WO2016084486A1 - 解析装置、解析方法およびプログラム - Google Patents

解析装置、解析方法およびプログラム Download PDF

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WO2016084486A1
WO2016084486A1 PCT/JP2015/078412 JP2015078412W WO2016084486A1 WO 2016084486 A1 WO2016084486 A1 WO 2016084486A1 JP 2015078412 W JP2015078412 W JP 2015078412W WO 2016084486 A1 WO2016084486 A1 WO 2016084486A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
skin
user
impedance
analysis
region
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/078412
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
西村　拓也
和田　成司
裕之 栗岩
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Publication of WO2016084486A1 publication Critical patent/WO2016084486A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body

Definitions

  • the present disclosure relates to an analysis apparatus, an analysis method, and a program.
  • Patent Document 1 discloses a technique for determining a user situation based on a user's biometric information, determining a facial expression or action of a display character corresponding to the user situation, and executing image display based on the determined facial expression or action of the character. Is described. With this technology, it is possible to easily and easily represent the user's operation status, health status, emotion, and other situations based on the facial expression of the character.
  • an electrical skin reaction GSR: Galvanic Skin Response
  • EDA Electro-Dermal Activity
  • EDR Electro-Dermal Response
  • SPA Skin Potential Activity
  • EDA is widely used as a method for detecting the activity of the user's autonomic nervous system, not limited to the example of Patent Document 1.
  • EDA measurement skin impedance or conductance is measured by passing a direct current of about 0.5 V to 3 V between a pair of electrodes in contact with the user's skin (conductance is the reciprocal of impedance). .
  • conductance is the reciprocal of impedance.
  • the measured value is still an environmental factor (such as temperature, humidity, body temperature, and sweating), skin surface condition, individual differences (such as differences in skin color and thickness). It was easy to be affected.
  • the present disclosure proposes a new and improved analysis device, analysis method, and program capable of improving the measurement accuracy while minimizing restrictions on the measurement of skin impedance or skin conductance.
  • a data acquisition unit that acquires impedance or conductance data measured by passing an alternating current between an electrode pair that contacts the user's skin, and extracts the user's biological information from the data.
  • An analysis apparatus including an analysis unit is provided.
  • the processor extracts the biometric information of the user from impedance or conductance data measured by passing an alternating current between at least one pair of electrodes in contact with the user's skin. Including analysis methods are provided.
  • the computer has a function of extracting the user's biological information from impedance or conductance data measured by passing an alternating current between at least one pair of electrodes in contact with the user's skin. A program for realizing this is provided.
  • a hardware configuration of the information processing apparatus according to the embodiment of the present disclosure will be described. It is a figure which shows arrangement
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a system according to an embodiment of the present disclosure.
  • system 10 includes a sensor device 100.
  • the system 10 may further include a server 300 connected to the sensor device 100 via the network 200.
  • the system 10 may include a terminal device 400 different from the sensor device 100.
  • the sensor device 100 includes an electrode pair 120 as shown in FIG.
  • the electrode pair 120 contacts the user's skin and measures impedance or conductance by passing an alternating current between the electrodes that make up the pair.
  • impedance is the reciprocal of conductance
  • the case where the electrode pair 120 measures conductance will be described below for simplicity, but the same applies to the case where impedance is measured.
  • the sensor device 100 is wristware worn on the wrist.
  • the sensor device 100 may have any shape as long as the electrode pair 120 that contacts the user's skin can be disposed.
  • the sensor device 100 may be armwear worn on the upper arm or a ring-type wearable device worn on a finger.
  • the sensor device 100 includes a display 110.
  • the display 110 is an example of an output device that presents information to the user.
  • information based on the result of the analysis performed by the server 300, the terminal device 400, or the sensor device 100 itself based on the skin conductance measured by the electrode pair 120 is provided. Is output.
  • the information may be displayed as an image on the display 110, may be output as sound from a speaker, or may be expressed as vibration by a vibrator.
  • the sensor device 100 may not have an output device.
  • the output device may not be used for outputting information based on the result of the analysis performed based on the skin conductance.
  • the server 300 communicates with the sensor device 100 via a network 200 such as the Internet.
  • the server 300 is composed of, for example, one or a plurality of information processing apparatuses on a network.
  • the server 300 receives skin conductance data from the sensor device 100 and executes analysis. Furthermore, the server 300 transmits information based on the analysis result to the sensor device 100.
  • the terminal device 400 communicates with the sensor device 100 via the network 200. Alternatively, the terminal device 400 may directly communicate with the sensor device 100 via Bluetooth (registered trademark) or the like.
  • the terminal device 400 may be, for example, a smartphone as in the illustrated example, or may be another terminal device such as a tablet or a personal computer.
  • the terminal device 400 includes a display 410 as in the illustrated example, for example.
  • the display 410 is an example of an output device that presents information to the user. When the terminal device 400 includes the output device in this way, information based on the result of the analysis performed by the server 300 or the sensor device 100 itself is output based on the skin conductance measured by the electrode pair 120 of the sensor device 100.
  • the information may be displayed as an image on the display 410, may be output as sound from a speaker, or may be expressed as vibration by a vibrator.
  • the terminal device 400 can function as an output device for information that is separate from the sensor device 100 that measures skin conductance. In this case, the sensor device 100 may not output information, or the sensor device 100 and the terminal device 400 may output information.
  • the terminal device 400 may perform an analysis based on the skin conductance measured by the sensor device 100.
  • the terminal device 400 receives skin conductance data from the sensor device 100 and performs analysis.
  • the terminal device 400 may transmit information based on the analysis result to the sensor device 100, or the terminal device 400 may output information as described above.
  • the terminal device 400 exclusively performs analysis and does not output information, the terminal device 400 does not necessarily have an output device.
  • the output device may not be used for outputting information based on the result of the analysis performed based on the skin conductance.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of electrode pairs provided in the sensor device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the sensor device 100 includes an electrode pair 120, and the electrode pair 120 includes a first electrode pair 120a and a second electrode pair 120b.
  • the sensor device 100 is wristware worn on the user's wrist. Accordingly, the electrode pair 120 disposed inside the sensor device 100 contacts the wrist portion of the user's skin.
  • an alternating current flows between the electrodes constituting each pair.
  • a direct current is transmitted through the surface of the skin, whereas an alternating current flows deeper than the skin surface, and therefore is not easily affected by the state of the skin surface. This point will be further described with reference to FIGS.
  • FIG. 3 is a diagram for describing an alternating current flowing between the electrode pair in an embodiment of the present disclosure in comparison with a direct current.
  • FIG. 3 shows the electrodes 120p and 120q constituting the electrode pair 120.
  • a flow path Ia when a direct current is passed between the electrodes 120p and 120q and a flow path Ib when an alternating current is passed are schematically shown.
  • the direct current flow path Ia passes over the surface of the skin, more specifically over the epidermis. Therefore, the conductance of the direct current flowing between the electrodes 120p and 120q is easily affected by the state of the skin surface, such as sweat, sebum, deposits, and hair. These effects can be noise for changes in conductance that appear as a result of EDA by, for example, sympathetic nerves.
  • the alternating current flow path Ib flows deeper than the skin surface, more specifically, near the boundary between the dermis layer and body tissue. This is because the dermis layer acts as a capacitor, as will be described later. Therefore, the conductance of the alternating current flowing between the electrodes 120p and 120q is not easily affected by the state of the skin surface, such as sweat, sebum, deposits, and hair. Therefore, in this embodiment, the skin conductance with less noise can be measured using the electrode pair 120 of the sensor device 100.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an alternating current flowing between electrode pairs according to an embodiment of the present disclosure with reference to an equivalent circuit of skin tissue.
  • 4 includes capacitance Q1 and impedance R1 between the electrodes 120p and 120q constituting the electrode pair 120 and the skin, impedance R2 of the stratum corneum (not shown in FIG. 3) of the skin surface, secretory glands, and the like.
