JP2694785B2

JP2694785B2 - 生体状態調節装置

Info

Publication number: JP2694785B2
Application number: JP3269703A
Authority: JP
Inventors: 一浩飯田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-10-17
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JPH05103837A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は個体群を含む生体の心身
の状態を健全に保つことを助け、あるいはその能力を向
上させる目的、例えばストレスの予防／解消、疲労低減
／回復、教育効果の向上、娯楽効果の向上、作業能率の
向上、成長の促進などの目的の実現のために、生体の状
態への適応、もしくは生体に刺激を与えることによっ
て、生体の状態の変更を行うことにより、リラックスし
ている、疲れが少ない、集中している、興奮している、
面白い、興味を抱いている、成長が盛んである等の、好
ましい状態をつくりだす装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】個人の状態を人為的に変えようとする装
置の例としては、医療用具承認番号（０１Ｂ）第１１６
６号の肩凝り解消器や、ストレスの解消を目的として米
国の脳神経学者デニスゴルゲス氏によって昭和５８年に
米国で開発されたシンクロエナジャイザ等がある。

【０００３】これらの装置は、生体が現在おかれている
状態を知る手段をもたず、生体の状態に応じた適切な処
置を行うことができないこと、それゆえ生体の安全が脅
かされるような事故が予想されるにもかかわらず、完全
を保障する装置を欠くという問題点があった。

【０００４】これらの問題点を改善する目的で、特願平
２−２１３８９２号の「生体機能調節装置」が提唱され
ている。

【０００５】生体の状態に適応する装置に関しては、イ
ンタフェースのシステムに関する知識を持たないユーザ
が、その意図する操作を早く実行するためのインタフェ
ース技術、例えば阪田全弘氏と土田賢省氏によって平成
２年１０月に「ユーザモデルを利用したユーザインタフ
ェースのカスタマイズ」と題して、第６回ヒューマンイ
ンタフェースシンポジウム論文集、６１−６６頁に発表
されたような技術がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置の問題点を
以下に挙げる。

【０００７】１．生体の状態の判断が、計測された生の
数値データに基づいて行われるため、例えば心拍数＝５
０なら刺激を止めるといった判断がなされるため、また
制御／適応のための計算に用いる数式の係数が一度設定
されると一定値に保たれるため、個体差や個体群の性状
の間にあるバラツキへの対処が難しい。

【０００８】２．生体の状態はその置かれた環境に依存
するので、生体の状態の制御／適応に際しては環境の状
態を見つことでより良い制御／適応が行えるが、環境を
計測する手段を持たない。

【０００９】３．生体の状態は、生体の置かれた環境に
関する情報と併せて推定するほうが良いにもかかわら
ず、そのための方策を欠いている。

【００１０】４．環境を操作する手段を持たない。

【００１１】５．生体の状態を推定する際には、その生
体に関する予備知識を用いることで効率よい推定が可能
になるにもかかわらず、予備知識を利用する方策を欠い
ている。

【００１２】６．生体の安全を保障するためには、生体
を計測して得られる生の数値データ、例えば心拍数とい
ったデータ、だけでなく生体の状態、例えば「かなり疲
れている」といった状態を監視する方が優れているが、
生のデータしか用いられていない。

【００１３】７．生体の安全の保障には環境の状態も保
障される必要があるが、その手段を持たない。

【００１４】８．装置の作動状況を最終的に保障するに
は、人間が外部からシステムの作動状態、生体の状態、
生体の置かれた環境の状態を監視できる必要があるが、
その手段を持たない。

【００１５】９．システムの作動状態、生体の状態、環
境の状態によっては、人間が外部から直接に装置を制御
した方が良い場合があるが、そのための方策を欠く。

【００１６】１０．装置の改良・改善のためには、或る
個体から得られたデータを標準化して他の個体もしくは
他の個体群のデータと比較できる必要があるが、そのた
めの方策を持たない。

【００１７】１１．生体情報の計測に必要なセンサは一
般に複数必要であるが、これらのセンサを全て使用する
と推定に時間を要し、かえって制御／適応の効率が低下
することが有り得る。

【００１８】１２．故障したセンサをそのまま使用する
と重大な問題を発生する危険があるため、複数用意され
たセンサの中から適当なセンサを選んで使用することが
望ましいが、こうした機構を欠いている。

【００１９】１３．皮膚抵抗値は、人体の自律神経系の
緊張度を知る有効な指標であるが、その測定には生体へ
の電極の貼付といった面倒な処置が必要なため、使用さ
れない。

【００２０】１４．人体の自律系の反応状態の指標とし
ては、皮膚電気活動の他にも、立毛筋運動、唾液分泌反
応、唾液成分、肩凝り度等の指標があるが、これを計測
するのに適当なセンサがないため利用できない。

【００２１】１５．主観的感覚たとえば動揺感覚を客観
指標によって計測する手法、植物の成長度等を客観的指
標によって計測する手法は、これを計測する適当なセン
サがないため利用できない。

【００２２】１６．体感刺激、人体の錯覚を利用した刺
激は、ゲームやシュミレーションの分野での利用が期待
されているが、最も一般的な体感である地形、錯覚とし
ての運動残効、動揺感覚の提示のための装置が無く、こ
れらの刺激を利用することができない。

【００２３】１７．人体に付与する刺激としての危険信
号はその目的上、人体に慣れを生じにくい信号である必
要があり、その点痛覚は最も適しているといえるにもか
かわらず、これを危険信号として付与する装置がなかっ
たためこれを利用できない。従来の装置の問題点は以上
である。

【００２４】次に、本発明の目的を以下に示す。

【００２５】１．制御／適応のための基準となるデータ
を生の数値データでなく生体情報から推定され、個人差
が少なく、より一般性の高い「生体状態」、例えば「ひ
どく疲れている」とする。

【００２６】２．制御／適応のための計算に用いられる
係数を個体や個体群の性質にあわせて自動的に変更可能
とすることで個体差への対処を容易にする。

【００２７】３．生体の周囲の環境を計測する。

【００２８】４．環境の計測結果も併せて生体状態の推
定を行う。

【００２９】５．生体の回りの環境を操作可能にする。

【００３０】６．生体に関する予備知識を生体状態の推
定に利用可能にする。

【００３１】７．生体の安全を保障するために、生体状
態を用い、また生体の安全のために環境の状態を監視す
る。

【００３２】８．装置の作動状況を最終的に保障するた
めに、人間が外部から現在の生体状態と、生体の置かれ
た環境の状態を監視する。

【００３３】９．生体の状態、環境の状態によっては、
外部から人間が直接に装置を制御する。

【００３４】１０．装置の改良・改善のために個体間も
しくは個体群間でデータを比較するためのデータ標準化
機構を持つ。

【００３５】１１．複数用意されたセンサの中から適当
なセンサを選択できる機構を持つ。

【００３６】１２．自律神経系の反応状態のうち、皮膚
抵抗値、立毛筋運動、唾液分泌反応、唾液成分、肩凝り
度等の指標を計測して利用し、動揺感覚を客観的に計測
し、植物の成長度を客観的指標によって計測する。

【００３７】１３．生体に付与する刺激として、地形、
運動残効、動揺感覚の提示、危険信号としての痛覚刺激
の付与のための装置を有する。

【００３８】

【課題を解決するための手段】第１の発明の生体状態調
節装置は、生体から得られる情報を計測して生体指標を
求める生体情報計測部と、生体指標に基づいて生体の状
態を推定し状態推定結果を出力する第１の生体状態推定
部と、状態推定結果に応じて生体の状態を調節又は生体
の状態に適応するための目標となる目標状態を出力する
制御適応部と、目標状態と前記生体指標に基づいて生体
に与える信号の量である操作量を算定する操作量算定部
と、操作量に基づいて生体に付与すべき操作信号を発生
する操作信号発生部と、操作信号を付与操作信号として
生体に付与する操作信号付与部と、操作量算定部におけ
る計算に必要な係数を設定する操作指標設定部と、制御
適応部の動作を設定する操作目的設定部とを有すること
を特徴とする。

【００３９】第２の発明の生体状態調節装置は、第１の
発明において更に、生体が置かれた環境を計測して環境
情報を得る環境計測部と、生体指標と環境情報とから生
体の状態を推定する第２の生体状態推定部を有すること
を特徴とする。

【００４０】第３の発明の生体状態調節装置は、第１の
発明において、更に、環境の状態を変化させるための環
境操作部を有することを特徴とする。

【００４１】第４の発明の生体状態調節装置は、第１の
発明において第１の生体状態推定部のかわりに、調節対
象である生体に関する予備知識を考慮して生体の状態を
推定できる第３の生体状態推定部と、予備知識を設定す
る予備知識設定部とを有することを特徴とする。

【００４２】第５の発明の生体状態調節装置は、第１の
発明において、第１の生体状態推定部のかわりに、第２
の生体状態推定部と、第３の生体状態推定部の両方の機
能を持つ第４の生体状態推定部を有することを特徴とす
る。

【００４３】第６の発明の生体状態調節装置は、第１の
発明において、生体指標、付与操作信号及び、生体状態
推定結果を監視して、生体に危険が及ぶ可能性があると
判断された場合に、付与操作信号の付与を遮断する遮断
機構付き操作信号付与部と、同じく環境操作部の動作を
遮断する遮断機構付き環境操作部を有する。

【００４４】第７の発明の生体状態調節装置は、第１の
発明において、生体指標、生体状態推定結果又は、環境
情報の少なくとも１つを表示する生体状態表示部を有す
ることを特徴とする。

【００４５】第８の発明の生体状態調節装置は、第１の
発明において、操作信号発生部を前記操作量によらず、
外部から直接制御可能な直接操作部を有することを特徴
とする。

【００４６】第９の発明の生体状態調節装置は、第１の
発明において、生体指標と生体状態の推定結果を、他の
生体と比較可能な一般的データ形式にするデータ形式一
般化部を有することを特徴とする。

【００４７】第１０の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、第１の生体状態推定部、制御適応部及
び制御量算定部の過去及び現在の演算指標の記録と、生
体状態推定結果の過去及び現在の値からなる動作記録と
に基づいて、演算指標を改善する操作学習部を有するこ
とを特徴とする。

