(57)【要約】【課題】  ユーザの位置だけでなく、多様な時間スケールを持つユーザの状態を認識すると共に、認識されたユーザの状態の系列から、長期間に渡る時間的に連続ではない状態の系列を持つユーザの行動時にも適切なユーザ支援システム及び方法を提供すること。【解決手段】  属性表現変換部７は、センサ群１９から得られた情報に基づいて、それぞれのセンサ情報の現在及び過去の複数時点からの値の継続性が算出され、ユーザｕの属性表現の情報に変換する。教示フェーズ５は、属性表現記録部１３と教示データ生成部１５と判別属性学習部１７とを備え、ユーザｕの状態の判別で利用する属性を学習する。ユーザ状態判別部９は、属性表現変換部７から属性表現の情報を取得し、判別属性学習部１７によって抽出された状態判別ルールを適用してユーザｕの状態を判別する。ユーザ支援制御部１１は、ユーザ状態判別部９にて判別されたユーザｕの状態に基づいてユーザ支援を実行する。【選択図】  図１
2005084828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ群の情報からユーザの状態を識別し、前記ユーザの状態に応じたユーザ支援を行うユーザ支援システムであって、
前記センサ群から時系列順に得られるセンサ情報に関して、過去からの値の継続性を前記ユーザの状態を表す属性表現の情報に変換する属性表現変換部と、
前記属性表現変換部によって変換された前記属性表現の情報を保存する属性表現記録部と、
前記属性表現記録部に保存された前記属性表現の情報に対して識別すべき複数のユーザの状態を割り当てる教示データ生成部と、
前記教示データ生成部にて割り当てられた前記複数のユーザの状態から前記ユーザの状態を識別するための属性を、前記ユーザの状態を判別するための状態判別ルールとして抽出する判別属性学習部と、
前記属性表現変換部によって変換された前記属性表現の情報を取得し、前記判別属性学習部によって抽出された前記状態判別ルールを適用することで前記ユーザの状態を判別するユーザ状態判別部と、
前記ユーザ状態判別部にて判別された前記ユーザの状態の系列に基づいて、前記ユーザへの支援の実行を制御するユーザ支援制御部と、を備えることを特徴とするユーザ支援システム。
【請求項２】
前記属性表現変換部は、
前記センサ群から時系列順に得られる前記センサ情報を取得するセンサ情報取得部と、
前記センサ情報取得部にて取得された前記センサ情報を保存するセンサ情報保存部と、
前記センサ情報に関して、現在のセンサ情報と過去のセンサ情報の値を比較するセンサ情報比較部と、
前記センサ情報比較部における比較結果に基づいて、前記センサ情報の値が変化していない場合は前記センサ情報の継続時間を加算し、前記センサ情報の値が変化した場合は前記センサ情報の継続時間を０にリセットする継続時間算出部と、
過去からの前記センサ情報の変化の「有」あるいは「無」をそれぞれ属性値「１」あるいは「０」とする属性表現に変換する属性表現生成部と、を有し、
前記属性表現生成部は、前記継続時間算出部から得られた前記センサ情報の値の前記継続時間から過去のそれぞれの時点に関する前記属性値を決定して、前記ユーザの状態を表す前記属性表現を生成することを特徴とする請求項１に記載のユーザ支援システム。
【請求項３】
前記ユーザ支援制御部は、前記ユーザの状態に特定の系列が生じた際に前記ユーザに対して支援を行うための方法を記述したユーザ支援モジュールを複数格納するユーザ支援モジュール保存部を有し、
前記各ユーザ支援モジュールは、
前記ユーザへの支援の実行を判定する実行条件としてのユーザの状態の系列と、
前記実行条件が成立した際のユーザ支援方法に関する記述と、を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のユーザ支援システム。
【請求項４】
前記ユーザ支援制御部は、前記ユーザ支援モジュールを個別に登録・修正するためのユーザ支援モジュール登録部を更に有することを特徴とする請求項３に記載のユーザ支援システム。
【請求項５】
前記ユーザ支援制御部は、
前記ユーザ状態判別部から得られる前記ユーザの状態の系列から同一の状態が連続する状態を１つにまとめ、現在のユーザの状態系列を生成、保存する状態系列生成・保存部と、
前記状態系列生成・保存部にて得られた前記ユーザの状態の系列における最新の状態を前記ユーザ支援モジュールの実行条件であるユーザの状態の系列における最新の状態と比較する実行条件判定部と、
前記実行条件判定部での比較結果が同一の状態であった場合は、現在のユーザの状態の系列及び前記ユーザ支援モジュールの実行条件であるユーザの状態の系列の時系列順序を反転させる状態系列反転部と、
前記反転された２つの状態の系列をマッチングする実行条件検査部と、
前記マッチングが成功した場合は、前記ユーザ支援実行モジュールが含む前記ユーザ支援方法の記述に従い、前記ユーザへの支援を行うユーザ支援実行部と、を更に有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のユーザ支援システム。
【請求項６】
センサ群の情報からユーザの状態を識別し、前記ユーザの状態に応じたユーザ支援を行うユーザ支援方法であって、
属性表現変換部が、前記センサ群から時系列順に得られるセンサ情報に関して、過去からの値の継続性を前記ユーザの状態を表す属性表現の情報に変換する属性表現変換ステップと、
