(57)【要約】【課題】生体情報に基づいて振動を制御する振動装置を提供すること。【解決手段】前後方向、左右方向、上下方向のうちの少なくとも一方向に所定の振動数及び／又は所定の振幅で振動する振動機構を備えた振動台と、前記振動台を支える支持体と、前記振動台の前記振動機構を駆動する電動モータと、前記電動モータの制御を行うための制御ユニットとを備えた振動装置であって、前記制御ユニットは、他の装置と有線又は無線によって通信を行うための通信処理部と、前記振動台に乗るユーザの少なくとも１種類以上の生体情報を取得する生体情報取得部と、前記生体情報に基づいて前記振動台の振動数及び／又は振幅を振動情報として決定する振動情報決定部と、決定した前記振動情報に基づいて前記電動モータを制御する制御信号を出力する制御信号出力部とを備える。【選択図】図３
2019187780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後方向、左右方向、上下方向のうちの少なくとも一方向に所定の振動数及び／又は所定の振幅で振動する振動機構を備えた振動台と、前記振動台を支える支持体と、前記振動台の前記振動機構を駆動する電動モータと、前記電動モータの制御を行うための制御ユニットとを備えた振動装置であって、
前記制御ユニットは、
他の装置と有線又は無線によって通信を行うための通信処理部と、
前記振動台に乗るユーザの少なくとも１種類以上の生体情報を取得する生体情報取得部と、
前記生体情報に基づいて前記振動台の振動数及び／又は振幅を振動情報として決定する振動情報決定部と、
決定した前記振動情報に基づいて前記電動モータを制御する制御信号を出力する制御信号出力部と
を備える振動装置。
【請求項２】
前記生体情報取得部は、前記振動台に乗るユーザが装着する測定機器を用いてリアルタイムに生体情報を取得する
請求項１記載の振動装置。
【請求項３】
前記振動情報決定部は、取得した前記生体情報が改善方向に向かうように前記振動情報を決定する
請求項１又は２に記載の振動装置。
【請求項４】
前記振動情報決定部は、複数のユーザについての生体情報と、各ユーザの生体情報が改善方向に向かったときの振動情報とからなるサンプルデータに基づいて予め機械学習を行って記憶手段に記憶させた学習済モデルに基づいて、前記振動台に乗っているユーザの生体情報に対する振動情報を決定する
請求項１から請求項３の何れかに記載の振動装置。
【請求項５】
ユーザの生体情報とその際の振動情報と当該振動情報を用いたときの生体情報の変化情報とを履歴情報として記録する履歴情報管理部を備え、
前記振動情報決定部は、前記履歴情報管理部に記憶された履歴情報を参照して振動情報の決定に利用する
請求項１から請求項４の何れかに記載の振動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報に基づいて振動を制御する振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音信号に基づいて振動を制御する振動装置であって、対象部を振動させるアクチュエータと、音信号に基づく電気信号を取得する取得手段とを備え、前記アクチュエータが、前記取得手段によって取得された電気信号に基づいて制御される振動装置が公知になっている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような振動装置によれば、音信号によって再生させる音に合わせて対象部が振動するため、アミューズメント性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９-１５３６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなユーザを乗せた状態で振動する振動装置において、ユーザの生体情報を取得して振動の制御に利用することで、ユーザにリラックスしてもらったり、運動効果をより高めたりすることができれば、振動装置の使用に関するユーザの動機をより強くすることができる。特許文献１には、音信号に基づいて振動を制御する振動装置は開示されているが、ユーザの生体情報を取得して制御に用いる内容については開示されていない。