【手続補正書】
【提出日】平成23年2月28日(2011.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体のセグメントの関節での関節荷重を自動的に推定するためのコンピュータに基づく方法であって、
前記コンピュータで、三次元系を表す運動学データの入力を受けるステップと、
前記コンピュータによって、少なくとも前記運動学データを用いて修正加速度を決定するステップと、
前記コンピュータによって、少なくとも前記修正加速度を用いて前記関節荷重を推定するステップと、
前記コンピュータによって、少なくとも前記関節荷重を用いて前記セグメントの模擬運動学データを決定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記運動学データは、測定値を表す
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記運動学データは、位置運動学データ及び速度運動学データの少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記修正加速度を決定するステップは、
前の時刻でシミュレートされた前の模擬運動学データと前記運動学データとの間の差を表す誤差値を決定するステップと、
フィードバック利得を前記誤差値に適用するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記運動学データは、少なくとも位置運動学データを含み、
前記前の模擬運動学データは、少なくとも前の模擬位置データを含み、
前記誤差値は、前記前の模擬位置データと前記位置運動学データとの間の差を表す位置追従誤差を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記運動学データは、少なくとも速度運動学データを含み、
前記前の模擬運動学データは、少なくとも前の模擬速度データを含み、
前記誤差値は、前記前の模擬速度データと前記速度運動学データとの間の差を表す速度追従誤差を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記フィードバック利得は、位置フィードバック利得及び速度フィードバック利得の少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記関節荷重を推定するステップは、
一以上の連続する関節での一以上の連続する関節荷重を用いて前記関節荷重を再帰的に推定するステップ
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記セグメントの前記模擬運動学データを決定するステップは、
前記セグメントの誘発された加速度を決定するステップと、
前記誘発された加速度の積分によって前記セグメントの前記模擬運動学データを決定するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記三次元系は、閉鎖系及び開鎖系の一つである
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
一以上の関節に作用する反力及びモーメントの少なくとも一つを取得するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記関節荷重を推定するステップは、
前記修正加速度に加え、前記反力及び前記モーメントの少なくとも一つを用いる
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記模擬運動学データを決定するステップは、
前記関節荷重に加え、前記反力及び前記モーメントの少なくとも一つを用いる
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記反力及び前記モーメントの少なくとも一つは、測定及び推定の少なくとも一つによって決定される
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
身体のセグメントの関節での関節荷重を自動的に推定するためのコンピュータに基づくシステムであって、
三次元系を表す運動学データの入力を受ける手段と、
少なくとも前記運動学データを用いて修正加速度を決定する第一の決定手段と、
少なくとも前記修正加速度を用いて前記関節荷重を推定する手段と、
少なくとも前記関節荷重を用いて前記セグメントの模擬運動学データを決定する第二の決定手段と、
を備えることを特徴とするコンピュータに基づくシステム。
【請求項１６】
前記修正加速度を決定する前記第一の決定手段は、
前の時刻でシミュレートされた前の模擬運動学データと前記運動学データとの間の差を表す誤差値を決定する第三の決定手段と、
フィードバック利得を前記誤差値に適用する手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータに基づくシステム。
【請求項１７】
前記セグメントの前記模擬運動学データを決定する前記第二の決定手段は、
前記セグメントの誘発された加速度を決定する第三の決定手段と、
前記誘発された加速度の積分によって前記セグメントの前記模擬運動学データを決定する第四の決定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータに基づくシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本出願は、合衆国法典（ＵＳＣ）第３５編１１９条（ｅ）の下、２００１年６月２９日に出願された米国仮特許出願第６０／３０１，８９１号及び２００２年１月３１日に出願された米国仮特許出願第６０／３５３，３７８号に基づいて優先権を主張する、２００２年５月１６日に出願された米国特許一部継続出願第１０／１５１，６４７号であり、参照により本明細書中に組み込むものとする。本出願は、２００５年１月１９日に出願された米国特許出願第１１／０３８，９７８号「閉方式ダイナミクスのアプローチを用いて関節荷重を推定するシステム及び方法」に関連しており、参照により本明細書中に組み込むものとする。また、本出願は、２００５年１月１９日に出願された米国特許出願第１１／０３８，６９１号であって今では米国特許第７４６９１６６号である「直列連鎖システムにおける未知動作を予測するシステムおよびその方法」に関連しており、参照により本明細書中に組み込むものとする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一実施形態は、身体のセグメントの関節での関節荷重を推定する方法を提供する。関節荷重は、関節に作用する力及び／又はモーメントを含む。本方法は、コンピュータで、運動学データの入力を受けるステップと、コンピュータによって、少なくとも運動学データを用いて修正加速度を決定するステップと、コンピュータによって、少なくとも修正加速度を用いて関節荷重を推定するステップと、コンピュータによって、少なくとも関節荷重を用いてセグメントの模擬運動学データを決定するステップと、を含む。こうすることにより、本発明は、安定であり、収束性が保証されており、計算効率が良く、加速度計算が不要な関節荷重推定のための順ダイナミクス解法を提供することによって、従来の逆ダイナミクス解析の問題点を解決する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の他の実施形態は、身体のセグメントの模擬運動学データを予測する方法を提供する。本方法は、少なくとも元の運動学データを用いて修正加速度を決定するステップと、少なくとも修正加速度を用いてセグメントの関節の関節荷重を推定するステップと、一以上の修正パラメータに基づいてセグメントの運動学データを予測するステップと、を含む。それゆえ、本発明の一実施形態は、新規な動作の予測が可能となるという利点を有する。