JP2009195260A - Living body mental/physical condition adjusting system and computer-readable recording medium - Google Patents

Living body mental/physical condition adjusting system and computer-readable recording medium Download PDF

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満 米山
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mental/physical condition adjusting system and a computer-readable recording medium, capable of securely improving the mental/physical condition of a living body without applying stress to the living body. <P>SOLUTION: The mental/physical condition adjusting system comprises: a biorhythm detecting part 1 for detecting biorhythm accompanying the voluntary motion of the living body; a biorhythm information recording part 3a for recording the biorhythm information detected by the biorhythm detecting part 1; a stimulation generating part 2a for generating time-serial signals including the fluctuation expressed by the expression 1/f<SP>β</SP>(β>1); a stimulation applying part 2b for applying the generated time-serial signals to the living body as stimulation; a stimulated biorhythm information recording part 3b for recording the stimulated biorhythm information detected when the living body is stimulated; an evaluation part 5 for evaluating the change of the mental/physical condition of the living body based on the biorhythm information and stimulated biorhythm information; and a stimulation changing part 6 for changing the stimulation of the stimulation applying part 2b based on the result of evaluation by the evaluation part 5. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、生体にストレスを与えることなく心身状態を調整する生体の心身状態調整システム及びプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。   The present invention relates to a living body mind / body condition adjusting system for adjusting a mind / body condition without applying stress to the living body, and a computer-readable recording medium on which a program is recorded.

近年、自然界における１／ｆゆらぎが快適性やリラクゼーションとの関連で注目を集めている。例えば、豊かな自然を愛でながらリラックスして歩く際の歩行ステップのリズムは、長期に渡って正の相関を有する１／ｆゆらぎを示すことが判明している。これに対し、メトロノームに歩調を合わせるように規則的に歩くと、歩行ステップのリズムから１／ｆゆらぎ性が失われ、anti-correlationと呼ばれる負の相関性（反相関性）を持つリズムを示すようになる。生体リズムの１／ｆゆらぎ性は、人間，社会及び環境がダイナミックに共存共栄する場で典型的に現れるものであり、システム全体のホリスティックな健康度を反映する指標と考えることができる。   In recent years, 1 / f fluctuation in the natural world has attracted attention in relation to comfort and relaxation. For example, it has been found that the rhythm of the walking step when walking relaxed while loving the rich nature shows 1 / f fluctuation having a positive correlation over a long period of time. On the other hand, when walking regularly so as to keep pace with the metronome, 1 / f fluctuation is lost from the rhythm of the walking step and shows a rhythm with negative correlation (anti-correlation) called anti-correlation. It becomes like this. The 1 / f fluctuation property of biological rhythm typically appears in places where people, society and the environment coexist and prosper, and can be considered as an index reflecting the holistic health of the entire system.

「１／ｆゆらぎ」との呼称は、波形のパワースペクトルを描いたときに、パワーと周波数ｆとが逆比例した直線関係になることに由来する。正確には、パワーが周波数ｆの−β乗（ｆ-β＝１／ｆβ）に比例して変化するゆらぎのことを「１／ｆβゆらぎ」と呼ぶが、パワースペクトルの傾きβの大きさにかかわらず、直線的なパワースペクトルを有するゆらぎのことをまとめて「１／ｆゆらぎ」と総称する。 The name “1 / f fluctuation” is derived from the fact that when a power spectrum of a waveform is drawn, the power and the frequency f have a linear relationship that is inversely proportional. To be precise, the fluctuation in which the power changes in proportion to the frequency β to the −β power (f −β = 1 / f β ) is called “1 / f β fluctuation”. Regardless, the fluctuations having a linear power spectrum are collectively referred to as “1 / f fluctuation”.

一般に、このような１／ｆゆらぎでは、傾きβ＝１の状態（１／ｆ１ゆらぎの状態）がリラックスして快適な状態に対応し、０≦β＜１の状態が緊張した状態に対応し、β＞１の状態が弛緩した状態に対応すると理解されている。例えば、特許文献１では、心拍変動の時系列波形を周波数解析し、スペクトルを両対数表示させたときの傾きβが１に近い場合に快適状態にあると判断し、傾きβが０に近い状態が不快状態、傾きβが２に近い状態が退屈状態であると判断している。 In general, in such 1 / f fluctuation, the state of inclination β = 1 (the state of 1 / f 1 fluctuation) corresponds to a relaxed and comfortable state, and the state of 0 ≦ β <1 corresponds to a tense state It is understood that the state of β> 1 corresponds to the relaxed state. For example, in Patent Literature 1, when a time series waveform of heart rate variability is subjected to frequency analysis, and the spectrum β is logarithmically displayed, it is determined that the inclination β is close to 1, and the comfortable state is determined, and the inclination β is close to 0. Is in an uncomfortable state, and a state in which the slope β is close to 2 is determined to be a bored state.

このような観点から、バイタルサインを始めとして行動的特徴や身体的特徴から得られる波形を解析し、１／ｆゆらぎの傾きβに基づいて心身状態を評価し、あるいは適切な刺激を与えて心身状態を調整する多様な仕組みが提案されている。
例えば、特許文献２には、被験者にヘッドフォンで楽曲を聴かせることで心身状態を調整し、その効果を定量的に評価する技術が開示されている。この技術では、刺激として与えられる音楽の種類によって生体リズムの調整効果が異なることが示されている。しかし、この技術は刺激を与えた結果として変化した被験者の生体リズムを評価するものであるため、一定の調整効果を得るにはさまざまな種類の刺激を試行錯誤しながら与えなければならない。 From this point of view, we analyze the waveforms obtained from behavioral characteristics and physical characteristics such as vital signs, evaluate the psychosomatic state based on the slope β of 1 / f fluctuation, or give appropriate stimuli Various mechanisms for adjusting conditions have been proposed.
For example, Patent Document 2 discloses a technique for adjusting a psychosomatic state by allowing a subject to listen to music with headphones and quantitatively evaluating the effect. In this technique, it is shown that the effect of adjusting the biological rhythm varies depending on the type of music given as a stimulus. However, since this technique evaluates a subject's biological rhythm that has changed as a result of applying a stimulus, various types of stimuli must be applied through trial and error in order to obtain a certain adjustment effect.

一方、特許文献３には、車両運転者の精神状態を調整する精神状態調整装置において、平均−１〜−０．６の傾き（β＝0.6〜１に対応）を持つ１／ｆゆらぎ音楽を出力することによって運転環境を制御する構成が開示されている。この技術では、運転者の仮眠時には平均−１の傾き（β＝１）を有する１／ｆゆらぎ音楽で十分なリラックス効果を運転者に与え、一方、オートクルーズ時には平均−０．６の傾き（β＝0.6）を有する１／ｆゆらぎ音楽でやや緊張（軽いリラックス）させている。このように、刺激として与えられる１／ｆゆらぎ音楽の傾きに目標とする運転者の精神状態を同期させることによって、運転者の精神状態を運転環境に適した状態に調整できるとされている。
特開２００６−１４９４７０号公報 特開２００３−１９０１２４号公報 特開２００７−２１０１９号公報 On the other hand, Patent Document 3 discloses 1 / f fluctuation music having an average inclination of −1 to −0.6 (corresponding to β = 0.6 to 1) in a mental state adjustment device that adjusts the mental state of a vehicle driver. A configuration for controlling the driving environment by outputting is disclosed. In this technique, the driver gives a sufficient relaxing effect with 1 / f fluctuation music having an average of -1 slope (β = 1) when the driver takes a nap, while an average of -0.6 slope ( Slightly tense (light relaxed) with 1 / f fluctuation music with β = 0.6). Thus, it is said that the driver's mental state can be adjusted to a state suitable for the driving environment by synchronizing the driver's mental state with the inclination of 1 / f fluctuation music given as a stimulus.
JP 2006-149470 A JP 2003-190124 A JP 2007-21019 A

上記の通り、従来の技術ではゆらぎの傾きβが１の状態が健康，快適な状態に対応するものであると捉えられており、βが小さくなる（０に近づく）に連れて緊張した状態へ移行するものと捉えられている。これ以外のゆらぎ、特に傾きβ＞１のゆらぎの意義については明らかになっていない。そのため、例えば被験者の状態を健康，快適な状態にすることを目的とした場合には、与える刺激のゆらぎの傾きβも１に設定されることになる。   As described above, according to the conventional technology, it is considered that the state of fluctuation β of 1 corresponds to a healthy and comfortable state, and the state becomes tense as β becomes smaller (closes to 0). Perceived as a transition. The significance of other fluctuations, particularly fluctuations with a slope β> 1, has not been clarified. Therefore, for example, when the objective is to make the state of the subject healthy and comfortable, the inclination β of the fluctuation of the stimulus to be applied is also set to 1.

しかしながら、本来、傾きβが１のゆらぎには大きな不規則性が含まれており、波形が急激に変化することもある。そのような極度に予測不可能な刺激が生体に作用すると、心身状態に不快感や驚き等の不調がもたらされることがあり、十分なリラックス効果を達成できない場合がある。特に、刺激のゆらぎに対して行動や動作を同調させるような随意運動においては、不随意運動と比較して外部刺激の変動に対する反応性が高く、不調が発生しやすい。   However, the fluctuation with the inclination β of 1 inherently includes a large irregularity, and the waveform may change abruptly. When such extremely unpredictable stimuli act on the living body, the psychosomatic state may be unpleasant, such as discomfort or surprise, and a sufficient relaxing effect may not be achieved. In particular, voluntary movements that synchronize actions and actions with fluctuations in stimulation are more responsive to fluctuations in external stimuli than involuntary movements, and are prone to malfunction.

本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、生体にストレスを与えることなく確実に心身状態を向上させることのできる心身状態調整システム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been devised in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a psychosomatic state adjustment system and a computer-readable recording medium that can reliably improve the psychosomatic state without stressing the living body. And

本発明者が、生体に与える刺激のゆらぎのリズムの種類と生体が受ける影響との相関性について鋭意研究したところ、随意運動に伴う生体リズムに関しては、傾きβが−１のゆらぎのリズムを持つ刺激を与えた場合よりも、ゆったりとしたゆらぎ（β＞１）のリズムの刺激を与えた方がより効果的であることを見出し、本発明の完成に至った。
請求項１記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、生体の随意運動に伴う生体リズムを検出する生体リズム検出部と、該生体リズム検出部にて検出された生体リズムに起因する生体リズム情報を記録する生体リズム情報記録部と、１／ｆβ（β＞１）で表されるゆらぎを含有する時系列信号を生成する刺激生成部と、該刺激生成部で生成された該時系列信号を該生体へ刺激として与える刺激付与部と、該刺激付与部が該生体に刺激を与えた状態において該生体リズム検出部にて検出された有刺激生体リズムに起因する有刺激生体リズム情報を記録する有刺激生体リズム情報記録部と、該生体リズム情報記録部に記録された生体リズム情報と該有刺激生体リズム情報記録部に記録された有刺激生体リズム情報とに基づいて、生体の心身状態の変化を評価する評価部と、該評価部における評価結果に基づいて該刺激付与部の刺激を変更する刺激変更部とを備えて構成されたことを特徴としている。 The present inventor has conducted intensive research on the correlation between the type of rhythm of the stimulus fluctuation given to the living body and the effect on the living body. As for the biological rhythm associated with voluntary movement, the inventor has a fluctuation rhythm whose inclination β is -1. The present inventors have found that it is more effective to give a rhythmic stimulus with a loose fluctuation (β> 1) than when a stimulus is given, and the present invention has been completed.
The biological body / body state adjustment system according to claim 1 of the present invention includes a biological rhythm detector that detects a biological rhythm associated with voluntary movement of the biological body, and a biological rhythm caused by the biological rhythm detected by the biological rhythm detector. A biological rhythm information recording unit that records information, a stimulus generation unit that generates a time-series signal including fluctuations represented by 1 / f β (β> 1), and the time series generated by the stimulus generation unit A stimulus applying unit that gives a signal to the living body as a stimulus, and stimulated biological rhythm information resulting from the stimulated biological rhythm detected by the biological rhythm detecting unit in a state where the stimulus applying unit applied the stimulus to the living body. Based on the stimulated biological rhythm information recording unit to be recorded, the biological rhythm information recorded in the biological rhythm information recording unit, and the stimulated biological rhythm information recorded in the stimulated biological rhythm information recording unit, Condition An evaluation unit for evaluating the change, and characterized by being constituted by a stimulus change unit for changing the stimulation of stimulus applying unit based on the evaluation result of the evaluation unit.

なお、１／ｆβ（β＞１）で表されるゆらぎを含有する時系列信号とは、不規則にゆらいだリズム信号であってそのゆらぎの傾きが１よりも大きいものを意味する。
また、請求項２記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１記載の構成において、該生体リズム情報記録部に記録された該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報記録部に記録された該有刺激生体リズム情報をそれぞれ粗視化して、該生体リズムの変動を特徴付ける特徴量を算出する粗視化部をさらに備えたことを特徴としている。 Note that a time-series signal containing fluctuation represented by 1 / f β (β> 1) means a rhythm signal that fluctuates irregularly and whose fluctuation slope is larger than one.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the biological body / body state adjusting system according to the first aspect of the present invention, wherein the biological rhythm information recorded in the biological rhythm information recording unit and the stimulated biological rhythm information recording unit are recorded in the biological rhythm information recording unit. The system further includes a coarse-graining unit that coarse-grains each of the recorded stimulated biological rhythm information and calculates a characteristic amount that characterizes the variation of the biological rhythm.

また、請求項３記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項２記載の構成において、該粗視化部が、ダウンサンプリングにより粗視化を行うことを特徴としている。
また、請求項４記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項２記載の構成において、該粗視化部が、一定幅のウィンドウで該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報を時間軸方向に分割し、各ウィンドウから代表値を選出することにより粗視化を行うことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a living body psychosomatic state adjusting system according to the second aspect, wherein the coarse-grain unit performs coarse-graining by downsampling.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a living body psychosomatic state adjusting system according to the present invention, wherein the coarse-grained unit displays the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information in a window having a certain width. It is characterized by performing coarse-graining by dividing in the time axis direction and selecting representative values from each window.

また、請求項５記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１記載の構成において、該生体リズム情報記録部に記録された該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報記録部に記録された該有刺激生体リズム情報から該生体リズムの変動を特徴付ける特徴量を抽出する抽出部をさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項６記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項５記載の構成において、該抽出部が、一定幅のウィンドウで該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報を時間軸方向に分割し、ウィンドウ毎に積分することによって該生体リズムの変動を特徴付ける特徴量を抽出することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a living body psychosomatic state adjusting system according to the present invention, wherein the biological rhythm information recorded in the biological rhythm information recording unit and the stimulated biological rhythm information recording unit are recorded in the biological rhythm information recording unit. An extraction unit is further provided for extracting a feature quantity characterizing the fluctuation of the biological rhythm from the recorded stimulated biological rhythm information.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a living body psychosomatic state adjusting system according to the fifth aspect of the present invention, wherein the extraction unit is configured to extract the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information on a time axis in a window having a certain width. It is characterized in that a feature quantity characterizing the variation of the biological rhythm is extracted by dividing into directions and integrating each window.

また、請求項７記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項５記載の構成において、該抽出部が、該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報におけるピークトップの間隔を抽出することを特徴としている。
また、請求項８記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜７の何れか１項に記載の構成において、該生体のバイタルサインに含まれる固有生体パターンの情報又は該生体の身体的特徴に含まれる固有生体パターンの情報を記録する固有生体情報記録部をさらに備え、該刺激生成部が、該固有生体情報記録部に記録された該固有生体パターンの情報と同一のゆらぎを含有する時系列信号を生成することを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a living body psychosomatic state adjusting system according to the fifth aspect, wherein the extraction unit extracts a peak top interval in the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information. It is characterized by that.
Further, the biological body / body condition adjustment system of the present invention according to claim 8 is the configuration according to any one of claims 1 to 7, wherein the information on the inherent biological pattern included in the vital sign of the biological body or the biological body is provided. A unique biometric information recording unit that records information on the specific biometric pattern included in the physical feature of the subject, and the stimulus generation unit has the same fluctuation as the information on the specific biometric pattern recorded in the specific biometric information recording unit It is characterized by generating a time-series signal containing.

