(57)【要約】【課題】より効果的に対象者の覚醒状態を維持する。【解決手段】対象者の体の少なくとも一部に振動刺激を提示する刺激提示部と、推定された上記対象者の覚醒度合いに基づいて、上記刺激提示部による上記振動刺激の提示有無および提示態様を制御する制御部と、を備え、上記刺激提示部は、上記対象者の体の一部と接触する接触部と、上記接触部に配置され、上記制御部による制御に基づいて上記振動刺激を発生させる複数の刺激発生部と、を備える、覚醒維持装置が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の体の少なくとも一部に振動刺激を提示する刺激提示部と、
推定された前記対象者の覚醒度合いに基づいて、前記刺激提示部による前記振動刺激の提示有無および提示態様を制御する制御部と、
を備え、
前記刺激提示部は、
前記対象者の体の一部と接触する接触部と、
前記接触部に配置され、前記制御部による制御に基づいて前記振動刺激を発生させる複数の刺激発生部と、
を備える、覚醒維持装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の刺激発生部に所定の順序で前記振動刺激を発生させる、
請求項１に記載の覚醒維持装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記対象者の覚醒度合いが閾値を下回った場合、前記対象者による前記振動刺激の感度が増加するよう前記振動刺激の態様を変化させる、
請求項１または２のいずれかに記載の覚醒維持装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記対象者の覚醒度合いが閾値を下回った場合、前記振動刺激の提示に係る駆動周波数を上昇させる、
請求項３に記載の覚醒維持装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記対象者の覚醒度合いが閾値を下回った場合、前記振動刺激の提示に係る加速度、提示間隔、提示時間、または提示回数のうち少なくともいずれかを変化させる、
請求項３または４に記載の覚醒維持装置。
【請求項６】
前記対象者の覚醒状態を推定する状態検知部、
をさらに備え、
前記状態検知部は、取得されたセンサ情報に基づいて前記対象者の目蓋の開閉状態を検知し、当該開閉状態に基づいて前記覚醒度合いを推定する、
請求項１〜５のいずれかに記載の覚醒維持装置。
【請求項７】
推定された対象者の覚醒度合いに基づいて、刺激提示部による前記対象者の体の少なくとも一部への振動刺激の提示有無および提示態様を制御する制御部、
を備え、
前記刺激提示部は、前記振動刺激を発生させる複数の刺激発生部を備える、
制御装置。
【請求項８】
コンピュータを、
推定された対象者の覚醒度合いに基づいて、刺激提示部による前記対象者の体の少なくとも一部への振動刺激の提示有無および提示態様を制御する制御部、
を備え、
前記刺激提示部は、前記振動刺激を発生させる複数の刺激発生部を備える、
制御装置、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、覚醒維持装置、制御装置、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、対象者をモニタリングし、検出した状態に基づいて各種の動作を実行する装置が広く普及している。例えば、特許文献１には、運転手の眠気が検知された場合、複数種類の刺激を発生させることで、当該運転者の覚醒状態を維持する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２２８２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される技術では、音声、風、アロマなどを含む複数種類の刺激を運転手に与えることで、運転手の覚醒状態の維持を図っている。しかし、音声、風、アロマなどの刺激は、運転手のみならず同乗者にも影響を与えることから、利用が困難な状況も想定される。
【０００５】
