情報処理学会 インタラクション 2022
IPSJ Interaction 2022

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2022/2/21

AroNap：香りにおける仮眠支援システムの提案と評価
飯塚 万葉1,a)

横窪 安奈1,b)

ロペズ ギヨーム1,c)

概要：日本人の睡眠時間は非常に短く，睡眠不足に起因する日中の眠気により作業効率が低下している人も多い．その対策として仮眠が推奨されているものの，仮眠習慣を持つ日本人は少ない．本研究では，短時間で効果がある仮眠を支援するウェアラブル入眠・起床促進システム「AroNap(アロナップ)」を開発し，その効果を検証した．AroNap は，コンピュータ制御可能な香り提示デバイスをネックピローに装着することで，仮眠時の入眠及び起床を適切なタイミングで促すシステムである．評価実験では，AroNap の有無と香りの提示タイミングによる脈拍間隔，OSA 睡眠調査票の結果の比較を行い分析し，システムの妥当性を SUS を用いて分析した．実験結果より，AroNap を正しく使用した場合，脈拍間隔では標準偏差の値が小さくなり，OSA 睡眠調査票では標準化得点が向上し，睡眠の質が改善されたことが明らかになった．

1. はじめに世界諸国と比較して日本人の睡眠時間は非常に短い．

職場で仮眠をとることに対するマイナスイメージや仮眠場所の確保，専用設備の費用などが考えられる．
本研究では，作業効率の向上を目的とした短時間の効果

2019 年の経済協力開発機構 (OECD) の調査によると，日ある仮眠を支援するウェアラブル入眠・起床促進システム

本の平均睡眠時間は 7 時間 22 分と OECD 加盟国内におい「AroNap(アロナップ)」の開発を行い，その有用性を検証て最下位であり，世界中で最も睡眠時間が短い国であるとする．評価実験の結果から，実用時の課題についても明らいえる [4]．また，2019 年の国民健康・栄養調査によると，かにする．

男性の 37.5%，女性の 40.6%が 6 時間未満の睡眠であることが示されている [12]．本調査で行われた睡眠の質に関する質問では，男性の 32.3%，女性は 36.9%が「日中，眠気を感じた」と回答している．

2. 関連研究2.1 仮眠に関する研究
甲斐田ら [13] は，短時間仮眠後の睡眠慣性を低減する

日中の眠気による作業効率の低下対策としてパワーナッ目的で強制覚醒と自己覚醒の効果の検討を行った．実験よプが存在する [5]．パワーナップとは日中の短時間仮眠のり，自己覚醒が仮眠後の睡眠完成を抑制するために効果的ことで，NASA により認知能力の 34%向上，注意力の 54%であると示唆された．林ら [19] は，短時間仮眠の自己覚醒向上という科学的効果が実証されている [1]．仕事の効率が短時間仮眠の効果を高めると指摘している．

化として，Google や Apple などの世界的企業ではオフィ

鵜木 [9] による短時間仮眠が心理的・身体的ストレスをスに仮眠スペース，睡眠装置の設置などを行い積極的に仮緩和するか調べた研究では，緊張などの心理的ストレス反眠を推奨している．

応だけでなく，肩こりや目の疲れといった身体的ストレス

日本でも厚生労働省が「健康作りのための睡眠指針 2014」

反応も緩和することが示された．また，前夜の睡眠時間ににて，「午後の早い時刻に 30 分以上の短い昼寝をすることよる効果を比較した研究 [10] では，睡眠時間が不足していが，眠気による作業能率の改善に効果的である」と仮眠をる人だけでなく，睡眠時間が平均的な人にも日中の短時間推奨している [11]．しかし，日本では「勤務中，昼休みな仮眠は効果がある可能性が示唆された．

