JP7175500B2 - 汎用乗り物酔い対策システム - Google Patents

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Description

本出願は、2017年4月4日に出願された米国実用特許出願第15/478,275号の優先権を主張し、また、2016年4月6日に出願された米国仮出願第62/318,903号及び2016年8月8日に出願された米国仮出願第62/371,979号の利益を主張する。上記の出願の開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、乗り物酔い(motion sickness)に関し、より詳細には、移動している乗り物(vehicle)における乗り物酔いのための汎用対策システムに関する。
このセクションは、必ずしも従来技術であるとは限らない、本開示に関係する背景情報を与える。このセクションはまた、本開示の一般的な概要を与え、本開示の完全な範囲又は本開示の特徴のすべての包括的な開示ではない。
乗り物酔いは、ほとんどの場合、視覚系からの入力と前庭系からの入力との間の知覚矛盾から生じる。従来の乗り物では、道路を見て、乗り物を制御することによって、運転者はそのような矛盾を経験しないので、運転者自身は、概して乗り物酔いしにくい。一方、読書及び他のアクティビティを行おうと試みる同乗者のかなりの割合が乗り物酔いを経験する。例えば、移動している乗り物中で本を読むとき、大人の約50%が、少なくとも時々乗り物酔いする。乗り物酔いは、自律及び自動運転の乗り物に関して、今や乗っているすべての人が同乗者になるので、一層大きい問題になることに留意することが重要である。
乗り物内でのビデオ閲覧のためのディスプレイの縁上に移動している光を有することは、乗り物酔いの程度を実質的に低減することが知られている。しかしながら、この対策はディスプレイ固有であり、すなわち、それはビデオ・モニタに連結されており、人がモニタから目を離すと、それは有効でなくなる。さらに、(本を読むことなどの)ビデオ・スクリーンなしのタスクを行うとき、その対策は適用可能でない。
本教示の原理によれば、乗り物酔いに対する汎用ソリューションが、人の視野中にそれが常にとどまるように提供される。その汎用ソリューションは、視覚周辺において、光又は同様の視覚刺激を提示することを伴い、光又は同様の視覚刺激は、その刺激の見掛け移動が、人が乗り物の外を見るとすればその人が受け取ることになる視覚入力を(速度、加速度、横移動、縦移動、ヨー・レート、ロール・レート、ピッチ・レート、又は運動に関係する他のパラメータに関して)模倣するようなやり方でタイミングをとられる。特定の乗り物運動に加えて、人工水平線など、乗り物外の基準点のシミュレーションも、刺激のこのアレイを用いて提示され得る。
本教示の原理は、広範囲の適用可能性を有し、移動している乗り物の任意の乗員室、又は自然な手掛かりの視覚認知が制限され得る任意のデバイスに適用され得ることを理解されたい。これらの原理は、限定はしないが、眼鏡、ゴーグル、又は他のヘッドギアのリム、及び/或いはピラー、ヘッドライナー、ルーフ、側壁、ドア、座席、フロア、ダッシュボード、コンソール、ウィンドウ、又はウィンドウとして旧来使用されるエリア中など、移動している乗り物の乗員室内など、いくつかのデバイス又は内装のうちのいずれか1つに組み込まれ得る。
適用可能性のさらなるエリアは、本明細書で与えられる説明から明らかになろう。本発明の概要における説明及び特定の実例は、例示のためのものにすぎず、本開示の範囲を限定するものではない。
本明細書で説明される図面は、すべての可能な実装形態ではなく、選択された実施例の説明のためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。
