JP2005049601A - Contrived experience system - Google Patents

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JP2005049601A JP2003281370A JP2003281370A JP2005049601A JP 2005049601 A JP2005049601 A JP 2005049601A JP 2003281370 A JP2003281370 A JP 2003281370A JP 2003281370 A JP2003281370 A JP 2003281370A JP 2005049601 A JP2005049601 A JP 2005049601A
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Akira Kawamura
亮 河村
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contrived experience system which enables any users to easily experience a change in the living environment in a simple manner without exerting a physical load to a subject's body. <P>SOLUTION: Sensors capable of detecting the movements, etc., of hands and legs are attached to the subject 20 and the subject is asked to behave in the set place thereof in the case of the actual living environment. When the subject moves out of a region previously set by a movable region setting section 3, an annunciation means 16 applies a stimulus to the sensation of the subject 20. In the case of experiencing in a virtual space, data is selected and read out from a living place DB 6, living tool DB 7, a human body DB 11 and the living environment is built in the virtual space. A human model is arranged therein and is moved in compliance with the movement of the subject. When the movement of the subject goes out of the region set by the movable region setting section 3 in the same manner as above, the annunciation means 16 applies the stimulus to the sensation of the subject. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、老化時や障害発生時の生活を疑似体験することができる擬似体験システムに関する。   The present invention relates to a simulated experience system that allows a simulated experience of life when aging or when a failure occurs.

人間は老化により身体的機能が低下していき、腕や脚が上がりにくくなったりして行動が不自由になっていく。また、身体的障害が発生した場合にも、腕や脚が麻痺したりして身体的機能が低下する。特に高齢になる程、身体的障害も発生しやすく、日常生活も満足に行えない事態も起こりえる。   As humans age, their physical functions decline and their arms and legs are harder to go up and their behavior becomes inconvenient. Also, when a physical disorder occurs, the arm or leg is paralyzed and the physical function is reduced. In particular, the older you are, the more likely you are to suffer physical disabilities, and you may not be able to perform your daily life satisfactorily.

ところで、健常者が上記高齢者や身体的障害者の立場を理解するために、高齢者や身体的障害者人体の体の動きを擬似体験できる装置やシステムが提案されている。   By the way, in order for a healthy person to understand the position of the above-mentioned elderly person and a physically handicapped person, an apparatus and a system capable of simulating a body movement of the elderly person and a physically handicapped person have been proposed.

例えば、種々の身体的障害を同時体験を容易にする体験スーツとして、一繋がりのスーツにポケットを設け、ポケットに重りや棒を入れることで、腕や脚を曲げにくくし、関節を曲げにくくしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   For example, as an experience suit that makes it easy to experience various physical disabilities at the same time, a pocket is provided in a connected suit, and weights and sticks are put in the pocket, making it difficult to bend the arms and legs and make the joints difficult to bend. The thing is proposed (for example, refer patent document 1).

また、仮想空間内に体験空間を再現し、被験者の動きを仮想空間内の人体モデルに反映させ、被験者に動作制限部を設けたスーツを着せて、関節の動きを制限するようにしている(例えば、特許文献2参照)。
特開2002−20909号公報 特開平10−340039号公報
In addition, the experience space is reproduced in the virtual space, the movement of the subject is reflected in the human body model in the virtual space, and the subject is put on a suit provided with a motion restriction unit to restrict the movement of the joint ( For example, see Patent Document 2).
JP 2002-20909 A JP-A-10-340039

しかし、上記従来の技術では、被験者が高齢者や身体的障害者の動きを擬似体験できるものの、被験者の動きを制限する手段がいずれも被験者の肉体に物理的な力を加えて身体の動きを制限するものであるため、被験者に対する負荷が大きく、苦痛となることもある。   However, in the above conventional technique, although the subject can experience the movements of the elderly and the physically handicapped, any means for restricting the movement of the subject applies physical force to the subject's body to control the body movement. Since it is a limitation, the load on the subject is large and may be painful.

また、スーツに取り付けられた運動規制具を用いているために、被験者毎にフィットするスーツや規制具を作る必要があることや、装着の手間がかかる、装着後被験者が非常に行動しにくい等、ユーザが簡単に体験することができない。   In addition, because it uses an exercise restriction device attached to the suit, it is necessary to make a suit or restriction device that fits each subject, and it takes time and effort for the subject to wear, etc. , Users can not easily experience.

そのため、例えば、住宅施設や生活用具のショールーム等で老化時や身体障害発生時の生活を簡単に体験することは困難であった。   Therefore, for example, it has been difficult to easily experience life at the time of aging or the occurrence of physical disability in a housing facility or a showroom for daily life equipment.

本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、被験者の身体に物理的な負荷をかけることなく、どのようなユーザでも簡単容易に生活環境の変化を体験することができる擬似体験システムを提供することを目的としている。   The present invention was created to solve the above-described problems, and any user can easily and easily experience changes in the living environment without applying a physical load to the subject's body. The purpose is to provide a simulated experience system.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、任意に設定された実生活空間のスケールを仮想空間内に再現する生活環境再現手段と、前記実生活空間内での被験者の動きを計測する行動検出手段と、前記実生活空間内で被験者の行動可能な領域を前記仮想空間内で任意に設定することができる行動可能領域設定手段と、前記行動可能領域設定手段で設定された行動可能領域を被験者が越えて行動したときに、被験者の感覚に刺激を与える報知手段とを備えたことを特徴とする擬似体験システムである。   In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a living environment reproduction means for reproducing an arbitrarily set scale of a real life space in a virtual space, and a movement of the subject in the real life space. Action detection means for measuring, action possible area setting means capable of arbitrarily setting an area in which the subject can act in the real life space, and action set by the action available area setting means It is a pseudo-experience system characterized by comprising notifying means for stimulating the subject's sense when the subject acts beyond the possible area.

また、請求項2記載の発明は、任意の生活環境を仮想空間内に再現する生活環境再現手段と、被験者の身体的特徴に基づいて仮想人体モデルを生成する仮想人体モデル生成手段と、被験者の動きを検出する行動検出手段と、前記検出された被験者の動きを前記仮想人体モデルに反映させる制御手段と、被験者の行動可能な領域を前記仮想空間内で任意に設定することができる行動可能領域設定手段と、前記行動可能領域設定手段で設定された行動可能領域を前記仮想人体モデルが越えて行動したときに、被験者の感覚に刺激を与える報知手段とを備えたことを特徴とする擬似体験システムである。     The invention described in claim 2 is a living environment reproduction unit that reproduces an arbitrary living environment in a virtual space, a virtual human body model generation unit that generates a virtual human body model based on the physical characteristics of the subject, Action detecting means for detecting movement, control means for reflecting the detected movement of the subject in the virtual human body model, and an actionable area in which the area in which the subject can act can be arbitrarily set in the virtual space A pseudo-experience comprising: setting means; and notification means for stimulating a subject's sense when the virtual human body model behaves beyond the actionable area set by the actionable area setting means System.

また、請求項3記載の発明は、前記行動可能領域設定手段が、前記生活環境再現手段によって再現された仮想空間内に配置された生活用具のスケールに基づいて行動可能領域を設定することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の擬似体験システムである。   The invention according to claim 3 is characterized in that the actionable area setting means sets an actionable area based on a scale of living equipment arranged in a virtual space reproduced by the living environment reproduction means. The simulated experience system according to claim 1 or 2.

また、請求項4記載の発明は、年齢毎に人間の身体的能力の平均値が蓄積された記憶手段を備え、前記行動可能領域設定手段が、被験者の身長、被験者が体験したい体験年齢での平均身長、前記記憶手段から読み出された体験年齢に対応する身体的能力データに基づいて体験年齢での身体的能力を算出し、算出された身体的能力データから行動可能領域を設定することを特徴とする請求項1〜請求項3記載の擬似体験システムである。 The invention described in claim 4 includes storage means in which an average value of human physical ability is accumulated for each age, and the actionable area setting means is the height of the subject, the experience age that the subject wants to experience Calculating the physical ability at the experience age based on the average height and the physical ability data corresponding to the experience age read from the storage means, and setting an actionable area from the calculated physical ability data 4. The simulated experience system according to claim 1, wherein the system is a simulated experience system.

また,請求項5記載の発明は、年齢毎に人間の身体的能力の平均値が蓄積された記憶手段を備え、前記行動可能領域設定手段が、前記記憶手段から読み出された被験者の年齢に対応する身体的能力データ、被験者が現在有する身体的能力データ、被験者が体験したい体験年齢に対応して前記記憶手段から読み出された身体的能力データに基づいて体験年齢での身体的能力を算出し、算出された身体的能力データから行動可能領域を設定することを特徴とする請求項1〜請求項3記載の擬似体験システムである。 Further, the invention according to claim 5 includes storage means in which an average value of human physical abilities is accumulated for each age, and the actionable area setting means determines the age of the subject read from the storage means. Based on the corresponding physical ability data, the physical ability data the subject currently has, and the physical ability data read from the storage means corresponding to the age of experience that the subject wants to experience, the physical ability at the experience age is calculated. 4. The simulated experience system according to claim 1, wherein the actionable area is set from the calculated physical ability data.

