(57)【要約】【課題】実時間で訓練対象者の身体に直接作用する教示手段を備える身体訓練装置およびプログラムを提供する。【解決手段】訓練対象者５の身体に装着して、訓練対象者５の身体情報を測定する身体情報測定手段２１と、身体情報測定手段２１で測定した身体情報に基づいて、訓練対象者５の姿勢を推定する姿勢推定手段３０３と、模範姿勢を記憶する模範姿勢記憶手段３０５と、姿勢推定手段３０３で推定された訓練対象者５の姿勢と模範姿勢記憶手段３０３から読み出した模範姿勢の差分を算出する姿勢差分算出手段３０６と、複数の異なる教示手順の中から、前記差分の大きさに応じた教示手順を選択する教示手順決定手段３０９と、前記教示手段決定手段３０９で選択された教示手順を実行して、訓練対象者５に姿勢の修正を促す教示部４を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
訓練対象者の姿勢に応じた教示手順を実行して、前記訓練対象者に姿勢の修正を促す身体訓練装置において、
前記訓練対象者の身体情報を測定する身体情報測定手段と、
前記身体情報測定手段で測定した身体情報に基づいて、前記訓練対象者の姿勢を推定する姿勢推定手段と、
模範姿勢を記憶する模範姿勢記憶手段と、
前記姿勢推定手段で推定された前記訓練対象者の姿勢と前記模範姿勢記憶手段から読み出した模範姿勢の差分を算出する姿勢差分算出手段と、
前記姿勢差分算出手段で算出された差分の大きさに応じた教示手順を複数の異なる教示手順の中から選択して決定する教示手順決定手段と、
前記教示手順決定手段で決定された教示手順を実行して、前記訓練対象者に姿勢の修正を促す教示手段とを備える
ことを特徴とする身体訓練装置。
【請求項２】
前記教示手段は、
前記訓練対象者の関節を動かして、前記訓練対象者に強制的に前記模範姿勢を取らせる直接教示手段と、
前記訓練対象者に、前記姿勢差分算出手段で算出された差分の大きさを通知して、前記訓練対象者に姿勢の修正を促す間接教示手段とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の身体訓練装置。
【請求項３】
前記直接教示手段は、
前記訓練対象者の関節に装着して、当該関節を駆動するアクチュエータである
ことを特徴とする請求項２に記載の身体訓練装置。
【請求項４】
前記間接教示手段は、
前記訓練対象者に電気刺激を与える電気刺激手段、
訓練対象者に振動刺激を与える振動刺激手段、
及び、訓練対象者に音声による指示を与える音声手段のいずれかである
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の身体訓練装置。
【請求項５】
前記身体情報測定手段は、訓練対象者の関節に装着して、前記関節の角度を測定する関節角度測定手段である
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の身体訓練装置。
【請求項６】
前記姿勢推定手段で推定された前記訓練対象者の姿勢に基づいて、教示手順実行の可否を判定する教示手順実行判定手段を備える
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の身体訓練装置。
【請求項７】
模範演技者の身体に装着して、模範演技者の身体情報を測定する第２の身体情報測定手段と、
前記第２の身体情報測定手段で測定した身体情報に基づいて、前記模範演技者の姿勢を推定する第２の姿勢推定手段とを備えるとともに、
前記模範姿勢記憶手段は前記第２の姿勢推定手段で測定された前記模範演技者の姿勢を記憶する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の身体訓練装置。
【請求項８】
前記第２の身体情報測定手段は、模範演技者の関節に装着して、前記関節の角度を測定する関節角度測定手段である
ことを特徴とする請求項７に記載の身体訓練装置。
【請求項９】
訓練対象者の身体情報を測定する身体情報測定手段と、前記訓練対象者の姿勢に応じた教示手順を実行して、前記訓練対象者に姿勢の修正を促す教示手段を備えるコンピュータにインストールされて、
