(57)【要約】インソールシステムは、履物内の人間の足に接触するように構成されたクッション層と、クッション層に結合された検出層とを含む。検出層は第１検出素子と第２検出素子とを含む。第１検出素子及び第２検出素子は、力検出素子、歪み検出素子、及び環境検出素子のうちの１つであり、第１検出素子と第２検出素子とは異なるタイプの検出素子である。インソールシステムは、検出層をホストコントローラに結合させるように構成された通信インタフェースも含み得る。【選択図】図１
2019531153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インソールシステムであって、
下部層と、
前記下部層に結合された検出層であって、前記検出層は第１検出素子と第２検出素子とを備え、前記第１検出素子及び前記第２検出素子は、力検出素子、歪み検出素子、及び環境検出素子のうちの１つであり、前記第１検出素子と前記第２検出素子とは異なるタイプの検出素子である、検出層と、
前記検出層をホストコントローラに結合させるように構成された通信インタフェースと、
を備えるインソールシステム。
【請求項２】
前記検出層に結合された上部インソール層を更に備える
請求項１のインソールシステム。
【請求項３】
前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの少なくとも１つは、前記上部インソール層に少なくとも部分的に埋め込まれている
請求項２のインソールシステム。
【請求項４】
前記上部インソール層は第１材料から形成されており、前記下部層は第２材料から形成されている
請求項２のインソールシステム。
【請求項５】
前記通信インタフェースは、
前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの１つ又は両方に、少なくとも部分的に埋め込まれている
請求項２のインソールシステム。
【請求項６】
前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの少なくとも１つは、前記下部層に少なくとも部分的に埋め込まれている
請求項１のインソールシステム。
【請求項７】
前記検出層及び前記通信インタフェースに機能するように結合されたコントローラを更に備える
請求項１のインソールシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記検出層上における検知された力を示すデータを受信することと、
前記データを、前記通信インタフェースを経由して外部装置に送信することと、
を含む動作を行うように構成されている
請求項７のインソールシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記検出層上における検知された力を示すデータに基づいて、対応する複数の位置における複数の力を示す力のマップを生成するように構成されている
請求項８のインソールシステム。
【請求項１０】
加速度計、ジャイロスコープ、高度計、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）、歩数計、磁力計、温度計、湿度センサ、気圧計、ＧＰＳ受信機、Ｗｉ−Ｆｉ信号検波器、携帯電話通信ネットワーク信号検波器、ブルートゥースビーコン検波器、及びインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス検波器から構成されるセンサ群から選択された更なるセンサを更に備える
請求項１のインソールシステム。
【請求項１１】
前記インソールシステムを使用している追跡される個人の特性を示すデータを検知するように構成された活動トラッカーを更に備える
請求項１のインソールシステム。
【請求項１２】
前記検出層によって検知された力に少なくとも部分的に基づいて、ユーザに触覚フィードバックを提供するように構成された触覚フィードバック装置を更に備える
請求項１のインソールシステム。
【請求項１３】
インソールシステムであって、
履物内の人間の足に接触するように構成されたクッション層と、
前記クッション層に結合された検出層であって、前記検出層は第１検出素子と第２検出素子とを備え、前記第１検出素子及び前記第２検出素子は、力検出素子、歪み検出素子、及び環境検出素子のうちの１つであり、前記第１検出素子と前記第２検出素子とは異なるタイプの検出素子である、検出層と、
前記検出層をホストコントローラに結合させるように構成された通信インタフェースと、
を備えるインソールシステム。
【請求項１４】
前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの少なくとも１つは、前記クッション層に少なくとも部分的に埋め込まれている
請求項１３のインソールシステム。
【請求項１５】
前記クッション層は、上部層と下部層とを含む
請求項１３のインソールシステム。
【請求項１６】
前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの少なくとも１つによって、前記検出層上における力を検知すること、
検知された前記力の大きさ及び方向のうちの少なくとも１つを測定することと、
前記測定することに基づいて力検出データパラメータを計算することと、
前記力検出データパラメータに基づいて出力関数を求めることと、
グラフィカルユーザインタフェースに表示するために前記出力関数を送信することと、
を含む動作を行うように構成されている１つ以上のプロセッサを更に備える
請求項１３のインソールシステム。
【請求項１７】
環境データを受け取るように構成された更なるセンサを更に備え、前記１つ以上のプロセッサは、
前記更なるセンサからの環境データを識別することと、
前記環境データに基づいて前記出力関数を調整することと、
を含む動作を更に行うように構成されている
請求項１６のインソールシステム。
【請求項１８】
インソール上における力を前記インソールの検出素子によって検知することと、
検知された前記力の大きさ及び方向のうちの少なくとも１つを測定することと、
前記測定することに基づいて力検出データパラメータを計算することと、
前記力検出データパラメータに基づいて出力関数を求めることと、
グラフィカルユーザインタフェースに表示するために前記出力関数を送信することと、
を備える方法。
【請求項１９】
前記グラフィカルユーザインタフェースに表示するために前記出力関数を送信することは、前記グラフィカルユーザインタフェースを経由して前記出力関数を提供することを備える
請求項１８の方法。
