(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行運動するロボットと、
生体から生体情報を検出する検出手段と、
前記生体のあるべき状態である安静状態及び躍動状態の一方にあるときに前記検出手段を介して検出された比較情報を記憶する記憶手段と、
前記検出手段にて検出された生体情報と、前記記憶手段に記憶された前記比較情報とを比較する比較手段と、
前記比較手段での比較結果に基づいて、前記生体があるべき姿でないと判断した時は、前記ロボットを制御して、前記生体があるべき状態に向かうように前記生体の感覚に訴える動作を前記ロボットに実施させる制御手段と、
を有し、
前記ロボットは少なくとも基本動作を実施するものであり、前記基本動作が前記ロボットの円運動及び蛇行運動であり、
前記制御手段は、前記ロボットの基本動作として、前記生体を安静状態に仕向ける際の第１の基本動作形態と、前記生体を躍動状態に仕向ける際の第２の基本動作状態に制御し、前記第１の基本動作形態は第２の基本動作形態よりもゆったりと遅く、前記第２の動作形態は第１の動作形態よりも細かく素早いことを特徴とする生体の状態制御支援装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ロボットの基本動作には音声出力が含まれ、
前記制御手段は、前記比較結果に基づいて、前記生体に向けて発する音声の出力形態を変更制御することを特徴とする生体の状態制御支援装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記検出手段は、生体の脈拍数、指尖容積脈波の振幅及び脈波に含まれる周波数成分のうちの少なくとも一つを検出することを特徴とする生体の状態制御支援装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記ロボットの動作後に前記検出手段により検出された生体情報と前記記憶手段の前記比較情報とを比較する前記比較手段の比較結果に基づいて、前記生体の状態を告知する手段をさらに有することを特徴とする生体の状態制御支援装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記検出手段は、前記生体のあるべき状態が安静状態であるとき、前記安静状態を境にしてポジティブな興奮状態の時とネガティブな緊張状態の時とのいずれか一方の時の前記生体情報を検出し、
前記比較手段は、前記比較情報と前記検出情報との差の絶対値とその正負の符号を出力し、
前記制御手段は、検出された前記絶対値と前記符号とに基づき、前記ロボットを制御することを特徴とする生体の状態制御支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば緊張または躍動状態の生体を安静状態にするための支援を行う生体の状態制御支援装置及びそれを用いたロボット制御装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、自律神経失調症の薬理治療として、精神安定剤、自律神経調整剤またはビタミン剤などを患者へ処方することが行われてきたが、近年、自律訓練法と呼ばれる治療法が自律神経失調症を含む様々な病気の治療などに用いられている（文献「自律訓練法の実際」佐々木雄二  著、創元社  刊）。
【０００３】
これとは別に、バイオフィードバックと呼ばれる生理現象を利用した治療法が従来より利用されている（例えば、文献「臨床家のためのバイオフィードバック方法、平井  久監訳、医学書院」参照）。この治療法は、普段あまり意識していない筋肉の緊張や、皮膚温、脈拍といった各種の生体情報を被験者（ユーザー）に知らせて身体反応を制御しようと試みるものである。例えば、筋肉の緊張を用いた治療では、筋電図などにより検出した筋活動を音響信号に変換し、これをユーザーに聴取させることで治療を行うものである。このバイオフィードバックを適用した技術として、例えば特開平４−２００４４０、特開昭５９−２３２３８０に記載されてものがある。
【０００４】
一方、本出願人はＷＯ９８／０１１７７にて、上記各公報に記載された技術をさらに改善した提案を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来技術では、いずれも生体情報の目標値を設定しておき、ユーザーから測定した生体情報と比較し、差がある場合にはユーザーにそれを告知するというものであった。
【０００６】
したがって、これらの従来技術では、告知された情報を指標としてユーザー自ら例えば緊張を解くことが前提となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、従来技術の解決手法をさらに改善し、被制御対象の振る舞いによって生体をあるべき状態に引き込ませることで、生体の状態制御を支援できる装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る生体の状態制御支援装置は、
