(57)【要約】【課題】対象者の動作に対するアシスト効果をより高くする動作支援装置およびデータ収集方法を提供する。【解決手段】実施形態の動作支援装置は、出力部と、検出部と、取得部と、制御部と、を備える。出力部は、動作支援装置を装着した対象者の動作を補うアシスト力を出力する。検出部は、対象者による動作支援装置の装着感を検出する。取得部は、対象者の動作に対するアシスト力のアシスト効果を取得する。制御部は、検出された装着感のうち、取得したアシスト効果が最も高くなった装着感を抽出し、当該抽出された装着感に従って、装着感を制御する。【選択図】図１
2018114025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作支援装置を装着した対象者の動作を補うアシスト力を出力する出力部と、
前記対象者による前記動作支援装置の装着感を検出する検出部と、
前記対象者の動作に対する前記アシスト力のアシスト効果を取得する取得部と、
検出された前記装着感のうち、取得した前記アシスト効果が最も高くなった前記装着感を抽出し、当該抽出された装着感に従って、前記装着感を制御する制御部と、
を備えた動作支援装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記アシスト力の出力方法のうち、取得した前記アシスト効果が最も高くなった前記出力方法を抽出し、当該抽出した出力方法に従って、前記アシスト力の出力を制御する請求項１に記載の動作支援装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記装着感が検出された人物の体格が前記対象者の体格に近くなるに従って、または前記装着感が検出された日時が現在に近くなるに従って、前記装着感の検出履歴に対する重み付けを大きくし、予め設定された値以上の重みが付けられた前記装着感の検出履歴のうち、前記アシスト効果が最も高くなった前記装着感を抽出し、かつ前記アシスト力の出力方法を実行した人物の体格が前記対象者の体格に近くなるに従って、または前記アシスト力の出力方法を実行した日時が現在に近くなるに従って、前記アシスト力の出力方法の実行履歴に対する重み付けを大きくし、予め設定された値以上の重みが付けられた前記アシスト力の出力方法の実行履歴のうち、前記アシスト効果が最も高くなった前記アシスト力の出力方法を抽出する請求項２に記載の動作支援装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記対象者の第１姿勢において検出された前記装着感のうち、前記第１姿勢において取得された前記アシスト効果が最も高くなった前記装着感を前記第１姿勢の装着感として抽出し、前記対象者の姿勢が前記第１姿勢になった場合、前記第１姿勢の装着感に従って、前記装着感を制御する請求項１から３のいずれか一に記載の動作支援装置。
【請求項５】
対象者の動作を補うアシスト力を出力する動作支援装置の当該対象者による装着感を検出し、
前記対象者の動作に対する前記アシスト力のアシスト効果を取得し、
検出された前記装着感のうち、取得した前記アシスト効果が最も高くなった前記装着感、および前記アシスト力の出力方法のうち、取得した前記アシスト効果が最も高くなった前記出力方法を、記録部に保存する、
ことを含むデータ収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、動作支援装置およびデータ収集方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象者に装着されかつ当該対象者の動作を補うアシスト力を出力するパワーアシストスーツ等の動作支援装置では、その装着感が良好な装着感か否かが、対象者の感覚によって判断されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０７０７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのため、動作支援装置が対象者に対して良好な装着感で装着されているか否かを、客観的に判断することが難しく、対象者の動作に対するアシスト効果を高くできない場合があるという課題がある。また、同一の対象者が動作支援装置を装着した場合であっても、どのような装着感が良好な装着感であるかを判断する基準が無いため、対象者に対して提供される動作支援装置の装着感が、動作支援装置を装着する度に異なってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の動作支援装置は、出力部と、検出部と、取得部と、制御部と、を備える。