JP2022153048A - Productivity determination apparatus and productivity determination method - Google Patents

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Abstract

To provide a productivity determination apparatus capable of easily estimating the productivity of a subject.SOLUTION: A data storage apparatus 4 stores a plurality of pieces of measurement data including time-series data of first biometric information being biometric information on arousal of a task executor in executing a predetermined task, time-series data of second biometric information being biometric information on a higher cognitive function, and time-series data on productivity. A machine learning unit 15 derives an estimation model 14 obtained by learning a relationship between an explanatory variable which is the first and second biometric information included in the measurement data, and an objective variable which is the productivity included in the measurement data, using an algorithm of machine learning. A first measurement apparatus 2 and a second measurement apparatus 3 acquire first biometric information and second biometric information on the subject. A productivity estimation unit 17 estimates the productivity of the subject in a task being executed by the subject, using the derived estimation model 14, based on the acquired first and second biometric information.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

特許法第30条第2項適用申請有り 掲載年月日:令和3年2月1日 掲載アドレス:https://repository.dl.itc.u-tokyo.ac.jp/?action=pages_view_main&active_action=repository_view_main_item_detail&item_id=55026&item_no=1&page_id=28&block_id=31Applied for application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Posted date: February 1, 2021 Posted address: https://repository. dl. itc. u-tokyo. ac. jp/? action=pages_view_main&active_action=repository_view_main_item_detail&item_id=55026&item_no=1&page_id=28&block_id=31

本発明は、生産性判定装置及び生産性判定方法に関する。 The present invention relates to a productivity determination device and a productivity determination method.

従来、例えば、業務管理者によって評価された従業員の生産性を、従業員の過去2週間の体調等、従業員の生産性の低下を示す情報に基づいて修正し、従業員の実際の生産性を推定する技術がある(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の技術では、従業員の生産性の低下を示す情報は、従業員が一定期間ごとに入力するようになっている。 Conventionally, for example, an employee's productivity evaluated by a business manager is corrected based on information indicating a decline in employee productivity, such as the employee's physical condition in the past two weeks, and the actual production of the employee is calculated. There is a technique for estimating gender (see, for example, Patent Document 1). In the technique described in Patent Document 1, the employee inputs information indicating the decrease in employee productivity at regular intervals.

国際公開第2014/103248号WO2014/103248

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、従業員の生産性の低下を示す情報を従業員が一定期間ごとに手入力するため、生産性の推定に手間がかかるという問題があった。
本発明は、被験者の生産性をより容易に推定可能な生産性判定装置及び生産性判定方法を提供することを課題とする。
However, with the technique described in Patent Document 1, since the employee manually inputs information indicating the decrease in the employee's productivity at regular intervals, there is a problem that it takes time and effort to estimate the productivity.
An object of the present invention is to provide a productivity determination device and a productivity determination method that can more easily estimate the productivity of a subject.

上記課題を解決するために、本発明の生産性判定装置の一態様は、(a)所定タスクの実行時における、タスク実行者の覚醒度に関する生体情報である第1生体情報の時系列データ、高次の認知機能に関する生体情報である第2生体情報の時系列データ及び生産性の時系列データを含む測定データを多数記憶しているデータ記憶装置と、(b)測定データが含む第1測定情報及び第2生体情報を説明変数とし、測定データが含む生産性を目的変数として、機械学習のアルゴリズムを用いて、説明変数と目的変数との関係を学習した推定モデルを導出する機械学習部と、(c)被験者の第1生体情報及び第2生体情報を取得する生体情報取得部と、(d)機械学習部で導出した推定モデルを用いて、生体情報取得部で取得した第1生体情報及び第2生体情報に基づき、被験者が実行中のタスクにおける、被験者の生産性を推定する生産性推定部とを備えることを要旨とする。 In order to solve the above problems, one aspect of the productivity determination apparatus of the present invention includes (a) time-series data of first biometric information, which is biometric information related to the arousal level of the task executor at the time of execution of a predetermined task; (b) a first measurement included in the measurement data; A machine learning unit that derives an estimation model that learns the relationship between the explanatory variables and the objective variables using a machine learning algorithm, with the information and the second biological information as the explanatory variables and the productivity contained in the measured data as the objective variable. , (c) a biological information acquisition unit that acquires the first biological information and the second biological information of the subject, and (d) the first biological information acquired by the biological information acquisition unit using the estimation model derived by the machine learning unit and a productivity estimation unit for estimating the productivity of the subject in the task being executed by the subject based on the second biological information.

また、本発明の生産性判定装置の他の態様は、(a)被験者の覚醒度に関する生体情報である第1生体情報、及び高次の認知機能に関する生体情報である第2生体情報を取得する生体情報取得部と、(b)所定タスクの実行時における、タスク実行者の第1生体情報、及び第2生体情報を説明変数とし、生産性を目的変数として、機械学習のアルゴリズムにより、説明変数と目的変数との関係を学習した推定モデルを用いて、生体情報取得部で取得した第1生体情報及び第2生体情報に基づき、被験者が実行中のタスクにおける、被験者の生産性を推定する生産性推定部とを備えることを要旨とする。 Further, another aspect of the productivity determination device of the present invention is to acquire (a) first biological information that is biological information regarding the degree of arousal of the subject, and second biological information that is biological information regarding higher cognitive function. (b) a biometric information acquisition unit, using a task executor's first biometric information and second biometric information at the time of execution of a predetermined task as explanatory variables, and using productivity as an objective variable, using a machine learning algorithm to obtain an explanatory variable and objective variables, based on the first biological information and the second biological information acquired by the biological information acquisition unit, using an estimation model that has learned the relationship between the subject and the objective variable, estimating the productivity of the subject in the task being performed by the subject. and a sex estimator.

また、本発明の生産性判定方法の一態様は、(a)所定タスクの実行時における、タスク実行者の覚醒度に関する生体情報である第1生体情報の時系列データ、高次の認知機能に関する生体情報である第2生体情報の時系列データ及び生産性の時系列データを含む測定データを多数記憶しているデータ記憶装置を参照し、前記測定データが含む第1測定情報及び第2生体情報を説明変数とし、前記測定データが含む生産性を目的変数として、機械学習のアルゴリズムを用いて、前記説明変数と前記目的変数との関係を学習した推定モデルを導出するとともに、(b)被験者の第1生体情報及び第2生体情報を取得し、取得した第1生体情報及び第2生体情報に基づき、導出した推定モデルを用いて、被験者が実行中のタスクにおける、被験者の生産性を推定することを要旨とする。 In addition, one aspect of the productivity determination method of the present invention is (a) time-series data of the first biometric information, which is biometric information related to the arousal level of the task executor at the time of execution of the predetermined task, related to higher cognitive functions referring to a data storage device storing a large amount of measured data including chronological data of second biological information and chronological data of productivity, and first measured information and second biological information contained in said measured data; Using a machine learning algorithm as an explanatory variable and using the productivity contained in the measurement data as an objective variable, derive an estimation model that has learned the relationship between the explanatory variable and the objective variable, and (b) the subject's Obtaining first biological information and second biological information, and using a derived estimation model based on the obtained first biological information and second biological information, estimating the productivity of the subject in the task being performed by the subject This is the gist of it.

本発明の一態様によれば、被験者の第1生体情報と第2生体情報とを入力することで、被験者の生産性を推定できる。それゆえ、被験者の生産性をより容易に推定可能な生産性判定装置及び生産性判定方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, the productivity of a subject can be estimated by inputting the first biological information and the second biological information of the subject. Therefore, it is possible to provide a productivity determination device and a productivity determination method that can more easily estimate the productivity of a subject.

第1の実施形態に係る生産性判定装置の全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole productivity judging device composition concerning a 1st embodiment. データ記憶装置が記憶している測定データを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing measurement data stored in a data storage device; モデル導出処理のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of a model derivation|leading-out process. 生産性算出処理のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of productivity calculation processing. 過去及び将来の生産量の算出方法を示す図である。It is a figure which shows the calculation method of the production amount of the past and the future. 学習済みの候補モデルの評価結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing evaluation results of trained candidate models; 学習済みの推定モデルの評価結果を示す図であり、(a)は説明変数に心電を含む推定モデルと心電を含まない推定モデルとを色分けして示す図であり、(b)は説明変数に瞳孔径を含む推定モデルと瞳孔径を含まない推定モデルとを色分けして示す図であり、(c)は説明変数に呼吸を含む推定モデルと呼吸を含まない推定モデルとを色分けして示す図であり、(d)は説明変数に皮膚電位を含む推定モデルと皮膚電位を含まない推定モデルとを色分けして示す図であり、(e)は説明変数に皮膚温度を含む推定モデルと皮膚温度を含まない推定モデルとを色分けして示す図である。FIG. 10A is a diagram showing evaluation results of trained estimation models, where (a) is a diagram showing an estimation model including an electrocardiogram as an explanatory variable and an estimation model not including an electrocardiogram in different colors, and (b) is an explanatory variable; FIG. 10 is a diagram showing an estimated model that includes a pupil diameter as a variable and an estimated model that does not include a pupil diameter in different colors, and FIG. (d) is a color-coded diagram showing an estimated model including skin potentials as an explanatory variable and an estimated model not including skin potentials; (e) is an estimated model including skin temperature as an explanatory variable; It is a figure which shows by color-coding the estimation model which does not include skin temperature. 学習済みの推定モデルの評価結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing evaluation results of a trained estimation model; 学習済みの推定モデルの評価結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing evaluation results of a trained estimation model; 学習済みの推定モデルの評価結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing evaluation results of a trained estimation model; 将来の生産性の大きさと現在の時間帯との組み合わせと、被験者に提示する情報との関係を示すテーブルを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a table showing the relationship between the combination of the magnitude of future productivity and the current time period, and the information to be presented to the subject.

