JP6728327B2 - 情報処理装置、トレーニングシステム、情報処理方法および情報処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置、トレーニングシステム、情報処理方法および情報処理プログラムに関する。

上記技術分野において、特許文献１には、所定の活動を終了した時刻と脳を刺激するようなトレーニングゲームを開始した時刻との間の時間が所定の時間内である場合に、評価ポイントを加算する技術が開示されている。

特開２０１７−２２３７８５号公報

しかしながら、上記文献に記載の技術では、脳を刺激するトレーニングゲームを開始した場合に評価ポイントを加算するだけなので、脳のトレーニングを効果的に行うことができなかった。

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理装置は、
運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定部と、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定部が推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示部と、
を備え、
前記設問提示部は、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示し、回答までの制限時間を変更することにより前記難易度を変更する。
上記目的を達成するため、本発明に係る他の情報処理装置は、
運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定部と、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定部が推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示部と、
を備え、
前記設問提示部は、刺激したい脳の部位が互いに異なる複数グループの設問をあらかじめ用意しており、前記運動中のユーザの認知機能の状態に応じて、どのグループの設問を選択するかを変更し、かつ、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。
上記目的を達成するため、本発明に係るさらに他の情報処理装置は、
運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定部と、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定部が推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示部と、
を備え、
前記設問提示部は、前記身体的部位に応じた難易度の設問を選択して提示し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。
上記目的を達成するため、本発明に係るさらに他の情報処理装置は、
運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定部と、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定部が推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示部と、
を備え、
前記設問提示部は、運動していない状態での前記ユーザの前記設問に対する正答率に応じて、前記ユーザに提示する設問の難易度の上限値を決定し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。

上記目的を達成するため、本発明に係るトレーニングシステムは、
上記情報処理装置と、
前記ユーザの運動を補助する運動機器と、
を備えた。

上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理方法は、
運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
を含み、
前記設問提示ステップにおいて、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示し、回答までの制限時間を変更することにより前記難易度を変更する。
上記目的を達成するため、本発明に係る他の情報処理方法は、
運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
を含み、
前記設問提示ステップにおいて、刺激したい脳の部位が互いに異なる複数グループの設問をあらかじめ用意しており、前記運動中のユーザの認知機能の状態に応じて、どのグループの設問を選択するかを変更し、かつ、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。
上記目的を達成するため、本発明に係るさらに他の情報処理方法は、
運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
を含み、
前記設問提示ステップにおいて、前記身体的部位に応じた難易度の設問を選択して提示し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。
上記目的を達成するため、本発明に係るさらに他の情報処理方法は、
運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
を含み、
前記設問提示ステップにおいて、運動していない状態での前記ユーザの前記設問に対する正答率に応じて、前記ユーザに提示する設問の難易度の上限値を決定し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。

上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理プログラムは、
運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
前記設問提示ステップにおいて、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示し、回答までの制限時間を変更することにより前記難易度を変更する。
上記目的を達成するため、本発明に係る他の情報処理プログラムは、
運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
前記設問提示ステップにおいて、刺激したい脳の部位が互いに異なる複数グループの設問をあらかじめ用意しており、前記運動中のユーザの認知機能の状態に応じて、どのグループの設問を選択するかを変更し、かつ、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。
上記目的を達成するため、本発明に係る他の情報処理プログラムは、
運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
前記設問提示ステップにおいて、前記身体的部位に応じた難易度の設問を選択して提示し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。
上記目的を達成するため、本発明に係るさらに他の情報処理プログラムは、
運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
前記設問提示ステップにおいて、運動していない状態での前記ユーザの前記設問に対する正答率に応じて、前記ユーザに提示する設問の難易度の上限値を決定し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。

本発明によれば、脳のトレーニングを効果的に行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の動作の概要を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の動作の概要を説明する他の図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の動作の概要を説明するさらに他の図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の有する選択テーブルの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の有する脳刺激用設問テーブルの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の処理手順を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る情報処理装置の有する選択テーブルの一例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。 本発明の第３実施形態に係る情報処理装置の処理手順を説明するフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る情報処理装置の有する評価テーブルの一例を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。 本発明の第４実施形態に係る情報処理装置の処理手順を説明するフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係るトレーニングシステムの動作の概要を説明する図である。 本発明の第５実施形態に係るトレーニングシステムの動作の概要を説明する他の図である。 本発明の第５実施形態に係るトレーニングシステムに含まれる情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５実施形態に係るトレーニングシステムに含まれる情報処理装置の有する運動強度テーブルの一例を示す図である。 本発明の第５実施形態に係るトレーニングシステムに含まれる情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。 本発明の第５実施形態に係るトレーニングシステムに含まれる情報処理装置の処理手順を説明するフローチャートである。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての情報処理装置１００について、図１を用いて説明する。情報処理装置１００は、ユーザの身体的負荷に応じた設問を選択して提示する装置である。