また、請求項6記載の発明は、前記行動可能領域設定手段が、前記仮想人体モデルにおいて体の特定部位に障害が発生したと仮定して当該部位が静止状態となる範囲を行動可能領域に設定することを特徴とする請求項1〜請求項5記載の擬似体験システムである。   Further, in the invention according to claim 6, the actionable area setting means sets a range in which the part is in a stationary state assuming that a failure has occurred in a specific part of the body in the virtual human body model as the actionable area. The simulated experience system according to claim 1, wherein the system is a simulated experience system.

また、請求項7記載の発明は、被験者の行動が前記行動可能領域設定手段で設定された行動可能領域を越えた範囲に比例させて前記報知手段から感覚への刺激量を変化させる刺激量制御手段を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項6記載の擬似体験システムである。 According to the seventh aspect of the present invention, the stimulus amount control for changing the stimulus amount from the notification means to the sensation in proportion to the range in which the subject's action exceeds the action possible area set by the action available area setting means. 7. The simulated experience system according to claim 1, further comprising means.

また、請求項8記載の発明は、前記報知手段の感覚への刺激は、視覚、聴覚、嗅覚、触覚及び皮膚感覚の少なくとも一つに対する刺激であることを特徴とする請求項1〜請求項7記載の擬似体験システムである。 The invention described in claim 8 is characterized in that the sensory stimulus of the notification means is a stimulus to at least one of visual sense, auditory sense, olfactory sense, tactile sense, and skin sensation. This is a simulated experience system.

また、請求項9記載の発明は、前記生活環境、体験年齢、障害が発生した体の部位、報知手段の刺激の種類を被験者が任意に選択できる体験項目選択手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項8記載の擬似体験システムである。 The invention described in claim 9 is characterized in that it includes an experience item selection means that allows the subject to arbitrarily select the living environment, the age of experience, the body part where the obstacle has occurred, and the type of stimulation of the notification means. The simulated experience system according to claim 1.

本発明によれば、被験者の身体に物理的な負荷をかけることがなく、被験者に自発的に動作の抑制を促すようにしているため、どのようなユーザでも簡単容易に老化時や身体障害発生時の生活に限らず生活環境の変化を体験することができる。また、スーツや運動規制具を着用しているわけではないので、動きやすく、体験時に被験者が転倒した場合や、障害物と接触しそうな場合に、通常の行動で危険を回避できる。さらに、一流選手の動作を体験したり、消防等の行動を教示したりすることができる。   According to the present invention, no physical load is applied to the subject's body, and the subject is encouraged to restrain the movement spontaneously. You can experience changes in the living environment, not just the life of the time. Moreover, since the suit and the exercise restriction device are not worn, it is easy to move, and the danger can be avoided by normal behavior when the subject falls or touches an obstacle during the experience. Furthermore, it is possible to experience the actions of first-class players and teach actions such as fire fighting.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図1は本発明が適用されるシステム全体を示す構成図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the entire system to which the present invention is applied.

図1に示すように、本システムは基本的にコンピュータシステムを用いたものである。データ入力部1は、キボード、マウス、スキャナー等の良く知られた装置から構成されており、文字や数値、画像等を入力したり、表示部14に表示されたメニューから所望のものを選択したりするのに用いられる。   As shown in FIG. 1, this system basically uses a computer system. The data input unit 1 is composed of well-known devices such as a keyboard, a mouse, a scanner, etc., and inputs characters, numerical values, images, etc., and selects a desired one from a menu displayed on the display unit 14. It is used to do.

行動検出部2は疑似体験を行いたい被験者20の動きを検出するものであり、被験者20の動きを検出するために、例えば図6のように、被験者20の体の関節部に位置センサ40が取り付けられている。   The behavior detection unit 2 detects the movement of the subject 20 who wants to perform a pseudo-experience. In order to detect the movement of the subject 20, for example, a position sensor 40 is provided at a joint part of the body of the subject 20 as shown in FIG. It is attached.

位置センサ40は、例えば磁気センサを用いることができる。この磁気センサは、例えば3次元のX、Y、Zの3方向に巻かれたコイルのようなものであり、磁束の変化により各方向に巻かれたコイルには電流が生じるようになっている。被験者がいる3次元空間内に磁場発生装置(3次元の各方向に巻かれたコイル)を設け、この磁場発生装置から例えば3次元空間のX方向に磁場を発生させると、その磁場により磁束の変化が生じるために、位置センサ40にはX、Y、Zの各方向に電流が生じる。次に磁場発生装置からY、Z方向にも順次磁場を発生させ、これらの発生磁場によって位置センサ40に発生する電流データを検出して解析すれば、磁場発生装置と位置センサとの距離と、位置センサの傾きが算出できるので、被験者の動きを検出することができる。   As the position sensor 40, for example, a magnetic sensor can be used. This magnetic sensor is, for example, a three-dimensional coil wound in three directions of X, Y, and Z, and a current is generated in the coil wound in each direction due to a change in magnetic flux. . When a magnetic field generator (a coil wound in each direction in three dimensions) is provided in the three-dimensional space where the subject is present, and a magnetic field is generated from the magnetic field generator in the X direction of the three-dimensional space, for example, the magnetic flux is generated by the magnetic field. Since the change occurs, current is generated in the position sensor 40 in each of the X, Y, and Z directions. Next, by sequentially generating magnetic fields in the Y and Z directions from the magnetic field generator, and detecting and analyzing current data generated in the position sensor 40 by these generated magnetic fields, the distance between the magnetic field generator and the position sensor, Since the inclination of the position sensor can be calculated, the movement of the subject can be detected.

また、位置センサ40は、特殊なマーカーであっても良く、カメラで被験者20を複数の方向から撮影したデータを画像処理することにより、被験者の手足の位置を検出するようにしても良い。   Further, the position sensor 40 may be a special marker, and the position of the subject's limb may be detected by performing image processing on data obtained by photographing the subject 20 from a plurality of directions with a camera.

さらに、後述するように被験者20の移動速度や移動量を行動検出部2で検出あるいは算出して、中央制御部10へ送るようになっている。   Furthermore, as will be described later, the movement speed and movement amount of the subject 20 are detected or calculated by the behavior detection unit 2 and sent to the central control unit 10.

生活環境再現部8は、仮想空間内に生活環境を再現するものであり、生活場所DB(データベース)6、生活用具DB(データベース)7から電子データを読み込んで例えばパソコン上に表示する。生活場所DB6には、キッチンや浴室、トイレ、寝室等の生活場所の間取り等のレイアウトデータが蓄積されている。生活用具DB7には、キッチンで使用する流し台や、浴室で使用する浴槽、寝室で使用するベッド等、その他各部屋で日常使用される生活用具のデータ(位置やサイズ等)が蓄積されている。   The living environment reproduction unit 8 reproduces the living environment in a virtual space, reads electronic data from the living place DB (database) 6 and the living equipment DB (database) 7 and displays them on a personal computer, for example. The living place DB 6 stores layout data such as floor plans of living places such as kitchens, bathrooms, toilets, and bedrooms. The living equipment DB 7 stores data (position, size, etc.) of daily life equipment used in each room, such as a sink used in the kitchen, a bathtub used in the bathroom, and a bed used in the bedroom.

また、必要であれば、ユーザ固有の生活環境データ(ユーザの家の間取りや、ユーザが所持する生活用具)を製作して、あらかじめ生活場所DB6、生活用具DB7に記憶させておくことで、ユーザの日常の生活環境を再現することができる。   In addition, if necessary, the user can create living environment data unique to the user (the user's house floor plan or the living equipment possessed by the user) and store it in the living place DB 6 and the living equipment DB 7 in advance. Can reproduce the daily living environment.

人体モデル生成部12は、被験者20の身体的特徴(身長、体重、腕の長さ等)をデータ入力部1に入力し、そのデータを基にして被験者の体格を再現する人体モデルを仮想空間内に構築したり、人体モデルDB(データベース)11に保存されている幾つかの人体モデルから被験者の体格に近いモデルを選択することで人体モデルを仮想空間内に生成したりする。上記人体モデルDB11には図9に示すようにあらかじめ作成された幾つかの人体モデルパターンが格納されている。   The human body model generation unit 12 inputs the physical characteristics of the subject 20 (height, weight, arm length, etc.) to the data input unit 1, and generates a human body model that reproduces the physique of the subject based on the data in the virtual space. The human body model is generated in the virtual space by selecting a model close to the physique of the subject from several human body models stored in the human body model DB (database) 11. The human body model DB 11 stores several human body model patterns created in advance as shown in FIG.