出力部は、動作支援装置を装着した対象者の動作を補うアシスト力を出力する。検出部は、対象者による動作支援装置の装着感を検出する。取得部は、対象者の動作に対するアシスト力のアシスト効果を取得する。制御部は、検出された装着感のうち、取得したアシスト効果が最も高くなった装着感を抽出し、当該抽出された装着感に従って、装着感を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態にかかるパワーアシストスーツの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態にかかるパワーアシストスーツによる装着感の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる動作支援装置およびデータ収集方法を適用したパワーアシストスーツについて説明する。
【０００８】
図１は、本実施形態にかかるパワーアシストスーツの機能構成の一例を示すブロック図である。パワーアシストスーツは、対象者に装着され、かつ当該対象者の動作を補う力（以下、アシスト力と言う）を出力する動作支援装置の一例である。図１に示すように、本実施形態にかかるパワーアシストスーツは、センサ１０１、センサ１０２、通信部１０３、記録部１０４、装着調整部１０５、装具１０６、アシスト駆動部１０７、動力伝達部１０８、アシスト作用部１０９、バッテリ１１０、および制御部１１１を有する。
【０００９】
バッテリ１１０は、二次電池等であり、後述する装具調整部１０５やアシスト駆動部１０７等のパワーアシストスーツが有する負荷部に対して電力を供給する。アシスト駆動部１０７は、バッテリ１１０からの電力の供給を受け、当該供給された電力を、アシスト力に変換するモータ等のアクチュエータである。装具調整部１０５は、モータ等であり、バッテリ１１０から供給された電力を、装具１０７による対象者の体を締め付ける力（以下、締付力と言う）に変換する。動力伝達部１０８は、ギア等であり、アシスト駆動部１０７から出力されるアシスト力を大きくしたり、アシスト力を後述するアシスト作用部１０９に伝える速さを変えたりして、当該アシスト力をアシスト作用部１０９に伝達する。
【００１０】
装具１０６は、パワーアシストスーツを装着する対象者に対して、当該パワーアシストスーツを固定するための器具であり、対象者の体の一か所または複数の箇所に位置する。そして、アシスト作用部１０９は、動力伝達部１０８から伝達されるアシスト力を対象者に伝えて、当該対象者の動作を補う。したがって、本実施形態では、バッテリ１１０、アシスト駆動部１０７、動力伝達部１０８、およびアシスト作用部１０９が、パワーアシストスーツを装着した対象者の動作を補うアシスト力を出力する出力部の一例として機能する。また、装具１０６は、装着調整部１０５から伝達される締付力によって、当該装具１０６が有するベルトを引っ張ることによって、対象者の体を締め付けて、パワーアシストスーツを対象者の体に固定する。
【００１１】
センサ１０１（検出部の一例）は、対象者によるパワーアシストスーツの装着感を検出する。本実施形態では、センサ１０１は、装具１０６が有するベルト等に設けられる。そして、センサ１０１は、対象者がパワーアシストスーツを装着した状態における、装具１０６が有するベルトの引張力や装具１０６による対象者に対する圧力等を、パワーアシストスーツの装着感として検出する。本実施形態では、センサ１０１は、装具１０６が有するベルトの引張力や装具１０６による対象者に対する圧力を、パワーアシストスーツの装着感として検出しているが、これに限定するものではない。例えば、センサ１０１は、対象者等によって外部の操作部を介して入力される、パワーアシストスーツの装着感を特定可能とする情報（例えば、キツイ、緩い）を装着感として取得しても良い。
【００１２】
センサ１０２（取得部の一例）は、対象者の動作に対するアシスト力の効果（以下、アシスト効果と言う）を取得する。本実施形態では、センサ１０２は、アシスト駆動部１０７近傍の対象者の体に装着され、対象者の筋電位をアシスト効果として検出する。本実施形態では、センサ１０２は、対象者の筋電位をアシスト効果として取得しているが、これに限定するものではない。例えば、センサ１０２は、対象者の脈拍、対象者の心拍数、または、対象者等によって外部の操作部を介して入力されかつアシスト効果を特定可能とする情報（例えば、対象者の動作が楽、若しくは対象者の動作が苦しい）をアシスト効果として取得しても良い。