【００４８】第１１の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、直接操作部、環境計測部、環境操作
部、生体状態表示部、データ一般化部、第２の生体状態
推定部、第３の生体状態推定部、予備知識設定部、第４
の生体状態推定部、操作学習部、遮断機構付き環境操作
部又は遮断機構付き操作信号付与部の少なくとも１つを
有することを特徴とする。

【００４９】第１２の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部が複数用意されたセン
サの適切な組み合わせを見いだし、その組み合わせを用
いて生体情報を得ることを特徴とする。

【００５０】第１３の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、皮膚電気活動計測
装置のどの電極を使用するかをホスト側から指定可能な
マウス型皮膚電気活動計測装置を用いることを特徴とす
る。

【００５１】第１４の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、手の平の触れる部
分に設置した電極に盛り上がりを付けるか、電極表面に
凹凸加工を施したマウス型皮膚電気活動計測装置を用い
ることを特徴とする。

【００５２】第１５の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部にジョイスティックの
形状をした皮膚電気活動計測装置を用いることを特徴と
する。

【００５３】第１６の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部にキーボードの形状を
した皮膚電気活動計測装置を用いることを特徴とする。

【００５４】第１７の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、立毛筋活動のセン
サを用いることを特徴とする。

【００５５】第１８の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、唾液採集装置を用
いることを特徴とする。

【００５６】第１９の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、唾液分泌反応を計
測する装置を用いることを特徴とする。

【００５７】第２０の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、筋肉の堅さを計測
する装置を用いることを特徴とする。

【００５８】第２１の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に筋電気活動を利用し
た動揺感覚の計測装置を用いることを特徴とする。

【００５９】第２２の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、振り子を利用した
動揺感覚の計測装置を用いることを特徴とする。

【００６０】第２３の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、重心の計測装置を
用いることを特徴とする。

【００６１】第２４の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体状態計測部に、非接触で生体の育
成状態を計測する装置を用いることを特徴とする。

【００６２】第２５の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、操作信号付与部に、地形体感提示装置
を用いることを特徴とする。

【００６３】第２６の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、操作信号付与部に、運動残効発生装置
を用いることを特徴とする。

【００６４】第２７の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、操作信号付与部に、動揺感覚発生装置
を用いることを特徴とする。

【００６５】第２８の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、操作信号付与部に、危険信号付与装置
を用いることを特徴とする。

【００６６】第２９の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、椅子型の重心動揺
計測装置を用いることを特徴とする。

【００６７】第３０の発明の生体状態調節装置は、第１
の発明において、生体情報計測部に、腕時計型の皮膚電
気活動計測装置を用いることを特徴とする。

【００６８】

【作用】生体情報計測部と、第１の生体状態推定部を有
することから、生体を計測して得られる生体指標から生
体状態を推定できる。

【００６９】制御適応部を有することから、前記生体状
態に基づいて生体状態の目標状態を決定できる。

【００７０】操作量産定部を有することから、目標状態
と生体指標に基づいて操作量を算定できる。

【００７１】操作信号発生部を有することから、操作量
に基づいて生体に付与すべき操作信号を発生できる。

【００７２】操作信号付与部を有することから、操作信
号を付与操作信号として生体に付与できる。

【００７３】操作指標設定部を有することから、操作量
算定部での算定に必要な係数を設定できる。

【００７４】操作目的設定部を有することから、制御適
応部の動作を設定できる。

【００７５】これらによって、調節の基準となるデータ
を実測された生の数値データでなく、生体指標から推定
される生体状態をもとにした、制御／適応処理を行え
る。

【００７６】操作学習部を有することから、制御／適応
のための計算に用いられる係数を個体や個体群の性質に
あわせて自動的に変更できる。

【００７７】環境計測部を有することから、生体の置か
れた環境を計測して環境情報を得ることができる。

【００７８】第２の生体状態推定部を有することから、
生体指標と環境情報とから生体の状態を推定できる。

【００７９】環境操作部を有することから、環境の状態
を変化させることができる。

【００８０】第３の生体状態推定部と、予備知識設定部
を有することから、調節対象である生体に関する予備知
識を考慮して生体の状態を推定できる。

【００８１】第４の生体状態推定部を有することから、
第２の生体状態推定部と、第３の生体状態推定部の両方
の機能を有する。

【００８２】生体状態表示部を有することから、生体指
標、生体状態推定結果、環境情報のいづれか、または全
てを表示することができ、それにより装置の作動状況と
生体の安全を人間が外から確認することができる。

【００８３】遮断機構付き操作信号付与部と、遮断機構
付き環境操作部を有することから、生体指標、付与操作
信号及び、生体状態推定結果、環境の状態を監視して、
生体に危険が及ぶ可能性があると判断された場合は、付
与操作信号の付与と環境操作部の動作を遮断することに
より生体の安全を確保できる。

【００８４】直接操作部を有することから、操作信号発
生部を操作量によらず、外部から直接制御でき、それに
より生体の安全を確保するとともに任意の制御適応操作
ができる。

【００８５】データ形式一般化部を有し、或る個体また
は個体群の生体指標と生体状態の推定結果を、他の個体
又は個体群の値と比較できることから装置の改良・改善
を効果的に行うことができる。

【００８６】複数の用意されたセンサの適切な組み合わ
せを見いだす機構を有することから、不必要に多くの生
体情報を計測することがなく計算の効率を上げ、一部の
センサの故障にも対処できる。

【００８７】生体状態計測部としてマウス型もしくは、
ジョイスティック型、もしくはキーボード型、もしくは
腕時計型の皮膚電気活動計測装置を有することから、生
体情報として皮膚電気活動を簡便に計測できる。

【００８８】生体状態計測部として、立毛筋活動セン
サ、唾液採集装置、唾液分泌反応を計測する装置、肩凝
りの程度を計測する装置、動揺感覚の計測装置、重心の
計測装置、非接触で生体の育成状態を計測する装置、椅
子型の重心動揺計測装置を有することから、これらの生
体情報を利用できる。

【００８９】操作信号付与部に、地形体感提示装置を有
することから、地形を体感し景観を楽しめる。

【００９０】運動残効発生装置、動揺感覚発生装置を有
することから、動画像による加速感などの錯覚を用いた
アミューズメントに利用することができる。

【００９１】危険信号付与装置を有することから、人体
に危険を有効に知らせることができる。

【００９２】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００９３】第１の発明の１実施例の基本構成を図１に
示す。

【００９４】まず、操作目的設定部７に操作目的７０を
設定する。操作目的設定部７は、ＧＰ−ＩＢインタフェ
ースボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、日本電気
（株））を装着したパーソナルコンピュータ（ＰＣ＃
１：ＰＣ９８０１ＲＡ、日本電気（株））で実現可能
である。

【００９５】操作目的７０は「エキサイトさせる」、
「リラックスさせる」、「疲れたら休憩させる」、「面
白がらせる」などの日常用語を幾つか、例えばキーボー
ドから番号で選択するなどして設定する。

【００９６】操作目的設定部７は、操作目的７０をより
具体的な目的である具体化操作目的７７に変換して、制
御適応部４におくる。例えば、操作目的７０が「エキサ
イトさせる」、「頭はハッキリしている」の場合、「身
体的だけ興奮させる」といった目的を決定し、制御適応
部４に複数保持されている制御もしくは適応のための方
式群、例えばファジーメンバシップ関数、実行規則等を
選択するための信号である具体化操作目的７７を出力す
る。

【００９７】操作目的設定部７はまた、操作目的７０
に、相互に矛盾する内容がある場合はそれを指摘するこ
とによって、システムの目的を確定することを助ける。
これらの機能はＰＣ＃１上のソフトウエアとして実現可
能である。

【００９８】次に、操作指標設定部６に操作量の算定に
使用する指標がある操作指標６０を設定する。操作指標
設定部６は、ＧＰ−ＩＢインタフェースボード（ＰＣ−
９８０１−２２ｎ、日本電気（株））を装着したパーソ
ナルコンピュータ（ＰＣ＃２：ＰＣ９８０１ＲＡ、日
本電気（株））により実現できる。

【００９９】操作指標６０は、「急激に」、「穏やか
に」、「完全に」、などの一般的な用語を幾つか指定す
ること、例えばキーボードを介して番号で選択するなど
して設定し、これらの操作指標６０をより具体的な指標
である具体化操作指標６６、例えば、操作指標６０が
「急激に」の場合「一回の刺激による変化率＝１．
０」、「穏やかに」の場合「一回の刺激による変化率＝
０．０５」などの数値データに変換して操作量算定部５
におくる。

【０１００】生体情報計測部２は、個体群を含む生体１
からの生体情報１１、例えば血圧変動を計測して、生理
学的心理学的意味のある情報である生体指標２２、例え
ば心拍数に変換し、第１の生体状態推定部３におくる。
生体情報計測部２は、生体１から得られる情報、例え
ば、体温、動作、筋運動、皮膚電気活動、等々を計測す
るためのセンサ、例えば、サーミスタ、ポテンショメー
タ、ストレインゲージ、生体用不分極電極等のセンサ群
と、センサから得られる微弱な電気信号を増幅するアン
プ、前記アンプから信号をデジタル信号に変換するため
のＡＤコンバータボード（ＡＤＸ９８、カノープス社）
と、算定した生体指標２２を出力するためのＧＰ−ＩＢ
インタフェースボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、日本
電気（株））を装着したパーソナルコンピュータ（ＰＣ
＃３：ＰＣ９８０１ＶＸ、日本電気（株））を用いて
実現できる。同ＰＣ＃３は、電気信号から生体指標２２
を抽出するアルゴリズム、例えばピーク検出、デジタル
フィルタ等のアルゴリズムをソフトウエアとして保持し
ておく。

【０１０１】第１の生体状態推定部３は、生体指標２２
に基づいて生体１の状態を推定し、生体状態推定結果３
３例えば「非常に興奮している」、「少し興奮してい
る」、「覚醒度が高い」等を制御適応部４と、操作量算
定部５におくる。

