(57)【要約】  他動運動を行わせる機器本体の利用時における姿勢を評価して、正しい姿勢を獲得し、かつ正しい姿勢での運動により運動効果を高める他動運動システムを提供する。  揺動する座席部を備える他動運動機器１を用いて運動を行い、運動中における利用者の腰部の加速度の変化を活動量計６により計測する。活動量計６により計測された加速度はセンターサーバ１０１の姿勢評価部１０３に入力され、加速度の時間変化である応答パターンから利用者の運動中の姿勢が評価される。評価は表示装置２に表示され利用者に示される。
2009040947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者に筋刺激を与えることにより筋活動を誘発させる機器本体と、機器本体の利用中における利用者の特定部位の移動軌跡を検出する体動軌跡測定手段と、体動軌跡測定手段により検出した移動軌跡を規定した基準の移動軌跡と比較することにより利用者の運動姿勢を評価する運動姿勢評価手段と、運動姿勢評価手段による評価結果を提示する評価提示手段とを備えることを特徴とする他動運動システム。
【請求項２】
前記機器本体は、利用者が着座する座席部と、座席部を揺動駆動する駆動部とを備え、乗馬運動を模擬した運動を利用者に行わせることを特徴とする請求項１記載の他動運動システム。
【請求項３】
前記機器本体は、利用者の臀部を支持する座席部と、利用者が左右の各足をそれぞれ載せる一対の足置台と、利用者の脚部に作用する自重の割合を変化させるように座席部を揺動させる駆動部とを備え、各足置台は上向きの復帰力が付与されており、駆動部の揺動時に足置台を踏み込むことにより膝の屈伸を伴わずにスクワット運動を模擬した運動を利用者に行わせることを特徴とする請求項１記載の他動運動システム。
【請求項４】
前記体動軌跡測定手段は、利用者の腰部の移動軌跡を検出することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の他動運動システム。
【請求項５】
前記体動軌跡測定手段は、利用者の膝部の移動軌跡を検出することを特徴とする請求項３記載の他動運動システム。
【請求項６】
前記体動軌跡測定手段は、利用者の上半身の移動軌跡を検出することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の他動運動システム。
【請求項７】
前記運動姿勢評価手段は、前記体動軌跡測定手段により検出した移動軌跡と基準の移動軌跡との一致度を数値化し、数値化した一致度を点数に換算することを特徴とする請求項１記載の他動運動システム。
【請求項８】
前記運動姿勢評価手段は、前記体動軌跡測定手段により検出した移動軌跡と基準の移動軌跡との一致度を評価値として求め、評価値を複数段階の姿勢レベルに区分することを特徴とする請求項１記載の他動運動システム。
【請求項９】
前記体動軌跡測定手段は、加速度センサであることを特徴とする請求項１記載の他動運動システム。
【請求項１０】
前記体動軌跡測定手段は、利用者を撮像する撮像装置と、撮像装置により得られた画像から利用者の特定位置の位置変化を抽出する画像処理装置とにより構成されることを特徴とする請求項１記載の他動運動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者に筋刺激を与えることにより筋活動を誘発させる機器本体を備える他動運動システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康維持、病気治療、運動機能回復などの目的を達成するために運動を手段とすることが盛んになってきている。運動によりこの種の目的を達成するには、安全かつ効果のある運動処方が必要である。各種運動施設では、各種運動における運動能力や生理情報を数値化することにより利用者の能力レベルを専門知識によって評価し、利用者個々の能力レベルに応じた運動処方を専門知識を備える指導者が提供している。【０００３】
すなわち、安全かつ効果のある運動処方を提供するには、能力レベルを評価し運動処方を作成するための専門知識が必要であり、知識のない個人が自己流で運動処方を決めても所期の効果が得られないことが多く、身体条件によっては運動するとかえって健康に障害を生じる場合もある。【０００４】
能力レベルの低い利用者でも手軽に利用できる運動用具としては、自発的な筋力の発揮を伴わずに軽負荷で運動を行うことができる他動運動機器が提案されており、種々構成の他動運動機器が提案されている。例えば、日本特許公開２００７−２１２３１号公報では、利用者が跨いで着座する鞍状の座席部と、座席部を揺動駆動する駆動部とを備え、乗馬運動を模擬する他動運動機器を開示している。【０００５】
また、日本特許公開２００３−２４５３７５号公報では、歩行訓練を行うために左右の足載せ台を前後に相反する位置関係を保って前後移動させる構成の他動運動機器を開示している。【０００６】