生体のバイタルサインに含まれる固有生体パターンの情報とは、脈波，脳波，血圧変動，体温変動といった狭義のバイタルサインのリズムや、歩行，水泳，ダンス，指タッピングのリズムなど、運動に伴って変動する時間的リズムの情報を意味する。
また、生体の身体的特徴に含まれる固有生体パターンの情報とは、生体のＤＮＡ配列のパターンや指紋パターン等の空間的パターンの情報を意味する。 The information on the unique biological pattern included in vital signs of the living body includes the rhythms of vital signs such as pulse waves, brain waves, blood pressure fluctuations, body temperature fluctuations, rhythms of walking, swimming, dancing, finger tapping, etc. It means information of fluctuating temporal rhythm.
In addition, the information on the unique biological pattern included in the physical characteristics of the living body means information on a spatial pattern such as a DNA sequence pattern or a fingerprint pattern of the living body.

また、請求項９記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項８記載の構成において、該固有生体情報記録部に記録された該固有生体パターンの情報を粗視化して、該固有生体パターンの変動を特徴付ける特徴量を算出する第二粗視化部をさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項１０記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項８記載の構成において、該第二粗視化部が、ダウンサンプリングにより粗視化を行うことを特徴としている。 The system for adjusting the state of mind and body of a living body of the present invention according to claim 9 is characterized in that, in the configuration according to claim 8, the inherent biological pattern information recorded in the inherent biological information recording unit is coarse-grained and the inherent It is characterized by further comprising a second coarse-graining unit that calculates a feature amount that characterizes the variation of the biological pattern.
In addition, the biological body and body state adjustment system of the present invention according to claim 10 is characterized in that, in the configuration according to claim 8, the second coarse-graining unit performs coarse-graining by downsampling.

また、請求項１１記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項８記載の構成において、該第二粗視化部が、一定幅のウィンドウで該固有生体パターンの情報を時間軸方向又は空間軸方向に分割し、各ウィンドウから代表値を選出することにより粗視化を行うことを特徴としている。
例えば、該固有生体パターンが時間的に変動するリズムである場合には、時間軸方向に分割すればよい。一方、該固有生体パターンが時間的にほとんど変動しない空間的パターンである場合には、空間軸方向に分割すればよい。 In addition, in the configuration of the biological mind and body state adjustment system of the present invention according to claim 11, in the configuration according to claim 8, the second coarse-grained unit displays information on the specific biological pattern in a time axis direction with a window having a certain width. Alternatively, it is characterized by performing coarse-graining by dividing in the spatial axis direction and selecting a representative value from each window.
For example, when the unique biological pattern is a rhythm that varies with time, it may be divided in the time axis direction. On the other hand, when the unique biological pattern is a spatial pattern that hardly varies in time, it may be divided in the spatial axis direction.

また、請求項１２記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項８記載の構成において、該固有生体情報記録部に記録された該固有生体パターンの情報から該固有生体パターンの変動を特徴付ける特徴量を抽出する第二抽出部をさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項１３記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１２記載の構成において、該第二抽出部が、一定幅のウィンドウで該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報を時間軸方向又は空間軸方向に分割し、ウィンドウ毎に積分することによって該固有生体パターンの変動を特徴付ける特徴量を抽出することを特徴としている。 According to a twelfth aspect of the present invention, the system for adjusting the state of mind and body of the living body according to the eighth aspect of the present invention is characterized in that the variation of the specific biological pattern is detected from the information on the specific biological pattern recorded in the specific biological information recording unit. It is characterized by further comprising a second extraction unit for extracting a feature quantity to be characterized.
According to a thirteenth aspect of the living body psychosomatic state adjusting system of the present invention, in the configuration according to the twelfth aspect, the second extraction unit displays the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information in a window of a certain width. It is characterized in that a feature amount that characterizes the variation of the unique biological pattern is extracted by dividing in a time axis direction or a space axis direction and integrating for each window.

また、請求項１４記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１２記載の構成において、該第二抽出部が、該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報におけるピークトップの間隔を抽出することを特徴としている。
また、請求項１５記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜１４の何れか１項に記載の構成において、該生体リズム検出部が、該生体の歩行運動に伴う生体リズムを検出することを特徴としている。 Further, in the biological mind-body condition adjustment system according to the fourteenth aspect of the present invention, in the configuration according to the twelfth aspect, the second extraction unit sets a peak top interval in the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information. It is characterized by extracting.
Further, in the living body psychosomatic state adjusting system of the present invention according to claim 15, in the structure according to any one of claims 1 to 14, the living body rhythm detection unit is a living body rhythm associated with walking movement of the living body. It is characterized by detecting.

また、請求項１６記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜１５の何れか１項に記載の構成において、該有刺激生体リズム情報記録部が、繰り返しリズム運動時における筋肉の動きを非侵襲的に計測することにより、該有刺激生体リズム情報を生成するように構成されたことを特徴としている。
また、請求項１７記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜１６の何れか１項に記載の構成において、該生体リズム検出部が、繰り返しリズム運動時における筋肉の動きの加速度を用いて該有刺激生体リズム情報を生成しその有刺激生体リズム情報を該有刺激生体リズム情報記録部に記録するように構成されたことを特徴としている。 Further, in the configuration of the living body psychosomatic state according to the sixteenth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fifteenth aspects, the stimulated biological rhythm information recording unit is a muscle during repeated rhythmic exercise. This is characterized in that the stimulated biological rhythm information is generated by non-invasively measuring the movement of the body.
Moreover, in the configuration of the living body psychosomatic state according to the seventeenth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to sixteenth aspects, the biological rhythm detection unit detects the movement of muscles during repeated rhythmic exercises. The stimulated biological rhythm information is generated using acceleration, and the stimulated biological rhythm information is recorded in the stimulated biological rhythm information recording unit.

また、請求項１８記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜１７の何れか１項に記載の構成において、該評価部が、該生体リズム情報と該有刺激生体リズム情報とのうちの少なくとも何れか一方に対し、ゆらぎ解析法を用いてデータ解析を行い、該心身状態の変化を評価することを特徴としている。
また、請求項１９記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１８記載の構成において、該評価部が、該有刺激生体リズム情報に対しＤＦＡ解析法を用いてデータ解析を行い、所定の時間スケールにおけるゆらぎの大きさを該心身状態の変化の指標として算出することを特徴としている。 In addition, in the system for adjusting a state of mind of a living body according to claim 18 of the present invention, in the configuration according to any one of claims 1 to 17, the evaluation unit includes the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information. For at least one of the above, data analysis is performed using a fluctuation analysis method, and changes in the psychosomatic state are evaluated.
In addition, in the configuration of the living body psychosomatic state adjustment system according to claim 19, in the configuration according to claim 18, the evaluation unit performs data analysis on the stimulated biological rhythm information using a DFA analysis method, It is characterized in that the magnitude of fluctuation on a predetermined time scale is calculated as an indicator of the change in the mind and body state.

なお、ここでいうゆらぎの大きさとは、所定の時間スケールaにおける変動関数F(n)の値F(a)を意味する。変動関数F(n)とは、有刺激生体リズム情報を時系列データと見立てて幅nの複数の区間（この区間のことをウィンドウと呼ぶ）に分割するとともに、各々の区間で得られた局所的なトレンドと実データとの最小二乗誤差（分散）を算出して得られる関数であり、幅nと分散値との相関関係を示すものである。なお、トレンドとは、各区間の実データに対しm次の曲線（m=0,1,2,…）を最小二乗法によりあてはめたものをいう。   The fluctuation magnitude here means the value F (a) of the variation function F (n) on a predetermined time scale a. Fluctuating function F (n) is divided into a plurality of sections of width n (this section is called a window) by considering the stimulated biological rhythm information as time-series data, and the local function obtained in each section It is a function obtained by calculating the least square error (variance) between a typical trend and actual data, and shows the correlation between the width n and the variance value. Note that the trend is obtained by fitting m-th order curves (m = 0, 1, 2,...) To the actual data of each section by the least square method.

また、請求項２０記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜１９の何れか１項に記載の構成において、該刺激付与部が、リズム音を刺激として該生体に与えるように構成されたことを特徴としている。
また、請求項２１記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜２０の何れか１項に記載の構成において、該刺激付与部が、該生体の聴覚を用いて該生体に刺激を与えるように構成されたことを特徴としている。 Further, in the living body psychosomatic state adjusting system according to the twentieth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to twentieth aspects, the stimulus applying unit applies a rhythm sound to the living body as a stimulus. It is characterized by being configured.
In addition, in the configuration of the living body psychosomatic state adjustment system of the present invention according to Claim 21, in the configuration according to any one of Claims 1 to 20, the stimulus applying unit is applied to the living body using the hearing of the living body. It is configured to give a stimulus.

また、請求項２２記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜２１の何れか１項に記載の構成において、該刺激変更部が、該評価部の評価に基づいて、複数の刺激データから所定の刺激データを選択することにより、該刺激付与部の刺激を変更するように構成されたことを特徴としている。
また、請求項２３記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項２２記載の構成において、該刺激変更部が、該所定の刺激データの選択に際し、以下の（１）〜（３）の何れかの手段を用いることを特徴としている。
（１）該生体自らの好みに応じ該生体により手動で入力される刺激データを選択する手段
（２）予め保持された過去の該複数の刺激データの中から所望のデータを自動的に選択する手段
（３）該評価部で評価された現在の該心身状態に基づいて所望のデータを自動的に選択する手段
また、請求項２４記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜２３の何れか１項に記載の構成において、該生体リズム情報記録部又は該有刺激生体リズム情報記録部が、該評価部に対して取り外し可能に設けられていることを特徴としている。 In addition, in the configuration of the living body psychosomatic state adjustment system of the present invention according to Claim 22, in the configuration according to any one of Claims 1 to 21, the stimulation changing unit includes a plurality of stimulation change units based on the evaluation of the evaluation unit. By selecting predetermined stimulation data from the stimulation data, the stimulation of the stimulation applying unit is changed.
Further, in the configuration of the living body's psychosomatic state according to the twenty-third aspect of the present invention, in the configuration of the twenty-second aspect, when the stimulus changing unit selects the predetermined stimulus data, the following (1) to (3) Any one of the means is used.
(1) Means for selecting stimulus data manually input by the living body according to the preference of the living body itself (2) Automatically selecting desired data from the plurality of previously stored stimulus data Means (3) Means for automatically selecting desired data based on the current state of mind and body evaluated by the evaluation unit. The configuration according to any one of? 23, wherein the biological rhythm information recording unit or the stimulated biological rhythm information recording unit is detachable from the evaluation unit.

また、請求項２５記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜２４の何れか１項に記載の構成において、該刺激付与部が、該刺激変更部に対して取り外し可能に設けられていることを特徴としている。
また、請求項２６記載の本発明の生体の心身状態調整システムは、請求項１〜２５の何れか１項に記載の構成において、該生体リズム検出部が、該生体リズム情報記録部又は該有刺激生体リズム情報記録部に対して取り外し可能に設けられていることを特徴としている。 Furthermore, the biological / body-and-body condition adjustment system of the present invention according to claim 25 is characterized in that, in the configuration according to any one of claims 1 to 24, the stimulus applying part is removable from the stimulus changing part. It is characterized by being provided.
In addition, in the configuration of the biological body-body state adjustment system according to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to twenty-fifth aspects, the biological rhythm detection unit includes the biological rhythm information recording unit or the existence unit. The stimulation biological rhythm information recording unit is detachably provided.

また、請求項２７記載の本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータを、生体の随意運動に伴う生体リズムに起因する生体リズム情報を記録する生体リズム情報記録部と、該生体に、１／ｆβ（β＞１）で表されるゆらぎを含有する時系列信号を刺激として与える刺激付与部と、該刺激付与部が該生体に刺激を与えた状態において該生体リズム検出部にて検出された有刺激生体リズムに起因する有刺激生体リズム情報を記録する有刺激生体リズム情報記録部と、該生体リズム情報記録部に記録された生体リズム情報と該有刺激生体リズム情報記録部に記録された有刺激生体リズム情報とに基づいて、生体の心身状態の変化を評価する評価部と、該評価部における評価結果に基づいて該刺激付与部の刺激を変更する刺激変更部として機能させるためのプログラムが記録されている。 A computer-readable recording medium according to a twenty-seventh aspect of the present invention includes a biological rhythm information recording unit that records biological rhythm information resulting from a biological rhythm associated with a voluntary movement of the biological body, / F β (β> 1) A stimulus applying unit that gives a time-series signal containing a fluctuation expressed as a stimulus, and the biological rhythm detecting unit detects the stimulus given to the living body by the stimulus applying unit A stimulated biological rhythm information recording unit for recording stimulated biological rhythm information resulting from the stimulated biological rhythm, a biological rhythm information recorded in the biological rhythm information recording unit, and a recorded in the stimulated biological rhythm information recording unit An evaluation unit that evaluates a change in the psychosomatic state of the living body based on the stimulated biological rhythm information, and a stimulus change that changes the stimulation of the stimulation applying unit based on the evaluation result in the evaluation unit Program for operating is recorded as.

本発明の生体の心身状態調整システム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体（請求項１，２７）によれば、１／ｆβ（β＞１）で表されるゆったりとしたゆらぎを含有する時系列信号が刺激として与えられるため、生体に違和感を与えることなく速やかに１／ｆ性を回復させることができる。また、その効果を客観的，定量的に把握することができる。 According to the living body psychosomatic state adjusting system and the computer-readable recording medium of the present invention (claims 1 and 27), a time-series signal containing a loose fluctuation represented by 1 / f β (β> 1) Since 1 is given as a stimulus, the 1 / f property can be promptly recovered without giving a sense of incongruity to the living body. Moreover, the effect can be grasped objectively and quantitatively.

また、本発明の生体の心身状態調整システム（請求項２〜４）によれば、生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報の特徴量を算出する粗視化部を備えたことにより、生体リズムの変動の特徴を正確に把握することができる。また、生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報を離散化することにより、小さな情報量で必要な特徴を容易に捉えることができる。   Moreover, according to the living body psychosomatic state adjustment system of the present invention (Claims 2 to 4), by providing the coarse-grained unit that calculates the characteristic amount of the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information, It is possible to accurately grasp the characteristics of fluctuation. Further, by discretizing the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information, it is possible to easily capture the necessary features with a small amount of information.

また、本発明の生体の心身状態調整システム（請求項５〜７）によれば、生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報の特徴量を抽出する抽出部を備えたことにより、生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報を加工して新たな指標となる特徴量を取り出すことができ、正確な特徴を把握することができる。
また、本発明の生体の心身状態調整システム（請求項８）によれば、固有生体パターンの情報と同一のゆらぎを含有する時系列信号を刺激として付与することにより、生体が同期しやすいゆらぎを含んだ刺激が与えられることになり、生体リズムの回復効率を向上させることができる。 In addition, according to the living body psychosomatic state adjustment system of the present invention (claims 5 to 7), the biological rhythm information and the presence of the biological rhythm information are provided by including the extraction unit for extracting the feature amount of the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information. By processing the stimulating biological rhythm information, it is possible to extract a feature amount that becomes a new index, and to grasp an accurate feature.
In addition, according to the living body psychosomatic state adjustment system of the present invention (Claim 8), by providing a time-series signal containing the same fluctuation as the information on the unique biological pattern as a stimulus, the fluctuation that the living body can easily synchronize with is provided. The stimulus including it is given, and the recovery efficiency of the biological rhythm can be improved.

また、本発明の生体の心身状態調整システム（請求項９〜１１）によれば、固有生体パターンの特徴量を算出する第二粗視化部を備えたことにより、固有生体パターンの変動の特徴を正確に把握することができる。また、固有生体パターンを離散化することにより、小さな情報量で必要な特徴を容易に捉えることができる。
また、本発明の生体の心身状態調整システム（請求項１２〜１４）によれば、固有生体パターンの特徴量を抽出する第二抽出部を備えたことにより、固有生体パターンを加工して新たな指標となる特徴量を取り出すことができ、正確な特徴を把握することができる。 In addition, according to the living body mind-body state adjustment system of the present invention (claims 9 to 11), since the second coarse-graining unit that calculates the characteristic amount of the inherent biological pattern is provided, the characteristic of the variation of the inherent biological pattern Can be grasped accurately. In addition, by discretizing the unique biological pattern, it is possible to easily capture the necessary features with a small amount of information.
Further, according to the living body psychosomatic state adjustment system of the present invention (Claims 12 to 14), since the second extracting unit for extracting the characteristic amount of the unique biological pattern is provided, the unique biological pattern is processed and new It is possible to extract a feature quantity that serves as an index, and to grasp an accurate feature.