当該コンピュータを、
前記身体情報測定手段で測定した身体情報に基づいて、前記訓練対象者の姿勢を推定する姿勢推定手段と、
模範姿勢を記憶する模範姿勢記憶手段と、
前記姿勢推定手段で推定された前記訓練対象者の姿勢と前記模範姿勢記憶手段から読み出した模範姿勢の差分を算出する姿勢差分算出手段と、
前記姿勢差分算出手段で算出された差分の大きさに応じた教示手順を複数の異なる教示手順の中から選択して、前記教示手段に実行させる教示手順決定手段として機能させる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
当該コンピュータを更に、
前記姿勢推定手段で推定された前記訓練対象者の姿勢に基づいて、教示手順実行の可否を判定する教示手順実行判定手段として機能させる
ことを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、訓練対象者の姿勢と模範姿勢を比較して、訓練対象者に姿勢の修正を促す身体訓練装置および、前記身体訓練装置を制御するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、スポーツのトレーニング、リハビリテーション、あるいは職業教育における技能訓練などの場において、訓練対象者に所定の動作を行わせたり、所定の姿勢を取らせたりして、模範的な動作や姿勢を体得させる訓練が行われる。しかしながら、訓練対象者の動作や姿勢と、模範な動作や姿勢との隔たりの程度を訓練対象者自身が正確に把握することは難しい。そこで、訓練対象者の実際の動作や姿勢と模範的な動作や姿勢の差異を、訓練対象者に視覚的に提示する技能向上支援装置が特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０３３３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で提案された技能向上支援装置は、動作計測装置で人間の身体の動作を計測して得られた記号列と、教師例となる理想的な動作を記録した記号列とを比較して、両者の差異を検出する動作比較手段を備えるので、訓練対象者が自分の動作と理想的な動作との間の差異を客観的に把握することができる。しかしながら、該技能向上支援装置は、前記差異を文字や図形で表示する情報提示手段を備えるのみで、訓練対象者の身体に直接作用する教示手段を欠いていた。
【０００５】
そのため、訓練対象者は前記情報提示手段に表示された文字や図形を視覚を通じて認識し、その文字や図形が示す内容を解釈し、その後に動作を修正するので、差異の把握と動作の修正の間に時間的なずれが生じるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、実時間で訓練対象者の身体に直接作用する教示手段を備える身体訓練装置およびプログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の身体訓練装置は、訓練対象者の姿勢に応じた教示手順を実行して、前記訓練対象者に姿勢の修正を促す身体訓練装置において、前記訓練対象者の身体情報を測定する身体情報測定手段と、前記身体情報測定手段で測定した身体情報に基づいて、前記訓練対象者の姿勢を推定する姿勢推定手段と、模範姿勢を記憶する模範姿勢記憶手段と、前記姿勢推定手段で推定された前記訓練対象者の姿勢と前記模範姿勢記憶手段から読み出した模範姿勢の差分を算出する姿勢差分算出手段と、前記姿勢差分算出手段で算出された差分の大きさに応じた教示手順を複数の異なる教示手順の中から選択して決定する教示手順決定手段と、前記教示手順決定手段で決定された教示手順を実行して、前記訓練対象者に姿勢の修正を促す教示手段とを備えるものである。
【０００８】
