(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エージェントの上体および大腿のそれぞれに装着される第１装具および第２装具と、アクチュエータと、前記アクチュエータの出力の振幅および位相を制御する制御装置とを備え、前記アクチュエータの出力により前記第１装具および前記第２装具を介して前記エージェントの上体に対する大腿の股関節回りの動作を補助することによって前記エージェントの歩行運動を補助する装置であって、
前記制御装置が、
前記エージェントの脚の周期的な動作に応じて時間変化する振動信号を第２運動振動子として検出するように構成されている運動振動子検出要素と、
前記エージェントの運動状態を表わす複数の状態変数の連立微分方程式により定義され、入力振動信号に基づき、当該連立微分方程式に含まれるエネルギー持続入力項の値に応じた振幅と、第２固有角速度に基づいて定まる角速度とにしたがって時間変化する出力振動信号を生成する第２モデルに、前記運動振動子検出要素により検出された前記第２運動振動子を当該入力振動信号として入力することにより第２振動子を当該出力振動信号として生成するように構成されている第２振動子生成要素と、
前記第２振動子に基づき、前記アクチュエータに対する制御指令信号を生成する制御指令信号生成要素と、
前記エージェントの脚の動作に応じてセンサによって検出される値を指標値とし、当該指標値が指定時間以上にわたり指定範囲内に収まっているか否かに応じて、前記エージェントが脚を動かしている第１状態と、前記エージェントの脚の動作が停滞している第２状態との別を判定するように構成されている状態監視要素と、
前記状態監視要素による判定結果が前記第１状態から前記第２状態への遷移を示していることを要件として、前記エネルギー持続入力項の値を増加させるように構成されているエネルギー調節要素とを備えていることを特徴とする歩行運動補助装置。
【請求項２】
請求項１記載の歩行運動補助装置において、
前記状態監視要素が、前記エージェントの脚の踏み出しの有無をさらに判定するように構成され、
前記状態監視要素による判定結果が前記第１状態から前記第２状態への遷移を示している場合、前記エネルギー調節要素が、前記状態監視要素により前記エージェントが脚を踏み出したと判定されるまで、前記エネルギー持続入力項の値を連続的または段階的に増加させるように構成されていることを特徴とする歩行運動補助装置。
【請求項３】
請求項１記載の歩行運動補助装置において、
前記エネルギー調節要素が、前記状態監視要素による判定結果が前記第２状態から前記第１状態への遷移を示していることを要件として、前記エネルギー持続入力項の値を減少させるように構成されていることを特徴とする歩行運動補助装置。
【請求項４】
請求項３記載の歩行運動補助装置において、
前記状態監視要素が、前記エージェントの脚の踏み出しの有無をさらに判定するように構成され、
前記エネルギー調節要素が、前記状態監視要素により前記エージェントが脚を踏み出したと判定されるたびに、前記エネルギー持続入力項の値を段階的に減少させるように構成されていることを特徴とする歩行運動補助装置。
【請求項５】
請求項４記載の歩行運動補助装置において、
前記エネルギー調節要素が、前記エージェントが脚を踏み出した前回時刻と今回時刻との時間間隔が前記指定時間未満であるという条件下で当該時間間隔が長いほど、前記エネルギー持続入力項の値の減少幅を小さくするように構成されていることを特徴とする歩行運動補助装置。
【請求項６】
請求項１記載の歩行運動補助装置において、
前記エージェントが五感のうち少なくともいずれか１つを通じて認識可能な信号または電気刺激信号を誘導信号として出力する誘導信号出力装置をさらに備え、
前記運動振動子検出要素が、前記エージェントの脚の周期的な動作に応じて時間変化する振動信号であって、前記第２運動振動子と種類が同じまたは異なる振動信号を第１運動振動子として検出するように構成され、
前記制御装置が、
入力振動信号と相互に引き込み合うことで第１固有角速度に基づいて定まる角速度で振動する出力振動信号を生成する第１モデルに、前記運動振動子検出要素により検出された前記第１運動振動子を当該入力振動信号として入力することにより、当該出力振動信号として第１振動子を生成するように構成されている第１振動子生成要素と、
前記運動振動子検出要素により検出された前記第１運動振動子の位相極性と前記第１振動子生成要素により生成された前記第１振動子の位相極性の相関関係を表わす第１位相差に基づき、相互作用しながら第２位相差をもって振動する第１仮想振動子と第２仮想振動子とが表現されている仮想モデルにしたがって、当該第２位相差が目標位相差に近づくように当該第２仮想振動子の角速度を前記第２固有角速度として設定するように構成されている固有角速度設定要素と、
前記第１振動子生成要素により生成された前記第１振動子の時間変化に同期して、前記誘導信号出力装置に前記誘導信号を断続的に出力させるように構成されている動作誘導制御要素とを備えていることを特徴とする歩行運動補助装置。
【請求項７】
請求項１記載の歩行運動補助装置において、
前記エージェントが五感のうち少なくともいずれか１つを通じて認識可能な信号または電気刺激信号を誘導信号として出力する誘導信号出力装置をさらに備え、
前記制御装置が、
前記第２振動子生成要素により生成された前記第２振動子の時間変化に同期して、前記誘導信号出力装置に前記誘導信号を断続的に出力させるように構成されている動作誘導制御要素とを備えていることを特徴とする歩行運動補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エージェントの脚に装着される装具を介してアクチュエータの力を当該脚に作用させることにより、当該脚の動作を伴う歩行運動を補助する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間がその身体機能の低下または病気などの原因により意思どおりに歩行を開始できない場合または脚を前に踏み出せない場合がある。たとえば、パーキンソン病患者等にみられる「すくみ足」の症状がこれに該当する。
【０００３】