図１に示すように、情報処理装置１００は、推定部１０１および設問提示部１０２を含む。推定部１０１は、運動中のユーザの身体的負荷を推定する。設問提示部１０２は、あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、推定部１０１が推定した身体的負荷に応じた設問を選択して提示する。設問提示部１０２は、運動中のユーザの身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する。

本実施形態によれば、脳のトレーニングを効果的に行うことができる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る情報処理装置について、図２Ａ乃至図６を用いて説明する。図２Ａは、本実施形態に係る情報処理装置の動作の概要を説明する図である。図２Ｂは、本実施形態に係る情報処理装置の動作の概要を説明する他の図である。図２Ｃは、本実施形態に係る情報処理装置の動作の概要を説明するさらに他の図である。

図２Ａには、運動強度コントロールを説明するグラフ２１０が示されている。ユーザが運動を開始してしばらくの期間（ウォーミングアップ期間２１１）には、ユーザの心拍数は徐々に増大していく。そして、本格的に運動を開始して（トレーニング期間２１２）、ある一定の心拍数に到達すると、心拍数の上昇は頭打ちとなる。そして、運動が終わった後の期間（クールダウン期間２１３）になると、ユーザの心拍数は、徐々に低下する。ここで、ボルグ（Borg）スケール２１４を用いると、ユーザにとって運動がややきついと感じる心拍数のゾーンが分かる。したがって、ユーザの心拍数が、このゾーンを超えた場合に、ユーザの運動強度を下げる（２１５）と、ユーザにとって、運動を継続し易い状況となる。ここで、ボルグスケール２１４は、運動時の主観的負担度を表す指標として代表的なものであり、運動強度を評価するスケールである。

図２Ｂには、脳刺激用設問と心拍数との関係を示したグラフ２２０が示されている。情報処理装置２００は、ユーザの心拍数の増大に合わせて、ユーザに提示する脳刺激用設問の難易度を低下させる。このように、情報処理装置２００は、ユーザの心拍数の状態に応じて、ユーザに提示する脳刺激用設問の難易度を変更する。

図２Ｃには、脳刺激用設問と正答率と難易度との関係を示したグラフ２３０が示されている。情報処理装置２００は、ユーザの心拍数の増大に合わせて、ユーザに提示する脳刺激用設問の難易度を低下させるが、例えば、心拍数が高い状態であっても、ユーザの正答率が高ければ、提示する脳刺激用設問の難易度を上げてもよい。このように、情報処理装置２００は、ユーザの心拍数を含む身体的負荷を推定または検出するので、ユーザの身体的負荷に合わせた脳刺激用設問を提示できる。

一般的に、脳刺激用設問は、習熟度に応じて、段階的に「簡単」→「難しい」へと設問が移行するが、これをユーザの運動と組み合わせた場合、運動をしていないときに正解できていた設問が正解できなくなるケースが発生する。例えば、単純な計算設問であっても、ややきつい運動と同時に取り組んだ場合、「回答までの時間が長くなる」、「正答率が下がる」という傾向があるため、情報処理装置２００は、脳刺激用設問の難易度と運動強度とが反比例するように脳刺激用設問を選択して提示する。

図３は、本実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。情報処理装置２００は、推定部３０１および設問提示部３０２を有する。推定部３０１は、さらに、検出部３１１を有する。

推定部３０１は、運動中のユーザの身体的負荷を推定する。設問提示部３０２は、あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、推定部３０１が推定した身体的負荷に応じた設問を選択して提示する。そして、設問提示部３０２は、運動中のユーザの身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い脳刺激用設問を選択して提示する。脳刺激用設問は、例えば、脳をトレーニングするための設問であり、いわゆる、脳トレーニング（脳トレ）などと呼ばれるものである。脳刺激用設問は、例えば、簡単な計算を行う計算設問や、所定の質問に対して正解となる回答を選択するクイズ設問、所定の質問と関連する回答を選択する連想設問、記憶を刺激する記憶設問を含む。また、脳刺激用設問は、言語設問、実行機能設問、注意設問、社会的認知および判断設問、視空間能力設問等も含むが、これらには限定されない。