どに昼寝をしていますか？」という質問に対し，「しない日

小山ら [16] は，椅子における短時間仮眠の研究を行った．のほうが多い」「全くしない」と回答した人が 67.9%と未だ短時間仮眠における椅子とベッドの仮眠には差はなく，同に仮眠が定着していない [6]．定着していない理由として，等の眠気軽減効果が得られることが判明した．

1a)
b)
c)

青山学院大学大学院
miizuka@wil-aoyama.jp
yokokubo@it.aoyama.ac.jp
guillaume@it.aoyama.ac.jp© 2022 Information Processing Society of Japan

2.2 仮眠導入用システム
ヤマハ株式会社は生体リズムに連動した「快眠音」で入479

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眠をサポートする仮眠支援システム「仮眠システム」を開発し，2019 年に成田空港にてプロトタイプのトライアルを実施した [7]．
また，パワーナップ専用の椅子「エナジーポッド」という仮眠導入用システムも存在している [2]．エナジーポッ
ドは，無重力の位置，睡眠音楽，快適な目覚めのための穏やかな光と振動といった使用者がリラックスできるように
図 1設計されている．しかし，これらのシステムは高額でかつAroNap で使用したネックピローとアロマストーン設置に広大な場所が必要であり企業への導入が難しい．

2.3 香りを用いた睡眠誘導山本ら [15] は，針葉樹の精油に含まれている香気成分セドロールの交感神経活動抑制効果を睡眠場面に応用した．
本実験では，総睡眠時間がセドロール条件で有意に延長，入眠潜時はセドロール条件で有意に短縮，睡眠効率もセド
図 2 M5StickC と ServoHAT を接続した様子

ロール条件で上昇する傾向があった．そして，セドロールの交感神経活動鎮静作用は睡眠前半において 1 分以上連続する明確な中途覚醒を減少させる傾向を示した．以上から，セドロールの交感神経活動抑制効果は，眠りに移行しやすい環境を創出可能である．
大野ら [17] は，紅茶の香りがストレス意識の高い女性の睡眠に及ぼす効果を検証した．本実験により，主観的な睡眠の質の向上，入眠・睡眠維持，疲労回復，睡眠時間に対する満足感の向上，ストレス意識を低減する心理作用が見

図 3られたため，紅茶の香りによってストレス意識が低減し睡眠が円滑になることを確認した．

3D プリンタで制作した AroNap モジュールと蓋G，モトローラ，Android4.4.4），図 1 に示す市販のネックピ
ロー*3 とアロマストーン*4 もしくはコットンから構成した．

2.4 香り提示手法

AroNap が対象とするユーザは，仮眠を必要としている

香りを提示する手法は複数存在し，代表的な手法の一が寝付きにくい人や快適な起床ができない人であり，椅子つにアロマを用いる手法がある．アロマはキャンドルやに座った状態での短時間の仮眠時に使用することを想定しディフューザなど様々な手段で使用することが可能である．ている．また，AroNap は既存の仮眠システムのように専

アロマディフューザで商用化されているものには Aroma用の場所を必要とするものではない．AroNap に使用するStick*1 など小型化され持ち運びしやすいものも存在する．

アロマやネックピローなどの構成要素は，安価で購入可能

また，日本人にとって香りは古来より身近であり，香りであり，使用場所は自分自身の席や空いている会議室で使袋や香炉など様々な香り提示手法が古くから親しまれてい用することが可能である．

る．横窪ら [8] が提案した香道体験システムでは，インタラクティブな香炉を開発しており香りとインタラクション

3.2 AroNap の構成の取り組みには未だ開拓の余地があると考えられる

3. AroNap

AroNap のハードウェアは，M5StickC に ServoHAT を装着したセンサ及びアロマストーンを格納する箱（以下，AroNap モジュール）で構成した．M5StickC には蓋を開閉
3.1 AroNap の概要
AroNap は，香りの特性を用いて入眠と起床を促進させするためのサーボモータである ServoHat を装着し，AroNapモジュールの蓋の開閉をコントロールしている（図 2）．