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、生体情報に基づいて振動を制御する振動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る振動装置は、前後方向、左右方向、上下方向のうちの少なくとも一方向に所定の振動数及び／又は所定の振幅で振動する振動機構を備えた振動台と、前記振動台を支える支持体と、前記振動台の前記振動機構を駆動する電動モータと、前記電動モータの制御を行うための制御ユニットとを備えた振動装置であって、前記制御ユニットは、他の装置と有線又は無線によって通信を行うための通信処理部と、前記振動台に乗るユーザの少なくとも１種類以上の生体情報を取得する生体情報取得部と、前記生体情報に基づいて前記振動台の振動数及び／又は振幅を振動情報として決定する振動情報決定部と、決定した前記振動情報に基づいて前記電動モータを制御する制御信号を出力する制御信号出力部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る振動装置は、前記生体情報取得部は、前記振動台に乗るユーザが装着する測定機器を用いてリアルタイムに生体情報を取得することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る振動装置は、前記振動情報決定部は、取得した前記生体情報が改善方向に向かうように前記振動情報を決定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る振動装置は、前記振動情報決定部は、複数のユーザについての生体情報と、各ユーザの生体情報が改善方向に向かったときの振動情報とからなるサンプルデータに基づいて予め機械学習を行って記憶手段に記憶させた学習済モデルに基づいて、前記振動台に乗っているユーザの生体情報に対する振動情報を決定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る振動装置は、ユーザの生体情報とその際の振動情報と当該振動情報を用いたときの生体情報の変化情報とを履歴情報として記録する履歴情報管理部を備え、
前記振動情報決定部は、前記履歴情報管理部に記憶された履歴情報を参照して振動情報の決定に利用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ユーザの生体情報に基づいて振動情報を決定して振動台を制御するようにしたので、ユーザの生体情報に基づいてそのユーザに最適な振動を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る振動装置１０の構成を表した説明図である。
【図２】本発明に係る振動装置１０の制御構成を表したブロック図である。
【図３】本発明に係る振動装置１０の制御ユニット２０の構成を表したブロック図である。
【図４】本発明に係る振動装置１０を含むシステム構成を表した説明図である。
【図５】制御ユニット２０における処理の流れを表したフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照しながら、第１の実施の形態に係る振動装置の例について説明する。図１は、本発明に係る振動装置１０の構成を表した説明図である。図１に示すように、振動装置１０は、ユーザを乗せた状態で振動する振動台１１と、振動する振動台１１を支えつつ駆動機構を収納する支持体１２とで構成されている。振動台１１は、前後方向、左右方向、上下方向のうちの少なくとも一方向に所定の振動数及び／又は所定の振幅で振動する振動機構を備えている。以下の説明においては、重力方向である上下方向に振動する振動数のみをコントロール可能な振動台を例に説明を行う。これに限らず、振幅のコントロールを行えるようにしてもよいし、複数方向の振動数及び振幅をコントロール可能に構成してもよい。また、振動台１１は、図１に示す例ではユーザが立った状態で乗るものとしているが、これに限らず、椅子に座るような状態で乗る振動台１１であってもよいし、乗馬のように跨って乗る振動台１１であってもよい。
【００１５】
図２は、本発明に係る振動装置１０の制御構成を表したブロック図である。振動台１１は、電動モータ（アクチュエータ）１４と、電動モータ１４の回転を往復運動に変換するクランク機構（又は、カム機構）１３と、電動モータ１４の出力制御を行うモータ制御回路１５と、クランク機構１３の一部を構成するクランク軸の通過を検出するための通過センサ１６と、クランク機構１３の一部を構成するクランク軸の回転数（回転速度）を検出するエンコーダ等の回転センサ１７と、モータ制御回路１５に対する制御内容を決定して出力する制御ユニット２０とを備えている。通過センサ１６と回転センサ１７との検出結果は制御ユニット２０に入力され、現在の振動情報として把握される。なお、本例では、上下振動の振動数のみを制御対象としているので、振動情報という場合には振動数の情報のみを指すが、振動情報には、前後方向、左右方向、上下方向のそれぞれの方向ごとの振動数の情報及び振幅の情報が含まれ得る。
【００１６】
図３は、本発明に係る振動装置１０の制御ユニット２０の構成を表したブロック図である。この図３に示すように、制御ユニット２０は、通信処理部２１と、生体情報取得部２２と、振動情報決定部２３と、履歴情報管理部２４と、制御信号出力部２５と、記憶部２６とを備えている。
【００１７】
