(57)【要約】  ユーザの回答入力がなくてもユーザに対して学習支援や所望の機器動作を実現できるシステムを提供する。  サービス提供システムは、ユーザに対し質問を提示し、さらにその質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する出力部と、ユーザの脳波の事象関連電位を計測する信号検出部と、各選択肢を提示した後の所定期間中、たとえば約３５０ミリ秒から約４５０ミリ秒の期間中の事象関連電位に基づいて、ユーザが各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する判定部とを備えている。
2007148469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに対し質問を提示し、さらに前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する出力部と、
ユーザの脳波の事象関連電位を計測する信号検出部と、
各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する判定部と、
を備えた、サービス提供システム。
【請求項２】
前記判定部は、前記各選択肢を提示した時点から起算して約３５０ミリ秒から約４５０ミリ秒の期間を前記所定期間として、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項３】
前記質問に関連付けて判定結果を蓄積する結果蓄積データベースと、
前記判定結果に基づいて、ユーザに提示する質問を複数の質問の中から選択する選択部とをさらに備えた、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項４】
前記複数の質問および各質問の解答候補である複数の選択肢を格納したデータベースをさらに備え、
前記選択部は、前記データベースを参照して、ユーザに提示する質問および前記複数の選択肢を選択する、請求項３に記載のサービス提供システム。
【請求項５】
所定の質問、および、前記所定の質問に対する正解の選択肢および正解ではない選択肢を格納したデータベースと、
前記データベースを参照して前記質問を選択し、その後、前記正解の選択肢および前記正解ではない選択肢を任意の順序で選択して前記出力部に送る選択部とをさらに備え、
サービス提供システムの起動開始時または前記ユーザからの指示を受けた時において、前記判定部は、前記正解の選択肢提示後の事象関連電位および前記正解ではない選択肢提示後の事象関連電位に基づいて、前記ユーザが正解と考えていたことに関連した事象関連電位のキャリブレーションを実行する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項６】
各選択肢を提示する前の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて前記ユーザが準備状態であるか否かを判定し、判定結果に応じて次の選択肢の選択と出力とを指示するタイミング制御部をさらに備えた、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項７】
提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと前記判定部が判定したときは、前記出力部は、前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しない、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項８】
前記データベースにおいて、前記複数の選択肢のうちの少なくとも１つは前記質問に対する正解を示しており、
前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記提示された選択肢と前記正解の選択肢とが一致するか否かをさらに判定し、
一致したときは、前記出力部は、前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しない、請求項４に記載のサービス提供システム。
【請求項９】
前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記正解の選択肢を提示する、請求項８に記載のサービス提供システム。
【請求項１０】
前記判定部は、前記事象関連電位に基づいて前記事象関連電位にノイズが混入したことを検出したときは、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたか否かの判定を中止し、
前記出力部は、前記選択肢を再度提示する、請求項４に記載のサービス提供システム。
【請求項１１】
前記複数の選択肢の数をｎとしたとき、前記選択部は、（ｎ／２）番目またはそれよりも前に正解の選択肢を提示する、請求項４に記載のサービス提供システム。
【請求項１２】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位との間に含まれる閾値を予め保持しており、
前記判定部は、前記閾値と、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位とを比較して、前記閾値よりも前記平均電位の方が大きいときにはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときには正解とは考えていなかったと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１３】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第１数値群と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第２数値群とを保持しており、
前記判定部は、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位と第１数値群との第１のマハラノビス距離、および、前記平均電位と第２数値群との第２のマハラノビス距離を比較し、前記第１のマハラノビス距離の方が前記第２のマハラノビス距離よりも短いときはユーザが正解と考えていたと判定し、長いときは、ユーザは正解とは考えていなかったと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１４】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第１テンプレートと、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第２テンプレートとを保持しており、
前記判定部は、前記時間帯の事象関連電位の波形値と第１テンプレートとの第１相関係数、および前記波形値と第２テンプレートとの第２相関係数を比較し、第１相関係数の方が前記第２相関係数よりも大きいときはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときはユーザは正解とは考えていなかったと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１５】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位の平均値を保持しており、平均値が最大であった選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１６】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、前記第１数値群とのマハラノビス距離が最も短い選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定する、請求項１３に記載のサービス提供システム。
【請求項１７】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、第１相関係数が最も大きい選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定する、請求項１４に記載のサービス提供システム。
【請求項１８】
ユーザに対し質問を提示するステップと、
前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示するステップと、
ユーザの脳波の事象関連電位を計測するステップと、
各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定するステップと
を包含する、出題方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザに情報やサービスを提供する技術に関する。より具体的には、本発明は、学習においてユーザの回答入力がなくても、脳波などの生体信号を指標に、ユーザがどの選択肢を選択したかを識別して、ユーザに適切な情報やサービスを選択して提供する機器、方法、およびそのような機器において実行されるコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、問題を提示し、ユーザの回答入力を受けて正誤評価等の情報を提示する学習システムの開発が進んでいる。これらの学習システムにおいては、ユーザの回答入力に加えて、回答に関連する情報（例えばユーザによって選択された、次に提示する問題のレベルや分野）に基づいて、効率のよい学習支援を実現している。【０００３】
例えば、特許文献１は、回答に要する時間を計測して、所定時間内にユーザが回答できない問題に対してヒントを提示する学習システムを開示している。この学習システムでは、テストの採点結果だけでなく、ヒントの提示回数やヒントを提示した問題の難易度に応じて次に提示する問題を変更している。【０００４】
また、特許文献２は、問題レベル等の条件を入力すると演習問題を自動的に選択する学習システムを開示している。この学習システムでは、学習時にアンケート形式で、各問題に対するユーザの主観評価として自信度を収集し、その自信度と解答の正誤結果とに基づいてユーザの理解度を判定している。そして、推定したユーザの理解度に応じて演習問題を選択し出題している。【０００５】
また、特許文献３は、ユーザの生体信号を用いた学習システムを開示している。この学習システムでは、ユーザの学習意欲を維持して学習効率を高めるために、学習時の覚醒度やストレス度を皮膚インピーダンスや脈波などの生体信号から判定し、テストの採点結果と合わせてユーザの学習意欲が低下しないような問題の選択を実現している。
【特許文献１】日本国特開２００２−２２１８９３号公報
【特許文献２】国際公開第２００３／０５０７８２号パンフレット
【特許文献３】日本国特開平１０−７８７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１から３に記載されている学習システムを利用して学習支援を行うためには、ユーザの回答入力が必須である。したがって、このような学習システムは、ユーザが回答入力可能な状況（例えば屋内における着座姿勢）で使用することが前提となっていた。その結果、例えば電車内のような、両手がふさがっていて回答入力が困難な状況では、学習システムの学習支援が機能しないという課題があった。【０００７】
一方、近年の、手軽に持ち運べるサイズのディスプレイ（携帯電話、ゲーム機、ＰＤＡ等）の普及に伴い、どこでも、どんな状況でも学習したいというユーザのニーズが高まっている。【０００８】
本発明の目的は、ユーザの回答入力がなくてもユーザに対して学習支援を行うことができるシステムを提供することである。より具体的には、本発明の目的は、学習時のユーザの事象関連電位を用いて、ユーザの回答入力がない場合でも、ユーザがどの選択肢に対して正解と考えているか否かを判定し、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能なシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるサービス提供システムは、ユーザに対し質問を提示し、さらに前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する出力部と、ユーザの脳波の事象関連電位を計測する信号検出部と、各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する判定部とを備えている。【００１０】
前記判定部は、前記各選択肢を提示した時点から起算して約３５０ミリ秒から約４５０ミリ秒の期間を前記所定期間として、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定してもよい。【００１１】
前記サービス提供システムは、前記質問に関連付けて判定結果を蓄積する結果蓄積データベースと、前記判定結果に基づいて、ユーザに提示する質問を複数の質問の中から選択する選択部とをさらに備えていてもよい。【００１２】
前記サービス提供システムは、前記複数の質問および各質問の解答候補である複数の選択肢を格納したデータベースをさらに備えており、前記選択部は、前記データベースを参照して、ユーザに提示する質問および前記複数の選択肢を選択してもよい。【００１３】
前記サービス提供システムは、所定の質問、および、前記所定の質問に対する正解の選択肢および正解ではない選択肢を格納したデータベースと、前記データベースを参照して前記質問を選択し、その後、前記正解の選択肢および前記正解ではない選択肢を任意の順序で選択して前記出力部に送る選択部とをさらに備えており、サービス提供システムの起動開始時または前記ユーザからの指示を受けた時において、前記判定部は、前記正解の選択肢提示後の事象関連電位および前記正解ではない選択肢提示後の事象関連電位に基づいて、前記ユーザが正解と考えていたことに関連した事象関連電位のキャリブレーションを実行してもよい。【００１４】
前記サービス提供システムは、各選択肢を提示する前の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて前記ユーザが準備状態であるか否かを判定し、判定結果に応じて次の選択肢の選択と出力とを指示するタイミング制御部をさらに備えていてもよい。【００１５】
提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと前記判定部が判定したときは、前記出力部は、前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しなくてもよい。【００１６】
前記データベースにおいて、前記複数の選択肢のうちの少なくとも１つは前記質問に対する正解を示しており、前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記提示された選択肢と前記正解の選択肢とが一致するか否かをさらに判定し、一致したときは、前記出力部は前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しなくてもよい。【００１７】
前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記正解の選択肢を提示してもよい。【００１８】
前記判定部は、前記事象関連電位に基づいて前記事象関連電位にノイズが混入したことを検出したときは、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたか否かの判定を中止し、前記出力部は、前記選択肢を再度提示してもよい。【００１９】
前記複数の選択肢の数をｎとしたとき、前記選択部は、（ｎ／２）番目またはそれよりも前に正解の選択肢を提示してもよい。【００２０】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位との間に含まれる閾値を予め保持しており、前記判定部は、前記閾値と、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位とを比較して、前記閾値よりも前記平均電位の方が大きいときにはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときには正解とは考えていなかったと判定してもよい。【００２１】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第１数値群と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第２数値群とを保持しており、前記判定部は、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位と第１数値群との第１のマハラノビス距離、および、前記平均電位と第２数値群との第２のマハラノビス距離を比較し、前記第１のマハラノビス距離の方が前記第２のマハラノビス距離よりも短いときはユーザが正解と考えていたと判定し、長いときは、ユーザは正解とは考えていなかったと判定してもよい。【００２２】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第１テンプレートと、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第２テンプレートとを保持しており、前記判定部は、前記時間帯の事象関連電位の波形値と第１テンプレートとの第１相関係数、および前記波形値と第２テンプレートとの第２相関係数を比較し、第１相関係数の方が前記第２相関係数よりも大きいときはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときはユーザは正解とは考えていなかったと判定してもよい。【００２３】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位の平均値を保持しており、平均値が最大であった選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定してもよい。【００２４】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、前記第１数値群とのマハラノビス距離が最も短い選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定してもよい。【００２５】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、第１相関係数が最も大きい選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定してもよい。【００２６】
本発明による出題方法は、ユーザに対し質問を提示するステップと、前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示するステップと、ユーザの脳波の事象関連電位を計測するステップと、各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定するステップとを包含する。【００２７】
本発明によるコンピュータプログラムはコンピュータにおいて実行可能であり、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに、出力装置を介してユーザに対し質問を提示するステップと、前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示するステップと、ユーザの脳波の事象関連電位を計測するステップと、各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、質問を提示した後に、その質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する。各選択肢を提示した時点から起算した所定期間中（たとえば約３５０ミリ秒から約４５０ミリ秒）における事象関連電位に基づいて、ユーザが各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する。その期間中の事象関連電位に陽性成分が出現したか否かによって、ユーザが各選択肢を正解と考えていたか否かを判定するため、ユーザが回答を入力する必要はない。よって、例えば電車での学習のように、回答入力が困難な状況において、また、回答入力をしない学習においても、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能な学習システムが実現され、学習システムの利用できる状況および利用方法が格段に拡大する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態１によるサービス提供システム１の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態によるサービス提供システム１の機能ブロックの構成を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、問題ＤＢ２０３に蓄積された問題に関するデータの具体例を示す図である。
【図４】マハラノビス距離を計算するための基準テーブル２１０の例を示す図である。
【図５】結果蓄積ＤＢ２０４のデータ構造の一例を示す図である。
【図６】提示問題選択規則テーブル２１１のデータ構造の一例を示す図である。
【図７】提示問題選択規則テーブル２１１のデータ構造の他の例を示す図である。
【図８】サービス提供システム１の処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】実施形態２によるサービス提供システム２の機能ブロックの構成を示す図である。
【図１０】実施形態２によるサービス提供システム２の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態３によるサービス提供システム３の機能ブロックの構成を示す図である。
【図１２】実施形態３によるサービス提供システム３の第１の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態３によるサービス提供システム３の第２の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態３によるサービス提供システム３の第３の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態４によるサービス提供システム４の機能ブロックの構成を示す図である。
【図１６】機器操作ＤＢ７０３に蓄積された質問に関するデータの具体例を示す図である。
【図１７】実施形態４によるサービス提供システム４の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】実験手順の概要を示す図である。
【図１９】１問分の実験手順を示すフローチャートである。
【図２０】被験者の脳波を測定するための電極の貼り付け位置を示す図である。
【図２１】実験結果として得られた事象関連電位の波形を示す図である。
【図２２】閾値を利用した選択肢の判別処理ａ１の手順を示すフローチャートである。
