(57)【要約】  生体哺乳類の恐れ、幸せ、嫌悪等の少なくとも１つの一時的感情状態を自動的に識別する方法及び装置が開示される。少なくとも１つのセンサが、生体哺乳類又はその近傍に搭載され、上記センサは、生体哺乳類により発せられる少なくとも１つの代謝分子、好ましくは揮発性有機化合物を検出するように構成される。次に、ある時間にわたり、センサを用いて代謝分子の少なくとも１つの量を常時リアルタイムで特定する。代謝分子の特定された量を更に分析して、代謝分子の量又は増大率が少なくとも１つの所定の基準を超えるか否かを確立し、そのような所定の基準を超えた場合、代謝分子に関連する一時的感情状態が、生体哺乳類に存在すると識別する。
2019512099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体哺乳類の少なくとも１つの一時的感情状態を自動的に識別する方法であって、
前記生体哺乳類又はその近傍に少なくとも１つのセンサを搭載することであって、前記センサは、前記生体哺乳類により発せられる少なくとも１つの代謝分子、好ましくは揮発性有機化合物又は揮発性代謝分子を検出するように構成される、搭載することと、
ある時間にわたり、前記センサを用いて前記代謝分子の少なくとも１つの量を常時リアルタイムで特定することと、
前記少なくとも１つの代謝分子の前記特定された量を分析して、前記少なくとも１つの代謝分子の量又は増大率が少なくとも１つの所定の基準を超えるか否かを確立し、そのような所定の基準を超えた場合、前記少なくとも１つの代謝分子に関連する一時的感情状態が、前記生体哺乳類に存在すると識別することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記一時的感情状態は、恐れ、ストレス、怒り、悲しみ、嫌悪、驚き、笑い、及び幸せの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのセンサは、前記生体哺乳類の口又は鼻又はその近傍に搭載されるように構成されるセンサを含み、前記センサは、前記生体哺乳類により呼吸で発せられる少なくとも１つの代謝分子を検出するように構成される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記代謝分子の少なくとも１つの量を常時特定する時間は、少なくとも１つ、好ましくは複数の呼吸サイクルにわたる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのセンサは、前記生体哺乳類の皮膚に搭載されるように構成され、前記センサは、前記生体哺乳類の前記皮膚を通して発せられる少なくとも１つの代謝分子を検出するように構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの代謝分子は、分子：アンモニア、酢酸、アクロレイン又は分子式Ｃ３Ｈ４Ｏを有する分子、並びにイオン断片Ｃ３Ｈ７＋及びＣ３Ｈ５＋を生成する分子の少なくとも１つを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの所定の基準は、前記生体哺乳類での以前の測定により確立される前記少なくとも１つの代謝分子の通常レベル及び他の生体哺乳類での以前の測定により確立される前記少なくとも１つの代謝分子の通常レベルの少なくとも１つに基づく、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記識別された一時的感情状態を：
手術後の回復の監視、
睡眠の質の監視、
睡眠障害のパターンの監視、
商業的オーディオ及び／又はビデオメディアのテスト、
容疑者の信頼性のテスト、
司法裁判中での被告人及び証人の信頼性のテスト、
自己パフォーマンスの監視、
専門的なパフォーマンスの監視、
モバイルコンテンツ配信のカスタマイズ、
環境変化のカスタマイズ、
ロボット応答のカスタマイズ、
リアルタイムでの学習及び記憶トレーニング環境設計のカスタマイズ、
心理学的治療の進行の監視、
精神疾患の診断、
痴呆症の状態の診断、
うつ病の診断、
品質保証消費者リサーチ、
ニューロマーケティング中のテスト、
例えば、いじめ中の攻撃対象者の感情状態追跡、
麻酔又は昏睡下での患者の感情追跡、
物理的トレーニングの促進、
特に認知症、精神遅滞、脳卒中、及び脳障害を有する患者並びに動物との感情コミュニケーションの支援、
人的資源選択の支援
におけるコミュニケーションの困難性の解消及びコミュニケーションの促進の少なくとも一方に使用するステップを更に含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
笑い及び幸せを識別する場合、前記代謝分子は、Ｃ３Ｈ７＋及び／又はＣ３Ｈ５＋のイオン断片を生成する１つ又は幾つかの分子である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記識別される一時的感情状態は、ある量の肯定的感情及び動機付け揮発性バイオマーカを注入し、及び／又はある量の否定的な感情及び動機付け揮発性バイオマーカを除去又は破壊することにより、屋内環境の制御に更に使用される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
生体哺乳類の少なくとも１つの一時的感情状態を自動的に識別する装置であって、
前記生体哺乳類又はその近傍に搭載されるように構成された少なくとも１つのセンサであって、前記センサは、前記生体哺乳類により発せられる少なくとも１つの代謝分子、好ましくは揮発性有機化合物をリアルタイムで検出するように構成される、少なくとも１つのセンサと、
ある時間にわたる前記センサを用いての連続測定中、前記代謝分子の少なくとも１つの量に関連するデータを記憶するメモリと、
前記少なくとも１つの代謝分子の前記特定された量を分析して、前記少なくとも１つの代謝分子の量又は増大率が、少なくとも１つの所定の基準を超えるか否かを確立し、そのような所定の基準を超えた場合、前記少なくとも１つの代謝分子に関連する一時的感情状態が前記生体哺乳類に存在することを識別するようにプログラムされる分析器と
を備える、装置。
【請求項１２】
前記センサは前記分析器から離れて配置され、前記分析器及び前記センサは、有線接続又は無線接続により接続される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記識別された一時的感情状態の視覚的若しくは可聴的指示又は前記識別された一時的感情状態に関連するカスタマイズされた感覚フィードバックを提供するフィードバック提供器を更に備える、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのセンサは、前記生体哺乳類の口又は鼻又はその近傍に搭載されるように構成されたセンサを含み、前記センサは、呼吸で前記生体哺乳類により発せられる少なくとも１つの代謝分子を検出するように構成され、前記センサは、好ましくは、前記生体哺乳類の鼻孔に取り付け可能であり、例えば、部分的に前記鼻孔内にモジュールをクリップする一対のジョーを含むクリップオンセンサを含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
ディスプレイ、アラーム等の出力デバイス；測定データ及び／又は特定された一時的感情状態についてのデータ等のデータを外部デバイスに、好ましくは無線通信を通して通信するインターフェース；並びに制御データ、設定データ、再構成データ等を前記装置に提供する入力デバイスの少なくとも１つを更に備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
幸せの前記一時的感情状態の指示のバイオマーカとしてのＣ３Ｈ７＋及びＣ３Ｈ５＋の１つ又は幾つかの使用。
【請求項１７】
生体哺乳類の少なくとも１つの一時的感情状態を自動的に識別する方法であって、
前記生体哺乳類又はその近傍に少なくとも１つのセンサを搭載するステップであって、前記センサは、前記生体哺乳類により発せられる少なくとも１つの代謝分子、好ましくは揮発性有機化合物又は揮発性代謝分子を検出するように構成される、搭載するステップと、
ある時間にわたり、前記センサを用いて前記代謝分子の少なくとも１つの量を常時リアルタイムで特定するステップと、