被制御対象と、
生体から生体情報を検出する検出手段と、
前記生体のあるべき状態と対応する比較情報を記憶する記憶手段と、
前記検出手段にて検出された生体情報と、前記記憶手段に記憶された前記比較情報とを比較する比較手段と、
前記比較手段での比較結果に基づいて前記被制御対象を制御して、前記生体があるべき状態に向かうように前記生体の感覚に訴える動作を前記被制御対象に実施させる制御手段と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項１の発明によれば、生体の現在の状態（例えば興奮または躍動状態）を反映する生体情報と、予め記憶された生体のあるべき状態（例えば安静状態）と対応する比較情報とを比較している。これにより、生体があるべき状態からどれだけずれているかが分かる。本発明では、単にこの現在の状態を告知するに止まらず、比較結果に基づいて被制御対象を駆動制御して、生体があるべき状態に向かうように、生体の感覚に訴える動作を被制御対象に行わせている。これにより、被制御対象の動作を認識した生体の精神状態は、引き込み現象ないしは同調現象によって、あるべき状態に向かう。
【００１０】
被制御対象は、請求項２に示すように、少なくとも基本動作を実施するもので構成できる。この場合、制御手段は、被制御対象の基本動作の機能を維持したまま、比較結果に基づいて基本動作の動作形態を変更制御する。
【００１１】
こうすると、引き込み現象を生じさせるための被制御対象の制御は、基本動作の動作形態のみ変更すればよいので、基本動作自体を変更するものと比較して、複雑なプログラムを要せずに制御が容易となる。
【００１２】
ここで、基本動作の動作形態の変更とは、請求項３〜５に示すように、その動作速度、動作周期あるいは動作振幅の一つまたは複数を変更するものでよい。
【００１３】
また、請求項６に示すように、被制御対象の基本動作には音声出力が含まれている場合には、制御手段は、比較結果に基づいて、生体に向けて発する音声の出力形態を変更制御しても良い。例えば、敬語の使用の有無で区別したり、声色を変えるなどの制御である。
【００１４】
比較情報としては、予め一般的な生体情報をメーカが記憶手段に記憶してもよいが、ユーザが自ら実際に比較情報を収集することが好ましい。この場合、請求項７に示すように、記憶手段を記憶制御する記憶制御手段がさらに設けられる。この記憶制御手段は、検出手段にて検出された生体情報を比較情報として記憶手段に記憶制御する。
【００１５】
こうすると、請求項８，９に示すように、生体の安静時あるいは躍動時の生体情報を、生体のあるべき状態としての比較情報として記憶手段に記憶させることができる。
【００１６】
この種の生体情報としては種々のものを挙げることができるが、生体の状態を反映しかつ検出しやすいものとして、請求項１０に示すように、生体の脈拍数、指尖容積脈波の振幅及び脈波に含まれる周波数成分などを挙げることができる。
【００１７】
請求項１１に示すように、被制御対象の動作後に検出手段により検出された生体情報と記憶手段の前記比較情報とを、比較手段によって再度比較し、この比較結果に基づいて、生体の状態を告知する手段をさらに設けることが好ましい。
【００１８】
こうすると、被制御対象の動作に起因した引き込み現象ないしは同調現象の効果を、告知手段を介して生体が認識することができる。
【００１９】
検出手段は、生体のあるべき状態を境にしてポジティブな状態の時とネガティブな状態の時とのいずれか一方の時の生体情報を検出することがある。この場合には、請求項１２に示すように、比較手段は、比較情報と検出情報との差の絶対値とその正負の符号を出力する。そして、制御手段は、検出された絶対値と符号とに基づき被制御対象を制御することができる。
【００２０】
こうすると、絶対値が同じでも符号が異なれば被制御対象の動作形態を異ならせることができる。従って、生体をあるべき状態に向けて引き込むための動作形態となるように、被制御対象を制御することができる。
【００２１】
また、本発明は、ペット型ロボット、看護ロボットなど、常時生体と接することの多いロボットを被制御対象とするロボット制御装置に好適である。この場合も、基本動作の機能は維持したまま、その動作速度、動作周期、動作振幅、音声の質、言葉使いなどの変更により、生体をあるべき状態に向けて引き込むことが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（本発明の原理説明）
先ず、本発明の原理について、図１（Ａ）（Ｂ）を参照して説明する。本発明装置は、図１（Ｂ）に示すようにロボット制御装置１０１と、これにより制御されるロボット２００とを有する。なお、ロボット制御装置１０１の一部の機能をロボット２００に内蔵させても良い。
【００２３】
図１（Ａ）は、生体１００のあるべき姿（例えば安静状態）における生体情報の検出モードを示している。図１（Ｂ）は、被制御対象であるロボット２００の動きにより生体１００に引き込み現象を生じさせて、生体１００をあるべき姿に引き戻す生体の状態制御支援モードを示している。
