(57)【要約】エクササイズ中に到達する心拍数に基づいて、個人向けのエクササイズプログラムを設定、指導、記録するための自動システムを提供する。設定データは、ネットワークを通じてアクセス可能なアカウントに格納することができる。設定データは、電子デバイス格納することも可能である。電子デバイスは、トレーニングにおける進歩を示す情報をユーザにフィードバックすることができる。いくつかの実施形態においては、電子デバイスは、心拍数や他のエクササイズパラメータに従って互換エクササイズ機器に設定コマンドを送信することもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エクササイズ関連のデータ信号を送信するように構成された一つ以上のセンサと、
前記送信されたエクササイズ関連のデータ信号を受信するように構成され、固有識別子を有する携帯型レシーバと、
一つ以上の情報アカウントを格納するセントラルレポジトリと、を備え、前記一つ以上の情報アカウントの少なくとも一つは前記固有識別子に関連付けされたものであることを特徴とするエクササイズネットワーク。
【請求項２】
前記携帯型レシーバは、通信ネットワークを通じて前記セントラルレポジトリに接続される請求項１に記載のエクササイズネットワーク。
【請求項３】
前記携帯型レシーバは、前記受信したデータ信号のインディケータを格納する請求項１に記載のエクササイズネットワーク。
【請求項４】
前記携帯型レシーバは、フィードバック情報をユーザに提供するように構成された通信エレメントを含む請求項１に記載のエクササイズネットワーク。
【請求項５】
前記通信エレメントは制御可能な光である請求項４に記載のエクササイズネットワーク。
【請求項６】
前記携帯型レシーバは、実行時に、ユーザの瞬時の運動レベルに関するフィードバック情報を前記通信エレメントからユーザに提供させるコードをさらに含む請求項４に記載のエクササイズネットワーク。
【請求項７】
前記エクササイズ関連のデータ信号は、エクササイザの心拍数に関連するものである請求項１に記載のエクササイズネットワーク。
【請求項８】
ユーザについてのエクササイズパラメータに関連する信号を送信するように構成されたトランスミッタと、
前記送信された信号を受信し、該受信した信号にデータオペレーションを実行するように構成された一つ以上の固有に識別された電子ユニットと、
前記固有に識別された電子ユニットのうちの一つと各々が関連付けられている複数のユーザアカウントを格納するように構成された中央サーバと、
前記中央サーバと前記電子ユニットの間に接続されるネットワークブリッジと、を備えることを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項９】
前記トランスミッタは、第一のプロトコルを利用して前記エクササイズパラメータに関連した前記信号を送信する請求項８に記載の通信ネットワーク。
【請求項１０】
前記電子ユニットは、前記第一のプロトコルを利用して前記中央サーバに信号を送信する請求項９に記載の通信ネットワーク。
【請求項１１】
前記電子ユニットは、第二のプロトコルを利用して前記中央サーバに信号を送信する請求項９に記載の通信ネットワーク。
【請求項１２】
前記エクササイズパラメータは前記ユーザの心拍数である請求項８に記載の通信ネットワーク。
【請求項１３】
環境因子を前記電子ユニットに送信するように構成された第二のトランスミッタをさらに備える請求項１２に記載の通信ネットワーク。
【請求項１４】
エクササイズモニタであって、
ユーザに関するエクササイズパラメータ信号を受信するように構成されたレシーバと、
前記受信した信号の履歴を格納するように構成されたデータメモリと、
実行時に、前記エクササイズモニタと前記ユーザとを相互に作用させるコードを格納するように構成されたプログラムメモリと、
前記格納されたコードを実行し、相互作用信号を生成するように構成されたプロセッサと、
前記相互作用信号に基づいて前記ユーザに通信を提供するフィードバックメカニズムと、
ユーザ入力と、
固有識別子と、を備えることを特徴とするエクササイズモニタ。
【請求項１５】
ネットワーク上に前記固有識別子を送信するように構成されたデータトランスミッタをさらに備える請求項１４に記載のエクササイズモニタ。
【請求項１６】
前記プログラムメモリに格納された前記コードは、瞬時に受信したエクササイズパラメータと格納されたパラメータとの比較結果を前記エクササイズモニタからユーザに通信させる請求項１４に記載のエクササイズモニタ。
【請求項１７】
前記エクササイズモニタは、所定のトレーニングにおいてユーザをガイドするように機能する請求項１６に記載のエクササイズモニタ。
【請求項１８】
ユーザに関する心拍数信号を受信するステップと、
固有識別子を利用し、該固有識別子によって示されるネットワークアカウントにアクセスするステップと、
目標心拍数を含むユーザに関するエクササイズデータを前記アカウントから検索するステップと、
前記ユーザの近くに位置する電子デバイスに、前記エクササイズデータの説明を格納するステップと、
前記ユーザの瞬時の心拍数を格納された目標心拍数と比較するステップと、
前記ユーザの瞬時の心拍数と前記目標心拍数との比較結果を示す信号を前記ユーザに提供するステップと、を有することを特徴とするエクササイズ調整方法。
【請求項１９】
前記ユーザの環境に関する環境パラメータを受信するステップをさらに有する請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記環境パラメータを受信するステップは、気温、湿度、進行方向および進行速度からなるグループの中から選択される一つ以上のパラメータに関する情報を受信するステップを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記比較結果を示す信号をユーザに提供するステップは、光信号を生成するステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記比較結果を示す信号をユーザに提供するステップは、多色の発光ダイオードシステムから光信号を生成するステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記比較結果を示す信号をユーザに提供するステップは、シンボルをディスプレイ上に生成するステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記比較結果を示す信号をユーザに提供するステップは、シンボルを液晶ディスプレイ上に生成するステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記比較結果を示す信号をユーザに提供するステップは、音声信号を生成するステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記音声信号を生成するステップは、単音を生成するステップを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記音声信号を生成するステップは、合成音声を生成するステップを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記ユーザの心拍数と前記格納された目標心拍数との比較に基づき、制御可能なエクササイズ装置に信号を送信するステップをさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２９】
前記信号を送信するステップは、前記エクササイズ装置を加速させるための信号を送信するステップを含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記信号を送信するステップは、前記エクササイズ装置の負荷を増加させるための信号を送信するステップを含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記信号を送信するステップは、前記エクササイズ装置の傾斜を増加させるための信号を送信するステップを含む請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエクササイズに関し、より詳しくは、エクササイズをしている人の様々な要素に基づき適切なエクササイズレベルを決定するプロセスを自動化することに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書中、「ｈｅｒ」という用語は、説明を目的としてのみ使用され、男性および女性の両方を表すものである。