【図２３】マハラノビス距離を利用した選択肢の判別処理ａ２の手順を示すフローチャートである。
【図２４】相関係数を利用した選択肢の判別処理ｂの手順を示すフローチャートである。
【図２５】事象関連電位の平均値を利用した選択肢の判別処理ｃの手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１〜４  サービス提供システム
１０〜１３  サービス提供装置
１００  生体信号検出部
１０１  出力部
２００、６００、７００  ユーザ状態判定部
２０１  提示問題選択部
２０２、３０２、６０１  提示選択肢選択部
２０３  問題ＤＢ
２０４  結果蓄積ＤＢ
２０５〜２０８  選択部
３００  ＣＰＵ
３０１  ＲＡＭ
４００  プログラム
５００  提示タイミング制御部
７０１  提示質問選択部
７０２  提示選択肢選択部
７０３  機器動作ＤＢ
８００  機器動作制御部
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、添付の図面を参照して、本発明によるサービス提供システムおよび装置の実施形態を説明する。【００３２】
本願発明者らは、選択式問題の選択肢を一つずつ逐次提示した場合に、ユーザがその選択肢を正解だと思ったか否かに関連して、選択肢提示時刻を起点に約４００ｍｓ（ミリ秒）の事象関連電位に特徴が現れることを発見した。また、事象関連電位に現れる特徴に基づいて、ユーザが正解だと思った選択肢が、ユーザの回答入力なしに判定可能であることを見出した。【００３３】
この「事象関連電位」（ｅｖｅｎｔ−ｒｅｌａｔｅｄ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：ＥＲＰ）とは、脳波の一部であり、外的あるいは内的な事象に時間的に関連して生じる脳の一過性の電位変動で、それぞれ外因性成分、内因性成分という。外因性成分は、外界の感覚刺激に依存する受動的、外因的な誘発電位であり、内因性成分は、外界の刺激（事象）に対する被験者の認知的態度（課題に対する動機付けの程度）を反映して変動する内因性の電位であると言われている。【００３４】
以下では、図１８から図２５を参照しながら、まず本願発明者らが行った事象関連電位計測実験について説明し、一つずつ提示される選択肢に対してユーザが正解だと思ったか否かが、選択肢提示時刻を起点に約４００ｍｓの事象関連電位に現れることを示す。その後、図１から図１７を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。【００３５】
１．事象関連電位の計測実験
図１８は実験手順の概要を示す図である。この実験は、まず被験者に問題のみを提示し（手順１）、その問題の回答選択肢を逐次提示する（手順２から手順５）、という手順からなっている。図１８中の脳波計測区間でも示したように、実験中、脳波は常時計測する。【００３６】
被験者には次のような指示を実験前に伝えた。「まず、問題のみが提示されます。その問題について答えを思い浮かべてから、その問題に対する自信度を、自信ありを４、自信なしを１として別紙に記入してください。自信度の記入が終わりましたら、視線を固視点に移し、スペースキーを押してください。キー押しから１秒後に選択肢Ａが提示されます。じっくりと（１秒以上）選択肢Ａを見て選択肢Ａを正解だと思ったか否かの評価を、正解だと思った：○、正解でないと思った：×、分からない：−として別紙に記入してください。記入が終わりましたら、視線を画面上の固視点に移し、スペースキーを押してください。キー押しから１秒後に、選択肢Ｂが提示されます。以下、選択肢Ｂ、Ｃ、Ｄに関しても同様に、正解だと思ったか否かの評価をした後で、スペースキーを押してください。問題は全部で４０問あります。」ここで、被験者に指示したスペースキーの押下は、次の問題または選択肢を提示するタイミングを決定するための入力であり、回答の入力ではない。また、選択肢に対する評価（○、×、−）は、実験的に被験者の主観評価と事象関連電位を調べることが目的であり、実用に際しては必要ない。【００３７】
図１８中に示した事象関連電位計測区間は、常時計測している脳波の中から、回答選択肢が提示された時刻（図１８中、時刻２２から時刻２５）を起点として、事象関連電位を計測することを模式的に示している。【００３８】
また図１８には、被験者が別紙に記入した、問題に対する自信度と、選択肢に対する評価の例もまた示されている。図１８中の被験者Ａは、自信度が高く正解だと思った選択肢が正解であるため、問題を見ただけで正解が明確に分かっていた、と想定される。被験者Ｂは、自信度が低いが正解だと思った選択肢が正解であるため、問題を見ただけでは分からなかったが選択肢の中に正解だと思った選択肢があった、と想定される。被験者Ｃは、自信度が低く正解だと思った選択肢がないことから、問題を見ても選択肢を見ても分からなかった、と想定される。【００３９】
次に、具体的な実験手順について説明する。図１９は、１問分の実験手順を示す。実験では選択肢Ａから選択肢Ｄまでの４択問題を用いた。まず、時刻２１において、機器が画面に問題のみを提示する（Ｓ１１０１）。被験者はその問題の正解を思い浮かべ（Ｓ１１０２）、その問題に正解する自信度を４段階で別紙に記入し（Ｓ１１０３）、視線を固視点に移して（Ｓ１１０４）スペースキーを押す（Ｓ１１０５）。機器は、時刻２２（キー押しから１秒後）に選択肢の一つ（選択肢Ａ）を提示すると同時に、提示したタイミングを起点に事象関連電位を計測する（Ｓ１１０６）。なお、提示する選択肢は、被験者が即座に認知可能な内容とした。被験者は、提示された選択肢を見て、正解だと思ったか否かの評価を別紙に記入する（Ｓ１１０７）。まだ提示していない選択肢がある場合にはステップＳ１１０４進み、ない場合にはＥｎｄに進み（Ｓ１１０８）、以下、ステップＳ１１０４からステップＳ１１０８を繰り返して選択肢Ｂ、選択肢Ｃ、選択肢Ｄを提示する。【００４０】
図２０は、被験者の脳波を測定するための電極の貼り付け位置を示す。この貼り付け位置は国際１０−２０法に従っており、位置関係を明確にするための参考として、図２０には被験者の鼻１２０と左耳１２１および右耳１２２とが示されている。図２０においては、左耳１２１および右耳１２２から等距離にあり、鼻１２０を通る正中線上の電極には“ｚ”が付される。【００４１】
事象関連電位を測定するための電極は、１）Ｆｚ：正中前頭、２）Ｃｚ：正中中心、３）Ｐｚ：正中頭頂、４）ＥＯＧ：右目上  ５）６）Ａ１，Ａ２：両耳朶、７）ボディーアース（Ｚ）：鼻根部に貼り付けた。  サンプリング周波数は２００Ｈｚ、時定数は３秒とした。【００４２】
実験データの解析においては、０．０５〜２０Ｈｚのバンドパスフィルタを用い、ベースライン補正は選択肢提示前２００ｍｓ間のデータを用いて実施した。また、全てのチャンネルにおいて、振幅が１００μＶ以上となった試行は眼電等による雑音混入の恐れがあるため加算平均からは除外した。【００４３】
図２１は、実験結果として得られた事象関連電位の波形を示す。この波形は、１１人の被験者の実験データを、選択肢提示時刻を起点に総加算平均して得られている。グラフの横軸は時間（単位はｍｓ）であり、選択肢提示時刻を０ｍｓとしている。またグラフの縦軸は電位で単位はμＶである。縦軸は、上方向をマイナス、下方向をプラスとして表示している。【００４４】
図２１には、３つの波形３１、３２および３３が記載されている。３つの波形は、図１９に示す位置Ｐｚで計測した事象関連電位について、実験中に被験者が記入した選択肢に対する評価（正解だと思った：○、正解ではないと思った：×、分からない：−）に基づいて個別に総加算平均したものである。【００４５】
波形３１（実線）は被験者が「正解だと思った」と評価した選択肢が提示されたときの総加算平均波形である。加算回数は２５６回である。【００４６】
波形３２（一点鎖線）は被験者が「正解ではないと思った」と評価した選択肢が提示されたときの総加算平均波形である。加算回数は８４４回である。【００４７】
そして、波形３３（点線）は被験者が「分からない」と評価した選択肢が提示されたときの総加算平均波形である。加算回数は２７５回である。【００４８】
いま、選択肢提示時刻（０ｍｓ）を基準としたときの、約４００ｍｓ経過後の期間３０における波形に着目する。なお本明細書では、期間３０は、０ｍｓから起算して約３５０ｍｓから約４５０ｍｓまでの区間とする。【００４９】
期間３０において、「正解だと思った」という評価に対応する波形３１は正方向に振れている。すなわち陽性成分が出現している。一方、その他の波形３２および３３には負の方向に振れており陰性成分が出現している。【００５０】
よって、期間３０においては、波形３１と、波形３２および３３とは明確に異なる特徴を有していることが理解される。事象関連電位は背景脳波の影響を低減するため、通常２０回程度の加算平均が必要とされるが、波形３１から波形３３はいずれも加算回数が多いので、この波形の差異がノイズであるとは考えにくい。これらの結果および考察を総合すると、選択肢提示から約４００ｍｓの事象関連電位を用いて、ユーザが選択肢に対して正解だと思ったか否かが検出できる、と判断できる。【００５１】
この実験で明らかになったように、逐次提示された選択式問題の選択肢に対して被験者が正解だと思ったか否かによって、脳波計で計測される事象関連電位の選択肢提示時刻から約４００ｍｓには、明確な差異が出現する。したがって、この事象関連電位の差異を用いることで、回答入力なしに、ユーザが逐次提示された選択肢に対して正解だと思ったか否かが判定できる。【００５２】
なお、図２１に示されている区間３４は、ＣＮＶ成分と呼ばれる波形の成分が現れている区間を示す。ＣＮＶ成分については後述する。【００５３】
２．事象関連電位の波形の識別
ここで、選択肢に対してユーザが正解だと思ったか否かを判別する方法について説明する。事象関連電位の振幅は背景脳波に比べて１０分の１と小さいため、単純に電位波形のピーク値を閾値処理するような手法での識別は困難とされている。一方、図２１に示すように、正解だと思ったか否かに関連して事象関連電位に現れる差異は、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの電位差と、波形の形（正解だと思った：下に凸、それ以外：上に凸）として観測されている。そこで、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの平均電位、相関係数を指標に判別を行う。以下、図２２〜図２５を参照しながら、ユーザが正解だと思った選択肢の判別方法を具体的に説明する。【００５４】
図２２は、閾値を利用した選択肢の判別処理ａ１の手順を示す。判別処理ａ１では、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの平均電位を閾値処理して判別を行う。以下、処理ａ１の各ステップについて順に説明する。【００５５】
まず、選択肢提示時刻を起点として、脳波の電位変化のサンプリングを行う（Ｓ１２０１）。サンプリング周波数としては例えば、２００Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚなどがある。【００５６】
次に、サンプリングした電位変化の波形からノイズを除去する（Ｓ１２０２）。ここでは、信号に混入する低周波・高周波成分をカットするために例えば０．１６−２０Ｈｚの帯域通過フィルタに通したり、眼電等のノイズ混入の恐れがある試行（例えばいずれかの電極において振幅が１００μＶ以上となった試行）を識別対象から除外する。【００５７】
次に、ノイズを除去した脳波の電位変化から、正解だと思ったか否かの判別に関係する時間帯の波形を切り出す（Ｓ１２０３）。前述した実験結果から、関係する時間帯は選択肢提示時刻から約４００ｍｓであることが分かっている。そこで、例えば、選択肢提示後３００ｍｓから５００ｍｓを切り出すものとする。もちろん、切り出す範囲はこれに限られるものではなく、例えば、選択肢提示に対する一次応答の影響を受ける選択肢提示後２００ｍｓを除いて選択肢提示後２００ｍｓから７００ｍｓのように設定してもよい。【００５８】
次に、切り出した時間帯の波形のサンプリングごとの電位の平均電位を算出する（Ｓ１２０４）。【００５９】
そして、算出した平均電位を閾値と比較する（Ｓ１２０５）。閾値は、例えば「正解だと思った」および「正解ではないと思った＋分からない（正解だとは思わなかった）」のそれぞれの平均電位を算出し、算出した平均電位の間に含まれる値（たとえば中間値）としてもよい。前述の実験において、被験者１１人の「正解だと思った」および「正解ではないと思う＋分からない（正解だとは思わなかった）」それぞれの平均電位から求めた閾値は−０．９μＶであった。【００６０】
平均電位が閾値よりも大きい場合は（Ｓ１２０５でＹｅｓ）、ユーザは提示された選択肢に対して正解だと思った、と判定する（Ｓ１２０６）。一方、平均電位が閾値よりも小さい場合は（Ｓ１２０５でＮｏ）、ユーザは正解だと思わなかった、と判定する（Ｓ１２０７）。【００６１】
処理ａ１を用いた場合の「正解だと思った」／「正解だとは思わなかった」の判別率は５９％であった。背景脳波や眼電等のノイズをさらに精度よく除去することで、識別率は向上すると考えられる。【００６２】
また、より精度よく判別を行うために、処理ａ１のように単純に平均電位を閾値処理するだけではなく、算出した平均電位と、あらかじめ作成した「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」選択肢提示後の平均電位をそれぞれのグループとのマハラノビス距離を計算し、マハラノビス距離を用いて判別を行ってもよい。【００６３】
このマハラノビス距離は、データの分散・共分散を考慮に入れたグループの重心からの距離を示す。そのため、マハラノビス距離を用いた判別は、単純に閾値処理によって判別するよりも、識別能力が高いことが知られている。下記数式１は、マハラノビス距離の算出式である。
【数１】
2007148469.tif 000003
数式１中のＸは計測した波形の平均電位、μはグループの平均電位の重心、Σ-1はグループの平均電位の共分散行列の逆行列である。Ｄ2は計測した波形の平均電位とグループとのマハラノビス距離の２乗である。【００６４】
図２３は、マハラノビス距離を利用した選択肢の判別処理ａ２の手順を示す。判別処理ａ２は、先の処理ａ１（図２２）に加えてマハラノビス距離を計算する。以下、判別処理ａ２の各ステップについて順に説明する。なお、図２２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を用い説明を省略する。【００６５】
算出した平均電位と、あらかじめ作成した「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」それぞれのグループとのマハラノビス距離を計算し（Ｓ１３０１）、計算したそれぞれのグループとのマハラノビス距離を比較する（Ｓ１３０２）。そして、「正解だと思った」グループとの距離が近い場合に（Ｓ１３０２でＹｅｓ）、正解だと思ったと判定する（Ｓ１２０６）。一方、「正解だと思った」グループとの距離が近くない場合に（Ｓ１３０２でＮｏ）、正解だとは思わなかったと判定する（Ｓ１２０７）。【００６６】
実用に際して「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」それぞれのグループを作成するには、事前に予備調査を行い、ユーザ（生徒）群の「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」の個々の試行ごと波形の平均電位を算出し、「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」それぞれのグループ（平均電位群）としてもよい。もちろん、ユーザ個別にそれぞれのグループを作成してもよい。【００６７】
処理ａ２を用いた場合の「正解だと思った」／「正解だとは思わなかった」の判別率は６１％であった。背景脳波や眼電等のノイズをさらに精度よく除去することで、識別率は向上すると考えられる。【００６８】
図２４は、相関係数を利用した選択肢の判別処理ｂの手順を示す。判別処理ｂでは、予め作成した「正解だと思った」テンプレート（正解テンプレート）および「正解だとは思わなかった」テンプレート（不正解テンプレート）のそれぞれと、テンプレートに対応する時間帯の波形との相関係数を計算して判別を行う。【００６９】
正解テンプレートおよび不正解テンプレートは、いずれも選択肢提示時刻から約４００ｍｓの時間帯における波形を切り出して作成される。具体的には、「正解だと思った」被験者１１人の事象関連電位の波形を切り出して総加算平均波形を得て正解テンプレートとする。また、「正解だとは思わなかった」被験者１１人の事象関連電位の波形を切り出して総加算平均波形を得て不正解テンプレートとする。【００７０】
以下、処理ｂの各ステップについて順に説明する。図２２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を用い説明を省略する。【００７１】
切り出されたユーザの事象関連電位の波形と、正解テンプレートおよび不正解テンプレートとの相関係数を計算する（Ｓ１４０１）。これにより２つの相関係数が得られる。なお、相関係数の計算方法は統計学や解析学に関連して周知である。本明細書においては、その詳細な説明は省略する。【００７２】
次に、求めた２つの相関係数を比較し、正解テンプレートとの相関が高かった場合に（Ｓ１４０２でＹｅｓ）、ユーザが正解だと思ったと判定する（Ｓ１２０６）。一方、「正解だと思った」グループとの距離が近くない場合に（Ｓ１３０２でＮｏ）、正解だとは思わなかったと判定する（Ｓ１２０７）。【００７３】
処理ｂを用いた場合の「正解だと思った」／「正解だとは思わなかった」の判別率は５８％であった。背景脳波や眼電等のノイズをさらに精度よく除去することで、識別率は向上すると考えられる。【００７４】
前述の処理方法（処理ａ１、処理ａ２、処理ｂ）に代えて、または前述の処理方法の利用とともに、他の手法を用いてもかまわない。たとえば図２５は、事象関連電位の平均値を利用した選択肢の判別処理ｃの手順を示す。この判別処理ｃのように、ユーザは問題ごとに逐次提示される選択肢に対して一度は正解だと思ったと仮定して、選択肢ごとに算出した平均電位を比較し、最も平均電位が大きかった選択肢を正解だと思ったと判定することも可能である。【００７５】
図２５について簡単に説明する。なお、図２２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を用い説明を省略する。【００７６】
まず、選択肢ごとに算出した平均電位を保持するステップを追加する（Ｓ１５０１）。次に、未提示選択肢があるか否かによって分岐し（Ｓ１５０２）、未提示な選択肢がある場合は、次の選択肢を提示し、選択肢提示時刻を起点に電位変化をサンプリングする（Ｓ１２０１）。また、未提示な選択肢がない場合には、ステップＳ１５０１において保持した選択肢ごとの平均電位を比較し、平均電位の最も大きかった選択肢を特定し、その選択肢を正解だと思ったと判定する（Ｓ１５０３）。【００７７】
処理ｃを用いた場合、「正解だと思った」の判別率は６０％であった。背景脳波や眼電等のノイズをさらに精度よく除去することで、識別率は向上すると考えられる。【００７８】
３．本発明によるサービス提供システムの構成
本発明によるサービス提供システムは、学習時のユーザの事象関連電位を用いて、ユーザの回答入力がない場合でも、ユーザがどの選択肢に対して正解だと思ったか否かを判定し、回答入力がある場合と同様の処理を可能としている。【００７９】
たとえば、本サービス提供システムは、ユーザに対して歴史や算数の問題を提示した後に、その問題の解答候補である複数の選択肢を順次提示する。そして、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの期間におけるユーザの事象関連電位の波形を利用して、そのユーザがその選択肢を正解と思ったか否かを判断する。事象関連電位を用いると、ユーザの回答入力がない場合でも、ユーザが頭の中で正解だと思った選択肢を自動的に判別できるため、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能なシステムを実現できる。【００８０】
この学習支援の内容は種々考えられる。例えば、ユーザが正解だと思った選択肢と、実際の正解とが一致しないときは、誤っていることを知らせるとともに、正解をユーザに提示することができる。また、ユーザが正解だと思った選択肢と、実際の正解からユーザの理解度を判定し、理解度に応じて次に提示する問題を選択することができる。これにより、サービス提供システムは、ユーザからの回答操作が不要な学習システムとして機能する。以下では、学習システムとして構築されたサービス提供システムを説明する。【００８１】
まず、図１を参照しながらサービス提供システムの具体例を説明し、図２から図８を参照しながら、サービス提供システムの一般的な構成およびその動作を説明する。【００８２】
図１は、本実施形態によるサービス提供システム１の構成例を示す。サービス提供システム１は、サービス提供装置１０と、生体信号検出部１００と、ディスプレイ等の出力部１０１とを有している。【００８３】
図１では、生体信号検出部１００を装着したユーザ５０が、電車でつり革につかまりながら、サービス提供装置１０および出力部１０１を利用して学習している様子を模式的に示している。このような状況では、両手がふさがっているためユーザ５０は回答を入力することが困難である。【００８４】
本実施形態によるサービス提供システム１では、サービス提供装置１０がユーザに、出力部１０１を介して問題と複数の回答選択肢を一つずつ逐次提示する。ユーザ５０は回答の入力は行う必要はなく、提示された問題とそれぞれの選択肢をただ見ているだけでよい。【００８５】
サービス提供装置１０は、それぞれの選択肢を提示する時刻を起点に生体信号検出部１００によって計測されたユーザ５０の脳波の事象関連電位を取得する。本実施形態による生体信号検出部１００はヘッドマウント式脳波計を想定しており、検出した脳波信号を無線でサービス提供装置１０に送信することができる。【００８６】
なお、この脳波計には、ユーザ５０の頭部に装着されたときに、その頭部の所定の位置に接触する電極が配置されている。この電極位置は、信号測定の信頼性および装着の容易さ等から決定される。例えば、図２０に示す位置Ｐｚ（正中頭頂）、Ａ１（耳朶）およびユーザ５０の鼻根部に接触するように、電極が配置されている。または、例えば位置ＰｚとＡ１の最低２個のみでも電位計測は可能である。この結果、生体信号検出部１００はユーザ５０の事象関連電位を測定することができる。【００８７】
サービス提供装置１０は、それぞれの選択肢提示時刻から約４００ｍｓの事象関連電位に基づいて、ユーザ５０がそれぞれの選択肢に対してユーザが正解と考えているか否かを判定する。そして実際に正解しているか、していないかに応じて、結果の提示や、次の問題の選択の仕方を変えてユーザに提示する。これにより、ユーザ５０は積極的に回答を入力しない場合でも、回答入力がある場合と同様の学習支援を受けることが可能となる。また、ユーザはサービス提供システム１を使用する場所や環境によることなく、学習を行うことができる。【００８８】
上述の説明から理解されるように、本実施形態においては、サービス提供システム１は学習システムまたは出題システムということができる。【００８９】