  • the capacitance Q2 and impedance R3 of the epidermal tissue and the impedance R4 of the dermal layer and body tissue are shown.
  • the stratum corneum impedance R2 is about 50 k ⁇ / cm 2 to 100 k ⁇ / cm 2
  • the dermis layer and body tissue impedance R4 is about 1 M ⁇ / cm 2
  • the epidermal tissue impedance R3 is very small. is there.
  • the capacitance Q2 of the epidermal tissue is generally about 10 ⁇ F.
  • the capacitance Q1 and the impedances R1 and R2 vary depending on the state of the skin surface.
  • the capacitance Q1 is 0 when the electrodes 120p and 120q and the skin are in close contact with each other, but becomes a larger value when the adhesiveness is lowered due to the influence of sebum, deposits, body hair, and the like.
  • the impedance R1 also varies depending on the state of the skin surface, such as sweat, sebum, deposits, body hair and the like.
  • Impedance R2 also changes depending on the state of the stratum corneum.
  • the impedance R3 changes due to perspiration.
  • EDA is observed as a potential in the circuit of impedance R3 and capacitance Q2.
  • the current When a direct current is passed between the electrodes 120p and 120q, the current mainly flows between the stratum corneum having a low resistance value and the skin surface layer due to insulation by the capacitances Q1 and Q2. In this case, the conductance of the current is greatly affected by the capacitance Q1. That is, when a direct current is passed between the electrodes 120p and 120q, the skin conductance to be measured is greatly influenced by the state of the skin surface, while the potential change due to EDA is relatively difficult to appear.
  • the ease of the flow of alternating current in the skin tissue is proportional to the frequency of the current, and the higher the frequency, the easier the current flows. If the frequency is too high, current tends to flow rapidly due to a phenomenon called ⁇ dispersion in which the moving speed of biological ions cannot keep up with changes in the electric field, and current may flow to the body tissue. Therefore, the frequency of the alternating current flowing in the electrode pair 120 is desirably a low frequency equal to or lower than a predetermined frequency. Although there are individual differences, for example, it is desirable to set the frequency to 1 kHz or less and a low frequency of 100 Hz or less in consideration of safety.
  • the above frequency is an example, and an appropriate frequency may vary depending on circumstances.
  • the appropriate frequency may vary depending on the gender, physique, and / or age of the user. Therefore, for example, in the sensor device 100, the frequency may be selectable according to the user profile.
  • the appropriate frequency may vary depending on the temperature and / or pressure. Therefore, for example, in the sensor device 100, the frequency may be selectable according to environmental conditions. In these cases, the frequency may be selected according to a user operation on the sensor device 100 itself or detected position information, or the terminal device 400 that receives the user operation or detects the position information detects the sensor. It may be implemented by sending a control signal to the device 100.
  • the sensor device 100 optically scans the skin using, for example, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-205571, and determines the frequency of the alternating current that flows through the electrode pair 120 according to the result. Also good.
  • the electrode pair 120 included in the sensor device 100 includes the first electrode pair 120a and the second electrode pair 120b.
  • the 1st electrode pair 120a and the 2nd electrode pair 120b are arrange
  • EDA due to sympathetic nerves is prominent because the skin is generally thin, hair is scarce, and the density of the eccrine glands is high.
  • EDA due to sympathetic nerves is unlikely to appear on the outside of the wrist because the skin is thicker and more hairy than the inside, and the density of the eccrine gland is significantly lower than the inside.
  • a living body such as EDA can be obtained with higher accuracy from skin conductance measured by flowing an alternating current between the electrode pairs.
  • Information can be extracted. For example, as in the above example, if the electrode pairs 120 are arranged in a first region (inside the wrist) where a change in conductance due to EDA appears noticeably and in a second region (outside the wrist) where it does not, By using the skin conductance measured in the second region as a reference, a change caused by EDA can be accurately extracted from the skin conductance measured in the first region.
  • a device server 300, terminal device 400, or sensor device 100 itself
  • a difference in skin conductance measured by each electrode pair 120 can be calculated.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of an analysis apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the analysis device is a device that performs analysis based on the skin conductance measured in the sensor device 100, and is implemented as the server 300, the terminal device 400, or the sensor device 100 itself.
  • the analysis apparatus includes a reception unit 510, a transmission unit 520, and a processing unit 530.
  • the receiving unit 510 and the transmitting unit 520 are realized by various communication devices that communicate via the network 200, for example.
  • the processing unit 530 is realized by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) operating according to a program stored in a memory or storage.
  • CPU Central Processing Unit
  • the processing unit 530 includes a data acquisition unit 531, an analysis unit 532, and an information generation unit 533. " Further, the processing unit 530 refers to the data history 541, the analysis rule 542, and / or the information format 543 stored in the memory or storage as necessary. Hereinafter, each configuration will be further described.
  • the receiving unit 510 receives skin conductance data measured by the sensor device 100.
  • the reception unit 510 receives data from the sensor device 100 via the network 200.
  • the reception unit 510 receives data from the sensor device 100 via the network 200 or directly via Bluetooth (registered trademark) or the like.
  • the reception unit 510 internally receives data via a bus or the like.
  • the transmission unit 520 transmits information based on the result of the analysis performed based on the skin conductance. For example, when the analysis device is executed as the server 300 and information is output by the sensor device 100 using the display 110 or the like, the transmission unit 520 transmits information to the sensor device 100 via the network 200. When the analysis apparatus is implemented as the server 300 and information is output by the terminal device 400 using the display 410 or the like, the transmission unit 520 transmits information to the terminal device 400 via the network 200.
  • the transmission unit 520 is transmitted via the network 200 or via Bluetooth (registered trademark) or the like. Information is transmitted directly to the sensor device 100.
  • the transmission unit 520 transmits information internally via a bus or the like.
  • the transmission unit 520 transmits information internally via a bus or the like.
  • the transmission unit 520 is directly connected via the network 200 or Bluetooth (registered trademark) or the like. Then, information is transmitted to the terminal device 400.
  • the data acquisition unit 531 acquires the data received by the reception unit 510.
  • the acquired data includes skin conductance (which may be impedance) data measured by passing an alternating current between the electrode pair 120 in contact with the user's skin in the sensor device 100.
  • the data acquisition unit 531 may provide the acquired data to the analysis unit 532 and accumulate the data in the data history 541.
  • the analysis unit 532 extracts the biological information of the user from the data provided by the data acquisition unit 531.
  • the biological information includes, for example, EDA.
  • EDA electronic digital tomography
  • the analysis unit 532 may calculate a difference between the skin conductance measured by the first electrode pair 120a and the skin conductance measured by the second electrode pair 120b.
  • the analysis unit 532 may further convert the extracted biological information such as EDA into other biological information such as the activity level of the sympathetic nerve or the parasympathetic nerve.
  • the analysis unit 532 may refer to a preset analysis rule 542 when performing such an analysis.
  • the analysis unit 532 may refer to the past data history 541 in order to perform analysis based on the latest data.
  • the information generation unit 533 generates information to be provided to the user based on the result of the analysis performed by the analysis unit 532.
  • the biological information such as EDA extracted from the skin conductance by the analysis unit 532 can be used for various purposes.
  • the biometric information can be used to detect emotions such as a user's tension, relaxation, joy, and sadness.
  • the detected emotion information may be referred to by the user himself / herself or may be referred to by another user.
  • the detected emotion can be effectively used in a communication tool in a situation where the other party's facial expression or the like is not directly visible, for example, when a plurality of users watch a shared video.
  • the biological information may be evaluated in relation to the user activity.
  • the mental state during the user's play may be estimated from the biological information when the user is playing golf. Further, for example, it may be estimated whether or not yoga contributes to the improvement of the mental state of the user from the biological information when the user is performing yoga.