検出部３１１は、ユーザの心拍数を検出する。検出部３１１は、例えば、ユーザが装着するウェアラブルデバイスや心拍計からユーザの心拍数を取得して、ユーザの心拍数を検出する。ユーザにとって、実行中の運動が辛いか否かは心拍数を検出することにより判定可能である。そのため、検出部３１１は、ユーザの心拍数を検出すれば、運動中のユーザが辛さを感じているか否かを判定できる。また、心拍数が検出できない場合には、検出部３１１は、運動強度（ＭＥＴｓ（Metabolic Equivalents）換算）を検出してもよい。なお、検出部３１１は、心拍数の他に、呼吸数、血圧、体温を検出してもよい。検出部３１１が検出する身体的負荷は、ここに示した例には限定されない。

そして、設問提示部３０２は、検出部３１１が検出した心拍数が大きくなればなるほど、難易度の低い脳刺激用設問を選択して提示する。ユーザの心拍数が大きくなればなるほど、ユーザは、運動が辛いものと感じており、このような状態のユーザに対して、脳刺激用設問の難易度を変更しないで提示しても、正答率は低下する。これでは、脳を刺激して、脳の機能をトレーニングすることによる効果を得られなくなるので、設問提示部３０２は、ユーザの心拍数の増大に合わせて難易度の低い脳刺激用設問を選択して提示する。

また、設問提示部３０２は、ユーザが脳刺激用設問に回答するまでの時間を変更することにより、脳刺激用設問の難易度を変更する。つまり、同じ脳刺激用設問であっても、回答までの制限時間が短くなれば、問題の難易度は高くなる。そのため、設問提示部３０２は、回答までの制限時間を調整することにより、脳刺激用設問の難易度を調整することができる。例えば、個人ユーザが、運動をしながら脳刺激用設問に回答している場合、同じ難易度の問題であっても、回答までの制限時間を変えることにより、脳刺激設問の難易度を調整することができる。また、例えば、複数のユーザが集まって運動をしながら脳刺激用設問に回答している場合、一律に難易度の調整を行うのではなく、ユーザごとに難易度の調整を行えば、脱落者を減らすことができる。なお、複数のユーザが集まって運動をするケースでは、ユーザごとに難易度の調整を行うためにはユーザごとにディスプレイを用意しておく必要がある。

なお、脳刺激用設問の難易度は、設問自体の複雑性とユーザが回答するまでの時間とで設定することができるが、難易度の設定方法は、これには限定されない。一般的に、脳刺激用設問の複雑性は、「記憶量（覚える数の増減）」、「より高度な計算（四則演算の組み合わせ数など）」など設問そのものに対して定義される。ただし、ユーザが、軽度認知機能障害（ＭＣＩ：Mild Cognitive Impairment）である場合には、さらに、「課題そのものの理解」や「一画面に表示する情報量」についても考慮が必要となる。そのため、このようなユーザに対しては、いきなり回答をさせるのではなく、例題を出すことで、「どのような問題か」ということの理解を促す。また、一画面に表示する情報量を減らす（色数を減らす、文字をイラストに変更する等）ことで、ユーザの理解を促す。

さらに、設問提示部３０２は、ユーザが運動をしていない状態で回答した脳刺激用設問の正答率に応じて、ユーザに提示する脳刺激用設問の難易度の上限値を決定する。つまり、運動中に脳刺激用の設問に回答する場合と、運動をしていない状態で脳刺激用の設問に回答する場合とを比較すると、運動中に回答する場合の方が、正答率が下がる傾向にある。そのため、ユーザが運動していない状態で回答した脳刺激用設問の正答率を基準として、設問提示部３０２が提示する設問の難易度を決定すれば、ユーザに負荷がかかっている状態であっても、ユーザの状態に合わせた設問を提示することができる。

また、脳刺激用設問は、刺激したい脳の部位が互いに異なる複数グループの設問をあらかじめ用意してある。そして、設問提示部３０２は、運動中のユーザの認知機能の状態に応じて、刺激すべき脳の部位向けの設問グループを選択するかを変更する。これにより、ユーザが刺激したい脳の部位を集中的に刺激することができる。例えば、設問提示部３０２は、ユーザの記憶機能に低下がみられるユーザに対し、ユーザの脳の記憶領域に刺激を与えるグループの設問を選択する。また、ユーザに提示される脳刺激用設問は、ユーザの認知機能の検査結果に応じて、表示する脳刺激用設問の難易度や、ユーザに提示する情報量が変化する。ユーザの認知機能の検査は、例えば、ＭｏＣＡ（Montreal Cognitive Assessment）またはＭｏＣＡ−Ｊ（Japanese version of MoCA）が代表的である。ＭｏＣＡは、軽度認知機能障害（ＭＣＩ：Mild Cognitive Impairment）を検出するためのスクリーニング検査として開発されたテストであり、ＭｏＣＡ−Ｊは、ＭｏＣＡの日本語版である。なお、認知機能テストは、ここに示した例には限定されず、ユーザの認知機能を判定可能なテストであれば、いずれのテストを用いてもよい。

