JP7309357B2 - 振動体験システム及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、振動体験システム及び制御装置に関する。

従来から、防災意識の向上を目的として、模擬的に再現した地震動に伴う振動をユーザに体験させる地震模擬体験システムが知られている。例えば、特許文献１には、建物の剛性の違いによる揺れの違いをユーザに体験させる地震模擬体験システムが開示されている。

特開２００６－１８９４８１号公報

ところで、地震が発生した場合、建物の揺れの度合いだけでなく、建物が倒壊に至るか否かについても、建物の構造によって異なる場合がある。居住環境を検討しているユーザにとって、構造の異なる複数の建物それぞれにおける揺れの違いや倒壊の可能性を認識することが重要である。しかしながら、特許文献１の地震模擬体験システムは、地震に伴う建物の揺れの違いは体験できるが、倒壊までをユーザに体験させるものではない。

そこで、本発明は、振動に伴う建物の倒壊をユーザに疑似的に体験させることが可能な振動体験システム及び制御装置を提供することを目的とする。

本発明の振動体験システムは、複数の異なる建物それぞれの構造情報に基づいて生成された、所定の振動情報に対する複数の建物振動情報を記憶し、前記複数の異なる建物のうちのいずれかの建物を識別するための建物識別情報を受け付ける制御装置と、前記建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報に基づいて、前記建物の倒壊に対応した前記建物の変動をユーザに体験させる振動体験装置と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の振動体験システムにおいて、前記建物振動情報は、前記建物の時刻歴応答を含み、前記振動体験装置は、前記建物振動情報に基づいて予測振動を発生させ、前記時刻歴応答が所定の閾値に達した時点で、前記建物の倒壊に対応する前記変動としての動作を発生させる振動発生装置を含むことが好ましい。

また、本発明の振動体験システムにおいて、前記建物振動情報は、前記建物の時刻歴応答を含み、前記振動体験装置は、前記建物振動情報に基づいて予測振動映像を出力し、前記時刻歴応答が所定の閾値に達した時点で、前記建物の倒壊に対応する前記変動としての映像を出力する映像出力装置を含むことが好ましい。

また、本発明の振動体験システムにおいて、前記映像出力装置は、前記建物の倒壊に対応する前記映像として異常映像を出力することが好ましい。

また、本発明の振動体験システムにおいて、前記映像出力装置は、前記建物の倒壊に対応する前記映像として、異常映像を出力し、前記異常映像を出力した後、前記倒壊した前記建物の内部又は外部の光景を示す映像を出力することが好ましい。

また、本発明の振動体験システムにおいて、前記映像出力装置は、前記建物振動情報に基づく前記建物の内部の前記予測振動映像を、前記時刻歴応答が前記所定の閾値に達する時点まで出力すると共に、前記時刻歴応答を前記予測振動映像と共に出力することが好ましい。

また、本発明の振動体験システムにおいて、前記映像出力装置は、前記時刻歴応答が前記所定の閾値に達する時点までの時間を前記予測振動映像と共に出力することが好ましい。

また、本発明の振動体験システムにおいて、前記映像出力装置は、前記建物識別情報で識別された建物に対応しない前記応答履歴をさらに出力することが好ましい。

本発明の制御装置は、複数の異なる建物それぞれの構造情報に基づいて生成された、所定の振動情報に対する複数の建物振動情報を記憶する記憶部と、前記複数の異なる建物のうちのいずれかの建物を識別するための建物識別情報を受け付ける入力部と、前記建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報に基づいて、前記建物の倒壊に対応した前記建物の変動をユーザに体験させるための制御信号を生成する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によると、振動に伴う建物の倒壊をユーザに疑似的に体験させることが可能な振動体験システム及び制御装置を提供できる。

本発明の第１実施形態としての振動体験システムの構成を示すブロック図である。 図１に示す振動体験システムが備える振動発生装置、映像出力装置、照明装置、及び囲繞部材の一例を示す図である。 第１実施形態の振動体験システムの動作例を示すシーケンス図である。 図３の動作の発生を詳細に説明するためのフローチャートである。 図３の映像の表示を詳細に説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の振動体験システムの動作例を示すシーケンス図である。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。各図において共通の構成には、同一の符号を付している。

図１は、本発明の第１実施形態における振動体験システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、振動体験システム１は、制御装置１００と、振動体験装置２００とを備える。

制御装置１００は、通信部１１と、記憶部１２と、情報生成部１３と、入力部１４と、制御部１５とを備える。

通信部１１は、無線通信又は有線通信により、情報の送信及び受信が可能なインターフェースを含む。通信部１１は、例えば、振動体験装置２００との間で、情報の送信及び受信が可能である。

記憶部１２は、例えば一次記憶装置及び二次記憶装置等の記憶装置を含んで構成され、種々の情報及び種々のプログラムを記憶する。具体的には、記憶部１２は、情報生成部１３が後述する処理を実行するためのプログラムを記憶する。また、記憶部１２は、制御部１５が後述する制御を実行するためのプログラムを記憶する。

また、記憶部１２は、建物の構造情報を記憶する。構造情報は、例えば、建物の合計階層の情報、建物の固有周期の情報、柱、梁、壁、床等の部材情報、建物全体の減衰率を含む。構造情報は、例えば、木造、鉄骨造などの構造躯体の情報を含んでもよい。

また、記憶部１２は、情報生成部１３によって後述するように生成された建物振動情報を記憶する。建物振動情報は、地上及び地中を含むある位置を振動源とする振動が発生した場合に、この振動に基づき、地上の所定の位置（以下、「所定地点」と記載する。）の直上の建物で発生することが予測される振動に関する情報である。換言すれば、建物振動情報は、地震などの所定の振動情報に対する建物の時刻歴応答を含む。時刻歴応答は、例えば、時系列で示された、地上階（例えば１階）に対する上層階（例えば２階）の層間変形角及び層間変位、各階の応答速度、各階の応答加速度などを含む。なお、上述の所定地点とは、実在の所定地点に限られず、仮想の所定地点であってもよい。