ることで，作業効率の向上を目的とした短時間の仮眠の支今回制作した AroNap モジュールは，直径 10cm，高さ援を目的としたシステムである．AroNap の名称は，香り2.5cm の円柱の箱を有し，蓋は 8cm 程度のしずく型であの「Aroma」と仮眠の「Nap」を組み合わせて命名した．

*1*2

AroNap は 2 つの M5StickC*2 ，スマートフォン（moto*3

Aromastic, ソニー社製, https://scentents.jp/aromastic/M5StickC, M5Stack 社 製, https://shop.m5stack.com/*4© 2022 Information Processing Society of Japan

collections/m5-hat
ネッククッション，（株）良品計画社製, https://www.muji.com/
jp/ja/store/cmdty/detail/4550182576221
アロマストーン，（株）良品計画社製,https://www.muji.com/
jp/ja/store/cmdty/detail/4548718959112

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図 4

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ネックピローに AroNap モジュールを装着した様子

る（図 3）．AroNap モジュールは，直径 5cm，高さ 2cm の円形の穴と縦 8cm，横 2.5cm の長方形の穴がある．円形の穴にはアロマストーンを，長方形の穴には M5StickC 及びServoHAT を設置する．AroNap モジュールにはゴムが付いており，このゴムでネックピローに装着する．

AroNap のソフトウェアは，スマートフォンで使用可能な AroNap アプリケーション（以下 AroNap アプリ）として実装した．
図 5

スマートフォンと AroNap モジュールは Bluetooth 接続

AroNap アプリの画面例

しており，指定されたタイミングでスマートフォンから蓋の開閉の指示が出るようになっている．

AroNap アプリに仮眠時間を入力しスタートボタンを押下すると，入眠促進側の AroNap モジュールに蓋を開くよう命令が出される．仮眠時間の半分が過ぎると，入眠促進側の AroNap モジュールに蓋を閉じるように命令が出さ了したら「STOP」ボタンを押下すると，AroNap モジュールの蓋が閉まる．

4. 評価実験
4.1 実験方法

れ，その 10 秒後に起床促進側の AroNap モジュールに蓋

AroNap と香りの有用性を検証するために，被験者 13 名を開けるよう命令が出される．起床後はストップボタンを（20 代男女 12 名，30 代女性 1 名）に対して 3 つの実験条押すことで，現在開いている AroNap モジュールの蓋へ閉件における睡眠状況の比較を行った．

じるよう命令が出される．

実験条件は，入眠用の香りから起床用の香りへと遷移す
る AroNap ありの実験，起床用の香りから入眠用の香りへ

3.3 AroNap の利用方法と遷移する AroNap なしの実験，香りもなく AroNap も使

AroNap モジュールはネックピローに装着して使用する．

用しない何もなしの実験の 3 条件である．それぞれ先入眠

また，スマートフォンに AroNap アプリケーションをダウ実験，先起床実験，なし実験とする．被験者には 3 条件すンロードして，AroNap モジュールを操作する．

べての実施を求めたが，不可能な場合は 2 条件のみの参加

はじめに，AroNap モジュールに蓋を装着し，次に AroNapモジュールとスマートフォンを Bluetooth で接続する．接をお願いした．
実験は，13：00〜14：00 もしくは 14：00〜15：00 に行っ続が確認出来たら，AroNap モジュール内にアロマストーた．実験時間中は常時脈拍間隔を計測した．実験の 1 時間ンを入れ，蓋を閉める．この際，入眠促進側の AroNap モのタイムスケジュールはどちらも同じであり，20 分の自由ジュールには，入眠促進効果のある香りを仕込んだアロ時間，20 分の仮眠，20 分の自由時間とした．

マストーンが入っている．一方，起床促進側の AroNap モ

実験は大学内にある小教室で行った．広さは 3.5（幅）×ジュールには，起床促進効果のある香りをを仕込んだアロ5（奥）程度であり，教室の半分をカーテンで仕切り入口マストーンが入っている．また，蓋の初期位置がアロマスから見て奥側を A，手前側を B として被験者を配置した．

