(57)【要約】【課題】当該アシストシステムのベルトの緩みなどを効果的に検知できるアシストシステムなどを提供する。【解決手段】アシストシステム２００であって、ユーザの上半身に装着される上半身ベルト部１１０と、ユーザの膝に装着される膝ベルト部１２０と、第１端と第２端を有するワイヤ１３０と、第１端に接続されるモータ１１２と、モータが上半身ベルト部に配置される場合、第２端は膝ベルト部に接続され、モータが膝ベルト部に配置される場合、第２端は上半身ベルト部に接続され、モータ１１２の駆動を制御する駆動制御部１１１と、膝ベルト部１２０に配置され、ワイヤ１３０の長さ方向と垂直な方向における角速度の大きさを測定するジャイロセンサ１２３と、第１条件を満たす場合、第１情報を出力する制御部１００を含み、第１条件はモータ１１２によりワイヤ１３０に第１の張力を加えたときに、角速度の大きさが第１の閾値以上であることを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの上半身に装着される第１のベルトと、
前記ユーザの膝に装着される第２のベルトと、
第１端と第２端を有するワイヤと、
前記第１端に接続されるモータと、前記モータが前記第１のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第２のベルトに接続され、前記モータが前記第２のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第１のベルトに接続され、
前記モータの駆動を制御する駆動制御部と、
前記第２のベルトに配置され、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向における角速度の大きさを測定するジャイロセンサと、
第１条件を満たす場合、第１情報を出力する制御部を含み、
前記第１条件は前記モータにより前記ワイヤに第１の張力を加えたときに、前記角速度の大きさが第１の閾値以上であることを含む
アシストシステム。
【請求項２】
前記第１情報は前記第２のベルトが緩んでいる状態を示す情報を含む
請求項１に記載のアシストシステム。
【請求項３】
前記第１情報は前記第２のベルトがずれている状態を示す情報を含む
請求項１に記載のアシストシステム。
【請求項４】
さらに、加速度センサを備え、
前記第１条件はさらに、
前記加速度センサにより測定される加速度が第２の閾値以下であることを含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載のアシストシステム。
【請求項５】
さらに、加速度センサを備え、
前記駆動制御部は、前記加速度センサにより測定される加速度が第２の閾値以下の場合、前記モータにより前記ワイヤに第１の張力を加える、
請求項１から３のいずれか１項に記載のアシストシステム。
【請求項６】
前記制御部は、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向は、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向でかつ前記ユーザの前後方向であり、
前記第１情報は前記第２のベルトがずれている状態を示す情報を含む
請求項１から５のいずれか１項に記載のアシストシステム。
【請求項７】
さらに、
ユーザによる設定を受け付ける受付部と、
前記受付部により受け付けられた前記設定を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記設定に応じて、前記第１の閾値を調整し、調整後の前記第１の閾値を用いて判定された結果を、前記第１情報として出力する
請求項１から６のいずれか１項に記載のアシストシステム。
【請求項８】
ユーザの上半身に装着される第１のベルトと、前記ユーザの膝に装着される第２のベルトと、第１端と第２端を有するワイヤと、前記１端に接続されるモータとを備えるアシスト装置において、
（ａ）前記モータにより前記ワイヤに第１の張力を加え、
（ｂ）前記第１の張力が加わったときに、前記第２のベルトに配置されたジャイロセンサにより、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向における角速度の大きさを測定し、
（ｃ）第１条件を満たす場合、第１情報を出力し、
前記第１条件は、前記角速度の大きさが第１の閾値以上であることを含み、
前記第１情報は前記第２のベルトが緩んでいる状態を示す情報含む又は前記第２のベルトがずれている状態を示す情報を含み、
前記モータが前記第１のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第２のベルトに接続され、前記モータが前記第２のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第１のベルトに接続される
アシスト方法。
【請求項９】
さらに、
（ｄ）加速度センサにより、前記ユーザの加速度を測定し、
前記第１条件はさらに、前記加速度センサにより測定される加速度が第２の閾値以下であることを含む、
請求項８に記載のアシスト方法。
【請求項１０】
さらに、
（ｄ）加速度センサにより、前記ユーザの加速度を測定し、
前記（ａ）において、前記加速度センサにより測定される加速度が第２の閾値以下の場合、前記モータにより前記ワイヤに第１の張力を加える、
請求項８に記載のアシスト方法。
【請求項１１】
ユーザの上半身に装着される第１のベルトと、前記ユーザの膝に装着される第２のベルトと、第１端と第２端を有するワイヤと、前記１端に接続されるモータとを備えるアシスト装置において、アシスト方法を実行せるためのコンピュータプログラムであって、
前記モータが前記第１のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第２のベルトに接続され、前記モータが前記第２のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第１のベルトに接続され、
前記アシスト方法は
（ａ）前記モータにより、前記ワイヤに第１の張力を加えさせ、
（ｂ）前記第１の張力が加わったときに、前記第２のベルトに配置されたジャイロセンサにより、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向における角速度の大きさを測定させ、
（ｃ）第１条件を満たす場合、第１情報を出力させ、
前記第１条件は、前記角速度の大きさが第１の閾値以上であることを含み、
前記第１情報は、前記第２のベルトが緩んでいる状態を示す情報含む又は前記第２のベルトがずれている状態を示す情報を含む、
コンピュータプログラム。
【請求項１２】
前記アシスト方法は、
（ｄ）加速度センサにより、前記ユーザの加速度を測定させることを含み、
前記第１条件はさらに、前記加速度センサにより測定される加速度が第２の閾値以下であることを含む、
請求項１１に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１３】
前記アシスト方法は、
（ｄ）加速度センサにより、前記ユーザの加速度を測定させることを含み、
前記（ａ）において、前記加速度センサにより測定される加速度が第２の閾値以下の場合、前記モータにより前記ワイヤに第１の張力を加えさせる、
請求項１１に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、人の動作を支援するアシストシステム、アシスト方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ユーザの姿勢をセンサ等で検知することで、姿勢によって変化するコルセットの締め付け具合を判定し、締め付け力を調整する補助用具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１３３１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示される従来技術では、ベルトの緩みによるベルトの位置ずれまでを抑止できていなかった。
【０００５】
本開示の非限定的で例示的な一態様は、ワイヤを用いて人の動作を支援するアシストシステムにおいて、当該アシストシステムのベルトの緩みなどを効果的に検知できるアシストシステムなどを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係るアシストシステムは、ユーザの上半身に装着される第１のベルトと、前記ユーザの膝に装着される第２のベルトと、第１端と第２端を有するワイヤと、前記第１端に接続されるモータと、前記モータが前記第１のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第２のベルトに接続され、前記モータが前記第２のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第１のベルトに接続され、前記モータの駆動を制御する駆動制御部と、前記第２のベルトに配置され、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向における角速度の大きさを測定するジャイロセンサと、第１条件を満たす場合、第１情報を出力する制御部を含み、前記第１条件は前記モータにより前記ワイヤに第１の張力を加えたときに、前記角速度の大きさが第１の閾値以上であることを含む。
【０００７】
なお、この包括的または具体的な態様は、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記録媒体を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、アシストシステムのベルトの緩みなどを効果的に検知できる。本開示の一態様の付加的な恩恵及び有利な点は本明細書及び図面から明らかとなる。この恩恵及び／又は有利な点は、本明細書及び図面に開示した様々な態様及び特徴により個別に提供され得るものであり、その１以上を得るために全てが必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施の形態におけるアシストシステムがユーザに利用される様子を示す模式図である。
【図２】図２は、本実施の形態におけるアシストシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、ユーザがアシストシステムを使用する際の、情報提示方法の例を示す図である。
【図４】図４は、緩みを判定する方法の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、入力パターンがパルス波である場合のキャリブレーション信号を示すグラフである。
【図６】図６は、入力パターンが三角波である場合のキャリブレーション信号を示すグラフである。
【図７】図７は、その他の入力パターンのキャリブレーション信号を示す図である。
【図８】図８は、キャリブレーションを開始するタイミングを決定する処理の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、ワイヤを引っ張る方向に膝ベルトがずれた様子を示す図である。
【図１０】図１０は、パルス波のキャリブレーション信号を入力することでワイヤに第１の張力を作用させた時の膝ベルト部のＸ軸方向の加速度変化を示すグラフである。
