JPH0515599A - 快適インタフエース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 さまざまな作業環境において、作業者の現在
の心理状態に応じたきめの細かな環境制御を施して快適
な作業環境を実現する。 【構成】 生理反応計測部と、生理反応をモデルを用い
て作業者の心理状態レベルパターンに変換し、その時間
変化から心理状態変化パターンを求め、心理状態目標値
パターンとの差から心理状態誤差パターンを求めるデー
タ評価部と、作業内容判定部と、判定した作業内容に応
じて、心理状態レベルパターンと心理状態変化パターン
の組合せから最適な心理状態目標値パターンを求める心
理状態目標値パターン決定部と、心理状態レベルパター
ンと心理状態変化パターンから、設定されたアルゴリズ
ムを用いて作業環境制御パターンを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、さまざまな作業環境
において、作業者の現在の心理状態に応じたきめ細かな
環境制御を施して快適な作業環境を実現し、かつ作業内
容に応じた最も適切な心理状態レベルを効率よく達成す
るインタフェースに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＶＤＴ作業において、ＣＲ
Ｔ上におけるフォントの大きさ、色、またはＣＲＴ画面
の明るさ、コントラスト、カラーリング、あるいはアラ
ームの大きさ、種類といった作業環境は、作業者自身に
よって予め個人の好みにあった環境に設定し固定されて
いる。

【０００３】生理反応を用いて作業者の状態を評価し、
適応的にインタフェースを変化させるものとしてはＴＶ
ゲームに対する試みの概念が提案されている（第６回ヒ
ューマンインタフェース・シンポジウム論文集、「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」、３５１〜３５６ページ）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記適応型インタフェ
ース以外の従来の手法によるインタフェースでは、作業
者によって予め作業環境が固定設定されてしまうので、
例えば作業中に変化する作業者の心理状態にまでは対応
しておらず、特に長時間の作業においては作業者が常に
快適な状態にあるというわけではないという欠点があっ
た。

【０００５】この発明は、上記適応型インタフェースの
概念を具体化・汎用化して、さまざまな作業環境におい
て、生理反応を用いて評価した作業者の心理状態を用い
るだけでなく、時々刻々と変化する心理状態の目標値を
も回帰的に用いることによって作業者の現在の心理状態
に応じたきめ細かな環境制御を施して快適な作業環境を
実現することを第１の目的とする。

【０００６】さらに上記第１の目的に加えて、作業内容
に応じた最も適切な心理状態（最終目標値）をシステム
内部で決定することにより、作業者の意志によるコント
ロールを必要とせずに、従って作業者の作業などを中断
させることなく効率よく達成することを第２の目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る快適イン
タフェースは、生理反応を計測して、それをモデルに基
づいて作業者の心理状態レベルパターンに変換し、心理
状態レベルパターンの時間変化から心理状態変化パター
ンを求め、上記心理状態レベルパターンと心理状態目標
値パターンとの差から心理状態誤差パターンを求め、作
業者の作業内容を判定し、判定した作業内容に応じて上
記心理状態レベルパターンと上記心理状態変化パターン
の組合せに対応する最適な心理状態目標値パターンを求
める。また、上記心理状態レベルパターンと心理状態変
化パターンから、設定されたアルゴリズムを用いて作業
環境制御パターンを決定する。さらに作業環境制御の結
果として得られる心理状態誤差パターンにより上記アル
ゴリズムを適応的に変化させるものである。

【０００８】

【作用】この発明における快適インタフェースは、作業
者の心理状態目標値パターンを心理状態レベルパターン
と心理状態変化パターンを用いて求めるので、多面的で
より正確な評価を可能にする。

【０００９】さらに上記レベルと変化は連続計測される
生理反応から求められるので時間的に変化し、それより
求められる心理状態目標値もこれに伴い作業者の作業時
におけるいろいろな心理状態に応じて変化するので、実
際に時々刻々と変化している作業者の心理状態に効率よ
く対応できる。