以下に、本発明の実施形態に係る生産性判定装置及び生産性判定方法の一例を、図1~図11を参照しながら説明する。本開示の実施形態は以下の順序で説明する。なお、本開示は以下の例に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果は例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
1.第1の実施形態
1-1.生産性判定装置の全体構成
1-2.モデル導出処理
1-3.生産性算出処理
1-4.推定モデル
1-5.説明変数
1-6.変形例
2.第2の実施形態
An example of a productivity determination device and a productivity determination method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 11. FIG. Embodiments of the present disclosure will be described in the following order. Note that the present disclosure is not limited to the following examples. Also, the effects described in this specification are examples and are not limited, and other effects may also occur.
1. First Embodiment 1-1. Overall Configuration of Productivity Determining Device 1-2. Model Derivation Processing 1-3. Productivity calculation process 1-4. Estimation model 1-5. Explanatory variables 1-6. Modification 2. Second embodiment

〈1.第1の実施形態〉
[1-1.生産性判定装置の全体構成]
本発明の第1の実施形態に係る生産性判定装置1について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る生産性判定装置1の全体構成を示す図である。図1の生産性判定装置1は、被験者の生産性(例えば、頭脳労働生産性)を推定する装置である。
図1に示すように、生産性判定装置1は、第1測定装置2と、第2測定装置3と、データ記憶装置4と、入力装置5と、表示装置6と、装置本体7とを備えている。
<1. First Embodiment>
[1-1. Overall configuration of productivity determination device]
A productivity determination device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a productivity determination device 1 according to the first embodiment. The productivity determination device 1 of FIG. 1 is a device for estimating a subject's productivity (for example, brain labor productivity).
As shown in FIG. 1, the productivity determination device 1 includes a first measuring device 2, a second measuring device 3, a data storage device 4, an input device 5, a display device 6, and a device body 7. ing.

第1測定装置2は、被験者の体に取り付けられ、人間の覚醒度に関する生体情報(以下、「第1生体情報」とも呼ぶ)を順次測定する装置である。人間の覚醒度に関する生体情報(第1生体情報)としては、例えば、心電(心電信号)を採用できる。心電としては、例えば、心臓の収縮に伴って発生する微量の電流を採用できる。第1の実施形態では、第1生体情報として、心電を用いた場合について説明する。また、第1測定装置2としては、例えば、心電計(ECG)、心電計測機能付きのスマートウォッチを採用できる。第1生体情報の測定値(心電の測定値)は、装置本体7に順次出力される。 The first measuring device 2 is a device that is attached to the subject's body and that sequentially measures biometric information (hereinafter also referred to as "first biometric information") relating to human arousal. For example, an electrocardiogram (electrocardiographic signal) can be used as the biometric information (first biometric information) relating to human arousal. As an electrocardiogram, for example, a small amount of electric current generated with contraction of the heart can be used. In the first embodiment, an electrocardiogram is used as the first biological information. As the first measuring device 2, for example, an electrocardiograph (ECG) or a smart watch with an electrocardiographic measurement function can be employed. The measured values of the first biological information (electrocardiographic measured values) are sequentially output to the device main body 7 .

第2測定装置3は、被験者の体に取り付けられ、人間の高次の認知機能に関する生体情報(以下、「第2生体情報」とも呼ぶ)を順次測定する装置である。人間の高次の認知機能に関する生体情報(第2生体情報)としては、例えば、瞳孔径を採用できる。第1の実施形態では、第2生体情報として、瞳孔径を用いた場合について説明する。また、第2測定装置3としては、例えば、瞳孔径計測機能付きアイトラッカーを採用できる。第2生体情報の測定値(瞳孔径の測定値)は、装置本体7に順次出力される。 The second measuring device 3 is a device that is attached to the subject's body and that sequentially measures biometric information (hereinafter also referred to as "second biometric information") relating to higher human cognitive functions. For example, the pupil diameter can be used as the biometric information (second biometric information) related to higher-order human cognitive functions. In the first embodiment, a case in which the pupil diameter is used as the second biological information will be described. As the second measuring device 3, for example, an eye tracker with a pupil diameter measuring function can be adopted. The measured values of the second biological information (measured values of the pupil diameter) are sequentially output to the device body 7 .

データ記憶装置4は、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等で構成される二次記憶装置である。第2測定装置3は、図2に示すように、所定タスクの実行時における、タスク実行者の心電(第1生体情報)の時系列データ8、瞳孔径(第2生体情報)の時系列データ9、及び生産性の時系列データ10を含む測定データ11を多数記憶している。所定タスクとしては、例えば、主に頭脳を使って行う頭脳労働タスク、主に体を動かして行う肉体労働タスクを採用できる。また、所定タスクは、生産性判定装置1で生産性が推定されるタスクと少なくとも一定の相関関係のあるタスクであることが好ましく、同一のタスクであることがより好ましい。また、生産性としては、例えば、単位時間当たりにおける、所定タスクの達成量を採用できる。例えば、所定タスクが数学問題に解答するタスク(頭脳労働タスク)である場合、単位時間あたりの正解数であってもよい。 The data storage device 4 is a secondary storage device configured by a HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or the like. As shown in FIG. 2, the second measuring device 3 measures the time-series data 8 of the electrocardiogram (first biological information) of the task performer and the time-series data 8 of the pupil diameter (second biological information) during execution of the predetermined task. A large number of measurement data 11 including data 9 and time-series data 10 of productivity are stored. As the predetermined task, for example, a mental labor task performed mainly by using the brain and a physical labor task performed mainly by moving the body can be adopted. Moreover, the predetermined task is preferably a task having at least a certain correlation with the task whose productivity is estimated by the productivity determination device 1, and more preferably the same task. As the productivity, for example, the achievement amount of a predetermined task per unit time can be adopted. For example, if the predetermined task is a task of answering a math problem (brainwork task), it may be the number of correct answers per unit time.

ここで、注意すべき点としては、所定タスクの達成量(生産性)は、所定タスクによって発生しやすい誤答パターンをよく分析して丁寧に定義すべきである。例えば、所定タスクがN-backタスクである場合には、生産性としては、単位時間当たりにおける正解率よりも、アライメントスコア(alignment score)を用いるほうが適切である。N-backタスクでは、二種類の誤答パターンが存在することが実験データで示された。二種類の誤答パターンは、(1)反応なしの誤答パターン、(2)(N-1)-backタスクや(N+1)-backタスクをやっているような誤答パターンである。例えば、2-backタスクを行う被験者が、1-backタスクや3-backタスクを間違えて行うという誤答パターンが多く観察された。明らかにパターン(1)とパターン(2)で想定される生産性は異なり。パターン(1)では生産性=0がアサインされ、パターン(2)では0より高い生産性がアサインされるべき。安易に正解率を使ってしまうと、パターン(1)とパターン(2)が同じ水準の生産性となり、それに基づいたデータを推定モデルに学習させた場合、生産性と生体情報の関係を確からしく学習できない可能性が大きい。 Here, it should be noted that the amount of achievement (productivity) of a given task should be carefully defined by analyzing the wrong answer patterns that are likely to occur due to the given task. For example, when the predetermined task is an N-back task, it is more appropriate to use an alignment score than the correct answer rate per unit time for productivity. Experimental data showed that there are two types of error patterns in the N-back task. The two types of incorrect answer patterns are (1) an incorrect answer pattern of no response, and (2) an incorrect answer pattern of doing (N-1)-back task or (N+1)-back task. For example, many subjects who performed the 2-back task incorrectly performed the 1-back task or the 3-back task. The productivity assumed for pattern (1) and pattern (2) is obviously different. In pattern (1) productivity = 0 should be assigned and in pattern (2) productivity higher than 0 should be assigned. If the accuracy rate is used carelessly, pattern (1) and pattern (2) will have the same level of productivity, and if the estimation model learns the data based on it, the relationship between productivity and biometric information will be certain. likely not to learn.

アライメントスコアは、二つの配列の類似度を算出するアルゴリズムである。パターン(2)が発生した場合、回答が不正解であっても、回答配列と正解配列が一定の類似度がある限り、アライメントスコアとして、0より高い生産性をアサインすることができる。 Alignment score is an algorithm that calculates the degree of similarity between two sequences. When pattern (2) occurs, even if the answer is incorrect, a productivity higher than 0 can be assigned as an alignment score as long as the answer sequence and the correct sequence have a certain degree of similarity.

また、例えば、所定タスクが、認知科学でよく使われているRST(Reading Span Task)である場合には、第一印象効果(serial position effect。recency効果)による誤答が発生する。第一印象効果とは、最初に見たものと最後に見たものとが思い出しやすい現象(初頭効果、終末効果)である。そのため、RSTを用いる場合には、生産性としては、刺激のPositionの二次関数でアプライした正解率を採用することができる。 Further, for example, when the predetermined task is RST (Reading Span Task), which is often used in cognitive science, an incorrect answer occurs due to the first impression effect (serial position effect: recency effect). The first impression effect is a phenomenon (early effect, final effect) that makes it easier to remember what you saw first and what you saw last. Therefore, when RST is used, the accuracy rate applied by the quadratic function of the stimulus position can be used as the productivity.

