JPS59157679A - 学習補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ひとの学習しようとする情報を、本体装置も
しくは磁気録音等の再生音響によって得る手段において
、ひとの情報受容及び記憶の定着性の向上等、学習効率
を向上せしめるだめの、学習補助装置に関する。詳しく
は、ひとの最も学習に適する心理的・生理的状態を検出
し、学習者に告知し、かつ学習最適状態への実現をうな
がし、学習最適状態にて学習情報を提示する学習補助装
置に関する。

であれば殆んど学習されない。しかし意識集中されてい
ても、心理的・生理的な緊張があると、学習効率は非常
に低くなる。これに対し心理・生理的に弛緩されたいわ
ゆるリラックスした意識集中が最も学習効率が高い事は
衆知となっている。

膚温度などである程度推定することが可能である。

すなわち、緊張のないリラックスした状態では、脳波は
主として７　Ｈ２から１４Ｈ２の間のアルファー波領域
の周波数成分を多く含むし、精神性発汗部位の皮膚では
、その電気抵抗は相対的に高くなり、皮膚電位の絶対値
は小さくなる。また毛細管の血行が良くなり皮膚の温度
が上昇する。この様な生理的な反応をモニターし、弛緩
のない状態へ自己御 制倫することは可能であり、バイオフィードバック訓練
法として、医学的、心理学的研究分野及び臨床医学の分
野で衆知の事となっている。かかる生理的状態を反映す
るモニター信号を用いて、磁気テープレコーダー等の個
別学習補助装置の駆動を制御し、ひとの学習効率の高い
状態のときに学習補助装置を駆動させることが可能であ
る。

従来、この種の意図をもった学習補助装置では、学習内
容にかかわらず、例えば脳波についていえば、脳波のア
ルファー波がある強さに達したもしくは所定時間持続し
てアノげ４が検出されたときに磁気テープの駆動装置が
動作し、アルファー波の強さが弱くなると、磁気テープ
の駆動が停止する様になっている。この様遊方式だと、
学習内容が途中でしばしば中断され、心理的に学習意欲
を減退せしめる恐れがある。

本発明装置はかかる常置をとり除き、より学習効率を向
上させる学習補助装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明方式では、例えば磁気テニプ１； ル収録された学習内容の区切りの良い部分に、タイミン
グ信号を重ねて録音、もしくはテープの一部にタイミン
グ信号専用のトラックを設け、その部分にタイミング信
号を録音、もしくは、学習内容の区切り毎に所定時間の
録音空白部９分もしくは録音レベルを著るしく低くする
部分を設け、テープ駆動時にこのタイミング信号を検出
する。このタイミング信号、の間隔はおおむね４〜６秒
が適当を判定し、そのいずれかが所定の範囲であると判
定されたときに、その判定出力信号を、次のタイミング
信号が検出され、′そのときのアルファー波の状態を判
定するまでの間、記憶保持し、同時にその記憶保持され
た判定出力信号でテープを駆動する。少くもテープの駆
動によって次のタイミング信号が検出されるまで、ひき
つづき変化する脳波の状態にかかわらずテープは駆動さ
れ、学習情。

報は提供されつづく。また、タイミング信号が検ニー 出され、脳波のアルファ波の状態を判定した際、その強
度もしくは持続時間が所定の範囲゛にないときは、判定
信号は出力されず、テープ駆動は停止する。この状態は
、ひきつづき脳波のアルファー波の状態を判定し、その
状態が所定の範囲に達する迄維持される。アルファー波
の状態が所定の範囲に達したと判定されたとき、判定信
号が出力され、次のタイミング信号が検出されるまで判
定信号が記憶保持され、かつテープが駆動される。

この様な方式にすると、ひとたび学習情報の提供のため
テープが駆動されると、その後の脳波の状態にかかわら
ず、区切りの良いところまで動きつづけ、再び脳波判定
をして、駆動するか待機するかを自動的に決めることが
できる＝従って学習情報が、中途半端な状態で分断され
ることがない。

この方式では、テープ駆動中は脳波の状態に関係なく情
報が提供され、意識集中が途中でくずれても次のタイミ
ング信号が検出されるまで駆動されることになる。しか
しタイミング信号の時間間隔をおおむね４秒〜６秒位と
短くすれば、実質的なして脳波のアルファー波の状態に
相関したフィードバック信号を告知せしめることにより
、テープが駆動しているときに意識集中がくずれたか否
かを示すことが可能である。