【請求項２０】
更なるセンサからの環境データを識別することと、
前記環境データに基づいて前記出力関数を調整することと、
を更に備える請求項１８の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに述べる実施形態は、多モードセンシングアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
モノのインターネット（IoT）は、物理装置、車両、建物及び他のもの−−電子機器、ソフトウェア、センサ、アクチュエータ、及びこれらの対象物が、たいていはユーザの入力なしに、データを収集又は交換することを可能にするネットワーク接続性が埋め込まれている−−のネットワークである。ＩｏＴデバイスは、スマートデバイスと呼ばれることがある。最近、靴の中で使用されるスマートインソールの開発にいくつかの進歩があった。しかし、従来のスマートインソールの解決策は、力検出素子を使用する力及び／又は圧力のマッピングに主に依拠している。力検出素子を単独で使用すると、スマートインソールにさまざまな制限を引き起こし得る。
【０００３】
ここに主張する主題は、上述のような環境においてのみ、任意の不利な点を解決し又は動作する実施形態には限定されない。むしろ、この背景技術は、ここに説明される少なくとも１つの実施形態が行われ得る１つの例としての技術領域を例示するために提供されているのみである。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
例としての実施形態が、添付の図面を使用して、更に具体的にかつ詳細に記述及び説明される。
【図１】図１は、人間の足及び／又は靴に関するさまざまな特性を検出する例としてのシステムの配置を示す。
【図２】図２は、２つのセンシングアレイを含む例としてのシステムを示す。
【図３】図３は、ウォーキング又はランニング動作中等における、足の力／圧力のマッピング及び足の曲げ特性のようなバイオメカニズムを含むがこれらには限定されないさまざまな関数を求める、例としての計算処理フローを示す。
【図４】図４は、埋込ホストコントローラを用いてシステムを実現するための、例としてのブロック図を示す。
【図５】図５は、埋込ホストコントローラを用いて代替システムを実現するための、例としてのブロック図を示す。
【図６】図６は、インソールシステムの実現例を示し、スマートセンシングアレイが埋込ホストコントローラに接続されている。
【図７】図７は、力検出素子からの測定データに基づいた足／圧力のマッピングのようなパラメータモニタリングのためのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の例を示す。
【図８】図８は、多モードアレイに関係する、例としてのコンピュータシステムのブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
スマートインソールは、人間の足の、力及び／又は圧力のマッピングのためによく使用される。従来のスマートインソールの解決策は、力検出素子を使用する、力及び／又は圧力のマッピングに主に依拠することが多く、力検出素子は、典型的には、力検出層としてスマートインソール内に一体化されている。従来の技術の下では、力検出層のサイズ及び形状は、靴のサイズ及びタイプに正確に一致しなければならず、そうでなければ、力検出素子は正確な測定値を提供しない可能性がある。更に、検出素子は、温度及び湿度を含む環境条件に影響されやすいことが多く、環境条件は、ユーザのさまざまな行動（ランニングのような）に基づいて劇的に変化し得る。力検出素子を単独で使用すると、スマートインソールにさまざまな制限を与え得る。例えば、動いている人間の足は、多くのさまざまな方向に力を生じさせ、この力を一貫性があるように正確に測定することは困難であり得る。更に、力検出素子を単独で使用して動き特性を測定することは困難であり得る。例えば、外部の力（例えばユーザの足の動き）により動くとき、インソールは曲げ又は屈曲を受け得る。従来のシステムは、これらの曲げる力又は屈曲させる力を他のタイプの力から区別又は分離することができない可能性がある。
【０００６】
本開示の局面は、スマートインソール内の力／圧力のマッピング及び動き測定、足圧力モニタリング、靴のカスタマイズ、並びに他の関連する応用のためのシステム（スマートインソール又は靴の内部に配置され得るシステムのような）を提供することによるこれら及び他の不十分な点に対処する。このシステムは、１つ以上の環境検出素子及び１つ以上の歪み検出素子を含み得る。１つ以上の環境検出素子は、１つ以上の力検出素子を含み得る。１つ以上の歪み検出素子は、二次元歪み検出素子を含み得る。
【０００７】
少なくとも１つの実施形態において、インソールは１つ以上の力検出素子を含み得る。１つ以上の力検出素子は、インソールの表面の一部又は全てにわたって足の力及び／又は圧力の分布を検知及び／又は測定するように構成され得る。インソールは、１つ以上の歪み検出素子を含み得る。１つ以上の歪み検出素子は、インソールの曲げ及び／又は屈曲を検知及び／又は測定するように構成され得る。インソールは、１つ以上の環境検出素子を含み得る。１つ以上の環境検出素子は、温度及び湿度を含む環境パラメータを検知及び／又は測定するように構成され得る。環境パラメータの少なくとも一部は、システム内のノイズに寄与し得る。環境パラメータは、システム内のノイズを低減するために、考慮され、及び／又は数学的に低減、最小化又は無視され得る。温度又は湿度は、検出素子出力の低減又は調整に対して寄与する。温度又は湿度を測定することによって、自己補償アルゴリズムが実現され得る。信号処理アルゴリズムとの組合せで、１つ以上のタイプの検出素子の一体化は、堅牢な力及び圧力のマッピング並びに動き測定の解決策を提供し得る。
【０００８】
少なくとも１つの実施形態において、システムは上部インソール層、中間層、１つ以上の力検出素子、１つ以上の歪み検出素子、１つ以上の環境検出素子及び下部インソール層を含む物理的積み重ね配置を含み得る。中間層は、１つのソケット又は接続点と他のソケット又は接続点との間の電気的インタフェース配線を含み得る。例えば、中間層は、１つ以上の力検出素子、１つ以上の歪み検出素子、及び１つ以上の環境検出素子のいずれをもホストコントローラに接続し得る。
【０００９】