【０００３】
エクササイズは、人間の健康にとって不可欠な要素である。社会は、最適なエクササイズパラメータ、特にエクササイズの継続時間や強度を決定するために多額の資金を費やしてきた。エクササイズプログラムを構成することは難しく、個人のパフォーマンスをマニュアルで追跡することは、多くの場合複雑で、時間がかかる。このような問題によって、大部分の人々が、非効率的で、さらには危険なエクササイズをすることになってしまう。
【０００４】
エクササイズの主要な測定基準は心拍数である。各個人は最大推奨心拍数（最大心拍数）を有しており、最大心拍数は、人間の心臓が機能することができるほぼ最大の仕事量を表すものである。この最大心拍数は、身体テストによって計測するか、もしくは健康医学の当業者に公知の方法によって算出することができる。各個人の最大心拍数は、遺伝的特徴、性別、フィットネス（健康）レベル、一般的な健康状態、年齢等のいくつかの要因によって異なっている。最大心拍数は、定期的に再測定、再計算することが有効である。最大心拍数が決定されると、フィットネスの目標が設定され、最大心拍数の何割かの心拍数で行う運動の、目標継続時間が特定される。例えば、一般的なフィットネスプログラムは、４０分のエクササイズセッションを週に３回、最大心拍数の７０％から７５％の運動レベルで行うものや、３０分のエクササイズを週に２回、最大心拍数の８０％から９０％の運動レベルで行うものと定義することができる。身体をエクササイズに備えるため、またエクササイズ後に通常レベルに戻すために、１５分間のウォーミングアップと１５分間のクールダウンをエクササイズの前後に行うことが推奨される。ウォーミングアップの間には、エクササイザは徐々に運動レベルを増加させ、メインのエクササイズセッションに必要な所望の心拍数レベルまで心拍数を上昇させることが推奨される。クールダウンの間には、エクササイズを停止するために適切な低レベルになるまでゆっくりと運動レベルを低下させる。
【０００５】
心拍数をモニタし、ＢＰＭ（拍／分）として表示する各種装置が現在販売されている。このような製品の一例が、フィンランドのＰｏｌａｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏ社が販売するＳ７２０モデルである。Ｓ７２０は、エクササイザが心拍数式を利用して自身の最大心拍数を決定するのを補助するものである。最も一般的な数式は、最大心拍数＝２２０−年齢、というものである。５０歳の人であれば、この値は２２０−５０、すなわち１７０ＢＰＭである。近年では、より正確に最大心拍数を算出するものとして他の数式が明らかになってきた。このような数式のうちの一つが、最大心拍数＝２０５−（年齢／２）である。エクササイザが男性、または比較的健康である場合は、求めた値にそれぞれ５を加算する。
【０００６】
Ｓ７２０は、胸ストラップと腕時計型のモニタで構成される。胸ストラップは、各心拍によって生成される電気信号を感知し、一心拍ごとに５ｋＨｚのパルスを無線送信する。腕時計型モニタは、誘導結合を通して心拍信号を検知し、各心拍の間隔を測定、平均化し、その結果を腕時計型ディスプレイにＢＰＭで表示する。
【０００７】
このようなシステムにおいて、エクササイザは、時折腕時計型ディスプレイを見て現在の心拍数を確認し、運動レベルを目標ゾーン内に維持するように調整する。エクササイズ中に腕時計ディスプレイを見ることは時には不便であるため、Ｓ７２０は、心拍数が所望の目標ゾーンから抜けるたびに電子音を発するように構成することができる。音による信号は便利ではあるが、腕時計サイズの機器において十分な音量を発生させることは困難である。Ｐｏｌａｒ社や他のメーカーは一般的に小型の圧電エミッタを使用し、このエミッタは一般的に２ｋＨｚから４ｋＨｚの甲高い信号を生成する。このような音、特に腕時計サイズの装置によって容易に生成することができるボリュームの音は、道端でのジョギングや大音量で音楽をかけている部屋でのエクササイズ等の騒音の多い環境において、または聴力の衰えた人にとっては聞き取るのが困難である。また、Ｓ７２０は心拍数が目標ゾーンより高い場合も低い場合も同一の音を発する。したがって、エクササイザは、Ｓ７２０の腕時計型ディスプレイ上の情報を目で見て、自身の運動レベルが高すぎるのか低すぎるのかを確認しなければならない。
【０００８】
Ｐｏｌａｒ社のＳ７２０は、ＩＢＭ社の互換パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に赤外線アップリンクを提供する。エクササイズデータは、永久保存および分析のために腕時計型モニタからＰＣへと転送することができる。このようなシステムにおいては、赤外線インタフェースおよび特殊アプリケーションソフトとともにＰＣを使用する必要がある。エクササイザは、腕時計型モニタがデータを送信するように設定し、ＰＣがデータを受信するように設定し、転送するデータを選択することにより、データ転送に作用するようにこのプロセスに介入しなくてはならない。
【０００９】
また、Ｓ７２０は、ＰＣからの設定コマンドを音声を通じて転送することができる。さらに、ＰＣと腕時計型モニタは、それぞれデータの転送用に設定しなくてはならず、転送される特定のデータは明確に選択されなくてはならない。多くのエクササイザは、このプロセスは日常的に使用するには複雑すぎると考えている。
【００１０】
本発明の実施形態は、先行技術におけるこれらおよび他の制限に対応したものである。
【発明の開示】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、エクササイザがエクササイズセッションの間に、適切な心拍数目標を計算する必要性や心拍数レベルをモニタする必要性を排除することができる。現時点での運動レベルは前もって計画された運動目標と比較され、エクササイザは運動レベルを増加、減少、または維持するように指示される。また、本発明の実施形態によれば、エクササイズをモニタするプロセスを完全に自動化することによって、記録管理の必要性を排除することができる。さらに、本発明の実施形態によれば、エクササイザの心拍数を前もって計画された運動目標の範囲内にするために、互換エクササイズ機器を自動的に設定し、エクササイズ機器における力の行使レベルの設定を自動的に増加もしくは減少させることができ、その結果エクササイザの負担を取り除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態は、簡単で、楽しく、効果的で、専門知識および記録管理を必要としないエクササイズガイダンスのシステムを提供する。エクササイズの強度および継続時間は、エクササイザの現在の心拍数、身体的特徴、およびエクササイズの目標に基づく。
【００１３】
いくつかの実施例において、エクササイザは、コンピュータ、電話、電子手帳等の互換ネットワークデバイスを通して中央コンピュータサイトにアクセスし、年齢、性別、健康状態、エクササイズの目的に関する詳細なリストを完成させる。中央コンピュータサイトはその後、エクササイザに合わせてカスタマイズしたエクササイズプログラムとともに、エクササイザのプロフィールを作成する。
【００１４】
エクササイザは、互換電子ハードウェアコンポーネント、すなわち「バグ（Ｂｕｇ）」を得る。それぞれのバグは固有識別子を含むことができる。エクササイザは、中央コンピュータサイトから与えられる指示に従い、メカニカルスイッチのような、バグ上のユーザ制御入力メカニズムを作動させることによって、バグＩＤを自身のエクササイズプロフィールに関連付けする。この関連付けが完了すると、バグはユーザのプロフィールおよびプログラムと継続的に関連付けされた状態となる。
【００１５】
バグは、有線または無線通信を通してネットワークと通信する。バグが無線アクセスポイントの通信範囲内に入るか、もしくは有線インタフェースに接続したときはいつでも、バグは自動的に中央コンピュータサイトと通信してエクササイザのプロフィールやプログラムにおける変化をダウンロードし、エクササイザの運動に関する情報をアップロードする。
【００１６】