前記少なくとも１つの代謝分子の前記特定された量を分析して、前記少なくとも１つの代謝分子の量又は増大率が少なくとも１つの所定の基準を超えるか否かを確立し、そのような所定の基準を超えた場合、前記少なくとも１つの代謝分子に関連する一時的感情状態が、前記生体哺乳類に存在すると識別するステップと、
少なくとも１つのそのような一時的感情状態が識別された場合、カスタマイズされた感覚フィードバックを提供するように装置を制御するステップと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記感覚フィードバックは、以下のタイプのフィードバック：視覚、テキスト、音声、触覚、味覚、及び嗅覚の１つ又は幾つかを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記感覚フィードバックは、リアルタイムでのフレンドリーな肘でのつつき又は軽く叩く等の所定の動きを提供するロボット、声援、ため息等のサポート音声を提供するスピーカ、サポートするテキストメッセージ、写真、若しくは色等のメッセージを表示するディスプレイ又は光の１つである、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
屋内環境の自動改善の方法であって、
生体哺乳類の少なくとも１つの一時的感情状態に関連する屋内環境内の少なくとも１つの分子濃度を識別する少なくとも１つのセンサを前記環境に搭載するステップと、
前記屋内環境での前記分子濃度の数量を特定するステップと、
前記屋内環境での前記分子濃度の前記特定された数量を所定の閾値と比較するステップと、
屋内環境において前記分子濃度を人工的に加減するステップと
を含む、方法。
【請求項２１】
前記人工的に加減するステップは、肯定的な感情促進分子をリアルタイムで追加すること及び否定的な感情助長分子をリアルタイムで低減することの少なくとも一方を含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、１つ又は複数の一時的感情状態を自動的に識別する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間のみならず多くの動物でもある生体哺乳類は、怒り、恐れ、笑い、幸せ等の時により生じる多くの一時的感情状態を有する。そのような一時的感情状態を認識することは、個人的、専門的、及び商業的設定のような多くの状況でリアルタイムの精神的安定の影響及び効果を評価することにおいて並びに一時的感情状態に一致する標的リアルタイム応答メカニズムを活性化し提供する能力、新しい製品設計（マーケティング及び広告業界並びに映画又はフィルム業界でのコンテンツ製作を含む物理的な製品設計及びデジタル製品設計）での感情的アピールの評価、裁判状況で人々を尋問する場合等、医療での治療等を評価し強化する場合、高性能トレーニングを監視し介入する能力を評価することにおいて等の多くの状況で非常に重要である。しかしながら、一時的感情状態の識別は今日、各個人により主観的にのみ行われる。
【０００３】
例えば、国際公開第２９１５／０３９５２号パンフレット及び国際公開第２０１４／１４５２２８号パンフレットに開示されるように、幾つかの精神状態を自動的に認識する幾つかの試みがなされてきた。これらの文献では、画像データから顔の表情を認識し、これを様々な精神状態に結び付ける試みがなされている。しかしながら、多くの一時的な精神状態は、画像データに基づいて識別し、互いから区別することが難しく、より簡単により効率的に信頼できる方法で一時的感情状態を識別する改善された方法がなお必要とされている。
【０００４】
人間及び哺乳類の嗅覚についての先駆的な研究は、１９９７年からＮｏａｍ  Ｓｏｂｅｌ博士により行われたが、最も優れた研究は、例えば、Ｎｏａｍ  Ｓｏｂｅｌら著「Ｂｌｉｎｄ  ｓｍｅｌｌ：Ｂｒａｉｎ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｂｙ  ａｎ  ｕｎｄｅｔｅｃｔｅｄ  ａｉｒ−ｂｏｒｎｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ」Ｂｒａｉｎ，１９９９，ｖｏｌ．１２２，Ｎｏ．２，２０９−２１７であり、哺乳類が意識的に嗅ぐことができないが、とにかく脳が活性化する幾つかの分子があることを確認している。続く研究では、哺乳類生物流体が感情信号を含むことが指摘された。何十年にもわたり、Ｎｏａｍ  Ｓｏｂｅｌの研究の多くは見事である。そしてここに、Ｎｏａｍ  Ｓｏｂｅｌから幾つかの重要で代表的な公表文献がある。Ｎｏａｍ  Ｓｏｂｅｌら著「Ｓｎｉｆｆｉｎｇ  ｌｏｎｇｅｒ  ｒａｔｈｅｒ  ｔｈａｎ  ｓｔｒｏｎｇｅｒ  ｔｏ  ｍａｉｎｔａｉｎ  ｏｌｆａｃｔｏｒｙ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ」Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｅｎｓｅｓ，２０００，ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１，１−８、Ｂｒａｄｌｅｙ  Ｎ．Ｊｏｈｎｓｏｎら著「Ｒａｐｉｄ  ｏｌｆａｃｔｏｒｙ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｉｍｐｌｉｃａｔｅｓ  ｓｕｂｃｏｒｄｉｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ａｎ  ｏｌｆａｃｔｏｍｏｔｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２００３，ｖｏｌ．９０，Ｎｏ．２，１０８４−１０９４、Ａｎａｔ  Ａｒｚｉら著「Ｔｈｅ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｏｄｏｒａｎｔｓ  ｏｎ  ｒｅｓｐｉｒａｏｔｒｙ  ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｉｎ  ｓｌｅｅｐ」Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｅｎｓｅｓ，２００９，ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１，３１−４０、Ａｎａｔ  Ａｒｚｉら著「Ｓｐａｔｉａｌ  ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ：Ｔｉｍｅ  ｔｅｌｌｓ  ｗｈｅｒｅ  ａ  ｓｍｅｌｌ  ｃｏｍｅｓ  ｆｒｏｍ」Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，２０１０，ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．１３，５６３−５６４、Ａｎｔｏｎ  Ｄ．Ｐｌｏｔｋｉｎら著「Ｓｎｉｆｆｉｎｇ  ｅｎａｂｌｅｓ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  ｃｏｎｔｏｒｏｌ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｓｅｖｅｒｅｌｙ  ｄｉｓａｂｌｅｄ」Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ，２０１０，ｖｏｌ．１０７，Ｎｏ．３２，１４４１３−１４４１８、Ｓｈａｎｉ  Ｇｅｌｓｔｅｉｎら著「Ｈｕｍａｎ  Ｔｅａｒｓ  Ｃｏｎｔａｉｎ  ａ  Ｃｈｅｍｏｓｉｇｎａｌ」Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１１，ｖｏｌ．３３１，Ｎｏ．６０１４，２２６−２３０、Ａｎａｔ  Ａｒｚｉら著「Ｈｕｍａｎｓ  ｃａｎ  ｌｅａｒｎ  ｎｅｗ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｄｕｒｉｎｇ  ｓｌｅｅｐ」Ｎａｔｕｒｅ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１２，ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．