JP6783646B2 - 選択支援装置、選択支援システムおよび選択支援方法 - Google Patents

選択支援装置、選択支援システムおよび選択支援方法 Download PDF

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Description

本発明はゴルファのゴルフクラブ選択を支援する技術に関する。
ゴルファのスイング等を解析する技術が提案されている(例えば特許文献1〜7)。このような解析技術は、ゴルファが自分に適合するゴルフクラブを選択することに役立つ場合がある。
特表2014−530047号公報 特表2014−500078号公報 特開2013−165808号公報 特表2011−502602号公報 特表2008−523384号公報 特開平04−117972号公報 特開平01−125628号公報
ゴルファに適合したゴルフクラブを選択する方法の一つとして、ゴルフスイングの特定の特徴を抽出してゴルフスイングを分類する方法がある。例えば、スイング軌道の角度等による分類である。しかし、人間のゴルフスイングは複雑であり、ある特定の特徴が共通するからといって、そのゴルファ全員に同じ特性のゴルフクラブが適合するわけではない。
本発明の目的は、ゴルファに適合するクラブ特性の判別に特徴のある選択支援技術を提供することにある。
本発明によれば、例えば、
ゴルファのゴルフスイング動作の計測結果を取得する取得手段と、
前記計測結果に基づいて、ゴルフクラブの複数種類のクラブ特性の中から、前記ゴルファに適合するクラブ特性を選択する選択手段と、を備え、
前記選択手段は、
複数のテスタについて、各テスタのゴルフスイング動作に適合したクラブ特性を示す教師データの機械学習結果に基づき、前記ゴルファに適合するクラブ特性を選択
前記複数種類のクラブ特性は、複数種類の分類軸により分類され、
前記複数種類の分類軸の少なくとも一つは、複数種類のクラブ特徴量を次元圧縮した値に基づく分類軸である、
ことを特徴とする選択支援装置が提供される。
本発明によれば、ゴルファに適合するクラブ特性の判別に特徴のある選択支援技術を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る選択支援システムの概要図。 人工知能に学習させるための手順を示すフローチャート。 (A)は教師データ等に用いるスイング動作の範囲の説明図、(B)はクラブ特性の分類例を示す模式図。 スイング動作の計測データおよびスイング情報の例を示す図。 打撃試験の結果および適合クラブ情報の例を示す図。 機械学習に使用するデータの例を示す図。 選択支援処理の例を示すフローチャートおよび情報の例を示す図。 システムの別例を示す図。
<システムの構成>
図1は本発明の一実施形態に係る選択支援システム1の概要図である。システム1は、計測装置2と、情報処理装置3と、表示装置4と、入力装置5とを含む。
計測装置2は、ゴルファ100のゴルフスイング動作を計測する装置である。本実施形態では、ゴルフクラブ101の挙動を計測する装置であって、ゴルフクラブ101のシャフト(またはグリップ)に装着される装置であり、加速度センサや角速度センサを含む。計測装置2としては、例えば、ATR-Promotions社のTSND121やセイコーエプソン社のM-tracerを用いることができる。計測装置2の検知結果により、スイング中のゴルフクラブ101の三次元の加速度および三次元の角速度の時系列データを得られる。
情報処理装置3は、本実施形態において、ゴルファ100に適合したゴルフクラブを推奨する選択支援装置として機能するコンピュータである。本実施形態では、推奨対象のゴルフクラブをドライバクラブと想定する。しかし、他の種類のゴルフクラブにも適用可能である。情報処理装置3は、互いに電気的に接続された処理部31と、記憶部32と、I/F部(インタフェース部)33と、を備える。処理部31はCPU等のプロセッサである。記憶部32は一又は複数の記憶デバイスを備える。記憶デバイスは、例えば、RAM、ROM、ハードディスク等である。記憶部32には処理部31が実行するプログラムや、各種のデータが格納される。処理部31が実行するプログラムは、処理部31が読取可能な複数の指示から構成することができる。