【０１０２】第１の生体状態推定部３は、ＧＰ−ＩＢイ
ンタフエースボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、日本電
気（株））を装着したパーソナルコンピュータ（ＰＣ＃
４：ＰＣ−Ｈ９８ｍｏｄｅｌ１００、日本電気
（株））を用いて実現できる。同ＰＣ＃４は、ＧＰ−Ｉ
Ｂを介してＰＣ＃３から生体指標２２を得る。ＰＣ＃４
に、次に示す推論アルゴリズムをソフトウエアとして保
持し、生体指標２２から生体状態推定結果３３を得るこ
とで第１の生体状態推定部３が実現できる。

【０１０３】第１の生体状態推定部３による生体１の状
態の推定アルゴリズムは、確率決定リストによる推論
｛ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＣＯＬＴ’９０（プ
ロシーディングスオブコルト９１（計算論的学習
理論９０年世界大会論文集））、平成２年、６７−８１
頁に山西健司氏により、「Ａｌｅａｒｎｉｎｇｃｒ
ｉｔｅｒｉｏｎｆｏｒｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｒｕ
ｌｅｓ（アラーニングクライテリオンフォース
トカスチックルール）」と題して発表された論文を参
照｝、確率推論｛第３回人工知能学会全国大会論文集、
平成元年、６１−６４頁に、大野和彦氏により、「確率
論理：帰納推論と仮設の評価基準について」と題して発
表された論文を参照｝、ファジー推論｛水元雅晴氏によ
り、「ファジイ論理とその応用」と題して平成元年、サ
イエンス社から出版された学術書を参照｝等を利用して
行う。

【０１０４】また、生体状態推定結果３３の個々の状態
を出力層のノードに、個々の生体指標２２を入力層のノ
ードに選んだ３層型ニューラルネットを利用して実現す
ることも可能である。

【０１０５】確率決定リストによる推論、及び確率推論
の場合は、（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，．．，Ｐｉ，．．，Ｐｎ，Ｗｊ）注Ｐｉ：生理指標の属性群例えば、血圧低い、血圧普
通、血圧高い、心拍数低い、。。などの真理値。観測値
が予め設定した量子化のための属性例えば、血圧が７０
ｍｍＨｇ以下は「血圧が低い」といった属性が成立する
場合は１、成立しない場合は０。

【０１０６】Ｗｊ：特定の生体状態を表すクラス、例え
ば「非常に興奮している」に含まれるか否かなど。含ま
れる場合１、含まれない場合０。といった形式のデータを予備実験より得て、ＰＣ＃４上
にソフトウェアとして保持された確率決定リストによる
帰納推論アルゴリズムに、予め与えておくことにより、
生理指標群から生体状態を導く確率的規則が第１の生体
状態推定部３に獲得される。そこに生体指標２２を（Ｐ
１，Ｐ２，．．，Ｐｉ，．．，Ｐｎ）の形式で与えるこ
とにより、生体状態推定結果３３は（Ｗ１，Ｗ
２，．．，Ｗｊ，．．，Ｗｍ）の成立する確率（Ｑ１，
Ｑ２，．．，Ｑｊ，．．，Ｑｍ）（０≦Ｑｊ≦１）とし
て得られる。

【０１０７】ファジー推論の場合は、血圧、心拍数、呼
吸数等の実数値とＷｊの成立する確信度（Ｒ１，Ｒ
２，．．，Ｒｊ，．．，Ｒｍ）の関係をメンバシップ関
数にてＰＣ＃４上にに実現しておき、ここに生体指標２
２を与えることにより、生体状態推定結果３３をＲｊ
（０≦Ｒｊ≦１）として得る。

【０１０８】制御適応部４では、生体状態推定結果３３
と、具体化操作目的７７に基づいて目標状態４４を選定
し、操作量算定部５におくる。制御適応部４は、ＧＰ−
ＩＢインタフェースボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、
日本電気（株））を装着したパーソナルコンピュータ
（ＰＣ＃５：ＰＣ９８０１ＲＡ、日本電気（株））に
て実現できる。

【０１０９】ＰＣ＃５上には前記制御／適応のための方
式群をソフトウェアモジュールとして保持しておき、Ｇ
Ｐ−ＩＢを介してＰＣ＃１から具体化操作目的７７を取
り込む。

【０１１０】制御適応部４は、制御／適応のための方式
をソフトウェアモジュールとして複数保持しており、具
体化操作目的７７に応じて、そのソフトウェアモジュー
ルを選択実行する。

【０１１１】具体操作目的７７が「身体的興奮度が高け
れば休ませる」であった場合は、複数ある制御／適応の
ための方式群から例えば「身体的興奮度が高ければ休ませる」｛ｉｆＱ１＞０．５ｔｈｅｎ（ｍａｋｅＱ１
０．３）ｅｌｓｅｎｏｐｉｆＱ１＞０．５ｔｈｅｎ（ｍａｋｅＱ２０．
３）ｅｌｓｅｎｏｐｉｆＱ１＞０．５ｔｈｅｎ（ｍａｋｅＱ３０．
３）ｅｌｓｅｎｏｐ｝注Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３：身体的興奮度に関係する生体状
態の生起確率ｍａｋｅＱ１０．３：Ｑ１を０．３にするような
処理を実行するｍａｋｅＱ２０．３：Ｑ２を０．３にするような
処理を実行するｍａｋｅＱ３０．３：Ｑ３を０．３にするような
処理を実行するｎｏｐ：なにも変えないを選択する。（この選択は固定でなく請求項１０の操作
学習部２０によって別の方式を選択してより個人に適応
するようにもできる。）この制御／適応のための規則を
使用することにより、ＰＣ＃４からＧＰ−ＩＢを介し
て、ＰＣ＃５に生体状態推定結果３３を取り込み、生体
状態推定結果３３が「身体的に非常に興奮している（例
えばＱ１＝０．９，Ｑ２＝０．１，Ｑ３＝０．０１）」
であった場合、「身体的にリラックスしている（例えば
Ｑ１＝０．３，Ｑ２＝０．１，Ｑ３＝０．０１）」なる
目標状態４４を出力する。

【０１１２】操作量算定部５は、目標状態４４、現在の
生体状態推定結果３３、具体化操作指標６６を用いて、
操作量５５を算定する。

【０１１３】操作量算定部５は、ＧＰ−ＩＢインタフェ
ースボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、日本電気
（株））を装着したパーソナルコンピュータ（ＰＣ＃
６：ＰＣ９８０１ＲＡ、日本電気（株））にて実現で
きる。ＧＰ−ＩＢを介して、目標状態４４はＰＣ＃５よ
り、現在の生体状態推定結果３３と第１の生体状態推定
結果３の推定方式３３３はＰＣ＃３より、具体化操作指
標６６はＰＣ＃１より取り込む。

【０１１４】操作量算定部５は、生体の刺激−反応関
係、すなわちどの操作信号５５をどれくらい与えると、
それに対する反応として生体指標２２がどれだけ変化す
るかを示す関係を推定し、目標生体状態４４と現在の生
体状態３３の差ベクトル△を計算し、この△から具体化
操作指標６６を使って、例えば一回の刺激による変化率
＝０．１のときこれをかけて、次に実現すべき生体状態
の変化量δ（ｄ１，ｄ２，．．，ｄｊ，．．，ｄｎ）を
算定し、生体状態推定部Ａ３の推定方式３３３から、δ
が得られるべき生体指標２２を逆算してδＰ（Ｐ１，Ｐ
２，．．Ｐｉ，．．，Ｐｎ）を得、刺激−反応関係を用
いて、δＰを得るのに必要な操作信号５５を得る。

【０１１５】刺激−反応関係は、一般に △Ｐｉ＝ｆｉ（Ｓ１，Ｓ２，．．，Ｓｋ，．．，Ｓｈ）注 △Ｐｉ：刺激に対するｉ番目の生体指標の反応量Ｓｋ：ｋ番目の刺激の量のような関係で表現できる。

【０１１６】例えば、ｆｉがＳｋの非線形関数であると
して近似して得られる△Ｐ（△Ｐ１，△Ｐ２，．．，△
Ｐｉ，．．，△Ｐｎ）がδＰに最も近くなるようなＳｋ
の組み合わせを求める。この問題は非線形計画法によ
り、次数の多項式時間で解けることが保証されている。
非線形計画法は、今野浩氏と山下浩氏により「非線形計
画法」と題して、昭和５３年に日科技連から出版された
本に詳しい。

【０１１７】操作信号発生部８では、操作量５５に基づ
いて操作信号付与部９を操作する操作信号８８を発生す
る。

【０１１８】操作信号発生部８は、ＧＰ−ＩＢインタフ
ェースボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、日本電気
（株））、ＤＡコンバータボード（ＤＡＸ９８、カノー
プス電子社）を装着したパーソナルコンピュータ（ＰＣ
＃７：ＰＣ−Ｈ９８０１ｍｏｄｅｌ１００、日本
電気（株））により実現できる。操作信号８８、例えば
音響を発生するアルゴリズムをＰＣ＃７に保持してお
き、ＧＰ−ＩＢに介して取り込んだ操作量５５に応じて
前記ＤＡＸ９８を通じて操作信号８８を発生することで
実現できる。

【０１１９】操作信号付与部９は、生体状態を変化させ
る目的で、操作信号８８に基づいて生体に付与される、
光、熱、映像、音等の刺激を生体に付与できるフラッシ
ュ光源、ヒータ、クーラ、ディスプレイ、スピーカ等の
付与装置により実現できる。操作信号付与部９は、操作
信号８８に基づいて付与操作信号９９を生体１に付与す
ることにより、生体の状態を操作目的７０で設定された
状態に限りなく近づけるか、または生体状態推定結果３
３に基づいて算定された操作信号８８によってその装置
・機構を変化させることにより、生体１にとって好まし
て状態、例えば使いやすいインタフェースをつくる。