  • the information generation unit 533 generates information based on biological information according to an information format 543 prepared in advance.
  • EDA can be measured with the above-described functional configuration, for example, while making it difficult for the skin surface condition to be received.
  • EDA can be measured with the above-described functional configuration, for example, while making it difficult for the skin surface condition to be received.
  • the sensor device 100 or the terminal device 400 includes a sensor such as a skin thermometer or an accelerometer in addition to the electrode pair, the data provided by these sensors is used together with the EDA, and the temperature, meal, exercise It is possible to identify the change in EDA due to the above.
  • the plurality of regions having different conductance changes due to EDA are not limited to the inside and outside of the wrist, but may include the inside and outside of the finger, the inside and outside of the upper arm, or the inside and outside of the neck.
  • the sensor device 100 is not limited to wrist wear, and may have a shape that can be attached to these parts, for example.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the information processing apparatus according to the embodiment of the present disclosure.
  • the illustrated information processing apparatus 900 can realize, for example, the analysis apparatus in the above embodiment. More specifically, the analysis device may be the server 300, the terminal device 400, or the sensor device 100.
  • the information processing apparatus 900 includes a CPU (Central Processing unit) 901, a ROM (Read Only Memory) 903, and a RAM (Random Access Memory) 905.
  • the information processing apparatus 900 may include a host bus 907, a bridge 909, an external bus 911, an interface 913, an input device 915, an output device 917, a storage device 919, a drive 921, a connection port 923, and a communication device 925.
  • the information processing apparatus 900 may include an imaging device 933 and a sensor 935 as necessary.
  • the information processing apparatus 900 may include a processing circuit such as a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field-Programmable Gate Array) instead of or in addition to the CPU 901.
  • DSP Digital Signal Processor
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • the CPU 901 functions as an arithmetic processing device and a control device, and controls all or a part of the operation in the information processing device 900 according to various programs recorded in the ROM 903, the RAM 905, the storage device 919, or the removable recording medium 927.
  • the ROM 903 stores programs and calculation parameters used by the CPU 901.
  • the RAM 905 primarily stores programs used in the execution of the CPU 901, parameters that change as appropriate during the execution, and the like.
  • the CPU 901, the ROM 903, and the RAM 905 are connected to each other by a host bus 907 configured by an internal bus such as a CPU bus. Further, the host bus 907 is connected to an external bus 911 such as a PCI (Peripheral Component Interconnect / Interface) bus via a bridge 909.
  • PCI Peripheral Component Interconnect / Interface
  • the input device 915 is a device operated by the user, such as a mouse, a keyboard, a touch panel, a button, a switch, and a lever.
  • the input device 915 may be, for example, a remote control device that uses infrared rays or other radio waves, or may be an external connection device 929 such as a mobile phone that supports the operation of the information processing device 900.
  • the input device 915 includes an input control circuit that generates an input signal based on information input by the user and outputs the input signal to the CPU 901. The user operates the input device 915 to input various data and instruct processing operations to the information processing device 900.
  • the output device 917 is configured by a device capable of notifying the acquired information to the user using a sense such as vision, hearing, or touch.
  • the output device 917 can be, for example, a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electro-Luminescence) display, an audio output device such as a speaker or headphones, or a vibrator.
  • the output device 917 outputs the result obtained by the processing of the information processing device 900 as video such as text or image, sound such as sound or sound, or vibration.
  • the storage device 919 is a data storage device configured as an example of a storage unit of the information processing device 900.
  • the storage device 919 includes, for example, a magnetic storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, or a magneto-optical storage device.
  • the storage device 919 stores, for example, programs executed by the CPU 901 and various data, and various data acquired from the outside.
  • the drive 921 is a reader / writer for a removable recording medium 927 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory, and is built in or externally attached to the information processing apparatus 900.
  • the drive 921 reads information recorded on the attached removable recording medium 927 and outputs the information to the RAM 905.
  • the drive 921 writes a record in the attached removable recording medium 927.
  • the connection port 923 is a port for connecting a device to the information processing apparatus 900.
  • the connection port 923 can be, for example, a USB (Universal Serial Bus) port, an IEEE 1394 port, a SCSI (Small Computer System Interface) port, or the like.
  • the connection port 923 may be an RS-232C port, an optical audio terminal, an HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface) port, or the like.
  • the communication device 925 is a communication interface configured with, for example, a communication device for connecting to the communication network 931.
  • the communication device 925 can be, for example, a communication card for LAN (Local Area Network), Bluetooth (registered trademark), Wi-Fi, or WUSB (Wireless USB).
  • the communication device 925 may be a router for optical communication, a router for ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), or a modem for various communication.
  • the communication device 925 transmits and receives signals and the like using a predetermined protocol such as TCP / IP with the Internet and other communication devices, for example.
  • the communication network 931 connected to the communication device 925 is a network connected by wire or wireless, and may include, for example, the Internet, a home LAN, infrared communication, radio wave communication, satellite communication, or the like.
  • the imaging device 933 uses various members such as an imaging element such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device), and a lens for controlling the formation of a subject image on the imaging element. It is an apparatus that images a real space and generates a captured image.
  • the imaging device 933 may capture a still image or may capture a moving image.
  • the sensor 935 is various sensors such as an acceleration sensor, an angular velocity sensor, a geomagnetic sensor, an illuminance sensor, a temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, or a sound sensor (microphone).
  • the sensor 935 acquires information about the state of the information processing apparatus 900 itself, such as the posture of the information processing apparatus 900, and information about the surrounding environment of the information processing apparatus 900, such as brightness and noise around the information processing apparatus 900, for example. To do.
  • the sensor 935 may include a GPS receiver that receives a GPS (Global Positioning System) signal and measures the latitude, longitude, and altitude of the device.
  • GPS Global Positioning System
  • Each component described above may be configured using a general-purpose member, or may be configured by hardware specialized for the function of each component. Such a configuration can be appropriately changed according to the technical level at the time of implementation.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an arrangement of electrode pairs in an embodiment of the present disclosure.
  • the sensor device 100 in the sensor device 100 as shown in FIG. 2, four electrodes 120p, 120q, 120r, and 120s are arranged around the wrist (WRIST).
  • the electrodes 120p and 120r are disposed in the inner region of the wrist, and the electrodes 120q and 120s are disposed in the outer region of the wrist.
  • the electrodes 120p and 120q are located on the thumb side, and the electrodes 120r and 120s are located on the little finger side, respectively.
  • FIG. 8 is a graph showing a measurement result of skin impedance in an example of the present disclosure.
  • the graph of FIG. 8 shows impedances Z1 to Z4 measured by passing an alternating current between the four electrode pairs formed by the four electrodes 120p to 120s shown in FIG. Among them, the impedance Z1 is measured as an electrode 120p and an electrode 120r, the impedance Z2 is measured as an electrode 120q and an electrode 120s, the impedance Z3 is measured as an electrode 120p and an electrode 120q, and the impedance Z4 is measured as an electrode 120r and an electrode 120s.
  • impedance is the reciprocal of conductance
  • the configuration for measuring and analyzing skin conductance in the description of the above embodiment can be similarly applied to measurement and analysis of skin impedance.
  • the measurement results of the impedances Z1 to Z4 in these sections will be described below.
  • the impedance Z1 that is the measurement result on the inside of the wrist is compared with the impedance Z2 that is the measurement result on the outside of the wrist.
  • the impedances Z1 and Z2 are not greatly changed.
  • the impedance Z1 gradually decreased, whereas such a decrease was not observed in the impedance Z2.
  • the impedance Z1 that has decreased in the previous section P2 gradually increases toward the value in the previous section P1, whereas the impedance Z2 is the value up to the section P2. Compared to the rise.
  • the measurement results of the impedances Z1 and Z2 are as follows.