本実施形態の場合、処理部31が実行するプログラムとして、ゴルファ100に適合したゴルフクラブの特性を推測する人工知能プログラムが含まれ、記憶部32には、人工知能を機械学習させるためのデータベース32aが含まれる。
I/F部33は外部デバイスと処理部31との間でデータの入出力を行う。I/F部33には、I/Oインタフェース、通信インタフェースを含むことができる。計測装置2は情報処理装置3に有線通信または無線通信により通信可能に接続されており、これらの計測結果は情報処理装置3によって取得される。
情報処理装置3には表示装置4と入力装置5が接続されている。表示装置4は、例えば、液晶表示装置等の電子画像表示装置であり、情報処理装置3の処理結果が表示される。入力装置5はマウスやキーボードであり、情報処理装置3に対するデータの入力や動作の指示を受け付ける。
<クラブ選択支援の概要>
本実施形態では、ゴルファ100のスイング動作を計測装置2で計測し、ゴルファ100に適合するゴルフクラブのクラブ特性を、人工知能として機能する情報処理装置3が特定する。その準備段階として、ゴルフスイング動作の特徴に適合するクラブ特性を人工知能に教師データとして与え学習させる。教師データを与えない場合、膨大な入力データが必要となるが、教師データを与えて人工知能に学習させることで、アルゴリズムの形成に必要なデータ量を削減することができる
<人工知能の学習>
図2は人工知能の学習に関わる手順を示すフローチャートである。S1では、複数のテスタのスイング動作の計測と、これらのテスタによる複数種類のゴルフクラブの打撃試験とを行う。テスタは、機械学習の精度向上の点で、例えば、100人以上であることが好ましい。まず、スイング動作の計測について説明する。
スイング動作の計測は、図1のシステム1を構成する計測装置2と同じ装置または同等の機能を有する装置を用いて行う。特徴量として抽出するスイング動作の計測結果は、アドレスからフィニッシュまでの全体でもよいし、そのうちの一部の範囲であってもよい。本実施形態では、ゴルファの特性が現れやすいトップからインパクトまでの範囲を対象とする。図3(A)はその説明図である。
図3(A)はテスタTがゴルフクラブGCでスイングし、インパクトを迎えている状態を示している。ゴルフクラブGCには計測装置2が装着され、そのスイング動作が計測される。ゴルフクラブGCは、選択支援の対象となる種類のクラブ(本実施形態ではドライバ)であれば、テスタTが普段使用しているクラブでよい。図3(A)において、軌跡BSはバックスイング中のゴルフヘッドの軌跡を示し、軌跡DSはトップ(TOP)からインパクト(IP)までのゴルフヘッドの軌跡を示す。
計測装置2は、アドレスからインパクト後のフォロースルーまでのゴルフクラブGCの挙動を計測するが、スイング特徴データとしては、トップ(TOP)からインパクト(IP)までの計測結果を用いる。図4は計測結果D0と、計測結果D0から生成したスイング情報Dinとを例示している。スイング情報Dinは、ゴルフスイング動作のスイング特徴データを構成することになる。同図の例では「A」というテスタの計測結果等を示している。
計測結果D0は、ゴルフクラブGCの挙動を所定時間単位(ここでは0.001秒)で表した時系列データであり、本実施形態の場合、X、Y、Zの三軸方向の加速度と、これら三軸周りの角速度とを含む。つまり、ゴルフクラブGCの三次元の加速度と角速度のデータである。なお、このときX軸はシャフト鉛直軸方向、Y軸は打球方向(フェース鉛直面と平行)、Z軸はシャフト軸方向でヘッドから手元に向かう方向を正とする右手座標系である。これらのデータから、トップのデータとインパクトのデータとを特定する。例えば、トップにおいては、X軸もしくはY軸周りの角速度が負から正に変わる傾向にあるので、これをトップのデータと特定することができる。インパクトにおいては、Y軸方向の加速度が急激に減少する傾向にあるので、Y軸加速度の極小値をインパクトのデータと特定することができる。同図の例の場合、0.968秒のデータがトップとされ、1.364秒のデータがインパクトとされている。したがって、0.968秒から1.364秒までのデータD1がスイング特徴データとして利用される。