【図１１】図１１は、ワイヤに第１の張力を作用させた時のＹ軸方向周りの膝ベルト部の動きについて示す図である。
【図１２】図１２は、パルス波のキャリブレーション信号を入力することでワイヤに第１の張力を作用させた時の膝ベルト部のＹ軸方向周りの角速度変化を示すグラフである。
【図１３】図１３は、ワイヤに第１の張力を作用させた時のＺ軸方向周りの膝ベルト部が動きについて示す図である。
【図１４】図１４は、パルス波のキャリブレーション信号を入力することでワイヤに第１の張力を作用させた時の膝ベルト部のＺ軸方向周りの角速度を示すグラフである。
【図１５】図１５は、動作計測部とワイヤとの膝ベルト部における位置の一例について示す図である。
【図１６】図１６は、動作計測部とワイヤとの膝ベルト部における位置の他の一例について示す図である。
【図１７】図１７は、動作計測部とワイヤとの膝ベルト部における位置の一例について示す図である。
【図１８】図１８は、動作計測部とワイヤとの膝ベルト部における位置の他の一例について示す図である。
【図１９】図１９は、膝ベルト部の装着位置のずれの判定方法の一例を説明するための図である。
【図２０】図２０は、膝ベルト部の装着位置のずれの判定方法の他の一例を説明するための図である。
【図２１】図２１は、ユーザへの情報提示の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態におけるアシストシステム２００における処理の流れを示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、変形例１に係るアシストシステムの構成を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、座位状態で、膝ベルト部の装着状態を判定する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本開示の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、補助用具に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１１】
特許文献１に記載の補助用具では、補助用具を装着した際のベルトの緩みを、付属のアクチュエータを動かすことで締め付け力を計測し、その値に基づいて締め付け操作を行っている。しかしながら、当該補助用具では、緩みによるベルト位置のずれを計測していないため、ベルトの緩みによるベルトの位置ずれまでを抑止できていなかった。
【００１２】
そこで、本開示では、アシストシステムのベルトの緩み等を効果的に検知するために、以下の改善策を検討した。
【００１３】
本開示の一態様に係るアシストシステムは、ユーザの上半身に装着される第１のベルトと、前記ユーザの膝に装着される第２のベルトと、第１端と第２端を有するワイヤと、前記第１端に接続されるモータと、前記モータが前記第１のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第２のベルトに接続され、前記モータが前記第２のベルトに配置される場合、前記第２端は前記第１のベルトに接続され、前記モータの駆動を制御する駆動制御部と、前記第２のベルトに配置され、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向における角速度の大きさを測定するジャイロセンサと、第１条件を満たす場合、第１情報を出力する制御部を含み、前記第１条件は前記モータにより前記ワイヤに第１の張力を加えたときに、前記角速度の大きさが第１の閾値以上であることを含む。
【００１４】
これによれば、ワイヤを用いて人の動作を支援するアシストシステムにおいて、当該アシストシステムの第２のベルトの緩みなどを効果的に検知でき、検知結果を例えばユーザに提示できる。このため、ユーザに緩みなどがあるベルトを締め直すことを促すことができ、ユーザは、より効果的なアシスト力をアシストシステムから受けることができる。
【００１５】
前記第１情報は前記第２のベルトが緩んでいる状態を示す情報を含んでもよい。
【００１６】
前記第１情報は前記第２のベルトがずれている状態を示す情報を含んでもよい。
【００１７】
また、さらに、加速度センサを備え、前記第１条件はさらに、前記加速度センサにより測定される加速度が第２の閾値以下であることを含む。
【００１８】
このため、ユーザが動作を停止している状態の場合に、第２のベルトが緩んでいる状態又は第２のベルトがずれている状態を出力することができ、より効果的にユーザに当該状態を提示できる。
【００１９】
また、さらに、加速度センサを備え、前記駆動制御部は、前記加速度センサにより測定される加速度が第２の閾値以下の場合、前記モータにより前記ワイヤに第１の張力を加えてもよい。
【００２０】
このため、ユーザが動作を停止している状態の場合に、第２のベルトが緩んでいる状態又は第２のベルトがずれている状態をより効果的に検出することができる。
【００２１】
また、前記制御部は、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向は、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向でかつ前記ユーザの前後方向であり、前記第１情報は前記第２のベルトがずれている状態を示す情報を含む。
【００２２】
このため、装着位置のずれをユーザに修正させることで、第２のベルトを締め直させることができる。よって、第２のベルトに緩みが生じていたとしても、第２のベルトの緩みも解消することができる。
【００２３】
また、さらに、ユーザによる設定を受け付ける受付部と、前記受付部により受け付けられた前記設定を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記設定に応じて、前記第１の閾値を調整し、調整後の前記第１の閾値を用いて判定された結果を、前記情報として出力してもよい。
【００２４】
これによれば、第２のベルトの緩みまたはずれを判定するための第１の閾値を、ユーザの設定に応じて調整するため、第２のベルトの緩またはずれをユーザの好みに応じて適切に判定された結果を出力できる。
【００２５】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００２６】
以下、本開示の一態様に係るアシストシステムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２７】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２８】
（実施の形態）
本実施の形態におけるアシストシステムでは、アシストシステムが備える上半身ベルト部及び膝ベルト部をユーザが体に装着した際または装着後の停止時において、膝ベルト部の緩みを、アシストシステムが備える加速度センサ及び／又はジャイロセンサの値から判定し、ユーザに判定結果を示す情報を提示するアシストシステムについて説明する。
【００２９】
［１−１．構成］
以下、本実施の形態に係るアシストシステム２００について図面を用いて説明する。
【００３０】
図１は、本実施の形態におけるアシストシステムがユーザに利用される様子を示す模式図である。図２は、本実施の形態におけるアシストシステムの構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１および図２に示すように、アシストシステム２００は、制御部１００と、第１のベルトとしての上半身ベルト部１１０と、第２のベルトとしての膝ベルト部１２０と、ワイヤ１３０とを備える。アシストシステム２００は、さらに、制御部１００で判定した装着状態をユーザに提示する提示部１４０を備えていてもよい。
【００３２】
制御部１００は、信号入力部１０１と、判定部１０２とを有する。制御部１００は、例えば、上半身ベルト部１１０に配置される。なお、制御部１００は、膝ベルト部１２０に配置されてもよい。
【００３３】
信号入力部１０１は、膝ベルト部１２０の緩みを検知するためのキャリブレーション信号を生成する。
【００３４】
判定部１０２は、膝ベルト部１２０が有する動作計測部１２１の計測結果から、ユーザの膝ベルト部１２０の装着状態を判定する。判定部１０２は、具体的には、モータ１１２によりワイヤ１３０に第１の張力が加えられたときに、動作計測部１２１が有するジャイロセンサ１２３が測定した角速度が第１の閾値以上であるか否かを判定する。判定部１０２は、判定の結果、ジャイロセンサ１２３が測定した角速度が第１の閾値以上である場合、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態又は膝ベルト部１２０がずれている状態を示す情報を出力する。なお、緩んでいる状態とは、ユーザに対して膝ベルト部１２０がしっかりと固定されておらず、ワイヤ１３０からの張力が膝ベルト部１２０に加えられた場合に、ユーザの大腿部に対して膝ベルト部１２０に動きが生じる状態を示す。また、ずれている状態とは、ユーザの大腿部の所定の位置に対して、１つの膝ベルト部１２０に接続されている２本のワイヤ１３０が前後方向に並ぶ適切な向きから、一方の回転方向側の位置に位置する状態を示す。
【００３５】
制御部１００は、例えば、所定のプログラムを実行するプロセッサ及び当該所定のプログラムが記憶されているメモリにより実現される。制御部１００は、専用回路により実現されてもよい。
【００３６】
上半身ベルト部１１０は、駆動制御部１１１及びモータ１１２を有する。上半身ベルト部１１０は、図１の（ａ）に示すように、ユーザの上半身に装着される装着具である。ユーザの上半身の例は、腰、両肩である。本システムでは、ワイヤを引っ張ることで上半身ベルト部は、鉛直下向き（膝ベルト部の方向）に引っ張られる。この時、上半身ベルト部が例えば腰にある場合、骨盤によって、ベルトの滑りを止めることができる。また、両肩の場合では、例えば、リュックのようにユーザが上半身ベルト部を背負うことで、両肩において、上半身ベルト部を固定することできる。
【００３７】
上半身ベルト部１１０は、例えば、長尺帯状の形状を有し、ユーザの腰部に巻回され、面ファスナまたは留め具などの固定具により巻回された状態が維持されることにより、ユーザの腰部に装着される部材である。上半身ベルト部１１０は、例えば、アシストを行うために、引っ張り力を与えても変形しにくい非伸縮性素材により構成される。
【００３８】
駆動制御部１１１は、受信した信号に応じて、モータ１１２の駆動を制御する。モータ１１２は、ワイヤ１３０と接続されており、駆動制御部１１１により駆動されることにより、ワイヤ１３０を引っ張ったり、ワイヤ１３０を緩めたりする。モータ１１２は、上半身ベルト部１１０の所定の位置に固定されている。
【００３９】
なお、上半身ベルト部１１０は、筒状の形状を有していてもよく、この場合、筒状の形状の周長はユーザの腰部の周囲の長さよりも長い。このため、この場合の上半身ベルト部１１０は、ユーザの腰の周囲の長さに調整するための調整機構を有する。調整機構は、例えば、面ファスナであり、面ファスナのフック面を有する部位が筒状の外周に当該外周から分岐するように配置され、筒状の外周面に面ファスナのループ面が配置される構成により実現されてもよい。