少なくとも１つの実施形態において、インソールシステムは、履物内の人間の足に、及びクッション層に結合された検出層に接触するように構成されたクッション層を含む。検出層は、第１検出素子及び第２検出素子を含み得る。第１検出素子及び第２検出素子は、力検出素子、歪み検出素子、及び環境検出素子のうちの１つであり、第１検出素子及び第２検出素子は、異なるタイプの検出素子である。インソールシステムは、検出層をホストコントローラと結合するように構成された通信インタフェースをも含み得る。
【００１０】
少なくとも１つの実施形態において、システムは、少なくとも２つの分離した検出システムの物理的配置を含んでもよい。２つの分離した検出システムは、つま先の領域／ゾーンシステムと、踵の領域／ゾーンシステムとを含み得る。例えば、つま先の領域／ゾーンシステムは、靴のつま先の領域／ゾーンに配置されるように、サイズが決められ、構成され得る。同様に、踵の領域／ゾーンシステムは、靴の踵の領域／ゾーンに配置されるように、サイズが決められ、構成され得る。２つの分離した検出システムによると、同じ２つの分離した検出システムを用いて、さまざまな靴、サイズ又はタイプ等のためのさまざまな構成が可能になり得る。よって、２つの分離した検出システムは、さまざまな靴における力／圧力のマッピング及び動き測定を正確に行うために使用され得る。２つの分離した検出システムは、通信で及び／又は電気的に、互いに接続され得る。２つの分離した検出システムは、通信で及び／又は電気的に、ホストコントローラに接続され得る。
【００１１】
少なくとも１つの実施形態において、システムは、少なくとも２つの検出層を含み得る。各検出層は、各検出層内において動的なインソールの力／圧力の検知及び測定を行い得る１つ以上の力検出素子を含み得る。各検出層は、１つ以上の歪み検出素子及び１つ以上の環境検出素子も含み得る。
【００１２】
少なくとも１つの実施形態において、システムは多数の力検出素子を含み得る。各力検出素子は、力／圧力の範囲、立上がり時間、立下がり時間等を含むがこれらには限定されない最適な動的な力／圧力の特性を有するように、個々に設計され得る。各力検出素子には、靴の中の特定の場所、インソール上の場所、及び／又は足の上の位置が割り当てられる。各力検出素子は、靴の中のそれぞれの場所、インソール上の場所、又は足の上の位置に基づいて、動的な力／圧力の特性を測定するように個々に設計され得る。システムは、システムは多数の歪み検出素子も含み得るが、歪み検出素子は、動的なインソールの曲げ／屈曲の検知を実現する。システムは、動的な環境パラメータ測定を実現し得る多数の環境検出素子も含み得る。
【００１３】
少なくとも１つの実施形態において、システムは、力検出素子からの動的な力検知測定データの計算処理を実行するように構成されたプロセッサを含み得る。プロセッサは、例えばインソール表面の一部又は全てにわたって、又はユーザの足の裏に沿って、足の力／圧力のマップを求めるために、動的な力検知測定データを使用し得る。プロセッサは、歪み検出素子からの動的な歪み検知測定データの計算処理を実行するようにも構成され得る。プロセッサは、足の屈曲特性を求めるために、動的な歪み検知測定データを使用し得る。
プロセッサは、１つ以上の環境検出素子から受け取った動的な環境測定データの計算処理を実行するようにも構成され得る。プロセッサは、力検出素子及び歪み検出素子の動的な環境補償をするために、環境検出データも使用し得る。
【００１４】
少なくとも１つの実施形態において、プロセッサは、検出素子（例えば、力検出素子、歪み検出素子及び環境検出素子）をスキャンし得る。プロセッサは、検出素子を周期的にスキャンし得る。少なくとも１つの実施形態において、プロセッサは、少なくとも一部の検出素子用に可変の走査速度を使用し得るが、それは最適なデータ分解能及び／又は電力消費という利点をもたらす。例えば、ユーザの足の一部の領域は、ユーザの足の他の領域と比べて、より頻繁に動き得る、又は、力若しくは圧力のより高い頻度の変化を受け得る。これらの領域は、より固いデータ分解能のためにより頻繁にスキャンされ得る。
力又は圧力の変化の頻度がより低い領域は、より低い頻度でスキャンされ得るが、これにより、システムの電力消費が低減され得る。
【００１５】
ここに説明されるシステム及び方法は、靴、インソール、スマート検出マット、床、娯楽設備、若しくは他のジムを使用する応用、又は運動に関連する応用のような、無数の応用において使用され得る。
【００１６】
本開示の実施形態は、添付の図面を参照して更に説明される。
【００１７】
図１は、人間の足、及び／又は靴に関するさまざまな特性を検出する例としてのシステム１００の配置を示す。このシステムは、足又は靴によって及ぼされた力、歪み、及び他の環境特性を測定するように構成され得る。システム１００は、靴の中に取り外し可能に挿入され得るインソール１０５を含み得る。代替として、インソール１０５は、靴の中に埋め込まれ、又は靴に取り付けられ得る。図示されているように、インソール１０５は、上部インソール層１１０と、中間層１１５と、中間層１１５に結合された１つ以上の検出素子１２０と、下部インソール層１２５とを含み得る。
【００１８】
上部インソール層１１０は、靴、ブーツ、サンダル、又は他のいかなるタイプの履物の中にも収まるように成形され得る。上部インソール層１１０は、いかなる材料又は材料の組合せからも形成され得る。同様に、下部インソール層１２５も、いかなる材料又は材料の組合せからも形成され得る。材料には、多孔性材料、発泡材料、塑性材料、又は他のいかなる天然又は合成材料をも含まれ得る。上部インソール層１１０は、下部インソール層１２５とは異なる材料によって構成され得る。下部インソール層１２５は、上部インソール層１１０より曲がりにくい材料から形成され得る、又は下部インソール層１２５の全体の剛性は、上部インソール層１１０より曲がりにくいものであり得る。少なくとも１つの実施形態において、下部インソール層１２５は、中間層１１５及び／又は検出素子１２０のための固い／安定した基礎をもたらし得る。上部インソール層１１０は、例えば中間層１１５に接着される（例えば、接着剤で接合される、溶接される、縫い合わせられる等）ことによって、中間層１１５に取り付けられ得る。少なくとも１つの実施形態において、下部インソール層１２５は、固い面（例えば、コンクリート）との繰り返される衝突に耐えるように構成された弾力性のある材料から形成され得る。少なくとも１つの実施形態において、下部インソール層１２５は、靴の底を含み得る、又は靴の底の一部であり得る。
【００１９】
中間層１１５は、外部ホストコントローラの一部としての外部回路基板に接続され得る。中間層１１５は、いかなるタイプの回路基板をも含み得る、又はいかなるタイプの回路基板の一部でもあり得る。回路基板は、いかなる材料からも形成され得る。回路基板は、堅くてもよいし、可撓性があってもよい。