一方、近年では姿勢と健康との関係が認識されつつあり、また美的観点からも姿勢が注目されている。とくに、歩行姿勢の悪化は膝痛や腰痛に結びつくと考えられており、歩行姿勢を向上させる健康法は注目を浴びている。また、ブリティッシュ式の乗馬では騎乗姿勢が重視されることから、乗馬運動においても姿勢の矯正効果が期待されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、他動運動機器には上述のように乗馬運動を模擬するものや歩行運動を模擬するものが知られているが、他動運動機器を利用している際の利用者の姿勢については評価されておらず、正しい姿勢の獲得という目的で利用することができない。また、他動運動機器の利用時の姿勢は、運動効果にも関係するから、正しくない姿勢で他動運動機器を利用しても所期の運動効果を得ることができない場合もある。【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、他動運動を行わせる機器本体の利用時における姿勢を評価することにより、正しい姿勢を獲得できるようにし、かつ正しい姿勢での運動により運動効果を高めることができる他動運動システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、利用者に筋刺激を与えることにより筋活動を誘発させる機器本体と、機器本体の利用中における利用者の特定部位の移動軌跡を検出する体動軌跡測定手段と、体動軌跡測定手段により検出した移動軌跡を規定した基準の移動軌跡と比較することにより利用者の運動姿勢を評価する運動姿勢評価手段と、運動姿勢評価手段による評価結果を提示する評価提示手段とを備えることを特徴とする。【００１０】
前記機器本体は、利用者が着座する座席部と、座席部を揺動駆動する駆動部とを備え、乗馬運動を模擬した運動を利用者に行わせるものが望ましい。【００１１】
あるいは、前記機器本体は、利用者の臀部を支持する座席部と、利用者が左右の各足をそれぞれ載せる一対の足置台と、利用者の脚部に作用する自重の割合を変化させるように座席部を揺動させる駆動部とを備え、各足置台は上向きの復帰力が付与されており、駆動部の揺動時に足置台を踏み込むことにより膝の屈伸を伴わずにスクワット運動を模擬した運動を利用者に行わせるものを用いることができる。【００１２】
前記体動軌跡測定手段は、利用者の腰部の移動軌跡を検出するものを用いることができる。また、前記体動軌跡測定手段は、利用者の膝部の移動軌跡を検出するものを用いることができる。あるいはまた、前記体動軌跡測定手段は、利用者の上半身の移動軌跡を検出するものでもよい。【００１３】
前記運動姿勢評価手段は、前記体動軌跡測定手段により検出した移動軌跡と基準の移動軌跡との一致度を数値化し、数値化した一致度を点数に換算するものを用いることができる。また、前記運動姿勢評価手段は、前記体動軌跡測定手段により検出した移動軌跡と基準の移動軌跡との一致度を評価値として求め、評価値を複数段階の姿勢レベルに区分するものを用いることができる。【００１４】
前記体動軌跡測定手段は、加速度センサを用いることができる。【００１５】
前記体動軌跡測定手段は、利用者を撮像する撮像装置と、撮像装置により得られた画像から利用者の特定位置の位置変化を抽出する画像処理装置とにより構成してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の構成によれば、利用者が他動運動を行っている間に利用者の特定部位の移動軌跡を検出し、基準の移動軌跡と比較することによって、利用者の姿勢を評価して評価結果を提示するから、利用者は正しい姿勢で他動運動を行っているか否かを知ることができる。その結果、正しい姿勢で運動するように意識付けられ、正しい姿勢の獲得が可能になる。【００１７】
また、乗馬運動を模擬する他動運動を行う機器本体では、他動運動により腰背部の筋群の強化を促し、バランス機能の向上とともに腰痛予防や背筋の伸びた美しい姿勢の獲得に寄与することになる。さらには、腰背部のような体積の大きい筋群を伸縮させることにより糖代謝の向上が期待できる。【００１８】
さらにまた、膝の屈伸を伴わないスクワット運動を模擬する他動運動を行う機器本体では、脚部の筋群、とくに大腿部の筋群の強化を促し、膝痛の緩和や転倒の予防に寄与することになる。さらには、大腿部のような体積の大きい筋群を伸縮させることにより糖代謝の向上が期待できる。【００１９】
腰部の移動軌跡を検出すると、利用者の腰部が座席部の揺動に追従して正しく移動しているか否かを判断することができる。また、スクワット運動を模擬する他動運動の際に、膝部の移動軌跡を検出することにより、膝部の上下方向の変位によって利用者が足置台を踏み込んでいるか否かを判断することができる。上半身の移動軌跡を検出する場合には、肩部や頭部がぐらついていないか否かを判断し、利用者のバランス機能や運動能力を知る目安が得られる。【００２０】
移動軌跡の一致度を点数に換算すれば、利用者は点数を高めるように動機付けられ、正しい姿勢を獲得しやすくなる。また、移動軌跡の一致度に基づいて姿勢レベルを区分すれば、姿勢レベルを知ることで利用者に姿勢への関心を持たせることになり、結果的に、姿勢レベルを高めるように利用者に動機付けを行うことができる。あるいはまた、加速度センサを用いて移動軌跡を検出すれば、加速度センサの検出値（力）を利用することで運動量の目安も併せて得ることができる。【００２１】
利用者を撮像することにより移動軌跡を検出すれば、非接触で移動軌跡を検出することができ、利用者に違和感を生じさせずに運動を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態を示す要部構成図である。
【図２】同上のシステム全体の概略構成図である。
【図３】同上に用いる他動運動機器の概略ブロック図である。
【図４】同上に用いる活動量計の概略ブロック図である。
