(57)【要約】【課題】  本発明は生活居住環境やエンターテイメント環境のように人体生理への影響を与える環境を、計測生理値に基づいて指定した理想生理状態に近づけるよう自動最適化設計を行う環境システム最適化装置を提供することを目的とする。 【解決手段】  理想生理値入力部３と、誤差計算部４と、最適化部５とを、環境システム最適化装置に設けることを特徴とする。誤差計算部で求めた計測生理値と事前に与えられた理想生理値との差分値を最適化部への評価関数とすることで、人体生理状態を理想生理状態に近づけるよう、対象の環境システムを自動最適化することができる。【選択図】      図１
2006338153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体生理に影響を与える感覚刺激を出力する環境システムと、前記環境システム出力を受けた人体の生理信号を計測する生理計測部と、制御すべき目安となる生理値を入力する理想生理値入力部と、前記生理計測部で得られた生理値と前記理想生理値入力部から得られた制御すべき目安となる生理値との違いを計算する誤差計算部と、前記誤差計算部で得られた誤差値を入力し前記環境システムの制御値を決定する最適化部とを備えたことを特徴とする環境システム最適化装置。
【請求項２】
最適化部が進化的計算技術を用いて環境システムを最適化することを特徴とする請求項１における環境システム最適化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人体生理に影響を与える温熱、光、振動、視聴覚、その他の環境下の人間の生理特性を目的に応じた理想的な生理状態になるように温熱光環境システムや振動機器や視聴覚機器を制御する環境システム最適化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境システム最適化装置は、高齢化社会おける優しい住居環境を実現したり、アミューズメントパークでスリル感溢れる振動や音響・映像環境（AV環境）を実現したり、いろいろな分野で使われている。
【０００３】
例えば、癒し効果が最大になるように映像と音響信号を人間に提示する環境システムを考えてみよう。音の変化、周波数特性、映像の変化速度、色変化、その他多くのAV信号の物理パラメータを変化させることで人間の生理反応が変化し、安らぎ状態になったり、ドキドキ状態になったり、緊張状態になったりする。そのような生理状態の中で、できるだけ安らぎの生理状態になるよう、物理パラメータを最適にすることが求められる。環境システム最適化装置はこのような設計のために、いろいろな分野で用いられている。
【０００４】
以下図面を参照しながら、上記した従来の環境システム最適化装置の一例について説明する。
【０００５】
図２は従来の環境システム最適化装置の構成図を示すものである。図２において、１は最適化対象の環境システムである。２は環境システム１の影響を受ける人間の生理を計測する生理計側部である。６は環境システム１の状態を制御するために設計者が制御値を入力する制御値入力部である。
【０００６】
以上のように構成された従来の環境システム最適化装置について、以下その動作について説明する。
【０００７】
まず、設計者が制御値入力部６から環境システム１の状態を変化させるための制御値を入力する。温熱環境システムや光環境システムでは、温度や照度や色を変化させるための制御値を入力することになるし、映像環境システムや音響環境システムでは、色や音量や周波数特性やコンテンツそのものであったりコンテンツの提示方法を変化させるための制御値であったりする。入力された制御によって環境システム１の出力が変化するので、その環境に影響される人間の生理反応も変化することになる。この生理データを生理計測部２で計測する。設計者はこの生理計測値を見て制御値入力部６から環境システム１の状態を変化させるための制御値を入力する。この一連の作業を、環境システム１に影響される人間が予め狙った生理状態になるまで繰り返す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記のような構成では、システム最適化の観点からはランダムサーチをしているのであり、環境下の人間の生理状態を実現すべき状態にするように環境システムを最適化するには非常に時間がかかる。あるいは、対象の人間の疲労等のため実現できないという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、自動的に環境システムを最適化して、求める生理状態を実現することを可能にする環境システム最適化装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために本発明の環境システム最適化装置は、理想生理値入力部と、誤差計算部と、最適化部という構成を備えたものである。
