JP2006293535A - 情報表示システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ユーザ100の身体の各部分の状態を計測するセンサ110等と、計測結果に基づいて、ユーザ100の活動状態を同定する活動状態同定部303と、活動状態同定部303により同定された活動状態に基づいて、ユーザ100が必要とする情報を推定する情報推定部304と、情報推定部304により推定された、ユーザ100が必要とする情報を少なくとも格納しているデータベース309等と、情報推定部304により推定されたユーザ100が必要とする情報を、データベース309等に格納されている複数の情報の中から選択する情報選択部305と、情報選択部305により選択されたユーザ100が必要とする情報を表示する情報表示部101とを有する。
【選択図】 図1
Description
屋内外センサ110は、使用者100が屋内に存在するか、または屋外に存在するかの検出、判定を行う。屋内外センサ110は、照射部と受信部と判定部とを備えている。照射部は、超音波を反射対象物、例えば天井へ向かって照射する。受信部は、天井から反射してきた超音波を受信する。そして、判定部は、照射された超音波が反射して戻ってくるまでの時間、反射された超音波の強度等に基づいて、ユーザ100が屋内に存在するか、屋外に存在するかの判定を行う。
(1)レーザーや赤外領域の光を照射して、その反射を検出するアクティブ光方式(一般的な距離センサの応用)、
(2)紫外領域の光を検出するパッシブ紫外線方式(屋内外で紫外線量が異なることを利用)、
(3)焦電センサにより、上方向の空間温度(雲などからの赤外線量)を測定するパッシブ赤外線方式(天井と空とで温度が異なることを利用)、
(4)マイクにより騒音を測定するパッシブ騒音方式(屋内外で騒音スペクトルパターンが異なることを利用)。
ユーザ100は、GPS111を身体に装着している。GPS111により、ユーザ100の所在位置と方向を検出できる。また、GPS111の代わりに、携帯電話の位置情報サービスを用いることできる。GPSは、位置計測手段に対応する。
足圧力センサ112は、ユーザ100が履いている靴にかかる足裏の圧力分布を検出する。そして、足圧力センサ112は、使用者100の立ち状態、座り状態、歩行状態を同定する。歩行状態には、歩いている状態、早歩きの状態、小走りの状態、走っている状態が含まれる。
発話・咀嚼センサ113は、使用者100が発話している状態か、または咀嚼している状態、即ち食事中であるかを同定する。発話・咀嚼センサ113は、ユーザ100の一方の耳に装着するイヤホン型センサである。イヤホン型センサの一つの筐体内には、骨伝導マイクと外界音マイクとが内蔵されている。
腕装着型運動計測センサ114(以下、適宜「運動計測センサ」という。)は、ユーザ100の腕の動きを検出する。運動計測センサ114は、加速度センサや角速度センサを備えている。そして、上述した足圧力センサ112の検出結果と合わせてユーザ100の日常動作、歩行状態をさらに正確に同定することができる。なお、腕に装着する方法は、例えば腕時計タイプ、または腕に貼付するタイプ等が挙げられる。
使用者100は、後述する情報を表示する情報表示部101を頭部に装着している。情報表示部101は、頭部に装着する小型、軽量のディスプレイ・ユニットである。ユーザ100が情報表示部101を装着した状態では、ユーザ100の一方の眼の前方に数mm角程度以下の大きさのディスプレイ部(不図示)が位置するように構成されている。ディスプレイ部の大きさは、ユーザ100の瞳孔の大きさよりも小さい。このため、ディスプレイ部の面積は、ユーザ100の視野領域に対して占める割合が非常に小さい。これにより、ユーザ100は、通常の視野からの情報を認識し、かつ必要に応じてディスプレイ部に表示される情報を認識できる。換言すると、いわゆるシースルービューアのような使用感覚で、情報表示部101を使用できる。なお、以下、「情報表示部」のことを適宜「MEG(メグ)」(Mobiler Eye Glass)という。