データ統合部9は、上記生活環境再現部8で仮想空間内に構築された生活環境に人体モデル生成部12で作成された人体モデルを配置して、一つのデータに統合する。   The data integration unit 9 arranges the human body model created by the human body model generation unit 12 in the living environment constructed in the virtual space by the living environment reproduction unit 8 and integrates it into one data.

行動可能領域設定部3は、生活環境再現部8で仮想空間内に再現された生活環境における生活空間に被験者の行動できる範囲(行動可能領域)を任意に設定することができる。   The actionable area setting unit 3 can arbitrarily set a range (actionable area) in which the subject can act in the living space in the living environment reproduced in the virtual space by the living environment reproducing unit 8.

行動可能領域は、表示部14を見ながら、データ入力部1からその範囲を指定することによって設定する方法や、後述するように一定の行動可能領域を演算処理部4で演算して範囲を決定する方法等がある。   The actionable area is set by specifying the range from the data input unit 1 while looking at the display unit 14, or the range is determined by calculating a certain actionable area by the arithmetic processing unit 4 as described later. There are ways to do this.

演算処理部4は、異なる演算処理方法毎に対応して、演算処理部A、演算処理部B、演算処理部C、演算処理部Dといったように複数の演算処理部を有している。演算処理部4には、身体的能力DB5が接続されており、身体的能力DB5に記憶されている年齢毎の身体的能力の平均値を必要に応じて読み出して、演算処理部4で随時使用できるようになっている。   The arithmetic processing unit 4 has a plurality of arithmetic processing units such as an arithmetic processing unit A, an arithmetic processing unit B, an arithmetic processing unit C, and an arithmetic processing unit D corresponding to different arithmetic processing methods. A physical ability DB 5 is connected to the arithmetic processing unit 4, and an average value of physical abilities for each age stored in the physical ability DB 5 is read out as necessary, and is used as needed by the arithmetic processing unit 4. It can be done.

中央制御部10は、中央制御部10に接続されている周辺の装置をすべて制御し、演算処理等を行うものであり、記憶部13は種々のデータを保存するために使用される。刺激量制御部15は、報知手段16が被験者20に与える刺激の量を調節する。報知手段16は、被験者20の感覚に対する刺激を与える構成となっており、視覚、聴覚、嗅覚、触覚、皮膚感覚に対する刺激が考えられる。   The central control unit 10 controls all peripheral devices connected to the central control unit 10 to perform arithmetic processing and the like, and the storage unit 13 is used for storing various data. The stimulus amount control unit 15 adjusts the amount of stimulus given to the subject 20 by the notification unit 16. The notification means 16 is configured to give a stimulus to the sense of the subject 20, and a stimulus to vision, hearing, smell, touch, and skin sensation can be considered.

次に、図2のフローチャートに基づいて、システムの動作を説明する。   Next, the operation of the system will be described based on the flowchart of FIG.

図2の動作は、実際の生活用品(家具)を任意の場所に配置して実生活環境を構築した後、その生活環境を実際に被験者に行動してもらい、どのような行動に制限が起きるのかを体験してもらうものである。   In the operation of FIG. 2, after the actual living environment (furniture) is arranged at an arbitrary place and the actual living environment is constructed, the subject is actually acted on the living environment, and the behavior is restricted. It is something to experience.

まず、例えば図3のように適切な実生活場所に、テーブル、テレビ、収納庫等の生活用具(家具)を配置して実生活環境を再現する。   First, for example, as shown in FIG. 3, living tools (furniture) such as a table, a television, and a storage are arranged in an appropriate real life place to reproduce the real life environment.

また、上述したように、被験者には位置センサ40を取り付けておき、図3で示された3次元空間には、位置センサ40の位置を検出する検出装置が設置されているものとする。   Further, as described above, it is assumed that the position sensor 40 is attached to the subject, and a detection device that detects the position of the position sensor 40 is installed in the three-dimensional space shown in FIG.

このように設定した実生活環境の空間的スケール(容積)である実生活空間スケールをデータ入力部1等から入力し(S1)、システム内部で生活空間を座標表示する(S2)。   The real life space scale, which is the spatial scale (volume) of the real life environment set as described above, is input from the data input unit 1 or the like (S1), and the living space is coordinate-displayed inside the system (S2).

実生活空間スケールは、生活体験を行う3次元空間内に、生活用具等が何もなければ、図4(a)のように直方体のような形で取り込まれるが、実際にはテレビやテーブル等があれば、その設置空間内には人間は移動することができないので、その設置空間部分は生活空間スケールに含まれず、また、生活場所(部屋等)の3次元形状が単純でなければ凹凸もあり得るので、実際には図4(b)のような形状になることが考えられる。   The real life space scale is captured in the shape of a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 4 (a) if there are no life tools in the 3D space where you can experience life. If there is, the person cannot move in the installation space, so the installation space part is not included in the living space scale, and there are irregularities if the three-dimensional shape of the living place (room etc.) is not simple Since it is possible, it is conceivable that the actual shape is as shown in FIG.

次に、行動可能領域を設定する(S3)。図4のように実生活空間を座標表示して小さな立方体のセルに分割した後、これら分割されたセルを行動可能領域設定部3は行動できる領域(セル)と、行動できない領域(セル)とに分けて行く。この行動可能領域設定の結果例を示したのが図5であり、破線の部分が行動可能領域を意味する。   Next, an action possible area is set (S3). As shown in FIG. 4, after the real life space is displayed as coordinates and divided into small cubic cells, the actionable area setting unit 3 can act on the divided cells, and the actionable area (cell). Go into FIG. 5 shows an example of the result of the actionable area setting, and the broken line means the actionable area.

そして、被験者に自由に行動してもらうわけであるが、ひととおりの体験を終了して体験を中止したい場合や、体験途中で中断したい場合には、体験プログラムを終了させる必要があるので、擬似体験終了の指示があったか否か(S4)を中央制御部10で監視している。   The subject is free to act, but if you want to end the experience and stop the experience, or if you want to stop in the middle of the experience, you need to end the experience program. The central control unit 10 monitors whether or not there is an instruction to end the experience (S4).

擬似体験終了の指示があった場合(YES)は、終了し、指示がない場合(NO)は被験者の行動の検出を行動検出部2が行う(S5)。   When there is an instruction to end the pseudo-experience (YES), the process ends, and when there is no instruction (NO), the action detection unit 2 detects the action of the subject (S5).

検出された被験者の行動が、S3で設定した行動可能領域を越えている場合(S6 YES)には、報知手段16を起動(S7)して被験者の感覚に刺激を与えてS4のステップにもどる。   If the detected behavior of the subject exceeds the actionable area set in S3 (S6 YES), the notification means 16 is activated (S7) to stimulate the subject's senses and return to step S4. .

一方、被験者の行動が、行動可能領域を越えていない場合(S6 NO)には、S4のステップにもどる。   On the other hand, if the subject's action does not exceed the actionable area (S6 NO), the process returns to step S4.

被験者に取り付けられた位置センサ40からの位置データは動画(映像)のフレームに対応して取り込まれているため、被験者の動作が、行動可能領域に戻れば刺激はなくなるが、行動可能領域外にあれば刺激を与え続けることになる。   Since the position data from the position sensor 40 attached to the subject is captured corresponding to the frame of the moving image (video), the stimulus disappears when the subject's motion returns to the actionable area, but outside the actionable area. If there is, it will continue to stimulate.

他の実施例を示すのが、図7である。   FIG. 7 shows another embodiment.

図7は、被験者が生活用具等が配置された生活場所内を実際に行動するのではなく、仮想空間内に生活環境を再現して、その中に被験者に近い仮想人体モデルを配置して、被験者の動きをその人体モデルに反映させて動かし、行動可能領域を越えた場合には、被験者の感覚に刺激を与えようというものである。 FIG. 7 shows that the subject does not actually act in the living place where the life tools are arranged, but reproduces the living environment in the virtual space, and arranges the virtual human body model close to the subject in the virtual space, The movement of the subject is reflected in the human model, and when the action exceeds the actionable region, the subject's sense is stimulated.