以上、人間の心理・生理的挙動を反映する電気ついても
同様に適用できるものである、また可聴周波数領域の音
響発生装置として磁気テープ装置を例として説明したが
、半導体メモリを用いた音声合成装置、磁気ディスク、
電気光学記憶装置、等にも適用できるものである。

次に図を用いて具体的実施例を説明する。第１図は、ひ
との心理・生理的挙動を反映する電気的変動として脳波
のアルファ波成分を検出する場合の具体的実施例を示す
ものである。第１図において、ひとの頭部表皮より導出
された脳波を含む電気的信号を前置増巾器回路１０に娃
増巾し、更に周波数選択増巾器回路２０にて、脳波のア
ルファ波成分を選択的に抽出する。選択抽出されたアル
ファ波信号は、その強度を判定するだめの比較判定信号
発生器回路３０にて、比較基準信号発生回路４０にて設
定された信号と比較判定され、４０にてあらかじめ設定
された量の範囲であるか否かの判定信号に変換される。

判定信号は、例えば抽きは“Ｏ”の２値信号形式が良い
。

学習者に可聴せしめる学習内容を含む可聴周波数の音響
信号発生装置、例えば磁気式テーププレー’ｆＩｆ　Ｏ
があり、２゜磁気式ヶーププｖ４１、ら出力される再生
信号を用いてタイミング信号を発生せしめるタイミング
信号発生装置回路７０にて、アルファ波強度判定信号の
とり込みのタイミングをきめるタイミング信号が出力さ
れ、このタイミング信号によって開閉器回路５０が開閉
され、信号記憶保持回路６０にアルファ波強度判定信号
が記憶保持される。開閉器回路５０の動作は、タイミン
グ信号が入力されたときに導通状態となり、判定信号が
信号記憶保持回路６０にとり込まれるが、判定信号が“
１″でとり込まれたときは、信号記憶保持回路６０から
、開閉器回路５０を非導通にする信号を発生せしめ、同
時に磁気式テーププレーヤー８０を駆動せしめる。この
状態はひきつづき変化するアルファ波強度判定の如何に
かか信号がとり込まれる。判定信号が“０″の場合には
開閉器回路５０は導通状態を維持し、信号記憶保持回路
６０には“０″がとシ込まれるが、このときは開閉器回
路５０を非導通罠する信号は発生されず、同時に磁気式
テーププレーヤーも駆動さし；ン れない。この状態はひきつづき変化するアルファ波強度
判定信号が１″になるまで保持され、信号記憶保持回路
６０に°１″がとり込まれたとき、開閉器回路５０が非
導通となり、次のタイミング信号の入力まで磁気式テＬ
ププレーヤーは駆動される。

磁気式テーププレーヤーから出力される再生信号は、可
聴周波数音響発生装置９０によって学習者に、学習内容
を含む音響を可能ならしめる。

これら前置増巾器回路１０、周波数選択増巾器回路２０
、比較信号発生器回路３０、比較基準信号発生器回路４
０、開閉器回路５０、信号記憶保持回路６０、タイミン
グ信号発生装置回路７０、音響信号発生装置８０および
音響発生装置９０は衆知の電子回路もしくは集積回路で
簡単に構成できるものである。

第２図は、第１図に示す具体的実施例の動作状況を明確
にするための信号波形の一例を示すものである。第２図
中の（ａ）は、前置増巾器回路１０の出力波形で、ひと
の脳波を導出し増巾したものである。この出力波形はお
おむね０．４Ｈ２から３０Ｈｚ位の周波数成分を含有し
ている。第２図中の（ｂ）は、この脳波信号を周波数選
択増巾器回路２０にて、アルファ波成分のみ抽出したも
ので、７　Ｈ２から１４Ｈ２の周波数成分のみ含有して
いる。第２図中の（Ｃ）は、同図２に示すアルファ波成
分の振巾強度が、あらかじめ設定した量の範囲にあると
きに１　″の判定信号を発生する機能を有する比較判定
信号発生器回路３０の出力波形で、あらかじめ設定する
量は、比較基準信号発生回路４０にて発生せしめるが、
設定する量の大きさは、前置増巾器回路・１００入力信
号の大きさに換算して、１０マイクロボルトないし１０
０マイクロボルトの間で選定される。選定の方法は学習
者によって可変できる様にすることが実際的である、−
例として、第２図中の（ｂ）の波形に重ねて点線で示さ
れている。