また、特許文献１には、振動刺激を用いた覚醒維持手法についても記載されているが、本発明は、より効果的に対象者の覚醒状態を維持することが可能な、新規かつ改良された覚醒維持装置、制御装置、およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、対象者の体の少なくとも一部に振動刺激を提示する刺激提示部と、推定された上記対象者の覚醒度合いに基づいて、上記刺激提示部による上記振動刺激の提示有無および提示態様を制御する制御部と、を備え、上記刺激提示部は、上記対象者の体の一部と接触する接触部と、上記接触部に配置され、上記制御部による制御に基づいて上記振動刺激を発生させる複数の刺激発生部と、を備える、覚醒維持装置が提供される。
【０００７】
また、上記制御部は、上記複数の刺激発生部に所定の順序で上記振動刺激を発生させてもよい。
【０００８】
また、上記制御部は、上記対象者の覚醒度合いが閾値を下回った場合、上記対象者による上記振動刺激の感度が増加するよう上記振動刺激の態様を変化させてもよい。
【０００９】
また、上記制御部は、上記対象者の覚醒度合いが閾値を下回った場合、上記振動刺激の提示に係る駆動周波数を上昇させてもよい。
【００１０】
また、上記制御部は、上記対象者の覚醒度合いが閾値を下回った場合、上記振動刺激の提示に係る加速度、提示間隔、提示時間、または提示回数のうち少なくともいずれかを変化させてもよい。
【００１１】
また、上記覚醒維持装置は、上記対象者の覚醒状態を推定する状態検知部、をさらに備え、上記状態検知部は、取得されたセンサ情報に基づいて上記対象者の目蓋の開閉状態を検知し、当該開閉状態に基づいて上記覚醒度合いを推定してもよい。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、推定された対象者の覚醒度合いに基づいて、刺激提示部による上記対象者の体の少なくとも一部への振動刺激の提示有無および提示態様を制御する制御部、を備え、上記刺激提示部は、上記振動刺激を発生させる複数の刺激発生部を備える、制御装置が提供される。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、推定された対象者の覚醒度合いに基づいて、刺激提示部による上記対象者の体の少なくとも一部への振動刺激の提示有無および提示態様を制御する制御部、を備え、上記刺激提示部は、上記振動刺激を発生させる複数の刺激発生部を備える、制御装置、として機能させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、より効果的に対象者の覚醒状態を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る覚醒維持装置による触覚刺激提示の概要について説明するための図である。
【図２】同実施形態に係る覚醒維持装置による触覚刺激提示の概要について説明するための図である。
【図３】同実施形態に係る覚醒維持装置の構成例について説明するための図である。
【図４】同実施形態に係る手掌部の構成例を示す図である。
【図５】同実施形態に係る第２の評価で用いた刺激パラメータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明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。
【００１７】
＜１．一実施形態＞
＜＜１．１．概要＞＞
まず、本発明の一実施形態の概要について説明する。近年、例えば、特許文献１に開示されるように、対象者に覚醒状態を維持させるための技術が提案されている。上記のような技術は、例えば、車両等、各種の移動体を運転する運転者の覚醒状態維持に適用され得る。
【００１８】
特に、近年においては、技術進歩に伴い、運転システムの自動化が進んでいる。ここで、運転が自動化（半自動化）された移動体の運転手は、運転タスクから離れる傾向が認められるが、この際、運転タスクから離れた運転手の覚醒度合いは低下することが知られている。
【００１９】
一方、例えば、ＳＡＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌによる定義におけるレベル３のように、自動運転と手動運転が混在する状況では、システムからのＴＯＲ（Ｔａｋｅ  Ｏｖｅｒ  Ｒｅｑｕｅｓｔ：引き継ぎ要請）に確実に対応するために運転手の覚醒度合いを低下させないことが求められる。
