(57)【要約】【課題】  様々な外部刺激を幅広く且つ的確に反映した生体信号が得られる生体信号測定方法、その測定方法に適する生体信号測定用電極、その測定方法により測定された生体信号を用いた外部刺激検出方法、及び、外部刺激検出装置を提案する。【解決手段】  植物Ｐ１の生体信号を測定するに際し、一方の電極１を植物Ｐ１の端部ｅ１〜ｅ４のいずれか、又は、環境の層の境界Ｌ１，Ｌ２付近ｅ５，ｅ６のいずれかに配置する。他方の電極２は一方の電極１が配される端部以外の端部、又は、一方の電極１が配される境界付近以外の境界付近に配置する。花を有する植物の場合は電極１，２を花に配置する。生体信号測定用電極は一方の電極が剣山型であり、測定に際しては剣山型電極に植物を刺す。外部刺激検出装置は、これらにより得られた生体信号を入力とする。【選択図】  図１
2008154539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の空間に位置する植物を測定対象とし、当該植物の接する環境が一層以上で構成され、一対の電極を当該植物に配置することにより当該植物の両電極間における生体信号を電気的信号として測定する植物の生体信号測定方法において、
当該一対の電極のうち一方の電極を当該植物の端部又は前記各層の境界付近に配置し、
他方の電極を当該一方の電極が配される端部以外の端部又は当該一方の電極が配される境界付近以外の境界付近に配置することを特徴とする植物の生体信号測定方法。
【請求項２】
任意の空間に位置する植物を測定対象とし、一対の電極を当該植物に配置することにより当該植物の両電極間における生体信号を電気的信号として測定する植物の生体信号測定方法において、
当該一対の電極を当該植物の花の任意箇所に配置することを特徴とする植物の生体信号測定方法。
【請求項３】
前記請求項１の生体信号の測定方法に用いられる電極であり、一対の電極のいずれか一方は剣山型であることを特徴とする植物の生体信号測定用電極。
【請求項４】
前記請求項１又は請求項２に記載の生体信号測定方法により測定された生体信号の変化に応じて、所定の信号を出力することを特徴とする外部刺激検出方法。
【請求項５】
前記請求項１又は請求項２に記載の生体信号測定方法により測定された生体信号を入力とし、当該生体信号の変化に応じて所定の信号を出力することを特徴とする外部刺激検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二つの電極を植物に配置して植物の生体信号を電気的信号として測定する植物の生体信号測定方法、それに用いる植物の生体信号測定用電極、その生体信号を用いて外部刺激を検出する外部刺激検出方法、及び、外部刺激検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
植物の生体信号は外部からの刺激により変化することが知られている。この植物の生体信号の変化を利用して、外部からの刺激を検出する検出装置が従来から提案されている。例えば、下記特許文献１には、植物の生体信号の変化をモニターすることにより、電気刺激や熱刺激や化学物質刺激や接触などの外部からの刺激を検出する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−３２３１２６号公報
【０００３】
かかる植物の生体信号を用いた外部刺激の検出に関しては、他にも様々な技術が提案されている。これらの従来技術において植物の生体信号を測定するには、二つの電極を植物に配置し、両電極間の電位変化を測定することにより、生体信号を電気的信号として測定している。二つの電極は、植物の葉の表面の任意の箇所に配置したり、葉を挟むように表面と裏面に配置したり、葉の表面の任意の箇所と茎のその葉の根元付近に配置したりする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来の生体信号の測定方法は、二つの電極を葉や葉の付近に配置するため、測定される生体信号は葉に限定された局所的なものとなる。これは、例えば光合成を促進させる光刺激のように、葉の生体信号を大きく変化させる外部刺激を検出するには有効である。しかしながら、植物が置かれる環境において、外部から与えられる刺激は多種多様で、葉の生体信号には反映されにくい外部刺激もあり、葉の生体信号のみから外部刺激を検出するには限界がある。一方、多種多様な外部刺激を幅広く且つ的確に反映した生体信号が得られれば、様々な外部刺激を高感度に検出することができ、生体信号の活用の幅も広がる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、植物の生体信号を測定する方法において、様々な外部刺激を幅広く且つ的確に反映した生体信号を得ることが可能な生体信号測定方法、その測定方法に適する生体信号測定用電極、その測定方法により測定された生体信号を用いた外部刺激検出方法、及び、外部刺激検出装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者らは、前述の目的を達成するために長期にわたり検討を重ねてきた。その結果、同じ刺激であっても、植物に配置する電極の位置によって測定される生体信号が大きく異なり、電極の位置を最適化することにより、多種多様な外部刺激を幅広く且つ的確に反映した生体信号が得られることを見出した。本発明はこのような知見に基づいて完成されたものである。
【０００７】
本発明の植物の生体信号測定方法は、任意の空間に位置する植物を測定対象とし、当該植物の接する環境が一層以上で構成され、一対の電極を当該植物に配置することにより当該植物の両電極間における生体信号を電気的信号として測定する植物の生体信号測定方法において、当該一対の電極のうち一方の電極を当該植物の端部又は前記各層の境界付近に配置し、他方の電極を当該一方の電極が配される端部以外の端部又は当該一方の電極が配される境界付近以外の境界付近に配置することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の植物の生体信号測定方法は、任意の空間に位置する植物を測定対象とし、一対の電極を当該植物に配置することにより当該植物の両電極間における生体信号を電気的信号として測定する測定方法において、当該一対の電極を当該植物の花の任意箇所に配置することを特徴とする。