【００１０】心理状態目標値と同様にして心理状態レベ
ルパターンと心理状態変化パターンを用いて作業環境制
御パターンを求めるアルゴリズムを、作業環境制御の結
果として得られる心理状態誤差パターンにより適応的に
変化させることによって、よりきめ細かな作業環境制御
が行える。

【００１１】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の作業環境における一実施例
を図について説明する。図１において生理反応計測部１
では作業者の、例えば心電図、脈波、脳波などの生理反
応を計測する。データ評価部２では、心理状態を評価す
るためのモデルに上記生理反応計測部で計測した生理反
応を入力し、心理状態レベルパターン２４に変換する。
心理状態レベルは例えば覚醒水準や注意レベル、眠気
度、疲労度、精神的負担度、身体的快適度などのうち、
複数を用いてパターン評価される。上記心理状態レベル
パターン２４の一定時間の差分を心理状態変化パターン
２５とする。心理状態レベルと心理状態変化を同時に用
いるのは、同じ大きさの心理状態変化を検出した時で
も、その変化の意味がそのときの心理状態レベルにより
異なるからである。心理状態変化パターンを求めるため
に、ここではむだ時間要素（ｄｅｌａｙ）２２の出力で
ある一単位時間前の心理状態レベルパターンとの差を用
いたが、また、別の実施例においては、直前の一定時間
分の心理状態レベルの平均値との差を用いる方法も考え
られる。さらに心理状態レベルパターン２４と心理状態
目標値パターン３との差から心理状態誤差パターン２３
を求める。ここでいう一単位時間とは、生理反応を用い
て評価される心理状態の評価時刻の一単位のことであ
る。従って一単位時間は心理状態レベルの変化を打ち消
してしまわない程度に長い時間に設定することが望まし
く、それ故に作業内容によって一単位時間の長さは異な
る。

【００１２】作業内容判定部７では、例えば、文書を作
成中であるとか、プログラミング中であるとか、シミュ
レーション中であるとかといった作業者の現在の作業内
容を判定し、かつ過去のある時点における作業内容がわ
かるように、また、現在の作業内容がどの位長く持続し
ているかがわかるように、これをタイムチャート化して
蓄えておく。

【００１３】次に心理状態目標値パターン決定部３の動
作について説明する。ここでは設定されたアルゴリズム
に従って、作業内容判定部７で判定された作業内容に応
じた心理状態を達成するように現在の作業者の心理状態
レベルパターン２４と心理状態変化パターン２５に対し
て最適な心理状態レベルパターンとする心理状態目標値
パターンを求める。このアルゴリズムは、例えば図２の
ように、ある心理状態指標値の心理状態レベルと心理状
態変化に対して、作業者の個人特性や作業内容判定部７
で判定された作業者の作業内容等に応じて決定される心
理状態レベルの最終目標値（あるいは範囲）を達成する
ための作業者の負担を最も小さくするような達成経路
（達成時間とそれぞれの時間に対する心理状態レベル）
を求めて、その一単位時間後の心理状態レベルの値を現
在の心理状態レベルと心理状態変化に対する心理状態目
標値とする方法が考えられる。また、このアルゴリズム
には、例えばいろいろな心理状態レベルパターン２４と
心理状態変化パターン２５の組合せに対して最適な心理
状態目標値パターンを対応づけたルックアップテーブル
などを予め用意しておく方法が考えられる。この表は作
業者の個人特性に応じたものを用いることが最も望まし
いが、年齢や性別などの属性に応じた典型データを用い
ることも可能である。または上記アルゴリズムとして心
理状態レベルパターン２４と心理状態変化パターン２５
を入力とし、心理状態目標値パターンを出力するニュー
ラルネットワークを構成してもよい。この場合には、作
業者個人の特性あるいは典型データを予めこのニューラ
ルネットワークに学習させておくことになる。

