JP2005211482A - Brain wave control device, control method and program therefor - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brain wave control device which works a robot to allow a user to enjoy lots of alfa waves unconsciously with no intention exerted to generate the alfa waves. <P>SOLUTION: The brain wave control device 30 is a device for switching a plurality of action patterns to actuate a robot and to control the electroencephalogram of a user acknowledging the robot, and comprises an electroencephalogram acquisition means 31 for acquiring the electroencephalogram of the user, an electroencephalogram analysis means 32 for analyzing the acquired electroencephalogram to determine the level of a generated alfa wave, an alfa wave generation level comparison means 34 for comparing the determined alfa wave generation level with a predetermined threshold, and a control signal sending means 35 for sending a control signal which indicates the robot to change-over the actions when the comparison shows that the alfa wave generates at a low level. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ロボット等の動作物体に対して、複数の動作を行わせることで、当該動作物体を認識した対象者の脳波を制御する脳波制御装置、その方法及びそのプログラムに関する。   The present invention relates to an electroencephalogram control apparatus, a method thereof, and a program therefor, which control an electroencephalogram of a subject who has recognized the moving object by causing a moving object such as a robot to perform a plurality of operations.

現在、脳波に関する研究が進み、脳波は4種類に分類されている。それぞれの脳波は、図11に示すように、周波数の高い方から順番に、ベータ(β)波(14〜30ヘルツ相当)、アルファ(α)波(8〜13ヘルツ相当)、シータ(θ)波(4〜7ヘルツ相当)、デルタ(δ)波(0.5〜3ヘルツ相当)の波形となっている。   Currently, research on brain waves is progressing, and brain waves are classified into four types. As shown in FIG. 11, each brain wave has a beta (β) wave (equivalent to 14 to 30 hertz), an alpha (α) wave (equivalent to 8 to 13 hertz), and a theta (θ) in order from the highest frequency. Waves (corresponding to 4 to 7 hertz) and delta (δ) waves (corresponding to 0.5 to 3 hertz) are obtained.

また、これらの脳波は、精神活動に極めて深い関係があることが明らかにされている。例えば、ベータ波は、通常の状態や、心配事があるときに多く出現し、アルファ波は、瞑想中や、リラックスした状態のときに多く出現する。また、シータ波は、まどろみ状態のときに多く出現し、デルタ波は、熟睡しているときに多く出現する。   It has also been clarified that these electroencephalograms have a very deep relationship with mental activity. For example, beta waves often appear during normal conditions or when there are concerns, and alpha waves often appear during meditation or when relaxed. In addition, theta waves frequently appear in a stagnation state, and delta waves frequently appear in a deep sleep.

この中で、心身ともに極めてリラックスした状態で最も多く発生するアルファ波が注目され、このアルファ波を利用した技術が種々存在している。
例えば、アルファ波の状態を光や音を使って対象者に提示し、対象者が意識的にアルファ波を増強させる、いわゆるバイオフィードバックの技術が存在する(例えば、特許文献1参照)。
Among them, the most frequently generated alpha wave in an extremely relaxed state of mind and body attracts attention, and there are various techniques using this alpha wave.
For example, there is a so-called biofeedback technique in which the state of alpha waves is presented to a subject using light or sound, and the subject consciously enhances alpha waves (see, for example, Patent Document 1).

この特許文献1で開示されている技術(バイオフィードバック)では、対象者の脳波を、頭部から電気的に検出し、その脳波(アルファ波)の状態を、図形(例えば、円の大きさ)によって表示画面上に表現する。そして、表示画面上の円が小さいほど、アルファ波が多く出現しているとすると、対象者は、その図形を見ながら、意識的に円を小さくするように試みる。このように、特許文献1等におけるバイオフィードバックは、対象者がアルファ波をコントロールするためのトレーニングを行うものである。   In the technique (biofeedback) disclosed in Patent Document 1, a subject's brain wave is electrically detected from the head, and the state of the brain wave (alpha wave) is represented by a figure (for example, the size of a circle). Is expressed on the display screen. If the alpha on the display screen is smaller and more alpha waves appear, the subject tries to consciously make the circle smaller while looking at the figure. As described above, the biofeedback in Patent Document 1 or the like performs training for the subject to control the alpha wave.

また、アルファ波を利用して、空調設備において、対象者が快適と感じる風量等を調整する技術が開示されている(特許文献2参照)。この特許文献2で開示されている技術(快適環境制御装置)では、脳波センサで検出された対象者の脳波からアルファ波を抽出する。そして、そのアルファ波の周波数ゆらぎから求められる回帰係数に基づいて、対象者の快適感が最大となるように風量等を調整する。このように、特許文献2における快適環境制御装置は、パーソナルな環境において、対象者に快適環境を提供するものである。
特開2002−125945号公報(段落0016〜0019、図3及び図4) 特開平7−145981号公報(段落0027〜0030、図1及び図2)
In addition, a technique is disclosed that uses alpha waves to adjust the amount of air that the subject feels comfortable in an air conditioning facility (see Patent Document 2). In the technology (comfortable environment control device) disclosed in Patent Document 2, an alpha wave is extracted from the brain wave of the subject detected by the brain wave sensor. Then, based on the regression coefficient obtained from the frequency fluctuation of the alpha wave, the air volume or the like is adjusted so that the subject's comfort is maximized. As described above, the comfortable environment control device in Patent Document 2 provides a comfortable environment to a target person in a personal environment.
JP 2002-125945 A (paragraphs 0016 to 0019, FIGS. 3 and 4) Japanese Patent Laid-Open No. 7-145981 (paragraphs 0027 to 0030, FIGS. 1 and 2)

しかし、特許文献1等で開示されている、バイオフィードバックによって、アルファ波を増強させる手法では、フィードバックによって、対象者に対して現在のアルファ波の状態を提示し、対象者が、自らの意思でアルファ波を多く出現させるためのトレーニングを行うものであるため、対象者の個人差によって、アルファ波を多く出現させることが困難な場合がある。また、このように、アルファ波を多く出現させることが困難な対象者にとっては、このトレーニングを苦痛に感じてしまうという問題があった。   However, in the method of enhancing alpha waves by biofeedback, which is disclosed in Patent Document 1 and the like, the current alpha wave state is presented to the subject by feedback, and the subject is at his / her own will. Since training is performed to make many alpha waves appear, it may be difficult to make many alpha waves appear due to individual differences among subjects. In addition, there is a problem that this training feels painful for the subject who is difficult to make many alpha waves appear in this way.

さらに、従来のバイオフィードバックでは、単調な光や音を用いて、アルファ波のコントロールを行うため、長時間に渡ってトレーニングを行うことは、かえって対象者の苦痛となってしまうという問題があった。   Furthermore, with conventional biofeedback, alpha waves are controlled using monotonous light and sound, so training for a long time would cause pain to the subject. .

また、特許文献2で開示されている快適環境制御装置では、対象者のアルファ波を増強させ、対象者に快適環境を提供することが可能である。しかし、この快適環境制御装置は、対象者が精神的に安定した状態で、対象者の脳波からアルファ波が出ていることを前提としている。このため、例えば、対象者が幼児である場合、幼児の興味対象が変化したり、幼児が動いたりするため、ベータ波が多く出ている通常の精神状態から、アルファ波が多く出る状態には移行しにくいという問題があった。   Moreover, with the comfortable environment control device disclosed in Patent Document 2, it is possible to increase the alpha wave of the subject and provide the subject with a comfortable environment. However, this comfortable environment control device is based on the premise that alpha waves are emitted from the subject's brain waves while the subject is mentally stable. For this reason, for example, if the target person is an infant, the interest of the infant changes or the infant moves, so that the normal mental state where a lot of beta waves are out of the normal mental state where a lot of alpha waves are out There was a problem that it was difficult to migrate.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、対象者が自らの意思でアルファ波を出現させるような努力をすることなく、楽しみながら無意識のうちにアルファ波を多く出現させることを可能にした脳波制御装置、その方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the subject person has a lot of alpha waves unconsciously while having fun without making efforts to make the alpha waves appear on his own intention. An object of the present invention is to provide an electroencephalogram control apparatus, a method thereof, and a program thereof that can be made to appear.

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項1に記載の脳波制御装置は、脳波検出装置により脳波を検出された対象者に対して、複数の動作パターンを切り替えて動作する動作物体を認識させることで、前記対象者の脳波を制御する脳波制御装置であって、脳波取得手段と、脳波解析手段と、アルファ波出現量比較手段と、制御信号送出手段とを備える構成とした。   The present invention has been made to achieve the above object. First, the electroencephalogram control apparatus according to claim 1 is configured to have a plurality of operation patterns for a subject whose electroencephalogram is detected by the electroencephalogram detection apparatus. Is an electroencephalogram control apparatus that controls the subject's electroencephalogram by recognizing an operating object that operates by switching the electroencephalogram, the electroencephalogram acquisition means, the electroencephalogram analysis means, the alpha wave appearance amount comparison means, and the control signal transmission means It was set as the structure provided with.

かかる構成によれば、脳波制御装置は、脳波取得手段によって、脳波検出装置から、ロボット等の動作物体の動作を開眼した状態で認識しているときの対象者の脳波を取得する。ここで取得する脳波は、対象者が動作物体の動作を認識することで、アルファ波等の波形に変化が生じる。そこで、脳波制御装置は、脳波解析手段によって、時系列の脳波のデータを高速フーリエ変換することで周波数毎のデータに変換し、その中からアルファ波に相当する周波数(8〜13ヘルツ)の出現量を測定する。例えば、脳波解析手段は、脳波の全周波数領域のエネルギ値に対する、アルファ波の周波数領域のエネルギ値の割合を算出し、アルファ波の出現量とする。   According to such a configuration, the electroencephalogram control apparatus acquires, from the electroencephalogram detection means, the electroencephalogram acquisition means, the electroencephalogram of the subject when recognizing the action of an operating object such as a robot with the eyes open. The brain wave acquired here changes in the waveform of an alpha wave or the like when the subject recognizes the motion of the moving object. Therefore, the electroencephalogram control device converts the time-series electroencephalogram data to the data for each frequency by fast Fourier transform by the electroencephalogram analysis means, and the appearance of the frequency (8 to 13 hertz) corresponding to the alpha wave therefrom. Measure the amount. For example, the electroencephalogram analysis means calculates the ratio of the energy value in the frequency region of the alpha wave to the energy value in the entire frequency region of the electroencephalogram, and sets it as the appearance amount of the alpha wave.