【０００９】
ここで任意の空間は、屋内、屋外などである。測定対象となる植物は、草花や樹木等である。これらの植物は、花器，水耕栽培用容器，鉢などの人工物に生けられたり植えられたりした状態や、池や街路や庭や山林等に生えている状態で空間に位置している。
【００１０】
環境を構成する層は、例えば、植物の根や茎断面が位置して植物に養分や水分等を供給する土壌や水などの層や、植物の幹や茎や枝や葉や花が接する大気などの層である。この環境を構成する層は例えば大気のみ又は水のみといったように単層でも良いし、例えば土壌と大気、水と大気、土壌と水と大気等のように複層であっても良い。各層の成分は任意であり、植物の生命維持や育成に適するように調整されていても良く、また調整されていなくても良い。たとえば、水，培養液，土壌，培養土，大気、調整ガス、これらの混合、その他適宜選択可能である。各層の状態は、ゾル状，ゲル状，固体状，気体状、それらの混合、その他いずれの状態でも良い。各層は、成分や状態等の相違により環境を区分したものであり、層として明確に区分できれば何を基準として区分しても良いが、土、水、大気のいずれかの層で区分することが好ましいことが実験結果から得られている。
【００１１】
一対の電極の配置箇所は、植物の端部と端部、端部と境界付近、境界付近と境界付近のいずれでも良い。植物の端部は、葉、根、茎、幹、枝、花弁など、植物の端部であればいずれでも良いが、先端が好ましい。先端であれば、より広い範囲にて生体信号を取得できるからである。また、各層の境界付近は、いずれの層の境界付近でも良く、両電極の間に介在する層は単層でも複数層でも良い。生体信号の測定に用いる電極は、植物に配置される一対の電極のみでも良いし、この一対の電極とともに基準電位を測定する基準電極を用いても良い。
【００１２】
植物が花を有する場合は、一対の電極を花の任意箇所に付けても良い。花の任意箇所は、花弁の先端と花托、花弁の先端と花弁の先端、その他花のいずれの箇所でも良いが、花弁の先端と花托とするのが好ましい。より広い範囲にて花の生体信号を取得できるからである。
【００１３】
これらの生体信号測定方法によれば、葉や葉の付近の任意の二箇所に電極を配置する測定方法と比較して、様々な外部刺激を幅広く且つ的確に反映した生体信号が得られる。
【００１４】
さらに、前記植物は容器に植えられており、前記植物が接する環境を構成する層には、少なくとも土から成る層と大気から成る層が含まれることが好ましい。これによれば、観葉植物等のような鉢植えの植物から上記生体信号を得ることができる。
【００１５】
前記植物は容器に生けられており、前記植物が接する環境を構成する層には、少なくとも水から成る層と大気から成る層が含まれることが好ましい。これによれば、花器等に生けられた植物から上記生体信号を得ることができる。
【００１６】
前記植物は屋外に植えられており、前記植物が接する環境を構成する層には、土壌から成る層と、大気から成る層が含まれることが好ましい。これによれば、街路樹や庭木等の屋外の植物から上記生体信号を得ることができる。
【００１７】
また、本願の生体信号測定用電極は、上記生体信号測定方法に用いられる電極であり、一対の電極のいずれか一方は剣山型であることを特徴とする。これによれば、一方の電極が剣山型であるため、植物を生ける作業と電極の取り付け作業が同時になされる。
【００１８】
また、本願の外部刺激検出方法は、上記生体信号測定方法により測定された生体信号の変化に応じて、所定の信号を出力することを特徴とする。また、本願の外部刺激検出装置は、上記生体信号測定方法により測定された生体信号を入力とし、当該生体信号の変化に応じて所定の信号を出力することを特徴とする。これによれば、上記測定方法により測定された生体信号を用いるため、植物が置かれる空間における様々な外部刺激を幅広く且つ高感度に検出可能であり、その外部刺激に応じた信号を出力することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る植物の生体信号測定方法によれば、葉や葉の付近の任意の二箇所に電極を配置する測定方法と比較して、外部刺激を幅広く且つ的確に反映した生体信号が得られるため、測定された生体信号を多様な目的に用いることができ、活用の幅も広がる。また、本発明の生体信号測定用電極によれば、植物を生ける作業と電極の取り付け作業が同時になされるため、作業効率が高められるとともに、電極を配置する際の位置決めの煩雑さも解消される。本発明の生体信号測定方法により測定された生体信号を外部刺激検出方法や外部刺激検出装置に用いると、多種多様な外部刺激を幅広く且つ高精度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の生体信号測定方法は、任意の植物の生体信号を測定する方法であり、測定対象となる植物に配する電極の配置に特徴がある。図１及び図２は、本発明の生体信号測定方法における電極の配置を説明する説明図である。図１は樹木を例とした説明図であり、図２は切花を例とした説明図である。
【００２１】
まず、図１の樹木を例とした場合について説明する。測定対象となる植物Ｐ１は、根、幹、枝、葉から構成される樹木であり、任意の空間Ｓ１に位置している。空間Ｓ１は、屋内でも屋外でも、植物が生息できる空間であれば良い。なお、幹とは、葉や花を支える茎の中で木質化したものを指す。
【００２２】
空間Ｓ１において植物Ｐ１の接する環境は一層以上で構成される。たとえば、鉢植えの観葉植物や街路樹の場合は、境界Ｌ１より上方は大気の層、下方は土壌の層であり、水耕栽培等のように溶液入りの容器に生けられる場合は境界Ｌ１より上方は大気の層、下方は溶液の層である。また、池に生息する場合は、境界Ｌ１より下方は土壌の層、境界Ｌ１からＬ２は水の層、境界Ｌ２より上方は大気の層である。水中に生息する場合は、境界Ｌ１より下方は土壌であり、境界Ｌ１からＬ３の間は水の層である。大気中にそのまま配置される場合は、境界で区別されることなく大気のみの単層である。環境を構成する層は様々であり、これらに限定されない。環境は成分や状態等により層として明確に区分できれば、何を基準に区分しても良い。
