特許第6985605号(P6985605)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6985605運動評価改善システム及び運動評価改善方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6985605
(24)【登録日】2021年11月30日
(45)【発行日】2021年12月22日
(54)【発明の名称】運動評価改善システム及び運動評価改善方法
(51)【国際特許分類】
   A63B 71/06 20060101AFI20211213BHJP
   A63B 69/36 20060101ALI20211213BHJP
【FI】
   A63B71/06 T
   A63B69/36 541P
【請求項の数】6
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2018-23577(P2018-23577)
(22)【出願日】2018年2月13日
(65)【公開番号】特開2019-136367(P2019-136367A)
(43)【公開日】2019年8月22日
【審査請求日】2020年2月21日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】塚田 信吾
(72)【発明者】
【氏名】中島 寛
(72)【発明者】
【氏名】寒川 哲臣
【審査官】 石原 豊
(56)【参考文献】
【文献】 特開平03−026281(JP,A)
【文献】 特開2018−015408(JP,A)
【文献】 特開2017−205213(JP,A)
【文献】 特開2017−108871(JP,A)
【文献】 特開2017−055913(JP,A)
【文献】 特開平08−224330(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A63B 69/00−71/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも被測定者の関節の動きに応じた伸縮量を取得するストレッチセンサから得られた情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価部と、
評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報を提供する改善情報提供部と、
を備える運動評価改善システム。
【請求項2】
少なくとも被測定者の関節の動きに応じた伸縮量を取得するストレッチセンサから得られた情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価部と、
評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報と前記評価結果を提供する改善情報提供部と、
前記改善情報提供部が前回提供した前記被測定者に対する評価結果と、前記改善情報提供部が今回提供した評価結果とを比較して、どのくらい運動効率が変化しているかを示す情報を提供する改善状況提供部と、
を備える運動評価改善システム。
【請求項3】
前記特徴量抽出部は、機械学習により前記被測定者から得られる情報から前記運動効率に関する特徴量を抽出する、請求項1又は2に記載の運動評価改善システム。
【請求項4】
前記被測定者の生体情報を取得する第1のセンサと、前記被測定者の関節の動きに応じた伸縮量の情報を取得する第2のセンサであるストレッチセンサと、前記被測定者の足底部に加えられた圧力情報を取得する第3のセンサと、前記被測定者の運動時に基準となる部位と、前記基準となる部位との距離の測定対象となる部位とに取り付けられ、前記部位間の距離に関する情報を取得する第4のセンサのいずれかをさらに備え、
前記特徴量抽出部は、いずれかの前記センサから得られた被測定者の情報から運動効率に関する特徴量を抽出する、請求項1からのいずれか一項に記載の運動評価改善システム。
【請求項5】
コンピュータが、
少なくとも被測定者の関節の動きに応じた伸縮量を取得するストレッチセンサから得られた情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価ステップと、
評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報を提供する改善情報提供ステップと、
を有する運動評価改善方法。
【請求項6】
コンピュータが、
少なくとも被測定者の関節の動きに応じた伸縮量を取得するストレッチセンサから得られた情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価ステップと、
評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報と前記評価結果を提供する改善情報提供ステップと、