そして、脳波制御装置は、アルファ波出現量比較手段によって、脳波解析手段で測定されたアルファ波の出現量を、予め設定した閾値と比較する。例えば、この閾値は50%とする。なお、この閾値とアルファ波の出現量とを比較することで、脳波制御装置は、対象者の脳波から、アルファ波が多く出ているかどうかを判定することが可能になる。   Then, the electroencephalogram control apparatus compares the appearance amount of the alpha wave measured by the electroencephalogram analysis means with the preset threshold value by the alpha wave appearance amount comparison means. For example, this threshold is 50%. In addition, by comparing this threshold value with the appearance amount of the alpha wave, the electroencephalogram control apparatus can determine whether or not a lot of alpha waves are generated from the brain wave of the subject.

さらに、脳波制御装置は、制御信号送出手段によって、アルファ波出現量比較手段の比較結果において、アルファ波の出現量が閾値より少ないときは、動作物体に対して、動作パターンの切り替えを指示する制御信号を送出する。なお、動作物体が同一の動作を継続して実行しない場合は、アルファ波の出現量が多いときに、動作物体に対して、現在の動作パターンの動作の継続を指示する制御信号を送出することとしてもよい。これによって、この制御信号を受信した動作物体は、対象者がアルファ波を多く出すことのできる動作を順次行うことが可能になる。   Furthermore, the electroencephalogram control device controls the operation object to switch the operation pattern when the appearance amount of the alpha wave is smaller than the threshold value by the control signal transmission unit when the alpha wave appearance amount is smaller than the threshold value. Send a signal. If the moving object does not continue to perform the same operation, a control signal that instructs the moving object to continue the operation of the current operation pattern should be sent to the moving object when the amount of alpha waves appears is large. It is good. As a result, the moving object that has received this control signal can sequentially perform operations that allow the subject to emit a large amount of alpha waves.

また、請求項2に記載の脳波制御装置は、脳波検出装置により脳波を検出された対象者に対して、複数の動作パターンを切り替えて動作物体を動作させることで、前記対象者の脳波を制御する脳波制御装置であって、制御情報記憶手段と、脳波取得手段と、脳波解析手段と、アルファ波出現量比較手段と、制御情報選択手段と、制御信号送出手段とを備える構成とした。   The brain wave control apparatus according to claim 2 controls the brain wave of the subject by operating a moving object by switching a plurality of motion patterns for the subject whose brain wave is detected by the brain wave detecting device. An electroencephalogram control apparatus that includes control information storage means, electroencephalogram acquisition means, electroencephalogram analysis means, alpha wave appearance amount comparison means, control information selection means, and control signal transmission means.

かかる構成によれば、脳波制御装置は、制御情報記憶手段に予め動作パターンの動作を特定する制御情報を記憶しておく。この制御情報は、動作物体が動作パターンを動作させる際にその動作パターンを特定するための情報であって、例えば、動作パターンを指示する動作指示命令である。   According to such a configuration, the electroencephalogram control apparatus stores control information for specifying the operation of the operation pattern in the control information storage unit in advance. This control information is information for specifying a motion pattern when the motion object moves the motion pattern, and is, for example, a motion instruction command for instructing the motion pattern.

また、脳波制御装置は、脳波取得手段によって、脳波検出装置から、動作物体の動作を認識しているときの対象者の脳波を取得する。そして、脳波制御装置は、脳波解析手段によって、取得した脳波を解析することでアルファ波の出現量を測定し、さらに、アルファ波出現量比較手段によって、脳波解析手段で測定されたアルファ波の出現量を、予め設定した閾値と比較する。   Further, the electroencephalogram control apparatus acquires the electroencephalogram of the subject when the action of the moving object is recognized from the electroencephalogram detection apparatus by the electroencephalogram acquisition means. The electroencephalogram control device measures the appearance amount of the alpha wave by analyzing the acquired electroencephalogram by the electroencephalogram analysis means, and further, the appearance of the alpha wave measured by the electroencephalogram analysis means by the alpha wave appearance amount comparison means. The amount is compared to a preset threshold.

そして、脳波制御装置は、制御信号送出手段によって、アルファ波出現量比較手段で比較した比較結果により、制御情報記憶手段から、次に動作させる制御情報を選択する。例えば、制御信号送出手段は、比較結果において、アルファ波の出現量が少ないと判定されるときは、制御情報記憶手段に記憶されている他の制御情報を選択し、アルファ波の出現量が多いと判定されるときは、同一の動作を示す制御信号を選択する。そして、脳波制御装置は、制御信号送出手段によって、制御情報選択手段で選択された制御情報を、動作物体に対して、動作パターンを指示する制御信号として送出する。これによって、この制御信号を受信した動作物体は、対象者がアルファ波を多く出すことのできる動作を順次行うことが可能になる。   Then, the electroencephalogram control apparatus selects control information to be operated next from the control information storage means by the control signal transmission means based on the comparison result compared by the alpha wave appearance amount comparison means. For example, when it is determined in the comparison result that the appearance amount of the alpha wave is small, the control signal transmission means selects another control information stored in the control information storage means, and the appearance amount of the alpha wave is large. If it is determined, the control signal showing the same operation is selected. Then, the electroencephalogram control apparatus sends the control information selected by the control information selection means by the control signal sending means as a control signal for instructing the action pattern to the action object. As a result, the moving object that has received this control signal can sequentially perform operations that allow the subject to emit a large amount of alpha waves.

さらに、請求項3に記載の脳波制御装置は、請求項2に記載の脳波制御装置において、優先順位決定手段と、優先順位記憶手段とを備え、前記制御情報選択手段が、前記優先順位記憶手段に記憶されている優先順位に基づいて、前記制御情報記憶手段から、次に動作させる動作パターンの制御情報を選択することを特徴とする。   Furthermore, the electroencephalogram control apparatus according to claim 3 is the electroencephalogram control apparatus according to claim 2, further comprising priority order determining means and priority order storage means, wherein the control information selection means is the priority order storage means. The control information of the operation pattern to be operated next is selected from the control information storage means based on the priority order stored in the control information storage unit.

かかる構成によれば、脳波制御装置は、優先順位決定手段によって、動作パターンを動作させる優先順位を決定し、その優先順位を動作パターンに対応付けて優先順位記憶手段に記憶する。この優先順位決定手段がアルファ波の出現量に基づいて優先順位を決定することで、制御情報選択手段が、優先順位の高い動作パターンを認識することができる。そこで、制御情報選択手段は、優先順位の高い動作パターンを次に動作させる動作パターンとし、その制御情報を選択する。これによって、制御情報選択手段が、対象者がアルファ波をより多く出すことのできる動作を選択することが可能になる。   According to this configuration, the electroencephalogram control apparatus determines the priority order for operating the motion pattern by the priority order determining means, and stores the priority order in the priority order storage means in association with the motion pattern. The priority order determining means determines the priority order based on the appearance amount of the alpha wave, so that the control information selecting means can recognize an operation pattern having a high priority order. Therefore, the control information selection means selects the control information by setting the operation pattern having the higher priority as the operation pattern to be operated next. As a result, the control information selection unit can select an operation that allows the subject to emit more alpha waves.

また、請求項4に記載の脳波制御装置は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の脳波制御装置において、予め前記対象者が快適と感じたときのアルファ波の出現量を記憶した快適脳波レベル記憶手段を備え、前記アルファ波出現量比較手段が、当該出現量を前記閾値として用いることを特徴とする。   The electroencephalogram control apparatus according to claim 4 is the electroencephalogram control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an appearance amount of an alpha wave when the subject feels comfortable in advance is determined. It comprises a stored comfortable brain wave level storage means, and the alpha wave appearance amount comparison means uses the appearance amount as the threshold value.

かかる構成によれば、脳波制御装置は、予め対象者が快適と感じたときのアルファ波の出現量を快適脳波レベル記憶手段に記憶しておく。例えば、予め動作物体に複数の動作を行わせ、その動作毎に対象者が快適と感じるかどうかを調査し、対象者が快適と感じたときの、アルファ波の出現量の下限値を閾値として記憶しておく。これによって、この閾値を、対象者が快適と感じるかどうかを判定するための基準として用いることができる。   According to such a configuration, the electroencephalogram control apparatus previously stores the appearance amount of alpha waves when the subject feels comfortable in the comfortable electroencephalogram level storage means. For example, a plurality of motions are performed on the motion object in advance, and whether the subject feels comfortable for each motion is investigated, and the lower limit of the appearance amount of the alpha wave when the subject feels comfortable is used as a threshold value Remember. Thus, this threshold value can be used as a reference for determining whether the subject feels comfortable.

さらに、請求項5に記載の脳波制御方法は、脳波検出装置により脳波を検出された対象者に対して、複数の動作パターンを切り替えて動作物体を動作させることで、前記対象者の脳波を制御する脳波制御方法であって、脳波取得ステップと、脳波解析ステップと、アルファ波出現量比較ステップと、制御信号送出ステップとを含んでいることを特徴とする。   Furthermore, the brain wave control method according to claim 5 controls the brain wave of the subject by operating a moving object by switching a plurality of motion patterns for the subject whose brain wave has been detected by the brain wave detecting device. An electroencephalogram control method that includes an electroencephalogram acquisition step, an electroencephalogram analysis step, an alpha wave appearance amount comparison step, and a control signal transmission step.

この手順によれば、脳波制御方法は、脳波取得ステップによって、脳波検出装置から、ロボット等の動作物体の動作を認識しているときの対象者の脳波を取得する。そして、脳波制御方法は、続けて脳波解析ステップによって、その脳波を解析することでアルファ波の出現量を測定する。   According to this procedure, in the electroencephalogram control method, the electroencephalogram acquisition step acquires the electroencephalogram of the subject when recognizing the action of an action object such as a robot from the electroencephalogram detection apparatus. Then, in the electroencephalogram control method, the appearance amount of the alpha wave is measured by analyzing the electroencephalogram in the electroencephalogram analysis step.

さらに、脳波制御方法は、アルファ波出現量比較ステップによって、脳波解析ステップで測定されたアルファ波の出現量を、予め設定した閾値と比較する。この閾値とアルファ波の出現量とを比較することで、対象者の脳波から、アルファ波が多く出ているかどうかを判定することが可能になる。そこで、脳波制御方法は、制御信号送出ステップによって、アルファ波出現量比較ステップの比較結果で、対象者の脳波におけるアルファ波の出現量が少ないと判定されるときには、動作物体に対して、動作の切り替えを指示する制御信号を送出する。   Further, in the electroencephalogram control method, the alpha wave appearance amount comparison step compares the alpha wave appearance amount measured in the electroencephalogram analysis step with a preset threshold value. By comparing this threshold value with the appearance amount of alpha waves, it is possible to determine whether or not a lot of alpha waves are generated from the subject's brain waves. Therefore, in the electroencephalogram control method, when the control signal transmission step determines that the appearance amount of the alpha wave in the subject's electroencephalogram is small in the comparison result of the alpha wave appearance amount comparison step, A control signal instructing switching is sent out.