まず、様々な生活場所と、その生活場所で使用する生活用具をコンピュータグラフィックスあるいは実写により製作して、生活場所DB6、生活用具DB7に蓄積しておく。この処理により、生活場所DB6には、キッチンや浴室、トイレ、寝室等の生活場所の間取り等のレイアウトデータが、生活用具DB7には、キッチンで使用する流し台や、浴室で使用する浴槽、寝室で使用するベッド等、その他各部屋で日常使用される生活用具のデータ(位置やサイズ等)が保存される。   First, various living places and living utensils used in the living places are produced by computer graphics or live action and accumulated in the living place DB 6 and the living utensil DB 7. With this processing, the living place DB 6 contains layout data such as floor plans of living places such as kitchens, bathrooms, toilets, bedrooms, etc., and the living equipment DB 7 contains sinks used in the kitchens, bathtubs used in the bathrooms, and bedrooms. Data (position, size, etc.) of daily equipment used daily in each room such as a bed to be used is stored.

また、人体モデルDB11には、図9に示すような体格の異なる人体モデルパターンがかなりの数蓄積されている。   The human body model DB 11 stores a considerable number of human body model patterns having different physiques as shown in FIG.

被験者には位置センサ40を取り付けておき、被験者がいる3次元空間には、位置センサ40の位置を検出する検出装置が設置されているものとする。   It is assumed that a position sensor 40 is attached to the subject, and a detection device that detects the position of the position sensor 40 is installed in the three-dimensional space where the subject is present.

被験者の移動速度等を検出するために、被験者の足踏みを検知する装置を用いて足踏みを行うと歩いたとみなし、足踏みのテンポから移動速度を算出し、あらかじめ測定された被験者の歩幅と足踏みの回数から移動量を算出する方法や、撮影された被験者の動作から足踏み動作を取り出し、足踏みのテンポから移動速度を算出し、あらかじめ測定された被験者の歩幅と足踏みの回数から移動量を算出する方法や、コンベアの上を被験者に歩いてもらい、コンベアの回転軸の回転速度から移動速度を、回転量から移動量を検出する方法等が用いられる。   To detect a subject's movement speed, etc., it is assumed that he / she has walked using a device that detects the subject's stepping. The movement speed is calculated from the stepping tempo, and the subject's step length and the number of steps are measured in advance. The method of calculating the amount of movement from the method, taking the stepping action from the photographed subject's movement, calculating the moving speed from the tempo of the stepping, calculating the movement amount from the step length of the subject and the number of steps taken in advance, For example, a method may be used in which a subject walks on the conveyor and the movement speed is detected from the rotation speed of the rotation shaft of the conveyor and the movement amount is detected from the rotation amount.

最初に、被験者は、例えば表示部14に表示されたメニューから、体験したい生活場所、使用する生活用具をデータ入力部1で選択する等して、生活環境の設定を行う(S20)。   First, for example, the test subject sets the living environment by selecting a living place to be experienced and a living tool to be used with the data input unit 1 from a menu displayed on the display unit 14 (S20).

生活環境の設定にしたがって、生活場所DB6、生活用具DB7から対応するデータが生活環境再現部8に読み込まれる(S21)。   According to the setting of the living environment, the corresponding data is read into the living environment reproduction unit 8 from the living place DB 6 and the living equipment DB 7 (S21).

被験者は、自己の身体的特徴(身長、体重、腕の長さ、胸囲、胴囲等)のデータをデータ入力部1から入力し(S22)、そのデータを基に人体モデル生成部12は、被験者の体格を再現した人体モデルを作成する(S23)。   The subject inputs data of his / her physical characteristics (height, weight, arm length, chest circumference, waist circumference, etc.) from the data input unit 1 (S22), and based on the data, the human body model generation unit 12 A human body model that reproduces the physique of the subject is created (S23).

また、人体モデルDB11に記憶されている人体モデルのパターンを読み出して、その中から被験者の体格に最も近い人体モデルを選択することにより、人体モデルを作成することもできる(S23)。   Further, the human body model can be created by reading out the human body model pattern stored in the human body model DB 11 and selecting the human body model closest to the physique of the subject from the pattern (S23).

上記のように、生活場所DB6、生活用具DB7から読み込まれたデータから構築された生活環境と作成された人体モデルにより、図10のように仮想空間内に構築された生活環境に仮想人体モデルを配置することができる(S24)。   As described above, the living environment constructed from the data read from the living place DB 6 and the living equipment DB 7 and the created human body model, the virtual human body model is added to the living environment constructed in the virtual space as shown in FIG. It can arrange (S24).

構築された生活環境の生活空間を図4のように座標表示する(S25)。次に図5のように行動可能領域を設定する(S26)。   The coordinate of the living space of the constructed living environment is displayed as shown in FIG. 4 (S25). Next, an actionable area is set as shown in FIG. 5 (S26).

被験者にその場で表示部14に映し出された生活環境をみながら、その場で手足を動かして、仮想空間内を行動してもらうわけであるが、ひととおりの体験を終了して体験を中止したい場合や、体験途中で中断したい場合には、体験プログラムを終了させる必要があるので、擬似体験終了の指示があったか否か(S27)を中央制御部10で監視している。     While the subject sees the living environment projected on the display 14 on the spot, the limbs are moved on the spot to act in the virtual space, but the experience is terminated and the experience is stopped. If the user wants to stop or wants to interrupt the experience, it is necessary to end the experience program. Therefore, the central control unit 10 monitors whether or not a pseudo-experience end instruction has been given (S27).

被験者等に生活環境や人体モデル等の再現データを提示する表示部14は、コンピュータシステムに接続されている通常のディスプレイだけではなく、頭部搭載型ディスプレイや大型スクリーンを用いても良い。   The display unit 14 that presents reproduction data such as a living environment and a human body model to a subject or the like may be a head-mounted display or a large screen as well as a normal display connected to a computer system.

擬似体験終了の指示があった場合(YES)は、終了し、指示がない場合(NO)は被験者の行動の検出を行動検出部2が行う(S28)。この行動検出部2で検出された被験者の動きは、中央制御部10へ伝達されて表示部14に映し出されている仮想人体モデルに反映される(S29)。   When there is an instruction to end the pseudo-experience (YES), the process ends, and when there is no instruction (NO), the action detection unit 2 detects the action of the subject (S28). The movement of the subject detected by the behavior detecting unit 2 is transmitted to the central control unit 10 and reflected on the virtual human body model displayed on the display unit 14 (S29).

検出された被験者の行動が、S26で設定した行動可能領域を越えている場合(S30 YES)には、報知手段16を起動(S31)して被験者の感覚に刺激を与えてS27のステップにもどる。   If the detected behavior of the subject exceeds the actionable area set in S26 (S30 YES), the notification means 16 is activated (S31) to stimulate the subject's senses and return to step S27. .

一方、被験者の行動が、行動可能領域を越えていない場合(S30 NO)には、S27のステップにもどる。   On the other hand, if the subject's action does not exceed the actionable area (S30 NO), the process returns to step S27.

被験者に取り付けられた位置センサ40からの位置データは動画(映像)のフレームに対応して取り込まれているため、被験者の動作が、行動可能領域に戻れば刺激はなくなるが、行動可能領域外にあれば刺激を与え続けることになる。 Since the position data from the position sensor 40 attached to the subject is captured corresponding to the frame of the moving image (video), the stimulus disappears when the subject's motion returns to the actionable area, but outside the actionable area. If there is, it will continue to stimulate.

次に、行動可能領域設定の手法について説明する。   Next, a method for setting an actionable area will be described.

上述したように、行動可能領域設定部3は、生活環境再現部8で仮想空間内に再現された生活環境における生活空間に被験者の行動できる範囲(行動可能領域)を任意に設定するものであり、データ入力部1からオペレータが行動可能領域を逐次入力することにより、図5のように設定するようにしても良いが(例えば、演算処理部Aで行わせる)、以下のように設定することもできる。 As described above, the actionable area setting unit 3 arbitrarily sets a range (actionable area) in which the subject can act in the living space in the living environment reproduced in the virtual space by the living environment reproducing unit 8. The operator can sequentially set the actionable area from the data input unit 1 as shown in FIG. 5 (for example, the calculation is performed by the arithmetic processing unit A), but the setting is as follows. You can also.

生活場所DB6と生活用具DB7には、上述したように、様々な生活場所と、その生活場所で使用する生活用具をコンピュータグラフィックスあるいは実写により製作されたデータが保存されているが、そのときに、生活場所のスケール(容積)と生活用具のスケール(容積)も同時に測定し、生活場所毎、生活用具毎に記憶させておく。   As described above, the living place DB 6 and the living equipment DB 7 store data produced by computer graphics or live action using various living places and the living equipment used in the living place. The scale (volume) of the living place and the scale (volume) of the living equipment are simultaneously measured and stored for each living place and every living equipment.

また、仮想空間内で体験する場合ではなく、実際に構築された生活環境で被験者が体験する場合は、その生活場所のスケールと生活用具のスケール、位置を記憶部13等に記憶させておく。   In addition, when the subject experiences not in the virtual space but in an actually constructed living environment, the scale of the living place and the scale and position of the living equipment are stored in the storage unit 13 or the like.