なお、本明細書においては、選択肢提示時刻から起算して約４００ｍｓ後の時刻における事象関連電位を利用するとして説明する。選択肢が正解か否かを判定するために測定されるユーザの事象関連電位に関し、「約４００ｍｓ」とは、本願発明者らの実験において事象関連電位に有意な特徴が現れた時間帯を意味しており、たとえば約３５０ｍｓから約４５０ｍｓの期間である。【００９０】
３−１．実施形態１
３−１−１．実施形態１によるサービス提供システムの詳細な構成
図２は、本実施形態によるサービス提供システム１の機能ブロックの構成を示す。図２はまた、サービス提供装置１０の詳細な機能ブロックも示している。ユーザ５０のブロックは説明の便宜のために示されている。【００９１】
サービス提供装置１０は、有線または無線で生体信号検出部１００および出力部１０１と接続され、信号の送信および受信を行う。図２においては、生体信号検出部１００および出力部１０１はサービス提供装置１０とは別体であるが、これは例である。生体信号検出部１００および出力部１０１の一部または全部を、サービス提供装置１０内に設けてもよい。【００９２】
生体信号検出部１００は、ユーザ５０の生体信号を検出する脳波計であり、生体信号として脳波を計測する。ユーザ５０はあらかじめ脳波計を装着しているものとする。測定されたユーザ５０の脳波は、コンピュータで処理できるようにサンプリングされ、ユーザ状態判定部２００に送られる。【００９３】
出力部１０１は、サービス提供装置１０からの信号を受け取って、その信号に基づく内容、例えばユーザ５０に対する問題および回答選択肢やヒント等の情報を表示する装置である。出力部１０１は図１のディスプレイに対応するが、その他、スピーカなども含まれる。【００９４】
次に、サービス提供装置１０の詳細な構成を説明する。【００９５】
サービス提供装置１０は、後述の処理を実行するコンピュータシステムとして実現される。サービス提供装置１０は、ＲＡＭ３０１と、コンピュータプログラム４００と、中央処理部（ＣＰＵ）３００と、問題データベース（問題ＤＢ）２０３と、結果蓄積データベース（結果蓄積ＤＢ）２０４とを含んでいる。【００９６】
ＣＰＵ３００は、ＲＡＭ３０１に格納されたコンピュータプログラム４００を実行することにより、そのプログラムの処理手順に従った機能を実現する。本実施の形態においては、ＣＰＵ３００は、ユーザ状態判定部２００および選択部２０５として動作する。以下では、選択部２０５の機能をさらに細分化し、ユーザに提示する問題を選択する提示問題選択部２０１と、その問題の解答候補として複数の選択肢を所定の順序で選択する提示選択肢選択部２０２とに分けて説明する。【００９７】
利用されるコンピュータプログラム４００は、１つのプログラムであってもよいし、２以上の異なるプログラムであってもよい。コンピュータプログラムは製品としてＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスク、メモリカード等の半導体メモリなどに代表される記録媒体に記録されて市場に流通され、または、インターネット等の電気通信回線を通じて伝送される。なお、ユーザ状態判定部２００、提示問題選択部２０１および提示選択肢選択部２０２は、半導体回路にコンピュータプログラムを組み込んだＤＳＰ等のハードウェアとして実現することも可能である。【００９８】
問題ＤＢ２０３は、問題、選択肢、正解、問題の重要度、問題の分野などの問題に関するデータを蓄積している。図３（ａ）および（ｂ）は、問題ＤＢ２０３に蓄積された問題に関するデータの具体例を示す。「問題」の列においては、問題番号および問題が示され、「選択肢」の列においては、選択肢名のアルファベットおよび選択肢の内容の組が、選択肢の数（例えば４つ）に応じて並べられている。【００９９】
なお、選択肢は、被験者が即座に認知可能な内容、言い換えれば、時間をかけて読み込む長い内容や、ユーザにとって難解な文字や内容ではないとする。これにより、選択肢の提示と実質的に同時に認知が完了したとみなすことができ、選択肢の提示時刻から起算して約４００ｍｓ後の事象関連電位の測定によって、ユーザがその選択肢を正解と思ったか否かを判定できる。ただし、サービス提供装置１０が認知完了を正確に検出し、その検出時から起算して約４００ｍｓの事象関連電位を特定できる場合には、被験者が即座に認知可能な内容でなくてもよい。【０１００】
本明細書においては、問題ＤＢ２０３はサービス提供装置１０に内蔵されているとするが、これは例である。問題ＤＢ２０３は、たとえばサービス提供装置１０から取り外し可能な記録媒体（たとえばメモリカードや光ディスク）上に設けられていてもよい。これは、後述する結果蓄積ＤＢ２０４についても同様である。問題ＤＢ２０３および／または結果蓄積ＤＢ２０４を格納した記録媒体は、さらに上述のコンピュータプログラムを格納していてもよい。【０１０１】
提示問題選択部２０１は、問題ＤＢ２０３を参照して次に提示する問題を選択し、問題のみを出力部１０１を介して提示する。ユーザ５０に問題を提示しておく時間は、ユーザ５０が問題の内容を理解して、正解を思い浮かべるための所要時間を考慮して、例えば１０秒としてもよいし、問題の難易度、文字数等によって個別に設定してもよい。【０１０２】
また、提示問題選択部２０１は、結果蓄積ＤＢ２０４に蓄積されたユーザが選択肢を正解だと思ったか否かの判別結果を参照して、次に提示する問題を、問題ＤＢ２０３を参照して選択する。次問題の決定の仕方は、判定結果ＤＢ２０４の説明の後に詳述する。【０１０３】
提示選択肢選択部２０２は、問題ＤＢ２０３を参照しながら、提示問題選択部２０１が選択した問題の回答選択肢を図１８の手順２から手順５のように一つずつ選択し、出力部１０１を介して提示する。回答選択肢を提示しておく時間は、ユーザ５０が回答選択肢の内容を確認するための所要時間を考慮して、例えば１秒としてもよいし、選択肢に応じて設定してもよい。ただし、選択肢提示時刻を起点として約４００ｍｓの事象関連電位を用いるため、少なくとも５００ｍｓ程度は間隔を空ける必要がある。【０１０４】
また問題ごとに全ての選択肢を提示した後、提示選択肢選択部２０２は問題ＤＢ２０３を参照しながら、出力部１０１を介して正解（の選択肢）を提示する。なお提示選択肢選択部２０２は、後述の結果蓄積ＤＢ２０４に保存された判定結果を新たに参照し、ユーザ５０が正解だと思った選択肢と問題ＤＢ２０３に記載されている実際の正解との正誤をフィードバックしてもよい。【０１０５】
ユーザ状態判定部（以下「判定部」と記述する）２００は、生体信号検出部１００からサンプリングされたユーザ５０の脳波を受け取り、選択肢が出力部１０１を介して出力されたタイミングを起点とした事象関連電位の約４００ｍｓの部分を用いて、ユーザ５０が選択肢に対して正解だと思ったか否かを判別する機能を有している。【０１０６】
正解だと思ったか否かの判別方法は種々考えられる。例えば、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの事象関連電位の平均電位を、予め決定した閾値と比較する。そして、平均電位が閾値よりも大きい場合には、「正解だと思った」と判別し、閾値よりも小さい場合には、「正解だとは思わなかった」と判定する。【０１０７】
この閾値は、前述の学習状況における事象関連電位計測実験から算出した−０．９μＶを用いることができる。また、事前に学習時の事象関連電位を計測する予備調査を行い、ユーザ（生徒）群の「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」それぞれの平均電位を平均した値を用いてもよいし、個人ごとに求めてもよい。この閾値は、たとえば判定部２００のメモリ（図示せず）に格納されている。【０１０８】
また、「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」のそれぞれの平均電位は個体差があると考えられるため、ユーザごとに平均電位を特定するためのキャリブレーションを行ってもよい。サービス提供装置１０は、たとえば以下のようにキャリブレーションを行うことができる。【０１０９】
すなわち、提示問題選択部２０１が、正解が明確な非常に簡単な問題（例えば算数の一桁＋一桁演算など）を提示すると、提示選択肢選択部２０２は１つの正解選択肢および１以上の不正解選択肢を任意の順序で選択して、出力部１０１を介して提示させる。そして、判定部２００は、正解選択肢および不正解選択肢が提示されたときの各平均電位を「正解だと思った」ときの平均電位および「正解だとは思わなかった」ときの平均電位として閾値を決定してもよい。または、その決定した閾値をシステムに学習させ、閾値を適度に更新してもよい。この閾値は、たとえば判定部２００のメモリ（図示せず）に保持されている。【０１１０】
サービス提供装置１０がキャリブレーションを行うタイミングは、たとえばサービス提供システム１の使用開始時（すなわちサービス提供装置１０の電源投入時）や、ユーザからのキャリブレーション指示を受けた時である。【０１１１】
他の判別方法として、判定部２００は、マハラノビス距離を計算して「正解だと思った」／「正解だとは思わなかった」を判別することもできる。この判別方法を採用するときには、基準となるテーブルが利用される。例えば図４は、マハラノビス距離を計算するための基準テーブル２１０の例を示す。基準テーブル２１０は、予備調査によって得られた、「正解だと思った」グループおよび「正解だとは思わなかった」グループのそれぞれの平均電位値を格納して作成されている。この基準テーブルは、判定部２００のメモリ（図示せず）に格納されている。【０１１２】
判定部２００は、算出したユーザの平均電位とあらかじめ作成した「正解だと思った」グループとのマハラノビス距離、および、その平均電位と「正解だとは思わなかった」グループとのマハラノビス距離をそれぞれ求める。【０１１３】
マハラノビス距離は上述の数１によって求めることができる。判定部２００は、求めたマハラノビス距離どうしを比較し、「正解だと思った」グループとのマハラノビス距離が「正解だとは思わなかった」グループとのマハラノビス距離よりも小さい場合に「正解だと思った」と判別し、大きい場合に「正解だとは思わなかった」と判別する。【０１１４】
また、さらに他の判別方法として、判定部２００は、ユーザ５０の事象関連電位で予め作成しておいた「正解だと思った」テンプレートとの相関関数と、「正解だとは思わなかった」テンプレートとの相関係数をそれぞれ求めてもよい。そして、求めた相関係数どうしを比較し、「正解だと思った」テンプレートとの相関が高い場合に「正解だと思った」と判別し、低い場合に「正解だとは思わなかった」と判別する。【０１１５】
さらに他の判別方法として、判定部２００は、結果蓄積ＤＢ２０４に保存した、選択肢ごとの平均電位、マハラノビス距離または相関係数を、問題ごとに比較し、最も平均電位の大きい選択肢や、最も「正解だと思った」とのマハラノビス距離が短い選択肢や、もっとも「正解だと思った」テンプレートとの相関係数が高い選択肢を、「正解だと思った」と判別することもできる。この判別方法を採用する場合には、選択肢のうちのどれか一つが、必ず正解だと思った選択肢と判別される。【０１１６】
結果蓄積ＤＢ２０４は、判定部２００で判別された結果を保存する。図５は、結果蓄積ＤＢ２０４のデータ構造の一例を示す。図５のように、それぞれの選択肢ごとに、例えば、判定部２００で「正解だと思った」と判別された場合には１、「正解ではないと思った」と判別された場合には０、眼電等のノイズ混入により判定から除去された場合には−１などを保存する。【０１１７】
ここで、上述の提示問題選択部２０１が、問題ＤＢ２０３および結果蓄積ＤＢ２０４を利用して、次に提示する問題を選択する方法を説明する。【０１１８】
提示問題選択部２０１は、問題ＤＢ２０３に保存されている正解選択肢と、結果蓄積ＤＢ２０４に保存されたユーザが選択肢に対して正解だと思ったか否かの判別結果に基づき、選択規則を記述したテーブルを用いて、次に提示する問題を選択する。【０１１９】
図６は、提示問題選択規則テーブル２１１のデータ構造の一例を示す。提示問題選択規則テーブル２１１は、例えば四択問題を出題した場合に、問題ＤＢ２０３に記載された実際の正解の選択肢と、結果蓄積ＤＢ２０４に保存された、正解だと思ったか否かの判別結果との関係に基づき、次問題の分野を決定するために利用される。結果蓄積ＤＢ２０４に保存された「正解だと思った」と判別された選択肢の個数が１個で、かつその選択肢と実際の正解選択肢があっていた場合にのみ、その問題を理解していると判断できる。よって、このとき次問題には別の分野の問題が選択されるように規則が記述されている。【０１２０】
例えば、図３（ｂ）に示す問題ＤＢ２０３では、「足し算１」の分野の次に「足し算２」の分野を設けている。提示問題選択部２０１は、提示問題選択規則テーブル２１１に基づいて、学習の進行状況に応じた分野を問題ＤＢ２０３から選択することができる。学習の進行状況は結果蓄積ＤＢ２０４に基づいて判断することができる。【０１２１】
また、図７は、提示問題選択規則テーブル２１１のデータ構造の他の例を示す。このテーブル２１１は、図３（ａ）に示す問題ＤＢ２０３と、図５に示す結果蓄積ＤＢ２０４とともに利用することができる。【０１２２】
提示問題選択部２０１は、提示問題選択規則テーブル２１１を内部または外部の記憶装置に保持し、この選択規則に基づいて問題の選択処理を行うことができる。【０１２３】
上述した、問題ＤＢ２０３に保存してある問題の正解と、結果蓄積ＤＢ２０４に保存された判定結果とを用いて学習を支援する方法は一例に過ぎない。この方法は回答入力がある場合と同様であり、これ以外にも種々考えられる。【０１２４】
３−１−２．実施形態１によるサービス提供システムの処理
次に、図８のフローチャートを参照しながら、図２のサービス提供システム１において行われる全体的な処理の流れを説明する。【０１２５】
図８は、サービス提供システム１の処理の手順を示す。この手順は、四択問題を提示する際の例である。【０１２６】
ステップＳ１０１において、提示問題選択部２０１は、問題ＤＢ２０３に格納された問題の中から最初に出す問題を選択する。問題の選択方法は、例えば図３に示すように、問題ＤＢ２０３に記憶された各問題の重要度が高い順でもよい。【０１２７】
ステップＳ１０２において、出力部１０１はステップ１０１において提示問題選択部２０１が選択した問題をユーザ５０に提示する。ステップＳ１０２において、ユーザ５０に問題を提示しておく時間は、ユーザ５０が問題の内容を理解するための所要時間を考慮して、例えば１０秒としてもよいし、問題の難易度、文字数等によって個別に設定してもよい。【０１２８】
ステップＳ１０３において、提示選択肢選択部２０２は、選択肢の番号を初期化する。ここでｎは選択肢の番号とし、ｎ＝１の場合、選択肢ｎは例えば選択肢Ａ、選択肢１のように対応する一つの選択肢を示す。【０１２９】
ステップＳ１０４において、提示選択肢選択部２０２は、選択肢ｎを出力部１０１を介して出力する。また、選択肢ｎの出力と同じタイミングで、判定部２００へ事象関連電位のトリガを送信する。また、ステップＳ１０４において、回答選択肢を提示しておく時間は、ユーザ５０が回答選択肢の内容を確認するための所要時間を考慮して、例えば１秒としてもよいし、選択肢に応じて設定してもよい。ただし、選択肢提示時刻を起点として約４００ｍｓの事象関連電位を用いるため、少なくとも５００ｍｓ程度は間隔を空ける必要がある。【０１３０】
ステップ１０５において、判定部２００は、ステップＳ１０４によって受信したトリガを起点に事象関連電位の約４００ｍｓの波形から、提示された選択肢に対してユーザ５０が正解だと思ったか否かを判別する。【０１３１】
ステップ１０６において、判定部２００は、ステップ１０５で判別した結果を、結果蓄積ＤＢ２０４に保存する。【０１３２】
ステップＳ１０７において、提示選択肢選択部２０２は、選択肢の番号ｎをインクリメントする。【０１３３】
ステップＳ１０８において、提示選択肢選択部２０２は、ｎが５か否かを判断する。ｎが５ではないとき、すなわちｎが４以下のときは処理はステップＳ１０４へ進み、ｎが５のときは、処理はステップＳ１０９へ進む。【０１３４】
なお、図８に示す処理は四択問題を想定しているため、ｎが５か否かを判断した。しかし、例えば三択問題、五択問題では、それぞれｎが４か否か、ｎが６か否かに変更すればよい。【０１３５】
ステップＳ１０９において、提示選択肢選択部２０２は、問題ＤＢ２０３に記載されている正解を、出力部１０１を介して出力する。なお、結果蓄積ＤＢ２０４に保存された判定結果を新たに参照し、ユーザ５０が正解だと思った選択肢と問題ＤＢ２０３に記載されている実際の正解との正誤をフィードバックしてもよい。【０１３６】
ステップＳ１１０において、問題選択部２０１は問題ＤＢ２０３に記載されている正解と、判定結果蓄積ＤＢ２０４に保存された判定結果に基づき、例えば図６に示したテーブルのような基準で、次問題を選択する。【０１３７】
ステップＳ１１１において、サービス提供装置１０は学習問題を続けて提示するか否かを判断する。学習を続けるか否かは、例えば学習の継続時間などで判断してもよい。また、ユーザ５０がサービス提供装置１０の電源を押下することによって、自ら学習を続けるか否かの意思をサービス提供装置１０に与えてもよい。学習を終了しない場合には処理はステップＳ１０２に戻り、ステップＳ１１０で選択された問題をユーザ５０に提示する。学習を終了する場合には、学習を終了し、たとえばサービス提供装置１０の電源を切断する。【０１３８】
以上のように、本実施形態のサービス提供システム１によれば、サービス提供装置１０を用いてサービス提供システム１を構成することで、ユーザが回答入力をしない場合でも、事象関連電位の選択肢提示時刻から約４００ｍｓの部分を用いて、ユーザがどの選択肢に対して正解だと思ったかを判別できる。これによって、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能な学習システムが実現できるので、学習状況に応じて問題の分野を適切に選択するなどの方法で、学習効率の高い回答入力なしの学習が可能となる。【０１３９】
３−２．実施形態２
３−２−１．実施形態２によるサービス提供システムの詳細な構成
続いて本発明の実施形態２によるサービス提供システムおよびサービス提供装置を説明する。【０１４０】
実施形態１によるサービス提供システム１においては、問題や回答選択肢をユーザに提示しておく時間は、ユーザ５０が問題、回答選択肢の内容を理解、確認できるよう、例えば問題、選択肢の文字数や識別難易度に応じて設定していた。ところが、同じ問題であっても、正解を思い浮かべるまでの時間はユーザによって異なるため、最初の選択肢を提示するタイミングに対して遅いまたは早すぎると感じる場合があった。【０１４１】
例えば、問題提示から１０秒後に最初の選択肢が提示される設定のときに、問題提示から正解を思い浮かべるまでの時間が例えば５秒であったユーザＡ、１５秒であったユーザＢにとって、それぞれ選択肢提示タイミングが遅く効率的な学習ができない、選択肢提示タイミングが早く問題が理解できていないため学習にならない、といった課題が生じる可能性がある。【０１４２】
そこで、本実施形態によるサービス提供システムにおいては、ユーザが最初の選択肢を待っている状態（以下、待機状態と呼ぶ）か否かを、脳波の事象関連電位によって判定し、ユーザの待機状態に応じて選択肢の提示タイミングを変更するようにする。【０１４３】
ユーザが待機状態であるか否かは、事象関連電位の随伴性陰性電位（ＣＮＶ：Ｃｏｎｔｉｎｇｅｎｔ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を用いて判定する。ＣＮＶ成分は予告刺激の後、命令刺激を待っている状態で記録される穏やかな陰性電位であり、予期、注意、意欲、動機づけなどの心理的要因と強く関連するとされている（例えば、丹羽真一、鶴紀子：「事象関連電位  事象関連電位と神経情報科学の発展」、新興医学出版社、１９９７年、Ｐ１８９参照）。【０１４４】
ＣＮＶ成分は、図３中の選択肢提示時刻（０ｍｓ）よりも前の、区間３４で示す時間帯に現れている。すなわち、波形３１、波形３２、波形３３はいずれも同じように陰性にシフトしており、ＣＮＶ成分が出現していることが分かる。前述の事象関連電位計測実験において、それぞれの選択肢は、被験者のスペースキー押しから１秒後に提示した。したがって、被験者は問題を解いている状態ではなく、選択肢の提示に対して待機状態であったといえる。選択肢提示時刻（０ｍｓ）よりも前の時間帯で、選択肢の提示に対して待機状態であることに関連して、ＣＮＶ成分が出現したことから、ＣＮＶ成分を指標に、ユーザ５０が次の提示に対して待機状態であるか否かが判定できるといえる。【０１４５】
なお、逐次提示する選択肢のタイミングに関しても、選択肢を確認するための時間がユーザごとに異なることを考慮して変更することとする。【０１４６】
図９は、本実施形態によるサービス提供システム２の機能ブロックの構成を示す。図９はまた、サービス提供装置１１の詳細な機能ブロックも示している。なお、ユーザ５０のブロックは説明の便宜のために示されている。【０１４７】
図９においては、図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。図９に示すサービス提供装置１１が、図２に示すサービス提供装置１０と相違する点は、ユーザ５０が次の選択肢の提示に対して待機状態であるか否かを判定し、問題、選択肢を提示するタイミングを制御する提示タイミング制御部５００を有する点である。【０１４８】
なお、提示選択肢選択部３０２は、提示タイミング制御部５００からの信号を受け取り、その信号に基づくタイミングで選択肢を提示する点において、提示選択肢選択部２０２と異なっている。その他の処理は同じである。選択部２０６と選択部２０５（図２）との違いは、提示選択肢選択部３０２を有しているか、提示選択肢選択部２０２を有しているかのみにある。なお、ＣＰＵ３００の実体は変更されていないため、同じ参照符号を付している。【０１４９】
以下、提示タイミング制御部５００を説明する。【０１５０】
提示タイミング制御部５００は、生体信号検出部１００からサンプリングされたユーザ５０の脳波を受け取り、問題または選択肢の理解や確認のための所要時間を考慮して、問題および選択肢提示時刻から例えば５００ｍｓを起点として、事象関連電位のＣＮＶ成分が出現するか否かを判定する。これは、次の問題の提示前の時間帯に相当する。事象関連電位のＣＮＶ成分が出現すると、ユーザ５０は次の選択肢に対して待機状態であると判定し、次の選択肢を提示するよう、提示選択肢選択部２０２に信号を送信する。【０１５１】
提示選択肢選択部２０２は、提示タイミング制御部５００からの信号を受けて、次の選択肢を選択し、出力部１０１を介して提示する。【０１５２】
前述のように、ＣＮＶ成分は、予告刺激の後、命令刺激を待っている状態（待機状態）で記録される穏やかな陰性電位であり、予期、注意、意欲、動機づけなどの心理的要因と強く関連するとされている。前述の事象関連電位計測実験において、それぞれの選択肢は、被験者のスペースキー押しから１秒後に提示したので、被験者は問題を解いている状態ではなく、選択肢の提示に対して待機状態であったといえる。図２１に示した総加算平均波形において、選択肢提示時刻（０ｍｓ）よりも前の時間帯で、選択肢の提示に対して待機状態であることに関連して、３つの波形はいずれも陰性にシフトしている。このことからも、ＣＮＶ成分を指標に、ユーザ５０が次の提示に対して待機状態であるか否かが判定できるといえる。【０１５３】