図４Ａは、本実施形態に係る情報処理装置の有する選択テーブルの一例を示す図である。選択テーブル４０１は、身体的負荷４１１に関連付けて正答率４１２、認知機能４１４および脳刺激用設問４１３を記憶する。身体的負荷４１１は、ユーザの身体状態を表す指標が含まれる。例えば、身体的負荷４１１は、心拍数、呼吸数、血圧、体温を含むが、これらには限定されない。心拍数が高い、呼吸数が多い、血圧が高い、体温が高いほど身体的負荷４１１は大きくなるものと推定される。正答率４１２は、ユーザが運動していない状態でのユーザの脳刺激用設問に対する正解の割合を示し、正答率４１２に基づいて、ユーザに提示する脳刺激用設問の難易度の上限値が決められる。認知機能４１４は、ユーザの認知機能の状態を表す。脳刺激用設問４１３は、ユーザの脳の所定の部位を刺激するための設問であり、いわゆる、脳トレ問題などと呼ばれるものを含む。そして、情報処理装置２００は、選択テーブル４０１を参照して、ユーザに提示する脳刺激用設問を選択する。

図４Ｂは、本実施形態に係る情報処理装置の有する脳刺激用設問テーブルの一例を示す図である。脳刺激用設問テーブル４０２は、あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問を分類する。グループ４２１は、脳刺激用設問が属するグループであり、刺激したい脳の部位ごとに互いに異なる複数のグループが分類されている。設問ＩＤ（Identifier）４２２は、脳刺激用設問を識別するための識別子である。難易度４２３は、脳刺激用設問の難易度である。制限時間４２４は、脳刺激用設問を回答するために設定される回答時間を定めている。なお、制限時間４２４を長くしたり、短くしたりすることにより、難易度４２３を変更することができる。そして、情報処理装置２００は、脳刺激用設問テーブル４０２を参照して、ユーザに提示する脳刺激用設問を選択する。

図５は、本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。ＣＰＵ(Central Processing Unit)５１０は、演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図３の情報処理装置２００の機能構成部を実現する。ＣＰＵ５１０は複数のプロセッサを有し、異なるプログラムやモジュール、タスク、スレッドなどを並行して実行してもよい。ＲＯＭ(Read Only Memory)５２０は、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびその他のプログラムを記憶する。また、ネットワークインタフェース５３０は、ネットワークを介して他の装置などと通信する。なお、ＣＰＵ５１０は１つに限定されず、複数のＣＰＵであっても、あるいは画像処理用のＧＰＵ(Graphics Processing Unit)を含んでもよい。また、ネットワークインタフェース５３０は、ＣＰＵ５１０とは独立したＣＰＵを有して、ＲＡＭ(Random Access Memory)５４０の領域に送受信データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。また、ＲＡＭ５４０とストレージ５５０との間でデータを転送するＤＭＡＣ(Direct Memory Access Controller)を設けるのが望ましい（図示なし）。さらに、ＣＰＵ５１０は、ＲＡＭ５４０にデータが受信あるいは転送されたことを認識してデータを処理する。また、ＣＰＵ５１０は、処理結果をＲＡＭ５４０に準備し、後の送信あるいは転送はネットワークインタフェース５３０やＤＭＡＣに任せる。

ＲＡＭ５４０は、ＣＰＵ５１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ５４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。心拍数５４１は、運動中のユーザの身体的負荷としての心拍数である。正答率５４２は、ユーザが運動していない状態で脳刺激用設問に回答した場合の正答率である。脳刺激用設問５４３は、推定されたユーザの身体的負荷に応じて選択された脳刺激用設問である。認知機能５４６は、ユーザの認知機能の状態を表す。

送受信データ５４４は、ネットワークインタフェース５３０を介して送受信されるデータである。また、ＲＡＭ５４０は、各種アプリケーションモジュールを実行するためのアプリケーション実行領域５４５を有する。

ストレージ５５０には、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。ストレージ５５０は、選択テーブル４０１および脳刺激用設問テーブル４０２を格納する。選択テーブル４０１は、図４Ａに示した、身体的負荷４１１と脳刺激用設問４１３などとの関係を管理するテーブルである。脳刺激用設問テーブル４０２は、図４Ｂに示した、脳刺激用設問のグループ分けなどを管理するテーブルである。