モバイルゲートウエイ200について説明する。モバイルゲートウエイ200は、3つの機能を有する。1番目の機能は、上述した各種センサ群からの情報を集約することである。2番目の機能は、後述するサーバーコンピュータ300との通信を行うことである。3番目の機能は、情報表示部101との通信を行うことである。そして、モバイルゲートウエイ200は、例えば、ユーザ100が所持する鞄の中に収納されている。
サーバーコンピュータ300について説明する。サーバーコンピュータ300は、ユーザ100とは異なる位置に設置されている。サーバーコンピュータ300の受信部301は、モバイルゲートウエイ200のサーバーコンピュータ用送信部203から送信された計測信号を受信する。活動状態同定部303は、受信した計測信号に基づいて、ユーザ100の活動状態を同定する。情報推定部304は、活動状態同定部303により同定された活動状態に基づいて、ユーザ100が必要とする情報を推定する。
(活動状態同定部の機能)
図5は、活動状態同定部303が予定表306や計時情報を参照して活動状態を同定する手順を示すフローチャートである。以下、ユーザ100が予定している項目を、適宜「イベント」という。イベントの例は、「T大学における打ち合わせ」、「銀座○○における懇親会」等である。
(1)午前中:O会社へ出勤、
(2)14時00分〜17時00分:T大学において打合わせ、
(3)18時30分〜21時30分:銀座○○において懇親会
次に、図7に基づいて、屋内外センサ110と、GPS111とからの計測信号に基づいて、活動状態同定部303がユーザ100の活動状態を同定する手順を説明する。ステップS701において、使用者100は屋内外センサ110を装着する。ステップS702において、屋内外センサ110により使用者100が存在する位置における天井までの距離Dを測定する。
Dmin<D<Dmax
を満足するか否かを判定する。ここで、Dmin、Dmaxはそれぞれ天井識別用の閾値で、屋内外センサの床上高さが120cm程度の場合(大人のユーザが胸ポケットに装着したと想定)、Dminは70cm程度(傘などの障害物)、Dmaxは280cm程度(スーパーなどの天井高3〜4m程度)である。ステップS703の判定結果が真のとき、ステップS704において、ユーザ100は直前に検出された屋外位置近傍の屋内に存在すると同定され、ステップS705へ進む。ただし、予定表306に基づいてユーザ100が交通機関を利用していると同定されるときは、それ以降、屋内状態が継続して検出されても、ユーザ100は予定表306や上述の副次予定表の内容に従って移動しているものとして同定される。
足圧力センサ112は、図2に示すように、例えばユーザ100が履いている靴の中敷に設けられている。足圧力センサ112は、少なくとも踵部分の圧力を検出するように構成されている。また、踵部分に加えて他の足裏部分の圧力を検出することで、さらに検出精度を向上できる。なお、足圧力センサ112は、靴自体に形成されている構成、ユーザ100の足裏に貼付する構成とすることもできる。
τ<αTH
を満足するか否かを判定する。ここで、
τ:1周期中に踵に圧力がかかる時間の割合、
αTH:歩行/走行識別用のデューティ閾値をそれぞれ示す。デューティ閾値αTHは、個人差はあるが、略30〜40%程度である。
図9は、発話・咀嚼センサ113により活動状態を同定する手順を示すフローチャートである。発話・咀嚼センサ113は、上述したように、骨伝導マイクと外界音マイクとからなるイヤホン型センサである。まず、ステップS901において、骨伝導マイクからの計測信号を取得する。ステップS902において、骨伝導マイクからの信号のパワーPinを算出する。パワーPinは、単位時間内での骨伝導音のパワーである。
Pinmin<Pin<Pinmax
を満足するか否かを判定する。ここで、Pinmin、Pinmaxは、それぞれノイズ除去のための骨伝導音パワー閾値であり、Pinminは、咀嚼・発話が無いときの背景雑音をカットするように設定し、Pinmaxは、骨伝導マイクに触れたときなどの大きな雑音をカットするように設定する。ステップS903の判定結果が真のとき、ステップS904、S908へ進む。また、ステップS903の判定結果が偽のとき、ステップS909、S910へ進む。
Pexmin<Pex<Pexmax