情報生成部１３は、各種情報に基づいて建物振動情報を生成する。また、情報生成部１３は、生成した建物振動情報を記憶部１２に記憶させる。情報生成部１３が建物振動情報を生成するために用いられる各種情報は、通信部１１によって受信されてもよいし、予め記憶部１２に記憶されていてもよいし、入力部１４によって受け付けられてもよい。

なお、情報生成部１３は、実在の所定地点で取得された測定情報に基づいて、その実在の所定地点に建てられた所定の建物についての建物振動情報を生成してもよい。具体的には、情報生成部１３は、所定地点で取得された測定情報に基づいて、当該所定地点での地盤の深さごとの振動波の伝播速度に関する情報（以下、「振動波速度構造」と記載する。）を算出する。振動波のうちのＳ波（横波）は、地震動等の振動に与える影響が特に大きい。よって、振動波速度構造は、Ｓ波速度構造であることが好ましい。

そして、情報生成部１３は、所定地点での地盤の振動波速度構造に基づいて、当該所定地点で予測される振動情報を生成する。所定地点で予測される振動情報は、地上及び地中を含むある位置を振動源とする振動が発生した場合に、この振動に基づき所定地点で発生することが予測される振動情報である。所定地点で予測される振動情報は、例えば、地中のある位置を震源とする地震が発生した場合に、所定地点でどのような地震動として伝播するかを示す情報である。振動情報としては、例えば、平面座標系又は立体座標系における、各座標成分の振動の大きさの時刻歴を示す情報（変位情報）や、この変位情報の時間変化を示す速度情報や、この速度情報の時間変化を示す加速度情報など、が挙げられる。

情報生成部１３は、所定地点直下の工学的基盤で予測される地震動情報と、前述のように算出した所定地点での地盤の振動波速度構造と、に基づいて、振動情報を生成する。具体的に、情報生成部１３は、所定地点での地盤の振動波速度構造に基づいて、工学的基盤よりも表層に位置する地盤（以下、「表層地盤」と記載する。）の地盤増幅率を算出する。表層地盤の地盤増幅率は、表層地盤によって振動が増幅される度合いを示すための指標である。その後、情報生成部１３は、所定地点直下の工学的基盤で予測される地震動情報と、上記算出した表層地盤の地盤増幅率と、に基づいて、所定地点で予測される振動情報を高い精度で生成することができる。

情報生成部１３は、振動情報を生成すると、この振動情報と、複数の異なる建物それぞれの構造情報とに基づいて、複数の建物振動情報を生成する。

具体的には、情報生成部１３は、振動情報と第１建物の構造情報とに基づいて、第１建物についての建物振動情報である第１建物振動情報を生成する。また、情報生成部１３は、振動情報と第２建物の構造情報とに基づいて、第２建物についての建物振動情報である第２建物振動情報を生成する。第１建物は、例えば、鋼材の柱梁により構成された軸組架構を有する鉄骨造であり、同一の振動に対して第２建物より層間変形角が小さく、鉄骨造の中では耐震性能の高い建物である。第２建物は、例えば、木材の柱梁により構成された軸組架構を有する木造の中では耐震性能の低い建物である。なお、本例では、情報生成部１３が第１建物及び第２建物それぞれの構造情報に基づいて第１建物振動情報及び第２建物振動情報を生成したが、情報生成部１３は、３つ以上の建物の構造情報それぞれに基づいて建物振動情報を生成してもよい。

なお、振動体験システム１は、情報生成部１３を備えなくてもよい。このような構成において、記憶部１２は、予め生成されている建物振動情報を記憶してもよい。この場合、建物振動情報は、他の装置において生成されてから、入力部１４によって受け付けられてもよいし、通信部１１によって受信されてもよい。なお、このような構成においても、以降の各機能部においては、記憶部１２によって記憶された、予め生成されている建物振動情報を用いて以降の処理を行う。

入力部１４は、キーボード、マウス、タッチパッド等の入力デバイスによって構成され、運用者等による入力を受け付ける。

入力部１４は、振動体験システム１の運用者等によって入力された建物識別情報を受け付ける。建物識別情報は、記憶部２２に記憶されている建物振動情報に関する建物を識別するための情報であり、本例では第１建物及び第２建物のいずれかを識別するための情報である。また、入力部１４は、振動体験システム１の運用者等によって入力された、振動発生装置２０の動作開始を指示するための動作開始情報を受け付ける。

制御部１５は、記憶部１２に記憶された種々の情報及び種々のプログラムのうち、所定の情報及び所定のプログラムを読み込むことで所定の機能を実現するプロセッサを含む。制御部１５は、入力部１４によって建物識別情報が受け付けられると、当該建物識別情報で識別される建物に対応する建物振動情報を記憶部１２から抽出し、振動発生装置２０及び映像出力装置３０に送信するよう通信部１１を制御する。例えば、制御部１５は、入力部１４によって建物識別情報として第１建物が受け付けられると第１建物振動情報を記憶部１２から抽出し、振動発生装置２０及び映像出力装置３０に送信するよう通信部１１を制御する。制御部１５は、入力部１４によって建物識別情報として第２建物が受け付けられると第２建物振動情報を記憶部１２から抽出し、振動発生装置２０及び映像出力装置３０に送信するよう通信部１１を制御する。

また、制御部１５は、入力部１４によって開始指示情報が受け付けられると、当該開始指示情報を振動発生装置２０及び映像出力装置３０に送信するよう通信部１１を制御する。

振動体験装置２００は、建物振動情報で示される建物の変動をユーザＵに体験させるための装置である。具体的には、振動体験装置２００は、制御装置１００によって受け付けられた建物識別情報で識別される建物に対応する建物振動情報に基づいて、建物の倒壊に対応する変動として、動作の発生及び映像の出力の少なくとも一方を行う。上記動作は、振動体験装置２００が有する部材を動作させることであり、動作には、例えば、振動、状態の変化（転倒、落下等）が含まれる。映像は、建物の倒壊に対応する映像である。振動体験装置２００は、振動発生装置２０と、映像出力装置３０と、照明装置４０と、駆動装置５０とを備える。なお、映像出力装置３０には、上述した建物の倒壊に対応する映像のみならず、例えば、振動している建物内で視認されると想定される映像などの予測振動映像を出力可能である。振動している建物内で視認されると想定される映像には、例えば、建物内で什器等が移動する様子を模擬したコンピュータグラフィックス（ＣＧ）による映像などが挙げられる。