なお、動作物体が同一の動作を継続して実行しない場合は、脳波制御方法は、制御信号送出ステップによって、アルファ波の出現量が多いと判定されるときに、動作物体に対して、動作の継続を指示する制御信号を送出する。これによって、この制御信号を受信した動作物体は、対象者がアルファ波を多く出すことのできる動作を順次行うことが可能になる。   When the moving object does not continue to perform the same operation, the electroencephalogram control method performs the operation on the moving object when it is determined by the control signal sending step that the appearance amount of the alpha wave is large. A control signal for instructing continuation is sent. As a result, the moving object that has received this control signal can sequentially perform operations that allow the subject to emit a large amount of alpha waves.

また、請求項6に記載の脳波制御プログラムは、脳波検出装置により脳波を検出された対象者に対して、複数の動作パターンを切り替えて動作物体を動作させることで、前記対象者の脳波を制御するために、コンピュータを、脳波取得手段、脳波解析手段、アルファ波出現量比較手段、制御信号送出手段として機能させる構成とした。   The brain wave control program according to claim 6 controls the brain wave of the subject by operating a moving object by switching a plurality of motion patterns for the subject whose brain wave has been detected by the brain wave detecting device. Therefore, the computer is configured to function as an electroencephalogram acquisition means, an electroencephalogram analysis means, an alpha wave appearance amount comparison means, and a control signal transmission means.

かかる構成によれば、脳波制御プログラムは、脳波取得手段によって、脳波検出装置から、ロボット等の動作物体の動作を認識しているときの対象者の脳波を取得し、脳波解析手段によって、その脳波を解析することでアルファ波の出現量を測定する。   According to such a configuration, the electroencephalogram control program acquires the electroencephalogram of the subject when recognizing the motion of the moving object such as a robot from the electroencephalogram detection device by the electroencephalogram acquisition means, and the electroencephalogram analysis means then The amount of appearance of alpha waves is measured by analyzing.

そして、脳波制御プログラムは、アルファ波出現量比較手段によって、脳波解析手段で測定されたアルファ波の出現量を、予め設定した閾値と比較する。そして、脳波制御プログラムは、制御信号送出手段によって、アルファ波出現量比較手段の比較結果で、対象者の脳波におけるアルファ波の出現量が少ないと判定されるときには、動作物体に対して、動作の切り替えを指示する制御信号を送出する。   Then, the electroencephalogram control program compares the alpha wave appearance amount measured by the electroencephalogram analysis means with the preset threshold value by the alpha wave appearance amount comparison means. When the control signal sending means determines that the appearance amount of the alpha wave in the subject's brain wave is small by the comparison result of the alpha wave appearance amount comparison means, the electroencephalogram control program performs the action on the moving object. A control signal instructing switching is sent out.

なお、動作物体が同一の動作を継続して実行しない場合は、脳波制御プログラムは、制御信号送出手段によって、アルファ波の出現量が多いと判定されるときに、動作物体に対して、動作の継続を指示する制御信号を送出する。これによって、この制御信号を受信した動作物体は、対象者がアルファ波を多く出すことのできる動作を順次行うことが可能になる。   If the moving object does not continue to perform the same operation, the electroencephalogram control program performs an action on the moving object when the control signal transmission means determines that the appearance amount of the alpha wave is large. A control signal for instructing continuation is sent. As a result, the moving object that has received this control signal can sequentially perform operations that allow the subject to emit a large amount of alpha waves.

請求項1、請求項2、請求項5又は請求項6に記載の発明によれば、対象者がロボット等の動作物体を認識した状態において、対象者のアルファ波の出現量に基づいて、動作物体の動作を切り替えることができる。これによって、対象者は、意識的にアルファ波を多く出そうとする努力をすることなく、動作物体を開眼状態で認識しているだけで、アルファ波を出したリラックスした精神状態を保つことができる。
また、本発明によれば、動作物体として、例えば、ロボットを用いることで、楽しみながら無意識のうちに、対象者のアルファ波を多く出現させることができる。これによって、対象者が幼児等の年少者であっても、リラックスした精神状態を維持させることができる。
According to the invention of claim 1, claim 2, claim 5 or claim 6, in a state in which the subject recognizes a moving object such as a robot, the motion is performed based on the appearance amount of the alpha wave of the subject. The movement of the object can be switched. This allows the subject to maintain a relaxed mental state with alpha waves by simply recognizing the moving object with his eyes open without consciously trying to produce a lot of alpha waves. it can.
Further, according to the present invention, by using, for example, a robot as the moving object, many alpha waves of the subject can appear unconsciously while having fun. Thereby, even if the subject is a young person such as an infant, a relaxed mental state can be maintained.

請求項3に記載の発明によれば、アルファ波の出現量に基づいて、動作物体が動作する動作パターンの優先順位を決定することができ、対象者がアルファ波を多く出さない動作については、優先順位を低くし動作を実行させないことが可能になる。これによって、脳波制御装置は、対象者がアルファ波をより多く出す動作を、動作物体に実行させることができ、対象者が快適と感じる環境を創り出すことができる。   According to the third aspect of the present invention, the priority of the motion pattern in which the moving object operates can be determined based on the appearance amount of the alpha wave. It is possible to lower the priority order and prevent the operation from being executed. As a result, the electroencephalogram control apparatus can cause the moving object to execute an operation in which the subject emits more alpha waves, and can create an environment in which the subject feels comfortable.

請求項4に記載の発明によれば、予め対象者が快適と感じたときのアルファ波の出現量を記憶しておき、その出現量を基準(閾値)として、現在対象者が出しているアルファ波の量が、対象者にとって快適と感じている量かどうかを判定することができる。これによって、対象者の感性に合わせて、対象者が快適と感じる動作を、動作物体に実行させることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the appearance amount of alpha waves when the subject feels comfortable is stored in advance, and the alpha that the subject is currently using is based on the appearance amount as a reference (threshold). It can be determined whether the amount of waves is an amount that is comfortable for the subject. Accordingly, it is possible to cause the moving object to perform an operation that the subject feels comfortable according to the sensitivity of the subject.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[脳波制御システムの概要]
まず、図1を参照して、対象者の脳波を制御する脳波制御システムの概要について説明する。図1は、脳波制御システムの構成を示すブロック図である。脳波制御システム1は、ロボット等の動作物体に対して、複数の動作パターンを切り替えて動作させることで、その動作物体を認識した対象者の脳波を制御するものである。ここでは、脳波制御システム1は、ロボット10と、脳波検出装置20と、脳波制御装置30とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of electroencephalogram control system]
First, an outline of an electroencephalogram control system that controls the subject's electroencephalogram will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electroencephalogram control system. The electroencephalogram control system 1 controls an electroencephalogram of a subject who has recognized the moving object by switching a plurality of operation patterns and operating the moving object such as a robot. Here, the electroencephalogram control system 1 includes a robot 10, an electroencephalogram detection device 20, and an electroencephalogram control device 30.

ロボット(動作物体)10は、脳波制御装置30からの制御信号に基づいて、対象者Mが好む(快適と感じる)種々の動作を行うものである。このロボット10が、種々の動作を対象者Mに提示することで、対象者Mの脳波(アルファ波等)を変化させることができる。   The robot (moving object) 10 performs various actions that the subject M likes (feels comfortable) based on the control signal from the electroencephalogram control apparatus 30. This robot 10 can change the brain wave (alpha wave etc.) of the subject M by presenting various operations to the subject M.

このロボット10には、例えば、ソニー(株)が開発したペット型ロボット「AIBO(登録商標)」を用いることができる。この「AIBO」は、ソフトウェア開発環境が一般に公開され、誰でも自由に「AIBO」の動作プログラムを作成することができる。これによって、「AIBO」は、例えば、図6に示すように、定型化した複数の動作パターンを実行させることができる。一例として、「座りの状態から口を動かす」ことで、「あくびをする」動作(図中、番号6)を実行させたり、「伏せの状態から体の向きを横にする」ことで、「寝転がる」動作(図中、番号18)を実行させたりすることができる。   For example, a pet robot “AIBO (registered trademark)” developed by Sony Corporation can be used as the robot 10. As for “AIBO”, a software development environment is open to the public, and anyone can freely create an operation program of “AIBO”. Thereby, “AIBO” can execute a plurality of standardized operation patterns as shown in FIG. 6, for example. As an example, by “moving the mouth from the sitting state”, the “yawning” action (number 6 in the figure) is executed, or by “turning the body sideways from the lying state” It is possible to execute a “sleeping” operation (number 18 in the figure).

なお、ロボット10は、外部からの制御信号に基づいて、動作パターンを切り替えられるものであれば、他の動作物体であっても構わない。また、この動作物体は、例えば、表示画面に表示される映像を制御信号によって切り替えるものであっても構わない。   Note that the robot 10 may be another moving object as long as the operation pattern can be switched based on a control signal from the outside. In addition, the moving object may be, for example, one that switches a video displayed on the display screen by a control signal.

脳波検出装置20は、対象者Mの脳波を検出するもので、センサ20aと、脳波測定装置20bとを備えている。   The electroencephalogram detection apparatus 20 detects an electroencephalogram of the subject M, and includes a sensor 20a and an electroencephalogram measurement apparatus 20b.

センサ20aは、図示していない電極を備え、頭皮上の電位差(電圧)を測定するものである。例えば、電位変化のある頭皮上の点に対し、電位変化がほとんどない耳朶等を基準として電位差を測定する。   The sensor 20a includes an electrode (not shown) and measures a potential difference (voltage) on the scalp. For example, the potential difference is measured with respect to a point on the scalp having a potential change with reference to an earlobe or the like with little potential change.

脳波測定装置20bは、センサ20aで測定された電位差を、ある特定の時間間隔(例えば、10ミリ秒)でサンプリングして脳波として測定するものである。ここで測定された脳波は、例えば、RS−232C等のシリアルケーブル又はIEEE1284等のパラレルケーブルを介して、シリアルデータ又はパラレルデータとして、脳波制御装置30に出力される。   The electroencephalogram measuring apparatus 20b measures the potential difference measured by the sensor 20a at a specific time interval (for example, 10 milliseconds) and measures it as an electroencephalogram. The measured electroencephalogram is output to the electroencephalogram controller 30 as serial data or parallel data via a serial cable such as RS-232C or a parallel cable such as IEEE 1284, for example.