【００４０】
ワイヤ１３０は、上半身ベルト部１１０及び膝ベルト部１２０を接続する。具体的には、ワイヤ１３０は、モータ１１２と膝ベルト部１２０とを接続する。ワイヤ１３０は第１端と第２端を有する。第１端はモータ１１２に接続される。モータ１１２が上半身ベルト部１１０に配置される場合、第２端は膝ベルト部１２０に接続される。モータ１１２が膝ベルト部１２０に配置される場合、第２端は上半身ベルト部１１０に接続される。
【００４１】
膝ベルト部１２０は、動作計測部１２１を有する。膝ベルト部１２０は、例えば、上半身ベルト部１１０と同様に、長尺帯状の形状を有する。膝ベルト部１２０は、ユーザの大腿部、又は膝上に装着される。膝ベルト部１２０は、股関節に装着されなくてもよい。人間の大腿部は、膝から尻にかけて、だんだん太くなるという特徴がある。そのため、大腿部の中でも膝上に膝ベルトを装着することで、膝ベルトがきつく締まっている場合においては、ワイヤを引っ張ることによる滑りが小さくなり、ユーザにより効率的にアシストを行うことができる。例えば、膝ベルト部１２０は、ユーザの大腿部に巻回され、面ファスナ又は留め具などの固定具により巻回された状態が維持されることにより、ユーザの大腿部に装着される部材である。膝ベルト部１２０は、例えば、アシストを行うために、引っ張り力を与えても変形しにくい非伸縮性素材により構成される。本実施の形態では、アシストシステム２００は、ユーザの両脚に対応して２つの膝ベルト部１２０を備える。なお、１つの膝ベルト部１２０を備えるアシストシステムを採用してもよい。
【００４２】
動作計測部１２１は、膝ベルト部１２０に配置され、膝ベルト部１２０の動きを計測する。動作計測部１２１は、具体的には、２つの膝ベルト部１２０のそれぞれに配置され、２つの膝ベルト部１２０のそれぞれの、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の異なる３方向への加速度を計測する加速度センサ１２２と、Ｘ軸方向周り、Ｙ軸方向周り及びＺ軸方向周りの異なる３軸周りの回転における角速度を計測するジャイロセンサ１２３とを有する。つまり、ジャイロセンサ１２３は、膝ベルト部１２０の前部に配置され、２本のワイヤ１３０のうち、前部に配置されるワイヤの長さ方向（Ｘ軸方向）と垂直な方向（Ｙ軸方向及び／又はＺ軸方向）における角速度を測定する。動作計測部１２１は、測定結果を制御部１００の判定部１０２に送信する。
【００４３】
なお、ワイヤのＸ軸方向と加速度センサ１２２のＸ軸方向を合せるため、動作計測部１２１に付随の加速度センサにはＸ軸方向の矢印を記載しておき、記載された矢印方向とワイヤの配置された方向を合せるように動作計測部１２１を配置する。Ｙ軸、Ｚ軸について、Ｘ軸が決まれば、Ｘ軸に対して水平に垂直な方向（ユーザにとって左右方向）をＹ軸として決定し、もう一方の垂直な方向（ユーザにとって前後方向）をＺ軸とする。また、動作計測部１２１のジャイロセンサ１２３の各軸は、加速度センサのＸ、Ｙ、Ｚ軸それぞれの軸と同じ意味をなす。
【００４４】
このように、上半身ベルト部１１０及び膝ベルト部１２０では、非伸縮性素材により構成されているため、アシストシステム２００は、膝ベルト部１２０に緩みがなく、ユーザの脚にフィットして装着されている場合は、ユーザにアシスト力を伝達しやすく、より効率的なアシストが可能となる。なお、動作計測部１２１は、さらに、上半身ベルト部１１０に配置され、上半身ベルト部１１０の動きを計測することで、ユーザの動きを計測してもよい。
【００４５】
提示部１４０は、ユーザに制御部１００の判定部１０２による判定結果を提示する。つまり、提示部１４０は、ユーザに、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態又は膝ベルト部１２０がずれている状態であるか否かを提示する。
【００４６】
図３は、ユーザがアシストシステムを使用する際の、情報提示方法の例を示す図である。
【００４７】
提示部１４０は、ユーザが装着した膝ベルト部１２０が緩んでいる状態である場合に、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態であることをユーザに提示する。提示部１４０は、ユーザが装着した膝ベルト部１２０が所定の装着位置からずれている状態である場合に、膝ベルト部１２０が所定の装着位置からずれていることをユーザに提示する。提示部１４０は、例えば、図３の（ａ）に示すように、膝ベルト部１２０に配置され、振動することで膝ベルト部１２０が緩んでいる状態であること、及び／または、膝ベルト部１２０が所定の装着位置からずれている状態であることをユーザに知らせる振動アクチュエータ（図示せず）によって実現してもよい。また、提示部１４０は、例えば、上半身ベルト部１１０に配置され、振動することで膝ベルト部１２０が緩んでいる状態であること、及び／または、膝ベルト部１２０が所定の装着位置からずれている状態であることをユーザに知らせる振動アクチュエータによって実現してもよい。また、提示部１４０は、図３の（ｂ）に示すように、ユーザが所有するスマートフォン等の携帯端末３００のディスプレイ３０１に、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態であること、及び／または、膝ベルト部１２０が所定の装着位置からずれている状態であることを示す画像及び／または文字情報などを表示させてもよい。
【００４８】
図４は、緩みを判定する方法の一例を説明するための図である。
【００４９】
アシストシステム２００は、上半身ベルト部１１０から、ワイヤ１３０で接続された膝ベルト部１２０を引っ張ることにより、ユーザの両脚の動作（例えば歩行）のアシストを行う。ワイヤ１３０は、ユーザの左右それぞれの脚の前後に１本ずつ、計４本が配置されている。また、モータ１１２は、４本のワイヤ１３０のそれぞれに対応して設けられる。つまり、４つのモータ１１２が上半身ベルト部１１０の所定の位置（つまり、両脚の膝ベルト部１２０の前後のそれぞれに対応する位置）に配置されている。このため、アシストシステム２００を装着しているユーザには、４箇所の位置で引っ張り力を作用させることができ、４箇所の位置に作用させる引っ張り力の大きさのバランスと引張り力を作用させるタイミングとを制御することで、ユーザの両脚の動作をアシストする。この時、図４に示すように、もし膝ベルト部１２０の装着状態が緩んでいる状態である場合、膝ベルト部１２０がユーザの大腿部に対して移動するため、ワイヤ１３０によるアシスト力が、逃げてユーザの大腿部に対して十分に伝わらないことになる。このとき、膝ベルト部１２０では、ワイヤ１３０の長さ方向（つまりＸ軸方向）の加速度が変化し、さらに、当該長さ方向と垂直な方向（つまりＹ軸方向及び／又はＺ軸方向）の角速度が大きく変化する。
【００５０】
本開示におけるアシストシステム２００では、上記の現象が生じることを利用して、ユーザがアシストシステム２００を装着後において、当該アシストシステム２００の膝ベルト部１２０の緩みを検知するために、ワイヤ１３０に第１の張力を加えるためのキャリブレーション信号を入力する。そして、アシストシステム２００では、膝ベルト部１２０が備える加速度センサ１２２及びジャイロセンサ１２３により検知された加速度及び角速度を評価することで、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態であるか否かの検知を行う。また、アシストシステム２００では、ジャイロセンサ１２３により検知された角速度を評価することで、膝ベルト部１２０が所定の装着位置からずれている状態であるか否かの検知を行う。
【００５１】
このように、アシストシステム２００では、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態であるか否かの検知、又は、膝ベルト部１２０が所定の装着位置からずれている状態であるか否かの検知を行い、検知結果を出力するため、ユーザは、自身でアシストシステム２００を装着した際、又はアシストシステム２００を装着してしばらく動作した後などにおいて、膝ベルト部１２０の緩み又はずれに気づくことが容易にできる。このため、ユーザは、膝ベルト部１２０を適切に締め直すことで、アシストシステム２００によるユーザの両脚の動作に対するアシストをより効果的に受けることができる。
【００５２】
以下、図２で示した機能ブロックにおける各構成要素の詳細について説明する。
【００５３】
［１−１−１．信号入力部］
信号入力部１０１は、ユーザがアシストシステム２００を装着した際に、膝ベルト部１２０が緩んでいるか否かを検知するための信号を決定し、決定した信号を駆動制御部１１１に送信する手段である。信号入力部１０１は、具体的には、膝ベルト部１２０を引っ張るためのワイヤ１３０の第１の張力を決定し、決定した第１の張力に基づいてキャリブレーションを行うための入力パターンを決定し、決定した入力パターンのキャリブレーション信号を駆動制御部１１１に送信する。つまり、信号入力部１０１は、具体的には、後述するモータ１１２によりワイヤ１３０に第１の張力を加えるためのキャリブレーション信号を生成し、生成したキャリブレーション信号を後述する駆動制御部１１１に出力する。なお、信号入力部１０１は、決定した第１の張力を実現するためのモータ１１２の回転角度を算出し、算出した回転角度に基づいてキャリブレーションを行うための入力パターンを決定し、決定した入力パターンのキャリブレーション信号を駆動制御部１１１に送信してもよい。
【００５４】
図５及び図６は、それぞれ、キャリブレーション信号の一例を示すグラフである。図５は、入力パターンがパルス波である場合のキャリブレーション信号を示すグラフである。図６は、入力パターンが三角波である場合のキャリブレーション信号を示すグラフである。図５及び図６に示すように、キャリブレーション信号の入力パターンとしては、パルス波を用いてもよいし、三角波を用いてもよい。
【００５５】
図５及び図６において、ｗは信号幅を示し、ｈは入力張力（第１の張力の大きさ）を示す。
【００５６】
まず、キャリブレーション信号の入力パターンとしてパルス波を用いる場合について説明する。入力張力ｈが小さ過ぎると、膝ベルト部１２０が緩んでいる場合であっても、膝ベルト部１２０の緩みまたは位置ずれを精度よく判定できるほど十分に膝ベルト部１２０を動かすことはできない。また、入力張力ｈが大き過ぎると、ユーザの両脚の動作を十分にアシストできるほど膝ベルト部１２０がユーザの大腿部に固定されている場合であっても、膝ベルト部１２０を大きく動かしてしまう可能性がある。したがって、入力張力ｈの大きさは、ユーザの両脚の動作をアシストする際に発揮される所定の範囲（例えば、５０〜４００Ｎの範囲）で決定されてもよい。所定の範囲の入力張力がワイヤ１３０に加えられることで膝ベルト部１２０が動く場合は、アシストの力がユーザの大腿部に伝わらずに逃げていることを示している。このため、この場合、制御部１００は、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態又は膝ベルト部１２０がずれている状態であると判定でき、これにより、ユーザが膝ベルト部１２０を締め直す必要があると判定できる。
【００５７】
