JP6952762B2 - 調節デバイス及び記憶媒体 - Google Patents
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-
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-
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Description
本願は、2016年4月1日に出願された「Emotion Prosthetics」という発明の名称の米国仮特許出願第62/316,695号の米国特許法第119条(e)項に基づく優先権を主張する。この米国仮特許出願の内容は、引用することによって本明細書の一部をなす。
本発明は、米国国立衛生研究所によって授与された助成金第MH082998号及び第MH096334号と、全米科学財団によって授与された助成金第IIP−1449702号とに基づく政府支援を受けてなされたものである。米国政府は本発明において幾つかの特定の権利を有する。
図1に全体的に示す調節デバイス4は、SDカード入力を有するDC10V〜22V、AC10V〜16V、25W、4オームのオーディオスピーカーHIFIデジタル増幅器ボード12の充電器を有する12V DCの再充電可能な6000mAhのLiイオン電池パック8と、例えば、増幅器ボード12からワイヤを介して内部から伸ばすことができる8オームのバスシェーカーである触覚トランスデューサー16と、トランスデューサー16からのワイヤ用の射角を付けた開口を有する3Dプリントケーシング20と、0Hz、0.1Hz、1Hz、及び4Hzによって変調された20Hz、33Hz、40Hz、89Hz、100Hz、200Hzを含む事前にロードされた刺激波形を収容するSDカード24と、事前にロードされた波形を手動でスクロールするとともに他の入力を調節デバイス4に提供するボタン28と、Bluetooth受信機32と、調節デバイス4がON状態にあるか否かを示すLED36と、調節デバイス4をON状態にするスイッチ40と、波形強度を手動で変調するダイヤル44と、プロセッサ48と複数の振動信号を生成する複数のルーチン56の形態のソフトウェアを記憶した記憶装置52とを有するプロセッサ装置46とを備える。本明細書で用いられるような表現「複数の」及びその変形語は、1の量を含む非ゼロの量を指すものとする。Bluetooth受信機32は、振動信号をそれ自身のBluetooth送信機を介してBluetooth受信機32に通信するスマートフォン又は他のコンピューター化デバイス等の振動信号を生成するデバイスが、ケーシング20から遠隔にあるときに最も有利である。ルーチン56は、コンピューター化デバイス上で実行されると、本明細書において言及されるような動作を当該コンピューター化デバイスに実行させる非一時的記憶媒体の形態とすることができる。
生理的検出スイートは、カスタム及び市販のソフトウェア及びハードウェアを用いて生理的パラメーターを取得することと、それらの生理的パラメーターをリアルタイムで解析して、ストレス、疲労、又は他の(例えば、ユーザー指定の)感情状態若しくは覚醒状態の個人に合わせたシグネチャの開始を検出することとを含む。
ここで、係数は、初期値として、β0=0、β1=0.5、β2=0.5、β3=1であり、GSR、HR、及びHF−HRVは、30秒の初期安静較正期間(initial resting calibration period)の間のそれらの平均及び変動に基づいて正規化される。検出された他の現在の身体パラメーターは、音声ストレスを表す複数のオーディオパラメーター、及び他のそのようなパラメーターを含むことができる。
図5は、音声ストレスの検出用の実装ソフトウェアの一例を示している。
刺激較正アルゴリズムは、或る範囲の刺激パラメーターの形態で複数のカスタマイゼーション刺激を個人に提示することと、それらの個人がこれらのタイプの刺激に関連した感情性及び覚醒を等級付けすることを可能にすることとを伴うカスタマイゼーション動作を行う。各カスタマイゼーション刺激に応じて、ユーザーは、グリッド上の単一の選択項目を用いて複数の反応をソフトウェアに入力する。これらの複数の反応は、ユーザーが、覚醒スケール上において、非常に鎮静した状態と非常に覚醒した状態との間でカスタマイゼーション刺激をどのように知覚したのかを表し、ユーザーが、誘意性スケール上において、非常に否定的と非常に肯定的との間でカスタマイゼーション刺激をどの程度許容したのかを更に表している。刺激を個人の好みに最良に調整するために、ソフトウェアは、これらの等級に基づいて刺激パターンを選択する。最大限に肯定的及び最大限に鎮静状態(中立からの各軸上の距離を二乗したものの平方根)として格付けされたパターンが、個人がストレス状態を経験していることを検出した場合に、その個人の鎮静刺激パターンとして用いられる。最大限に覚醒状態であるパターンは、その誘意性にかかわらず、個人が疲労状態を経験していることを検出した場合に、その個人の覚醒刺激パターンとして用いられる。