【図５】同上に用いる体組成計の概略ブロック図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は同上における応答パターンの例を示す動作説明図である。
【図７】同上において姿勢を検出する構成の他例を示す説明図である。
【図８】同上において姿勢を検出する構成の別例を示す説明図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は同上に用いる他動運動機器の他例を示す動作説明図である。
【図１０】同上に用いる他動運動機器の他例を示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本実施形態では、図２に示すように、住宅Ａ内に設置した他動運動機器１を用いて運動する場合を想定する。他動運動機器１はどのような形式のものでもよいが、以下では、鞍状の座席部に利用者が搭乗し、座席部が揺動駆動されることにより乗馬運動を模擬した運動が可能になる他動運動機器１を例示する。【００２４】
他動運動機器１は、利用者に筋刺激を与えることにより筋活動を誘発させる機器であり、乗馬運動を模擬する他動運動機器１では、座席部１２に着座している利用者の腰部乃至臀部の位置を変化させたり傾斜させたりすることにより、利用者の姿勢を崩すように筋刺激を与え、このとき神経反射等により姿勢を維持しようとする作用で筋活動を誘発させるのである。乗馬運動では、後述するように、座席部１２が∞字状に揺動し、利用者の上半身の重心位置が少なくとも前後に変位するから、腰背部の筋群の強化が促される。その結果、バランス機能の向上とともに腰痛予防や背筋の伸びた美しい姿勢の獲得が期待できる。また、腰背部の筋群は人体において体積が大きいほうの筋肉を含んでいるから、これらの筋群を伸縮させることにより糖代謝の向上が期待できる。【００２５】
本実施形態において説明する他動運動システムは、他動運動機器１を機器本体とし、他動運動機器１を後述する活動量計６及びセンターサーバ１０１と連携させることにより構築される。【００２６】
住宅Ａの宅内には、Ethernet（登録商標）による宅内網（ＬＡＮ）２０１が構築され、宅内網２０１は住宅情報盤３内に収納されたルータ（ブロードバンドルータ）３ａを介してインターネットのような広域網（ＷＡＮ）２０２に接続されている。また、広域網２０２には、他動運動機器１を用いる運動を含んだ運動処方を提供する事業者Ｂが管理するセンターサーバ１０１及び映像配信サーバ１０２が接続される。運動処方には、他動運動機器１を使用する際の姿勢の種類や時間、ストレッチングなどの他の運動の内容が含まれるが、以下では、他動運動機器１を使用するための運動処方を中心として説明する。【００２７】
センターサーバ１０１が提供するサービスには、利用者が自宅で運動する際の運動処方を提供するサービスがある。また、映像配信サーバ１０２は、センターサーバ１０１が提供した運動処方に応じて運動を行うときに、運動動作を示す映像を配信する。映像配信サーバ１０２から配信された映像は、ルータ３ａから宅内網２０１を介して表示装置２に伝送され表示装置２の画面に表示される。【００２８】
他動運動機器１は、図３に示すように、マイクロコンピュータを主構成とする制御部１１と、鞍状に形成された座席部１２を揺動駆動する駆動部１３と、他装置との間で赤外線を伝送媒体とするワイヤレス通信（以下では、赤外線を伝送媒体とするワイヤレス通信を単に「赤外線通信」と呼ぶ）を行う赤外線通信部１４と、電源スイッチ及び制御部１１への制御指示を行う操作部１５と、座席部１２を様々な揺動パターンで揺動させるためのデータや揺動パターンを駆動部１３に指示するプログラムなどを記憶した記憶部１６とを備える。【００２９】
表示装置２はテレビジョンチューナ及びクライアント機能（ブラウザ機能）を内蔵し、宅内網２０１を構成するＬＡＮケーブルを介してルータ３ａに接続される。したがって、広域網２０２を通してセンターサーバ１０１及び映像配信サーバ１０２との間で通信を行うことが可能である。【００３０】
表示装置２では、例えば、宅内網２０１及び広域網２０２を介して映像配信サーバ１０２に映像の配信を要求し、広域網２０２及び宅内網２０１を介して映像配信サーバ１０２から配信された映像を画面上に表示することができる。表示装置２には、スピーカ（図示せず）が付設され、音声付きの映像であればスピーカから音声を出力する。表示装置２は、赤外線を伝送媒体としたワイヤレス信号を受信するワイヤレス受信部（図示せず）を備える。ワイヤレス受信部では、リモコン装置２ａの操作に伴ってリモコン装置２ａから送信されるワイヤレス信号を受信する。リモコン装置２ａでは、テレビジョンチューナのチャンネル切換、音量の調節の指示を行うのはもちろん、表示装置２のクライアント機能を用いて、映像配信サーバ１０２にアクセスするように指示し、映像配信サーバ１０２に蓄積された映像を送信させることも可能になっている。【００３１】
住宅情報盤３は、分電盤と情報盤との機能を兼ね備えている。すなわち、住宅情報盤３には、分電盤と同様に主幹開閉器及び分岐開閉器が内蔵され、分岐開閉器により分岐された宅内の各分岐回路に電力を供給する。また、住宅情報盤３には、広域網２０２と宅内網２０１との間を接続するルータ３ａが内蔵され、ルータ３ａには、宅内網２０１を介して上述した表示装置２のほかにネットアダプタ４が接続される。【００３２】