【００１３】
制御部１１１は、装着調整部１０５を制御して、パワーアシストスーツの装着感を制御する。具体的には、制御部１１１は、センサ１０１により検出された装着感のうち、センサ１０２により取得したアシスト効果が最も高くなった装着感を抽出する。本実施形態では、センサ１０２によって筋電位がアシスト効果として取得されるため、制御部１１１は、筋電位が最も低くなった装着感を、アシスト効果が最も高くなった装着感として抽出する。そして、制御部１１１は、抽出された装着感に従って、装着調整部１０５を制御することによって、パワーアシストスーツの装着感を制御する。具体的には、制御部１１１は、パワーアシストスーツの装着感が、抽出された装着感となるように、装着調整部１０５からの締付力の出力を制御する。また、装着調整部１０５は、締付力（動力）の出力を行わず、抽出された装着感に基づいて、手動によって、装具１０６に対して締付力を出力する構成であっても良い。これにより、パワーアシストスーツの装着感を、アシスト効果が高くなる装着感とすることができるので、対象者の動作に対するアシスト効果をより高くすることができる。また、アシスト効果が高くなる装着感を良好な装着感と判断して、当該装着感を対象者に提供できるので、対象者に提供する装着感が、パワーアシストスーツを装着する度に異なることを防止できる。
【００１４】
また、制御部１１１は、アシスト駆動部１０７を制御して、パワーアシストスーツからのアシスト力の出力方法を制御する。具体的には、制御部１１１は、アシスト力の出力方法のうち、センサ１０２により取得したアシスト効果が最も高くなったアシスト力の出力方法を抽出する。本実施形態では、センサ１０２によって筋電位がアシスト効果として取得されるため、制御部１１１は、筋電位が最も低くなったアシスト力の出力方法を、アシスト効果が最も高くなったアシスト力の出力方法として抽出する。ここで、アシスト力の出力方法は、アシスト駆動部１０７から出力するアシスト力の大きさやアシスト駆動部１０７からアシスト力を出力するタイミング等である。そして、制御部１１１は、アシスト駆動部１０７を制御して、抽出したアシスト力の出力方法に従って、アシスト駆動部１０７からアシスト力を出力する。これにより、パワーアシストスーツのアシスト効果が高くなる出力方法で、対象者の動作を補助するアシスト力を出力できるので、対象者に対して最適なアシスト力の出力方法で、アシスト力を出力できていると判断可能となる。
【００１５】
さらに、制御部１１１は、センサ１０１により検出された装着感、センサ１０２により取得されたアシスト効果、およびアシスト力の出力方法を、記録部１０４に保存する。本実施形態では、制御部１１１は、センサ１０１により検出された装着感、センサ１０２により取得されたアシスト効果、およびアシスト力の出力方法を記録部１０４に保存しているが、少なくとも、センサ１０１により検出された装着感のうちアシスト効果が最も高くなった装着感、およびアシスト力の出力方法のうちアシスト効果が最も高くなったアシスト力の出力方法を保存すれば良い。記録部１０４は、センサ１０１による装着感の検出履歴、センサ１０２によるアシスト効果の取得履歴、およびアシスト力の出力方法の実行履歴を記憶する。通信部１０３は、外部装置からの指示に応じて、記録部１０４に記憶される装着感、アシスト効果、およびアシスト力の出力方法を、当該外部装置に送信する。
【００１６】
次に、図２を用いて、本実施形態にかかるパワーアシストスーツによる装着感の制御処理の流れの一例について説明する。図２は、本実施形態にかかるパワーアシストスーツによる装着感の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００１７】
まず、制御部１１１は、パワーアシストスーツが対象者に装着されると、装着調整部１０５からの締付力の出力を制御して、装具１０６が有するベルトの引張力を、予め設定された初期値に調整する（ステップＳ２０１）。装具１０６が有するベルトの引張力を初期値に調整した後、制御部１１１は、センサ１０１から、当該センサ１０１により検出される装着感を取得する（ステップＳ２０２）。本実施形態では、制御部１１１は、対象者がとった姿勢毎に、センサ１０１から、当該センサ１０１により検出される引張力または圧力を装着感として取得する。そして、制御部１１１は、取得した装着感を数値化する（ステップＳ２０３）。その後、制御部１１１は、数値化した装着感を記録部１０４に保存すると共に、当該数値化した装着感を、通信部１０３を介して外部装置に送信する（ステップＳ２０４）。