本発明のプログラムは、訓練対象者の身体情報を測定する身体情報測定手段と、前記訓練対象者の姿勢に応じた教示手順を実行して、前記訓練対象者に姿勢の修正を促す教示手段を備えるコンピュータにインストールされて、当該コンピュータを、前記身体情報測定手段で測定した身体情報に基づいて、前記訓練対象者の姿勢を推定する姿勢推定手段と、模範姿勢を記憶する模範姿勢記憶手段と、前記姿勢推定手段で推定された前記訓練対象者の姿勢と前記模範姿勢記憶手段から読み出した模範姿勢の差分を算出する姿勢差分算出手段と、前記姿勢差分算出手段で算出された差分の大きさに応じた教示手順を複数の異なる教示手順の中から選択して、前記教示手段に実行させる教示手順決定手段として機能させるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の身体訓練装置は、訓練対象者の姿勢と模範姿勢の間の差分の大きさに基づいて、最適な教示手順を選択して実行し、しかも、前記教示は実時間で訓練対象者の身体に直接作用するので、効果的な身体訓練が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１１】
［装置の構成］
図１は、本発明の実施形態を示す身体訓練装置の概念的な構成図である。図１に示すように、身体訓練装置１は、センサ部２、解析部３及び教示部４から構成されている。
【００１２】
センサ部２は訓練対象者５の身体に装着されて、訓練対象者５の身体情報を測定して、その結果を解析部３に送信する装置であり、身体情報測定手段２１と身体情報送信手段２２を備える。身体情報測定手段２１は訓練対象者５の関節付近に装着されて、前記関節の回転角度を検出するセンサであり、身体情報送信手段２２は、身体情報測定手段２１が検出した関節の回転角度を解析部３に送信する通信インターフェイスである。
【００１３】
なお、身体情報とは訓練対象者５の姿勢推定の基礎となる情報であり、身体情報測定手段２１は関節の回転角度を検出するセンサには限られない。他の形式のセンサ、例えば、加速度センサ、角加速度センサ、変位センサなど各種のセンサを選ぶこともできる。また、身体情報測定手段２１を取り付ける場所は、訓練対象者５の関節付近に限られない。身体情報測定手段２１の形式あるいは身体情報測定手段２１が測定する身体情報によって適した場所は異なるからである。
【００１４】
解析部３は、センサ部２で測定した訓練対象者５の身体情報に基づいて、訓練対象者５の姿勢を推定し、その姿勢（以下、「測定姿勢」という）を模範姿勢と比較して、両者の差分を求め、その差分の大小に応じて、最適な教示手順を選択するコンピュータであり、身体情報受信手段３０１、身体形状蓄積手段３０２、姿勢推定手段３０３、測定姿勢蓄積手段３０４、模範姿勢蓄積手段３０５、姿勢差分算出手段３０６、教示手順蓄積手段３０８、教示手順決定手段３０９及び教示手順送信手段３１０を備える。
【００１５】
身体情報受信手段３０１はセンサ部２の身体情報送信手段２２が送信する訓練対象者５の関節の回転角度を受信する通信インターフェイスである。身体形状蓄積手段３０２は身体訓練装置１を使用する訓練対象者５の身体形状を記憶する記憶装置である。姿勢推定手段３０３は身体情報受信手段３０１が受信した関節の回転角度に基づいて訓練対象者５の姿勢を推定する演算装置である。測定姿勢蓄積手段３０４は、姿勢推定手段３０３が推定した訓練対象者５の姿勢（測定姿勢）を記憶する記憶装置である。模範姿勢蓄積手段３０５は訓練対象者５の模範となる姿勢（模範姿勢）を記憶する記憶装置である。なお、模範姿勢を模範姿勢蓄積手段３０５に取り込む手段については後述する。姿勢差分算出手段３０６は、訓練対象者５の姿勢と模範姿勢の差異（姿勢差分）を算出する演算装置である。教示手順蓄積手段３０８は、訓練対象者５に対して行う複数種の教示手順を記憶・蓄積する記憶装置である。教示手順決定手段３０９は、姿勢差分算出手段３０６で算出された姿勢差分の大小に応じて、教示手順蓄積手段３０８に蓄積された複数の教示手順の中から、最適な教示手順を選択する演算装置である。また、教示手順送信手段３１０は、教示手順決定手段３０９が選択した教示手順を教示部４に送信する通信インターフェイスである。
【００１６】
教示部４は訓練対象者５の身体に装着して、解析部３が選択した教示手順を訓練対象者５に対して実行する装置であり、教示手順受信手段４１と教示手順実行手段４２を備える。