【０１２０】図２は第２の発明の環境計測部１１０１及
び、第３の発明の環境操作部１２を有する生体状態調節
装置の基本構成図である。図２において点線の枠で囲っ
た部分が図１の実施例と異なるのでこの部分を説明す
る。環境計測部１１０１は、環境１０を計測するセンサ
群、たとえばガス濃度センサ、ｐＨセンサ、温湿度セン
サ、気圧センサ、粉塵センサ（たとえばデジタル粉塵計
３４１１型、日本カイノマックス（株））、風速センサ
（たとえばアネモマスター風速計６１５１型、日本カイ
ノマックス（株））、電磁波センサ、照度センサ、赤外
線センサ、溶存酸素濃度センサ、振動センサ、等とアン
プ、及び環境指標１１１１を求めるアルゴリズムを保持
し、かつＧＰ−ＩＢインタフェースボード（ＰＣ−９８
０１−２２ｎ日本電気（株））を装着したパーソナルコ
ンピュータ（ＰＣ＃８：ＰＣ９８０１ＲＡ、日本電気
（株））によって実現できる。

【０１２１】環境操作部１２は、環境１０を変化させる
目的で、操作信号８８に基づいて環境に付与される、ガ
ス、光、熱、映像、音、塩類、振動、等の刺激を環境に
付与する、ガス発生装置（ガスボンベからのガス放出を
電磁弁を用いて制御）、フラッシュ光源、調光装置、ヒ
ータ、クーラ、投影機、スピーカ、塩類投与装置（塩類
溶液の流出を電磁弁で制御するもの）等の装置により実
現できる。

【０１２２】第２の生体状態推定部１３は、ＰＣ＃３上
で、環境指標１１１１を考慮して第１の生体状態推定部
３と同様の処理により実現できる。

【０１２３】図３は第４の発明の、予備知識設定部１４
及び第３の生体状態推定部１５を有する生体状態調節装
置の基本構成図である。

【０１２４】図３において点線の枠で囲った部分が図１
の実施例と異なるのでこの部分を説明する。

【０１２５】予備知識設定部１４は、個体又は個体群に
関する一般的予備知識、例えば、「恐がりである」、
「太っている」、「葉が多い」、「子供を多くつくる」
等の知識を設定すると、これを第３の生体状態推定部１
５に合う形での模擬データ、例えば（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，．．，Ｐｉ，．．，Ｐｎ、Ｗｊ）の形の具体化予備
知識１４１４に変更して、これを予め第３の生体状態推
定部１５に学習させることで一般的予備知識を生体の状
態推定に利用することができる。

【０１２６】予備知識設定部１４は、ＧＰ−ＩＢインタ
フェースボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、日本電気
（株））を装着したパーソナルコンピュータ（ＰＣ＃
９：ＰＣ９８０１ＲＡ、日本電気（株））を用いるこ
とにより操作目的設定部７を構成したのと同様の手法に
より実現可能である。第３の生体状態推定部１５は、第
１の生体状態推定部３と同様にして実現できる。

【０１２７】図４は第６の発明の、遮断機構付き環境操
作部１６、遮断機構付き操作信号付与部１７を有する生
体状態調節装置の実施例の基本構成図である。図４にお
いて点線の枠内が図１の実施例と異なるのでこの部分を
説明する。

【０１２８】遮断機構付き環境操作部１６及び、遮断機
構付き操作信号付与部１７はそれぞれ、環境操作部１
２、操作信号付与部９に、付与操作信号９９又は付与環
境操作信号１２１２を計測するためのセンサと、センサ
からの信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ
（ＡＤＸ９８−Ｅ、カノープス社）とＧＰ−ＩＢインタ
フェースボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、日本電気
（株））を装着したパーソナルコンピュータ（遮断機構
付き環境操作部１６はＰＣ＃１０：ＰＣ９８０ＲＡ、
日本電気（株）、遮断機構付き操作信号付与部１７はＰ
Ｃ＃１１：ＰＣ９８０１ＲＡ、日本電気（株））を組み
込むことによって実現できる。

【０１２９】同ＰＣ＃１０、ＰＣ＃１１にソフトウェア
として予め設定した安全監視アルゴリズムにしたがっ
て、ＰＣ＃１０は、付与環境操作信号１２１２、生体指
標２２、生体状態推定結果３３を、ＰＣ＃１１は付与操
作信号９９、生体指標２２、生体状態推定結果３３を監
視し、安全閾を外れた場合には、付与操作信号９９の付
与、付与環境操作信号１２１２の付与をリレー、電磁弁
等の電気的、機械的な手段で中断することで実現でき
る。

【０１３０】図５には第７の発明の生体状態表示部１
８、及び第８の発明の直接操作部１９、第９の発明のデ
ータ形式一般化部９９９９を示した。図５において、点
線で囲った部分が図１の実施例と異なるのでこの部分を
説明する。

【０１３１】生体状態表示部１８は、生体指標２２、環
境指標１１１１、生体状態推定結果３３を数値もしくは
グラフ、もしくは音響等を用いて表示する部分で、ＧＰ
−ＩＢインタフェースボード（ＰＣ−９８０１−２２
ｎ、日本電気（株））、ＤＡコンバータ（ＤＡＸ９８、
カノープス社）、サウンボード（ＰＣ−９８０１−２６
ｋ、日本電気（株））等の拡張機能ボードを装着したパ
ーソナルコンピュータ（ＰＣ＃１２：ＰＣ９８０１Ｒ
Ａ、日本電気（株））にて実現できる。

【０１３２】環境計測部１１０１、生体状態推定部１
３、生体情報計測部２からのデータをＧＰ−ＩＢを介し
て取り込み、これをソフトウェア的に加工してＣＲＴ等
に提示するか、音響、デジタル表示板その他へ出力する
ことで実現できる。

【０１３３】直接操作部１９は、前記操作信号発生部８
を構成するＰＣ＃７のキーボードを用いて割り込みをか
け、ユーザが必要とする直接操作量１９１９（操作量５
５と同じく、個々の刺激の量Ｓｋにて設定する）を入力
し、操作量５５のかわりに操作信号発生部８に出力する
ことで実現できる。

【０１３４】データ形式一般化部９９９９は、生体指標
２２、操作信号８８を次に示すような標準形として記録
するための装置である。

【０１３５】データ形式一般化部９９９９は、ＧＰ−Ｉ
Ｂインタフェースボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、日
本電気（株））を装着したパーソナルコンピュータ（Ｐ
Ｃ＃９９９９：ＰＣ９８０１ＲＡ５、日本電気
（株））にて実現できる。

【０１３６】或る個体の特徴は、刺激−反応関係によっ
て表現でき、刺激−反応関係は一般に、△Ｐｉ＝ｆｉ
（Ｓ１，Ｓ２，．．，Ｓｋ，．．，Ｓｈ）注Ｓｋ：ｋ番目の刺激の量 △Ｐｉ：刺激に対するｉ番目の生体指標の変化量なる関係数で表現できる。

【０１３７】刺激を与えた回数をｎｎとすると初回（ｎ
ｎ＝１）から、△Ｐｎｎ（（△Ｐ１，ｎｎ），（△Ｐ
２，ｎｎ），．．，（△Ｐｉ，ｎｎ），．．，（△Ｐ
ｎ，ｎｎ））とＳｎｎ（（Ｓ１，ｎｎ），（Ｓ２，ｎ
ｎ），．．，（Ｓｋ，ｎｎ），．．，（Ｓｈ，ｎｎ））
のベクトルペアをＰＣ＃９９９９搭載のハードディスク
に記録するソフトウェアをＰＣ＃９９９９に保持するこ
とでデータ形式一般化部９９９９が実現できる。図６に
第１０の発明の操作学習部２０を示した。図６において
点線で囲った部分が図１の実施例と異なるのでこの部分
を説明する。操作学習部２０はＧＰ−ＩＢインタフェー
スボード（ＰＣ−９８０１−２２ｎ、日本電気（株））
を装着したパーソナルコンピュータ（ＰＣ＃１３：Ｐ
Ｃ−Ｈ９８０１ｍｏｄｅｌ１００、日本電気（株））に
よって実現できる。

【０１３８】操作学習部２０の仕組みに関して図７を参
照して説明する。

【０１３９】個体もしくは個体群の間のバラツキを吸収
する操作学習部２０は、第１の生体状態推定部３（又は
第２の生体状態推定部１３、第３の生体状態推定部１
５）の生体状態を推定する推論方式３３３の変更、操作
量算定部５における刺激−反応関係の変更、制御適応部
４の制御適応方式の選定手法の変更によって行うことが
できる。

【０１４０】第１、２又は３の生体状態推定部における
推論方式に変更は、推論方式３３３が、確率決定リスト
もしくは確率推定による推定方式の場合は、△δが或る
程度以上（例えば相対誤差３０％以上）になった場合
に、規則の再構成を探索によって行う方式が、Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓｏｆＣＯＬＴ’９０（プロシーディ
ングスオブコルト９１（計算論的学習論理９０年
世界大会論文集））、平成２年、７４頁に山西健司氏に
より、「Ａｌｅａｒｎｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉｏｎ
ｆｏｒｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｒｕｌｅｓ（アラー
ニングクライテリオンフォーストカスチックルー
ル）」と題して発表されている。

【０１４１】推論方式３３３がニューラルネットを用い
たものの場合、刺激する前の目的状態４４と刺激によっ
て得られた生体状態３３の変化量の差△δを求めて、こ
れをもとにバックプロパーゲーション法によりネツトワ
ークの重み付けを変更してやることにより実現できる。

【０１４２】バツクプロパゲーション法については、
「ＰＤＰモデル−認知化学とニューロン回路網の探索
−」と題して平成元年に、産業図書から出版された本の
３２１頁〜３６６頁にＤａｖｉｄＥ．Ｒｕｍｅｌｈ
ａｒｔ氏ら（デビットイーラメルハート氏ら）によっ
て詳しく説明されている。

【０１４３】推定方式３３３がファジー推論による場合
の推論方式の変更は、水元雅彦氏によって「ファジィ推
論とその応用」と題して、平成元年にサイエンス社から
出版された本の１８７〜２２２頁に詳しい。