被験者が仮想空間内で体験を行う場合には、生活場所DB6、生活用具DB7から各々データを選択して生活環境を構築したときに、生活場所内での生活用具の配置位置がきまるので、選択された生活場所のスケールから選択された生活用具のスケールを引き算すれば、必然と被験者の行動可能な領域が決定される。これは、被験者は生活用具を突き抜けて行動することができないからである。同様に実際に構築された生活環境で被験者が体験する場合も、生活場所のスケールから生活用具のスケールを引き算して被験者の行動可能な領域を決定する。   When the subject experiences in the virtual space, when the living environment is constructed by selecting data from the living place DB 6 and the living equipment DB 7, the placement position of the living equipment in the living place is determined. By subtracting the scale of the selected living equipment from the scale of the living place selected, the area where the subject can act is inevitably determined. This is because the test subject cannot act through the daily equipment. Similarly, when the subject experiences in an actually constructed living environment, the area where the subject can act is determined by subtracting the scale of the living equipment from the scale of the living place.

また、上記のように決定された行動可能領域をベースにして、行動可能な境界線を他の条件に対応させてデータ入力部1からの操作により修正することで、より実態に即した行動可能領域を設定することができる。   In addition, based on the action possible area determined as described above, the action possible boundary line is corrected by an operation from the data input unit 1 in correspondence with other conditions, so that the action can be made more realistically. An area can be set.

実際には、生活用具の大きさに合わせて行動可能範囲を設定すると、ドアを開けたり、椅子に座る等の行動に対しても報知手段が作動するので、物に触れることができるように行動可能範囲を生活用具のスケールの少し内側に設定するなどの修正を行う。例えば、このような処理を演算処理部4の演算処理部Bで行わせるようにする。   Actually, if you set the actionable range according to the size of the daily equipment, the notification means will also operate for actions such as opening the door or sitting on a chair, so behave so that you can touch things Make corrections such as setting the possible range slightly inside the scale of daily equipment. For example, such processing is performed by the arithmetic processing unit B of the arithmetic processing unit 4.

次に、行動可能領域を設定する他の手法として被験者の体験したい年齢における身体的能力データを用いる方法がある。   Next, there is a method of using physical ability data at an age that a subject wants to experience as another method of setting an actionable region.

データとして、各年齢での身体的能力をデータベースに蓄積したものを使用する。 The data used is a database of physical abilities at each age.

身体的能力(生活能力)のデータベースは、多数の被験者を募って測定を行い、その平均値を用いることができる。また、インターネット上で提供されているデータ、例えば「社会法人 人間生活工学研究センターのデータベース」等を利用することもできる。 The physical ability (living ability) database can be measured by recruiting a large number of subjects, and the average value can be used. In addition, data provided on the Internet, such as “a database of the Research Center for Human Life Engineering” can be used.

各年齢での身体的能力のデータは、身体的能力DB(データベース)5に保存されており、その身体的能力データの一例を図8に示す。   The physical ability data at each age is stored in the physical ability DB (database) 5, and an example of the physical ability data is shown in FIG.

図8の年齢の項目は、年代を示しており、10代から80代までのデータが記録されている。年齢の下には、各年齢別に平均身長が記録されており、H10〜H80までのデータが記載されている。行動の項目A〜Gは生活環境における人間の行動の種類を抽出したものである。   The age item in FIG. 8 indicates the age, and data from the teenager to the 80s is recorded. Under age, the average height is recorded for each age, and data from H10 to H80 is described. Action items A to G are obtained by extracting the types of human actions in the living environment.

例えば、A〜Dは入浴に関する行動の種類であって、Aは浴槽に入る動作について足の上がる位置を、Bはシャワーを持つ動作について肩から手が上がる位置を、Cは浴槽を洗う動作について腰を曲げ、頭の下がる位置を、Dは浴槽壁を洗う動作について足の位置を固定して手が届く領域を示している。   For example, A to D are types of actions related to bathing, where A is a position where the foot is raised for the action of entering the bathtub, B is a position where the hand is raised from the shoulder for the action of having a shower, and C is an action of washing the bathtub. The position where the waist is bent and the head is lowered, and D indicates the area where the hand can reach with the position of the foot fixed for the operation of washing the bathtub wall.

E〜Gは調理に関する行動の種類であって、Eは調理台での作業について体の向きを固定し、手が届く領域を、Fは棚のものを取る動際について肩から手が上がる位置を、Gは周囲のものを取る動作について鉛直方向を軸に腰が曲がる位置を示している。   E to G are types of actions related to cooking, E is an area that can be reached by fixing the body direction for work on the cooking table, and F is a position where the hand rises from the shoulder when moving on the shelf. , G indicates a position where the waist bends about the vertical direction with respect to the movement of the surrounding object.

そして、A〜Gまでの行動の種類に対して、各年齢毎の身体的能力の平均値を表しているのがA10〜G80までであり、これらの数値に基づいて行動可能領域を設定することができる。なお、図8には、行動の種類としては入浴と調理に関するものを示したが、他の行動の種類についても同様に記録することができる。   And it is from A10 to G80 that represents the average value of physical ability for each age with respect to the types of actions from A to G, and the actionable area is set based on these numerical values. Can do. In addition, although the thing regarding bathing and cooking was shown as a kind of action in FIG. 8, it can record similarly about the kind of other action.

被験者の身長と体験したい年齢とをデータ入力部1から入力する。   The height of the subject and the age at which he / she wants to experience are input from the data input unit 1.

被験者の身長が例えばXで、体験したい年齢が70代であったとすると、X/H70の比を算出する。身長が腕や足等の部位の長さに反映していると考えれば、上記X/H70の数値を70代の各行動に対するA70〜G70までの数値に掛け合わせれば、被験者の体格に沿って補正された数値が算出されるので、この数値により行動可能領域を設定することができる。   If the height of the subject is X, for example, and the age he wants to experience is in his 70s, the ratio of X / H70 is calculated. If you think that your height is reflected in the length of parts such as arms and legs, you can multiply the above X / H70 value by the A70 to G70 values for each action in your 70s. Since the corrected numerical value is calculated, the actionable area can be set by this numerical value.

なお、身体的能力のデータベースは、平均値ではなく、特定のユーザのデータを用いるようにしても良い。このようにすれば、住宅のリフォームや商品の設計において、設計者がユーザの生活能力を体験することにより、ユーザの要望に沿った設計を行うことができる。以上のような処理を例えば演算処理部Cで行なわせるようにする。   The physical ability database may use data of a specific user instead of the average value. If it does in this way, in a home renovation and the design of goods, a designer can design according to a user's demand by experiencing a user's living ability. For example, the arithmetic processing unit C performs the above processing.

次の例も、図8に示した行動の種類A〜Gに関する身体的能力を用いるのであるが、補正の方法が異なる。   The following example also uses the physical ability related to the action types A to G shown in FIG. 8, but the correction method is different.

被験者の現在の身体的能力、本事例でいうと項目A〜Gまでの身体的能力を測定してデータ入力部1から入力する。また、被験者の現在の年齢と体験したい年齢も入力する。   The current physical ability of the subject, in this case, the physical ability of items A to G is measured and input from the data input unit 1. Also, enter the subject's current age and the age they want to experience.

被験者の現在の年齢が30代、体験したい年齢が60代、A〜Gまでの身体的能力の測定値が各々YA、YB、YC、YD、YE、YF、YGであったとすると、30代の身体的能力の平均値が図8よりA30〜G30と読み取れるので、これらの数値の比、YA/A30、YB/B30、YC/C30、YD/D30、YE/E30、YF/F30、YG/G30を求め、これらの各比率を体験年齢60代の身体的能力の各数値A60、B60、C60、D60、E60、F60に掛け合わせる。被験者の身体的能力を考慮した老化時の生活能力を算出することができ、この数値に基づいて行動可能領域を設定すれば被験者独自の老化時の生活体験が可能となる。これらの処理を例えば演算処理部Dで行うようにする。   If the subject's current age is 30's, the age he wants to experience is 60's, and the physical ability measurements from A to G are YA, YB, YC, YD, YE, YF, YG, respectively, Since the average value of physical ability can be read as A30 to G30 from Fig. 8, the ratio of these values, YA / A30, YB / B30, YC / C30, YD / D30, YE / E30, YF / F30, YG / G30 These ratios are multiplied by the physical abilities A60, B60, C60, D60, E60, and F60 of the physical abilities at the age of 60. The living ability at the time of aging in consideration of the physical ability of the subject can be calculated, and if the actionable area is set based on this value, the life experience at the time of aging unique to the subject becomes possible. These processes are performed by the arithmetic processing unit D, for example.