属性表現記録部が、前記属性表現変換部によって変換された前記属性表現の情報を保存する属性情報記録ステップと、
教示データ生成部が、前記属性表現記録部に保存された前記属性表現の情報に対して識別すべき複数のユーザの状態を割り当てる教示データ生成ステップと、
判別属性学習部が、前記教示データ生成部にて割り当てられた前記複数のユーザの状態から前記ユーザの状態を識別するための属性を、前記ユーザの状態を判別するための状態判別ルールとして抽出する判別属性学習ステップと、
ユーザ状態判別部が、前記属性表現変換部によって変換された前記属性表現の情報を取得し、前記判別属性学習部によって抽出された前記状態判別ルールを適用することで前記ユーザの状態を判別するユーザ状態判別ステップと、
ユーザ支援制御部が、前記ユーザ状態判別部にて判別された前記ユーザの状態の系列に基づいて、前記ユーザへの支援の実行を制御するユーザ支援制御ステップと、を備えることを特徴とするユーザ支援方法。
【請求項７】
ユーザへの支援の実行を制御するユーザ支援制御システムであって、
前記ユーザの状態に特定の系列が生じた際に前記ユーザに対して支援を行うための方法を記述したユーザ支援モジュールを複数格納するユーザ支援モジュール保存部と、
前記ユーザの状態の系列から同一の状態が連続する状態を１つにまとめ、現在のユーザの状態系列を生成、保存する状態系列生成・保存部と、
前記状態系列生成・保存部にて得られた前記ユーザの状態の系列における最新の状態を前記ユーザ支援モジュールの実行条件であるユーザの状態の系列における最新の状態と比較する実行条件判定部と、
前記実行条件判定部での比較結果が同一の状態であった場合は、現在のユーザの状態の系列及び前記ユーザ支援モジュールの実行条件であるユーザの状態の系列の時系列順序を反転させる状態系列反転部と、
前記反転された２つの状態の系列をマッチングする実行条件検査部と、
前記マッチングが成功した場合は、前記ユーザ支援実行モジュールが含む前記ユーザ支援方法の記述に従い、前記ユーザへの支援を行うユーザ支援実行部と、を備え、
前記各ユーザ支援モジュールは、
前記ユーザへの支援の実行を判定する実行条件としてのユーザの状態の系列と、
前記実行条件が成立した際のユーザ支援方法に関する記述と、を含むことを特徴とするユーザ支援制御システム。
【請求項８】
前記ユーザ支援モジュールを個別に登録・修正するためのユーザ支援モジュール登録部を更に備えることを特徴とする請求項７に記載のユーザ支援制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザ支援システム、ユーザ支援方法及びユーザ支援制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のユーザ支援システムとして、実世界でのユーザの活動に対してガイダンス情報やリマインド情報、更にはユーザが聴いている音楽等の情報を、ユーザの位置に応じて提供するシステムが知られている（例えば、非特許文献１及び２参照。）。これらのシステムでは、環境中のセンサやユーザが身に付けたセンサによってユーザの位置を検出し、その位置に応じてユーザに各種情報の提供を行うというユーザ支援が行われている。例えば、非特許文献１に記載されたユーザ支援システムでは、ユーザが持ち歩く小型の超音波発信機の位置を天井の超音波センサが検出し、ユーザの位置に応じてその身の回りのデバイスに情報を提示するという支援が行われている。また、非特許文献２に記載されたユーザ支援システムでは、ユーザが持ち歩く小型の通信端末から発信される指向性のあるビーム光を用い、ユーザが特定のデバイスに対して明示的にビーム光を照射した場合にガイダンス情報等の情報提供を受けるというユーザ支援が行われている。
【０００３】
一方、ユーザの状態の時間的な遷移を認識する方法として、Hidden Markov Modelを用いて時間的に連続したユーザの状態の認識を行う方法が知られている（例えば、非特許文献３参照。）。
【非特許文献１】Harter, A. , et al: The Anatomy of a Context-Aware Application, Proc. of the MOBICOM'99, pp.59-68 (1999)
【非特許文献２】西村拓一，伊藤日出男，山本吉伸，中島秀之:無電源小型通信端末を用いた位置に基づく情報支援システム，情報処理学会知的都市基盤研究グループ研究報告，2002-ICII-2，pp.1-6(2002)
【非特許文献３】Yamato, J. , Ohya, J. and Ishii, K., Recognizing Human Action in Time-Sequential Images using Hidden Markov Models, Proc. of CVPR'92, pp.379-387 (1992)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１及び２に記載されたユーザ支援システムのようにユーザの位置に基づくユーザ支援では、ユーザが短時間特定の位置に存在した場合やある程度長い時間特定の位置に存在した場合に応じてユーザ支援の実行の有無や支援の内容を変更することが困難であった。
【０００５】
また、非特許文献３に記載されたような時系列的なユーザの状態の認識方法では、短時間のユーザの連続的な動作が認識対象となっており、日常生活においてさまざまな時間スケールを持つユーザの状態や連続的ではないユーザの状態系列を認識することが困難であった。