また、データ記憶装置4が記憶している心電の時系列データ及び瞳孔径の時系列データは、例えば、この生産性判定装置1の第1測定装置2及び第2測定装置3で測定したものでもよいし、他の装置(例えば、この生産性判定装置1の第1測定装置2及び第2測定装置3とは別の心電計や瞳孔径計測機能付きアイトラッカー)で測定したものでもよい。また、データ記憶装置4が記憶している生産性の時系列データは、例えば、タスクに応じた測定方法を用いて測定すればよい。例えば、所定タスクが数学問題に解答するタスクである場合、数学問題の出題、解答入力及び正解数測定をパソコンで測定してもよい。 The electrocardiographic time-series data and the pupil diameter time-series data stored in the data storage device 4 are, for example, those measured by the first measuring device 2 and the second measuring device 3 of the productivity determination device 1. Alternatively, it may be measured by another device (for example, an electrocardiograph or an eye tracker with a pupil diameter measurement function different from the first measurement device 2 and the second measurement device 3 of the productivity determination device 1). . Moreover, the time-series data of productivity stored in the data storage device 4 may be measured using, for example, a measurement method according to the task. For example, if the predetermined task is a task of answering a mathematical problem, the computer may be used to measure the questioning of the mathematical problem, the input of the answer, and the measurement of the number of correct answers.

入力装置5は、被験者からの操作入力を受け付ける装置である。入力装置5としては、例えば、キーボード、マウスを採用できる。操作入力は、装置本体7に出力される。
表示装置6は、装置本体7による各種の演算結果等を表示する装置である。表示装置6としては、例えば、液晶モニタ、CRT(Cathode Ray Tube)モニタを採用できる。
The input device 5 is a device that receives an operation input from a subject. As the input device 5, for example, a keyboard and a mouse can be adopted. An operation input is output to the device body 7 .
The display device 6 is a device for displaying various calculation results and the like by the device main body 7 . As the display device 6, for example, a liquid crystal monitor or a CRT (Cathode Ray Tube) monitor can be adopted.

装置本体7は、記憶装置12及びプロセッサ13等のハードウェア資源を備えている。
記憶装置12は、HDD、SSD等で構成される二次記憶装置である。記憶装置12は、プロセッサ13で実行可能なプログラムを記憶している。プログラムは、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等からなるパッケージメディアであるリムーバブルメディアに記録して提供される。そして、プログラムは、リムーバブルメディアをドライブに装着することにより、記憶装置12にインストールすることができる。また、プログラムの実行に必要な各種データ(例えば推定モデル14)を記憶する。
The device body 7 includes hardware resources such as a storage device 12 and a processor 13 .
The storage device 12 is a secondary storage device configured by an HDD, SSD, or the like. The storage device 12 stores programs executable by the processor 13 . The program is provided by being recorded on removable media, which are packaged media such as magnetic disks, optical disks, magneto-optical disks, and semiconductor memories. Then, the program can be installed in the storage device 12 by attaching the removable medium to the drive. It also stores various data (for example, the estimation model 14) necessary for executing the program.

プロセッサ13は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の各種プロセッサである。プロセッサ13は、記憶装置12に記憶されているプログラム等をRAMにロードして実行し、機械学習部15、生体情報取得部16、生産性推定部17、生産性予測部18及び推奨行動提示部19等の機能を実現する。そして、機械学習部15により、データ記憶装置4が記憶している多数の測定データ11に基づき、機械学習のアルゴリズムを用いて、推定モデル14を導出するモデル導出処理を実行する。また、生体情報取得部16、生産性推定部17、生産性予測部18及び推奨行動提示部19により、導出した推定モデル14を用いて、第1測定装置2及び第2測定装置3による測定値に基づき、被験者が実行中のタスクにおける、被験者の生産性を推定する生産性算出処理を実行する。 The processor 13 is various processors such as a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and an FPGA (Field-Programmable Gate Array). The processor 13 loads a program or the like stored in the storage device 12 into the RAM and executes it, and implements a machine learning unit 15, a biological information acquiring unit 16, a productivity estimating unit 17, a productivity predicting unit 18, and a recommended action presenting unit. 19 and other functions. Then, the machine learning unit 15 executes model derivation processing for deriving the estimation model 14 using a machine learning algorithm based on the large number of measurement data 11 stored in the data storage device 4 . In addition, using the estimation model 14 derived by the biological information acquisition unit 16, the productivity estimation unit 17, the productivity prediction unit 18, and the recommended behavior presentation unit 19, the measured values by the first measurement device 2 and the second measurement device 3 Based on, a productivity calculation process for estimating the productivity of the subject in the task being executed by the subject is executed.

[1-2.モデル導出処理]
次に、機械学習部15が実行するモデル導出処理について説明する。モデル導出処理は、被験者が入力装置5にモデル導出処理実行のための操作入力を行うことで実行される。
図3に示すように、ステップS101では、機械学習部15が、データ記憶装置4が記憶している多数の測定データ11を読み出す。続いて、読みだした多数の測定データ11それぞれに機械学習のための前処理を行う。前処理としては、例えば、心電(第1生体情報)、瞳孔径(第2生体情報)及び生産性の同時化(synchronize)、正規化(normalization)、平滑化(smoothing)を採用できる。前処理の内容は、例えば、推定モデル14のタイプ(例えば、MLR(Multiple Linear Regression Analysis)、SVR(Support Vector Regression)、ANN(Artificial Neural Network)、CNN(Convolutional Neural Network)、LSTM(Long Short-term Memory))に応じて変更してもよい。
[1-2. Model derivation process]
Next, model derivation processing executed by the machine learning unit 15 will be described. The model derivation process is executed by the subject performing an operation input to the input device 5 for execution of the model derivation process.
As shown in FIG. 3, at step S101, the machine learning unit 15 reads a large number of measurement data 11 stored in the data storage device 4. FIG. Subsequently, preprocessing for machine learning is performed on each of the large number of read measurement data 11 . As the preprocessing, for example, electrocardiogram (first biological information), pupil diameter (second biological information), synchronization of productivity, normalization, and smoothing can be adopted. The contents of the preprocessing are, for example, the type of the estimation model 14 (eg, MLR (Multiple Linear Regression Analysis), SVR (Support Vector Regression), ANN (Artificial Neural Network), CNN (Convolutional Neural Network), LSTM (Long Short-term term Memory))).

続いてステップS102に移行して、機械学習部15が、ステップS101で前処理を行った測定データ11に基づき、推定モデル14を導出した後、このモデル導出処理を終了する。推定モデル14の導出方法としては、例えば、機械学習のアルゴリズムを用いる方法を採用できる。具体的には、測定データ11が含む心電(第1測定情報)の時系列データ8、及び瞳孔径(第2生体情報)の時系列データ9を説明変数とし、測定データ11が含む生産性の時系列データ10を目的変数として、機械学習のアルゴリズムを用いることで、説明変数と目的変数との関係を学習した推定モデル14を導出する。推定モデル14としては、例えば、ニューラルネットワークによる回帰モデルを採用できる。回帰モデルとしては、例えば、MLR、SVR、ANN、CNN、LSTMを採用できる。特に、推定精度の点からは、推定モデル14としてはLSTMを用いることが好ましい。これにより、機械学習部15は、心電(第1生体情報)の測定値と瞳孔径(第2生体情報)の測定値とから被験者の生産性をリアルタイムに推定する推定モデル14が得られる。 Subsequently, the process proceeds to step S102, and after the machine learning unit 15 derives the estimation model 14 based on the measurement data 11 preprocessed in step S101, this model derivation process ends. As a method for deriving the estimation model 14, for example, a method using a machine learning algorithm can be adopted. Specifically, the time-series data 8 of the electrocardiogram (first measurement information) and the time-series data 9 of the pupil diameter (second biological information) included in the measurement data 11 are used as explanatory variables, and the productivity Using the time-series data 10 as the objective variable, a machine learning algorithm is used to derive an estimation model 14 that has learned the relationship between the explanatory variable and the objective variable. As the estimation model 14, for example, a regression model based on a neural network can be adopted. As regression models, for example, MLR, SVR, ANN, CNN, and LSTM can be adopted. In particular, from the point of estimation accuracy, it is preferable to use LSTM as the estimation model 14 . As a result, the machine learning unit 15 obtains the estimation model 14 for estimating the subject's productivity in real time from the measured value of the electrocardiogram (first biological information) and the measured value of the pupil diameter (second biological information).

[1-3.生産性算出処理]
次に、生体情報取得部16、生産性推定部17、生産性予測部18及び推奨行動提示部19が実行する生産性算出処理について説明する。生産性算出処理は、生産性の推定を行うタスクの実行時に、被験者の体に第1測定装置2と第2測定装置3とを取り付けた後、被験者が入力装置5に生産性算出処理実行のための操作入力を行うことで実行される。
図4に示すように、まず、ステップS201では、生体情報取得部16が、第1測定装置2及び第2測定装置3から出力される被験者の心電(第1生体情報)及び瞳孔径(第2生体情報)を取得する。これにより、タスク実行時の心電及び瞳孔径を順次取得できる。
[1-3. Productivity calculation process]
Next, the productivity calculation processing executed by the biological information acquiring unit 16, the productivity estimating unit 17, the productivity predicting unit 18, and the recommended action presenting unit 19 will be described. In the productivity calculation process, after the first measurement device 2 and the second measurement device 3 are attached to the subject's body, the subject inputs the input device 5 to perform the productivity calculation process. It is executed by performing an operation input for
As shown in FIG. 4, first, in step S201, the biological information acquisition unit 16 obtains the electrocardiogram (first biological information) and the pupil diameter (first 2 biometric information). As a result, the electrocardiogram and the pupil diameter at the time of task execution can be acquired sequentially.