を満足するか否かを判定する。ここで、Pexmin、Pexmaxは、それぞれノイズ除去のための外界音パワー閾値であり、Pexminは、咀嚼・発話が無いときの背景雑音をカットするように設定し、Pexmaxは、外界音マイクに触れたときなどの大きな雑音をカットするように設定する。ステップS907の判定結果が真のとき、ステップS904、S909へ進む。また、ステップS907の判定結果が偽のとき、ステップS908、S910へ進む。
運動計測センサ114は、図2に示すように、ユーザ100が腕に装着している。そして、上述したように運動計測センサ114は加速度センサや角速度センサで構成されている。図11は、運動計測センサ114により活動状態を同定する手順を示すフローチャートである。
APは1周期内での加速度のピーク値、
ATH2は歩行/走行識別用のピーク閾値をそれぞれ示す。
次に、ユーザ100が必要としている情報を推定、選択、表示する手順の具体例を図15、図16、図17を参照して説明する。図15は、情報を推定、選択する第1の例の手順を示すフローチャートである。ステップS1501において、活動状態同定部303は、ユーザ100の現在の活動状態を同定する。例えば、第1の例では、図12の場合と同様の予定表上で行動しているユーザ100が現在時刻13時20分において、O会社からS駅へ向かって小走りに移動している状態を考える。
次に、抽出されたイベントに関する付帯情報の詳細について説明する。図18は、イベントと当該イベントの各状態とに応じて、各場面で必要になる情報を予め推定し、設定した「付帯情報」の例を示す。ここでは、イベントとして、「起床」、「電車による移動」、「徒歩による移動」、「会議・打合せ」、「仕事」、「仕事合間の休憩」、「食事」、「施設内の移動」、「映画等の鑑賞」、「ジョギング」、「就寝」とを掲げる。
以下、図18に示す付帯情報のうち、主要なものを適宜説明する。
次の信号を右(または地図によるナビゲーション)
A駅到着予定時刻(14:58)、2分前到着予想
乗換案内:
A駅(15:00)→B駅(15:26) 所要時間:26分
運賃:210円 運行状況:良好
循環器状態センサ2201は、例えばパルスオキシメータ、腕に装着する型の血圧計等である。パルスオキシメーターは、採血すること無しに、血液の色から、心拍毎に指先やその他の末梢組織に送り込まれる動脈血酸素飽和度を測定する。人間の血液中のヘモグロビンは、酸素と結合していないとき、赤い色を吸収する。これに対して、ヘモグロビンは、酸素と結合しているとき、赤色をあまり吸収しない。パルスオキシメータは、この性質を利用して、血液中のヘモグロビンの内、どれだけ酸素を含んでいるかを測定する。これにより、動脈血酸素飽和度を知ることができる。この結果、パルスオキシメータにより、ユーザ100の循環器、例えば心臓や血管の状態を検出できる。
また、呼吸器状態センサ2202は、呼吸センサである。呼吸センサは、ユーザ100の呼吸量、呼吸頻度を検出する。眼状態センサ2203は、例えばアイカメラである。アイカメラは、ユーザ100の眼球運動や瞳孔反射など検出する。
GSR・発汗センサ2205は、GSR(Galvanic Skin Response;皮膚電気抵抗値)を測定するセンサである。GSRの計測は、ユーザ100の体表面、例えば掌や足の裏に所定間隙をおいて一対の電極を装着する。両電極間に微弱電流を流し、その電位差と電流値を計測する。計測値を用いて、抵抗値を計算する。これにより、ユーザ100の発汗状態を検出できる。
他のセンサ2206は、例えば、ユーザ100の緊張状態を検出する。ユーザ100の、覚醒状態、緊張状態、疲労状態、体調状態、空腹状態などをセンシングする方法は、心拍や体温などを利用するものが一般的である。これらの状態は、いずれも動作などと異なり直接的に測定できる状態ではない。ユーザ100の緊張状態等を検出するものとして脳波計が挙げられる。
ノート型パーソナルコンピュータ450について説明する。ノート型パーソナルコンピュータ450は、ユーザ100が手に持っている鞄の中に収納できる大きさである。ノート型パーソナルコンピュータ450の計測信号受信部201は、センサ110等から送信された計測信号を受信する。