ストレージ５５０は、さらに、推定モジュール５５１、設問提示モジュール５２および検出モジュール５５３を格納する。推定モジュール５５１は、運動中のユーザの身体的負荷を推定するモジュールである。設問提示モジュール５５２は、あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、推定したユーザの身体的負荷に応じた脳刺激用設問を選択して提示するモジュールである。検出モジュール５５３は、ユーザの心拍数を検出するモジュールである。これらのモジュール５５１〜５５３は、ＣＰＵ５１０によりＲＡＭ５４０のアプリケーション実行領域５４５に読み出され、実行される。制御プログラム５５４は、情報処理装置２００の全体を制御するためのプログラムである。

入出力インタフェース５６０は、入出力機器との入出力データをインタフェースする。入出力インタフェース５６０には、表示部５６１、操作部５６２、が接続される。また、入出力インタフェース５６０には、さらに、記憶媒体５６４が接続されてもよい。さらに、音声出力部であるスピーカ５６３や、音声入力部であるマイク（図示せず）、あるいは、ＧＰＳ位置判定部が接続されてもよい。なお、図５に示したＲＡＭ５４０やストレージ５５０には、情報処理装置２００が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関するプログラムやデータは図示されていない。

図６は、本実施形態に係る情報処理装置２００の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートは、図５のＣＰＵ５１０がＲＡＭ５４０を使用して実行し、図３の情報処理装置２００の機能構成部を実現する。

ステップＳ６０１において、情報処理装置２００は、運動中のユーザの身体的負荷を推定する。ステップＳ６０３において、情報処理装置２００は、あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、推定した身体的負荷に応じた脳刺激用設問を選択して提示する。ステップＳ６０５において、情報処理装置２００は、ユーザの身体的負荷が増大しているか否かを判断する。ユーザの身体的負荷が増大していない場合（ステップＳ６０５のＮＯ）、情報処理装置２００は、ステップＳ６０１へ戻る。ユーザの身体的負荷が増大している場合（ステップＳ６０５のＹＥＳ）、情報処理装置２００は、ステップＳ６０７へ進む。

ステップＳ６０７において、情報処理装置２００は、ユーザの身体的負荷が増大しているか否かの判断として、心拍数が増大しているか否かを判断する。ユーザの心拍数が増大していないと判断した場合（ステップＳ６０７のＮＯ）、情報処理装置２００は、ステップＳ６０１へ戻る。ユーザの心拍数が増大していると判断した場合（ステップＳ６０７のＹＥＳ）、情報処理装置２００は、ステップＳ６０９へ進む。ステップＳ６０９において、情報処理装置２００は、難易度の低い脳刺激用設問を選択して提示する。ステップＳ６１１において、情報処理装置２００は、ユーザの運動が終了したか否かを判断する。ユーザの運動が終了していない場合（ステップＳ６１１のＮＯ）、情報処理装置２００は、ステップＳ６０１へ戻る。ユーザの運動が終了している場合（ステップＳ６１１のＹＥＳ）、情報処理装置２００は、処理を終了する。

本実施形態によれば、運動中のユーザの身体的負荷に応じた脳刺激用設問を提示するので、脳機能の低下を予防できるとともに、運動機能の低下も予防できる。運動中のユーザに対して提示する脳刺激用設問の難易度を調整できるので、ユーザの体力を維持しつつ、脳機能の低下を予防できる。

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る情報処理装置について、図７乃至図１０を用いて説明する。図７は、本実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第２実施形態と比べると、身体的部位検出部を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

情報処理装置７００は、推定部７０１を有し、推定部７０１は、身体的部位検出部７１１を有する。身体的部位検出部７１１は、運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出する。例えば、足踏み運動をしているユーザであれば、脚を動かし、腕を振っているので、身体的部位検出部７１１は、ユーザが脚と腕とを動かしているとして検出する。

そして、設問提示部３０２は、検出された身体的部位に応じた難易度の脳刺激用設問を選択して提示する。設問提示部３０２は、脚だけを動かしている場合や腕だけを動かしている場合（シングルタスク時）は、難易度の高い脳刺激用設問を選択して提示する。脚と腕との双方を動かしている場合（マルチタスク時）は、難易度の低い脳刺激用設問を選択して提示する。なお、設問提示部３０２が提示する脳刺激用設問は、ここに示した例には限定されない。