ネットアダプタ４は、無線ＬＡＮのアクセスポイントとして機能し小電力無線により通信を行う。また、本実施形態では、ネットアダプタ４との間で電波を伝送媒体としたワイヤレス通信（以下では、電波を伝送媒体としたワイヤレス通信を「無線通信」という）を行うとともに、他装置との間で赤外線通信を行うワイヤレス中継器５を設けている。すなわち、ワイヤレス中継器５は、赤外線通信と無線通信との間で伝送媒体を変換し、通信内容を中継する機能を有する。【００３３】
ワイヤレス中継器５が赤外線通信を行う相手装置には、上述した他動運動機器１のほか、例えば、後述する活動量計６及び体組成計７がある。ワイヤレス中継器５は、赤外線通信が可能な範囲内に存在する相手装置（図示例では、他動運動機器１、活動量計６、体組成計７）との間で、送信元と送信先との識別情報を含むワイヤレス信号を送受信し、相手装置から赤外線を伝送媒体とするワイヤレス信号を受信すると電波を伝送媒体とするワイヤレス信号に変換してネットアダプタ４に送信し、逆にネットアダプタ４から電波を伝送媒体とするワイヤレス信号を受信すると赤外線を伝送媒体とするワイヤレス信号に変換して上述した相手装置に送信する。【００３４】
ネットアダプタ４は、宅内網２０１を介してルータ３ａと接続されているから、宅内網２０１に接続された装置及び広域網２０２に接続された装置との間で通信が可能である。本実施形態では、ネットアダプタ４は、表示装置２との間で通信するとともに、センターサーバ１０１や映像配信サーバ１０２との間で通信が可能になっている。ワイヤレス中継器５から無線通信により情報を受信したときには、上述したワイヤレス中継器５の相手装置の識別情報を用いて表示装置２やセンターサーバ１０１や映像配信サーバ１０２との通信を行う。【００３５】
ところで、活動量計６は、利用者のベルト等に装着して使用される扁平な装置本体６０を備え（図２参照）、図４に示す構成を有している。図示例では、装置本体６０は、３軸（互いに直交する３方向）の加速度を検出する加速度センサ６１を備え、加速度センサ６１では利用者において装置本体６０を装着した部位の体動を検出する。また、活動量計６には、加速度センサ６１の出力をＡ／Ｄ変換して得た検出出力により利用者が行っている運動の運動強度や運動時の姿勢などを求める演算処理部６２が設けられる。演算処理部６２はマイクロコンピュータを主構成要素にしている。【００３６】
さらに、活動量計６には、演算処理部６２に現在時刻の時刻データを与える時計部６３と、装置本体６０の外側面に露出し押操作される入力操作部６４と、演算処理部６２の演算結果や個人の属性データなどを記憶する記憶部６５と、種々情報を表示する表示器６６と、上述したワイヤレス中継器５との間で赤外線通信を行う赤外線通信部６７と、電池ＢＴを電源とし上述した各回路の動作に必要な所定の電圧を出力する定電圧回路６８とを備える。記憶部６５は、例えばフラッシュメモリのような不揮発性メモリからなり、表示部６６には例えば液晶表示器が用いられる。なお、本実施形態では利用者の体動を検出するために加速度センサ６１を具備した活動量計６を用いているが、利用者の運動状態を検出するために脈拍や心拍を検出するセンサを用いてもよい。【００３７】
入力操作部６４は、活動量計６の動作モードを選択するモード切替操作、表示部６６に表示される表示画面でのカーソル操作や確認操作、活動量の算出に用いる個人の属性データ（例えば年齢、性別、身長、体重、目的、健康状態（既往症歴）、地域）を入力するデータ入力操作に用いられる。活動量計６の動作モードには、計測モード、データ設定モード、出力表示処理モード等があり、属性データの入力はデータ設定モードにおいて行われる。【００３８】
活動量計６の演算処理部６２は、活動量計６に予め組み込まれたプログラムに基づいて、例えば利用者が歩いた歩数や消費カロリーなどを算出するためのデータ処理を行う機能を有する。入力操作部６４によりデータ設定モードが選択されると、演算処理部６２は、表示部６６の表示を制御してデータ入力画面を表示させ、データ入力画面において上記属性データの入力を利用者に促すためのガイダンスなどを表示させる。入力操作部６４を用いて属性データが入力されると、演算処理部６２は入力データを記憶部６５に書き込み、以後の演算処理では記憶部６５から読み込んだ属性データを活動量の演算に用いる。【００３９】
また、入力操作部６４により計測モードが選択されると、演算処理部６２は、加速度センサ６１から入力される３次元（すなわち、３方向）の加速度の検出出力に基づいて、利用者の歩数や運動強度（Mets）の算出処理を行うとともに、算出結果を記憶部６５に書き込む処理を行い、且つ、算出結果を表示部６６にリアルタイムで表示する。【００４０】
入力操作部６４により出力表示処理モードが選択されると、演算処理部６２は、記憶部６５に記憶されているデータや演算処理結果に基づいて、個人の属性データや活動量の測定結果などを表示部６６に表示させる。【００４１】
一方、体組成計７は、床等に載置して使用される扁平な直方体状の装置本体７０を備え（図２参照）、図５に示す構成を有している。装置本体７０の上面には、装置本体７０に乗せられた左右の足の足裏が当接する部位にそれぞれ足裏に接触する電極部７１ａが配置され、装置本体７０の左右方向における中央部には測定結果などを表示するための液晶表示器からなる表示部７２が配置されている。【００４２】
装置本体７０は、装置本体７０に乗った人の体重を測定する重量センサ７３と、左右の電極部７１ａ間に微弱な電流（高周波）を流して人体の電気抵抗（生体インピーダンス）を測定する生体インピーダンス測定部７１とを備える。また、体組成計７には、生体インピーダンス測定部７１の測定結果をもとに測定対象者の体脂肪率を演算により求めたり、表示部７２の表示を制御して重量センサ７３の検出結果や体脂肪率の演算結果を表示部７２の画面に表示させたりする演算処理部７５が設けられる。演算処理鵜７５はマイクロコンピュータを主構成要素にしている。【００４３】