前記改善情報提供ステップにより前回提供した前記被測定者に対する評価結果と、前記改善情報提供ステップにより今回提供した評価結果とを比較して、どのくらい運動効率が変化しているかを示す情報を提供する改善状況提供ステップと、
を有する運動評価改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、運動評価改善システム及び運動評価改善方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えばゴルフ、テニス、及び野球等の各種の運動競技では、競技者は最も合理的とされる姿勢やフォームを修練によって習得することで一定の上達を図る。特にゴルフでは、飛球方向の正確性がスコアに直接的に影響するという競技の性質上、正確なスイングフォームを身につけることが要求される。
【0003】
従来、ゴルフのように反復動作を伴うスポーツの上達には、競技者の運動効率の向上が重要である。上達を目指して、様々な教則本が上梓されている(例えば、非特許文献1参照)。ところが、こうした教則本通りに動作を行っているか否かは、プレーヤーの主観に大きく依存する。そのため、運動効率の定量的な評価を行い、運動効率の改善ができたかを客観的に把握することは、困難であるという課題があった。
また、マーカーをプレーヤーの体に取り付けて映像に捉え、マーカーの軌跡からプレーヤーの運動効率を評価する手法(モーションキャプチャー)や、各種センサをプレーヤーの体に設置して取得したデータより動作分析を行う方法も知られている(例えば、非特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】栗林保雄、「練習はインパクトゾーンだけでいい!」、ゴルフダイジェスト社、2016年2月24日
【非特許文献2】川島一明、「ゴルフスイングの動作分析とゴルフプレーヤーの身体特性に関する研究」、早稲田大学大学院、博士(人間科学)学位論文、2004年1月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、前者の手法では、プレーヤーの動作によりマーカーが映像に映らなくなった場合は、マーカーの軌跡を撮影することができない。また、後者の手法では、教則本の場合と同様、動作分析の結果をもとに運動効率の改善ができたか否かを把握することは困難である。
【0006】
上記事情に鑑み、本発明は、運動効率の向上を図ることができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、少なくとも被測定者の関節の動きに応じた伸縮量を取得するストレッチセンサから得られた情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価部と、評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報を提供する改善情報提供部と、を備える運動評価改善システムである。
本発明の一態様は、少なくとも被測定者の関節の動きに応じた伸縮量を取得するストレッチセンサから得られた情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価部と、評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報と前記評価結果を提供する改善情報提供部と、前記改善情報提供部が前回提供した前記被測定者に対する評価結果と、前記改善情報提供部が今回提供した評価結果とを比較して、どのくらい運動効率が変化しているかを示す情報を提供する改善状況提供部と、を備える運動評価改善システムである。
【0008】
本発明の一態様は、上記の運動評価改善システムであって、前記特徴量抽出部は、機械学習により前記被測定者から得られる情報から前記運動効率に関する特徴量を抽出する。
【0009】
本発明の一態様は、上記の運動評価改善システムであって、前記被測定者の生体情報を取得する第1のセンサと、前記被測定者の関節の動きに応じた伸縮量の情報を取得する第2のセンサであるストレッチセンサと、前記被測定者の足底部に加えられた圧力情報を取得する第3のセンサと、前記被測定者の運動時に基準となる部位と、前記基準となる部位との距離の測定対象となる部位とに取り付けられ、前記部位間の距離に関する情報を取得する第4のセンサのいずれかをさらに備え、前記特徴量抽出部は、いずれかの前記センサから得られた被測定者の情報から運動効率に関する特徴量を抽出する。
【0010】
本発明の一態様は、コンピュータが、少なくとも被測定者の関節の動きに応じた伸縮量を取得するストレッチセンサから得られた情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価ステップと、評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報を提供する改善情報提供ステップと、を有する運動評価改善方法である。