【０１４４】操作量算定部５における刺激−反応関係の
変更は、刺激−反応関係が △Ｐｉ＝ｆｉ（Ｓｉ，Ｓ２，．．，
Ｓｋ，．．，Ｓｈ）注 △Ｐｉ：刺激に対するｉ番目の生体指標の変化量Ｓｋ：ｋ番目の刺激の量ｆｉはＳｋの非線形多項式とした場合、目標とした生体
指標２２の変化量のベクトルと実際得られた生体指標２
２の変化量のベクトルの差が最小になるｆｉの式の係数
を、Ｓｋを与えた刺激の量に固定して、非線形計画法を
用いて解くことにより得て、これを新たなｆｉの係数と
することで実現できる。

【０１４５】制御適応部４の制御適応方式の選定手法の
変更は、△δが非常に大きい場合（例えば相対誤差が７
０％以上の場合）に行う。

【０１４６】一つの制御適応方式が例えば「身体的興奮度が高ければ休ませる」｛ｉｆＱ１＞０．５ｔｈｅｎ（ｍａｋｅＱ１
０．３）ｅｌｓｅｎｏｐｉｆＱ１＞０．５ｔｈｅｎ（ｍａｋｅＱ２０．
３）ｅｌｓｅｎｏｐｉｆＱ１＞０．５ｔｈｅｎ（ｍａｋｅＱ３０．
３）ｅｌｓｅｎｏｐ｝注ｍａｋｅＱ１０．３：Ｑ１を０．３にするよう
な処理を実行するｍａｋｅＱ２０．３：Ｑ２を０．３にするような処
理を実行するｍａｋｅＱ３０．３：Ｑ３を０．３にするような処
理を実行するｎｏｐ：なにも変えないのような要素ルールの集合として表現された場合、個々
の制御適応方式に関して多く用意した要素ルールの中か
ら適応な組み合わせを選んで適応制御方式が構成される
場合、刺激前の条件で得られる目的状態４４が、刺激後
の生体状態の変化量にできるだけ近づくような要素ルー
ルの組み合わせを求めることで実現する。このステップ
は全数探索によるしらみつぶし法、もしくはジェネティ
ックアルゴリズムによって実現できる。

【０１４７】ジェネティックアルゴリズムによる最適
化手法は、「Ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ
ｉｎｓｅａｒｃｈｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ＆ｍ
ａｃｈｉｎｅｌｅａｒｎｉｎｇ（ジェネティックア
ルゴリズムインサーチオプティマイゼーションアン
ドマシンラーニング）」と題するＡｄｄｉｓｏｎ
Ｗｅｓｌｅｙ（アジソンウェスレイ）社から平成元年
に出版された本の、１頁〜２５頁にＤａｖｉｄＥ．
Ｇｏｌｄｂｅｒｇ（デビットイーゴールドバーグ）氏
によって発表されている。

【０１４８】第１の生体状態推定部３（又は第２の生体
状態推定部１３、第３の生体状態推定部１５）の生体状
態を推定する推論方式の変更、操作量算定部５における
刺激−反応関係の変更、制御適用部４の制御適応方式の
選定方法の変更は、操作量５５の決定に関する影響の大
きさの順に制御適応方式の選定手法、ついで刺激反応関
係の推定手法、最後の生体状態の推論手法の順序で行
う。

【０１４９】図８に第１２の発明のセンサの適切な組み
合わせを見いだして使用する装置の実施例の基本構成図
をしめす。

【０１５０】まず選択トリガ信号２５０に同期して刺激
発生部２２で生体に刺激２２２２を与え、これに対する
生体の反応をセンサ群２５で計測し、選択前生体データ
２５２５を得る。反応判定部２３は、選択前生体データ
２５２５に基づいて、センサ群２５のうち正常に動作し
ているセンサを選択し反応判定結果２３２３をセンサ選
択部２４に送る。センサ選択部２４は反応判定結果２３
２３に基づいて、正常に動作しているセンサからの出力
を除いて他のセンサからの出力を遮断する。選択トリガ
信号２５０は、外部からＴＴＬレベルのパルスを与える
ことで実現できる。刺激発生部２２は、選択トリガ信号
２５０をトリガとしてパーソナルコンピュータ（ＰＣ＃
１４：ＰＣ９８０１ＲＡ、日本電気（株））からＰＣ
＃１４に装着したパラレルＩＯボード（ＡＺＩ−２７２
８、インタフェース社）を介してリレーを制御し、操作
信号付与部９と同等な装置からなる刺激発生部２２のオ
ンオフを制御することで実現できる。

【０１５１】反応判定部２３は、同ＰＣ＃１４にて実現
できる。センサからの電圧信号を同ＰＣ＃１４に装着し
たＡＤＸ−９８Ｅ（カノープス社）等のＡＤ変換ボード
を介して取り込み、予め設定した時間経過で生体の反応
が検出されなかったセンサの番号をビットに置き換えて
パラレルＩＯボード（ＡＺＩ−２７２８、インタフェー
ス社）を介して出力するようなソフトウェアにより実現
できる。センサ選択部２４は、同パラレルＩＯボードか
らのデータのビットにより各センサに対応するフォトカ
プラのオンオフを制御することにより実現できる。

【０１５２】図９は第１３又は１４の皮膚電気活動計測
装置の実施例の基本構成の一例である。

【０１５３】マウス入力装置に図のようにマウス電極群
２７を配置し、電極間を絶縁状態にしておき、マウス電
極群２７のうち適当な電極間で皮膚電気活動を計測す
る。マウスケーブルは、マウス運動情報２８の他の皮膚
電気活動情報２９、マウス電極選択情報３０を運ぶ。適
当な電極の選択は第１２の発明に準ずる装置で実現す
る。図９の（Ｂ）外観図の手の平電極３１は第１３の発
明に関するもので、手の平の部分の電極をもりあげてお
くことにより、マウス操作時に皮膚電気活動を計測する
のに重要な手の平部分が電極に常に接触していることを
保証する。図９の（Ｃ）の電極表面の加工断面図は、第
１４の発明に関するもので、皮膚の汚れや油分が存在し
ても電極と皮膚表面の接触が保証される。

【０１５４】図１０は第１５の発明の皮膚抵抗測定装置
の実施例の基本構成図である。ジョイスティックの表面
に図のように電極を配置したものである。電極の選択、
電極表面の加工等は第１３又は１４の発明のマウス型皮
膚電気活動計測装置と同様にして実現できる。

【０１５５】図１１は第１６の発明の皮膚電気活動測定
装置の実施例の基本構成図である。アームレストを設け
たキーボード型入力装置のキートップに図のようにキー
型電極３７を配置し、アームレスト部分にアームレスト
型電極３８を配する。皮膚電気活動は、アームレスト型
電極３８とキー型電極３７の間の電気活動として得る。
キーボードケーブル３９は、通常のキーボード情報４０
の他に皮膚電気活動情報４１も送る。

【０１５６】図１２は第１７の発明の立毛筋活動センサ
の実施例の基本構成図である。発光ダイオード４３から
皮膚表面に光を投射し、反射した光を光センサ４４（光
電セル）で計測するとき、立毛筋４８が収縮すると、皮
膚表面に微妙な盛り上がり（鳥肌）が生じるため光セン
サ４４の受光量が変化する。この光量を計測することで
立毛筋の活動状態が計測できる。外光の影響をさけ、発
光ダイオードと光センサを保持するために、弾力のある
遮断物質４４（黒いプラスチクス等でつくる）を図１２
の（Ａ）、（Ｂ）のように成形する。遮光物質４４の辺
縁の接着部４６は皮膚表面に接着するように粘着材を貼
付しておく。センサの大きさ（遮光物質４５が覆う範
囲）は、単一の立毛筋の活動を計測する場合は汗腺の大
きさに合わせて直径３ｍｍ程度とする。同センサは、図
１２の（Ｄ）のように複数を格子状に配置することによ
って広範囲の立毛筋活動をモニターすることもできる。

【０１５７】図１３は第１８の発明の唾液採集装置、第
１９の発明の唾液分泌反応計測装置の実施例の基本構成
図である。図１３の（Ａ）は外観図。センサユニット５
８は、舌５０の側面をかるく挟む。センサユニツト５８
から唾液を採集したり、採集のための空気を出し入れす
る唾液分泌センサ総管５９は、口角部から口外へ導出さ
れる。図１３の（Ｂ）は内部基本構成図。

【０１５８】唾液吸引管５６と送気管５７がペアで唾液
の分泌を検出するとともに、唾液の採取を行う。唾液の
分泌を検出するには、唾液吸引管５６と送気管５７を図
のように唾液腺開口部付近の口腔粘膜５１の表面にセッ
トし、送気管５７の一部にセンサ５２を取り付けてお
く。

【０１５９】送気管５７の内部に少量の空気を吹き込む
ことでセンサ５２への唾液の付着が少ない状態にしてお
き、ある時点で送気をやめるとその時点から後に分泌さ
れた唾液で送気管５７の先端が満たされ、センサ５２に
唾液が多量に付着するので、センサ５２の指示値が変化
する。これをもとに唾液の分泌を検出する。分泌された
唾液は、唾液吸引管５６を介して採取することもでき
る。

【０１６０】唾液分泌反応を調べるには、味覚刺激物質
（アミノ酸、糖、塩等の呈味物質の水溶液）を舌の上に
少量射出してすぐに回収し、その後に見られる唾液の分
泌を検出すればよい。

【０１６１】味覚刺激物質の射出の前から唾液分泌を計
測しておくと、味覚刺激物質に対する唾液分泌反応をみ
ることができる。

【０１６２】味覚刺激物質の射出は、舌５０の上に位置
する味覚刺激物質射出管５５から行い、回収は味覚刺激
物質射出管５５のすぐ横に位置する味覚刺激物質吸引管
５４で吸引排除することで実現できる。