光パイプを使用して提示される連続的にアクティブ化される光アレイを採用する、本教示のいくつかの実施例による汎用乗り物酔い対策システムの概略図である。 (特定の搭載方法或いはデバイス又はシステムを装着する特定の方法にかかわらず)ユーザに対して近位に位置する図1の汎用乗り物酔い対策システムの概略図である。 連続的にアクティブ化される光アレイを採用する、本教示のいくつかの実施例による汎用乗り物酔い対策システムの概略図である。 眼鏡、ゴーグル、又はヘッドギアなど、装着可能なフレームに組み込まれた、本教示のいくつかの実施例による汎用乗り物酔い対策システムの概略図である。 汎用乗り物酔い対策システムの視覚刺激のアレイと、運動を視覚的にシミュレートするためにそのような刺激を提示するための一般的な方法とを示す図である。 いくつかの実施例による、乗り物の乗員室に組み込まれた本教示の汎用乗り物酔い対策システムを示す図である。 いくつかの実施例による、乗り物の乗員室に組み込まれた本教示の汎用乗り物酔い対策システムを示す図である。 いくつかの実施例による、乗り物の乗員室に組み込まれた本教示の汎用乗り物酔い対策システムを示す図である。 いくつかの実施例による、乗り物の乗員室に組み込まれた本教示の汎用乗り物酔い対策システムを示す図である。
図面のいくつかの図の全体にわたって、対応する参照番号は対応する部分を示す。
次に、添付の図面を参照しながら、例示的な実施例がより十分に説明される。
例示的な実施例は、本開示が周到になり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるように与えられる。本開示の実施例の完全な理解を与えるために、特定の構成要素、デバイス、及び方法の実例など、多数の具体的な詳細が記載される。具体的な詳細は採用される必要はないこと、例示的な実施例は多くの異なる形態で実施され得ること、及びいずれも本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきでないことが、当業者には明らかであろう。いくつかの例示的な実施例では、よく知られているプロセス、よく知られているデバイス構造、及びよく知られている技術は詳細に説明されない。
本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施例について説明するためのものにすぎず、限定するものではない。本明細書で使用される単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈が別段に明確に示すのでなければ、複数形をも含むことを意図され得る。「備える(comprises)」、「備える(comprising)」、「含む(including)」、及び「有する(having)」という用語は包含的であり、したがって、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び/又は構成要素の存在を明示するが、1つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び/又はそれらのグループの存在又は追加を排除しない。本明細書で説明される方法ステップ、プロセス、及び動作は、実行の順序として特に識別されていない限り、説明又は図示される特定の順序でのそれらの実行を必ず必要とすると解釈されるべきではない。また、追加又は代替のステップが採用され得ることを理解されたい。
ある要素又はレイヤが他の要素又はレイヤ「の上にある」、「に係合される」、「に接続される」、又は「に結合される」と言及されるとき、その要素又はレイヤは、他の要素又はレイヤの直接上にあるか、直接係合されるか、直接接続されるか、又は直接結合されてもよく、或いは介在要素又はレイヤが存在してもよい。対照的に、ある要素が他の要素又はレイヤ「の直接上にある」、「に直接係合される」、「に直接接続される」、又は「に直接結合される」と言及されるとき、介在要素又はレイヤは存在しないことがある。要素間の関係について説明するために使用される他の語は、同様の様式で解釈されるべきである(例えば、「~間に」対「直接~間に」、「隣接する」対「直接隣接する」など)。本明細書で使用される「及び/又は」という用語は、関連する列挙された項目のうちの1つ又は複数のあらゆる組合せを含む。
第1の、第2の、第3のなどの用語は、本明細書では、様々な要素、構成要素、領域、レイヤ及び/又はセクションについて説明するために使用され得るが、これらの要素、構成要素、領域、レイヤ及び/又はセクションは、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素、構成要素、領域、レイヤ又はセクションを別の領域、レイヤ又はセクションと区別するためにのみ使用され得る。本明細書で使用される「第1の」、「第2の」などの用語、及び他の数を表す用語は、文脈によって明確に示されない限り、シーケンス又は順序を暗示しない。したがって、以下で説明される第1の要素、構成要素、領域、レイヤ又はセクションは、例示的な実施例の教示から逸脱することなく、第2の要素、構成要素、領域、レイヤ又はセクションと呼ばれることがある。