【００２０】
１つ以上の検出素子１２０は、中間層１１５に結合され得る。１つ以上の検出素子１２０は、センシングアレイと呼ばれ得る。１つ以上の検出素子１２０は、１つ以上の力検出素子、１つ以上の歪み検出素子、及び／又は１つ以上の環境検出素子を含み得る。１つ以上の歪み検出素子は、１つ以上の２次元歪み検出素子を含み得る。検出素子１２０は、中間層１１５の上に空間的に広がって分布し得る。１つ以上の検出素子１２０は、中間層１１５に結合されたディスクリート部品であり得る。代替として、１つ以上の検出素子１２０は、中間層１１５の上に直接、形成、エッチング、堆積、又は印刷等され得る。例えば、検出素子１２０は、フレキシブル回路基板（すなわち、フレックス）上に印刷され得る。
【００２１】
図示されているように、システム１００は、２つのセンシングアレイ１２０を含み得る。各センシングアレイ１２０は、各検出層内において動的なインソールの力／圧力の検出及び測定を実現し得る１つ以上の力検出素子を含み得る。各センシングアレイは、１つ以上の歪み検出素子及び１つ以上の環境検出素子も含み得る。上で述べられたように、各センシングアレイは、つま先の領域／ゾーンのアレイと、踵の領域／ゾーンのアレイとを含み得る。
【００２２】
システム１００は、埋込ホストコントローラ１３０も含み得る。ホストコントローラ１３０は、検出素子１２０からデータを受信するように構成された回路を含み得る。ホストコントローラ１３０は、データを格納するメモリと、動作を実行するプロセッサとを含み得る。埋込ホストコントローラ１３０は、通信リンクを経由してクライアントデバイス（図示せず）に無線で接続され得る。少なくとも１つの実施形態において、ホストコントローラ１３０は、有線通信リンクを経由してクライアントデバイスに結合される。通信リンクは、インソール１０５と他のいかなる装置との間にも、いかなる形態の有線又は無線の通信機能をも提供し得る。いくつかの実施形態において、通信リンクは、無線周波数（ＲＦ）アンテナを含み得る。例かつ限定しないものとして、通信リンクは、無線の機構によって、ＬＡＮ接続、ブルートゥース接続、Ｗｉ−Ｆｉ接続、ＮＦＣ接続、Ｍ２Ｍ接続、Ｄ２Ｄ接続、ＧＳＭ接続、３Ｇ接続、４Ｇ接続、ＬＴＥ接続、他のあらゆる適切な通信機能、又はこれらのいかなる適切な組合せをも提供するように構成され得る。インソール１０５は、いかなる数の通信リンクをも含み得る。
【００２３】
ホストコントローラ１３０は、検出素子１２０から（及びここに説明されるように他のいかなるセンサからも）受信するデータに基づいてさまざまな分析を行い得る。例えば、ホストコントローラ１３０は、人間の足の力及び／又は圧力のマップを生成し得る。力及び／又は圧力のマップは、人間の足の現在の状態の瞬間的な（又は、ほぼ瞬間的な）スナップショットであり得る。力及び／又は圧力のマップは、ある期間にわたるデータも含み得るし、マップは、平均値、中央値、又は他の値を表し得る。マップは、回内運動の程度（例えば、過回内（overpronation）、回内不足（underpronation）、回外運動）を求めるために使用され得る。マップは、力又は圧力の範囲を異なる色で示し得る「ヒートマップ」として見ることができ得る。少なくとも１つの実施形態において、ホストコントローラ１３０は、センサのデータを他の装置（例えば、サーバ、クライアントデバイス）に処理のために送信し得る。ホストコントローラ１３０は、センサのデータを、スマートフォン又はスマートウォッチのような携帯型の又はウェアラブルな他の装置にも送信し得る。
【００２４】
インソール１０５は、センシングアレイの一部である又はそうではない、いかなる数のセンサをも含み得る。センサは、インソールの又はインソールの近くのいかなる特性（動き又は環境を表すデータのような）をも検知することができる、加速度計、ジャイロスコープ、高度計、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）、歩数計、磁力計、温度計、湿度センサ、気圧計、ＧＰＳ受信機、動き、環境若しくは人間の状態を検知し得る他のあらゆるセンサ、又はこれらのいかなる組合せをも含むがこれらには限定されない、いかなるハードウェア又はソフトウェアをも表し得る。センサによって検知されるいかなる動きも、動き特性と呼ばれ得る。センサは、人間の特定の動きに関連付けられ得るさまざまな動きパターンを検知し得る。センサは、以下のうちの１つ以上、すなわち、傾斜、振動、揺れ、及び他のあらゆる動き、のうちの１つ以上を検知する又は求めることができるいかなる適切なシステム、装置、デバイス、又はルーチンをも含み得る。例えば、センサは、インソールが、追跡される個人がステップを踏むこと（例えば、ウォーキング、ランニング）を示す循環的な形で、周期的に動くことを検出し得る。いくつかの実施形態において、センサは、特定の追跡される個人の場所を検知する又は求めるように構成され得る。例えば、センサは、ＧＰＳ受信機、Ｗｉ−Ｆｉ信号検波器（detector）、携帯電話通信ネットワーク信号検波器、ブルートゥースビーコン検波器、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス検波器、又は、特定の追跡される個人の場所を検知し得る若しくは求め得るいかなる他のシステム、装置、デバイス、若しくはモジュールをも含み得る。場所は、１つ以上のラベル又は名称（例えば、自宅、仕事場、ジム）を含み得る。いくつかの実施形態において、センサは、統合された２つ以上の異なるセンサを含む統合センサであり得る。例えば、センサは３次元（３Ｄ）加速度計と、３Ｄジャイロスコープと、３Ｄ磁力計とを組み合わせた統合センサであり得る。
【００２５】
インソール１０５は、いかなる数の活動トラッカーをも含み得る。活動トラッカーは、心拍数モニタ、血圧モニタ、温度計、湿気センサ、呼吸センサ、皮膚電気活動センサ、睡眠センサ等を含むがこれらには限定されない、インソール１０５を使用している追跡される個人の特性（又は特性を示すデータ）を検知するために使用され得る、いかなるハードウェア又はソフトウェアのセンサ又は装置をも表し得る。活動トラッカーは、インソール１０５を使用している追跡される個人の特性を識別するために使用され得る。いくつかの実施形態において、心拍数モニタは、心拍数又は心拍数の指標を測定する又は求めるように構成され得る。例えば、心拍数モニタは、モニタされる追跡される個人の脈拍、皮膚温度等を検知するように構成された１つ以上のセンサ（例えば、光導電セル又はフォトダイオード等）を含み得る。
【００２６】