ＣＮＶ成分の有無は、例えば、５００ｍｓ程度の時間幅で、ユーザ５０の脳波の電位波形から最小二乗法などを用いて傾きを算出し、ある閾値と比較することによって判定してもよい。波形の傾きが閾値よりも小さい場合にはＣＮＶ成分ありと判定し、傾きが大きい場合にはＣＮＶ成分なしと判定する。時間幅は、５００ｍｓに限られるものではなく、３００ｍｓ、７００ｍｓ、１０００ｍｓなどとしてもよい。また閾値は、例えば図２１に示した波形から算出した−１０μＶ／ｓとしてもよいし、ユーザごとに予備実験を実施して決定してもよい。【０１５４】
３−２−２．実施形態２によるサービス提供システムの処理
次に、図１０のフローチャートを参照しながら、図９のサービス提供システム２において行われる全体的な処理の流れを説明する。【０１５５】
図１０は、本実施形態によるサービス提供システム２の処理の手順を示す。この手順は、四択問題を提示する際の例である。図８と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。まず、ステップＳ１０１からステップＳ１１１までは、図８の処理と同じである。【０１５６】
ステップＳ２０１において、提示タイミング制御部５００は、ユーザ５０が次の選択肢の提示に対する待機状態を検出し、待機状態の場合には、提示選択肢選択部２０２へ次の選択肢を提示するよう信号を送信する。提示選択肢選択部２０２は、信号を受けて、次の選択肢を選択し、出力部１０１を介して出力する（ステップＳ１０４）。なお、例えば２０秒以上たってもＣＮＶ成分が出現しない場合には、次の選択肢を提示してもよいし、ユーザ５０は学習に集中していないとして、学習を中止してもよい。【０１５７】
なお、次の問題を提示するタイミングもＣＮＶ成分を用いて決めてもよい。【０１５８】
本実施形態のサービス提供システム２によれば、サービス提供装置１１を用いてサービス提供システム２を構成することで、ユーザが次の選択肢の提示に対して待機状態であるか否かを事象関連電位のＣＮＶ成分を用いて判定し、ユーザにとって適切なタイミングで選択肢が提示されるようになる。【０１５９】
加えて、ユーザが回答入力をしない場合でも、事象関連電位の選択肢提示時刻から約４００ｍｓの部分を用いて、ユーザがどの選択肢に対して正解だと思ったかを判別できる。これにより、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能な学習システムが実現できるので、学習効率の高い回答入力なしの学習が可能となる。【０１６０】
３−３．実施形態３
３−３−１．実施形態３によるサービス提供システムの詳細な構成
続いて本発明の実施形態３によるサービス提供システムおよびサービス提供装置を説明する。【０１６１】
実施形態１によるサービス提供システム１においては、事象関連電位を用いて、回答入力なしにユーザが正解だと思った選択肢を判定するために、問題、回答選択肢を全て逐次提示する設定にしていた。そのため、選択肢の数によっては一問あたりに要する時間が長くなる可能性があった。【０１６２】
本実施形態によるサービス提供システム３においては、ユーザ状態判定部（以下「判定部」）６００は、「正解だと思った」と判別された選択肢があったことを提示選択肢選択部６０１に通知し、その問題に関してはそれ以後の無駄な回答選択肢を提示しないようにして、より効率的な学習支援を実現する。【０１６３】
図１１は、本実施形態によるサービス提供システム３の機能ブロックの構成を示す。図１１はまた、サービス提供装置１２の詳細な機能ブロックも示している。なお、ユーザ５０のブロックは説明の便宜のために示されている。【０１６４】
図１１においては、図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。図１１に示すサービス提供装置１２が、図２に示すサービス提供装置１０と相違する点は、図２中の判定部２００の機能に加えて、「正解だと思った」と判別された選択肢を、提示選択肢選択部６０１に通知する機能を有する判定部６００を設けた点である。【０１６５】
なお、提示選択肢選択部６０１は、判定部６００から通知を受けると、その問題に関しては以後の回答選択肢を選択しない機能を有する点において、提示選択肢選択部２０２と異なっている。また提示選択肢選択部６０１は、提示選択肢選択部２０２と同様に、選択肢提示後に、例えば正解（の選択肢）、ユーザ５０が正解だと思った選択肢が正解だったか否かの正誤結果を提示する。その他の処理は同じである。選択部２０７と選択部２０５（図２）との違いは、提示選択肢選択部６０１を有しているか、提示選択肢選択部２０２を有しているかのみにある。なお、ＣＰＵ３００および結果蓄積ＤＢ２０４の実体は変更されていないため、同じ参照符号を付している。【０１６６】
以下、判定部６００、提示選択肢選択部６０１を説明する。【０１６７】
判定部６００は、前述の判定部２００に加えて、「正解だと思った」と判別した場合、提示選択肢提示部６０１に通知する。提示選択肢選択部６０１は、判定部６００からその通知を受け取ると、以後の回答選択肢を提示しないようにする。この方法を採用するときは、選択肢ごとの波形を後から比較して、正解だと思った選択肢を一つ選ぶ方法（処理ｃ）は利用できない。【０１６８】
「正解だと思った」と判別した以後の選択肢は提示しないことから、より精度の高い識別を行うため、判別の閾値を、前述の判定部２００の場合より厳しく設定してもよい。【０１６９】
また、事象関連電位に眼電等のノイズが混入しており、正確な判定ができないことも想定される。そのような場合には、判定部２００は、提示された選択肢をユーザが正解と考えているか否かの判定を中止し、判定から除外したことを、提示選択部提示部６０１に通知してもよい。その通知を受けて、提示選択部提示部６０１は、その選択肢を再度提示してもよい。【０１７０】
３−３−２．実施形態３によるサービス提供システムの処理
次に、図１２のフローチャートを参照しながら、図１２のサービス提供システム３において行われる全体的な処理の流れを説明する。【０１７１】
図１２は、本実施形態によるサービス提供システム３の第１の処理の手順を示す。図８と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。まず、ステップＳ１０１からステップＳ１１１までは、図８の処理と同じである。【０１７２】
ステップＳ３０１において、判定部６００は、判別結果が「正解だと思った」を示す場合には、提示選択肢選択部６０１に判別結果を通知する。提示選択肢選択部６０１は通知を受けると、出力部１０１を介して、問題ＤＢ２０３に記載されている正解を出力するとともに、それ以後の回答選択肢の提示をやめる。【０１７３】
このような処理により、ある回答選択肢に対してユーザが正解だと思ったと判定した場合にそれ以後の回答選択肢を提示しないことで、無駄な回答選択肢の提示を減らすことが可能となり、より効率的な学習支援が実現できる。【０１７４】
図１２に示す処理は、さらに図１３に示す処理に変形することもできる。図１３は、本実施形態によるサービス提供システム３の第２の処理の手順を示す。図１３に示す処理は、判定部６００において「正解だと思った」と判定された回答選択肢と、問題ＤＢ２０３に記載されている実際の正解選択肢を比較して、間違っていた場合には次の回答選択肢を提示する。【０１７５】
図１３において、図１２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。まず、ステップＳ１０１からステップＳ１１１およびステップＳ３０１は、図１２の処理と同じである。【０１７６】
ステップＳ３０２において、提示選択肢選択部６０１は、判定部６００において「正解だと思った」と判定された選択肢と問題ＤＢ２０３に記載されている実際の正解選択肢を比較し、一致する場合にそれ以後の回答選択肢の提示をやめて、処理はステップＳ１０９に進む。一致しない場合には処理はステップＳ１０７以降に進み、提示選択肢選択部６０１は、次の回答選択肢を提示する。【０１７７】
このような処理によって、ユーザが正解だと思ったと判定した選択肢が正解の場合に限り、それ以後の回答選択肢を提示しないことで、無駄な回答選択肢の提示を減らすことが可能となり、より効率的な学習支援が実現できる。【０１７８】
さらに、図１３に示す処理は、図１４に示す処理に変形することもできる。図１４は、本実施形態によるサービス提供システム３の第３の処理の手順を示す。図１４に示す処理は、判定部６００において、眼電等のノイズが混入し、判定から除外された選択肢をもう一度提示し、再判定する。【０１７９】
図１４において、図１２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。相違点は、図１４に示す処理には、図１２のステップＳ１０６とステップＳ３０１との間に、ステップＳ３０３が設けられたことである。【０１８０】
ステップＳ３０３において、提示選択肢選択部６０１は、判定部６００において、選択肢提示時刻を起点に計測したユーザ５０の事象関連電位に眼電等のノイズが混入したため判定から除外されたことの通知を受けると、その回答選択肢をもう一度提示する。【０１８１】
このような処理によって、選択肢提示時刻を起点に計測した事象関連電位に眼電等のノイズが混入し、判定から除外された選択肢をもう一度提示することが可能となり、判定できない選択肢が減少するため、より高精度にユーザが正解だと思った選択肢を特定できる。【０１８２】
なお、提示選択肢選択部６０１が、問題ＤＢ２０３を参照して提示する選択肢を選択する際に、正解の選択肢を早い段階に提示してもよい。たとえば選択肢数をｎとしたとき、（ｎ／２）番目またはそれよりも前に正解の選択肢を提示してもよい。または（ｎ／３）番目またはそれよりも前に正解の選択肢を提示してもよい。これにより、選択肢の提示を減らすことが可能である。【０１８３】
本実施形態のサービス提供システム３によれば、サービス提供装置１２を用いてサービス提供システム３を構成することで、ユーザ状態判定結果に応じた、回答選択肢の提示方法の切り替えが実現できる。すなわち、無駄な選択肢の提示を減らし、必要な選択肢の再提示が可能となり、より効率的な回答入力なしの場合の学習支援が実現できる。【０１８４】
３−４．実施形態４
３−４−１．実施形態４によるサービス提供システムの詳細な構成
続いて本発明の実施形態４によるサービス提供システムおよびサービス提供装置を説明する。【０１８５】
実施形態１によるサービス提供システムは、冒頭に説明した実験結果を受けて学習システムとして実現されていた。学習システムでは、ユーザの事象関連電位を用いてユーザが正解だと思った選択肢を判定し、回答入力がある場合と同様の学習支援を実現されるとした。【０１８６】
しかし、上述の実験結果は、学習システム以外の他のシステムにも応用できる。上述の実験結果を利用すると、ユーザが所望する機器動作の判定が可能となるため、操作入力なしにユーザが所望した機器動作を実行する情報機器が実現できる。たとえば、電車内等においてユーザがテレビ番組を録画・視聴できる携帯端末を使用するときに、録画した番組の中からユーザがその時点で見たいと思っている番組を操作入力なしに選択できる。【０１８７】
本実施形態では、冒頭に説明した実験における学習問題の提示に代えて、情報機器を使用してユーザが実現したい機器動作に関する質問（たとえば「どの録画番組を見ますか？」）を提示する。そして、問題に対する回答選択肢に代えて、たとえば機器側が提供できるサービス候補（たとえば録画済み番組の番組名）を逐次提示する。【０１８８】
視聴したい番組の番組名をユーザが予め想起しており、かつ、複数の番組名が逐次提示されるとき、ユーザは想起した番組名の提示を待っている。このときの心理状態は、先の実施形態においてユーザが正解だと思った回答選択肢の提示を待っているときの心理状態と同じであると考えられる。そして、ユーザが想起した機器動作名とサービス提供装置１３が提示した選択肢に記載の機器動作名とが一致したときは、ユーザにとってみれば機器から「正解」の選択肢が提示されたことになる。すなわち、ユーザはその選択肢を「正解」と考えたといえる。そこで、選択肢が出力部１０１を介して出力されたタイミングを起点とした事象関連電位の約４００ｍｓの部分を用いると、ユーザが想起した機器動作名と、サービス提供装置１３が提示した選択肢に記載の機器動作名とが一致したか否かを自動的に検出できる。【０１８９】
これにより、例えば電車の車内などの操作入力が困難な状況や、ユーザが操作入力動作をできない、または操作入力動作をしない状況において、操作入力なしで所望の機器動作を実現するサービス提供システムを実現できる。【０１９０】
以下、操作入力なしで所望の機器動作を実現するサービス提供システムを説明する。【０１９１】
図１５は、本実施形態によるサービス提供システム４の機能ブロックの構成を示す。図１５はまた、サービス提供装置１３の詳細な機能ブロックも示している。なお、ユーザ５０のブロックは説明の便宜のために示されている。図１５に示すサービス提供装置１３は、たとえばＰＤＡや携帯電話などの情報機器である。【０１９２】
図１５においては、図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。図１５に示すサービス提供装置１３が、図２に示すサービス提供装置１０と相違する点は、サービス提供装置１３（情報機器）において提供可能な動作（機能）を質問形式で提示する提示質問選択部７０１と、機器動作の候補を選択する提示選択肢選択部７０２と、情報機器の機能に関する質問および機器動作の候補の一覧を保存する機器動作ＤＢ７０３と、ユーザが選択したい選択肢であったかどうかを判定するユーザ状態判定部（以下「判定部」）７００を有する点である。なお、提示質問選択部７０１および提示選択肢選択部７０２は選択部２０８に含まれること、および、選択部２０８はＣＰＵ３００の動作によって実現されることについては、これまでの実施形態と同じである。【０１９３】
以下、サービス提供装置１３が、テレビ番組を録画・視聴できる携帯端末であるとして説明する。【０１９４】
提示質問選択部７０１は、後述の機器動作ＤＢ７０３を参照し、ユーザが情報端末で実現可能な機能を質問形式で提示する。たとえば、「どの録画番組を視聴しますか？」や「どの録画番組を消去しますか？」である。この携帯端末において音楽の再生やゲームのプレイも可能である場合には、たとえば「どの機能（番組視聴／音楽再生／ゲーム）を使用しますか？」であってもよい。提示する質問の順序は、機器動作ＤＢ７０２に保存された順序に応じて決定してもよいし、ユーザの状況や周囲の状況に応じて決定してもよい。【０１９５】
提示選択肢選択部７０２は、機器動作ＤＢ７０３を参照し、提示質問選択部７０１で選択された質問に応じた機器動作の候補の選択肢を選択する。提示質問選択部７０１において、「見たい録画番組はどれですか？」が選択された場合には、録画済みの番組名を選択する。選択された番組名は出力部１０１を介して文字列で出力する。【０１９６】
機器動作ＤＢ７０３は、端末で実現可能な機能に関する質問と、機器動作の候補を選択肢として保存する。図１６は、機器操作ＤＢ７０３に蓄積された質問に関するデータの具体例を示す。機器動作ＤＢ７０３は、実現可能な機器動作の数に合わせて複数の選択肢を保持している。なお、選択肢は複数であればよく、その個数は問わない。また、質問、選択肢に加えて、質問の提示順序に関するデータを保存してもよい。【０１９７】
なお、機器動作ＤＢ７０３には最新の状況が常に反映される必要がある。たとえば番組が録画された場合にはその番組名が追加され、録画された番組が消去された場合にはその番組名も消去される。このような更新は、番組の録画、再生等を制御する回路からの指示に基づいて行われてもよいし、ＣＰＵ３００によって行われてもよい。【０１９８】
判定部７００は、前述の判定部２００と同様の方法で、生体信号検出部１００によって検出されたユーザ５０の生体信号に基づき、ユーザが選択したいと思った選択肢を検出し、機器動作制御部８００に通知する。【０１９９】
機器動作制御部８００は、提示選択肢選択部７０２で選択された機器動作に関する選択肢を受け取り、判定部７００によってユーザが選択したいと思った選択肢であった場合に、対象の機器動作を実行する。たとえば、提示選択肢選択部７０２で選択した選択肢が番組Ｃであった場合に、番組Ｃを再生する。【０２００】
３−４−２．実施形態４によるサービス提供システムの処理
次に、図１７のフローチャートを参照しながら、図１７のサービス提供システム４において行われる全体的な処理の流れを説明する。【０２０１】
図１７は、本実施形態によるサービス提供システム４の処理の手順を示す。図８と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。【０２０２】
ステップＳ４０１において、提示質問選択部７０１は、機器動作ＤＢ７０３を参照してユーザ５０に提示する質問を選択する。【０２０３】
ステップＳ４０２において、ステップＳ４０１で選択された質問が出力部１０１を介してユーザ５０に出力される。【０２０４】
ステップＳ４０３において、判定部７００は、ステップＳ１０４によって受信したトリガを起点に事象関連電位の約４００ｍｓの波形から、提示された選択肢に対してユーザが選択したいと思ったか否かを判別する。【０２０５】
ステップＳ４０４において、機器動作制御部８００は、ステップＳ４０３において判定部７００が判別した結果と、提示選択肢選択部７０２から取得した選択肢情報に基づき、ユーザが選択したいと思った選択肢を実行する。このような処理によって、ユーザが選択したいと思った選択肢が判別可能となる。【０２０６】
サービス提供装置１３を用いてサービス提供システム４を構成することにより、機器動作の候補の提示を起点とした事象関連電位を用いてユーザが選択したい選択肢か否かの判別ができるため、ボタンの押下等の操作入力なしにユーザが所望する機器動作を実行する情報機器が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０２０７】
本発明のサービス提供装置およびサービス提供システムは、問題と逐次提示される回答選択肢を回答入力なしに見ているだけで、ユーザがどの選択肢に対して正解だと思ったかが判別できる。これによって、例えば電車など、回答入力が困難な状況や、回答入力をしない状況での、回答入力なしの学習においても回答入力ありの場合と同様の学習支援が可能な学習システムを実現することができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月10日(2008.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに対し質問を提示し、さらに前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する出力部と、
ユーザの脳波の事象関連電位を計測する信号検出部と、
各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する判定部と、
複数の質問、および、前記複数の質問に対する正解の選択肢および正解ではない選択肢を格納したデータベースと、
前記判定部によってユーザが正解と考えていたと判定された選択肢の個数が１個であり、かつ、前記データベースにおいて、当該選択肢が正解の選択肢とされている場合には、前記出力部が提示した質問と異なる分野の質問を選択する選択部とを備えた
サービス提供システム。
【請求項２】
前記判定部は、前記各選択肢を提示した時点から起算して約３５０ミリ秒から約４５０ミリ秒の期間を前記所定期間として、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記データベースを参照して前記質問を選択し、その後、前記正解の選択肢および前記正解ではない選択肢を任意の順序で選択して前記出力部に送る選択部とをさらに備え、
サービス提供システムの起動開始時または前記ユーザからの指示を受けた時において、
前記判定部は、前記正解の選択肢提示後の事象関連電位および前記正解ではない選択肢提示後の事象関連電位に基づいて、前記ユーザが正解と考えていたことに関連した事象関連電位のキャリブレーションを実行する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項６】
各選択肢を提示する前の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて前記ユーザが準備状態であるか否かを判定し、判定結果に応じて次の選択肢の選択と出力とを指示するタイミング制御部をさらに備えた、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項７】
提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと前記判定部が判定したときは、前記出力部は、前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しない、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項８】
前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記提示された選択肢と前記正解の選択肢とが一致するか否かをさらに判定し、
一致したときは、前記出力部は、前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しない、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項９】
前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記正解の選択肢を提示する、請求項８に記載のサービス提供システム。
【請求項１０】
前記判定部は、前記事象関連電位に基づいて前記事象関連電位にノイズが混入したことを検出したときは、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたか否かの判定を中止し、
前記出力部は、前記選択肢を再度提示する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１１】
前記複数の選択肢の数をｎとしたとき、前記選択部は、（ｎ／２）番目またはそれよりも前に正解の選択肢を提示する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１２】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位との間に含まれる閾値を予め保持しており、
前記判定部は、前記閾値と、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位とを比較して、前記閾値よりも前記平均電位の方が大きいときにはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときには正解とは考えていなかったと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１３】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第１数値群と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第２数値群とを保持しており、