【００２３】
生体信号を測定するには、植物Ｐ１に一対の電極１，２を配置し、植物Ｐ１の両電極１，２間における生体信号を電気的信号として測定する。一対の電極１，２のうち一方の電極１は、植物Ｐ１の端部、又は、各層の境界付近に配置する。他方の電極２は、一方の電極１が配される端部以外の端部、又は、一方の電極１が配される境界付近以外の境界付近に配置する。電極が配される植物Ｐ１の端部は、幹の端部ｅ１、枝の端部ｅ２、葉の端部ｅ３、根の端部ｅ４のいずれでも良いが、いずれも先端が好ましい。また、葉や枝や根は各々複数あり、どれを選択しても良いが、両電極１，２間の距離が長くなるものを選択するのが好ましい。いずれも、より広い範囲における生体信号を測定できるからである。電極が配される境界付近は、境界Ｌ１付近ｅ５でも境界Ｌ２付近ｅ６でも良い。なお、上記のように層の境界はその植物Ｐ１が置かれる状況によって様々であるため、電極１，２を境界付近に配置する場合は、その状況に合わせて境界を適宜選択すれば良い。
【００２４】
つぎに、図２の切花を例とした場合について説明する。植物Ｐ２は、茎、花、葉から構成され、茎が途中で切断されている切花である。空間Ｓ２は屋内でも屋外でも、植物Ｐ２が生息可能な空間であれば良い。
【００２５】
植物Ｐ２の接する環境は一層以上で構成される。たとえば、花器に生けられた場合は、境界Ｌ４より上方は大気の層、下方は水の層である。スポンジ等の保水材に固定された場合は、境界Ｌ４より上方は大気の層、下方は保水材の層である。大気中にそのまま配置される場合は、境界で区別されることなく大気のみの単層である。環境を構成する層は様々であり、上記に限定されない。
【００２６】
この植物Ｐ２に、一対の電極１，２を配置して、植物Ｐ２の両電極１，２間における生体信号を電気的信号として測定する。一対の電極１，２のうち一方の電極１は、植物Ｐ２の端部、又は、各層の境界付近に配置する。そして、他方の電極２は、一方の電極１が配される端部以外の端部、又は、一方の電極１が配される境界付近以外の境界付近に配置する。電極が配される植物Ｐ２の端部は、花の端部ｅ７、葉の端部ｅ８、茎の端部ｅ９のいずれでも良いが、いずれも先端が好ましい。花や葉は各々複数ある場合があり、その場合はいずれを選択しても良いが、両電極１，２間の距離が長くなるものを選択するのが好ましい。いずれも、より広い範囲における生体信号を測定できるからである。層の境界付近ｅ１０は水と大気、保水剤と大気等の境界である。
【００２７】
また、植物Ｐ２のように花を有する場合は、両電極１，２を花の任意箇所に配置するのが更に好ましい。後述の実験１に示すように、両電極１，２を花に配置するほうが、より好ましい生体信号が得られるからである。任意箇所としては、花弁の先端、花弁の茎側末端、がく片、花托、その他いずれの箇所でも良いが、花弁の先端ｅ７と花托ｅ１１に配置するのが好ましい。花の生体信号を広い範囲で測定することができるからである。
【００２８】
このように配置された電極１，２間の電気的信号を測定することにより、植物Ｐ１や植物Ｐ２の生体信号を電気的に測定する。測定される生体信号は両電極１，２間の電位であり、この電位を経時的に測定することにより、電位の変化が波形として得られる。更にもう一つの電極を土や鉢などの植物以外に配置し、基準電位として用いても良い。この測定方法によれば、空間Ｓ１，Ｓ２において植物Ｐ１，Ｐ２に与えられる様々な外部刺激を幅広く且つ的確に反映した生体信号を得ることができる。ここで、外部刺激とは、接触・振動・光・温度・電気刺激・化学物質刺激など、植物に与えられる多種多様な刺激である。例えば、人による接触・息の吹きかけ、風による振動、雨による濡れ、栄養の供給、照明のＯＮ／ＯＦＦ、室温の変化、電圧印加などである。
【００２９】
電極１，２は汎用的なものを用いれば良いが、図１，２に記載のような針状の電極を用いることが好ましい。針状の電極は植物の細胞内に差し込んで使用することで、細胞内の電位を測定することができる。この細胞内の電位は外部刺激に敏感に反応するため、生体信号を用いて外部刺激を検出する場合に好適である。植物へのダメージを考慮して、針状電極は先端直径が１μｍ以下のガラス微小電極が更に好ましい。そのほか、例えば皿電極のように、植物の表面に貼着させて使用され、植物の表面の生体信号を測定可能な貼着式電極でも良い。
【００３０】
さらに、電極１，２のいずれか一方の電極は剣山型の電極であることが好ましい。図３は、剣山型の電極３を示す斜視図である。この剣山型の電極３は、台座部３ａと、台座部３ａに設けられる複数の突起部３ｂから構成される。台座部３ａは花器の底等に安定配置可能な形状であり、例えば平板状である。突起部３ｂは、植物を刺して固定可能な形状（ここでは針状），高さ，密度で台座部３ａの少なくとも片面に複数設けられている。この電極３は、例えば図２の切花のような植物の茎の切断部に刺して用いられる。この電極３によれば、植物を生ける作業と電極の取り付け作業が同時になされ、作業効率が高められるとともに、電極を配置する際の位置決めの煩雑さも解消される。
【００３１】
図４は、上記測定方法により測定される生体信号を用いた外部刺激検出装置４の概略図である。外部刺激検出装置４は、上記植物の生体信号測定方法により測定される生体信号を入力とし、その生体信号の変化に応じて所定の信号を出力する機能を有するものであり、増幅部４ａとＡ／Ｄ変換部４ｂと解析部４ｃとを備える。増幅部４ａは、電極１，２から配線を介して入力された生体信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換部４ｂは、増幅部４ａにより増幅された生体信号をアナログデータからデジタルデータに変換する。解析部４ｃは、Ａ／Ｄ変換部４ｂによりデジタルデータに変換された生体信号を解析し、生体信号の変化に応じて所定の信号を出力する。解析部４ｃの具体的処理内容は様々である。生体信号の解析に際しては、波形の振幅や周波数、変化パターン等、有用な情報を適宜選択して用いれば良い。この外部刺激検出装置４によれば、上記生体信号測定方法により測定された生体信号を用いるため、様々な外部刺激を幅広く且つ高精度に検出することが可能である。