振動発生装置２０は、通信部２１と、記憶部２２と、可動部２３と、制御部２４と、を備える。

通信部２１は、無線通信又は有線通信により、情報の送信及び受信が可能なインターフェースを含む。通信部２１は、例えば、制御装置１００の通信部１１との間で、情報の送信及び受信が可能である。具体的には、通信部２１は、制御装置１００の通信部１１から建物振動情報を受信する。また、通信部２１は、制御装置１００の通信部１１から開始指示情報を受信する。

記憶部２２は、例えば一次記憶装置及び二次記憶装置等の記憶装置を含んで構成され、種々の情報及び種々のプログラムを記憶する。具体的に、記憶部２２は、制御部２４が建物振動情報に基づいて可動部２３を動作させるための動作プログラムを記憶する。記憶部２２は、通信部２１が制御装置１００から受信した建物振動情報を記憶する。

可動部２３は、例えばユーザＵが着座することが可能な部材を含んで構成され、制御部２４が発生させる動作により変動する。図２に示すように、本例の可動部２３は、４つのクローラ２３１と、台座２３２と、椅子２３３と、を備える。

本例の４つのクローラ２３１それぞれは、台座２３２を下側から支持している。４つのクローラ２３１それぞれは、制御部２４を構成するモータ等の回転駆動によって、当該クローラ２３１の延在方向の両側に向かって台座２３２を移動制御することができる。４つのクローラ２３１は、本例の振動発生装置２０の左右方向Ａに沿って延在し、前後方向Ｂにおいて互いに離間した位置に配置された２つのクローラ２３１と、本例の振動発生装置２０の前後方向Ｂに沿って延在し、左右方向Ａにおいて互いに離間した位置に配置された２つのクローラ２３１と、で構成されている。これら４つのクローラ２３１によって、振動発生装置２０は床面Ｆの平面上を全方向に自由に移動可能である。そのため、振動発生装置２０は、床面Ｆの平面上を自由に振動して、予測振動を発生させることができる。

台座２３２は、クローラ２３１に取付けられた任意の形状の台座であり、本例では略直方体状の形状である。椅子２３３は、ユーザＵが着座することが可能な部材であり、台座２３２の上側に固定されている。椅子２３３は、４つのクローラ２３１によって台座２３２が移動すると、台座２３２と一体的に移動する。椅子２３３には、ユーザＵが着座可能である。なお、可動部２３は、台座２３２を有さずに、クローラ２３１によって椅子２３３が移動するように構成されてもよい。

制御部２４は、モータ等を含んで構成され、動作プログラムを読み込むことで動作可能である。制御部２４は、通信部３１が開始指示情報を受信すると、通信部３１によって受信された建物振動情報に基づいて、可動部２３を動作させる。

具体的には、制御部２４は、建物振動情報の時刻歴応答（例えば、層間変形角や応答加速度など）が閾値に達する時点より前までは、時刻歴応答に対応する予測振動を発生させる。すなわち、制御部２４は、時刻歴応答に対応して可動部２３を振動させる。制御部２４は、例えば、平面内の任意の方向に可動部２３を振動させてもよいし、立体的に可動部２３を振動させてもよい。また、制御部２４は、建物振動情報の時刻歴応答がいずれかの時点で閾値に達する場合、予測振動の発生中における、時刻歴応答が所定の閾値に達した時点で、建物の倒壊に対応する変動としての動作を発生させる。時刻歴応答が閾値に達した時点は、建物が倒壊する時点に対応する。

具体的には、制御部２４は、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達するか否かを判定する。制御部２４は、応答が閾値に達すると判定した場合、応答が閾値に達する時点で振動を停止する。そして、制御部２４は、予測振動の発生中における、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達する時点で予測振動を停止すると、可動部２３の少なくとも一部の状態を変化させる。例えば、制御部２４は、可動部２３に含まれる椅子２３３の背もたれを倒したり、椅子２３３を傾けたりする。制御部２４は、可動部２３を落下させてもよい。

また、制御部２４は、予測振動の発生中における、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達する時点で、照明装置４０に消灯させるための消灯信号を送信するよう通信部２１を制御してもよい。また、制御部２４は、予測振動の発生中における、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達する時点で、駆動装置５０を駆動させるための駆動制御信号を送信するよう通信部２１を制御してもよい。

映像出力装置３０は、制御装置１００により送信された建物振動情報に基づいて、予測振動映像、及び、倒壊に対応する映像、を表示する。映像出力装置３０は、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３と、表示部３４と、を備える。

通信部３１は、無線通信又は有線通信により、情報の送信及び受信が可能なインターフェースを含む。通信部３１は、例えば、制御装置１００の通信部１１との間で、情報の送信及び受信が可能である。具体的には、通信部３１は、制御装置１００の通信部１１から、建物振動情報を受信する。また、通信部３１は、制御装置１００から、開始指示情報を受信する。

記憶部３２は、例えば一次記憶装置及び二次記憶装置等の記憶装置を含んで構成され、種々の情報及び種々のプログラムを記憶する。具体的に、記憶部３２は、制御部３３が表示部３４に映像を出力するための表示プログラムを記憶する。

制御部３３は、記憶部３２に記憶された種々の情報及び種々のプログラムのうち、所定の情報及び所定のプログラムを読み込むことで所定の機能を実現するプロセッサを含む。

具体的には、制御部３３は、通信部３１が開始指示情報を受信すると、通信部３１によって受信した建物振動情報に対応する予測振動映像を、振動発生装置２０の予測振動と同期をとって表示部３４に出力する。

振動発生装置２０が発生させる予測振動と、映像出力装置３０が出力する予測振動映像と、を同期させる手法としては、複数の情報の出力を同期させる任意の手法を用いることができる。例えば、振動発生装置２０及び映像出力装置３０が受信可能な赤外線等の同期信号を発生可能な同期信号発生装置を用いて、同期させてもよい。或いは、例えば、振動発生装置２０及び映像出力装置３０を共通する１つの装置で構成し、当該装置内で同期制御させてもよい。