  • the impedance Z1 skin impedance inside the wrist
  • the impedance Z2 skin impedance outside the wrist
  • impedance Z3 and Z4 which are measurement results on the side of the wrist, will be examined.
  • the skin properties on the side of the wrist are rather close to the outside of the wrist. Therefore, the impedances Z3 and Z4 show transitions close to the impedance Z2 (outside of the wrist) while taking an intermediate value between the impedance Z1 (inside of the wrist) and the impedance Z2 (outside of the wrist).
  • the impedance Z3 is a measured value on the side surface on the thumb side
  • the impedance Z4 is a measured value on the side surface on the little finger side. However, the value is different between these values (for example, near the boundary between the section P2 and the section P3).
  • the impedance is closer to the impedance Z2, and the impedance Z3 is closer to the impedance Z1.
  • the measurement results of the impedances Z3 and Z4 as described above can measure the skin impedance which is not greatly different from the inside or outside of the wrist, for example, on the side of the wrist. Therefore, for example, the value of the impedance Z1 or the impedance Z2 is
  • the impedance Z3 or impedance Z4 is significantly different from the value, any of the electrodes 120p to 120s is separated from the skin (the wrist often occurs due to the large movable range). Can be estimated. For example, even if any of the electrodes 120p and 120r is separated from the skin and a missing portion occurs in the value of the impedance Z1, either the impedance Z2 or the impedances Z3 and Z4 is measured between the remaining three electrodes. Therefore, it is possible to estimate the value of the impedance Z1 at the missing portion from these measured values.
  • Embodiments of the present disclosure include, for example, an analysis apparatus, a system, an analysis method executed by the analysis apparatus or the system, a program for causing the analysis apparatus to function, and a non-temporary tangible in which the program is recorded Media may be included.
  • a data acquisition unit for acquiring impedance or conductance data measured by passing an alternating current between the electrode pair in contact with the user's skin
  • An analysis device comprising: an analysis unit that extracts the biological information of the user from the data.
  • the electrode pair includes a first electrode pair that contacts the user's skin in a first area, and a second area that contacts the user's skin in a second area different from the first area.
  • An electrode pair The analysis device according to (1), wherein the analysis unit calculates a difference between an impedance or conductance measured by the first electrode pair and an impedance or conductance measured by the second electrode pair.
  • the first region is a region inside the wrist, finger, or upper arm, The analysis device according to (4), wherein the second region is outside a wrist, a finger, or an upper arm where the first region is located.
  • An analysis method wherein the processor includes extracting the biological information of the user from impedance or conductance data measured by passing an alternating current between at least one pair of electrodes in contact with the user's skin.

Abstract

【課題】皮膚インピーダンスまたは皮膚コンダクタンスの測定における制約を最小化しつつ、測定の精度を向上させる。 【解決手段】ユーザの皮膚に接触する電極対の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータを取得するデータ取得部と、上記データから上記ユーザの生体情報を抽出する解析部とを備える解析装置が提供される。プロセッサが、ユーザの皮膚に接触する少なくとも１対の電極の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータから上記ユーザの生体情報を抽出することを含む解析方法が提供される。ユーザの皮膚に接触する少なくとも１対の電極の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータから、上記ユーザの生体情報を抽出する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。

Description

解析装置、解析方法およびプログラム
　本開示は、解析装置、解析方法およびプログラムに関する。
　センサの検出値からユーザの生体情報を抽出し、さまざまな用途で利用する技術が、種々提案されている。例えば、特許文献１には、ユーザの生体情報に基づいてユーザ状況を判定して、それに応じた表示キャラクタの表情または動作を決定し、決定されたキャラクタの表情または動作による画像表示を実行する技術が記載されている。この技術では、キャラクタの表情によって、ユーザの動作状況、健康状況、感情などの状況を簡易にわかりやすく表現することができる。
　上記の特許文献１では、生体情報の１つとして、皮膚電気反応（ＧＳＲ：Galvanic　Skin　Response）が利用されている。ＧＳＲのように、生体情報としても利用可能な、ユーザの皮膚の電気的な活動を、総称して皮膚電気活動（ＥＤＡ：Electro-Dermal　Activity）ともいう。ＥＤＡは、ＥＤＲ（Electro-Dermal　Response）とも呼ばれる。また、皮膚電位活動（ＳＰＡ：Skin　Potential　Activity）も、ＥＤＡに含まれる。ＥＤＡは、例えばユーザの自律神経系の活動を検出するための方法として、特許文献１の例に限らず広く用いられている。
特開２００９－３９１５７号公報