【００３２】
解析部４ｃの具体的処理内容としては、次のような例が挙げられる。（例１）外部刺激検出装置４内に様々な外部刺激の情報に対応させて生体信号の挙動パターンを蓄積記憶しておき、入力された生体信号の挙動と蓄積記憶されている挙動パターンとを比較し、類似する挙動パターンに対応する外部刺激の情報を出力する。これにより、植物に与えられた外部刺激の種類を判別して出力することができる。（例２）入力される生体信号をモニターし、生体信号の変化に応じてデバイスの制御を行う制御信号を出力する。これによれば、人による接触等により照明やスピーカや表示装置をＯＮ／ＯＦＦしたり、風による振動等により照明の色を変化させたり、降雨により照明を変化させたりといったように、植物に与えられる外部刺激によりデバイスを制御することができる。その他、植物の生育状態を監視したり、栄養供給の制御を行ったり、解析部４ｃの具体的処理内容は外部刺激検出装置４の利用目的に応じて様々である。
【００３３】
（第１の実施の形態）
以下に本発明の第１の実施の形態を説明する。図５は本実施の形態を説明する説明図である。測定対象となる植物Ｐ３は鉢植えの植物であり、屋内や屋外の任意の空間Ｓ３に配置される。植物Ｐ３は、茎・葉・根から構成されており、茎の途中より下が土に埋まるような状態で容器に植えられている。植物Ｐ３が接する環境を構成する層は、境界Ｌ５よりも下方の土から成る層、境界Ｌ５よりも上方の大気から成る層の二層となっている。
【００３４】
一対の電極１，２は針状の電極である。一方の電極１は葉の先端に配置し、他方の電極２は一方の電極１が配置される葉に続く茎の境界Ｌ５付近に配置する。上述のように一対の電極１，２の配置はこれに限らず、一方の電極１は植物Ｐ３の端部又は各層の境界付近に配置し、他方の電極２は一方の電極１が配される端部以外の端部又は一方の電極１が配される境界付近以外の境界付近に配置すればよい。電極１，２は配線を介して外部刺激検出装置４に接続されている。外部刺激検出装置４は、上述したものと同じであるため説明は省略する。
【００３５】
本実施の形態によれば、一方の電極１が配される葉の先端から他方の電極２が配される茎の境界Ｌ５付近までの生体信号が測定される。測定された生体信号は植物Ｐ３が置かれる空間Ｓ３において与えられる様々な外部刺激を幅広く且つ的確に反映した信号となる。この生体信号は配線を介して外部刺激検出装置４に入力される。外部刺激検出装置４によれば、植物Ｐ３が置かれる空間Ｓ３における様々な外部刺激を幅広く且つ高精度に検出することができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
以下に本発明の第２の実施の形態を説明する。図６は本実施の形態を説明する説明図である。測定対象となる植物Ｐ４は花器に生けられた切花であり、屋内の任意の空間Ｓ４に配置される。植物Ｐ４は、花・茎・葉から構成されており、茎の末端は切断され、切断部が水に浸るような状態で容器に生けられている。植物Ｐ４が接する環境を構成する層は、境界Ｌ６よりも下方の水から成る層、境界Ｌ６よりも上方の大気から成る層の二層となっている。
【００３７】
一対の電極１，３のうち一方の電極１は針状の電極であり、他方の電極３は剣山型の電極である。一方の電極１は植物Ｐ４の花弁の先端に配置し、他方の電極３は一方の電極１が配置される花に続く茎の末端である切断部に配置する。一方の電極１の配置はこれに限らず、葉の先端でも良い。他方の電極３は剣山型であるため、他の電極３は植物を生けると同時に必然的に茎末端の切断部に配置される。この一対の電極１，３は配線を介して外部刺激検出装置４に接続されている。外部刺激検出装置４については上記と同様であるため省略する。
【００３８】
本実施の形態では一方の電極１が配される花の先端から他方の電極２が配される茎の末端までの生体信号が測定される。測定された生体信号は植物Ｐ４が置かれる空間Ｓ４において与えられる様々な外部刺激を幅広く且つ的確に反映した信号となっている。この生体信号は配線を介して外部刺激検出装置４に入力される。外部刺激検出装置４によれば、植物Ｐ４が置かれる空間Ｓ４における様々な外部刺激を幅広く且つ高精度に検出することができる。なお、ここでは、剣山型電極３の突起部先端と水面とがほぼ一致していることから、剣山型電極の配置箇所は茎の末端であるとともに、境界Ｌ６付近でもある。
【００３９】
第１の実施の形態の容器に植えられた植物や第２の実施の形態の容器に生けられた植物は移動も簡単であり、所望の場所にて生体信号を測定することができ、外部刺激検出装置を使用することができる。持ち運んで所望の場所に配置すれば、人の接触等によって照明を制御したり、室内の温度変化を検出してヒーターを自動制御したり、様々なデバイスの制御に用いることもできる。人による接触や語りかけに応じて音声を出力するようにすれば、あたかも植物とコミュニケーションを図っているかのような感覚を得られる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
以下に本発明の第３の実施の形態を説明する。図７は本実施の形態を説明する説明図である。測定対象となる植物Ｐ５は、屋外Ｓ５において土壌に植えられている街路樹や庭木等である。植物Ｐ５は、幹・枝・葉・根から構成されており、幹の途中から下が土に埋まるような状態で土壌に植えられている。植物Ｐ５が接する環境を構成する層は、境界Ｌ７よりも下方の土から成る層、境界Ｌ７よりも上方の大気から成る層の二層となっている。
【００４１】
一対の電極１，２は、いずれも貼着式の電極である。一方の電極１は葉の先端に配置し、他方の電極２は一方の電極１が配置される葉以外の葉の先端に配置する。上述のように一対の電極１，２の配置はこれに限らず、一方の電極１は植物Ｐ５の端部又は各層の境界付近に配置し、他方の電極２を一方の電極１が配される端部以外の端部又は一方の電極１が配される境界付近以外の境界付近に配置すればよい。この一対の電極１，２は各々配線を介して外部刺激検出装置４に接続されている。