これら又は他の実施形態において、活動トラッカーは、検知された指標に基づいて心拍数を求めるように構成された１つ以上のシステム、装置、デバイス、又はモジュールを含み得る心拍数モニタを含み得る。いくつかの実施形態において、特定の追跡される個人の実生活で起こることには、その特定の追跡される個人の心拍数、その特定の追跡される個人によって特定の時間、維持される心拍数、心拍数回復時間等が含まれ得るが、これらは、１つ以上の心拍数モニタから、又は他の活動トラッカー若しくはセンサから受信したデータに基づいて、ホストコントローラ１３０によって（又は外部の計算装置によって）、求められ得る。
【００２７】
インソール１０５は、ユーザにいかなるタイプの触覚フィードバックをも提供し得るいかなる数の触覚フィードバック装置をも含み得る。
【００２８】
インソール１０５は、より多くの又はより少ない特徴を含み得る。例えば、インソール１０５は、上部インソール層１１０を含まなくてもよく、検出素子１２０は、各検出素子１２０の外側に面する表面が中間層１１５の足に面する表面と実質的に同一平面上にあり得るように、配置され得る。そのような実施形態において、中間層１１５は、人間の足にある程度の快適さを与え得る材料から形成され得る。中間層１１５は、例えば、柔軟な材料から形成され得る。少なくとも１つの実施形態において、中間層１１５は、その中に検出素子１２０が貼り付けられ得る１つ以上の凹部を含み得る。少なくとも１つの実施形態において、上部インソール層及び下部インソール層のうちの１つ又は両方は、クッション層と呼ばれ得る。
【００２９】
図２は、２つのセンシングアレイを含む例としてのシステム２００を示す。第１センシングアレイ２０５は、靴の第１部分（例えば、ユーザがつま先を置く場所に近い部分）に収まるように成形され得、第２センシングアレイ２１０は、靴の第２部分（例えば、ユーザが踵を置く場所に近い部分）に収まるように成形され得る。第１センシングアレイ２０５及び第２センシングアレイ２１０のそれぞれは、いかなる数の検出素子をも含み得る。図示されているように、第１センシングアレイ２０５は、歪み検出素子、多数の力検出素子、及び多数の環境検出素子を含む。図示されているように、第２センシングアレイ２１０は、多数の力検出素子、及び多数の環境検出素子を含む。第１センシングアレイ２０５及び第２センシングアレイ２１０は、ホストコントローラ（例えば図１のホストコントローラ）に、通信できるように及び／又は電気的に、コネクタインタフェースを経由して、個別に結合され得る。少なくとも１つの実施形態において、第１センシングアレイ２０５及び第２センシングアレイ２１０は、通信できるように及び／又は電気的に、例えばコネクタ付きのフレキシブルなプリント回路を経由するというような、それぞれのコネクタインタフェースを経由して、互いに結合され得る。そのような実施形態において、第１センシングアレイ２０５又は第２センシングアレイ２１０のどちらかは、ホストコントローラに、通信できるように及び／又は電気的に、コネクタインタフェースを経由して、結合され得る。
【００３０】
２つのセンシングアレイの配置により、靴の長さ又はサイズの再構成が可能になる。更に、力検出素子は、足によってより高いレベルの力／圧力が与えられ得る領域に配置され得る。歪み検出素子（例えば、２次元歪み検出素子）は、足によってより高いレベルの曲げ（bending）／屈曲（flexing）が与えられ得る領域に配置され得る。環境検出素子は、最小レベルの力／圧力又は曲げ／屈曲しか存在しないかもしれないが力検出素子及び２次元歪み検出素子と同等の環境パラメータにさらされる領域に、配置され得る。
【００３１】
一例として、システム２００は、治療後にユーザが正常に歩くことが目標である理学療法において、動的な動きモニタリングのために使用され得る。他の例においては、システム２００は、リアルタイム及びある期間にわたっての両方における動的な動きモニタリングに基づいてユーザがランニングの成績を向上させることができるような、スポーツ（例えば陸上競技）における動的な動きモニタリングのために使用され得る。いくつかの実施形態において、触覚フィードバックを与える触覚デバイスが、正しい動作を促すためにシステムに組み込まれ得る。
【００３２】
図３は、ウォーキング又はランニング動作中等における、足の力／圧力のマッピング及び足の曲げ特性のようなバイオメカニズムを含むがこれらには限定されないさまざまな関数（function）を求める、例としての計算処理フロー３００を示す。これらの関数は、力検出素子、歪み検出素子、及び環境検出素子、又は、他のセンサ若しくは活動トラッカーからの測定データの分析によって求められ得る。
【００３３】
図４は、埋込ホストコントローラ４０５を用いてシステムを実現するための、例としてのブロック図４００を示し、システムは、マイクロコントローラ４１０と、１つ以上の混合信号回路４１５と、無線データインタフェース４２０及び電池４２５を含む周辺電子装置とを含み得る。上述のように、埋込ホストコントローラ４０５は、１つ以上の力検出素子４３５、歪み検出素子４４０、及び／又は環境検出素子４４５を含み得る１つ以上のセンシングアレイ４３０に、通信できるように及び／又は電気的に結合され得る。
【００３４】
図５は、埋込ホストコントローラ５０５を用いて代替システムを実現するための、例としてのブロック図５００を示し、システムは、マイクロコントローラ５１０と、混合信号回路５１５と、無線データインタフェース５２０及び電池５２５を慣性測定ユニット５３０とともに含む周辺電子装置とを含み得る。慣性測定ユニット５３０は加速度計及びジャイロスコープを含むがこれらには限られない。システムは、システム５００に触覚フィードバックを返し得る触覚フィードバックユニット５３５も含み得る。例えば、埋込コントローラ５０５は、センシングアレイ５４０からセンサデータを受信し得る。センシングアレイ５４０は、１つ以上の力検出素子５４５、歪み検出素子５５０、及び／又は環境検出素子５５５を含み得る。センサデータに基づいて、埋込コントローラ５０５は、システム５００を経由して触覚応答を（例えば、ユーザが自分の足に感じ得る、インソールを経由した触覚フィードバックとして）生成するために命令を生成して触覚フィードバックユニット５３５に送信し得る。
【００３５】
図６は、インソールシステム６００の実現例を示し、スマートセンシングアレイ６０５が埋込ホストコントローラ６１０に接続されている。図示されているように、インソールシステム６００は、２つのセンシングアレイ６０５ａ，６０５ｂを含み、それぞれはホストコントローラ６１０に個別に結合されている。
【００３６】