続いてステップS202に移行して、生産性推定部17が、ステップS201で取得した心電及び瞳孔径に基づき、モデル導出処理で導出した推定モデル14を用いて、被験者が実行中のタスクにおける被験者の生産性を推定する。具体的には、推定モデル14に心電及び瞳孔径を入力することで、推定モデル14から出力される生産性を取得する。これにより、生産性推定部17は、実行中のタスクにおける現在の生産性を順次取得できる。 Subsequently, the process proceeds to step S202, and the productivity estimation unit 17 uses the estimation model 14 derived in the model derivation process based on the electrocardiogram and pupil diameter acquired in step S201. to estimate the productivity of Specifically, the productivity output from the estimation model 14 is acquired by inputting the electrocardiogram and the pupil diameter into the estimation model 14 . Thereby, the productivity estimation unit 17 can sequentially acquire the current productivity of the task being executed.

続いてステップS203に移行して、生産性予測部18が、この生産性算出処理が開始されてからの経過時間が所定時間Δtp(例えば、5分)以上であるかを判定する。そして、所定時間Δtp未満であると判定した場合には(No)、ステップS201に戻る。一方、所定時間Δtp以上であると判定した場合には(Yes)、ステップS204に移行する。これにより、生産性予測部18は、所定時間Δtp分の生産性の推定結果を得るまでは、ステップS201~S203を繰り返させることができる。また、所定時間Δtp分の生産性の推定結果が得られた後は、ステップS204に進ませることができる。 Subsequently, the process proceeds to step S203, and the productivity prediction unit 18 determines whether or not the elapsed time from the start of the productivity calculation process is equal to or longer than a predetermined time Δtp (for example, 5 minutes). If it is determined that the time is less than the predetermined time Δtp (No), the process returns to step S201. On the other hand, if it is determined that the predetermined time Δtp or longer (Yes), the process proceeds to step S204. Thereby, the productivity prediction unit 18 can repeat steps S201 to S203 until the productivity estimation result for the predetermined time Δtp is obtained. Further, after obtaining the result of estimating the productivity for the predetermined time Δtp, the process can proceed to step S204.

ステップS204では、生産性予測部18が、ステップS202で推定した所定時間Δtp前(5分前)の時点から現在までの生産性の時系列データに基づき、被験者の将来の生産性を予測する。将来の生産性の予測方法としては、例えば、所定時間Δtp前(5分前)の時点から現在までの生産性の時系列データを説明変数とし、将来の生産性を目的変数とする回帰モデルを用いて、現在から所定時間Δtf後(8分後)の時点までの間の、生産性の時系列データの予測を行う方法を採用できる。回帰モデルとしては、例えば、ARMA(Auto Regressive Moving Average)モデルを用いることができる。 In step S204, the productivity prediction unit 18 predicts the future productivity of the subject based on the time-series data of the productivity from the point of time Δtp (5 minutes before) estimated in step S202 to the present. As a method of predicting future productivity, for example, a regression model is used in which the time-series data of productivity from the point in time Δtp (5 minutes ago) to the present is used as an explanatory variable, and future productivity is used as an objective variable. can be used to predict productivity time-series data from the present to the point in time after a predetermined time Δtf (8 minutes). As a regression model, for example, an ARMA (Auto Regressive Moving Average) model can be used.

続いてステップS205に移行して、推奨行動提示部19が、図5に示すように、ステップS202で推定した所定時間Δtp前(5分前)の時点から現在までの生産性の時系列データに基づき、過去の生産量Spastを算出する。過去の生産量Spastの算出方法としては、例えば、所定時間Δtp前(5分前)の時点から現在までの生産性を時間積分する方法を採用できる。続いて、推奨行動提示部19が、ステップS203で予測した現在から所定時間Δtf後(8分後)までの将来の生産性の時系列データに基づき、将来の生産量Sfutureを算出する。将来の生産量Sfutureの算出方法としては、例えば、現在から所定時間Δtf後(8分後)の時点までの生産性を時間積分する方法を採用できる。 Subsequently, the process proceeds to step S205, and the recommended action presentation unit 19, as shown in FIG. Based on this, the past production amount Spat is calculated. As a method of calculating the past production amount Spat, for example, a method of time-integrating the productivity from a time point before a predetermined time Δtp (5 minutes before) to the present can be adopted. Subsequently, the recommended action presenting unit 19 calculates the future production volume Sfuture based on the future productivity time-series data for a predetermined time Δtf (8 minutes) from the present predicted in step S203. As a method of calculating the future production amount Sfuture, for example, a method of time-integrating the productivity from the present to the point in time after a predetermined time Δtf (8 minutes) can be adopted.

続いてステップS206に移行して、推奨行動提示部19が、ステップS204で算出した過去の生産量Spastと将来の生産量Sfutureとを比較して被験者が取るべき行動を特定する。被験者が取るべき行動の特定方法としては、例えば、単位時間あたりの生産量が20%以上減少したかを判定し、20%以上減少したと判定した場合に、被験者が取るべき行動は「休憩」であると特定し、20%以上減少していないと判定した場合に、被験者が取るべき行動は「実行中のタスクの継続」であると特定する方法を採用できる。続いて、推奨行動提示部19が、特定した行動を被験者に提示した後、ステップS201に戻る。被験者に提示する方法としては、例えば、特定した行動を促すメッセージ(例えば、「このままでは生産量が下がります。休憩を取ってください。」「休憩の必要はありません。現在の仕事を継続してください。」)を表示装置6に表示させる方法を採用できる。 Next, in step S206, the recommended action presenting unit 19 compares the past production amount Spat calculated in step S204 with the future production amount Sfuture to specify the action that the subject should take. As a method of specifying the action that the subject should take, for example, it is determined whether the production amount per unit time has decreased by 20% or more, and if it is determined that the amount has decreased by 20% or more, the action that the subject should take is "break". and determining that the action to be taken by the subject is "continuation of the task being executed" when it is determined that the decrease has not decreased by 20% or more. Subsequently, after the recommended behavior presenting unit 19 presents the identified behavior to the subject, the process returns to step S201. As a method of presenting the subject, for example, a specific call-to-action message (e.g., "Production will decrease at this rate. Please take a break." "No need to take a break. Continue your current job. ”) on the display device 6 can be adopted.

これにより、生産性算出処理では、ステップS201~S206のフローが繰り返されることにより、過去の生産量Spastと将来の生産量Sfutureとの比較が繰り返され、被験者の生産量の低下が予測されると、休憩を促すメッセージが表示される。それゆえ、生産量が実際に低下する前に、被験者に休憩をとらせることができ、被験者の生産性を回復できる。そのため、休憩中の生産量は「0」となるが、全体として生産量を向上できる。 As a result, in the productivity calculation process, by repeating the flow of steps S201 to S206, the comparison between the past production amount Spat and the future production amount Sfuture is repeated, and it is predicted that the subject's production amount will decrease. , a message prompting you to take a break is displayed. Therefore, the subject can be given a break before production actually decreases, and the subject's productivity can be restored. Therefore, although the production amount during the break is "0", the production amount can be improved as a whole.

以上説明したように、本実施形態に係る生産性判定装置1では、機械学習部15が、所定タスクの実行時における、タスク実行者の覚醒度に関する生体情報(第1測定情報)、及び高次の認知機能に関する生体情報(第2生体情報)を説明変数とし、生産性を目的変数として、機械学習のアルゴリズムを用いて、説明変数と目的変数との関係を学習した推定モデル14を導出する。そして、生産性推定部17が、機械学習部15で導出した推定モデル14を用いて、被験者の第1生体情報及び第2生体情報に基づき、被験者が実行中のタスクにおける、被験者の生産性を推定する。それゆえ、被験者の第1生体情報と第2生体情報とを入力することで、被験者の生産性を推定できる。それゆえ、被験者の生産性をより容易に推定可能な生産性判定装置1を提供することができる。 As described above, in the productivity determination device 1 according to the present embodiment, the machine learning unit 15 obtains biological information (first measurement information) related to the arousal level of the task executor and high-order Using biometric information (second biometric information) related to cognitive function as an explanatory variable and productivity as an objective variable, a machine learning algorithm is used to derive an estimation model 14 that has learned the relationship between the explanatory variable and the objective variable. Then, the productivity estimating unit 17 uses the estimation model 14 derived by the machine learning unit 15, based on the first biological information and the second biological information of the subject, in the task being executed by the subject, estimating the productivity of the subject. presume. Therefore, by inputting the first biological information and the second biological information of the subject, the productivity of the subject can be estimated. Therefore, it is possible to provide the productivity determination device 1 capable of estimating the productivity of the subject more easily.

また、本実施形態に係る生産性判定装置1では、推奨行動提示部19が、生産性推定部17で推定した所定時間Δtp前の時点から現在までの生産性の時系列データに基づき過去の生産量Spastを算出するとともに、生産性予測部18で予測した現在から所定時間Δtf後までの将来の生産性に基づき将来の生産量Sfutureを算出し、算出した過去の生産量Spastと将来の生産量Sfutureとを比較して被験者が取るべき行動を特定し、特定した行動を被験者に提示する。これにより、例えば、被験者の生産量の低下が予測されるときに、生産量が実際に低下する前に、被験者に休憩を促すことができる。 Further, in the productivity determination device 1 according to the present embodiment, the recommended action presenting unit 19 calculates the past productivity based on the time-series data of the productivity from the point in time before the predetermined time Δtp estimated by the productivity estimating unit 17 to the present. In addition to calculating the production amount Spat, the future production amount Sfuture is calculated based on the future productivity predicted by the productivity prediction unit 18 until a predetermined time Δtf from the present, and the calculated past production amount Spat and the future production amount The action to be taken by the subject is specified by comparing with Sfuture, and the specified action is presented to the subject. Thereby, for example, when a decrease in the production of the subject is predicted, the subject can be encouraged to take a break before the actual decrease in the production.