脳波制御装置30は、脳波検出装置20で検出された脳波に基づいて、ロボット10の動作パターンを切り替えることで、ロボット10を認識した対象者Mの脳波を制御するものである。例えば、脳波制御装置30は、脳波にアルファ波が多く(ある閾値以上)出現していると判定した場合は、現在の動作を継続する旨の制御信号をロボット10に送出する。また、アルファ波が少ない(ある閾値未満)と判定した場合は、他の動作に切り替える旨の制御信号をロボット10に送出する。なお、脳波制御装置30は、特定の期間(ひとつの動作の開始から終了までの全部若しくは一部の時間を含む)毎に、アルファ波の出現量を閾値と比較し、現在の動作を継続するかどうかを判定する。
このように脳波制御システム1を構成することで、対象者Mは、ロボット10が行う動作を観察しているだけで、アルファ波を多く出すリラックスした状態を保つことができる。
The electroencephalogram control device 30 controls the electroencephalogram of the subject M who has recognized the robot 10 by switching the operation pattern of the robot 10 based on the electroencephalogram detected by the electroencephalogram detection device 20. For example, if the electroencephalogram control apparatus 30 determines that many alpha waves appear in the electroencephalogram (above a certain threshold), the electroencephalogram control apparatus 30 sends a control signal to the robot 10 to continue the current operation. When it is determined that the alpha wave is small (less than a certain threshold), a control signal for switching to another operation is sent to the robot 10. The electroencephalogram control apparatus 30 compares the appearance amount of the alpha wave with a threshold value every specific period (including all or part of the time from the start to the end of one operation), and continues the current operation. Determine whether or not.
By configuring the electroencephalogram control system 1 in this way, the subject M can maintain a relaxed state in which a large number of alpha waves are generated only by observing the operation performed by the robot 10.

[脳波制御装置の詳細]
次に、本発明に係る脳波制御装置についてさらに詳細に説明する。
[Details of electroencephalogram control device]
Next, the electroencephalogram control apparatus according to the present invention will be described in more detail.

(第一の実施の形態:脳波制御装置の構成)
まず、図2を参照(適宜図1参照)して、第一の実施の形態に係る脳波制御装置の構成について説明する。図2は、第一の実施の形態に係る脳波制御装置の構成を示すブロック図である。ここでは、脳波制御装置30は、脳波取得手段31と、脳波解析手段32と、快適脳波レベル記憶手段33と、アルファ波出現量比較手段34と、制御信号送出手段35とを備えている。
(First embodiment: configuration of electroencephalogram control apparatus)
First, the configuration of the electroencephalogram control apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 2 (refer to FIG. 1 as appropriate). FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the electroencephalogram control apparatus according to the first embodiment. Here, the electroencephalogram control apparatus 30 includes an electroencephalogram acquisition means 31, an electroencephalogram analysis means 32, a comfortable electroencephalogram level storage means 33, an alpha wave appearance amount comparison means 34, and a control signal transmission means 35.

なお、第一の実施の形態では、ロボット10には、予め複数の動作パターンを実行するためのプログラムが組み込まれており、外部からの制御信号に基づいて、動作パターンの実行(継続)又は切り替えを行うものとする。   In the first embodiment, the robot 10 incorporates a program for executing a plurality of operation patterns in advance, and the execution (continuation) or switching of the operation pattern is performed based on an external control signal. Shall be performed.

脳波取得手段31は、脳波検出装置20で検出した、ロボット10の動作を認識しているときの、対象者Mの脳波を取得するものである。ここでは、脳波取得手段31は、例えば、RS−232C等のシリアルケーブルを介して、脳波測定装置20bがある特定の時間間隔でサンプリングしたシリアルデータを、数値(例えば、脳波の実際の値である電圧値)に変換し、脳波解析手段32に出力する。なお、この脳波取得手段31は、例えば、10ミリ秒間隔で対象者Mの脳波を取得することとする。   The electroencephalogram acquisition means 31 acquires the electroencephalogram of the subject M when the operation of the robot 10 detected by the electroencephalogram detection device 20 is recognized. Here, the electroencephalogram acquisition means 31 uses, for example, serial data obtained by sampling the electroencephalogram measurement apparatus 20b at a certain time interval via a serial cable such as RS-232C as a numerical value (for example, an actual value of an electroencephalogram). Voltage value) and output to the electroencephalogram analysis means 32. The brain wave acquisition means 31 acquires the brain wave of the subject M at intervals of 10 milliseconds, for example.

脳波解析手段32は、脳波取得手段31で取得した対象者Mの脳波(電圧値)を解析し、対象者Mが快適と感じる度合いを示すアルファ波の出現量を測定するものである。ここでは、脳波解析手段32は、周波数分析部32aとアルファ波検出部32bとを備えている。   The electroencephalogram analysis means 32 analyzes the electroencephalogram (voltage value) of the subject M acquired by the electroencephalogram acquisition means 31, and measures the appearance amount of alpha waves indicating the degree to which the subject M feels comfortable. Here, the electroencephalogram analysis means 32 includes a frequency analysis unit 32a and an alpha wave detection unit 32b.

周波数分析部32aは、時間領域の波形を周波数領域のスペクトルに変換することで、脳波に含まれる周波数成分を分析するものである。この周波数分析部32aは、脳波取得手段31で取得した時系列のデータである脳波を、例えば、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)等により周波数解析することで、周波数毎のスペクトル(パワースペクトル密度)を求める。すなわち、周波数分析部32aは、図7に示すように、横軸を時間、縦軸を電位差(電圧)としたときの脳波の波形(図7(a))を、高速フーリエ変換(FFT)することで、横軸を周波数、縦軸をスペクトルとした周波数毎のスペクトル(図7(b))を算出することになる。   The frequency analysis unit 32a analyzes a frequency component included in an electroencephalogram by converting a time domain waveform into a frequency domain spectrum. The frequency analysis unit 32a analyzes the frequency of the electroencephalogram, which is time-series data acquired by the electroencephalogram acquisition means 31, by, for example, fast Fourier transform (FFT), etc. Density). That is, as shown in FIG. 7, the frequency analysis unit 32a performs fast Fourier transform (FFT) on the waveform of the electroencephalogram (FIG. 7A) when the horizontal axis is time and the vertical axis is the potential difference (voltage). Thus, the spectrum for each frequency (FIG. 7B) is calculated with the horizontal axis representing the frequency and the vertical axis representing the spectrum.

アルファ波検出部32bは、周波数分析部32aで算出された周波数毎のスペクトルに基づいて、脳波に含まれるアルファ波を検出し、その出現量を求めるものである。ここでは、ベータ波、アルファ波、シータ波及びデルタ波を含む全ての周波数におけるスペクトル量(総エネルギ値)に対する、アルファ波の周波数におけるスペクトル量(エネルギ値)の比を、アルファ波の出現量とする。なお、ここで求められたアルファ波の出現量は、対象者Mがロボット10を認識しているときの、快適と感じる度合いを示す指標となる。以下、対象者Mがロボット10を認識しているときのアルファ波の出現量を、認識時脳波レベルという。   The alpha wave detection unit 32b detects an alpha wave included in the brain wave based on the spectrum for each frequency calculated by the frequency analysis unit 32a, and obtains the appearance amount thereof. Here, the ratio of the amount of spectrum (energy value) at the frequency of the alpha wave to the amount of spectrum (total energy value) at all frequencies including the beta wave, alpha wave, theta wave, and delta wave is defined as the appearance amount of the alpha wave. To do. It should be noted that the appearance amount of the alpha wave obtained here is an index indicating the degree of comfort when the subject M recognizes the robot 10. Hereinafter, the appearance amount of the alpha wave when the target person M recognizes the robot 10 is referred to as an electroencephalogram level during recognition.

快適脳波レベル記憶手段33は、対象者Mが快適と感じる脳波のレベルある快適脳波レベルを記憶したものであって、メモリ等の一般的な記憶装置である。この快適脳波レベル記憶手段33には、事前に測定した、対象者Mが快適と感じたときの、アルファ波の出現量を快適脳波レベル33aとして記憶しておく。   The comfortable electroencephalogram level storage means 33 stores a comfortable electroencephalogram level at which the subject M feels comfortable and is a general storage device such as a memory. The comfortable electroencephalogram level storage means 33 stores the appearance amount of alpha waves measured in advance when the subject M feels comfortable as the comfortable electroencephalogram level 33a.

この快適脳波レベル33aは、例えば、脳波において、ベータ波、アルファ波、シータ波及びデルタ波を含む全ての周波数におけるスペクトル量(総エネルギ値)に対する、アルファ波の周波数におけるスペクトル量(エネルギ値)の比(割合)とする。あるいは、快適脳波レベル33aは、アルファ波の周波数におけるスペクトル量(エネルギ値)そのものであってもよい。
この快適脳波レベル記憶手段33に記憶されている快適脳波レベルが、対象者Mが快適と感じているかどうかを判定するための基準(閾値)となる。
This comfortable brain wave level 33a is, for example, the amount of spectrum (energy value) at the frequency of the alpha wave relative to the spectrum amount (total energy value) at all frequencies including the beta wave, alpha wave, theta wave, and delta wave in the brain wave. It is a ratio (ratio). Alternatively, the comfortable electroencephalogram level 33a may be the spectral amount (energy value) itself at the frequency of the alpha wave.
The comfortable electroencephalogram level stored in the comfortable electroencephalogram level storage means 33 is a reference (threshold value) for determining whether or not the subject M feels comfortable.

アルファ波出現量比較手段34は、脳波解析手段32で測定された認識時脳波レベル(アルファ波の出現量)と、快適脳波レベル記憶手段33に記憶されている快適脳波レベル33aとを比較するものである。この比較結果によって、対象者Mが快適と感じているかどうかを判定することができる。例えば、アルファ波出現量比較手段34は、認識時脳波レベルと快適脳波レベル33aとを比較し、認識時脳波レベルが快適脳波レベル33a以上の場合は、比較結果として「1」、認識時脳波レベルが快適脳波レベル33a未満の場合は、比較結果として「0」を制御信号送出手段35に出力する。   The alpha wave appearance amount comparison means 34 compares the electroencephalogram level during recognition (alpha wave appearance quantity) measured by the electroencephalogram analysis means 32 with the comfortable electroencephalogram level 33 a stored in the comfortable electroencephalogram level storage means 33. It is. Based on this comparison result, it can be determined whether or not the subject M feels comfortable. For example, the alpha wave appearance amount comparison means 34 compares the electroencephalogram level during recognition with the comfortable electroencephalogram level 33a, and if the electroencephalogram level during recognition is equal to or greater than the comfort electroencephalogram level 33a, the comparison result is “1”. Is less than the comfortable electroencephalogram level 33a, “0” is output to the control signal sending means 35 as a comparison result.