また、制御部３３は、建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報に基づいて、建物の倒壊に対応する映像を出力する。具体的には、制御部３３は、建物振動情報の時刻歴応答（例えば、層間変形角や応答加速度など）がいずれかの時点で閾値に達した場合、予測振動映像の出力中であっても、建物の倒壊に対応する映像を出力する。建物の倒壊に対応する映像は、例えば、ブラックアウト映像、ノイズ映像等によって構成される異常映像である。ブラックアウト映像は、例えば、略全体が黒色である映像である。ただし、ブラックアウト映像の略全体の色は黒に限られず、他の色であってもよい。ノイズ映像は、映像出力信号の乱れによって生じる映像に類似した映像である。また、制御部３３は、建物の倒壊に対応する映像として、異常映像を出力し、その後に、倒壊した建物の内部又は外部の光景を示す映像を出力してもよい。

ここで、予測振動映像に示される建物の内部の光景は、建物の倒壊に対応する時点より前において建物の上層階の光景であることが好ましい。建物の倒壊前において建物内の揺れは、１階よりも上層階での方が大きく、このため、揺れの大きい上層階の光景を示す予測振動映像が出力されることにより、ユーザＵはより高い臨場感で地盤の揺れを体験することができる。また、建物の倒壊に対応する映像として示される建物内の光景は、建物の倒壊に対応する時点又はそれより後において、建物の１階の光景であることが好ましい。建物が倒壊すると、１階の柱、壁等が倒れることが多いが、上層階の柱、壁等が倒れることは少ない。そのため、建物の倒壊前後において１階の光景の変化は、上層階の光景の変化より大きい。したがって、制御部３３が１階の光景を示す映像を出力することによって、ユーザＵは、倒壊による建物内の状況をより高い臨場感で認識することができる。つまり、制御部３３は、建物の倒壊に対応する映像として出力する建物の階層を１階とすることが好ましく、予測振動映像として出力する建物の階層を１階よりも上階である上層階とすることが特に好ましい。

制御部３３は、予測振動映像と共に、制御装置１００の入力部１４によって受け付けられた建物識別情報で識別される建物に対応する建物振動情報の時刻歴応答（例えば上層階の層間変形角、速度、応答加速度等）を表示部３４に出力してもよい。制御部３３は、建物振動情報の時刻歴応答（例えば層間変形角、速度、応答加速度等の統計値（例えば、平均値、最大値、最小値、中央値等））を算出して、当該統計値を表示部３４に出力してもよい。

制御部３３は、建物振動情報に基づく建物の内部の予測振動映像を時刻歴応答が所定の閾値に達する時点まで表示部３４に出力すると共に、時刻歴応答が所定の閾値に達するまでの時間を予測振動映像と共に表示部３４に出力してもよい。つまり、制御部３３は、建物振動情報に基づく予測振動映像の出力中に、建物の倒壊までの時間を予測振動映像と共に出力してもよい。

表示部３４は、例えばディスプレイ又はプロジェクタを含んで構成される。図２に示すように、表示部３４は、３Ｄディスプレイを有する、ユーザＵの視界を覆うように装着可能なヘッドマウントディスプレイである。表示部３４は、ヘッドマウントディスプレイではなく、複数人によって視認可能なスクリーンディスプレイであってもよい。本実施形態では、振動体験装置２００は、複数の振動発生装置２０を備えてもよく、複数の振動発生装置２０の一部がヘッドマウントディスプレイとしての表示部３４を有し、残りの一部がスクリーンディスプレイとしての表示部３４を有してもよい。

表示部３４は、上述したように、制御部３３から入力された予測振動映像及び建物の倒壊に対応する映像を表示する。また、表示部３４は、制御部３３から入力された、建物振動情報の時刻歴応答（例えば層間変形角、変位、速度、応答加速度など）を表示してもよい。表示部３４は、制御部３３から入力された、建物振動情報に基づく統計情報を表示してもよい。表示部３４は、時刻歴応答（例えば層間変形角、変位、速度、応答加速度等）を、予測振動映像の表示中に時間の経過と共に変化するグラフで示してもよい。表示部３４は、時刻歴応答（例えば層間変形角、変位、速度、応答加速度等）を、予測振動映像の表示中に時間の経過と共に変化する数値で示してもよい。

照明装置４０は、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３と、照明部４４とを備える。

通信部４１は、無線通信又は有線通信により、情報の送信及び受信が可能なインターフェースを含む。通信部４１は、例えば、振動発生装置２０の通信部２１との間で、情報の送信及び受信が可能である。具体的には、通信部４１は、振動発生装置２０の通信部２１から消灯信号を受信する。

記憶部４２は、例えば一次記憶装置及び二次記憶装置等の記憶装置を含んで構成され、種々の情報及び種々のプログラムを記憶する。具体的に、記憶部４２は、制御部４３が照明部４４に照明を制御するための制御プログラムを記憶する。

制御部４３は、記憶部４２に記憶された種々の情報及び種々のプログラムのうち、所定の情報及び所定のプログラムを読み込むことで所定の機能を実現するプロセッサを含む。

具体的には、制御部４３は、通信部４１が振動発生装置２０の通信部２１から消灯信号を受信すると、照明部４４を消灯させる。上述したように振動発生装置２０の制御部２４は、予測振動の発生中における、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達する時点で、照明装置４０に消灯させるための消灯信号を送信するよう通信部２１を制御すると共に、可動部２３の少なくとも一部の状態を変化させる。したがって、照明装置４０は、可動部２３の少なくとも一部が変化するタイミングで照明部４４を消灯することになる。制御部４３は、照明部４４を点灯させるときの照度を制御してもよい。例えば、制御部４３は、時刻に応じて照度を制御してもよい。

これにより、建物振動情報に時刻歴応答が閾値に達する時点で、可動部２３の少なくとも一部の状態が変化してユーザに衝撃を与えると同時に、照明部４４が消灯される。したがって、振動体験システム１は、建物の倒壊による衝撃と、停電とを疑似的にユーザに体験させることができる。