【０００６】
本発明の第１の目的は、上述の問題を鑑み、ユーザの位置だけでなく、多様な時間スケールを持つユーザの状態を認識すると共に、認識されたユーザの状態の系列から、長期間に渡る時間的に連続ではない状態の系列を持つユーザの行動時にも適切なユーザ支援システム及びユーザ支援方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の第２の目的は、ユーザが望むそれぞれの状況に対するユーザ支援を適切に行うことが可能なユーザ支援制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るユーザ支援システムは、センサ群の情報からユーザの状態を識別し、ユーザの状態に応じたユーザ支援を行うユーザ支援システムであって、センサ群から時系列順に得られるセンサ情報に関して、過去からの値の継続性をユーザの状態を表す属性表現の情報に変換する属性表現変換部と、属性表現変換部によって変換された属性表現の情報を保存する属性表現記録部と、属性表現記録部に保存された属性表現の情報に対して識別すべき複数のユーザの状態を割り当てる教示データ生成部と、教示データ生成部にて割り当てられた複数のユーザの状態からユーザの状態を識別するための属性を、ユーザの状態を判別するための状態判別ルールとして抽出する判別属性学習部と、属性表現変換部によって変換された属性表現の情報を取得し、判別属性学習部によって抽出された状態判別ルールを適用することでユーザの状態を判別するユーザ状態判別部と、ユーザ状態判別部にて判別されたユーザの状態の系列に基づいて、ユーザへの支援の実行を制御するユーザ支援制御部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
一方、本発明に係るユーザ支援方法は、センサ群の情報からユーザの状態を識別し、ユーザの状態に応じたユーザ支援を行うユーザ支援方法であって、属性表現変換部が、センサ群から時系列順に得られるセンサ情報に関して、過去からの値の継続性をユーザの状態を表す属性表現の情報に変換する属性表現変換ステップと、属性表現記録部が、属性表現変換部によって変換された属性表現の情報を保存する属性情報記録ステップと、教示データ生成部が、属性表現記録部に保存された属性表現の情報に対して識別すべき複数のユーザの状態を割り当てる教示データ生成ステップと、判別属性学習部が、教示データ生成部にて割り当てられた複数のユーザの状態からユーザの状態を識別するための属性を、ユーザの状態を判別するための状態判別ルールとして抽出する判別属性学習ステップと、ユーザ状態判別部が、属性表現変換部によって変換された属性表現の情報を取得し、判別属性学習部によって抽出された状態判別ルールを適用することでユーザの状態を判別するユーザ状態判別ステップと、ユーザ支援制御部が、ユーザ状態判別部にて判別されたユーザの状態の系列に基づいて、ユーザへの支援の実行を制御するユーザ支援制御ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１０】
これら、本発明に係るユーザ支援システム及びユーザ支援方法それぞれによれば、センサ郡から得られるセンサ情報をユーザの状態を表す属性表現とし、且つ学習によりユーザの状態を判別するための属性を抽出することで、多様な時間スケールのユーザの状態を判別し、判別結果に応じたユーザ支援を行うことが可能となる。
【００１１】
また、属性表現変換部は、センサ群から時系列順に得られるセンサ情報を取得するセンサ情報取得部と、センサ情報取得部にて取得されたセンサ情報を保存するセンサ情報保存部と、センサ情報に関して、現在のセンサ情報と過去のセンサ情報の値を比較するセンサ情報比較部と、センサ情報比較部における比較結果に基づいて、センサ情報の値が変化していない場合はセンサ情報の継続時間を加算し、センサ情報の値が変化した場合はセンサ情報の継続時間を０にリセットする継続時間算出部と、過去からのセンサ情報の変化の「有」あるいは「無」をそれぞれ属性値「１」あるいは「０」とする属性表現に変換する属性表現生成部と、を有し、属性表現生成部は、継続時間算出部から得られたセンサ情報の値の継続時間から過去のそれぞれの時点に関する属性値を決定して、ユーザの状態を表す属性表現を生成することが好ましい。
【００１２】
このように構成した場合、ユーザの状態を表す属性表現として各センサ情報の時間の継続性が表現され、この属性表現に基づき状態判別を行うことで多様な時間スケールの状態を判別することが可能となる。
【００１３】
また、ユーザ支援制御部は、ユーザの状態に特定の系列が生じた際にユーザに対して支援を行うための方法を記述したユーザ支援モジュールを複数格納するユーザ支援モジュール保存部を有し、各ユーザ支援モジュールは、ユーザへの支援の実行を判定する実行条件としてのユーザの状態の系列と、実行条件が成立した際のユーザ支援方法に関する記述と、を含むことが好ましい。
【００１４】
このように構成した場合、ユーザが望むそれぞれの状況に対するユーザ支援を、各ユーザ支援モジュールの実行状態の系列とその支援方法として個別に登録、管理し、利用することが可能となる。
【００１５】
また、ユーザ支援制御部は、ユーザ支援モジュールを個別に登録・修正するためのユーザ支援モジュール登録部を更に有することが好ましい。