図７は、上述のいずれかのシステムの力検出素子からの測定データに基づいた足／圧力のマッピングのようなパラメータモニタリングのためのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）７００の例を示す。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態において、ＧＵＩ７００は足の輪郭を含む（右足が示されているが、左足又は両足が表示され得る）。ＧＵＩ７００は、各検出素子のグラフィカルな表示（以下ではグラフィカルセンサ）をも含み得る。検出値（例えば力の値）は、それぞれの検出素子において表現され得る。図示されているように、各グラフィカルセンサは、それぞれの力の値に応じて陰影が付けられている。陰影は、色又はパターン等に基づき得る。更に図示されているように、各グラフィカルセンサは、それぞれの力の測定値を含む。例えば、左上のグラフィカルセンサは、「３１８」という力の測定値を含む。力の測定値は、絶対値（ニュートン又はkg・m/s2単位で）又は相対値であり得る。
【００３８】
ＧＵＩ７００は、データ測定値を表示し得る他の部分をも含み得る。例えば、ＧＵＩ７００の左の部分は、リスト形式でデータ測定値を含み得る。図示されているように、ＧＵＩ７００の右下の部分は、触覚フィードバックの設定の例を強調表示し得る。触覚は、ユーザによって感じられ得るインソールを経由して触覚デバイスによって与えられ得る。例としての触覚フィードバックは、圧迫、パルス、衝撃、解放を含み得るがこれらには限定されず、これらの全ては短い若しくは長いものであり得る、又は反復され得る。触覚フィードバックは、特定の行動を促進するために使用され得る。例えば、もしランナーが踵を偏重するなら、触覚フィードバックは、ユーザが踵を偏重しているときにユーザに通知又は注意を行い得る。するとユーザは、踵からは離れてつま先に向かうように、自身のランニング技術を調整する。
【００３９】
図８は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、多モードアレイに関係する、例としてのコンピュータシステム８００のブロック図を示す。上述のホストコントローラは、例としてのコンピュータシステム８００のような計算システムとして実現され得る。コンピュータシステム８００は、本開示の１つ以上の動作を実現するように構成され得る。
【００４０】
コンピュータシステム８００は、ここで述べられた１つ以上の方法のいずれをも前記マシンに実行させる１つ以上の命令のセット８２６を実行する。マシンは、クライアント−サーバネットワーク環境におけるサーバ若しくはクライアントマシンとして、又はピアツーピア（すなわち分散）ネットワーク環境におけるピアマシンとして動作し得る。マシンは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、ウェブ機器、サーバ、ネットワークルータ、スイッチ若しくはブリッジ、又は、そのマシンによって行われる動作を指定する命令のセット（シーケンシャル又は他の）を実行することができるいかなるマシンでもあり得る。更に、単一のマシンのみが図示されているが、「マシン」という用語は、ここに述べられた１つ以上の方法のいずれをも行う命令のセット８２６を、個々に又は共同で実行するマシンのいかなる集合も含むとも解釈されるものとする。
【００４１】
コンピュータシステム８００は、プロセッサ８０２と、主メモリ８０４（例えば、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）又はラムバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）等のダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）等）と、スタティックメモリ８０６（例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）等）と、データ格納装置８１６とを含み、これらはバス８０８を経由して互いに通信する。
【００４２】
プロセッサ８０２は、マイクロプロセッサ、中央処理装置等の１つ以上の汎用の処理装置を表す。より詳しくは、プロセッサ８０２は、コンプレックス命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、長大命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、又は、他の命令セットを実装するプロセッサ若しくは命令セットの組合せを実装するプロセッサであり得る。プロセッサ８０２は、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ等のような１つ以上の専用の処理装置でもあり得る。プロセッサ８０２は、ここに述べられた動作及びステップを行う命令を実行するように構成される。
【００４３】
コンピュータシステム８００は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イントラネット、又はインターネットのような、ネットワーク８１８によって他のマシンとの通信を提供するネットワークインタフェース装置８２２を更に含み得る。ネットワークインタフェース装置８２２は、いかなる数の物理又は論理インタフェースをも含み得る。ネットワークインタフェース装置８２２は、ネットワーク内のネットワーク構成要素間の通信を可能に又は容易にするように構成された、いかなる装置、システム、構成要素（component）、又は構成要素の集合をも含み得る。例えば、ネットワークインタフェース装置８２２は、モデム、ネットワークカード（無線又は有線）、赤外線通信装置、光通信装置、無線通信装置（アンテナのような）、及び／又はチップセット（ブルートゥース装置、802.xx装置（例えば都市域ネットワーク（ＭＡＮ））のような）、ＷｉＦｉ装置、ＷｉＭａｘ装置、携帯通信設備、及び／又はその他を、制限なく含み得る。ネットワークインタフェース装置８２２は、ネットワーク（いくつかの例を挙げると、携帯電話ネットワーク、ＷｉＦｉネットワーク、ＭＡＮ、光ネットワーク等）、及び／又は、遠隔装置を含む、本開示で説明された他の装置のいずれとも、データが交換されることを可能にし得る。少なくとも１つの実施形態において、ネットワークインタフェース装置８２２は、単一の物理構成要素上の論理的に区別されるもの、例えば、単一の物理ケーブル又は光信号を通る多数の通信ストリームであり得る。
【００４４】