【０１６３】図１４の（Ｄ）は唾液分泌反応計測装置の
作動タイムチャートである。

【０１６４】センサ５２に電気伝導度センサを用いた場
合を示してある。

【０１６５】計測を始める前は、センサ５２には唾液が
比較的多量に付着しているので電気伝導度は高いが、送
気管５７に空気を少量吹き込むことによって、送気管５
７内の清掃を行うと電気伝導度は低下する。電気伝導度
が低下したところで味覚刺激物質を射出すると、それに
遅れて唾液の分泌が起こり電気伝導度は再び上昇する。
唾液分泌反応の強さは、電気伝導度がある閾値を越える
までにかかる時間で知ることができる。

【０１６６】図１５は第２０の発明の筋肉の堅さを計測
する装置の実施例の基本構成図である。図１４の（Ａ）
の平面図に示すように、振動を付加する部分である振動
付加部６６と筋肉を伝わって来た振動の強さを計測する
振動受信部６８を、皮膚表面に少し離してセツトする
と、皮膚の直下の筋肉の堅さに応じて図１５の（Ｃ）に
示すように受信される振動の周波数が増減する。これを
利用して筋肉の堅さを計測する。筋肉が堅いと高い周波
数成分が優勢となり、筋肉が柔らかいと低い周波数成分
が優勢になる。

【０１６７】図１５の（Ｂ）に示すように、振動付加部
６６と振動受信部６８は制振スペーサ６７を介してカバ
ー６５につながっており、カバー６５を保持して、堅さ
を計測したい筋肉の上に乗せて押さえることで計測を行
う。

【０１６８】カバー６５は硬質ゴム、制振スペーサ６７
はゴムのスポンジ、振動付加部６６は振動周期の異なる
複数の電磁石式ブザーを組み合わせて用いるなどして実
現できる。振動受信部６８は、拍動トランスジューサ
（４５２５９、日本電気三栄（株））等の振動センサで
実現できる。

【０１６９】図１６は第２１の発明の動揺感覚を計測す
る装置の実施例の基本構成の一例である。

【０１７０】立位において、主観的な動揺感と前脛骨筋
の筋肉の筋電気活動には直線的相関関係があることが、
第６回ヒューマンインタフェースシンポジウム論文集、
平成２年、３５１〜３５６頁に飯田一浩氏により「視覚
効果の定量化による適応型インタフェース構築の試み」
と題して報告されている。

【０１７１】装着状態図の図１６の（Ａ）に示すような
靴下型電極バンド保定具７３に設置したブラシ型電極７
５の間で前脛骨筋の活動に伴って生じる筋電気活動を計
測すれば、主観的な動揺感覚の強さを推定することがで
きる。

【０１７２】靴下型電極バンド保定具７３は長めの靴下
をカットして作ることができる。筋電気活動計測用電極
バンド７２は、伸縮性のあるゴムバンドの端にマジック
テープを付けて、足に巻き、靴下型電極バンド保定具７
３をその上からかぶせる。筋電気活動計測用電極バンド
７２の内側に図１６の（Ｂ）に示すようなブラシ型電極
７５を分散配置し、これらのブラシ型電極７５間の電位
差を計測する。計測して得られる筋電気活動のパルスを
積分して毎秒あたりのパルス面積を求めこれを主観的動
揺感の目安とする。

【０１７３】図１６の（Ｃ）にブラシ型電極７５の詳細
を示す。ブラシ型電極７５で直接皮膚に触れるのは先を
丸めたステンレス線７８であり、ステンレス線７８はス
テンレス線固定材８１にて、そのもう一つの先端を固定
する。ステンレス線固定材の皮膚表面側にステンレスの
細線からなるスポンジ８０の層を置きステンレス線７８
に接触させるとともにこの層からリード線で筋電気活動
を導出する。ステンレススポンジ８０の層と皮膚表面の
間には木綿等の吸湿材７９を置き発汗しても着用感を損
なわないようにする。

【０１７４】図１７は第２２の発明の動揺感覚を計測す
る装置の実施例の基本構成の他の一例である。

【０１７５】本装置は図１７の（Ａ）の如く、ヘルメッ
トや衣服に組み込んで使用することができる。図１７の
（Ｃ）に動揺センサ８６の拡大図をしめす。動揺センサ
部８６は、自由継ぎ手８８により垂直に垂らされた動揺
センサ中心電極９０と、電導性の無い物質、例えばシリ
コンゴムで作られた動揺センサ支持体８９に埋め込まれ
た動揺センサ周辺電極９１により実現できる。本装置を
装着した状態で体が微妙に傾くと、動揺センサ中心電極
９０に対して動揺センサ支持体８９が傾くため中心複数
ある動揺センサ周辺電極９１のうち動揺センサ中心電極
９０との間の静電容量が変化する。体が傾いた方向では
静電容量が増すことを利用して静電容量を連続的に記録
することで身体の微妙な傾きを計測することができる。

【０１７６】動揺センサ部８６は、図１７の（Ｂ）に示
すように、Ｘ方向ジャイロ８４、Ｙ方向ジャイロ８５に
よって保持する。これにより身体が一定の角度傾いたま
まであっても、動揺センサ部８６は、ほぼ垂直に保たれ
るため、引き続き身体の微妙な傾きを計測し続けること
ができる。前記ジャイロ８４、８５の回転抵抗を比較的
高めに設定することで、動揺センサ部８６が完全に垂直
となることはない。前記ジャイロ８４、８５は外壁８２
に回転軸受け８７を介してつながっており、外壁８２は
半球型に閉じられている。

【０１７７】図１８は、第２３の発明の重心の計測装置
の実施例の基本構成の一例である。重心の計測装置は、
足底に取り付ける靴底圧測定部９４と足位置検出用発信
器９３、足位置検出用発信器９３からの信号を受信する
ベルト型足位置検出器９２から構成される。

【０１７８】重心の位置は靴底圧の測定点の座標を、個
々の測定点にかかる圧力による重みづけをした平均値と
して得ることができる。

【０１７９】靴底圧測定部９４は、ゴム底の靴の底部に
図１９のように圧センサ９９を埋め込むことで実現でき
る。圧センサ９９は市販の圧力トランスジューサ（１６
Ｄ−１０６、日本電気三栄（株））を利用できる。

【０１８０】足位置検出用発信器９３は、一定の音量の
超音波を発生するように構成した電子発信回路に小型ス
ピーカをつなぐことで実現できる。ベルト型足位置検出
器９２は、無指向性マイクロフォン２つを隔壁を介して
つなぎベルトの両側面に取り付けることで実現できる。

【０１８１】足位置検出用発信器９３からの超音波を受
信し、左右のマイクロホンの超音波強度の差と、左右の
マイクロホン間の距離をもとに３角測定の原理で、足位
置検出用発信器９３の位置と靴底圧測定部９４の位置を
推定する（図１８参照）。

【０１８２】靴底圧測定部９４の位置と、測定点の座標
は基準点９８を原点とし、標準線９７及びそれに直交す
る平行軸における座標として決定される。

【０１８３】図２０は第２４の発明の生育状態計測装置
の実施例の基本構成の一例。本装置は、光センサを空間
的に配置し、時折照射される光が生体によってどれだけ
遮られるかをもとに生体の育成状態を推定する。適当に
離した投光部１０７と光センサを同心円状に配した受光
部１０８の間に植物体１０５がくるようにすることで実
現できる。

【０１８４】投光部１０７は、通常の電灯で実現でき
る。受光部１０８は市販の光電セル又は、フォトダイオ
ードを同心円状に配置し光への反応状態を検出すること
で実現できる。

【０１８５】図２１は第２５の発明の地形体感発生装置
の実施例の基本構成の一例。本装置は、図２１の（Ｂ）
に示すように、支持ポスト１１３を剣山状に配置し、支
持ポスト１１３の高さを調整することによって様々な地
形を表現し、ゴルフ等の練習、庭園づくり等に役立てる
ものである。

【０１８６】支持ポスト１１３は、土木建設機械に用い
られる油圧ピストン、又はアンカーボルトのようにネジ
の回転によって高さが変わるような装置によって実現で
きる。支持ポストの頂部はステンレスなどの硬い物質で
できた支持パット１０９で覆い、その上に図２１の
（Ｃ）に示すような、鎖帷子（くさりかたびら）のよう
にすり合わせによって伸縮ができる伸縮支持板１１１を
置き、伸縮支持板１１１と支持パッド１０９をボルト等
の連結器１１５によって緩くつなぎ、その上に合成ゴム
等でできた人工地表面を置くことによって、支持ポスト
１１３の高さの変化によって生じる凹凸の歪を旨く吸収
し、滑らかな地形表現が実現する。

【０１８７】図２２は第２６の発明の運動残効発生装置
の実施例の基本構成の一例。図２１に示すような同心の
相似図形からなる運動指標１１６をスクリーン上に描
き、この図形を繰り返し内側から外側へ向かって、又は
外側から内側へ向かって図形が次第に収縮／拡大するよ
うな運動を生じさせる。この運動を２０秒程度観察させ
たのち、図形の運動を停止すると、観察者は、内側から
外側の運動の場合はスクリーンに引き込まれるような感
覚（前向きの疑似的な加速感覚）を生じ、外側から内側
の運動の場合はスクリーンから何かが飛び出すような感
覚（後ろ向きの加速感覚）を生じることを発明者は確認
した。この図形運動の効果はパーソナルコンピュータ
（ＰＣ９８０１ＶＸ、日本電気（株））でＭＳＤＯＳバ
ージョン３．３０環境下で作動するＮ８８ＢＡＳＩＣ．
ＥＸＥを起動し、この環境において図２７から図３０に
しめす「運動残効発生のためのプログラム」を実行する
ことで体験できる。

【０１８８】図２３は第２７の発明の動揺感覚発生装置
の実施例の基本構成の一例。図２３の（Ａ）に集団に動
揺感覚を発生させる場合の装置を示した。

【０１８９】観察者はスクリーン１１８の前に立位もし
くは座位で並ぶ。観察者の両側には大型のスピーカから
なる聴覚動揺信号付与器１２１を設置し、スクリーン１
１８には投射器運動器１２３から映像が投射される。周
囲を暗くしておき、スクリーン１１８以外のものが見え
ないようにした状況において、スクリーン１１８上の映
像が平行移動、回転等の運動をすると、観察者の空間定
位が崩れることがテレビジョン学会誌、昭和５４年、３
３号、４０７〜４１３頁に、畑田豊彦氏によって、「画
面サイズによる方向感覚誘導効果」と題して報告されて
いる。発明者もスクリーン上の映像に律動的運動をさせ
ることにより動揺感を生じさせることが可能であること
を確認した。投射器運動器１２３は、市販のビデオプロ
ジェクタ（液晶ビデオプロジェクタ、ＰＪ−Ｌ２７０
０、日本電気（株））を６自由度ロボットアーム（ＰＨ
６６０、川崎重工（株））に取り付けて投射しつつ、ロ
ボットアームを運動させることで実現できる。