　一般的なＥＤＡの測定では、ユーザの皮膚に接触する電極対の間に０．５Ｖ～３Ｖ程度の直流電流を流すことによって、皮膚のインピーダンスまたはコンダクタンスを測定する（コンダクタンスはインピーダンスの逆数である）。この場合、自律神経系の活動などに起因するインピーダンスの変化を検出するためには、ＥＤＡが最も顕著に現れる部位、より具体的には指先に電極対を配置して測定を実施する必要があった。それゆえ、例えば日常生活の中で継続的にＥＤＡを測定することは困難であった。また、指先でＥＤＡの測定を実施してもなお、測定値が環境要因（気温、湿度、体温、および発汗など）や皮膚表面の状態、個人差（皮膚の色や厚さの違いなど）の影響を受けやすかった。
　そこで、本開示では、皮膚インピーダンスまたは皮膚コンダクタンスの測定における制約を最小化しつつ、測定の精度を向上させることが可能な、新規かつ改良された解析装置、解析方法およびプログラムを提案する。
　本開示によれば、ユーザの皮膚に接触する電極対の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータを取得するデータ取得部と、上記データから上記ユーザの生体情報を抽出する解析部とを備える解析装置が提供される。
　また、本開示によれば、プロセッサが、ユーザの皮膚に接触する少なくとも１対の電極の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータから上記ユーザの生体情報を抽出することを含む解析方法が提供される。
　また、本開示によれば、ユーザの皮膚に接触する少なくとも１対の電極の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータから、上記ユーザの生体情報を抽出する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。
　以上説明したように本開示によれば、皮膚インピーダンスまたは皮膚コンダクタンスの測定における制約を最小化しつつ、測定の精度を向上させることができる。
　なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の一実施形態に係るシステムの概略的な構成を示す図である。 本開示の一実施形態に係るセンサ装置が備える電極対の例を示す図である。 本開示の一実施形態において電極対の間を流れる交流電流について、直流電流と比較して説明するための図である。 本開示の一実施形態において電極対の間を流れる交流電流について、皮膚組織の等価回路を参照して説明するための図である。 本開示の一実施形態に係る解析装置の概略的な構成例を示すブロック図である。 本開示の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成について説明する。 本開示の一実施例における電極対の配置を示す図である。 本開示の一実施例における皮膚インピーダンスの測定結果を示すグラフである。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　なお、説明は以下の順序で行うものとする。
　１．システム構成
　２．電極対に関する構成
　３．解析装置の構成例
　４．ハードウェア構成
　５．実施例
　６．補足
　（１．システム構成）
　図１は、本開示の一実施形態に係るシステムの概略的な構成を示す図である。図１を参照すると、システム１０は、センサ装置１００を含む。システム１０は、さらに、センサ装置１００にネットワーク２００を介して接続されるサーバ３００を含んでもよい。また、システム１０は、センサ装置１００とは別の端末装置４００を含んでもよい。
　センサ装置１００は、後述する図２に示すような電極対１２０を備える。電極対１２０は、ユーザの皮膚に接触し、対を構成する電極の間に交流電流を流すことによって、インピーダンスまたはコンダクタンスを測定する。なお、インピーダンスはコンダクタンスの逆数であるため、以下では簡単のため電極対１２０がコンダクタンス（皮膚コンダクタンス）を測定する場合について説明するが、インピーダンスを測定する場合も同様である。図示された例において、センサ装置１００は、手首に装着されるリストウェアである。この他にも、ユーザの皮膚に接触する電極対１２０を配置可能であれば、センサ装置１００の形状はどのようなものであってもよい。例えば、センサ装置１００は、上腕部に装着されるアームウェアや、指に装着されるリング型のウェアラブル装置であってもよい。
　また、図示された例では、センサ装置１００は、ディスプレイ１１０を備える。ディスプレイ１１０は、ユーザに情報を提示する出力装置の例である。このようにセンサ装置１００が出力装置を備える場合、例えば、電極対１２０によって測定された皮膚コンダクタンスに基づいてサーバ３００、端末装置４００、またはセンサ装置１００自身によって実行された解析の結果に基づく情報が出力される。情報は、例えばディスプレイ１１０に画像として表示されてもよいし、スピーカから音声として出力されてもよいし、バイブレータによって振動として表現されてもよい。後述するように、例えばシステム１０が端末装置４００を含むような場合には、センサ装置１００は出力装置を有さなくてもよい。あるいは、センサ装置１００が出力装置を有しても、当該出力装置は皮膚コンダクタンスに基づいて実行された解析の結果に基づく情報の出力には使用されなくてもよい。
　サーバ３００は、インターネットなどのネットワーク２００によってセンサ装置１００と通信する。サーバ３００は、例えば、ネットワーク上の１または複数の情報処理装置によって構成される。サーバ３００は、センサ装置１００から皮膚コンダクタンスのデータを受信し、解析を実行する。さらに、サーバ３００は、解析の結果に基づく情報を、センサ装置１００に送信する。
　端末装置４００は、ネットワーク２００によってセンサ装置１００と通信する。あるいは、端末装置４００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などによって直接的にセンサ装置１００と通信してもよい。端末装置４００は、例えば図示された例のようにスマートフォンであってもよいし、タブレットやパーソナルコンピュータなどの他の端末装置であってもよい。端末装置４００は、例えば図示された例のようにディスプレイ４１０を備える。ディスプレイ４１０は、ユーザに情報を提示する出力装置の例である。このように端末装置４００が出力装置を備える場合、センサ装置１００の電極対１２０によって測定された皮膚コンダクタンスに基づいて、サーバ３００またはセンサ装置１００自身によって実行された解析の結果に基づく情報が出力される。情報は、例えばディスプレイ４１０に画像として表示されてもよいし、スピーカから音声として出力されてもよいし、バイブレータによって振動として表現されてもよい。このように、端末装置４００は、皮膚コンダクタンスを測定するセンサ装置１００とは別にある情報の出力装置として機能し得る。この場合、センサ装置１００では情報が出力されなくてもよいし、センサ装置１００と端末装置４００の両方で情報が出力されてもよい。
　さらに、端末装置４００は、センサ装置１００によって測定された皮膚コンダクタンスに基づく解析を実行してもよい。この場合、端末装置４００は、センサ装置１００から皮膚コンダクタンスのデータを受信し、解析を実行する。端末装置４００は、解析の結果に基づく情報をセンサ装置１００に送信してもよいし、上記のように端末装置４００が情報を出力してもよい。端末装置４００が専ら解析を実行し、情報を出力しない場合、端末装置４００は必ずしも出力装置を有さなくてもよい。あるいは、端末装置４００が出力装置を有しても、当該出力装置は皮膚コンダクタンスに基づいて実行された解析の結果に基づく情報の出力には使用されなくてもよい。
　（２．電極対に関する構成）
　図２は、本開示の一実施形態に係るセンサ装置が備える電極対の例を示す図である。図２を参照すると、センサ装置１００は、電極対１２０を備え、電極対１２０は第１の電極対１２０ａおよび第２の電極対１２０ｂを含む。図示された例において、センサ装置１００はユーザの手首に装着されるリストウェアである。従って、センサ装置１００の内側に配置される電極対１２０は、ユーザの皮膚の手首部分に接触する。電極対１２０では、それぞれの対を構成する電極の間に交流電流が流れる。直流電流が皮膚の表面を伝わるのに対して、交流電流は皮膚表面よりも奥を流れるため、皮膚表面の状態の影響を受けにくい。この点について、図３および図４を参照してさらに説明する。
　図３は、本開示の一実施形態において電極対の間を流れる交流電流について、直流電流と比較して説明するための図である。図３には、電極対１２０を構成する電極１２０ｐ，１２０ｑが示されている。また、図には、電極１２０ｐ，１２０ｑの間に直流電流を流した場合の流路Ｉａ、および交流電流を流した場合の流路Ｉｂが、模式的に示されている。
　図示されているように、直流電流の流路Ｉａは、皮膚表面、より具体的には表皮の上を通る。従って、電極１２０ｐ，１２０ｑの間を流れる直流電流のコンダクタンスは、皮膚表面の状態、例えば汗、皮脂、付着物、体毛などの影響を受けやすい。これらの影響は、例えば交感神経によるＥＤＡの結果として現れるコンダクタンスの変化に対するノイズになりうる。
　一方、交流電流の流路Ｉｂは、皮膚表面よりも奥、より具体的には真皮層と体組織との境界付近を流れる。これは、後述するように、真皮層がコンデンサとして作用するためである。それゆえ、電極１２０ｐ，１２０ｑの間を流れる交流電流のコンダクタンスは、皮膚表面の状態、例えば汗、皮脂、付着物、体毛などの影響を受けにくい。従って、本実施形態では、センサ装置１００の電極対１２０を用いて、ノイズの少ない皮膚コンダクタンスを測定することができる。