第２図中（ｐ（ｄ）は音響信号発生装置、例えば磁気式
テーププレーヤー８０の再生信号の一例を示す図である
。第２図中の（ｅ）は、同図（Ｃ）の再生信号から形成
されたタイミング信号、第２図中の（ｆ）は、同図（ｅ
）のタイミング信号によって、同図（Ｃ）の判定信号を
とり込み、記憶保持回路６０で保持され、かつ、開閉器
回路５０および磁気式テーププレーヤー８０の駆動を制
御するための信号である。

また第２図中の（ｇ）は、学習著が実際に聴取する音響
信号であり、音響発生装置９０の出力波形の例を示す。

以上の説明で明確なように、本発明によると、従来の方
式では、学習内容が、学習者の脳波のアルファ波成分の
含有の状況に応じて、途中でしばしば中断され、学習意
欲を著るしく減退域しめていた欠陥を完全に解消し得る
もので、学習内容の区切りの良い時点で磁気式テーププ
レーヤーの駆動を制御することができる。

具体的実施例では脳波のアルツブ彼を検出し、磁気式テ
ーププレーヤーの駆動制御を行うことにつき説明したが
、ひとの学習効率の良い状態での心理・生理的挙動を反
映するものとして、脳波以外に、電気皮膚反射や皮膚温
度を検出しても、同　。

様の制御が可能であり、また磁気式テーププレーヤーと
同様の効果は、半導体音声合成装置、磁気第１図は本発
明による具体的実施例を説明するブロック図、第２図（
ａ）〜（ｇ）はその動作を説明する信号波形図である。

１０・・・前置増巾器回路　　２０・・・周波数選択増
巾器回路３０・・・比較判定信号発生器回路 ４０・・・比較基準信号発生回路 ５０・・・開閉器回路　　　　６０・・・信号記憶保持
回路７０・・・タイミング信号発生装置回路８０・・・
音響信号発生装置　９０・・・音響発生装置特許出願人
　　　７−　壱　止　存 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　人間の表皮よシ、心理・生理的挙動を反映する電
   気的変動もしくは、トランスデユーサ−を介して電気的
   信号に変換し得る変動を導出する手段と、この心理・生
   理的挙動を反映する変動の大きさ、もしくは変動の持続
   時間が、あらかじめ設定された量の範囲であるか否かを
   判定して判定信号を出力する比較判定出力手段を有し、
   かつこの判定出力信号を所定のタイミングでとシ込み、
   出力を制御することを特徴とす る学習補助装置。 ２・）　　前記心理・生理的挙動を反映する電気的変動
   が、アルファー波領域の周波数成分の脳波であり、かつ
   その振巾の強さと出現持続時間が所定の量を越えて検出
   されたときに、判定出力信号を発生せしめることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の学習補助装置。 ３）　前記心理・生理的挙動を反映する電気的変動が、
   精神的発汗部位に於ける皮膚電気反射であり、かつ初期
   計測値に対し相対的に所定の割合の量の変化を検出した
   ときに判定出力信号を発生せしめることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の学習補助装置。 ４）　前記のトランスデューサーを介して電気的信号に
   変換し得る変動が、皮膚の表面温度であり、かつ初期計
   測値に対し相対的に所定の割合の量の温度上昇を検出し
   たときに判定出力を発生せしめる特許請求の範囲第１項
   記載の学習補助装置。 ５）　前記の別に発生せしめる可聴周波数領域の音響が
   、磁気式もしくは光学式等の録音再生装置によるもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、
   第３項又は第４項記載の学習補助装置。 ε）　前記所定のタイミングを定める信号が、特許請求
   の範囲第５項記載の磁気式もしくは光学式等の録音装置
   の再生信号によって形成されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載の学習
   補助装置。 ７）　前記録音再生装置の駆動が、特許請求の範囲第１
   項記載の記憶保持されている判定出力信号で制御される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３
   項又は第４項記載の学習補助装置、