図８は、本実施形態に係る情報処理装置の有する選択テーブルの一例を示す図である。選択テーブル８０１は、身体的負荷４１１に関連付けて身体的部位８１１を記憶する。身体的部位８１１は、運動中のユーザが動かしている身体の部位であり、腕や脚を含むが、これらには限定されない。そして、設問提示部３０２は、選択テーブル８０１を参照して、ユーザに対して提示する脳刺激用設問を選択する。

図９は、本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。ＲＡＭ９４０は、ＣＰＵ５１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ９４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。身体的部位９４１は、運動中のユーザが動かしている身体の部位である。

ストレージ９５０には、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。ストレージ９５０は、選択テーブル８０１を格納する。選択テーブル８０１は、図８に示した、身体的負荷４１１と身体的部位８１１などとの関係を管理するテーブルである。

ストレージ９５０は、さらに、身体的部位検出モジュール９５１を格納する。身体的部位検出モジュール９５１は、運動中のユーザが動かしている身体の部位を検出するモジュールである。このモジュール９５１は、ＣＰＵ５１０によりＲＡＭ９４０のアプリケーション実行領域５４５に読み出され、実行される。

図１０は、本実施形態に係る情報処理装置の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートは、図９のＣＰＵ５１０がＲＡＭ９４０を使用して実行し、図７の情報処理装置７００の機能構成部を実現する。ステップＳ１００１において、情報処理装置７００は、運動中のユーザが動かしている身体の部位を検出する。ステップＳ１００３において、情報処理装置７００は、検出した身体的部位に応じた難易度の脳刺激用設問を選択して提示する。

本実施形態によれば、ユーザが動かしている身体の部位に応じた難易度の脳刺激用設問を提示するので、脳機能の低下を予防できるとともに、ユーザの身体の各部位の運動機能の低下も予防できる。運動中のユーザに対して提示する脳刺激用設問の難易度を調整できるので、ユーザの体力を維持しつつ、脳機能の低下を予防できる。

［第４実施形態］
次に本発明の第５実施形態に係る情報処理装置について、図１１乃至図１４を用いて説明する。図１１は、本実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第２実施形態および第３実施形態と比べると、評価部を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態および第３実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

情報処理装置１１００は、評価部１１０１を有する。評価部１１０１は、設問提示部３０２によって提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答を評価する。評価部１１０１は、例えば、脳刺激用設問に対するユーザの回答を正解、不正解で評価してもよい。また、評価部１１０１は、ユーザの回答内容に応じて、ユーザの回答を、例えば、１０段階で評価してもよい。ユーザの回答の評価は、ここに示した例には限定されない。そして、設問提示部３０２は、評価部１１０１による評価結果を用いて、ユーザに提示する脳刺激用設問を選択してもよい。また、評価部１１０１による評価結果をユーザに報知してもよい。

図１２は、本実施形態に係る情報処理装置の有する評価テーブルの一例を示す図である。評価テーブル１２０１は、ユーザＩＤ１２１１に関連付けて、脳刺激用設問４１３、回答内容１２１２および評価１２１３を記憶する。ユーザＩＤ１２１１は、ユーザを識別するための識別子である。回答内容１２１２は、ユーザが脳刺激用設問に対して回答した内容である。評価１２１３は、ユーザの回答に対する評価内容である。そして、情報処理装置１１００は、評価テーブル１２０１を参照して、提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答を評価する。

図１３は、本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。ＲＡＭ１３４０は、ＣＰＵ５１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ１３４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。評価１３４１は、提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答の評価である。

ストレージ１３５０には、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。ストレージ１３５０は、評価テーブル１２０１を格納する。評価テーブル１２０１は、図１２に示した、ユーザＩＤ１２１１と評価１２１３などとの関係を管理するテーブルである。

ストレージ１３５０は、さらに、評価モジュール１３５１を格納する。評価モジュール１３５１は、提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答を評価するモジュールである。このモジュール１３５１は、ＣＰＵ５１０によりＲＡＭ１３４０のアプリケーション実行領域５４５に読み出され、実行される。

図１４は、本実施形態に係る情報処理装置の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートは、図１３のＣＰＵ５１０がＲＡＭ１３４０を使用して実行し、図１１の情報処理装置１１００の機能構成部を実現する。ステップＳ１４０１において、情報処理装置１１００は、提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答を評価する。

本実施形態によれば、ユーザの回答の評価に応じた脳刺激用設問を提示するので、ユーザに過度な負担をかけることなく脳機能の低下を予防できるとともに、運動機能の低下も予防できる。運動中のユーザに対して提示する脳刺激用設問の難易度を調整できるので、ユーザの体力を維持しつつ、脳機能の低下を予防できる。