【００２０】
ここで、例えば、特許文献１に開示される技術では、音声、風、アロマ、振動などの複数種類の刺激を運転手に与えることで、運転手の覚醒状態の維持を図っている。しかし、音声、風、アロマなどの刺激は、運転手のみならず同乗者にも影響を与えることから、利用が困難な状況も想定される。
【００２１】
また、特許文献１には、振動刺激を用いた覚醒維持手法についても記載されているが、本発明は、より効果的に対象者の覚醒状態を維持することを目的とする。
【００２２】
このために、本発明の一実施形態に係る覚醒維持装置２０は、対象者の体の少なくとも一部に触覚刺激を提示する刺激提示部２３０と、推定された対象者の覚醒度合いに基づいて、刺激提示部２３０による触覚刺激の提示有無および提示態様を制御する制御部２２０と、を備えることを特徴の一つとする。
【００２３】
また、本実施形態に係る刺激提示部２３０は、対象者の体の一部と接触する接触部２６０と、接触部２６０に配置され、制御部２２０による制御に基づいて触覚刺激を発生させる複数の刺激発生部２７０と、を備えること、を特徴の一つとする。
【００２４】
ここで、上記の触覚刺激には、例えば、振動により対象者へ刺激を与える振動刺激が含まれる。また、上記の触覚刺激の提示態様には、例えば、振動周期、加速度、テンポ、提示時間、提示回数、また提示順序などが含まれてよい。
【００２５】
本実施形態に係る覚醒維持装置２０は、触覚刺激の強度を単純に増加させるのみではなく、推定された対象者の覚醒度合いに基づいて、触覚刺激の提示態様を変化させることで、覚醒度合いに応じたより効果的な触覚刺激を提示し、対象者の覚醒状態をより効果的に維持することを可能とする。なお、以下においては、本実施形態に係る覚醒維持装置２０が、対象者に振動刺激を提示する場合を主な例として説明する。
【００２６】
図１および図２は、本実施形態に係る覚醒維持装置２０による振動刺激提示の概要について説明するための図である。図１および図２では、横軸に時間軸が、縦軸に対象者の覚醒度合いを示す指標の一例として閉眼率が示されている。
【００２７】
なお、ここで、上記の閉眼率とは、例えば、規定された時間内において対象者が目蓋を閉じていた時間の割合を示す値であってよい。閉眼率と覚醒度合いとには密接な相関があり、覚醒度合いの低下に伴い閉眼率が上昇することが知られている。
【００２８】
このために、本実施形態に係る覚醒維持装置２０は、覚醒度合いを示す指標の一例として目蓋の開閉状態を用いてもよい。本実施形態に係る覚醒維持装置２０は、例えば、上述した閉眼率や、開眼率（規定時間内に対象者が目蓋を開いていた時間の割合を示す値）に基づいて、対象者の覚醒度合いを推定（算出）することができる。
【００２９】
本実施形態に係る覚醒維持装置２０の制御部２２０は、例えば、上記のように推定された対象者の覚醒度合いに基づいて、振動刺激の提示有無を制御してよい。例えば、図１には、振動刺激を提示しない場合における閉眼率の推移イメージ（Ｃ１）と、本実施形態に係る覚醒維持装置２０が対象者の覚醒度合いが閾値Ｅ１を超えたことに基づいて振動刺激提示を行った場合における閉眼率の推移イメージ（Ｃ２）とが示されている。
【００３０】
図１を参照すると、振動刺激を提示しない場合、時間の経過に伴い、対象者の閉眼率が上昇すること、すなわち対象者の覚醒度合いが低下することが予測される。一方、覚醒維持装置２０による振動刺激の提示によれば、時間Ｔ１を超えても対象者の閉眼率が閾値Ｅ２程度に収まること、すなわち対象者の覚醒状態の維持が期待される。
【００３１】
なお、ここで、時間Ｔ１は、車両等の移動体を安全に停車させることができるまでに要する推定時間の最大値を指す。
【００３２】
また、本実施形態に係る覚醒維持装置２０は、例えば、推定された対象者の覚醒度合いに応じて、振動刺激の提示態様を制御してよい。図２には、それぞれ異なる刺激パラメータ１〜３を用いて対象者に振動刺激を提示した場合における閉眼率の推移イメージ（Ｃ３〜Ｃ５）が示されている。例えば、Ｃ３では、対象者の閉眼率が閾値Ｅ１に達した際に、刺激パラメータ１による振動刺激を２回繰り返し提示し、刺激パラメータ１による覚醒維持効果を評価した。また、Ｃ３では、上記の振動刺激の提示後に閉眼率が上昇し続けたため、閉眼率が閾値Ｅ２に達した際に、刺激パラメータ１による振動刺激を今度は４回繰り返し提示し、覚醒維持効果を評価した。