１０，１４６０−１４６５、Ｉｄａｎ  Ｆｒｕｍｉｎら著「Ａｎ  Ａｓｓａｙ  ｆｏｒ  Ｈｕｍａｎ  Ｃｈｅｍｏｓｉｇｎａｌｓ」Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，２０１３，ｖｏｌ．１０６８，３７３−３９４、Ａｎａｔ  Ａｒｚｉら著「Ｍｉｒｒｏｒ  ｓｎｉｆｆｉｎｇ：Ｈｕｍａｎｓ  ｍｉｍｉｃ  ｏｌｆａｃｔｏｒｙ  ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｂｅｈａｖｉｏｒ」Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｅｎｓｅｓ，２０１４，ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．４，Ａｒｔｉｃｌｅ  Ｎｏ．ｂｊｔ１１３，２７７−２８１、Ｌｉｒｏｎ  Ｒｏｚｅｎｋｒａｎｔｚら著「Ａ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｔｉｃ  Ｌｉｎｋ  ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｏｌｆａｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｕｔｉｓｍ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｄｉｓｏｒｄｅｒ」２０１５，ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１４，１９０４−１９１０、Ｉｄａｎ  Ｆｒｕｍｉｎら著「Ａ  ｓｏｃｉａｌ  ｃｈｅｍｏｓｉｇｎａｌｉｎｇ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｈｕｍａｎ  ｈａｎｄｓｈａｋｉｎｇ」ｅＬｉｆｅ，２０１５，ｖｏｌ．２０１５，Ｎｏ．４，Ａｒｔｉｃｌｅ  Ｎｏ．ｅ０５１５４，１６ｐ。
【０００５】
更に、幾つかの研究が嗅覚によるコミュニケーションについて行われた。そのような研究は、例えば、Ｊ．ｄｅ  Ｇｒｏｏｔ及びＧ．Ｓｅｍｉｎ著「Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｅａｒ：Ａ  ｃａｓｅ  ｏｆ  Ｍａｌｅ−Ｆｅｍａｌｅ  Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ，２０１４，ｖｏｌ．１４３，Ｎｏ．４，１５１５−１５２５、Ｊ．ｄｅ  Ｇｒｏｏｔ及びＧ．Ｓｅｍｉｎ著「Ｉ  Ｃａｎ  Ｓｅｅ，Ｈｅａｒ，ａｎｄ  Ｓｍｅｌｌ  Ｙｏｕｒ  Ｆｅａｒ：Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ  Ｏｌｆａｃｔｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ  Ｍｅｄｉａ  ｉｎ  Ｆｅａｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ，２０１４，ｖｏｌ．１４３，Ｎｏ．２，８２５−８３４、Ｊ．ｄｅ  Ｇｒｏｏｔら著「Ａ  Ｓｎｉｆｆ  ｏｆ  Ｈａｐｐｉｎｅｓｓ」Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２０１５，ｖｏｌ．２６（６），６８４−７００、Ｊ．ｄｅ  Ｇｒｏｏｔら著「Ｃｈｅｍｏｓｉｇｎａｌｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ  Ｈｕｍａｎ  Ｅｍｏｔｉｏｎｓ」Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２０１２，ｖｏｌ．２３（１１），１４１７−１４２４、Ｇ．Ｓｅｍｉｎ及びＪ．ｄｅ  Ｇｒｏｏｔ著「Ｔｈｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｂａｓｅｓ  ｏｆ  ｈｕｍａｎ  ｓｏｃｉｅｔｙ」Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，ｖｏｌ．１７，ｎｏ．９，Ｓｅｐｔ．２０１３、並びにＪ．ｄｅ  Ｇｒｏｏｔら著「Ｒａｐｉｄ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｄｒｉｖｅｓ  Ｃｈｅｍｉｃｌａ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｆｅａｒ  ｆｒｏｍ  Ｓｅｎｄｅｒ  ｔｏ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ」Ｐｌｏｓ  Ｏｎｅ，Ｆｅｂ．２７，２０１５である。これらの研究では、様々な感情状態の人々から発せられる汗が、他の人々により評価され、汗からの臭いが、受取人に恐れ等の特定の感情状態を伝達することができることが分かった。しかしながら、個人間で生じる全幅の対人コミュニケーションを理解する視点からはかなり興味深いが、これらの研究の実際用途は限られており、発見は自動手順に使用することができない。
【０００６】
２０１４年８月現在での技術水準は、２０１４年７月２１日に掲示されたＤａｎｉｅｌ  Ｅｎｇｂｅｒによる「ＡＳＫ  ＡＮＹＴＨＩＮＧ：ＣＡＮ  ＨＵＭＡＮＳ  ＳＭＥＬＬ  ＦＥＡＲ？ＳＨＯＲＴ  ＡＮＳＷＥＲ：ＩＴ’Ｓ  ＵＰ  ＦＯＲ  ＤＥＢＡＴＥ（何でも聞いて：人間は恐怖を嗅ぐことができるか？短答：議論の余地がある）」からの「私たちの不安レベルに対応する人間の汗の中の分子を誰もまだ発見していない。幾つかの研究所が他の誰かの恐怖から生じた体臭を嗅ぐことの効果を測定しようとした」により捕捉される。ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｏｐｓｃｉ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｓｃｉｅｎｃｅ／ａｃｋ−ａｎｙｔｈｉｎｇ−ｃａｎ−ｈｕｍａｎｓ−ｓｍｅｌｌ−ｆｅａｒ
【０００７】
以下の研究は、物理的なストレスが幾つかの呼吸分子を増大させることを確立した−Ｊ．Ｋｉｎｇら著「Ｄｙｎａｍｉｃ  ｐｒｏｆｉｌｅｓ  ｏｆ  ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  ｉｎ  ｅｘｈａｌｅｄ  ｂｒｅａｔｈ  ａｓ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  ｂｙ  ａ  ｃｏｕｐｌｐｅｄ  ＰＴＲ−ＭＳ／ＧＣ−ＭＳ  ｓｔｕｄｙ」Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｎｏ．３１（２０１０），１１６９−１１８４。しかし、呼吸又は皮膚から発せられる肯定的及び否定的な感情状態についての既知の揮発性分子は識別されていない。
【０００８】
既に述べたように、かつ以下により詳細に考察するように、物理的なストレス及び一時的感情状態は互いに区別され、物理的なストレスを識別する多くの試みがなされてきたのに反して、一時的な感情的ストレスの識別に関連してやるべきはるかに多くの研究が残っている。物理的なストレスを特定する試みの幾つかの他の例について以下に考察する。
【０００９】
米国特許出願公開第２０１１３１３３０６Ａ１号明細書では、物理的ストレスのリアルタイム追跡が考察されているが、感情的ストレスについては何も考察されていない。そして、米国特許出願第２０１１３１３３０６号明細書と同じ発明者は、Ｅ．Ｃｒｉａｄｏ，Ｇ．Ｖｉｄａｌ、及びＲ．Ｂｏｒｒａｊｏ−Ｐｅｌａｅｚ「Ｏｎ−ｌｉｎｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｕｍａｎ  Ｓｔｒｅｓｓ  ｂｙ  Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｋｉｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅｓ」６１ｓｔ  ＡＳＭＳ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，Ｍｉｎｎｅａｐｌｉｓ，ＵＳＡ．ＴＰ−３７７（２０１３）も公表しており、ここで、彼の同じ研究は、「略瞬間的に、これらの個人が刺激の正確な瞬間に苦しんでいたストレスを何らかの形で反映して、幾つかの監視された化合物の信号が上昇した」ことを明らかに伝えており、物理的ストレスのみが誘導されたことを明確に暗示している。