［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態に係るトレーニングシステムについて、図１５Ａ乃至図１８を用いて説明する。図１５Ａは、本実施形態に係るトレーニングシステムの動作の概要を説明する図である。図１５Ｂは、本実施形態に係るトレーニングシステムの動作の概要を説明する他の図である。本実施形態に係るトレーニングシステムは、上記第２実施形態乃至第４実施形態と比べると、運動機器を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃至第４実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１５Ａに示したように、例えば、フィットネスジムや自宅などにおいて、複数のユーザ１５２０が、ユーザ１５２０の運動を補助する運動機器としてランニングマシン１５３０を用いてトレーニングを行っているとする。ユーザ１５２０は、ランニングマシン１５３０を用いて、有酸素運動を行う。情報処理装置１５１０は、ランニングマシン１５３０のディスプレイ１５３１に、ユーザ１５２０に対する脳刺激用設問を選択して提示する。運動中のユーザ１５２０は、表示された脳刺激用設問に対してランニングをしながら回答をする。情報処理装置１５１０は、提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答を評価する。そして、情報処理装置１５１０は、ユーザの回答の評価結果に応じてユーザに促す運動の強度を変更する。

例えば、評価結果がよい場合、ユーザは、余裕を持ってトレーニングをし、回答できているので、情報処理装置１５１０は、ランニングマシン１５３０によるランニングのペースを上げたり、ベルト部分（走行面）の傾斜設定を変えて傾斜を付けたりすることにより、ユーザに促す運動の強度を変更する。これとは反対に、評価結果が悪い場合、ユーザには大きな負荷がかかっている可能性があるので、情報処理装置１５１０は、ランニングマシン１５３０によるランニングのペースを下げたり、ベルト部分の傾斜を下げたりすることにより、ユーザに促す運動の強度を変更する。

図１５Ｂに示したように、例えば、フィットネスジムなどにおいて、ユーザ１５２０が、ユーザ１５２０の運動を補助する運動機器としてフィットネスバイク１５４０を用いてトレーニングを行っているとする。ユーザ１５２０は、フィットネスバイク１５４０を用いて、有酸素運動を行う。情報処理装置１５１０は、フィットネスバイク１５４０のディスプレイ１５４１に、ユーザ１５２０に対する脳刺激用設問を選択して提示する。ユーザ１５２０は、フィットネスバイク１５４０を漕ぎながら、提示された脳刺激用設問に回答する。情報処理装置１５１０は、提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答を評価する。そして、情報処理装置１５１０は、ユーザの回答の評価結果に応じてユーザに促す運動の強度を変更する。

例えば、評価結果が良ければ、ユーザ１５２０は余裕を持って運動をし、回答できているので、情報処理装置１５１０は、フィットネスバイク１５４０のペダルにかかる負荷を増大させることにより、ユーザに促す運動の強度を変更する。また、評価結果が悪ければ、ユーザに疲労が蓄積されている可能性があるので、情報処理装置１５１０は、フィットネスバイク１５４０のペダルにかかる負荷を減少させることにより、ユーザに促す運動の強度を変更する。

図１６は、本実施形態に係るトレーニングシステムに含まれる情報処理装置の構成を示すブロック図である。情報処理装置１５１０は、運動強度変更部１６０１を有する。運動強度変更部１６０１は、設問提示部３０２によって提示された脳刺激用設問に対するユーザ１５２０の回答の評価結果に応じて、ユーザ１５２０に促す運動の強度を変更する。運動強度変更部１６０１は、脳刺激用設問に対するユーザ１５２０の回答の評価結果を評価部１１０１から取得する。

図１７は、本実施形態に係るトレーニングシステムに含まれる情報処理装置の有する運動強度変更テーブルの一例を示す図である。運動強度変更テーブル１７０１は、ユーザＩＤ１２１１に関連付けて評価結果１７１１および運動強度１７１２を記憶する。評価結果１７１１は、提示された脳刺激用設問に対するユーザ１５２０の回答の評価である。運動強度１７１２は、ユーザ１５２０に提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答の評価結果に応じて設定されるユーザに促す運動の強度である。情報処理装置１５１０は、運動強度変更テーブル１７０１を参照して、ユーザに促す運動の強度を決定する。

図１８は、本実施形態に係るトレーニングシステムに含まれる情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。ＲＡＭ１８４０は、ＣＰＵ５１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ１８４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。運動強度１８４１は、ユーザに促す運動の強度である。

ストレージ１８５０には、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。ストレージ１８５０は、運動強度変更テーブル１７０１を格納する。運動強度変更テーブル１７０１は、図１７に示した、ユーザＩＤ１２１１と運動強度１７１２などとの関係を管理するテーブルである。