通信処理部２１は、他の装置と有線又は無線によって通信を行うための機能を有する。ここで、他の装置としては、ユーザの生体情報の測定値を格納した端末や、ユーザに装着させてリアルタイムに生体情報を取得するための計測機器などが挙げられる。
【００１８】
生体情報取得部２２は、振動台１１に乗るユーザの少なくとも１種類以上の生体情報を取得する機能を有する。生体情報としては、例えば、心拍数、体温、血圧、血糖値、脳波、体重など個々のユーザから取得可能な様々な情報が考えられる。また、筋力値、前屈の計測値など、身体的な能力値を予め計測したものを生体情報として取得するものであってもよい。また、生体情報として、ユーザの表情や姿勢を撮影した撮影データを含むようにしてもよい。
【００１９】
振動情報決定部２３は、生体情報に基づいて振動台１１の振動数及び／又は振幅を振動情報として決定する機能を有する。本例では、振動台は上下方向の振動数のみを制御対象としているので、振動情報は振動数の情報となる。この振動情報決定部２３では、振動台１１に乗るユーザの生体情報が改善方向に向かうように前記振動情報を決定する。ここで、生体情報についての改善方向は、振動装置１０の使用目的によっても異なる。例えば、リラックスを目的として振動装置１０を用いる場合には、心拍数は少ない方がリラックス状態といえる傾向が強いし、脳波のうちα波が多いとリラックス状態といえるし、β波が多いと活動状態であるといえるといった傾向があるので、改善方向もこれらの値がリラックス状態に近くなる方向となる。使用目的がエクササイズである場合には、心拍数は平常時の値よりもある程度高い値に維持した方が運動としては適切であるが過度に心拍数が大きくなり過ぎるのは運動強度が強すぎて好ましくないので、最適な心拍数が存在する。よって、エクササイズを目的とする場合には、最適心拍数に近づける方向が改善方向となる。このように、生体情報ごと、及び、振動装置１０の使用目的ごとに生体情報の改善方向は異なる。なお、振動装置１０の使用目的については、振動装置１０自体に予め固定的に設定してあるものであってもよいし、ユーザが使用目的を複数の選択肢の中から選択可能な構成としてもよい。また、この他にも、アミューズメントとしての使用を目的として振動装置１０を使用するものであってもよい。
【００２０】
振動情報決定部２３における振動情報の決定手法は、様々なパターンが考えられる。例えば、後述する履歴情報管理部２４において作成記憶された履歴情報に基づいて決定する手法が考えられる。履歴情報は、ユーザごとに作成する履歴情報であってもよいし、複数のユーザで共通の履歴情報であってもよい。履歴情報としては、例えば、ユーザの生体情報と、その生体情報のときに決定した振動情報と、その振動情報に振動台１１を制御した場合のユーザの生体情報の変化情報などを含めることが考えられる。ユーザから生体情報を作成した履歴情報と対比して、生体情報が改善方向に向かった振動情報を選択するようにする。
【００２１】
また、振動情報決定部２３における振動情報の決定手法は、機械学習によって予め学習を行った学習済モデルに基づいて決定する手法であってもよい。具体的には、複数のユーザについての生体情報と、各ユーザの生体情報が改善方向に向かったときの振動情報とからなるサンプルデータに基づいて、予め機械学習を行って記憶手段に記憶させた学習済モデルに基づいて、ユーザの生体情報に対する振動情報を決定する。学習済モデルの生成については、単一の生体情報を入力とする学習であってもよいが、複数の生体情報を入力として学習を行った学習済モデルであってもよい。このように、予め学習を行った学習済モデルに対してユーザの生体情報を入力すると、そのユーザに最適な振動情報を得ることが可能となる。
【００２２】
履歴情報管理部２４は、ユーザの生体情報とその際の振動情報と当該振動情報を用いたときの生体情報の変化情報とを履歴情報として記録する機能を有する。また、振動情報決定部２３において履歴情報を必要とする場合に、生体情報に基づいて履歴情報を参照する機能を有する。履歴情報は、ユーザごとに作成する履歴情報であってもよいし、複数のユーザで共通の履歴情報であってもよい。また、ユーザの生体情報をリアルタイムに取得する構成である場合には、履歴情報についてもリアルタイムに生成して管理するようにしてもよいし、使用が終了した段階において一回の使用の前後での生体情報の変化を履歴情報として記憶させて管理するようにしてもよい。
【００２３】
制御信号出力部２５は、決定した振動情報に基づいて電動モータを制御する制御信号を出力する機能を有する。通過センサ１６と回転センサ１７との検出結果が決定した振動情報と一致するように、モータ制御回路１５に対する制御信号を生成して出力する。
【００２４】
記憶部２６は、各部の処理に必要な各種データや、各部における処理の結果として得られたデータを記憶させる機能を有する。例えば、生体情報取得部２２で取得した生体情報などをこの記憶部２６に記憶させるようにしてもよいし、振動情報決定部２３において用いる学習済モデルをこの記憶部２６に記憶させるようにしてもよいし、また、履歴情報管理部２４において管理する履歴情報をこの記憶部２６に記憶させるようにしてもよい。
