025]
Here, what the friction coefficient is will be described with reference to FIG. In the figure, S is the surface of the product, U is a part of the user's body, W is the force applied by the user in a direction perpendicular to the surface of the product, and F is the force applied by the user in the direction horizontal to the surface of the product. Represents. The coefficient of friction means the ratio of F / W when a part of the user's body that is in contact with the surface of the product slips with respect to the surface of the product.
[0026]
When evaluating the slipperiness of flooring, the force applied by the user in the direction perpendicular to the product surface from the user's current weight, leg strength, stride, etc., and the force applied by the user in the direction horizontal to the product surface Therefore, if the F / W value determined by the ratio is smaller than the friction coefficient of the floor material, it can be determined that the slip does not occur, and therefore it does not roll.
[0027]
By the way, a user's weight, leg strength, stride, etc. change gradually with aging. In addition, since the balance sensation and reflexes gradually become dull with age, even a flooring suitable for the current user may be a slippery and slippery flooring for an aging user. Therefore, the weight, leg strength, stride, etc. of the current human body model are corrected according to aging so that a floor material that does not slip and does not roll when the user ages can be selected.
[0028]
(Embodiment 5)
In this embodiment, a case will be described in which information used for product selection is information related to a force applied in a direction perpendicular to the surface of the product. For example, when a user chooses a sofa or bed, the amount of sinking caused by the user's weight when sitting on the sofa or lying on the bed greatly affects the comfort of the product. To do. Therefore, the user's current weight, body shape, and the like are measured by a measuring device connected to a computer, and the degree of subsidence when each product is selected is evaluated based on the magnitude of the elastic modulus.
[0029]
Here, what the elastic modulus is will be described with reference to FIG. In the figure, S is the surface of the product, U is a part of the user's body, W is an external force applied by the user in a direction perpendicular to the surface of the product, and d is when the repulsive force and the external force of the product surface antagonize. It represents the depth of the product surface sinking. The elastic modulus means a ratio of d / W.
[0030]
When selecting a sofa or bed, the depth d of the sink when the user is placed is a comfortable depth by the ratio of the external force W to the product surface determined by the user's body shape and weight. It can be seen that a product with a certain elastic modulus in an appropriate range should be selected.
[0031]
By the way, a user's body shape and weight change gradually with aging. Therefore, the body shape and weight of the current human body model are corrected according to aging so that products that are comfortable to use in the future can be selected.
[0032]
(Embodiment 6)
FIG. 14 shows an example of an algorithm that supports creation or change of a design of a house, a room, a kitchen, and the like using a human body model in which an aging effect is predicted. When designing for the current user at the design stage when building a new building or remodeling, there will be problems such as the user's body shape, physical strength, and feeling will change in the future, resulting in poor living comfort and usability. It can happen. Therefore, the design support algorithm shown in FIG. 14 supports design creation / change so that a design that does not cause incompatibility with the user within the service life of the house, room, kitchen, etc. or within the average life of the user is possible. It is.
[0033]
First, using the system shown in FIG. 1, based on information input from the current user, the human body model generation unit generates a human body model of the current user, and creates a new or extension / renovation design on the computer. Perform a simulation to evaluate whether the design fits the current user. If the design does not fit the current user, the design is changed and the simulation is repeated with the human model of the current user. Once a design that suits the current user is determined, a human body model after 10 years is created by the aging effect processing unit, and a simulation is performed on the computer, so that the design fits the user after 10 years. Evaluate whether or not This process is repeated to evaluate whether the design is suitable for users after 20 or 30 years. If not, change the design and repeat the process. When the average useful life of a house, room, kitchen, etc. or the average life of the user is exceeded, the simulation is terminated assuming that a suitable design has been created. In this way, it is possible to support the design of houses, rooms, kitchens, etc. that are comfortable and easy to use at present and in the future.
[0034]
In addition, although a house, a room, a kitchen, etc. were illustrated as a design object here, it is not limited to this, and it cannot be overemphasized that it can utilize widely when designing what is used over many years.
[0035]
(Embodiment 7)
In this embodiment, an application for evaluating the safety when a user who panics evacuates from the present and the future using the human body model generation system of the present invention will be described.
For example, when a fire occurs in a house or building, even if a fire alarm sounds, it may not be heard by an elderly person who is far away. In addition, when the smell of smoke or the sensitivity to temperature is weakened, the start of evacuation action may be delayed due to a delay in noticing the occurrence of a fire. Also, even if you notice the occurrence of a fire, you may be delayed because the evacuation behavior itself is slow if you are old and your physical strength is low, or because you cannot see the evacuation guide light in the smoke due to poor visual acuity .
[0036]
Therefore, the human model of the elderly is added to the current human model created by the human body model generation unit, taking into account the decline in perception ability such as hearing, olfaction, and visual acuity due to aging, and the decrease in physical strength required for evacuation. Created by the age effect processing unit, and evaluate the safety during evacuation using this human model of the elderly. In this way, when designing a house or building, even if you can evacuate safely with the current perceptive ability and athletic ability, you may not be able to evacuate safely if the perceptual ability or athletic ability declines in the future. Can be predicted.