【００２４】
図１（Ｂ）では、生体１００があるべき姿（例えば安静状態）でない状態（例えば緊張状態または興奮状態）の時に、その時に検出された生体情報に基づいて、ロボット２００の動きをロボット制御装置１０１により駆動制御する。ロボット２００は、その基本動作として例えば円運動と蛇行運動とを繰り返す。このロボット２００の基本動作の動作形態の制御として、例えば円運動の移動速度Ｖ、円運動の半径Ｒ、蛇行の周期Ｔ及び蛇行の振幅Ａが変更制御される。
【００２５】
先ず、図１（Ａ）に示すように、生体情報の検出モードが実施され、これはロボット制御装置１０１の生体情報検出部１０２、記憶制御部１０４及び記憶部１０６を用いて実視される。すなわち、人体１００より脈波などの生体情報を生体情報検出部１０２にて検出しておき、これを記憶制御部１０４の制御に従って記憶部１０６に記憶しておく。この記憶された生体情報は、図１（Ｂ）に示す比較部１０８での比較情報となる。
【００２６】
図１（Ｂ）の生体の状態制御支援モードにおいても、現在の生体１００の生体情報が生体情報検出部１０２にて検出される。今回検出された生体情報は、先に記憶部１０６に記憶された比較情報と比較部１０８にて比較される。例えば、比較情報が安静時の生体情報であり、今回検出された生体情報が緊張時のものであれば、その生体情報間の差が比較部１０８にて分かる。
【００２７】
制御部１１０は、比較部１０８での比較結果に基づいて、ロボット２００の基本動作の機能を維持したまま、その動作形態を変更制御する。例えば、緊張または躍動状態の状態の生体１００を安静状態に引き込むようにロボット２００の基本動作の動作形態を変更制御する。逆に、安静状態の生体１００を躍動状態に引き込むこともできる。ロボット２００の基本動作の動作形態は、例えば下記の表１の通りである。
【００２８】
0004003300.tif 000002
【００２９】
このような制御例によれば、現在躍動状態にある生体１００は、ゆったりと遅く移動するロボット２００を見ることで、それと同調して安静状態に引き込まれると期待される。一方。現在安静状態にある生体１００は、細かくかつ素早く移動するロボット２００を見ることで、それと同調して躍動状態に引き込まれると期待される。
【００３０】
（検出される生体情報について）
検出される生体情報は、生体状態を示す指標となるものであれば良く、ここでは下記の３つについて説明するが、これらに限定されるものではない。
【００３１】
▲１▼脈拍数
脈拍数は生体状態を示す代表的な指標である。脈拍数が標準値（例えば６０程度）であれば、生体１００は安静状態と言える。脈拍数が標準値より高ければ、生体１００は興奮または躍動状態と言える。
【００３２】
▲２▼脈波の周波数成分の比率（ＬＦ／ＨＦ）
心電図において、ある心拍のＲ波と次のＲ波との時間間隔が一般にＲＲ間隔と呼ばれている。このＲＲ間隔も、人体の自律神経機能、すなわち生体状態を示す指標となる数値である。図３は、心電図における心拍と、これら心拍の波形から得られるＲＲ間隔とを図示したものである。同図に示すように、心電図の測定結果の解析からＲＲ間隔が時間の推移とともに変動することがわかる。
【００３３】
一方、橈骨動脈部などの末梢部で測定される血圧の変動は、収縮期血圧および拡張期血圧における一拍毎の変動として定義され、心電図におけるＲＲ間隔の変動と対応している。
【００３４】
図４は、心電図と血圧の関係を示したものである。この図からわかるように、一拍毎の収縮期および拡張期の血圧は、各ＲＲ間隔における動脈圧の最大値および該最大値の直前に見られる極小値として測定される。
【００３５】
これら心拍変動あるいは血圧変動のスペクトル分析を行うと、これらの変動が複数の周波数の波から構成されることが分かっている。これらの波は以下に示す３種類の変動成分に区分される。
【００３６】
・呼吸に一致した変動であるＨＦ（High Frequency）成分
・１０秒前後の周期で変動するＬＦ（Low Frequency）成分
・測定結果よりも低い周波数で変動するトレンド（Trend）
これらの成分を得るには、先ず、測定した脈波のそれぞれについて、隣合うＲ波間の間隔であるＲＲ間隔を求めて、得られたＲＲ間隔の離散値を適当な方法により補間するとともに、補間後の曲線にＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を施してスペクトル解析を行うと、上述の変動成分を周波数軸上のピークとして取り出すことができる。
【００３７】
図５（Ａ）は、測定した脈波の間隔を変動波形、および該変動波形を上記３つの周波数成分に分解した場合の各変動成分の波形を示している。また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示した脈波間隔の変動波形に対するスペクトル分析の結果である。
【００３８】
この図から分かるように、０．０７Ｈｚ付近、０．２５Ｈｚ付近の２つの周波数においてピークが見られ、前者がＬＦ成分であり、後者がＨＬ成分である。なお、トレンドの成分は測定限界以下であるため図からは読みとれない。