【００１０】
同様に、米国特許出願公開第２００７１６７８５３Ａ１号明細書では、物理的ストレスが推測的にのみ考察され、感情的ストレスについては何もない。
【００１１】
米国特許出願公開第２００３００８４０７Ａ１号明細書では、曖昧なオフライン呼吸揮発性物質チェックを教示している。使用されたサンプリング方法が、人間が感情をリアルタイムで捕捉することができる一時的なマイクロ秒、ミリ秒、及び１．５〜２秒のデータを全て外すことが明らかである。この文献は、曖昧に、分子を神経網論理と併用して、今日では明確な精神病状態を推論することが分かりにくい任意の意味の抽出に使用し得ると述べている。しかしながら、この点に関して明確な教示又は授権教示はない。リアルタイムでの感情追跡については何もない。更に、使用されるサンプリング方法は、人の自然な感情状態を歪ませ、感情状態の特定に使用することができない。
【００１２】
国際公開第０１６３２７７Ａ１号パンフレットは、強制的に空気を口からサンプリングデバイスに吹き込む必要がある従来の呼吸診断を教示している。このサンプリング方法も人の自然な感情状態を歪ませ、一時的感情状態の特定に使用することができない。
【００１３】
Ｗｉｌｌｉａｍｓ．Ｊ．ら著、Ｃｉｎｅｍａ  ａｕｄｉｅｎｃｅｓ  ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｌｙ  ｖａｒｙ  ｔｈｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｉｒ  ｄｕｒｉｎｇ  ｆｉｌｍｓ，ｂｙ  ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ  ｓｃｅｎｅ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ  ｏｎ  ｂｒｅａｔｈ、Ｓｃｉ．Ｒｅｐ．６，２５４６４；ｄｏｉ：１０．１０３８／ｓｒｅｐ２５４６４（２０１６）は、人間のある総合感情空気が、人々のグループで増大する幾つかの遺伝的に意味のない分子で何らかのパターンを有するが、各個人の感情状態を測定せず、これもまた、遺伝的に意味のない分子の増大が、３０秒間隔で平均した場合、総呼気に比例することを示すだけであることを教示している。
【００１４】
更に、Ｗｉｃｋｅｒらによる論文「Ｃｉｎｅｍａ  Ｄａｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ：Ｔｈｅ  Ｓｍｅｌｌ  ｏｆ  Ｆｅａｒ」Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２１ｓｔ  ＡＣＭ  ＳＩＧＫＤＤ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ａｎｄ  Ｄａｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ，ｐ．１２９５−１３０４では、映画館内の空気が研究された研究が報告されている。この研究は、映画館内の空気中の幾つかのイオンと上映中の映画との間に何らかの相関があることを示すが、これらの発見は、個人の一時的な感情状態を簡単かつ信頼できる方法で又は任意の自動化されたリアルタイムの様式で特定するのに使用不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、上記研究のいずれも、個々の生体哺乳類での一時的感情状態を有用に識別するのに使用することができない。したがって、より簡単、より効率的に信頼できる方法で一時的感情状態を識別する改善された方法がなお必要とされている。
【００１６】
したがって、一時的感情状態を識別する自動化された方法及び装置における改善がなお必要とされている。
【００１７】
本発明の一般的な目的は、上記問題を軽減し、少なくとも部分的に上記ニーズを満たすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的は、添付の特許請求の範囲により生体哺乳類の少なくとも１つの一時的な感情を識別する方法及び装置により満たされる。
【００１９】
本発明の第１の態様によれば、生体哺乳類の少なくとも１つの一時的感情状態を自動的に識別する方法が提供され、本方法は、
生体哺乳類又はその近傍に少なくとも１つのセンサを搭載するステップであって、上記センサは、生体哺乳類により発せられる少なくとも１つの代謝分子、好ましくは揮発性有機化合物又は揮発性代謝分子を検出するように構成される、搭載するステップと、
ある時間にわたり、上記センサを用いて上記代謝分子の少なくとも１つの量を常時リアルタイムで特定するステップと、
上記少なくとも１つの代謝分子の特定された量を分析して、上記少なくとも１つの代謝分子の量又は増大率が少なくとも１つの所定の基準を超えるか否かを確立し、そのような所定の基準を超えた場合、上記少なくとも１つの代謝分子に関連する一時的感情状態が、生体哺乳類に存在すると識別するステップと
を含む。
【００２０】
本願の文脈では、一時的感情状態とは、長続きする性質とは対照的に、比較的短期の特徴の感情状態、すなわち、感情により生じる状態である。特に、一時的感情状態は、数マイクロ秒又は数ミリ秒で発展する感情状態パターンとして見ることができる。
【００２１】
本明細書では、感情により、経験することができ、覚醒し動機付ける性質を有することができる感情状態を意味する。特に、感情は、激しい精神活動及び高度の快又は不快を特徴とする任意の比較的短い意識的経験であり得る。また、感情は、特定のパターンの生理学的活動に関連する肯定的又は否定的な経験として定義することができる。感情は、様々な生理学的、挙動的、及び認知的変化を生み出す。特に、感情の例は、イライラした気分を含む情動；激怒を含む怒り；去勢不安、破滅化、歯科不安、あがり症等を含む不安；悲しみを含む無関心、死別；退屈；勇気；多幸感；感情表出；歯科不安及びパニックを含む恐れ；許し；欲求不満；羞恥を含む罪悪感；幸福感；憎しみ；希望；敵意；羨望；笑い；寂しさ；愛；及び快楽である。
【００２２】
しかしながら、感情は物理的ストレスから区別される。物理的ストレスとは、（Ａ）身体運動、（Ｂ）睡眠不足、（Ｃ）食料及び水の入手可能性、（Ｄ）制御できない膀胱の圧力を意識的に制御しようとすること、（Ｅ）制御できない（排泄の）腸管運動の圧力を意識的に制御しようとすること、（Ｆ）体穿刺、（Ｇ）体の負傷、（Ｈ）物理的な痛み、又は（Ｉ）少なくとも以下：（１）暑さ、（２）寒さ、（３）圧力、（４）磁気放射、（５）電気ショック、（６）電磁放射、（７）放射性物質被爆、（８）大きな音、（９）強い閃光、（１０）空気汚染、（１１）毒物に伴う外部環境の変化に起因するものを受けている哺乳類の体のいずれかに起因したストレスである。そのような物理的ストレスは、感情であると見なすことはできない。
【００２３】
「感情的ストレス／心理的ストレス」とは、人が幸福にとって重要であると認識し、要求が利用可能な対処資源に重荷を課す又は超える環境との関係を指す。この概念は、感情プロセス（ストレスを含む）が、特定の遭遇の重要性及び結果に関して人が表す実際の期待に依存するという概念に基づく。各個人によるストレスフルなイベントの個人的な解釈は、イベントそれ自体よりも重要である。
【００２４】
物理的ストレスとは対照的に、感情は、刺激の正確な瞬間により、あらゆる人にとって少なくとも普遍的にはトリガーすることができない。高度の精密さでの刺激の正確な瞬間は、急な（「物理的ストレス」に示される上記Ｆ〜Ｉのいずれか）外部（体にとって）の物理的ストレスイベントから開始される物理的ストレスからのみ現れることができる。
【００２５】
特定の代謝分子が、特定の区別可能な一時的感情状態に明らかに関連するバイオマーカであり、これが、そのような一時的感情状態の高速で信頼できる自動識別に使用できることが本発明者により認識されている。それにより、以下により詳細に考察するように、様々な目的で、製品設計（物理的又はデジタル）、個人の幸福、医療での治療、看護、心理学的治療、マーケティング、広告、訓練及び教育、法律業務、スポーツ心理学等の多種多様な様々な分野で、１つ又は幾つかの一時的感情状態の自動識別を使用することが可能になる。
【００２６】