例えば、ユーザ100の職業が営業職であるときを考える。図24〜図31は、本情報表示システムを用いるユーザ100の一日の生活の流れを示す。「ユーザの生活シーン」欄は、活動状態と、MEG101に表示された情報に対する反応等を掲げる。「システムの機能」欄は、ユーザ100に提示する情報、ユーザ100の周囲の環境制御等を掲げる。「環境制御」とは、本情報表示システムに、さらに環境制御システムを連動させることにより、ユーザ100の周辺機器、例えば、エアコン、照明器具等を制御することをいう。
図24の最左欄の番号1の項目について説明する。ユーザ100の起床時において、活動状態同定部303は、「時刻・時間」と、「循環器状態」と、「呼吸器状態」と「体温」と、他センサにより検出された「覚醒状態」とに基づいて、ユーザ100の活動状態を同定する。例えば、活動状態同定部303は、ユーザ100が、「朝、ベッドの上で目覚めた状態」であると同定する。そして、制御・演算部308は、寝室の照明を明るくすること、寝室の温度を起床に快適な温度に制御すること、起床に好適な香りを供給すること、起床に好適な音(音楽等)を供給すること等を行う。これにより、ユーザ100は、「目覚ましのベルにたたき起こされることも無く、今日も自然で快適な目覚めだ」と感じることができる。
図25の最左欄の番号10の項目について説明する。ユーザ100が通勤するとき、活動状態同定部303は、「時刻・時間」と、「位置・場所」と、「歩行・運動状態」とに基づいて、ユーザ100が移動していることを同定する。情報推定部304は、その後のスケジュールに応じて、行動を支援する情報を推定する。情報選択部305は、「地図情報」、「スケジュール」、「時刻表・乗換」に関する最適な情報を選択する。例えば、「時刻表・乗換」に関する情報は、実施例1で説明したような、具体的な電車発車時刻に加えて、「運行状況」の情報も含まれる。例えば、通常の通勤経路では、電車が事故のために遅れているとき、他の私鉄を利用した通勤経路を選択する。MEG101は、これらの情報を、適宜表示する。
図26の最左欄の番号16の項目について説明する。ユーザ100が会社にいるとき、活動状態同定部303は、「時刻・時間」と、「位置・場所」とに基づいて、ユーザ100の活動状態を同定する。情報推定部304は、スケジュールに応じた行動時間の設定等の行動を支援する情報を推定する。情報選択部305は、「スケジュール」に関する最適な情報を選択する。これにより、ユーザ100が会議のための資料をそろえているとき、MEG101に提示情報である会議開催が近付いていることを示すアイコンが表示される。この結果、ユーザ100は、「そろそろ会議の時間だ。移動しよう。」と認識できる。
図27の最左欄の番号22の項目について説明する。ユーザ100が外出しているとき、活動状態同定部303は、「時刻・時間」と、「位置・場所」と、「歩行・運動状態」とに基づいて、ユーザ100が移動していることを同定する。情報推定部304は、行動に合わせて、それを支援する情報、例えばユーザ100の移動に合わせたナビゲーション情報を推定する。情報選択部305は、「地図情報」、「時刻表・乗換」に関する最適な情報を選択する。MEG101は、これらの情報を、適宜表示する。
図28の最左欄の番号26の項目について説明する。ユーザ100が外出しているとき、活動状態同定部303は、「時刻・時間」と、「位置・場所」と、「歩行・運動状態」とに基づいて、ユーザ100が移動していることを同定する。情報推定部304は、行動に合わせて、それを支援する情報、例えばユーザ100の移動に合わせたナビゲーション情報を推定する。情報選択部305は、「地図情報」、「時刻表・乗換」に関する最適な情報を選択する。MEG101は、これらの情報を、適宜表示する。
図29の最左欄の番号31の項目について説明する。ユーザ100が外出しているとき、活動状態同定部303は、「位置・場所」に基づいて、ユーザ100が予定されているレセプションが開催される商業施設内に入場していることを同定する。情報推定部304は、ユーザ100が商業施設内に入ったことを検出し、施設内案内に切替わる。そして、情報推定部304は、商業施設内情報を推定する。情報選択部305は、「店舗・施設情報」に関する最適な情報を選択する。MEG101は、これらの情報を、適宜表示する。