【００３３】
また、同様に、Ｃ４では、対象者の閉眼率が閾値Ｅ１およびＥ２に達した際に、それぞれ刺激パラメータ２による振動刺激を２回または４回繰り返し提示し、Ｃ５では、閉眼率が閾値Ｅ１に達した際に、刺激パラメータ３による振動刺激を２回繰り返し提示した。
【００３４】
この結果、刺激パラメータ２による振動刺激によれば、対象者の閉眼率を閾値Ｅ２以下に維持できることが示され、また、刺激パラメータ３による振動刺激によれば、対象者の閉眼率を閾値Ｅ１付近に維持できることが示された。このように、振動刺激の提示態様は、対象者の覚醒維持に大きく影響することから、本実施形態に係る覚醒維持装置２０は、対象者の覚醒度合いに応じて振動刺激の提示態様を変化させることで、より効果的な覚醒維持効果を得ることが可能である。
【００３５】
なお、図２に示した一例では、閉眼率がより高い閾値Ｅ２において、閾値Ｅ１よりも強い刺激を与えるために、刺激回数（ループ数）を倍の４回としたが、刺激の強度は、振動刺激に係る他の要素の制御により実現されてもよい。本実施形態に係る振動刺激の態様を変化させる要素としては、例えば、駆動周波数や加速度、提示間隔や提示時間、また提示回数などが含まれる。
【００３６】
また、上記では、本実施形態に係る覚醒度合いを示す指標の一例として、閉眼率（開眼率）を挙げたが、本実施形態に係る覚醒度合いは、例えば、心拍、鼻部皮膚温度、呼吸変動、あくびなどを含む顔の表情のいずれか、または組み合わせに基づいて推定されてもよい。以下、本実施形態に係る覚醒維持装置２０が有する機能と、当該機能により奏される効果について、より詳細に説明する。
【００３７】
＜＜１．２．覚醒維持装置２０の構成例＞＞
まず、本実施形態に係る覚醒維持装置２０の構成例について説明する。図３は、本実施形態に係る覚醒維持装置２０の構成例について説明するための図である。図３を参照すると、本実施形態に係る覚醒維持装置２０は、状態検知部２１０、制御部２２０、刺激提示部２３０を備える。
【００３８】
（状態検知部２１０）
本実施形態に係る状態検知部２１０は、観察装置１０が取得した各種のセンサ情報に基づいて、対象者の覚醒度合いを推定する機能を有する。なお、本実施形態に係る観察装置１０は、対象者に各種の状態を継続してモニタリングする装置である。本実施形態に係る状態検知部２１０は、例えば、観察装置１０が撮影した対象者の画像に基づいて、対象者の目蓋の開閉状態を検知し、当該開閉状態に基づいて覚醒度合いを推定してもよい。例えば、本実施形態に係る状態検知部２１０は、対象者の画像に基づいて閉眼率や開眼率などを算出し、覚醒度合いとして用いてもよい。
【００３９】
また、上述したように、本実施形態に係る状態検知部２１０は、心拍や皮膚温度などに基づいて対象者の覚醒度合いを推定してもよい。このために、本実施形態に係る観察装置１０は、例えば、カメラ、レーザ、光センサ、温度センサ、脈拍センサなどの少なくとも１つを備えてよい。
【００４０】
（制御部２２０）
本実施形態に係る制御部２２０は、状態検知部２１０が推定した対象者の覚醒度合いに基づいて、刺激提示部２３０による振動刺激の提示有無および提示態様を制御する機能を有する。
【００４１】
例えば、本実施形態に係る制御部２２０は、対象者の覚醒度合いが閾値を下回った場合、当該対象者による振動刺激の感度が増加するよう振動刺激の態様を変化させてもよい。この際、本実施形態に係る制御部２２０は、駆動周波数や加速度を上げることで、上記感度の増加を図ってもよい。また、制御部２２０は、振動刺激の提示回数の増加、提示時間の延長、提示間隔の短縮などにより上記感度の増加を図ってもよい。
【００４２】
本実施形態に係る制御部２２０は、例えば１つまたは２つ以上のプロセッサにより実現される。プロセッサとしては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ）などが挙げられる。
【００４３】
（刺激提示部２３０）