駆動装置５０は、囲繞部材６を駆動する。囲繞部材６は、振動体験装置２００が配置されている空間を囲繞する。囲繞部材６は、床面部６１と、壁面部６２と、天井部６３とを有する。

床面部６１は、上に振動発生装置２０が載置されている平面状の床であり、前述した床面Ｆに相当する。壁面部６２は、振動発生装置２０の側方、後方、前方のいずれか１つ以上に配置されている略鉛直方向に延在する平面状の壁である。図２に示す例では、壁面部６２は、振動発生装置２０の側方及び後方に配置されているが、前方にも配置されてよい。天井部６３は、振動発生装置２０の上方に配置されている略水平方向に延在する平面状の天井である。

床面部６１及び壁面部６２は、固定して配置される。そのため、振動発生装置２０の可動部２３が水平方向に振動すると、可動部２３と壁面部６２との間隔は変動する。このため、可動部２３に着座したユーザＵが可動部２３の振動に伴って振動し、壁面部６２とユーザＵとの間隔が変化する。これにより、ユーザＵは壁面が自身に対して迫ってくる感覚を受け、高い臨場感で地震を疑似体験することができる。

床面部６１には、可動部２３が振動する方向に沿って長さを示す目盛りＭが付されている。なお、図２においては、目盛りＭは、左右方向Ａに付されているが、前後方向Ｂに付されてもよいし、他の任意の方向に付されてもよい。これにより、例えば、可動部２３の振動を見学する見学者は、振動の程度を定量的に認識することができる。特に、制御部２４が、複数の異なる建物にそれぞれ対応する複数の建物振動情報に基づく予測振動をそれぞれ発生させた場合、見学者は、それぞれの建物における予測振動に伴う可動部２３の変位を目盛りＭで定量的に認識することができる。したがって、見学者は、複数の異なる建物の内部での揺れの度合いを定量的に比較することができる。

駆動装置５０は、通信部５１と、記憶部５２と、駆動部５３とを含む。

通信部５１は、無線通信又は有線通信により、情報の送信及び受信が可能なインターフェースを含む。通信部５１は、例えば、振動発生装置２０の通信部２１との間で、情報の送信及び受信が可能である。具体的には、通信部５１は、振動発生装置２０の通信部２１から駆動制御信号を受信する。

記憶部５２は、例えば一次記憶装置及び二次記憶装置等の記憶装置を含んで構成され、種々の情報及び種々のプログラムを記憶する。具体的に、記憶部５２は、駆動部５３が囲繞部材６を駆動するための駆動プログラムを記憶する。

駆動部５３は、囲繞部材６を駆動する。具体的には、通信部５１が振動発生装置２０の通信部２１から駆動制御信号を受信すると、駆動部５３は、囲繞部材６を駆動する。例えば、駆動部５３は、壁面部６２及び天井部６３の少なくとも一部を傾けてもよい。駆動部５３は、天井部６３の少なくとも一部を鉛直下方に変位させてもよい。これにより、可動部２３に着座するユーザは、建物が倒壊したときに壁、天井等が崩れたり落下したりする状況に類似した状況を体験することができ、より高い臨場感で地震を疑似体験することができる。

上述したように振動発生装置２０の制御部２４は、建物振動情報の時刻歴応答が所定の閾値に達した時点で、照明装置４０に消灯させるための消灯信号を送信するよう通信部２１を制御すると共に、可動部２３の少なくとも一部の状態を変化させる。したがって、駆動装置５０は、可動部２３の少なくとも一部が変化するタイミングで囲繞部材６を駆動することになる。したがって、振動体験システム１は、建物の倒壊による衝撃と、壁面の崩壊とを疑似的にユーザに体験させることができる。

図３は、第１実施形態における振動体験システム１の動作例を示すシーケンス図である。制御装置１００は、入力部１４が建物識別情報及び開始指示情報を受け付けると、以降の動作を開始する。なお、動作の開始において、照明装置４０の制御部４３は、照明部４４を点灯させている。

制御部１５は、入力部１４によって入力された建物識別情報に対応する建物振動情報を記憶部１２から抽出する（ステップＳ１１）

制御部１５は、記憶部１２から抽出された建物振動情報を振動発生装置２０に送信する（ステップＳ１２）。

制御部１５は、記憶部１２から抽出された建物振動情報を映像出力装置３０に送信する（ステップＳ１３）。ステップＳ１２及びステップＳ１３の処理は任意の順序で実行されてもよいし、同時に実行されてもよい。

ステップＳ１２で建物振動情報が送信されると、振動発生装置２０の通信部２１が建物振動情報を受信し、制御部２４は、建物振動情報に基づいて動作を発生させる（ステップＳ１４）。

ここで、図４を参照して、ステップＳ１４における動作の発生について詳細に説明する。

まず、制御部２４は、建物振動情報の時刻歴応答（例えば、層間変形角、応答加速度等）に基づいて予測振動を発生させる（ステップＳ１４１）。

制御部２４は、建物振動情報の時刻歴応答がいずれかの時点で閾値に達するか否かを判定する（ステップＳ１４２）。

ステップＳ１４２で、建物振動情報の時刻歴応答がいずれの時点でも閾値に達しないと判定すると、制御部２４は、建物振動情報に時刻歴の最後に示された応答まで継続して予測振動を発生させ、処理を終了する（ステップＳ１４３）。

ステップＳ１４２で、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達すると判定されると、制御部２４は、予測振動の発生中における、時刻歴応答が閾値に達する時点になったか否かを判定する（ステップＳ１４４）。

ステップ１４４で、応答が閾値に達する時点になったと判定されると、制御部２４は、予測振動の発生を停止する（ステップＳ１４５）

ステップＳ１４５で、予測振動の発生が停止されると、制御部２４は、建物の倒壊に対応する動作を発生させる（ステップＳ１４６）。具体的には、制御部２４は、可動部２３の少なくとも一部の状態を変化させる。