[1-4.推定モデル]
次に、推定モデル14の選択方法について説明する。推定モデル14の選択は、学習済みの候補モデルに対して、統計指標を用いる推定性能面の評価と、解釈技術を用いる信頼度面の評価と、の2つの面からの評価によって実行される。
・統計指標を用いる推定性能面の評価に関して
まず、推定モデル14の候補(以下、「候補モデル」とも呼ぶ)を複数種類用意する。
候補モデルとしては、例えば、MLR、SVR、ANN、CNN及びLSTMを採用できる。続いて、用意した候補モデル毎に、機械学習のアルゴリズムにより、説明変数(第1生体情報、第2生体情報)と目的変数(生産性)との関係を学習した学習済みの候補モデルを導出し、導出した学習済みの候補モデルの性能評価を実行する。性能評価としては、例えば、学習済みの候補モデルから得られる生産性の推定値と生産性の測定値との誤差の評価指標(以下、「第1評価指標」とも呼ぶ)、学習済みの候補モデルから得られる生産性の推定値の変化傾向と生産性の測定値の変化傾向との合致度の評価指標(以下、第2評価指標とも呼ぶ)を採用できる。生産性の推定値としては、例えば、候補モデルの学習に用いていない測定データ11が含む心電(第1測定情報)の時系列データ8、及び瞳孔径(第2生体情報)の時系列データ9を学習済みの候補モデルに入力することで、学習済みの候補モデルから出力される生産性を採用できる。また、生産性の測定値としては、例えば、測定データ11が含む生産性の時系列データ10を採用できる。第1評価指標としては、例えば、RMSE(Root Mean Square Error)を採用できる。また、第2評価指標としては、例えば、Trend Accuracy、DTW(Dynamic Time Warping)、コサイン類似度(cosine similarity)、R(Pearson’s correlation coefficient)を採用できる。
RMSEは、残差の分散の平方根であり、下記(1)式で算出される。下記(1)式では、pk(k=1,2,3,…,N)は生産性の測定値、p^kは生産性の推定値である。RMSEはpkとp^kとが近づくほど(推定精度が高くなるほど)小さくなる。

Figure 2022153048000002
[1-4. estimation model]
Next, a method for selecting the estimation model 14 will be described. Selection of the estimation model 14 is performed by evaluating the trained candidate models from two aspects: evaluation of estimation performance using statistical indicators and evaluation of reliability using interpretation techniques.
Regarding Evaluation of Estimation Performance Using Statistical Index First, a plurality of types of candidates for the estimation model 14 (hereinafter also referred to as “candidate models”) are prepared.
Candidate models include, for example, MLR, SVR, ANN, CNN and LSTM. Subsequently, for each prepared candidate model, a machine learning algorithm is used to derive a trained candidate model that has learned the relationship between the explanatory variable (first biological information, second biological information) and the objective variable (productivity). , perform performance evaluation of the derived trained candidate models. As the performance evaluation, for example, an evaluation index of the error between the estimated productivity value obtained from the trained candidate model and the measured productivity value (hereinafter also referred to as "first evaluation index"), the trained candidate model It is possible to adopt an evaluation index (hereinafter also referred to as a second evaluation index) of the degree of matching between the change trend of the estimated productivity value obtained from and the change trend of the measured productivity value. As the estimated value of productivity, for example, the time-series data 8 of the electrocardiogram (first measurement information) included in the measurement data 11 not used for learning the candidate model, and the time-series data 8 of the pupil diameter (second biological information) By inputting 9 into the trained candidate model, the productivity output from the trained candidate model can be adopted. As the measured value of productivity, for example, time-series data 10 of productivity included in the measurement data 11 can be used. For example, RMSE (Root Mean Square Error) can be used as the first evaluation index. As the second evaluation index, for example, trend accuracy, DTW (Dynamic Time Warping), cosine similarity, and R (Pearson's correlation coefficient) can be used.
RMSE is the square root of the residual variance and is calculated by the following equation (1). In the following equation (1), pk (k=1, 2, 3, . . . , N) is the measured value of productivity, and pk is the estimated value of productivity. The RMSE becomes smaller as pk and pk are closer (as the estimation accuracy is higher).
Figure 2022153048000002

Trend Accuracyは、下記(2)式で算出される。下記(2)式では、σkは、(dp/dt)kの符号と(dp^/dt)kの符合とが一致していれば「1」、不一致であれば「0」となる。Trend Accuracyは、pkとp^kとの動きのトレンドが近づくほど大きくなる。

Figure 2022153048000003
Rは、下記(3)式で算出される。下記(3)式では、pはpkの相加平均、p^はp^の相加平均である。Rは、pkとp^kとの動きのトレンドが近づくほど大きくなる。特に、Rは、データの小さいズレに対するロバスト性や、ノイズに対するロバスト性の点から、Trend Accuracy、DTW、コサイン類似度よりも、第2評価指標として好ましい。
Figure 2022153048000004
Trend Accuracy is calculated by the following formula (2). In the following equation (2), σk is "1" if the sign of (dp/dt)k and (dp^/dt)k match, and is "0" if they do not match. Trend Accuracy increases as the trend of movement between pk and pk approaches.
Figure 2022153048000003
R is calculated by the following formula (3). In the following equation (3), p- is the arithmetic mean of pk, and p^- is the arithmetic mean of p^. R increases as the trend of movement between pk and pk approaches. In particular, R is more preferable than Trend Accuracy, DTW, and cosine similarity as the second evaluation index in terms of robustness against small deviations in data and robustness against noise.
Figure 2022153048000004

続いて、算出した第1評価指標及び第2評価指標に基づき、複数種類の候補モデル(MLR、SVR、ANN、CNN、LSTM)のうちから、最良の候補モデルを選出し、選出した候補モデルを推定モデル14として用いる。図6は、学習済みの候補モデルの評価結果を示す図である。候補モデルの学習・評価を行った結果、図6に示すように、第1評価指標及び第2評価指標は、LSTMを用いた場合に最も良好な値を示した。図6には、第1評価指標、第2評価指標としてRMSETrend Accuracyを用いた場合を例示した。なお、図示を省略するが、第2指標値としてRを用いた場合にも同様の結果が得られた。 Subsequently, based on the calculated first evaluation index and second evaluation index, select the best candidate model from among multiple types of candidate models (MLR, SVR, ANN, CNN, LSTM), and select the selected candidate model It is used as the estimation model 14 . FIG. 6 is a diagram showing evaluation results of trained candidate models. As a result of learning and evaluating the candidate models, as shown in FIG. 6, the first evaluation index and the second evaluation index showed the best values when the LSTM was used. FIG. 6 illustrates a case where RMSETrend Accuracy is used as the first evaluation index and the second evaluation index. Although illustration is omitted, similar results were obtained when R was used as the second index value.

・解釈技術を用いる信頼度面の評価について
まず、上記した統計指標を用いる推定性能面の評価において、第1指標値及び第2指標値がしきい値を満たしている候補モデルを抽出する。例えば、LSTM、SVR、MLRを抽出する。続いて、抽出した候補モデルに対して、ALE(accumulated effect plot)を用いて解釈図を作成する。解釈図としては、例えば、横軸が特徴量(説明変数)であり、縦軸が候補モデルの出力(目的変数)であるグラフを作成する。ALEは、特徴量が互いに独立していない場合にも使える評価技法である。続いて、作成した解釈図を用いて、候補モデルのうちから、特徴量と候補モデルの出力との関係性が、それらの関係性の特性(例えば、心電が生産性と正の相関がある)に合致する候補モデルを、信頼度が高い候補モデルとして選択する。信頼度の評価を行った結果、信頼度は、LSTMを用いた場合に最も良好な値を示した。それゆえ、上記した2つの面の評価の結果、候補モデルとしてMLR、SVR、ANN、CNN及びLSTMを用いた場合には、推定モデルとしては、推定性能が優位的で、且つ信頼性が高いLSTMが最適であることが見いだされた。
Evaluation of Reliability Using Interpretation Technique First, candidate models whose first index value and second index value satisfy threshold values are extracted in the above estimation performance evaluation using statistical indices. For example, extract LSTM, SVR, and MLR. Next, an interpretation diagram is created for the extracted candidate models using ALE (accumulated effect plot). As an interpretation diagram, for example, a graph is created in which the horizontal axis is the feature amount (explanatory variable) and the vertical axis is the output of the candidate model (objective variable). ALE is an evaluation technique that can be used even when the features are not independent of each other. Next, using the created interpretation diagram, the relationships between the feature values and the outputs of the candidate models are identified from among the candidate models. ) is selected as a candidate model with high confidence. As a result of evaluating the reliability, the reliability showed the best value when LSTM was used. Therefore, as a result of the evaluation of the above two aspects, when MLR, SVR, ANN, CNN and LSTM are used as candidate models, the estimation model has superior estimation performance and high reliability LSTM was found to be optimal.