「内側(inner)」、「外側(outer)」、「下(beneath)」、「下方(below)」、「下側(lower)」、「上方(above)」、「上側(upper)」など、空間的相対語は、本明細書では、図に示されているように、ある要素又は特徴の、別の(1つ又は複数の)要素又は(1つ又は複数の)特徴に対する関係について説明するために、説明しやすいように使用され得る。空間的相対語は、図に示された配向に加えて、使用又は動作中のデバイスの異なる配向を包含することを意図され得る。例えば、図中のデバイスが反転された場合、他の要素又は特徴の「下方」又は「下」にあるものとして説明された要素は、他の要素又は特徴の「上方」に配向されることになる。したがって、「下方」という例示的な用語は、上方と下方の両方の配向を包含することができる。デバイスは別様に配向(90度又は他の配向に回転)され得、本明細書で使用される空間的相対記述語は、それに応じて解釈され得る。
いくつかの実施例では、本教示は、乗り物の(速度、ヨー・レート、及び/又はピッチ・レートなどの)特定の運動を模倣するようなやり方で閲覧者の周辺視野中に提示される、(ゴーグル、眼鏡、帽子のつばなどの上に搭載されたLED、LCD、又はビデオ・ディスプレイなどの)光又は同様の視覚刺激の装着可能なアレイ、或いは(ピラー、ヘッドライナー、ルーフ、側壁、ドア、座席、フロア、ダッシュボード、コンソール、ウィンドウ、又はウィンドウとして旧来使用されるエリアなどのようなロケーションにおいて乗り物内装に搭載された)光又は同様の視覚刺激の乗り物搭載アレイを備える。閲覧者の周辺視野中にそのような見掛け運動と外部基準点とを提示することにより、閲覧者は、ラップトップ上で作業する、読書する、ビデオ・ゲームをプレイする、映画を鑑賞するなどのときに起こるであろうように外部の風景から目を離しても、依然として、そのようなタスクを行いながら乗り物の運動を知覚することができることが可能になる。前庭系(すなわち、内耳)内に運動刺激を保持しながら、外部の視覚運動刺激をなくすことは、乗り物酔いの主要な誘因である。逆に、そのような視覚刺激を保持又はシミュレートすることは、知覚不整合(すなわち、前庭系において運動が検知されたが、知覚された視覚運動がないこと)がなくされるので、乗り物酔いの頻度及び重大度を低減するのを助けるはずである。
本教示の原理によれば、有利な構成及び動作方法を有する汎用乗り物酔い対策システム10が提供される。いくつかの実施例では、汎用乗り物酔い対策システム10は、乗り物又は同様のシステム100の移動に応答してコントローラ16によって制御される1つ又は複数の個々の光素子(light element)14を有する光アレイ・システム12を備える。本教示は、自動車両(automotive vehicle)100に関して説明されるが、本教示の原理は、それに限定されず、航空機、船舶、ボート、列車、及びユーザが乗り物酔いしやすい他の輸送様式を含む、他の乗り物タイプに適用され得ることに留意されたい。
汎用乗り物酔い対策システム10は、乗り物供給電源及び/或いはバッテリー又は再生可能エネルギー源を含む、電源18をさらに含むことができる。本教示の原理は、いくつかの構成又は乗り物のうちのいずれか1つにおいて採用され、組み込まれ、又は別法により使用され得ることを理解されたい。非限定的な実例として、汎用乗り物酔い対策システム10は、ユーザ、同乗者、乗員、又は乗り物酔いの影響を受けやすい哺乳動物の視覚系に表示されることが可能である任意のシステムに組み込まれ得る。いくつかの実施例では、汎用乗り物酔い対策システム10は、旧来のアイウェア、ゴーグル、マスク、ポッド、又はヘッドウェアの一部など、装着可能なソリューションの一部として採用され得る。代替又は追加として、汎用乗り物酔い対策システム10は、乗り物の乗員室構成要素(例えば、ピラー、ヘッドライナー、ルーフ、側壁、ドア、座席、フロア、ダッシュボード、コンソール、ウィンドウ、又はウィンドウとして旧来使用されるエリアなど)に組み込まれたような、固定ソリューションの一部として採用され得る。