自動識別は、ディスプレイ、ラウドスピーカ、機械的に移動可能なロボット、制御可能な照明等の感覚フィードバック手段により、自動感覚フィードバック、好ましくはカスタマイズされた感覚フィードバックを得るのに使用することもできる。感覚フィードバックは、以下のタイプのフィードバックの１つ又は幾つかを含み得る：視覚、テキスト、音声、触覚、味覚、及び嗅覚。
【００２７】
本発明は、哺乳類が感情刺激に対して反応するとき、呼気中の揮発性物質の大半が、呼気総量に比例してわずかに増大するが、少数の一握りの独特のバイオマーカが、呼気総量とは不均衡に有意に高くなり、時に、分子種はリラックスした状態よりも２〜３０倍高く、したがって、一意の感情イベントが発生したことを伝えることの理解及び発見に基づく。
【００２８】
一時的感情状態の識別は、測定に続き行うことができるが、好ましくはリアルタイムで、そして好ましくはある時間にわたって連続して行われる。
【００２９】
開示される方法及び装置が、一時的感情状態である恐れ、ストレス、怒り、悲しみ、嫌悪、驚き、笑い、及び幸福の識別に特に適することが分かった。
【００３０】
センサは、好ましくは、生体哺乳類が装着するウェアラブルセンサとして構成される。
【００３１】
少なくとも１つのセンサは、好ましくは、生体哺乳類の口若しくは鼻又はその近傍に搭載されるように構成されたセンサを含み、上記センサは、呼吸で生体哺乳類により発せられる少なくとも１つの代謝分子を検出するように構成される。それにより、空気中の代謝分子を容易に検出し定量化することができる。
【００３２】
一実施形態では、センサは、唇の間に保持される、管状センサ構成等の口内に位置決めされるように、又は口内部の皮膚に配置される小型センサモジュールとして、又は鼻孔内に部分的若しくは完全に配置されるセンサとして構成し得る。そのような鼻孔センサは、例えば、一方のジョーが鼻孔内部に配置され、一方のジョーが鼻孔外部に配置されるクリップとして構成することができる。鼻孔内に配置されるか、又は鼻インサートに追加されるそのようなウェアラブルセンサ構成の例はそれ自体、例えば、国際公開第２０１５／００８０４７号パンフレット、米国特許出願公開第２００６０８５０２７（Ａ１）号明細書、米国登録特許第８４０３９５４（Ｂ２）号明細書、豪州登録特許第２０１３２０９３４７（Ｂ２）号明細書、米国特許出願第２００７０６２５３８号明細書から既知であり、上記文献は全体的に参照により本明細書に援用される。
【００３３】
しかしながら、数ｍｍ又は数ｃｍ離れたところ内に配置される等、センサを口及び鼻からいくらかの距離のところに配置することも実現可能である。例えば、センサは、ヘッドセットマイクロホン等と同じように、すなわち、頭部、片耳若しくは両耳、又は肩に位置決めされた保持構造により保持されることにより装着されてもよく、口又は鼻に比較的近い位置に延びるように構成されたセンサを腕で保持する。対応する方法では、センサは、服のボタン等の帽子又は他の衣服、鼻の宝飾品等の宝飾品、又は他の装身具に配置し得る。センサを眼鏡のフレーム、ネックレスのように首の回りに、靴のように足の周り等に配置することも可能である。
【００３４】
呼吸測定時、上記の好ましくは揮発性の代謝分子の少なくとも１つの量を連続して特定する時間は、好ましくは、少なくとも１つの呼吸サイクル、好ましくは複数の呼吸サイクルにわたる。
【００３５】
代替又は追加として、生体哺乳類の皮膚を通して発せられる代謝分子を検出し定量化し得る。したがって、少なくとも１つのセンサは、生体哺乳類の皮膚に搭載されるように構成されたセンサを含み得、上記センサは、生体哺乳類の皮膚を通して発せられた少なくとも１つの代謝分子を検出するように構成される。このタイプのセンサは、それ自体既知であるように、体の様々な場所の皮膚に付着させることができる。これは、例えばブレスレット内又は電子ウォッチの一体部分として手首の回りに装着してもよい。そのようなセンサ構成も、例えば、米国特許出願第２０１５／０２８９７９０号明細書及び米国特許第８８２３５２４号明細書からそれ自体既知であり、上記特許は両方とも全体的に参照により本明細書に援用される。
【００３６】
少なくとも１つの、好ましくは揮発性の代謝分子は、好ましくは、アンモニア、酢酸、アクロレイン（Ｃ３Ｈ４Ｏ）、並びにイオン断片Ｃ３Ｈ７＋及びＣ３Ｈ５＋を生成する分子の少なくとも１つを含む。
【００３７】
測定データの評価に使用される少なくとも１つの所定の基準は、様々なタイプのものであることができる。識別は、絶対尺度で又は安定したニュートラル状態での各生体哺乳類の個々の濃度への較正に関連した相対尺度として特定された代謝分子の量（又は濃度）に基づいて判断し得る。
【００３８】
一時的感情状態を識別する所定の基準は、ここでは、統計学的に他の人物での多くの測定値からの平均として決定されるか、又は同じ人物の前の測定値と比較して決定される閾値であり得る。例えば、経時測定する場合、平均値を特定し得、基準は、実測値が平均値を２０％、５０％、１００％、又は更に高い量等の特定の量、超えること等であり得る。同じように、基準は、量が、２秒、５秒、１０秒、５０秒、又はそれよりも長い時間等の特定の時間以内に２０％、５０％、１００％、又はそれを超える量等の特定の量で増大する場合等、増大率に関連し得る。
【００３９】
人間又は動物の１つ又は幾つかの一時的感情状態を識別する、開示される方法及び装置は、多くの様々な分野で大きな利点を伴って利用し得、そのうちの幾つかについて以下に手短に考察する。しかしながら、このリストは網羅的なものではなく、多くの他の用途を意図することもできる。
【００４０】
したがって、識別された一時的感情状態は、以下のうちの少なくとも１つで使用し得る。
・コミュニケーションの困難性の解消及びコミュニケーションの支援。人の感情状態をリアルタイムで特定することにより、コミュニケーションが改善し豊富になり、これは、例えば、精神的又は物理的な疾患、言語能力の欠如、外傷、事故、脳卒中、先天異常等に起因して言葉で自分を表現することに問題を有する人とコミュニケーションをとる場合にかなり有利である。動物とのコミュニケーションの改善に使用することもできる。
・手術後の回復の監視。患者の感情状態を自動的に、好ましくは連続して監視することにより、合併症等を初期段階で容易に発見することができ、患者の痛みの低減及び治療結果の改善に繋がる。
・睡眠の質の監視。一時的感情状態を監視することにより、睡眠の質を監視し得、それにより、睡眠の質が悪いことの背後にある理由を識別し、睡眠の質を改善する方策の発見を支援することも可能になる。
・睡眠障害のパターンの監視。同様にして、睡眠障害を有する人のパターンを識別することも可能になり、それにより、睡眠障害を解消する解決策の発見を支援する。
・商業的なオーディオ及び／又はビデオメディアのテスト。新しい広告及び／又は映画資料等を見ているとき、テスト人物からの感情的な反応を監視することにより、これについての即時で客観的なフィードバックを得ることが可能になり、これはかなり有利なことである。
・新製品設計での感情的に予期されるアピールのテスト（物理的製品、デジタル製品、又は視聴覚メディア）。
・疑いのある人物の信頼性テスト。追加の次元の感情状態を提供することにより、個人が話したコミュニケーション及び行動の信頼性を特定することができる。
・司法裁判中の被告人及び証人の信頼性テスト。証人、容疑者等を尋問する際、尋問を受けている人物の一時的感情状態の客観的な識別は、提供される情報を増やし、口頭で伝達されたものの信頼性の強力な指示を提供する。
・自己パフォーマンス監視。自分自身の客観的に特定された感情状態を監視することは、訓練結果の改善、モチベーション、興味集中、及び喜びを引き出す可能性が高い活動等の識別、メンタルトレーニングの改善等の多くの意味で有用であることができる。
・専門的なパフォーマンス監視及びパフォーマンス改善についてのリアルタイムフィードバック。専門家により、例えば、新しいジョブポジションに候補者を見つけるため、企業内の個人及びチームを評価するため、従業員、専門家、パイロット、アスリートのトレーニングを改善するため等に使用することもできる。
・モバイルコンテンツ配信のカスタマイズ。得られた感情的反応に基づいて提案を客観的に評価することにより、モバイルコンテンツを改善しカスタマイズするのにも有用であり得る。
・物理的環境及び／又は感情的環境のカスタマイズ。得られた感情的反応に基づいて提案を客観的に評価することにより、例えば、温度、圧力、空気流、湿度、ドア及び窓の動作の制御、選択的なメディア提示、又はそれらの組み合わせにおける物理的環境の改善及びカスタマイズにも有用であり得る。