　図４は、本開示の一実施形態において電極対の間を流れる交流電流について、皮膚組織の等価回路を参照して説明するための図である。図４には、電極対１２０を構成する電極１２０ｐ，１２０ｑと皮膚との間のキャパシタンスＱ１およびインピーダンスＲ１、皮膚表面の角質層（図３には示していない）のインピーダンスＲ２、分泌腺などを含む表皮組織のキャパシタンスＱ２およびインピーダンスＲ３、ならびに真皮層および体組織のインピーダンスＲ４が示されている。なお、一般的に、角質層のインピーダンスＲ２は５０ｋΩ／ｃｍ２～１００ｋΩ／ｃｍ２程度、真皮層および体組織のインピーダンスＲ４は１ＭΩ／ｃｍ２程度、表皮組織のインピーダンスＲ３はこれらに比べると微小である。また、表皮組織のキャパシタンスＱ２は、一般的に１０μＦ程度である。
　図示されたキャパシタンスおよびインピーダンスのうち、キャパシタンスＱ１、およびインピーダンスＲ１，Ｒ２は、皮膚表面の状態によって変化する。例えば、キャパシタンスＱ１は、電極１２０ｐ，１２０ｑと皮膚とが密着していれば０であるが、皮脂や付着物、体毛などの影響で密着性が低下するとより大きな値になる。インピーダンスＲ１も、皮膚表面の状態、例えば汗、皮脂、付着物、体毛などの状態によって変化する。また、インピーダンスＲ２も、角質層の状態によって変化する。
　一方、インピーダンスＲ３は、発汗によって変化する。ＥＤＡは、インピーダンスＲ３およびキャパシタンスＱ２の回路における電位として観測される。
　電極１２０ｐ，１２０ｑの間に直流電流を流した場合、キャパシタンスＱ１，Ｑ２による絶縁のために、電流は主に抵抗値の少ない角質層と表皮表層との間を流れる。この場合、電流のコンダクタンスは、キャパシタンスＱ１の影響を大きく受ける。つまり、電極１２０ｐ，１２０ｑの間に直流電流を流した場合、測定される皮膚コンダクタンスには皮膚表面の状態の影響が大きく現れる一方で、ＥＤＡによる電位の変化は比較的現れにくい。
　一方、電極１２０ｐ，１２０ｑの間に交流電流を流した場合、キャパシタンスＱ１，Ｑ２が充放電を繰り返すため、表皮組織の奥まで電流が流れる。従って、電極１２０ｐ，１２０ｑの間に交流電流を流した場合、測定される皮膚コンダクタンスにはＥＤＡによる電位の変化が比較的現れやすい。
　ここで、皮膚組織における交流電流の流れやすさは電流の周波数に比例し、周波数が高いほど電流は流れやすくなる。周波数が高すぎると、生体イオンの移動速度が電界の変化に追いつけなくなるα分散と呼ばれる現象のために急激に電流が流れやすくなり、体組織まで電流が流れてしまう可能性がある。従って、電極対１２０において流れる交流電流の周波数は、所定の周波数以下の低周波であることが望ましい。個人差はあるものの、例えば１ｋＨｚ以下、より安全性を考慮すると１００Ｈｚ以下の低周波とすることが望ましい。
　なお、上記のような周波数は一例であり、適切な周波数は場合によって異なりうる。例えば、適切な周波数は、ユーザの性別、体格、および／または年齢などによっても異なりうる。従って、例えば、センサ装置１００において、ユーザのプロファイルに応じて周波数を選択可能であってもよい。また、例えば、適切な周波数は、気温、および／または気圧などによっても異なりうる。従って、例えば、センサ装置１００において、環境条件に応じて周波数を選択可能であってもよい。これらの場合、周波数の選択は、センサ装置１００自体へのユーザ操作、または検出された位置情報などに従って実施されてもよいし、ユーザ操作を受け付けた、または位置情報を検出した端末装置４００がセンサ装置１００に制御信号を送信することによって実施されてもよい。あるいは、センサ装置１００は、例えば特開２０１３－２０５５７１号公報に記載された技術などを用いて皮膚を光学的にスキャンし、その結果に応じて電極対１２０で流す交流電流の周波数を決定してもよい。
　再び図２を参照して、上記の通り、センサ装置１００が備える電極対１２０は、第１の電極対１２０ａと、第２の電極対１２０ｂとを含む。ここで、第１の電極対１２０ａおよび第２の電極対１２０ｂは、接触するユーザの皮膚の領域が異なるように配置される。より具体的には、例えば、第１の電極対１２０ａは手首の内側の領域でユーザの皮膚に接触し、第２の電極対１２０ｂは手首の外側の領域でユーザの皮膚に接触するように配置される。手首の内側と外側とでは、ＥＤＡによるコンダクタンスの変化が異なる。手首の内側では一般的に皮膚が薄く、体毛が少なく、またエクリン腺の密度が高いために、交感神経によるＥＤＡが顕著に現れる。一方、手首の外側では内側に比較すると皮膚が厚く、体毛が多く、またエクリン腺の密度が内側に比べて有意に低いために、交感神経によるＥＤＡは現れにくい。
　本実施形態では、このような位置関係に複数の電極対１２０を配置することによって、それぞれの電極対の間に交流電流を流すことによって測定される皮膚コンダクタンスから、より高い精度でＥＤＡなどの生体情報を抽出することができる。例えば、上記の例のように、ＥＤＡによるコンダクタンスの変化が顕著に現れる第１の領域（手首の内側）と、そうでない第２の領域（手首の外側）とにそれぞれ電極対１２０を配置すれば、第２の領域において測定された皮膚コンダクタンスをリファレンスとして用いることによって、第１の領域において測定された皮膚コンダクタンスからＥＤＡに起因する変化を精度よく抽出することができる。この場合、皮膚コンダクタンスに基づく解析を実行する装置（サーバ３００、端末装置４００、またはセンサ装置１００自身）では、それぞれの電極対１２０によって測定された皮膚コンダクタンスの差分が算出されうる。
　（３．解析装置の構成例）
　図５は、本開示の一実施形態に係る解析装置の概略的な構成例を示すブロック図である。解析装置は、センサ装置１００において測定された皮膚コンダクタンスに基づく解析を実行する装置であり、サーバ３００、端末装置４００、またはセンサ装置１００自身として実装される。図５に示された例において、解析装置は、受信部５１０、送信部５２０、および処理部５３０を備える。受信部５１０および送信部５２０は、例えばネットワーク２００などを介して通信する各種の通信装置によって実現される。また、処理部５３０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）などのプロセッサが、メモリまたはストレージに格納されたプログラムに従って動作することによって実現される。処理部５３０は、データ取得部５３１、解析部５３２、および情報生成部５３３を含む」。また、処理部５３０は、メモリまたはストレージに格納されたデータ履歴５４１、解析ルール５４２、および／または情報フォーマット５４３を、必要に応じて参照する。以下、それぞれの構成についてさらに説明する。
　受信部５１０は、センサ装置１００において測定された皮膚コンダクタンスのデータを受信する。例えば、解析装置がサーバ３００として実装される場合、受信部５１０は、ネットワーク２００を介して、センサ装置１００からデータを受信する。また、解析装置が端末装置４００として実装される場合、受信部５１０は、ネットワーク２００を介して、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを介して直接的に、センサ装置１００からデータを受信する。あるいは、解析装置がセンサ装置１００自身として実装される場合、受信部５１０は、バスなどで内部的にデータを受信する。
　送信部５２０は、皮膚コンダクタンスに基づいて実行された解析の結果に基づく情報を送信する。例えば、解析装置がサーバ３００として実行され、情報がセンサ装置１００によってディスプレイ１１０などを用いて出力される場合、送信部５２０は、ネットワーク２００を介してセンサ装置１００に情報を送信する。また、解析装置がサーバ３００として実装され、情報が端末装置４００によってディスプレイ４１０などを用いて出力される場合、送信部５２０は、ネットワーク２００を介して端末装置４００に情報を送信する。
　一方、解析装置が端末装置４００として実装され、情報がセンサ装置１００においてディスプレイ１１０などを用いて出力される場合、送信部５２０は、ネットワーク２００を介して、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを介して直接的に、センサ装置１００に情報を送信する。解析装置が端末装置４００として実装され、情報が端末装置４００自身においてディスプレイ４１０などを用いて出力される場合、送信部５２０はバスなどで内部的に情報を送信する。解析装置がセンサ装置１００として実装され、情報がセンサ装置１００自身においてディスプレイ１１０などを用いて出力される場合も同様に、送信部５２０はバスなどで内部的に情報を送信する。解析装置がセンサ装置１００として実装され、情報が端末装置４００でディスプレイ４１０などを用いて出力される場合、送信部５２０は、ネットワーク２００を介して、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを介して直接的に、端末装置４００に情報を送信する。
　処理部５３０において、データ取得部５３１は、受信部５１０によって受信されたデータを取得する。取得されるデータは、上記のように、センサ装置１００において、ユーザの皮膚に接触する電極対１２０の間に交流電流を流すことによって測定される皮膚コンダクタンス（インピーダンスでもよい）のデータを含む。データ取得部５３１は、取得したデータを解析部５３２に提供するとともに、データ履歴５４１に蓄積してもよい。
　解析部５３２は、データ取得部５３１によって提供されたデータから、ユーザの生体情報を抽出する。ここで、生体情報は、例えばＥＤＡを含む。上記の通り、センサ装置１００において、第１の領域でユーザの皮膚に接触する第１の電極対１２０ａと、第２の領域でユーザの皮膚に接触する第２の電極対１２０ｂとが配置される場合、解析部５３２は、第１の電極対１２０ａによって測定される皮膚コンダクタンスと、第２の電極対１２０ｂによって測定される皮膚コンダクタンスとの差分を算出してもよい。解析部５３２は、さらに、抽出されたＥＤＡなどの生体情報を、交感神経や副交感神経の活動レベルのような、別の生体情報に変換してもよい。解析部５３２は、このような解析を実施するにあたって、予め設定された解析ルール５４２を参照してもよい。また、解析部５３２は、最新のデータに基づく解析を実施するために、過去のデータ履歴５４１を参照してもよい。