【０１９０】また、聴覚動揺信号付与器１２１により音
響の定位位置を映像の運動と同期させて運動させること
により、観察者の動揺感を増すことができる。

【０１９１】音像の定位は左右の耳に入る者の位相差に
よって起こるので、左右の聴覚動揺信号付与器１２１の
スピーカからでる音響の位相を操作することによって音
像を映像の運動に同期させることは十分可能である。

【０１９２】視聴覚制御部１１９は、この音像と映像の
運動をうまく同期させながら提示するもので、パーソナ
ルコンピュータ（ＰＣ９８０１ＲＡ、日本電気（株））
に音源ボード（ＰＣ−９８０１−２６ｋ）２枚とパラレ
ルＩＯボード（ＡＺＩ−２７２８−、インタフェース
者）１枚を装着し、ＦＭ音源ボードの各１枚に左右の音
声を対応させ、その音声データをアンプで増幅してや
る。パラレルＩ／Ｏボートからは投射器運動器１２３の
運動を制御するための信号を出す。

【０１９３】図２３の（Ｂ）に個人に動揺感覚を発生さ
せる場合の装置を示した。

【０１９４】個人の場合は、集団の場合のスクリーンの
かわりに頭部装置型ディスプレイ１２５（例えば、Ｅｙ
ｅｐｈｏｎｅ、ＶＰＬ、ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｃ．：
アイフォンブイピーエルリサーチインク）を
用い、聴覚動揺信号付与部１２１は市販のヘッドホンを
もって構成する。視聴覚制御部１１９は、映像の運動も
計算して出力できるグラフィックワークステーション
（ＩＲＩＳ４Ｄ／３８０ＶＧＸ、シリコングラフィク
ス社）と音声の出力を行うパーソナルコンピュータ（Ｐ
Ｃ９８０１ＲＡ、日本電気（株））をＲＳ２３２Ｃケー
ブル等で結び、音像と映像の運動を同期させることによ
って実現できる。

【０１９５】図２４は第２８の発明の危険信号付与装置
の実施例の基本構成の一例。本装置は、慣れを生じるこ
とのない「痛みの感覚」によって、危険への注意を喚起
するためのものである。

【０１９６】本装置の図２４の（Ａ）装着状態の図に示
すように身体につけ、刺激部分を身体表面に密着させて
用いる。刺激部分は、図２４の（Ｃ）に示すように、電
気刺激による痛覚の誘起、もしくは「ツネリ」、「はさ
み」による痛覚の誘起装置が考えられる。電気刺激の場
合、皮膚に密着したステンレスブラシ電極１３２間に１
００Ｖ５００マイクロアンペア程度の交流電流を間欠的
に通電することで痛みを与えることができる。ステンレ
スブラシ電極の実現方法については、第２１の発明の動
揺感覚を計測する装置の実施例を示した図１６に記載さ
れたステンレスブラシ電極７５と同様にして実現でき
る。

【０１９７】「ツネリ」、「はさみ」刺激の場合、図２
４の（Ｃ）の下に示すような小型モータ１３４と歯車機
構１３５、つねりはさみ装置１３３により構成され、小
型モータが左回りに回転すると、つねりはさみ装置が閉
じられ皮膚がつままれることによって痛覚が誘起され
る。

【０１９８】図２５は第２９の発明の椅子型の重心動揺
計測装置の実施例の基本構成の一例。本装置はスツール
型椅子の座面に圧センサ１３６を配置し、その上にさら
にクッションつきの座を設け、圧センサ１３６の座標
を、それにかかる圧力を重みづけして平均することによ
り重心の位置を求めるものである。

【０１９９】２枚のステンレス鋼板に図２５の（Ａ）の
外観図のように圧センサ１３６を挟み、これにかかる圧
力を計測する。このセットをスツール型の椅子の座面に
置き、さらにその上に座るための座椅子等でできた椅子
保持部１３８を置いてその上に人が座る。

【０２００】図２６は第３０の発明の腕時計型皮膚電気
活動計測部の実施例の基本構成の一例。本装置は、図に
示すようなサポータ型の固定ベルト１４３に皮膚電気活
動計測用のステンレスブラシ型電極１４５と、計測した
皮膚電気活動を無線で受信装置１４９に送信する無線電
送装置１４７を組み込んだもので、人体の運動を妨げる
こと無く皮膚電気活動の計測が可能である。

【０２０１】無線電送装置１４７は、ＥＥＧテレメータ
（５１４−２、日本電気三栄（株））における送信機の
シャーシを小型化することで実現できる。受信部１４９
は、同ＥＥＧテレメータの受信部により実現できる。

【０２０２】

【発明の効果】本発明を用いることにより、１．生体の調節の基準となる値として、計測して得られ
る生の数値データよりも一般性の高い生体状態をもちい
ることができ、制御／適応のための計算に用いられる係
数を個体や個体群の性質にあわせて自動的に変更するこ
とで個体差もしくは個体群の性質の差への対処ができ
る。

【０２０３】２．環境を計測し、その計測結果に基づい
て生体の状態の推定を行い、場合によっては生体の回り
の環境を操作することで、より確実な生体状態の調節が
でき、生体に関する予備知識を生体状態の推定に利用で
きる。

【０２０４】３．生体の安全を保障するために、個体
間、個体群間の差の小さい生体状態の推定値を用い、ま
た全体の安全のために環境の状態を監視し、装置の作動
状況を最終的に保障のために、人間が外部から現在の生
体の状態と生体の置かれた環境を監視できる。

【０２０５】４．生体の状態、環境の状態によっては、
外部から人間が直接に装置を制御できることから生体の
安全を計るとともに、且つ自由な調節操作が可能であ
り、個体間もしくは個体群間で値を比較できるための装
置の改良・改善が容易であり、複数用意されたセンサの
中から適当なセンサを選択でき、センサの故障に対処で
きる。

【０２０６】５．自律神経系の反応状態のうち、皮膚抵
抗値、立毛筋運動、唾液分泌、唾液成分、肩凝り度等の
指標を計測利用することができる。

【０２０７】６．動揺感覚を客観的に計測でき、植物の
成長度を客観的指標によって計測でき、また生体に付与
する刺激として、地形、運動残効、動揺感覚の提示、危
険信号としての痛覚刺激を利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の生体状態調節装置の一実施例の基
本構成図である。