図30の最左欄の番号35の項目について説明する。ユーザ100が会社に戻っているとき、活動状態同定部303は、「時刻・時間」と、「位置・時間」と、「循環器状態」と、「呼吸器状態」と、「眼状態」と、「体温」と、他センサにより検出された「疲労状態」とに基づいて、ユーザ100の活動状態、特に過労を防止するために仕事中も体調をモニタリングする。情報推定部304は、適宜休憩を促す情報を推定する。MEG101は、これらの情報を、適宜表示する。
図31の最左欄の番号41の項目について説明する。ユーザ100が帰宅するとき、活動状態同定部303は、「位置・場所」と、「位置・場所」と、「歩行・運動状態」とに基づいて、ユーザ100が帰宅する途中の状態であることを同定する。情報推定部304は、ユーザ100が帰宅途中である状態に基づいて、優先度の高い情報から順に推定する。情報選択部305は、「時刻表・乗換」、「メール・ニュース」に関する最適な情報を選択する。MEG101は、これらの情報を、適宜表示する。
本発明の変形例に係る情報表示システムについて説明する。なお、実施例1、実施例2と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図32は、変形例に係る情報表示システムの概略構成を示す。本情報表示システムでは、ユーザ100の生活習慣をモニタできる。
図33、図34に基づいて、本発明に係る情報表示システムの応用例について説明する。図33は、同定された活動状態と、応用分野との関係を示す。ユーザ100の活動状態(図33では「生体・環境状態」に対応する)は、例えば、「時間移動」、「屋外位置」、「屋内外」、「屋内位置」、「身体運動」、「歩行状態」、「咀嚼状態」等がある。そして、実施例1、実施例2で説明したようなセンサ110等を用いる。ここで、さらに、RFID(Radio Frequency Identification)を用いることもできる。RFIDは、耐環境性に優れたタグにデータを記憶し、電波や電磁波で読み取り器と交信する。タグは、ラベル型、カード型、コイン型、スティック型等様々な形状があり、用途に応じて選択できる。このようなRFIDを用いることで、微小な無線チップによりユーザ100を識別・管理できる。
情報表示システムのハードウエアのためのプログラムとして、情報表示システム用のプログラムであり、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、少なくとも使用者の身体の各部分の状態を計測する計測手段と、計測手段による計測結果に基づいて、使用者の活動状態を同定する活動状態同定手段と、活動状態同定手段により同定された活動状態に基づいて、使用者が必要とする情報を推定する情報推定手段と、情報推定手段により推定された、使用者が必要とする情報を少なくとも格納している情報格納手段と、情報推定手段により推定された使用者が必要とする情報を、情報格納手段に格納されている複数の情報の中から選択する情報選択手段と、情報選択手段により選択された使用者が必要とする情報を表示する情報表示手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラムを用いることが望ましい。
101 情報表示部
110 屋内外センサ
111 GPS
112 足圧力センサ
113 発話・咀嚼センサ
114 運動計測センサ
200 モバイルゲートウエイ
201 計測信号受信部
202 計測信号集約部
203 サーバーコンピュータ用送信部
204 受信部
205 制御部
300 サーバーコンピュータ
301 受信部
302 情報送信部
303 活動状態同定部
304 情報推定部
305 情報選択部
306 予定表
307 外部状況
308 制御・演算部
309 データベース
310 個人データベース
311 履歴データベース
400 インターネット
401 他のコンピュータ
450 ノート型パーソナルコンピュータ
500 モニタ端末
2201 循環器状態センサ
2202 呼吸器状態センサ
2203 眼状態センサ
2204 体温センサ
2205 GSR・発汗センサ
2206 他のセンサ
2207 データベース
3201 脈拍・血圧センサ
3401 マーケティング情報収集
3402 ヘルスケア
3403 メンタルケア
3405 能力活性化
3405 エンターティメント
3406 快適環境サポート