指定された目標感情状態(例えば、「ストレス状態」又は「肯定的感情の鎮静状態(positive affect calm)」に関連したベースライン身体パラメーターの形態の生理的パラメーターは、目標(複数の現在の身体パラメーターが、目標感情状態の身体パラメーターの所定の距離よりも大きいと判断されたときに、状態までの距離を減少させる刺激をトリガーする)として、又はアラーム(複数の現在の身体パラメーターが目標感情状態の身体パラメーターの所定の距離内にあると判断されたときに、状態からの距離を増加させる刺激をトリガーする)として、後に再呼び出しするために記憶することができる。
振動パターンが0.01Hz〜10Hzの周波数によって変調された20Hz〜300Hzの範囲にある周波数である、生理的反応性振動パターンを生成するソース(例えば、スマートフォン)。
Claims (17)
- 治療刺激をユーザーに供給するように構造化された調節デバイスであって、該調節デバイスは、
プロセッサと、
振動デバイスと、
記憶装置媒体と、
を備え、
前記記憶装置媒体は、1つ以上のルーチンを記憶しており、該1つ以上のルーチンは、前記プロセッサにおいて実行されると、
該調節デバイスにおいて入力を検出することと、
前記入力に応答して、該調節デバイスを用いて、前記ユーザーの身体に印加される振動出力の形態の治療刺激を生成することと、
を含む動作を前記調節デバイスに実行させ、
前記治療刺激は、第1の周波数における主要振動と、該第1の周波数と異なる第2の周波数における変調振動とを少なくとも含む振動の組み合わせにより形成されるビート出力を含み、
前記第1の周波数が20Hz〜300Hzの範囲にあり、前記第2の周波数が0.01Hz〜20Hzの範囲にある、
調節デバイス。 - 命令を記憶している非一時的機械可読記憶媒体であって、前記命令は、調節デバイスのプロセッサにおいて実行されると、
前記調節デバイスにおいて入力を検出することと、
前記入力に応答して、前記調節デバイスを用いて、ユーザーの身体に印加される振動出力の形態の治療刺激を生成することと、
を含む動作を前記調節デバイスに実行させ、
前記治療刺激は、第1の周波数における主要振動と、該第1の周波数と異なる第2の周波数における変調振動とを少なくとも含む振動の組み合わせにより形成されるビート出力を含み、
前記第1の周波数が20Hz〜300Hzの範囲にあり、前記第2の周波数が0.01Hz〜20Hzの範囲にある、
非一時的機械可読記憶媒体。 - 電極を更に備え、
前記治療刺激は、パルス幅変調波形の形態の電気出力を更に含む、請求項1に記載の調節デバイス。 - 前記調節デバイスに前記入力を検出する前記ルーチンは、前記ユーザーの生理的パラメーターを検出するルーチン含む、請求項1に記載の調節デバイス。
- 前記記憶装置媒体は、
前記ユーザーの1つ以上の現在の身体パラメーターを検出することと、
前記1つ以上の現在の身体パラメーターを解析して、前記ユーザーの生理状態を判断することと、
をさせるルーチンを更に記憶する、請求項1に記載の調節デバイス。 - 前記ユーザーの前記1つ以上の現在の身体パラメーターを検出する前記ルーチンは、前記ユーザーの心拍を表す心拍信号を検出するルーチンを含み、
前記記憶装置媒体は、少なくとも部分的に前記心拍信号から、前記ユーザーの交感神経系活動状態又は副交感神経系活動状態を表す前記ユーザーの値を導出するさらなるルーチンも記憶し、
前記ユーザーの前記生理状態を判断する前記ルーチンは、或る期間にわたって前記心拍信号から導出された前記値を用いて、前記ユーザーのストレスレベルを求めるルーチンを含む、請求項5に記載の調節デバイス。 - 前記ユーザーの前記1つ以上の現在の身体パラメーターを検出する前記ルーチンは、前記ユーザーの皮膚における電気皮膚反応を表す電気皮膚反応(GSR)信号を検出するルーチンを含み、
前記ユーザーの前記生理状態を判断する前記ルーチンは、或る期間にわたって前記GSR信号の変化が検出された時を特定するルーチンを含む、請求項5に記載の調節デバイス。 - 前記ユーザーの前記1つ以上の現在の身体パラメーターを検出する前記ルーチンは、前記ユーザーの音声トーンを表す1つ以上のオーディオパラメーターを検出するルーチンを含み、
前記ユーザーの前記生理状態を判断する前記ルーチンは、音声パラメーターの変化が、前記GSR信号の変化及び心拍信号から導出された値とともに検出された時を特定するルーチンを含む、請求項7に記載の調節デバイス。 - 前記ユーザーの前記1つ以上の前記現在の身体パラメーターを検出する前記ルーチンは、前記ユーザーの音声出力を表す音声信号を検出するルーチンを含み、