【００３９】
ここで、ＬＦ成分は交感神経の活動に関係しており、本成分の振幅が大きいほど緊張の傾向にある。一方、ＨＦ成分は副交感神経の活動に関係しており、本成分の振幅が大きいほどリラツクス（安静）の状態にある。
【００４０】
また、ＬＦ成分およびＨＦ成分の振幅値には個人差があるのでこれを考慮すると、ＬＦ成分とＨＦ成分の振幅比である「ＬＦ／ＨＦ」が生体状態の指標として有用である。
【００４１】
ここで、ＬＦ／ＨＦの値が大きいほど緊張の傾向にあり、ＬＦ／ＨＦの値が小さいほどリラックスの傾向にある。
【００４２】
▲３▼指尖容積脈波の振幅
指先の血管中のヘモグロビンの色素の量から血液の量が分かることが知られている。このヘモグロビンの色素の量は光学的に検出でき、ヘモグロビンを通過する光は吸光されて光量が減衰される。従って、ヘモグロビンを通過した光量に応じて検出される信号の振幅が変化する。
【００４３】
ここで、興奮状態にある場合にヘモグロビンの量が増えるため、検出信号の振幅は小さくなる。逆に安静状態では興奮時よりもヘモグロビンの量は少ないため、検出信号の振幅は大きくなる。
【００４４】
（ロボット制御装置のブロック図の説明）
図２において、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１は、各部の制御を司るものである。このＣＰＵ１は、図１（Ａ）（Ｂ）における生体情報検出部１０２の一部の機能を果たすとともに、比較部１０８及び制御部１１０の機能を果たすものである。
【００４５】
ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２には、ＣＰＵ１が実行する各種制御プログラムや制御データなどが格納されている。
【００４６】
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３には、図１（Ａ）の生体情報検出モード時に検出された生体情報が比較情報として記憶され、この意味で図１（Ａ）（Ｂ）の記憶部１０６と対応している。また、ＲＡＭ３はＣＰＵ１が各種演算を行うときの作業メモリ領域としても使用される。
【００４７】
操作部４は、ユーザーによりマニュアル操作されるもので、例えば図１（Ａ）の生体情報検出モードの設定と、図１（Ｂ）に示す生体の状態制御支援モードの設定などが行われる。
【００４８】
脈波センサ５は、上述した各種の生体情報を検出するためのものである。脈波センサ５は、後述する図６〜図９に示すように検出位置に応じた構成を有する。例えば図７の場合には、脈波センサ５はフォトトランジスタなどを用いた光センサと発光ダイオードとから構成される。この構成によれば、発光ダイオードから放射された光が指尖部などの血管を介して反射され、光センサにて受光されて、これが光電変換されて脈波検出信号とされる。なお、ＳＮ比を考慮した場合、発光ダイオードには青色光の発光ダイオードが用いられることが好ましい。
【００４９】
Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器６は、脈波センサ５が検出した脈波検出信号をサンプリングしてディジタル信号に変換し、これをＣＰＵ１のバスに出力する。
【００５０】
音源７及び音源制御部８は、ＣＰＵ１からの信号に基づいて、ユーザーの聴覚に訴えて告知を行うものであり、図１（Ｂ）の告知部１１２の一例である。この告知の内容については後述する。
【００５１】
表示装置１０及び表示制御装置１１も同様に図１（Ｂ）の告知部１１２の一例である。
【００５２】
タイマー１２は通常の時計機能を有し、ＣＰＵ１に対して計時情報を付与するものである。
【００５３】
Ｉ／Ｏインターフェース部１５は、図１（Ｂ）に示すロボット２００との間で各種の情報を授受する通信手段を構成する。
【００５４】
（ロボット制御装置の外観構成）
ロボット制御装置１０１は、図１の生体１００の生体情報を検出する必要があることから、ユーザーが日常的に装着しても支障のない構成が望ましい。このような構成として種々のものが考えられるが、ここでは図６〜図９に示すように時計の機能の一部として組み込んだ例について説明する。なお、図６〜図９において、図２と同一機能を有する部材については同一符号が付してある。
【００５５】
図６は、ロボット制御装置１０１を腕時計２０に組み込んだ第１の形態を示す図である。図６において、ボタン２１，２２は、図２の操作部４に対応するものである。ボタン２１は図１（Ａ）のモードと図１（Ｂ）のモードとを切り換えるためのものである。ボタン２２は、各モードの開始／終了をそれぞれ指示入力するためのものである。
【００５６】
ケーブル２５は、指に装着された脈波センサ５と時計２０内部に設けられたＡ／Ｄ変換器６とを電気的に接続するものである。なお、図６に示す脈波センサ５は、上述した光学センサでも圧脈波センサでも構成できる。
【００５７】