【００４２】
本実施の形態では一方の電極１が配される葉の先端から他方の電極２が配される葉の先端の間の生体信号が測定される。測定された生体信号は植物Ｐ５が置かれる空間Ｓ５において与えられる様々な外部刺激を幅広く且つ的確に反映した信号となっている。この生体信号は配線を介して外部刺激検出装置４に入力される。外部刺激検出装置４によれば、植物Ｐ５が置かれる空間Ｓ５における様々な外部刺激を幅広く且つ高精度に検出することができる。
【００４３】
土壌に植えられた街路樹や庭木に用いる場合は、例えば屋外における音声ガイド装置、表示装置、照明、イルミネーション等のデバイスの制御に利用可能である。たとえば、人の接触によってオーディオ装置や表示装置を制御して、接触した植物の説明が出力されるようにしても良い。また、イルミネーション等の光の制御に適用して、人の接触や風により光の色や発光タイミング等を変化させても良い。
【００４４】
つぎに、発明者等は本発明の生体信号測定方法の有効性を検証するために数々の実験を行った。その結果、本発明の生体信号測定方法は非常に有効であることが証明できた。以下に実験の一部を例に挙げて説明する。
【００４５】
＜実験１＞
測定対象の植物として「トルコギキョウ（学名：Ｅｕｓｔｏｍａ  ｇｒａｎｄｉｆｌｏｒｕｍ  Ｓｈｉｎｎｅｒｓ）」を用いた。この植物は、一本の茎と、茎の一端に付く複数の花と、茎に付く複数の葉とから構成され、茎を途中で切断したため根は有さない状態となっている。花器の底に剣山を配置し、剣山の頂部が被る程度に水を入れた。そして、上記植物の切断部を剣山に刺して花器に固定し、室内に配置した。植物が接する環境は、水の層と大気の層の二層であり、茎の途中、詳しくは茎における剣山頂部付近に水の層と大気の層の境界Ｌが位置する。
【００４６】
この植物を測定対象とし、表１の外部刺激（１）〜（４）の各々について、表２の電極配置パターン（ａ）〜（ｅ）で電極を配置した場合の生体信号を測定した。測定に際しては、外部刺激を与えないときの両電極間の自発電位と、外部刺激を与えたときの両電極間の電位とを、各々７０秒間測定し、得られた電位の波形変化を検討した。
【表１】
2008154539.tif 000003
【表２】
2008154539.tif 000004
【００４７】
以下に各外部刺激（１）〜（４）について電極の配置を電極配置パターン（ａ）〜（ｅ）としたときの実験結果を示す。
外部刺激（１）接触
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は９．１μＶで変化無し。接触により１５〜２１μＶに上昇した後に１．５〜５μＶに下降し、自発電位に戻った。
（ｂ）本発明２：無刺激時の自発電位は６μＶで変化無し。接触により１０〜２６μＶに上昇した後に３〜５μＶに下降し、自発電位に戻った。
（ｃ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。接触により４．５〜９μＶに下降し、自発電位に戻った。（ａ）（ｂ）と比較して変化は小さかった。
（ｄ）比較例２：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。接触により１２．５〜１４μＶに上昇した後に６〜９μＶに下降する場合、２５μＶまで上昇する場合、ほとんど変化が見られない場合があり、非常に不安定であった
（ｅ）従来例  ：自発電位１１μＶで変化無し。接触により９〜１０μＶに下降するだけで変化は微小であった。その後に自発電位に戻った。
【００４８】
外部刺激（２）接近
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は９．１μＶで変化無し。手を序々に接近させると近くなるにつれて電位が下降し、接触寸前では５．７〜６μＶまで下降した。手を離すにつれて序々に上昇して自発電位に戻った。
（ｂ）本発明２：無刺激時の自発電位は６μＶで変化無し。手を序々に接近させると近くなるにつれて電位が上昇し、接触寸前では１０μＶまで上昇、手を離すにつれて序々に下降して自発電位に戻った。
（ｃ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。接近による変化も見られなかった。
（ｄ）比較例２：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。接近による変化もほぼ見られなかった。
（ｅ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１１μＶで変化無し。接近により０．２μＶ程度の振幅の変化はあるものの、変化はほとんど見られなかった。
【００４９】
外部刺激（３）振動
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は９．１μＶで振幅は無し。振動を与えると９μＶから１０μＶの間で上下し、約１μＶの振幅を示した。
（ｂ）本発明１：自発電位６μＶで変化無し。振動を与えると１．５〜３５μＶの間で上下し、振幅約３３．５μＶと非常に大きな振れ幅を示した。
（ｃ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えても変化はほとんど見られなかった。
（ｄ）比較例２：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えても変化はほとんど見られなかった。
（ｅ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１１μＶで変化無し。振動を与えると振幅を示したが、１０μＶから１１μＶの間で上下し、約１μＶの振幅を示した。
【００５０】
外部刺激（４）周囲の動き
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は９．１μＶで変化無し。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、その動きに合わせて波形が変化した。歩行低速の場合は９．８μＶから１２μＶの間で上下し、歩行中速場合は９μＶから１２μＶの間で上下し、歩行高速の場合は７．５μＶから１３μＶの間で上下した。ジャンプした場合は３７μＶまで上昇した。歩行とジャンプとでは異なる電位変化が得られた。