【００１１】
本発明は上記した構成によって、計測した人間の生理値と理想生理値との誤差を基に、人間の生理値を理想生理値に近づけるよう最適化部が環境システムを調整する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば理想生理値入力部と、誤差計算部と、最適化部とを設けることにより、人間の生理値を理想生理値として与えた生理状態に近づけることができるので、安らぎの環境を設計したり、ハラハラドキドキのアミューズメント環境を設計したりすることができる。
【実施例】
【００１３】
以下本発明の実施例の環境システム最適化装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例における環境システム最適化装置の構成図である。図１において、３は設計したい環境での人間の理想生理状態を示す生理データを入力する理想生理入力部でキーボードやファイル読み込み装置などで構成される。４は生理値計測部２で得られる実際の人間の生理データと理想生理入力部３で入力された理想生理データとの差を計算する誤差計算部である。５は誤差計算部４の値を評価値として入力し環境システム１を制御する最適化部である。 
【００１５】
以上のように構成された環境システム最適化装置について、以下その動作を説明する。第１の実施例での環境システム１は安らぎの音楽を再生する環境システム、最適化部５では進化的計算を用いて最適化を行う実施例を取り上げる。
【００１６】
環境システム１は、周波数特性、音圧レベル、テンポなどの物理的パラメータで音楽出力の特性を変化する。環境システム１の出力である音楽を聴いた人間の生理データを生理計測部２で計測する。一方、人間が安らいだ時の生理データを予め理想生理入力部３から入力する。このようなデータはよく知られているような脳波のアルファ波をはじめ、心拍数、血圧、ホルモン等、複数の指標で示すことができる。生理計測部２で計測した生理データと理想生理入力部３から入力した生理データとの差分を誤差計算部４で求める。誤差計算部４での差分が０に近づくよう、最適化部５の進化的計算が環境システム１の物理パラメータを自動的に変化させる。
【００１７】
最適化部５の進化的計算は（北野宏明(編)「遺伝的アルゴリズム（1）(2)(3)(4)」産業図書(1993、1995、1997、2000)、米沢保雄「遺伝的アルゴリズム―進化理論の情報科学」森北出版(1993/11)、萩原将文「ニューロ・ファジィ・遺伝的アルゴリズム」産業図書(1994/09)、伊庭斉志「進化論的計算の方法」東京大学出版会(1999/02)、伊庭斉志「進化論的計算手法」オーム社 (2005/01)）など多くの教科書でその動作が解説されている。代表的な遺伝的アルゴリズムを例に取れば、評価値を基によい解を選択し、交差して次世代の解候補を作成し、突然変異を起こさせて解の多様性を維持する、多点探索ベースの最適化手法である。したがって第1の実施例では、誤差計算部４の差分値を評価点と見なすことで、この差分を小さくするように環境システム１のパラメータを最適化することが可能になる。すなわち、環境システム１の影響下の人間が安らぐように、音楽の再生特性を自動的に変化させることができる。
【００１８】
以上のように本実施例によれば、理想生理値入力部３と、誤差計算部４と、最適化部５とを設けることにより、人間の生理状態を理想生理値入力部で指定した生理状態に近づけるよう、最適化部５が環境システム１の特性を自動的に変化させることが可能になる。
【００１９】
なお、第１の実施例において、環境システム１は音楽を再生するシステムとしたが、人間の生理状態に影響を及ぼすいかなる刺激生成システム、例えば、人工現実感環境、温熱光の生活環境、劇場やホームシアタのような映像音響環境などでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、生活居住環境やゲーム、アミューズメントパーク、劇場、ホームシアタなどのエンターテイメント環境など生体への影響を与える環境設計を行う際に、指定した理想生理状態に近づくような自動設計手段を与えるもので、産業上の利用効果には大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の環境システム最適化装置の構成図である。
【図２】従来の環境システム最適化装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  環境システム
２  生理値計測部
３  理想生理値入力部
４  誤差計算部
５  最適化部
【図１】
2006338153.tif 000003
【図２】
2006338153.tif 000004