前記記憶装置媒体は、少なくとも部分的に前記音声信号から、前記ユーザーの交感神経系活動状態又は副交感神経系活動状態を表す前記ユーザーの値を導出するさらなるルーチンも記憶し、
前記ユーザーの前記生理状態を判断する前記ルーチンは、前記音声信号から導出された前記値に少なくとも部分的に基づいて行われる、請求項5に記載の調節デバイス。 - 前記記憶装置媒体は、
安静状態、ストレス状態、及び疲労状態のうちの少なくとも2つを含む複数の生理状態を通して前記ユーザーをガイドすることと、
前記調節デバイスを用いて、前記複数の生理状態の各状態における前記ユーザーの較正身体パラメーターを検出することと、
前記較正身体パラメーターのうちの少なくとも幾つかの少なくとも一部に基づいて前記ユーザーの個別に較正されたプロファイルを導出することと、によって、較正動作を実行するさらなるルーチンも記憶する、請求項1に記載の調節デバイス。 - 前記個別に較正されたプロファイルを導出する前記ルーチンは、前記較正身体パラメーターのうちの少なくとも幾つかを機械学習アルゴリズムにかけて、前記個別に較正されたプロファイルの一部である係数を導出するルーチンを含む、請求項10に記載の調節デバイス。
- 前記記憶装置媒体は、
前記入力を検出するときに、
前記ユーザーの1つ以上の現在の身体パラメーターを検出することと、
前記1つ以上の現在の身体パラメーター及び前記個別に較正されたプロファイルの少なくとも一部に基づいて、前記ユーザーの現在の生理状態を判断することと、
前記現在の生理状態がストレス状態又は疲労状態を含むとき、前記判断に応答して、前記治療刺激をトリガーすることと、を行うさらなるルーチンも記憶する、請求項10に記載の調節デバイス。 - 前記記憶装置媒体は、
前記治療刺激を生成する前に、
複数のカスタマイゼーション刺激であって、それぞれが、前記ユーザーの身体に印加される振動出力の形態であり、ともにビート出力を形成する、約20Hz〜300Hzの範囲内の第1の周波数における主要振動と、該第1の周波数と異なる、約0.01Hz〜10Hzの離れた範囲内の第2の周波数における変調振動とを少なくとも含む振動の組み合わせを含む複数のカスタマイゼーション刺激を出力することと、
前記複数のカスタマイゼーション刺激の各カスタマイゼーション刺激について、前記ユーザーが、覚醒スケール上において、非常に鎮静した状態と非常に覚醒した状態との間で該カスタマイゼーション刺激をどのように知覚したのかを表す入力を前記ユーザーから受信し、前記ユーザーが、誘意性スケール上において、非常に否定的と非常に肯定的との間で前記カスタマイゼーション刺激をどの程度許容したのかを表す別の入力を前記ユーザーから受信することと、
前記複数のカスタマイゼーション刺激の中から特定のカスタマイゼーション刺激を、前記覚醒スケール上において非常に鎮静した状態と、前記誘意性スケール上において非常に肯定的であることとに最も近い最も優れた組み合わせを有するものとして特定することと、
前記治療刺激を生成するとき、前記特定のカスタマイゼーション刺激を前記治療刺激として生成することと、を行うさらなるルーチンも記憶する、請求項1に記載の調節デバイス。 - 前記入力を検出する前記ルーチンは、前記ユーザーの現在の身体パラメーターを検出するルーチンを含み、
前記記憶装置媒体は、前記現在の身体パラメーターの少なくとも一部に基づいて、前記ユーザーのストレスの状態を判断するさらなるルーチンも記憶する、請求項1に記載の調節デバイス。 - 前記記憶装置媒体は、
複数のカスタマイゼーション刺激の中からの特定のカスタマイゼーション刺激を、覚醒スケール上において非常に覚醒した状態に最も近いものであるとして特定することと、
前記治療刺激を生成するとき、前記特定のカスタマイゼーション刺激を前記治療刺激として生成することと、を行うさらなるルーチンも記憶する、請求項14に記載の調節デバイス。 - 前記入力を検出する前記ルーチンは、前記ユーザーの現在の身体パラメーターを検出するルーチンを含み、
前記記憶装置媒体は、前記現在の身体パラメーターの少なくとも一部に基づいて、前記ユーザーが疲労状態にあることを判断するさらなるルーチンも記憶する、請求項1に記載の調節デバイス。 - 前記記憶装置媒体は、
前記入力が前記ユーザーの現在の身体パラメーターを含むとき、
前記入力を検出する前に、前記ユーザーのベースライン身体パラメーターを検出することと、
前記ベースライン身体パラメーターを目標感情状態として記録することと、
前記現在の身体パラメーターが前記目標感情状態からの所定の距離を越えているとの判断を行うことと、
前記判断に基づいて、前記治療刺激をトリガーすることと、
を行うさらなるルーチンも記憶する、請求項1に記載の調節デバイス。
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