【００１４】次に作業環境制御パターン決定部４の動作
について説明する。上記心理状態目標値パターンと同様
に心理状態レベルパターン２４と心理状態変化パターン
２５を用いて作業環境制御パターンを求める。このとき
に用いるアルゴリズムは、心理状態誤差パターン２３が
心理状態目標値パターンを実現するための作業環境制御
パターンを施したことによって変化する程度や方向によ
って、適応的に変化するものである。例えば心理状態レ
ベルパターン２４と心理状態変化パターン２５の組合せ
に対する作業環境制御パターンの間の対応を示すルック
アップテーブルの、対応にかかる重みや優先順位を変化
させたりする方法によって上記アルゴリズムを適応的に
変化させることが考えられる。また、作業者の心理状態
によって決定された作業環境制御パターンだけでなく、
作業の内容によって必然的に生じた作業環境制御、例え
ばエラーメッセージやアラームの提示などの制御による
心理状態レベルに対する効果（目的とする心理状態レベ
ルが得られつつあるかどうか）も上記心理状態誤差パタ
ーンによって評価し、同様に作業環境制御パターンの決
定アルゴリスムを適応的に変化させる。作業環境制御部
５では上記作業環境制御パターン決定部４で決定された
パターンに従った作業環境を実現するために、例えば、
ＣＲＴ上におけるフォントの大きさ、色、またはＣＲＴ
画面の明るさ、コントラスト、カラーリング、またある
いはアラームの大きさ、種類、またあるいはメッセージ
の表現方法、出力方法などを変える。

【００１５】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、生理反
応からモデルを用いて心理状態を求めることにより、よ
り正確な生体の状態に基づいた評価が可能になる。ま
た、心理状態レベルパターンと心理状態変化パターンに
対応する心理状態目標値パターンと作業環境制御パター
ンを各々予め設定することにより個人差への対応が可能
になる。また、作業環境制御パターンを心理状態誤差パ
ターンによって適応的に変化させることにより個人内変
動への対応も可能になる。さらに心理状態目標値を回帰
的に用いることにより心理状態目標値が時々刻々と変化
し、よりきめ細かな制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による快適インタフェース
を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例による心理状態レベルと心
理状態変化に対して最適な心理状態目標値及び作業環境
制御パターンを求める図である。

【符号の説明】

１ 生理反応計測部 ２ データ評価部 ３ 心理状態目標値決定部 ４ 作業環境制御パターン決定部 ５ 作業環境制御部 ６ 作業環境 ７ 作業環境判定部 ２１ 複数の生理指標値を入力とし、心理状態レベルパ
ターンに変換して出力するモデル ２２ むだ時間要素 ２３ 心理状態誤差パターン ２４ 心理状態レベルパターン ２５ 心理状態変化パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺下 裕美 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 生理反応計測部と、計測した生理反応を
   モデルに基づいて作業者の心理状態レベルパターンに変
   換し、この心理状態レベルパターンの時間変化から心理
   状態変化パターンを求め、上記心理状態レベルパターン
   と心理状態目標値パターンとの差から心理状態誤差パタ
   ーンを求めるデータ評価部と、作業者の作業内容を判定
   する作業内容判定部と、判定した作業内容に応じて上記
   心理状態レベルパターンと上記心理状態変化パターンの
   組合せに対応する最適な心理状態目標値パターンを求め
   る心理状態目標値パターン決定部と、心理状態レベルパ
   ターンと心理状態変化パターンから、設定されたアルゴ
   リズムを用いて作業環境制御パターンを決定するととも
   に、作業環境制御の結果として得られる心理状態誤差パ
   ターンにより上記アルゴリズムを適応的に変化させる作
   業環境制御パターン決定部と、作業環境制御パターンに
   従って作業環境を設定する作業環境制御部と、その制御
   対象となる作業環境からなる快適インタフェース。