本実施形態に係る刺激提示部２３０は、制御部２２０による制御に基づいて、対象者に振動刺激を提示する機能を有する。本実施形態に係る刺激提示部２３０は、対象者の体の部位に対応する複数の刺激提示箇所を有してよい。刺激提示部２３０は、例えば、対象者の手掌に振動刺激を提示する手掌部２４０や、対象者の腕部（手から肩）、背部や腰部、臀部や大腿部などに振動刺激を提示する体幹部２５０などを備え得る。
【００４４】
また、手掌部２４０や体幹部２５０は、それぞれ、対象者の体の一部と接触する接触部２６０と、接触部２６０に配置され制御部２２０による制御に基づいて振動刺激を発生させる刺激発生部２７０とを備える。
【００４５】
本実施形態に係る刺激提示部２３０は、例えば、自動運転機能を有する移動体の車室内に配置される自動運転支援デバイスに搭載されてもよい。ここで、上記の自動運転支援デバイスとは、運転タスクから離れた対象者の覚醒状態を維持させるために対象者に振動刺激を提示する装置であってよい。
【００４６】
図４は、本実施形態に係る手掌部２４０の構成例を示す図である。本実施形態に係る手掌部２４０は、例えば、自動運転機能を有する移動体の車室内に配置される自動支援デバイスに搭載されてもよい。ここで、上記の自動運転支援デバイスとは、自動運転中に運転手による突発的な運転操作が必要となった際に、運転手が操作を行うデバイスである。運転支援デバイスは、ハンドルとは独立して設置されてよい。例えば、移動体の進行方向に障害物が検出されたことに基づきシステムが右側への回避行動を取ろうとした状況において、運転手の判断としては左側への回避を行いたい場合、運転手は、自動運転支援デバイスを左側に傾ける操作を行うことで、自動運転を支援できてもよい。
【００４７】
上記のような操作を実現するため、本実施形態に係る自動運転支援デバイスは、運転手すなわち対象者の手掌により把持が可能な形状、または対象者の手掌が載置可能な形状に形成される。図４に示す一例では、自動運転支援デバイスに搭載される手掌部２４０の接触部２６０が、操作者の手ＵＨが載置可能な形状および大きさで形成される場合が示されている。手掌部２４０の接触部２６０は、例えば、ポリカーボネート等の樹脂素材等を用いて手ＵＨを指示可能な剛性を有して形成されてもよい。
【００４８】
また、手掌部２４０の接触部２６０は、手ＵＨが載置しやすいように、円弧状等の曲面として形成されてもよい。なお、接触部２６０の形状は、任意に設計可能であり、平面や曲面を組み合わせたものであってもよい。
【００４９】
また、図４に示す一例の場合、手掌部２４０の接触部２６０には、手ＵＨの指先から手首に向かって４つの刺激発生部２７０ａ〜２７０ｄが配置されている。このように、本実施形態に係る刺激提示部２３０は、複数の刺激発生部２７０を備えてよい。
【００５０】
この場合、本実施形態に係る制御部２２０は、複数の刺激発生部２７０に所定の順序で振動刺激を発生させることができる。例えば、図４に示す一例の場合、制御部２２０は、刺激発生部２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、２７０ｄに当該順序で振動刺激を発生させてもよい。係る制御によれば、例えば、指先、指尖球、手掌中央、手掌下部と、体の先端から順に流れるように振動刺激を与えることができ、対象者に仮現運動を知覚させることができる。
【００５１】
ここで、本実施形態に係る仮現運動とは、実際には運動が行われていないのに、運動が行われているように感じる現象を指す。このような仮現運動は、身体における複数の箇所を順に刺激することで引き起こされる。例えば、刺激発生部２７０ａにより指先に振動刺激を瞬間的に提示した後、刺激発生部２７０ｂにより指尖球に振動刺激を与えた場合、対象者は、指先から指尖球にかかる仮現運動を知覚し得る。同様に、刺激発生部２７０ｃ、２７０ｄと順に振動刺激を提示した場合、対象者は、指先から手掌下部にかけて、あたかも手全体が動いているような仮現運動を知覚し得る。
【００５２】
このように、本実施形態に係る覚醒維持装置２０によれば、手掌などにおいて複数の箇所に順番に振動刺激を提示することで、対象者に仮現運動を知覚させ、より効果的な覚醒維持効果を得ることが可能である。
【００５３】