ここで、図３に戻って、ステップＳ１３で建物振動情報が送信されると、制御部３３が建物振動情報に対応する建物の内部での、予測振動に同期した予測振動映像を表示部３４に出力し、表示部３４が予測振動映像を表示する（ステップＳ１５）。

次に、図５を参照して、ステップＳ１５における映像の表示について詳細に説明する。

まず、制御部３３は、建物振動情報に基づいて予測振動映像を出力する（ステップＳ１５１）。

制御部３３は、建物振動情報の時刻歴応答がいずれかの時点で閾値に達するか否かを判定する（ステップＳ１５２）。

ステップＳ１５２で、建物振動情報の時刻歴応答がいずれの時点でも閾値に達しないと判定すると、制御部３３は、建物振動情報に時刻歴で最後に示される応答まで継続して予測振動映像を出力し、処理を終了する（ステップＳ１５３）。

ステップＳ１５２で、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達すると判定されると、制御部３３は、予測振動映像の出力中に、応答が閾値に達する時点になったか否かを判定する（ステップＳ１５４）。

ステップ１５４で、応答が閾値に達する時点になったと判定されると、制御部２４は、異常映像を、建物の倒壊に対応する映像として出力する（ステップＳ１５５）。

ステップＳ１５４で異常映像が出力された後、制御部２４は、更に、建物の倒壊に対応する映像として、建物が倒壊した場合の建物の内部又は外部の光景を示す映像を出力する（ステップＳ１５６）。

ここで、図３に戻って、ステップ１５４で、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達する時点になったと判定されると、制御部２４は、照明装置４０に消灯信号を送信するよう通信部２１を制御する（ステップＳ１６）。

また、ステップ１６４で、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達する時点になったと判定されると、制御部２４は、駆動装置５０に駆動制御信号を送信するよう通信部２１を制御する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１６で消灯信号が送信されると、照明装置４０の通信部４１が消灯信号を受信し、制御部４３が照明部４４を消灯する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１７で駆動制御信号が送信されると、駆動装置５０の通信部５１が駆動制御信号を受信し、駆動部５３が囲繞部材６を駆動する（ステップＳ１９）。

以上、第１実施形態によれば、振動体験システム１は、複数の異なる建物それぞれの構造情報に基づいて生成された、所定の振動情報に対する複数の建物振動情報のうち、建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報に基づいて、建物の倒壊に対応した建物の変動をユーザに体験させる。そのため、振動体験システム１は、各建物に対応する建物識別情報を入力することによって、構造情報の異なる複数の建物それぞれの倒壊における変動の程度、倒壊に関する情報（倒壊の有無、倒壊までの時間等）をユーザＵに認識させることができる。したがって、振動体験システム１は、倒壊に至る可能性のある地震発生時を考慮して居住環境を検討することをユーザＵに促すことに寄与し、これにより、ユーザＵの防災意識の向上を図ることが可能となる。

また、振動体験システム１は、建物振動情報に基づいて予測振動を発生させ、建物振動情報の時刻歴応答が所定の閾値に達した時点で、建物の倒壊に対応する変動としての動作を発生させる。このため、振動体験システム１は、地震発生時において振動中に建物が倒壊するタイミングに対応して建物の倒壊による衝撃をユーザに認識させることができる。したがって、振動体験システム１は、ユーザにより現実に則した体験をさせることができる。

また、振動体験システム１は、建物振動情報に基づいて予測振動映像を出力し、建物振動情報の時刻歴応答が所定の閾値に達した時点で、建物の倒壊に対応する映像を出力する。このため、振動体験システム１は、地震発生時において振動中に建物が倒壊するタイミングに対応して建物の倒壊に対応する予測振動映像をユーザに視認させることができる。したがって、振動体験システム１は、ユーザに地震発生から倒壊に至るまでのより現実に則した体験をさせることができる。

また、振動体験システム１は、建物の倒壊に対応する映像として異常映像を出力する。このため、振動体験システム１は、建物が倒壊するタイミングに対応してユーザに全体が黒色である映像を視認させ、これにより、建物の倒壊における衝撃をユーザＵに強く認識させることができる。

また、振動体験システム１は、建物の倒壊に対応する映像として、異常映像を出力し、異常映像を出力した後、倒壊した前記建物の内部又は外部の光景を示す映像を出力する。このため、振動体験システム１は、倒壊後の建物の内部の状況をユーザＵに認識させることができる。

また、振動体験システム１は、建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報を予測振動映像と共に出力する。このため、振動体験システム１は、ユーザＵに、建物の振動の度合いを感覚的に認識させると共に、建物振動情報により定量的に認識させることができる。

また、振動体験システム１は、建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報を出力し、さらに、建物識別情報で識別された建物に対応しない建物振動情報を出力する。このため、振動体験システム１は、一の建物の振動を体験しつつ、当該建物の振動の度合いを定量的に認識すると同時に、他の建物の振動の度合いを認識することができる。これにより、振動体験システム１は、ユーザＵに異なる建物における揺れの度合いの違いを認識させることができる。

振動体験システム１は、複数の異なる建物の構造情報に基づいて生成した建物振動情報に基づいて、順次、それぞれの建物の倒壊に対応した建物の変動をユーザに体験させてもよい。これにより、振動体験システム１は、建物の構造による倒壊の有無、倒壊に至るまでの時間等をユーザに認識させることができる。したがって、振動体験システム１は、ユーザＵの防災意識を高めることに寄与することができる。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態の振動体験システム１について説明する。第２実施形態の振動体験システム１は、第１実施形態の振動体験システム１と同様に、制御装置１００と、振動体験装置２００とを備える。第２実施形態の制御装置１００は、第１実施形態の制御装置１００と同様に、通信部１１と、記憶部１２と、情報生成部１３と、入力部１４と、制御部１５とを備える。振動体験装置２００は、第１実施形態の振動体験装置２００と同様に、振動発生装置２０と、映像出力装置３０と、照明装置４０と、駆動装置５０とを備える。振動発生装置２０は、第１実施形態の振動発生装置２０と同様に、通信部２１と、記憶部２２と、可動部２３と、制御部２４と、を備える。映像出力装置３０は、第１実施形態の映像出力装置３０と同様に、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３と、表示部３４と、を備える。照明装置４０は、第１実施形態の照明装置４０と同様に、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３と、照明部４４とを備える。駆動装置５０は、第１実施形態の駆動装置５０と同様に、通信部５１と、記憶部５２と、駆動部５３とを含む。