トーンが入っている穴を閉じるようにする．図 4 に，ネッ椅子は，背もたれが長く，頭まであるものを用意した．

クピローに AroNap モジュールを装着した様子を示す．

香りを使用する実験では，AroNap：仮眠における香り提

次に，AroNap アプリに何分間の仮眠をするか入力し，示手法を用いた入眠・起床促進システムの提案において各「TIME INPUT」ボタンを押下する（図 5）．仮眠時間の初期

被験者の香りの好みが仮眠に影響がある可能性が示唆され設定値は 20 分間としている．最後に，真ん中の「START」たため，複数用意し各自好きな香りを選んでもらった [18]．

ボタンを押下すると，AroNap が起動する．仮眠時間が終

今回用意した香りは入眠用の香り 2 種類と起床用の香り 2© 2022 Information Processing Society of Japan481

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種類であり，それぞれ 2 つのうち 1 つを選択する仕組みである．入眠用の香りは＠ aroma*5 のラベンダーミントとジュニパーシダー，起床用の香りには同じく@aroma のク
リーンシトラスとオレンジグレープフルーツを用意した．

20 分間の仮眠終了後には OSA 睡眠調査票に回答してもらい，2 回ないしは 3 回の実験の終了後にはシステムユーザビリティスケール（以下 SUS）の回答をお願いした [14]．

4.2 分析方法

図 6

被験者 A の先入眠実験のローレンツプロット

本実験では，脈拍間隔（RRI）を用いたリラックス度合
いの分析，OSA 睡眠調査票による睡眠の質の分析，SUS を用いた AroNap の評価を行った．
脈拍間隔は仮眠時の 20 分間の値を主に使用し，2 ないしは 3 パターンの脈拍間隔を比較した．比較方法は取得デー
タをリサンプリングした結果の標準偏差を用いる．標準偏差の値が小さければ脈拍間隔が落ち着いている証拠であり，リラックスしている状態であるといえる．
比較方法は取得データをリサンプリングした結果の標準偏差と RRI を用いたローレンツプロットを利用する．運図 7 被験者 A の先起床験のローレンツプロット

動中は心拍数が上がるため RRI が小さく，RRI（ｎ）とRRI（ｎ+1）はほとんど同じであるためプロット位置はグラフの左下になり，リラックス状態や睡眠中の状態では心拍間隔の変動が大きいため，RRI（ｎ）と RRI（ｎ+1）の値が大きく変わりプロット位置はグラフの右上になる．

OSA 睡眠調査票には起床時眠気，入眠と睡眠維持，夢見，疲労回復，睡眠維持の 5 つの因子があり，得点が高いほど良質な睡眠であると考えられている．今回は短時間の仮眠が対象のため，夢見に関する因子の値は除外した．

図 8 被験者 A のなし実験のローレンツプロット

SUS は，10 Things to Know About the System Usability
Scale （SUS）[3] を基に作成した．被験者には 10 個の項目できていると考えられる．しかし，先入眠実験となし実験に 5 段階評価で回答してもらった．SUS は得点が高いほどを比較した場合，場合によってはなし実験のほうが脈拍間高評価である．また，SUS アンケートの最後に記述式の自隔の変動が少なかった．

由記述欄をもうけ，細かい使用感等を記載してもらった．

5. 実験結果
5.1 脈拍間隔の結果

図 6 は被験者 A の先入眠実験における 5 分毎の中心位置の脈拍間隔のローレンツプロットである．次に図 7 は被験者 A の先起床実験における 5 分毎の中心位置の脈拍間隔のローレンツプロットである．最後に図 8 は被験者 A の