なお、図４では、手掌部２４０が４つの刺激発生部２７０ａ〜２７０ｄを備える場合を例として示したが、本実施形態に係る刺激発生部２７０の数は係る例に限定されない。本実施形態に係る刺激発生部２７０は２つ以上備えられればよい。刺激発生部２７０が２つ以上備えられることにより、上述した仮現運動を対象者に知覚させることが可能である。また、刺激発生部２７０が３つ以上備えられる場合、仮現運動の動きの方向性を対象者が知覚することができる。また、刺激発生部２７０が４つ以上備えられる場合、手の面積が小さい対象者であっても、少なくとも３つ刺激発生部２７０が接触した状態となり、覚醒維持効果をより確実にすることが期待される。また、複数の刺激発生部２７０は、図４に示すような直線状に限らず、非直線状に配置されてもよい。
【００５４】
さらには、本実施形態に係る制御部２２０は、手掌部２４０や体幹部２５０が備える複数の刺激発生部２７０に所定の順序で振動刺激を発生させてもよい。本実施形態に係る制御部２２０は、例えば、対象者の手を起点に体軸に沿って順に振動刺激が提示されるように刺激提示部２３０を制御することができる。ここで、体軸とは、頭尾軸、背腹軸、左右軸などの体の方向を示す各種の軸を指す。
【００５５】
例えば、体幹部２５０が、対象者の背中や臀部に対応する位置に刺激発生部２７０を備える場合、制御部２２０は、手掌部２４０が備える刺激発生部２７０、体幹部２５０が備える上記背中に対応する刺激発生部２７０、上記臀部に対応する刺激発生部２７０の順に振動刺激を発生させてもよい。
【００５６】
上記のように制御部２２０が対象者の体軸に沿って順に振動刺激が提示されるよう制御することにより、対象者が振動刺激をより知覚しやすくなり、さらには、対象者に、運動を行っているような感覚、すなわち仮現運動を知覚させることで、対象者の覚醒状態を効果的に維持する効果が期待される。
【００５７】
以上、本実施形態に係る覚醒維持装置２０の構成例について詳細に説明した。なお、図３および図４を用いて説明した構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る覚醒維持装置２０の構成は係る例に限定されない。
【００５８】
例えば、本実施形態に係る状態検知部２１０、制御部２２０、刺激提示部２３０は、それぞれ別途の装置による機能として実現されてもよい。例えば、制御部２２０は制御装置として独立して構築され、ネットワークを介して取得した対象者の覚醒度合いに基づいて、別途の装置として設けられる刺激提示装置を制御してもよい。本実施形態に係る覚醒維持装置２０の構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
【００５９】
＜＜１．３．評価＞＞
次に、本実施形態に係る刺激提示手法の評価結果について述べる。ここでは、本実施形態に係る覚醒維持装置２０が奏する効果を検証するために２つの評価を実施した。
【００６０】
なお、両評価ともに上述した自動運転レベル３（すなわち、周辺監視の必要はないが、ＴＯＲに備えて覚醒の維持が求められる状態）を想定し、実車両内を再現するために暗室内において走行映像と走行音を再生し、３０分間の検証を行った。
【００６１】
なお、被験者に対しては、自動運転レベル３を想定した模擬運転であることを伝え、周辺監視の必要ないがＴＯＲに備えて起きているように指示を行った。
【００６２】
また、覚醒度合いの指標としては、上述の閉眼率を用いた。
【００６３】
まず、第１の評価においては、手掌部２４０が備える複数の刺激発生部２７０、体幹部２５０が備える複数の刺激発生部２７０に順に振動刺激を発生させた。より具体的には、対象者の手、背部、腰部、臀部、大腿部の順に流れるように振動刺激を与え、覚醒状態の推移を観察した。
【００６４】
また、第１の評価では、３つの刺激パラメータの条件セットを設定し、無刺激の場合との比較を行った。
【００６５】
まず、「標準」においては、手掌部２４０と体幹部２５０とで、加速度をそれぞれ５．３Ｇおよび１．８Ｇ、周波数をそれぞれ４５Ｈｚおよび５０Ｈｚに設定した。また、振動時間を１．５ｓ、提示間隔を０．７５ｓごとに設定した。また、振動回数は１回とし、閉眼率が閾値Ｅ１を超えた際に上記の刺激パラメータに基づく振動刺激を発生させた。
【００６６】
また、上記「標準」に加え、体幹部２５０による振動刺激に係る加速度を「標準」の２倍に設定した「加速度大」、「標準」と比較して振動時間および提示間隔をそれぞれ１／２に設定し振動回数を２回に設定した「振動時間短」の比較を行った。