ストレージ１８５０は、さらに、運動強度変更モジュール１８５１を格納する。運動強度変更モジュール１８５１は、提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答の評価結果に応じて、ユーザに促す運動の強度を変更するモジュールである。このモジュール１８５１は、ＣＰＵ５１０によりＲＡＭ１８４０のアプリケーション実行領域５４５に読み出され、実行される。

図１９は、本実施形態に係るトレーニングシステムに含まれる情報処理装置の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートは、図１８のＣＰＵ５１０がＲＡＭ１８４０を使用して実行し、図１６の情報処理装置１５１０の機能構成部を実現する。ステップＳ１９０１において、情報処理装置１５１０は、提示された脳刺激用設問に対するユーザの回答の評価結果に応じて、ユーザに促す運動の強度を変更する。

本実施形態によれば、ユーザの回答の評価に応じてユーザに促す運動強度を変更するので、ユーザに過度な負担をかけることなく脳機能の低下を予防できるとともに、運動機能の低下も予防できる。運動中のユーザに対して提示する脳刺激用設問の難易度を調整できるので、ユーザの体力を維持しつつ、脳機能の低下を予防できる。

［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。

Claims (14)

1. 運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定部と、
   あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定部が推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示部と、
   を備え、
   前記設問提示部は、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示し、回答までの制限時間を変更することにより前記難易度を変更する情報処理装置。
2. 運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定部と、
   あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定部が推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示部と、
   を備え、
   前記設問提示部は、刺激したい脳の部位が互いに異なる複数グループの設問をあらかじめ用意しており、前記運動中のユーザの認知機能の状態に応じて、どのグループの設問を選択するかを変更し、かつ、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する情報処理装置。
3. 運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定部と、
   あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定部が推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示部と、
   を備え、
   前記設問提示部は、前記身体的部位に応じた難易度の設問を選択して提示し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する情報処理装置。
4. 運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定部と、
   あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定部が推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示部と、
   を備え、
   前記設問提示部は、運動していない状態での前記ユーザの前記設問に対する正答率に応じて、前記ユーザに提示する設問の難易度の上限値を決定し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する情報処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の情報処理装置と、
   前記ユーザの運動を補助する運動機器と、
   を備えたトレーニングシステム。
6. 前記運動機器は、
   前記設問提示部によって提示された設問に対する前記ユーザの回答の評価結果に応じて、前記ユーザに促す運動の強度を変更する請求項５に記載のトレーニングシステム。
7. 運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
   あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
   を含み、
   前記設問提示ステップにおいて、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示し、回答までの制限時間を変更することにより前記難易度を変更する情報処理方法。
8. 運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
   あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
   を含み、
   前記設問提示ステップにおいて、刺激したい脳の部位が互いに異なる複数グループの設問をあらかじめ用意しており、前記運動中のユーザの認知機能の状態に応じて、どのグループの設問を選択するかを変更し、かつ、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する情報処理方法。
9. 運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
   あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
   を含み、
   前記設問提示ステップにおいて、前記身体的部位に応じた難易度の設問を選択して提示し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する情報処理方法。
10. 運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
    あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
    を含み、
    前記設問提示ステップにおいて、運動していない状態での前記ユーザの前記設問に対する正答率に応じて、前記ユーザに提示する設問の難易度の上限値を決定し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する情報処理方法。
11. 運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
    あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
    をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
    前記設問提示ステップにおいて、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示し、回答までの制限時間を変更することにより前記難易度を変更する情報処理プログラム。
12. 運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
    あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
    をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
    前記設問提示ステップにおいて、刺激したい脳の部位が互いに異なる複数グループの設問をあらかじめ用意しており、前記運動中のユーザの認知機能の状態に応じて、どのグループの設問を選択するかを変更し、かつ、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する情報処理プログラム。
13. 運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
    あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
    をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
    前記設問提示ステップにおいて、前記身体的部位に応じた難易度の設問を選択して提示し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する情報処理プログラム。
14. 運動中のユーザが動かしている身体的部位を検出し、運動中のユーザの身体的負荷を推定する推定ステップと、
    あらかじめ用意された複数の脳刺激用の設問から、前記推定ステップにおいて推定した前記身体的負荷に応じた設問を選択して提示する設問提示ステップと、
    をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
    前記設問提示ステップにおいて、運動していない状態での前記ユーザの前記設問に対する正答率に応じて、前記ユーザに提示する設問の難易度の上限値を決定し、前記運動中のユーザの前記身体的負荷が大きくなればなるほど、難易度の低い設問を選択して提示する情報処理プログラム。

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