また、信号幅ｗに関して、パルス波は、立ち上がりと立ち下がりとが急な入力パターンである。このため、信号幅ｗが所定の閾値、例えば、０．１秒より大きければ、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを精度よく判定できるほど大きく膝ベルト部１２０を動かすことができる。しかし、迅速に膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを検知するために、信号幅ｗは大き過ぎずできるだけ小さい方がよい。したがって、本実施の形態では、キャリブレーション信号の入力パターンがパルス波の場合、信号幅ｗは、例えば、０．１〜１．０秒の範囲内で設定すればよい。
【００５８】
入力信号が三角波の場合、入力張力ｈは、パルス波と同様に、ユーザの両脚の動作をアシストする際に発揮される所定の範囲と同程度の範囲（例えば、５０〜４００Ｎの範囲）で決定されてもよい。信号幅ｗは、小さい場合と大きい場合とで、膝ベルト部１２０に与える影響が異なる。例えば、信号幅ｗが０．２秒程度と小さい場合は、入力張力は、ｈまで上がって、元の０に下がるまでの時間が短いため、パルス波のようなステップ入力に近くなり、膝ベルト部１２０は、パルス波の場合と同様な動作結果となる。一方で、信号幅ｗが例えば、１．０秒より大きくなると、線形的にワイヤの張力が徐々に大きくなり、再び小さくなる過程にモータ１１２に対する制御が追いつくことができる。つまり、膝ベルト部１２０が緩んでいた場合、信号幅ｗが１．０秒よりも大きいキャリブレーション信号が駆動制御部１１１に入力されると、ワイヤ１３０による張力の増加速度が遅いため、膝ベルト部１２０は、ワイヤ１３０により徐々に引っ張られる。これにより、膝ベルト部１２０は、元の位置からずれていき、次に、キャリブレーション信号の三角波の頂点である折り返し時点から入力張力ｈが減少する。このため、膝ベルト部１２０は、瞬間的に大きな張力を与えられる場合よりも、当該張力が与えられた反動によって元の位置まで戻る可能性が低くなる。
【００５９】
すなわち、入力パターンが三角波であるキャリブレーション信号において、信号幅ｗが大きい、例えば１．０秒以上の場合、制御部１００の判定部１０２は、膝ベルト部１２０に取り付けた動作計測部１２１において検知された加速度及び角速度から膝ベルト部１２０の変位量（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向への移動量、及び、Ｘ軸方向周り、Ｙ軸方向周り及びＺ軸方向周りへの回転量）を算出する。これにより、判定部１０２は、膝ベルト部１２０の元の位置からのずれを算出し、算出したずれが所定の閾値（例えば、１ｃｍ）を超えていれば、膝ベルト部１２０が緩んでいると判定してもよい。
【００６０】
なお、本実施の形態において、キャリブレーション信号の入力パターンを１種類に決めて、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定するとしたが、これに限ったものではない。例えば、上述した２種類の入力パターンのキャリブレーション信号を両方入力し、動作計測部１２１における計測結果の組み合わせから、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定してもよい。例えば、入力パターンがパルス波であるキャリブレーション信号を４回駆動制御部１１１に入力することにより、膝ベルト部１２０の動作を確認した際に、４回のキャリブレーション信号による入力のうち２回だけ緩みがあると判定できた場合、膝ベルト部１２０に緩みまたはずれがあるか否か判定が難しい。このような場合、制御部１００は、入力パターンが三角波であり、信号幅ｗが大きいキャリブレーション信号を入力し、動作計測部１２１により計測された値から得られた、キャリブレーション信号を入力した際の膝ベルト部１２０の変位量の戻り値が、所定の閾値（例えば、１ｃｍ）より大きい場合、膝ベルト部１２０に緩みがあると判定してもよい。
【００６１】
また、図５及び図６で示した入力パターンのキャリブレーション信号の他にも、図７の（ａ）〜（ｄ）で示すキャリブレーション信号としてもよい。具体的には、図７の（ａ）は、線形的に増加後、ステップ状に張力が落ちる入力パターンのキャリブレーション信号を示すグラフである。図７の（ｂ）は、階段状に下がっていく入力パターンのキャリブレーション信号を示すグラフである。図７の（ｃ）は、ステップ状に張力が大きくなり、その後線形的に下がっていく入力パターンのキャリブレーション信号を示すグラフである。図７の（ｄ）は、階段状の張力が大きくなる入力パターンのキャリブレーション信号を示すグラフである。このように、図７の（ａ）〜（ｄ）に示す入力パターンのキャリブレーション信号のいずれかを入力し、各張力の変化に応じた、膝ベルト部１２０の動作を見て、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定してもよい。
【００６２】
例えば、図７の（ａ）に示すキャリブレーション信号を用いた場合であれば、膝ベルト部１２０はステップ状に張力が下がることで、勢いよく膝ベルト部１２０が元の位置に戻り、その戻りが大きくなるため、元の膝ベルト部１２０の位置と比較して戻りすぎてしまう。また、図７の（ｂ）及び（ｃ）に示すキャリブレーション信号を用いた場合であれば、図６の三角波のｗが大きい場合と同様な結果が得られる。また、図７の（ｄ）に示すキャリブレーション信号を用いた場合であれば、徐々に膝ベルト部１２０のずれが大きくなり、最終的な元の位置からの膝ベルト部１２０のずれが大きくなる。このように、多くの種類の入力パターンのキャリブレーション信号を用いて、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定することで、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれ検知の精度を上げることが可能となる。
【００６３】
［１−１−２．駆動制御部］
駆動制御部１１１は、上半身ベルト部１１０に設けられ、信号入力部１０１から受信した信号に応じて、モータ１１２を駆動する手段である。具体的には、駆動制御部１１１は、信号入力部から受信した信号が示す入力張力からモータ１１２の必要回転数を算出し、算出した必要回転数でモータ１１２を回転させる。なお、駆動制御部１１１は、信号入力部１０１から受信した信号がモータ１１２の必要回転数を示す場合には、当該信号が示す必要回転数でモータ１１２を回転させてもよい。
【００６４】
また、駆動制御部１１１は、制御部から加速度センサ１２２により測定される加速度が第２の閾値以下であることを示す情報を受信してもよい。この場合、駆動制御部１１１は、当該情報を受信したとき、モータ１１２を駆動することにより、キャリブレーションを行うための第１の張力をワイヤ１３０に加えてもよい。
【００６５】
［１−１−３．動作計測部］
動作計測部１２１は、膝ベルト部１２０に設けられ、膝ベルト部１２０の動きを計測し、計測した動きの計測結果である時系列データを判定部１０２に送信する。具体的には、動作計測部１２１は、加速度センサ１２２及びジャイロセンサ１２３を有し、モータ１１２によってワイヤ１３０を経由して引っ張られることによる膝ベルト部１２０の動きを計測する。特に、膝ベルト部１２０の大腿部への締め付けが緩い場合、大腿部に対して締め付けがしっかりされている（以下、「タイト」と言う）場合と比較して、膝ベルト部１２０のワイヤ１３０により引っ張られることによる動きによる変位量は、大きくなる。また、膝ベルト部１２０の装着位置が所定の位置からずれている場合、例えば、ワイヤ１３０により引っ張られることにより膝ベルト部１２０には回転方向に力が作用する。なお、動作計測部１２１で取得した値において、どの値を用いて装着状態の判定を行うのかの詳細は、後述する。
【００６６】
また、アシストシステム２００は、基本的に、ユーザの歩行などの動作のアシストに用いられるが、そのアシストを適切に行うために、装着直後や装着してしばらく動作した後に、膝ベルト部１２０が緩んでいないか否かを判定する必要がある。そして、膝ベルト部１２０の緩みを判定するタイミングは、アシストシステム２００を装着直後、もしくは、装着して動作した後である。すなわち、アシストシステム２００は、当該判定を、ユーザの動作が停止しているタイミングで行う必要がある。したがって、動作計測部１２１は、ユーザの動作が停止しているか否かを加速度センサ１２２及びジャイロセンサ１２３が計測した値から判定し、信号入力部１０１にキャリブレーションを開始することを示す開始信号を送信してもよい。
【００６７】
図８は、キャリブレーションを開始するタイミングを決定する処理の一例を説明するための図である。図８のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの加速度を合成した加速度を示す。また、図８では、ユーザが歩行中に、例えば、信号等によって立ち止まった場合において、動作計測部１２１が計測したＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの加速度を合成した加速度の変化の例を示している。図８に示すように、動作計測部１２１は、ある一定時間区間Ｔ（例えば、２秒以上）で、第２の閾値Ｈ（例えば、０．３ｍ／ｓ２）以下のＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの加速度を合成した加速度の変化であれば、ユーザの動作は停止していると判定し、信号入力部１０１に開始信号を送信してもよい。つまり、動作計測部１２１は、膝ベルト部１２０が有する加速度センサ１２２により測定される加速度が第２の閾値以下であるか否かをさらに判定することで、キャリブレーションを開始するタイミングであるか否かを判定する。そして、動作計測部１２１は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの加速度を合成した加速度が第２の閾値以下である場合、キャリブレーションを開始するタイミングであることを示す開始信号を信号入力部１０１に送信する。
【００６８】
なお、キャリブレーションの開始の判定基準として、一定時間区間Ｔを２秒とし、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの加速度を合成した加速度の第２の閾値Ｈを０．３ｍ／ｓ２としたが、これに限ったものではない。一定時間区間Ｔは、歩行動作等のユーザの動きの状態と停止状態とを判別できればよいので、ヒトの歩行周期を加速度センサ１２２で捉え、その歩行周期の２倍を一定時間区間Ｔとして決定してもよい。例えば、ユーザの歩行周期が１．５秒の場合は、一定時間区間Ｔを３秒と決定してもよい。また、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの加速度を合成した加速度の第２の閾値Ｈも、ユーザの歩行動作の加速度の変化幅から決定してもよい。例えば、ユーザの歩行動作におけるＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの加速度を合成した加速度変化の１/３を第２の閾値Ｈと決定してもよい。
【００６９】