次に、身体的障害が発生した人の生活行動を体験する場合に、行動可能領域を設定する手法を説明する。   Next, a method for setting an actionable region when experiencing the living behavior of a person with a physical disability will be described.

身体的障害が発生したと仮定する体の部位については、その部分の動きが止まってしまうために、動作しているか静止しているかを検出するためには、位置センサ40のみでは不十分であり、図11に示すように体の関節の部分にポテンショメータ41を有するセンサ機構を取り付ける。腕や脚を曲げると、ポテンショメータ41の抵抗値が変化するので、回転角度を検出することができる。   For a body part that is assumed to have a physical disorder, the movement of that part stops, so that the position sensor 40 alone is not sufficient to detect whether it is moving or stationary. As shown in FIG. 11, a sensor mechanism having a potentiometer 41 is attached to the joint part of the body. When the arm or leg is bent, the resistance value of the potentiometer 41 changes, so that the rotation angle can be detected.

そして、身体的障害が発生したと仮定する体の部位が動作していないこと、すなわち静止状態あるか、静止状態に近い許容範囲を含めた領域を行動可能領域として設定する。   Then, an area including a permissible range close to that the body part that is assumed to have a physical disorder is not moving, that is, is in a stationary state or close to a stationary state is set as an actionable region.

この行動可能領域は、図5に示すような単なる空間的な領域ではなく、関節の可動範囲や前後の動きを比較したときの上下動の範囲等の物の移動における領域として設定される。   This actionable area is not a mere spatial area as shown in FIG. 5, but is set as an area in the movement of an object such as a movable range of the joint and a range of vertical movement when comparing the forward and backward movements.

そして、障害が発生したと仮定する体の部位を監視し、動きが確認された場合には、報知手段16によって被験者の感覚に刺激を与える。これらの処理を図示していないが、例えば演算処理部Eで行うようにする。   Then, the body part that is assumed to have failed is monitored, and when the movement is confirmed, the notification means 16 stimulates the subject's senses. Although these processes are not shown, for example, the arithmetic processing unit E performs them.

上述した幾つかの方法により行動可能領域が設定され、この行動可能領域を被験者が越えたときに、報知手段16が被験者の感覚に刺激を与えるのであるが、報知手段16には刺激量制御部15が接続されており、この刺激量制御部15は報知手段16が与える刺激の量を被験者が行動可能領域を越えた大きさに応じて変化させる機能を有する。   When the actionable area is set by the above-described several methods and the subject exceeds the actionable area, the notification means 16 gives a stimulus to the subject's sense. 15 is connected, and the stimulus amount control unit 15 has a function of changing the amount of stimulus given by the notifying means 16 according to the size beyond which the subject can move.

そこで、刺激量制御部15の機能を説明する。   Therefore, the function of the stimulus amount control unit 15 will be described.

中央制御部10は、被験者が行動可能領域を越えた大きさを監視計測している。この越えた大きさが刺激量制御部15に送られ、刺激量制御部15はその大きさに対応した刺激量を決定し、報知手段16に決定された刺激量を出力させるようにコントロールする。   The central control unit 10 monitors and measures the size beyond which the subject can move. The magnitude exceeding this is sent to the stimulus amount control unit 15, and the stimulus amount control unit 15 determines the stimulus amount corresponding to the magnitude and controls the notification means 16 to output the determined stimulus amount.

刺激の開始は、被験者が行動可能領域を越えた瞬間から始まり、越える範囲が大きくなれば刺激の量が増加し、逆に行動可能領域の境界線に近づけば刺激量が減少する。   The start of stimulation starts from the moment when the subject exceeds the actionable region, and the amount of stimulation increases when the range exceeds, and conversely, the amount of stimulation decreases when approaching the boundary of the actionable region.

このように行動可能領域を越えた量に比例して刺激を与えることで、被験者の動作が行動可能領域から離れる方向か、近づく方向かということを知らせることができる。また、行動可能領域を越えた瞬間に強い刺激を与えるのではなく、越えた量に対応して刺激を強めることで、被験者に対する負荷や影響を軽減することができる。   Thus, by giving a stimulus in proportion to the amount exceeding the actionable area, it is possible to notify whether the subject's movement is in a direction away from or in an approaching direction. In addition, it is possible to reduce the load and influence on the subject by strengthening the stimulus corresponding to the amount exceeding the strong stimulus instead of giving a strong stimulus at the moment of exceeding the actionable region.

次に、報知手段16の刺激の種類には、視覚、聴覚、嗅覚、触覚、皮膚感覚に対する刺激が考えられるので、以下これらを説明する。   Next, as the types of stimulation of the notification means 16, stimulation for vision, hearing, smell, touch, and skin sensation can be considered, and these will be described below.

まず、報知手段26が視覚に対する刺激を与える装置の例を示したのが、図12である。視覚刺激装置50の一例として頭部搭載型ディスプレイ(HMD)を被験者に装着させ、視界に色彩を付加する。例えば、行動可能領域を越えると視界を少し黄色くし(黄色いサングラスをかけているのと同様な感覚)、行動可能領域をさらに越えれば、視界の色彩を濃くしていく。逆に、行動可能領域に戻れば、色彩を淡くしていく。この色彩を黒に設定し、次第に視界を遮断していくようにした例が図13である。   First, FIG. 12 shows an example of an apparatus in which the notification means 26 gives a stimulus for vision. As an example of the visual stimulation device 50, a head-mounted display (HMD) is attached to the subject, and a color is added to the field of view. For example, if the action area is exceeded, the field of view is slightly yellowed (the same feeling as wearing yellow sunglasses), and if the action area is further exceeded, the color of the field of view is darkened. Conversely, when returning to the actionable area, the color is lightened. FIG. 13 shows an example in which this color is set to black and the field of view is gradually cut off.

図13(a)は行動可能領域の境界線上での視界で視界が悪くなる直前の状態を示しており、図13(b)は行動可能領域を越えた場合の視界で黒の色彩が少し濃くなった状態を示し、図13(c)は行動可能領域を大きく越えた場合の視界で、黒の色彩がかなり濃くなり、視界がかなり遮断されかけている状態を示している。   FIG. 13A shows a state immediately before the field of view is deteriorated in the field of view on the boundary line of the actionable area, and FIG. 13B shows a slightly dark black color in the field of view when the actionable area is exceeded. FIG. 13 (c) shows the state of view when the actionable region is greatly exceeded, and the state where the black color is considerably darkened and the view is about to be blocked.

その他、HMDに映し出される視界に行動可能領域の境界線を常に表示し、行動可能領域を越えると行動可能領域の境界線を赤く表示し、行動可能領域を越えた量に対応して境界線の赤色の色彩を濃くしていくようにすることもできる。   In addition, the boundary line of the actionable area is always displayed in the field of view displayed on the HMD, the boundary line of the actionable area is displayed in red when the actionable area is exceeded, and the boundary line corresponding to the amount exceeding the actionable area is displayed. It is also possible to darken the red color.

また、手足などの体の部位に蛍光機器を取り付け、行動可能領域を蛍光機器が点滅し、行動可能領域を越えた量に比例して点滅の頻度や発光の明るさを増減させるようにしても良い。   In addition, a fluorescent device is attached to a body part such as a limb, and the fluorescent device blinks in the actionable area, and the blinking frequency and the brightness of the light emission are increased or decreased in proportion to the amount exceeding the actionable area. good.

図14は、報知手段16が聴覚に刺激を与える装置の例を示す。   FIG. 14 shows an example of an apparatus in which the notification means 16 gives a stimulus to hearing.

聴覚刺激装置51の一例としてヘッドホンを被験者に装着させる。行動可能領域を越えると音が出力され、行動可能領域を越えた量に比例して音量が増減する。また、「右足」、「左手」といった体の部位や「1cm」、「5cm」といった距離などの音声を用いることにより、被験者がどのように行動可能領域を越えているかを指示することができる。   As an example of the auditory stimulation device 51, headphones are worn by the subject. When the actionable area is exceeded, a sound is output, and the volume increases or decreases in proportion to the amount exceeding the actionable area. Moreover, it is possible to instruct how the subject exceeds the actionable region by using a body part such as “right foot” and “left hand” and a voice such as a distance such as “1 cm” and “5 cm”.

また、聴覚刺激装置51の他の例としては、被験者から離れた場所にスピーカーを設置する。音の出力の方法は、上記ヘッドホンの場合と同様、行動可能領域を越えると音が出力され、行動可能領域を越えた量に対応して音量が増減するとともに、体の部位や距離などの音声を用いる。   As another example of the auditory stimulation device 51, a speaker is installed at a location away from the subject. As with the headphones described above, the sound is output when it exceeds the actionable area, the sound volume increases or decreases according to the amount exceeding the actionable area, and the sound of the body part, distance, etc. Is used.