【００１７】
教示手順受信手段４１は、教示手順送信手段３１０が送信する教示手順を受信する通信インターフェイスである。また、教示手順実行手段４２は教示手順受信手段４１が受信した教示手順に従って、訓練対象者５に対して教示を行う装置であり、訓練対象者５の関節を動かして強制的に模範姿勢を取らせる直接教示手段と、訓練対象者５に姿勢差分算出手段３０６で算出された差分の大きさを通知して、姿勢の修正を促す間接教示手段を備える。
【００１８】
例えば、本実施形態では、直接教示手段として、教示手順実行手段４２に、訓練対象者５の関節に作用して、前記関節を駆動するアクチュエータを備える。なお前記アクチュエータの駆動源は、電動モータ、油圧あるいは空気圧シリンダなど、各種の駆動源の中から適当な機器を選択する。
【００１９】
また、間接教示手段として、教示手順実行手段４２には、次の装置を備える。（１）訓練対象者５の身体に電気刺激を与える電気刺激装置。例えば、訓練対象者５にパルス電流を流す装置。（２）訓練対象者５の身体に機械的な振動を加える振動刺激装置。例えば、偏芯錘を電動モータで回転させて振動を発生させる装置。（３）訓練対象者５に音声による指示を与える音声指示装置。例えば、録音した声を再生する装置や発信音を発生する装置。
【００２０】
なお、センサ部２と解析部３の間、及び解析部３と教示部４の間の通信手段は、有線あるいは無線のいずれであっても良いが、無線通信を利用すると、訓練対象者５の動作や移動範囲の制約が小さくなるので好適である。
【００２１】
なお、説明の便宜のために、解析部３の構成要素をハードウェアの形で表現したが、解析部３の構成要素の全部又は一部をソフトウェアで実現してもよい。例えば、汎用のパーソナルコンピュータに、後述する処理手順を記載したプログラムをインストールして、当該パーソナルコンピュータが解析部３として機能するようにしてもよい。
【００２２】
図２は、訓練対象者５に身体訓練装置１を装着した状態を示す概念図である。図２に示す例では、訓練対象者５の頚部、左肩、右肩、腰部、左股関節及び右股関節に身体情報測定手段２１を装着し、左右の肘及び膝には身体情報測定手段２１と教示手順実行手段４２を装着している。また、訓練対象者５の左手首には解析部３を装着している。
【００２３】
言うまでもなく、図２は、本発明の一実施形態を例示するにすぎない。したがって、身体訓練装置１は図２に示されたものには限定されない。身体情報測定手段２１や教示手順実行手段４２の点数は、用途や目的に応じて、最適な数を選べるし、取り付け場所も選べる。また、解析部３を訓練対象者５の身体に装着する代わりに、解析部３を訓練対象者５の身体から離れた場所に置いて、無線通信手段を介して、身体情報測定手段２１あるいは教示手順実行手段４２と通信するようにしてもよい。
【００２４】
図３は、身体情報測定手段２１が検出する訓練対象者５の肘関節の回転角度の例を示す図である。ここでは、肘を完全に伸ばした時の回転角度を０°とし、図３（ａ）の状態の回転角度を１３５°、図３（ｂ）の状態の回転角度を９０°で表示している。勿論、ここに示した肘関節の回転角度の表示は一例示にすぎない。どのような形式で肘関節の回転角度を表示するかは任意である。
【００２５】
［基本的な動作］
次に、身体訓練装置１の基本的な動作を図４に示したフローチャートを参照しながら説明する。まず、センサ部２の身体情報測定手段２１が訓練対象者５の各関節の回転角度を検出して、解析部３に送信する（ステップＳ１）。
【００２６】
次に、解析部３の姿勢推定手段３０３が、センサ部２から受信した訓練対象者５の各関節の回転角度と、身体形状蓄積手段３０２に蓄積されている訓練対象者５の身体形状情報とから訓練対象者５の姿勢（測定姿勢）を推定する（ステップＳ２）。なお、姿勢推定の具体的な手順は後述する。
【００２７】
姿勢推定手段３０３が訓練対象者５の測定姿勢を推定したら、その測定姿勢と模範姿勢蓄積手段３０５に記憶された模範姿勢とを比較して、両者の差異、つまり姿勢差分を算出する（ステップＳ３）。
【００２８】