さらに、体組成計７には、動作モードを選択する操作や、個人の属性データ（例えば年齢、性別、身長など）を入力する操作を行うための入力操作部７４と、演算処理部７５の演算結果や個人の属性データなどを記憶するための記憶部７６と、ワイヤレス中継器５との間で赤外線通信を行う赤外線通信部７７と、電池を電源として上述した各回路の動作に必要な所定の電圧を出力する電池電源部７８とを備えている。入力操作部７４が選択する動作モードには、計測モード、設定モード等があり、属性データは設定モードにおいて入力する。また、記憶部７６には、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを用いる。【００４４】
上述したように、表示装置２は、宅内網２０１に接続されており、宅内網１０１及び広域網２０２を介してセンターサーバ１０１及び映像配信サーバ１０２と通信可能になっているから、センターサーバ１０１が提供するサービスをブラウザ機能によって享受し、また映像配信サーバ１０２が配信する映像と音声とを出力する。一方、他動運動機器１、活動量計６、体組成計７は、それぞれワイヤレス中継器５及びネットアダプタ４を介して宅内網２０１に接続されており、宅内網２０１及び広域網２０２を介してセンターサーバ１０１と通信可能になっているから、センターサーバ１０１との間でデータの送受信が可能になっている。【００４５】
なお、他動運動機器１、表示装置２、ネットアダプタ４、ワイヤレス中継器５、活動量計６、体組成計７には、それぞれ個別のローカルＩＰアドレスが割り当てられ、ルータ３ａがグローバルＩＰアドレスとローカルＩＰアドレスとの変換を行う。【００４６】
以下では、事業者Ｂがホームレッスンサービスというサービスを提供し、住宅Ａにおいて利用者がこのサービスを利用する場合を例として説明する。【００４７】
映像配信サーバ１０２には、他動運動機器１を用いた複数種類の運動処方について、各々の運動内容を示す複数種類の動画映像が蓄積されているものとする。なお、映像配信サーバ１０２が表示装置２に表示する動画映像を配信する際に、映像配信サーバ１０２（又は、センターサーバ１０１）は、他動運動機器１に対する制御情報を同時に送信し、宅内に配置した他動運動機器１の座席部１２の揺動パターンが、表示装置２の画面に表示される他動運動機器における座席部の揺動パターンに合わせるのが望ましい。他動運動機器１の座席部１２の揺動パターンを決めるデータ及び揺動パターンを駆動部１３に指示するプログラムは、他動運動機器１の記憶部１６に予め登録されているから、制御情報はどの揺動パターンで動作させるかを指示するだけでよい。【００４８】
また、センターサーバ１０１は、複数種類の運動処方を紹介するウェブページを提供しており、当該ウェブページからは映像配信サーバ１０２に対して各運動処方に対応する映像のファイルにリンクが張られている。したがって、表示装置２のブラウザ機能を用いてウェブページから運動処方を選択すると、映像配信サーバ１０２において運動処方からリンクが張られることによって関係付けられている映像のファイルが表示装置２にダウンロードされる。【００４９】
利用者が他動運動機器１を使用するにあたり、ホームレッスンサービスというサービスを享受するには、まずリモコン装置２ａを操作してセンターサーバ１０１にアクセスする。すなわち、表示装置２は、宅内網２０１及び広域網２０２を用いてセンターサーバ１０１にアクセスする機能を有しており、リモコン装置２ａからの指示を受けるとセンターサーバ１０１にアクセスする。センターサーバ１０１は、利用者に提供可能なサービスの選択肢を有するウェブページを表示装置２の画面に表示し、選択肢からホームレッスンサービスが選択されると、運動処方を紹介するウェブページを表示装置２の画面に表示させる。この状態で表示装置２の画面に一覧できるように提示された複数種類の運動処方から所望の運動処方をリモコン装置２ａを用いて選択すると、センターサーバ１０１では、選択された運動処方にリンクが張られている映像（動画映像）が映像配信サーバ１０２からダウンロードされる。【００５０】
表示装置２では、映像配信サーバ１０２から広域網２０２及び宅内網２０１を介してダウンロードした動画映像のファイルを記憶するメモリ（図示せず）を有し、動画映像のファイルのダウンロードが完了すると、動画の再生準備が完了したことを示すメッセージを画面上に表示する。利用者は、表示装置２の画面に再生準備の完了を示すメッセージが表示された後に、リモコン装置２ａを用いて映像の再生を開始する操作を行う。リモコン装置２ａから送信された再生開始要求は表示装置２に受信され、表示装置２から宅内網２０１及び広域網２０２を介してセンターサーバ１０１に送信される。【００５１】
センターサーバ１０１では、表示装置２からの再生開始要求を受信すると、表示装置２に対してダウンロードした映像のファイルの再生を開始させる映像制御信号を送信するとともに、この映像のファイルに対応した揺動パターンで他動運動機器１を揺動させるための機器制御信号を表示装置２に対応する他動運動機器１へ送信する。センターサーバ１０１から広域網２０２を経由して送信された映像制御信号はルータ３ａを介して表示装置２に送信され、センターサーバ１０１から広域網２０２を経由して送信された機器制御信号はルータ３ａからネットアダプタ４及びワイヤレス中継器５を介して他動運動機器１に送信される。なお、他動運動機器１と表示装置２との対応付けは住宅情報盤３においてなされている。【００５２】