コンピュータシステム８００は、表示装置８１０（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は陰極線管（ＣＲＴ））、英数字入力装置８１２（例えばキーボード）、カーソル制御装置８１４（例えばマウス）、及び信号生成装置８２０（例えばスピーカー）も含み得る。
【００４５】
データ格納装置８１６は、ここに説明された１つ以上の方法又は関数のいずれをも具体化する命令のセット８２６が格納されるコンピュータ読み取り可能格納媒体８２４を含み得る。命令のセット８２６は、また、主メモリ８０４に、及び／又はコンピュータシステム８００による実行中はプロセッサ８０２に、完全に又は部分的に存在し得る。また、主メモリ８０４及びプロセッサ８０２は、コンピュータ読み取り可能媒体を構成する。命令のセット８２６は、更に、ネットワークインタフェース装置８２２を経由しネットワーク８１８を介して、送信又は受信され得る。
【００４６】
コンピュータ読み取り可能格納媒体８２４の例が単一の媒体として示されたが、「コンピュータ読み取り可能格納媒体」という用語は、命令のセット８２６を格納する単一の媒体又は多数の媒体（例えば、集中型又は分散型データベース、及び／又は関連するキャッシュ及びサーバ）を含み得る。「コンピュータ読み取り可能格納媒体」という用語は、マシンによって実行するための命令のセットを格納、エンコード、搬送することが可能な、本開示の１つ以上の方法のいずれをもマシンに行わせる、いかなる媒体をも含み得る。「コンピュータ読み取り可能格納媒体」という用語は、ソリッドステートのメモリ、光媒体及び磁気媒体を含み得るが、これらには限られない。
【００４７】
本開示の範囲を逸脱することなく、コンピュータシステム８００に、修正、付加又は省略が行われ得る。例えば、少なくとも１つの実施形態において、コンピュータシステム８００は、明示的に図示又は説明されていないかもしれないいかなる数の他の構成要素をも含み得る。
【００４８】
以下の例は、更なる実施形態に関係する。
【００４９】
例１は、下部層と、前記下部層に結合された検出層であって、前記検出層は第１検出素子と第２検出素子とを含み、前記第１検出素子及び前記第２検出素子は、力検出素子、歪み検出素子、及び環境検出素子のうちの１つであり、前記第１検出素子と前記第２検出素子とは異なるタイプの検出素子である、検出層と、前記検出層をホストコントローラに結合させるように構成された通信インタフェースと、を含むインソールシステムを含む。
【００５０】
例２においては、例１の主題と、前記検出層に結合された上部インソール層。
【００５１】
例３においては、例１〜２のいずれか１つの主題であって、前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの少なくとも１つは、前記上部インソール層に少なくとも部分的に埋め込まれている。
【００５２】
例４においては、例１〜３のいずれか１つの主題であって、前記上部インソール層は第１材料から形成されており、前記下部層は第２材料から形成されている。
【００５３】
例５においては、例１〜４のいずれか１つの主題であって、前記通信インタフェースは、前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの１つ又は両方に、少なくとも部分的に埋め込まれている。
【００５４】
例６においては、例１〜５のいずれか１つの主題であって、前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの少なくとも１つは、前記下部層に少なくとも部分的に埋め込まれている。
【００５５】
例７においては、例１〜６のいずれか１つの主題であって、前記検出層及び前記通信インタフェースに機能するように結合されたコントローラを更に含む。
【００５６】
例８においては、例１〜７のいずれか１つの主題であって、前記コントローラは、前記検出層上における検知された力を示すデータを受信することと、前記データを、前記通信インタフェースを経由して外部装置に送信することと、を含む動作を行うように構成されている。
【００５７】
例９においては、例１〜８のいずれか１つの主題であって、前記コントローラは、前記検出層上における検知された力を示すデータに基づいて、対応する複数の位置における複数の力を示す力のマップを生成するように構成されている。
【００５８】
例１０においては、例１〜９のいずれか１つの主題であって、加速度計、ジャイロスコープ、高度計、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）、歩数計、磁力計、温度計、湿度センサ、気圧計、ＧＰＳ受信機、Ｗｉ−Ｆｉ信号検波器、携帯電話通信ネットワーク信号検波器、ブルートゥースビーコン検波器、及びインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス検波器から構成されるセンサ群から選択された更なるセンサを更に含む。
【００５９】
例１１においては、例１〜１０のいずれか１つの主題であって、前記インソールシステムを使用している追跡される個人の特性を示すデータを検知するように構成された活動トラッカーを更に含む。
【００６０】
例１２においては、例１〜１１のいずれか１つの主題であって、前記検出層によって検知された力に少なくとも部分的に基づいて、ユーザに触覚フィードバックを提供するように構成された触覚フィードバック装置を更に含む。
【００６１】
例１３は、インソールシステムであって、履物内の人間の足に接触するように構成されたクッション層と、前記クッション層に結合された検出層であって、前記検出層は第１検出素子と第２検出素子とを備え、前記第１検出素子及び前記第２検出素子は、力検出素子、歪み検出素子、及び環境検出素子のうちの１つであり、前記第１検出素子と前記第２検出素子とは異なるタイプの検出素子である、検出層と、前記検出層をホストコントローラに結合させるように構成された通信インタフェースと、を含む。
【００６２】
例１４においては、例１３の主題であって、前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの少なくとも１つは、前記クッション層に少なくとも部分的に埋め込まれている。
【００６３】
例１５においては、例１〜１４のいずれか１つの主題であって、前記クッション層は、上部層と下部層とを含む。
【００６４】