なお、動作計測部１２１は、上述したように、一定時間区間ＴにＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの加速度を合成した加速度が第２の閾値Ｈ以下の場合に、キャリブレーションを開始すると判定するとしたが、これに限ったものではない。例えば、アシストシステム２００に、キャリブレーションを開始するための開始ボタンを設置して、ユーザが当該開始ボタンを押すことで、キャリブレーションを開始するようにしてもよい。開始ボタンは、例えば、制御部１００または膝ベルト部１２０に装着し、ユーザ自身が例えば、信号待ちの時等にボタンを押して、膝ベルトの緩み検知を行ってもよい。動作計測部１２１は、上記の判定を行う場合、加速度センサ１２２及びジャイロセンサ１２３と、上記判定を行う専用回路、プロセッサなどとにより実現される。上記判定を行わない場合、動作計測部１２１は、加速度センサ１２２及びジャイロセンサ１２３により実現される。
【００７０】
［１−１−４．判定部］
判定部１０２は、動作計測部１２１から送信される計測結果から、ユーザが装着した膝ベルト部１２０が緩んでいるか否かを判定する手段である。また、判定部１０２は、ユーザが装着した膝ベルト部１２０の装着位置のずれを検知する手段である。具体的には、判定部１０２は、信号入力部１０１からキャリブレーションの開始信号を受信し、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定する判定モードへと切り替わる。そして、判定部１０２は、判定モードになった時点以降において、動作計測部１２１から加速度や角速度の値を受信し、膝ベルト部１２０が緩んでいないか、膝ベルト部１２０の装着位置がずれていないかを判定する。
【００７１】
次に、判定部１０２による膝ベルトの緩みまたはずれの判定方法について説明する。
【００７２】
判定部１０２は、上半身ベルト部１１０から膝ベルト部１２０を引っ張る際に、膝ベルト部１２０が緩んでいれば、まず、ワイヤ１３０を引っ張る方向の加速度の変化幅に基づいて判定を行う。
【００７３】
図９は、ワイヤを引っ張る方向に膝ベルトがずれた様子を示す図である。
【００７４】
以下、本実施の形態では、図９に示すように、ユーザの上下方向をＸ軸方向、ユーザの左右方向をＹ軸方向、ユーザの前後方向をＺ軸方向とし、それぞれ、上側、左側、前側を正側（プラス側）とした軸を設定して説明する。
【００７５】
アシストシステム２００では、ワイヤ１３０がＸ軸方向に沿って上半身ベルト部１１０及び膝ベルト部１２０に取り付けられているため、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態でワイヤ１３０を引っ張ると、膝ベルト部１２０では、まずＸ軸方向の加速度が変化する。図１０にその例を示す。
【００７６】
図１０は、ｗ＝０．２秒、ｈ＝１００Ｎのパルス波のキャリブレーション信号を駆動制御部１１１に入力することでワイヤ１３０に第１の張力を作用させた時の膝ベルト部１２０のＸ軸方向の加速度変化を示すグラフである。図１０のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はＸ軸方向の加速度を示す。また、グラフ中の一点鎖線（Ｔｉｇｈｔ）が、膝ベルト部１２０をきつく締めた場合の加速度変化を示し、実線（Ｌｏｏｓｅ）が膝ベルト部１２０を緩めた場合の加速度変化を示す。図１０に示すように、膝ベルト部１２０を緩めた場合の方が、膝ベルト部１２０をきつく締めた場合よりもＸ軸方向の加速度変化が大きいことがわかる。したがって、判定部１０２は、パルス波で第１の張力（例えば、ｈ＝１００Ｎ）が設定されているキャリブレーション信号に対して、Ｘ軸方向の加速度が、所定の閾値（例えば、２．５ｍ／ｓ２）以上であれば、膝ベルト部１２０が緩んでいると判定してもよい。
【００７７】
判定部１０２は、動作計測部１２１から送信される情報のうち、特に、Ｙ軸方向周りの角速度の変化を用いて、膝ベルト部１２０が緩んでいるか否かを判定する。図１１は、ワイヤに第１の張力を作用させた時のＹ軸方向周りの膝ベルト部の動きについて示す図である。具体的には、図１１の（ａ）は、ワイヤ１３０に第１の張力を作用させた時のアシストシステム２００をＹ軸方向側から見た図である。図１１の（ｂ）及び（ｃ）は、図１１の（ａ）における膝ベルト部１２０の拡大図であり、ワイヤ１３０に第１の張力を作用させた時の膝ベルト部１２０に生じる動きを説明するための図である。
【００７８】
図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように膝ベルト部１２０が緩んでいる場合、ワイヤ１３０を引っ張ることにより、図１１の（ｃ）に示すように、ワイヤ１３０の長さ方向（Ｘ軸方向）だけでなく、膝ベルト部１２０は、Ｙ軸方向周りの回転方向にも動く。特に、アシストシステム２００のように各脚の前後にワイヤ１３０が接続されている場合、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、前側に接続されているワイヤ１３０のみを引っ張ることで、アシストシステム２００では、緩んでいる膝ベルト部１２０におけるＹ軸方向周りの角速度をさらに検知しやすくなる。つまり、判定部１０２は、膝ベルト部１２０に配置された動作計測部１２１において計測されたＹ軸方向周りの角速度の時系列データから、膝ベルト部１２０が緩んでいるか否かを判断しやすくなる。
【００７９】
図１２は、図１０と同様に、ｗ＝０．２秒、ｈ＝１００Ｎのパルス波のキャリブレーション信号を駆動制御部１１１に入力することでワイヤ１３０に第１の張力を作用させた時の膝ベルト部１２０のＹ軸方向周りの角速度変化を示すグラフである。図１２のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はＹ軸方向周りの角速度を示す。また、グラフ中の一点鎖線（Ｔｉｇｈｔ）が膝ベルト部１２０をきつく締めた場合の角速度変化を示し、実線（Ｌｏｏｓｅ）が膝ベルト部１２０を緩めた場合の角速度変化を示す。図１２に示すように、膝ベルト部１２０を緩めた場合の方が、膝ベルト部１２０をきつく締めた場合よりもＹ軸方向周りの角速度変化が大きいことがわかる。したがって、判定部１０２は、Ｘ軸方向の加速度変化から膝ベルト部１２０の緩みを判定する方法と同様に、パルス波で第１の張力（ｈ＝１００Ｎ）が設定されているキャリブレーション信号に対して、Ｙ軸方向周りの角速度が、所定の閾値（例えば１．５ｒａｄ／ｓ２）以上であれば、膝ベルト部１２０が緩んでいると判定する。
【００８０】
判定部１０２は、Ｙ軸方向周りの角速度と同様に、Ｚ軸方向周りの角速度の大きさを用いて、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定してもよい。図１３は、ワイヤに第１の張力を作用させた時のＺ軸方向周りの膝ベルト部が動きについて示す図である。具体的には、図１３の（ａ）は、ワイヤ１３０に第１の張力を作用させた時のアシストシステム２００をＺ軸方向側から見た図である。図１３の（ｂ）及び（ｃ）は、図１３の（ａ）における膝ベルト部１２０の拡大図であり、ワイヤ１３０に第１の張力を作用させた時の膝ベルト部１２０に生じる動きを説明するための図である。
【００８１】
図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように膝ベルト部１２０が緩んでいる場合、ワイヤ１３０を引っ張ることにより、図１３の（ｃ）に示すように、ワイヤ１３０の長さ方向（Ｘ軸方向）及びＹ軸方向周りの回転方向だけでなく、膝ベルト部１２０は、Ｚ軸方向周りの回転方向にも動く。
【００８２】
図１４は、図１０及び図１２と同様に、ｗ＝０．２秒、ｈ＝１００Ｎのパルス波のキャリブレーション信号を駆動制御部１１１に入力することでワイヤ１３０に第１の張力を作用させた時の膝ベルト部１２０のＺ軸方向周りの角速度を示すグラフである。図１４のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はＺ軸方向周りの角速度を示す。また、グラフ中の一点鎖線（Ｔｉｇｈｔ）が膝ベルト部１２０をきつく締めた場合の角速度変化を示し、実線（Ｌｏｏｓｅ）が膝ベルト部１２０を緩めた場合の角速度変化を示す。図１４に示すように、膝ベルト部１２０を緩めた場合の方が、膝ベルト部１２０をきつく締めた場合よりもＺ軸方向周りの角速度が大きいことがわかる。したがって、判定部１０２は、Ｘ軸方向の加速度変化から膝ベルト部１２０の緩みを判定する方法、及び、Ｙ軸方向周りの角速度変化から膝ベルト部１２０の緩みを判定する方法と同様に、パルス波で第１の張力（ｈ＝１００Ｎ）が設定されているキャリブレーション信号に対して、Ｚ軸方向周りの角速度が、所定の閾値（例えば、０．４ｒａｄ／ｓ２）以上であれば、膝ベルト部１２０が緩んでいると判定してもよい。
【００８３】
なお、判定部１０２は、Ｘ軸方向の加速度、Ｙ軸方向周りの角速度、Ｚ軸周りの角速度をそれぞれ検知して、膝ベルト部１２０の緩みを判定するとしたが、これに限ったものではない。例えば、Ｘ軸方向の加速度及びＹ軸方向周りの角速度の両方が、それぞれの所定の閾値以上であった場合に、膝ベルト部１２０が緩んでいると判定してもよい。判定部１０２は、さらに、Ｘ軸方向の加速度及びＹ軸方向周りの角速度に、Ｚ軸周りの角速度も加え、３つ動きのそれぞれについて、所定の閾値以上の変化が各センサから出力された場合に、膝ベルト部１２０が緩んでいるとしてもよい。判定部１０２は、少なくともＹ軸方向周りの角速度の変化が所定の閾値以上の変化であるか否かを判定することで、膝ベルト部１２０が緩んでいるか否かを判定すればよい。Ｙ軸方向周りの角速度が所定の閾値以上あり、かつ、Ｘ軸方向の加速度が所定の閾値以上である場合、膝ベルト部１２０が緩んでいると判定してもよい。Ｙ軸方向周りの角速度が所定の閾値以上あり、かつ、Ｚ軸方向周りの角速度が所定の閾値以上ある場合、膝ベルト部１２０が緩んでいると判定してもよい。これによって、判定部１０２は、膝ベルト部１２０の緩みを精度よく判定することができる。
【００８４】
なお、判定部１０２は、Ｘ軸方向の加速度変化、Ｙ軸方向周りの角速度変化、及び、Ｚ軸方向周りの角速度変化から膝ベルト部１２０の緩みを判定する方法として、ワイヤ１３０への張力が第１の張力（ｈ＝１００Ｎ）であるキャリブレーション信号の入力に対して、Ｘ軸方向の加速度変化、Ｙ軸方向周りの角速度変化、及び、Ｚ軸方向周りの角速度変化が、それぞれ、２．５ｍ／ｓ２、１．５ｒａｄ／ｓ２、及び、０．４ｒａｄ／ｓ２以上のときに、膝ベルト部１２０が緩んでいると判定するとしたが、これに限ったものではない。例えば、ワイヤ１３０への第１の張力が５０〜４００Ｎの範囲のキャリブレーション信号に対して、それぞれ、１．２ｍ／ｓ２、１．０ｒａｄ／ｓ２、０．３ｒａｄ／ｓ２以上の加速度及び角速度変化があれば、膝ベルト部１２０が緩んでいると判定してもよい。
【００８５】
また、キャリブレーション信号の第１の張力の値とＸ軸方向の加速度変化、Ｙ軸方向周りの角速度変化、及び、Ｚ軸方向周りの角速度変化の少なくとも１つに対する所定の閾値とをユーザに応じて設定し、ユーザ毎に設定したキャリブレーション信号及び所定の閾値に応じて膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定してもよい。この場合、アシストシステム２００は、ユーザからの好みを受け付ける受付部を有していてもよく、受付部は、例えば、ボタン、スイッチ、入力キー、タッチパネルなどの入力ＩＦ、プロセッサ及びメモリなどにより実現される。
【００８６】