また、本発明の生体の心身状態調整システム（請求項１５〜１８，２０〜２６）によれば、生体の身体を拘束することなく心身状態を評価して、心身状態を回復させることができる。
また、本発明の生体の心身状態調整システム（請求項１９）によれば、生体の心身状態の変化の指標としてゆらぎの大きさを参照することにより、パワースペクトルの傾きβだけでは把握しきれない心身状態の健全度を把握することができ、より信頼性の高い評価及び調整が可能となる。 Moreover, according to the body-body state adjustment system of the present invention (claims 15-18, 20-26), the body-body state can be evaluated and the body-body state can be recovered without restraining the body of the body.
Further, according to the living body psychosomatic state adjustment system of the present invention (claim 19), the magnitude of fluctuation is referred to as an indicator of the change of the living body's psychosomatic state, so that it cannot be grasped only by the inclination β of the power spectrum. The health level of the mind and body can be grasped, and more reliable evaluation and adjustment are possible.

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図９は本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムを示すもので、図１は本システムの使用態様を説明するための模式図、図２は本システムの全体構成を示すブロック図である。また、図３は本システムにおいて被験者の歩行運動時の心身状態を確認するための制御内容を示すフローチャート、図４は本システムにおいて被験者に刺激を与えた場合の制御内容を示すフローチャート、図５は本システムにおいて固有生体パターンの情報から刺激を生成するための制御内容を示すフローチャートである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 9 show a living body psychosomatic state adjusting system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a usage mode of the system, and FIG. 2 is an overall configuration of the system. FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the control content for confirming the mind and body state of the subject during the walking movement in this system, FIG. 4 is a flowchart showing the control content when stimulating the subject in the system, and FIG. It is a flowchart which shows the control content for producing | generating a stimulus from the information of a specific biometric pattern in this system.

また、図６は本システムの第一実施例に係る制御作用を説明するためのグラフであり、（ａ）は生体の歩行リズムに内在する非線形構造を示す変動関数F(n)を描いた対数プロットグラフ、（ｂ）は（ａ）のグラフの傾きを示す対数プロットグラフである。また、図７は本システムの第一実施例に係る効果を説明するためのグラフであり、（ａ）はα＝0.1（β＝-0.8）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた生体の歩行リズムの解析結果、（ｂ）はα＝0.5（β＝0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた生体の歩行リズムの解析結果、（ｃ）はα＝1.0（β＝1.0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた生体の歩行リズムの解析結果、（ｄ）はα＝1.5（β＝2.0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた生体の歩行リズムの解析結果である。   FIG. 6 is a graph for explaining the control action according to the first embodiment of the present system. (A) is a logarithm depicting a variation function F (n) indicating a nonlinear structure inherent in the walking rhythm of a living body. Plot graph, (b) is a logarithmic plot graph showing the slope of the graph of (a). FIG. 7 is a graph for explaining the effect according to the first embodiment of the present system. FIG. 7A shows a living body obtained as a result of applying a stimulus having fluctuation of α = 0.1 (β = −0.8). (B) is an analysis result of a walking rhythm of a living body obtained as a result of applying a stimulus having fluctuation of α = 0.5 (β = 0), and (c) is α = 1.0 (β = 1.0). ) Analysis result of the walking rhythm of the living body obtained as a result of giving a stimulus having fluctuations of), (d) shows the walking rhythm of the living body obtained as a result of giving a stimulus having fluctuations of α = 1.5 (β = 2.0) It is an analysis result.

図８は本システムの第二実施例に係る制御作用を説明するためのグラフであり、（ａ）は生体の指タッピング動作のリズムに内在する非線形構造を示す変動関数F(n)を描いた対数プロットグラフ、（ｂ）は（ａ）のグラフの傾きを示す対数プロットグラフである。また、図９は本システムの第二実施例に係る効果を説明するためのグラフであり、（ａ）はα＝0.1（β＝-0.8）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた指タッピング動作のリズムの解析結果、（ｂ）はα＝0.5（β＝0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた指タッピング動作のリズムの解析結果、（ｃ）はα＝1.0（β＝1.0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた指タッピング動作のリズムの解析結果、（ｄ）はα＝1.5（β＝2.0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた指タッピング動作のリズムの解析結果である。   FIG. 8 is a graph for explaining the control action according to the second embodiment of the present system. FIG. 8A shows a variation function F (n) indicating a non-linear structure inherent in the rhythm of the finger tapping operation of the living body. A logarithmic plot graph, (b) is a logarithmic plot graph showing the slope of the graph of (a). FIG. 9 is a graph for explaining the effect according to the second embodiment of the present system. FIG. 9A shows a finger obtained as a result of applying a stimulus having fluctuation of α = 0.1 (β = −0.8). Analysis result of tapping motion rhythm, (b) is a finger tapping motion rhythm analysis result obtained as a result of applying a stimulus having fluctuation of α = 0.5 (β = 0), and (c) is α = 1.0 (β = 1.0) Analysis result of the rhythm of the finger tapping motion obtained as a result of giving a stimulus having fluctuation of (1.0), (d) is the finger tapping obtained as a result of giving a stimulus having fluctuation of α = 1.5 (β = 2.0) It is an analysis result of the rhythm of movement.

［概要］
本心身状態調整システムは、特定のゆらぎを含有する刺激を被験者（生体）に与え、その被験者に刺激のタイミングと同調するリズムで随意運動を行ってもらうことで、被験者の心身状態を調整するものである。
ここでいう特定のゆらぎとは、１／ｆβ（β＞１）で表されるゆらぎを意味している。つまり、本システムにおける刺激とは、１／ｆβ（β＞１）にゆらいだ時系列のリズム信号である。例えば、音（音楽やリズム音等），力学的振動，電磁波，光（画像パターンや映像等），匂い物質，味物質といった生体の五感に働きかけるリズム信号（あるいはそれらの組合せ）であって、時間的な変動成分を含むものである。 [Overview]
This psychosomatic state adjustment system adjusts the psychosomatic state of a subject by giving a subject (biological body) a stimulus containing a specific fluctuation and having the subject perform voluntary exercise with a rhythm synchronized with the timing of the stimulus. It is.
The specific fluctuation here means fluctuation represented by 1 / f β (β> 1). That is, the stimulus in this system is a time-series rhythm signal that fluctuates to 1 / f β (β> 1). For example, a rhythm signal (or a combination thereof) that works on the five senses of a living body such as sound (music, rhythm sound, etc.), mechanical vibration, electromagnetic wave, light (image pattern, video, etc.), odor substance, taste substance, etc. It contains a typical fluctuation component.

刺激の種類は心身状態の調整作業の前に予め設定されたものとしてもよいし、あるいは、被験者の個体差を考慮して被験者毎に異なるものを用意してもよい。
また、ここでいう随意運動とは、被験者の身体の一部を意識的に動かす運動を意味しており、意識的ではない不随意運動（例えば心臓の拍動や脳波，内臓の運動等）と対立する運動種別である。随意運動の具体例としては、歩行，走行，手足の運動，咀嚼（顔の筋肉の運動），発声（声帯運動）等が挙げられる。なお、ウェイトトレーニングやサイクリング，ボートこぎ動作，車両運転操作等のように、道具や器具，機械を用いた運動であってもよい。 The type of stimulation may be set in advance before the adjustment work of the mind and body state, or may be prepared for each subject in consideration of individual differences of subjects.
In addition, voluntary movement here means movement that consciously moves a part of the subject's body, such as unintentional involuntary movement (eg, heart beat, brain wave, visceral movement, etc.) It is an opposing exercise type. Specific examples of the voluntary movement include walking, running, limb movement, mastication (facial muscle movement), voicing (voice vocal movement), and the like. The exercise may be performed using tools, instruments, and machines, such as weight training, cycling, boating operation, and vehicle driving operation.

［構成］
以下の説明では適宜、被験者にゆらいだリズム音を聴かせるとともに、そのリズム音に同期するように歩行してもらった場合を想定して、本心身状態調整システムの具体例を記述する。
図１に示すように、本心身状態調整システムは、データ処理装置１０及び携帯オーディオ装置２０を備えて構成される。携帯オーディオ装置２０は、被験者の聴覚に作用するリズム音を発生させるための装置である。また、データ処理装置１０は、被験者の心身状態に関する生体リズムを検出して心身状態を評価し、この評価に基づくフィードバックを行うとともに、携帯オーディオ装置２０を制御して被験者にリズム音の刺激を付与するものである。 [Constitution]
In the following description, a specific example of the mind-body condition adjustment system will be described assuming that the subject listens to a rhythm sound that fluctuates as appropriate and walks in synchronism with the rhythm sound.
As shown in FIG. 1, the mind and body state adjustment system includes a data processing device 10 and a portable audio device 20. The portable audio device 20 is a device for generating a rhythm sound that acts on the hearing of the subject. In addition, the data processing device 10 detects a biological rhythm related to the subject's psychosomatic state, evaluates the psychosomatic state, performs feedback based on the evaluation, and controls the portable audio device 20 to give the subject a rhythm sound stimulus. To do.

本実施形態では、携帯オーディオ装置２０を被験者の頭部に装着させるとともにデータ処理装置１０を腰部に取り付けた状態で歩行運動させて、被験者の心身状態を調整するようになっている。
図２に詳細に示すように、データ処理装置１０は、生体リズム検出部１，刺激情報処理部２，生体リズム情報処理部１１及び固有生体情報処理部１２を備えて構成されている。 In the present embodiment, the portable audio device 20 is mounted on the subject's head and the data processing device 10 is attached to the waist while being walked to adjust the subject's mind and body state.
As shown in detail in FIG. 2, the data processing apparatus 10 includes a biological rhythm detection unit 1, a stimulus information processing unit 2, a biological rhythm information processing unit 11, and a unique biological information processing unit 12.

［１．生体リズム検出部］
生体リズム検出部１とは、被験者の随意運動に伴う繰り返しのリズム運動を非侵襲的に計測するものであり、本実施形態では小型の加速度センサが用いられている。ここでは、被験者の動きの加速度変動を検出している。なお、生体リズムを検出するデバイスであればどのようなセンサを用いてもよい。 [1. Biological rhythm detector]
The biological rhythm detection unit 1 non-invasively measures a repetitive rhythmic movement accompanying a subject's voluntary movement, and a small acceleration sensor is used in this embodiment. Here, the acceleration fluctuation of the subject's movement is detected. Any sensor may be used as long as the device detects a biological rhythm.

この加速度センサは、ピエゾ素子のピエゾ効果を利用したセンサであって、三次元空間における加速度のｘ軸，ｙ軸及びｚ軸方向の三成分の加速度信号をそれぞれ検出する。また、検出した各加速度信号を電圧信号に変換し、さらに元の生体リズムを再現するのに十分なサンプリングレートのディジタル信号に変換して、生体リズム情報処理部１１及び固有生体情報処理部１２へ出力する。加速度センサの種類は、測定対象や目的に合わせて一軸〜三軸のものを任意に用いてよいが、移動時における鉛直方向，水平前後方向及び水平左右方向の三方向へ作用する加速度を検出するための三軸加速度センサを用いるのが好ましい。   This acceleration sensor is a sensor that uses the piezo effect of a piezo element, and detects three-component acceleration signals in the x-axis, y-axis, and z-axis directions of acceleration in a three-dimensional space. Further, each detected acceleration signal is converted into a voltage signal, and further converted into a digital signal having a sampling rate sufficient to reproduce the original biological rhythm, to the biological rhythm information processing unit 11 and the specific biological information processing unit 12. Output. The type of acceleration sensor may be arbitrarily selected from one axis to three axes depending on the object to be measured and the purpose, but it detects acceleration acting in the three directions of vertical, horizontal front and rear, and horizontal left and right when moving. It is preferable to use a triaxial acceleration sensor for this purpose.

なお、この加速度センサをデータ処理装置１０から独立した一装置として構成し、データ処理装置１０から適宜取り外すことができるようしてもよい。この場合、加速度センサとデータ処理装置１０との接続携帯は任意であり、例えば有線接続でもよいし、無線通信での接続としてもよい。
生体リズム検出部１の取付け位置は、随意運動に伴う生体リズムを検知できる部位であって被験者に違和感を与えることがなければ特に制限はない。歩行動作や走行動作のように、長距離に渡る全身の空間的移動を伴う随意運動を計測する場合は、携帯性の観点から、生体リズム検出部１（あるいは、生体リズム検出部１を含んで一体形成されたデータ処理装置１０）を、被験者が普段身につけているもの、例えば、眼鏡，帽子，服，靴，ベルト，時計，鞄，アクセサリー，携帯電話，携帯オーディオ機器等に装着するとよい。 The acceleration sensor may be configured as one device independent of the data processing device 10 and may be appropriately removed from the data processing device 10. In this case, the connection between the acceleration sensor and the data processing apparatus 10 is arbitrary, and for example, a wired connection or a wireless communication connection may be used.
The attachment position of the biological rhythm detector 1 is not particularly limited as long as the biological rhythm associated with voluntary movement can be detected and the subject does not feel uncomfortable. When measuring voluntary movements involving spatial movement of the whole body over a long distance, such as walking movements and running movements, from the viewpoint of portability, the biological rhythm detection unit 1 (or the biological rhythm detection unit 1 is included). The integrally formed data processing apparatus 10) may be attached to a thing that the subject usually wears, for example, glasses, a hat, clothes, shoes, a belt, a watch, a bag, an accessory, a mobile phone, a portable audio device, and the like.

［２．生体リズム情報処理部］
生体リズム情報処理部１１とは、生体リズム検出部１で検出されたリズム運動から被験者の生体リズムを取り出して評価する電子制御装置である。これらの機能は例えばＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等が協働することにより実現されており、具体的な制御内容はデータ処理装置１０内の図示しない記憶装置にコンピュータプログラムとして記憶されている。この生体リズム情報処理部１１は、情報記録部３，特徴把握部４，評価部５及び刺激変更部６を備えて構成されている。 [2. Biological rhythm information processing unit]
The biological rhythm information processing unit 11 is an electronic control device that extracts and evaluates a subject's biological rhythm from the rhythm movement detected by the biological rhythm detection unit 1. These functions are realized, for example, by cooperation of a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and specific control contents are illustrated in the data processing apparatus 10. Stored as a computer program in a storage device. The biological rhythm information processing unit 11 includes an information recording unit 3, a feature grasping unit 4, an evaluation unit 5, and a stimulus change unit 6.

［２−１．情報記録部］
情報記録部３は、生体リズム検出部１から入力されたディジタル信号を生体リズムの原波形データとして保持するものであり、例えばＲＡＭ等によってその機能を実現している。また、情報記録部３は、生体リズム情報記録部３ａ及び有刺激生体リズム情報記憶部３ｂという二つの記憶部を有している。生体リズム情報記録部３ａは刺激を与えられていない状態の被験者から得られた原波形データを記録するものであり、一方、有刺激生体リズム情報記録部３ｂは刺激を与えられた状態の被験者から得られた原波形データを記録するものであり、繰り返しリズム運動時における筋肉の動きを非侵襲的に計測することにより、有刺激生体リズム情報を生成する。 [2-1. Information recording section]
The information recording unit 3 holds a digital signal input from the biological rhythm detection unit 1 as original waveform data of the biological rhythm, and realizes its function by, for example, a RAM. The information recording unit 3 includes two storage units, a biological rhythm information recording unit 3a and a stimulated biological rhythm information storage unit 3b. The biological rhythm information recording unit 3a records original waveform data obtained from a subject who is not stimulated, while the stimulated biological rhythm information recording unit 3b is from a subject who is stimulated. The obtained original waveform data is recorded, and stimulated biological rhythm information is generated by non-invasively measuring muscle movement during repeated rhythm exercise.

このように、二種類の原波形データを保持することにより、刺激による生体リズムへの影響の度合いを把握することができるようになっている。以下、生体リズム情報記録部３ａに記録されている原波形データのことを生体リズム情報と称し、有刺激生体リズム情報記録部３ｂに記録されている原波形データのことを有刺激生体リズム情報と称す。   Thus, by holding two types of original waveform data, it is possible to grasp the degree of influence on the biological rhythm caused by the stimulus. Hereinafter, the original waveform data recorded in the biorhythm information recording unit 3a is referred to as biorhythm information, and the original waveform data recorded in the stimulated biorhythm information recording unit 3b is referred to as stimulated biorhythm information. Call it.