バグは、外部の心拍数モニタと無線通信することが可能であるか、もしくはバグ自身と一体化した心拍数モニタを有していてもよい。バグは状況に応じて他のフィジカルモニタリングデバイスとインタフェース接続する。このフィジカルモニタリングデバイスは、体温、呼吸速度、気温、湿度を測定するものであるが、これらに限定されるものではない。バグはまた、運動速度、運動方向、運動距離を測定するための互換歩数計、コンパス、もしくはＧＰＳユニット（全地球測位システムユニット）と通信する。バグは、現在の心拍数を計算する手段を有している。エクササイザがバグを携行し、バグの機能が有効となっている限りは、エクササイザの運動、すなわち各時間の心拍数データや、状況に応じてモニタされる他のパラメータ等がモニタおよび記録される。
【００１７】
エクササイザがバグのコーチングモードを作動させると、バグは最新の中央コンピュータサイトからダウンロードされた指示どおりにエクササイズスケジュールを実行することができる。バグは、エクササイザの現在の心拍数を中央コンピュータサイトが作成したエクササイズプログラムによって指定される心拍数と比較し、視覚、聴覚、触覚手段を組み合わせて、さらに力を加えるのか抜くのかの指示をエクササイザに与える。エクササイザはいつでもコーチングモードを停止させることができる。
【００１８】
エクササイザはまた、バグをエクササイズセッション以外で装着することによってメリットを得ることができる。例えば、朝目覚めた直後の心拍数である安静時心拍数は、総合的な健康状態の有効な比較指標であるとともに、精神的および肉体的ストレスの有効な比較指標である。長期間にわたり定期的に安静時心拍数を記録することによって、エクササイザの健康状態をよりよく理解することができる。
【００１９】
バグは、トレッドミル、エリプティカルトレーナー、ステアマシン、フリーウェイト、ウェイトマシン、エアロバイク、ローイングマシン、および家庭やアスレチック施設にある他のエクササイズ装置等の互換エクササイズ機器によるエクササイズを設定およびモニタすることが可能である。
【００２０】
エクササイザがこのような機器の一つを選択して使用する場合、本発明のいくつかの実施形態においては、エクササイザはエクササイズマシンの設定機能を起動させ、それによってエクササイズマシンがバグとの関連付けを構築する。関連付けがなされると、バグはエクササイズプログラムの指示とエクササイザの現在の心拍数に従って、運動量を増加または減少させるための信号をエクササイズマシンに送る。エクササイザはいつでも、バグによるエクササイズマシンの制御に優先して、トレーニングの強度を変更すること、もしくはエクササイズセッションを終了させることができる。バグは、ユーザが決定した初期設定およびユーザが指示した運動強度の変更を含む、各エクササイズ機器におけるエクササイズの活動内容のすべてを記録する。バグは次に中央コンピュータサイトと通信する際に、記録されたデータをアップロードする。
【００２１】
バグの他の実施形態においては、バグ自身が入力メカニズムを備えており、ユーザは、中央コンピュータサイトに接続することなく、心拍数を設定すること、また状況に応じてエクササイズの目標を設定することができる。ここでは、バグは有線もしくは無線接続を通して、互換エクササイズ機器のユニットと通信する。通信が開始されると、バグはエクササイズ機器の負荷設定をガイドし、エクササイザの心拍数を所望の範囲に保つ。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るエクササイズネットワーク１００の一例を示す。図１に示すように、エクササイズネットワーク１００は、中央サイト１１０、設定装置１２０、ブリッジ１３０、バグ１４０および設定可能なエクササイズ機器１５０を有している。通信ネットワーク１６０は中央サイト１１０、設定装置１２０およびブリッジ１３０を接続しており、一方で、通信ネットワーク１６０の拡張機能または別の通信ネットワークがブリッジ１３０をバグ１４０とエクササイズ機器１５０とに接続している。エクササイズ／環境センサ１７０は、エクササイザ、エクササイザの運動レベルおよびエクササイズ環境に関する因子についての入力をバグ１４０に提供する。もちろん、図１に示すすべての構成要素が、本発明のすべての実施形態に必要なわけではない。
【００２３】
中央サイト、ネットワーク、および設定装置
中央サイト１１０は、ハードディスクドライブ等の不揮発性記憶装置およびネットワークインタフェースを備えるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のようなコンピュータシステムを有していてもよい。通信ネットワーク１６０は、情報をあるデバイスから他のデバイスへと伝達することができる何らかの手段であればよく、当業者であれば、様々な有線技術、無線技術、およびこれらを組み合わせた技術がこのようなデータ交換に適していることを認識するであろう。好適な実施形態において、中央サイト１１０のネットワークインタフェースは、ファイアウォールを通してインターネットのような通信ネットワーク１６０に接続するイーサネットインタフェース（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）である。イーサネット機器は幅広く販売されており、有線インプリメンテーション用および無線インプリメンテーション用のどちらの製品も信頼性が高い。また、トークンリングネットワーク、光ファイバ分散データインタフェース（ＦＤＤＩ）、直結型シリアルポート、ダイアルアップモデム、ＵＳＢ、赤外線、ファイヤワイヤ、および他のネットワークタイプの有線、無線、およびこれらを組み合わせた通信のような、他のネットワーク方法がイーサネット同様に使用可能である。
【００２４】
インターネットは世界の大部分において容易に利用することができ、距離によって分断されているネットワークを接続するのに便利である。すべての利用可能な有線および無線ネットワーク技術の使用は、将来開発されるであろうものも含め、本発明によって想定されるものである。
【００２５】
中央サイト１１０は、個々のエクササイザのアカウントを保持することが望ましい。アカウントは、年齢、フィットネスレベル、最大心拍数、現在のトレーニング計画、エクササイズマシンの設定、およびエクササイズログなどのエクササイザのプロフィールに関する情報を含む。以下に述べるように、中央サイト１１０は、設定装置１２０を通じてユーザから、およびエクササイザのバグ１４０に集められた情報からこれらの情報を得ることができる。
【００２６】
各エクササイザが本発明の実施形態に係るネットワークを使用し始めると、エクササイザは設定装置１２０を利用して、中央サイト１１０に自身のアカウントを開設する。このアカウントに情報を格納する目的は、エクササイザの最大心拍数を決定すること、およびフィットネスの目的および他の関連するエクササイズ情報を格納することである。
【００２７】
エクササイザがすでに自身の最大心拍数を知っている場合、その値は設定装置１２０を通して直接入力され得る。エクササイザはまた、性別、年齢、一般的なフィットネスレベル、週のトレーニング回数、もしあればトレーニング時間の制限、およびフィットネス目的等の他のパラメータを任意で特定することができる。エクササイザが最大心拍数を特定していない場合は、最大心拍数＝２２０−年齢の式を使って最大心拍数を計算する。好適な実施形態においては、エクササイザはより精度の高い、最大心拍数＝２０５−（年齢／２）の式を使用することができる。後者の式においては、エクササイザが男性の場合は、求めた値にさらに５を加え、またエクササイザのフィットネスレベルが高いと見なされる場合にもさらに５を加える。また、他の式も利用することができる。エクササイザの最大心拍数を計算、算出する方法は少しずつ改良されてきており、このような技術は当業者にとっては周知である。
【００２８】
その後、中央サイト１１０および／または設定装置１２０上のソフトウェアはこのデータをトレーニング計画へと変換し、中央サイトのユーザのアカウント内にそれを格納する。好適な実施形態において、中央サイト１１０はインターネットブラウザに接続されている。中央サイト１１０はその後、中央サイト１１０内でトレーニング計画を見積もるか、もしくはジャバまたはジャバスクリプトルーチン等のテンポラリプログラムをダウンロードして、そのような見積もりを完了する。このようにして得られたトレーニングプログラムは、中央サイト１１０に格納される。
【００２９】
小さなシステムにおいては、中央サイト１１０と設定装置１２０の両方の機能が一つのコンピュータに実装されていてもよい。
【００３０】
設定装置１２０は、例えば、ＰＣや公共のインターネット端末であってもよい。あるいは、携帯電話、パームパイロットや適切なネットワーク接続を有するその他のデバイス等のパーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、およびユーザインタフェースを設定装置１２０として使用してもよい。