前記判定部は、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位と第１数値群との第１のマハラノビス距離、および、前記平均電位と第２数値群との第２のマハラノビス距離を比較し、前記第１のマハラノビス距離の方が前記第２のマハラノビス距離よりも短いときはユーザが正解と考えていたと判定し、長いときは、ユーザは正解とは考えていなかったと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１４】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第１テンプレートと、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第２テンプレートとを保持しており、
前記判定部は、前記時間帯の事象関連電位の波形値と第１テンプレートとの第１相関係数、および前記波形値と第２テンプレートとの第２相関係数を比較し、第１相関係数の方が前記第２相関係数よりも大きいときはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときはユーザは正解とは考えていなかったと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１５】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位の平均値を保持しおり、平均値が最大であった選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１６】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、前記第１数値群とのマハラノビス距離が最も短い選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定する、請求項１３に記載のサービス提供システム。
【請求項１７】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、第１相関係数が最も大きい選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定する、請求項１４に記載のサービス提供システム。
【請求項１８】
ユーザに対し質問を提示する提示ステップと、
前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する順次提示ステップと、
ユーザの脳波の事象関連電位を計測する計測ステップと、
各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する判定ステップと、
前記判定部によってユーザが正解と考えていたと判定された選択肢の個数が１個であり、かつ、当該選択肢が、複数の質問、および、前記複数の質問に対する正解の選択肢および正解ではない選択肢を格納したデータベースにおいて正解の選択肢とされている場合には、前記提示ステップによって提示された質問と異なる分野の質問を選択する選択ステップと
を包含する、出題方法。
【請求項１９】
前記選択部は、前記判定部によってユーザが正解と考えていたと判定された選択肢が、前記データベースにおいて正解ではない選択肢とされている場合には、前記出力部が提示した質問と同じ分野の質問を選択する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項２０】
前記選択部は、前記判定部によってユーザが正解と考えていたと判定された選択肢が存在しない場合には、前記出力部が提示した質問と同じ問題を選択する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項２１】
前記出力部は、前記選択部が選択した質問を提示する、請求項１、１９又は２０のいずれかに記載のサービス提供システム。
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月27日(2008.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに対し質問を提示し、さらに前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する出力部と、
ユーザの脳波の事象関連電位を計測する信号検出部と、
各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する判定部と、
複数の質問、および、前記複数の質問に対する正解の選択肢および正解ではない選択肢を格納したデータベースと、
前記判定部によってユーザが正解と考えていたと判定された選択肢の個数が１個であり、かつ、前記データベースにおいて、当該選択肢が正解の選択肢とされている場合には、前記出力部が提示した質問と異なる分野の質問を選択する選択部とを備えた
サービス提供システム。
【請求項２】
前記判定部は、前記各選択肢を提示した時点から起算して約３５０ミリ秒から約４５０ミリ秒の期間を前記所定期間として、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項３】
前記データベースを参照して前記質問を選択し、その後、前記正解の選択肢および前記正解ではない選択肢を任意の順序で選択して前記出力部に送る選択部とをさらに備え、
サービス提供システムの起動開始時または前記ユーザからの指示を受けた時において、
前記判定部は、前記正解の選択肢提示後の事象関連電位および前記正解ではない選択肢提示後の事象関連電位に基づいて、前記ユーザが正解と考えていたことに関連した事象関連電位のキャリブレーションを実行する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項４】
各選択肢を提示する前の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて前記ユーザが準備状態であるか否かを判定し、判定結果に応じて次の選択肢の選択と出力とを指示するタイミング制御部をさらに備えた、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項５】
提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと前記判定部が判定したときは、前記出力部は、前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しない、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項６】
前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記提示された選択肢と前記正解の選択肢とが一致するか否かをさらに判定し、
一致したときは、前記出力部は、前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しない、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項７】
前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記正解の選択肢を提示する、請求項６に記載のサービス提供システム。
【請求項８】
前記判定部は、前記事象関連電位に基づいて前記事象関連電位にノイズが混入したことを検出したときは、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたか否かの判定を中止し、
前記出力部は、前記選択肢を再度提示する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項９】
前記複数の選択肢の数をｎとしたとき、前記選択部は、（ｎ／２）番目またはそれよりも前に正解の選択肢を提示する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１０】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位との間に含まれる閾値を予め保持しており、
前記判定部は、前記閾値と、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位とを比較して、前記閾値よりも前記平均電位の方が大きいときにはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときには正解とは考えていなかったと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１１】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第１数値群と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第２数値群とを保持しており、
前記判定部は、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位と第１数値群との第１のマハラノビス距離、および、前記平均電位と第２数値群との第２のマハラノビス距離を比較し、前記第１のマハラノビス距離の方が前記第２のマハラノビス距離よりも短いときはユーザが正解と考えていたと判定し、長いときは、ユーザは正解とは考えていなかったと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１２】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第１テンプレートと、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第２テンプレートとを保持しており、
前記判定部は、前記時間帯の事象関連電位の波形値と第１テンプレートとの第１相関係数、および前記波形値と第２テンプレートとの第２相関係数を比較し、第１相関係数の方が前記第２相関係数よりも大きいときはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときはユーザは正解とは考えていなかったと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１３】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位の平均値を保持しており、平均値が最大であった選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１４】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、前記第１数値群とのマハラノビス距離が最も短い選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定する、請求項１１に記載のサービス提供システム。
【請求項１５】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、第１相関係数が最も大きい選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定する、請求項１２に記載のサービス提供システム。
【請求項１６】
ユーザに対し質問を提示する提示ステップと、
前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する順次提示ステップと、
ユーザの脳波の事象関連電位を計測する計測ステップと、
各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する判定ステップと、
前記判定部によってユーザが正解と考えていたと判定された選択肢の個数が１個であり、かつ、当該選択肢が、複数の質問、および、前記複数の質問に対する正解の選択肢および正解ではない選択肢を格納したデータベースにおいて正解の選択肢とされている場合には、前記提示ステップによって提示された質問と異なる分野の質問を選択する選択ステップと
を包含する、出題方法。
【請求項１７】
前記選択部は、前記判定部によってユーザが正解と考えていたと判定された選択肢が、前記データベースにおいて正解ではない選択肢とされている場合には、前記出力部が提示した質問と同じ分野の質問を選択する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１８】
前記選択部は、前記判定部によってユーザが正解と考えていたと判定された選択肢が存在しない場合には、前記出力部が提示した質問と同じ問題を選択する、請求項１に記載のサービス提供システム。
【請求項１９】
前記出力部は、前記選択部が選択した質問を提示する、請求項１、１７又は１８のいずれかに記載のサービス提供システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザに情報やサービスを提供する技術に関する。より具体的には、本発明は、学習においてユーザの回答入力がなくても、脳波などの生体信号を指標に、ユーザがどの選択肢を選択したかを識別して、ユーザに適切な情報やサービスを選択して提供する機器、方法、およびそのような機器において実行されるコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、問題を提示し、ユーザの回答入力を受けて正誤評価等の情報を提示する学習システムの開発が進んでいる。これらの学習システムにおいては、ユーザの回答入力に加えて、回答に関連する情報（例えばユーザによって選択された、次に提示する問題のレベルや分野）に基づいて、効率のよい学習支援を実現している。
【０００３】
例えば、特許文献１は、回答に要する時間を計測して、所定時間内にユーザが回答できない問題に対してヒントを提示する学習システムを開示している。この学習システムでは、テストの採点結果だけでなく、ヒントの提示回数やヒントを提示した問題の難易度に応じて次に提示する問題を変更している。
【０００４】
また、特許文献２は、問題レベル等の条件を入力すると演習問題を自動的に選択する学習システムを開示している。この学習システムでは、学習時にアンケート形式で、各問題に対するユーザの主観評価として自信度を収集し、その自信度と解答の正誤結果とに基づいてユーザの理解度を判定している。そして、推定したユーザの理解度に応じて演習問題を選択し出題している。
【０００５】
また、特許文献３は、ユーザの生体信号を用いた学習システムを開示している。この学習システムでは、ユーザの学習意欲を維持して学習効率を高めるために、学習時の覚醒度やストレス度を皮膚インピーダンスや脈波などの生体信号から判定し、テストの採点結果と合わせてユーザの学習意欲が低下しないような問題の選択を実現している。
【特許文献１】特開２００２−２２１８９３号公報
【特許文献２】国際公開第２００３／０５０７８２号パンフレット
【特許文献３】特開平１０−７８７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１から３に記載されている学習システムを利用して学習支援を行うためには、ユーザの回答入力が必須である。したがって、このような学習システムは、ユーザが回答入力可能な状況（例えば屋内における着座姿勢）で使用することが前提となっていた。その結果、例えば電車内のような、両手がふさがっていて回答入力が困難な状況では、学習システムの学習支援が機能しないという課題があった。
【０００７】
一方、近年の、手軽に持ち運べるサイズのディスプレイ（携帯電話、ゲーム機、ＰＤＡ等）の普及に伴い、どこでも、どんな状況でも学習したいというユーザのニーズが高まっている。
【０００８】
本発明の目的は、ユーザの回答入力がなくてもユーザに対して学習支援を行うことができるシステムを提供することである。より具体的には、本発明の目的は、学習時のユーザの事象関連電位を用いて、ユーザの回答入力がない場合でも、ユーザがどの選択肢に対して正解と考えているか否かを判定し、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能なシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるサービス提供システムは、ユーザに対し質問を提示し、さらに前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する出力部と、ユーザの脳波の事象関連電位を計測する信号検出部と、各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する判定部とを備えている。
【００１０】
前記判定部は、前記各選択肢を提示した時点から起算して約３５０ミリ秒から約４５０ミリ秒の期間を前記所定期間として、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定してもよい。
【００１１】
前記サービス提供システムは、前記質問に関連付けて判定結果を蓄積する結果蓄積データベースと、前記判定結果に基づいて、ユーザに提示する質問を複数の質問の中から選択する選択部とをさらに備えていてもよい。
【００１２】
前記サービス提供システムは、前記複数の質問および各質問の解答候補である複数の選択肢を格納したデータベースをさらに備えており、前記選択部は、前記データベースを参照して、ユーザに提示する質問および前記複数の選択肢を選択してもよい。
【００１３】
前記サービス提供システムは、所定の質問、および、前記所定の質問に対する正解の選択肢および正解ではない選択肢を格納したデータベースと、前記データベースを参照して前記質問を選択し、その後、前記正解の選択肢および前記正解ではない選択肢を任意の順序で選択して前記出力部に送る選択部とをさらに備えており、サービス提供システムの起動開始時または前記ユーザからの指示を受けた時において、前記判定部は、前記正解の選択肢提示後の事象関連電位および前記正解ではない選択肢提示後の事象関連電位に基づいて、前記ユーザが正解と考えていたことに関連した事象関連電位のキャリブレーションを実行してもよい。
【００１４】
前記サービス提供システムは、各選択肢を提示する前の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて前記ユーザが準備状態であるか否かを判定し、判定結果に応じて次の選択肢の選択と出力とを指示するタイミング制御部をさらに備えていてもよい。
【００１５】
提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと前記判定部が判定したときは、前記出力部は、前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しなくてもよい。
【００１６】
前記データベースにおいて、前記複数の選択肢のうちの少なくとも１つは前記質問に対する正解を示しており、前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記提示された選択肢と前記正解の選択肢とが一致するか否かをさらに判定し、一致したときは、前記出力部は前記質問の解答候補として残されている選択肢を提示しなくてもよい。
【００１７】
前記判定部は、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたと判定したときは、前記正解の選択肢を提示してもよい。
【００１８】
前記判定部は、前記事象関連電位に基づいて前記事象関連電位にノイズが混入したことを検出したときは、提示された選択肢をユーザが正解と考えていたか否かの判定を中止し、前記出力部は、前記選択肢を再度提示してもよい。
【００１９】
前記複数の選択肢の数をｎとしたとき、前記選択部は、（ｎ／２）番目またはそれよりも前に正解の選択肢を提示してもよい。
【００２０】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位との間に含まれる閾値を予め保持しており、前記判定部は、前記閾値と、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位とを比較して、前記閾値よりも前記平均電位の方が大きいときにはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときには正解とは考えていなかったと判定してもよい。
【００２１】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第１数値群と、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位の平均電位に基づいて予め作成された第２数値群とを保持しており、前記判定部は、前記時間帯における前記事象関連電位の平均電位と第１数値群との第１のマハラノビス距離、および、前記平均電位と第２数値群との第２のマハラノビス距離を比較し、前記第１のマハラノビス距離の方が前記第２のマハラノビス距離よりも短いときはユーザが正解と考えていたと判定し、長いときは、ユーザは正解とは考えていなかったと判定してもよい。
【００２２】
前記判定部は、所定の質問について、ユーザが正解と考えていたと判定した選択肢提示後３００ミリ秒から５００ミリ秒の時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第１テンプレートと、正解とは考えていなかったと判定した前記時間帯における事象関連電位に基づいて予め作成された第２テンプレートとを保持しており、前記判定部は、前記時間帯の事象関連電位の波形値と第１テンプレートとの第１相関係数、および前記波形値と第２テンプレートとの第２相関係数を比較し、第１相関係数の方が前記第２相関係数よりも大きいときはユーザが正解と考えていたと判定し、小さいときはユーザは正解とは考えていなかったと判定してもよい。
【００２３】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位の平均値を保持しており、平均値が最大であった選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定してもよい。
【００２４】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、前記第１数値群とのマハラノビス距離が最も短い選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定してもよい。
【００２５】
前記判定部は、複数の選択肢の各々に対応する事象関連電位のうち、第１相関係数が最も大きい選択肢を、ユーザは正解と考えていたと判定してもよい。
【００２６】
本発明による出題方法は、ユーザに対し質問を提示するステップと、前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示するステップと、ユーザの脳波の事象関連電位を計測するステップと、各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定するステップとを包含する。
【００２７】