［２−２．特徴把握部］
特徴把握部４は、生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報の各々に対して、被験者の生体リズムの変動を特徴付ける特徴量を取り出す演算を行うものである。ここでいう特徴量とは、生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報に内在する非線形構造を解析するための時系列データを意味する。この特徴把握部４は、粗視化部４ａ及び抽出部４ｂを備えて構成されている。 [2-2. Feature grasper]
The feature grasping unit 4 performs an operation for extracting a feature amount characterizing a change in the biological rhythm of the subject for each of the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information. The feature amount here means time-series data for analyzing a nonlinear structure inherent in biological rhythm information and stimulated biological rhythm information. The feature grasping unit 4 includes a coarse-graining unit 4a and an extracting unit 4b.

粗視化部４ａとは、生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報を粗視化することによって特徴量を算出するものである。粗視化とは、系の中から特徴的な代表点を選び出す操作のことであり、主に以下の三種類の手法が用いられる。
(A1)ダウンサンプリング操作
(A2)生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報を一定幅のウィンドウで時間軸方向に分割し、各ウィンドウから代表点（平均値，最大値，積分値等）を選び出す操作
(A3)ピーク点選出操作 The coarse-graining unit 4a calculates feature amounts by coarse-graining biological rhythm information and stimulated biological rhythm information. Coarse graining is an operation of selecting characteristic representative points from the system, and the following three methods are mainly used.
(A1) Downsampling operation
(A2) Operation to divide biological rhythm information and stimulated biological rhythm information in the time axis direction with a window of a certain width, and select representative points (average value, maximum value, integral value, etc.) from each window
(A3) Peak point selection operation

一方、抽出部４ｂは、生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報に演算処理を施すことによって特徴量を抽出するものである。抽出部４ｂでの演算手法としては、以下のものが挙げられる。
(B1)ピーク間隔演算操作
(B2)生体リズム情報及び有刺激生体リズム情報の時系列データを積分する操作 On the other hand, the extraction unit 4b extracts feature amounts by performing arithmetic processing on biological rhythm information and stimulated biological rhythm information. Examples of the calculation method in the extraction unit 4b include the following.
(B1) Peak interval calculation operation
(B2) Operation to integrate time series data of biological rhythm information and stimulated biological rhythm information

本実施形態では、抽出部４ｂにおいて上記の(B1)の手法が採用されて、以下のような手順で特徴量が抽出されるようになっている。
(C1)「始点」として、波形のスタート地点近辺の最大データ点（ピーク点）を得る。
(C2)上記(C1)で求めたピーク点から、およそ0.5秒後（一歩の移動時間に相当）の近傍において、再び最大値になる点を検索する。その点が２番目のピーク点になる。
(C3)以上の操作を繰り返してピーク点の時系列データを得る。
(C4)隣接するピーク点の時間差を演算してピーク間隔の時系列データを得る。 In the present embodiment, the extraction unit 4b employs the method (B1) described above, and feature amounts are extracted in the following procedure.
(C1) Obtain the maximum data point (peak point) near the start point of the waveform as the “start point”.
(C2) From the peak point obtained in the above (C1), a point having the maximum value is searched again in the vicinity of about 0.5 seconds later (corresponding to one step of moving time). That point becomes the second peak point.
(C3) Repeat the above operation to obtain time series data of peak points.
(C4) A time difference between adjacent peak points is calculated to obtain time series data of peak intervals.

この手順で得られたピーク間隔の時系列は、右足−左足間及び左足−右足間の歩行間隔の時系列となる。また、上記の手順(C2)で検索する最大値の点の位置をおよそ１秒後（二歩の移動時間に相当）の近傍とすれば、左右何れか一方の足の動きのみに着目した時系列データを得ることができる。
このように、特徴把握部４は特徴量の時系列データを生成するように機能している。 The time series of peak intervals obtained by this procedure is a time series of walking intervals between the right foot and the left foot and between the left foot and the right foot. If the position of the maximum value point searched in the above procedure (C2) is in the vicinity of about one second later (corresponding to the movement time of two steps), when focusing only on the movement of one of the left and right feet Series data can be obtained.
As described above, the feature grasping unit 4 functions to generate time-series data of feature amounts.

［２−３．評価部］
評価部５は、特徴把握部４で取り出された特徴量を用いて被験者の心身状態を評価するものである。ここでは、ゆらぎ解析の手法を用いて特徴量のゆらぎの状態を解析し、心身状態を評価する。
ここでいう「ゆらぎの状態」とは、特徴把握部４で得られた特徴量の時系列信号が刻々と変化する際に観察される僅かな波形のズレ（部分的に不規則な時間的変化）のことを指している。 [2-3. Evaluation Department]
The evaluation unit 5 evaluates the mind and body state of the subject using the feature amount extracted by the feature grasping unit 4. Here, the fluctuation state of the feature quantity is analyzed by using a fluctuation analysis technique, and the psychosomatic state is evaluated.
The “fluctuation state” here is a slight waveform shift (partially irregular temporal change) observed when the time series signal of the feature quantity obtained by the feature grasping unit 4 changes every moment. ).

例えば、歩行間隔時間の時系列データだけでなく、呼吸数や心拍数，脳波等のバイタルサインを時系列データとした場合にも、それらの波動のピーク間隔や周期，ピーク値は一定ではなく、複雑な変動を示すことが知られている。一方で、このような不規則に見える複雑な変動の中から、その挙動を支配していると考えられる構造を解析するための数々の手法が提案されている。評価部５は、これらのような手法を利用して、時系列データのゆらぎの度合いを観察することにより、その変動の背後に存在すると考えられる非線形構造を解析し評価するものである。なお、特徴量のピーク間隔時間のゆらぎを観察する代わりに、特徴量の値の大きさのゆらぎを観察してもよい。   For example, not only time series data of walking interval time, but also vital signs such as respiration rate, heart rate, brain wave etc. as time series data, the peak interval, period, peak value of those waves are not constant, It is known to exhibit complex fluctuations. On the other hand, a number of methods have been proposed for analyzing the structure that seems to dominate the behavior among such complex changes that appear irregular. The evaluation unit 5 analyzes and evaluates a non-linear structure that is considered to exist behind the fluctuation by observing the degree of fluctuation of the time-series data using such a method. Instead of observing the fluctuation of the peak interval time of the feature quantity, the fluctuation of the feature quantity value may be observed.

具体的な解析手法としては、スペクトル解析（ＦＦＴ解析），フラクタル解析（マルチフラクタル解析，ＤＦＡ解析等），カオス解析及びウェイブレット解析等の公知の解析手法が挙げられるが、ここでは、フラクタル解析法の一つであるＤＦＡ解析について詳述する。
ＤＦＡ解析の手法は、時系列データの長期相関特性を解析するための手法の一つである。本実施形態では、ピーク間隔時間のウィンドウサイズnに関するゆらぎの度合いを示す関数として、変動関数F(n)を演算している。変動関数F(n)とは、時系列データを幅nの複数の区間（この区間のことをウィンドウと呼ぶ）に分割した各々の区間における、局所的なトレンドと実データとの最小二乗誤差（分散）のことを意味しており、以下の式（１）〜（３）に基づいて演算される。なお、変動関数F(n)のグラフ形状は、ピーク間隔時間のゆらぎのパターンに対応した形状となる。 Specific analysis methods include known analysis methods such as spectrum analysis (FFT analysis), fractal analysis (multi-fractal analysis, DFA analysis, etc.), chaos analysis, wavelet analysis, etc. The DFA analysis which is one of the above will be described in detail.
The DFA analysis method is one of the methods for analyzing long-term correlation characteristics of time series data. In the present embodiment, the variation function F (n) is calculated as a function indicating the degree of fluctuation regarding the window size n of the peak interval time. The variation function F (n) is a least square error between the local trend and the actual data in each section obtained by dividing the time series data into a plurality of sections of width n (this section is called a window). This is calculated based on the following formulas (1) to (3). Note that the graph shape of the variation function F (n) corresponds to the fluctuation pattern of the peak interval time.

Figure 2009195260
Figure 2009195260

ここで、トレンドとは、各区間の実データにm次の曲線（m=0,1,2,…）を最小二乗法によりあてはめたものをいう。すなわち、１つの時間波形が有する平均値，分散値等の２次の統計量が時間とともに、徐々に増加（減少）すること（時間的推移）を意味する。一般に、多人数からステップ時間のサンプル波形データを得た後には、データ解析の正確を期すため、それらのサンプル波形データの統計量についてのアンサンブル平均を得るべきであるが、この作業は困難である。そこで、一個のサンプル波形データから統計量を得て近似値として使用し、統計量を得ることになる。しかし、このサンプル波形データが非定常である一方、近似値を使用できる条件は弱定常性（又は強定常性）である。したがって、これを満たすように原波形データからトレンド成分を除去する必要がある。   Here, the trend is obtained by fitting m-th order curves (m = 0, 1, 2,...) To the actual data of each section by the least square method. That is, it means that secondary statistics such as an average value and a variance value of one time waveform gradually increase (decrease) with time (temporal transition). In general, after obtaining sample waveform data of step time from a large number of people, you should obtain an ensemble average for the statistics of those sample waveform data to ensure accurate data analysis, but this task is difficult . Therefore, a statistic is obtained from one sample waveform data and used as an approximate value to obtain a statistic. However, while this sample waveform data is non-stationary, the condition under which the approximate value can be used is weak stationarity (or strong stationarity). Therefore, it is necessary to remove the trend component from the original waveform data so as to satisfy this.

また、他の取得方法としては、そのピーク位置に対応して前後方向の加速度波形に急激な変化が現れることを利用して、その加速度波形が最も急激に変化する個所を抽出しその間隔を求めて歩行間隔としてもよい。
ウィンドウサイズnの対数log10n及び変動関数F(n)の対数log10F(n)を、横軸及び縦軸にプロットしたもののことをＤＦＡプロットと呼ぶ。一般に、ＤＦＡプロットを直線にあてはめたときの傾きαは、元の時系列データx(i)のフラクタル指数に等しい。また、理想的な条件ではＤＦＡプロットの傾きαと元の時系列データx(i)のゆらぎの傾きβとの間に、β＝２α−１が成立する。したがって、ＤＦＡプロットの傾きαから元の時系列データx(i)のゆらぎの傾きβを求めることができる。 As another acquisition method, using the fact that a rapid change appears in the longitudinal acceleration waveform corresponding to the peak position, the point where the acceleration waveform changes most rapidly is extracted and the interval is obtained. It may be a walking interval.
The logarithm log 10 F window size n logarithm log 10 n and variation function F (n) (n), to a plotted on the horizontal axis and the vertical axis is referred to as DFA plot. In general, the slope α when the DFA plot is applied to a straight line is equal to the fractal index of the original time series data x (i). Under ideal conditions, β = 2α−1 is established between the slope α of the DFA plot and the fluctuation slope β of the original time series data x (i). Therefore, the fluctuation slope β of the original time series data x (i) can be obtained from the slope α of the DFA plot.

なお、元の時系列データx(i)が長期の相関を持った時系列データであれば、ＤＦＡプロットの傾きαは0.5〜１の直線となり、ホワイトノイズであれば傾きαが0.5の直線となり、また、ブラウンノイズであるときは傾きαが1.5の直線となることが知られている。そして、理想的な１／ｆゆらぎの場合には傾きαが１となる。
上述のＤＦＡ解析の手法は適用性の高いフラクタル解析法であるが、ＤＦＡプロットに一本の直線をあてはめることが困難な場合も考えられる。これは、時間スケールに依存した複数個のフラクタル指数を持つ変動成分が元の時系列データx(i)に混在している場合に生じうる。その場合、ＤＦＡプロットを微分して局所的な傾き（局所的なα）を算出し、適当な時間スケール領域におけるαを全体の代表値として選択するとよい。 If the original time-series data x (i) is time-series data with long-term correlation, the slope α of the DFA plot is a straight line of 0.5 to 1, and if it is white noise, the slope α is a straight line of 0.5. Also, it is known that the slope α is a straight line having a slope of 1.5 when it is brown noise. In the case of an ideal 1 / f fluctuation, the inclination α is 1.
The DFA analysis method described above is a highly applicable fractal analysis method, but it may be difficult to fit a single straight line to the DFA plot. This can occur when a fluctuation component having a plurality of fractal indices depending on the time scale is mixed in the original time series data x (i). In that case, the DFA plot is differentiated to calculate a local slope (local α), and α in an appropriate time scale region may be selected as an overall representative value.

あるいは、ＤＦＡ解析の手法ではなく、マルチフラクタル解析の手法を用いることも一案である。マルチフラクタル解析は、時系列データの局所的なフラクタル指数が時間軸上にどのようなフラクタル次元で分布しているかを算出するものである。したがって、この手法で得られたマルチフラクタルスペクトルの極大値に相当するフラクタル指数を代表値として選択すればよい。   Alternatively, it is also a proposal to use a multifractal analysis technique instead of a DFA analysis technique. The multifractal analysis is to calculate in what fractal dimension the local fractal index of the time series data is distributed on the time axis. Therefore, a fractal index corresponding to the maximum value of the multifractal spectrum obtained by this method may be selected as a representative value.

評価部５は、以上のような演算に基づき、以下の二種類の評価基準を用いて被験者の心身状態を評価する。
(D1)傾きβが１に近いほど、心身状態が良好である
(D2)所定のウィンドウサイズn0における歩行リズムのゆらぎの大きさ〔変動関数の大きさF(n0)〕が小さいほど、心身状態が良好である
上記の(D1)の評価では、有刺激生体リズム情報の時系列データの傾きβと理想的な１／ｆゆらぎの場合の傾きとの差を算出して、ゆらぎの傾きβに関する理想的な心身状態からの乖離度（第一評価値）を数値化する。あるいは、生体リズム情報の時系列データの傾きβと有刺激生体リズム情報の時系列データの傾きβとを比較して、傾きが１に近づいていることを以て、心身状態が良好であると判断してもよい。 The evaluation unit 5 evaluates the subject's psychosomatic state using the following two types of evaluation criteria based on the above calculation.
(D1) The closer the slope β is to 1, the better the psychosomatic state
(D2) The smaller the magnitude of the fluctuation of the walking rhythm in the predetermined window size n 0 (the size of the variation function F (n 0 )), the better the psychosomatic state. The difference between the inclination β of the time series data of the biological rhythm information and the inclination in the case of the ideal 1 / f fluctuation is calculated, and the degree of deviation from the ideal psychosomatic state with respect to the inclination β of the fluctuation (first evaluation value) Is digitized. Alternatively, the inclination β of the time series data of the biological rhythm information is compared with the inclination β of the time series data of the stimulated biological rhythm information, and it is determined that the psychosomatic state is good because the inclination is close to 1. May be.

また、上記の(D2)の評価では、ゆらぎの大きさF(n0)と予め設定された所定閾値との差を算出して、ゆらぎの大きさF(n0)に関する理想的な心身状態からの乖離度（第二評価値）を数値化するようになっている。ここで演算された第一評価値及び第二評価値は、図示しない記憶装置や後述する刺激データベース２ｃに記録されるようになっている。
また、評価部５は、第一評価値及び第二評価値の大きさに基づいて被験者の心身状態を評価するようになっている。ここで、心身状態の評価とは、「リラックスしている」，「ストレスを感じている」等の心身状態又は健康度を細分化したデータを得ることを意味し、各心身状態を段階的に数値化して、被験者がどの段階の心身状態にあるかを検査することを意味している。例えば、解析者が予め心身状態について、「リラックスしている」は段階１、「ややリラックスしている」は段階２、「ややストレスを感じている」は段階３、「ストレスを感じている」は段階４であると割り当てて分類するのである。また、この分類は一例であって、分類をさらに細分化する等、種々変更して実施できる。なお、評価部５には第一評価値及び第二評価値の大きさと心身状態の評価の段階とを対応マップが予め設定されている。 Also, in the evaluation of (D2) above, an ideal psychosomatic state regarding the fluctuation magnitude F (n 0 ) is calculated by calculating the difference between the fluctuation magnitude F (n 0 ) and a predetermined threshold value set in advance. The degree of divergence from (second evaluation value) is quantified. The first evaluation value and the second evaluation value calculated here are recorded in a storage device (not shown) or a stimulus database 2c described later.
Moreover, the evaluation part 5 evaluates a test subject's mind-body state based on the magnitude | size of a 1st evaluation value and a 2nd evaluation value. Here, the evaluation of the state of mind and body means obtaining data that subdivides the state of mind or body state or health level, such as “relaxing” or “feeling stress”. It means to examine the level of psychosomatic state of the subject by digitization. For example, the analyst is preliminarily in mind about the state of mind and body, “Relaxed” is stage 1, “Slightly relaxed” is stage 2, “Slightly stressed” is stage 3, and “Stressed”. Is assigned and classified as stage 4. Further, this classification is an example, and can be implemented with various changes such as further subdivision of the classification. Note that the evaluation unit 5 is preset with a correspondence map between the magnitudes of the first evaluation value and the second evaluation value and the stage of evaluation of the psychosomatic state.