聴覚刺激装置51の別の例として、手足等の体の部位に小型のスピーカーを取り付けることもできる。音の出力の方法は、上記ヘッドホンの場合と同様である。   As another example of the auditory stimulation device 51, a small speaker can be attached to a body part such as a limb. The sound output method is the same as that for the headphones.

以上のように聴覚に対して刺激を与える方法は、実際に運動を拘束したり、視界を悪くする等、被験者の行動を直接妨げないので、より安全に体験することができる。   As described above, the method of applying stimuli to hearing does not directly interfere with the behavior of the subject, such as actually restraining the movement or deteriorating the field of view, so that it can be experienced more safely.

図15は、嗅覚に刺激を与える装置の例を示す。   FIG. 15 shows an example of a device for applying a stimulus to the olfactory sense.

嗅覚刺激装置52は、被験者に取り付けられ被験者の嗅覚を刺激するために、例えば図16のように構成されている。被験者の鼻の位置に、におい放出装置部53とにおい吸引装置部54とで構成された嗅覚刺激装置が装着されている。   The olfactory stimulation device 52 is configured as shown in FIG. 16, for example, in order to be attached to the subject and stimulate the olfaction of the subject. An olfactory stimulation device composed of an odor releasing device portion 53 and an odor suction device portion 54 is attached to the position of the subject's nose.

行動領域を越えるとにおい放出装置部53からにおいが放出される。被験者が行動可能領域を越えていく方向に動きが続くと、放出装置部53からにおいが放出され続け、行動可能領域の境界線へ戻る方向に動けば、におい吸引装置部54がにおいを吸引し続ける。   When the action area is exceeded, the odor is released from the odor releasing device 53. If the subject continues to move in a direction beyond the actionable region, the odor continues to be released from the discharge device 53, and if the subject moves in a direction returning to the boundary of the actionable region, the odor suction device 54 sucks the odor. to continue.

聴覚に対する刺激同様、被験者の動作を直接妨げないので、より安全に体験することができる。   As with stimuli for hearing, the subject's movements are not directly disturbed, so it can be experienced more safely.

図17は、触覚に刺激を与える装置の例を示す。   FIG. 17 shows an example of a device that gives a tactile stimulus.

触覚刺激装置55の一例として被験者の手足等の体の部位に振動子を取り付ける。行動可能領域を越えると振動子が作動し、行動可能領域を越えた量に比例して振動量が増減する。手足等の動作する部位に刺激を与える手段は、直感的で認識しやすいという利点がある。   As an example of the tactile stimulation device 55, a vibrator is attached to a body part such as a limb of a subject. When the actionable region is exceeded, the vibrator operates, and the vibration amount increases or decreases in proportion to the amount exceeding the actionable region. Means for applying a stimulus to a moving part such as a limb has an advantage of being intuitive and easy to recognize.

図18は、皮膚感覚に刺激を与える装置の例を示す。   FIG. 18 shows an example of a device for stimulating the skin sensation.

被験者から離れた位置に風を発生させる送風機56を設置し、行動可能領域を越えると被験者に向けて風が放出され、行動可能領域を越えた量に比例して送風量が増減する。   When a blower 56 for generating wind is installed at a position away from the subject and the actionable region is exceeded, the wind is released toward the subject, and the amount of airflow increases or decreases in proportion to the amount beyond the actionable region.

他の例として、被験者の手足等の体の部位に電極を取り付けて、行動可能領域を越えると電極に電気が流れ、行動可能領域を越えた量に比例して電気の刺激量を増減させるようにしても良い。触覚同様、皮膚感覚に対する刺激は直感的で認識しやすい。   As another example, an electrode is attached to a body part such as a subject's limb, and electricity flows to the electrode when it exceeds the actionable area, and the amount of electrical stimulation is increased or decreased in proportion to the amount exceeding the actionable area. Anyway. Like tactile sense, stimuli for skin sensations are intuitive and easy to recognize.

次に、図2に示すように実生活空間で体験した場合に、体験後に表示部14で体験した映像を見ることができるようにする。コンピュータ上で再現された被験者の行動を客観的に観察することができ、住宅のリフォームや商品の設計に対する要望を設計者に伝えたり、逆に設計者が被験者の特徴を考慮した提案を行うことができる。   Next, when experiencing in a real life space as shown in FIG. 2, it is possible to view an image experienced on the display unit 14 after the experience. The behavior of the subject reproduced on the computer can be observed objectively, the request for home remodeling and product design can be communicated to the designer, and conversely, the designer can make a proposal considering the characteristics of the subject. Can do.

体験時は、被験者に取り付けられたセンサから被験者の手足等の動きの軌跡データが得られるので、そのデータを記録して記憶部13に記憶させておく。   At the time of the experience, since the trajectory data of the movement of the subject's limbs and the like is obtained from the sensor attached to the subject, the data is recorded and stored in the storage unit 13.

上記体験時の生活環境を仮想空間内に再現する。体験時の生活環境と同じデータが生活場所DB6と生活用具DB7に存在する場合は、そのデータを用いても良い。   The living environment at the time of the above experience is reproduced in the virtual space. When the same data as the living environment at the time of experience exists in the living place DB 6 and the living equipment DB 7, the data may be used.

仮想空間内に再現された生活環境内に被験者の体格に合わせた仮想人体モデルを構築する。被験者の体格の数値に基づいて作成しても良いし、人体モデルDB11に記憶されている人体モデルの中から被験者に一番近いものを選んでも良い。   Build a virtual human body model that matches the physique of the subject in the living environment reproduced in the virtual space. You may create based on the numerical value of a test subject's physique, and you may choose the closest thing to a test subject from the human body model memorize | stored in human body model DB11.

この人体モデルを記憶部13に保存されている被験者の手足等の動きの軌跡データに基づいて動作させることで、体験時の被験者の行動が再現されることになる。   By operating this human body model based on movement trajectory data of the subject's limbs and the like stored in the storage unit 13, the behavior of the subject during the experience is reproduced.

図19は、被験者が体験項目を自由に選択できる手段の一例を示す。   FIG. 19 shows an example of means by which a subject can freely select an experience item.

体験項目選択手段として項目選択パネルが例示されており、パネルにはスイッチを用いているが、タッチセンサ等であっても良い。この体験項目選択手段はデータ入力部1として用いることができるものである。   An item selection panel is illustrated as the experience item selection means, and a switch is used for the panel, but a touch sensor or the like may be used. This experience item selection means can be used as the data input unit 1.

システムが提示可能な生活環境(キッチンや寝室等)や体験年齢(年齢による身体能力の変化)、身体的障害が体の部位(手や足等)、体験年齢に対応した人体モデル、報知手段の刺激対象(視覚や触覚等)等の情報をあらかじめデータベース化しておく。   Living environment that can be presented by the system (kitchen, bedroom, etc.), experience age (changes in physical ability depending on age), body parts (hands, feet, etc.) with physical disability, human body model corresponding to experience age, notification means Information on stimuli (visual, tactile, etc.) is stored in a database in advance.

これらのデータベース化については、すでに説明した生活場所DB6、生活用具DB7、身体的能力DB5、人体モデルDB11を利用しても良い。   About these database creation, you may utilize living place DB6, living equipment DB7, physical ability DB5, and human body model DB11 which were already demonstrated.

例えば、生活環境の項目のキッチンというスイッチが押されると、仮想空間内で再現する場合には、キッチンの間取り等のレイアウトデータとともにそのキッチンに配置された生活用具データが上記データベースから読み出されて表示部14に表示される。   For example, when the switch of kitchen of the item of living environment is pressed, when reproducing in the virtual space, the living utensil data arranged in the kitchen is read from the database together with the layout data such as the floor plan of the kitchen. It is displayed on the display unit 14.

一方、生活環境が実空間で再現される場合は、データベースのデータからキッチンの生活空間スケールが抽出されて座標表示される。   On the other hand, when the living environment is reproduced in real space, the living space scale of the kitchen is extracted from the database data and displayed in coordinates.

体験年齢の80歳というスイッチを押すと、80歳の平均的体格を基にしたキッチンにおける身体的能力(生活能力)データがデータベースより読み出されて行動可能領域が設定される。仮想空間で再現する場合には、80歳の平均的体格を基にした人体モデルがデータベースから読み出される。   When the switch of 80 years of experience age is pressed, physical ability (living ability) data in the kitchen based on the average physique of 80 years old is read from the database, and an actionable area is set. When reproducing in the virtual space, a human body model based on an average physique of 80 years old is read from the database.