【００３１】
図２Ａは、本発明の実施形態に係るブリッジ１３０の一例を示すブロック図である。ブリッジ１３０は、バグ１４０によって使用されるプロトコルを、ネットワーク１６０によって使用されるプロトコルに翻訳する。２つのプロトコルが同一である場合は、ブリッジ１３０は不要である。しかしながら、バグ１４０は携帯型（ポータブル）であり、無線、バッテリ駆動であって、可能な限りサイズが小さいことが望ましいため、そのような要因によって、バグ１４０は現在広く使用されているＷｉ−Ｆｉ、すなわち「８０２．１１規格」等の従来の無線プロトコルをサポートするのが不可能となり得る。
【００３２】
好適な無線通信プロトコルは最小限の電力のみを使用し、自動的に自らを互換ネットワークへと検知し、接続する。また、好適なプロトコルは干渉を避けるための手段を有しており、メッセージエラーのチェックおよび正しく受信されなかったメッセージの自動再送信をサポートする。ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４規格に基づいた周知のＺＩＧＢＥＥプロトコルは、本発明を実行するのに適切なプロトコルの条件の多くを満たしている。ＺｉｇＢｅｅ規格は、いくつかの周波数：２．４ＧＨｚ（１０チャネル）、９１５ＭＨｚ（６チャネル）、８６８ＭＨｚ（１チャネル）におけるスペクトル拡散伝送をサポートする。スペクトル拡散技術は、他のデバイスからの高周波干渉への感受率および他のデバイスへの高周波干渉の発生を最小化するのに有効である。ＺｉｇＢｅｅ規格は、毎秒２０，０００データビットから最大で毎秒２５０，０００データビットのデータ伝送速度をサポートすると同時に電力消費を最小限にする。
【００３３】
あらゆる無線周波数が技術的には使用し得るが、高周波スペクトルの使用を規制する法律およびラジオやテレビ放送等の他のスペクトルを使用するものからの干渉可能性は、法律的、干渉的観点から、大部分の周波数の使用を不可能にする。さらに、スペクトル拡散通信を実行するため必要である、パワーマネージメント、通信プロトコルおよび周波数ホッピング技術は、通信産業において周知の難しい問題である。ＺｉｇＢｅｅのような規格によって、半導体メーカーが集積回路の完全なインプリメンテーションを発達させ、低価格で市場に売り出すことが可能になった。好適な通信手段においては高周波無線技術が利用されているが、赤外線、超音波および他の無線手段が実行可能であり、基準を満たした代替手段として利用することができる。
【００３４】
また、有線ブリッジを使用してもよい。有線ブリッジ１３０の一例を図２Ｂに示す。このエクササイズネットワーク１００において、有線ブリッジインタフェース１３０はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）により実行されてもよい。図２Ｂにおいて、標準コンピュータＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）接続等の有線通信インタフェースを通してバグ１４０がブリッジ１３０と通信する。バグ１４０はＵＳＢポートによってＰＣに接続される。その後、ＰＣ上のソフトウェアアプリケーションは、通信ネットワーク１６０を通して、バグ１４０へ伝達されるデータおよびバグ１４０から伝達されるデータを中央サイト１１０へのデータおよび中央サイト１１０からのデータに翻訳する。図２Ｂは、通信ネットワーク１６０とＰＣ１３０との間を接続するものとしてイーサネット２１０を示し、ＰＣ１３０とバグ１４０との間を接続するものとしてＵＳＢ２２０を示しているが、他のプロトコルも考えられる。例えば、ＰＣ１３０と通信ネットワーク１６０との間の接続はダイヤルアップ電話回線によるものでもよく、ＰＣ１３０とバグ１４０間の接続は、ＲＳ−２３２ポート、ファイヤワイヤまたは他のインタフェースによるものでもよい。さらに、エクササイズネットワーク１００は、例えば、通信ネットワーク１６０とブリッジ１３０との間に有線プロトコルを有し、ブリッジ１３０とバグ１４０との間に無線プロトコルを有することにより、有線および無線技術を組み合わせたものを使用することができる。
【００３５】
バグ１４０の通信方法は、本発明とは無関係である。
【００３６】
バグ
バグ１４０は、携帯可能な電子回路である。一般的には、バグ１４０はエクササイザの服の上に装着するか、ポケットの中に入れて使用する。バグ１４０は、エクササイザやエクササイズ時の環境に関する一つ以上のパラメータをモニタするように設計されている。これらのパラメータは記録されてもよい。
【００３７】
図３は、バグ４００の一例を示すブロック図である。バグ４００は、固有識別子４１０、プロセッサ４２０、データメモリ４３０、プログラムメモリ４４０、設定メモリ４５０、プログラムメモリ４４０に格納されたソフトウェアインストラクション４４５、ブリッジ通信回路４６０、電源４７０、心拍数センサインタフェース４８０、ユーザ入力機能４９０、および、情報をユーザに通信するメカニズム４９５を有している。通信される情報は、これらに限定されるものではないが、「エクササイズ開始」、「エクササイズ強度増加」、「エクササイズ強度減少」、「エクササイズ強度維持」および「エクササイズ終了」等のコーチングコマンドに加えて、バグ４００の設定および動作に関するコマンドを含む。
【００３８】
好適な実施形態において、固有識別子４１０は製造時に設定メモリ４５０内に固有コードパターンを格納させることによって達成される。代わりに、内蔵された６４ビットの固有シリアルナンバーを含む、Ｍａｘｉｍ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社のＤＳ２４１１シリコンシリアルナンバーのような個々のシリコンＩＤデバイスをインストールしてもよい。当業者であれば、識別子が固有であり、破損や誤操作による消去から保護される限りは、このような代替方法が多数存在することを認識するであろう。
【００３９】
好適な実施形態において、プロセッサ４２０はＲｅｎｅｓａｓ社のＨ８／３６６４Ｎを使用することができる。Ｈ８／３６６４Ｎは、不揮発性の４ＫビットのＥＥＰＲＯＭを搭載し、３２Ｋのプログラムメモリおよび６Ｋのデータメモリを備える１６ビットプロセッサである。Ｈ８／３６６４Ｎはプログラムスペース用のフラッシュメモリを備え、それによってバグ４００が製造された後にプログラムコードをアップデートさせることができる。このインプリメンテーションにおいて、フラッシュメモリの１ブロックは、製造後ほとんど変化しないキャリブレーションおよびオプション設定パラメータを格納するための設定メモリとして指定される。同じ部分が固有識別子４１０も格納することができる。Ｈ８／３６６４Ｎは、小さなサイズで適切な処理能力を有している。当業者であれば、最終的なプロセッサの選択が選択された的確な周辺機器および設定に依存していることを認識するであろう。マスクＲＯＭを利用してプログラムコードや固有識別子を保持するユニットを含む適切なプロセッサの代替品は多数存在する。プロセッサの設計技術は、メモリスペースと処理能力が増加し、物理的サイズと消費電力が減少するにつれて急速に変化してきている。このような傾向は今後も続くと予想され、それによって現在利用可能なものよりもさらにプロセッサの選択の幅が広がることになる。
【００４０】
無線もしくは有線通信回路４６０は、ブリッジ１３０で使用されているものと互換性を有する形態で実装されている。
【００４１】
電源４７０は、数時間もしくは数日間のオペレーションのために必要な電力を供給するのに十分なサイズを有するバッテリであってもよい。選択されるバッテリサイズは、バグ４００が実装されている場所およびサポートされる回路の所要電力に影響される。さらに改良された電力回路は、ＮＥＣのＳｕｐｅｒＣａｐのような、二次バッテリもしくは低漏電コンデンサを有し、バッテリが消耗した時または交換のために外された際に、データメモリの内容を維持し続ける。
【００４２】