［２−４．刺激変更部］
刺激変更部６は、後述する刺激情報処理部２で選択された刺激の種類を変更するものである。ここでは、被験者に付与される刺激の変更手法として、以下の二通りの方法が用意されている。なお、本実施形態では、(E2)の方法で刺激が選択されるようになっている。
(E1)被験者が自らの好みにより刺激を選択する方法
(E2)データ処理装置１０が自動的に刺激を選択する方法
(E3)評価部で評価された現在の心身状態に基づいて所望のデータを自動的に選択する方法 [2-4. Stimulus change part]
The stimulus change unit 6 changes the type of stimulus selected by the stimulus information processing unit 2 described later. Here, the following two methods are prepared as a method of changing the stimulus given to the subject. In the present embodiment, the stimulus is selected by the method (E2).
(E1) Method of selecting a stimulus according to his / her preference
(E2) Method in which the data processing apparatus 10 automatically selects a stimulus
(E3) A method of automatically selecting desired data based on the current psychosomatic state evaluated by the evaluation unit

(E2)の方法では、評価部５で評価された被験者の心身状態に応じて刺激変更部６が刺激情報処理部２を制御して、刺激の種類を変更（例えばリズム音の種類を変更）させ、あるいは変調（リズム音の音階やテンポを変更）させる。例えば、第一評価値及び第二評価値がともに大きく、理想的な心身状態から大きく乖離している場合に、刺激を変更するようになっている。これらの変更又は変調はフィードバック性を有するので、このフィードバック性によって、効果的な心身状態の調整が実現される。   In the method (E2), the stimulus change unit 6 controls the stimulus information processing unit 2 according to the subject's mind and body state evaluated by the evaluation unit 5 to change the type of stimulus (for example, change the type of rhythm sound). Or modulating (changing the scale or tempo of the rhythm sound). For example, the stimulus is changed when both the first evaluation value and the second evaluation value are large and greatly deviate from the ideal psychosomatic state. Since these changes or modulations have a feedback property, effective psychosomatic adjustment is realized by this feedback property.

なお、(E1)の方法では、データ処理装置１０に付設された図示しない入力装置を介して被験者が好みのリズム音を選択できるようにしておけばよい。この場合、刺激変更部６は、被験者に選択されたリズム音を出力するように、刺激情報処理部２を制御する。   In the method (E1), the subject may select a favorite rhythm sound through an input device (not shown) attached to the data processing device 10. In this case, the stimulus change unit 6 controls the stimulus information processing unit 2 so as to output the rhythm sound selected by the subject.

［３．固有生体情報処理部］
固有生体情報処理部１２とは、個々の被験者の身体に本来備わっている時間的，あるいは空間的ゆらぎ（非線形構造）を把握するためのものである。例えば、ＤＮＡ塩基配列や指紋形状，掌紋形状等は個々の生体に本来的に備わっている固有情報であることが知られている。より身近な例では、声紋の分布（声帯の運動特性）や野球ボールのピッチング動作，貧乏揺すり，鉛筆回しといった体動の癖など、生体に固有の運動リズムが観察される例は枚挙に暇がない。これらの事象に鑑みれば、生体の動作の実施的な主体である筋肉組織やその動作を制御する神経組織、あるいはそれら全体を司る脳の制御パターンの中にも、個々の生体が生まれながらに持っている固有のゆらぎの構造が存在するものと推認される。 [3. Specific biological information processing unit]
The unique biological information processing unit 12 is for grasping temporal or spatial fluctuations (nonlinear structure) inherent in the body of each subject. For example, it is known that DNA base sequence, fingerprint shape, palm print shape, etc. are inherent information inherent in each living body. In a more familiar example, there is no time to enumerate examples in which movement rhythms specific to the living body are observed, such as voiceprint distribution (motor characteristics of vocal cords), baseball ball pitching movement, poor shaking, and pencil movement . In view of these events, individual living organisms are also born in the muscular tissue that is the main subject of the movement of the living body, the neural tissue that controls the movement, or the control pattern of the brain that controls them. It is inferred that there exists a unique fluctuation structure.

一方、生体リズムには、ゆらぎを含んだ外部刺激に対する同調作用が認められる。したがって、生体に固有のゆらぎ構造を含んだリズムを刺激として付与することで、それとは異なるゆらぎ構造の刺激を付与するよりも生体リズムを容易に同期させることができ、心身状態を調整しやすくすることが可能となる。
固有生体情報処理部１２は、固有生体情報記録部７，第二特徴把握部８及び第二評価部９を備えて構成されている。固有生体情報記録部７は、生体のバイタルサインに含まれる固有生体パターンの情報や、生体の身体的特徴に含まれる固有生体パターンの情報を記録するものである。 On the other hand, in the biological rhythm, a synchronizing action with respect to an external stimulus including fluctuation is recognized. Therefore, by applying a rhythm containing a fluctuation structure unique to the living body as a stimulus, it is possible to synchronize the biological rhythm more easily than to give a stimulus of a fluctuation structure different from that, making it easier to adjust the mind and body state It becomes possible.
The unique biometric information processing unit 12 includes a unique biometric information recording unit 7, a second feature grasping unit 8, and a second evaluation unit 9. The unique biometric information recording unit 7 records information on the unique biometric pattern included in the vital signs of the living organism and information on the unique biometric pattern included in the physical features of the living organism.

バイタルサインに含まれる固有生体パターンの情報とは、脈波，脳波，血圧変動，体温変動といった狭義のバイタルサインのリズムや、歩行，水泳，ダンス，指タッピングのリズムなど、運動に伴って変動する時間的変動リズムの情報を意味する。したがって、例えば生体リズム検出部１で検出された生体リズム（あるいは、生体リズム情報記録部３ａに記録された生体リズム情報）を流用して、固有生体パターンの情報とすることが可能である。無論、公知の方法を利用して固有生体パターンの情報を予め取得しておいてもよい。   Vital sign information contained in vital signs varies with exercise, such as rhythms of vital signs such as pulse waves, brain waves, blood pressure fluctuations, body temperature fluctuations, and rhythms of walking, swimming, dancing, and finger tapping. Means information of time-varying rhythm. Therefore, for example, the biological rhythm detected by the biological rhythm detection unit 1 (or the biological rhythm information recorded in the biological rhythm information recording unit 3a) can be diverted to be used as specific biological pattern information. Of course, information on the unique biological pattern may be acquired in advance using a known method.

また、生体の身体的特徴に含まれる固有生体パターンの情報とは、生体のＤＮＡ塩基配列のパターンや指紋パターン，掌紋パターン等の空間的変動パターンの情報を意味する。この場合、図示しないパターン検出装置を用いて予め被験者の身体的特徴を検出しておき、固有生体パターンの情報として記録しておくとよい。
第二特徴把握部８は、固有生体情報記録部７に記録された固有生体パターン情報から、その時間的あるいは空間的変動を特徴付ける特徴量を取り出す演算を行うものである。第二特徴把握部８は、第二粗視化部８ａ及び第二抽出部８ｂを備えて構成されている。 In addition, the information on the unique biological pattern included in the physical characteristics of the living body means information on a spatial variation pattern such as a DNA base sequence pattern, a fingerprint pattern, and a palmprint pattern of the living body. In this case, it is preferable to detect the physical characteristics of the subject in advance using a pattern detection device (not shown) and record the information as information on the unique biological pattern.
The second feature grasping unit 8 performs an operation of extracting a feature quantity characterizing the temporal or spatial variation from the unique biological pattern information recorded in the unique biological information recording unit 7. The second feature grasping unit 8 includes a second coarse graining unit 8a and a second extracting unit 8b.

第二粗視化部８ａとは、固有生体パターンの情報を粗視化することによって特徴量を算出するものである。一方、第二抽出部８ｂは、固有生体パターンの情報に演算処理を施すことによって特徴量を抽出するものである。第二特徴把握部８の機能は、情報記録部３に記録された情報の中から特徴量を取り出す特徴把握部４の機能と同様であり、例えば前述の手法(A1)〜(A3)，(B1)〜(B2)や手順(C1)〜(C4)が流用されている。   The second coarse-graining unit 8a calculates a feature amount by coarse-graining information on the unique biological pattern. On the other hand, the 2nd extraction part 8b extracts a feature-value by performing a calculation process to the information of a specific biometric pattern. The function of the second feature grasping unit 8 is the same as the function of the feature grasping unit 4 that extracts the feature amount from the information recorded in the information recording unit 3, and for example, the methods (A1) to (A3), ( B1) to (B2) and procedures (C1) to (C4) are used.

第二評価部９は、第二特徴把握部８で取り出された特徴量を用いて被験者の固有生体パターンのゆらぎの状態を解析するものである。この第二評価部９での解析手法は、評価部５での解析手法と同様であり、例えば、フラクタル解析（ＤＦＡ解析）を実施してゆらぎの傾きβ0を算出する。
なお、固有生体パターンが時間的変動パターンの情報である場合には、時間軸方向にウィンドウをn分割し、ウィンドウサイズnに関するゆらぎの度合いを示す変動関数F(n)を演算する。固有生体パターンが空間的変動パターンの情報である場合には、空間軸方向にウィンドウをn分割すればよい。
第二評価部９で得られたゆらぎの傾きβ0は、言わば固有生体パターンの情報に隠されていた被験者固有のゆらぎの構造を示している。ここで得られたゆらぎの傾きβ0は、刺激情報処理部２へと出力されるようになっている。 The second evaluation unit 9 analyzes the fluctuation state of the inherent biological pattern of the subject using the feature amount extracted by the second feature grasping unit 8. Analysis techniques on the second evaluation unit 9 is similar to the analysis method in the evaluation unit 5, for example, calculates an inclination beta 0 fluctuation to implement the fractal analysis (DFA analysis).
When the unique biological pattern is information on a temporal variation pattern, the window is divided into n in the time axis direction, and a variation function F (n) indicating the degree of fluctuation with respect to the window size n is calculated. If the unique biological pattern is information on a spatial variation pattern, the window may be divided into n in the spatial axis direction.
The fluctuation inclination β 0 obtained by the second evaluation unit 9 indicates the structure of fluctuation inherent to the subject that is hidden in the information on the inherent biological pattern. The fluctuation slope β 0 obtained here is output to the stimulus information processing unit 2.

［４．刺激情報処理部］
刺激情報処理部２は、被験者に付与される刺激の内容を制御するものであり、刺激生成部２ａ，刺激付与部２ｂ及び刺激データベース２ｃを備えて構成されている。 [4. Stimulus Information Processing Department]
The stimulus information processing unit 2 controls the content of the stimulus applied to the subject, and includes a stimulus generation unit 2a, a stimulus application unit 2b, and a stimulus database 2c.

刺激生成部２ａは、以下の２種類の機能を備えている。
(F1)１／ｆβ（β＞１）で表されるゆらぎを含有する時系列信号をランダムに生成する
(F2)固有生体情報処理部で得られたゆらぎの傾きβ0に基づいて時系列信号を生成する
上記(F1)は、１／ｆゆらぎよりもやや変動が穏やかなゆらぎを含む時系列信号を自動生成するものであり、例えば公知の演算手法を用いて、ゆらぎの傾きβが２であるリズム音を自動的に生成する。 The stimulus generator 2a has the following two functions.
(F1) Randomly generate a time-series signal containing fluctuations expressed by 1 / f β (β> 1)
(F2) Generate a time-series signal based on the fluctuation slope β 0 obtained by the inherent biological information processing unit (F1) is a time-series signal including a fluctuation that is slightly less fluctuating than 1 / f fluctuation. For example, a rhythm sound having a fluctuation slope β of 2 is automatically generated using a known calculation method.

上記(F1)では傾きβ＝２のリズム音が生成されるのに対して、上記(F2)では、固有生体情報処理部１２で得られたゆらぎの傾きβ0と同一の傾きを持ったリズム音が生成される。例えば、被験者固有のゆらぎの傾きβ0が1.2であれば、固有生体パターンの特徴量の時系列データをそのまま刺激の時系列信号に流用する。つまり、リズム音のゆらぎの傾きβも1.2とする。このように、被験者の生体が同期しやすいゆらぎを有する刺激が自動生成されている。なお、被験者固有のゆらぎの傾きβ0が１よりも小さい場合には、固有生体パターンの特徴量の時系列データに対し公知の演算処理を施して、傾きβ0が１よりも大きくなるようにデータ加工を施すようになっている。 In (F1) above, a rhythm sound having a slope β = 2 is generated, whereas in (F2) above, a rhythm having the same slope as the fluctuation slope β 0 obtained by the inherent biological information processing unit 12 is generated. Sound is generated. For example, if the inclination β 0 of the subject-specific fluctuation is 1.2, the time-series data of the characteristic amount of the unique biological pattern is used as it is for the time-series signal of the stimulus. That is, the inclination β of the fluctuation of the rhythm sound is also set to 1.2. In this way, a stimulus having fluctuations that easily synchronize the living body of the subject is automatically generated. When the inclination β 0 of the subject-specific fluctuation is smaller than 1, a known calculation process is performed on the time-series data of the characteristic amount of the unique biological pattern so that the inclination β 0 is larger than 1. Data processing is applied.

また、刺激生成部２ａは、新たに生成したリズム音の時系列信号を刺激データベース２ｃに追記するようになっている。
一方、刺激データベース２ｃは、予め生成された複数のリズム音を記録し、かつ、新たなリズム音を追記可能なデータベースである。この刺激データベース２ｃには、ゆらぎの傾きβが各リズム音，楽曲に対応付けられた形式で記録されている。なお、刺激データベース２には、さまざまな音色，音階，テンポのリズム音が記録されている。ゆらぎの傾きβについては、全てβ＞１のゆらぎを含むものとなっている。 The stimulus generator 2a additionally writes a newly generated time-series signal of rhythm sounds to the stimulus database 2c.
On the other hand, the stimulus database 2c is a database capable of recording a plurality of rhythm sounds generated in advance and adding a new rhythm sound. In the stimulus database 2c, a fluctuation inclination β is recorded in a format associated with each rhythm sound and music. The stimulus database 2 records rhythm sounds of various timbres, scales, and tempos. All of the fluctuation slopes β include fluctuations of β> 1.