そこで、標識をエージェント（行為者）の前方に出現させるまたは音をエージェントに聴かせる等、視覚的または聴覚的な刺激をエージェントに与える技術的手法が提案されている（特許文献１〜４参照）。当該手法によれば、脚の踏み出しをエージェントに意識させることにより、すくみ足の症状の軽減が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１０９０５２号公報
【特許文献２】特開２００９−１１９０６６号公報
【特許文献３】特開２００６−１０２１５６号公報
【特許文献４】特許第４０１９１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、脚の踏み出しをエージェントに認識させただけでは、当該エージェントが実際に脚を踏み出すことが困難である場合が少なくない。
【０００６】
そこで、本発明は、エージェントの脚の動作が停滞した場合でも、当該脚の踏み出しを補助することができる装置を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エージェントの上体および大腿のそれぞれに装着される第１装具および第２装具と、アクチュエータと、前記アクチュエータの出力の振幅および位相を制御する制御装置とを備え、前記アクチュエータの出力により前記第１装具および前記第２装具を介して前記エージェントの上体に対する大腿の股関節回りの動作を補助することによって前記エージェントの歩行運動を補助する装置に関する。
【０００８】
本発明の歩行運動補助装置は、前記制御装置が、前記エージェントの脚の周期的な動作に応じて時間変化する振動信号を第２運動振動子として検出するように構成されている運動振動子検出要素と、前記エージェントの運動状態を表わす複数の状態変数の連立微分方程式により定義され、入力振動信号に基づき、当該連立微分方程式に含まれるエネルギー持続入力項の値に応じた振幅と、第２固有角速度に基づいて定まる角速度とにしたがって時間変化する出力振動信号を生成する第２モデルに、前記運動振動子検出要素により検出された前記第２運動振動子を当該入力振動信号として入力することにより第２振動子を当該出力振動信号として生成するように構成されている第２振動子生成要素と、前記第２振動子に基づき、前記アクチュエータに対する制御指令信号を生成する制御指令信号生成要素と、前記エージェントの脚の動作に応じてセンサによって検出される値を指標値とし、当該指標値が指定時間以上にわたり指定範囲内に収まっているか否かに応じて、前記エージェントが脚を動かしている第１状態と、前記エージェントの脚の動作が停滞している第２状態との別を判定するように構成されている状態監視要素と、前記状態監視要素による判定結果が前記第１状態から前記第２状態への遷移を示していることを要件として、前記エネルギー持続入力項の値を増加させるように構成されているエネルギー調節要素とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の歩行運動補助装置によれば、エージェントの脚の動作に応じて時間変化する振動信号が「第２運動振動子」として検出される。また、第２運動振動子が第２モデルに入力されることにより「第２振動子」が生成される。そして、第２振動子に基づいて制御指令信号が生成され、当該信号に応じてアクチュエータの動作が制御される。
【００１０】
これにより、エージェントの脚の動作周期または位相変化速度と、アクチュエータの動作周期または位相変化速度との調和を図りながら、エージェントの脚の動作を補助する力が制御されうる。
【００１１】
また、エージェントの脚の動作に応じた検出値に基づき、エージェントの脚が動作している「第１状態」とエージェントの脚の動作が停滞している「第２状態」との別が判定される。そして、当該判定結果により第１状態から第２状態への遷移が検知された場合、第２モデルを表現する連立微分方程式に含まれるエネルギー持続入力項の値が増加される。
【００１２】
これにより、すくみ足等によってエージェントの脚の動作が停滞したことに応じて、当該脚の動作を補助するためのアクチュエータの出力が強められる。したがって、エージェントの脚の動作が停滞した場合でも、当該脚の踏み出しを補助することができる。
【００１３】
前記状態監視要素が、前記エージェントの脚の踏み出しの有無をさらに判定するように構成され、前記状態監視要素による判定結果が前記第１状態から前記第２状態への遷移を示している場合、前記エネルギー調節要素が、前記状態監視要素により前記エージェントが脚を踏み出したと判定されるまで、前記エネルギー持続入力項の値を連続的または段階的に増加させるように構成されていてもよい。
【００１４】
当該構成の歩行運動補助装置によれば、エージェントの脚の動作が停止した後、その脚を踏み出すまでの間に脚の動作を補助する力が連続的または段階的に強められる。これにより、エージェントの脚の動作を補助するための力の急激な変化が抑制され、装置の動作に対してエージェントに違和感を覚えさせる事態が回避されうる。また、動作が停滞している脚をエージェントが前方に踏み出すために過不足のない強さの力で、当該脚の動作が補助されうる。
【００１５】
前記エネルギー調節要素が、前記状態監視要素による判定結果が前記第２状態から前記第１状態への遷移を示していることを要件として、前記エネルギー持続入力項の値を減少させるように構成されていてもよい。
【００１６】
当該構成の歩行運動補助装置によれば、エージェントの脚の動作が停滞した後、前記のように当該脚の動作を補助するための力が強められ、エージェントが再び脚を動作させた後で当該力が弱められる。これにより、エージェントの脚の動作がアクチュエータの出力によって必要以上に補助される事態が回避されうる。
【００１７】
前記状態監視要素が、前記エージェントの脚の踏み出しの有無をさらに判定するように構成され、前記エネルギー調節要素が、前記状態監視要素により前記エージェントが脚を踏み出したと判定されるたびに、前記エネルギー持続入力項の値を段階的に減少させるように構成されていてもよい。
【００１８】
当該構成の歩行運動補助装置によれば、エージェントが前記のように脚を動作させ、その脚を踏み出すごとに脚の動作を補助する力が段階的に弱められる。これにより、エージェントの脚の動作を補助するための力の急激な変化が抑制され、装置の動作に対してエージェントに違和感を覚えさせる事態が回避されうる。
【００１９】
前記エネルギー調節要素が、前記エージェントが脚を踏み出した前回時刻と今回時刻との時間間隔が前記指定時間未満であるという条件下で当該時間間隔が長いほど、前記エネルギー持続入力項の値の減少幅を小さくするように構成されていてもよい。