映像制御信号を受信した表示装置２は映像配信サーバ１０２からダウンロードした映像のファイルの再生を開始する。また、他動運動機器１では、赤外線通信部１４を通して機器制御信号を受信すると、機器制御信号に基づいて記憶部１６から対応する揺動パターンを読み出し、読み出した揺動パターンに従って駆動部１３を制御する。【００５３】
以上の動作によって、表示装置２に示された動画映像に合わせて他動運動機器１の座席部１２を揺動させることができる。すなわち、センターサーバ１０１では、他動運動機器１が動作を開始するタイミングを制御することにより、表示装置２に表示させる動画の運動内容に他動運動機器１を追従させることができる。言い換えると、センターサーバ１０１は、広域網２０２及び宅内網２０１を介して接続された他動運動機器１の動作を決める制御装置として機能する。【００５４】
表示装置２による動画の再生が終了すると、他動運動機器１も動作を停止するが、利用者が同じ運動処方での運動を再度繰り返して行うことを希望する場合には、リモコン装置２ａを用いて映像のファイルの再生を開始する操作を再度行えばよい。すなわち、リモコン装置２ａの操作により再生開始を要求すれば、上述した動作が再度繰り返され、表示装置２に表示された動画に合わせて他動運動機器１が運転される。【００５５】
利用者が異なる運動処方での運動を希望する場合には、リモコン装置２ａを操作してセンターサーバ１０１にアクセスすればよい。センターサーバ１０１は、利用者に提供可能な運動処方を紹介するウェブページを表示装置２の画面に表示させるから、上述した操作と同様に、表示装置２に表示された運動処方の一覧から所望の運動処方を選択するようにリモコン装置２ａを操作すると、選択した運動処方での運動を行うことが可能になる。【００５６】
上述のように、表示装置２及びリモコン装置２ａを用いて所望の運動処方を選択することにより、選択した運動処方に応じた揺動パターンで他動運動機器１が動作するとともに、選択した運動処方に関連付けた動画が表示装置２に表示されるので、この動画の内容として、他動運動機器１の正しい使用法のガイダンス、使用時における見本となる姿勢を示す映像を示すことにより、他動運動機器１を正しく使用させることが可能になり、結果的に所期の運動効果を得ることが可能になる。言い換えると、指導者の指導を受けることができない宅内のような場所で他動運動機器１を使用する場合であっても、表示装置２に表示された動画の内容に合わせて体を動かすことで、指導を受けた場合と同様に正しい姿勢で他動運動機器１を使用することができる。【００５７】
ところで、他動運動機器１を利用している間の運動姿勢は、利用者が意識したとしても指導者の指導を受けていない場合には客観的な評価ができないから、ホームレッスンサービスにおいて他動運動機器１を利用していても、正しい運動姿勢か否かを利用者は知ることができない。【００５８】
本実施形態では、他動運動機器１を利用している間の利用者の姿勢を評価する機能を設けている。利用者の姿勢を評価するために、利用者は活動量計６を装着した状態で他動運動機器１を使用する。活動量計６は上述したようにセンターサーバ１０１との間で通信が可能であるから、活動量計６に設けた加速度センサ６１（図４参照）の出力を用いてセンターサーバ１０１において姿勢を評価する。【００５９】
具体的には、活動量計６に設けた加速度センサ６１により３次元の加速度を検出し、他動運動機器１における座席部１２の移動に対する利用者の体動を検出する。活動量計６は、たとえばベルトに装着して利用者の腰背部に作用する加速度を検出する。座席部１２の揺動パターンとしては、座席部１２を左右に１回往復移動させる間に前後に２回往復移動させる揺動パターンとし、左右方向の中央位置において前後方向の位置を一致させているものとする。この場合、座席部１２の中央の移動軌跡は、平面視で∞字状（横向きの８字状）になる。【００６０】
この動作では、利用者の骨盤は前傾と後傾とを繰り返し、腰部は座席部１２と同様に平面視で∞字状に移動する。したがって、加速度センサ６１の出力を用いて、利用者の骨盤の傾斜角度の変化及び腰部の平面内での移動軌跡を求めると、それぞれ図６（ａ）（ｂ）のような移動パターンを検出することができる。この移動パターンは、他動運動機器１の使用時における筋刺激に対する応答パターンであって、他動運動機器１を使用しているときの姿勢によって応答パターンは変化するから、応答パターンを利用者の姿勢の評価に用いることができる。応答パターンの理想型は個人の属性データに応じて変化するから、理想型の応答パターンを決定するには個人の属性データも必要である。理想型の応答パターンを基準の応答パターンとし、基準の応答パターンと加速度センサ６１の出力から求められる応答パターンとを比較すれば、他動運動機器１を利用しているときの利用者の姿勢を評価することができる。【００６１】
そこで、他動運動機器１を利用しているときに、活動量計６に設けた演算処理部６２で求められる応答パターンをセンターサーバ１０１に転送する。すなわち、活動量計６は利用者の腰部（特定部位）の移動軌跡を検出する体動軌跡測定手段として機能する。言い換えると、加速度センサにより３次元の加速度を求めているから、時間経過に伴う加速度の方向と大きさの変化を追跡することにより腰部の移動軌跡を求めることができる。【００６２】