（ｂ）本発明２：無刺激時の自発電位は６μＶで変化無し。歩行低速では２〜１１μＶの間で上下し、歩行中速では１．５〜１８μＶの間で上下し、歩行高速では１０〜２５μＶの間で上下した。ジャンプした場合は、４．５〜３２μＶの間で上下した。動きの違いにより電位変化が異なり、動きが激しいほど大きな変化が見られた。
（ｃ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。歩行やジャンプによっても変化はほとんど見られなかった。
（ｄ）比較例２：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。歩行やジャンプにより振幅を示したが、（ａ）（ｂ）と比較して変化が非常に小さかった。
（ｅ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１１μＶで振幅は無し。歩行やジャンプにより振幅を示したが、（ａ）（ｂ）と比較して変化が非常に小さかった。
【００５１】
表３に実験１の結果をまとめた。表３に示されるように、比較例１，２及び従来例と比較して、本発明１と本発明２は、すべての外部刺激に対して大きな電位変化が見られ、再現性も高かった。また、動きと電位変化との相関が得られ、生体信号から動きの判別も可能であることがわかった。とくに、本発明２は歩行速度の変化も生体信号に反映されており、非常に良好な結果が得られた。これは、花は一般的に地面から離れているためノイズの影響が少ない構造であることや、花弁は一般的に他の部位よりも柔らかくて表面積も広いため電位変化を反映しやすい材質や形状であること等によると考えられる。
【表３】
2008154539.tif 000005
【００５２】
＜実験２＞
測定対象の植物として「シェフレラ（学名：Ｓｃｈｅｆｆｌｅｒａ  ａｒｂｏｒｉｃｏｌａ）」を用いた。シェフレラはウコギ科の常緑樹であり、鉢に植えられて観葉植物に多用される。幹と枝と葉と根から構成され、幹には複数の枝が付いており、各枝には複数の葉が付いている。これを土が入れられた植木鉢に根と茎の下方が埋まる程度に植えられた鉢植えの状態で準備し、室内に配置した。この植物が接する環境は、土の層と大気の層の二層であり、茎の途中、詳しくは茎における土の表面付近に、土の層と大気の層の境界Ｌが位置する。
【００５３】
この植物を測定対象とし、上記表１の外部刺激（１）〜（４）の各々について、表４の電極配置パターン（ａ）〜（ｄ）で電極を配置した場合の生体信号を測定した。その他は実験１と同じである。
【表４】
2008154539.tif 000006
【００５４】
以下に各外部刺激パターン（１）〜（４）について電極の配置を電極配置パターン（ａ）〜（ｄ）としたときの実験結果を示す。
外部刺激（１）接触
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。接触により７〜９μＶに下降し、その後に自発電位に戻った。
（ｂ）本発明３：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。電極付近の葉に接触した場合は２０〜２５μＶに大きく上昇した後に１〜５μＶに下降した。それ以外の葉に接触した場合は９μＶから１２μＶの間を上下して、自発電位に戻った。
（ｃ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。接触により１１μＶに上昇した後に３〜７μＶまで下降し、自発電位に戻った。
（ｄ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１２μＶで変化無し。接触により１１〜１３μＶの間で上下する場合と、６〜８μＶまで下降する場合があり、反応が非常に不安定であった。その後、自発電位に戻った。
【００５５】
外部刺激（２）接近
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。手を接近させると９〜１１μＶの間で上下し、手を離すと自発電位に戻った。
（ｂ）本発明３：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。手を接近させると１１μＶに上昇し、手を離すと９μＶまで下降して、自発電位に戻った。
（ｃ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。手を接近させると９〜１１μＶの間で上下し、手を離すと自発電位に戻った。
（ｄ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１１μＶで変化無し。接近によっても変化は見られなかった。
【００５６】
外部刺激（３）振動
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えると９μＶから１２μＶの間で上下し、約３μＶの振幅を示した。
（ｂ）本発明３：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えると９μＶから１２μＶの間で上下し、約３μＶの振幅を示した。
（ｃ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えると８μＶから１１μＶの間で上下し、約３μＶの振幅を示した。
（ｄ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１１μＶで変化無し。振動による変化も見られなかった。
【００５７】
外部刺激（４）周囲の動き
（ａ）本発明１：無視激時の自発電位は１０μＶで変化無し。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、その動きに合わせて波形が変化した。歩行低速の場合は８μＶから１０μＶの間で変化し、歩行中速の場合は６．５μＶから１１．５μＶの間で上下し、歩行高速の場合は６μＶから１３．５μＶの間で上下した。ジャンプした場合は２０μＶまで上昇した。