【００６７】
上記の条件下において評価を行った結果、無刺激の場合では評価開始から徐々に閉眼率の上昇が観察されたのに対し、振動刺激を与えた場合では、「標準」、「加速度大」、「振動時間短」のいずれの場合でも、評価を開始してからしばらくの間、被験者の覚醒維持が認められた。
【００６８】
より具体的には、「標準」および「加速度大」の場合では、被験者のおよそ５６％に覚醒維持の効果が認められ、「振動時間短」の場合では、被験者のおよそ４５％に覚醒維持の効果が認められた。
【００６９】
上記の評価結果は、本実施形態に係る覚醒維持装置２０による振動刺激の提示によれば、無刺激の場合と比較して、対象者の覚醒状態をより長く維持することが可能なことを示している。
【００７０】
続いて、本実施形態に係る第２の評価について述べる。本実施形態に係る第２の評価では、背中や腰などに比べより刺激に敏感であることが知られている手掌に集中的に振動刺激を提示し、被験者の覚醒状態の推移を観察した。すなわち、本実施形態に係る第２の評価では、手掌部２４０にのみ振動刺激を発生させ、覚醒維持効果の検証を行った。
【００７１】
なお、第２の評価では、図５に示すように、４つの刺激パラメータの条件セットを設定した。図５は、本実施形態に係る第２の評価で用いた刺激パラメータを示す図である。
【００７２】
まず、「標準」においては、手掌部２４０による振動刺激に係る加速度を５．３Ｇに、周波数を４５Ｈｚに設定した。また、刺激発生部２７０の振動時間を１．５ｓ、提示間隔を０．７５ｓごとに設定した。また、刺激発生部２７０の振動回数は２回とし、閉眼率が閾値Ｅ１を超えた際に上記の刺激パラメータに基づく振動刺激を発生させた。なお、上記の刺激発生部２７０の振動回数とは、手掌部２４０が備える複数の刺激発生部２７０を順に１回ずつ振動させる回数を指す。例えば、図４に示したように、手掌部２４０が４つの刺激発生部２７０ａ〜２７０ｄを備える場合、刺激発生部２７０ａ〜２７０ｄに順に振動刺激を発生させるループを２回繰り返すことが、振動回数２回に該当する。
【００７３】
また、「加速度大」においては、手掌部２４０による振動刺激に係る加速度を、性能上実現できる最大の加速度である２２Ｇに設定した。
【００７４】
また、「振動時間短」においては、「標準」と比較して振動時間および提示間隔をそれぞれ１／４に設定し、振動回数を８回に設定した。
【００７５】
また、「周波数高」では、手掌部２４０による振動刺激に係る周波数を「標準」の約２倍である１００Ｈｚに設定した。
【００７６】
上記の条件下において評価を行った結果、無刺激の場合では評価開始から徐々に閉眼率の上昇が観察されたのに対し、「標準」、「加速度大」、「振動時間短」の場合では、評価終了まで閉眼率が閾値Ｅ２程度に収まることが確認された。
【００７７】
また、「周波数高」の場合では、上記３つの条件セットとは異なりほとんど閉眼率が上昇することなく、評価終了まで被験者の覚醒状態が維持される結果となった。
【００７８】
より具体的には、「標準」、「加速度大」、「振動時間短」の場合では、被験者のおよそ６０％に覚醒維持の効果が認められ、「周波数高」の場合では、被験者のおよそ８０％に覚醒維持の効果が認められた。
【００７９】
上記の評価結果は、体幹に比べより刺激に敏感な手掌を繰り返し刺激することにより覚醒維持の効果が上昇することを示している。なお、「標準」と「振動時間短」との間で効果の差が認められなかった原因については、繰り返し回数を増加させたことにより、振動刺激に対する慣れが生じてしまった可能性や、振動時間の短縮による効果の低下が繰り返し回数増加による効果の上昇と拮抗してしまった可能性が想定される。
【００８０】
また、上記の評価結果は、周波数の上昇により、覚醒維持の効果がより高まることを示している。ここで、「周波数高」で用いた１００Ｈｚは、真皮内に存在するパチニ小体が敏感に反応を示す周波数帯域であることが知られている。このことから、パチニ小体が敏感に反応する周波数帯域が覚醒維持に効果的である可能性が示唆される。なお、「標準」等で用いた４５Ｈｚは表皮内に存在するマイスナー小体が敏感に反応する周波数帯域である。
【００８１】