スイングのテンポは人によって異なる。したがって、トップからインパクトまでの時間(データ数)が異なる。機械学習の精度向上の点で、データ数を揃えることが好ましい。本実施形態の場合、規定データ数を1000コマとし、過不足は公知のデータ処理技術により間引きまたは補間する。図4の例の場合、データD1のデータ数は396であるが、これを補間して、1000コマのスイング情報Dinとしている。スイング情報Dinのデータ列は、所定時間単位のデータではないが、ゴルフクラブGCの加速度、角速度の時間変化をあらわているため、時系列データと呼ぶことができる。
なお、本実施形態では、スイング情報Dinをゴルフクラブの加速度と角速度のデータ列として構成したが、情報の規格が統一されておればこれに限られず、物理量の種類や、データの形式(例えば別の例として波形データ)は問われない。スイング中のテスタまたはゴルフクラブの一連の挙動を特定できれば、スイング情報Dinはどのようなものであってもよい。
次に、打撃試験について説明する。打撃試験はクラブ特性が異なる複数種類のゴルフクラブをテスタが試打し、ゴルフクラブやボールの挙動を計測する。図5は打撃試験データD10および適合クラブ情報Doutを示しており、適合クラブ情報Doutは教師データを構成することになる。同図の例では「A」というテスタの打撃試験結果等を示している。
打撃試験データD10は、打撃試験に用いたゴルフクラブの情報と、打撃結果の情報とに大別される。同図の例では、#01〜#14までの14本のクラブ(ドライバ)で打撃試験が行われたことを示している。14本のクラブは、複数種類のクラブ特徴量のうちの、少なくとも一つが異なるクラブである。クラブ特徴量は、そのゴルフクラブを特徴づける設計値である。図5の例の場合、シャフトの硬さを示すシャフトフレックス(R、SR、S、X等)、シャフトの重量、ヘッドの重心距離(ヘッド重心とシャフト軸線間の距離)が例示されている。クラブ特徴量は、この他に、例えば、ヘッドの重量、ヘッドの重心角、ヘッドの重心深度、ヘッドの重心高さ、ヘッドのロフト角、ヘッドのライ角、ヘッドのフェース角、シャフトのトルク、シャフトの剛性、ヘッドの慣性モーメント、クラブ全体の慣性モーメント、クラブ全体の重心位置、シャフト長、グリップの重量等を挙げることができる。
クラブ特性は、クラブ特徴量に基づいたゴルフクラブの分類である。本実施形態の場合、クラブ特性は、1〜4までの4種類があるが、5種類以上あってもよい。3種類以下でもよいが、2種類であると推奨ゴルフクラブの絞り込みに対して余り寄与しない。
本実施形態の場合、クラブ特性は、複数種類のクラブ特徴量に基づき分類される。一種類のクラブ特徴量で分類したクラブ特性も適用可能であるが、推奨ゴルフクラブのゴルファへの適合性が低下する場合がある。クラブ特性を分類するクラブ特徴量の種類が多すぎると分類が複雑化する。そこで、複数種類のクラブ特徴量を主成分分析し、次元圧縮してもよい。図3(B)はその一例を示す模式図である。
図3(B)は、三軸の分類軸U、V、Wを有しており、これら三軸で規定される空間を四分割してクラブ特性1〜4を分類している。三軸の値のうちの少なくとも一つを複数種類のクラブ特徴量を主成分分析し、次元圧縮した値とすることができる。
例えば、U軸の値は、
U=係数1×クラブ重量+係数2×クラブ全体の重心位置+係数3×シャフトフレックス、とし(シャフトフレックスはR、SR等を数値化する)、
V軸の値は、
V=係数4×ヘッドの重心角+係数5×シャフトのトルク、とし、
W軸の値は、クラブ全体の慣性モーメント、
とすることができる。この場合、U軸とV軸とが次元圧縮した値であり、W軸は次元圧縮していない値である。
図5に戻り、打撃結果について説明する。打撃結果は、テスタのスイング動作に適合するゴルフクラブの評価基準である。図5の例では、ヘッドスピード、ゴルフボールの飛距離、インパクト時のフェース角、および、官能評価の四つの基準が例示されている。インパクト時のフェース角とは、インパクト時におけるヘッドのフェース面の向きであり、水平面と平行な面上において、飛球線方向に対し垂直な場合を0度として計測される。ヘッドスピード、飛距離、インパクト時のフェース角は、各種の計測装置で計測できる。例えば、打撃されるゴルフボールに対して飛球線後方に配置された弾道測定器である。このような測定器としては例えば、TRACKMAN社のTRACKMANを用いることができる。