（ｂ）本発明３：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、８μＶから１２μＶの間で上下した。ジャンプした場合は１５μＶから２４μＶの間に上昇した。
（ｃ）比較例１：無視激時の自発電位は１０μＶで変化無し。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、４．５μＶから１２μＶの間で上下した。ジャンプした場合は６μＶから３５μＶの間で上下した。
（ｄ）従来例  ：無視激の場合は自発電位１０μＶで変化無し。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、８μＶから１２μＶの間で上下した。ジャンプした場合は２２μＶまで上昇した。
【００５８】
表５に実験２の結果をまとめた。表５に示されるように、従来例と比較して、本発明１，３は、すべての外部刺激に対して大きな電位変化が見られ、再現性も高かった。本発明３は、接触刺激で大きな変化を示し、特に電極付近の葉の変化が大きかった。
【表５】
2008154539.tif 000007
【００５９】
＜実験３＞
測定対象の植物として「フチベニベンケイ（学名：Ｃｒａｓｓｕｌａ  ｐｏｒｔｕｌａｃｅａ  Ｌａｍ）」を用いた。フチベニベンケイは花月とも呼ばれ、ベンケイソウ科の多肉植物であり、鉢に植えられて観葉植物に多用される。茎と葉と根から構成され、茎は幾つも枝分かれし、各茎には複数の肉厚の葉が付いている。これを土が入れられた植木鉢に根と茎の下方が埋まる程度に植えられた鉢植えの状態で準備し、室内に配置した。この植物が接する環境は、土の層と大気の層の二層であり、茎の途中、詳しくは茎における土の表面付近に、土の層と大気の層の境界Ｌが位置する。
【００６０】
この植物を測定対象とし、上記表１の外部刺激（１）〜（４）の各々について、表６の電極配置パターン（ａ）〜（ｃ）で電極を配置した場合の生体電位を測定した。その他は実験１と同様である。
【表６】
2008154539.tif 000008
【００６１】
以下に各外部刺激パターン（１）〜（４）について電極の配置を電極配置パターン（ａ）〜（ｃ）としたときの実験結果を示す。
外部刺激（１）接触
（ａ）本発明１:無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。接触すると１６〜２４μＶに上昇した後に０〜４μＶに下降し、自発電位に戻った。いずれの葉に接触しても大きな変化が安定して見られた。
（ｂ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。接触すると１６〜２４μＶに上昇した後に１〜５μＶに下降し、自発電位に戻った。
（ｃ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。電極付近の葉に接触した場合は１５〜２０μＶに上昇した後に３〜４μＶに下降し、自発電位に戻った。それ以外の葉に接触した場合は４〜７μＶまで下降するだけで変化は小さかった。手を離すと自発電位に戻った。
【００６２】
外部刺激（２）接近
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。手を接近させると１．５〜６μＶまで下降し、非常に大きな変化を示した。手を離すと自発電位に戻った。
（ｂ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。手を接近させると振幅を示したが、その変化は９〜１１μＶの間で上下するだけであり非常に微小であった。手を離すと自発電位に戻った。
（ｃ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。手を接近させると上下に０．３μＶほど振幅を示すだけであり、変化は微小であった。
【００６３】
外部刺激（３）振動
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えると７．５μＶから１２．５μＶの間で上下し、約５μＶの振幅を示した。
（ｂ）比較例１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えると７．５μＶから１３μＶの間で上下し、約５．５μＶの振幅を示した。
（ｃ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えると７．５μＶから１２μＶの間で上下し、約４．５μＶの振幅を示した。
【００６４】
外部刺激（４）周囲の動き
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、９μＶから１２．５μＶの間で上下した。ジャンプした場合は１５μＶまで上昇した。
（ｂ）比較例１：無視激の場合は自発電位１０μＶで変化無し。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、９μＶから１２μＶの間で上下した。ジャンプした場合は２５μＶまで上昇した。
（ｃ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、７μＶから１２μＶの間で上下した。ジャンプした場合は２５μＶまで上昇した。
【００６５】
表７に実験３の結果をまとめた。表７に示されるように、従来例と比較して、本発明１は、すべての外部刺激に対して大きな電位変化が見られ、再現性も高かった。比較例１も比較的大きな電位変化が見られたが、接近による外部刺激では微小な変化しか見られなかった。従来例は、接触刺激の「電極付近以外の葉に接触」した場合、及び、接近刺激に対しては微小な反応しか得られなかった。
【表７】
2008154539.tif 000009
【００６６】
＜実験４＞