いくつかの実施例では、光アレイ・システム12は、パネル、ストリップ、アレイ、又は他の配列に配設された1つ又は複数の光素子14を備えることができる。光素子14は、LED、LCD、ダイオード、レーザー、発光源、又は他の光出力源を含むことができる。図1~図4に示されているように、いくつかの実施例では、光アレイ・システム12は、単数の軸(例えば、図1~図2に示されているようにx軸、図3に示されているようにy軸)に沿って線形パターンで配設された複数の光素子14を備えることができる。この配列は、単数の方向における運動をシミュレートする際に使用するのに特に好適である。しかしながら、図5に示されているようないくつかの実施例では、光アレイ・システム12は、配向の複数の軸(例えば、x軸とy軸の両方)を定義する多次元パターンで配設された複数の光素子14を備えることができる。この配列は、複数の方向における運動及び/又はヨーをシミュレートする際に使用するのに特に好適である。
いくつかの実施例では、コントローラ16は、光アレイ・システム12の複数の光素子14のアクティブ化を個々に制御するために、複数の光素子14の各々に動作可能に結合される。そのようなアクティブ化に応答して、複数の光素子14のうちの少なくとも1つが、ユーザによって閲覧されるべき光エネルギーを出力する。複数の光素子14の高速及び制御されたアクティブ化を通して、ユーザによって閲覧される光出力又はエネルギーの得られたパターンは、ユーザによって経験される関連する前庭応答を補完する所望の効果を有する視覚応答をユーザにおいて生成する。経験される前庭応答を補完する視覚応答を生成することによって、ユーザの視覚系からの刺激と前庭系からの刺激とが脳によって容易に調和され、それによって、乗り物酔いを生じる典型的な知覚矛盾を回避する。
この目的で、いくつかの実施例では、コントローラ16は、乗り物電源或いはポータブル又は再生可能電源など、電源18に結合され得る。コントローラ16は、速度、加速度、横移動、縦移動、ヨー・レート、ロール・レート、ピッチ・レート、又は運動に関係する他のパラメータを測定するための、1つ又は複数のセンサー又はトランスデューサ22(例えば、ジャイロスコープ、加速度計、及び同様のセンサー)を備えることができる。センサー又はトランスデューサ22は、汎用乗り物酔い対策システム10に直接組み込まれ得るか、又は乗り物100の既存のシステムから取得され得ることを理解されたい。また、光アレイ・システム12の得られた光パターンを決定するために使用されるパラメータは、位置、速度、及び/又は加速度の数学的算出或いは他の制御アルゴリズムなどによって、測定された及び測定されないパラメータから計算され得るか又は場合によっては間接的に推論され得ることを理解されたい。そのようなことに応答して、コントローラ16は、所望の得られた光パターンを計算量的に又は別様に決定し、光アレイ・システム12の複数の光素子14の各々に制御信号を出力することができる。したがって、複数の光素子14の各々は、適切なアクティブ化と得られた光パターンの表示とを保証するために、一意の個別位置及び/又はシグネチャを定義することができる。
図1~図2に示されているようないくつかの実施例では、光アレイ・システム12は、対応する光素子14から、ユーザに対する所望の位置に光エネルギーを送信するための、光パイプなどの1つ又は複数の光転送特徴24を備えることができる。いくつかの実施例では、複数の光パイプ24は、光素子14から複数の光パイプ24の各々の遠位端26に光エネルギーを誘導するために、光素子14に動作可能に結合され得る。図1に示されているように、複数の光パイプ24の各々は、遠位端26が、所望の知覚刺激を与えるように配置され得るように、同様の又は異なる長さを定義することができる。特に、光アレイ・システム12は、第1の光素子14が光パイプ24に沿って光エネルギーを出力し、同様に、追加の光素子14が光パイプ24に沿って光エネルギーを出力するように、アクティブ化され得る。nは素子の無制限の数を示すことに留意されたい。しかしながら、説明の簡潔のために、5つの光素子のみが現在示されている。光パイプ24、24の各々は、乗り物100の遷移移動をシミュレートする、ユーザによって閲覧可能な傾斜した又は角度のある面28を遠位端26が形成するように配列され得る。