【００１６】
このように構成した場合、ユーザの状態判別の性能に応じて、それぞれのユーザ支援方法の実行条件等を個別に調整することが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係るユーザ支援システムにおいては、ユーザ支援制御部は、ユーザ状態判別部から得られるユーザの状態の系列から同一の状態が連続する状態を１つにまとめ、現在のユーザの状態系列を生成、保存する状態系列生成・保存部と、状態系列生成・保存部にて得られたユーザの状態の系列における最新の状態をユーザ支援モジュールの実行条件であるユーザの状態の系列における最新の状態と比較する実行条件判定部と、実行条件判定部での比較結果が同一の状態であった場合は、現在のユーザの状態の系列及びユーザ支援モジュールの実行条件であるユーザの状態の系列の時系列順序を反転させる状態系列反転部と、反転された２つの状態の系列をマッチングする実行条件検査部と、マッチングが成功した場合は、ユーザ支援実行モジュールが含むユーザ支援方法の記述に従い、ユーザへの支援を行うユーザ支援実行部と、を更に有することが好ましい。
【００１８】
このように構成した場合、ユーザ支援モジュールの実行では、現在の時刻におけるユーザの状態が実行条件の判定の基準となり、過去の状態系列から全ての状態を条件として判定することなく効率的な条件判定を行うことが可能となる。
【００１９】
本発明に係るユーザ支援制御システムは、ユーザへの支援の実行を制御するユーザ支援制御システムであって、ユーザの状態に特定の系列が生じた際にユーザに対して支援を行うための方法を記述したユーザ支援モジュールを複数格納するユーザ支援モジュール保存部と、ユーザの状態の系列から同一の状態が連続する状態を１つにまとめ、現在のユーザの状態系列を生成、保存する状態系列生成・保存部と、状態系列生成・保存部にて得られたユーザの状態の系列における最新の状態をユーザ支援モジュールの実行条件であるユーザの状態の系列における最新の状態と比較する実行条件判定部と、実行条件判定部での比較結果が同一の状態であった場合は、現在のユーザの状態の系列及びユーザ支援モジュールの実行条件であるユーザの状態の系列の時系列順序を反転させる状態系列反転部と、反転された２つの状態の系列をマッチングする実行条件検査部と、マッチングが成功した場合は、ユーザ支援実行モジュールが含むユーザ支援方法の記述に従い、ユーザへの支援を行うユーザ支援実行部と、を備え、各ユーザ支援モジュールは、ユーザへの支援の実行を判定する実行条件としてのユーザの状態の系列と、実行条件が成立した際のユーザ支援方法に関する記述と、を含むことを特徴としている。
【００２０】
本発明に係るユーザ支援制御システムによれば、ユーザが望むそれぞれの状況に対するユーザ支援を、各ユーザ支援モジュールの実行状態の系列とその支援方法として個別に登録、管理し、利用することが可能となる。また、ユーザ支援モジュールの実行では、現在の時刻におけるユーザの状態が実行条件の判定の基準となり、過去の状態系列から全ての状態を条件として判定することなく効率的な条件判定を行うことが可能となる。
【００２１】
また、ユーザ支援モジュールを個別に登録・修正するためのユーザ支援モジュール登録部を更に備えることが好ましい。
【００２２】
このように構成した場合、ユーザの状態判別の性能に応じて、それぞれのユーザ支援方法の実行条件等を個別に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るユーザ支援システム及びユーザ支援方法によれば、ユーザの位置だけでなく、多様な時間スケールを持つユーザの状態を認識すると共に、認識されたユーザの状態の系列から、長期間に渡る時間的に連続ではない状態の系列を持つユーザの行動時にも適切なユーザ支援システム及びユーザ支援方法を提供することができる。
【００２４】
また、本発明に係るユーザ支援制御システムによれば、ユーザが望むそれぞれの状況に対するユーザ支援を適切に行うことが可能なユーザ支援制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、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する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係るユーザ支援システムの構成を説明するためのブロック図である。本実施形態に係るユーザ支援システムは、本発明の実施形態に係るユーザ支援制御システムを含んでいる。
【００２７】
ユーザ支援システム１は、ユーザ支援実行フェーズ３と、教示フェーズ５とからなる。ユーザ支援実行フェーズ３は、属性表現変換部７と、ユーザ状態判別部９と、ユーザ支援制御部１１（ユーザ支援制御システム）とを備える。教示フェーズ５は、属性表現記録部１３と、教示データ生成部１５と、判別属性学習部１７とを備える。
【００２８】
属性表現変換部７は、センサ群１９から時系列順に得られるセンサ情報に関して、過去からの値の継続性をユーザｕの状態を表す属性表現の情報に変換する。属性表現変換部７は、センサ情報取得部２１と、センサ情報保存部２３と、センサ情報比較部２５と、継続時間算出部２７と、属性表現生成部２９とを有する。
【００２９】