[1-5.説明変数]
次に、説明変数として、心電、瞳孔径を用いることの妥当性について説明する。
まず、説明変数の候補を複数種類用意した。候補としては、例えば心電、瞳孔径、呼吸、皮膚電位、皮膚温度の単独、或いはこれらの組み合わせを採用した。続いて、用意した候補毎に、その候補を説明変数として推定モデル14を導出し、導出した推定モデル14の性能評価を実行した。続いて、推定モデル14の評価結果を示す丸印を、図7(a)、図7(b)、図7(c)、図7(d)、図7(e)に示すように、横軸が第1評価指標、縦軸が第2評価指標のグラフにプロットする。図7(a)では、説明変数に心電を含むか否かで丸印の色を変えた。同様に、図7(b)では説明変数に瞳孔径を含むか否か、図7(c)では説明変数に呼吸を含むか否か、図7(d)では説明変数に皮膚電位を含むか否か、図(e)では説明変数に瞳孔径を含むか否かで丸印の色を変えた。図7(a)~図7(e)には、第1評価指標、第2評価指標としてRMSE、Rを用い、推定モデル14としてLSTMを用いた場合を例示した。また図8、図9及び図10においても同様とした。なお、図示を省略するが第2指標値としてRを用いた場合にも同様の結果が得られた。
[1-5. explanatory variable]
Next, the validity of using electrocardiogram and pupil diameter as explanatory variables will be described.
First, we prepared multiple candidate explanatory variables. As candidates, for example, electrocardiogram, pupil diameter, respiration, skin potential, and skin temperature alone or in combination were adopted. Subsequently, for each candidate prepared, an estimation model 14 was derived using the candidate as an explanatory variable, and performance evaluation of the derived estimation model 14 was performed. 7(a), 7(b), 7(c), 7(d), and 7(e). It is plotted on a graph in which the axis is the first evaluation index and the vertical axis is the second evaluation index. In FIG. 7A, the color of the circle is changed depending on whether or not the electrocardiogram is included in the explanatory variables. Similarly, in FIG. 7B, whether or not the explanatory variable includes the pupil diameter, in FIG. 7C, whether or not the explanatory variable includes respiration, and in FIG. No, in FIG. (e), the color of the circle is changed depending on whether the pupil diameter is included in the explanatory variable. FIGS. 7A to 7E illustrate a case where RMSE and R are used as the first evaluation index and the second evaluation index, and LSTM is used as the estimation model 14. FIG. The same applies to FIGS. 8, 9 and 10 as well. Although illustration is omitted, similar results were obtained when R was used as the second index value.

その結果、図7(a)に示したグラフでは、説明変数に心電を含む推定モデル14(以下、「心電ありモデル14」とも呼ぶ)と、心電を含まない推定モデル14(以下、「心電なしモデル14」とも呼ぶ)とはクラスタリング(グループ分け)可能であった。また、心電ありモデル14が属するグループは、心電なしモデル14が属するグループよりも、第1評価指標及び第2評価指標が良好な値を示した。それゆえ、推定精度の点からは、心電が説明変数に含まれている推定モデル14が好ましい、と言える。一方、図7(b)に示したグラフでは、説明変数に瞳孔径を含む推定モデル14(以下、「瞳孔径ありモデル14」とも呼ぶ)と、瞳孔径を含まない推定モデル14とはクラスタリング(グループ分け)可能であったが、瞳孔径ありモデル14が属するグループは、第1評価指標及び第2評価指標が必ずしも良好な値を示すとは限らなかった。また、図7(c)~図7(e)に示したグラフでは、推定モデル14をクラスタリングできなかった。 As a result, in the graph shown in FIG. 7A, the estimated model 14 including the electrocardiogram as explanatory variables (hereinafter also referred to as the "model with electrocardiogram 14") and the estimated model 14 not including the electrocardiogram (hereinafter referred to as Clustering (grouping) was possible with "model 14 without electrocardiogram"). Also, the group to which the model 14 with electrocardiogram belongs showed better values in the first evaluation index and the second evaluation index than the group to which the model 14 without electrocardiogram belongs. Therefore, in terms of estimation accuracy, it can be said that the estimation model 14 in which the electrocardiogram is included as an explanatory variable is preferable. On the other hand, in the graph shown in FIG. 7B, the estimation model 14 including the pupil diameter as an explanatory variable (hereinafter also referred to as "model 14 with pupil diameter") and the estimation model 14 not including pupil diameter are clustered ( Grouping) was possible, but the group to which the model 14 with pupil diameter belongs did not necessarily show good values in the first evaluation index and the second evaluation index. In addition, the estimation models 14 could not be clustered in the graphs shown in FIGS. 7(c) to 7(e).

また、図7(a)~図7(e)の丸印を、図8に示すように、推定モデル14の説明変数に含まれている生体情報の種類数に応じた図形(●+▲■★)に変換したグラフを作成した。図8に示したグラフでは、生体情報の種類数が「2」以上である場合には、「1」である場合よりも、第1評価指標及び第2評価指標が良好な値を示した。また、図8に示した図形を、図9に示すように、推定モデル14の説明変数に含まれている生体情報の種類でグループ化したグラフを作成した。グループとしては、説明変数に心電と瞳孔径との両方を含む推定モデル14のグループ(以下、「第1グループ」とも呼ぶ)、説明変数に心電を含み瞳孔径を含まない推定モデル14のグループ(以下、「第2グループ」とも呼ぶ)、説明変数に瞳孔径を含み瞳孔径を含まない推定モデル14のグループ(以下、「第3グループ」とも呼ぶ)、説明変数に心電も瞳孔径も含まない推定モデル14のグループ(以下、「第4グループ」とも呼ぶ)を用いた。図9に示したグラフでは、第1グループ、第2グループ、第3グループ及び第4グループは、互いに重ならずにクラスタリング可能であった。そして、第1グループ>第2グループ>第3グループ>第4グループの順に、第1評価指標及び第2評価指標が良好な値となった。それゆえ、図8及び図9によれば、推定精度の点からは、説明変数に含まれる生体情報の種類数は「2」以上が好ましく、心電のみ含まれるものよりも、心電と瞳孔径とが含まれているのが好ましい、と言える。 7(a) to 7(e) are replaced with figures (●+▲■ ★) was converted to a graph. In the graph shown in FIG. 8, when the number of types of biometric information is "2" or more, the first evaluation index and the second evaluation index show better values than when the number is "1". Moreover, as shown in FIG. 9, a graph was created by grouping the figures shown in FIG. 8 by the types of biological information included in the explanatory variables of the estimation model 14. The groups include a group of estimation models 14 that include both electrocardiogram and pupil diameter as explanatory variables (hereinafter also referred to as “first group”), and a group of estimation models 14 that include electrocardiography and do not include pupil diameter as explanatory variables. group (hereinafter also referred to as "second group"), the group of the estimation model 14 that includes the pupil diameter as an explanatory variable and does not include the pupil diameter (hereinafter also referred to as "third group"), the electrocardiogram and the pupil diameter as explanatory variables A group of estimation models 14 (hereinafter also referred to as a "fourth group") that does not include the . In the graph shown in FIG. 9, the first group, second group, third group and fourth group could be clustered without overlapping each other. Then, the first evaluation index and the second evaluation index showed favorable values in the order of the first group>second group>third group>fourth group. Therefore, according to FIGS. 8 and 9, from the point of view of estimation accuracy, the number of types of biological information included in explanatory variables is preferably two or more. It can be said that preferably the diameter is included.

また、図7(a)~図7(e)に示した推定モデル14の性能評価の結果を、図10(a)及び図10(b)に示すように、第1評価指標や第2評価指標の大きさ順に並べたグラフを作成した。図10(a)及び図10(b)のグラフでは、心電、瞳孔径、呼吸、皮膚電位及び皮膚温度の全てを説明変数に含む推定モデル14を用いた場合に、第2評価指標が最も良好な値を示した。それゆえ、第2評価指標による推定精度の点からは、心電~皮膚温度の全てを説明変数に含む推定モデル14が好ましい、と言える。これに対し、心電及び瞳孔径の2つだけを説明変数に含む推定モデル14を用いた場合には、第2評価指標が3番目に良好な値となったが、第1評価指標が最も良好な値を示した。それゆえ、心電及び瞳孔径の2つだけを説明変数に含む推定モデル14は、第2評価指標では、心電~皮膚温度の全てを説明変数に含む推定モデル14に劣るが、第1評価指標では最良であり、また、生体情報の数が少ないので、生体情報の測定の手間が少なく、また、生産性推定に要する演算量も少なくて済む。そのため、推定精度と測定の手間と演算量の点から、心電及び瞳孔径の組み合わせを説明変数として用いるのが最も好ましい、と言える。 Further, the performance evaluation results of the estimation model 14 shown in FIGS. A graph was created in which the indicators are arranged in order of size. In the graphs of FIGS. 10(a) and 10(b), when the estimation model 14 including all of the electrocardiogram, pupil diameter, respiration, skin potential and skin temperature as explanatory variables is used, the second evaluation index is the highest. showed good value. Therefore, it can be said that the estimation model 14 that includes everything from the electrocardiogram to the skin temperature as explanatory variables is preferable from the point of estimation accuracy using the second evaluation index. On the other hand, when using the estimation model 14 that includes only two explanatory variables, the electrocardiogram and the pupil diameter, the second evaluation index was the third best value, but the first evaluation index was the best. showed good value. Therefore, the estimation model 14 containing only two of the electrocardiogram and pupil diameter as explanatory variables is inferior to the estimation model 14 containing all of the electrocardiogram to skin temperature as explanatory variables in the second evaluation index, but the first evaluation It is the best index, and since the amount of biometric information is small, there is little effort required to measure biometric information, and the amount of computation required for estimating productivity is also small. Therefore, it can be said that it is most preferable to use a combination of the electrocardiogram and the pupil diameter as explanatory variables in terms of the estimation accuracy, the labor of measurement, and the amount of calculation.