図４は、バグ４０１のブロック図であり、バグ４０１は、マイクロフォン入力４９１および音声処理／スピーカユニット４９６を有している。バグ４０１の他の構成要素は図３に示すものと同様である。音声処理ユニット４９６は、コーチングインストラクションをユーザに伝達するための手段として、音声、好ましくは合成された人間の声を生成することができる。音声信号は、イヤホン、音声スピーカ、または他の音声トランスデューサによって生成される。好適な実施形態においては、人間の声による５つのコマンドがデジタル化され、プログラムメモリ４４０もしくはデータメモリ４３０内に格納される。好ましくは、デジタル化される語は、「エクササイズ開始」、「エクササイズ終了」、「増加」、「減少」および「維持」である。また、マイクロフォン入力４９１は音声や他の音声コマンドを受信するように設定される。このような音声入力は本実施形態に限られず、他の形式のユーザ通信とともに使用されてもよい。同様に、いかなるタイプのユーザ入力も、ここに示されている音声出力通信とともに使用することができる。
【００４３】
図５は、バグ４０２のブロック図であり、ユーザ通信の手段としてのＬＥＤ（発光ダイオード）ドライバおよびＬＥＤ４９７を示す。バグ４０２の他の構成要素は図３に示すものと同様である。ＬＥＤ４９７はコーチングインストラクションの伝達を視覚によって行う。好適な実施形態において、ＬＥＤ４９７は２色（例えば、赤と緑）を含むが、２色以外の色数、赤と緑以外の組み合わせ、他のフラッシュ間隔および継続期間も同様に可能である。「エクササイズ開始」コマンドは、緑ＬＥＤ４９７を一定速度で定期的に点滅させることにより伝達される。本実施形態においては、毎秒２０ｍｓフラッシュである。本実施形態においては、エクササイズの開始を示す緑の光のフラッシュは、エクササイズ強度の増加指示も示す。「エクササイズ強度維持」の指示は、２０ｍｓパルスの赤および緑ＬＥＤ４９７を１秒間隔で交互に点滅させることによって示すことができる。「エクササイズ強度の減少」の指示は、２０ｍｓパルスの赤ＬＥＤ４９７を０.５秒毎に点滅させることによって示される。「エクササイズ終了」の指示は、５０ｍｓフラッシュの赤ＬＥＤ４９７を０.２５秒間隔で点滅させることによって示される。
【００４４】
図６は、バグ４０３のブロック図であり、バグ４０３は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ドライバおよびＬＣＤスクリーン４９８をユーザ通信の手段として有している。バグ４０３の他の構成要素は図３に示すものと同様である。ＬＣＤスクリーン４９８は、コーチングインストラクションを伝達する。好適な実施形態においては、「開始」、「終了」、「減少」、「維持」の語がディスプレイ画面４９８に表示され、特定のコマンドを伝達する。これらのコマンドは、他言語から選択される語等の他の単語に簡単に置き換えることができる。また、視覚シンボルやナンバーコードを使用してコーチングインストラクションを表すことも可能である。
【００４５】
図７は、バグ４０４のブロック図であり、バグ４０４は、メカニカルバイブレータ４９９等の触知型ユーザ通信を有している。バグ４０４の他の構成要素は図３に示すものと同様である。振動メカニズム４９９は、携帯電話の無音の着信振動を生成するのに使用されるものと類似しており、エクササイザの体の近くに置かれる。メカニカルバイブレータに特定回数電圧を加えることで、メッセージをエクササイザに伝達することができる。例えば、エクササイズを開始させる際は、２パルスの振動を振動メカニズム４９９から発する。各振動は０．５秒間継続し、０.５秒間隔で発せられる。エクササイズ強度を増加させる際は、一組の振動を１０秒毎に発することができる。エクササイズ強度が所望の範囲内であれば、振動を発しなくてもよい。エクササイズ強度を減少させる場合は、一連の３つの０.５秒振動を０.５秒間隔で発することができる。このパターンは、エクササイザの心拍数が閾値以下になるまで、５秒毎に繰り返される。ここに示される振動時間およびタイミングパターンは現時点の好適な実施形態であり、他のタイミング、振幅および継続時間の振動パターンを利用することも可能である。
【００４６】
図４から７は、エクササイザにコーチングインストラクションを伝達できる好適な実施形態を示すものである。他の、音声、視覚、触覚型インタフェースを利用することも可能であり、本発明によって想定されているものである。
【００４７】
バグ１４０は、内蔵型もしくは外付けの心拍数センサを有するように構成することができる。好適な実施形態を示す図８は、バグ５００の実施形態を示すブロック図であり、バグ５００は、図３の心拍数センサインタフェース４８０に対応する、５ｋＨｚのレシーバ５１０を有している。レシーバ５１０は、Ｐｏｌａｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏ社のＴ３１モデルのような、簡単に入手可能な心拍数センサ胸ストラップ５２０により生成される振動を受信するよう誘導的に結合される。
【００４８】
図９に示す実施形態において、バグ５０１はＺｉｇＢｅｅインタフェース５３０を有し、ＺｉｇＢｅｅインタフェース５３０は、心拍数センサ胸ストラップ５２０からの信号を受信するレシーバとブリッジ１３０への通信リンクの両方として機能する。ＺｉｇＢｅｅインタフェース５３０は、心拍数センサが発する信号を受信し、この信号は、バグ５０１がネットワーク通信に使用するものと同じ無線通信回路（ここではＺｉｇＢｅｅ高周波無線プロトコル）によって検出可能である。このような心拍数センサ５３０は、胸ストラップ５２０上に取り付けられていても、エクササイズネットワーク１００上の他の場所に位置していても、心臓からの電気信号をモニタすることができる。他の技術としては、体内の毛細血管または動脈内の血液の流れを感知することにより心拍数を検知するものがある。このような検知手段は、一般的に光技術によって実行され、赤外線、可視光線、または他の放射線が体に照射され、血管を通る血液の拍動によって反射もしくはブロックされる。センサの構成にもよるが、血管中の血液の流れに対応して光信号をオン／オフ振動させるような方法で、フォトセンサが反射されたもしくは皮膚を透過した光を検知する。血液の流れによって反射もしくはブロックされた光に基づいて心拍数を検出する技術は、当業者にとっては周知の技術である。
【００４９】
他の心拍数センサとしては、体内を流れる血液の血圧を検知する圧力センサが挙げられる。このような技術もまた、当業者にとっては周知である。本発明の実施形態は、電気的、光学的、機械的圧力もしくは他の手段による心拍数検出のいかなる方法も利用することができる。
【００５０】
図１０は、バグ５０３を示し、バグ５０３は、エクササイザのデータを検知するための追加的なサブシステム５４０を有している。図１０に示す実施形態において、サブシステム５４０は、体温センサ５４２および呼吸速度センサ５４４を有している。さらに、バグ５０３は、周辺温度センサ５５２、湿度センサ５５４、運動方向センサ５５６および運動速度センサ５５８等を含む環境因子を検出する一連のセンサ５５０を有している。本実施形態においては、バグ５０３のサイズを最小化するために、バグ５０３がブリッジ１３０と通信するための前述したような無線プロトコルを利用して、サブシステム５４０およびセンサ５５０と無線通信することが好ましい。さらに強力で小型化した電子回路が開発されるにつれ、最終的には、エクササイザが快適と感じる範囲のサイズを超えることなくサブシステム５４０および５５０をバグ１３０と一体化させることができる。このような一体化は本発明において想定されているものである。
【００５１】
他の実施形態においては、バグ５０４は図１１に示すように、一つ以上のユーザ作動型入力５６０を有している。ユーザ作動型入力５６０は、メカニカルスイッチまたは他のスイッチであり、バグ５０４によって使用されるスイッチの入力は、有効／無効、音量、プロセッサのリセット等の機能に関するユーザの指示に作用するか、バグの固有識別子４１０との関連付けをもたらす。図１１は、上述したような、図５に示すＬＥＤドライバおよびＬＥＤ４８７と類似のＬＥＤドライバおよびＬＥＤ４９８が実装され、一つのメカニカルスイッチ５６０および一つの視覚表示器を有するバグ５０４を示す。ＬＥＤ４９８はデバイスの状態を示すために使用される。
【００５２】
バグ５０４は、一つの入力５６０からの多面的機能を可能にするようにプログラムすることができる。本実施形態においては、入力５６０を連続的に３秒間起動させることにより、バグ５０４の有効／無効の状態が切り替わる。無効状態では、バグを長時間使用しない場合に、バッテリの寿命を保つことができる。他の機能では、入力５６０を０.５秒以内の間隔で、継続時間０.５秒未満で５回起動させることにより「関連付けモード」が開始される。これにより、中央サイト１１０（図１）が、バグ５０４の固有ＩＤ４１０にエクササイザの記録を関連付けることができる。さらに他の機能においては、入力５６０を０．５秒毎に起動する場合、コーチングモードがオン／オフに切り替わる。他の入力の組み合わせも可能であり、本発明によって想定されるものである。このような入力デバイス５６０の多機能的使用は、電子もしくは内蔵ソフトウェア設計の分野において周知である。
