(57)【要約】      （修正有）【課題】楽しみながら主に高齢者の日常行動の向上を図れるトレーニングシステムを提供する。【解決手段】モニタ１１と、モニタ１１の表示面側に配置されたタッチパネル１２と、モニタ１１及びタッチパネル１２を保持するスタンド１３と、モニタ１１及びタッチパネル１２が接続されたコンピュータ１４とを有する。コンピュータ１４は、モニタ１１に正解及び不正解を含む複数の選択対象を人間のつま先によって選択可能な大きさに表示し、タッチパネル１２を介して当該タッチパネル１２表面の選択された位置を検出し、検出した位置によりモニタ１１に表示された複数の選択対象から選択された選択対象を特定し、所定時間内に正解の選択対象部が選択されたときに正答とするステップを実行する。スタンド１３は、垂直方向を基準として２０°以上で４０°以下の範囲にある傾斜角を有するように、モニタ１１及びタッチパネル１２を傾斜して保持する。【選択図】図１
2019198513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モニタと、
前記モニタの表示面側に配置されたタッチパネルと、
前記モニタ及び前記タッチパネルを保持するスタンドと、
前記モニタ及び前記タッチパネルが接続されたコンピュータと
を具備し、
前記コンピュータは、前記モニタに正解及び不正解を含む複数の選択対象を人間のつま先によって選択可能な大きさに表示し、前記タッチパネルを介して当該タッチパネル表面の前記選択された位置を検出し、前記検出した位置により前記モニタに表示された複数の選択対象から選択された選択対象を特定し、所定時間内に正解の選択対象部が選択されたときに正答とするステップを実行し、
前記スタンドは、垂直方向を基準として２０°以上で４０°以下の範囲にある傾斜角を有するように、前記モニタ及び前記タッチパネルを傾斜して保持する
トレーニングシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のトレーニングシステムであって、
前記モニタは、２４インチ以上で４０インチ以下の範囲にあるモニタサイズを有し、
前記タッチパネルは、前記モニタのモニタサイズと同一又は前記モニタのモニタサイズを超える大きさを有し、赤外線走査方式で選択された位置を検出し、
更に、
前記モニタと前記タッチパネルとの間に介在し、３ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の範囲にある厚さのアクリル板
を具備するトレーニングシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトレーニングシステムであって、
前記スタンドは、前記モニタ及びタッチパネルの傾斜角を調整する角度調整機構を有する
トレーニングシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のトレーニングシステムであって、更に、
着座した人間が手で把持することができる取っ手を一方側又は両側に有するトレーニング用の椅子
を具備するトレーニングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に高齢者のトレーニングに好適なトレーニングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ディスプレイを見る利用者の動体視力と反応動作をトレーニングするシステムが開示されている。このシステムでは、ディスプレイ兼手部応答入力手段に、地図像と、地図上を応答入力に従って移動する移動体像と、正答となる移動体の移動方向を示す誘導マーク像とを関連付けて表示し、応答時間測定や応答正誤判定、成績の評価或いは初期設定に応じてトレーニングの難易度を定めるレベル設定等を行っている。利用者の入力は、ディスプレイ兼手部応答入力手段や、テンキーに相応する足踏み入力式シートである応答入力手段により行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０４４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたシステムでは、ゲーム性を持たせつつ、眼と手の協応動作や、眼と足の協応動作によるトレーニング、つまり眼で見て手や足で反応するトレーニングが可能である。
【０００５】
本発明者の知見によれば、高齢者の日常行動の向上を図るためには、眼で見て敏捷かつ正確に足を動かすこと、及び腹筋を鍛えることがトレーニングをする上で必須であるが、特許文献１のテンキーに相応する足踏み入力式シートでは正確に足を動かすトレーニングや腹筋を鍛えるトレーニングは不十分であると考えられる。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ゲーム性を持たせつつ、眼で見て敏捷かつ正確に足を動かすことで足の敏捷性を鍛え、同時に効果的に腹筋も鍛えることで、楽しみながら主に高齢者の日常行動の向上を図ることができるトレーニングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るトレーニングシステムは、モニタと、前記モニタの表示面側に配置された透明のタッチパネルと、前記モニタ及び前記タッチパネルを保持するスタンドと、前記モニタ及び前記タッチパネルが接続されたコンピュータとを有する。  