ところで、センサ群１９は、物品や人（ユーザｕ）の存在を検出するセンサと、ユーザｕの位置をセル単位で検出する感圧センサ３１とを含んでいる。物品やユーザｕの存在を検出するセンサは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグｔａｇとＲＦＩＤタグｔａｇからの信号を受信するタグリーダｔｒとからなる。ＲＦＩＤタグｔａｇは、環境中に存在する日用品や家電製品などの物品（本実施形態においては、書籍、携帯電話、鞄、テレビ等）とユーザｕに貼り付けられている。感圧センサ３１は、床に設置されている。
【００３０】
センサ情報取得部２１は、センサ群１９から時系列順に得られるセンサ情報を取得する。センサ情報保存部２３は、センサ情報取得部２１にて取得されたセンサ情報を保存する。センサ情報比較部２５は、センサ情報取得部２１にて取得されたセンサ情報とセンサ情報保存部２３に保存されたセンサ情報に関して、現在のセンサ情報と過去のセンサ情報の値を比較する。
【００３１】
継続時間算出部２７は、センサ情報の継続時間を算出する。継続時間算出部２７は、センサ情報比較部２５における比較結果に基づいて、センサ情報の値が変化していない場合はセンサ情報の継続時間を加算し、センサ情報の値が変化した場合は前記センサ情報の継続時間を０にリセットする。
【００３２】
属性表現生成部２９は、過去からのセンサ情報の変化の「有」あるいは「無」をそれぞれ属性値「１」あるいは「０」とする属性表現に変換する。属性表現生成部２９は、継続時間算出部２７から得られたセンサ情報の値の継続時間から過去のそれぞれの時点に関する属性値を決定して、ユーザｕの状態を表す前記属性表現を生成する。
【００３３】
上述した構成の属性表現変換部７では、センサ群１９から得られた情報に基づいて、それぞれのセンサ情報の現在、及び過去の複数時点からの値の継続性が算出され、ユーザｕの属性表現の情報に変換されることとなる。具体的には、前時刻でのセンサの情報を記録したセンサ情報保存部２３の各センサ情報と，現在のセンサ情報とをセンサ情報比較部２５によって比較し、センサ情報の値に違いがなければ継続時間算出部２７における継続時間を加算し、継続していなければ継続時間を０にリセットするという処理が行われる。ユーザｕの状態を表す属性表現では，各センサ情報に関して、過去の複数時点からの値の変化の「有」あるいは「無」をそれぞれ「１」あるいは「０」とする属性表現を行う。この属性値は、先の継続時間算出部２７によって得られた各センサ情報の継続時間に基づき、属性表現生成部２９において決定され、ユーザｕの状態を表す属性表現が生成されることとなる。
【００３４】
続いて、図２〜図４を参照して、ユーザの状態を表す属性表現の生成について説明する。図２は、ユーザの状態としての身辺に存在する物品の存在の変化を説明するための図である。図３は、ユーザの状態としての身辺に存在するモノの状態の属性を説明するための図である。図４は、ユーザの状態としての位置の属性を説明するための図である。
【００３５】
図２に示されるように、タグリーダｔｒ１の検出エリアＥ１には、ＲＦＩＤタグｔａｇ１が貼り付けられた物品が存在し、タグリーダｔｒ２の検出エリアＥ２には、ＲＦＩＤタグｔａｇ３，ｔａｇｐが貼り付けられた物品が存在する。また、ユーザｕにはＲＦＩＤタグｔａｇｕｓｅｒが貼り付けられ、ユーザｕはＲＦＩＤタグｔａｇ２が貼り付けられた物品を携帯している。
【００３６】
ユーザに貼り付けられたＲＦＩＤタグｔａｇｕｓｅｒを検出したタグリーダｔｒ１，ｔｒ２に検出されたＲＦＩＤタグｔａｇがユーザｕの身辺に存在する物品として扱われる。ユーザｕがタグリーダｔｒ１の検出エリアＥ１に滞在している時刻ｔ１においては、ＲＦＩＤタグｔａｇ１，ｔａｇ２がユーザｕの身辺に存在する物品として扱われることとなる。また、タグリーダｔｒ２の検出エリアＥ２に移動した直後の時刻ｔ２においては、ＲＦＩＤタグｔａｇ２，ｔａｇ３，ｔａｇｐがユーザｕの身辺に存在する物品として扱われることとなる。
【００３７】
身辺に存在する物品が過去のどの時点から継続して存在し続けているかをユーザｕの状態を表す属性の表現とする。環境中にｐ個の物品が存在する場合における、物品に関するユーザｕの状態の属性表現は、下記の式にて表現される。
【００３８】
【数１】
2005084828.tif 000003
ここで、ｔａｇｉ（ｔ，ａｋ）は、時刻ｔ−ａｋから時刻ｔの間にユーザｕの周辺にＲＦＩＤタグｔａｇが貼り付けられた物品ｉが継続して存在しているかどうかの属性を表しており、継続して存在している場合を「１」とする属性値、存在していない場合を「０」とする属性値を持つ。
【００３９】
上記の式に従うと、例えば、時刻ｔ１から時刻ｔ２かけてユーザｕがタグリーダｔｒ１の検出エリアＥ１からタグリーダｔｒ２の検出エリアＥ２に移動した場合における、物品に関するユーザｕの属性表現は、図３に示されるように変化する。図３に示されるように、時刻ｔ１におけるｔａｇ（ｕ，ｔ１）から、ＲＦＩＤタグｔａｇ１が貼り付けられた物品及びＲＦＩＤタグｔａｇ２が貼り付けられた物品がｔ１−ａｎから継続して存在することが分かる。また、時刻ｔ２におけるｔａｇ（ｕ，ｔ２）から、ＲＦＩＤタグｔａｇ２が貼り付けられた物品の存続が継続し、ＲＦＩＤタグｔａｇ３，ｔａｇｐが貼り付けられた物品が存在し始めたことが分かる。
【００４０】
また、ユーザｕが床面上で感圧センサ３１のセル単位で検出された位置の継続性も現在、及び過去の複数時点からの継続性がユーザｕの状態を表す属性として表現される。ユーザｕの位置の検出単位として床がｑ個のセルに分割されている場合におけるユーザｕの位置の属性表現は、下記の式にて表現される。