・ロボット及びロボット制御のカスタマイズ。得られた感情的反応に基づいて提案を客観的に評価することにより、ロボット、ロボットペット、又はロボットの友達、又は自動応答を改善しカスタマイズするのにも有用であり得る。
・学習及び記憶トレーニングの支援。学習環境に正しい量の肯定的感情及び動機付け揮発性バイオマーカを注入し、及び／又は否定的感情及び動機付け揮発性バイオマーカを除去又は破壊することにより、学習及び記憶トレーニングを改善しカスタマイズするのにも有用であり得る。
・同様に、正しい量の肯定的感情及び動機付け揮発性バイオマーカを注入し、及び／又は否定的感情及び動機付け揮発性バイオマーカを除去又は破壊することは、多くの他の目的、例えば、精神療法セッションの効率を増大させるためにも同様に使用し得る。
・商業環境及び／又は住宅環境の支援。正しい量の肯定的感情及び動機付け揮発性バイオマーカを注入し、及び／又は学校、市場、ショッピングモール、病院、オフィス、映画館、スタジアム等の様々な種類の商業空間における閉環境又は閉じられたような環境から否定的感情及び動機付け揮発性バイオマーカを除去又は破壊することにより、消費者環境の改善及びカスタマイズにも有用であり得る。住宅の屋内環境の改善にも使用し得る。
・輸送環境の支援。正しい量の肯定的感情及び動機付け揮発性バイオマーカを注入し、及び／又は全ての輸送及び宇宙船環境を含む様々における閉環境又は閉じられたような環境から否定的感情及び動機付け揮発性バイオマーカを除去又は破壊することにより、輸送環境を改善しカスタマイズするのにも有用であり得る。
・心理学的治療の進行の監視。心理学では、精神状態は非常に重要であり、感情状態についての客観的情報及びフィードバックは、治療の改善及びよりよい治療結果の取得に非常に有用である。
・精神疾患の診断。精神障害及び精神疾患の識別にも有用であり得る。
・痴呆症の状態の診断。同じように、既に初期段階にある痴呆症の診断にも有用であり得る。
・うつ病の診断。同じように、既に初期段階にあるうつ病の診断にも有用であり得る。
・品質保証消費者リサーチ。消費者リサーチの品質及び信頼性を保証するツールとして使用することもできる。
・ニューロマーケティング中のテスト。本明細書では、「ニューロマーケティング」により、マーケティング刺激に対する消費者の感覚運動的、認知的、及び情緒的反応を研究するマーケティングリサーチの分野を意味する。
・例えばいじめ中の、弱い対象者での感情状態の追跡。感情状態を常に又は特定の時間にわたり監視することにより、例えば、子ども、高齢者のいじめ等を識別することが可能になる。例えば、これにより、子どもが、いじめ等の明確な指示である、休み時間中等の登校日中の特定の時間に恐れを経験するか否かを容易に判断することができる。
・麻酔又は昏睡下での患者の感情追跡。ここで、麻酔中又は昏睡した患者等の行動不能であり、言葉によるコミュニケーションが可能ではない人の感情状態を監視することが可能になる。
・物理的トレーニングの促進。物理的トレーニング中の感情状態の監視は、トレーニング方式等の改善の確立において強力なツールであり、それにより、トレーニングの経験及び結果の両方を改善する。
・特に認知症、知能遅滞、脳卒中、及び脳障害を有する患者並びに動物との感情コミュニケーションの支援。人又は動物の精神状態を客観的に識別し監視することにより、例えば、様々な行動等についての感情フィードバックを得ることで、感情コミュニケーションを強化することが可能になる。それにより、よりよい生活の質を得ることができる。
・人的資源選択の支援。例えば、新しい従業員を雇う場合、人的資源の支援としてかなり有用でもある。
・飼い主又は獣医学専門家による家庭のペットの感情的結び付き又は理解の監視及び支援。
・薬学研究、獣医学専門家による医療治療、スポーツ又は賭博業界での馬のパフォーマンス測定、哺乳類の家畜化トレーニング、肉及び牛乳生産等のような商業動物からのよりよい品質の商業製品において使用される哺乳類のような商業的目的での商業動物の監視及び支援。
・電話、モバイル、ＶｏＩＰネットワークを介した送信者から受信者への及びこの逆の感情状態の通信。
【００４１】
本発明の方法及び装置は、代謝分子がＣ３Ｈ７＋及びＣ３Ｈ５＋のような断片の生成する１つ又は少数の分子である幸せ及び笑っている状況のような肯定的な感情を識別することに関して特に興味深い。
【００４２】
本発明の方法及び装置は、代謝分子が分子：酢酸、アンモニア、アクロレイン、及び分子式Ｃ３Ｈ４Ｏを有する分子の１つ又は複数、特に酢酸及びアンモニアの少なくとも１つである嫌悪及び恐れの状況のような否定的な感情を識別することに関して特に興味深い。
【００４３】
本発明の別の態様によれば、生体哺乳類の少なくとも１つの一時的感情状態を自動的に識別する装置が提供され、本装置は、上記生体哺乳類又はその近傍に搭載されるように構成された少なくとも１つのセンサであって、上記センサは、生体哺乳類により発せられる少なくとも１つの代謝分子、好ましくは好ましくは揮発性有機化合物又は揮発性代謝分子をリアルタイムで検出するように構成される、少なくとも１つのセンサと、
ある時間にわたる上記センサを用いての連続測定中、上記代謝分子の少なくとも１つの量に関連するデータを記憶するメモリと、
上記少なくとも１つの代謝分子の上記特定された量を分析して、上記少なくとも１つの代謝分子の量又は増大率が、少なくとも１つの所定の基準を超えるか否かを確立し、そのような所定の基準を超えた場合、上記少なくとも１つの代謝分子に関連する一時的感情状態が生体哺乳類に存在することを識別するようにプログラムされる分析器と
を備える。
【００４４】
これにより、最初に考察した態様に関連して上述したものと同様の有利で好ましい特徴及び実施形態が取得可能である。
【００４５】
センサは、好ましくは、上記分析器から離れて配置され、分析及びセンサは、有線接続又は無線接続により接続される。
【００４６】
本装置は、有利なことに、識別された一時的感情状態の視覚的又は可聴的指示を提供するフィードバック提供器を更に備え得る。したがって、識別された感情状態は、ディスプレイにリアルタイムで視覚化し、異なる色の光で通知し、様々な音等で提示し得る。
【００４７】
少なくとも１つのセンサは、生体哺乳類の口若しくは鼻又はその近傍に搭載されるように構成されるセンサを含み、上記センサは、生体哺乳類により呼吸で発せられる少なくとも１つの代謝分子を検出するように構成され、上記センサは、好ましくは、生体哺乳類の鼻孔に取り付け可能であり、例えば、部分的に上記鼻孔内にモジュールをクリップする一対のジョーを備えるクリップオンセンサを含む。
【００４８】
本装置は、ディスプレイ、アラーム等の出力デバイス；測定データ及び／又は特定された一時的感情状態についてのデータ等のデータを外部デバイスに、好ましくは無線通信を通して通信するインターフェース；並びに制御データ、設定データ、再構成データ等を装置に提供する入力デバイスの好ましくは少なくとも１つ、好ましくは２つ以上を更に備え得る。
【００４９】
本発明の更に別の態様によれば、Ｃ３Ｈ７＋及びＣ３Ｈ５＋のような断片の生成する１つ又は幾つかの分子の使用が提供される。
【００５０】
それにより、本発明のその他の態様に関連して上述したものと同様の特性及び利点が取得可能である。
【００５１】
本発明の更に別の態様によれば、生体哺乳類の少なくとも１つの一時的感情状態を自動的に識別する方法が提供され、本方法は、
上記生体哺乳類又はその近傍に少なくとも１つのセンサを搭載するステップであって、上記センサは、生体哺乳類により発せられる少なくとも１つの代謝分子、好ましくは揮発性有機化合物又は揮発性代謝分子を検出するように構成される、搭載するステップと、
ある時間にわたり、上記センサを用いて上記代謝分子の少なくとも１つの量を常時リアルタイムで特定するステップと、
上記少なくとも１つの代謝分子の上記特定された量を分析して、上記少なくとも１つの代謝分子の量又は増大率が少なくとも１つの所定の基準を超えるか否かを確立し、そのような所定の基準を超えた場合、少なくとも１つの代謝分子に関連する一時的感情状態が、生体哺乳類に存在すると識別するステップと、
少なくとも１つのそのような一時的感情状態が識別された場合、カスタマイズされた感覚フィードバックを提供するように装置を制御するステップと
を含む。
【００５２】