本発明の一態様は、コンピュータが、少なくとも被測定者の関節の動きに応じた伸縮量を取得するストレッチセンサから得られた情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価ステップと、評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報と前記評価結果を提供する改善情報提供ステップと、前記改善情報提供ステップにより前回提供した前記被測定者に対する評価結果と、前記改善情報提供ステップにより今回提供した評価結果とを比較して、どのくらい運動効率が変化しているかを示す情報を提供する改善状況提供ステップと、を有する運動評価改善方法である。
【発明の効果】
【0011】
本発明により、運動効率の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明における運動評価改善システムのシステム構成を表す構成図である。
図2】第1の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。
図3図2に示す複数のセンサにより得られた被測定者の動作の計測結果を示す図である。
図4図2に示す複数のセンサにより得られた被測定者の動作の計測結果を示す図である。
図5図2に示す複数のセンサにより得られた被測定者の動作の計測結果を示す図である。
図6】情報提供装置の機能構成を表す概略ブロック図である。
図7】第2の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。
図8】ストレッチセンサによる腕の動きの検出例を示す図である。
図9】肩甲上腕関節が基準位置にある状態を示す図である。
図10】第3の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。
図11】第4の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。
図12】第5の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。
図13】第5の実施形態の運動評価改善システム100におけるセンサの別例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明における運動評価改善システム100のシステム構成を表す構成図である。運動評価改善システム100は、センサ(図1では不図示)、中継装置(図1では不図示)及び情報提供装置20を備える。センサと、中継装置20とは、有線又は無線により接続される。また、中継装置と情報提供装置20とは、有線通信又は無線通信により通信を行う。
なお、以下の説明では、運動評価改善システム100が適用される運動競技としてゴルフを例に説明するが、運動評価改善システム100はゴルフに限らず、テニス、及び野球等の各種の運動競技全般においても適用可能である。
【0014】
センサは、被測定者1に取り付けられ、被測定者1の生体情報及び被測定者1の動きに関する情報を計測する。ここで、被測定者1とは、運動評価の測定対象となる人物である。センサは、計測結果を中継装置に出力する。
中継装置は、センサにより計測された計測結果を情報提供装置20に送信する。
【0015】
情報提供装置20は、計測結果に基づいて、被測定者1の運動効率を評価し、評価結果を被測定者1に提供する。また、情報提供装置20は、評価結果に基づく運動効率の改善に関する情報及び改善状況に関する情報を被測定者1に提供する。運動効率の評価指標としては、動作、位置、タイミング、強さ及び緊張等が挙げられる。また、運動効率の改善に関する情報とは、運動効率が悪いと評価された場合において、悪いと評価された項目を改善するために行う動作の情報である。また、改善状況に関する情報とは、運動効率の改善に関する情報に応じた動作の実行によってどのくらい運動効率が改善されたのかを示す情報である。
以下、本発明における運動評価改善システム100の具体的な構成例について説明する。
【0016】
(第1の実施形態)
図2は、第1の実施形態の運動評価改善システム100におけるセンサの一例を示す図である。図2(A)は腕10の手掌側に固定されるセンサの一例を示す図であり、図2(B)は腕10の手背側に固定されるセンサの一例を示す図である。
第1の実施形態における運動評価改善システム100は、情報提供装置20の他に、被測定者1に取り付けられる生体電極32、33、ストレッチセンサ34、36と、センサの計測結果を情報提供装置20に送信する中継装置35とを備えている。
【0017】
本実施形態のセンサは、被測定者1の腕10に取り付けられる。センサは、複数(本実施形態では2つ)の生体電極32及び33と、複数(本実施形態では2つ)のストレッチセンサ34及び36と、生体電極32、33、ストレッチセンサ34、36を内蔵する固定具(腕カバー)2とを備えている。