【００４１】
【数２】
2005084828.tif 000004
ここで、ｃｅｌｌｊ（ｔ，ｂｋ）は、時刻ｔ−ｂｋから時刻ｔまでセルｃｅｌｌｊがユーザｕを連続して検出しているという属性を表しており、検出していた場合を「１」とする属性値、そうでない場合を「０」とする属性値を持つ。
【００４２】
上記の式に従うと、例えば、ユーザが感圧センサ３１のセルｃｅｌｌ３に時刻ｔ−ｂ１から存在する場合、Ｌｏｃ（ｕ，ｔ）は、図４に示されるように、その属性値が時刻ｔ−ｂ１にて「０」から「１」に変化する。
【００４３】
以上のように、センサ群１９から得られる情報をユーザｕの状態を表す属性表現に変換する場合、本実施形態ではユーザｕの身辺に存在する物品の存在の継続性とユーザｕの位置の継続性がその属性となり、双方をまとめたユーザｕの属性表現全体は、下記の式にて表現される。
【数３】
2005084828.tif 000005
【００４４】
再び、図１を参照する。教示フェーズ５は、ユーザｕの状態の判別で利用する属性を学習する。教示フェーズ５は、上述したように、属性表現記録部１３と、教示データ生成部１５と、判別属性学習部１７とを備える。
【００４５】
属性表現記録部１３は、属性表現変換部７によって変換された属性表現の情報を保存する。教示データ生成部１５は、属性表現記録部１３に保存された属性表現の情報に対して識別すべき複数のユーザｕの状態を割り当てる。判別属性学習部１７は、教示データ生成部１５にて割り当てられた複数のユーザｕの状態からユーザｕの状態を識別するための属性を、ユーザｕの状態を判別するための状態判別ルールとして抽出する。
【００４６】
属性表現変換部７にて、特定の期間内でのユーザｕの行動がセンサ情報として一定間隔で取得され、各時刻で得られたセンサ情報が属性表現に変換されて、属性表現記録部１３に保存される。教示データ生成部１５では、属性表現記録部１３にて保存された各時刻の属性表現の情報に対して、識別する状態名（例えば、キッチンに長時間居る状態、キッチンを通り過ぎた状態等）をユーザｕが指定することで教示データの集合を生成する。そして、判別属性学習部１７では、生成された教示データの集合からユーザｕの複数の状態を判別するための属性を学習によって抽出する。
【００４７】
ここでの学習方法としては、例えば、「Ｃ４．５」と呼ばれるアルゴリズムを利用する。「Ｃ４．５」は、多数の教示データの集合から、それぞれの属性に関する情報利得比を算出し、情報利得比の高い属性を状態判別で利用する属性として逐次決定し、複数の状態を判別するための判別木（decision tree）を生成するアルゴリズムである。判別木として生成されたルールの一例を、図５に示す。このような判別木は、ユーザｕの状態を判別するためのルールとして、後述するユーザ状態判別部９にて利用される。
【００４８】
再び、図１を参照する。ユーザ状態判別部９は、属性表現変換部７によって変換された属性表現の情報を取得し、判別属性学習部１７によって抽出された状態判別ルールを適用することでユーザｕの状態を判別する。これにより、ユーザ支援実行フェーズ３では、ユーザ状態判別部９において、一定時間間隔で得られるセンサ情報のユーザｕの属性表現の情報と状態判別ルールに基づき、ユーザｕの状態の判別結果が出力される。
【００４９】
ユーザ支援制御部１１は、ユーザ状態判別部９から出力されたユーザｕの状態に基づいて、ユーザｕの状態に合わせたユーザ支援を実行する。ユーザ支援制御部１１は、ユーザ支援モジュール保存部４１と、ユーザ支援モジュール登録部４３と、状態系列生成・保存部４５と、実行条件判定部４７と、状態系列反転部４９と、実行条件検査部５１と、ユーザ支援実行部５３とを有する。
【００５０】
ユーザ支援モジュール保存部４１は、ユーザｕの状態に特定の系列が生じた際に、ユーザに対して支援を行うための方法を記述したユーザ支援モジュール５５を複数格納する。ユーザ支援モジュール登録部４３は、ユーザ支援モジュール５５を個別に登録・修正する。ここで、各ユーザ支援モジュール５５は、ユーザへの支援の実行を判定する実行条件としてのユーザｕの状態の系列と、実行条件が成立した際のユーザ支援方法に関する記述とを含んでいる。
【００５１】
状態系列生成・保存部４５は、ユーザ状態判別部９から得られるユーザｕの状態の系列から同一の状態が連続する状態を１つにまとめ、現在のユーザｕの状態系列を生成、保存する。実行条件判定部４７は、状態系列生成・保存部４５にて得られたユーザｕの状態の系列における最新の状態を、ユーザ支援モジュール５５の実行条件であるユーザｕの状態の系列における最新の状態と比較する。状態系列反転部４９は、実行条件判定部４７での比較結果が同一の状態であった場合は、現在のユーザｕの状態の系列及びユーザ支援モジュール５５の実行条件であるユーザｕの状態の系列の時系列順序を反転させる。実行条件検査部５１は、反転された２つの状態の系列をマッチングする。ユーザ支援実行部５３は、実行条件検査部５１でのマッチングが成功した場合に、ユーザ支援実行モジュールが含む前記ユーザ支援方法の記述に従い、ユーザへの支援を行う。
【００５２】
ユーザ支援実行フェーズ３では，一定間隔で取得するセンサ群１９の情報が属性表現変換部７を介してユーザｕの属性表現に変換され、当該属性表現に状態判別ルールを適用することでユーザ状態判別部９においてユーザｕの状態が出力される。出力されたユーザｕの状態は、ユーザ支援制御部１１に渡され、ユーザｕの状態に合わせたユーザ支援が実行されることとなる。