本発明によるコンピュータプログラムはコンピュータにおいて実行可能であり、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに、出力装置を介してユーザに対し質問を提示するステップと、前記質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示するステップと、ユーザの脳波の事象関連電位を計測するステップと、各選択肢を提示した後の所定期間中における前記事象関連電位に基づいて、ユーザが前記各選択肢を正解と考えていたか否かを判定するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、質問を提示した後に、その質問の解答候補として複数の選択肢を順次提示する。各選択肢を提示した時点から起算した所定期間中（たとえば約３５０ミリ秒から約４５０ミリ秒）における事象関連電位に基づいて、ユーザが各選択肢を正解と考えていたか否かを判定する。その期間中の事象関連電位に陽性成分が出現したか否かによって、ユーザが各選択肢を正解と考えていたか否かを判定するため、ユーザが回答を入力する必要はない。よって、例えば電車での学習のように、回答入力が困難な状況において、また、回答入力をしない学習においても、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能な学習システムが実現され、学習システムの利用できる状況および利用方法が格段に拡大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照して、本発明によるサービス提供システムおよび装置の実施形態を説明する。
【００３０】
本願発明者らは、選択式問題の選択肢を一つずつ逐次提示した場合に、ユーザがその選択肢を正解だと思ったか否かに関連して、選択肢提示時刻を起点に約４００ｍｓ（ミリ秒）の事象関連電位に特徴が現れることを発見した。また、事象関連電位に現れる特徴に基づいて、ユーザが正解だと思った選択肢が、ユーザの回答入力なしに判定可能であることを見出した。
【００３１】
この「事象関連電位」（ｅｖｅｎｔ−ｒｅｌａｔｅｄ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：ＥＲＰ）とは、脳波の一部であり、外的あるいは内的な事象に時間的に関連して生じる脳の一過性の電位変動で、それぞれ外因性成分、内因性成分という。外因性成分は、外界の感覚刺激に依存する受動的、外因的な誘発電位であり、内因性成分は、外界の刺激（事象）に対する被験者の認知的態度（課題に対する動機付けの程度）を反映して変動する内因性の電位であると言われている。
【００３２】
以下では、図１８から図２５を参照しながら、まず本願発明者らが行った事象関連電位計測実験について説明し、一つずつ提示される選択肢に対してユーザが正解だと思ったか否かが、選択肢提示時刻を起点に約４００ｍｓの事象関連電位に現れることを示す。その後、図１から図１７を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００３３】
１．事象関連電位の計測実験
図１８は実験手順の概要を示す図である。この実験は、まず被験者に問題のみを提示し（手順１）、その問題の回答選択肢を逐次提示する（手順２から手順５）、という手順からなっている。図１８中の脳波計測区間でも示したように、実験中、脳波は常時計測する。
【００３４】
被験者には次のような指示を実験前に伝えた。「まず、問題のみが提示されます。その問題について答えを思い浮かべてから、その問題に対する自信度を、自信ありを４、自信なしを１として別紙に記入してください。自信度の記入が終わりましたら、視線を固視点に移し、スペースキーを押してください。キー押しから１秒後に選択肢Ａが提示されます。じっくりと（１秒以上）選択肢Ａを見て選択肢Ａを正解だと思ったか否かの評価を、正解だと思った：○、正解でないと思った：×、分からない：−として別紙に記入してください。記入が終わりましたら、視線を画面上の固視点に移し、スペースキーを押してください。キー押しから１秒後に、選択肢Ｂが提示されます。以下、選択肢Ｂ、Ｃ、Ｄに関しても同様に、正解だと思ったか否かの評価をした後で、スペースキーを押してください。問題は全部で４０問あります。」ここで、被験者に指示したスペースキーの押下は、次の問題または選択肢を提示するタイミングを決定するための入力であり、回答の入力ではない。また、選択肢に対する評価（○、×、−）は、実験的に被験者の主観評価と事象関連電位を調べることが目的であり、実用に際しては必要ない。
【００３５】
図１８中に示した事象関連電位計測区間は、常時計測している脳波の中から、回答選択肢が提示された時刻（図１８中、時刻２２から時刻２５）を起点として、事象関連電位を計測することを模式的に示している。
【００３６】
また図１８には、被験者が別紙に記入した、問題に対する自信度と、選択肢に対する評価の例もまた示されている。図１８中の被験者Ａは、自信度が高く正解だと思った選択肢が正解であるため、問題を見ただけで正解が明確に分かっていた、と想定される。被験者Ｂは、自信度が低いが正解だと思った選択肢が正解であるため、問題を見ただけでは分からなかったが選択肢の中に正解だと思った選択肢があった、と想定される。被験者Ｃは、自信度が低く正解だと思った選択肢がないことから、問題を見ても選択肢を見ても分からなかった、と想定される。
【００３７】
次に、具体的な実験手順について説明する。図１９は、１問分の実験手順を示す。実験では選択肢Ａから選択肢Ｄまでの４択問題を用いた。まず、時刻２１において、機器が画面に問題のみを提示する（Ｓ１１０１）。被験者はその問題の正解を思い浮かべ（Ｓ１１０２）、その問題に正解する自信度を４段階で別紙に記入し（Ｓ１１０３）、視線を固視点に移して（Ｓ１１０４）スペースキーを押す（Ｓ１１０５）。機器は、時刻２２（キー押しから１秒後）に選択肢の一つ（選択肢Ａ）を提示すると同時に、提示したタイミングを起点に事象関連電位を計測する（Ｓ１１０６）。なお、提示する選択肢は、被験者が即座に認知可能な内容とした。被験者は、提示された選択肢を見て、正解だと思ったか否かの評価を別紙に記入する（Ｓ１１０７）。まだ提示していない選択肢がある場合にはステップＳ１１０４進み、ない場合にはＥｎｄに進み（Ｓ１１０８）、以下、ステップＳ１１０４からステップＳ１１０８を繰り返して選択肢Ｂ、選択肢Ｃ、選択肢Ｄを提示する。
【００３８】
図２０は、被験者の脳波を測定するための電極の貼り付け位置を示す。この貼り付け位置は国際１０−２０法に従っており、位置関係を明確にするための参考として、図２０には被験者の鼻１２０と左耳１２１および右耳１２２とが示されている。図２０においては、左耳１２１および右耳１２２から等距離にあり、鼻１２０を通る正中線上の電極には“ｚ”が付される。
【００３９】
事象関連電位を測定するための電極は、１）Ｆｚ：正中前頭、２）Ｃｚ：正中中心、３）Ｐｚ：正中頭頂、４）ＥＯＧ：右目上  ５）６）Ａ１，Ａ２：両耳朶、７）ボディーアース（Ｚ）：鼻根部に貼り付けた。  サンプリング周波数は２００Ｈｚ、時定数は３秒とした。
【００４０】
実験データの解析においては、０．０５〜２０Ｈｚのバンドパスフィルタを用い、ベースライン補正は選択肢提示前２００ｍｓ間のデータを用いて実施した。また、全てのチャンネルにおいて、振幅が１００μＶ以上となった試行は眼電等による雑音混入の恐れがあるため加算平均からは除外した。
【００４１】
図２１は、実験結果として得られた事象関連電位の波形を示す。この波形は、１１人の被験者の実験データを、選択肢提示時刻を起点に総加算平均して得られている。グラフの横軸は時間（単位はｍｓ）であり、選択肢提示時刻を０ｍｓとしている。またグラフの縦軸は電位で単位はμＶである。縦軸は、上方向をマイナス、下方向をプラスとして表示している。
【００４２】
図２１には、３つの波形３１、３２および３３が記載されている。３つの波形は、図１９に示す位置Ｐｚで計測した事象関連電位について、実験中に被験者が記入した選択肢に対する評価（正解だと思った：○、正解ではないと思った：×、分からない：−）に基づいて個別に総加算平均したものである。
【００４３】
波形３１（実線）は被験者が「正解だと思った」と評価した選択肢が提示されたときの総加算平均波形である。加算回数は２５６回である。
【００４４】
波形３２（一点鎖線）は被験者が「正解ではないと思った」と評価した選択肢が提示されたときの総加算平均波形である。加算回数は８４４回である。
【００４５】
そして、波形３３（点線）は被験者が「分からない」と評価した選択肢が提示されたときの総加算平均波形である。加算回数は２７５回である。
【００４６】
いま、選択肢提示時刻（０ｍｓ）を基準としたときの、約４００ｍｓ経過後の期間３０における波形に着目する。なお本明細書では、期間３０は、０ｍｓから起算して約３５０ｍｓから約４５０ｍｓまでの区間とする。
【００４７】
期間３０において、「正解だと思った」という評価に対応する波形３１は正方向に振れている。すなわち陽性成分が出現している。一方、その他の波形３２および３３には負の方向に振れており陰性成分が出現している。
【００４８】
よって、期間３０においては、波形３１と、波形３２および３３とは明確に異なる特徴を有していることが理解される。事象関連電位は背景脳波の影響を低減するため、通常２０回程度の加算平均が必要とされるが、波形３１から波形３３はいずれも加算回数が多いので、この波形の差異がノイズであるとは考えにくい。これらの結果および考察を総合すると、選択肢提示から約４００ｍｓの事象関連電位を用いて、ユーザが選択肢に対して正解だと思ったか否かが検出できる、と判断できる。
【００４９】
この実験で明らかになったように、逐次提示された選択式問題の選択肢に対して被験者が正解だと思ったか否かによって、脳波計で計測される事象関連電位の選択肢提示時刻から約４００ｍｓには、明確な差異が出現する。したがって、この事象関連電位の差異を用いることで、回答入力なしに、ユーザが逐次提示された選択肢に対して正解だと思ったか否かが判定できる。
【００５０】
なお、図２１に示されている区間３４は、ＣＮＶ成分と呼ばれる波形の成分が現れている区間を示す。ＣＮＶ成分については後述する。
【００５１】
２．事象関連電位の波形の識別
ここで、選択肢に対してユーザが正解だと思ったか否かを判別する方法について説明する。事象関連電位の振幅は背景脳波に比べて１０分の１と小さいため、単純に電位波形のピーク値を閾値処理するような手法での識別は困難とされている。一方、図２１に示すように、正解だと思ったか否かに関連して事象関連電位に現れる差異は、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの電位差と、波形の形（正解だと思った：下に凸、それ以外：上に凸）として観測されている。そこで、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの平均電位、相関係数を指標に判別を行う。以下、図２２〜図２５を参照しながら、ユーザが正解だと思った選択肢の判別方法を具体的に説明する。
【００５２】
図２２は、閾値を利用した選択肢の判別処理ａ１の手順を示す。判別処理ａ１では、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの平均電位を閾値処理して判別を行う。以下、処理ａ１の各ステップについて順に説明する。
【００５３】
まず、選択肢提示時刻を起点として、脳波の電位変化のサンプリングを行う（Ｓ１２０１）。サンプリング周波数としては例えば、２００Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚなどがある。
【００５４】
次に、サンプリングした電位変化の波形からノイズを除去する（Ｓ１２０２）。ここでは、信号に混入する低周波・高周波成分をカットするために例えば０．１６−２０Ｈｚの帯域通過フィルタに通したり、眼電等のノイズ混入の恐れがある試行（例えばいずれかの電極において振幅が１００μＶ以上となった試行）を識別対象から除外する。
【００５５】
次に、ノイズを除去した脳波の電位変化から、正解だと思ったか否かの判別に関係する時間帯の波形を切り出す（Ｓ１２０３）。前述した実験結果から、関係する時間帯は選択肢提示時刻から約４００ｍｓであることが分かっている。そこで、例えば、選択肢提示後３００ｍｓから５００ｍｓを切り出すものとする。もちろん、切り出す範囲はこれに限られるものではなく、例えば、選択肢提示に対する一次応答の影響を受ける選択肢提示後２００ｍｓを除いて選択肢提示後２００ｍｓから７００ｍｓのように設定してもよい。
【００５６】
次に、切り出した時間帯の波形のサンプリングごとの電位の平均電位を算出する（Ｓ１２０４）。
【００５７】
そして、算出した平均電位を閾値と比較する（Ｓ１２０５）。閾値は、例えば「正解だと思った」および「正解ではないと思った＋分からない（正解だとは思わなかった）」のそれぞれの平均電位を算出し、算出した平均電位の間に含まれる値（たとえば中間値）としてもよい。前述の実験において、被験者１１人の「正解だと思った」および「正解ではないと思う＋分からない（正解だとは思わなかった）」それぞれの平均電位から求めた閾値は−０．９μＶであった。
【００５８】
平均電位が閾値よりも大きい場合は（Ｓ１２０５でＹｅｓ）、ユーザは提示された選択肢に対して正解だと思った、と判定する（Ｓ１２０６）。一方、平均電位が閾値よりも小さい場合は（Ｓ１２０５でＮｏ）、ユーザは正解だと思わなかった、と判定する（Ｓ１２０７）。
【００５９】
処理ａ１を用いた場合の「正解だと思った」／「正解だとは思わなかった」の判別率は５９％であった。背景脳波や眼電等のノイズをさらに精度よく除去することで、識別率は向上すると考えられる。
【００６０】
また、より精度よく判別を行うために、処理ａ１のように単純に平均電位を閾値処理するだけではなく、算出した平均電位と、あらかじめ作成した「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」選択肢提示後の平均電位をそれぞれのグループとのマハラノビス距離を計算し、マハラノビス距離を用いて判別を行ってもよい。
【００６１】
このマハラノビス距離は、データの分散・共分散を考慮に入れたグループの重心からの距離を示す。そのため、マハラノビス距離を用いた判別は、単純に閾値処理によって判別するよりも、識別能力が高いことが知られている。下記数式１は、マハラノビス距離の算出式である。
【数１】
2007148469.tif 000029
数式１中のＸは計測した波形の平均電位、μはグループの平均電位の重心、Σ-1はグループの平均電位の共分散行列の逆行列である。Ｄ2は計測した波形の平均電位とグループとのマハラノビス距離の２乗である。
【００６２】
図２３は、マハラノビス距離を利用した選択肢の判別処理ａ２の手順を示す。判別処理ａ２は、先の処理ａ１（図２２）に加えてマハラノビス距離を計算する。以下、判別処理ａ２の各ステップについて順に説明する。なお、図２２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を用い説明を省略する。
【００６３】
算出した平均電位と、あらかじめ作成した「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」それぞれのグループとのマハラノビス距離を計算し（Ｓ１３０１）、計算したそれぞれのグループとのマハラノビス距離を比較する（Ｓ１３０２）。そして、「正解だと思った」グループとの距離が近い場合に（Ｓ１３０２でＹｅｓ）、正解だと思ったと判定する（Ｓ１２０６）。一方、「正解だと思った」グループとの距離が近くない場合に（Ｓ１３０２でＮｏ）、正解だとは思わなかったと判定する（Ｓ１２０７）。
【００６４】
実用に際して「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」それぞれのグループを作成するには、事前に予備調査を行い、ユーザ（生徒）群の「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」の個々の試行ごと波形の平均電位を算出し、「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」それぞれのグループ（平均電位群）としてもよい。もちろん、ユーザ個別にそれぞれのグループを作成してもよい。
【００６５】
処理ａ２を用いた場合の「正解だと思った」／「正解だとは思わなかった」の判別率は６１％であった。背景脳波や眼電等のノイズをさらに精度よく除去することで、識別率は向上すると考えられる。
【００６６】
図２４は、相関係数を利用した選択肢の判別処理ｂの手順を示す。判別処理ｂでは、予め作成した「正解だと思った」テンプレート（正解テンプレート）および「正解だとは思わなかった」テンプレート（不正解テンプレート）のそれぞれと、テンプレートに対応する時間帯の波形との相関係数を計算して判別を行う。
【００６７】
正解テンプレートおよび不正解テンプレートは、いずれも選択肢提示時刻から約４００ｍｓの時間帯における波形を切り出して作成される。具体的には、「正解だと思った」被験者１１人の事象関連電位の波形を切り出して総加算平均波形を得て正解テンプレートとする。また、「正解だとは思わなかった」被験者１１人の事象関連電位の波形を切り出して総加算平均波形を得て不正解テンプレートとする。
【００６８】
以下、処理ｂの各ステップについて順に説明する。図２２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を用い説明を省略する。
【００６９】
切り出されたユーザの事象関連電位の波形と、正解テンプレートおよび不正解テンプレートとの相関係数を計算する（Ｓ１４０１）。これにより２つの相関係数が得られる。なお、相関係数の計算方法は統計学や解析学に関連して周知である。本明細書においては、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
次に、求めた２つの相関係数を比較し、正解テンプレートとの相関が高かった場合に（Ｓ１４０２でＹｅｓ）、ユーザが正解だと思ったと判定する（Ｓ１２０６）。一方、「正解だと思った」グループとの距離が近くない場合に（Ｓ１３０２でＮｏ）、正解だとは思わなかったと判定する（Ｓ１２０７）。
【００７１】
処理ｂを用いた場合の「正解だと思った」／「正解だとは思わなかった」の判別率は５８％であった。背景脳波や眼電等のノイズをさらに精度よく除去することで、識別率は向上すると考えられる。
【００７２】
前述の処理方法（処理ａ１、処理ａ２、処理ｂ）に代えて、または前述の処理方法の利用とともに、他の手法を用いてもかまわない。たとえば図２５は、事象関連電位の平均値を利用した選択肢の判別処理ｃの手順を示す。この判別処理ｃのように、ユーザは問題ごとに逐次提示される選択肢に対して一度は正解だと思ったと仮定して、選択肢ごとに算出した平均電位を比較し、最も平均電位が大きかった選択肢を正解だと思ったと判定することも可能である。
【００７３】
図２５について簡単に説明する。なお、図２２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を用い説明を省略する。
【００７４】
まず、選択肢ごとに算出した平均電位を保持するステップを追加する（Ｓ１５０１）。次に、未提示選択肢があるか否かによって分岐し（Ｓ１５０２）、未提示な選択肢がある場合は、次の選択肢を提示し、選択肢提示時刻を起点に電位変化をサンプリングする（Ｓ１２０１）。また、未提示な選択肢がない場合には、ステップＳ１５０１において保持した選択肢ごとの平均電位を比較し、平均電位の最も大きかった選択肢を特定し、その選択肢を正解だと思ったと判定する（Ｓ１５０３）。
【００７５】
処理ｃを用いた場合、「正解だと思った」の判別率は６０％であった。背景脳波や眼電等のノイズをさらに精度よく除去することで、識別率は向上すると考えられる。
【００７６】
３．本発明によるサービス提供システムの構成
本発明によるサービス提供システムは、学習時のユーザの事象関連電位を用いて、ユーザの回答入力がない場合でも、ユーザがどの選択肢に対して正解だと思ったか否かを判定し、回答入力がある場合と同様の処理を可能としている。
【００７７】
たとえば、本サービス提供システムは、ユーザに対して歴史や算数の問題を提示した後に、その問題の解答候補である複数の選択肢を順次提示する。そして、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの期間におけるユーザの事象関連電位の波形を利用して、そのユーザがその選択肢を正解と思ったか否かを判断する。事象関連電位を用いると、ユーザの回答入力がない場合でも、ユーザが頭の中で正解だと思った選択肢を自動的に判別できるため、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能なシステムを実現できる。
【００７８】
この学習支援の内容は種々考えられる。例えば、ユーザが正解だと思った選択肢と、実際の正解とが一致しないときは、誤っていることを知らせるとともに、正解をユーザに提示することができる。また、ユーザが正解だと思った選択肢と、実際の正解からユーザの理解度を判定し、理解度に応じて次に提示する問題を選択することができる。これにより、サービス提供システムは、ユーザからの回答操作が不要な学習システムとして機能する。以下では、学習システムとして構築されたサービス提供システムを説明する。
【００７９】
まず、図１を参照しながらサービス提供システムの具体例を説明し、図２から図８を参照しながら、サービス提供システムの一般的な構成およびその動作を説明する。
【００８０】
図１は、本実施形態によるサービス提供システム１の構成例を示す。サービス提供システム１は、サービス提供装置１０と、生体信号検出部１００と、ディスプレイ等の出力部１０１とを有している。
【００８１】
図１では、生体信号検出部１００を装着したユーザ５０が、電車でつり革につかまりながら、サービス提供装置１０および出力部１０１を利用して学習している様子を模式的に示している。このような状況では、両手がふさがっているためユーザ５０は回答を入力することが困難である。
【００８２】
本実施形態によるサービス提供システム１では、サービス提供装置１０がユーザに、出力部１０１を介して問題と複数の回答選択肢を一つずつ逐次提示する。ユーザ５０は回答の入力は行う必要はなく、提示された問題とそれぞれの選択肢をただ見ているだけでよい。
【００８３】
サービス提供装置１０は、それぞれの選択肢を提示する時刻を起点に生体信号検出部１００によって計測されたユーザ５０の脳波の事象関連電位を取得する。本実施形態による生体信号検出部１００はヘッドマウント式脳波計を想定しており、検出した脳波信号を無線でサービス提供装置１０に送信することができる。
【００８４】
なお、この脳波計には、ユーザ５０の頭部に装着されたときに、その頭部の所定の位置に接触する電極が配置されている。この電極位置は、信号測定の信頼性および装着の容易さ等から決定される。例えば、図２０に示す位置Ｐｚ（正中頭頂）、Ａ１（耳朶）およびユーザ５０の鼻根部に接触するように、電極が配置されている。または、例えば位置ＰｚとＡ１の最低２個のみでも電位計測は可能である。この結果、生体信号検出部１００はユーザ５０の事象関連電位を測定することができる。
【００８５】