応答パターンをセンターサーバ１０１に転送するにあたっては、時間経過に伴って得られるデータを順次転送するか、もしくは座席部１２の揺動の複数周期分の応答パターンを記憶部６５に記憶した後に記憶部６５から読み出して転送する。後者の構成を採用すれば、センターサーバ１０１との接続時間を短縮することが可能である。ただし、姿勢の評価は運動中に利用者に知らせることが望ましいから、後者の構成を採用する場合でも、記憶部６５に記憶する時間は短いほうがよい。【００６３】
センターサーバ１０１は、図１に示すように、活動量計６により求めた応答パターンから利用者の姿勢を評価する姿勢評価部（運動姿勢評価手段）１０３を備える。姿勢評価部１０３では利用者の属性データから求められる応答パターンの理想型と、活動量計６により求められ宅内網２０１及び広域網２０２を通して取得した応答パターンとを比較し一致度を評価する。【００６４】
一致度としては、たとえば、時刻毎の位置誤差の二乗和を座席部１２の揺動の１周期分について求めた値（ノルム）を用いる。ノルムを用いることにより、一致度を数値化することができる。ノルムが大きければ一致度が低いことを意味し、一致度が低いことは利用者が正しい姿勢で利用していないことを意味するが、ノルムの値では利用者には姿勢の適否が判断できない。そこで、姿勢評価部１０３では、ノルムの値を点数に換算するか、ノルムに応じて複数段階の姿勢レベルを規定する。たとえば、ノルムの値が０に近い規定範囲内であれば、正しい姿勢であるから１０点（もしくは、５段階の姿勢レベルの最高レベル）などとし、ノルムの値が規定値以上になる場合は、０点又は姿勢レベルの最低レベルなどとする。ここに、点数はとくに意味付けされていない数値を用い、姿勢レベルは「合格」「不合格」などに意味付けされた段階（たとえば、正常、ふつう、やや異常、異常など）を用いる。【００６５】
上述のようにして求められた点数又は姿勢レベルは、センターサーバ１０１のサービス提供部１０４を通して送信され表示装置２の画面上に提示される。すなわち、センターサーバ１０１のサービス提供部１０４及び表示装置２により評価提示手段が構成される。ここに、サービス提供部１０４は表示手段２のクライアント機能（ブラウザ機能）を用いて種々サービスを提供するウェブサーバの主機能を意味する。【００６６】
他動運動機器１による運動を行っている間に活動量計６により検出された加速度をセンターサーバ１０１に送信することによって、表示装置２に姿勢の評価が表示されるから、利用者は他動運動機器１を正しい姿勢で利用しているか否かを知ることができる。その結果、正しい姿勢で運動するように意識付けられ、正しい姿勢の獲得が可能になる。また、姿勢の正しさが点数で示される場合には、点数を高めようという動機付けが働き、正しい姿勢を獲得しやすくなる。一方、姿勢レベルで姿勢の正しさが示される場合には、利用者は姿勢レベルを知ることで姿勢の適否を知ることになり、姿勢レベルを向上させるように動機付けられる。【００６７】
上述の例では、利用者の体動を腰部に装着した活動量計６で検出しているが、図７に示すように、脚部（膝部など）、手部、頭部を特定部位としてそれぞれ加速度センサ２１ａ〜２１ｃを配置し、各加速度センサ２１ａ〜２１ｃの出力を評価することによっても、利用者の姿勢を評価することができる。体動により移動軌跡を検出する部位は、腰部、膝部などのうちの少なくとも１箇所とすればよい。また、他動運動機器１を正しく使用しているときに体動の少ないことが望ましい肩部や頭部のような上半身の移動軌跡を検出することにより、姿勢を評価することができる。あるいはまた、利用者の背中に装着する加速度センサを付加し、この加速度センサによって重力方向の加速度を検出すれば、この加速度センサの出力により背筋の歪みを検出することができる。【００６８】
加速度センサを用いる代わりに、図８に示すように、ＴＶカメラのような撮像装置（複数台が望ましい）２２を用いるとともに、撮像装置２２から得られた画像から利用者の特定位置の位置変化を抽出する画像処理装置２３を用いることによって、特定部位の移動軌跡を求めることも可能である。この場合、利用者の身体にマーカ２４を取り付ける場合と、利用者の身体にマーカ２４を取り付けない場合とがあるが、前者のほうが高い精度で移動軌跡を求めることができる。さらに、利用者の特定部位（頭部など）に赤外線マーカを取り付け、位置検出センサ（赤外線ビームを投光し、ＰＳＤのような受光素子で位置検出するセンサ、自動焦点カメラに用いられている位置検出センサと同様のもの）を用いて赤外線マーカの位置を追跡する構成でもよい。【００６９】
加速度センサを用いる構成は、活動量計６に代表されるように、活動量（運動量）を求めることが可能であるから、活動量の検出と姿勢の評価とに加速度センサを共用することができる。また、利用者を撮像装置２２により撮像する構成では、利用者の移動軌跡を非接触で検出することができ、利用者に違和感を生じさせずに運動を行わせることができる。【００７０】
なお、本実施形態では、宅内網２０１に接続される他動運動機器１の台数が１台の場合を例示したが、複数台の他動運動機器１を宅内網２０１に接続してもよい。この場合、センターサーバ１０１から当該複数台の他動運動機器１に同内容の機器制御信号を与えることにより、表示装置２に表示される動画の内容にすべての他動運動機器１の動作を合わせることができ、複数の利用者が他動運動機器１を用いて同内容の運動処方の運動を行うことができる。【００７１】