【００２０】
当該構成の歩行運動補助装置によれば、エージェントが脚の踏み出しに苦労していると推察される状況において、当該脚の動作を補助する力が過剰に低減される事態が回避される。これにより、このような状況においてエージェントが脚を踏み出すために適当な強さの力で、脚の動作補助を継続することができる。
【００２１】
前記エージェントが五感のうち少なくともいずれか１つを通じて認識可能な信号または電気刺激信号を誘導信号として出力する誘導信号出力装置をさらに備え、前記運動振動子検出要素が、前記エージェントの脚の周期的な動作に応じて時間変化する振動信号であって、前記第２運動振動子と種類が同じまたは異なる振動信号を第１運動振動子として検出するように構成され、前記制御装置が、入力振動信号と相互に引き込み合うことで第１固有角速度に基づいて定まる角速度で振動する出力振動信号を生成する第１モデルに、前記運動振動子検出要素により検出された前記第１運動振動子を当該入力振動信号として入力することにより、当該出力振動信号として第１振動子を生成するように構成されている第１振動子生成要素と、前記運動振動子検出要素により検出された前記第１運動振動子の位相極性と前記第１振動子生成要素により生成された前記第１振動子の位相極性の相関関係を表わす第１位相差に基づき、相互作用しながら第２位相差をもって振動する第１仮想振動子と第２仮想振動子とが表現されている仮想モデルにしたがって、当該第２位相差が目標位相差に近づくように当該第２仮想振動子の角速度を前記第２固有角速度として設定するように構成されている固有角速度設定要素と、前記第１振動子生成要素により生成された前記第１振動子の時間変化に同期して、前記誘導信号出力装置に前記誘導信号を断続的に出力させるように構成されている動作誘導制御要素とを備えていてもよい。
【００２２】
当該構成の歩行運動補助装置によれば、エージェントの脚の動作に応じて時間変化する振動信号が「第１運動振動子」として検出される。第１運動振動子は第２運動振動子と同じであっても異なっていてもよい。また、第１運動振動子が第１モデルに入力されることにより「第１振動子」が生成される。そして、第１振動子に同期して誘導信号が出力される。
【００２３】
これにより、エージェントに脚の周期的な動作を伴う歩行運動を意識させるまたは促すことができる。したがって、エージェントの脚の動作が停滞した場合でも、当該脚の踏み出しを促しながら補助することができる。
【００２４】
前記エージェントが五感のうち少なくともいずれか１つを通じて認識可能な信号または電気刺激信号を誘導信号として出力する誘導信号出力装置をさらに備え、前記制御装置が、前記第２振動子生成要素により生成された前記第２振動子の時間変化に同期して、前記誘導信号出力装置に前記誘導信号を断続的に出力させるように構成されている動作誘導制御要素とを備えていてもよい。
【００２５】
当該構成の歩行運動補助装置によれば、第２振動子に同期して誘導信号が出力される。これにより、エージェントに脚の周期的な動作を伴う歩行運動を意識させるまたは促すことができる。したがって、エージェントの脚の動作が停滞した場合でも、当該脚の踏み出しを促しながら補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態としての歩行運動補助装置の構成説明図。
【図２】歩行運動補助装置の制御装置の構成説明図。
【図３】歩行運動補助装置の制御方法に関する説明図。
【図４】歩行運動補助装置による補助力の制御方法に関する説明図。
【図５】歩行運動補助装置による動作補助因子の制御方法に関する説明図。
【図６】誘導信号の出力制御方法に関する説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の歩行運動補助装置の実施形態について図面を用いて説明する。以下、脚体等の左右を区別するために符号「Ｌ」および「Ｒ」を用いるが、左右を区別する必要がない場合や左右成分を有するベクトルを表現する場合には当該符号を省略する。また、脚体（具体的には大腿）の屈曲運動（前方運動）および伸展運動（後方運動）を区別するために符号「＋」および「−」を用いる。
【００２８】
（歩行運動補助装置の構成）
図１に示されている歩行運動補助装置１は、第１装具１１と、第２装具１２と、アクチュエータ１４と、音声出力装置１６とを備えている。図２に示されているように歩行運動補助装置１は、運動状態センサ２０２と、制御装置２０とを備えている。
【００２９】
第１装具１１はエージェント（行為者である人間）の腰部の後側に押し当てられる腰当１１１と、腰当を腰部に固定するために腹部に巻き付けられるバンド１１２とを備えている。腰当１１１はたとえば可撓性のある適度に硬質の樹脂により形成されている。腰当１１１の左右両側のそれぞれの下端部には、アクチュエータ１４がロール軸回りの回動自由度を持って取り付けられている。
【００３０】
第２装具１２はエージェントの脚体のうち大腿に巻き付けられるバンドを備えている。第２装具１２のうち、大腿前側にはアクチュエータ１４の出力を第２装具１２に伝達するためのリンク部材１３がロール軸回りの回動自由度を持って取り付けられている。リンク部材１３は硬質樹脂により、エージェントの腰部左右両側のそれぞれから、左右それぞれの大腿の前側に向かって湾曲した形状に形成されている。
【００３１】
制御装置２０は第１装具１１の腰当１１１に内蔵されているコンピュータ（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ回路，Ａ／Ｄ変換回路等により構成されている。）により構成されている。制御装置２０は運動状態センサ２０２からの出力信号に基づき、適宜メモリから読み出したプログラムにしたがって演算処理を実行することによりアクチュエータ１４の動作を制御する。
【００３２】
制御装置２０は、運動振動子検出要素２１０と、第１振動子生成要素２２０と、固有角速度設定要素２３０と、第２振動子生成要素２４０と、制御指令信号生成要素２５０と、状態監視要素２６０と、エネルギー調節要素２７０と、誘導信号生成要素２８０とを備えている。各要素は、後述する演算処理を実行するように構成またはプログラムされている。各要素は一部または全部が共通のハードウェア資源により構成されていてもよい。