図2(A)に示すように、生体電極32、33及びストレッチセンサ34は、固定具3により前腕11に固定される。また、中継装置35は、上腕12付近に固定される。また、図2(B)に示すように、ストレッチセンサ36は、固定具3により肘関節14付近に固定される。
【0018】
生体電極32及び33は、被測定者1の生体信号を取得する。生体信号は、被測定者1の心電図、脳波及び筋電図等の生体からの電位変動の信号である。生体電極32及び33の大きさは、例えば1〜4cm角程度である。生体電極32は、橈側手根筋群の筋電図を取得する。また、生体電極33は、尺側手根筋群の筋電図を取得する。
【0019】
ストレッチセンサ34は、固定具3により手掌13Aに固定される。ストレッチセンサ34は、手関節15の動きに追従して伸縮するとともに、伸縮量を電気信号に変換する。具体的には、ストレッチセンサ34は伸縮性と導電性とを有している。ストレッチセンサ34は、例えばエラストマーのような弾性体で形成されている。本実施形態に係るストレッチセンサ34は、薄く細長いテープ状をなしている。ストレッチセンサ34は、伸縮による長さや面積の変化に応じて静電容量が変化する。即ち、ストレッチセンサ34は、自身の伸びを電気信号(静電容量の変化)に変換する。静電容量の変化を定量的に検出することで、伸びの量(伸縮量)を定量的に測定することができる。なお、ストレッチセンサ34の態様は上記に限定されず、伸縮により抵抗値の変化するセンサ等の他の方式で伸びを検出するセンサを用いることも可能である。
【0020】
中継装置35は、生体電極32、33、ストレッチセンサ34及びストレッチセンサ36と電気的に接続されている。中継装置35は、生体電極32、33、ストレッチセンサ34及びストレッチセンサ36から送出された電気信号(即ち、生体情報や静電容量の変化)を情報提供装置20に送信する。中継装置35と情報提供装置20との間の通信方式としては、一例としてBlue Tooth(登録商標)規格に準拠した無線通信が好適に用いられる。
ストレッチセンサ36は、固定具3により肘関節14に固定される。ストレッチセンサ36は、肘関節14の動きに追従して伸縮するとともに、伸縮量を電気信号に変換する。
【0021】
図3〜5は、図2に示すセンサにより得られた複数の被測定者1の動作の計測結果を示す図である。図3は上級者の動作の計測結果を示す図であり、図4及び図5は初中級者の動作の計測結果を示す図である。
【0022】
図6は、情報提供装置20の機能構成を表す概略ブロック図である。情報提供装置20は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、情報提供プログラムを実行する。情報提供プログラムの実行によって、情報提供装置20は、入力部201、学習部202、モデル記憶部203、取得部204、特徴量抽出部205、評価部206、改善情報提供部207、評価結果記憶部208、改善状況提供部209を備える装置として機能する。なお、情報提供装置20の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、情報提供プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、情報提供プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【0023】
入力部201は、学習用データを入力する。本実施形態では、学習用データとして教師ありの学習用データを用いる。教師ありの学習用データは、例えば運動競技における上級者から得られる動作の計測結果の特徴量である。なお、教師ありの学習用データは、上級者にセンサを設置して、上級者からセンサにより得られる動作の計測結果の特徴量である。
学習部202は、入力部201から入力された学習用データを用いて学習することによってモデルを生成する。
モデル記憶部203は、学習部202によって生成されたモデルを記憶する。モデル記憶部203は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。
【0024】
取得部204は、センサから各種情報を取得する。例えば、取得部204は、生体情報及び伸縮量の情報を取得する。取得部204は、取得した情報を特徴量抽出部205に出力する。
特徴量抽出部205は、モデル記憶部203に記憶されているモデルを用いて、取得部204から出力された情報から特徴量を抽出する。例えば、特徴量抽出部205は、モデル記憶部203に記憶されているモデルを用いて生体情報及び伸縮量の特徴量を抽出する。このように、特徴量抽出部205は、機械学習により得られるモデルを用いて特徴量を抽出する。特徴量抽出部205は、抽出した特徴量を評価部206に出力する。
【0025】