【００１８】
本実施形態では、制御部１１１は、センサ１０１により検出される引張力または圧力を装着感として取得するため、センサ１０１により検出された引張力または圧力を数値化する必要は無いが、センサ１０１によって、アシスト効果を特定可能とする情報（例えば、対象者の動作が楽、若しくは対象者の動作が苦しい）を装着感として取得した場合には、当該アシスト効果を特定可能とする情報を数値化する。
【００１９】
次に、制御部１１１は、対象者が動作中に、センサ１０２により取得されるアシスト効果を取得する（ステップＳ２０５）。本実施形態では、制御部１１１は、対象者がとった姿勢毎に、センサ１０２により取得される筋電位をアシスト効果として取得する。そして、制御部１１１は、取得したアシスト効果を数値化する（ステップＳ２０６）。その後、制御部１１１は、数値化したアシスト効果を、記録部１０４に保存し、かつ当該数値化したアシスト効果を、通信部１０３を介して外部装置に送信する（ステップＳ２０７）。
【００２０】
本実施形態では、制御部１１１は、センサ１０２により検出される筋電位をアシスト効果として取得するため、センサ１０２により取得された筋電位を数値化する必要は無いが、センサ１０１によって、アシスト効果を特定可能とする情報（例えば、対象者の動作が楽、若しくは対象者の動作が苦しい）をアシスト効果として取得した場合には、当該アシスト効果を特定可能とする情報を数値化する。また、本実施形態では、制御部１１１は、パワーアシストスーツからのアシスト力の出力方法も記録部１０４に保存する。
【００２１】
次いで、制御部１１１は、記録部１０４に記録された装着感およびアシスト効果に基づいて、モータ１０５を制御して、パワーアシストスーツの装着感を最適化する（ステップＳ２０８）。本実施形態では、制御部１１１は、記録部１０４から、対象者がとった姿勢（例えば、対象者が立った姿勢、対象者が中腰の姿勢、対象者が屈んだ姿勢など。以下、対象姿勢と言う）毎に、当該対象姿勢の装着感およびアシスト効果を読み出す。次に、制御部１１１は、読み出した装着感のうち、アシスト効果が最も高くなった装着感を抽出する。これにより、対象者の姿勢が変わった場合でも、アシスト効果が高くなる装着感を対象者に対して提供できる。
【００２２】
その際、制御部１１１は、装着感が検出された人物の体格が対象者の体格に近くなるに従って、または装着感が検出された日時が現在に近くなるに従って、記録部１０４に記録された装着感の検出履歴に対する重み付けを大きくする。そして、制御部１１１は、予め設定された値以上の重みが付けられた装着感の検出履歴のうち、アシスト効果が最も高くなった装着感を抽出する。その後、制御部１１１は、抽出した装着感を、最適な装着感に決定する。これにより、パワーアシストスーツを装着する対象者の体格が変わった場合でも、アシスト効果が高くなる装着感を対象者に対して提供できる。制御部１１１は、全ての姿勢について最適な装着感が決定するまで、最適な装着感を決定する処理を繰り返す。
【００２３】
また、制御部１１１は、記録部１０４に記録されたアシスト効果およびアシスト力の出力方法に基づいて、アシスト駆動部１０７を制御して、パワーアシストスーツからのアシスト力の出力方法を最適化する。本実施形態では、制御部１１１は、記録部１０４から、対象姿勢毎に、当該対象姿勢のアシスト効果およびアシスト力の出力方法を読み出す。次に、制御部１１１は、読み出したアシスト力の出力方法のうち、アシスト効果が最も高くなった出力方法を抽出する。これにより、対象者の姿勢が変わった場合でも、アシスト効果が高くなるアシスト力の出力方法を対象者に対して提供できる。
【００２４】
その際、制御部１１１は、アシスト力の出力方法を実行した人物の体格が対象者の体格に近くなるに従って、またはアシスト力の出力方法が実行された日時が現在に近くなるに従って、記録部１０４に記録されたアシスト力の出力方法の実行履歴に対する重み付けを大きくする。そして、制御部１１１は、予め設定された値以上の重みが付されたアシスト力の出力方法の実行履歴のうち、アシスト効果が最も高くなったアシスト力の出力方法を抽出する。その後、制御部１１１は、抽出したアシスト力の出力方法を、最適なアシスト力の出力方法に決定する。これにより、パワーアシストスーツを装着する対象者の体格が変わった場合でも、アシスト効果が高くなるアシスト力の出力方法を対象者に対して提供できる。制御部１１１は、全ての姿勢について最適なアシスト力の出力方法が決定するまで、最適なアシスト力の出力方法を決定する処理を繰り返す。