【００３３】
アクチュエータ１４はモータ１４１および減速機構１４２を備えている。モータ１４１の動作および減速機構１４２の減速比のそれぞれは制御装置２０により制御される。減速機構１４２を経た後のモータ１４１の出力がアクチュエータ１４の出力に該当する。アクチュエータ１４の出力は、第１装具１１を介してエージェントの腰部に伝達されるとともに、リンク部材１３および第２装具１２を介してエージェントの脚体（直接的には大腿）に伝達される。
【００３４】
運動状態センサ２０２はエージェントの運動状態変数の値に応じた信号を出力するように構成されている。たとえば、エージェントの腰部および大腿（脚体）の相対角度（以下「股関節角度」という。）に応じた信号を出力する、エージェントの腰部の左右両側のそれぞれに配置されたロータリーエンコーダが運動状態センサ２０２に該当する。そのほか、アクチュエータ１４を構成するモータのロータ角度が脚体角度の算出基礎となる場合、当該ロータ角度に応じた信号を出力する、当該モータに設けられたホール素子が運動状態センサ２０２として採用されうる。
【００３５】
（歩行運動補助装置の機能）
前記構成の歩行運動補助装置１によるエージェントの歩行運動の補助方法について説明する。
【００３６】
まず、運動状態検出要素２１０が運動状態センサ２０２の出力に基づき、第１運動振動子φ1および第２運動振動子φ2を検出する（図３／ＳＴＥＰ１０２）。第１運動振動子φ1は、エージェントの左右の股関節角速度（ｄψL／ｄｔ，ｄψR／ｄｔ）の変化態様を表わす振動信号である。第２運動振動子φ2は、エージェントの左右の股関節角度（ψL，ψR）の変化態様を表わす振動信号である。
【００３７】
運動検出要素２２０は、サンプリング周期または演算周期ごとに運動状態センサ２０２から出力信号を受け取り、エージェントの股関節角度およびその１階時間微分である股関節角速度を算出する。
【００３８】
なお、第１運動振動子φ1および第２運動振動子φ2がともに股関節角度または股関節角速度である等、同じであってもよい。第１運動振動子φ1が股関節角度であり、第２運動振動子φ2が股関節角速度であってもよい。エージェントの左右の肩関節角度および角速度の任意の組み合わせが第１運動振動子φ1および第２運動振動子φ2として検出されてもよい。エージェントの左右の脚に作用する床反力が第１運動振動子φ1および第２運動振動子φ2として検出されてもよい。
【００３９】
２次元ベクトルφ1の成分である左股関節角速度ｄψL／ｄｔおよび右股関節角速度ｄψR／ｄｔのそれぞれは、エージェントの左右対称の２つの身体部分である左大腿および右大腿のそれぞれの腰部に対する周期的な動きに応じてほぼ逆位相で周期的に変化する。同様に、２次元ベクトルφ2の成分である左股関節角度ψLおよび右股関節角度ψRのそれぞれは、エージェントの左大腿および右大腿のそれぞれの腰部に対する周期的な動きに応じてほぼ逆位相で周期的に変化する。
【００４０】
さらに、第１振動子生成要素２２０が、運動振動子検出要素２１０により測定された第１運動振動子φ1が「第１モデル」に入力されることにより第１振動子ξ1＝（ξ1L，ξ1R）を生成する（図３／ＳＴＥＰ１０４）。
【００４１】
第１モデルは、入力振動信号と相互に引き込み合うことで第１固有角速度ω1＝（ω1L，ω1R）に基づいて定まる角速度で振動する出力振動信号を生成するモデルである。第１モデルはファン・デル・ポル（Van der Pol）方程式（０１０）によって表現される。
【００４２】
(d2ξ1L/dt2)＝χ(1−ξ1L2)(dξ1L/dt）−ω1L2ξ1L＋g(ξ1L−ξ1R)＋K1φ1L，
(d2ξ1R/dt2)＝χ(1−ξ1R2)(dξ1R/dt)−ω1R2ξ1R＋g(ξ1R−ξ1L)＋K1φ1R ..(010)
χは第１振動子ξ1およびその１階時間微分（ｄξ1／ｄｔ）がξ1−（ｄξ1／ｄｔ）
【００４３】
平面で安定なリミットサイクルを描くように設定される正の係数である。ｇは第１モデルにおいて左右の脚の動作の相関関係を表す第１相関係数である。Ｋ1はフィードバック係数である。第１固有角速度ω1は、歩行運動補助装置１の動作の位相変化態様を定める角速度から大きく外れない範囲で任意に設定され得る。
【００４４】
第１振動子ξ1＝（ξ1L，ξ1R）はルンゲ・クッタ法により求められる。第１振動子ξ1はファン・デル・ポル方程式の１つの性質である「相互引き込み」により、エージェントの動作の周期と略同等の周期で時間変化する第１運動振動子φ1の角速度と調和しながら、第１固有角速度ω1に応じて定まる角速度で振動する。
【００４５】
第１モデルはファン・デル・ポル方程式（０１０）のほか、入力振動信号である第１運動振動子φ1との相互引き込みにより、第１運動振動子φ1の角速度と調和した角速度で時間変化する出力振動信号が生成され得る任意の方程式によって表現されてもよい。
【００４６】
第１モデルによれば、エージェントの脚の動作が停滞したために第１運動振動子φ1がほぼ時間変化しないような場合でも、第１固有角速度ω1に応じて定まる角速度で振動するまた配送が変化する第１振動子ξ1が生成されうる。
【００４７】
また、固有角速度設定要素２３０が、運動振動子検出要素２１０により検出された第１運動振動子φ1と、第１振動子生成要素２２０により生成された第１振動子ξ1とに基づき、第２固有角速度ω2を設定する（図３／ＳＴＥＰ１０６）。第２固有角速度ω2の今回設定値は、第１振動子ξ1の次回設定時に第１固有角速度ω1として用いられる（式（０１０）参照）。
【００４８】
具体的には、左右各成分について第１運動振動子φ1の位相極性および第１振動子ξ1の位相極性の相関関係を表わす第１位相差δθ1が関係式（０２１）にしたがって求められる。
【００４９】
δθ1＝∫dt・δθ(φ1,ξ1),
δθ(φ1,ξ1)≡sgn(ξ1){sgn(φ1)−sgn(dξ1／dt)},
sgn(θ)≡-1(θ＜0), 0(θ＝0)または1(θ＞0) ..(021)。
【００５０】
次に、過去３歩行周期にわたって第１位相差δθ1が一定であったことを要件として、仮想モデルにしたがって第２位相差δθ2が求められる。仮想モデルによれば、関係式（０２２）および（０２３）によって仮想運動振動子θhと仮想制御指令信号θmとの相関関係が表されている。関係式（０２４）にしたがって第２位相差δθ2が求められる。
【００５１】