また、心電及び瞳孔径の組み合わせを推定モデル14の説明変数として用いることは、生産性低下の要因の点からも妥当である。即ち、生産性の低下の主要因としては、覚醒度の低下が挙げられる。また、生産性の低下には、集中力や情報処理能力等の高次の認知機能の低下も関係してくる。これに対し、心電は、覚醒度に関する生体情報である。また、瞳孔径は、高次の認知機能に関する生体情報である。それゆえ、生産性低下の要因の点からも、心電及び瞳孔径の組み合わせを説明変数として用いるのが好ましい、と言える。 In addition, using the combination of the electrocardiogram and the pupil diameter as an explanatory variable for the estimation model 14 is also appropriate from the viewpoint of factors that reduce productivity. In other words, one of the main reasons for the decrease in productivity is the decrease in alertness. In addition, the decline in productivity is also related to the decline in higher cognitive functions such as concentration and information processing ability. On the other hand, the electrocardiogram is biological information related to arousal. In addition, the pupil diameter is biological information related to higher-order cognitive functions. Therefore, it can be said that it is preferable to use the combination of the electrocardiogram and the pupil diameter as an explanatory variable also from the viewpoint of the factor of the decrease in productivity.

[1-6.変形例]
(1)なお、第1の実施形態では、推奨行動提示部19が、過去の生産量Spastと将来の生産量Sfutureとを比較して被験者が取るべき行動を特定して提示する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、将来の生産性に基づいて被験者が取るべき行動を特定して提示する構成としてもよい。この場合、例えば、将来の生産性が予め定めた閾値以下であると判定した場合に、休憩を促すメッセージを提示することで、過去の生産量Spast及び将来の生産量Sfutureの演算を省略でき、演算量を低減できる。
(2)また、例えば、図11に示すように、将来の生産性の大きさと現在の時間帯との組み合わせと、被験者に提示する情報との関係を示すテーブルを参照し、被験者が取るべき行動を特定する構成としてもよい。図11に示したテーブルには、将来の生産性の大きさを「大」「中」「小」の3つに区分し、時間帯を「朝」「昼」「晩」「深夜」の4つに区分し、これらの組み合わせ毎に予め定めた情報(例えば、「今日の予定」)が記されている。
[1-6. Modification]
(1) In the first embodiment, the recommended action presentation unit 19 compares the past production amount Spat and the future production amount Sfuture to specify and present an action that the subject should take. However, other configurations can also be employed. For example, it may be configured to identify and present actions that the subject should take based on future productivity. In this case, for example, when it is determined that the future productivity is equal to or less than a predetermined threshold, by presenting a message prompting a break, calculation of the past production amount Spat and the future production amount Sfuture can be omitted, Amount of calculation can be reduced.
(2) Also, for example, as shown in FIG. 11, referring to a table showing the relationship between the combination of the magnitude of future productivity and the current time period, and the information to be presented to the subject, actions to be taken by the subject may be configured to specify. In the table shown in FIG. 11, future productivity is divided into three categories of "high", "medium", and "low", and time zones are divided into four categories of "morning", "noon", "evening" and "midnight". Predetermined information (for example, "today's schedule") is written for each combination.

(3)また、第1の実施形態では、モデル導出処理と生産性算出処理との両方を1台の生産性判定装置1で実行する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、互いに異なる生産性判定装置1で実行してもよい。この場合、一の生産性判定装置1でモデル導出処理を実行し、機械学習を行って推定モデル14を導出し、導出した推定モデル14を他の生産性判定装置1の記憶装置12に格納しておくことで、他の生産性判定装置1では、記憶装置12に格納した推定モデル14を用いて、被験者の生産性の推定を行うことができ、モデル導出処理を省略し、生産性算出処理をすぐに実行することができる。 (3) In addition, in the first embodiment, an example in which both the model derivation process and the productivity calculation process are executed by one productivity determination device 1 is shown, but other configurations can also be adopted. . For example, it may be executed by different productivity determination apparatuses 1 from each other. In this case, one productivity determination device 1 executes model derivation processing, performs machine learning to derive an estimated model 14, and stores the derived estimated model 14 in the storage device 12 of the other productivity determination device 1. By storing, in another productivity determination device 1, it is possible to estimate the subject's productivity using the estimation model 14 stored in the storage device 12, omit the model derivation process, and perform the productivity calculation process can be executed immediately.

〈2.第2の実施形態〉
次に、第2の実施形態に係る生産性判定装置1について説明する。第2の実施形態に係る生産性判定装置1の全体構成は、図1と同様であるから図示を省略する。
第2の実施形態に係る生産性判定装置1は、推定モデル14の説明変数が、第1の実施形態と異なっている。第2の実施形態では、機械学習部15が、心電(第1生体情報)及び瞳孔径(第2生体情報)に加えて、第1生体情報及び第2生体情報以外の第3生体情報、第4生体情報及び第5生体情報を説明変数とし、生産性を目的変数として、機械学習のアルゴリズムを用いて、説明変数と目的変数との関係を学習した推定モデル14を導出する。第3生体情報、第4生体情報及び第5生体情報としては、例えば、呼吸、皮膚電位、皮膚温度を採用できる。また、生体情報取得部16が、心電(第1生体情報)、瞳孔径(第2生体情報)、呼吸(第3生体情報)、皮膚電位(第4生体情報)及び皮膚温度(第5生体情報)を取得する。また、生産性推定部17が、取得した第1生体情報、第2生体情報、第3生体情報、第4生体情報及び第5生体情報に基づき、機械学習部15で導出した推定モデル14を用いて、被験者が実行中のタスクにおける被験者の生産性を推定する。
<2. Second Embodiment>
Next, the productivity determination device 1 according to the second embodiment will be described. The overall configuration of the productivity determination device 1 according to the second embodiment is the same as that in FIG. 1, so the illustration is omitted.
The productivity determination device 1 according to the second embodiment differs from the first embodiment in the explanatory variables of the estimation model 14 . In the second embodiment, the machine learning unit 15, in addition to the electrocardiogram (first biological information) and the pupil diameter (second biological information), third biological information other than the first biological information and the second biological information, Using the fourth biological information and the fifth biological information as explanatory variables and productivity as the objective variable, an estimation model 14 that has learned the relationship between the explanatory variables and the objective variable is derived using a machine learning algorithm. For example, respiration, skin potential, and skin temperature can be used as the third, fourth, and fifth biological information. In addition, the biological information acquisition unit 16, electrocardiogram (first biological information), pupil diameter (second biological information), respiration (third biological information), skin potential (fourth biological information) and skin temperature (fifth biological information information). Further, the productivity estimation unit 17 uses the estimation model 14 derived by the machine learning unit 15 based on the acquired first biological information, second biological information, third biological information, fourth biological information, and fifth biological information. to estimate the subject's productivity in the task the subject is performing.

このように、第2の実施形態に係る生産性判定装置1では、第1生体情報、第2生体情報、第3生体情報、第4生体情報及び第5生体情報を説明変数に含む推定モデル14を用いるため、例えば、第1生体情報(心電)及び第2生体情報(瞳孔径)のみを説明変数に含む推定モデル14を用いる場合に比べて、被験者の生産性の推定精度を向上できる(図10(b)参照)。図10(b)では、心電、瞳孔径、呼吸、皮膚電位及び皮膚温度の全てを説明変数に含む推定モデル14のRが、最も良好な値をとっている。 Thus, in the productivity determination device 1 according to the second embodiment, the estimation model 14 including the first biological information, the second biological information, the third biological information, the fourth biological information, and the fifth biological information as explanatory variables , for example, compared to the case of using the estimation model 14 that includes only the first biological information (electrocardiogram) and the second biological information (pupil diameter) as explanatory variables, the accuracy of estimating the productivity of the subject can be improved ( See FIG. 10(b)). In FIG. 10(b), R of the estimation model 14 including all of electrocardiogram, pupil diameter, respiration, skin potential and skin temperature as explanatory variables has the best value.

以上説明したように、本発明の各態様によれば、被験者の第1生体情報と第2生体情報とを第1測定装置2及び第2測定装置3で測定して入力することで、生産性の推定に用いる情報を被験者が手入力することなく、被験者の実際の生産性を容易に推定することができる。また、その推定には、覚醒度に関する生体情報(第1生体情報)と高次認知機能に関する生体情報(第2生体情報)との2つに加え過去の生産性も含む測定データ11によって学習させた推定モデル14を用いているため、被験者の実際の生産性をより正確に推定することができる。さらに、その推定モデル14として、数あるものの中から、LSTM(Long Short-Term Memory)が最適であることを長期の研究から見出しこれを適用した。これにより、更なる推定精度の向上を図ることができた。さらに、本発明の各態様では、単に生産性の推定をするだけでなく、その生産性の推移を含めた情報から将来の生産性を予測し、予測した将来の生産性に基づき被験者が今何をするべきかを指摘する推奨行動提示部19を更に備えるようにしたため、生産性の低下を予め防止することができる。 As described above, according to each aspect of the present invention, by measuring and inputting the first biological information and the second biological information of the subject by the first measuring device 2 and the second measuring device 3, the productivity The actual productivity of the subject can be easily estimated without the subject manually inputting information used for estimating . In addition, in the estimation, learning is performed using measurement data 11 including past productivity in addition to biological information (first biological information) regarding arousal level and biological information (second biological information) regarding higher cognitive function. Since the estimation model 14 is used, the actual productivity of the subject can be estimated more accurately. Furthermore, as the estimation model 14, it was found from long-term research that LSTM (Long Short-Term Memory) was the most suitable among many models, and this was applied. This made it possible to further improve the estimation accuracy. Furthermore, in each aspect of the present invention, in addition to simply estimating productivity, future productivity is predicted from information including changes in productivity, and based on the predicted future productivity, what is the subject currently doing? Since the recommended action presenting unit 19 that points out whether the action should be taken is further provided, it is possible to prevent a decrease in productivity in advance.