測定対象の植物として「バジル（学名：Ｏｃｉｍｕｍ  ｂａｓｉｌｉｃｕｍ）」を用いた。バジルはシソ科の一年草である。茎と葉と根から構成され、茎には複数の葉が付いている。これを溶液を入れた水耕栽培用容器に根と茎の下方が浸る程度に挿し、室内に配置した。植物が接する環境は、土の層と大気の層の二層であり、茎の途中、詳しくは茎における水面付近に、溶液の層と大気の層の境界Ｌが位置する。
【００６７】
この植物を測定対象とし、上記表１の外部刺激（１）〜（４）の各々について、表８の電極配置パターン（ａ）〜（ｃ）で電極を配置した場合の生体電位を測定した。その他については実験１と同様である。
【表８】
2008154539.tif 000010
【００６８】
以下に各外部刺激パターン（１）〜（４）について電極の配置を電極配置パターン（ａ）〜（ｃ）としたときの実験結果を示す。
外部刺激（１）接触
（ａ）本発明１:無刺激時の自発電位は１μＶから７μＶの間で上下した。接触により９〜１９μＶと大きく上昇した後に０μＶに下降し、自発電位に戻った。
（ｂ）比較例１：無刺激時の自発電位は１．５μＶで変化無し。接触により７〜２０μＶと大きく上昇した後、自発電位に戻った。
（ｃ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。接触により３〜６μＶに下降したが、他と比べて変化は小さかった。その後、自発電位に戻った。
【００６９】
外部刺激（２）接近
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は１μＶから７μＶの間で上下し、単位時間における波の数は多かった。手を接近させると、振幅は変わらないが、単位時間における波の数が非常に少なくなり、激しいブレが落ち着いた。手を離すと自発電位に戻った。
（ｂ）比較例１：無刺激時の自発電位は１．５μＶで変化無し。手を接近させても電位の変化はほとんど見られなかった。
（ｃ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。手を接近させると８．５μＶから１１μＶの間で上下するだけであり非常に微小であった。手を離すと自発電位に戻った。
【００７０】
外部刺激（３）振動
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は１μＶから７μＶの間で上下した。振動を与えると１．５μＶから２０μＶの間で上下し、大きな変化を示した。振動の大きさに比例して電位も大きく変化した。
（ｂ）比較例１：無刺激時の自発電位は１．５μＶで変化無し。振動を与えると振幅を示したが、１．５μＶから４μＶの間で上下するのみで、（ａ）に比べて変化は微小であった。
（ｃ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えると振幅を示したが、９μＶから１２μＶの間で上下するのみで、（ａ）に比べて変化は微小であった。
【００７１】
外部刺激（４）周囲の動き
（ａ）本発明１：無刺激時の自発電位は１μＶから７μＶの間で上下した。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、その動きに合わせて波形が変化した。歩行低速の場合は４．５μＶとなり、歩行中速場合は６μＶとなり、歩行高速の場合は１２μＶまで上昇した。ジャンプした場合は２１．５μＶまで上昇した。
（ｂ）比較例１：無刺激時の自発電位は１．５μＶで変化無し。植物の周囲で人が速度を変えながら歩くと、その動きに合わせて波形が変化した。歩行低速の場合は３μＶまで上昇し、歩行中速場合は６μＶまで上昇し、歩行高速の場合は１２．５μＶまで上昇した。ジャンプした場合は２１μＶまで上昇した。
（ｃ）従来例  ：無刺激時の自発電位は１０μＶで変化無し。振動を与えると９．５μＶから１２μＶの間で変化した。植物の周囲で人が速度を変えながら歩いても、あまり差が見られなかった。ジャンプした場合は２１μＶまで上昇した。
【００７２】
表９に実験４の結果をまとめた。表９に示されるように、従来例と比較して、本発明１は、すべての外部刺激に対して大きな電位変化が見られ、再現性も高かった。各歩行速度やジャンプで異なる変化を示し、測定値と動きとの相関が得られた。測定値から各歩行速度やジャンプの判別が可能となる点で有効である。比較例１は接触と周囲の動きによる外部刺激に対しては比較的大きな電位変化が見られたが、接近と振動による外部刺激に対しては（ａ）よりも小さな変化しか見られなかった。従来例はいずれも反応が悪く、歩行速度による変化も得られなかった。
【表９】
2008154539.tif 000011
【００７３】
なお、本発明は上記実験で用いた例に限定されるものではなく、様々な植物や外部刺激に適用可能である。また、測定方法についても、本発明の範囲内で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の生体信号測定方法における電極の配置を、樹木を例に説明する説明図。
【図２】本発明の生体信号測定方法における電極の配置を、切花を例に説明する説明図。
【図３】剣山型の電極を示す斜視図
【図４】本発明の外部刺激検出装置を説明する説明図
【図５】本発明の第１の実施の形態を説明する説明図
【図６】本発明の第２の実施の形態を説明する説明図
【図７】本発明の第３の実施の形態を説明する説明図
【符号の説明】
【００７５】
Ｐ１〜Ｐ５    測定対象の植物
Ｓ１〜Ｓ５    測定対象の植物が位置する空間
Ｌ１〜Ｌ７    層の境界
ｅ１〜ｅ１１  電極が配置される位置
１          一方の電極
２          他方の電極
３          剣山型の電極
３ａ        台座部
３ｂ        突起部
４          外部刺激検出装置
４ａ        増幅部
４ｂ        Ａ／Ｄ変換部
４ｃ        解析部
【図１】
2008154539.tif 000012
【図２】
2008154539.tif 000013
【図３】
2008154539.tif 000014
【図４】
2008154539.tif 000015
【図５】
2008154539.tif 000016
【図６】
2008154539.tif 000017
【図７】
2008154539.tif 000018