例１６においては、例１〜１５のいずれか１つの主題であって、前記第１検出素子及び前記第２検出素子のうちの少なくとも１つによって、前記検出層上における力を検知すること、検知された前記力の大きさ及び方向のうちの少なくとも１つを測定することと、前記測定することに基づいて力検出データパラメータを計算することと、前記力検出データパラメータに基づいて出力関数を求めることと、グラフィカルユーザインタフェースに表示するために前記出力関数を送信することと、を含む動作を行うように構成されている１つ以上のプロセッサを更に含む。
【００６５】
例１７においては、例１〜１６のいずれか１つの主題であって、環境データを受け取るように構成された更なるセンサを更に含み、前記１つ以上のプロセッサは、前記更なるセンサからの環境データを識別することと、前記環境データに基づいて前記出力関数を調整することと、を含む動作を更に行うように構成されている。
【００６６】
例１８は、インソール上における力を前記インソールの検出素子によって検知することと、検知された前記力の大きさ及び方向のうちの少なくとも１つを測定することと、前記測定することに基づいて力検出データパラメータを計算することと、前記力検出データパラメータに基づいて出力関数を求めることと、グラフィカルユーザインタフェースに表示するために前記出力関数を送信することと、を備える方法である。
【００６７】
例１９においては、例１８の主題であって、前記グラフィカルユーザインタフェースに表示するために前記出力関数を送信することは、前記グラフィカルユーザインタフェースを経由して前記出力関数を提供することを備える。
【００６８】
例２０においては、例１８〜１９のいずれか１つの主題であって、更なるセンサからの環境データを識別することと、前記環境データに基づいて前記出力関数を調整することと、を更に含む。
【００６９】
本開示で使用されているように、「モジュール」又は「構成要素」という用語は、モジュール又は構成要素の動作を行うように構成された特定のハードウェアの実施、及び／又は、コンピュータシステムの汎用ハードウェア（例えば、コンピュータ読み取り可能媒体、処理装置等）に格納され得る、及び／又はそれによって実行され得るソフトウェアオブジェクト又はソフトウェアルーチンを指し得る。少なくとも１つの実施形態において、本開示において説明されたさまざまな構成要素、モジュール、エンジン、及びサービスは、コンピュータシステム上で実行されるオブジェクト又はプロセスとして（例えば、独立したスレッドとして）実現され得る。本開示で説明されたシステム及び方法のいくつかはソフトウェアに実装されている（汎用ハードウェアに格納され、及び／又は汎用ハードウェアによって実行される）として一般的に説明されたが、専用ハードウェア実装、又はソフトウェアと専用ハードウェア実装との組合せも、可能であり意図される。本開示において、「計算する実体」は、本開示において先に規定されたいかなる計算システムでもあり得るし、コンピュータシステム上で動作するいかなるモジュール又はモジュールの組合せでもあり得る。
【００７０】
本開示及び特に添付の特許請求の範囲（例えば添付の特許請求の範囲の本体）で使用される用語は、「オープンな」用語（例えば、「含んでいる」という用語は、「含んでいるが、それらには限定されない」として解釈され得、「有する」という用語は、「少なくとも有する」として解釈され得、「含む」という用語は、「含むが、それらには限定されない」として解釈され得る等）として一般に意図されている。
【００７１】
更に、導入された請求項の記載の特定の数が意図されている場合には、そのような意図は請求項に明確に記載され、そのような記載が存在しない場合にはそのような意図は存在しない。例えば、理解の助けとして、以下の添付の特許請求の範囲は、請求項の記載を導入するために「少なくとも１つ」及び「１つ以上」という導入句の使用を含み得る。しかし、そのような句の使用は、たとえ同一の請求項が、「１つ以上」又は「少なくとも１つ」という導入句、及び「a」又は「an」のような不定冠詞を含んでいるときでも、「a」又は「an」という不定冠詞による請求項の記載の導入がそのような導入された請求項の記載を含むいかなる特定の請求項をもそのような記載を１つのみ含む実施形態に制限することを含意する、と解釈されてはならない（例えば、「a」及び／又は「an」は、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味すると解釈され得る）。請求項の記載を導入するために使用される定冠詞の使用についても同様である。
【００７２】
加えて、導入された請求項の記載の特定の数が明示的に記載されているとしても、当業者は、そのような記載は記載された数を少なくとも意味すると解釈され得る、と理解するだろう（例えば、修飾語のない「２つの記載」という無修飾の記載は、少なくとも２つの記載又は２つ以上の記載を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ及びＣ等のうちの１つ」又は「Ａ、Ｂ及びＣ等のうちの１つ以上」に類似する慣習が使用される場合において、一般にそのような解釈は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＣ、又はＡとＢとＣ等を含むことが意図される。
【００７３】
更に、明細書、特許請求の範囲、又は図面のいずれにおいても、２つ以上の選択的な用語を表現するいかなる選言的な語又は句も、その用語のうちの１つ、その用語のうちのいずれか一方、又はその用語の両方を含む可能性を予期すると理解され得る。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、「Ａ」、「Ｂ」、又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解され得る。
【００７４】
本開示において記載された全ての例及び条件付きの語は、技術を進展させるために読者が本発明者によってもたらされた本発明及び概念を理解する助けとなる教育的な目的を意図しており、そのような具体的に記載された例及び条件に限定されないとして解釈されるべきである。本開示の実施形態が詳細に説明されているが、それには、本開示の精神及び範囲を逸脱することなく、さまざまな変更、置換、及び改変が行われ得る。
【図１】
2019531153.tif 000003
【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】
2019531153.tif 000009
【図８】
2019531153.tif 000010
【国際調査報告】
2019531153.tif 000011
2019531153.tif 000012
2019531153.tif 000013