1…生産性判定装置、2…第1測定装置、3…第2測定装置、4…データ記憶装置、5…入力装置、6…表示装置、7…装置本体、8…心電(第1測定情報)の時系列データ、9…瞳孔径(第2生体情報)の時系列データ、10…生産性の時系列データ、11…測定データ、12…記憶装置、13…プロセッサ、14…推定モデル、15…機械学習部、16…生体情報取得部、17…生産性推定部、18…生産性予測部、19…推奨行動提示部 1... productivity determination device, 2... first measuring device, 3... second measuring device, 4... data storage device, 5... input device, 6... display device, 7... device body, 8... electrocardiogram (first measurement information) time-series data, 9 time-series data of pupil diameter (second biological information), 10 time-series data of productivity, 11 measurement data, 12 storage device, 13 processor, 14 estimation model, 15... Machine learning unit, 16... Biological information acquisition unit, 17... Productivity estimation unit, 18... Productivity prediction unit, 19... Recommended action presentation unit

Claims (10)

所定タスクの実行時における、タスク実行者の覚醒度に関する生体情報である第1生体情報の時系列データ、高次の認知機能に関する生体情報である第2生体情報の時系列データ及び生産性の時系列データを含む測定データを多数記憶しているデータ記憶装置と、
前記測定データが含む第1測定情報及び第2生体情報を説明変数とし、前記測定データが含む生産性を目的変数として、機械学習のアルゴリズムを用いて、前記説明変数と前記目的変数との関係を学習した推定モデルを導出する機械学習部と、
被験者の前記第1生体情報及び前記第2生体情報を取得する生体情報取得部と、
前記機械学習部で導出した推定モデルを用いて、前記生体情報取得部で取得した前記第1生体情報及び前記第2生体情報に基づき、被験者が実行中のタスクにおける、被験者の生産性を推定する生産性推定部とを備える
生産性判定装置。
Time-series data of the first biometric information, which is biometric information regarding the arousal level of the task executor, time-series data of the second biometric information, which is biometric information regarding higher cognitive function, and time of productivity when executing the predetermined task a data storage device storing a large number of measured data including series data;
Using the first measurement information and the second biological information contained in the measurement data as explanatory variables and the productivity contained in the measurement data as the objective variable, a machine learning algorithm is used to determine the relationship between the explanatory variables and the objective variable. a machine learning unit that derives a learned estimation model;
a biological information acquisition unit that acquires the first biological information and the second biological information of a subject;
Using the estimation model derived by the machine learning unit, based on the first biological information and the second biological information acquired by the biological information acquisition unit, estimate the productivity of the subject in the task being performed by the subject and a productivity estimating unit.
前記第1生体情報は、心電であり、
前記第2生体情報は、瞳孔径である
請求項1に記載の生産性判定装置。
the first biological information is an electrocardiogram;
The productivity determination device according to claim 1, wherein the second biological information is a pupil diameter.
前記説明変数は、前記第1生体情報である心電、及び前記第2生体情報である瞳孔径のみである
請求項2に記載の生産性判定装置。
The productivity determination device according to claim 2, wherein the explanatory variables are only an electrocardiogram as the first biological information and a pupil diameter as the second biological information.
前記推定モデルは、LSTM(Long Short-Term Memory)である
請求項1から3の何れか1項に記載の生産性判定装置。
The productivity determination device according to any one of claims 1 to 3, wherein the estimation model is an LSTM (Long Short-Term Memory).
前記生産性推定部で推定した所定時間前の時点から現在までの生産性に基づき、被験者の将来の生産性を予測する生産性予測部と、
前記生産性予測部で予測した将来の生産性に基づき被験者が取るべき行動を特定して提示する推奨行動提示部とを更に備える
請求項1から4の何れか1項に記載の生産性判定装置。
a productivity prediction unit that predicts the future productivity of a subject based on the productivity estimated by the productivity estimation unit from a time point a predetermined time ago to the present;
5. The productivity determination device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a recommended action presenting unit that specifies and presents actions to be taken by the subject based on the future productivity predicted by the productivity predicting unit. .
前記推奨行動提示部は、前記生産性推定部で推定した所定時間前の時点から現在までの生産性の時系列データに基づき過去の生産量を算出するとともに、前記生産性予測部で予測した現在から所定時間後までの将来の生産性の時系列データに基づき将来の生産量を算出し、算出した前記過去の生産量と前記将来の生産量とを比較して被験者が取るべき行動を特定し、特定した行動を被験者に提示する
請求項5に記載の生産性判定装置。
The recommended action presentation unit calculates the past production volume based on the time-series data of the productivity from the point in time before the predetermined time estimated by the productivity estimation unit to the present, and the current production predicted by the productivity prediction unit. Calculate the future production volume based on the time-series data of the future productivity from the time to a predetermined time later, compare the calculated past production volume and the future production volume, and identify the action to be taken by the subject , presents the identified behavior to the subject.
被験者の覚醒度に関する生体情報である第1生体情報、及び高次の認知機能に関する生体情報である第2生体情報を取得する生体情報取得部と、
所定タスクの実行時における、タスク実行者の前記第1生体情報、及び前記第2生体情報を説明変数とし、生産性を目的変数として、機械学習のアルゴリズムにより、前記説明変数と前記目的変数との関係を学習した推定モデルを用いて、前記生体情報取得部で取得した前記第1生体情報及び前記第2生体情報に基づき、被験者が実行中のタスクにおける、被験者の生産性を推定する生産性推定部とを備える
生産性判定装置。
A biological information acquisition unit that acquires first biological information that is biological information related to arousal of the subject and second biological information that is biological information related to higher cognitive functions;
Using the first biological information and the second biological information of the task executor at the time of execution of a predetermined task as explanatory variables and productivity as an objective variable, a machine learning algorithm is used to calculate the relationship between the explanatory variables and the objective variables. Productivity estimation for estimating the productivity of a subject in a task being performed by the subject based on the first biological information and the second biological information acquired by the biological information acquisition unit using an estimation model that has learned the relationship and a productivity determination device.
所定タスクの実行時における、タスク実行者の覚醒度に関する生体情報である第1生体情報の時系列データ、高次の認知機能に関する生体情報である第2生体情報の時系列データ及び生産性の時系列データを含む測定データを多数記憶しているデータ記憶装置を参照し、前記測定データが含む第1生体情報及び第2生体情報を説明変数とし、前記測定データが含む生産性を目的変数として、機械学習のアルゴリズムを用いて、前記説明変数と前記目的変数との関係を学習した推定モデルを導出するとともに、
被験者の前記第1生体情報及び前記第2生体情報を取得し、取得した前記第1生体情報及び前記第2生体情報に基づき、導出した推定モデルを用いて、被験者が実行中のタスクにおける、被験者の生産性を推定する
生産性判定方法。
Time-series data of the first biometric information, which is biometric information regarding the arousal level of the task executor, time-series data of the second biometric information, which is biometric information regarding higher cognitive function, and time of productivity when executing the predetermined task Referring to a data storage device storing a large number of measurement data including series data, using first biological information and second biological information contained in the measurement data as explanatory variables, and using productivity contained in the measurement data as an objective variable, Using a machine learning algorithm, derive an estimation model that has learned the relationship between the explanatory variable and the objective variable,
Obtaining the first biological information and the second biological information of the subject, and using an estimation model derived based on the obtained first biological information and the second biological information, the subject in a task being executed by the subject A productivity determination method for estimating the productivity of
前記推定モデルの候補である候補モデルを複数種類用意し、用意した候補モデル毎に、機械学習のアルゴリズムにより、前記説明変数と前記目的変数との関係を学習した候補モデルを導出し、導出した学習済みの候補モデルから得られる生産性の推定値と生産性の測定値との誤差の評価指標である第1評価指標、及び当該学習済みの候補モデルから得られる生産性の推定値の変化傾向と生産性の測定値の変化傾向との合致度の評価指標である第2評価指標を算出し、算出した第1評価指標及び前記評価指標に基づき、複数種類の候補モデルのうちから最良な候補モデルを選出し、選出した候補モデルを前記推定モデルとして用いる
請求項8に記載の生産性判定方法。
A plurality of types of candidate models that are candidates for the estimation model are prepared, and for each of the prepared candidate models, a machine learning algorithm is used to derive a candidate model that has learned the relationship between the explanatory variable and the objective variable, and the derived learning. A first evaluation index that is an evaluation index of the error between the estimated productivity value and the measured productivity value obtained from the trained candidate model, and the change trend of the estimated productivity value obtained from the trained candidate model Calculate a second evaluation index that is an evaluation index of the degree of matching with the change trend of the measured value of productivity, and based on the calculated first evaluation index and the evaluation index, select the best candidate model from among multiple types of candidate models. and using the selected candidate model as the estimation model.
前記第1評価指標は、RMSE(Root Mean Square Error)であり、
前記第2評価指標は、R(Pearson’s correlation coefficient)である
請求項9に記載の生産性判定方法。
The first evaluation index is RMSE (Root Mean Square Error),
The productivity determination method according to claim 9, wherein the second evaluation index is R (Pearson's correlation coefficient).
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