以降、第２の実施形態における第１の実施形態と異なる点について説明する。第２の実施形態における第１の実施形態と同様の点については説明を省略する。

制御装置１００の制御部１５は、建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報に基づいて、建物の倒壊に対応した建物の変動をユーザに体験させるための制御信号を生成する。制御信号は、追って詳細に説明する変動制御信号、映像出力信号、消灯信号、及び駆動制御信号を含む。

具体的には、制御部１５は、建物振動情報に基づいて可動部２３を動作させるための変動制御信号を生成する。変動制御信号は、振動発生装置２０の制御部２４に可動部２３を動作させるための信号である。そして、通信部１１が、制御部１５によって生成された変動制御信号を振動発生装置２０に送信する。さらに、振動発生装置２０の制御部２４は、変動制御信号に基づいて可動部２３を制御する。可動部２３の制御の詳細については第１の実施形態と同様である。

制御装置１００の制御部１５は、建物振動情報に基づいて映像出力信号を生成する。映像出力信号は、映像出力装置３０の制御部３３に映像を表示部３４に出力させるための信号である。そして、通信部１１が、制御部１５によって生成された映像出力信号を映像出力装置３０に送信する。さらに、映像出力装置３０の制御部３３は、映像出力信号に基づく映像を表示部３４に出力する。表示部３４は、制御部３３から入力された映像を表示させる。映像の表示の詳細については第１の実施形態と同様である。

制御装置１００の制御部１５は、変動制御信号に基づいて可動部２３の少なくとも一部の状態を変化させる処理と同期をとって制御部４３に照明部４４を消灯させるための消灯信号を生成する。そして、通信部１１は、制御部１５によって生成された消灯信号を照明装置４０に送信する。さらに、照明装置４０の制御部４３は、通信部４１が消灯信号を受信すると、照明部４４を消灯する。

制御装置１００の制御部１５は、変動制御信号に基づいて可動部２３少なくとも一部の状態を変化させる処理と同期をとって駆動部５３に囲繞部材６を駆動させるための駆動制御信号を生成する。そして、通信部１１は、制御部１５によって生成された駆動制御信号を駆動装置５０に送信する。さらに、駆動装置５０の駆動部５３は、通信部５１が駆動制御信号を受信すると、囲繞部材６を駆動する。囲繞部材６の駆動の詳細については第１の実施形態と同様である。

図６は、第２実施形態における振動体験システム１の動作例を示すシーケンス図である。制御装置１００は、入力部１４が建物識別情報及び開始指示情報を受け付けると、以降の動作を開始する。

制御部１５は、入力部１４によって入力された建物識別情報に対応する建物振動情報を記憶部１２から抽出する（ステップＳ３１）。

制御部１５は、入力部１４によって入力された建物識別情報に対応する建物振動情報に基づいて変動制御信号を生成する（ステップＳ３２）。

制御部１５は、入力部１４によって入力された建物識別情報に対応する建物振動情報に基づいて、映像出力信号を生成する（ステップＳ３３）。

制御部１５は、変動制御信号に基づいて、振動発生装置２０が可動部２３の少なくとも一部の状態を変化させる処理と同期をとって照明部４４を消灯させるための消灯信号を生成する（ステップＳ３４）。

制御部１５は、変動制御信号に基づいて、振動発生装置２０が可動部２３の少なくとも一部の状態を変化させる処理と同期をとって駆動部５３に囲繞部材６を駆動させるための駆動制御信号を生成する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３２で変動制御信号が生成されると、制御部１５は、変動制御信号を振動発生装置２０に送信するよう通信部１１を制御する（ステップＳ３６）。

ステップＳ３３で映像出力信号が生成されると、制御部１５は、映像出力信号を映像出力装置３０に送信するよう通信部１１を制御する（ステップＳ３７）。

ステップＳ３４で消灯信号が生成されると、制御部１５は、消灯信号を照明装置４０に送信するよう通信部１１を制御する（ステップＳ３８）。

ステップＳ３５で駆動制御信号が生成されると、制御部１５は、駆動制御信号を駆動装置５０に送信するよう通信部１１を制御する（ステップＳ３９）。

ステップＳ３６で変動制御信号が送信されると、振動発生装置２０の通信部２１が変動制御信号を受信し、制御部２４が変動制御信号に基づいて可動部２３を動作させる（ステップＳ４０）。

ステップＳ３７で映像出力信号が送信されると、振動発生装置２０の通信部２１が映像出力信号を受信し、制御部２４が映像出力信号に基づいて映像を表示部３４に出力する（ステップＳ４１）。

ステップＳ３８で消灯信号が送信されると、照明装置４０の通信部４１が消灯信号を受信し、制御部４３が照明部４４を消灯する（ステップＳ４２）。

ステップＳ３９で駆動制御信号が送信されると、駆動装置５０の通信部５１が駆動制御信号を受信し、駆動部５３が囲繞部材６を駆動する（ステップＳ４３）。

以上、本発明の第２実施形態によれば、制御装置１００は、建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報に基づいて、建物の倒壊に対応した建物の変動をユーザに体験させるための制御信号を生成する。そのため、制御装置１００は、各建物に対応する建物識別情報を入力することによって、複数の異なる建物のそれぞれの倒壊における変動の程度、倒壊に関する情報（倒壊の有無、倒壊までの時間等）をユーザＵに認識させることができる。したがって、制御装置１００はユーザＵに対しては倒壊に至る可能性のある地震発生時を考慮して居住環境を検討することを促すことに寄与し、これにより、ユーザＵの防災意識の向上を図ることが可能となる。

本発明は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

また、上述した実施形態において、記憶部１２は、複数の建物の構造情報を記憶するとしたが、この限りではない。記憶部１２は構造情報を記憶せず、例えば、通信部１１が構造情報を受信してもよいし、入力部１４が構造情報を受け付けてもよい。