図７は、指尖部に取り付けられて指尖容積脈波を測定する脈波センサ５を、ケーブル２５を介して腕時計２０内部のＡ／Ｄ変換器６と接続した例を示している。この脈波センサ５は、上述した通り発光ダイオードとフォトトランジスタとで構成され、指尖部の血管中のヘモグロビンの色素の量から指尖容積脈波を光学的に測定する。
【００５８】
図８では、図６及び図７とは異なり、腕時計２０の本体に、発光面が露出した発光ダイオード２８と、受光面が露出したフォトトランジスタ２９とを配置している。また、発光ダイオード２８からの放射光がフォトトランジスタ２９に直接入射しないように、両者間には間仕切り３０が設けられている。
【００５９】
図８に示す腕時計２０を用いて脈波を測定するためには、腕時計を装着していない側の手の指尖部で、発光ダイオード２８とフォトトランジスタ２９とを覆うようにすればよい。
【００６０】
図９では、腕時計２０のバンド２７に、取付部２６を介して脈波センサ５が取り付けられている。この脈波センサ５は歪みゲージを用いた圧力式のものにより構成される。この腕時計２０が腕に装着されると、脈波センサ５が適度が圧力で橈骨動脈部に押し当てられる。これにより、脈波センサ５からは、橈骨動脈波形を示す脈波信号が得られる。この脈波信号は、バンド２７に埋め込まれた信号線（図示せず）を介して、腕時計２０に内蔵されたＡ／Ｄ変換器６に送られる。
【００６１】
なお、図６〜図９にて得られる脈波信号を２種以上検出するように、ロボット制御装置１０１を構成することもできる。
【００６２】
（被制御対象であるロボットの説明）
被制御対象であるロボット２００は、例えば特開平６−１９０７５９または特開平７−１６８６２２に開示されたマイクロロボットを一部改良することで使用できる。
【００６３】
図１０はロボット２００の側面図、図１１はその上面図、図１２はその底面図である。
【００６４】
このロボット２００は、その正面部に一対の眼球２１２，２１４を有する。この眼球２１４，２１６はセンサとして使用できるが、本実施の形態では例えば赤、緑、黄色で色変化できる発光ダイオードを用いている。この一対の眼球２１２，２１４は図１（Ｂ）の告知部１１２として使用できる他、後述する通り生体１００をあるべき状態に引き込むために点灯または点滅される。また、ロボット２００の正面には、図２のロボット制御装置１０１のＩ／Ｏインターフェイス部１５と送受信するための送受信部２１３を有している。送受信部２１３は、例えば光信号を送信するための発光ダイオードと、光信号を受信するためのフォトダイオードとを備え、図２のＩ／Ｏインターフェイス部１５と光学的な送受信が可能である。この光通信には近赤外線（例えば中心波長が９４０ｎｍ）が使用され、可視光は図示しないフィルタにより遮断される。
【００６５】
図１２に示すように、充電可能な電源部２１６がロボット２００の中央に配置されている。ロボット２００の触覚部２１８及び尾２２０は、電源部２１６の充電に使用されると共にバランサーとしても機能する。
【００６６】
この電源部２１６に近接して回路部２２２が設けられている。この回路部２２２は、回路基板２２３に実装したＣＰＵ−ＩＣ２２４、プルダウン用のチップ抵抗２２６を含んでいる。
【００６７】
駆動部２２８，２３０は、それぞれステッピングモータ及び減速機構を内蔵している。この駆動部２２８，２３０は回路部２２２により制御されて、出力軸２３２，２３４に固定された車輪２３６，２３８を駆動する。
【００６８】
また、スペーサ２３９は、筺体２３９ａに対して、電源部２１６、回路部２２０及び駆動部２２８，２３０を固定している。
【００６９】
図１３は、ＣＰＵ−ＩＣ２２４の詳細を示すブロック図である。ＡＬＵ、各種のレジスタなどで構成されたＣＰＵコア２４０には、プログラムが格納されているＲＯＭ２４２、そのＲＯＭ２４２のアドレスデコーダ２４４、各種データが格納されるＲＡＭ２４６、及びそのＲＡＭ２４６のアドレスデコーダ２４８が接続されている。
【００７０】
水晶振動子２５０は発振器２５２に接続され、発振器２５２の発振信号はＣＰＵコア２４０にクロック信号として供給される。入出力制御回路２５４には、一対のセンサ２１２，２１４と送受信部２１３が接続されている。電圧調整器２５６は電源部２１６の電圧を低電圧にて安定化して回路部２２２に供給するもためのものである。モータ駆動制御回路２５８はＣＰＵコア２４０との間で制御信号の授受を行い、モータ駆動回路２６０，２６２を介してステッピングモータ２６４，２６６を制御する。
【００７１】
このモータ駆動制御回路２５８は、図２のＣＰＵ１、Ｉ／Ｏインターフェイス部１５を介して伝送された制御信号を、図１２、図１３の送受信部２１３、入出力部２５４を介して入力し、その制御信号に基づいてモータ駆動回路２６０，２６２を駆動制御する。これにより、図１（Ｂ）に示す基本動作としての円運動と蛇行運動とを、その速度Ｖ、円軌道の半径Ｒ、蛇行の周期Ｔ及び蛇行の振幅Ａを所望の値に設定しながら実施することができる。
【００７２】
（生体の状態制御支援モードの説明）