次に、教示手順決定手段３０９が、その姿勢差分の大小に応じて、最適な教示手順を教示手順蓄積手段３０８に蓄積された複数の教示手順の中から選択する（ステップＳ５）。
【００２９】
教示手順が選択されると、教示部４がその教示手順を実行する（ステップＳ６）。
【００３０】
［姿勢の推定］
さて、前述のステップＳ２における姿勢の推定は図５に示すような手順で実行される。すなわち、解析部３が訓練対象者５の関節の回転角度を受信すると、姿勢推定手段３０３は入力された回転角度が訓練対象者５のどの関節の回転角度であるかを特定して（ステップＳ２０１）、図６に示すような各関節の回転角度を把握する。この関節の特定は、例えば、複数の身体情報測定手段２１のそれぞれに固有の識別コードを付与して、その識別コードを回転角度とともに解析部３に送信して、姿勢推定手段３０３でその識別コードを判読して行う。もちろん、他の手段を用いて関節を特定してもよい。
【００３１】
訓練対象者５の各関節の回転角度が把握されたら、身体形状蓄積手段３０２に蓄積されている訓練対象者５の身体形状情報を基に、訓練対象者５の姿勢を推定する（ステップＳ２０２）。本実施形態では、身体の各部位の位置を直交座標系で表示したものを訓練対象者５の姿勢として取り扱い、以後の処理を行う。図７は訓練対象者５の姿勢の例であり、訓練対象者５の腰の位置を原点とする直交座標系（Ｘ軸を身体の左右方向、Ｙ軸を上下方向、Ｚ軸を前後方向にそれぞれ取り、原点からの距離をセンチメートル単位で表示する）で、訓練対象者５の左右の腕及び足の位置を表示している。なお、訓練対象者５の姿勢の推定は、逆運動学アルゴリズムを適用して行うが、他の手法を適用してもよい。
【００３２】
訓練対象者５の姿勢が推定されたら、その結果を測定姿勢蓄積手段３０４に書き込む（ステップＳ２０３）。なお、図７に示すように、この時、測定姿勢蓄積手段３０４には、測定開始時点からの経過時間を秒単位で書き込む。
【００３３】
［姿勢差分の算出］
ステップＳ３における姿勢差分の算出は図８に示す手順で実行される。
【００３４】
まず、最初の身体部位を選択する（ステップＳ３０１）。最初の身体部位が選択されたら、測定姿勢蓄積手段３０４に記録されている選択された身体部位の測定姿勢の座標と経過時間のうち、最新の値を読み出す（ステップＳ３０２）。
【００３５】
次に、測定姿勢蓄積手段３０４から読み出した測定姿勢と経過時間が一致する模範姿勢を模範姿勢蓄積手段３０５から読み出す（ステップＳ３０３）。なお、模範姿勢蓄積手段３０５に蓄積された模範姿勢は、身体の各部位の位置を直交座標系で表示したものに経過時間を添えたもの（図９参照）である。つまり、模範姿勢は測定姿勢蓄積手段３０４に蓄積された訓練対象者５の測定姿勢（図７参照）と同一のフォーマットで記録される。
【００３６】
次に、模範姿勢蓄積手段３０５から読み出された模範姿勢の座標と測定姿勢蓄積手段３０４から読み出された訓練対象者５の測定姿勢の座標を比較して、姿勢差分を算出する（ステップＳ３０４）。
【００３７】
次に、全ての身体部位について姿勢差分が算出されたか否かを確認し（ステップＳ３０５）、全ての身体部位について姿勢差分が算出されていたら（ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、姿勢差分算出処理を終了する。
【００３８】
一方、姿勢差分が算出されていない身体部位があったら（ステップＳ３０５；ＮＯ）、次の身体部位を選択して（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０２ないしステップＳ３０４の処理を繰り返す。なお、姿勢差分は図１０に示すような形式で表示される。
【００３９】
［教示手順の選択］
ステップＳ５における教示手順の選択は図１１に示す手順で実行される。
【００４０】