【００５３】
デバイス状態を示すＬＥＤ４９８は、青と黄の２色のインディケータを含む一つの物理的デバイスとすることができるが、青と黄以外の色も同様に有効である。バグ５０４が使用可能になると、青色の光が３秒間隔で２０ｍ秒間点滅する。このような低デューティサイクルフラッシュスキームは、消費電力を最小限にするために利用される。バグ５０４がブリッジ１３０の範囲に入ると、青色の光と黄色の光が３秒間隔で交互に２０ｍ秒間発光し、全体的な消費電力を増加させることなくネットワーク接続が構築されたことをユーザに知らせる。
【００５４】
バグのインプリメンテーションにおいて、デバイス状態を表示するためにコーチングインストラクション伝達機能を利用することが望ましく、それらの実施形態のいくつかは上記したとおりである。当業者であれば、表示された各メッセージは、どのように伝達されるかに関わらず、他のメッセージから容易に区別できなくてはならないことを理解できるであろう。
【００５５】
第１のシステムオペレーション
第１のシステムは、本発明のエクササイズネットワーク１００がその機能を達成可能な上記構成要素の最小限のグループである。このような構成要素は図１に示すように、中央サイト１１０、ブリッジ１３０、通信ネットワーク１６０、設定装置１２０、バグ１４０およびセンサ１７０を有しており、心拍数モニタ６１０を有していてもよい。それぞれの機能は上述したとおりである。
【００５６】
バグ１４０は、センサ１７０からの入力を利用して、エクササイザの体温および呼吸速度、気温および湿度、運動速度、運動距離および運動方向等のパラメータをモニタするように構成することができる。明確にするために、心拍数モニタ６１０を参照し、センサ１７０の心拍数モニタ機能についてのみここで述べる。当業者であれば、ここで述べるものと類似の心拍数処理方法が、心拍数に加え、もしくは心拍数の代わりに、上記パラメータのうちの一つ以上に容易に適用することができることを理解するであろう。
【００５７】
図１２は、第１のシステムにおいて使用されるバグ６０１の一例を示している。バグ６０１は、デバイス状態およびコーチングインストラクションの両方を示すための、一つの３色ＬＥＤ６２０を有している。ＬＥＤ素子６２０は、赤、緑、青の３色の発光素子を有している。色を配合するために、複数の色素を活性化させてもよい。例えば、赤と緑の色素に同時に電圧を加えることにより、黄色が生成される。このような多色ＬＥＤは様々なところで入手でき、一例としては、日亜化学工業株式会社のＮＥＣＭ３２５Ｃが挙げられる。バグ６０１は、シングルユーザ入力（ここではメカニカルスイッチ６３０）も有している。心拍数センサ６１０は標準の胸ストラップであり、一心拍ごとに５ｋＨｚの信号パルスを発する。バグ６０１は、各パルスを一心拍としてカウントする誘導結合を通してこれらの信号を受信する。図１２に示され、ここで挙げられているインプリメンテーションは、バグインプリメンテーションの一例である。上で述べたものを含む他の構造も、本発明の精神を逸脱することなく使用することができる。
【００５８】
図１２の実施形態を一例として、本発明の様々な構成要素の相互運用性を示すことができる。上述したように、エクササイザは設定装置１２０を通して中央サイト１１０にアクセスし、アカウントを生成するものと仮定する。
【００５９】
自身のアカウントを生成もしくは変更するプロセスにおいて、エクササイズはバグ６０１を自身のアカウント識別子と関連付け、情報が自動的にその間を移動できるようにしなくてはならない。
【００６０】
バグ６０１は、上述したように、固有ＩＤ４１０を有している。ＩＤの長さと構成は、ＩＤがすべてのバグ６０１において固有である限り、本発明において重要ではない。それぞれのアカウントは識別子を割り当てられており、その識別子は、いかなる長さや構成のものでもよい。
【００６１】
バグの固有ＩＤ４１０は中央サイト１１０のアカウントＩＤに関連付けられる。好適な実施形態においては、この関連付けは、バグの固有ＩＤを中央サイト１１０上のエクササイザの記録内に格納し、エクササイザの中央サイト１１０のアカウント識別子のコピーをバグの設定メモリ４５０に格納することによって行われる。この二つの関連付けのうち一つだけが固有関係を構築するのに必要であるが、両方を行うことによって、冗長量の基準を提供する。他の関連付け技術を利用してもよいが、その詳細な方法は重要ではない。
【００６２】
関連付けメカニズムは、エクササイザがまず自身のアカウントを生成したときに開始される。中央サイト１１０は、最初はエクササイザのアカウントを「未関連」として記録する。中央サイト１１０はその後、接続されているが関連付けされていないバグのためにネットワークをスキャンする。何も発見されない場合、エクササイザに自身のバグ６０１をネットワークに接続するように指示するメッセージが、設定装置１２０に送られる。無線ネットワークを使用する場合、例えば、上述したようなＺｉｇＢｅｅプロトコルを利用して、単にバグ６０１をブリッジ１３０の範囲内に設置するだけで接続が完了する。ＺｉｇＢｅｅプロトコルでは、この範囲は通常、ブリッジ１３０から２０〜３０フィートの範囲内である。ＵＳＢのような有線ネットワークを使用する場合、ブリッジ１３０またはブリッジ機能に作用するように使用されるＰＣ上のＵＳＢ端子にバグ６０１を差し込むことにより接続が完了する。
【００６３】
バグ６０１が通信ネットワーク１６０に接続されると、バグ６０１に予めプログラムされている中央サイト１１０のＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスを探すことによって、より好ましくは、バグのメモリに予めプログラムすることができる中央サイトのドメインネームを探すことによって、バグが中央サイト１１０を探し当てる。ドメインネームを探すことによって、一つ以上のドメインネームサーバを通じて中央サイト１１０の特定のＩＰアドレスが提供される。どちらのプロセスも当業者にとっては周知である。
【００６４】
バグ６０１が中央サイト１１０へ接続する際、ＬＥＤ６２０は２秒間隔で赤と緑の光を交互に点滅させ始め、接続が完了したことを示す。その後、バグ６０１と中央サイト１１０とが通信し、バグ６０１はその固有ＩＤ４１０によって自身を識別する。中央サイト１１０は、様々なアカウントと関連付けられているＩＤのリストとバグのＩＤ４１０とを比較する。関連するアカウントが見付からない場合、バグのＩＤ４１０を未関連バグのリストに追加する。
【００６５】
一つ以上の未関連バグがネットワーク上に存在する場合、中央サイトは、今度は各バグ６０１をアカウントに関連付けしようと試みる。未関連バグがネットワーク上に存在しているが、バグを所有するエクササイザがその時点で自身のアカウントを生成もしくは変更しようとはしていない、ということもあり得る。さらに、複数の未関連バグ６０１およびアカウントを生成もしくは変更しようとしている複数のエクササイザが共にネットワーク上に存在することもあり得る。
【００６６】
不適切な関連付けを回避するために、中央サイト１１０が、バグ６０１を関連付けモードに切り替えるように一人のエクササイザにメッセージを送る。本実施形態においては、例えば０.５秒以上間隔を空けずに、０.５秒間未満で５回入力スイッチ６３０を押すことによって、バグ６０１が関連付けモードに切り替わる。関連付けの具体的な方法については、基準を満たしたものであればいかなる方法でもよく、複数の方法が利用可能である。
【００６７】
バグ６０１が関連付けモードに切り替わると、バグ６０１は、関連付けの準備ができたというメッセージを中央サイト１１０に送る。バグ６０１は、ＬＥＤ６２０から１秒間隔で赤、緑、青の光を発光させ、エクササイザに関連付けが進行中であることを確認する。
【００６８】
バグとアカウントレコードの関連付けを完了しようと試みている複数のエクササイザが存在するために、二つ以上のバグ６０１が同時に関連付けモードに入ることができる。適切な関連付けをするために、中央サイト１１０は、例えば設定装置１２０を通してエクササイザにメッセージを送り、１０秒以内に入力スイッチ６３０を一度押すように指示する。エクササイザがスイッチ６３０を押すと、バグ６０１から中央サイト１１０にボタンが押されたことを確認するメッセージが送られる。中央サイト１１０はその後、入力スイッチを押すように指示されたエクササイザのアカウントとレポーティングバグ６０１の固有ＩＤ４１０とを予備的に関連付けする。さらに、中央サイト１１０は、予備的な確認メッセージをバグ６０１に送り、青ＬＥＤ６２０を０.２５秒間隔で点滅させる。