制御信号送出手段35は、アルファ波出現量比較手段34から出力される比較結果に基づいて、ロボット10に対して、動作の継続又は切り替えを指示する制御信号を、通信回線を介して、送出するものである。ここで、制御信号送出手段35は、比較結果として「1」が入力された場合、認識時脳波レベルは快適脳波レベル33a以上であって、対象者Mの感じる快適度が大きいと判定することができる。また、比較結果として「0」が入力された場合、認識時脳波レベルは快適脳波レベル33a未満であって、対象者Mの感じる快適度が小さいと判定することができる。   Based on the comparison result output from the alpha wave appearance amount comparison unit 34, the control signal transmission unit 35 transmits a control signal for instructing the robot 10 to continue or switch the operation via the communication line. Is. Here, when “1” is input as the comparison result, the control signal transmission means 35 determines that the recognition EEG level is the comfortable EEG level 33a or higher and the comfort level felt by the subject M is large. it can. When “0” is input as the comparison result, it can be determined that the recognition EEG level is less than the comfortable EEG level 33a and the comfort level felt by the subject M is small.

そこで、制御信号送出手段35は、この比較結果により、対象者Mの快適度が大きいと判定した場合、ロボット10に対して、現在の動作を実行(継続)する旨の指示を示す制御信号(実行指示信号)を送出する。また、比較結果により、対象者Mの快適度が小さいと判定した場合、ロボット10に対して、現在の動作を中止し、他の動作に切り替える旨の指示を示す制御信号(切り替え指示信号)を送出する。   Therefore, when it is determined from the comparison result that the comfort level of the subject M is large, the control signal sending means 35 gives a control signal (instruction to the robot 10 to execute (continue) the current operation). Send execution instruction signal). If it is determined from the comparison result that the degree of comfort of the subject M is small, a control signal (switching instruction signal) indicating an instruction to stop the current operation and switch to another operation is given to the robot 10. Send it out.

この切り替え指示信号を受信したロボット10は、例えば、図6に示した動作パターンを順次切り替えて実行する。なお、ロボット10が、切り替え指示信号を受信するまで、継続して同じ動作を実行する場合は、制御信号送出手段35は、継続指示信号を送出する必要はない。   For example, the robot 10 that has received the switching instruction signal sequentially switches and executes the operation patterns shown in FIG. If the robot 10 continues to perform the same operation until it receives the switching instruction signal, the control signal sending means 35 does not need to send the continuation instruction signal.

このように脳波制御装置30を構成することで、脳波制御装置30は、対象者Mの脳波からアルファ波が多く検出される場合は、ロボット10の動作を継続させ、アルファ波が少なくなった段階で、別の動作を行わせることができる。これによって、対象者Mは、アルファ波を意識的に増強しようとしなくても、アルファ波が多く出る状態を保つことができ、対象者Mにとってリラックスした快適環境を構築することができる。   By configuring the electroencephalogram control apparatus 30 in this manner, the electroencephalogram control apparatus 30 continues the operation of the robot 10 when a large amount of alpha waves are detected from the electroencephalogram of the subject M, and the stage where the alpha waves have decreased. Thus, another operation can be performed. As a result, the subject M can maintain a state where a lot of alpha waves are generated without intentionally increasing the alpha waves, and a relaxed and comfortable environment can be constructed for the subject M.

以上、一実施形態に基づいて、脳波制御装置30の構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、脳波測定装置20bを脳波制御装置30内に備えて構成してもよい。   As mentioned above, although the structure of the electroencephalogram control apparatus 30 was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to this. For example, the electroencephalogram measurement apparatus 20b may be provided in the electroencephalogram control apparatus 30.

なお、脳波制御装置30は、一般的なコンピュータにプログラムを実行させ、コンピュータ内の演算装置や記憶装置を動作させることにより実現することができる。このプログラム(脳波制御プログラム)は、通信回線を介して配布することも可能であるし、CD−ROM等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。   The electroencephalogram control apparatus 30 can be realized by causing a general computer to execute a program and operating an arithmetic device or a storage device in the computer. This program (electroencephalogram control program) can be distributed via a communication line, or can be written and distributed on a recording medium such as a CD-ROM.

(第一の実施の形態:脳波制御装置の動作)
次に、図3を参照(適宜図1及び図2参照)して、第一の実施の形態に係る脳波制御装置の動作について説明する。図3は、第一の実施の形態に係る脳波制御装置の動作を示すフローチャートである。
(First embodiment: operation of an electroencephalogram control apparatus)
Next, the operation of the electroencephalogram control apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 3 (see FIGS. 1 and 2 as appropriate). FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the electroencephalogram control apparatus according to the first embodiment.

<脳波取得ステップ>
まず、脳波制御装置30は、制御信号送出手段35によって、「実行指示信号」を、制御信号としてロボット10に送出することで、ロボット10に対して動作の指令を行う(ステップS1)。
<EEG acquisition step>
First, the electroencephalogram control apparatus 30 sends an “execution instruction signal” as a control signal to the robot 10 by the control signal sending means 35, thereby giving an operation command to the robot 10 (step S1).

そして、脳波制御装置30は、対象者Mがロボット10の動作を認識している状態で、脳波検出装置20が測定した脳波を、脳波取得手段31によってシリアルデータとして取得し(ステップS2)、そのシリアルデータを電圧値に変換する(ステップS3)。   Then, the electroencephalogram control apparatus 30 acquires the electroencephalogram measured by the electroencephalogram detection apparatus 20 in the state where the subject M recognizes the movement of the robot 10 as serial data by the electroencephalogram acquisition means 31 (step S2). Serial data is converted into a voltage value (step S3).

<脳波解析ステップ>
また、脳波制御装置30は、脳波解析手段32の周波数分析部32aによって、脳波取得手段31で取得した脳波(電圧値)を、高速フーリエ変換(FFT)することで、周波数に変換する(ステップS4)。
<Electroencephalogram analysis step>
The electroencephalogram control apparatus 30 converts the electroencephalogram (voltage value) acquired by the electroencephalogram acquisition means 31 into a frequency by performing a fast Fourier transform (FFT) by the frequency analysis unit 32a of the electroencephalogram analysis means 32 (step S4). ).

そして、脳波制御装置30は、脳波解析手段32のアルファ波検出部32bによって、周波数分析部32aで算出された周波数毎のスペクトルに基づいて、脳波に含まれるアルファ波を検出し、その出現量を求める。ここでは、全ての周波数におけるスペクトル量(総エネルギ値)に対する、アルファ波の周波数におけるスペクトル量(エネルギ値)の比を、アルファ波の出現量として算出し、認識時脳波レベルとする(ステップS5)。   Then, the electroencephalogram control device 30 detects the alpha wave included in the electroencephalogram based on the spectrum for each frequency calculated by the frequency analysis unit 32a by the alpha wave detection unit 32b of the electroencephalogram analysis means 32, and determines the appearance amount thereof. Ask. Here, the ratio of the spectrum amount (energy value) at the frequency of the alpha wave to the spectrum amount (total energy value) at all frequencies is calculated as the appearance amount of the alpha wave, and is set as the brain wave level at the time of recognition (step S5). .

<アルファ波出現量比較ステップ>
そして、脳波制御装置30は、アルファ波出現量比較手段34によって、ステップS5で算出された認識時脳波レベルが、予め測定しておいた、快適脳波レベル記憶手段33に記憶されている対象者Mが快適と感じる脳波のレベルである閾値(快適脳波レベル33a)以上であるかどうかを比較する(ステップS6)。なお、この比較結果は、制御信号送出手段35に出力される。
<Alpha wave appearance amount comparison step>
Then, the electroencephalogram control apparatus 30 uses the alpha wave appearance amount comparison means 34 to measure the recognition-time electroencephalogram level calculated in step S5 in advance, and stores the subject M stored in the comfortable electroencephalogram level storage means 33. Is compared with a threshold value (comfortable electroencephalogram level 33a) that is a level of an electroencephalogram that feels comfortable (step S6). The comparison result is output to the control signal sending means 35.

<制御信号送出ステップ>
そして、脳波制御装置30は、ステップS6の比較結果において、認識時脳波レベルが閾値以上の場合(ステップS6でYes)、制御信号送出手段35によって、対象者Mからアルファ波が多く出て快適度が大きいと判定する(ステップS7)。一方、ステップS6の比較結果において、認識時脳波レベルが閾値未満の場合(ステップS6でNo)、制御信号送出手段35によって、対象者Mの脳波におけるアルファ波が少なく快適度が小さいと判定する(ステップS8)。
<Control signal sending step>
Then, if the electroencephalogram level during recognition is equal to or higher than the threshold value (Yes in step S6) in the comparison result in step S6, the electroencephalogram control apparatus 30 causes the control signal sending means 35 to generate a lot of alpha waves from the subject M and the comfort level. Is determined to be large (step S7). On the other hand, in the comparison result of step S6, when the electroencephalogram level at the time of recognition is less than the threshold value (No in step S6), the control signal sending means 35 determines that the alpha wave in the brain wave of the subject M is small and the comfort level is small ( Step S8).

このステップS7又はステップS8の判定結果に基づいて、制御信号送出手段35は、制御信号を決定し(ステップS9)、ステップS1に戻って、ロボット10に対して、通信回線を介して、制御信号を送出する。   Based on the determination result of step S7 or step S8, the control signal sending means 35 determines the control signal (step S9), returns to step S1, and sends the control signal to the robot 10 via the communication line. Is sent out.

なお、このステップS9において、制御信号送出手段35は、判定結果として快適度が大きいと判定した場合は、動作の継続を指示する「実行指示信号」を制御信号とする。また、判定結果として快適度が小さいと判定した場合は、動作の切り替えを指示する「切り替え指示信号」を制御信号とする。   In this step S9, when the control signal transmission means 35 determines that the degree of comfort is large as a determination result, the control signal transmission means 35 uses the “execution instruction signal” for instructing continuation of the operation as the control signal. Further, when it is determined that the degree of comfort is small as a determination result, a “switching instruction signal” instructing switching of the operation is used as a control signal.

以上の動作を連続して動作させることで、脳波制御装置30は、対象者Mの脳波において、アルファ波が多く出る状態を保つことができ、対象者Mにとってリラックスした快適環境を構築することができる。   By continuously operating the above operations, the electroencephalogram control apparatus 30 can maintain a state where a lot of alpha waves are generated in the brain waves of the subject M, and can construct a relaxed and comfortable environment for the subject M. it can.