表 1 は各実験の各時間帯の脈拍間隔の標準偏差の表であなし実験における 5 分毎の中心位置の脈拍間隔のローレンる．標準偏差が 0 と示されている部分はデータがない部分ツプロットである．ローレンツプロットの右上にプロットである．標準偏差より，どの実験においても仮眠中の脈拍があるとそのタイミングではリラックスしているというこ間隔は自由時間と比較すると標準偏差の値が小さく，脈拍とであり，どの実験においても仮眠後にリラックスしてい間隔の変動が少なく落ち着いていると考えられる．唯一仮ることがわかる．最後の 55 − 60min のプロット位置を比

眠時間の標準偏差が大きくなった先起床実験の K について較したとき，先入眠実験が（990.7，989.1），先起床実験がは，考察で詳細に記載する．

（804，804.4），なし実験が（742.7，740.8）となっており，先入眠実験と先起床実験の仮眠時の標準偏差を比較した
とき，先入眠実験の標準偏差の値のほうが小さく，正しく先入眠実験が最もリラックス状態が継続していることが確認できた．

香りを使用したほうが脈拍間隔の変動が少なくリラックス

5.2 OSA 睡眠調査票の結果*5@aroma store,@aroma, https://www.at-aroma.com/store/© 2022 Information Processing Society of Japan

表 2 は，OSA 睡眠調査票の結果である．表に記載され482

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0 20 分

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表 1 標準偏差（左から先入眠実験，先起床実験，なし実験）
20 40 分 40〜60 分
0 20 分 20 40 分 40〜60 分
0 20 分 20 40 分

40〜60 分

A

357

281

427

346

299

376

333

292

447

B

377

133

495

000235

102

352

C

326

149

424

247

150

355

261

617

321

D

451

178

462

0

00

447

159

351

E

391

70

440

410

149

428

302

78

441

F

136

88

227

260

106

349

213

95

253

G

389

110

465

369

156

410

390

131

389

H

242

130

357

249

240

355

329

183

394

I

450

174

439

000

257

156

365

J

317

112

288

340

208

341

000K

321

145

287

393

408

370

000L

27099257

00024266

208M419125424

000372342

397ている数字は標準化得点であり，50 点が平均得点である．

表 2

因子 1 の起床時眠気は先入眠実験のみ平均得点である 50点を超えており，正しく香りを使用することで快適な起床ができたといえる．香りを使用した時となし実験を比較す
ると起床時の眠気に関しては，正しく香りを使用していな

OSA 睡眠調査票の結果（標準化得点）
先入眠用
先起床用
AroNap なし

因子 150.89

49.14

45.46

因子 239.86

44.95

37.06

因子 452.95

51.25

48.28

因子 540.59

45.71

41.55

くても香りを使用したほうが快適な起床が可能であるといえる．因子 2 の入眠と睡眠維持は先起床実験の結果が一番良い．因子 2 の質問は，「ぐっすり眠れた」「寝つくまでに平均得点は 84.8 点であり，高い評価を得た．しかし，「シウトウトしていた状態が少なかった」「寝つきがよかった」

ステムの使用に自信を持っていた」の項目の平均点が低く，「睡眠中に目が覚めなかった」「眠りが深かった」であり，ユーザが所見では使用しにくいシステムであった可能性が

仮眠時間の後半 10 分間が覚醒時間である先入眠実験では考えられる．また，「このシステムを頻繁に利用したいと思「もう少し寝れたのに」と感じたために得点を獲得しにくいます」「使いやすいと思いました」「このシステムの様々かったと考えられる．因子 4 の疲労回復については，香りな機能がうまく統合されていることがわかりました」の平ありの実験では平均得点を超えており，香りを使用するこ均点も 4 点以上であったが，より使いやすくすることでシとでより効果的な仮眠を提供することが可能であると考えステムの利用欲を向上させる必要があると思われる．