官能評価は、打音、打感、振り易さといったテスタの体感項目を数値化したものであり、図の例では1〜5の五段階の評価としている。1が最も悪く、5が最も良い。官能評価は一種類の体感項目で構成されてもよいし、複数の体感項目で構成されてもよい。また、複数の体感項目を主成分分析により次元圧縮した値としてもよい。例えば、官能評価=係数6×打音値+係数7×打感値+係数8×振り易さ値、としてもよい。
評価基準は、図5の四種類に限られず、例えば、ゴルフボールのサイドスピン量、ゴルフボールのバックスピン量等であってもよい。また、本実施形態では、評価基準を複数種類としたが、一種類であってもよい。
打撃試験データD10から適合クラブ情報Doutを作成する。適合クラブ情報Doutは、評価基準毎に、評価が最も高かったゴルフクラブのクラブ特性を示す情報である。図5の打撃試験データD10では、ヘッドスピードが最も早かったのはクラブ#03である。クラブ#03のクラブ特性は、「2」であるので、テスタAのヘッドスピードに関する適合クラブ特性は「2」となる。飛距離が最も大きかったのはクラブ#09である。クラブ#09のクラブ特性は、「1」であるので、テスタAの飛距離に関する適合クラブ特性は「1」となる。インパクト時のフェース角が最もスクエア(0度)に近かったのはクラブ#12であり、テスタAのインパクト時のフェース角に関する適合クラブ特性は「4」となる。官能評価が最も良かったのはクラブ#02であり、テスタAの官能評価に適合するクラブ特性は「5」となる。各評価基準に対する適合クラブ特性は、一種類であることを基本とするが、同スコアであった場合、複数種類のクラブ特性が対応づけられてもよい。
本実施形態の場合、適合クラブ情報Doutは、評価基準とクラブ特性との関係を示している。これは、打撃試験に用いるゴルフクラブが、テスタ毎に異なってもよいことを意味している。つまり、図5の例では、テスタAが#01〜#14までの14本のクラブ(ドライバ)で打撃試験を行ったが、別のテスタは、同じ14本のクラブを用いる必要はない。クラブ特性が異なる複数種類のゴルフクラブで打撃試験が行われればよい。
図2に戻る。上述したS1の打撃試験により、テスタ毎に、スイング情報Dinと適合クラブ情報Doutの組み合わせが準備される。S2では機械学習に使用するデータを作成する。図6に示すように、データDtは、スイング情報Dinと、教師データである適合クラブ情報Doutの組み合わせである。つまり、図6はテスタAに関するスイング動作のスイング特徴データと教師データの組み合わせを例示しており、これがテスタ分だけ作成される。スイング情報Dinと適合クラブ情報Doutとは、前者が入力で後者が出力の関係にある。これらのデータは情報処理装置3に入力され、記憶部32のデータベース32aに蓄積される。
S3では、情報処理装置3において機械学習を実行する。処理部31はデータベース32aに蓄積されたデータDtを読み出し、機械学習を行ってスイング情報Dinから適合クラブ情報Doutを導出する人工知能のアルゴリズムを生成する。生成したアルゴリズムは記憶部32に記憶される。アルゴリズムが生成された後も、定期的に新たなスイング特徴データと教師データを追加して再び機械学習を行い、アルゴリズムを更新してもよい。
<選択支援処理>
次に、図1に示したシステム1を用いてゴルファがゴルフクラブを選択する際の支援処理について説明する。システム1の情報処理装置3は、上述した手順により、機械学習済みである。図7は選択支援処理の例を示すフローチャートであり、情報処理装置3の処理部31が実行する処理である。
S11では、ゴルファのスイング動作を計測装置2で計測させる。ここではゴルファ100にゴルフクラブ101によってゴルフボールを実際に打撃させ、計測装置2によりゴルフクラブ101の挙動を計測する。ゴルフクラブ101はゴルファが普段用いているクラブでもよい。
S12では計測装置2から計測結果を取得する。情報処理装置3は、計測装置2から図4の計測結果D0と同様のデータを取得する。S13ではS12で取得した計測結果からスイング情報D11を作成する。スイング情報D11は図4のスイング情報Dinと同様に作成される。
S14ではS13で作成したスイング情報D11から人工知能が、評価基準毎に、ゴルファに適合するクラブ特性を選択して、そのクラブ特性情報D12を生成する。図7の例の場合、ヘッドスピードおよび飛距離には特性3が選択され、インパクト時のフェース角には特性2が選択され、官能評価には特性4が選択されている。