例えば、膝ベルト部１２０の締め付け具合及び／または、感触というのは個人によって異なる。したがって、アシストシステム２００を初めて使用する際及び／または、使用開始後に定期的に、ユーザが自身で一度膝ベルト部１２０をきつく締め、その際の膝ベルト部１２０における加速度変化、角速度変化の値を記憶して、記憶した値に応じて、上述した膝ベルト部１２０の緩みまたはずれの判定のための所定の閾値を設定してもよい。つまり、きつく締めることが好ましいとするユーザに対しては、所定の閾値として、初期に設定されている値（標準値）よりも例えば５〜２０％程度小さい値を設定してもよい。また、緩く締めることが好ましいとするユーザに対しては、所定の閾値として、標準値よりも例えば５〜２０％程度大きい値を設定してもよい。つまり、アシストシステムは、ユーザによる設定を受け付ける受付部と、受付部により受け付けられた設定を記憶する記憶部と、をさらに備えていてもよい。そして、制御部は、記憶部に記憶されている設定に応じて、第１の閾値を調整し、調整後の第１の閾値を用いて判定された結果を、情報として出力してもよい。
【００８７】
このように、ユーザの好みによる違いまたは、同じユーザであっても、装着した日の服装等による締め付け具合の違いなどがあった場合でも、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定するための所定の閾値を、上記の違いに応じて異なる値に変更することで、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを適切に判定することができる。
【００８８】
上述したように、本実施の形態では、ワイヤ１３０を引っ張ることによる膝ベルト部１２０のＸ軸方向の加速度変化だけでなく、角速度変化、具体的には、ユーザの左右方向（Ｙ軸方向）及び前後方向（Ｚ軸方向）のそれぞれを軸とした回転方向における角速度変化がそれぞれに設定された所定の閾値以上であるか否かを判定することで、精度よく膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定できる。
【００８９】
次に、角速度変化を顕著に捉えるための、動作計測部１２１及びワイヤ１３０の配置位置と、膝ベルト部１２０の固定方法とについて、以下で説明する。
【００９０】
まず、Ｙ軸方向周りの角速度を計測するための動作計測部１２１とワイヤ１３０の膝ベルト部１２０への接続位置とについて説明する。
【００９１】
図１５は、動作計測部１２１とワイヤ１３０との膝ベルト部１２０における位置の一例について示す図である。
【００９２】
図１５に示すように、略円筒形状を有する膝ベルト部１２０に、白色の四角形で示す動作計測部１２１と、黒色の四角形で示すワイヤ１３０の膝ベルト部１２０における接続部分１３１とが配置されている。図１５の（ａ）に示すように、動作計測部１２１が備える加速度センサ１２２及びジャイロセンサ１２３と、ワイヤ１３０の膝ベルト部１２０における接続部分１３１との配置位置を、膝ベルト部１２０の下半分の領域（膝ベルト部１２０のＸ軸方向における中心線よりもＸ軸方向マイナス側の領域）としている。図１５の例では、動作計測部１２１の位置と、接続部分１３１の位置とは、重なっている。図１５では、一点鎖線が膝ベルト部１２０のＸ軸方向における中心線を示している。このように、動作計測部１２１及び接続部分１３１の配置位置を膝ベルト部１２０の下半分の領域にすることで、図１５の（ｂ）に示すように、ワイヤ１３０により第１の張力が加えられると、膝ベルト部１２０が緩い場合は、膝ベルト部１２０の下半分の領域が上方向（Ｘ軸方向プラス側）にめくり上がるように動く。このように、膝ベルト部１２０の下半分の領域をめくり挙がりやすくできるため、ワイヤ１３０により加えられる第１の張力が小さくてもＹ軸方向周りの角速度変化を大きくすることができ、判定部１０２は、より容易に膝ベルト部１２０の緩みを判定することができる。
【００９３】
なお、上記の説明において、動作計測部１２１の位置とワイヤ１３０の膝ベルト部１２０への接続部分１３１の位置とは、重なっているとしたがこれに限ったものではない。動作計測部１２１の位置と接続部分１３１の位置とは、例えば、膝ベルト部１２０中心線よりも下側であればよい。
【００９４】
なお、動作計測部１２１の位置と接続部分１３１の位置とは、より膝ベルト部１２０の下端に近い位置であってもよい。接続部分１３１は、膝ベルト部１２０の下端に近いほど、膝ベルト部１２０が緩んでいる場合、第１の張力が加えられることでＹ軸方向周りの回転を大きくすることができる。また、動作計測部１２１が有する加速度センサ１２２及びジャイロセンサ１２３は、膝ベルト部１２０のＸ軸方向におけるいずれかの端部に近いほど、膝ベルト部１２０から大きな回転成分を取得できる。しかし、加速度センサ１２２及びジャイロセンサ１２３の配置位置は、実際の膝ベルト部１２０の回転には関与しない。このため、ワイヤ１３０の接続部分１３１の位置を優先し、当該接続部分１３１の位置に応じて、膝ベルト部１２０の下半分の領域に動作計測部１２１及び接続部分１３１を配置するという条件を満たすように、例えば、図１６の（ａ）に示すように、動作計測部１２１とワイヤ１３０とを膝ベルト部１２０に配置してもよい。これにより、動作計測部１２１の位置と接続部分１３１の位置とが重なって配置されていなくても、図１６の（ｂ）に示すように、判定部１０２は、より効果的にＹ軸周りの角速度を取得することができ、膝ベルト部１２０の緩みの判定をより容易に行うことができる。
【００９５】
次に、Ｚ軸方向周りの角速度を計測するための動作計測部１２１とワイヤ１３０の膝ベルト部１２０への接続位置とについて説明する。
【００９６】
図１７は、動作計測部１２１とワイヤ１３０との膝ベルト部１２０における位置の一例について示す図である。
【００９７】
図１７の（ａ）に示すように、動作計測部１２１と接続部分１３１とは、膝ベルト部１２０のＹ軸方向における膝ベルトの中心より、Ｙ軸方向の一方側に配置される。動作計測部１２１と接続部分１３１との配置位置は、Ｚ軸方向から見た場合、膝ベルト部１２０の円筒の中心軸を中心とし、ユーザの前面（つまりＺ軸方向プラス側）を０度としたとき、いずれかの回転方向に２０度から８０度くらいまでの角度範囲に対応する位置に配置されてもよい。図１７では、一点鎖線が膝ベルト部１２０のＹ軸方向における中心線を示している。これにより、図１７の（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向周りの回転を大きくすることができる。また、動作計測部１２１と接続部分１３１と配置位置の関係について、図１６で説明したように、動作計測部１２１と接続部分１３１との位置は、重なっていなくてもよい。例えば、図１８の（ａ）に示すように、動作計測部１２１を膝ベルト部１２０のＹ軸方向における中心位置に配置し、接続部分１３１をその中心位置からＹ軸方向の一方側の位置に配置してもよい。これにより、図１８の（ｂ）に示すように、判定部１０２は、より効果的にＺ軸方向周りの角速度を取得することができ、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれの判定をより容易に行うことができる。
【００９８】
さらに、より効果的に膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定するために、Ｙ軸方向周り及びＺ軸方向周りの角速度を共に計測しやすくするようにワイヤ１３０と動作計測部１２１とを配置してもよい。例えば、図１７及び図１９に示すように、動作計測部１２１及び接続部分１３１の膝ベルト部１２０における配置位置は、膝ベルト部１２０の下半分の領域であることが好ましく、また、接続部分１３１の配置位置は、膝ベルト部１２０のＹ軸方向の中心位置からＹ軸方向の一方側にずれた位置であってもよい。これにより、判定部１０２は、Ｙ軸方向周りの角速度、及び、Ｚ軸方向周りの角速度を、より効果的に取得でき、これら二つの取得した情報を用いて、膝ベルト部１２０の緩みをより容易に判定することができる。
【００９９】
なお、本実施の形態における膝ベルト部１２０のＸ軸方向における長さは、ワイヤ１３０の接続部分１３１の大きさ、または、動作計測部１２１の大きさの２倍以上の長さがあればよい。これにより、ワイヤ１３０の接続部分１３１や動作計測部１２１を膝ベルト部１２０の下半分の領域に配置させることができ、より効果的に、Ｙ軸方向周りの回転成分を導出できる。
【０１００】
なお、判定部１０２は、Ｚ軸方向に対する角速度を、膝ベルト部１２０の緩みを検知するために取得するとしたが、これに限ったものではない。例えば、判定部１０２は、Ｚ軸方向に対する角速度を、膝ベルト部１２０の装着位置にずれが発生したことを検知するために取得してもよい。つまり、判定部１０２は、Ｚ軸方向に対する角速度の変化に応じて、膝ベルト部１２０が所定の装着位置からずれているか否かを判定してもよい。アシストシステム２００は、ユーザの両脚（股関節）の動作をアシストするアシストスーツであり、ワイヤ１３０は、理想的には、図４に示すように、上半身ベルト部１１０と膝ベルト部１２０との間を重力方向（つまり、Ｘ軸方向）に延びるようにワイヤ１３０を張ってもよい。
【０１０１】
次に、膝ベルト部１２０の装着位置のずれの判定方法について図１９を用いて説明する。
【０１０２】
図１９は、膝ベルト部１２０の装着位置のずれの判定方法の一例を説明するための図である。図１９の（ａ）は、ユーザが膝ベルト部１２０を、ワイヤ１３０の位置が破線で示す理想的な位置からずれた位置において装着している様子を示す。図１９の（ａ）に示すように、ユーザの左膝に装着された膝ベルト部１２０は、ユーザにとって右回転方向側にずれている。そして、図１９の（ｂ）に示すように、この状態で例えば第１の張力をワイヤ１３０に加えることによりワイヤ１３０を引っ張ると、膝ベルト部１２０には、Ｚ軸方向周りの回転が生じる。したがって、例えば、Ｚ軸方向周りの回転を検知した場合、図１９の（ｃ）に示すように、制御部１００は、ユーザに膝ベルト部１２０の装着位置を左回転方向に回して、ワイヤ１３０の膝ベルト部１２０への接続位置をユーザの正面に持ってくる指示を提示してもよい。
【０１０３】
また、ユーザにとって上記とは逆の左回転方向側に膝ベルト部の装着がずれている場合も、同様の判定方法を利用できる。
【０１０４】
図２０は、膝ベルト部１２０の装着位置のずれの判定方法の他の一例を説明するための図である。図２０の（ａ）は、ユーザが膝ベルト部１２０を、ワイヤ１３０の位置が破線で示す理想的な位置からずれた位置において装着している様子を示す。図２０の（ａ）に示すように、ユーザの左膝に装着された膝ベルト部１２０は、ユーザにとって左回転方向側にずれている。そして、図２０の（ｂ）に示すように、この状態で例えば第１の張力をワイヤ１３０に加えることによりワイヤ１３０を引っ張ると、膝ベルト部１２０には、Ｚ軸方向周りの回転が生じる。したがって、例えば、Ｚ軸方向周りの回転を検知した場合、図２０の（ｃ）に示すように、制御部１００は、ユーザに膝ベルト部１２０の装着位置を右回転方向に回して、ワイヤ１３０の膝ベルト部１２０への接続位置をユーザの正面に持ってくる指示を提示してもよい。
【０１０５】
なお、図１９及び図２０では、ユーザの左膝に装着されている膝ベルト部１２０の装着位置のずれの判定方法について説明したが、右膝に装着されている膝ベルト部１２０の装着位置のずれの判定にも左右反転することで同様に説明できる。