評価部206は、特徴量抽出部205から出力された特徴量に基づいて、被測定者1の運動効率を評価する。具体的には、評価部206は、モデル記憶部203に記憶されているモデルを参照し、取得された特徴量と、モデルの特徴量とを比較する。この際、評価部206は、モデルの特徴量として、特徴量が取得された部位と同じ部位の特徴量を用いる。評価部206は、取得された特徴量と、モデルの特徴量との相関が所定の閾値以上である場合には運動効率が良いと評価する。一方、評価部206は、取得された特徴量と、モデルの特徴量との相関が所定の閾値未満である場合には運動効率が悪いと評価する。評価部206は、評価結果と、取得された特徴量と、モデルの特徴量とを改善情報提供部207に出力する。また、評価部206は、評価結果と、取得された特徴量と、モデルの特徴量とを対応付けて評価結果記憶部208に記憶させる。
【0026】
改善情報提供部207は、評価結果を被測定者1に提供するとともに、改善情報を被測定者1に提供する。改善情報提供部207は、評価結果を、音、振動、光、映像等の態様で提供してもよい。また、改善情報提供部207は、改善情報を、音、振動、光、映像、数値、図表等の態様で提供してもよい。改善情報提供部207は、改善情報として、被測定者1の特徴量と、モデルの特徴量との差を解消するような情報(例えば、運動効率を改善するための方法や方向性)を被測定者1に提供する。
【0027】
ここで、改善情報提供部207による提供情報の一例を図3図5を用いて説明する。すなわち、図3図5に示す情報が、被測定者1から得られる特徴量である場合を例に説明する。
図3において、改善情報提供部207は、ダウンスイング時に肘関節が屈曲するので上向きのピークが立っている。インパクト直前に肘関節が伸び下向きのピークが出ている。右手関節の背屈(コック)はダウンスイング時(インパクト前)に逆方向に掌屈している(手首が曲がっている)等の情報を提供する。
【0028】
また、図4において、改善情報提供部207は、右手関節コックはインパクト直前までキープ等の情報を提供する。
また、図5において、改善情報提供部207は、右肘関節の屈曲が少なめ ダウンスイングの早期から右肘が伸びている等の情報を提供する。
【0029】
評価結果記憶部208は、被測定者1毎に、評価結果と、取得された特徴量と、モデルの特徴量とを対応付けて記憶する。評価結果記憶部208は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。
【0030】
改善状況提供部209は、評価結果記憶部208に記憶されている情報と、改善後の情報とを比較して、評価結果記憶部208に記憶されている情報に比べてどのように運動効率が変化しているかを示す情報を改善状況として被測定者1に提供する。改善後の情報であるか否かの判定は、評価結果記憶部208に被測定者1の情報が既に記憶されているか否かで行われてもよい。例えば、評価結果記憶部208に被測定者1の情報が既に記憶されている場合、改善状況提供部209は改善情報提供部207から得られた情報を改善後の情報であると判定する。また、評価結果記憶部208に被測定者1の情報が既に記憶されていない場合、改善状況提供部209は改善情報提供部207から得られた情報を改善後の情報ではないと判定する。なお、改善後の情報ではないと場合、改善状況提供部209は処理を行わない。
【0031】
以上のように構成された第1の実施形態における運動評価改善システム100によれば、被測定者1の運動時に得られる測定結果の特徴量と、予めモデルとして記憶されている上級者の運動時に得られる測定結果の特徴量とを比較することによって被測定者1の運動効率を評価するとともに、運動効率の改善に関する情報を提供する。そのため、運動効率の向上を図ることが可能になる。
【0032】
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態の運動評価改善システム100におけるセンサの一例を示す図である。第2の実施形態における運動評価改善システム100は、情報提供装置20の他に、被測定者1に取り付けられる複数の生体電極37、38、マーカー39、複数のストレッチセンサ40、41、42と、センサの計測結果を情報提供装置20に送信する中継装置35とを備えている。
【0033】
本実施形態のセンサは、被測定者1の腕10に取り付けられる。センサは、複数(本実施形態では4つ)の生体電極37及び38と、マーカー39と、複数(本実施形態では3つ)のストレッチセンサ40、41及び42と、生体電極37、38、マーカー39、ストレッチセンサ40、41及び42を内蔵する固定具(サポーター)3とを備えている。
【0034】
図3に示すように、生体電極37は固定具3により上腕12に固定され、生体電極38は固定具3により前腕11に固定される。また、中継装置35は、上腕12付近に固定される。また、図3に示すように、マーカー39、ストレッチセンサ40、41及び42は固定具3により肘関節14付近に固定される。
【0035】
生体電極37及び38は、被測定者1の生体信号を取得する。生体電極37及び38の大きさは、例えば1〜4cm角程度である。