図１（Ｂ）に示す生体１００の状態制御支援モードについて、図１４を参照して説明する。なお、このモードの実施に先駆けて、図１（Ａ）に示す生体情報検出モードが実施されているものとする。
【００７３】
まず、ステップ１にて、図２の操作部４（図６〜図８のボタン２１）の操作に基づき、生体１００の状態制御支援モードに設定されていることを確認する。この後、図２の操作部４（図６〜図８のボタン２２）からのモードスタート指令を待って（ステップ２）、図２の脈波センサ５により生体１００の情報例えば脈波の検出を行う（ステップ３）。この生体情報は、図２のＡ／Ｄ変換器６にてディジタル信号に変換され、ＣＰＵ１の制御によりバスを経由して例えばＲＡＭ３に記憶される。なお、ＣＰＵ１はＲＯＭ２内のプログラムに従ってＲＡＭ３内の生体情報を演算処理することも可能である。
【００７４】
次に、図２のＣＰＵ１は、図１（Ａ）の生体情報検出モードの際に収集してＲＡＭ３に記憶されている比較情報と、今回新たに検出してＲＡＭ３内に記憶された検出情報とを比較する（ステップ４）。
【００７５】
ここで、比較情報として安静時の脈拍数（例えば６０回／分）が登録されている時、今回検出された脈拍数が安静時の脈拍数より高いか否かを比較する。もし検出情報が比較情報よりも高ければ、生体１００は現在、興奮状態または躍動状態にあると言える。
【００７６】
脈拍数の他に、比較情報として安静時のＬＦ／ＨＦ値が登録されている時、今回検出されたＬＦ／ＨＦが安静時のＬＦ／ＨＦ値より大きいか否かを比較する。もし検出情報が比較情報よりも高ければ、生体１００は現在、興奮状態または躍動状態にあると言える。
【００７７】
脈拍数及びＬＦ／ＨＦ値の他に、比較情報として安静時の指尖容積脈波の振幅が登録されている時、今回検出された指尖容積脈波の振幅が安静時の指尖容積脈波の振幅よりも大きいか小さいかを比較する。もし検出情報が比較情報よりも低ければ、生体１００は現在、興奮状態または躍動状態にあると言える。
【００７８】
この比較結果は、図１（Ｂ）の告知部１１２により生体１００に告知される（ステップ５）。この告知方法については後述する。この告知によって、上述の背景技術の欄にて説明した通り、生体１００は現在の状態を認識することができる。この結果、例えばリラックスするために必要な動作、例えば深呼吸、運動などが必要なことを促すことができ、それにより生体１００はあるべき姿に向かうことが期待できる。
【００７９】
しかし本実施の形態ではさらに進んで、生体１００に積極的に引き込み現象ないしは同調現象を働きかけて、あるべき姿に向かわせようとするものである。
【００８０】
まず、上記のようにしてＣＰＵ１が比較情報と検出情報とを比較することにより、生体１００のあるべき姿（例えば安静状態）に対して、現在の生体１００がそれよりもずれた姿（例えば興奮または躍動状態）にあるか否かが判定される（ステップ６）。
【００８１】
ＣＰＵ１は、検出情報と比較情報との間に差が生じていないと判断したときには、この状態制御支援モードを停止させ、そうでないときは、生体１００をあるべき姿に引き込むように、ロボット２００を駆動制御する（ステップ７）。
【００８２】
ここで、生体１００のあるべき姿が安静状態であり、今回検出された状態が興奮または躍動状態と判定された時には、上述した表１の上段のようにロボット２００を駆動制御する。
【００８３】
すなわち、図１（Ｂ）に示す円運動の速度Ｖを遅くし、円軌跡の半径Ｒを大きくし、蛇行運動の周期Ｔを大きくし、さらに蛇行運動の振幅Ａを大きくして、ロボット２００の基本動作がゆったりと実施されるように駆動制御する。
【００８４】
ここで、生体情報として、上述した▲１▼脈拍数、▲２▼ＬＦ／ＨＦ値、▲３▼指尖容積脈波の振幅が得られた時には、脈拍数の比較によって速度Ｖ及び半径Ｒを制御し、ＬＦ／ＨＦ値の比較によって周期Ｔを制御し、指尖容積脈波の振幅によって振幅Ａを制御することが好ましい。
【００８５】
これらの制御内容としては、比較情報と検出情報との差の大きさに応じて段階的にまたは連続的に制御値を変更することもできる。
【００８６】
以降、検出情報と比較情報との間に差が生じている限りにおいてステップ３〜ステップ７が繰り返し実行される。生体１００は、このロボット２００の動きを見ることで、興奮または躍動状態から安静状態に引き込まれ、あるべき姿に向けて同調するものと期待される。
【００８７】
上記とは逆に、生体１００のあるべき姿が躍動状態であり、今回検出された状態が安静状態と判定された時には、上述した表１の下段のようにロボット２００を駆動制御する。
【００８８】
すなわち、図１（Ｂ）に示す円運動の速度Ｖを速くし、円軌跡の半径Ｒを小さくし、蛇行運動の周期Ｔを小さくし、さらに蛇行運動の振幅Ａを小さくして、ロボット２００の基本動作が俊敏に実施されるように駆動制御する。
【００８９】
あるいは、生体１００のあるべき姿として、安静状態と躍動状態との間の準躍動状態に設定することも可能である。この場合には、検出情報が目標値（準躍動状態）と安静状態との間であれば、その差の絶対値と共に負の符号であるとＣＰＵ１が判定する。逆に、検出情報が目標値（準躍動状態）と躍動状態との間であれば、その差の絶対値と共に正の符号であるとＣＰＵ１が判定する。そしてＣＰＵ１は、検出情報と比較情報との差の絶対値にだけでなく、その符号に応じてロボット２００の駆動制御内容を異ならせている。