【０１０６】
なお、膝ベルト部１２０のＺ軸方向周りの回転を検知した場合、膝ベルト部１２０の緩みが原因である場合と、装着位置のずれが原因である場合とが考えられる。このため、膝ベルト部１２０の緩みが原因かずれが原因かは、Ｚ軸方向周りの回転を検知した場合に、装着位置のずれであると判定することを優先してもよい。つまり、制御部１００は、Ｚ軸方向周り（ユーザの前後方向周り）の角速度が第１の閾値以上の場合、膝ベルト部１２０がずれている状態を示す情報を出力し、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態を示す情報を出力しなくてもよい。これは、ユーザが装着位置のずれを修正する場合、一度、膝ベルト部１２０を緩め、付け直す可能性が高い。したがって、膝ベルト部１２０の緩みが原因でＺ軸方向周りの回転が発生していたとしても、ユーザが膝ベルト部１２０を締め直すことで、膝ベルト部１２０の緩みも解消できる可能性があるからである。
【０１０７】
また、制御部１００は、Ｚ軸方向周りの角速度だけでなく、Ｙ軸方向周りの角速度及び／またはＸ軸方向の加速度も同時に大きい場合、具体的には、それぞれに設定されている所定の閾値以上である場合は、ユーザに、膝ベルト部１２０の装着位置がずれているため、位置を修正することを提示しながら、膝ベルト部１２０の緩みを解消するために、前回よりもきつく閉めるように、ユーザに提示してもよい。
【０１０８】
また、制御部１００は、Ｚ軸方向周りの角速度変化が所定の閾値以上であり、かつ、Ｙ軸方向周りの角速度変化が所定の閾値未満である場合、膝ベルト部１２０が緩んでおらず、装着位置のずれがあると判定してもよい。なお、この場合、さらに、Ｘ軸方向の加速度変化が所定の閾値未満である場合においても、制御部１００は、上記と同様に、膝ベルト部１２０が緩んでおらず、装着位置のずれがあると判定してもよい。反対に、制御部１００は、Ｚ軸方向周りの角速度変化が所定の閾値未満である場合であって、Ｙ軸方向周りの角速度変化が所定の閾値以上である、又は、Ｘ軸方向の加速度変化が所定の閾値以上である場合、膝ベルト部１２０が緩んでおり、装着位置のずれがないと判定してもよい。
【０１０９】
［１−１−５．提示部］
提示部１４０は、判定部１０２で、ユーザの膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを判定した結果を、ユーザに提示する手段である。具体的には、膝ベルト部１２０に振動アクチュエータを設け、判定部１０２で、膝ベルト部１２０の緩んでいると判定しまたは、装着位置がずれていると判定した場合、振動アクチュエータを一定のリズムで振動させることで、ユーザに膝ベルト部１２０が緩んでいること、又は、装着位置がずれていることを提示してもよい。つまり、提示部１４０は、振動アクチュエータにより実現されてもよい。なお、膝ベルト部１２０の緩みであるか装着位置のずれであるかで、振動のパターンを変更してもよい。
【０１１０】
膝ベルト部１２０が緩んでいる場合、大きく振動させないとユーザが気づかないことがあるため、例えば、制御部１００は、膝ベルト部１２０の緩みがあると判定した場合、ワイヤ１３０の張力を２００Ｎにし、かつ、振動アクチュエータを２Ｈｚで振動させるなどしてよい。一方で、膝ベルト部１２０の装着位置のずれであると判定した場合、緩みがない場合もあるため、緩みがあると判定した時よりは、ワイヤ１３０の張力を小さく、例えば１００Ｎにし、かつ、振動アクチュエータを５Ｈｚで振動させるなどしてもよい。なお、振動パターンはこれに限ったものではなく、ユーザ自身が好みの振動パターンを設定してもよい。
【０１１１】
制御部１００は、さらに、例えば、右脚用の膝ベルト部１２０のみにおける緩みまたは装着位置のずれがあることを判定した場合、右脚用の膝ベルト部１２０に設けられた振動アクチュエータのみ振動させ、左脚用の膝ベルト部１２０のみにおける緩みまたはや装着位置のずれがあることを判定した場合、左脚用の膝ベルト部１２０に設けられた振動アクチュエータのみ振動させ、両方の膝ベルト部１２０の緩みまたは装着位置のずれを検知した場合は、両方の膝ベルト部１２０に設けられた振動アクチュエータを振動させることで、緩みまたは装着位置のずれがあることを判定された膝ベルト部１２０をユーザに提示してもよい。本実施の形態では、膝ベルト部１２０の緩みまたは装着位置のずれを判定しユーザに知らせることが目的のため、２つの膝ベルト部１２０のうちで緩みまたはずれがある膝ベルト部１２０を振動させてユーザに知らせることは、直感的で分かりやすい。
【０１１２】
なお、提示部１４０は、膝ベルト部１２０に設けられた振動アクチュエータによって、ユーザに情報を提示するとしたが、これに限ったものではない。振動アクチュエータは、上半身ベルト部１１０に設けられてもよい。例えば、膝ベルト部１２０が振動させてもユーザが気づかないほど緩んでいる場合は、ユーザ自身が、膝ベルト部１２０に設けた振動アクチュエータを振動させても振動に気がつかない可能性がある。このため、比較的緩みが少ない上半身ベルト部１１０に振動アクチュエータを設け、当該振動アクチュエータを振動させることで、ユーザに膝ベルト部１２０の緩みを効果的に提示してもよい。
【０１１３】
なお、提示部１４０は、膝ベルト部１２０、または、上半身ベルト部１１０に設けられた振動アクチュエータを、緩みまたは装着位置のずれに応じて振動させることで、ユーザに緩みまたは装着位置のずれがあることを提示するとしたが、これに限ったものではない。例えば、図３の（ｂ）に示すように、アシストシステム２００は、ユーザが所有しているスマートフォン等の携帯端末３００と無線通信することにより、携帯端末３００に情報を提示してもよい。つまり、提示部１４０は、外部の機器である携帯端末３００により実現してもよい。
【０１１４】
また、制御部１００は、膝ベルト部１２０の装着位置がずれていると判定した場合、図２１に示すように、アシストシステム２００の画像を用いて、ユーザに対する直感的な指示を示す情報を携帯端末３００に提示させてもよい。図２１は、ユーザへの情報提示の一例を示す図である。図２１の（ａ）は、膝ベルト部１２０が右回転方向側にずれていたと判定しため、左回転方向側に回すことを促す指示を示す情報の一例であり、図２１の（ｂ）は、膝ベルト部１２０が左回転方向側にずれていたと判定しため、右回転方向側に回すことを促す指示を示す情報の一例である。このように、アシストシステム２００の画像を用いて、装着位置を正しい位置に修正させることを促す指示をユーザに提示することで、ユーザは、どちらの方向に膝ベルト部１２０を回して装着位置を調整すればよいか直感的に理解することができる。
【０１１５】
［１−２．動作］
次に、アシストシステム２００の動作について説明する。
【０１１６】
図２２は、実施の形態におけるアシストシステム２００における処理の流れを示すフローチャートである。
【０１１７】
動作計測部１２１は、加速度センサ１２２の検出値から、ユーザの動作が停止していることを検知する（Ｓ００１）。動作計測部１２１は、具体的には、加速度センサ１２２により測定される加速度変化が第２の閾値Ｈ以下である期間が一定時間区間Ｔ継続しているか否かを判定し、当該加速度変化が第２の閾値Ｈ以下である期間が一定時間区間Ｔ継続している場合、ユーザの動作が停止していると検知し、そうでない場合、ユーザの動作が停止していないと検知する。
【０１１８】
動作計測部１２１は、ユーザの動作が停止していることを検知すると、開始信号を制御部１００に出力することにより、アシストシステム２００においてキャリブレーションモードが開始される。
【０１１９】
動作計測部１２１によりユーザの動作が停止していることが検知される（ステップＳ００１でＹｅｓ）とキャリブレーションモードが開始され、制御部１００は、信号入力部１０１において、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれの検知用のキャリブレーション信号を決定し、当該信号を駆動制御部１１１に送信する（Ｓ００２）。これにより、キャリブレーション信号を受信した駆動制御部１１１は、キャリブレーション信号に応じてモータ１１２を駆動することでワイヤ１３０を引っ張り、膝ベルト部１２０に引っ張り力（第１の張力）を加える。
【０１２０】
次に、動作計測部１２１は、ワイヤ１３０により第１の張力が加えられているときの、膝ベルト部１２０の動作を計測する（Ｓ００３）。なお、動作計測部１２１は、第１の張力が加えられる前から所定期間における膝ベルト部１２０の動作を計測していてもよいし、アシストシステム２００が起動している場合に常時膝ベルト部１２０の動作を計測していてもよい。
【０１２１】
判定部１０２は、Ｘ軸方向の加速度変化に対応する所定の閾値と比較、及び／または、Ｙ軸方向周りの角速度変化に対応する所定の閾値と比較、及び／または、Ｚ軸方向周りの角速度変化に対応する所定の閾値と比較することで、膝ベルト部１２０が緩んでいるか否かを判定する。Ｚ軸方向周りの角速度変化の大きさと所定の閾値と比較することで、膝ベルト部１２０の装着位置のずれがあるか否かを判定する（Ｓ００４）。
【０１２２】
判定部１０２により、膝ベルト部１２０が緩んでいない、かつ、膝ベルト部１２０に装着位置のずれがないと判定された場合（Ｓ００４でＹｅｓ）、ステップＳ００１へ戻る。
【０１２３】
反対に、判定部１０２により、膝ベルト部１２０が緩んでいる、及び／または、膝ベルト部１２０に装着位置のずれがあると判定された場合（Ｓ００４でＮｏ）、制御部１００は、膝ベルト部１２０が緩んでいることを示す情報及び／または膝ベルト部１２０がずれていることを示す情報を、提示部１４０よりユーザに提示する（Ｓ００５）。
【０１２４】
［１−３．効果など］
本実施の形態に係るアシストシステム２００によれば、ユーザがアシストシステム２００を身につける際に、膝ベルト部１２０が緩んでいるか否か、又は、膝ベルト部１２０の装着位置がずれているか否かを、膝ベルト部１２０に設けた加速度センサ１２２又はジャイロセンサ１２３の変化幅から判定する。そして、膝ベルト部１２０に緩みまたはずれがあると判定した場合、ユーザに判定結果を示す情報を提示することで、膝ベルト部１２０を適切に締めなおすことを促すことができる。これにより、ユーザがアシストシステム２００を身につけた場合に、膝ベルト部１２０の緩みまたはずれを低減することができ、ユーザは、より効果的なアシスト力をアシストシステム２００から受けることができる。
【０１２５】
［１−４．変形例］
［１−４−１．変形例１］
本実施の形態の変形例として、実施の形態の構成のアシストシステム２００に、さらに、記憶部１５０を備えるアシストシステム２００Ａを採用してもよい。図２３は、変形例１に係るアシストシステムの構成を示すブロック図である。
【０１２６】
記憶部１５０は、ユーザがアシストシステム２００を使用するたびに、ユーザ情報と、信号入力部１０１からのキャリブレーション信号と、当該入力信号によって動作計測部１２１で計測された加速度及び角速度の値と、判定部１０２の判定結果とを、合わせて記憶する。そして、ユーザの２回目以降のアシストシステム２００Ａの使用の際には、判定部１０２は、記憶部１５０に蓄積された、キャリブレーション信号と、加速度及び角速度の値と、過去の装着状態における判定結果とを照合し、各データのマッチングができた際は、過去と同じ判定を用いてもよい。
【０１２７】