報知手段で聴覚のスイッチが押されると、刺激量制御部15の機能が聴覚刺激装置51をコントロールする機能に切り替る。   When the auditory switch is pressed by the notification means, the function of the stimulation amount control unit 15 is switched to the function of controlling the auditory stimulation device 51.

以上のように、被験者は選択項目を選ぶだけで簡単に体験を行うことができる。   As described above, the subject can easily experience the experience simply by selecting the selection item.

本発明のシステム全体の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the whole system of this invention. 実生活環境で擬似体験を行う場合のフローチャート図である。It is a flowchart figure in the case of performing a pseudo experience in a real life environment. 構築された実生活環境の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the constructed real life environment. 生活空間のスケールを座標表示した例を示す図である。It is a figure which shows the example which displayed the coordinate of the scale of the living space. 行動可能領域設定部による行動可能領域設定例を示す図である。It is a figure which shows the action possible area | region setting example by the action possible area | region setting part. 被験者に位置センサを取り付けた様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the position sensor was attached to the test subject. 仮想空間において擬似体験を行う場合のフローチャート図である。It is a flowchart figure in the case of performing a pseudo experience in virtual space. 身体的能力データベースのデータ例を示す図である。It is a figure which shows the example of data of a physical ability database. 人体モデルデータベースの人体モデルデータ例を示す図である。It is a figure which shows the human body model data example of a human body model database. 仮想空間に人体モデルを配置した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the human body model has been arrange | positioned in virtual space. 関節の回転角度を検出するための検出装置を示す図である。It is a figure which shows the detection apparatus for detecting the rotation angle of a joint. 人体に取り付けられた視覚刺激装置を示す図である。It is a figure which shows the visual stimulation apparatus attached to the human body. 視覚刺激装置の作用で、次第に視界が遮断されていく様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a visual field is interrupted | blocked gradually by the effect | action of a visual stimulation apparatus. 人体に取り付けられた聴覚刺激装置を示す図である。It is a figure which shows the auditory stimulation apparatus attached to the human body. 人体に取り付けられた嗅覚刺激装置を示す図である。It is a figure which shows the olfactory stimulation apparatus attached to the human body. 視覚刺激装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a visual stimulation apparatus. 人体に取り付けられた触覚刺激装置を示す図である。It is a figure which shows the tactile stimulation apparatus attached to the human body. 皮膚感覚刺激装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a skin sensation stimulating device. 体験項目選択手段の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an experience item selection means.

符号の説明Explanation of symbols

1 データ入力部
2 行動検出部
3 行動可能領域設定部
4 演算処理部
5 身体的能力DB
6 生活場所DB
7 生活用具DB
8 生活環境再現部
9 データ結合部
10 中央制御部
11 人体モデルDB
12 人体モデル生成部
13 記憶部
14 表示部
15 刺激量制御部
16 報知手段
20 被験者
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Data input part 2 Action detection part 3 Action possible area | region setting part 4 Arithmetic processing part 5 Physical ability DB
6 living place DB
7 Living equipment DB
8 Living environment reproduction unit 9 Data combination unit 10 Central control unit 11 Human body model DB
12 Human body model generation unit 13 Storage unit 14 Display unit 15 Stimulus amount control unit 16 Notification means 20 Subject

Claims (9)

任意に設定された実生活空間のスケールを仮想空間内に再現する生活環境再現手段と、
前記実生活空間内での被験者の動きを検出する行動検出手段と、
前記実生活空間内で被験者の行動可能な領域を前記仮想空間内で任意に設定することができる行動可能領域設定手段と、
前記行動可能領域設定手段で設定された行動可能領域を被験者が越えて行動したときに、被験者の感覚に刺激を与える報知手段とを備えたことを特徴とする擬似体験システム。
A living environment reproduction means for reproducing an arbitrarily set real life space scale in a virtual space;
Action detecting means for detecting the movement of the subject in the real life space;
Actionable area setting means capable of arbitrarily setting an area in which the subject can act in the real life space in the virtual space;
A pseudo-experience system comprising: an informing unit that gives a stimulus to a subject's sense when the subject acts beyond the actionable region set by the actionable region setting unit.
任意の生活環境を仮想空間内に再現する生活環境再現手段と、
被験者の身体的特徴に基づいて仮想人体モデルを生成する仮想人体モデル生成手段と、
被験者の動きを検出する行動検出手段と、
前記検出された被験者の動きを前記仮想人体モデルに反映させる制御手段と、
被験者の行動可能な領域を前記仮想空間内で任意に設定することができる行動可能領域設定手段と、
前記行動可能領域設定手段で設定された行動可能領域を前記仮想人体モデルが越えて行動したときに、被験者の感覚に刺激を与える報知手段とを備えたことを特徴とする擬似体験システム。
Living environment reproduction means for reproducing any living environment in a virtual space,
Virtual human body model generation means for generating a virtual human body model based on the physical characteristics of the subject;
Action detecting means for detecting the movement of the subject;
Control means for reflecting the detected movement of the subject in the virtual human body model;
Actionable area setting means capable of arbitrarily setting an area in which the subject can act in the virtual space;
A pseudo-experience system comprising: a notifying unit that gives a stimulus to a subject's sense when the virtual human body model behaves beyond the actionable region set by the actionable region setting unit.
前記行動可能領域設定手段は、前記生活環境再現手段によって再現された仮想空間内に配置された生活用具のスケールに基づいて行動可能領域を設定することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の擬似体験システム。   3. The actionable area setting unit sets the actionable area based on a scale of a living device arranged in a virtual space reproduced by the living environment reproduction unit. Simulated experience system. 年齢毎に人間の身体的能力の平均値が蓄積された記憶手段を備え、
前記行動可能領域設定手段は、被験者の身長、被験者が体験したい体験年齢での平均身長、前記記憶手段から読み出された体験年齢に対応する身体的能力データに基づいて体験年齢での身体的能力を算出し、算出された身体的能力データから行動可能領域を設定することを特徴とする請求項1〜請求項3記載の擬似体験システム。
It has a storage means that stores the average value of human physical ability for each age,
The actionable region setting means includes the height of the subject, the average height at the experience age that the subject wants to experience, and the physical ability at the experience age based on the physical ability data corresponding to the experience age read from the storage means 4. The simulated experience system according to claim 1, wherein an actionable region is set from the calculated physical ability data.
年齢毎に人間の身体的能力の平均値が蓄積された記憶手段を備え、
前記行動可能領域設定手段は、前記記憶手段から読み出された被験者の年齢に対応する身体的能力データ、被験者が現在有する身体的能力データ、被験者が体験したい体験年齢に対応して前記記憶手段から読み出された身体的能力データに基づいて体験年齢での身体的能力を算出し、算出された身体的能力データから行動可能領域を設定することを特徴とする請求項1〜請求項3記載の擬似体験システム。
It has a storage means that stores the average value of human physical ability for each age,
The actionable area setting means corresponds to the physical ability data corresponding to the age of the subject read from the storage means, the physical ability data that the subject currently has, and the experience age that the subject wants to experience from the storage means. 4. The physical ability at the experience age is calculated based on the read physical ability data, and an actionable area is set from the calculated physical ability data. Simulated experience system.
前記行動可能領域設定手段は、前記仮想人体モデルにおいて体の特定部位に障害が発生したと仮定して当該部位が静止状態となる範囲を行動可能領域に設定することを特徴とする請求項1〜請求項5記載の擬似体験システム。   The actionable area setting means sets a range in which the part is in a resting state as an actionable area on the assumption that a specific part of the body has failed in the virtual human body model. The simulated experience system according to claim 5. 被験者の行動が前記行動可能領域設定手段で設定された行動可能領域を越えた範囲に比例させて前記報知手段から感覚への刺激量を変化させる刺激量制御手段を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項6記載の擬似体験システム。   A stimulus amount control means is provided for changing the stimulus amount from the notification means to the sense in proportion to a range in which the subject's action exceeds the actionable area set by the actionable area setting means. The simulated experience system according to claim 1. 前記報知手段の感覚への刺激は、視覚、聴覚、嗅覚、触覚及び皮膚感覚の少なくとも一つに対する刺激であることを特徴とする請求項1〜請求項7記載の擬似体験システム。   The simulated experience system according to claim 1, wherein the stimulus to the sense of the notification means is a stimulus to at least one of vision, hearing, smell, touch, and skin sensation. 前記生活環境、体験年齢、障害が発生した体の部位、報知手段の刺激の種類を被験者が任意に選択できる体験項目選択手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項8記載の擬似体験システム。   9. The simulation according to claim 1, further comprising an experience item selection unit that allows the subject to arbitrarily select the living environment, the age of experience, the body part where the disorder has occurred, and the type of stimulation of the notification unit. Experience system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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