【図２】第２及び第３の発明の生体状態調節装置の一実
施例の基本構成図である。

【図３】第４の発明の生体状態調節装置の一実施例の基
本構成図である。

【図４】第６の発明の生体状態調節装置の一実施例の基
本構成図である。

【図５】第７、第８、第９の発明の生体状態調節装置の
一実施例の基本構成図である。

【図６】第１０の発明の生体状態調節装置の一実施例の
基本構成図である。

【図７】第１０の発明の操作学習部の動作説明図であ
る。

【図８】第１１の発明におけるセンサの選択手法の一実
施例の基本構成図である。

【図９】第１３、第１４の発明の皮膚電気活動計測装置
の一実施例の基本構成図である。

【図１０】第１５の発明の皮膚抵抗測定装置の一実施例
の基本構成図である。

【図１１】第１６の発明の皮膚電気活動測定装置の一実
施例の基本構成図である。

【図１２】第１７の発明の立毛筋活動センサの一実施例
の基本構成図である。

【図１３】第１８の発明の唾液採集装置、第２０の発明
の唾液分泌反応計測装置の一実施例の基本構成図であ
る。

【図１４】第１９の発明の唾液分泌反応計測装置の作動
タイムチャート

【図１５】第２０の発明の筋肉の堅さを計測する装置の
一実施例の基本構成図である。

【図１６】第２１の発明の動揺感覚を計測する装置の一
実施例の基本構成図である。

【図１７】第２２の発明の動揺感覚を計測する装置の一
実施例の基本構成図である。

【図１８】第２３の発明の重心の計測装置の一実施例の
基本構成図である。

【図１９】第２３の発明の重心の計測装置の一実施例の
基本構成図である。

【図２０】第２４の発明の生育状態計測装置の一実施例
の基本構成図である。

【図２１】第２５の発明の地形体感発生装置の一実施例
の基本構成図である。

【図２２】第２６の発明の運動残効発生装置の一実施例
の基本構成図である。

【図２３】第２８の発明の動揺感覚発生装置の一実施例
の基本構成図である。

【図２４】第２９の発明の危険信号付与装置の一実施例
の基本構成図である。

【図２５】第３０の発明の椅子型の重心動揺計測装置の
一実施例の基本構成図である。

【図２６】第３１の発明の腕時計型皮膚電気活動計測装
置の一実施例の基本構成図である。

【図２７】運動残効発生のためのプログラム

【図２８】運動残効発生のためのプログラム

【図２９】運動残効発生のためのプログラム

【図３０】運動残効発生のためのプログラム

【符号の説明】

１生体２生体情報計測部３第１の生体状態推定部４制御適応部５操作量算定部６操作指標設定部７操作目的設定部８操作信号発生部９操作信号付与部９９９９データ形式一般化部１１生体情報２２生体指標３３生体状態推定結果３３３推定方式４４目標状態５５操作量６０操作指標６６具体化操作指標７０操作目的７７具体化操作目的８８操作信号９９付与操作信号１０環境１１０１環境計測部１０１０環境情報１１１１環境指標１２環境操作部１２１２付与環境操作信号１３第２の生体状態推定部１４予備知識設定部１５第３の生体状態推定部１４００予備知識１４１４具体化予備知識１６遮断機構付き環境操作部１７遮断機構付き操作信号付与部１８生体状態表示部１９直接操作部１９１９直接操作量２０操作学習部２０２０動作記録２１２１改善動作指標３００１生体状態推定手法３００２生体状態変化量３００３制御適応方式選定手法３００４生体状態目的変化量３００５刺激−反応関係推定手法２２０刺激発生部２３反応判定部２４センサ選定部２５センサ群２２２２刺激２３２３反応判定結果２４２４選択後生体データ２５２５選択前生体データ２５０選択トリガ信号２６マウスケーブル２７マウス電極群２８マウス運動情報２９皮膚電気活動情報３０マウス電極選択情報３１手の平電極３２ジョイスティック電極３３０ジョイスティック３４ジョイスティックケーブル３５ジョイスティック運動情報３６皮膚電気活動情報３７キー型電極３８アームレスト型電極３９キーボードケーブル４０キーボード情報４１皮膚電気活動情報４２キーボードケース４３発光ダイオード４４０光センサ４５遮光物質４６接着部４７皮膚４８立毛筋４９毛５０舌５１唾液腺の開口部付近の口腔粘膜５２センサ（電気伝導度センサｐＨセンサ等）５３電気伝導度信号リード線５４味覚刺激物質吸引管５５０味覚刺激物質射出管５６唾液吸引管５７送気管５８センサユニット５９唾液分泌センサ総管６０口唇６１シリコン樹脂６２唾液線の導管６３洗浄圧搾空気６４空気と唾液６５カバー６６０振動付加部６７制振スペーサ６８振動受信部６９信号ケーブル７０受信振動信号７１足７２筋電気活動計測用電極バンド７３靴下型電極バンド保定具７４筋電気活動リード線７５ブラシ型電極７６足の断面７７０足の皮膚７８先を丸めたステンレス線７９木綿等吸湿材８０ステンレススポンジ８１ステンレス線固定材８２外壁８３ジャイロセンサ部８４Ｘ方向ジャイロ部８５Ｙ方向ジャイロ部８６動揺センサ部８７回転軸受け８８０自由継ぎ手８９動揺センサ支持体９０動揺センサ中心電極９１動揺センサ周辺電極９２ベルト型足位置検出器９３足位置検出用発信器９４靴底圧測定部９５後方足位置検出器９６前方足位置検出器９７基準線９８基準点９９０圧センサ１００足底１０１重心位置ベクトル１０２靴底材１０３緩衝材１０４内側靴底材１０５生体（植物体）１０６受光皿１０７投光部１０８受光部１０９支持パット１１０人工地表面１１１伸縮支持板１１２スリ合わせ部１１３支持ポスト１１４人間１１５連結器１１６運動指標１１７人間１１８スクリーン１１９視聴覚制御部１２０聴覚動揺信号１２１聴覚動揺信号付与器１２２投影器運動信号１２３投影器運動器１２４視覚動揺信号１２５頭部装着型ディスプレイ１２６保定バンド１２７危険信号付与装置１２８シール材１２９信号遮断ボタン１３０刺激用回路１３２ステンレスブラシ型電極１３３つねりはさみ装置１３４小型モータ１３５歯車機構１３６圧センサ１３７基底板１３８椅子保持部１３９椅子基盤１４０加重平均ベクトル１４１推定重心位置１４２手１４３固定ベルト１４４本体１４５ステンレスブラシ型電極１４６マジックテープ等固定具１４７無線電送装置１４８探査電極１４９受信装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】個体群を含む生体の、種々の状態を調節
する装置において、生体から得られる情報を計測して生
体指標を求める生体情報計測部と、前記生体指標に基づ
いて生体の状態を推定し状態推定結果を出力する第１の
生体状態推定部と、前記状態推定結果に応じて生体の状
態を調節又は生体の状態に適応するための目標となる目
標状態を出力する制御適応部と、前記目標状態と前記生
体指標に基づいて生体に与える信号の量である操作量を
算定する操作量産定部と、前記操作量に基づいて生体に
付与すべき操作信号を発生する操作信号発生部と、前記
操作信号を付与操作信号として生体に付与する操作信号
付与部と、前記操作量算定部における計算に必要な係数
を設定する操作指標設定部と、前記制御適応部の動作を
設定する操作目的設定部とを有することを特徴とする生
体状態調節装置。
【請求項２】生体が置かれた環境を計測して環境情報
を得る環境計測部と、前記生体指標と前記環境情報とか
ら生体の状態を推定する第２の生体状態推定部を更に有
することを特徴とする請求項１記載の生体状態調節装
置。
【請求項３】前記環境の状態を変化させるための環境
操作部を更に有することを特徴とする請求項１記載の生
体状態調節装置。
【請求項４】前記第１の生体状態推定部のかわりに、
調節対象である生体に関する予備知識を考慮して生体の
状態を推定できる第３の生体状態推定部と前記予備知識
を設定する予備知識設定部とを更に有することを特徴と
する請求項１記載の生体状態調節装置。
【請求項５】前記第１の生体状態推定部のかわりに、
前記第２の生体状態推定部と、前記第３の生体状態推定
部の両方の機能を持つ第４の生体状態推定部を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の生体状態調節装置。
【請求項６】前記生体指標、前記付与操作信号及び、
前記生体状態推定結果を監視して、生体に危険が及ぶ可
能性があると判断された場合に、前記付与操作信号の付
与を遮断する遮断機構付き操作信号付与部と、前記環境
操作部の動作を遮断する遮断機構付き環境操作部とを更
に有することを特徴とする請求項１記載の生体状態調節
装置。
【請求項７】前記生体指標、前記生体状態推定結果又
は、前記環境情報の少なくとも１つを表示する生体状態
表示部を更に有することを特徴とする請求項１記載の生
体状態推定装置。
【請求項８】前記操作信号発生部を前記操作量によら
ず、外部から直接制御可能な直接操作部を更に有するこ
とを特徴とする請求項１記載の生体状態調節装置。
【請求項９】前記生体指標と前記生体状態の推定結果
を、他の生体と比較可能な一般的なデータ形式にするデ
ータ形式一般化部を更に有することを特徴とする請求項
１記載の生体状態調節装置。
【請求項１０】前記第１の生体状態推定部、前記制御
適応部及び前記操作量算定部の過去及び現在の演算指標
の記録と、前記生体状態推定結果の過去および現在の値
からなる動作記録とに基づいて、前記演算指標を改善す
る操作学習部を更に有することを特徴とする請求項１記
載の生体状態調節装置。
【請求項１１】前記直接操作部、前記環境計測部、前
記環境操作部、前記生体状態表示部、前記データ一般化
部、前記第２の生体状態推定部、前記第３の生体状態推
定部、前記予備知識設定部、前記第４の生体状態推定
部、前記操作学習部、前記遮断機構付き環境操作部又
は、前記遮断機構付き操作信号付与部の少なくとも１つ
を有することを特徴とする請求項１記載の生体状態調節
装置。
【請求項１２】前記生体情報計測部が、複数用意され
たセンサの中から生体情報計測に適切な組み合わせを見
いだし、そのセンサの組み合わせを用いて生体情報を得
ることを特徴とする請求項１記載の生体状態調節装置。
【請求項１３】前記生体情報計測部に、どの電極を使
用するかをホスト側から指定可能なマウス型の皮膚電気
活動計測装置を用いることを特徴とする請求項１記載の
生体状態調節装置。
【請求項１４】前記生体情報計測部に、手の平の触れ
る部分に設置した電極に盛り上がりを付けるか、前記電
極表面に凹凸加工を施した皮膚電気活動計測装置を有す
る前記マウス型の皮膚電気活動計測装置を用いることを
特徴とする請求項１記載の生体状態調節装置。
【請求項１５】前記生体情報計測部に、ジョイスティ
ックの形状をした皮膚電気活動計測装置を用いることを
特徴とする請求項１記載の生体状態調節装置。
【請求項１６】前記生体情報計測部に、キーボードの
形状をした皮膚電気活動計測装置を用いることを特徴と
する請求項１記載の生体状態調節装置。
【請求項１７】前記生体情報計測部に、立毛筋活動の
センサを用いることを特徴とする請求項１記載の生体状
態調節装置。
【請求項１８】前記生体情報計測部に、唾液採集装置
を用いることを特徴とする請求項１記載の生体状態調節
装置。
【請求項１９】前記生体情報計測部に、唾液分泌反応
を計測する装置を用いることを特徴とする請求項１記載
の生体状態調節装置。
【請求項２０】前記生体情報計測部に、筋肉の堅さを
計測する装置を用いることを特徴とする請求項１記載の
生体状態調節装置。
【請求項２１】前記生体情報計測部に、筋電気活動を
利用した動揺感覚の計測装置を用いることを特徴とする
請求項１記載の生体状態調節装置。
【請求項２２】前記生体情報計測部に、振り子を利用
した動揺感覚の計測装置を用いることを特徴とする請求
項１記載の生体状態調節装置。
【請求項２３】前記生体情報計測部に、重心の計測装
置を用いることを特徴とする請求項１記載の生体状態調
節装置。
【請求項２４】前記生体状態計測部に、非接触で生体
の生育状態を計測する装置を用いることを特徴とする請
求項１記載の生体状態調節装置。
【請求項２５】前記操作信号付与部に、地形体感提示
装置を用いることを特徴とする請求項１記載の生体状態
調節装置。
【請求項２６】前記操作信号付与部に、運動残効発生
装置を用いることを特徴とする請求項１記載の生体状態
調節装置。
【請求項２７】前記操作信号付与部に、動揺感覚発生
装置を用いることを特徴とする請求項１記載の生体状態
調節装置。
【請求項２８】前記操作信号付与部に、危険信号付与
装置を用いることを特徴とする請求項１記載の生体状態
調節装置。
【請求項２９】前記生体情報計測部に、椅子型の重心
動揺計測装置を用いることを特徴とする請求項１記載の
生体状態調節装置。
【請求項３０】前記生体情報計測部に、腕時計型の皮
膚電気活動計測装置を用いることを特徴とする請求項１
記載の生体状態調節装置。