【００２５】
図４は、本発明に係る振動装置１０を含むシステム構成を表した説明図である。この図４に示すように、振動装置１０は、通信ネットワーク５０を介して、サーバ装置３０や計測機器４０１〜４０ｎと通信可能に接続されている。学習済モデルは、前述のように記憶部２６に記憶させてもよいが、通信可能なサーバ装置３０に学習済モデルを格納しておき、通信ネットワークを介して接続しながら利用するものであってもよい。また、履歴情報についても、記憶部２６に記憶させる代わりにサーバ装置３０に記憶させるようにしてもよい。計測機器４０１〜４０ｎは、それぞれがユーザの生体情報を計測するための計測機器であり、通信ネットワーク５０を介してそれぞれ振動装置１０の生体情報取得部２２に対して生体情報を送信する。例えば、心拍数計測機器と、脳波測定機器とがそれぞれユーザに装着されていて、それぞれがリアルタイムで計測結果を振動装置１０に送信する構成が考えられる。なお、この図４に示した構成はあくまで一例であり、サーバ装置３０等と通信可能なオンラインを前提とした構成に限定されるものではなく、振動装置１０は、生体情報を取得可能な構成を備えていればオフラインを前提とした構成であってもよい。
【００２６】
次に、本発明に係る振動装置１０の制御ユニット２０における処理の流れについて説明を行う。図５は、制御ユニット２０における処理の流れを表したフローチャート図である。この図５において、先ず、制御ユニット２０は、ユーザの生体情報を取得することによって処理を開始する（ステップＳ１０１）。生体情報の取得は、ユーザが装着するウェアラブル端末や計測機器などによって得られる生体情報をリアルタイムに取得するものであってもよいし、ユーザが別途計測した生体情報、例えば、１時間前、その日の朝、前日、直近で最新の測定値、など、様々なタイミングで取得した生体情報を他の端末としてのサーバ装置３０等に記憶させておき、これを通信ネットワークを介して取得する手法であってもよい。次に、取得した生体情報に基づいて、その生体情報を改善方向に向かわせるための振動情報を決定する（ステップＳ１０２）。振動情報の決定は、履歴情報との照合に基づいて決定するものであってもよいし、予め機械学習によって学習を行った学習済モデルに基づいて決定するものであってもよい。そして、決定された振動情報に基づいて制御信号を決定して出力して（ステップＳ１０３）、処理を終了する。なお、履歴情報管理のために、決定した振動情報に基づく振動制御を実行した結果として、ユーザの生体情報がどのように変化したかを記録して管理することが望ましい。ユーザに装着した計測機器によってリアルタイムに生体情報を取得可能な場合においては、そのまま記録すればよいが、筋力値、前屈の計測値などの別途計測を要する生体情報については、計測を行った結果をサーバ装置３０等に登録可能な構成とする必要がある。
【００２７】
以上のように、本発明に係る振動装置１０によれば、ユーザの生体情報に基づいて振動情報を決定して振動台を制御するようにしたので、ユーザの生体情報に基づいてそのユーザに最適な振動を提供することが可能となる。振動情報の決定は、リラックスを目的とする場合や、エクササイズを目的とする場合など、振動装置１０の使用目的に鑑みたときに生体情報が改善方向に向かうように振動情報を決定するようにすることで、その目的に適した振動情報を決定することが可能となる。また、振動情報の決定に、履歴情報を用いたり、機械学習を行った学習済モデルを用いたりすることで、過去の情報の蓄積に基づいた最適な振動情報の決定を行うことが可能となる。
【００２８】
［第２の実施の形態］
前記第１の実施の形態においては、振動装置１０は様々な用途に使用することができる旨を説明したが、この第２の実施の形態においては、振動装置１０をアミューズメントとして使用する一例として、カラオケ装置と連動させる実施例について説明を行う。
【００２９】
先ず、カラオケ施設に振動装置１０を設置して、振動装置１０とカラオケ装置とを有線又は無線によって相互に通信可能に接続する。ユーザは、カラオケ装置が備える選曲機能に基づいて歌う曲を選択した上で、曲の再生が始まる前に振動装置１０に乗った状態で待機する。振動装置１０は、曲の再生開始と再生終了の信号をカラオケ装置から取得するようにし、制御ユニット２０において、曲の再生開始をトリガーとして振動発生を開始し、曲の再生終了をトリガーとして振動発生を終了するように制御を行う。
【００３０】