(第二の実施の形態:脳波制御装置の構成)
次に、図4を参照(適宜図1参照)して、第二の実施の形態に係る脳波制御装置の構成について説明する。図4は、第二の実施の形態に係る脳波制御装置の構成を示すブロック図である。この脳波制御装置30Bは、ロボット10が行う動作の動作パターンを、対象者Mのアルファ波の出現する割合に基づいて順位付けし、その順位に基づいて、ロボット10の動作パターンを切り替えるものである。ここでは、脳波制御装置30Bは、脳波取得手段31と、脳波解析手段32と、快適脳波レベル記憶手段33と、アルファ波出現量比較手段34と、制御信号送出手段35Bと、動作情報記憶手段36と、制御情報選択手段37と、優先順位決定手段38とを備えている。
(Second Embodiment: Configuration of EEG Control Device)
Next, the configuration of the electroencephalogram control apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 4 (refer to FIG. 1 as appropriate). FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the electroencephalogram control apparatus according to the second embodiment. This electroencephalogram control apparatus 30B ranks the movement patterns of the movements performed by the robot 10 based on the rate of appearance of alpha waves of the subject M, and switches the movement patterns of the robot 10 based on the ranks. . Here, the electroencephalogram control apparatus 30B includes an electroencephalogram acquisition means 31, an electroencephalogram analysis means 32, a comfortable electroencephalogram level storage means 33, an alpha wave appearance amount comparison means 34, a control signal transmission means 35B, and an operation information storage means 36. And a control information selection means 37 and a priority order determination means 38.

この脳波制御装置30Bでは、図2に示した脳波制御装置30において、制御信号送出手段35を、その機能を変更した制御信号送出手段35Bとし、さらに、動作情報記憶手段36と、制御情報選択手段37と、優先順位決定手段38とを付加している。制御信号送出手段35B、動作情報記憶手段36、制御情報選択手段37及び優先順位決定手段38以外の構成については、脳波制御装置30と同一の構成であるので、同一の符号を付し説明を省略する。
なお、ロボット10は、脳波制御装置30Bから送出される制御信号である、動作パターンの動作を特定する制御情報に基づいて、動作を行うものとする。
In this electroencephalogram control apparatus 30B, in the electroencephalogram control apparatus 30 shown in FIG. 2, the control signal sending means 35 is changed to a control signal sending means 35B whose function is changed, and further, an operation information storage means 36 and a control information selecting means. 37 and priority determining means 38 are added. Since the configuration other than the control signal transmission unit 35B, the operation information storage unit 36, the control information selection unit 37, and the priority order determination unit 38 is the same as that of the electroencephalogram control apparatus 30, the same reference numerals are given and description thereof is omitted. To do.
It is assumed that the robot 10 performs an operation based on control information that specifies an operation of an operation pattern, which is a control signal transmitted from the electroencephalogram control apparatus 30B.

制御信号送出手段35Bは、後記する制御情報選択手段37で選択された制御情報を、ロボット10に対して、通信回線を介して、動作パターンを指示する制御信号として送出するものである。   The control signal sending means 35B sends the control information selected by the control information selecting means 37, which will be described later, to the robot 10 as a control signal for instructing an operation pattern via a communication line.

動作情報記憶手段(制御情報記憶手段、優先順位記憶手段に相当)36は、ロボット10の複数の動作パターンを動作させるための動作制御情報36aと、ロボット10で複数の動作パターンを動作させる際の動作パターンの優先順位を示す優先順位情報36bとを記憶するものであって、メモリ等の一般的な記憶装置である。   The motion information storage means (corresponding to control information storage means and priority order storage means) 36 includes motion control information 36a for operating a plurality of motion patterns of the robot 10 and when the robot 10 operates a plurality of motion patterns. It stores priority order information 36b indicating the priority order of operation patterns, and is a general storage device such as a memory.

動作制御情報36aは、ロボット10の動作パターンと、ロボット10に対する制御情報(例えば、動作指示命令)とを対応付けた情報である。例えば、図8に示すように、予め、個々の動作パターン(動作パターン番号N)に、ロボット10に対する動作指示命令Cを対応付けておく。なお、この制御情報である動作指示命令Cは、図8に示すように、単一の動作指示命令としてもよいし、複数の動作を連続して動作させる複数の動作指示命令としてもよい。ここでは、一例として、動作指示命令Cを16進数の値で示している。また、ここでは、制御情報の数を「20」としているが、この数に限定されるものではない。   The motion control information 36a is information in which the motion pattern of the robot 10 is associated with control information (for example, a motion instruction command) for the robot 10. For example, as shown in FIG. 8, an operation instruction command C for the robot 10 is associated with each operation pattern (operation pattern number N) in advance. Note that the operation instruction command C, which is the control information, may be a single operation instruction command as shown in FIG. 8, or may be a plurality of operation instruction commands for continuously operating a plurality of operations. Here, as an example, the operation instruction command C is indicated by a hexadecimal value. Here, although the number of control information is “20”, the number is not limited to this number.

優先順位情報36bは、ロボット10の動作パターンと、その動作パターンの優先順位とを対応付けた情報である。例えば、図9に示すように、動作パターン(動作パターン番号N)毎に、優先順位として各動作パターンの重みWを対応付ける。すなわち、重みWの値が大きいほど、優先順位が高いこととする。図9の例では、動作パターン番号Nが「1」の場合に、優先順位(重みW)を「20」とし、最高の優先順位とし、動作パターン番号Nが「20」の場合に、優先順位(重みW)を「1」とし、最低の優先順位としている。   The priority order information 36b is information in which the operation pattern of the robot 10 is associated with the priority order of the operation pattern. For example, as shown in FIG. 9, for each operation pattern (operation pattern number N), the weight W of each operation pattern is associated as a priority order. In other words, the higher the weight W, the higher the priority. In the example of FIG. 9, when the operation pattern number N is “1”, the priority (weight W) is “20”, the highest priority, and when the operation pattern number N is “20”, the priority (Weight W) is “1”, which is the lowest priority.

なお、この優先順位情報36bは、初期値として、同じ重みを設定しておくこととしてもよいし、予め、対象者Mが動作パターンの動作を認識したときのアルファ波の出現量に基づいて、アルファ波の出現量の大きい順に順位付けしておくこととしてもよい。   The priority information 36b may be set with the same weight as an initial value, or based on the appearance amount of an alpha wave when the subject M recognizes the motion of the motion pattern in advance. It is good also as ranking according to the order of the appearance amount of an alpha wave.

制御情報選択手段37は、アルファ波出現量比較手段34の比較結果に基づいて、動作情報記憶手段36から、次に動作させる動作パターンを特定する制御情報を選択するものである。なお、制御情報選択手段37は、制御情報を選択する前に、アルファ波出現量比較手段34の比較結果を後記する優先順位決定手段38に通知し、優先順位決定手段38から、動作情報記憶手段36に記憶されている優先順位情報36bの更新が完了した旨を通知された段階で、制御情報を選択するものとする。   The control information selection unit 37 selects control information for specifying the next operation pattern to be operated from the operation information storage unit 36 based on the comparison result of the alpha wave appearance amount comparison unit 34. Before selecting control information, the control information selection means 37 notifies the priority order determination means 38, which will be described later, of the comparison result of the alpha wave appearance amount comparison means 34, and the priority order determination means 38 sends the operation information storage means. It is assumed that the control information is selected at the stage where the update of the priority information 36b stored in 36 is notified.

なお、この制御情報選択手段37は、動作情報記憶手段36に記憶されている優先順位情報36bから、最も優先順位が高い(重みの大きい)動作パターン番号N(図9参照)を検索し、その動作パターン番号Nに対応する動作指示命令C(図8参照)を、動作制御情報36aから選択する。ここで選択された動作指示命令(制御情報)は、制御信号送出手段35Bに出力される。   The control information selection means 37 searches the priority order information 36b stored in the action information storage means 36 for the action pattern number N (see FIG. 9) having the highest priority (the largest weight), and The operation instruction command C (see FIG. 8) corresponding to the operation pattern number N is selected from the operation control information 36a. The selected operation instruction command (control information) is output to the control signal sending means 35B.

優先順位決定手段38は、対象者Mの認識時脳波レベル(アルファ波の出現量)に基づいて、動作情報記憶手段36に記憶されている優先順位情報36bの優先順位を決定するものである。この優先順位決定手段38は、認識時脳波レベルが、所定レベル(快適脳波レベル33a)を基準として、それ以上の場合とそれ未満の場合とに分けて優先順位を決定する。なお、所定レベル(快適脳波レベル33a)の比較は、すでにアルファ波出現量比較手段34で行われているため、ここでは、優先順位決定手段38は、その比較結果を、制御情報選択手段37を経由して通知してもらうこととする。そして、優先順位決定手段38は、優先順位情報36bを更新した後に、更新が完了した旨を制御情報選択手段37に通知する。   The priority order determination means 38 is for determining the priority order of the priority order information 36b stored in the motion information storage means 36 based on the brain wave level at the time of recognition of the subject M (appearance amount of alpha wave). The priority order determining means 38 determines the priority order when the recognition-time electroencephalogram level is higher or lower than the predetermined level (comfortable electroencephalogram level 33a). Note that since the comparison of the predetermined level (comfortable electroencephalogram level 33a) has already been performed by the alpha wave appearance amount comparison means 34, the priority order determination means 38 displays the comparison result in the control information selection means 37. You will be notified via. After the priority order information 36b is updated, the priority order determination unit 38 notifies the control information selection unit 37 that the update has been completed.

このように優先順位決定手段38は、対象者Mの認識時脳波レベル(アルファ波の出現量)に基づいて、優先順位情報36bの優先順位を決定するため、ロボット10の動作に対するアルファ波の出現量が対象者毎に異なる場合であっても、その対象者が最もアルファ波を出すように、動作パターンの順位付けを行うことができる。   In this way, the priority order determination means 38 determines the priority order of the priority order information 36b based on the brain wave level (alpha wave appearance amount) at the time of recognition of the subject M. Even in the case where the amount is different for each target person, it is possible to rank the operation patterns so that the target person generates the most alpha wave.