(dθh/dt)＝ωh＋εsin(θm−θh) ..(022)。
【００５２】
(dθm/dt)＝ωm＋εsin(θh−θm) ..(023)。
【００５３】
δθ2＝arcsin[(ωh−ωm)／2ε] ..(024)。
【００５４】
εは仮想運動振動子θhおよび仮想制御指令信号θmの相関係数である。ωhは仮想運動振動子θhの角速度である。ωmは仮想制御指令信号θmの角速度である。
【００５５】
続いて、第１位相差δθ1と、第２位相差δθ2との差δθ1−δθ2が最小になるように相関係数εが設定される。具体的には関係式（０２５）にしたがって、左右各成分についてφ1＝０かつｄφ1／ｄｔ＞０となる時刻｛ｔi｜ｉ＝１，２，..｝における相関係数εが逐次設定される。
【００５６】
ε(ti+1)＝ε(ti)−η{V(ti+1)−V(ti)}／｛ε(ti)−ε(ti-1)｝,
V(ｔi+1)≡(1/2){δθ1(ti+1)−δθ2(ti)}2 ..(025)。
【００５７】
η＝（ηL，ηR）は、第１位相差δθ1の左右各成分と第２位相差δθ2の左右各成分とを近づけるポテンシャルＶ＝（ＶL，ＶR）の安定性を表す係数である。
【００５８】
次に、相関係数εに基づき、仮想制御指令信号θmの角速度ωmが一定であるという条件下で、左右各成分について第１および第２位相差の差δθ1−δθ2の各成分が最小となるように、系の安定性を表わす係数α＝（αL，αR）を用い、仮想運動振動子θhの角速度ωhが関係式（０２６）にしたがって求められる。
【００５９】
ωh(ti)＝−α∫dt・([4ε(ti)2−{ωh(t)−ωm(ti)}2]1/2
×sin［arcsin{(ωh(t)−ωm(ti-1))／2ε(ti)}−δθ1(ｔi)］) ..(026)。
【００６０】
続いて、左右各成分について、仮想運動振動子θHの角速度ωhに基づき、仮想制御指令信号θmの角速度ωmが第２固有角速度ω2として設定される。具体的には、左右各成分について第２位相差δθ2が目標位相差δθ0に近づくように、系の安定性を表す係数β＝（βL，βR）を用い、関係式（０２７）にしたがって仮想制御指令信号θmの角速度ωm＝（ωmL，ωmR）が設定される。
【００６１】
ωm(ti)＝β∫dt・([4ε(ti)2−{ωh(ti)−ωm(t)}2])
×sin[arcsin{(ωh(ti)−ωm(t))／2ε(ti)}−δθ0]) ..(027)。
【００６２】
エネルギー調節要素２７０がエネルギー持続入力項ζ0の値を調節する（図３／ＳＴＥＰ２００）。エネルギー持続入力項ζ0およびその値の調節方法については後述する。
【００６３】
続いて、第２振動子生成要素２４０が、運動振動子検出要素２１０により検出された第２運動振動子φ2と、固有角速度設定要素２３０により設定された第２固有角速度ω2と、エネルギー調節要素２７０により設定されたエネルギー持続入力項ζ0とに基づき、「第２モデル」にしたがって第２振動子ξ2＝（ξ2L+，ξ2L-，ξ2R+，ξ2R-）を生成する（図３／ＳＴＥＰ１０８）。
【００６４】
第２モデルは、エージェントの運動状態を表わす複数の状態変数の連立微分方程式により定義され、入力振動信号に基づき、当該連立微分方程式に含まれるエネルギー持続入力項ζ0の値に応じた振幅と、第２固有角速度ω2に基づいて定まる角速度とにしたがって時間変化する出力振動信号を生成するモデルである。
【００６５】
第２モデルはたとえば連立微分方程式（０３０）により定義される。
【００６６】
τ1L+(duL+./dt)＝cL+ζ0L+−uL+＋wL+/L-ξ2L-＋wL+/R+ξ2R+−λLvL+＋f1(ω2L)＋f2(ω2L)K2φ2L,
τ1L-(duL-/dt)＝cL-ζ0L-−uL-＋wL-/L+ξ2L+＋wL-/R-ξ2R-−λLvL-＋f1(ω2L)＋f2(ω2L)K2φ2L,
- τ1R+(duR+/dt)＝cR+ζ0R+−uR+＋wR+/L+ξ2L+＋wR+/R-ξ2R+−λRvR+＋f1(ω2R)＋f2(ω2R)K2φ2R,
τ1R-(duR-/dt)＝cR-ζ0R-−uR-＋wR-/L-ξ2L-＋wR-/R+ξ2R+−λRvR-＋f1(ω2R)＋f2(ω2R)K2φ2R,
τ2i(dvi/dt)＝−v2i＋ξ2i  (i=L+,L-,R+,R-),
ξ2i＝H(ui−uth)＝０(ui＜uth)もしくはui（ui≧uth）,または
ξ2i＝fs(ui)＝ui／(1＋exp(−ui／D)) ..(030)。
【００６７】
連立微分方程式（０３０）には各大腿の屈曲方向（前方）および伸展方向（後方）のそれぞれへの挙動状態（振幅および位相により特定される。）を表現する状態変数ｕiと、各挙動状態の順応性を表現するための自己抑制因子ｖiとが含まれている。また、連立微分方程式（０３０）にはエネルギー持続入力項ζ0に係る係数ｃiが含まれている。
【００６８】
第１時定数τ1iは状態変数ｕiの変化特性を規定する時定数であり、ω2依存性を有する係数ｔ（ω2）と、定数γ＝（γL，γR）とを用いて関係式（０３１）により表現されるが、第２固有角速度ω2に依存して変化する。
【００６９】
τ1L+＝τ1L-＝(t(ω2L)／ω2L)−γL，τ1R+＝τ1R-＝(t(ω2R)／ω2R)−γR ..(031)。
【００７０】
第２時定数τ2iは自己抑制因子ｖiの変化特性を規定する時定数である。ｗi/jはエージェントの左右各脚体の屈曲方向および伸展方向への動きを表わす状態変数ｕiおよびｕjの相関関係を第２振動子ξ2の各成分の相関関係として表現するための負の第２相関係数である。λLおよびλRは慣れ係数である。Ｋ2は第２運動振動子φ2に応じたフィードバック係数である。
【００７１】
第１の関数「ｆ1」は正の係数ｃを用いて関係式（０３２）により定義される第２固有角速度ω2の１次関数である。第２の関数「ｆ2」は係数ｃ0，ｃ1およびｃ2を用いて関係式（０３３）により定義される第２固有角速度ω2の２次関数である。
【００７２】
f1(ω2)≡cω2 ..(032)。
【００７３】
f2(ω2)≡c0ω2＋c1ω2＋c2ω22..(033)。
【００７４】
第２振動子ξ2iは、状態変数ｕiの値が閾値ｕth未満である場合は０、状態変数ｕiの値が閾値ｕth以上である場合はこのｕiの値をとる。あるいは、第２振動子ξ2iは、シグモイド関数ｆｓによって定義されている（関係式（０３０）参照）。これにより、左大腿の前側への挙動を表わす状態変数ｕL+が大きくなると第２振動子ξ2の左側屈曲成分ξ2L+の振幅が左伸展側成分ξ2L-よりも大きくなる。また、右大腿の前側への挙動を表わす状態変数ｕR+が大きくなると第２振動子ξ2の右側屈曲成分ξ2R+の振幅が右側伸展成分ξ2R-の振幅よりも大きくなる。