【００９０】
すなわち、負の符号の制御内容は、正の符号の制御内容と比較して、図１（Ｂ）に示す円運動の速度Ｖを速くし、円軌跡の半径Ｒを小さくし、蛇行運動の周期Ｔを小さくし、さらに蛇行運動の振幅Ａを小さくするように設定する。
【００９１】
（生体への比較結果の告知方法）
図１５は、図２の表示装置１０に表示される告知内容の一例を示している。図１５は円グラフにより比較情報に対する検出情報の比率を示している。図中の数値は、比較情報に対する検出情報の倍率であり、図１５の例では（検出情報／比較情報）＝１．２５となっている。例えば、脈拍数を例に挙げれば、比較情報が６０であったのに対して、検出情報では脈拍数が７５であったことを意味する。
【００９２】
図１６は、上記の倍率をグレード付けてフェイスシートにより表示した例を示している。すなわち、倍率Ｇの大きさによって例えばグレード「０」〜「４」に５分割し、各グレード毎に異なるフェイスシートを用意しておく。そして、ＣＰＵ１は上述した比較結果に基づいて、対応するグレードのフェイスシートを図２の表示装置１０に表示することができる。
【００９３】
他の告知方法として、ロボット２００に設けられた一対の眼球２１２，２１４にて、検出された生体情報に基づいて異なる色を、点灯または点滅して出力しても良い。
【００９４】
ロボット２００の一対の眼鏡２１２，２１４は、生体１００の現在の状態を色で告知するものに限らない。例えば、図１４のステップ５での比較結果に基づいて、生体１００に引き込み現象を生じさせる表示形態とすることもできる。例えば生体１００を安静状態に引き込みたいのであれば、緑色にてゆっくりと点滅させることが考えられる。逆に、生体１００を躍動状態に引き込みたいのであれば、赤色にて素早く点滅させると効果的である。
【００９５】
告知方法として、生体１００の聴覚に訴える方法を採用することもできる。すなち、図２の音源７を用いて、上述の告知内容例えばグレードや生体情報の数値を音声に変換して出力するものである。このとき、グレード毎に予め対応付けられた音楽の曲目を聴取させても良い。
【００９６】
この他の告知方法としては、生体１００の感覚例えば臭覚、触覚に訴える方法を用いることもできる。
【００９７】
これらの告知にあたって、本実施の形態で特有なことは下記のことである。すなわち本実施の形態では、図１４の１回目のステップ７を実施してロボット２００を駆動した後、例えば図２のタイマー１２にて所定時間経過したことが計測された後に、図１４の２回目のステップ３が実施されて再度生体情報が検出される。この後、図１４の２回目のステップ４，５が実施され、比較結果が再度生体１００に告知される。この２回目の告知では、１回目のステップ７の実施後の引き込み現象の成果を生体１００が知ることができる。以降、ステップ３〜ステップ７を繰り返す毎に、引き込み現象の成果を生体１００は五感を利用して知ることができる。
【００９８】
（ロボット制御装置の変形例）
ロボット制御装置１０１は、図６〜図９に示す腕時計型に限らず、下記のように構成することもできる。
【００９９】
（１）ネックレス型
図１７は、ネックレス型のロボット制御装置１０１を示している。図１７において、センサパッド３１の中には、脈波センサ５が皮膚に接触するように取り付けられている。このネックレスを首にかけると、脈波センサ５が首の後ろの皮膚に接触して脈波を測定することができる。また、図１７においてブローチに似た中空部を有するケース３２には、ロボット制御装置１０１の脈波センサ５以外の構成が組み込まれている。また、脈波センサ５とケース３２内のＡ／Ｄ変換器６とは、鎖３３に埋め込まれた信号線（図示せず）を介して接続されている。
【０１００】
（２）眼鏡型
図１８は、ロボット制御装置１０１を眼鏡に取り付けた例を示している。図１８において、装置本体はフレームの蔓４１に取り付けられ、この本体はケース４２ａ，４２ｂに分けられ、蔓４１に沿って這わせるかあるいは蔓４１内部に埋め込まれた信号線（図示せず）を介して接続されている。ケース４２ａの内側面には液晶パネル４４が配置され、この液晶画面はミラー４５によって反射されて、眼鏡のレンズ４３に投影されるようになっている。従って、ケース４２ａには主として液晶駆動回路及び光源など、液晶駆動に必要な構成が搭載される。これらは、図２に示す表示装置１０及び表示制御部１１と対応する。
【０１０１】
一方、ケース４２ｂには、脈波センサ５、表示装置１０及び表示制御部１１を除いて、図２に示す主要部の構成が搭載される。脈波センサ５は、耳たぶを挟み込む２つのパッド４６，４６に内蔵されて、ケース４２ｂ内のＡ／Ｄ変換器６とは信号線４６Ａを介して接続されている。
【０１０２】
（３）カード型