ここで、図10を参照して、優先順位決定手段38における優先順位情報36bの更新手法について説明する。図10は、優先順位情報36bにおける優先順位が遷移する状態を示した遷移図を示し、図10(a)は、更新前の優先順位の状態を示し、図10(b)は、アルファ波が所定レベル以上である場合の優先順位の更新例、図10(c)は、アルファ波が所定レベル未満である場合の優先順位の更新例を示している。   Here, with reference to FIG. 10, the update method of the priority information 36b in the priority determination means 38 is demonstrated. FIG. 10 shows a transition diagram showing a state in which the priority order in the priority order information 36b transitions, FIG. 10 (a) shows a state of the priority order before the update, and FIG. 10 (b) shows an alpha wave. FIG. 10C shows an example of updating the priority when the alpha wave is below the predetermined level.

図10(a)は、ある時点における動作パターン(動作パターン番号N)の優先順位(重みW)を示し、現在動作している動作パターンの動作パターン番号Nが「1」、その重みWが「20」で、最も優先順位が高いものとする。そして、この段階で、アルファ波が所定レベル以上である場合は、図10(b)に示すように、現在動作している動作パターン(動作パターン番号N=「1」)の重みWを“1”加算する。また、アルファ波が所定レベル未満である場合は、図10(c)に示すように、現在動作している動作パターン(動作パターン番号N=「1」)の重みWを“10”減算する。   FIG. 10A shows the priority (weight W) of the operation pattern (operation pattern number N) at a certain point in time, the operation pattern number N of the currently operating operation pattern is “1”, and the weight W is “ 20 ”, the highest priority is assumed. At this stage, if the alpha wave is equal to or higher than the predetermined level, the weight W of the currently operating operation pattern (operation pattern number N = “1”) is set to “1” as shown in FIG. "to add. If the alpha wave is less than the predetermined level, “10” is subtracted from the weight W of the currently operating operation pattern (operation pattern number N = “1”) as shown in FIG.

これによって、図10(b)においては、優先順位が最も高い(重みW=「21」)、現在の動作パターン(動作パターン番号N=「1」)が継続されることになる。また、図10(c)においては、優先順位が最も高い(重みW=「19」)、次の動作パターン(動作パターン番号N=「2」)に動作が切り替わることになる。
なお、この重みWの加算量及び減算量は一例であって、この値に限定されるものではない。
Thus, in FIG. 10B, the current operation pattern (operation pattern number N = “1”) having the highest priority (weight W = “21”) is continued. In FIG. 10C, the operation is switched to the next operation pattern (operation pattern number N = “2”) having the highest priority (weight W = “19”).
Note that the addition amount and the subtraction amount of the weight W are examples, and are not limited to these values.

以上説明したように脳波制御装置30Bを構成することで、脳波制御装置30Bは、対象者Mの脳波からアルファ波が多く検出される場合は、ロボット10の動作を継続させ、アルファ波が少なくなった段階で、別の動作を行わせることができる。なお、このとき、脳波制御装置30Bは、ロボット10に行わせる動作パターンを、対象者Mの脳波から出現するアルファ波の出現量に基づいた優先順位により切り替えるため、脳波制御装置30(図2参照)と比較して、対象者Mを、アルファ波がより多く出る状態に保つことができる。   By configuring the electroencephalogram control apparatus 30B as described above, the electroencephalogram control apparatus 30B continues the operation of the robot 10 when the alpha wave is detected from the electroencephalogram of the subject M, and the alpha wave is reduced. At another stage, another operation can be performed. At this time, the electroencephalogram control apparatus 30B switches the operation pattern to be performed by the robot 10 according to the priority order based on the appearance amount of the alpha wave appearing from the electroencephalogram of the subject M, and therefore the electroencephalogram control apparatus 30 (see FIG. 2). ), The subject M can be kept in a state where more alpha waves are emitted.

以上、一実施形態に基づいて、脳波制御装置30Bの構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、脳波制御装置30Bは、その構成から優先順位決定手段38を省き、制御情報選択手段37が、動作制御情報36aの順番に動作パターンを切り替えることとしてもよい。ただし、この場合は、優先順位を用いないため、脳波制御装置30(図2参照)と同様の効果となる。   As mentioned above, although the structure of the electroencephalogram control apparatus 30B was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to this. For example, the electroencephalogram control apparatus 30B may omit the priority order determination unit 38 from the configuration, and the control information selection unit 37 may switch the operation pattern in the order of the operation control information 36a. However, in this case, since priority is not used, the same effect as the electroencephalogram control apparatus 30 (see FIG. 2) is obtained.

なお、脳波制御装置30Bは、一般的なコンピュータにプログラムを実行させ、コンピュータ内の演算装置や記憶装置を動作させることにより実現することができる。このプログラム(脳波制御プログラム)は、通信回線を介して配布することも可能であるし、CD−ROM等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。   The electroencephalogram control apparatus 30B can be realized by causing a general computer to execute a program and operating an arithmetic device or a storage device in the computer. This program (an electroencephalogram control program) can be distributed via a communication line, or can be written and distributed on a recording medium such as a CD-ROM.

(第二の実施の形態:脳波制御装置の動作)
次に、図5を参照(適宜図1及び図4参照)して、第二の実施の形態に係る脳波制御装置の動作について説明する。なお、第二の実施の形態に係る脳波制御装置の基本動作は、図3で説明した第一の実施の形態に係る脳波制御装置の動作と同様であり、図3におけるステップS9の詳細な動作のみが異なっている。そこで、ここでは、第二の実施の形態に係る脳波制御装置の全体動作の説明は省略し、ステップS9における制御信号の決定動作について説明を行うこととする。なお、脳波制御装置30Bにおいては、図3におけるステップS7及びステップS8は、制御情報選択手段37で行っている。
(Second embodiment: operation of an electroencephalogram control apparatus)
Next, the operation of the electroencephalogram control apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 5 (refer to FIGS. 1 and 4 as appropriate). The basic operation of the electroencephalogram control apparatus according to the second embodiment is the same as the operation of the electroencephalogram control apparatus according to the first embodiment described in FIG. 3, and the detailed operation of step S9 in FIG. Only is different. Therefore, the description of the overall operation of the electroencephalogram control apparatus according to the second embodiment is omitted here, and the control signal determination operation in step S9 will be described. In the electroencephalogram control apparatus 30B, step S7 and step S8 in FIG.

図5は、第二の実施の形態に係る脳波制御装置において、ロボットに送出する制御信号を決定する動作を示すフローチャートである。
脳波制御装置30Bは、優先順位決定手段38によって、アルファ波出現量比較手段34の比較結果に基づいて、対象者Mが感じる快適度が大きいかどうかを判定する(ステップS10)。ここで、快適度が大きい場合(ステップS10でYes)、優先順位決定手段38は、動作情報記憶手段36に記憶されている優先順位情報36bにおいて、現在動作している動作パターンに対応する重みを“1”加算し、優先順位情報36bを更新する(ステップS11)。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of determining a control signal to be sent to the robot in the electroencephalogram control apparatus according to the second embodiment.
The electroencephalogram control apparatus 30 </ b> B determines whether the degree of comfort felt by the subject M is high based on the comparison result of the alpha wave appearance amount comparison unit 34 by the priority order determination unit 38 (step S <b> 10). Here, when the comfort level is large (Yes in step S10), the priority order determination means 38 sets the weight corresponding to the currently operating motion pattern in the priority order information 36b stored in the motion information storage means 36. “1” is added, and the priority information 36b is updated (step S11).

一方、快適度が小さい場合(ステップS10でNo)、優先順位決定手段38は、動作情報記憶手段36に記憶されている優先順位情報36bにおいて、現在動作している動作パターンに対応する重みを“10”減算し、優先順位情報36bを更新する(ステップS12)。   On the other hand, when the comfort level is small (No in step S10), the priority determining unit 38 sets the weight corresponding to the currently operating motion pattern in the priority information 36b stored in the motion information storing unit 36. 10 "is subtracted to update the priority information 36b (step S12).

そして、脳波制御装置30Bは、制御情報選択手段37によって、優先順位情報36bにおいて、重みが最大となる動作パターンを検索する(ステップS13)。さらに、脳波制御装置30Bは、制御情報選択手段37によって、ステップS13における検索結果である動作パターンに対応する動作指示命令を動作制御情報36aから選択し、制御信号として決定する(ステップS14)。   Then, the electroencephalogram control apparatus 30B uses the control information selection unit 37 to search for an operation pattern having the maximum weight in the priority order information 36b (step S13). Furthermore, the electroencephalogram control apparatus 30B uses the control information selection means 37 to select an operation instruction command corresponding to the operation pattern that is the search result in step S13 from the operation control information 36a, and determines it as a control signal (step S14).

以上の動作によって、脳波制御装置30Bは、ロボット10の動作パターンを対象者Mが快適と感じる度合いにより優先順位をつけることができる。これによって、脳波制御装置30Bは、対象者Mが、アルファ波を多く出す動作パターンを、ロボット10に動作させることができる。また、対象者Mがアルファ波を多く出さない動作パターンについては、その優先順位を低く設定することができるので、対象者Mが、常にアルファ波を多く出る状態に保つことができる。   With the above operation, the electroencephalogram control apparatus 30B can prioritize the operation pattern of the robot 10 according to the degree to which the subject M feels comfortable. Thereby, the electroencephalogram control apparatus 30B can cause the robot 10 to operate an operation pattern in which the subject M generates a lot of alpha waves. Moreover, since the priority order can be set low for the operation pattern in which the subject M does not emit much alpha waves, the subject M can always keep a state where many alpha waves are emitted.

なお、脳波制御装置30Bの動作では、制御情報選択手段37において、優先順位が最も高い動作パターンを選択しロボット10を動作させることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、制御情報選択手段37が、優先順位が最も高い動作パターンを選択するのではなく、アルファ波が所定レベル未満になった動作パターンを選択対象から省き、アルファ波が所定レベル以上出ている動作パターンを順次選択しロボット10を動作させることとしてもよい。この場合、アルファ波が所定レベル以上出ている動作パターンの数が一定数を下回った場合は、再度全動作パターンの優先順位を初期化し、始めから動作させることとする。   In the operation of the electroencephalogram control apparatus 30B, the control information selection unit 37 selects the operation pattern with the highest priority and operates the robot 10. However, the present invention is not limited to this. For example, the control information selection unit 37 does not select the operation pattern with the highest priority, but omits the operation pattern in which the alpha wave is less than a predetermined level from the selection target, and the operation in which the alpha wave is greater than the predetermined level. The robot 10 may be operated by sequentially selecting patterns. In this case, when the number of operation patterns in which alpha waves are output at a predetermined level or less falls below a certain number, the priority order of all operation patterns is initialized again and the operation is started from the beginning.