また、本実施形態では、宅内の宅内網２０１に広域網２０２を介して接続されるセンターサーバ１０１を他動運動機器１の動作を決める制御装置に用いているが、広域網２０２を用いずに宅内網２０１を介して接続された制御装置により他動運動機器１及び表示装置２の動作を制御してもよい。さらには、他動運動機器１に上述した姿勢評価部１０３の機能を設け、宅内網２０１に接続せずに、活動量計６の出力を他動運動機器１に取り込むことによって、姿勢を評価してもよい。【００７２】
上述した本実施形態では、他動運動機器１として乗馬運動を模擬する機器を例示したが、他動運動機器１は乗馬運動を模擬するものに限らず、他動運動を行わせる運動機器であればどのような構成のものでも本発明の技術思想を適用することができる。【００７３】
たとえば、図９、図１０に示すように、架台３７に立設した支柱３０の上部に、利用者の臀部を支持する座席部３１と、座席部３１を揺動させる駆動部３２とを設け、さらに、利用者が左右の各足を載せる左右一対の足置台３３を架台３７に設けた構成の他動運動機器１を用いてもよい。図示例では、架台３７の前端部にポスト３５が立設され、ポスト３５の上端部には表示操作パネル３６が取り付けられている。【００７４】
この他動運動機器１は、座席部３１が後端位置から前方に移動する間に座席部３１の上面が前傾角度（前下がりの傾斜）を大きくし、座席部３１が前端位置から後方に移動する間に座席部３１の前傾角度を小さくするように、駆動部３２が座席部３１を駆動する。また、後端位置から前方に移動する際に、右寄りに移動する動作と左寄りに移動する動作とを交互に繰り返す。言い換えると、座席部３１の上面の代表点（臀部の中心位置など）が、平面視でＶ字状の移動軌跡をなし、Ｖ字の側の脚片に沿って移動することと左側の脚片に沿って移動することとを交互に繰り返すのである。【００７５】
座席部３１が上述のように揺動することにより、利用者の左右の脚部に作用している利用者の自重の割合が変化する。つまり、座席部３１が前方に向かって移動すると座席部３１の前傾角度が増加するから、座席部３１で支持されている臀部に作用する自重の減少に伴って脚部に作用する自重が増加し、後方に向かって移動すると座席部３１の前傾角度が減少するから、臀部に作用する自重が増加して脚部に作用する自重が減少する。この動作により、脚部（とくに、大腿部と下腿部）との筋群が伸縮を繰り返すことになる。しかも、座席部３１は後端位置を基点として右前方と左前方とに交互に移動するから、右脚と左脚との筋群を交互に伸縮させることができる。【００７６】
この他動運動は、スクワット運動において膝を曲げた状態を保ったままで、脚部に作用する自重を変化させていることと等価であるから、スクワット運動を模擬していることになり、脚部に関してスクワット運動と同様の筋群の筋活動を促すことができる。しかも、膝の屈伸を伴わないから、膝痛を持つ利用者でも利用可能にである。ここで、座席部３１が揺動したときに膝の曲げ角度を変化させないようにするには、足置台３３を上下移動させることが望ましい。つまり、座席部３１の揺動に伴って足置台３３を踏み込むようにすることで、膝の曲げ角度を略一定に保つことができる。【００７７】
足置台３３には、ばね力を用いて上向きに復帰力を作用させる復帰機構３４が付設されており、座席部３１の前傾角度が増加したときに、復帰機構３４のばね力に抗して足置台３３を踏み込んで足位置を下向きに移動させることによって、膝の曲げ角度を変化させることなく脚部に作用する自重を増加させることができる。【００７８】
上述のような他動運動により大腿部および下腿部の筋群が強化され、膝周囲の筋群の強化により膝痛が緩和されることがあり、また脚部の筋群の強化により転倒の予防に寄与することになる。しかも、脚部には大腿部のように体積の大きい筋群が存在するから、これらの筋群を伸縮させることにより糖代謝の向上が期待できる。【００７９】
移動軌跡は利用者の腰部、膝部、上半身（肩部、頭部など）の少なくとも１箇所について求めればよい。移動軌跡は、加速度センサで検出される加速度やＴＶカメラで撮像した画像により求める。膝部の移動軌跡を検出すれば、膝部の位置の上下移動から足置台３３が正しく踏み込まれているか否かが判断できる。つまり、膝関節の屈伸を伴わずに他動運動がなされているか否かを判断することができる。【００８０】
スクワット運動を模擬する他動運動機器１を用いる場合に、腰部の移動軌跡を検出すれば、利用者の腰部が座席部の揺動に追従して正しく移動しているか否かを判断することにより、乗馬運動を模擬する他動運動機器１と同様に、利用者のバランス機能や運動能力の目安が得られる。また、乗馬運動を模擬する他動運動機器１かスクワット運動を模擬する他動運動機器かにかかわらず、肩部や頭部の移動軌跡を検出すれば、肩部や頭部がぐらつきの程度から、利用者のバランス機能や運動能力を知る目安が得られる。
【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】
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【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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【国際調査報告】
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