まず、最初の身体部位を選択する（ステップＳ５０１）。最初の身体部位が選択されたら、最初の教示手順を選択し（ステップＳ５０２）、教示手順蓄積手段３０８から読み出す（ステップＳ５０３）。次に、読み出した教示手順の選択基準と姿勢差分とを比較して、選択基準を満足するか否かを判断する（ステップＳ５０４）。なお、選択基準とは教示手順を選択する基準となる姿勢差分の大きさのことであり、本実施形態では図１２に示すような選択基準を使用している。図１２において、αは姿勢差分の大きさを示している。例えば、姿勢差分が図１０に示すような値であった場合、右腕Ｙ座標の差分値が３であり、１＜α≦３の条件を満足するので、音声通知による教示が選択される。
【００４１】
選択基準を満足していれば（ステップＳ５０４；ＹＥＳ）、その教示手順を選択する（ステップＳ５０５）。選択基準を満足していなければ（ステップＳ５０４；ＮＯ）、全ての教示手順を確認したか否かを確認する（ステップＳ５０６）。確認していない教示手順があれば（ステップＳ５０６；ＮＯ）、それを選択して（ステップＳ５０７）して、ステップＳ５０３に戻る。
【００４２】
姿勢差分が大きい場合は、訓練対象者５がバランスを崩して転倒するような危険がある。このような危険を回避するために、姿勢差分が大きい場合には、アクチュエータを使って訓練対象者５の関節を動かして、強制的に模範姿勢を取らせる直接教示を選択するようにしている。逆に、姿勢差分が小さい場合に直接教示を選択すると、訓練対象者５による模範姿勢習得を阻害する。そこで、本実施形態では、姿勢差分が小さくなるに従って、電気刺激による教示、振動刺激による教示、音声による教示を選択するようにしている。また、姿勢差分が十分小さい場合、すなわち、訓練対象者５が模範姿勢とほぼ同一の姿勢を取っている場合は、いずれの教示手順も選択しない。つまり、いずれの教示手順も実行しない。
【００４３】
また、電気刺激は訓練対象者５に対するインパクトが最も大きく、振動刺激によるインパクトの大きさはそれに次ぎ、音声教示によるインパクトは最も小さい。そのため、訓練対象者５はインパクトの大きさによって姿勢差分の大小を知り、インパクトが小さくなるように姿勢を修正するので、訓練の効果が高い。
【００４４】
以上のステップＳ１からＳ６までの動作を模範姿勢蓄積手段３０５に記録されている時間の間だけ繰り返すことにより、実時間で、最適な教示手順を選択して、訓練対象者５の身体に直接作用する教示を実行することが可能になる。
【００４５】
［変形例１］
図１３は、身体訓練装置１の変形例を示す構成図である。この身体訓練装置１は、測定姿勢蓄積手段３０４に蓄積された測定姿勢の時系列変化に基づいて教示手順実行の可否を判定する教示手順実行判定手段３０７を備える点で、図１に示した身体訓練装置１と異なる。なお、その他の構成と作用は共通する。
【００４６】
例えば、訓練対象者５が転倒したような場合に教示を行うと、模範姿勢の習得を阻害するばかりでなく、怪我を誘発する可能性がある。そこで、教示手順実行判定手段３０７を備えて、訓練対象者５の転倒のような異常が生じた場合に、教示を中止するようにすれば、安全性が向上する。
【００４７】
図１４は図１３に示す身体訓練装置１の基本的な動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、教示手順実行判定手段３０７による教示手順実行判定処理（ステップＳ４）を備える点で、図４に示したフローチャートと異なる。
【００４８】
訓練対象者５が転倒すると、測定姿勢蓄積手段３０４に記録されている測定姿勢は短時間に異常に大きく変化する。このような場合に、教示手順実行判定手段３０７は、教示手順の実行が不可であると判定して、以後の教示手順の実行を停止する（ステップＳ４；ＮＯ）。
【００４９】
逆に、教示手順の実行が可能であると判定した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）は、教示手順決定手段３０９は、その姿勢差分の大小に応じて、最適な教示手順を教示手順蓄積手段３０８に蓄積された複数の教示手順の中から選択する（ステップＳ５）。その他の動作は図４に示した動作と同じである。
【００５０】
［変形例２］