【００５３】
続いて、図６を参照して、ユーザ支援制御部１１におけるユーザ支援の実行を説明する。図６は、ユーザ支援制御部１１におけるユーザ支援の実行を説明するためのフローチャートである。
【００５４】
まず、時刻ｔが「１」とされ（Ｓ１０１）、ユーザ状態判別部９からユーザｕの状態ｃｊが出力される（Ｓ１０３）。
【００５５】
続いて、ユーザ支援制御部１１の状態系列生成・保存部４５にて、ユーザｕの状態ｃｊが以前の状態系列Ｕの最新の状態と異なるか否かが判断される（Ｓ１０５）。ユーザｕの状態ｃｊが以前の状態系列Ｕの最新の状態と異なる場合（Ｓ１０５にて「ｙｅｓ」）、状態系列生成・保存部４５にて、更新された状態系列Ｕが生成し、保存される（Ｓ１０７）。ユーザｕの状態ｃｊが以前の状態系列Ｕの最新の状態と同じ場合（Ｓ１０５にて「ｎｏ」）、時刻ｔが「１」だけインクリメントとされ（Ｓ１０９）、Ｓ１０３に進む。
【００５６】
上述したＳ１０５及びＳ１０７により、状態系列生成・保存部４５にて、新たに出力されたユーザｕの状態に対して、ユーザｕの状態系列の更新と保存が行われることとなる。今、判別されたユーザｕの状態としてｃｊがユーザ状態判別部９から出力され、それ以前のユーザｕの状態系列がＵ（例えば、Ｕ＝［ｃ１，ｃ２，ｃ３，…，ｃｎ］）であったとする。このとき、直前のユーザｕの状態もｃｊであった場合は、ユーザｕの状態系列Ｕの更新は行わず、直前の状態と異なる状態が出力された場合にのみ、ユーザｕの状態系列Ｕの更新を行う。例えば、ユーザ状態判別部９から出力された各時刻の状態の系列が［ｃ１，ｃ１，ｃ１，ｃ２，ｃ１，ｃ３，ｃ３，ｃ３，ｃ４］であった場合、ユーザｕの状態系列Ｕは［ｃ１，ｃ２，ｃ１，ｃ３，ｃ４］となり、この状態系列が保存される。
【００５７】
続いて、この更新・保存されたユーザｕの状態系列Ｕに基づき、ユーザ支援制御部１１では、ユーザ支援方法登録部によって予めユーザが登録しているユーザ支援モジュール５５の実行条件とユーザ支援方法に基づきユーザ支援の実行の制御が行われる。
【００５８】
まず、全てのユーザ支援モジュール５５の実行条件を判定したか否かが判断され（Ｓ１１１）、全てのユーザ支援モジュール５５の実行条件が判定された場合（Ｓ１１１にて「ｙｅｓ」）、Ｓ１０９に進む。一方、全てのユーザ支援モジュール５５の実行条件が判定されていない場合（Ｓ１１１にて「ｎｏ」）、実行条件判定部４７にて、ユーザ支援モジュール５５の実行条件に記述された状態系列の最後の状態と現在の状態系列Ｕの最新の状態とを比較し、一致しているか否かが判断される（Ｓ１１３）。
【００５９】
ユーザ支援モジュール５５の実行条件に記述された状態系列の最後の状態と現在の状態系列Ｕの最新の状態とが一致しない場合（Ｓ１１３にて「ｎｏ」）、Ｓ１１１に戻り、現在の状態系列Ｕの最新の状態と最後の状態が一致しないユーザ支援モジュール５５はその後の処理が行われず、別のユーザ支援モジュール５５のチェックが行われる。一方、ユーザ支援モジュール５５の実行条件に記述された状態系列の最後の状態と現在の状態系列Ｕの最新の状態とが一致した場合（Ｓ１１３にて「ｙｅｓ」）、状態系列反転部４９にて、現在の状態系列Ｕの最新の状態と最後の状態が一致したユーザ支援モジュール５５の実行条件の状態系列と現在の状態系列Ｕとの時間順序が反転される（Ｓ１１５）。
【００６０】
続いて、実行条件検査部５１にて、ユーザ支援モジュール５５の実行条件として表されている状態系列と現在の状態が全て一致しているかのチェックが行われ、マッチングが成立したか否かが判断される（Ｓ１１７）。マッチングが成立している場合（Ｓ１１７にて「ｙｅｓ」）、対応するユーザ支援モジュール５５は実行が可能となり、ユーザ支援実行部５３により、ユーザ支援モジュール５５内にユーザ支援方法として記述された内容に基づいてユーザ支援が行われる（Ｓ１１９）。一方、マッチングが成立していない場合（Ｓ１１７にて「ｎｏ」）、Ｓ１１１に戻る。
【００６１】
次に、状態系列の具体的な例を用いて説明する。各ユーザ支援モジュール５５の実行条件は、ユーザｕの状態系列が実行条件として記述されている。例えば、ユーザｕの状態系列として『［状態１，*，状態１］』という状態の順序がモジュールの実行条件として指定されていた場合、“状態１”を介した後に、何れかの別の状態を経由し、再度“状態１”となった場合に、ユーザ支援の実行が行われる。実際のユーザ支援のケースとしては、キッチンで料理をしており（状態１）、途中で電話や宅急便によって料理が中断され、再度料理に復帰した場合に、どこまで料理を行っていたのかをユーザｕに教えるという支援である。この「どこまで料理を行ったか」という情報は、環境に設置されたカメラでユーザｕの行動が常時記録されており、ユーザｕが料理に復帰した際にキッチンを離れる前の画像を提示するという支援方法が、ユーザ支援モジュール５５のユーザ支援方法に記述されている。
【００６２】
上述したようなユーザ支援の実行条件の判定では、先ず状態系列の最後の状態の一致が判定され、一致したユーザ支援モジュール５５については状態系列を時系列方向とは逆の系列に変換し、時間を遡る方向にマッチングが行われる。これにより、現在のユーザｕの状態がユーザ支援モジュール５５の実行条件に関連しているかどうかが先ずチェックされることとなり、効率的なモジュールの実行管理が行われる。実行条件が成立したユーザ支援モジュール５５では、当該ユーザ支援モジュール５５内に記述されたユーザ支援方法の内容を参照し、ユーザｕに対する情報提示等の支援が行われ、ユーザ支援の実行が完了するとユーザ支援モジュール５５の実行が終了する。