【００６９】
中央サイト１１０は、設定装置１２０を通してクエリーメッセージをエクササイザに送り、バグ６０１が高速で青色に点滅しているかを確認するよう要求する。エクササイザが肯定的な返事をした場合、関連付けは完了する。決められた時間内、例えば１０秒以内に確認ができなかった場合は、このプロセスが繰り返される。
【００７０】
しかしながら、上記の関連付け方法は多くの利用可能な技術のうちの一つである。本発明では、関連付けプロセスにおけるすべてのあいまいな点を排除できる限りは、いかなる関連付け技術も利用することができる。
【００７１】
一旦関連付けがなされると、バグ６０１は、通信ネットワーク１６０に接続するたびに中央サイト１１０との通信を開始する。新たなエクササイズの計画および互換エクササイズ機器の構成をバグ６０１にコピーし、メモリ４３０、４４０、４４５および４５０のうちのいずかれに格納することができる。また、新たなエクササイズログや互換エクササイズ機器ログは中央サイト１１０に戻されてもよい。バグ６０１がログおよび設定データの中央サイト１１０への転送を完了し、確認すると、それらが格納されていたデータメモリが新たなログと設定データのために使用可能になる。
【００７２】
バグ６０１がコーチングモードになっている時、バグ６０１は心拍数センサ６１０から受信したパルスをカウントすることによりエクササイザの現在の心拍数を決定する。これらのパルスはノイズが取り除かれ、平均化され、１分間の心拍を表す数（ＢＰＭ）へと変換される。
【００７３】
測定された現在のＢＰＭは、中央システム１１０からコピーされたエクササイズプロフィールの目標数値と比較される。現在の心拍数と目標数値の比較結果に基づき、エクササイザは、現在の心拍数を目標数値と等しい値に維持するために、上述のように、エクササイズ強度を増加、維持、もしくは減少させるように指示される。実際は、コーチングインストラクションがさらに一貫したものとなるように、心拍の範囲を目標数値付近に設定する。例えば、目標の心拍数値が１分間に１４０の場合、現在の心拍数が約１３５〜１４５拍／分の範囲内であれば、エクササイザは現在のエクササイズ強度を維持するように指示されることになる。エクササイズの時間が終了すると、エクササイザはエクササイズを終了するよう指示される。
【００７４】
エクササイズ中の心拍活動は、データメモリ４３０等のバグ６０１のメモリのうちのいずれかに定期的に記録され、その後中央サイト１１０に報告される。
【００７５】
設定可能なエクササイズ機器
本発明の実施形態はまた、バグのプロトコルと互換性のあるエクササイズ機器を設定および制御するのに有効である。このようなエクササイズ機器としては、トレッドミル、ステアマシン、エリプティカルトレーナー、エアロバイク、クライミングマシン、ウェイトマシン、ローイングマシン、フリーウェイト機器が挙げられるが、これらに限定されるものではない。以下では、互換エクササイズ機器としてトレッドミルについて説明するが、本発明は前述したとおり、全タイプのエクササイズ機器の使用を意図したものである。当業者であれば、トレッドミル以外のエクササイズマシンにどのように本発明を適用するかを容易に理解できるであろう。
【００７６】
最も基本的なレベルにおいて、バグ６０１は、運動レベルを決定する互換エクササイズマシンのパラメータを制御する。バグ６０１が互換トレッドミル１５０とともに使用される場合、トレッドミルのスピードはバグのプロセッサ４２０によって制御される。エクササイザの心拍数に基づき、エクササイザの心拍数が目標数値よりも低いために運動レベルを増加させるべきであるとバグ６０１が検知した場合、バグ６０１はスピードを一定量上げるようにトレッドミル１５０に指示を送る。その後、例えば３０秒後、バグ６０１は再度目標数値に対するエクササイザの現在の心拍数をテストする。心拍数が目標数値よりもまだ低い場合、さらにスピードを上げるようにトレッドミル１５０に再度指示する。
【００７７】
心拍数が目標ゾーン内にある場合、トレッドミル１５０はスピードを維持するように指示される。心拍数が目標数値よりも高い場合は、トレッドミル１５０は一定量だけスピードを落とすように指示される。エクササイズの時間が終了すると、トレッドミル１５０はスピードを落として止まるように指示される。
【００７８】
このような制御によって、エクササイザはトレッドミル１５０を調整し制御することを気にかける必要がなくなり、自身の心拍数をモニタする必要がなくなる。しかしながら、エクササイザが心拍数をモニタすることを希望する場合は、トレッドミル１５０か、バグのユーザ通信４９５の方法のうちの一つのいずれかを介して任意で情報を表示することができる。
【００７９】
このシステムは、時間をかけて心拍数を目標数値まで上昇させていくウォーミングアップ時に特に有効である。一般的なウォーミングアップの時間は１５分間であり、その間にエクササイザの心拍数は通常数値から目標数値まで次第に上昇しなくてはならない。一例として、エクササイザの心拍数がトレーニングセッションの開始時に７５拍／分であり、実質的なエクササイズ中における目標数値が１５０拍／分である場合を挙げる。ウォーミングアップセッションでは、約１５分をかけて、心拍数を７５拍／分から１５０拍／分までおよそ直線的に上昇させなくてはならず、そのためには、約５ＢＰＭ／分で上昇させることになる。心拍数は、１分後には８０拍／分、３分後には９０拍／分に到達していなくてはならない。このような上昇を維持することによって、１５分間のウォーミングアップ時間の終わりには、エクササイザの心拍数は、目標数値である１５０拍／分に到達することになる。もちろん、ウォーミングアップをこれ以外の継続時間で行うことが望ましい場合は、バグ６０１および／または中央サイト１１０内のパラメータを修正して適応させることができる。
【００８０】
心拍数の上昇はバグ６０１およびトレッドミル１５０によって自動的に処理されるため、エクササイザは自由に注意を他に向けることができる。同様に、バグ６０１とトレッドミル１５０はクールダウンを連携して実行するように機能する。クールダウンにおいては、指定されたクールダウン時間の終わりにエクササイザの心拍数が所望の最小値に到達するまで運動レベルがゆっくりと減少する。
【００８１】
バグ６０１はエクササイザの心拍数がどのようにエクササイズマシン１５０の作業負荷における変化に対応しているかを状況に応じてモニタし、その反応率を利用して、エクササイズマシン１５０の作業負荷における増加および減少を、目標範囲に到達するために必要な心拍数の変化により良く適合させることができる。例えば、メアリーは、時速４.７マイルのトレッドミル１５０で６０秒間運動した後の心拍数が１０５であると仮定する。トレッドミル１５０の速さが時速５.０マイルに増加すると、６０秒間順応した後の彼女の心拍数は１２０に上昇する。ダグは、時速４.７マイルのトレッドミル１５０で６０秒間運動した後の心拍数が１００であり、トレッドミル１５０の速さが時速５.０マイルに増加すると、６０秒間順応した後の心拍数は１０５に上昇する。
【００８２】
コーチングセッションの間、メアリーの心拍数が５拍／分だけ目標数値より低い場合、バグ６０１がトレッドミル１５０にスピードを時速０.１マイル増加させるよう指示し、メアリーの心拍数が安定するのを待つ。ダグの心拍数が５拍／分だけ目標数値より低い場合、バグ６０１がトレッドミル１５０にスピードを時速０.３マイル増加させるよう指示し、ダグの心拍数が安定するのを待つ。バグ６０１は、あらゆるスピードおよび状態に変化するエクササイザの心拍数をプロファイルすることができる。このような情報はその後、エクササイズ機器の作業負荷を効果的に制御し、過不足を最小限に抑えながら心拍数を所望の目標数値に到達させるために使用される。エクササイズ機器の作業負荷の変化への各エクササイザの反応は、エクササイザのフィットネスレベル、疲労レベル、全般的な健康状態に応じて変化するため、バグ６０１は、ユーザのプロフィールを動的にアップデートすることができる。
【００８３】
多くのトレッドミル１５０は、スピードだけでなく傾斜も調整することができる。急な傾斜の場合はより大きな運動強度が必要となる。エクササイザはトレッドミル１５０の傾斜ボタンを押すだけで、傾斜調整を利用することができる。エクササイザの心拍数が目標ゾーンを超えて上昇した場合は、バグ６０１は調整のためにトレッドミルのスピードを減少させることができる。その代わりに、バグ６０１はエクササイザのフィットネス目標に適合するようにスピードと傾斜の両方を制御することができる。バグはいくつのマシーンパラメータも制御できるように構成することができる。