マーカー39は、例えば光学マーカー距離センサであり、肘関節14の肘頭部に固定される。
【0036】
ストレッチセンサ40、41及び42は、被測定者1の肘関節(関節)14の一方側に接続された上腕12の体表面上に一端が配置されている。ストレッチセンサ40、41及び42は、上腕12とは反対側で肘関節14に接続された前腕11の体表面上に他端が配置されている。ストレッチセンサ40、41及び42は、ストレッチセンサ34及び36と同様の構成である。
【0037】
固定具3は、伸縮性の比較的高い繊維素材で形成されている。固定具3は、被測定者1の腕10に着脱可能な筒状をなしている。より具体的には、固定具3は、被測定者1の上腕12の付け根から手関節15の上方まで延びており、肘関節14の動作に追従して伸縮する。固定具3を被測定者1に装着した状態において肘関節14に対応する部分(即ち、固定具3の長さ方向における中央部を含む部分)には、上述のストレッチセンサ40、41及び42が3つ取り付けられている。なお、ストレッチセンサ40、41及び42を取り付けるに当たっては、固定具3を二層構造として層同士の間にストレッチセンサ40、41及び42を内蔵する方式や、固定具3の表面にストレッチセンサ40、41及び42を貼付する方式が考えられる。いずれの方式においても、ストレッチセンサ40、41及び42は固定具3に対して相対移動不能に固定されている。
【0038】
3つのストレッチセンサ40、41及び42の一端40A、41A及び42Aは、肘関節14を基準として固定具3の長さ方向における一方側(上腕12側)の体表面上に配置されている。3つのストレッチセンサ40、41及び42の他端40B、41B及び42Bは、肘関節14を基準として固定具3の長さ方向における他方側(前腕11側)の体表面上に配置されている。したがって、被測定者1が肘関節14を動かすと、ストレッチセンサ40、41、42及び固定具3は、肘関節14周囲の体表面の変位に追従して伸縮する。
【0039】
複数のストレッチセンサ40、41及び42の一端40A、41A、42Aは、上腕12における体の前面側(胸側)から背面側(背側)に向かって間隔をあけて配列されている。ストレッチセンサ40、41及び42は、それぞれ互いに交差する方向に延びている。言い換えると、ストレッチセンサ40、41及び42は、それぞれ互いに平行をなしていない。ストレッチセンサ40、41及び42は、肘関節14を伸ばした状態での上腕12、肘関節14及び前腕11を結ぶ仮想直線上で交差している。
【0040】
本実施形態では、ストレッチセンサ40はストレッチセンサ42と前腕11で交差している。ストレッチセンサ41はストレッチセンサ42と前腕11で交差している。ストレッチセンサ40とストレッチセンサ41は交差していないが、上腕12側から前腕11側に向かうにしたがって次第に近接している。つまり、ストレッチセンサ40とストレッチセンサ41とは、その延長線が前腕11で交差するように延びている。したがって、ストレッチセンサ42の他端42Bは、ストレッチセンサ40の他端40B及びストレッチセンサ41の他端41Bより前腕11の前面側の位置に固定されている。
【0041】
中継装置35は、生体電極37、38、ストレッチセンサ40、41及び42と電気的に接続されている。中継装置35は、生体電極37、38、ストレッチセンサ40、41及び42から送出された電気信号(即ち、生体情報や静電容量の変化)を情報提供装置20に送信する。中継装置35と情報提供装置20との間の通信方式としては、一例としてBlue Tooth(登録商標)規格に準拠した無線通信が好適に用いられる。
【0042】
図8は、ストレッチセンサ43による腕の動きの検出例を示す図である。
図8左図に示すように腕10が体幹16と近い(例えば、密接している)状態から、図8右図に示すように腕10が体幹16から離れると、ストレッチセンサ43が伸びる。スイング動作では上腕の前挙や捻転によってもストレッチセンサ43は伸縮する脇締め(外転抑制)の識別のため、図9に示すように交差する2本のストレッチセンサを用いる外転(脇の開き)が生じた場合は2本とも伸びる。前挙や捻転では片方が有意に伸びる2本のストレッチセンサの伸縮から、上腕の前挙や捻転と脇開き(外転)を識別できる。
【0043】
図9は、肩甲上腕関節17が基準位置にある状態(即ち、腕10が下方に向かって真っ直ぐに伸びている状態)を示している。被験者は、センサ1Cを装着した後、この基準位置を保持したまま、上記第一実施形態で説明した判別部5の初期化を必要に応じて行う。
【0044】
基準位置から腕10を外転させた場合(即ち、腕10を体から遠ざけるように側方に振り上げた場合)、図9に示すように、ストレッチセンサ44及びストレッチセンサ45は伸縮する。情報提供装置20は、ストレッチセンサ44及びストレッチセンサ45の伸び量の差に基づいて、肩甲上腕関節17が外転位に変位したことを検知するとともに、その動作量を検出する。被測定者1は、外転が生じていること、及びその量を認知し、自身の動作を評価することができる。