図5に示されているようないくつかの実施例では、光アレイ・システム12は、乗り物100の移動を表示するための光素子14の複数の行及び列を備えることができる。本明細書で説明されるように、光アレイ・システム12は、速度、加速度、横移動、縦移動、ヨー・レート、ロール・レート、ピッチ・レート、又は運動に関係する他のパラメータをシミュレートすることができる。例えば、(図5において)左側への乗り物100の進行を仮定すると、光素子14は、線形移動をシミュレートするために、左から右へ照明するために連続的にアクティブ化され得る。光素子14の照明のレート及び持続時間は、ユーザによる知覚される運動に影響を及ぼすことがある。その上、光素子14は、加速度及び/又はピッチをシミュレートするために、上から下へ(又はその逆に)照明するために連続的にアクティブ化され得る。またさらに、光素子14は、水平線ラインを照明するためにアクティブ化され得、光アレイ・システム12中の軸を中心とするそのラインの回転は、ロール及び/又はヨーをシミュレートすることができる。線形アレイを使用するのか多方向アレイを使用するのかにかかわらず、そのような描写は、乗り物100を直接表す知覚される運動、及び/又は知覚される対応する前庭運動を生成することができる。
図2及び図4に示されているように、汎用乗り物酔い対策システム10は、光又は同様の視覚刺激の装着可能なアレイを備えることができる。この目的で、汎用乗り物酔い対策システム10は、汎用乗り物酔い対策システム10がその中に組み込まれた装着可能なフレーム部材200を備えることができる。フレーム部材200は、概して、周辺出力、すなわち、光素子14及び/又は複数の光パイプ24の遠位端26を有する、従来の眼鏡又はゴーグルとして構成され得る。しかしながら、いくつかの実施例では、汎用乗り物酔い対策システム10は、光素子14及び/又は複数の光パイプ24の遠位端26を有する、帽子のつば、イヤ・マウント、又は他の装着可能な備品など、ヘッドウェアに組み込まれ得る。汎用乗り物酔い対策システム10は、ユーザの視覚系への少なくとも周辺アクセスを可能にする任意の装着可能なソリューションを備えることができることを理解されたい。現在の装着可能な実施例は、様々な装着可能なアイテムに設置され得、重要なことには、ユーザの周辺視野の小さい部分のみがデバイスによって遮られることを必要とする。
図6~図9に示されているように、汎用乗り物酔い対策システム10は、乗り物100の構造に組み込まれた光又は同様の視覚刺激のアレイを備えることができる。この目的で、汎用乗り物酔い対策システム10は、限定はしないが、ピラー、ヘッドライナー、ルーフ、側壁、ドア、座席、フロア、ダッシュボード、コンソール、ウィンドウ、又はウィンドウとして旧来使用されるエリアなどを含む、乗り物100の任意の部分によって固定式に搭載された又は別法により支持された光素子14及び/又は複数の光パイプ24の遠位端26を備えることができる。
汎用乗り物酔い対策システム10の出力は、コントローラ16が、ユーザの前庭系を補完する可能性がある得られた光パターンを生成するために複数の光素子14をアクティブ化するように、個々のユーザ及び/又はユーザの配向に合わせて調整され得ることを理解されたい。したがって、ユーザの配向及び/又は配置を検出して、その配向においてユーザによって自然に観測されるであろう適切な得られた光パターンを与えるために、装着可能なソリューション及び/又は乗り物ソリューションのいずれかに組み込まれたセンサーが与えられ得る。すなわち、ユーザが、リクライニングされた位置に着座している場合、装着可能なソリューションは、フレーム部材200の配向にかかわらず、進行方向に一致する得られた光パターンを出力することができる。
実施例の上記の説明は、例示及び説明の目的で与えられた。上記の説明は、網羅的なものでも、本開示を限定するものでもない。特定の実施例の個々の要素又は特徴は、概して、その特定の実施例に限定されず、明確に図示又は説明されていない場合でも、適用可能な場合に、交換可能であり、選択された実施例において使用され得る。また、特定の実施例の個々の要素又は特徴は、多くのやり方で変更され得る。そのような変更は、本開示からの逸脱と見なされるべきではなく、すべてのそのような変形は、本開示の範囲内に含まれるものである。

Claims (20)

  1. 乗り物内のユーザのための乗り物酔い対策システムであって、
    前記ユーザの周辺視野中にのみ提示される視覚刺激を出力するように構成された光アレイ・システムと、
    人が前記乗り物の外を見るとすれば前記人が受け取ることになる視覚入力を模倣するようなやり方で前記光アレイ・システムをアクティブ化するように構成された前記光アレイ・システムに制御信号を出力するコントローラと