【００８４】
エクササイザは、トレッドミル１５０に送信されるバグ６０１のコマンドを手動で制御することができる。エクササイザが疲労を感じた時、もしくは筋肉痛を患った時は、トレッドミル１５０の制御を利用して、所望のレベルにスピードを落とすことができる。また、エクササイザはトレッドミルのスピードを目標数値よりも高く増加させることもできる。
【００８５】
好適な実施形態において、トレッドミル１５０は、バグ６０２がブリッジ１３０と通信するのに使用するインタフェースと同じものを利用してバグ６０２と通信するが、他のインタフェース技術も利用可能である。それを図１３に示す。
【００８６】
混雑しているヘルスクラブでは、大勢のエクササイザ、多くのバグ６０２、多くの制御可能なマシン１５０が存在する可能性がある。従って、適切なバグ６０２が正しいエクササイズマシン１５０を制御することが重要である。ＺｉｇＢｅｅプロトコルは自動的に多数のデバイスと同時に通信し、インタフェースへの関心を同時に通信している複数のデバイスから排除する技術を有している。
【００８７】
好適な実施形態において、バグ６０２は自動的に自身の範囲内で互換エクササイズマシン１５０との間に通信セッションを構築する。エクササイザのバグ６０２は、エクササイザが立っているトレッドミル１５０だけではなく、エクササイザの左右のトレッドミルとも容易に関連付けすることができる。
【００８８】
エクササイザが自身のトレッドミル１５０のスタートボタンを押すと、バグ６０２にそのトレッドミル１５０が選択されたマシンであることを伝えるメッセージが送信される。関連付けを確認するために、エクササイザはバグの入力スイッチ６３０を押す。これらの操作が指定の時間内、例えば３秒以内に行われると、関連付けは完了し、バグ６０２からの制御指示を受けながらトレッドミル１５０が運転を開始する。
【００８９】
何らかの理由で関連付けが失敗した場合、エクササイザはバグ６０２、トレッドミル１５０もしくはその両方からその情報を得る。エクササイザはその後、関連付けプロセスを繰り返すか、もしくはエクササイズマシン１５０に手動で運転するよう指示する。
【００９０】
トレッドミル１５０のスタートボタンが、その範囲内に未関連バグ６０２がない状態で押された場合、トレッドミルは通常の手動制御モードで運転する。
【００９１】
バグ６０２がトレッドミル１５０と関連付けされると、他のすべてのトレッドミルとの関連付けを自動的に中止し、他のトレッドミルが他のエクササイザによって利用可能にする。複数のエクササイザが同時に彼らのバグとエクササイズ機器１５０とを関連付けしようとすると、一度に一人のエクササイザのみが関連付けを完了するように指示される。そのエクササイザが関連付けを終了すると、次のエクササイザが関連付けを完了し、このプロセスはすべてのエクササイザの関連付けが完了するまで繰り返される。
【００９２】
図１４に示すように、バグ６０３と制御可能なエクササイズ機器１５０間のインタフェースは有線インプリメンテーションである。図１４のバグ６０３は、ＵＳＢポートと、バグ６０３とエクササイズ機器１５０の間を連結しているＵＳＢケーブル６５０とを有している。いくつかの実施形態においては、ＵＳＢポート６４０はバグ６０３のオンボード電源４７０を補うか、オンボード電源４７０に取って代わることができる。バグ６０３とエクササイズ機器１５０の間に、ＵＳＢインタフェースのような物理的接続が利用されている場合、関連付けタスクを大いに簡略化することができる。有線インタフェースでは、どのバグがどのマシンに属しているのかが明確であるため、マシン１５０とバグ６０３は直ちに通信を開始する。
【００９３】
本発明においては、トレッドミルとバグを関連付けし、通信させることができるものであればいかなる通信方法を利用してもよい。
【００９４】
本発明の他の実施形態では、図１５に示すような簡易化したバグ６０４を使用しており、バグ６０４には心拍数センサインタフェースは使用されていない。エクササイザの情報はＰＣや上述したような他の方法によってバグ６０４にプログラミングすることができる。本実施形態において、心拍数センサ１５５は制御可能なエクササイズ機器１５０に内蔵されており、エクササイズマシン１５０がバグ６０４と順次接続される。バグ６０４がトレッドミル１５０に接続されると、心拍数情報がトレッドミル１５０からバグ６０４へと送信され、そこで作業負荷を変化させるコマンドが算出され、エクササイズ機器１５０へと返信される。この時点でも、すべてのエクササイズアクティビティがバグのプロセッサ４２０によって制御および記録されてもよい。
【００９５】
上述したすべての実施形態において、様々な構成要素からの機能と他の構成要素とを適切な方法によって通信してもよい。当業者であれば、個々のエクササイザの目標についての情報を格納し、エクササイザと共に器具から器具へ、アクティビティーからアクティビティーへと移動する携帯型エクササイズバグの利点を維持しながら、制御可能なエクササイズ機器や他の互換エクササイズ機器に情報を伝達する方法が多数存在することを理解できるであろう。ある特定の構成要素に示した機能は、システム中の他の構成要素によって実行されてもよい。構成要素の境界は例示目的および説明を容易にする目的のみで示されるものであり、特定の機能がそれらの境界内で実行されなくてはならないという意味ではない。
【００９６】
好適実施形態を参照して上述した本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって規定（画定）される。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施形態に係るエクササイズネットワークを示すブロック図である。
【図２】図２Ａは、図１に示すブリッジの一実施形態を示すブロック図であり、図２Ｂは、図１に示すブリッジの他の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図１に示す電子デバイスの一実施形態を示すブロック図である。
【図４】図１に示す電子デバイスの一実施形態を示すブロック図である。
【図５】図１に示す電子デバイスの一実施形態を示すブロック図である。
【図６】図１に示す電子デバイスの一実施形態を示すブロック図である。
【図７】図１に示す電子デバイスの一実施形態を示すブロック図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るエクササイズネットワークを示すブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るエクササイズネットワークを示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施形態において使用可能な追加センサを示すブロック図である。
【図１１】エクササイズネットワークの一部の他の実施形態を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るエクササイズネットワークのさらなる実施形態を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るエクササイズネットワークのさらなる実施形態を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るエクササイズネットワークのさらなる実施形態を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施形態に係るエクササイズネットワークのさらなる実施形態を示すブロック図である。
【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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【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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【国際調査報告】
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