カスタマイズされた感覚フィードバックは、例えば、リアルタイムでのフレンドリーな肘でのつつき又は軽く叩くことを提供するロボット、声援、ため息等のサポート音声を提供するスピーカ、サポートするテキストメッセージ、写真、若しくは色等を表示するディスプレイ又は光であることができる。したがって、好ましくは感覚フィードバック手段により提供される感覚フィードバックは、以下のタイプのフィードバックの１つ又は幾つかを含み得る：視覚、テキスト、音声、触覚、味覚、及び嗅覚。
【００５３】
そのようなカスタマイズされた感覚フィードバックは、有利なことに、リアルタイムでの自己啓発又は自己補正の強化に使用することができる。
【００５４】
本発明の更に別の態様によれば、屋内環境を自動的に改善する方法が提供され、本方法は、
生体哺乳類の少なくとも１つの一時的感情状態に関連する屋内環境内の少なくとも１つの分子の濃度を識別する少なくとも１つのセンサを環境に搭載するステップと、
屋内環境での上記分子濃度の数量を特定するステップと、
屋内環境内の上記分子濃度の特定された数量を所定の閾値と比較するステップと、
屋内環境内の上記分子濃度を人工的に追加又は除去するステップと
を含む。
【００５５】
この態様により、屋内環境を自動的に改善して、屋内環境をより感情的に動機付ける又は生体哺乳類の感情状態にとって魅力的にすることができる。例えば、これを使用して、肯定的な感情を促進する分子をリアルタイムで追加し、又は否定的な感情を助長する分子をリアルタイムで除去し得る。
【００５６】
本発明の概念のこれら及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかになり、以下に説明される実施形態を参照して誘発される。
【００５７】
例として、本発明の実施形態について添付図面を参照してこれより説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態による装置の実施形態を概略的に示す。
【図２−５】実験中のテスト人物の呼吸で測定された特定の代謝分子の変動を示す例示的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下の詳細な説明において、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかしながら、別段のことが特に示される場合を除き、異なる実施形態の特徴が、実施形態間で交換可能であり、異なるように組み合わせ得ることを理解されたい。明確にするために、図面に示される特定の構成要素の寸法が、本発明の現実での実施での対応する寸法と異なり得ることにも留意し得る。更に、以下の詳細な説明は人間の監視に焦点を合わせるが、馬、犬、牛、猫、霊長類、ラット、マウス等の動物、特に商業動物及び／又は家庭動物又は動物園の動物にも等しく適用可能なことを当業者は理解されたい。商業動物及び家庭動物が、他の生体哺乳類の感情を嗅ぎ取り、それに従って反応することに留意する。
【００６０】
図１を参照すると、本発明の実施形態による装置１は、１つ又は複数の代謝分子を検出し定量化する少なくとも１つのセンサ１０、分析器１１、メモリ１２、及び任意に出力デバイス１３を備える。これらの全ての部品は、図１の破線１で示されるように一体ユニットとして統合し得る。しかしながら、代替的に、部品の１つ又は複数は、別個の部品として構成し得、有線接続又は無線接続によりその他の部品に接続し得る。例えば、センサは、別個の部品として構成し得、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)を介して分析器と通信するように構成し得る。そのような代替の構成を図１に破線１’で概略的に示す。
【００６１】
上記で考察したように、センサ１０は、呼吸中又は皮膚を通して体から発せられた１つ又は幾つかの代謝分子を測定するように構成し得る。口若しくは鼻の近傍又は皮膚に配置されるような構造のセンサは、それ自体既知であり、これ以上考察する必要はない。更に、様々な代謝分子の存在及び数量を特定する測定方法もそれ自体既知である。例えば、そのような測定は、陽子移動反応質量分析法（ＰＴＲ−ＭＳ）、選択イオンフローチューブ質量分析法（ＳＩＦＴ−ＭＳ）、及びイオン移動度分光法（ＩＭＳ）を含み得る。これら及び他の適する測定方法がそれ自体既知であり、例えば、Ｊ．Ｋｉｎｇら著「Ｄｙｎａｍｉｃ  ｐｒｏｆｉｌｅｓ  ｏｆ  ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  ｉｎ  ｅｘｈａｌｅｄ  ｂｒｅａｔｈ  ａｓ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  ｂｙ  ａ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ＰＴＲ−ＭＳ／ＧＣ−ＭＳ  ｓｔｕｄｙ」Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｎｏ．３１（２０１０），１１６９−１１８９、Ｆ．Ｓｃｈｍｉｄｔら著「Ａｍｍｏｎｉａ  ｉｎ  ｂｒｅａｔｈ  ａｎｄ  ｅｍｉｔｔｅｄ  ｆｒｏｍ  ｓｋｉｎ」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｒｅａｔｈ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｎｏ．７（２０１３）、及びＪ．Ｐｅｒｅｉｒａら著「Ｂｒｅａｔｈ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｓ  ａ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ａｎｄ  Ｎｏｎ−Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  ｉｎ  Ｄｉｓｅａｓｅ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ：Ａｎ  Ｏｖｅｒｖｉｅｗ」Ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ，Ｎｏ．５，２０１４において更に考察されており、上記文献は全て全体的に参照により本明細書に援用される。特定のガス又は揮発性化合物をリアルタイム又は準リアルタイムで測定する機能を有するマイクロセンサ及びナノセンサを提供する複数の研究所及び企業がある。ウェアラブル感情検知のセンサは、好ましくは、ポータブルガスセンサを使用し得る。そのようなセンサは、例えば、Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ及びＳｅｎｓｏｔｒａｎから市販されており、赤外線又は近赤外線を使用してガスをリアルタイムで検知するガスセンサ技術も既知である。現在、リアルタイムガスセンサの小型化に関連する多くの研究があり、そのようなガスセンサが市販されている場合、本発明の実施にそのようなガスセンサを使用することもできる。
【００６２】
センサ１０は、別個の部品として構成し得、好ましくは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)等の無線接続を介して分析器と通信する。しかしながら、センサは、分析器への有線接続を有してもよく、又は分析器と共に一体ユニットを形成してもよい。好ましくは、センサはウェアラブルモジュールとして構成される。
【００６３】
分析器１１は、ソフトウェアコードを実行することにより、一時的感情状態を識別する上記方法を実行するように構成される、コンピュータ／プロセッサにより制御される部品である。しかしながら、方法は、部分的又は完全にハードウェアにより実施されてもよい。
【００６４】
分析器は、以下のステップを実行することにより１つ又は幾つかの一時的感情状態を識別するように構成される。
・センサから又はメモリ１２から測定データを受信するステップ、
・少なくとも１つの代謝分子の量に関連する測定データを分析して、上記少なくとも１つの代謝分子の量又は増大率が少なくとも１つの所定の基準を超えるか否かを確立するステップ、
・そのような所定の基準を超えた場合、この少なくとも１つの代謝分子に関連する一時的感情状態が生体哺乳類に存在すると判断するステップ、及び
・任意に、分析及び／又は判断の結果を出力デバイス１３及び／又は記憶のためにメモリ１２に転送するステップ。