[0037]
FIG. 15 shows a state in which perception ability such as hearing ability, olfaction, and visual acuity, and motor ability such as running speed decrease with aging. If the limits of the perceptual and motor skills required for safe evacuation are at the prescribed reference level, there is a possibility that safe evacuation may not be possible at an age that does not allow any ability to reach the prescribed reference level. I understand that there is. As a result, measures such as changing the design of a house or building can be implemented in advance.
[0038]
(Embodiment 8)
FIG. 16 shows a method of generating a crowd model using the human body model generation system of the present invention. First, a human body model generation unit generates a plurality of human body models. At this time, the generated human body model is generated based on different information, and the same human body model is not generated. Thereby, a plurality of human body models constituting a part of the crowd are generated.
[0039]
Next, an aging effect is imparted to each of the plurality of human body models generated here by the aging effect processing unit. At this time, human body models of various ages are generated by applying a plurality of aging effects to one human body model. Thereby, a crowd model can be generated substantially.
[0040]
In order to visualize the crowd in the virtual world, it is conceivable to use the data of real people, but collecting data of tens of thousands of people is very labor intensive. Therefore, as in this embodiment, for the plurality of human body models generated by the human body model generation unit first, the data of the real person is used, and for the crowd model generated by the aging effect processing unit, If a human body model to which a plurality of aging effects are given to the human body model is used, a crowd model can be efficiently generated with a small amount of data.
[0041]
(Embodiment 9)
In order to experience a panic situation in a huge underground mall or a huge building using a virtual reality generator, it is necessary to simulate how a huge crowd is facing a panic situation. Therefore, the crowd model described in the eighth embodiment is arranged in an underground mall designed on a computer as illustrated in FIG. 17A, and a panic state is created in a virtual world. For example, as shown in FIG. 17B, smoke is diffused or a fire alarm is sounded. At this time, due to the difference in individual perception ability of the crowd model, the timing at which the evacuation action starts is different between the person who can hear the fire alarm and the person who cannot hear it. Also, there is a difference in the direction of escape between those who can see the evacuation guide light and those who cannot see while the smoke is trapped. Furthermore, the time required for evacuation varies depending on the physical strength and age of the crowd model. By simulating differences in evacuation behavior due to differences in individual perception ability and movement ability of such a crowd model, a panic state can be simulated realistically. By repeating the simulation with various arrangements of fire alarms and evacuation guide lights, it is possible to find an arrangement that minimizes the damage. Moreover, disaster prevention awareness can be raised by observing the behavior of the crowd which faced the panic state like FIG.17 (c) using a virtual reality production | generation apparatus.
[0042]
(Embodiment 10)
18A and 18B illustrate a schematic configuration of a dome type display device that can be used as a virtual reality generation device. This device displays a stereoscopic image on a dome-shaped
[0043]
By using the dome-shaped display device to display current and future human models on a real scale, it is possible to realistically observe changes in body shape and physical strength due to aging. In addition, it is possible to experience realistically how the appearance of the world changes due to a decrease in visual acuity due to aging, using a dome type display device.
[0044]
(Embodiment 11)
In this embodiment, a case where the human body model generation system of the present invention is arranged on a server that can be used via the Internet will be described. As shown in FIG. 19, a general user connects to the Internet using an Internet terminal composed of a personal computer or the like, accesses a server with a specific URL, and uses a human body model generation system. Information input from the keyboard and mouse of the Internet terminal is input to the human body model generation system via the Internet, and the human body model information output from the human body model generation system is displayed on the screen of the user's Internet terminal via the Internet. The In this way, the general user can know his / her future body shape and physical strength by inputting his / her current body shape and physical strength.
[0045]
In addition, the age-specific database of the human body model generation system can be remotely maintained via the Internet. For example, by uploading information collected by a research institution such as a university to a server via the Internet and adding it to the age-specific database of the human body model generation system, the statistical value of the database can be increased.
[0046]
In addition, by linking to an online shopping mall on the Internet, the product to be purchased matches the current and future body shape and physical strength using the human body model generation system of the present invention at the time of product purchase. Can be considered.
[0047]
In addition, by linking with a housing design support service on the Internet, designing a comfortable home for the present and the future using the human body model generation system of the present invention when creating a new construction / expansion / renovation plan for a house. Can do.
[0048]
Of course, there are conventional electronic commerce and housing design support services using the Internet, but it is not easy to use just by checking the CG of the product or the housing on the screen of the Internet terminal. In such a case, it becomes easy to confirm the usability of the product or the house by displaying the present and future human body models created by the human body model generation system of the present invention together with the CG of the product or the house.