また、上述した実施形態において、振動発生装置２０が消灯信号及び駆動制御信号をそれぞれ照明装置４０及び駆動装置５０に送信するとしたが、この限りではない。例えば、振動発生装置２０は消灯信号及び駆動制御信号を送信しなくてもよい。このような構成において、映像出力装置３０は、建物振動情報の時刻歴応答が閾値に達する時点になったと判定すると、消灯信号及び駆動制御信号をそれぞれ照明装置４０及び駆動装置５０に送信する。これにより、上述した実施形態と同様に、照明装置４０の制御部４３は消灯信号に基づいて照明部４４を消灯し、駆動装置５０の駆動部５３は囲繞部材６を駆動する。

また、上述した実施形態において、制御部１５は、入力部１４によって建物識別情報が受け付けられると、受け付けられた建物識別情報と、複数の建物振動情報を振動発生装置２０及び映像出力装置３０に送信するよう通信部１１を制御してもよい。このような構成において、振動発生装置２０は、建物識別情報に対応する建物振動情報に基づいて可動部２３を動作させる。映像出力装置３０は、建物識別情報に対応する建物振動情報に基づいて映像を表示部３４に出力する。さらに、映像出力装置３０は、建物識別情報に対応する建物振動情報の応答履歴を予測振動映像と共に表示してもよいし、建物識別情報に対応しない建物振動情報の応答履歴をさらに表示してもよい。

また、上述した実施形態の振動体験システム１は、振動発生装置２０の動作と同期させながら、予測振動が発生した場合に想定される建物内における音声を出力する音声出力装置を、更に備えていてもよい。これにより、振動体験システム１は、変動の体験の臨場感をより一層高めることができる。

また、上述した実施形態の振動体験システム１の振動発生装置２０及び映像出力装置３０のうち少なくとも１つは、制御装置１００との間で、通信による情報の送受信が可能ではない構成であってもよい。その場合、制御装置１００に記憶されている建物振動情報を、ＵＳＢメモリやＣＤ－Ｒ等の可搬性記憶媒体に格納して、振動発生装置２０及び映像出力装置３０のうち少なくとも１つに読み込ませる構成とすることができる。

本発明は制御装置及び振動体験システムに関する。

１ 振動体験システム
６ 囲繞部材
１１ 通信部
１２ 記憶部
１３ 情報生成部
１４ 入力部
１５ 制御部
２０ 振動発生装置
２１ 通信部
２２ 記憶部
２３ 可動部
２４ 制御部
３０ 映像出力装置
３１ 通信部
３２ 記憶部
３３ 制御部
３４ 表示部
４０ 照明装置
４１ 通信部
４２ 入力部
４３ 制御部
４４ 照明部
５０ 駆動装置
５１ 通信部
５２ 記憶部
５３ 駆動部
６１ 床面部
６２ 壁面部
６３ 天井部
１００ 制御装置
２００ 振動体験装置
２３１ クローラ
２３２ 台座
２３３ 椅子

Claims (6)

1. 複数の異なる建物それぞれの構造情報に基づいて生成された、所定の振動情報に対する複数の建物振動情報を記憶し、前記複数の異なる建物のうちのいずれかの建物を識別するための建物識別情報を受け付ける制御装置と、
   前記建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報に基づいて、前記建物の倒壊に対応した前記建物の１階よりも上階である上層階の変動をユーザに体験させる振動体験装置と、
   を備え、
   前記建物振動情報は、前記建物の時刻歴応答を含み、
   前記振動体験装置は、前記時刻歴応答が所定の閾値に達する前に、前記建物振動情報に基づいて１階よりも上階である上層階の予測振動映像を出力し、前記時刻歴応答が前記所定の閾値に達した時点で、前記建物の倒壊に対応する前記変動としての映像を出力する映像出力装置を含み、
   前記映像出力装置は、前記建物の倒壊に対応する前記映像として、異常映像を出力し、前記異常映像を出力した後、前記倒壊した前記建物の１階の内部又は外部の光景を示す映像を出力することを特徴とする振動体験システム。
2. 前記振動体験装置は、前記建物振動情報に基づいて予測振動を発生させ、前記時刻歴応答が所定の閾値に達した時点で、前記建物の倒壊に対応する前記変動としての動作を発生させる振動発生装置を含むことを特徴とする、請求項１に記載の振動体験システム。
3. 前記映像出力装置は、前記建物振動情報に基づく前記建物の内部の前記予測振動映像を、前記時刻歴応答が前記所定の閾値に達する時点まで表示し、前記予測振動映像の表示中に前記時刻歴応答を示す情報を表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動体験システム。
4. 前記映像出力装置は、前記時刻歴応答が前記所定の閾値に達する時点までの時間を前記予測振動映像と共に出力することを特徴とする、請求項３に記載の振動体験システム。
5. 前記映像出力装置は、前記建物識別情報で識別された建物とは異なる建物の前記時刻歴応答をさらに出力することを特徴とする、請求項３又は４に記載の振動体験システム。
6. 複数の異なる建物それぞれの構造情報に基づいて生成された、所定の振動情報に対する複数の建物振動情報を記憶する記憶部と、
   前記複数の異なる建物のうちのいずれかの建物を識別するための建物識別情報を受け付ける入力部と、
   前記建物識別情報で識別された建物に対応する建物振動情報に基づいて、前記建物の倒壊に対応した前記建物の１階よりも上階である上層階の変動をユーザに体験させる振動体験装置を制御するための制御信号を生成する制御部とを備え、
   前記建物振動情報は、前記建物の時刻歴応答を含み、
   前記振動体験装置は、前記時刻歴応答が所定の閾値に達する前に、前記建物振動情報に基づいて１階よりも上階である上層階の予測振動映像を出力し、前記時刻歴応答が前記所定の閾値に達した時点で、前記建物の倒壊に対応する前記変動としての映像を出力する映像出力装置を含み、
   前記映像出力装置は、前記建物の倒壊に対応する前記映像として、異常映像を出力し、前記異常映像を出力した後、前記倒壊した前記建物の１階の内部又は外部の光景を示す映像を出力することを特徴とする制御装置。

Images