図１５は、身体訓練装置１の別の変形例を示す構成図であり、模範演技者６の関節の回転角度を検出する第２のセンサ部２’を備えている。センサ部２と同様、第２のセンサ部２’は身体情報測定手段２１と身体情報送信手段２２を備えて、模範演技者６の各関節の回転角度を測定して、解析部３に送信することができる。また、解析部３には、第２の身体情報受信手段３０１’と第２の身体形状蓄積手段３０２’と第２の姿勢推定手段３０３’を備えて、第２のセンサ部２’から送信された模範演技者６の各関節の回転角度に基づいて、模範演技者６の姿勢を推定し、その結果を模範姿勢蓄積手段３０５に書き込む。また、第２のセンサ部２’の身体情報測定手段２１は、模範演技者６の身体の各部に、例えば、図１６に示すように装着される。このように、身体訓練装置１に第２のセンサ部２’、第２の身体情報受信手段３０１’、 第２の身体形状蓄積手段３０２’及び第２の姿勢推定手段３０３’を備えれば、模範演技者６が行う模範演技の姿勢を所得して、模範姿勢蓄積手段３０５に記録することができる。
【００５１】
なお、模範演技者６の演技と、訓練対象者５の訓練は、同時に実行してもよいし、模範演技者６の演技の終了後に訓練対象者５の訓練を行ってもよい。また、訓練対象者５が複数人いる場合は、訓練対象者５の人数分だけセンサ部２、解析部３、教示部４を用意し、模範演技者６の身体情報を各々の解析部３に送信し同時に複数人の訓練を行うこともできる。また、模範演技者６の姿勢は模範姿勢蓄積手段３０５に記録されるから、模範演技者６の姿勢を１回だけ取得すれば、訓練対象者５の訓練を繰り返し実施することもできる。また、模範姿勢蓄積手段３０５に記録された模範演技者６の姿勢をコピーして、他の身体訓練装置１に移植することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態を示す身体訓練装置の概念的な構成図である。
【図２】訓練対象者に身体訓練装置を装着した状態を示す概念図である。
【図３】訓練対象者の肘関節の回転角度の例を示す図である。
【図４】身体訓練装置の基本的な動作を示すフローチャートである。
【図５】身体情報から姿勢を推定する手順を示すフローチャートである。
【図６】姿勢の推定に用いる関節の回転角度の例を示す図である。
【図７】推定された訓練対象者の姿勢の例を示す図である。
【図８】姿勢差分を算出する手順を示すフローチャートである。
【図９】模範姿勢蓄積手段に記録された模範姿勢の例を示す図である。
【図１０】姿勢差分の例を示す図である。
【図１１】教示手順を選択する手順を示すフローチャートである。
【図１２】教示手順の選択基準を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態を示す身体訓練装置の変形例を示す構成図である。
【図１４】前記変形例に係る身体訓練装置の基本的な動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態を示す身体訓練装置の別の変形例を示す構成図である。
【図１６】模範演技者に身体情報測定手段を装着した状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  身体訓練装置
２  センサ部
２’第２のセンサ部
３  解析部
４  教示部
５  訓練対象者
６  模範演技者
２１  身体情報測定手段
２２  身体情報送信手段
３０１  身体情報受信手段
３０１’第２の身体情報受信手段
３０２  身体形状蓄積手段
３０２’第２の身体形状蓄積手段
３０３  姿勢推定手段
３０３’第２の姿勢推定手段
３０４  測定姿勢蓄積手段
３０５  模範姿勢蓄積手段
３０６  姿勢差分算出手段
３０７  教示手順実行判定手段
３０８  教示手順蓄積手段
３０９  教示手順決定手段
３１０  教示手順送信手段
【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】
2010057611.tif 000007
【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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