また、刺激データベース２ｃには、生体リズム情報処理部１１の評価部５で得られた第一評価値及び第二評価値が、各リズム音及び被験者に関連づけられた状態で記録されるようになっている。実際に刺激を付与した際の第一評価値及び第二評価値を追記，更新することで、刺激に対する被験者の応答性を加味した判断や制御ができるようになっている。
刺激付与部２ｂは、被験者へ付与される刺激となるリズム音の時系列信号を携帯オーディオ装置２０に出力するものである。ここでは、出力されるリズム音の時系列信号を選択する手法としては、以下の二通りが考えられる。本実施形態では、(G1)の方法が採用されている。
(G1)刺激生成部２ａで生成されたリズム音の時系列信号を出力する方法
(G2)刺激データベース２ｃに記録されたリズム音から一つを選択し、その時系列信号を出力する方法 Moreover, the first evaluation value and the second evaluation value obtained by the evaluation unit 5 of the biological rhythm information processing unit 11 are recorded in the stimulus database 2c in a state associated with each rhythm sound and the subject. ing. By adding and updating the first evaluation value and the second evaluation value when the stimulus is actually applied, it is possible to perform judgment and control in consideration of the response of the subject to the stimulus.
The stimulus imparting unit 2 b outputs a time-series signal of rhythm sounds serving as stimuli imparted to the subject to the portable audio device 20. Here, the following two methods are conceivable as a method for selecting the time-series signal of the output rhythm sound. In the present embodiment, the method (G1) is employed.
(G1) A method of outputting a time-series signal of rhythm sounds generated by the stimulus generator 2a
(G2) A method of selecting one of the rhythm sounds recorded in the stimulus database 2c and outputting the time series signal

［フローチャート］
［１．心身状態の評価］
心身状態の評価方法及び同調整方法について、図３〜図５を参照して詳述する。
図３は、被験者の歩行運動時の心身状態を確認するための制御内容を示すフローチャートである。
ステップＡ１０では、携帯オーディオ装置２０を被験者の頭部に装着させ、歩行運動させる。ここではまだ被験者に刺激が付与されていない。生体リズム検出部１において、被験者の歩行運動に伴って発生する加速度変動が検出され、生体リズム情報が生体リズム情報処理部１１へ入力される。この生体リズム情報は、生体リズム信号記録部３ａに記録される。 [flowchart]
[1. Evaluation of mental and physical condition]
The evaluation method and the adjustment method for the state of mind and body will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of control for confirming the state of mind and body during the walking movement of the subject.
In Step A10, the portable audio device 20 is attached to the subject's head and walked. Here, no stimulation has been given to the subject. In the biological rhythm detection unit 1, acceleration fluctuations that occur with the subject's walking motion are detected, and biological rhythm information is input to the biological rhythm information processing unit 11. This biological rhythm information is recorded in the biological rhythm signal recording unit 3a.

ステップＡ２０では、特徴把握部４において、生体リズム情報から特徴量が取り出される。ここでは、歩行運動の原波形データに粗視化処理やその他の演算処理が施され、生体リズムの特徴量が取り出されて、ピーク間隔の時系列データが生成される。
ステップＡ３０では、評価部５において、ステップＡ２０で生成された特徴量の時系列データがゆらぎ解析され、変動関数F(n)が算出されるとともにゆらぎの傾きβが算出される。ここで算出される変動関数F(n)のグラフ形状は、被験者の通常運動時におけるゆらぎのパターンに対応した形状となる。そして、ステップＡ４０では、評価部５において、第一評価値及び第二評価値が算出され、心身状態の評価がなされる。ここでは例えば、上記の(D1)，(D2)の評価基準に則った評価がなされる。 In step A20, the feature grasping unit 4 extracts feature amounts from the biological rhythm information. Here, the coarse waveform process and other arithmetic processes are performed on the original waveform data of the walking motion, the feature quantity of the biological rhythm is extracted, and time series data of the peak interval is generated.
In step A30, the evaluation unit 5 analyzes the time-series data of the feature amount generated in step A20, calculates the fluctuation function F (n) and calculates the fluctuation slope β. The graph shape of the variation function F (n) calculated here is a shape corresponding to the fluctuation pattern during normal motion of the subject. In step A40, the evaluation unit 5 calculates the first evaluation value and the second evaluation value, and the psychosomatic state is evaluated. Here, for example, the evaluation is performed in accordance with the evaluation criteria (D1) and (D2) described above.

［２．刺激の評価］
図４は、被験者に刺激を与えた場合の制御内容を示すフローチャートである。図４中に記号Ａを付したフローは図３に示すステップＡ１０〜Ａ４０と同一であり、刺激が付与されていない状態の変動関数F(n)及び傾きβを算出し、第一評価値及び第二評価値を算出するためのものである。一方、図４中に記号Ｂを伏したステップＢ１０〜Ｂ４０のフローは、刺激が付与されている状態の変動関数F(n)及び傾きβを算出するためのものである。なお、Ａフロー及びＢフローの実施順序は任意である。 [2. Evaluation of stimulation]
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of control when a stimulus is given to a subject. The flow with the symbol A in FIG. 4 is the same as steps A10 to A40 shown in FIG. 3, and the fluctuation function F (n) and the slope β in the state where no stimulus is applied are calculated. This is for calculating the second evaluation value. On the other hand, the flow of steps B10 to B40 with the symbol B in FIG. 4 is for calculating the variation function F (n) and the slope β in the state where the stimulus is applied. In addition, the execution order of A flow and B flow is arbitrary.

ステップＢ１０では、携帯オーディオ装置２０から刺激となるリズム音を出力し、被験者にそのリズム音と同期するリズムで歩行運動させる。生体リズム検出部１では加速度変動が検出され、有刺激生体リズム信号記録部３ａに記録される。なお、ここで被験者に付与されるリズム音のゆらぎの傾きβは１よりも大きくなっている。これにより、ゆったりとゆらいだ刺激が被験者に作用することになる。   In Step B10, a rhythm sound as a stimulus is output from the portable audio device 20, and the subject is caused to walk with a rhythm synchronized with the rhythm sound. The biological rhythm detection unit 1 detects acceleration fluctuations and records them in the stimulated biological rhythm signal recording unit 3a. Here, the inclination β of fluctuation of the rhythm sound given to the subject is larger than 1. As a result, a relaxed stimulus acts on the subject.

続くステップＢ２０では、特徴把握部４において、有刺激生体リズム信号の特徴量が取り出され、ピーク間隔の時系列データが生成される。そしてステップＢ３０では、評価部５において、刺激が付与された状態での変動関数F(n)及び傾きβが算出される。また、ステップＢ４０では、評価部５において、第一評価値及び第二評価値が算出され、心身状態の評価がなされる。   In subsequent step B20, the feature grasping unit 4 extracts the feature quantity of the stimulated biological rhythm signal and generates time-series data of peak intervals. In step B30, the evaluation unit 5 calculates the variation function F (n) and the slope β in the state where the stimulus is applied. In Step B40, the evaluation unit 5 calculates the first evaluation value and the second evaluation value, and the psychosomatic state is evaluated.

ステップＢ５０では、ステップＡ４０で算出された第一評価値及び第二評価値とステップＢ４０で算出された第一評価値及び第二評価値に基づいて、刺激の効果が評価される。例えば、刺激付与前よりも刺激付与後の第一評価値及び第二評価値がともに小さくなっていれば、ステップＢ６０へ進んで「効果あり」と判定される。一方、刺激付与後の第一評価値及び第二評価値の何れかが刺激付与前よりも大きくなっていれば、ステップＢ７０へ進んで「効果なし」と判定される。なお、ステップＢ７０へ進んだ場合には続くステップＢ８０へ進み、刺激変更部６において刺激内容が変更される。
このように、刺激の効果の評価は刺激付与前後のデータを比較することによって実現され、客観的，定量的に把握される。なお、この評価のみを実施する場合にはステップＢ８０を省略してもよい。 In step B50, the effect of the stimulus is evaluated based on the first evaluation value and the second evaluation value calculated in step A40 and the first evaluation value and the second evaluation value calculated in step B40. For example, if both the first evaluation value and the second evaluation value after applying the stimulus are smaller than those before applying the stimulus, the process proceeds to step B60 and is determined to be “effective”. On the other hand, if either of the first evaluation value and the second evaluation value after applying the stimulus is larger than that before applying the stimulus, the process proceeds to step B70 and is determined to be “no effect”. In addition, when progressing to step B70, it progresses to following step B80, and the stimulus content is changed in the stimulus change part 6. FIG.
Thus, the evaluation of the effect of the stimulus is realized by comparing the data before and after the stimulus is applied, and is objectively and quantitatively grasped. If only this evaluation is performed, step B80 may be omitted.

［３．固有生体情報に応じた刺激の変更］
図５は、固有生体パターンの情報から刺激を生成するための制御内容を示すフローチャートである。ここでは、バイタルサインに含まれる固有生体パターンの情報を取得して刺激を生成する場合であって、そのバイタルサインの検出に生体リズム検出部１を利用した場合の制御内容を説明する。 [3. Change of stimulus according to unique biological information]
FIG. 5 is a flowchart showing the control content for generating a stimulus from the information on the unique biological pattern. Here, the contents of control when the biorhythm detection unit 1 is used to detect a vital sign in the case where a stimulus is generated by acquiring information on a specific biometric pattern included in the vital sign will be described.

図４中に記号Ｃを付したフローは図３に示すステップＡ１０〜Ａ３０と同一であり、刺激が付与されていない状態の変動関数F(n)及び傾きβ0を算出するためのものである。
ステップＣ１０では、固有生体情報処理部１２において、ステップＡ３０で算出されたゆらぎの傾きβ0が１よりも大きいか否かが判定される。ここで、β0＞１である場合にはステップＣ３０へ進み、β0≦１である場合にはステップＣ２０へ進む。 The flow with the symbol C in FIG. 4 is the same as steps A10 to A30 shown in FIG. 3, and is for calculating the variation function F (n) and the slope β 0 when no stimulus is applied. .
In step C10, the unique biological information processor 12, the inclination beta 0 of fluctuation calculated in step A30 it is judged whether or not greater than 1. If β 0 > 1, the process proceeds to step C30. If β 0 ≦ 1, the process proceeds to step C20.

ステップＣ２０では、ステップＡ２０で作成された時系列データに対して公知の演算処理が施され、ゆらぎの傾きβが１よりも大きくなるように加工され、ステップＣ３０へ進む。
ステップＣ３０では、固有生体情報記録部７において、時系列データが刺激データとして記録される。β0＞１である場合には、ここで記録されるデータが、被験者に本来的に備わっているゆらぎ構造を含んだリズムそのものとなる。また、β0≦１である場合には、被験者に固有のゆらぎ構造の影響を受けたリズムとなる。
その後ステップＣ４０では、ステップＣ３０で記録された刺激が被験者に付与されるように、刺激の種類が変更される。 In step C20, a known calculation process is performed on the time-series data created in step A20, the fluctuation β is processed to be larger than 1, and the process proceeds to step C30.
In step C30, the unique biological information recording unit 7 records time series data as stimulus data. When β 0 > 1, the data recorded here is the rhythm itself including the fluctuation structure inherent in the subject. When β 0 ≦ 1, the rhythm is influenced by the fluctuation structure unique to the subject.
Thereafter, in step C40, the type of stimulus is changed so that the stimulus recorded in step C30 is applied to the subject.

［作用］
本心身状態調整システムを用いて被験者の心身状態を調整した結果を以下に説明する。ここでは、本システムの作用を明確にすべく、被験者に付与された刺激の種類と刺激による生体リズムの変化との関係について詳述する。 [Action]
The result of adjusting the subject's psychosomatic state using this psychosomatic state adjusting system will be described below. Here, in order to clarify the operation of this system, the relationship between the type of stimulus given to the subject and the change in biological rhythm caused by the stimulus will be described in detail.

［第一実施例］
被験者に付与する刺激の種類は、コンピュータで作成した４種類のメトロノームのテンポ音とした。各テンポ音は、その間隔が適度にゆらぐように加工されたものとした。各テンポ音のフラクタル指数（ＤＦＡプロットの傾きと同義）αは、0.1，0.5，1.0，1.5とした。ゆらぎの傾きβで表現すれば、-0.8，0，1.0，2.0である。なお、何れのテンポ音も音間隔が1.05±0.2秒の範囲でゆらぐように作成した。 [First embodiment]
The types of stimuli to be given to the subjects were four types of metronome tempo sounds created by a computer. Each tempo sound was processed so that the interval fluctuated moderately. The fractal index (synonymous with the slope of the DFA plot) α of each tempo sound was set to 0.1, 0.5, 1.0, and 1.5. If expressed by the fluctuation slope β, they are −0.8, 0, 1.0, and 2.0. All tempo sounds were created so that the sound interval fluctuated within a range of 1.05 ± 0.2 seconds.

上記のような各テンポ音を男性の被験者に携帯オーディオ装置２０で聴かせながらテンポ音に同期するように歩行させ、腰部の加速度変動を計測した。生体リズム検出部１におけるサンプリングレートは100Hzとし、計測時間はおよそ５分程度とした。また、特徴把握部４における特徴量の取り出し操作では、左右何れか一方の足の動きのみに着目した時系列データを得ることとした。被験者の歩行リズムのゆらぎをＤＦＡ解析した結果を図６（ａ），（ｂ）に示す。   Each tempo sound as described above was allowed to walk in synchronism with the tempo sound while allowing the male subject to listen to it with the portable audio device 20, and the acceleration fluctuation of the waist was measured. The sampling rate in the biological rhythm detection unit 1 was 100 Hz, and the measurement time was about 5 minutes. Further, in the feature amount extraction operation in the feature grasping unit 4, time-series data focusing on only the movement of either the left or right foot is obtained. 6A and 6B show the results of DFA analysis of the fluctuation of the walking rhythm of the subject.

また、各テンポ音を刺激として与えた場合毎に、全体の時系列データの中から歩数N=120の幅で時系列データを取り出してＤＦＡ解析を施した。ここでは、ゆらぎの傾きβとゆらぎの大きさ〔変動関数の大きさの常用対数log10F(n0)〕との挙動を確認すべく、log10n＞１の範囲における歩行リズムのゆらぎの傾きβの時間変化と、ウィンドウサイズn=6におけるゆらぎの大きさ〔変動関数の大きさの常用対数log10F(6)〕とを算出した。ここで、N=120の幅で取り出す時系列データの範囲をずらしながら歩行リズムのゆらぎの傾きβ及びゆらぎの大きさlog10F(6)を繰り返し算出した結果を図７（ａ）〜（ｄ）に示す。図７中において、実線で示されたグラフはピーク間隔の時間変化を示し、記号＊はゆらぎの大きさlog10F(6)の時間変化を示し、記号○はゆらぎの傾きβの時間変化を示している。 Also, every time when each tempo sound was given as a stimulus, time series data was extracted from the entire time series data with a step number N = 120 and subjected to DFA analysis. Here, in order to confirm the behavior of the fluctuation slope β and the fluctuation magnitude [the common logarithm of the magnitude of the variation function log 10 F (n 0 )], the fluctuation of the walking rhythm in the range of log 10 n> 1 The time change of the slope β and the fluctuation size [the common logarithm of the magnitude of the variation function log 10 F (6)] at the window size n = 6 were calculated. Here, the results obtained by repeatedly calculating the fluctuation slope β of the walking rhythm and the fluctuation log 10 F (6) while shifting the range of the time-series data extracted with a width of N = 120 are shown in FIGS. ). In FIG. 7, the graph indicated by the solid line shows the time change of the peak interval, the symbol * shows the time change of the fluctuation log 10 F (6), and the symbol ○ shows the time change of the fluctuation slope β. Show.

さらに、前述の評価基準(D1)，(D2)に基づき、log10n＞１の範囲における歩行リズムのゆらぎの傾きβの平均値とウィンドウサイズn=6における歩行リズムのゆらぎの大きさ〔変動関数の大きさlog10F(6)〕の平均値の算出結果を表にまとめて以下に示す。 Further, based on the above-mentioned evaluation criteria (D1) and (D2), the average value of the walking rhythm fluctuation slope β in the range of log 10 n> 1 and the size of the fluctuation of the walking rhythm in the window size n = 6 [variation The calculation results of the average value of the function size log 10 F (6)] are summarized in the table below.

Figure 2009195260
Figure 2009195260

図６，図７に示すように、テンポ音のゆらぎの傾きβが比較的小さい場合（記号＋，□）には、被験者の歩行リズムのゆらぎの傾きβがそれぞれ0.36，0.63となっており、やや緊張状態にあることが理解される。また、テンポ音の傾きβが比較的大きい場合（記号△，○）には、前者よりも歩行リズムの傾きβが１に近づいており、心身状態に１／ｆ性がもたらされていることがわかる。なお、歩行リズムの傾きβは、テンポ音の傾きβ＝１である場合に最も１に近づいている。   As shown in FIGS. 6 and 7, when the slope β of the fluctuation of the tempo sound is relatively small (symbol +, □), the slope β of the fluctuation of the walking rhythm of the subject is 0.36 and 0.63, respectively. It is understood that there is some tension. In addition, when the slope β of the tempo sound is relatively large (symbols Δ, ○), the slope β of the walking rhythm is closer to 1 than the former, and 1 / f property is brought about in the mind and body state. I understand. Note that the slope β of the walking rhythm is closest to 1 when the slope of the tempo sound β = 1.