【００７５】
さらに、左大腿の後側への挙動を表わす状態変数ｕL-が大きくなると第２振動子ξ2の左側伸展成分ξ2L-の振幅が左側屈曲成分ξ2L+よりも大きくなる。また、右大腿の後側への挙動を表わす状態変数ｕR-が大きくなると第２振動子ξ2の右側伸展成分ξ2R-の振幅が右側屈曲成分ξ2R+の振幅よりも大きくなる。脚（大腿）の前方または後方への動きは、たとえば、股関節角速度の極性によって識別される。脚（大腿）の前方または後方への動きは、たとえば、股関節角速度の極性によって識別される。
【００７６】
その後、制御指令信号生成要素２５０が第２振動子ξ2に基づき、たとえば関係式（０４０）にしたがって制御指令信号η＝（ηL，ηR）を設定する（図３／ＳＴＥＰ１１０）。
【００７７】
ηL＝χL+ξ2L+−χL-ξ2L-，ηR＝χR+ξ2R+−χR-ξ2R- ..(040)。
【００７８】
制御指令信号ηの左成分ηLは、第２振動子ξ2の左側屈曲成分ξ2L+および係数χL+の積と、左側伸展成分ξ2L-および係数χL-の積との和として算定される。制御指令信号ηの右成分ηRは、第２振動子ξ2の右側屈曲成分ξ2R+および係数χ2R+の積と、右側伸展成分ξ2R-および係数χR-の積との和として算定される。
【００７９】
なお、制御指令信号ηは本出願人の特許第４２７２７１１号等の公報に開示されているように仮想的な弾性要素による弾性力および仮想的な減衰要素による減衰力のうち一方または両方を表わすように生成されてもよい。
【００８０】
そして、制御装置２０により制御指令信号ηに基づいてバッテリから左右のアクチュエータ１４にそれぞれ供給される電流Ｉ＝（ＩL，ＩR）が調節される。これにより、第１装具１１および第２装具１２を介して腰部（第１身体部分）および大腿（第２身体部分）を股関節回りの相対的な動作を補助するトルクｔｑ＝（ｔｑL，ｔｑR）が調節される。トルクｔｑは電流Ｉ1基づき、たとえばｔｑ（ｔ)＝Ｇ・Ｉ(ｔ)（Ｇ：比例係数）と表現される。エージェントの歩行運動はトレッドミルの上で実施されてもよい。
【００８１】
さらに、誘導振動信号生成要素２８０が第１振動子ξ1の時間変化に同期して、音声出力装置（誘導信号出力装置）１６に誘導信号を断続的に出力させる（図３／ＳＴＥＰ１１２）。
【００８２】
これにより、たとえば、図６（ａ）に示されているように第１振動子ξ1が時刻ｔとともに変化している場合、第１振動子ξ1の絶対値｜ξ1｜が減少している過程で基準値ξtriに一致した時点で、可聴音が音声出力装置１６から出力される。そのほか、図６（ｂ）に示されているように第１振動子ξ1の位相が基準位相φtriに一致した時点で、可聴音が音声出力装置１６から出力される。
【００８３】
その後、運転スイッチがＯＮからＯＦＦに切り替えられたこと、または、動作異常が検知されたこと等の動作終了条件が満たされたか否かが判定される（図３／ＳＴＥＰ１１４）。そして、当該判定結果が否定的である場合（図３／ＳＴＥＰ１１４‥ＮＯ）、前記一連の処理が繰り返される一方、当該判定結果が肯定的である場合（図３／ＳＴＥＰ０１４‥ＹＥＳ）、前記一連の処理が終了する。
【００８４】
（エネルギー持続入力項の値の調節方法）
第２モデルを表現する連立微分方程式（０３０）に含まれるエネルギー持続入力項ζ0の値の調節方法について説明する（図３／ＳＴＥＰ２００参照）。
【００８５】
まず、歩行運動補助装置１の動作モードが第１モードおよび第２モードのうちいずれであるかが判定される（図４／ＳＴＥＰ２０２）。「第１モード」は、エージェントが脚を動かしている「第１状態」に応じた動作モードである。これに対して「第２モード」は、すくみ足等の原因によってエージェントの脚の動作が停滞している「第２状態」に応じた動作モードである。
【００８６】
動作開始時（運転スイッチがＯＦＦからＯＮに切り替えられた時点）における歩行運動補助装置１の動作モードは第１モードに設定され、エネルギー持続入力項ζ0は初期値０に設定されている。
【００８７】
歩行運動補助装置１の動作モードが第１モードであると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ２０２‥Ａ）、エネルギー持続入力項ζ0が正かつエージェントが脚を踏み出した（歩数がカウントアップされた）という補助力低下条件が満たされているか否かがさらに判定される（図４／ＳＴＥＰ２０４）。
【００８８】
たとえば、エージェントの左股関節角速度ｄψL／ｄｔまたは右股関節角速度ｄψR／ｄｔが屈曲側（前方）で増加から減少に転じたこと、足裏に配置されている圧力センサの出力信号のレベルが閾値を超えて変化したこと、腰部等に設けられた加速度センサの出力信号により表わされる、当該エージェントに作用する加速度の鉛直方向成分が閾値を超えて変化したこと等、エージェントが遊脚（歩行面から浮いている脚）を着床させたことを示唆するセンサ信号に応じて歩数がカウントアップされる。
【００８９】
補助力低下条件が満たされていると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ２０４‥ＹＥＳ）、エネルギー持続入力項ζ0の値がΔζだけ減らされる（図４／ＳＴＥＰ２０６）。その上で、第１時定数τ1が第２固有角速度ω2に基づき、関係式（０３１）にしたがって計算される（図４／ＳＴＥＰ２０８）。
【００９０】
その一方、補助力低下条件が満たされていないと判定された場合（図４／ＳＴＥＰ２０４‥ＮＯ）、エネルギー持続入力項ζ0の値はそのままで第１時定数τ1が計算される（図４／ＳＴＥＰ２０８）。
【００９１】
続いて、エージェントの脚の動作に応じてセンサによって検出される値を指標値とし、当該指標値が指定時間以上にわたり指定範囲内に収まっているか否かに応じて、第１状態および第２状態の別が判定される（図４／ＳＴＥＰ２１０）。
【００９２】
たとえば、エージェントの左右の股関節角度の偏差、エージェントの左右の股関節角速度、エージェントの左右の脚に作用する床反力またはエージェントに作用する加速度の鉛直方向成分等が指標値として用いられる。エージェントの左右の股関節角度の偏差が指標値として用いられる場合、たとえば、指定時間として３［ｓｅｃ］が用いられ、指定範囲として−２０°〜２０°が用いられる。