このため、本実施形態に係る制御部２２０は、例えば、対象者の覚醒度合いが閾値を下回った場合、振動刺激の提示に係る駆動周波数を上昇させ、パチニ小体が敏感に反応する周波数帯域に設定してよい。本実施形態に係る制御部２２０による上記の制御によれば、対象者の覚醒状態をより効果的に維持することが期待される。
【００８２】
なお、人の体は部位により皮膚の厚みが異なることから、部位に応じてパチニ小体がよく反応する周波数帯域には、ずれが生じることも想定される。このため、本実施形態に係る制御部２２０は、各々の刺激発生部２７０が対応する部位ごとに、パチニ小体がより良く反応する周波数を設定してもよい。
【００８３】
以上、本実施形態に係る覚醒維持装置２０による刺激提示手法の評価結果について述べた。上述したように、本実施形態に係る覚醒維持装置２０によれば、手掌の複数箇所に順に振動刺激を提示することで対象者に仮現運動を知覚させ、より効果的に対象者の覚醒状態を維持することが可能となる。
【００８４】
なお、上記では、制御部２２０が対象者の覚醒度合いを閾値と比較して振動刺激の提示有無や提示態様を制御する場合を主な例として説明したが、本実施形態に係る制御部２２０による制御は係る例に限定されない。
【００８５】
本実施形態に係る制御部２２０は、例えば、振動刺激への慣れに対する影響を緩和するために、振動刺激の提示回数に応じて提示態様を変化させてもよい。また、本実施形態に係る制御部２２０は、振動刺激の提示後に覚醒度合いに変化が認められないことに基づいて、振動刺激の提示態様を変化させてもよい。
【００８６】
さらには、本実施形態に係る制御部２２０は、外部要因に基づいて、振動刺激の提示態様を変化させてもよい。例えば、制御部２２０は、一般的に覚醒度合いが低下しやすいと想定される夜間と、覚醒度合いが比較的低下しづらいと想定される日中とでは異なる態様で振動刺激を提示させてもよい。本実施形態に係る制御部２２０は、上記のような条件を組み合わせて、多様な態様で振動刺激を提示させることが可能である。
【００８７】
＜２．まとめ＞
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る覚醒維持装置２０は、対象者の手掌に触覚刺激を提示する刺激提示部２３０と、推定された対象者の覚醒度合いに基づいて、刺激提示部２３０による触覚刺激の提示有無および提示態様を制御する制御部２２０と、を備えることを特徴の一つとする。また、本発明の一実施形態に係る刺激提示部２３０は、対象者の体の一部と接触する接触部２６０と、接触部２６０に配置され、制御部２２０による制御に基づいて触覚刺激を発生させる複数の刺激発生部２７０と、を備え、対象者が手掌により把持する、または対象者の手掌が載置される、自動運転支援デバイスに搭載されること、を特徴の一つとする。係る構成によれば、より効果的に対象者の覚醒状態を維持することが可能となる。
【００８８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の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、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８９】
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。
【００９０】
また、コンピュータに内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアに、制御部２２０が有する構成と同等の機能を発揮させるためのプログラムも作成可能であり、当該プログラムを記録した、コンピュータに読み取り可能な非一過性の記録媒体も提供され得る。
【符号の説明】
【００９１】
１０      観察装置、  ２０      覚醒維持装置、  ２１０    状態検知部、  ２２０    制御部、  ２３０    刺激提示部、  ２４０    手掌部、  ２５０    体幹部、  ２６０    接触部、  ２７０    刺激発生部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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