また、前述したように、記憶部１５０を用いることで、同じユーザであれば、動作計測部１２１の値を蓄積し、過去のデータと比較することで、ユーザは新たな情報として、例えば、過去のベルトの緩みに比べて、さらに緩んでいるか、または、前回よりも緩んではいないが、緩みが発生してベルトがずれている等の情報をユーザに知らせることができ、ユーザは具体的な膝ベルト部１２０の締め具合を感覚的につかむことができるようになる。
【０１２８】
このように、記憶部１５０により、ユーザによる違いまたは、同じユーザであっても環境やその日の服装等によって、膝ベルト部１２０の緩みが異なる場合のパターンを記憶し、より正確に膝ベルト部の緩みを判定することが可能になる。また、ユーザによっては、毎回装着位置を同じように間違ってしまうユーザもいる。このとき、記憶部１５０において、ユーザによる装着位置のずれのパターンを学習させることで、毎回装着時にユーザに注意喚起を行い、装着当初から本装置によって、適切なアシストが可能となる。
【０１２９】
［１−４−２．変形例２］
また、本実施の形態では、ユーザの膝ベルト部１２０の緩みは、基本的にユーザが立位の状態で判定するとしたが、これに限ったものではなく、座位の状態で判定してもよい。例えば、アシストシステム２００を装着するユーザが高齢者の場合には、椅子に座ってからアシストシステム２００を装着する場合が多い。そのため、装着直後に膝ベルト部１２０の緩みまたは装着位置のずれの判定を行う場合、椅子に座った状態で膝ベルト部１２０の緩みまたは装着位置のずれを判定する必要がある。
【０１３０】
図２４は、座位状態で、膝ベルト部の装着状態を判定する様子を示す図である。
【０１３１】
立位の場合、ワイヤ１３０の方向と、重力は理想的には同じ方向であるため、膝ベルト部１２０が緩んでいる場合、ワイヤを引っ張ると、膝ベルト部１２０は、一旦上方向に持ち上がり、その後、重力によって、また下がる。このとき同時に、Ｙ軸方向周りやＺ軸方向周りの回転も生じ、それらの変化から、判定部１０２が、膝ベルト部１２０の緩みまたは装着位置のずれを判定する。
【０１３２】
しかし一方で、図２４に示すように、座位状態では、ワイヤ１３０が引っ張る方向と重力方向とが異なるため、例えば、膝ベルト部１２０がワイヤによって引っ張られても、重力によってワイヤ１３０によって引っ張られる前の元の位置に戻る可能性は低い。
【０１３３】
図２３では、ユーザの前後方向をＸ軸方向、ユーザの左右方向をＹ軸方向、ユーザの上下方向をＺ軸方向とする。図２４により、座位状態では、ユーザの脚（大腿部）は下側が椅子に接触しているため、ユーザの後ろ側に配置されたワイヤ１３０を引っ張ったとしても、膝ベルト部１２０が緩んでいるかいないかに関わらず、摩擦力によりほぼ動かない。一方で、ユーザの前側に配置されたワイヤ１３０は、椅子に接触していないため、当該ワイヤ１３０を引っ張ることで、膝ベルト部１２０が緩んでいる場合は動かすことができる。ただし、重力方向とワイヤ１３０の長さ方向とが異なるため、膝ベルト部１２０は、元の位置に戻りにくい。さらに、座位状態では、ワイヤ１３０を引っ張った際に、図２４に示すように、膝ベルト部１２０は、大腿部に沿った方向に引っ張られるのではなく、上半身ベルト部１１０に向かって、斜めに引っ張られることになる。
【０１３４】
したがって、座位状態において、判定部１０２は、動作計測部１２１から得た、Ｘ軸方向の加速度、及び、Ｙ軸方向周りの角速度を積分し、Ｘ軸方向の変位、Ｙ軸周りの変位を算出し、その値が、所定の閾値、例えば、Ｘ軸方向であれば、２ｃｍ〜１０ｃｍ、Ｙ軸周りであれば、０．０５〜０．５ｒａｄ以上であれば、緩みがあると判定してもよい。
【０１３５】
また、座位状態か立位状態であるかは、動作計測部１２１に備えた加速度センサの値で判定し、重力成分が加速度センサのＸ軸方向に、例えば、７０％以上含まれていれば立位、Ｚ軸方向に、例えば、７０％以上含まれていれば、座位であると判定する。
【０１３６】
［１−４−３．変形例３］
また、本実施の形態では、提示部１４０は、膝ベルト部１２０の緩みまたは装着位置のずれがあるか否かを判定して、例えば、膝ベルト部１２０を振動させるなどしてユーザに膝ベルト部１２０に緩みまたはずれが存在するという事実を提示するが、提示する内容は、これに限ったことではない。提示部１４０は、例えば、膝ベルト部１２０が緩みに応じて緩みを解消するように自動的に締まるようにしてもよいし、膝ベルト部１２０の装着位置のずれを正しい位置に調整するために回転させるようにしてもよい。また、このとき、提示部１４０は、動作計測部１２１で計測した緩み量に応じて、膝ベルト部１２０の締め具合を調節してもよい。これにより、アシストシステム２００は、ユーザが締めすぎによる痛みを感じず、しかし、膝ベルト部１２０がずれない程度に、膝ベルト部１２０を締めることが可能となる。
【０１３７】
［１−４−４．変形例４］
また、上記のキャリブレーションを開始するための判定は、動作計測部１２１が行うとしたが、動作計測部１２１が行わなくてもよい。例えば、制御部１００の判定部１０２が当該判定を行ってもよい。この場合、判定部１０２は、動作計測部１２１から受信した各膝ベルト部１２０における加速度及び角速度をリアルタイムに受信して、受信した加速度及び角速度から上記のキャリブレーションを開始するための判定を行ってもよい。つまり、判定部１０２は、膝ベルト部１２０が有する加速度センサ１２２により測定される加速度が第２の閾値以下であるか否かをさらに判定してもよい。判定部１０２は、加速度センサ１２２により測定される加速度が第２の閾値以下であり、かつ、ジャイロセンサ１２３により測定される角速度が第１の閾値以上の場合に、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態又は膝ベルト部１２０がずれている状態を示す情報を出力してもよい。
【０１３８】
このため、ユーザが動作を停止している状態の場合に、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態又は膝ベルト部１２０がずれている状態を出力することができ、より効果的にユーザに当該状態を提示できる。つまり、ユーザが動作を停止している場合に、提示部１４０としての振動アクチュエータを振動させることで、ユーザが動作している場合よりも効果的に、ユーザに、膝ベルト部１２０が緩んでいる状態又は膝ベルト部１２０がずれている状態を伝えることができる。
【０１３９】
なお、判定部１０２は、加速度センサ１２２により測定される加速度が第２の閾値以下である場合に、加速度センサ１２２により測定される加速度が第２の閾値以下であることを示す情報を駆動制御部１１１に出力してもよい。
【０１４０】
［１−４−５．変形例５］
上記実施の形態では、上半身ベルト部１１０と膝ベルト部１２０とは別体で構成されているが、これに限ったものではなく、上半身ベルト部１１０及び膝ベルト部１２０の間が接続されて一体化されているパンツ（ショーツ）状のものであってもよい。
【０１４１】
［１−５．他の実施の形態］
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態のアシスト方法などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１４２】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、ユーザの上半身に装着される第１のベルトと、前記ユーザの膝に装着される第２のベルトと、前記第１のベルト及び前記第２のベルトを接続するワイヤと、前記ワイヤと接続されるモータとを備えるアシスト装置において、（ａ）前記モータにより前記ワイヤに第１の張力を加え、（ｂ）前記第１の張力が加わったときに、ジャイロセンサにより、前記ワイヤの長さ方向と垂直な方向における角速度を測定し、（ｃ）前記角速度が第１の閾値以上の場合、前記第２のベルトが緩んでいる状態又は前記第２のベルトがずれている状態を示す情報を出力する、アシスト方法を実行させる。
【０１４３】
本開示において、ユニット、デバイスの全部又は一部、又は図２及び図２３に示されるブロック図の機能ブロックの全部又は一部は、半導体装置、半導体集積回路（ＩＣ）、又はＬＳＩ（large scale integration）を含む一つ又は一つ以上の電子回路によって実行
されてもよい。ＬＳＩ又はＩＣは、一つのチップに集積されてもよいし、複数のチップを組み合わせて構成されてもよい。例えば、記憶素子以外の機能ブロックは、一つのチップに集積されてもよい。ここでは、ＬＳＩまたはＩＣと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ(very large scale integration)、若しくはＵＬＳＩ(ultra large scale integration) と呼ばれるかもしれない。 ＬＳＩの製造後にプログラムされる、Field Programmable Gate Array (FPGA)、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成又はＬＳＩ内部の回路区画のセットアップができるreconfigurable logic deviceも同じ目的で使うことができる。
【０１４４】
さらに、ユニット、装置、又は装置の一部の、全部又は一部の機能又は操作は、ソフトウエア処理によって実行することが可能である。この場合、ソフトウエアは一つ又は一つ以上のＲＯＭ、光学ディスク、ハードディスクドライブ、などの非一時的記録媒体に記録され、ソフトウエアが、処理装置（processor）によって実行された場合に、ソフトウエ
アは、ソフトウエア内の特定の機能を、処理装置（processor）と周辺のデバイスに実行
させる。システム又は装置は、ソフトウエアが記録されている一つ又は一つ以上の非一時的記録媒体、処理装置（processor）、及び必要とされるハードウエアデバイス、例えば
インタフェース、を備えていてもよい。
【０１４５】
以上、本開示の一つまたは複数の態様に係るアシストシステム及びアシスト方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本開示は、ワイヤを用いて人の動作を支援するアシストシステムにおいて、当該アシストシステムのベルトの緩みなどを効果的に検知できるアシストシステムなどとして有用である。
【符号の説明】
【０１４７】
１００    制御部
１０１    信号入力部
１０２    判定部
１１０    上半身ベルト部
１１１    駆動制御部
１１２    モータ
１２０    膝ベルト部
１２１    動作計測部
１２２    加速度センサ
１２３    ジャイロセンサ
１３０    ワイヤ
１３１    接続部分
１４０    提示部
１５０    記憶部
２００、２００Ａ    アシストシステム
３００    携帯端末
３０１    ディスプレイ
【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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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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