　情報生成部５３３は、解析部５３２が実施した解析の結果に基づいて、ユーザに提供するための情報を生成する。解析部５３２によって皮膚コンダクタンスから抽出されるＥＤＡなどの生体情報は、様々な用途で利用可能である。例えば、生体情報は、ユーザの緊張やリラックス、喜びや悲しみなどの感情を検出するために利用されうる。検出された感情の情報は、ユーザ自身によって参照されてもよいし、他のユーザによって参照されてもよい。検出された感情は、例えば共有された動画を複数のユーザが観る場合のように、相手の表情などが直接的には見えない状況におけるコミュニケーションツールに有効に利用されうる。また、生体情報は、ユーザの活動との関係において評価されてもよい。例えば、ユーザがゴルフをプレイしているときの生体情報から、ユーザのプレイ中の精神状態が推定されてもよい。また、例えば、ユーザがヨガを行っているときの生体情報から、ヨガがユーザの精神状態の改善に寄与しているかどうかを推定してもよい。情報生成部５３３は、予め用意された情報フォーマット５４３に従って、生体情報に基づく情報を生成する。
　本実施形態では、以上のような機能構成によって、例えば、皮膚表面の状態を受けにくくした上で、ＥＤＡを測定することができる。また、例えばＥＤＡによるコンダクタンスの変化が異なる複数の領域、より具体的には手首の内側と外側などに電極対を配置することによって、ＥＤＡの値から環境や個人差に起因する影響を取り除き、ユーザの自律神経活動や代謝レベルを精度良く推定することができる。また、例えば、センサ装置１００や端末装置４００が、電極対以外にも皮膚温度計や加速度計などのセンサを備える場合、これらのセンサによって提供されるデータをＥＤＡとともに用いて、気温や食事、運動などに起因するＥＤＡの変化を特定することができうる。なお、ＥＤＡによるコンダクタンスの変化が異なる複数の領域としては、手首の内側と外側には限らず、指の内側と外側、上腕の内側と外側、または首の内側と外側などもありうる。センサ装置１００は、リストウェアに限らず、例えばこれらの部位に装着可能な形状を有してもよい。
　（４．ハードウェア構成）
　次に、図６を参照して、本開示の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成について説明する。図６は、本開示の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。図示された情報処理装置９００は、例えば、上記の実施形態における解析装置を実現しうる。解析装置は、より具体的には、サーバ３００、端末装置４００、またはセンサ装置１００でありうる。
　情報処理装置９００は、ＣＰＵ（Central　Processing　unit）９０１、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）９０３、およびＲＡＭ（Random　Access　Memory）９０５を含む。また、情報処理装置９００は、ホストバス９０７、ブリッジ９０９、外部バス９１１、インターフェース９１３、入力装置９１５、出力装置９１７、ストレージ装置９１９、ドライブ９２１、接続ポート９２３、通信装置９２５を含んでもよい。さらに、情報処理装置９００は、必要に応じて、撮像装置９３３、およびセンサ９３５を含んでもよい。情報処理装置９００は、ＣＰＵ９０１に代えて、またはこれとともに、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）などの処理回路を有してもよい。
　ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１９、またはリムーバブル記録媒体９２７に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置９００内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータなどを記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータなどを一次記憶する。ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０３、およびＲＡＭ９０５は、ＣＰＵバスなどの内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。さらに、ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Peripheral　Component　Interconnect/Interface）バスなどの外部バス９１１に接続されている。
　入力装置９１５は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなど、ユーザによって操作される装置である。入力装置９１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、情報処理装置９００の操作に対応した携帯電話などの外部接続機器９２９であってもよい。入力装置９１５は、ユーザが入力した情報に基づいて入力信号を生成してＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路を含む。ユーザは、この入力装置９１５を操作することによって、情報処理装置９００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
　出力装置９１７は、取得した情報をユーザに対して視覚や聴覚、触覚などの感覚を用いて通知することが可能な装置で構成される。出力装置９１７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid　Crystal　Display）または有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイなどの表示装置、スピーカまたはヘッドフォンなどの音声出力装置、もしくはバイブレータなどでありうる。出力装置９１７は、情報処理装置９００の処理により得られた結果を、テキストもしくは画像などの映像、音声もしくは音響などの音声、またはバイブレーションなどとして出力する。
　ストレージ装置９１９は、情報処理装置９００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１９は、例えば、ＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）などの磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイスなどにより構成される。ストレージ装置９１９は、例えばＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種のデータなどを格納する。
　ドライブ９２１は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体９２７のためのリーダライタであり、情報処理装置９００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２１は、装着されているリムーバブル記録媒体９２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９２１は、装着されているリムーバブル記録媒体９２７に記録を書き込む。
　接続ポート９２３は、機器を情報処理装置９００に接続するためのポートである。接続ポート９２３は、例えば、ＵＳＢ（Universal　Serial　Bus）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Small　Computer　System　Interface）ポートなどでありうる。また、接続ポート９２３は、ＲＳ－２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition　Multimedia　Interface）ポートなどであってもよい。接続ポート９２３に外部接続機器９２９を接続することで、情報処理装置９００と外部接続機器９２９との間で各種のデータが交換されうる。
　通信装置９２５は、例えば、通信ネットワーク９３１に接続するための通信デバイスなどで構成された通信インターフェースである。通信装置９２５は、例えば、ＬＡＮ（Local　Area　Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、またはＷＵＳＢ（Wireless　USB）用の通信カードなどでありうる。また、通信装置９２５は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Asymmetric　Digital　Subscriber　Line）用のルータ、または、各種通信用のモデムなどであってもよい。通信装置９２５は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、ＴＣＰ／ＩＰなどの所定のプロトコルを用いて信号などを送受信する。また、通信装置９２５に接続される通信ネットワーク９３１は、有線または無線によって接続されたネットワークであり、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信などを含みうる。
　撮像装置９３３は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）またはＣＣＤ（Charge　Coupled　Device）などの撮像素子、および撮像素子への被写体像の結像を制御するためのレンズなどの各種の部材を用いて実空間を撮像し、撮像画像を生成する装置である。撮像装置９３３は、静止画を撮像するものであってもよいし、また動画を撮像するものであってもよい。