【0045】
さらに、詳しくは図示しないが、基準位置から腕10を内転させた場合(即ち、腕10を体の正面に重なるように振り上げた場合)、ストレッチセンサ44及びストレッチセンサ45は伸縮する。情報提供装置20は、ストレッチセンサ44及びストレッチセンサ45の伸び量の差に基づいて、肩甲上腕関節17が内転位に変位したことを検知するとともに、その動作量を検出する。被測定者1は、内転が生じていること、及びその量を認知し、自身の動作を評価することができる。
【0046】
第2の実施形態における情報提供装置20の動作は、センサにより得られる情報の種別が増えること、その種別に応じた学習用データにより学習部202で学習が行われることを除けば第1の実施形態における情報提供装置20の動作と同様であるため具体的な説明は省略する。
【0047】
以上のように構成された第2の実施形態における運動評価改善システム100によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0048】
(第3の実施形態)
図10は、第3の実施形態の運動評価改善システム100におけるセンサの一例を示す図である。第3の実施形態における運動評価改善システム100は、情報提供装置20の他に、被測定者1に取り付けられるストレッチセンサ46と、中継装置35(図10では不図示)を備えている。本実施形態における運動評価改善システム100は、手関節(手首)15の動作を評価及び改善するために用いられる。したがって、第3の実施形態のセンサは、被測定者1の手関節15に取り付けられる。
【0049】
図10に示すように、本実施形態におけるセンサは、ストレッチセンサ46が手袋状の固定具4に内蔵されている。ストレッチセンサ46は、固定具4により手背13Bに固定される。また、第3の実施形態において、中継装置35は上腕12付近に固定される。
【0050】
図10は、手関節15が基準位置にある状態(即ち、手関節15が真っ直ぐに伸びている状態)を示している。ここで、例えば、被測定者1がゴルフスイングを行った場合、手関節15が背屈位に変位することがある。なお、背屈位とは、手関節15を手背13B側に向かって屈曲させた姿勢を指す。
【0051】
手関節15が基本位置から背屈位に変化することで、ストレッチセンサ46が伸縮する。ストレッチセンサ46の伸び量に基づいて、情報提供装置20は、手関節15が背屈位に変位したことを検知するとともにその動作量を検出する。
【0052】
一方で、詳しく図示はしないが、手関節15が背屈位とは反対の掌屈位(即ち、手関節15を手掌13A側に屈曲させた姿勢)に変化した場合も、同様に、ストレッチセンサ46が伸縮する。ストレッチセンサ46の伸び量に基づいて、情報提供装置20は、手関節15が掌屈位に変位したことを検知するとともに、その動作量を検出する。これらにより、被測定者1は、手関節15が動いていること、及びその量を認知し、自身の動作を評価することができる。
【0053】
第3の実施形態における情報提供装置20の動作は、第1の実施形態における情報提供装置20の動作と同様であるため具体的な説明は省略する。
【0054】
以上のように構成された第3の実施形態における運動評価改善システム100によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0055】
(第4の実施形態)
図11は、第4の実施形態の運動評価改善システム100におけるセンサの一例を示す図である。第4の実施形態における運動評価改善システム100は、情報提供装置20の他に、被測定者1に取り付けられる複数の足圧センサ47及び48と、中継装置35(図11では不図示)を備えている。本実施形態における運動評価改善システム100は、足の動作を評価及び改善するために用いられる。したがって、第4の実施形態のセンサは、被測定者1の足に取り付けられる。
【0056】
センサは、複数(本実施形態では2つ)の足圧センサ47及び48と、足圧センサ47及び48を外部に設置するする固定具(靴下)5とを備えている。
図11に示すように、足圧センサ47及び48は固定具5により被測定者1の足底部に固定される。
足圧センサ47及び48は、被測定者1の足底部に加えられた圧力(以下「足底圧」という。)を測定する。足圧センサ47及び48は、長方形の平面型の構成であり、足底部のうち圧力が閾値以上かかる部位又はその付近に設置される。例えば、足圧センサ47及び48は、足底部のうち圧力の最もかかる部位又はその付近に設置される。圧力の最もかかる部位とは、例えば拇指球、小指球、踵骨及び足趾である。足圧センサ47及び48は、測定結果を中継装置35に送信する。また、第4の実施形態において、中継装置35は太もも付近に固定される。
【0057】