られる．因子 5 の睡眠時間では，先入眠実験の得点がなし

対照的に，「ほとんどの人がこのシステムの使い方をす実験より低く，3 つの中で最低得点であった．こちらも因ぐに学ぶだろうと思います」「このシステムを使い始める

子 2 と同じように，先起床実験は仮眠時間ぎりぎりまで寝前に，私は多くのことを学ぶ必要がありました」の質問にることが可能であったため，満足に寝ることができたと感対する回答の平均点は高かった．後者は 4.8 点となっておじたため得点が高くなったのでないかと考えられる．因子

り，AroNap は特に必要な知識はなく使用可能であること

2 と 5 に関しては，平均得点と比較すると低く，20 分間のが確認できた．

仮眠では平均以上をとることが難しいといえる．
以上結果から，香りを正しく使用することで起床時の眠気は抑えることができ，疲労も回復し快適な起床が提供可能であるといえる．しかし，香りを正しく使用しなくても香りを使用しない場合と比較すると快適な起床が可能であ

自由記述欄には，香りを使用することで寝やすい，また起きやすいといった意見や使用しやすいという意見と，重い，寝方が制限されるといった意見が得られた．

6. 考察

るといえる．また，入眠用の香りを後にすることで睡眠時脈拍間隔の標準偏差より，どの実験においても仮眠中の間に対する満足度が上がるため，目的によっては香りの順

脈拍間隔は自由時間と比較すると脈拍間隔の変動が少なく序を故意に入れ替えると良いと考えられる．

落ち着いていると考えられる．しかし，唯一仮眠時間の標
準偏差が大きくなった先起床実験の K においては，実験中

5.3 SUS アンケートの結果に M5StickC が落下するといった事件が起きていたため，SUS の平均得点は，各項目の被験者全員の平均得点か驚いたことによって標準偏差が大きくなったと考えられる．

ら-1 した合計値× 2.5 という手段で算出した．AroNap のM5StickC の落下を受けて，M5StickC と箱やふたをテープで止めるなど対策をしたものの，AroNap の使用者の寝方© 2022 Information Processing Society of Japan483

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によっては落ちてしまうことが判明した．また，先入眠実
験となし実験を比較した場合，場合によってはなし実験のほうが脈拍間隔の変動が少ないことに関しては，AroNapのシステムの稼働音による驚きで脈拍間隔に変動があった[6]のではないかと考えられる．脈拍間隔の結果から，AroNapを正しく使うことによって落ち着いた状態になること，リ[7]ラックス状態が長時間持続することが判明した．アンケー
トの結果より，起床時の眠気と疲労回復度合いの観点から良質な睡眠であるため香りによる睡眠導入は効果的である[8]と考えられる．しかし，実際に仮眠に至った被験者は少な
く 20 分間では眠りにつくことが困難であることもわかった．ローレンツプロットより，睡眠の有無にかかわらず仮眠後のプロット位置がグラフの右上になっていたことより，睡眠の有無によらずリラックスしていると考えられる．実際に寝ることが難しくとも，心身をリラックスさせること[9]で作業効率の向上を図ることはできるため，AroNap による作業効率の向上は可能であると考えられる．

[10]

7. まとめ
本稿では，香りの特性を用いて入眠と起床を促進させ，[11]仮眠支援をするためのネックピロー装着型香り提示システ
ム「AroNap」を提案した．AroNap では，電子制御可能な[12]端末（M5StickC）を用いて香り提示用の AroNap モジュー
ルを自動開閉し，入眠・起床を促すことを実現した．評価[13]

実験を行ったところ，脈拍間隔の結果から正しく香りを使用した場合は脈拍変動の変動が少なくリラックスできていることが明らかになった．また，OSA 睡眠調査票からは[14]

正しく香りを使用することで起床時の眠気が抑えられ，疲労の回復と快適な起床が提供可能であることが明らかになった．
今後の展望として，アンケートから香りを使用すること[15]で寝やすいといった意見が得られた一方で，寝方が制限されるといった意見も得られたため，寝方を制限している場合でも AroNap を使用可能になるようにシステムの改良を[16]行いたい．
参考文献[1][2]

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