    を備える、乗り物酔い対策システム。
  2. 前記光アレイ・システムは、
    電源と、
    前記ユーザの周辺視野内で知覚される運動を生成するために複数の光素子のそれぞれの光アクティベーションの連続として、前記制御信号を受け取り、それに応答して選択的にアクティブ化するために、前記コントローラに各々が個別に結合された複数の光素子と
    を備える、請求項1に記載の乗り物酔い対策システム。
  3. 前記複数の光素子の各々に個々に結合された複数の光パイプをさらに備え、前記複数の光パイプの各々が、前記複数の光素子の各々から前記光パイプの遠位端に光エネルギーを送信する、
    請求項2に記載の乗り物酔い対策システム。
  4. 前記複数の光パイプの前記遠位端が、前記ユーザの視線に対して傾斜した面に配列された、請求項3に記載の乗り物酔い対策システム。
  5. 前記コントローラが、前記乗り物の速度を模倣するために、前記光アレイ・システムをアクティブ化するために前記光アレイ・システムに前記制御信号を出力する、請求項1に記載の乗り物酔い対策システム。
  6. 前記光アレイ・システムが前記乗り物に搭載された、請求項1に記載の乗り物酔い対策システム。
  7. 前記光アレイ・システムが、更に、前記乗り物のAピラー、Bピラー、フロントガラス、ドア、フロア、前方パネル、側面パネル、及び座席のうちの少なくとも1つに搭載された光アレイ・システムを備える、請求項6に記載の乗り物酔い対策システム。
  8. 前記光アレイ・システムがポータブルである、請求項1に記載の乗り物酔い対策システム。
  9. 前記光アレイ・システムが乗員によって装着可能である、請求項1に記載の乗り物酔い対策システム。
  10. 前記光アレイ・システムが乗員に取り付けられる、請求項1に記載の乗り物酔い対策システム。
  11. 前記光アレイ・システムが、乗員によって装着されるヘッドセットを備える、請求項1に記載の乗り物酔い対策システム。
  12. 前記光アレイ・システムが、乗員によって装着される眼鏡を備える、請求項1に記載の乗り物酔い対策システム。
  13. ユーザのための乗り物酔い対策システムであって、
    乗り物と、
    前記ユーザの周辺視野中にのみ提示される視覚刺激を出力するように構成された光アレイ・システムと、
    人が前記乗り物の外を見るとすれば前記人が受け取ることになる視覚入力を模倣するようなやり方で前記光アレイ・システムをアクティブ化するように構成された前記光アレイ・システムに制御信号を出力するコントローラと
    を備える、乗り物酔い対策システム。
  14. 前記光アレイ・システムは、
    電源と、
    前記ユーザの周辺視野内で知覚される運動を生成するために複数の光素子のそれぞれの光アクティベーションの連続として、前記制御信号を受け取り、それに応答して選択的にアクティブ化するために、前記コントローラに各々が個別に結合された複数の光素子と
    を備える、請求項13に記載の乗り物酔い対策システム。
  15. 前記複数の光素子の各々に個々に結合された複数の光パイプをさらに備え、前記複数の光パイプの各々が、前記複数の光素子の各々から前記光パイプの遠位端に光エネルギーを送信する、
    請求項14に記載の乗り物酔い対策システム。
  16. 前記複数の光パイプの前記遠位端が、前記ユーザの視線に対して傾斜した面に配列された、請求項15に記載の乗り物酔い対策システム。
  17. 前記コントローラが、前記乗り物の速度を模倣するために、前記光アレイ・システムをアクティブ化するために前記光アレイ・システムに前記制御信号を出力する、請求項13に記載の乗り物酔い対策システム。
  18. 前記光アレイ・システムが、更に、前記乗り物のaピラー、bピラー、フロントガラス、ドア、フロア、前方パネル、側面パネル、及び座席のうちの少なくとも1つに搭載された光アレイ・システムを備える、請求項13に記載の乗り物酔い対策システム。
  19. 前記乗り物が、航空機、船舶、ボート、及び列車からなるグループから選定される、請求項13に記載の乗り物酔い対策システム。
  20. 前記光アレイ・システムが、LED、LCD、及びビデオ・ディスプレイのうちの少なくとも1つを備える、請求項13に記載の乗り物酔い対策システム。
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