サービス提供装置１０は、それぞれの選択肢提示時刻から約４００ｍｓの事象関連電位に基づいて、ユーザ５０がそれぞれの選択肢に対してユーザが正解と考えているか否かを判定する。そして実際に正解しているか、していないかに応じて、結果の提示や、次の問題の選択の仕方を変えてユーザに提示する。これにより、ユーザ５０は積極的に回答を入力しない場合でも、回答入力がある場合と同様の学習支援を受けることが可能となる。また、ユーザはサービス提供システム１を使用する場所や環境によることなく、学習を行うことができる。
【００８６】
上述の説明から理解されるように、本実施形態においては、サービス提供システム１は学習システムまたは出題システムということができる。
【００８７】
なお、本明細書においては、選択肢提示時刻から起算して約４００ｍｓ後の時刻における事象関連電位を利用するとして説明する。選択肢が正解か否かを判定するために測定されるユーザの事象関連電位に関し、「約４００ｍｓ」とは、本願発明者らの実験において事象関連電位に有意な特徴が現れた時間帯を意味しており、たとえば約３５０ｍｓから約４５０ｍｓの期間である。
【００８８】
３−１．実施形態１
３−１−１．実施形態１によるサービス提供システムの詳細な構成
図２は、本実施形態によるサービス提供システム１の機能ブロックの構成を示す。図２はまた、サービス提供装置１０の詳細な機能ブロックも示している。ユーザ５０のブロックは説明の便宜のために示されている。
【００８９】
サービス提供装置１０は、有線または無線で生体信号検出部１００および出力部１０１と接続され、信号の送信および受信を行う。図２においては、生体信号検出部１００および出力部１０１はサービス提供装置１０とは別体であるが、これは例である。生体信号検出部１００および出力部１０１の一部または全部を、サービス提供装置１０内に設けてもよい。
【００９０】
生体信号検出部１００は、ユーザ５０の生体信号を検出する脳波計であり、生体信号として脳波を計測する。ユーザ５０はあらかじめ脳波計を装着しているものとする。測定されたユーザ５０の脳波は、コンピュータで処理できるようにサンプリングされ、ユーザ状態判定部２００に送られる。
【００９１】
出力部１０１は、サービス提供装置１０からの信号を受け取って、その信号に基づく内容、例えばユーザ５０に対する問題および回答選択肢やヒント等の情報を表示する装置である。出力部１０１は図１のディスプレイに対応するが、その他、スピーカなども含まれる。
【００９２】
次に、サービス提供装置１０の詳細な構成を説明する。
【００９３】
サービス提供装置１０は、後述の処理を実行するコンピュータシステムとして実現される。サービス提供装置１０は、ＲＡＭ３０１と、コンピュータプログラム４００と、中央処理部（ＣＰＵ）３００と、問題データベース（問題ＤＢ）２０３と、結果蓄積データベース（結果蓄積ＤＢ）２０４とを含んでいる。
【００９４】
ＣＰＵ３００は、ＲＡＭ３０１に格納されたコンピュータプログラム４００を実行することにより、そのプログラムの処理手順に従った機能を実現する。本実施の形態においては、ＣＰＵ３００は、ユーザ状態判定部２００および選択部２０５として動作する。以下では、選択部２０５の機能をさらに細分化し、ユーザに提示する問題を選択する提示問題選択部２０１と、その問題の解答候補として複数の選択肢を所定の順序で選択する提示選択肢選択部２０２とに分けて説明する。
【００９５】
利用されるコンピュータプログラム４００は、１つのプログラムであってもよいし、２以上の異なるプログラムであってもよい。コンピュータプログラムは製品としてＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスク、メモリカード等の半導体メモリなどに代表される記録媒体に記録されて市場に流通され、または、インターネット等の電気通信回線を通じて伝送される。なお、ユーザ状態判定部２００、提示問題選択部２０１および提示選択肢選択部２０２は、半導体回路にコンピュータプログラムを組み込んだＤＳＰ等のハードウェアとして実現することも可能である。
【００９６】
問題ＤＢ２０３は、問題、選択肢、正解、問題の重要度、問題の分野などの問題に関するデータを蓄積している。図３（ａ）および（ｂ）は、問題ＤＢ２０３に蓄積された問題に関するデータの具体例を示す。「問題」の列においては、問題番号および問題が示され、「選択肢」の列においては、選択肢名のアルファベットおよび選択肢の内容の組が、選択肢の数（例えば４つ）に応じて並べられている。
【００９７】
なお、選択肢は、被験者が即座に認知可能な内容、言い換えれば、時間をかけて読み込む長い内容や、ユーザにとって難解な文字や内容ではないとする。これにより、選択肢の提示と実質的に同時に認知が完了したとみなすことができ、選択肢の提示時刻から起算して約４００ｍｓ後の事象関連電位の測定によって、ユーザがその選択肢を正解と思ったか否かを判定できる。ただし、サービス提供装置１０が認知完了を正確に検出し、その検出時から起算して約４００ｍｓの事象関連電位を特定できる場合には、被験者が即座に認知可能な内容でなくてもよい。
【００９８】
本明細書においては、問題ＤＢ２０３はサービス提供装置１０に内蔵されているとするが、これは例である。問題ＤＢ２０３は、たとえばサービス提供装置１０から取り外し可能な記録媒体（たとえばメモリカードや光ディスク）上に設けられていてもよい。これは、後述する結果蓄積ＤＢ２０４についても同様である。問題ＤＢ２０３および／または結果蓄積ＤＢ２０４を格納した記録媒体は、さらに上述のコンピュータプログラムを格納していてもよい。
【００９９】
提示問題選択部２０１は、問題ＤＢ２０３を参照して次に提示する問題を選択し、問題のみを出力部１０１を介して提示する。ユーザ５０に問題を提示しておく時間は、ユーザ５０が問題の内容を理解して、正解を思い浮かべるための所要時間を考慮して、例えば１０秒としてもよいし、問題の難易度、文字数等によって個別に設定してもよい。
【０１００】
また、提示問題選択部２０１は、結果蓄積ＤＢ２０４に蓄積されたユーザが選択肢を正解だと思ったか否かの判別結果を参照して、次に提示する問題を、問題ＤＢ２０３を参照して選択する。次問題の決定の仕方は、判定結果ＤＢ２０４の説明の後に詳述する。
【０１０１】
提示選択肢選択部２０２は、問題ＤＢ２０３を参照しながら、提示問題選択部２０１が選択した問題の回答選択肢を図１８の手順２から手順５のように一つずつ選択し、出力部１０１を介して提示する。回答選択肢を提示しておく時間は、ユーザ５０が回答選択肢の内容を確認するための所要時間を考慮して、例えば１秒としてもよいし、選択肢に応じて設定してもよい。ただし、選択肢提示時刻を起点として約４００ｍｓの事象関連電位を用いるため、少なくとも５００ｍｓ程度は間隔を空ける必要がある。
【０１０２】
また問題ごとに全ての選択肢を提示した後、提示選択肢選択部２０２は問題ＤＢ２０３を参照しながら、出力部１０１を介して正解（の選択肢）を提示する。なお提示選択肢選択部２０２は、後述の結果蓄積ＤＢ２０４に保存された判定結果を新たに参照し、ユーザ５０が正解だと思った選択肢と問題ＤＢ２０３に記載されている実際の正解との正誤をフィードバックしてもよい。
【０１０３】
ユーザ状態判定部（以下「判定部」と記述する）２００は、生体信号検出部１００からサンプリングされたユーザ５０の脳波を受け取り、選択肢が出力部１０１を介して出力されたタイミングを起点とした事象関連電位の約４００ｍｓの部分を用いて、ユーザ５０が選択肢に対して正解だと思ったか否かを判別する機能を有している。
【０１０４】
正解だと思ったか否かの判別方法は種々考えられる。例えば、選択肢提示時刻から約４００ｍｓの事象関連電位の平均電位を、予め決定した閾値と比較する。そして、平均電位が閾値よりも大きい場合には、「正解だと思った」と判別し、閾値よりも小さい場合には、「正解だとは思わなかった」と判定する。
【０１０５】
この閾値は、前述の学習状況における事象関連電位計測実験から算出した−０．９μＶを用いることができる。また、事前に学習時の事象関連電位を計測する予備調査を行い、ユーザ（生徒）群の「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」それぞれの平均電位を平均した値を用いてもよいし、個人ごとに求めてもよい。この閾値は、たとえば判定部２００のメモリ（図示せず）に格納されている。
【０１０６】
また、「正解だと思った」および「正解だとは思わなかった」のそれぞれの平均電位は個体差があると考えられるため、ユーザごとに平均電位を特定するためのキャリブレーションを行ってもよい。サービス提供装置１０は、たとえば以下のようにキャリブレーションを行うことができる。
【０１０７】
すなわち、提示問題選択部２０１が、正解が明確な非常に簡単な問題（例えば算数の一桁＋一桁演算など）を提示すると、提示選択肢選択部２０２は１つの正解選択肢および１以上の不正解選択肢を任意の順序で選択して、出力部１０１を介して提示させる。そして、判定部２００は、正解選択肢および不正解選択肢が提示されたときの各平均電位を「正解だと思った」ときの平均電位および「正解だとは思わなかった」ときの平均電位として閾値を決定してもよい。または、その決定した閾値をシステムに学習させ、閾値を適度に更新してもよい。この閾値は、たとえば判定部２００のメモリ（図示せず）に保持されている。
【０１０８】
サービス提供装置１０がキャリブレーションを行うタイミングは、たとえばサービス提供システム１の使用開始時（すなわちサービス提供装置１０の電源投入時）や、ユーザからのキャリブレーション指示を受けた時である。
【０１０９】
他の判別方法として、判定部２００は、マハラノビス距離を計算して「正解だと思った」／「正解だとは思わなかった」を判別することもできる。この判別方法を採用するときには、基準となるテーブルが利用される。例えば図４は、マハラノビス距離を計算するための基準テーブル２１０の例を示す。基準テーブル２１０は、予備調査によって得られた、「正解だと思った」グループおよび「正解だとは思わなかった」グループのそれぞれの平均電位値を格納して作成されている。この基準テーブルは、判定部２００のメモリ（図示せず）に格納されている。
【０１１０】
判定部２００は、算出したユーザの平均電位とあらかじめ作成した「正解だと思った」グループとのマハラノビス距離、および、その平均電位と「正解だとは思わなかった」グループとのマハラノビス距離をそれぞれ求める。
【０１１１】
マハラノビス距離は上述の数１によって求めることができる。判定部２００は、求めたマハラノビス距離どうしを比較し、「正解だと思った」グループとのマハラノビス距離が「正解だとは思わなかった」グループとのマハラノビス距離よりも小さい場合に「正解だと思った」と判別し、大きい場合に「正解だとは思わなかった」と判別する。
【０１１２】
また、さらに他の判別方法として、判定部２００は、ユーザ５０の事象関連電位で予め作成しておいた「正解だと思った」テンプレートとの相関関数と、「正解だとは思わなかった」テンプレートとの相関係数をそれぞれ求めてもよい。そして、求めた相関係数どうしを比較し、「正解だと思った」テンプレートとの相関が高い場合に「正解だと思った」と判別し、低い場合に「正解だとは思わなかった」と判別する。
【０１１３】
さらに他の判別方法として、判定部２００は、結果蓄積ＤＢ２０４に保存した、選択肢ごとの平均電位、マハラノビス距離または相関係数を、問題ごとに比較し、最も平均電位の大きい選択肢や、最も「正解だと思った」とのマハラノビス距離が短い選択肢や、もっとも「正解だと思った」テンプレートとの相関係数が高い選択肢を、「正解だと思った」と判別することもできる。この判別方法を採用する場合には、選択肢のうちのどれか一つが、必ず正解だと思った選択肢と判別される。
【０１１４】
結果蓄積ＤＢ２０４は、判定部２００で判別された結果を保存する。図５は、結果蓄積ＤＢ２０４のデータ構造の一例を示す。図５のように、それぞれの選択肢ごとに、例えば、判定部２００で「正解だと思った」と判別された場合には１、「正解ではないと思った」と判別された場合には０、眼電等のノイズ混入により判定から除去された場合には−１などを保存する。
【０１１５】
ここで、上述の提示問題選択部２０１が、問題ＤＢ２０３および結果蓄積ＤＢ２０４を利用して、次に提示する問題を選択する方法を説明する。
【０１１６】
提示問題選択部２０１は、問題ＤＢ２０３に保存されている正解選択肢と、結果蓄積ＤＢ２０４に保存されたユーザが選択肢に対して正解だと思ったか否かの判別結果に基づき、選択規則を記述したテーブルを用いて、次に提示する問題を選択する。
【０１１７】
図６は、提示問題選択規則テーブル２１１のデータ構造の一例を示す。提示問題選択規則テーブル２１１は、例えば四択問題を出題した場合に、問題ＤＢ２０３に記載された実際の正解の選択肢と、結果蓄積ＤＢ２０４に保存された、正解だと思ったか否かの判別結果との関係に基づき、次問題の分野を決定するために利用される。結果蓄積ＤＢ２０４に保存された「正解だと思った」と判別された選択肢の個数が１個で、かつその選択肢と実際の正解選択肢があっていた場合にのみ、その問題を理解していると判断できる。よって、このとき次問題には別の分野の問題が選択されるように規則が記述されている。
【０１１８】
例えば、図３（ｂ）に示す問題ＤＢ２０３では、「足し算１」の分野の次に「足し算２」の分野を設けている。提示問題選択部２０１は、提示問題選択規則テーブル２１１に基づいて、学習の進行状況に応じた分野を問題ＤＢ２０３から選択することができる。学習の進行状況は結果蓄積ＤＢ２０４に基づいて判断することができる。
【０１１９】
また、図７は、提示問題選択規則テーブル２１１のデータ構造の他の例を示す。このテーブル２１１は、図３（ａ）に示す問題ＤＢ２０３と、図５に示す結果蓄積ＤＢ２０４とともに利用することができる。
【０１２０】
提示問題選択部２０１は、提示問題選択規則テーブル２１１を内部または外部の記憶装置に保持し、この選択規則に基づいて問題の選択処理を行うことができる。
【０１２１】
上述した、問題ＤＢ２０３に保存してある問題の正解と、結果蓄積ＤＢ２０４に保存された判定結果とを用いて学習を支援する方法は一例に過ぎない。この方法は回答入力がある場合と同様であり、これ以外にも種々考えられる。
【０１２２】
３−１−２．実施形態１によるサービス提供システムの処理
次に、図８のフローチャートを参照しながら、図２のサービス提供システム１において行われる全体的な処理の流れを説明する。
【０１２３】
図８は、サービス提供システム１の処理の手順を示す。この手順は、四択問題を提示する際の例である。
【０１２４】
ステップＳ１０１において、提示問題選択部２０１は、問題ＤＢ２０３に格納された問題の中から最初に出す問題を選択する。問題の選択方法は、例えば図３に示すように、問題ＤＢ２０３に記憶された各問題の重要度が高い順でもよい。
【０１２５】
ステップＳ１０２において、出力部１０１はステップ１０１において提示問題選択部２０１が選択した問題をユーザ５０に提示する。ステップＳ１０２において、ユーザ５０に問題を提示しておく時間は、ユーザ５０が問題の内容を理解するための所要時間を考慮して、例えば１０秒としてもよいし、問題の難易度、文字数等によって個別に設定してもよい。
【０１２６】
ステップＳ１０３において、提示選択肢選択部２０２は、選択肢の番号を初期化する。ここでｎは選択肢の番号とし、ｎ＝１の場合、選択肢ｎは例えば選択肢Ａ、選択肢１のように対応する一つの選択肢を示す。
【０１２７】
ステップＳ１０４において、提示選択肢選択部２０２は、選択肢ｎを出力部１０１を介して出力する。また、選択肢ｎの出力と同じタイミングで、判定部２００へ事象関連電位のトリガを送信する。また、ステップＳ１０４において、回答選択肢を提示しておく時間は、ユーザ５０が回答選択肢の内容を確認するための所要時間を考慮して、例えば１秒としてもよいし、選択肢に応じて設定してもよい。ただし、選択肢提示時刻を起点として約４００ｍｓの事象関連電位を用いるため、少なくとも５００ｍｓ程度は間隔を空ける必要がある。
【０１２８】
ステップ１０５において、判定部２００は、ステップＳ１０４によって受信したトリガを起点に事象関連電位の約４００ｍｓの波形から、提示された選択肢に対してユーザ５０が正解だと思ったか否かを判別する。
【０１２９】
ステップ１０６において、判定部２００は、ステップ１０５で判別した結果を、結果蓄積ＤＢ２０４に保存する。
【０１３０】
ステップＳ１０７において、提示選択肢選択部２０２は、選択肢の番号ｎをインクリメントする。
【０１３１】
ステップＳ１０８において、提示選択肢選択部２０２は、ｎが５か否かを判断する。ｎが５ではないとき、すなわちｎが４以下のときは処理はステップＳ１０４へ進み、ｎが５のときは、処理はステップＳ１０９へ進む。
【０１３２】
なお、図８に示す処理は四択問題を想定しているため、ｎが５か否かを判断した。しかし、例えば三択問題、五択問題では、それぞれｎが４か否か、ｎが６か否かに変更すればよい。
【０１３３】
ステップＳ１０９において、提示選択肢選択部２０２は、問題ＤＢ２０３に記載されている正解を、出力部１０１を介して出力する。なお、結果蓄積ＤＢ２０４に保存された判定結果を新たに参照し、ユーザ５０が正解だと思った選択肢と問題ＤＢ２０３に記載されている実際の正解との正誤をフィードバックしてもよい。
【０１３４】
ステップＳ１１０において、問題選択部２０１は問題ＤＢ２０３に記載されている正解と、判定結果蓄積ＤＢ２０４に保存された判定結果に基づき、例えば図６に示したテーブルのような基準で、次問題を選択する。
【０１３５】
ステップＳ１１１において、サービス提供装置１０は学習問題を続けて提示するか否かを判断する。学習を続けるか否かは、例えば学習の継続時間などで判断してもよい。また、ユーザ５０がサービス提供装置１０の電源を押下することによって、自ら学習を続けるか否かの意思をサービス提供装置１０に与えてもよい。学習を終了しない場合には処理はステップＳ１０２に戻り、ステップＳ１１０で選択された問題をユーザ５０に提示する。学習を終了する場合には、学習を終了し、たとえばサービス提供装置１０の電源を切断する。
【０１３６】
以上のように、本実施形態のサービス提供システム１によれば、サービス提供装置１０を用いてサービス提供システム１を構成することで、ユーザが回答入力をしない場合でも、事象関連電位の選択肢提示時刻から約４００ｍｓの部分を用いて、ユーザがどの選択肢に対して正解だと思ったかを判別できる。これによって、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能な学習システムが実現できるので、学習状況に応じて問題の分野を適切に選択するなどの方法で、学習効率の高い回答入力なしの学習が可能となる。
【０１３７】
３−２．実施形態２
３−２−１．実施形態２によるサービス提供システムの詳細な構成
続いて本発明の実施形態２によるサービス提供システムおよびサービス提供装置を説明する。
【０１３８】
実施形態１によるサービス提供システム１においては、問題や回答選択肢をユーザに提示しておく時間は、ユーザ５０が問題、回答選択肢の内容を理解、確認できるよう、例えば問題、選択肢の文字数や識別難易度に応じて設定していた。ところが、同じ問題であっても、正解を思い浮かべるまでの時間はユーザによって異なるため、最初の選択肢を提示するタイミングに対して遅いまたは早すぎると感じる場合があった。
【０１３９】
例えば、問題提示から１０秒後に最初の選択肢が提示される設定のときに、問題提示から正解を思い浮かべるまでの時間が例えば５秒であったユーザＡ、１５秒であったユーザＢにとって、それぞれ選択肢提示タイミングが遅く効率的な学習ができない、選択肢提示タイミングが早く問題が理解できていないため学習にならない、といった課題が生じる可能性がある。
【０１４０】
そこで、本実施形態によるサービス提供システムにおいては、ユーザが最初の選択肢を待っている状態（以下、待機状態と呼ぶ）か否かを、脳波の事象関連電位によって判定し、ユーザの待機状態に応じて選択肢の提示タイミングを変更するようにする。
【０１４１】
ユーザが待機状態であるか否かは、事象関連電位の随伴性陰性電位（ＣＮＶ：Ｃｏｎｔｉｎｇｅｎｔ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を用いて判定する。ＣＮＶ成分は予告刺激の後、命令刺激を待っている状態で記録される穏やかな陰性電位であり、予期、注意、意欲、動機づけなどの心理的要因と強く関連するとされている（例えば、丹羽真一、鶴紀子：「事象関連電位  事象関連電位と神経情報科学の発展」、新興医学出版社、１９９７年、Ｐ１８９参照）。
【０１４２】
ＣＮＶ成分は、図３中の選択肢提示時刻（０ｍｓ）よりも前の、区間３４で示す時間帯に現れている。すなわち、波形３１、波形３２、波形３３はいずれも同じように陰性にシフトしており、ＣＮＶ成分が出現していることが分かる。前述の事象関連電位計測実験において、それぞれの選択肢は、被験者のスペースキー押しから１秒後に提示した。したがって、被験者は問題を解いている状態ではなく、選択肢の提示に対して待機状態であったといえる。選択肢提示時刻（０ｍｓ）よりも前の時間帯で、選択肢の提示に対して待機状態であることに関連して、ＣＮＶ成分が出現したことから、ＣＮＶ成分を指標に、ユーザ５０が次の提示に対して待機状態であるか否かが判定できるといえる。
【０１４３】
なお、逐次提示する選択肢のタイミングに関しても、選択肢を確認するための時間がユーザごとに異なることを考慮して変更することとする。
【０１４４】
図９は、本実施形態によるサービス提供システム２の機能ブロックの構成を示す。図９はまた、サービス提供装置１１の詳細な機能ブロックも示している。なお、ユーザ５０のブロックは説明の便宜のために示されている。
【０１４５】
図９においては、図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。図９に示すサービス提供装置１１が、図２に示すサービス提供装置１０と相違する点は、ユーザ５０が次の選択肢の提示に対して待機状態であるか否かを判定し、問題、選択肢を提示するタイミングを制御する提示タイミング制御部５００を有する点である。
【０１４６】
なお、提示選択肢選択部３０２は、提示タイミング制御部５００からの信号を受け取り、その信号に基づくタイミングで選択肢を提示する点において、提示選択肢選択部２０２と異なっている。その他の処理は同じである。選択部２０６と選択部２０５（図２）との違いは、提示選択肢選択部３０２を有しているか、提示選択肢選択部２０２を有しているかのみにある。なお、ＣＰＵ３００の実体は変更されていないため、同じ参照符号を付している。
【０１４７】
以下、提示タイミング制御部５００を説明する。
【０１４８】
提示タイミング制御部５００は、生体信号検出部１００からサンプリングされたユーザ５０の脳波を受け取り、問題または選択肢の理解や確認のための所要時間を考慮して、問題および選択肢提示時刻から例えば５００ｍｓを起点として、事象関連電位のＣＮＶ成分が出現するか否かを判定する。これは、次の問題の提示前の時間帯に相当する。事象関連電位のＣＮＶ成分が出現すると、ユーザ５０は次の選択肢に対して待機状態であると判定し、次の選択肢を提示するよう、提示選択肢選択部２０２に信号を送信する。
【０１４９】
提示選択肢選択部２０２は、提示タイミング制御部５００からの信号を受けて、次の選択肢を選択し、出力部１０１を介して提示する。
【０１５０】