図１９に示すカード型装置４７は、例えばユーザーの胸ポケットに収容されるものである。このカード型装置４７とケーブル５Ａで接続された脈波センサ５は、例えば図６に示す腕時計型と同様に、ユーザーの左手人差し指の根元から第２関節までの間に装着される。
【０１０３】
（４）万歩計型
図２０に示す万歩計型装置４８は、ベルト４９に取り付けられる。万歩計本体４８内のＡ／Ｄ変換６は、ケーブル５Ａを介して脈波センサ５と接続される。
【０１０４】
（被制御対象の変形例）
上述した実施の形態では、被制御対象としてマイクロロボットを例に挙げて説明したが、この種の被制御対象は日常生体１００と接する機会のあるものが、引き込み現象の効果の点から好ましい。
【０１０５】
この種の被制御対象として例えばペット型ロボットが好適である。上述したマイクロロボット２００は、その基本動作として円運動と蛇行運動を繰り返すものであったが、ペット型ロボットについてもその基本動作を制御すればよい。ペット型ロボットは、そのペットの種類に応じて独自の基本動作を有し、例えば犬型ロボット、猫型ロボットの基本動作の速度、動作周期、動作の振幅などを、上述の実施の形態と同様に制御すればよい。さらには、ペット型ロボットの鳴き声を制御することもできる。例えば、安静状態に引き込みたいのであれば、穏やかに優しく鳴き、逆に躍動状態に引き込みたいのであれば猛々しく鳴くように制御すればよい。
【０１０６】
この種の被制御対象としてさらに好ましくは、生体１００の身の回りの世話をする各種のロボット、例えば看護ロボットを挙げることができる。この看護ロボットもプログラムに応じた各種の基本動作を実施するが、この各基本動作の速度、動作周期、動作の振幅などを、上述の実施の形態と同様に制御すればよい。また、看護ロボットが応答する音声も制御対象とすることができ、安静状態に引き込みたいときとには穏やかに優しく話しかける他、敬語を用いたり、声色を変えたりしても良い。
【０１０７】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は生体情報の検出モードを示し、図１（Ｂ）はその後の生体の状態制御支援モードを示す概略説明図である。
【図２】図１（Ｂ）に示すロボット制御装置のブロック図である。
【図３】心電図とＲＲ間隔との関係を示す特性図である。
【図４】心電図と脈波波形との関係を示す特性図である。
【図５】図５（Ａ）はＲＲ間隔と該変動を構成する周波数成分との関係を示す特性図であり、図５（Ｂ）はＲＲ間隔の変動をスペクトル分析した結果を示す特性図である。
【図６】ロボット制御装置を腕時計型とし、脈波センサを指の付け根に取り付けた実施態様を示す概略斜視図である。
【図７】ロボット制御装置を腕時計型とし、脈波センサを指尖部に取り付けた実施態様を示す概略斜視図である。
【図８】ロボット制御装置を腕時計型とし、脈波センサを橈骨動脈部と接触させる実施態様を示す概略斜視図である。
【図９】ロボット制御装置を腕時計型とし、脈波センサを橈骨動脈部と接触させる他の実施態様を示す概略斜視図である。
【図１０】図１（Ｂ）に示す被制御対象ロボットの側面図である。
【図１１】図１（Ｂ）に示す被制御対象ロボットの上面図である。
【図１２】図１（Ｂ）に示す被制御対象ロボットの底面図である。
【図１３】図１０〜図１２に示すロボットに内蔵される制御系のブロック図である。
【図１４】図１（Ｂ）に示す生体の状態制御支援モードの動作フローチャートである。
【図１５】図２に示す表示装置での告知方法の一例を示す図である。
【図１６】図２に示す表示装置での他の告知方法を説明するための図である。
【図１７】本発明装置をネックレス型とした実施の形態を示す概略説明図である。
【図１８】本発明装置を眼鏡型とした実施の形態を示す概略説明図である。
【図１９】本発明装置をカード型とした実施の形態を示す概略説明図である。
【図２０】本発明装置を万歩計型とした実施の形態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１  ＣＰＵ
２  ＲＯＭ
３  ＲＡＭ
４  操作部
５  脈波センサ
７  音源
１０  表示装置
１５  Ｉ／Ｏインターフェイス部
２０  腕時計型ロボット制御装置
２１，２２  ボタン
２５  ケーブル
２６  取付部
２７  バンド
２８  発光ダイオード
２９  フォトトランジスタ
１００  生体
１０１  ロボット制御装置
１０２  生体情報検出部
１０４  記憶制御部
１０６  記憶部
１０８  比較部
１１０  制御部
１１２  告知部
２００  ロボット
２１２，２１４  一対の眼球
２１３  送受信部
２１６  電源部
２１８  触覚部
２２０  尾
２２２  回路部
２２４  ＣＰＵ−ＩＣ
２２６  チップ抵抗
２２８，２３０  駆動部
２３２，２３４  出力軸
２３６，２３８  車輪
２３９  スペーサ
２３９ａ  筺体
【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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