3407 状況適用型行動支援
3408 現場作業支援
3409 情報配信
Claims (8)
- 少なくとも使用者の身体の各部分の状態を計測する計測手段と、
前記計測手段による計測結果に基づいて、前記使用者の活動状態を同定する活動状態同定手段と、
前記活動状態同定手段により同定された前記活動状態に基づいて、前記使用者が必要とする情報を推定する情報推定手段と、
前記情報推定手段により推定された、前記使用者が必要とする情報を少なくとも格納している情報格納手段と、
前記情報推定手段により推定された前記使用者が必要とする前記情報を、前記情報格納手段に格納されている複数の情報の中から選択する情報選択手段と、
前記情報選択手段により選択された前記使用者が必要とする前記情報を表示する情報表示手段と、
を有することを特徴とする情報表示システム。 - 前記計測手段は、前記使用者の位置及び方向を計測する位置計測手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の情報表示システム。
- 前記位置計測手段は、GPS機能を有することを特徴とする請求項2に記載の情報表示システム。
- 前記計測手段により計測される前記使用者の身体の各部分の状態には、少なくとも前記使用者の、腕の動きと、足の動きと、音声と、体内音とのいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の情報表示システム。
- 前記計測手段は、前記使用者が屋内に存在するか、屋外に存在するかを計測することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の情報表示システム。
- 前記計測手段は、少なくとも前記使用者の足裏の圧力を検出することで前記使用者の前記足の動きを計測することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の情報表示システム。
- 前記活動状態同定手段は、前記計測手段により計測された計測データと、予め格納されている前記使用者の予定行動データとに基づいて前記使用者の前記活動状態を同定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の情報表示システム。
- 少なくとも使用者の身体の各部分の状態を計測する計測手段と、
前記使用者に対して所定の情報を表示する情報表示手段と、
少なくとも前記情報表示手段に表示される前記所定の情報を選択するサーバーコンピュータと、
前記情報表示手段と前記サーバーコンピュータとの間でデータの送受信を行うモバイルゲートウエイと、を有する情報表示システムであって、
前記モバイルゲートウエイは、
前記計測手段からの計測信号を受信する計測信号受信手段と、
前記計測信号受信手段により受信された複数の前記計測信号を集約する計測信号集約手段と、
前記計測信号集約手段により集約された前記計測信号を前記サーバーコンピュータへ送信するサーバーコンピュータ用送信手段と、
前記サーバーコンピュータから送信される情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した情報を前記情報表示手段へ送信する情報表示用送信手段と、を有し、
前記サーバーコンピュータは、
前記モバイルゲートウエイから送信される前記計測信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記計測信号に基づいて、前記使用者の活動状態を同定する活動状態同定手段と、
前記活動状態同定手段により同定された前記活動状態に基づいて、前記使用者が必要とする情報を推定する情報推定手段と、
前記情報推定手段により推定された前記使用者が必要とする情報を、前記サーバーコンピュータが格納している情報、または前記サーバーコンピュータとは異なる他のコンピュータが格納している情報の中から選択する情報選択手段と、
前記情報選択手段により選択された前記使用者が必要とする前記情報を前記モバイルゲートウエイへ送信する情報送信手段と、
を有することを特徴とする情報表示システム。
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