一方、表１に示すように、歩行リズムのゆらぎの大きさlog10F(6)に着目すると、テンポ音のゆらぎの傾きβが1.0以下である場合には平均が-1.71〜-1.78であり、テンポ音のゆらぎの傾きβが2.0である場合よりも高い値を示している。特に、テンポ音のゆらぎの傾きβが１に近づくほど、歩行リズムのゆらぎの大きさlog10F(6)が増加しており、健康的な心身状態とはいえない。その点、テンポ音のゆらぎの傾きβが2.0である場合には、歩行リズムのゆらぎの大きさlog10F(6)が低い値を示しており、良好な心身状態に調整されている。 On the other hand, as shown in Table 1, when focusing on the fluctuation log 10 F (6) of the walking rhythm, the average is 1.71 to 1.78 when the slope β of the fluctuation of the tempo sound is 1.0 or less. The slope β of the fluctuation of the tempo sound shows a higher value than when 2.0. In particular, as the slope β of the fluctuation of the tempo sound approaches 1, the magnitude of the fluctuation of the walking rhythm log 10 F (6) increases, which is not a healthy state of mind and body. On the other hand, when the inclination β of the fluctuation of the tempo sound is 2.0, the walking log rhythm fluctuation magnitude log 10 F (6) shows a low value, which is adjusted to a good psychosomatic state.

［第二実施例］
第二実施例では、第一実施例と同一のテンポ音を用いて、被験者に着座姿勢のまま指タッピング動作（人差し指を机上で上下に動かし、机の表面を軽く叩く動作）を行ってもらった。生体リズム検出部１には、タッピングの衝撃を電圧信号に変換するセラミック製の圧電センサを用いた。サンプリングレートは100Hzとし、計測時間はおよそ５分程度とした。また、特徴把握部４における特徴量の取り出し操作では、ピーク間隔の時系列データを得ることとした。被験者のタッピングリズムのゆらぎをＤＦＡ解析した結果を図８（ａ），（ｂ）に示す。 [Second Example]
In the second example, using the same tempo sound as in the first example, the subject performed a finger tapping operation (moving the index finger up and down on the desk and tapping the surface of the desk lightly) while sitting. . The biological rhythm detection unit 1 is a ceramic piezoelectric sensor that converts a tapping impact into a voltage signal. The sampling rate was 100 Hz, and the measurement time was about 5 minutes. Further, in the feature amount extraction operation in the feature grasping unit 4, time series data of peak intervals is obtained. 8A and 8B show the results of DFA analysis of the fluctuation of the subject's tapping rhythm.

また、第一実施例と同様に、全体の時系列データの中から指タッピング数N=120の幅で時系列データを取り出してＤＦＡ解析を施し、log10n＞１の範囲におけるタッピングリズムのゆらぎの傾きβの時間変化と、ウィンドウサイズn=6におけるゆらぎの大きさ〔変動関数の大きさの常用対数log10F(6)〕とを算出した。その結果を図９（ａ）〜（ｄ）に示す。図９中において、実線で示されたグラフはピーク間隔の時間変化を示し、記号＊はゆらぎの大きさlog10F(6)の時間変化を示し、記号○はゆらぎの傾きβの時間変化を示している。 Similarly to the first embodiment, time series data is extracted from the entire time series data with a finger tapping number N = 120 and subjected to DFA analysis, and tapping rhythm fluctuations in the range of log 10 n> 1 are obtained. The time variation of the slope β and the magnitude of fluctuation at the window size n = 6 [the common logarithm of the variation function log 10 F (6)] were calculated. The results are shown in FIGS. 9 (a) to 9 (d). In FIG. 9, the graph indicated by the solid line shows the time change of the peak interval, the symbol * shows the time change of the fluctuation log 10 F (6), and the symbol ○ shows the time change of the fluctuation slope β. Show.

さらに、log10n＞１の範囲におけるタッピングリズムのゆらぎの傾きβの平均値とウィンドウサイズn=6におけるタッピングリズムのゆらぎの大きさ〔変動関数の大きさの常用対数log10F(6)〕の平均値の算出結果を表にまとめて以下に示す。 Further, the average value of the slope of the tapping rhythm fluctuation β in the range of log 10 n> 1 and the magnitude of the tapping rhythm fluctuation in the window size n = 6 [the common logarithm of the magnitude of the variation function log 10 F (6)] The calculation results of the average values are summarized in the table below.

Figure 2009195260
Figure 2009195260

この第二実施例では、図８，図９に示すように、テンポ音のゆらぎの傾きβが2.0である場合において、指タッピング動作のゆらぎの傾きβが最も１に近づいている。しかも、表２に示すように、タッピングリズムのゆらぎの大きさlog10F(6)についても、テンポ音のゆらぎの傾きβが2.0である場合が最も小さくなっており、心身状態に１／ｆ性がもたらされていることがわかる。なお、テンポ音のゆらぎの傾きβが1.0である場合には、タッピングリズムのゆらぎの大きさlog10F(6)が-1.5と大きくなっており、健康的な状態とはいえない。 In the second embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, when the inclination β of the fluctuation of the tempo sound is 2.0, the inclination β of the fluctuation of the finger tapping operation is closest to 1. Moreover, as shown in Table 2, the tapping rhythm fluctuation magnitude log 10 F (6) is also the smallest when the tempo sound fluctuation slope β is 2.0, and the psychosomatic state is 1 / f. It turns out that sex is brought. When the inclination β of the fluctuation of the tempo sound is 1.0, the tapping rhythm fluctuation magnitude log 10 F (6) is as large as −1.5, which is not a healthy state.

［効果］
このように、本実施形態に係る心身状態調整システムによれば、１／ｆβ（β＞１）で表されるゆったりとしたゆらぎを含有する時系列信号が刺激として与えられるため、生体に違和感を与えることなく速やかに１／ｆ性を回復させることができる。また、その効果を客観的，定量的に把握することができる。 [effect]
As described above, according to the psychosomatic state adjustment system according to the present embodiment, a time-series signal containing a loose fluctuation expressed by 1 / f β (β> 1) is given as a stimulus, so that the living body feels uncomfortable. The 1 / f property can be quickly recovered without imparting. Moreover, the effect can be grasped objectively and quantitatively.

また、本実施形態では、生体リズム情報の特徴量を取り出す機能が、粗視化部４ａ及び抽出部４ｂによって実現されている。つまり、粗視化部４ａを用いた場合には、生体リズムの変動の特徴を正確に把握することができる。また、生体リズム情報や有刺激生体リズム情報を粗視化によって離散化することにより、小さな情報量で必要な特徴を容易に捉えることが可能となる。一方、抽出部４ｂを用いた場合には、生体リズム情報や有刺激生体リズム情報を加工して新たな指標となる特徴量を取り出すことができ、正確な特徴を把握することが可能となる。特徴量の抽出方法は、対象となる生体リズム情報や有刺激生体リズム情報の特性に応じて適宜選択することができる。   Moreover, in this embodiment, the function which takes out the feature-value of biorhythm information is implement | achieved by the coarse-graining part 4a and the extraction part 4b. That is, when the coarse-graining unit 4a is used, it is possible to accurately grasp the characteristics of biological rhythm fluctuations. Further, by discretizing biological rhythm information and stimulated biological rhythm information by coarse-graining, it is possible to easily capture necessary features with a small amount of information. On the other hand, when the extraction unit 4b is used, it is possible to process the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information to extract a feature amount as a new index, and to grasp an accurate feature. The feature amount extraction method can be appropriately selected according to the characteristics of the target biological rhythm information and stimulated biological rhythm information.

また、本実施形態の心身状態調整システムは固有生体情報処理部１２を備えており、被験者の個々の生体に本来的に備わっている固有情報を利用して刺激を新たに生成するようになっている。つまり、固有生体パターンの情報と同一のゆらぎを含有する時系列信号を刺激として付与することが可能となり、ゆらぎを同期させやすくすることができる。また、同期しやすいゆらぎを含んだ刺激が与えられるため、被験者の生体リズムの回復効率を向上させることができる。   In addition, the psychosomatic state adjustment system according to the present embodiment includes the unique biological information processing unit 12, and a stimulus is newly generated using unique information inherently provided in each individual living body of the subject. Yes. That is, a time-series signal containing the same fluctuation as the information on the unique biological pattern can be applied as a stimulus, and fluctuations can be easily synchronized. In addition, since a stimulus including fluctuation that is easy to synchronize is given, the recovery efficiency of the biological rhythm of the subject can be improved.

また、本実施形態の心身状態調整システムによれば、被験者の身体を拘束することなく非侵襲的に心身状態を評価，調整することができる。
また、本実施形態の心身状態調整システムでは、生体の心身状態の変化の指標として、ゆらぎの傾きβだけでなくゆらぎの大きさlog10F(n0)をも参照している。これにより、パワースペクトルの傾きβだけでは把握しきれない心身状態の健全度を把握することができ、より信頼性の高い評価及び調整が可能となる。 Further, according to the psychosomatic state adjustment system of the present embodiment, the psychosomatic state can be evaluated and adjusted non-invasively without restraining the body of the subject.
In the mind-body state adjustment system of the present embodiment, not only the fluctuation slope β but also the fluctuation magnitude log 10 F (n 0 ) is referred to as an indicator of the change in the body-body state of the living body. As a result, it is possible to grasp the soundness level of the mind and body state that cannot be grasped only by the inclination β of the power spectrum, and it is possible to perform evaluation and adjustment with higher reliability.

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上述の実施形態では、被験者へ付与する刺激の種類がリズム音となっているが、力学的振動や電磁波，光などを刺激として与えることも考えられる、少なくとも、被験者が刺激のリズムに同期するように意識的に運動を実施できるような、知覚可能な刺激であればよい。 [Others]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the type of stimulus to be applied to the subject is a rhythm sound, but mechanical vibration, electromagnetic waves, light, or the like may be given as a stimulus. At least the subject is synchronized with the rhythm of the stimulus. It is only necessary that the stimulus is perceptible so that it can be exercised consciously.

同様に、上述の実施形態では、携帯オーディオ装置２０を利用して刺激が被験者に付与されているが、被験者へ刺激を付与するための具体的な構成はこれに限定されない。例えば、生体の視覚に訴える刺激を付与する場合にはディスプレイ装置を用いることが考えられる。
また、上述の実施形態では、被験者の歩行運動及び指タッピング運動のゆらぎを解析した事例を説明したが、解析対象となる運動はこれに限定されず、少なくとも被験者の随意運動であればよい。なお、生体リズム情報処理部１１における解析対象となる運動が随意運動であるのに対し、固有生体情報処理部１２における解析対象は運動の種類に依らないうえ、それが運動である必要もない。すなわち、固有生体情報処理部１２はゆらぎを含む時間的な変動パターンだけでなくゆらぎを含む空間的な変動パターンも解析対象としている。 Similarly, in the above-described embodiment, the stimulus is given to the subject using the portable audio device 20, but the specific configuration for giving the stimulus to the subject is not limited to this. For example, it is conceivable to use a display device when applying a stimulus appealing to the visual sense of a living body.
Further, in the above-described embodiment, the example in which the fluctuation of the walking motion and finger tapping motion of the subject is analyzed has been described. However, the motion to be analyzed is not limited to this, and may be at least the voluntary motion of the subject. The motion to be analyzed in the biological rhythm information processing unit 11 is a voluntary motion, whereas the analysis target in the specific biological information processing unit 12 does not depend on the type of motion and does not have to be a motion. That is, the unique biological information processing unit 12 analyzes not only temporal fluctuation patterns including fluctuations but also spatial fluctuation patterns including fluctuations.

また、上述の実施形態におけるデータ処理部１０の具体的な構成はこれに限定されない。例えば、生体リズム検出部１を別装置として構成してもよいことは前述したが、これと同様に、刺激付与部２ｂや刺激データベース２ｃ、あるいは、情報記録部３を別装置として構成してもよい。つまり、本体のデータ処理部１０からこれらの要素を取り外し可能に構成してもよい。このように構成することで、より非侵襲的に被験者の心身状態を調整することができ、心身状態の調整効果を高めることが可能となる。また、被験者が身につける装置を小型軽量化することができ、被験者をよりリラックスさせることができる。   Further, the specific configuration of the data processing unit 10 in the above-described embodiment is not limited to this. For example, as described above, the biological rhythm detection unit 1 may be configured as a separate device. Similarly, the stimulus applying unit 2b, the stimulation database 2c, or the information recording unit 3 may be configured as a separate device. Good. That is, you may comprise so that these elements can be removed from the data processing part 10 of a main body. By comprising in this way, a test subject's psychosomatic state can be adjusted more non-invasively and it becomes possible to improve the adjustment effect of a psychosomatic state. Further, the device worn by the subject can be reduced in size and weight, and the subject can be more relaxed.

本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムの使用態様を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the usage condition of the body-body state adjustment system of the biological body which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムの全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overall configuration of a living body psychosomatic state adjustment system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムにおいて被験者の歩行運動時の心身状態を確認するための制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content for confirming the mind and body state at the time of a test subject's walking exercise | movement in the biological body and body state adjustment system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムにおいて被験者に刺激を与えた場合の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content at the time of giving a test subject a test subject in the biological body-body state adjustment system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムにおいて固有生体パターンの情報から刺激を生成するための制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content for producing | generating a stimulus from the information of an intrinsic | native biological pattern in the biological body and body state adjustment system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムにおける第一実施例の制御作用を説明するためのグラフであり、（ａ）は生体の歩行リズムに内在する非線形構造を示す変動関数F(n)を描いた対数プロットグラフ、（ｂ）は（ａ）のグラフの傾きを示す対数プロットグラフである。It is a graph for demonstrating the control effect | action of the 1st Example in the body-body state adjustment system of the biological body which concerns on one Embodiment of this invention, (a) is the fluctuation | variation function F () which shows the nonlinear structure inherent in the walking rhythm of a biological body. (b) is a logarithmic plot graph showing the slope of the graph of (a). 本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムにおける第一実施例の効果を説明するためのグラフであり、（ａ）はα＝0.1（β＝-0.8）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた生体の歩行リズムの解析結果、（ｂ）はα＝0.5（β＝0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた生体の歩行リズムの解析結果、（ｃ）はα＝1.0（β＝1.0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた生体の歩行リズムの解析結果、（ｄ）はα＝1.5（β＝2.0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた生体の歩行リズムの解析結果である。It is a graph for demonstrating the effect of the 1st Example in the body-body state adjustment system of the biological body which concerns on one Embodiment of this invention, (a) gives the stimulus which has the fluctuation | variation of (alpha) = 0.1 ((beta) =-0.8). (B) is an analysis result of the walking rhythm of the living body obtained as a result of giving a stimulus having a fluctuation of α = 0.5 (β = 0), and (c) is an analysis result of the walking rhythm of the living body obtained as a result. = Analysis result of walking rhythm of living body obtained as a result of giving a stimulus having fluctuation of 1.0 (β = 1.0), (d) is a result of giving a stimulus having fluctuation of α = 1.5 (β = 2.0) This is an analysis result of walking rhythm of living body. 本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムにおける第二実施例の制御作用を説明するためのグラフであり、（ａ）は生体の指タッピング動作のリズムに内在する非線形構造を示す変動関数F(n)を描いた対数プロットグラフ、（ｂ）は（ａ）のグラフの傾きを示す対数プロットグラフである。It is a graph for demonstrating the control effect | action of the 2nd Example in the body-body state adjustment system of the biological body which concerns on one Embodiment of this invention, (a) is a fluctuation | variation which shows the nonlinear structure inherent in the rhythm of the finger tapping operation | movement of a biological body. A logarithmic plot graph depicting the function F (n), (b) is a logarithmic plot graph showing the slope of the graph of (a). 本発明の一実施形態に係る生体の心身状態調整システムにおける第二実施例の効果を説明するためのグラフであり、（ａ）はα＝0.1（β＝-0.8）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた指タッピング動作のリズムの解析結果、（ｂ）はα＝0.5（β＝0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた指タッピング動作のリズムの解析結果、（ｃ）はα＝1.0（β＝1.0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた指タッピング動作のリズムの解析結果、（ｄ）はα＝1.5（β＝2.0）のゆらぎを有する刺激を与えた結果得られた指タッピング動作のリズムの解析結果である。It is a graph for demonstrating the effect of the 2nd Example in the body and body state adjustment system of the biological body which concerns on one Embodiment of this invention, (a) gives the stimulus which has the fluctuation | variation of (alpha) = 0.1 ((beta) =-0.8). (B) is a result of analyzing the rhythm of the finger tapping motion obtained as a result of the analysis, (b) is a result of analyzing the rhythm of the finger tapping motion obtained as a result of applying a stimulus having a fluctuation of α = 0.5 (β = 0), Is the result of analyzing the rhythm of the finger tapping action obtained as a result of applying a stimulus having a fluctuation of α = 1.0 (β = 1.0), and (d) is a stimulus having a fluctuation of α = 1.5 (β = 2.0) It is the analysis result of the rhythm of the finger tapping motion obtained as a result.