前述のように、ＣＮＶ成分は、予告刺激の後、命令刺激を待っている状態（待機状態）で記録される穏やかな陰性電位であり、予期、注意、意欲、動機づけなどの心理的要因と強く関連するとされている。前述の事象関連電位計測実験において、それぞれの選択肢は、被験者のスペースキー押しから１秒後に提示したので、被験者は問題を解いている状態ではなく、選択肢の提示に対して待機状態であったといえる。図２１に示した総加算平均波形において、選択肢提示時刻（０ｍｓ）よりも前の時間帯で、選択肢の提示に対して待機状態であることに関連して、３つの波形はいずれも陰性にシフトしている。このことからも、ＣＮＶ成分を指標に、ユーザ５０が次の提示に対して待機状態であるか否かが判定できるといえる。
【０１５１】
ＣＮＶ成分の有無は、例えば、５００ｍｓ程度の時間幅で、ユーザ５０の脳波の電位波形から最小二乗法などを用いて傾きを算出し、ある閾値と比較することによって判定してもよい。波形の傾きが閾値よりも小さい場合にはＣＮＶ成分ありと判定し、傾きが大きい場合にはＣＮＶ成分なしと判定する。時間幅は、５００ｍｓに限られるものではなく、３００ｍｓ、７００ｍｓ、１０００ｍｓなどとしてもよい。また閾値は、例えば図２１に示した波形から算出した−１０μＶ／ｓとしてもよいし、ユーザごとに予備実験を実施して決定してもよい。
【０１５２】
３−２−２．実施形態２によるサービス提供システムの処理
次に、図１０のフローチャートを参照しながら、図９のサービス提供システム２において行われる全体的な処理の流れを説明する。
【０１５３】
図１０は、本実施形態によるサービス提供システム２の処理の手順を示す。この手順は、四択問題を提示する際の例である。図８と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。まず、ステップＳ１０１からステップＳ１１１までは、図８の処理と同じである。
【０１５４】
ステップＳ２０１において、提示タイミング制御部５００は、ユーザ５０が次の選択肢の提示に対する待機状態を検出し、待機状態の場合には、提示選択肢選択部２０２へ次の選択肢を提示するよう信号を送信する。提示選択肢選択部２０２は、信号を受けて、次の選択肢を選択し、出力部１０１を介して出力する（ステップＳ１０４）。なお、例えば２０秒以上たってもＣＮＶ成分が出現しない場合には、次の選択肢を提示してもよいし、ユーザ５０は学習に集中していないとして、学習を中止してもよい。
【０１５５】
なお、次の問題を提示するタイミングもＣＮＶ成分を用いて決めてもよい。
【０１５６】
本実施形態のサービス提供システム２によれば、サービス提供装置１１を用いてサービス提供システム２を構成することで、ユーザが次の選択肢の提示に対して待機状態であるか否かを事象関連電位のＣＮＶ成分を用いて判定し、ユーザにとって適切なタイミングで選択肢が提示されるようになる。
【０１５７】
加えて、ユーザが回答入力をしない場合でも、事象関連電位の選択肢提示時刻から約４００ｍｓの部分を用いて、ユーザがどの選択肢に対して正解だと思ったかを判別できる。これにより、回答入力がある場合と同様の学習支援が可能な学習システムが実現できるので、学習効率の高い回答入力なしの学習が可能となる。
【０１５８】
３−３．実施形態３
３−３−１．実施形態３によるサービス提供システムの詳細な構成
続いて本発明の実施形態３によるサービス提供システムおよびサービス提供装置を説明する。
【０１５９】
実施形態１によるサービス提供システム１においては、事象関連電位を用いて、回答入力なしにユーザが正解だと思った選択肢を判定するために、問題、回答選択肢を全て逐次提示する設定にしていた。そのため、選択肢の数によっては一問あたりに要する時間が長くなる可能性があった。
【０１６０】
本実施形態によるサービス提供システム３においては、ユーザ状態判定部（以下「判定部」）６００は、「正解だと思った」と判別された選択肢があったことを提示選択肢選択部６０１に通知し、その問題に関してはそれ以後の無駄な回答選択肢を提示しないようにして、より効率的な学習支援を実現する。
【０１６１】
図１１は、本実施形態によるサービス提供システム３の機能ブロックの構成を示す。図１１はまた、サービス提供装置１２の詳細な機能ブロックも示している。なお、ユーザ５０のブロックは説明の便宜のために示されている。
【０１６２】
図１１においては、図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。図１１に示すサービス提供装置１２が、図２に示すサービス提供装置１０と相違する点は、図２中の判定部２００の機能に加えて、「正解だと思った」と判別された選択肢を、提示選択肢選択部６０１に通知する機能を有する判定部６００を設けた点である。
【０１６３】
なお、提示選択肢選択部６０１は、判定部６００から通知を受けると、その問題に関しては以後の回答選択肢を選択しない機能を有する点において、提示選択肢選択部２０２と異なっている。また提示選択肢選択部６０１は、提示選択肢選択部２０２と同様に、選択肢提示後に、例えば正解（の選択肢）、ユーザ５０が正解だと思った選択肢が正解だったか否かの正誤結果を提示する。その他の処理は同じである。選択部２０７と選択部２０５（図２）との違いは、提示選択肢選択部６０１を有しているか、提示選択肢選択部２０２を有しているかのみにある。なお、ＣＰＵ３００および結果蓄積ＤＢ２０４の実体は変更されていないため、同じ参照符号を付している。
【０１６４】
以下、判定部６００、提示選択肢選択部６０１を説明する。
【０１６５】
判定部６００は、前述の判定部２００に加えて、「正解だと思った」と判別した場合、提示選択肢提示部６０１に通知する。提示選択肢選択部６０１は、判定部６００からその通知を受け取ると、以後の回答選択肢を提示しないようにする。この方法を採用するときは、選択肢ごとの波形を後から比較して、正解だと思った選択肢を一つ選ぶ方法（処理ｃ）は利用できない。
【０１６６】
「正解だと思った」と判別した以後の選択肢は提示しないことから、より精度の高い識別を行うため、判別の閾値を、前述の判定部２００の場合より厳しく設定してもよい。
【０１６７】
また、事象関連電位に眼電等のノイズが混入しており、正確な判定ができないことも想定される。そのような場合には、判定部２００は、提示された選択肢をユーザが正解と考えているか否かの判定を中止し、判定から除外したことを、提示選択部提示部６０１に通知してもよい。その通知を受けて、提示選択部提示部６０１は、その選択肢を再度提示してもよい。
【０１６８】
３−３−２．実施形態３によるサービス提供システムの処理
次に、図１２のフローチャートを参照しながら、図１２のサービス提供システム３において行われる全体的な処理の流れを説明する。
【０１６９】
図１２は、本実施形態によるサービス提供システム３の第１の処理の手順を示す。図８と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。まず、ステップＳ１０１からステップＳ１１１までは、図８の処理と同じである。
【０１７０】
ステップＳ３０１において、判定部６００は、判別結果が「正解だと思った」を示す場合には、提示選択肢選択部６０１に判別結果を通知する。提示選択肢選択部６０１は通知を受けると、出力部１０１を介して、問題ＤＢ２０３に記載されている正解を出力するとともに、それ以後の回答選択肢の提示をやめる。
【０１７１】
このような処理により、ある回答選択肢に対してユーザが正解だと思ったと判定した場合にそれ以後の回答選択肢を提示しないことで、無駄な回答選択肢の提示を減らすことが可能となり、より効率的な学習支援が実現できる。
【０１７２】
図１２に示す処理は、さらに図１３に示す処理に変形することもできる。図１３は、本実施形態によるサービス提供システム３の第２の処理の手順を示す。図１３に示す処理は、判定部６００において「正解だと思った」と判定された回答選択肢と、問題ＤＢ２０３に記載されている実際の正解選択肢を比較して、間違っていた場合には次の回答選択肢を提示する。
【０１７３】
図１３において、図１２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。まず、ステップＳ１０１からステップＳ１１１およびステップＳ３０１は、図１２の処理と同じである。
【０１７４】
ステップＳ３０２において、提示選択肢選択部６０１は、判定部６００において「正解だと思った」と判定された選択肢と問題ＤＢ２０３に記載されている実際の正解選択肢を比較し、一致する場合にそれ以後の回答選択肢の提示をやめて、処理はステップＳ１０９に進む。一致しない場合には処理はステップＳ１０７以降に進み、提示選択肢選択部６０１は、次の回答選択肢を提示する。
【０１７５】
このような処理によって、ユーザが正解だと思ったと判定した選択肢が正解の場合に限り、それ以後の回答選択肢を提示しないことで、無駄な回答選択肢の提示を減らすことが可能となり、より効率的な学習支援が実現できる。
【０１７６】
さらに、図１３に示す処理は、図１４に示す処理に変形することもできる。図１４は、本実施形態によるサービス提供システム３の第３の処理の手順を示す。図１４に示す処理は、判定部６００において、眼電等のノイズが混入し、判定から除外された選択肢をもう一度提示し、再判定する。
【０１７７】
図１４において、図１２と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。相違点は、図１４に示す処理には、図１２のステップＳ１０６とステップＳ３０１との間に、ステップＳ３０３が設けられたことである。
【０１７８】
ステップＳ３０３において、提示選択肢選択部６０１は、判定部６００において、選択肢提示時刻を起点に計測したユーザ５０の事象関連電位に眼電等のノイズが混入したため判定から除外されたことの通知を受けると、その回答選択肢をもう一度提示する。
【０１７９】
このような処理によって、選択肢提示時刻を起点に計測した事象関連電位に眼電等のノイズが混入し、判定から除外された選択肢をもう一度提示することが可能となり、判定できない選択肢が減少するため、より高精度にユーザが正解だと思った選択肢を特定できる。
【０１８０】
なお、提示選択肢選択部６０１が、問題ＤＢ２０３を参照して提示する選択肢を選択する際に、正解の選択肢を早い段階に提示してもよい。たとえば選択肢数をｎとしたとき、（ｎ／２）番目またはそれよりも前に正解の選択肢を提示してもよい。または（ｎ／３）番目またはそれよりも前に正解の選択肢を提示してもよい。これにより、選択肢の提示を減らすことが可能である。
【０１８１】
本実施形態のサービス提供システム３によれば、サービス提供装置１２を用いてサービス提供システム３を構成することで、ユーザ状態判定結果に応じた、回答選択肢の提示方法の切り替えが実現できる。すなわち、無駄な選択肢の提示を減らし、必要な選択肢の再提示が可能となり、より効率的な回答入力なしの場合の学習支援が実現できる。
【０１８２】
３−４．実施形態４
３−４−１．実施形態４によるサービス提供システムの詳細な構成
続いて本発明の実施形態４によるサービス提供システムおよびサービス提供装置を説明する。
【０１８３】
実施形態１によるサービス提供システムは、冒頭に説明した実験結果を受けて学習システムとして実現されていた。学習システムでは、ユーザの事象関連電位を用いてユーザが正解だと思った選択肢を判定し、回答入力がある場合と同様の学習支援を実現されるとした。
【０１８４】
しかし、上述の実験結果は、学習システム以外の他のシステムにも応用できる。上述の実験結果を利用すると、ユーザが所望する機器動作の判定が可能となるため、操作入力なしにユーザが所望した機器動作を実行する情報機器が実現できる。たとえば、電車内等においてユーザがテレビ番組を録画・視聴できる携帯端末を使用するときに、録画した番組の中からユーザがその時点で見たいと思っている番組を操作入力なしに選択できる。
【０１８５】
本実施形態では、冒頭に説明した実験における学習問題の提示に代えて、情報機器を使用してユーザが実現したい機器動作に関する質問（たとえば「どの録画番組を見ますか？」）を提示する。そして、問題に対する回答選択肢に代えて、たとえば機器側が提供できるサービス候補（たとえば録画済み番組の番組名）を逐次提示する。
【０１８６】
視聴したい番組の番組名をユーザが予め想起しており、かつ、複数の番組名が逐次提示されるとき、ユーザは想起した番組名の提示を待っている。このときの心理状態は、先の実施形態においてユーザが正解だと思った回答選択肢の提示を待っているときの心理状態と同じであると考えられる。そして、ユーザが想起した機器動作名とサービス提供装置１３が提示した選択肢に記載の機器動作名とが一致したときは、ユーザにとってみれば機器から「正解」の選択肢が提示されたことになる。すなわち、ユーザはその選択肢を「正解」と考えたといえる。そこで、選択肢が出力部１０１を介して出力されたタイミングを起点とした事象関連電位の約４００ｍｓの部分を用いると、ユーザが想起した機器動作名と、サービス提供装置１３が提示した選択肢に記載の機器動作名とが一致したか否かを自動的に検出できる。
【０１８７】
これにより、例えば電車の車内などの操作入力が困難な状況や、ユーザが操作入力動作をできない、または操作入力動作をしない状況において、操作入力なしで所望の機器動作を実現するサービス提供システムを実現できる。
【０１８８】
以下、操作入力なしで所望の機器動作を実現するサービス提供システムを説明する。
【０１８９】
図１５は、本実施形態によるサービス提供システム４の機能ブロックの構成を示す。図１５はまた、サービス提供装置１３の詳細な機能ブロックも示している。なお、ユーザ５０のブロックは説明の便宜のために示されている。図１５に示すサービス提供装置１３は、たとえばＰＤＡや携帯電話などの情報機器である。
【０１９０】
図１５においては、図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。図１５に示すサービス提供装置１３が、図２に示すサービス提供装置１０と相違する点は、サービス提供装置１３（情報機器）において提供可能な動作（機能）を質問形式で提示する提示質問選択部７０１と、機器動作の候補を選択する提示選択肢選択部７０２と、情報機器の機能に関する質問および機器動作の候補の一覧を保存する機器動作ＤＢ７０３と、ユーザが選択したい選択肢であったかどうかを判定するユーザ状態判定部（以下「判定部」）７００を有する点である。なお、提示質問選択部７０１および提示選択肢選択部７０２は選択部２０８に含まれること、および、選択部２０８はＣＰＵ３００の動作によって実現されることについては、これまでの実施形態と同じである。
【０１９１】
以下、サービス提供装置１３が、テレビ番組を録画・視聴できる携帯端末であるとして説明する。
【０１９２】
提示質問選択部７０１は、後述の機器動作ＤＢ７０３を参照し、ユーザが情報端末で実現可能な機能を質問形式で提示する。たとえば、「どの録画番組を視聴しますか？」や「どの録画番組を消去しますか？」である。この携帯端末において音楽の再生やゲームのプレイも可能である場合には、たとえば「どの機能（番組視聴／音楽再生／ゲーム）を使用しますか？」であってもよい。提示する質問の順序は、機器動作ＤＢ７０２に保存された順序に応じて決定してもよいし、ユーザの状況や周囲の状況に応じて決定してもよい。
【０１９３】
提示選択肢選択部７０２は、機器動作ＤＢ７０３を参照し、提示質問選択部７０１で選択された質問に応じた機器動作の候補の選択肢を選択する。提示質問選択部７０１において、「見たい録画番組はどれですか？」が選択された場合には、録画済みの番組名を選択する。選択された番組名は出力部１０１を介して文字列で出力する。
【０１９４】
機器動作ＤＢ７０３は、端末で実現可能な機能に関する質問と、機器動作の候補を選択肢として保存する。図１６は、機器操作ＤＢ７０３に蓄積された質問に関するデータの具体例を示す。機器動作ＤＢ７０３は、実現可能な機器動作の数に合わせて複数の選択肢を保持している。なお、選択肢は複数であればよく、その個数は問わない。また、質問、選択肢に加えて、質問の提示順序に関するデータを保存してもよい。
【０１９５】
なお、機器動作ＤＢ７０３には最新の状況が常に反映される必要がある。たとえば番組が録画された場合にはその番組名が追加され、録画された番組が消去された場合にはその番組名も消去される。このような更新は、番組の録画、再生等を制御する回路からの指示に基づいて行われてもよいし、ＣＰＵ３００によって行われてもよい。
【０１９６】
判定部７００は、前述の判定部２００と同様の方法で、生体信号検出部１００によって検出されたユーザ５０の生体信号に基づき、ユーザが選択したいと思った選択肢を検出し、機器動作制御部８００に通知する。
【０１９７】
機器動作制御部８００は、提示選択肢選択部７０２で選択された機器動作に関する選択肢を受け取り、判定部７００によってユーザが選択したいと思った選択肢であった場合に、対象の機器動作を実行する。たとえば、提示選択肢選択部７０２で選択した選択肢が番組Ｃであった場合に、番組Ｃを再生する。
【０１９８】
３−４−２．実施形態４によるサービス提供システムの処理
次に、図１７のフローチャートを参照しながら、図１７のサービス提供システム４において行われる全体的な処理の流れを説明する。
【０１９９】
図１７は、本実施形態によるサービス提供システム４の処理の手順を示す。図８と同じ処理を行うステップについては同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０２００】
ステップＳ４０１において、提示質問選択部７０１は、機器動作ＤＢ７０３を参照してユーザ５０に提示する質問を選択する。
【０２０１】
ステップＳ４０２において、ステップＳ４０１で選択された質問が出力部１０１を介してユーザ５０に出力される。
【０２０２】
ステップＳ４０３において、判定部７００は、ステップＳ１０４によって受信したトリガを起点に事象関連電位の約４００ｍｓの波形から、提示された選択肢に対してユーザが選択したいと思ったか否かを判別する。
【０２０３】
ステップＳ４０４において、機器動作制御部８００は、ステップＳ４０３において判定部７００が判別した結果と、提示選択肢選択部７０２から取得した選択肢情報に基づき、ユーザが選択したいと思った選択肢を実行する。このような処理によって、ユーザが選択したいと思った選択肢が判別可能となる。
【０２０４】
サービス提供装置１３を用いてサービス提供システム４を構成することにより、機器動作の候補の提示を起点とした事象関連電位を用いてユーザが選択したい選択肢か否かの判別ができるため、ボタンの押下等の操作入力なしにユーザが所望する機器動作を実行する情報機器が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０２０５】
本発明のサービス提供装置およびサービス提供システムは、問題と逐次提示される回答選択肢を回答入力なしに見ているだけで、ユーザがどの選択肢に対して正解だと思ったかが判別できる。これによって、例えば電車など、回答入力が困難な状況や、回答入力をしない状況での、回答入力なしの学習においても回答入力ありの場合と同様の学習支援が可能な学習システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】実施形態１によるサービス提供システム１の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態によるサービス提供システム１の機能ブロックの構成を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、問題ＤＢ２０３に蓄積された問題に関するデータの具体例を示す図である。
【図４】マハラノビス距離を計算するための基準テーブル２１０の例を示す図である。
【図５】結果蓄積ＤＢ２０４のデータ構造の一例を示す図である。
【図６】提示問題選択規則テーブル２１１のデータ構造の一例を示す図である。
【図７】提示問題選択規則テーブル２１１のデータ構造の他の例を示す図である。
【図８】サービス提供システム１の処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】実施形態２によるサービス提供システム２の機能ブロックの構成を示す図である。
【図１０】実施形態２によるサービス提供システム２の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態３によるサービス提供システム３の機能ブロックの構成を示す図である。
【図１２】実施形態３によるサービス提供システム３の第１の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態３によるサービス提供システム３の第２の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態３によるサービス提供システム３の第３の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態４によるサービス提供システム４の機能ブロックの構成を示す図である。
【図１６】機器操作ＤＢ７０３に蓄積された質問に関するデータの具体例を示す図である。
【図１７】実施形態４によるサービス提供システム４の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】実験手順の概要を示す図である。
【図１９】１問分の実験手順を示すフローチャートである。
【図２０】被験者の脳波を測定するための電極の貼り付け位置を示す図である。
【図２１】実験結果として得られた事象関連電位の波形を示す図である。
【図２２】閾値を利用した選択肢の判別処理ａ１の手順を示すフローチャートである。
【図２３】マハラノビス距離を利用した選択肢の判別処理ａ２の手順を示すフローチャートである。
【図２４】相関係数を利用した選択肢の判別処理ｂの手順を示すフローチャートである。
【図２５】事象関連電位の平均値を利用した選択肢の判別処理ｃの手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２０７】
１〜４  サービス提供システム
１０〜１３  サービス提供装置
１００  生体信号検出部
１０１  出力部
２００、６００、７００  ユーザ状態判定部
２０１  提示問題選択部
２０２、３０２、６０１  提示選択肢選択部
２０３  問題ＤＢ
２０４  結果蓄積ＤＢ
２０５〜２０８  選択部
３００  ＣＰＵ
３０１  ＲＡＭ
４００  プログラム
５００  提示タイミング制御部
７０１  提示質問選択部
７０２  提示選択肢選択部
７０３  機器動作ＤＢ
８００  機器動作制御部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007148469.tif 000030
【図２】
2007148469.tif 000031
【図３】
2007148469.tif 000032
【図４】
2007148469.tif 000033
【図５】
2007148469.tif 000034
【図６】
2007148469.tif 000035
【図７】
2007148469.tif 000036
【図８】
2007148469.tif 000037
【図９】
2007148469.tif 000038
【図１０】
2007148469.tif 000039
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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