第4の実施形態における情報提供装置20の動作は、センサにより得られる情報の種別が異なることと、その種別に応じた学習用データにより学習部202で学習が行われることを除けば第1の実施形態における情報提供装置20の動作と同様であるため具体的な説明は省略する。
【0058】
以上のように構成された第4の実施形態における運動評価改善システム100によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0059】
(第5の実施形態)
図12は、第5の実施形態の運動評価改善システム100におけるセンサの一例を示す図である。第5の実施形態における運動評価改善システム100は、情報提供装置20の他に、被測定者1に取り付けられる第1機器49と、第2機器50と、中継装置35(図12では不図示)とを備えている。本実施形態における運動評価改善システム100は、被測定者の動作中における複数の部位間の距離を評価及び改善するために用いられる。
【0060】
第1機器49及び第2機器50は、2地点間の距離の測定対象となる各部位にそれぞれ取り付けられる。例えば、第1機器49は基準となる部位に取り付けられ、第2機器50は基準となる部位との距離の測定対象となる部位に取り付けられる。図12では、ダウンスイング時の肘関節と体幹との距離を評価及び改善するための例を示している。したがって、第5の実施形態のセンサは、被測定者1の肘及び体幹に取り付けられる。図12に示す例では、第1機器49が右肘に取り付けられ、第2機器50が体幹(腹部)に取り付けられている例を示している。図12(A)はダウンスイング時の動作を示す図であり、図12(B)はピストン・スナップ動作(右肘関節の伸展と回内)時を示す図である。
【0061】
センサは、第1機器49と、第2機器50とを備えている。
第1機器49は、音波又は電波を出力する。例えば、第1機器49は、スピーカー又は送信機である。
第2機器50は、第1機器49が出力した音波又は電波を入力する。例えば、第2機器50は、マイク又は受信機である。第2機器50は、入力した音波又は電波を中継装置35に出力する。
【0062】
中継装置35は、第1機器49及び第2機器50と電気的に接続されている。中継装置35は、第2機器50から送出された電気信号(即ち、音波又は電波)を情報提供装置20に送信する。中継装置35と情報提供装置20との間の通信方式としては、一例としてBlue Tooth(登録商標)規格に準拠した無線通信が好適に用いられる。
【0063】
第5の実施形態における情報提供装置20は、得られた情報に基づいて2地点間の距離を算出し、算出した結果と、モデルとを比較することによってダウンスイング時に右肘が体幹から離れているか否かを評価し、評価結果を提供するとともに改善情報を提供する。
【0064】
動作開始のタイミングは、中継装置35やセンサのスピーカーによって音で知らせてもよいし、中継装置35やセンサのLED等の光で知らせてもよい。
【0065】
図13は、第5の実施形態の運動評価改善システム100におけるセンサの別例を示す図である。図13に示す例では、第1機器49が左肘に取り付けられ、第2機器50が体幹(腹部)に取り付けられている例を示している。
【0066】
第5の実施形態における情報提供装置20は、得られた情報に基づいて2地点間の距離を算出し、算出した結果と、モデルとを比較することによってダウンスイングからインパクト時に左肘が体幹から離れているか否かを評価し、評価結果を提供するとともに改善情報を提供する。
【0067】
以上のように構成された第5の実施形態における運動評価改善システム100によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0068】
<変形例>
肘にマーカーを固定し、肘の位置や軌跡を取得することによって、情報提供装置20が被測定者1の評価を行ってもよい。
【0069】
<第1の実施形態から第5の実施形態に共通する変形例>
上記の各実施形態では、教師ありデータで学習することによってモデルを生成する構成を示したが、情報提供装置20は教師なしデータで学習することによってモデルを生成するように構成されてもよい。
第1の実施形態から第5の実施形態のいずれか又はすべての実施形態は、組み合わせても構成されてもよい。
【0070】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0071】
20…情報提供装置, 32、33、37、38…生体電極, 35…中継装置, 34、36、40、41、42、43、44、45、46…ストレッチセンサ, 47、48…足圧センサ, 49…第1機器, 50…第2機器, 201…入力部, 202…学習部, 203…モデル記憶部, 204…取得部, 205…特徴量抽出部, 206…評価部, 207…改善情報提供部, 208…評価結果記憶部, 209…改善状況提供部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13