符号の説明Explanation of symbols

１ 生体リズム検出部
２ 刺激情報処理部
２ａ 刺激生成部
２ｂ 刺激付与部
２ｃ 刺激データベース
３ 情報記録部
３ａ 生体リズム情報記録部
３ｂ 有刺激生体リズム情報記録部
４ 特徴把握部
４ａ 粗視化部
４ｂ 抽出部
５ 評価部
６ 刺激変更部
７ 固有生体情報記録部
８ 第二特徴把握部
８ａ 第二粗視化部
８ｂ 第二抽出部
９ 第二評価部
１０ データ処理装置
１１ 生体リズム情報処理部
１２ 固有生体情報処理部
２０ 携帯オーディオ装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biological rhythm detection part 2 Stimulus information processing part 2a Stimulation production | generation part 2b Stimulation provision part 2c Stimulation database 3 Information recording part 3a Biological rhythm information recording part 3b Stimulated biorhythm information recording part 4 Feature grasping part 4a Coarse-graining part 4b Extraction Unit 5 Evaluation Unit 6 Stimulus Change Unit 7 Specific Biometric Information Recording Unit 8 Second Feature Grasping Unit 8a Second Coarse Graining Unit 8b Second Extraction Unit 9 Second Evaluation Unit 10 Data Processing Device 11 Biorhythm Information Processing Unit 12 Intrinsic Living Body Information processing unit 20 Portable audio device

Claims (27)

生体の随意運動に伴う生体リズムを検出する生体リズム検出部と、
該生体リズム検出部にて検出された生体リズムに起因する生体リズム情報を記録する生体リズム情報記録部と、
１／ｆβ（β＞１）で表されるゆらぎを含有する時系列信号を生成する刺激生成部と、
該刺激生成部で生成された該時系列信号を該生体へ刺激として与える刺激付与部と、
該刺激付与部が該生体に刺激を与えた状態において該生体リズム検出部にて検出された有刺激生体リズムに起因する有刺激生体リズム情報を記録する有刺激生体リズム情報記録部と、
該生体リズム情報記録部に記録された生体リズム情報と該有刺激生体リズム情報記録部に記録された有刺激生体リズム情報とに基づいて、生体の心身状態の変化を評価する評価部と、
該評価部における評価結果に基づいて該刺激付与部の刺激を変更する刺激変更部と
を備えて構成されたことを特徴とする、生体の心身状態調整システム。 A biological rhythm detector that detects a biological rhythm associated with the voluntary movement of the biological body,
A biorhythm information recording section for recording biorhythm information resulting from the biorhythm detected by the biorhythm detection section;
A stimulus generator that generates a time-series signal containing fluctuations represented by 1 / f β (β>1);
A stimulus applying unit that gives the biological signal as a stimulus to the time series signal generated by the stimulus generating unit;
A stimulated biological rhythm information recording unit for recording stimulated biological rhythm information resulting from the stimulated biological rhythm detected by the biological rhythm detection unit in a state in which the stimulus applying unit has stimulated the biological body;
An evaluation unit that evaluates a change in the state of mind and body of the living body based on the biological rhythm information recorded in the biological rhythm information recording unit and the stimulated biological rhythm information recorded in the stimulated biological rhythm information recording unit;
A living body psychosomatic state adjustment system comprising: a stimulus changing unit that changes a stimulus of the stimulus applying unit based on an evaluation result in the evaluation unit. 該生体リズム情報記録部に記録された該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報記録部に記録された該有刺激生体リズム情報をそれぞれ粗視化して、該生体リズムの変動を特徴付ける特徴量を算出する粗視化部をさらに備えた
ことを特徴とする、請求項１記載の生体の心身状態調整システム。 A feature quantity that characterizes fluctuation of the biological rhythm is obtained by coarse-graining each of the biological rhythm information recorded in the biological rhythm information recording unit and the stimulated biological rhythm information recorded in the stimulated biological rhythm information recording unit. The system according to claim 1, further comprising a coarse-graining unit for calculation. 該粗視化部が、ダウンサンプリングにより粗視化を行う
ことを特徴とする、請求項２記載の生体の心身状態調整システム。 The system according to claim 2, wherein the coarse-graining unit performs coarse-graining by downsampling. 該粗視化部が、一定幅のウィンドウで該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報を時間軸方向に分割し、各ウィンドウから代表値を選出することにより粗視化を行う
ことを特徴とする、請求項２記載の生体の心身状態調整システム。 The coarse-graining unit divides the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information in a time axis direction with a window having a certain width, and performs coarse-graining by selecting a representative value from each window. The biological body / body state adjustment system according to claim 2. 該生体リズム情報記録部に記録された該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報記録部に記録された該有刺激生体リズム情報から該生体リズムの変動を特徴付ける特徴量を抽出する抽出部をさらに備えた
ことを特徴とする、請求項１記載の生体の心身状態調整システム。 An extraction unit for extracting a feature quantity characterizing the variation of the biological rhythm from the biological rhythm information recorded in the biological rhythm information recording unit and the stimulated biological rhythm information recorded in the stimulated biological rhythm information recording unit; The living body psychosomatic state adjusting system according to claim 1, further comprising: 該抽出部が、一定幅のウィンドウで該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報を時間軸方向に分割し、ウィンドウ毎に積分することによって該生体リズムの変動を特徴付ける特徴量を抽出する
ことを特徴とする、請求項５記載の生体の心身状態調整システム。 The extraction unit divides the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information in a time axis direction with a window having a certain width, and extracts a feature quantity characterizing the variation of the biological rhythm by integrating each window. The living body psychosomatic state adjusting system according to claim 5, 該抽出部が、該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報におけるピークトップの間隔を抽出する
ことを特徴とする、請求項５記載の生体の心身状態調整システム。 6. The living body psychosomatic state adjustment system according to claim 5, wherein the extraction unit extracts a peak top interval in the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information. 該生体のバイタルサインに含まれる固有生体パターンの情報又は該生体の身体的特徴に含まれる固有生体パターンの情報を記録する固有生体情報記録部をさらに備え、
該刺激生成部が、該固有生体情報記録部に記録された該固有生体パターンの情報と同一のゆらぎを含有する時系列信号を生成する
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 A unique biometric information recording unit for recording information on the specific biometric pattern included in the vital sign of the biometric or information on the specific biometric pattern included in the physical characteristics of the biometric,
The said stimulus production | generation part produces | generates the time-sequential signal containing the fluctuation | variation same as the information of the said specific biological pattern recorded on the said specific biological information recording part, The any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. The biological body / body state adjustment system according to Item. 該固有生体情報記録部に記録された該固有生体パターンの情報を粗視化して、該固有生体パターンの変動を特徴付ける特徴量を算出する第二粗視化部をさらに備えた
ことを特徴とする、請求項８記載の生体の心身状態調整システム。 The information processing apparatus further includes a second coarse-graining unit that coarse-grains the information on the unique biological pattern recorded in the unique biological information recording unit and calculates a feature amount that characterizes the variation of the unique biological pattern. The biological body / body state adjustment system according to claim 8. 該第二粗視化部が、ダウンサンプリングにより粗視化を行う
ことを特徴とする、請求項８記載の生体の心身状態調整システム。 The living body psychosomatic state adjustment system according to claim 8, wherein the second coarse-graining unit performs coarse-graining by downsampling. 該第二粗視化部が、一定幅のウィンドウで該固有生体パターンの情報を時間軸方向又は空間軸方向に分割し、各ウィンドウから代表値を選出することにより粗視化を行う
ことを特徴とする、請求項８記載の生体の心身状態調整システム。 The second coarse-graining unit performs coarse-graining by dividing the information on the specific biological pattern in a time axis direction or a spatial axis direction in a window having a certain width and selecting a representative value from each window. The living body psychosomatic state adjustment system according to claim 8. 該固有生体情報記録部に記録された該固有生体パターンの情報から該固有生体パターンの変動を特徴付ける特徴量を抽出する第二抽出部をさらに備えた
ことを特徴とする、請求項８記載の生体の心身状態調整システム。 9. The biological body according to claim 8, further comprising a second extraction unit that extracts a feature quantity characterizing a variation of the unique biological pattern from information on the unique biological pattern recorded in the unique biological information recording unit. Mental and physical condition adjustment system. 該第二抽出部が、一定幅のウィンドウで該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報を時間軸方向又は空間軸方向に分割し、ウィンドウ毎に積分することによって該固有生体パターンの変動を特徴付ける特徴量を抽出する
ことを特徴とする、請求項１２記載の生体の心身状態調整システム。 The second extraction unit characterizes the variation of the specific biological pattern by dividing the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information in a time axis direction or a spatial axis direction by a window of a certain width and integrating each window. The system of claim 12, wherein the feature quantity is extracted. 該第二抽出部が、該生体リズム情報及び該有刺激生体リズム情報におけるピークトップの間隔を抽出する
ことを特徴とする、請求項１２記載の生体の心身状態調整システム。 13. The biological body / body state adjustment system according to claim 12, wherein the second extraction unit extracts a peak top interval in the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information. 該生体リズム検出部が、該生体の歩行運動に伴う生体リズムを検出する
ことを特徴とする、請求項１〜１４の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 15. The living body rhythm detection unit according to claim 1, wherein the living body rhythm detection unit detects a living rhythm associated with walking movement of the living body. 該有刺激生体リズム情報記録部が、繰り返しリズム運動時における筋肉の動きを非侵襲的に計測することにより、該有刺激生体リズム情報を生成するように構成された
ことを特徴とする、請求項１〜１５の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 The stimulated biological rhythm information recording unit is configured to generate the stimulated biological rhythm information by non-invasively measuring muscle movement during repeated rhythm exercises. The living body psychosomatic state adjusting system according to any one of 1 to 15. 該生体リズム検出部が、繰り返しリズム運動時における筋肉の動きの加速度を用いて該有刺激生体リズム情報を生成しその有刺激生体リズム情報を該有刺激生体リズム情報記録部に記録するように構成された
ことを特徴とする、請求項１〜１６の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 The biological rhythm detection unit is configured to generate the stimulated biological rhythm information using acceleration of muscle movement during repeated rhythmic exercise and record the stimulated biological rhythm information in the stimulated biological rhythm information recording unit. The living body psychosomatic state adjusting system according to any one of claims 1 to 16, wherein the system is adjusted. 該評価部が、該生体リズム情報と該有刺激生体リズム情報とのうちの少なくとも何れか一方に対し、ゆらぎ解析法を用いてデータ解析を行い、該心身状態の変化を評価する
ことを特徴とする、請求項１〜１７の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 The evaluation unit performs data analysis using a fluctuation analysis method on at least one of the biological rhythm information and the stimulated biological rhythm information, and evaluates a change in the psychosomatic state, The living body psychosomatic state adjusting system according to any one of claims 1 to 17. 該評価部が、該有刺激生体リズム情報に対しＤＦＡ解析法を用いてデータ解析を行い、所定の時間スケールにおけるゆらぎの大きさを該心身状態の変化の指標として算出する
ことを特徴とする、請求項１８記載の生体の心身状態調整システム。 The evaluation unit performs data analysis on the stimulated biological rhythm information using a DFA analysis method, and calculates the magnitude of fluctuation on a predetermined time scale as an index of change in the psychosomatic state, The system for adjusting a state of mind of a living body according to claim 18. 該刺激付与部が、リズム音を刺激として該生体に与えるように構成された
ことを特徴とする、請求項１〜１９の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 The living body psychosomatic state adjusting system according to any one of claims 1 to 19, wherein the stimulus applying unit is configured to apply a rhythm sound to the living body as a stimulus. 該刺激付与部が、該生体の聴覚を用いて該生体に刺激を与えるように構成された
ことを特徴とする、請求項１〜２０の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 21. The living body mind-body state adjustment system according to claim 1, wherein the stimulus applying unit is configured to apply a stimulus to the living body using the hearing of the living body. 該刺激変更部が、
該評価部の評価に基づいて、複数の刺激データから所定の刺激データを選択することにより、該刺激付与部の刺激を変更するように構成された
ことを特徴とする、請求項１〜２１の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 The stimulus change unit
The configuration according to claim 1, wherein the stimulation of the stimulation applying unit is changed by selecting predetermined stimulation data from a plurality of stimulation data based on the evaluation of the evaluation unit. The living body state of mind adjustment system according to any one of the above. 該刺激変更部が、
該所定の刺激データの選択に際し、以下の（１）〜（３）の何れかの手段を用いることを特徴とする、請求項２２記載の生体の心身状態調整システム。
（１）該生体自らの好みに応じ該生体により手動で入力される刺激データを選択する手段
（２）予め保持された過去の該複数の刺激データの中から所望のデータを自動的に選択する手段
（３）該評価部で評価された現在の該心身状態に基づいて所望のデータを自動的に選択する手段 The stimulus change unit
23. The system for adjusting the state of mind and body of a living body according to claim 22, wherein any one of the following means (1) to (3) is used in selecting the predetermined stimulus data.
(1) Means for selecting stimulus data manually input by the living body according to the preference of the living body itself (2) Automatically selecting desired data from the plurality of previously stored stimulus data Means (3) Means for automatically selecting desired data based on the current psychosomatic state evaluated by the evaluation unit 該生体リズム情報記録部又は該有刺激生体リズム情報記録部が、該評価部に対して取り外し可能に設けられている
ことを特徴とする、請求項１〜２３の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 The living body according to any one of claims 1 to 23, wherein the biological rhythm information recording unit or the stimulated biological rhythm information recording unit is detachable from the evaluation unit. Mental and physical condition adjustment system. 該刺激付与部が、該刺激変更部に対して取り外し可能に設けられている
ことを特徴とする、請求項１〜２４の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 25. The biological body / body state adjustment system according to any one of claims 1 to 24, wherein the stimulus applying unit is detachably provided to the stimulus changing unit. 該生体リズム検出部が、該生体リズム情報記録部又は該有刺激生体リズム情報記録部に対して取り外し可能に設けられている
ことを特徴とする、請求項１〜２５の何れか１項に記載の生体の心身状態調整システム。 26. The biological rhythm detection unit is provided detachably with respect to the biological rhythm information recording unit or the stimulated biological rhythm information recording unit, according to any one of claims 1 to 25. System for adjusting the state of mind and body. コンピュータを、
生体の随意運動に伴う生体リズムに起因する生体リズム情報を記録する生体リズム情報記録部と、
該生体に、１／ｆβ（β＞１）で表されるゆらぎを含有する時系列信号を刺激として与える刺激付与部と、
該刺激付与部が該生体に刺激を与えた状態において該生体リズム検出部にて検出された有刺激生体リズムに起因する有刺激生体リズム情報を記録する有刺激生体リズム情報記録部と、
該生体リズム情報記録部に記録された生体リズム情報と該有刺激生体リズム情報記録部に記録された有刺激生体リズム情報とに基づいて、生体の心身状態の変化を評価する評価部と、
該評価部における評価結果に基づいて該刺激付与部の刺激を変更する刺激変更部として機能させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 Computer
A biological rhythm information recording unit for recording biological rhythm information resulting from biological rhythm accompanying voluntary movement of the biological body,
A stimulus applying unit that gives a time series signal containing a fluctuation represented by 1 / f β (β> 1) as a stimulus to the living body;
A stimulated biological rhythm information recording unit for recording stimulated biological rhythm information resulting from the stimulated biological rhythm detected by the biological rhythm detection unit in a state in which the stimulus applying unit has stimulated the biological body;
An evaluation unit that evaluates a change in the state of mind and body of the living body based on the biological rhythm information recorded in the biological rhythm information recording unit and the stimulated biological rhythm information recorded in the stimulated biological rhythm information recording unit;
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for causing it to function as a stimulus changing unit that changes the stimulus of the stimulus applying unit based on an evaluation result in the evaluation unit.
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