S15ではゴルフクラブの製品情報D13を取得する。製品情報D13は記憶部32に格納されている。製品情報D13は、ゴルフクラブの種類、クラブ特性および仕様の各情報を含む。同図の例では、A〜Iの9種類のゴルフクラブについて、そのクラブ特性と、仕様とが記録されている。仕様はクラブ特徴量に相当する。ヘッドスピードや飛距離で見ると、ゴルファにはゴルフクラブE、Gが適合することになる。また、インパクト時のフェース角で見ると、ゴルファにはゴルフクラブC、Dが適合することになる。官能評価で見ると、ゴルファにはゴルフクラブB、Hが適合することになる。
S16では表示装置4に推奨ゴルフクラブ等の情報を表示する。ここでは、四つの評価基準について、それぞれゴルファに適合するゴルフクラブの情報を表示してもよいし、ゴルファが希望した一または複数の評価基準について、それぞれゴルファに適合するゴルフクラブの情報を表示してもよい。また、ゴルフクラブ情報以外に、ゴルファのスイング計測結果を表示してもよい。
以上により選択支援処理が終了する。ゴルファは、その後、S16で表示された推奨ゴルフクラブを試打することにより、自身に適合するか否かを実際に体感することができる。本実施形態では、人工知能を用いたことで、一連のスイング動作のより広範な範囲を分析し、適合するクラブ特性を判別することができる。このため、より多面的な判断が可能となり、ゴルファに適合するクラブ特性をより精度よく判別することができる。
<他の実施形態>
図1のシステムでは、計測装置2と情報処理装置3とが、比較的近距離に配置され、店舗等に据え置き可能なシステムを例示したが、他の構成例も採用可能である。また、計測装置も図1以外の装置を採用可能である。
図8は、選択支援システム1の他の構成例を例示している。同図の構成例は、情報処理装置3がサーバとして、ネットワーク110を介して通信機器(携帯端末112やパソコン115等)と通信可能であり、ゴルフクラブに関する情報を配信する。ネットワーク110は例えばインターネットである。
計測側の構成例EX1は、携帯端末112と計測装置2とを含むシステムである。携帯端末112は例えばスマートフォンであり、計測装置2との近距離無線通信機能と、ネットワーク110および基地局(図示しない)を介した無線通信機能とを備える。計測装置2の計測結果は、携帯端末112へ送信される。携帯端末112は受信した計測結果をそのまま、或いは、情報処理装置3側で処理可能な所定の形式のデータとして、情報処理装置3へ送信する。情報処理装置3は、推奨ゴルフクラブを特定して、携帯端末112へその情報を送信する。携帯端末112では、受信した情報を表示する。つまり、図7のS11を計測装置2で行い、S12を携帯端末112及び情報処理装置3で実行し、S13及びS14を情報処理装置3で実行し、S15を携帯端末112及び情報処理装置3で実行し、S16を携帯端末112で実行する。実行方法はこれに限らず、例えば、S14を情報処理装置3で実行し、S14で生成した情報を携帯端末112へ送信し、携帯端末112により、推奨ゴルフクラブを特定してもよい。
計測側の構成例EX2は、パソコン115と複数の計測装置2Aとを含むシステムである。計測装置2Aはビデオカメラなどの撮影装置である。パソコン115は、撮影装置2Aが撮影した画像の処理機能と、ネットワーク110を介した無線通信機能とを備える。ゴルファは試打室等で試打を行う。試打室等において複数の撮影装置2Aによりゴルファを多方向から撮影し、ゴルフクラブ101の3次元的な挙動が撮影される。撮影画像はパソコン115に取り込まれて解析され、情報処理装置3側で処理可能な所定の形式のデータとして、情報処理装置3へ送信する。情報処理装置3は、推奨ゴルフクラブを特定して、パソコン115へその情報を送信する。パソコン115では、受信した情報を表示する。つまり、図7のS11を計測装置2Aで行い、S12をパソコン115及び情報処理装置3で実行し、S13及びS14を情報処理装置3で実行し、S15をパソコン115及び情報処理装置3で実行し、S16をパソコン115で実行する。実行方法はこれに限らず、例えば、S14を情報処理装置3で実行し、S14で生成した情報をパソコン115へ送信し、パソコン115により、推奨ゴルフクラブを特定してもよい。