曲の再生途中においては、第１の実施の形態と同様に、ユーザの生体情報を取得して、ユーザの生体情報に基づいて振動情報を決定して振動台を制御するようにする。このときの振動情報の決定は、例えば、カラオケの歌唱による消費カロリーを増やすことを目的とする場合には、消費カロリーが増える方向が生体情報についての改善方向となるので、生体情報が改善方向に向かうように振動情報を決定する。振動情報を決定するための具体的手法は第１の実施の形態と同様に、様々に設定可能である。一例としては、ユーザの心拍数を生体情報として取得する場合には、予め取得した実証データなどから消費カロリーが増える心拍数となるように振動数を決定するという手法が考えられる。
【００３１】
また、カラオケ装置には、歌唱したユーザの歌唱時間、声量などのパラメータに基づいて消費カロリーを算出して、ディスプレイに出力する機能を有するものが存在する。この機能を拡張する利用方法として、振動装置１０において曲の再生開始から終了までの間にユーザに対して与えられた振動の総量（振動を与えた総時間で算出してもよいし、振動数や振幅の大きさを加味して算出するものであってもよい）及び／又はユーザの生体情報の変化量などからユーザの消費カロリーが振動装置１０の影響でどの程度増えるかを算出して、カラオケ装置のディスプレイに対して表示するようにしてもよい。その際、振動装置１０を利用しない場合の消費カロリーと、振動装置１０を利用した場合の消費カロリーとを両方カラオケ装置のディスプレイに対して表示するようにしてもよい。
【００３２】
また、第１の実施の形態における振動装置１０は、振動情報の決定のためにユーザの生体情報を利用するものとして説明を行ったが、これに加えて、カラオケ装置で再生される曲の情報を振動情報の決定に併せて利用するものであってもよい。例えば、曲のテンポ、リズム等に応じて振動情報のベースを決定し、さらに、ユーザの生体情報に応じて振動情報を最終的に決定するといった構成が考えられる。
【００３３】
このように、カラオケ施設に導入されるカラオケ装置に対して振動装置１０を接続して、これらを連動させて制御するようにすることで、カラオケ施設におけるアミューズメント性が向上する。
【００３４】
［第３の実施の形態］
前記第２の実施の形態においては、カラオケ施設におけるカラオケ装置と振動装置１０を連動させる構成について説明を行ったが、カラオケ施設におけるカラオケ装置に限られるものではなく、介護施設において利用されるカラオケ装置と振動装置１０とを連動させるようにしてもよい。
【００３５】
介護施設におけるアクティビティの１つとしてカラオケ装置を導入し、そのカラオケ装置と振動装置１０とを連動させる。被介護者は、振動装置１０に対して立って乗るか、振動装置１０の振動台の上に設けられた椅子に座ることで振動装置１０に乗るようにする。カラオケ装置において曲を再生する際の制御等は、前記第２の実施の形態と同様に行うことが考えられる。また、被介護者に加速度センサやジャイロセンサを搭載したウェアラブル端末を装着させて、被介護者の姿勢をモニタリングするようにしてもよい。被介護者の姿勢をモニタリングすることで、被介護者の安全性に配慮することが可能となる他、被介護者の姿勢を把握して被介護者の運動状態を把握することも可能となる。すなわち、加速度センサやジャイロセンサからの情報も生体情報の一部として取得して振動装置１０に入力して、振動装置１０において加速度センサやジャイロセンサからの情報を利用して振動情報の決定に利用するようにしてもよい。被介護者がバランスを崩すことが無いように被介護者の姿勢を保持させる振動制御が可能になる。この他、被介護者が姿勢を崩さないように、被介護者が把持する把持部（図示しない）を振動装置１０に設けるか、或いは振動装置１０を使用している被介護者の周囲に設けてもよい。
【００３６】
このように、介護施設に導入されるカラオケ装置に対して振動装置１０を接続して、これらを連動させて制御するようにすることで、介護施設におけるアクティビティの１つとして振動装置１０を機能させて、被介護者のリラックスや軽度の運動の手助けを行うことが可能となる。また、振動装置１０の制御のために取得する生体情報は、被介護者の健康状態の管理にも利用することが可能であり、取得した生体情報を履歴情報として記録して管理することで被介護者の日々の健康状態の推移を見守ることにも活用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  振動装置
１１  振動台
１２  支持体
１３  クランク機構（カム機構）
１４  電動モータ
１５  モータ制御回路
１６  通過センサ
１７  回転センサ
２０  制御ユニット
２１  通信処理部
２２  生体情報取得部
２３  振動情報決定部
２４  履歴情報管理部
２５  制御信号出力部
２６  記憶部
３０  サーバ装置
４０１〜４０ｎ        計測機器
５０  通信ネットワーク
【図１】
2019187780.tif 000003
【図２】
2019187780.tif 000004
【図３】
2019187780.tif 000005
【図４】
2019187780.tif 000006
【図５】
2019187780.tif 000007