【００２５】
制御部１１１は、対象者がとる姿勢が変化する度に、パワーアシストスーツの装着感が、変化後の姿勢について抽出した装着感となるように装着調整部１０５を制御する。そして、制御部１１１は、最適化した装着感を、記録部１０４に保存する（ステップＳ２０９）。また、制御部１１１は、対象者がとる姿勢が変化する度に、アシスト力の出力方法が、変化後の姿勢について抽出したアシスト力の出力方法となるようにアシスト駆動部１０７を制御する。そして、制御部１１１は、最適化したアシスト力の出力方法を、記録部１０４に保存する。また、制御部１１１は、最適化した装着感およびアシスト力の出力方法を、通信部１０３を介して、外部装置に送信する（ステップＳ２０９）。本実施形態では、制御部１１１は、パワーアシストスーツの装着感およびアシスト力の出力方法の両方を制御しているが、パワーアシストスーツの装着感およびアシスト力の出力方法の少なくとも一方を制御するものであれば良い。また、本実施形態では、センサ１０１により検出される装着感、センサ１０２により取得されるアシスト効果、実行したアシスト力の出力方法等のデータの収集と、装着感の制御およびアシスト力の出力とを一連の流れで実行しているが、当該データの収集を予め行っておき、当該予め収集したデータに基づいて、装着感の制御およびアシスト力の出力を実行しても良い。当該データを予め収集しておく場合、パワーアシストスーツは、センサ１０１，１０２等を有していなくても良い。
【００２６】
このように、本実施形態にかかるパワーアシストスーツによれば、パワーアシストスーツの装着感を、アシスト効果が高くなる装着感とすることができるので、対象者の動作に対するアシスト効果をより高くすることができる。
【００２７】
また、制御部１１１は、記録部１０４に記録されたアシスト力の出力方法の実行履歴に基づいて、パワーアシストスーツの使用時間、パワーアシストスーツから出力したアシスト力を特定する。そして、制御部１１１は、特定した使用時間およびアシスト力に基づいて、パワーアシストスーツの使用料金（例えば、従量制の料金）を求めることも可能である。
【００２８】
本実施形態では、動作支援装置およびデータ収集方法を、パワーアシストスーツに適用した例について説明したが、対象者に装着されかつ当該対象者の動作を補うアシスト力を出力する装置（例えば、歩行支援装置）であれば、同様に、動作支援装置およびデータ収集方法を適用可能である。
【００２９】
なお、本実施形態のパワーアシストスーツで実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等に予め組み込まれて提供される。本実施形態のパワーアシストスーツで実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００３０】
さらに、本実施形態のパワーアシストスーツで実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のパワーアシストスーツで実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００３１】
本実施形態のパワーアシストスーツで実行されるプログラムは、上述した制御部１１１を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（Central  Processing  Unit）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、制御部１１１が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００３２】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１０１，１０２  センサ
１０３  通信部
１０４  記録部
１０５  装着調整部
１０６  装具
１０７  アシスト駆動部
１０８  動力伝達部
１０９  アシスト作用部
１１０  バッテリ
１１１  制御部
【図１】
2018114025.tif 000003
【図２】
2018114025.tif 000004