　センサ９３５は、例えば、加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ、照度センサ、温度センサ、気圧センサ、または音センサ（マイクロフォン）などの各種のセンサである。センサ９３５は、例えば情報処理装置９００の筐体の姿勢など、情報処理装置９００自体の状態に関する情報や、情報処理装置９００の周辺の明るさや騒音など、情報処理装置９００の周辺環境に関する情報を取得する。また、センサ９３５は、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）信号を受信して装置の緯度、経度および高度を測定するＧＰＳ受信機を含んでもよい。
　以上、情報処理装置９００のハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。かかる構成は、実施する時々の技術レベルに応じて適宜変更されうる。
　（５．実施例）
　次に、本開示の実施例について、図７および図８を参照して説明する。
　図７は、本開示の一実施例における電極対の配置を示す図である。図７を参照すると、本実施例では、図２に示したようなセンサ装置１００において、手首（ＷＲＩＳＴ）の周囲に４つの電極１２０ｐ，１２０ｑ，１２０ｒ，１２０ｓを配置した。このうち、電極１２０ｐ，１２０ｒは手首の内側の領域に、電極１２０ｑ，１２０ｓは手首の外側の領域に、それぞれ配置された。また、電極１２０ｐ，１２０ｑは親指側に、電極１２０ｒ，１２０ｓは小指側に、それぞれ位置する。
　図８は、本開示の一実施例における皮膚インピーダンスの測定結果を示すグラフである。図８のグラフには、図７に示した４つの電極１２０ｐ～１２０ｓのそれぞれによって構成される４つの電極対の間に交流電流を流すことによって測定されたインピーダンスＺ１～Ｚ４が示されている。このうち、インピーダンスＺ１は電極１２０ｐおよび電極１２０ｒ、インピーダンスＺ２は電極１２０ｑおよび電極１２０ｓ、インピーダンスＺ３は電極１２０ｐおよび電極１２０ｑ、インピーダンスＺ４は電極１２０ｒおよび電極１２０ｓを、それぞれ電極対として測定されている。なお、既に述べた通り、インピーダンスはコンダクタンスの逆数であるため、上記の実施形態の説明における皮膚コンダクタンスの測定および解析のための構成は、同様に皮膚インピーダンスの測定および解析にも適用できる。
　一方、被験者であるユーザは、図８に示した時系列の区間Ｐ１～Ｐ３において、区間Ｐ１では安静を保ち、区間Ｐ２では暗算のタスクによるストレスが加えられ、区間Ｐ３ではヨガのビデオと深呼吸によってリラックスを図った。これらの区間におけるインピーダンスＺ１～Ｚ４の測定結果について、以下で説明する。
　まず、手首の内側での測定結果であるインピーダンスＺ１と、手首の外側での測定結果であるインピーダンスＺ２とを比較する。区間Ｐ１では、インピーダンスＺ１，Ｚ２が、いずれも大きく変化することなく推移している。被験者にストレスが加えられた区間Ｐ２では、インピーダンスＺ１が徐々に低下したのに対し、インピーダンスＺ２ではそのような低下は見られなかった。被験者のリラックスが図られた区間Ｐ３では、前の区間Ｐ２で低下したインピーダンスＺ１が、その前の区間Ｐ１での値に向かって緩やかに上昇したのに対し、インピーダンスＺ２は区間Ｐ２までの値と比べて顕著に上昇した。
　上記のようなインピーダンスＺ１，Ｚ２の測定結果は、インピーダンスＺ１（手首の内側の皮膚インピーダンス）には交感神経の活動が、インピーダンスＺ２（手首の外側の皮膚インピーダンス）には副交感神経の活動が、それぞれよく現れていることを示している。従って、例えば電極１２０ｐ～１２０ｓのように配置された電極対を用いて、手首の内側および外側のそれぞれでインピーダンスを測定すれば、自律神経の活動状況を高い精度で推測できると考えられる。
　次に、手首の側面での測定結果であるインピーダンスＺ３，Ｚ４について検討する。手首の側面における皮膚の特性は、どちらかというと手首の外側に近い。それゆえ、インピーダンスＺ３，Ｚ４は、インピーダンスＺ１（手首の内側）とインピーダンスＺ２（手首の外側）との中間の値をとりつつ、インピーダンスＺ２（手首の外側）に近い推移を示す。なお、インピーダンスＺ３は親指側の側面、インピーダンスＺ４は小指側の側面での測定値であるが、これらの間でも値は異なり（例えば区間Ｐ２と区間Ｐ３との境界付近）、インピーダンスＺ４の方がよりインピーダンスＺ２に近く、インピーダンスＺ３はどちらかというとインピーダンスＺ１に近い。
　上記のようなインピーダンスＺ３，Ｚ４の測定結果は、例えば手首の側面においても、手首の内側または外側と大きくは異ならない皮膚インピーダンスの測定が可能であり、従って、例えばインピーダンスＺ１またはインピーダンスＺ２の値がインピーダンスＺ３またはインピーダンスＺ４の値とは大きく異なる値になったような場合には、電極１２０ｐ～１２０ｓのうちのいずれかが皮膚から離れる（手首は可動範囲が大きいため、しばしば発生する）などの事態が発生していると推定できる。また、例えば電極１２０ｐ，１２０ｒのいずれかが皮膚から離れたことによってインピーダンスＺ１の値に欠落部分が生じたとしても、残りの３つの電極間でインピーダンスＺ２およびインピーダンスＺ３，Ｚ４のいずれかを測定することが可能であるため、これらの測定値から欠落部分におけるインピーダンスＺ１の値を推測することもできる。
　（６．補足）
　本開示の実施形態は、例えば、上記で説明したような解析装置、システム、解析装置またはシステムで実行される解析方法、解析装置を機能させるためのプログラム、およびプログラムが記録された一時的でない有形の媒体を含みうる。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）ユーザの皮膚に接触する電極対の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータを取得するデータ取得部と、
　前記データから前記ユーザの生体情報を抽出する解析部と
　を備える解析装置。
（２）前記電極対は、第１の領域で前記ユーザの皮膚に接触する第１の電極対と、前記第１の領域とは異なる第２の領域で前記ユーザの皮膚に接触する第２の電極対とを含み、
　前記解析部は、前記第１の電極対によって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスと、前記第２の電極対によって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスとの差分を算出する、前記（１）に記載の解析装置。
（３）前記第２の領域は、皮膚電気活動によるインピーダンスまたはコンダクタンスの変化が前記第１の領域とは異なる領域である、前記（２）に記載の解析装置。
（４）前記第２の領域は、エクリン腺の密度が前記第１の領域とは有意に異なる領域である、前記（３）に記載の解析装置。
（５）前記第１の領域は、手首、指、または上腕の内側の領域であり、
　前記第２の領域は、前記第１の領域が位置する手首、指、または上腕の外側である、前記（４）に記載の解析装置。
（６）前記交流電流は、１ｋＨｚ以下の低周波である、前記（１）～（５）のいずれか１項に記載の解析装置。
（７）プロセッサが、ユーザの皮膚に接触する少なくとも１対の電極の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータから前記ユーザの生体情報を抽出することを含む解析方法。
（８）ユーザの皮膚に接触する少なくとも１対の電極の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータから、前記ユーザの生体情報を抽出する機能をコンピュータに実現させるためのプログラム。
　１０　　システム
　１００　　センサ装置
　２００　　ネットワーク
　３００　　サーバ
　４００　　端末装置
　５１０　　受信部
　５２０　　送信部
　５３０　　処理部
　５３１　　データ取得部
　５３２　　解析部
　５３３　　情報生成部

Claims (8)

  1. 　ユーザの皮膚に接触する電極対の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータを取得するデータ取得部と、
    　前記データから前記ユーザの生体情報を抽出する解析部と
    　を備える解析装置。
  2. 　前記電極対は、第１の領域で前記ユーザの皮膚に接触する第１の電極対と、前記第１の領域とは異なる第２の領域で前記ユーザの皮膚に接触する第２の電極対とを含み、
    　前記解析部は、前記第１の電極対によって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスと、前記第２の電極対によって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスとの差分を算出する、請求項１に記載の解析装置。
  3. 　前記第２の領域は、皮膚電気活動によるインピーダンスまたはコンダクタンスの変化が前記第１の領域とは異なる領域である、請求項２に記載の解析装置。
  4. 　前記第２の領域は、エクリン腺の密度が前記第１の領域とは有意に異なる領域である、請求項３に記載の解析装置。
  5. 　前記第１の領域は、手首、指、上腕、または首の内側の領域であり、
    　前記第２の領域は、前記第１の領域が位置する手首、指、上腕、または首の外側である、請求項４に記載の解析装置。
  6. 　前記交流電流は、１ｋＨｚ以下の低周波である、請求項１に記載の解析装置。
  7. 　プロセッサが、ユーザの皮膚に接触する少なくとも１対の電極の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータから前記ユーザの生体情報を抽出することを含む解析方法。
  8. 　ユーザの皮膚に接触する少なくとも１対の電極の間に交流電流を流すことによって測定されるインピーダンスまたはコンダクタンスのデータから、前記ユーザの生体情報を抽出する機能をコンピュータに実現させるためのプログラム。
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