1 選択支援システム、2 計測装置、3 情報処理装置

Claims (10)

  1. ゴルファのゴルフスイング動作の計測結果を取得する取得手段と、
    前記計測結果に基づいて、ゴルフクラブの複数種類のクラブ特性の中から、前記ゴルファに適合するクラブ特性を選択する選択手段と、を備え、
    前記選択手段は、
    複数のテスタについて、各テスタのゴルフスイング動作に適合したクラブ特性を示す教師データの機械学習結果に基づき、前記ゴルファに適合するクラブ特性を選択
    前記複数種類のクラブ特性は、複数種類の分類軸により分類され、
    前記複数種類の分類軸の少なくとも一つは、複数種類のクラブ特徴量を次元圧縮した値に基づく分類軸である、
    ことを特徴とする選択支援装置。
  2. 請求項1に記載の選択支援装置であって、
    クラブ特性の種類は、4種類以上である
    ことを特徴とする選択支援装置。
  3. 請求項1に記載の選択支援装置であって、
    前記計測結果は、スイング中のゴルフクラブの加速度および角速度の時系列データを含む、
    ことを特徴とする選択支援装置。
  4. 請求項1に記載の選択支援装置であって、
    前記選択手段は、トップからインパクトまでの前記計測結果に基づき、前記ゴルファに適合するクラブ特性を選択する、
    ことを特徴とする選択支援装置。
  5. 請求項1に記載の選択支援装置であって、
    前記選択手段は、複数種類の評価基準毎に前記クラブ特性を選択し、
    前記教師データは、前記複数種類の評価基準毎に、前記複数のテスタについて、各テスタのゴルフスイング動作に適合したクラブ特性を示すデータである、
    ことを特徴とする選択支援装置。
  6. 請求項に記載の選択支援装置であって、
    前記複数種類の評価基準は、ヘッドスピード、ゴルフボールの飛距離、インパクト時のフェース角、官能評価の少なくともいずれか一つを含む、
    ことを特徴とする選択支援装置。
  7. 請求項5に記載の選択支援装置であって、
    前記選択手段は、官能評価を評価基準として前記クラブ特性を選択し、
    前記教師データは、前記官能評価を評価基準として、前記複数のテスタについて、各テスタのスイング動作に適合したクラブ特性を示すデータであり、
    前記官能評価は、複数の体感項目を数値化し、かつ、次元圧縮した値により規定される、
    ことを特徴とする選択支援装置。
  8. ゴルファのゴルフスイング動作を計測する計測装置と、
    前記計測装置の計測結果に基づいて、ゴルフクラブの複数種類のクラブ特性の中から、前記ゴルファに適合するクラブ特性を選択する情報処理装置と、を備え、
    前記情報処理装置は、
    複数のテスタについて、各テスタのゴルフスイング動作に適合したクラブ特性を示す教師データの機械学習結果に基づき、前記ゴルファに適合するクラブ特性を選択
    前記複数種類のクラブ特性は、複数種類の分類軸により分類され、
    前記複数種類の分類軸の少なくとも一つは、複数種類のクラブ特徴量を次元圧縮した値に基づく分類軸である、
    ことを特徴とする選択支援システム。
  9. ゴルファのゴルフスイング動作を計測する計測工程と、
    前記計測工程の計測結果に基づいて、ゴルフクラブの複数種類のクラブ特性の中から、前記ゴルファに適合するクラブ特性を選択する選択工程と、を含み、
    前記選択工程では、
    複数のテスタについて、各テスタのゴルフスイング動作に適合したクラブ特性を示す教師データの機械学習結果に基づき、前記ゴルファに適合するクラブ特性を選択
    前記複数種類のクラブ特性は、複数種類の分類軸により分類され、
    前記複数種類の分類軸の少なくとも一つは、複数種類のクラブ特徴量を次元圧縮した値に基づく分類軸である、
    ことを特徴とする選択支援方法。
  10. 請求項に記載の選択支援方法であって、
    前記教師データは、前記複数のテスタが、複数種類のゴルフクラブを試打した結果に基づき生成される、
    ことを特徴とする選択支援方法。
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