【００９３】
エージェントが第２状態であると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ２１０‥Ａ）、次に歩数がカウントアップされるまでの期間における装置１の動作モードが第２モードに設定される（図４／ＳＴＥＰ２１２）。
【００９４】
その一方、エージェントが第１状態であると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ２１０‥Ｂ）、装置１の動作モードの判定（図４／ＳＴＥＰ２０２参照）以降の処理が実行される。
【００９５】
歩行運動補助装置１の動作モードが第２モードであると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ２０２‥Ｂ）、エネルギー持続入力項ζ0が、第２振動子ξ2が自励振動する値ｎΔζに設定される（図４／ＳＴＥＰ２１４）。また、第１時定数τ1が第２固有角速度ω2とは無関係に直前値また所定値に固定される（図４／ＳＴＥＰ２１６）。
【００９６】
続いて、エージェントの脚の動作に応じてセンサによって検出される値を指標値とし、当該指標値が指定時間以上にわたり指定範囲内に収まっているか否かに応じて、第１状態および第２状態の別が判定される（図４／ＳＴＥＰ２１８）。
【００９７】
エージェントが第２状態であると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ２１８‥Ａ）、次に歩数がカウントアップされるまでの期間における装置１の動作モードが第１モードに設定される（図４／ＳＴＥＰ２２０）。
【００９８】
その一方、エージェントが第１状態であると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ２１８‥Ｂ）、装置１の動作モードの判定（図４／ＳＴＥＰ２０２参照）以降の処理が実行される。
【００９９】
前記設定方法により、エネルギー持続入力項ζ0の値はたとえば図５（ａ）に示されているように変化する。ｔ＝ｔ1kおよびｔ＝ｔ1k+1（ｋ＝１〜６）の時間間隔は、指定時間よりも短い。
【０１００】
まず、エージェントの脚の動作が停滞したことに応じて、時刻ｔ＝ｔ10においてエネルギー持続入力項ζ0がたとえば７Δζ（ｎ＝７）に設定される（図４／ＳＴＥＰ２１０‥Ａ→ＳＴＥＰ２１２→ＳＴＥＰ２０２‥Ｂ→ＳＴＥＰ２１４参照）。
【０１０１】
その後、エージェントが脚を動作させ、さらに脚を踏み出したことに応じて、時刻ｔ＝ｔ11においてエネルギー持続入力項ζ0がΔζだけ減らされて６Δζに設定される（図４／ＳＴＥＰ２２０‥Ａ→ＳＴＥＰ２２０→ＳＴＥＰ２０２‥Ａ→ＳＴＥＰ２０４‥ＹＥＳ→ＳＴＥＰ２０６参照）。
【０１０２】
そして、エージェントが脚を踏み出すたびに、時刻ｔ＝ｔ12〜ｔ17のそれぞれにおいてエネルギー持続入力項ζ0がΔζだけ減らされる（図４／ＳＴＥＰ２０２‥Ａ→ＳＴＥＰ２０４‥ＹＥＳ→ＳＴＥＰ２０６参照）。
【０１０３】
前記のようにエネルギー持続入力項ζ0の値の高低は、第２振動子ξ2の振幅の大小を定める因子であるため、アクチュエータ１４によるエージェントの脚動作の補助力の強弱を定める因子でもある。このため、図５（ａ）に示されているようにエネルギー持続入力項ζ0の値が調節された場合、当該補助力は時刻ｔ＝ｔ10において強められた後、時刻ｔ＝ｔ11〜ｔ17のそれぞれにおいて段階的に弱められていくことになる。
【０１０４】
なお、たとえば、ｔ＝ｔ1kおよびｔ＝ｔ1k+1の時間間隔、すなわち、エージェントが最後に脚を踏み出してからの経過時間が指定時間以上になった場合、第１状態から第２状態への遷移が検知され、エネルギー持続入力項ζ0が減少途中で再び７Δζまで増加される。
【０１０５】
（歩行運動補助装置の作用効果）
前記機能を発揮する歩行運動補助装置１によれば、エージェントの脚の動作に応じて時間変化する振動信号が第２運動振動子φ2として検出される（図３／ＳＴＥＰ１０２参照）。また、第２運動振動子φ2が第２モデルに入力されることにより第２振動子ξ2が生成される（図３／ＳＴＥＰ１０８参照）。そして、第２振動子ξ2に基づいて制御指令信号が生成され、当該信号に応じてアクチュエータ１４の動作が制御される（図３／ＳＴＥＰ１１０参照）。
【０１０６】
これにより、エージェントの脚の動作周期または位相変化速度と、アクチュエータ１６の動作周期または位相変化速度との調和を図りながら、エージェントの脚の動作を補助する力が制御されうる。
【０１０７】
また、エージェントの脚の動作に応じた検出値に基づき、エージェントの脚が動作している「第１状態」とエージェントの脚の動作が停滞している「第２状態」との別が判定される（図４／ＳＴＥＰ２１０およびＳＴＥＰ２１８参照）。そして、当該判定結果により第１状態から第２状態への遷移が検知された場合、第２モデルを表現する連立微分方程式（０３０）に含まれるエネルギー持続入力項ζ0の値が増加される（図４／ＳＴＥＰ２１０‥Ａ→ＳＴＥＰ２１２→ＳＴＥＰ２０２‥Ｂ→ＳＴＥＰ２１４、図５（ａ）ｔ＝ｔ10参照）。
【０１０８】
これにより、すくみ足等によってエージェントの脚の動作が停滞したことに応じて、当該脚の動作を補助するためのアクチュエータ１６の出力が強められる。したがって、エージェントの脚の動作が停滞した場合でも、当該脚の踏み出しを補助することができる。
【０１０９】
さらに、状態監視要素２６０による判定結果が第２状態から第１状態への遷移を示していることを要件として、エネルギー持続入力項ζ0の値が減らされる。エージェントが脚を踏み出したと判定されるたびに、エネルギー持続入力項ζ0の値が段階的に減少される（図４／ＳＴＥＰ２２０‥Ａ→ＳＴＥＰ２２０→ＳＴＥＰ２０２‥Ａ→ＳＴＥＰ２０４‥ＹＥＳ→ＳＴＥＰ２０６、図５（ａ）ｔ＝ｔ11〜ｔ17参照）。
【０１１０】
これにより、エージェントが前記のように脚を動作させ、その脚を踏み出すごとに脚の動作を補助する力が段階的に弱められる。このため、エージェントの脚の動作を補助するための力の急激な変化が抑制され、装置の動作に対してエージェントに違和感を覚えさせる事態が回避されうる。
【０１１１】