[0049]
(Embodiment 12)
The human body model generation system of the present invention can also be used for predicting changes in body shape and physical strength due to differences in lifestyle. People who continue to live with lack of exercise, overeating (unbiased eating), and lack of sleep, and people who have moderate exercise, nutrition, and sleep, even if their physical characteristics, motor ability, and perception ability are the same And, it seems that there will be a difference in future body shape and physical strength.
[0050]
Therefore, in the system of FIG. 20, lifestyle information such as exercise, meal, sleep, etc. is input to the aging effect processing unit so as to be reflected in the difference in future body shape and physical strength. The lifestyle information evaluates the amount of exercise, the amount of nutrient intake, the amount of sleep, etc. by displaying and answering a plurality of questions on a computer screen, for example. In the aging effect processing unit, if the input exercise amount, nutrient intake, and sleep amount are not appropriate, the human body model so that the future physical characteristics, motor ability, and perception ability will deteriorate compared to the appropriate amount Add changes to. The output of the aging effect processing unit is displayed on a display or printed by a printer and presented to the user.
[0051]
In addition, if a user changes their lifestyle, such as exercise, food, sleep, etc., the user will be able to evaluate how the lifestyle will change in the future so that the user can evaluate how their physical characteristics, motor ability, and perceptual ability will change. You may be able to present the future image of.
[0052]
(Embodiment 13)
The human body model generation system of the present invention can also be used as a system for predicting the genetic effect from the generation before the parent to the generation of the child. As is well known, an individual's characteristics mainly depend on the characteristics inherited from their parent and previous generations.
[0053]
In the system of FIG. 21, as user information, information on the physical characteristics of a father (or a man who is scheduled to become a father), motor ability, perceptual ability, etc., and physical characteristics of a mother (or a woman who is scheduled to be a mother), Information such as motor ability and sensory ability is input. Based on these pieces of information, the genetic effect processing unit creates the parameters of the human body model of the child generation for one reference age. At this time, the sex of the child may be selectable, or either gender may be selected at random. Subsequent processing is the same as that of the system of FIG. 1, and a human body model generation unit generates a human body model of a child generation for one reference age. Thereafter, the aging effect processing unit adds information on changes in physical characteristics, exercise ability, and perception ability due to aging to the generated human body model. The output of the aging effect processing unit is displayed on a display or printed by a printer and presented to the user.
[0054]
In this way, it is possible not only to predict the child model of a child generation for one representative age, but also to predict the growth and aging processes throughout the life of the child generation.
In the illustrated embodiment, the example of generating a human body model of the child generation from the information of the father and mother has been shown. However, a human body model of the grandchild generation may be generated from the information of the grandfather and grandmother.
[0055]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to evaluate various changes due to aging by generating a human body model that reflects a difference in physical characteristics, motor ability or perception ability of a human body due to a difference in age.
According to the invention of
According to the invention of
According to the invention of
According to the invention of
According to the invention of
[0056]
According to the invention of
According to the invention of
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to experience the situation when aging using the virtual reality generating device.
According to the invention of claim 10, by using a dome-shaped display device, a change due to aging can be experienced realistically.
According to the invention of
According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to evaluate how future physical characteristics, athletic ability, and perceptual ability change due to differences in lifestyle.
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of an invention according to
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a human body model generation unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a human body model.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a difference in the physique of a human body model.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of an aging effect processing unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of aging effect prediction.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the structure of an age-specific database.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of an aging effect curve.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a difference in product usability due to aging.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a difference in product usability due to aging.
11 is an explanatory diagram showing a product selection algorithm in the invention of
12 is an explanatory diagram of a friction coefficient used for product selection in the invention of
13 is an explanatory diagram of an elastic coefficient used for product selection in the invention of
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a design support algorithm in the invention of
FIG. 15 is an explanatory diagram of the invention of
FIG. 16 is an explanatory view of the invention of
FIG. 17 is an explanatory diagram of the invention of claim 9;
18A and 18B are configuration diagrams of a dome type display device used in the invention of claim 10, wherein FIG. 18A is a side view and FIG. 18B is a front view.
FIG. 19 is an explanatory diagram of the invention of
FIG. 20 is an explanatory diagram of the invention of
FIG. 21 is an explanatory diagram of the invention of
[Explanation of symbols]
1 Human body model generator
2 Aging effect treatment department
3 Age-specific database
4 Control unit
5 GUI
31 Physical feature database
32 Motor ability database
33 Perception ability database
Claims (13)
与えられた情報に基づいて基準となる年齢における人体モデルを生成する人体モデル生成部と、
人体モデル生成部により生成された基準となる年齢における人体モデルに対して、加齢による身体的特徴、運動能力または知覚能力の変化を付加する加齢効果処理部とを有することを特徴とする加齢効果予測人体モデル生成システム。A system for generating a human body model that reflects the physical characteristics, motor ability or perceptual ability of a human body due to age differences,
A human body model generation unit that generates a human body model at a reference age based on given information;
An aging effect processing unit for adding a change in physical characteristics, motor ability or perception ability due to aging to a human body model at a reference age generated by the human body model generation unit. Age effect prediction human body model generation system.
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