【００６５】
メモリ１２は、データを検索可能な様式で記憶するように構成された任意のタイプの記憶装置であり得る。
【００６６】
出力デバイス１３は様々な形態をとり得る。出力デバイス１３は、特定された感情／精神状態に関連して、書面で、画像を表示することにより、時間の経過に伴う濃度ポットを表示すること等により情報を提示するディスプレイであり得る。出力デバイス１３は、特定の感情／精神状態が識別されると照明される１つ又は幾つかの光、例えば、様々な色の光であってもよい。例えば、幸せが検出された場合、緑色光をアクティブ化し得、恐れ又は怒りが検出された場合、赤色光をアクティブ化し得、感情状態が識別されなかった場合、黄色光をアクティブ化し得る。出力デバイスは、識別された精神状態を示す信号を発するラウドスピーカであってもよい。当業者に明らかなように、多くの他のタイプの出力デバイスを使用することもできる。特定の秒数、特定の時間数、特定の日数、特定の週数、特定の月数、特定の年、又は特定の年数等の任意の時間にわたり、感情の総合レビューを視覚化し、表示することができる。これら及び他の出力デバイスの様々な組み合わせを使用することもできる。
【００６７】
例えば、識別された感情／精神状態、測定データ等に関するデータは、外部タブレット、汎用コンピュータ、電子ウォッチ、スマートフォン等の別個の外部デバイス２に転送することもできる。データのこの転送は、有線接続を通して提供し得るが、好ましくは、従来のＴＣＰ／ＩＰ通信等により無線通信を通して行われる。このために、分析器及び別個の外部デバイスの両方に、好ましくは、インターネットを介して通信する機能及びインターネットへのアクセスを提供し得る。
【００６８】
分析器は、特定の精神状態が識別された場合、アラーム信号等を外部デバイス２に送信することもできる。例えば、患者が恐れを経験する場合、アラームを介護者又は看護者に送信し得る。
【００６９】
そのような場合、アラームを発行する場合、装置は、アラームと共に装置の現在位置を更に通信し得る。そのような位置データは、装置に手動で入力されてもよく、又は他のソースから検索してもよい。しかしながら、装置は、ＧＰＳ受信機等の全地球型衛星航法システム（ＧＮＳＳ）受信機を備えて、そのような位置データを取得することもできる。
【００７０】
装置は、ユーザがデバイスの性能を変更できるようにする、キーボード等の入力デバイス（図示せず）を更に備え得る。例えば、これを使用して、装置の感度が所望のレベルに制御されるように、デバイスにより使用される識別基準を変更し得る。出力形式等を制御するのに使用することもできる。追加又は代替として、装置のそのような制御は、１つ又は幾つかの外部デバイス２を通して得ることもでき、それにより、外部デバイスは装置の遠隔制御として機能する。
【００７１】
実験結果
一連の実験において、テスト人物の呼吸をある時間にわたり連続して分析した。測定全体中、テスト人物は、幸せ、笑い、恐れ、嫌悪等の様々な感情を視聴者に生じさせることが予期されるシーケンスを含む映画を見ていた。テスト人物は全て、後でインタビューもされて、測定期間にわたりどの感情を経験したかについて確認した。
【００７２】
幾人かのテスト人物の幾つかの選ばれた代謝分子の代表的な測定結果を図２〜図５の図に示す。
【００７３】
図２ａ及び図２ｂでは、Ｃ３Ｈ５＋及びＣ３Ｈ７＋と幸せとの相関を示す。図２ａは、ニュートラル状態の個人例Ａでのこれらのイオンをアセトンと共に示す図を示し、一方、図２ｂは、幸せな状態にある（心から笑っている）とき、同じ個人Ａのこれらのイオンをアセトンと共に示す。これらの図から明確に判断可能なように、これらのイオンと感情状態との間には強い相関がある。幸せな状態では、Ｃ３Ｈ５＋及びＣ３Ｈ７＋の両数量は、ニュートラル状態と比較して有意かつ劇的に増大し、一方、アセトンのレベルは基本的に同じままであり、同じパターンが、これもまた基本的に影響を受けないままである他の主要な呼吸代謝物についても見られた。更に、これらの両イオンの変動率は、幸せな状態で劇的に増大し、最高レベルと最低レベルとの間のばらつきが増大した。
【００７４】
同じパターンが図３ａ及び図３ｂに示され、図３ａ及び図３ｂは、ニュートラル状態及び幸せな状態（心から笑っている）それぞれでの別の個人例Ｂでのアセトンと一緒のＣ３Ｈ５＋及びＣ３Ｈ７＋の相関を示す。
【００７５】
図２及び図３は２人の特定の個人についての測定のみを示すが、同じパターンが見つかり、同じ及び他の個人での多くの他の測定で確認された。
【００７６】
これらのイオンの測定に基づいて、絶対的にこれらのイオンのいずれか一方又は両方の数量を測定することにより、アセトンのレベル等の較正値に関連して数量を測定することにより、又は時間の経過に伴う傾向分析等により、幸せを特定することができると結論付けられた。
【００７７】
図４ａ及び図４ｂでは、アンモニア及び酢酸と嫌悪との相関が示される。図４ａは、ニュートラル状態の個人例Ｃのこれら分子をアセトンと共に示す図を示し、一方、図４ｂは、嫌悪の状態にあるとき、同じ個人Ｃのこれらの分子をアセトンと共に示す。これらの図から明確に判断可能なように、これらの分子と感情状態との間には強い相関がある。嫌悪状態では、アンモニアの数量は、ニュートラル状態の安定層よりもはるかに高い比較的安定したレベルに劇的に上昇した。アンモニアの数量は、嫌悪状態になったとき、数回の呼吸サイクルの遷移期間中、着実に上昇し、その後、この新しいより高いレベルにおいて安定し、再びより低いレベルに向かってゆっくりと下がった。
【００７８】
酢酸のレベルは、別のタイプの変動を示す。嫌悪状態になるとすぐに、酢酸の数量は略すぐにかなり劇的に増大する。次に、この高レベルはすぐにかなり急に正常レベルに戻り始める。
【００７９】
同じパターンが図５ａ及び図５ｂに示され、図５ａ及び図５ｂは、ニュートラル状態及び嫌悪状態それぞれでの別の個人例Ｄでのアセトンと一緒のアンモニア及び酢酸の相関を示す。
【００８０】
図４及び図５は２人の特定の個人についての測定のみを示すが、同じパターンが見つかり、同じ及び他の個人での多くの他の測定で確認された。
【００８１】
これらの分子の測定に基づいて、絶対的にこれらの分子のいずれか一方又は両方の数量を測定することにより、アセトンのレベル等の較正値に関連して数量を測定することにより、又は時間の経過に伴う傾向分析等により、嫌悪を特定することができると結論付けられた。
【００８２】
否定的な感情が最高の状態であるとき、有意量の「幸せ」分子（非プロパノール）断片は観測することができず、この逆も同様であることも分かった（同じプロットでの更なる白黒グラフは可視性を損なうため、これは図面に示されていない）。
【００８３】
結論及び概要
様々な実施形態に関連して本発明についてここで考察した。しかしながら、幾つかの更なる代替が可能であることを当業者は理解されたい。例えば、上述した異なる実施形態の特徴は、当然ながら、多くの他の方法で組み合わせることができる。例えば、識別された精神状態のフィードバック又は出力は、上述した方法以外の多くの方法で通信し得る。更に、装置及びシステムの様々な部品は、一緒に又は互いから別個等に構成し得る。
【００８４】
上記に例示した精神状態以外の多くの精神状態の識別に本発明を使用することが更に可能である。
【００８５】
更に、方法及び装置は、多くの他の用途及び分野でも非常に有用である。
【００８６】
本発明の趣旨から逸脱せずに、上述されたものと同様の幾つかのそのような代替が使用可能であることが当業者には理解され、そのような全ての変更は、添付の特許請求の範囲において規定される本発明の一部として見なされるべきである。
【図１】
2019512099.tif 000003
【図２ａ】
2019512099.tif 000004
【図２ｂ】
2019512099.tif 000005
【図３ａ】
2019512099.tif 000006
【図３ｂ】
2019512099.tif 000007
【図４ａ】
2019512099.tif 000008
【図４ｂ】
2019512099.tif 000009
【図５ａ】
2019512099.tif 000010
【図５ｂ】
2019512099.tif 000011
【国際調査報告】
2019512099.tif 000012
2019512099.tif 000013
2019512099.tif 000014
2019512099.tif 000015
2019512099.tif 000016