また、第１振動子ξ1に同期して音声が出力される（図３／ＳＴＥＰ１１２、図６参照）。これにより、エージェントに脚の周期的な動作を伴う歩行運動を意識させるまたは促すことができる。したがって、エージェントの脚の動作が停滞した場合でも、当該脚の踏み出しを促しながら補助することができる。
【０１１２】
（本発明の他の実施形態）
猿、犬、馬、牛等、人間以外の動物の歩行運動がエージェントの歩行運動として補助されてもよい。
【０１１３】
状態監視要素２６０による判定結果が第１状態から第２状態への遷移を示している場合、エージェントが脚を踏み出したと判定されるまで、エネルギー調節要素２７０がエネルギー持続入力項の値を連続的または段階的に増加させるように構成されていてもよい。
【０１１４】
当該構成の歩行運動補助装置によれば、エージェントの脚の動作が停止した後、その脚を踏み出すまでの間に脚の動作を補助する力が連続的または段階的に強められる。
【０１１５】
エネルギー持続入力項ζ0の値はたとえば図５（ｂ）に示されているように変化する。ｔ＝ｔ2kおよびｔ＝ｔ2k+1（ｋ＝４〜６）の時間間隔は指定時間よりも短い。
【０１１６】
まず、エージェントの脚の動作が停滞したことに応じて、時刻ｔ＝ｔ10においてエネルギー持続入力項ζ0がΔζに設定される（図４／ＳＴＥＰ２１０‥Ａ→ＳＴＥＰ２１２→ＳＴＥＰ２０２‥Ｂ→ＳＴＥＰ２１４参照）。
【０１１７】
その後、エージェントが脚を踏み出したことが検知されるまで、エネルギー持続入力項ζ0がΔζだけ増やされていく。ここでは、時刻ｔ＝ｔ21〜ｔ23までさらに３段階にわたってエネルギー持続入力項ζ0がΔζだけ増やされた状態が示されている。
【０１１８】
また、エージェントが脚を動作させ、さらに脚を踏み出したことに応じて、時刻ｔ＝ｔ24においてエネルギー持続入力項ζ0がΔζだけ減らされて３Δζに設定される（図４／ＳＴＥＰ２２０‥Ａ→ＳＴＥＰ２２０→ＳＴＥＰ２０２‥Ａ→ＳＴＥＰ２０４‥ＹＥＳ→ＳＴＥＰ２０６参照）。
【０１１９】
そして、エージェントが脚を踏み出すたびに、時刻ｔ＝ｔ25〜ｔ27のそれぞれにおいてエネルギー持続入力項ζ0がΔζだけ減らされる（図４／ＳＴＥＰ２０２‥Ａ→ＳＴＥＰ２０４‥ＹＥＳ→ＳＴＥＰ２０６参照）。
【０１２０】
そのほか、エネルギー持続入力項ζ0の値は図５（ｃ）に示されているように変化する。ｔ＝ｔ3kおよびｔ＝ｔ3k+1（ｋ＝１〜５）の時間間隔は指定時間よりも短い。
【０１２１】
まず、エージェントの脚の動作が停滞したことに応じて、時刻ｔ＝ｔ30においてエネルギー持続入力項ζ0の増加が開始される。その後、エージェントが脚を踏み出したことが検知されるまで、エネルギー持続入力項ζ0が連続的に増やされていく。ここでは、時刻ｔ＝ｔ30〜ｔ31の間にエネルギー持続入力項ζ0が０から５．５Δζまで増やされた状態が示されている。
【０１２２】
また、エージェントが脚を動作させ、さらに脚を踏み出したことに応じて、時刻ｔ＝ｔ32においてエネルギー持続入力項ζ0がΔζだけ減らされて４．５Δζに設定される（図４／ＳＴＥＰ２２０‥Ａ→ＳＴＥＰ２２０→ＳＴＥＰ２０２‥Ａ→ＳＴＥＰ２０４‥ＹＥＳ→ＳＴＥＰ２０６参照）。
【０１２３】
そして、エージェントが脚を踏み出すたびに、時刻ｔ＝ｔ35〜ｔ26のそれぞれにおいてエネルギー持続入力項ζ0がたとえば４．５Δζ→３．５Δζ→２．５Δζ→１．５Δζ→０と段階的に減らされる（図４／ＳＴＥＰ２０２‥Ａ→ＳＴＥＰ２０４‥ＹＥＳ→ＳＴＥＰ２０６参照）。
【０１２４】
前記のようにエネルギー持続入力項ζ0の値の高低は、第２振動子ξ2の振幅の大小を定める因子であるため、アクチュエータ１４によるエージェントの脚動作の補助力の強弱を定める因子でもある。このため、図５（ｂ）（ｃ）に示されているようにエネルギー持続入力項ζ0の値が調節された場合、エージェントの脚の動作を補助するための力の急激な変化が抑制され、装置１の動作に対してエージェントに違和感を覚えさせる事態が回避されうる。また、動作が停滞している脚をエージェントが前方に踏み出すために過不足のない強さの力で、当該脚の動作が補助されうる。
【０１２５】
エネルギー調節要素２７０が、エージェントが脚を踏み出した前回時刻と今回時刻との時間間隔が指定時間未満であるという条件下で当該時間間隔が長いほど、エネルギー持続入力項ζ0の値の減少幅を小さくするように構成されていてもよい。
【０１２６】
当該構成の歩行運動補助装置によれば、エージェントが脚の踏み出しに苦労していると推察される状況において、当該脚の動作を補助する力が過剰に低減される事態が回避される。たとえば、図５（ａ）ではエネルギー持続入力項ζ0の値の減少幅は画一的にΔζであるが、ｔ12−ｔ11＜ｔ13−ｔ12である場合、時刻ｔ＝ｔ13における減少幅は、時刻ｔ＝ｔ12における減少幅よりも小さく調節される。これにより、当該状況においてエージェントが脚を踏み出すために適当な強さの力で、脚の動作補助を継続することができる。
【０１２７】
第１振動子ξ1に代えて第２振動子ξ2の時間変化に同期して、誘導信号が断続的に出力されてもよい（図６参照）。
【０１２８】
当該構成の歩行運動補助装置によれば、エージェントに脚の周期的な動作を伴う歩行運動を意識させるまたは促すことができる。したがって、エージェントの脚の動作が停滞した場合でも、当該脚の踏み出しを促しながら補助することができる。
【０１２９】
断続的な音声出力（図３／ＳＴＥＰ１１２参照）に代えてまたは加えて、ＬＥＤ等の光源がエージェントの視野の範囲で断続的に点灯され、エージェントの身体部分に一時的な振動が与えられ、或いは、エージェントの脚に断続的な電気刺激信号が与えられてもよい。
【０１３０】
第１運動振動子φ1の検出（図３／ＳＴＥＰ１０２参照）および第１振動子ξ1の生成（図３／ＳＴＥＰ１０４参照）が省略され、股関節角速度の高低、歩行速度の高低または歩行周期の長短に応じて第２固有角速度ω2が設定された上で第２振動子ξ2が生成されてもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１‥歩行運動補助装置、１４‥アクチュエータ、１６‥音声出力装置（誘導信号出力装置）、２０‥制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005588738.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005588738.tif 000007