【００６３】
以上のように、本実施形態においては、センサ郡から得られるセンサ情報をユーザｕの状態を表す属性表現とし、且つ学習によりユーザｕの状態を判別するための属性を抽出することで、多様な時間スケールのユーザｕの状態を判別し、判別結果に応じたユーザ支援を行うことが可能となる。
【００６４】
そして、環境に存在する多数のセンサ情報を用いてユーザｕの状況に応じた支援を行うシステムにおいて、実世界でのユーザｕの多様な時間スケールの状態を判別し、出力されるユーザｕの状態系列と予め登録されたユーザ支援モジュール５５の実行条件に指定された状態系列のマッチングを行うことによって、さまざまな時間スケールや不連続な状態遷移の系列についてもユーザｕの支援を実現することが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態において、属性表現変換部７は、センサ情報取得部２１と、センサ情報保存部２３と、センサ情報比較部２５と、継続時間算出部２７と、属性表現生成部２９とを有し、属性表現生成部２９は、継続時間算出部２７から得られたセンサ情報の値の継続時間から過去のそれぞれの時点に関する属性値を決定して、ユーザｕの状態を表す属性表現を生成している。これにより、ユーザｕの状態を表す属性表現として各センサ情報の時間の継続性が表現され、この属性表現に基づき状態判別を行うことで多様な時間スケールの状態を判別することが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態において、ユーザ支援制御部１１はユーザ支援モジュール保存部４１を有し、各ユーザ支援モジュール５５は、ユーザｕへの支援の実行を判定する実行条件としてのユーザｕの状態の系列と、実行条件が成立した際のユーザ支援方法に関する記述とを含んでいる。これにより、ユーザｕが望むそれぞれの状況に対するユーザ支援を、各ユーザ支援モジュール５５の実行状態の系列とその支援方法として個別に登録、管理し、利用することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態において、ユーザ支援制御部１１は、ユーザ支援モジュール５５を個別に登録・修正するためのユーザ支援モジュール登録部４３を有している。これにより、ユーザｕの状態判別の性能に応じて、それぞれのユーザ支援方法の実行条件等を個別に調整することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態において、ユーザ支援制御部１１は、状態系列生成・保存部４５と、実行条件判定部４７と、状態系列反転部４９と、実行条件検査部５１と、ユーザ支援実行部５３とを有している。これにより、ユーザ支援モジュール５５の実行では、現在の時刻におけるユーザｕの状態が実行条件の判定の基準となり、過去の状態系列から全ての状態を条件として判定することなく効率的な条件判定を行うことが可能となる。
【００６９】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、センサ群１９としてＲＦＩＤタグｔａｇ及びタグリーダｔｒと、感圧センサ３１とを利用しているが、これに限られることなく、カメラや赤外線センサ等も、センサ情報をユーザｕの状態を表す属性表現に変換することで利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態に係るユーザ支援システムの構成を説明するためのブロック図である。
【図２】ユーザの状態としての身辺に存在する物品の存在の変化を説明するための図である。
【図３】ユーザの状態としての身辺に存在するモノの状態の属性を説明するための図である。
【図４】ユーザの状態としての位置の属性を説明するための図である。
【図５】ユーザの状態の判別のためのルールとなる判別木の一例を示す図である。
【図６】ユーザ支援制御部におけるユーザ支援の実行を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１…ユーザ支援システム、３…ユーザ支援実行フェーズ、５…教示フェーズ、７…属性表現変換部、９…ユーザ状態判別部、１１…ユーザ支援制御部、１３…属性表現記録部、１５…教示データ生成部、１７…判別属性学習部、１９…センサ群、２１…センサ情報取得部、２３…センサ情報保存部、２５…センサ情報比較部、２７…継続時間算出部、２９…属性表現生成部、３１…感圧センサ、４１…ユーザ支援モジュール保存部、４３…ユーザ支援モジュール登録部、４５…状態系列生成・保存部、４７…実行条件判定部、４９…状態系列反転部、５１…実行条件検査部、５３…ユーザ支援実行部、５５…ユーザ支援モジュール、ｔａｇ…タグ、ｔｒ…タグリーダ、ｕ…ユーザ。
【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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【図６】
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