本発明に係る脳波制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electroencephalogram control system which concerns on this invention. 本発明の第一の実施の形態に係る脳波制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electroencephalogram control apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施の形態に係る脳波制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electroencephalogram control apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施の形態に係る脳波制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electroencephalogram control apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施の形態に係る脳波制御装置において、ロボットに送出する制御信号を決定する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which determines the control signal sent out to a robot in the electroencephalogram control apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention. ロボットの定型化した動作パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation pattern which the robot stylized. 高速フーリエ変換(FFT)により、脳波の電位差を周波数に変換する概念を示した概念図であって、(a)は脳波の時系列データ、(b)は脳波の周波数毎のスペクトルを示す。It is the conceptual diagram which showed the concept which converts the potential difference of an electroencephalogram into a frequency by fast Fourier transform (FFT), Comprising: (a) shows the time series data of an electroencephalogram, (b) shows the spectrum for every frequency of an electroencephalogram. 動作制御情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation control information. 優先順位情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of priority information. 優先順位決定手段が、優先順位を更新する状態を示した遷移図であって、(a)は更新前の優先順位の状態、(b)はアルファ波が所定レベル以上である場合の優先順位の更新例、(c)はアルファ波が所定レベル未満である場合の優先順位の更新例を示している。FIG. 5 is a transition diagram showing a state in which the priority order determination unit updates the priority order, where (a) shows the state of the priorities before the update, and (b) shows the priority order when the alpha wave is above a predetermined level. An update example, (c) shows an update example of priority when the alpha wave is below a predetermined level. 脳波と意識の関係を示す関係図である。It is a relationship figure which shows the relationship between an electroencephalogram and consciousness.

符号の説明Explanation of symbols

1 脳波制御システム
10 ロボット(動作物体)
20 脳波検出装置
20a センサ
20b 脳波測定装置
30、30B 脳波制御装置
31 脳波取得手段
32 脳波解析手段
33 快適脳波レベル記憶手段
34 アルファ波出現量比較手段
35、35B 制御信号送出手段
36 動作情報記憶手段(制御情報記憶手段、優先順位記憶手段)
37 制御情報選択手段
38 優先順位決定手段
1 EEG control system 10 Robot (moving object)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 EEG detection apparatus 20a Sensor 20b EEG measurement apparatus 30, 30B EEG control apparatus 31 EEG acquisition means 32 EEG analysis means 33 Comfortable EEG level storage means 34 Alpha wave appearance amount comparison means 35, 35B Control signal transmission means 36 Operation information storage means ( Control information storage means, priority order storage means)
37 Control information selection means 38 Priority order determination means

Claims (6)

脳波検出装置により脳波を検出された対象者に対して、複数の動作パターンを切り替えて動作する動作物体を認識させることで、前記対象者の脳波を制御する脳波制御装置であって、
前記動作物体の動作を認識しているときの前記対象者の脳波を、前記脳波検出装置から取得する脳波取得手段と、
この脳波取得手段で取得された脳波を解析し、アルファ波の出現量を測定する脳波解析手段と、
この脳波解析手段で測定されたアルファ波の出現量を、予め設定した閾値と比較するアルファ波出現量比較手段と、
このアルファ波出現量比較手段の比較結果において、前記アルファ波の出現量が前記閾値より少ないときは、前記動作物体に対して、前記動作パターンの切り替えを指示する制御信号を送出する制御信号送出手段と、
を備えていることを特徴とする脳波制御装置。
An electroencephalogram control apparatus that controls the electroencephalogram of the target person by recognizing an operating object that operates by switching a plurality of operation patterns for a target person whose electroencephalogram is detected by an electroencephalogram detection apparatus,
An electroencephalogram acquisition means for acquiring the electroencephalogram of the subject when recognizing the action of the moving object from the electroencephalogram detection device;
An electroencephalogram analysis means for analyzing the electroencephalogram acquired by the electroencephalogram acquisition means and measuring the appearance amount of an alpha wave;
An alpha wave appearance amount comparison means for comparing the appearance amount of the alpha wave measured by the electroencephalogram analysis means with a preset threshold;
When the alpha wave appearance amount is smaller than the threshold in the comparison result of the alpha wave appearance amount comparison means, a control signal sending means for sending a control signal instructing switching of the motion pattern to the moving object. When,
An electroencephalogram control device comprising:
脳波検出装置により脳波を検出された対象者に対して、複数の動作パターンを切り替えて動作する動作物体を認識させることで、前記対象者の脳波を制御する脳波制御装置であって、
前記動作パターンの動作を特定する制御情報を記憶した制御情報記憶手段と、
前記動作物体の動作を認識しているときの前記対象者の脳波を、前記脳波検出装置から取得する脳波取得手段と、
この脳波取得手段で取得された脳波を解析し、アルファ波の出現量を測定する脳波解析手段と、
この脳波解析手段で測定されたアルファ波の出現量を、予め設定した閾値と比較するアルファ波出現量比較手段と、
このアルファ波出現量比較手段の比較結果に基づいて、前記制御情報記憶手段から、次に動作させる前記制御情報を選択する制御情報選択手段と、
この制御情報選択手段で選択された制御情報を、前記動作物体に対して、前記動作パターンを指示する制御信号として送出する制御信号送出手段と、
を備えていることを特徴とする脳波制御装置。
An electroencephalogram control apparatus that controls the electroencephalogram of the target person by recognizing an operating object that operates by switching a plurality of operation patterns for a target person whose electroencephalogram is detected by an electroencephalogram detection apparatus,
Control information storage means for storing control information for specifying the operation of the operation pattern;
An electroencephalogram acquisition means for acquiring the electroencephalogram of the subject when recognizing the action of the moving object from the electroencephalogram detection device;
An electroencephalogram analysis means for analyzing the electroencephalogram acquired by the electroencephalogram acquisition means and measuring the appearance amount of an alpha wave;
An alpha wave appearance amount comparison means for comparing the appearance amount of the alpha wave measured by the electroencephalogram analysis means with a preset threshold;
Based on the comparison result of the alpha wave appearance amount comparison means, control information selection means for selecting the control information to be operated next from the control information storage means,
Control signal sending means for sending the control information selected by the control information selecting means as a control signal for instructing the action pattern to the action object;
An electroencephalogram control device comprising:
前記アルファ波の出現量に基づいて、前記動作パターンの優先順位を決定する優先順位決定手段と、
この優先順位決定手段で決定された優先順位を記憶する優先順位記憶手段とを備え、
前記制御情報選択手段が、前記優先順位記憶手段に記憶されている優先順位に基づいて、前記制御情報記憶手段から、次に動作させる動作パターンの制御情報を選択することを特徴とする請求項2に記載の脳波制御装置。
Priority order determining means for determining the priority order of the operation pattern based on the appearance amount of the alpha wave;
Priority order storage means for storing the priority order determined by the priority order determination means,
3. The control information selection unit selects control information of an operation pattern to be operated next from the control information storage unit based on the priority order stored in the priority order storage unit. The electroencephalogram control apparatus described in 1.
前記対象者が快適と感じたときのアルファ波の出現量を予め記憶した快適脳波レベル記憶手段を備え、
前記アルファ波出現量比較手段が、前記快適脳波レベル記憶手段に記憶されているアルファ波の出現量を前記閾値として用いることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の脳波制御装置。
Comfortable brain wave level storage means that stores in advance the appearance amount of alpha waves when the subject feels comfortable,
The said alpha wave appearance amount comparison means uses the appearance amount of the alpha wave memorize | stored in the said comfortable brain wave level memory | storage means as said threshold value, The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. EEG control device.
脳波検出装置により脳波を検出された対象者に対して、複数の動作パターンを切り替えて動作する動作物体を認識させることで、前記対象者の脳波を制御する脳波制御方法であって、
前記動作物体の動作を認識しているときの前記対象者の脳波を、前記脳波検出装置から取得する脳波取得ステップと、
この脳波取得ステップで取得された脳波を解析し、アルファ波の出現量を測定する脳波解析ステップと、
この脳波解析ステップで測定されたアルファ波の出現量を、予め設定した閾値と比較するアルファ波出現量比較ステップと、
このアルファ波出現量比較ステップの比較結果に基づいて、前記動作物体に対して、前記動作の継続又は切り替えを指示する制御信号を送出する制御信号送出ステップと、
を含んでいることを特徴とする脳波制御方法。
An electroencephalogram control method for controlling an electroencephalogram of the subject by recognizing an operating object that operates by switching a plurality of operation patterns for a subject whose electroencephalogram is detected by an electroencephalogram detection device,
An electroencephalogram acquisition step of acquiring the electroencephalogram of the subject when recognizing the operation of the moving object from the electroencephalogram detection device;
An electroencephalogram analysis step of analyzing the electroencephalogram acquired in this electroencephalogram acquisition step and measuring the appearance amount of an alpha wave;
An alpha wave appearance amount comparison step for comparing the appearance amount of the alpha wave measured in this electroencephalogram analysis step with a preset threshold;
Based on the comparison result of this alpha wave appearance amount comparison step, a control signal sending step for sending a control signal instructing the continuation or switching of the action to the moving object;
A method of controlling an electroencephalogram, comprising:
脳波検出装置により脳波を検出された対象者に対して、複数の動作パターンを切り替えて動作する動作物体を認識させることで、前記対象者の脳波を制御するために、コンピュータを、
前記動作物体の動作を認識しているときの前記対象者の脳波を、前記脳波検出装置から取得する脳波取得手段、
この脳波取得手段で取得された脳波を解析し、アルファ波の出現量を測定する脳波解析手段、
この脳波解析手段で測定されたアルファ波の出現量を、予め設定した閾値と比較するアルファ波出現量比較手段、
このアルファ波出現量比較手段の比較結果に基づいて、前記動作物体に対して、前記動作の継続又は切り替えを指示する制御信号を送出する制御信号送出手段、
として機能させることを特徴とする脳波制御プログラム。
In order to control the brain wave of the subject by recognizing the motion object that operates by switching a plurality of motion patterns to the subject whose brain wave is detected by the brain wave detection device,
An electroencephalogram acquisition means for acquiring the electroencephalogram of the subject when recognizing the action of the moving object from the electroencephalogram detection device;
An electroencephalogram analysis means for analyzing the electroencephalogram acquired by the electroencephalogram acquisition means and measuring the appearance amount of an alpha wave,
Alpha wave appearance amount comparison means for comparing the appearance amount of the alpha wave measured by the electroencephalogram analysis means with a preset threshold value,
Control signal sending means for sending a control signal instructing continuation or switching of the action to the moving object based on the comparison result of the alpha wave appearance amount comparing means;
An electroencephalogram control program characterized by functioning as
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