前記コンピュータは、前記モニタに正解及び不正解を含む複数の選択対象を人間のつま先によって選択可能な大きさに表示し、前記タッチパネルを介して当該タッチパネル表面の前記選択された位置を検出し、前記検出した位置により前記モニタに表示された複数の選択対象から選択された選択対象を特定し、所定時間内に正解の選択対象部が選択されたときに正答とするステップを実行する、例えばプログラムを有する。  
前記スタンドは、垂直方向を基準として２０°以上で４０°以下の範囲にある傾斜角を有するように、前記モニタ及び前記タッチパネルを傾斜して保持する。
【０００８】
本発明の一形態に係るトレーニングシステムでは、モニタに選択対象を人間のつま先によって選択可能な大きさに表示し、かつ、モニタ及びタッチパネルの前の椅子に座った人間のつま先でモニタに表示された選択対象を選択させるように実質的に一体化されたモニタ及びタッチパネルを傾斜させている。これにより、足裏全体ではなく、つま先で選択対象の選択動作を行うことになるので、眼で見て敏捷かつ正確に足を動かすことになり、足の敏捷性を鍛えることができる。また、選択対象の選択動作が単に足踏みするのではなく、足を斜めに伸ばして動かし腹筋を効果的に使う動作を行わせることになるので、同時に効果的に腹筋も鍛えることができる。ここで、モニタに表示される選択対象の、人間のつま先によって選択可能な大きさとは、典型的には、選択対象を円形としたときに、直径が８ｃｍ以上で１５ｃｍ以下である。つま先での選択を確実に行わせるには、選択対象の形状は円形が好ましいが、本発明は円形に選択対象の形状を限定しない。また、トレーニングシステムは室内で用いられるが、モニタ及びタッチパネルを傾斜させることで、天井にある室内灯のモニタへの写り込みを防止できる。更に、モニタ及びタッチパネルを傾斜させることで、タッチパネルに対してつま先の先端が垂直に近い状態で接触するようになり、タッチパネルに対するつま先による指示範囲は狭くなる。よって、つま先による選択対象の選択に応じたコンピュータ側での位置検出を正確に行える。
【０００９】
加えて、本発明の一形態に係るトレーニングシステムでは、モニタに正解及び不正解を含む複数の選択対象を表示し、所定時間内に正解の選択対象部が選択されたときに正答とする、というクイズ形式でゲーム性を有しているので、トレーニングを楽しみながら行うことができる。
【００１０】
ここで、前記スタンドは、前記モニタの前の椅子に座った人間のつま先で前記タッチパネルを介して前記モニタに表示された選択対象を選択させるように、前記モニタ及び前記タッチパネルを傾斜して保持する。そのための前記モニタ及び前記タッチパネルの傾斜角は、垂直方向を基準（０°）として、２０°以上で４０°以下の範囲が好ましく、２５°以上で３５°以下の範囲がより好ましく、３０°が最も好ましい。  
クイズ形式で所定の時間内での回答を求める状況下では、特に人間の足による選択の動作によりタッチパネルに大きな衝撃的な荷重がかかる可能性が高い。本発明の一形態に係るトレーニングシステムでは、実質的に一体化されたモニタ及びタッチパネルを前記の如く傾斜させることで、つま先でタッチパネルに当接させることになる。従って、足踏みの場合に比べてタッチパネルにかかる荷重を小さくし、上記状況下での人間の足による選択動作に対してタッチパネルを、更にはモニタを保護することができる。上記の傾斜角の範囲は、かかる理由をもとに本発明者の知見により得た結果である。
【００１１】
本発明の一形態に係るトレーニングシステムでは、前記モニタは、２４インチ以上で４０インチ以下の範囲にあるモニタサイズを有し、前記タッチパネルは、前記モニタのモニタサイズと同一又は前記モニタのモニタサイズを超える大きさを有し、赤外線走査方式で選択された位置を検出し、更に、このトレーニングシステムは、前記モニタと前記タッチパネルとの間に介在し、３ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の範囲にある厚さ、より好ましくは５ｍｍ前後の厚さのアクリル板を有することが好ましい形態である。
【００１２】
本発明者の知見によれば、モニタサイズを４０インチ以下とすることで、実質的に一体化されたモニタ及びタッチパネルの前の椅子に座った人間のつま先でモニタのいずれの位置に表示された選択対象も選択できると考えられる。また、モニタサイズを２４インチ以上とすることで、足の敏捷性及び腹筋のトレーニングを効果的に行うことができると考えられる。  
タッチパネルはモニタをカバーするサイズを有し、しかも人間の足による選択の動作により大きな衝撃的な荷重がかかる可能性があり、それに見合った耐久性が要求される。そこで、耐久性がある赤外線走査方式のタッチパネルを採用した。  
同様に、モニタもサイズが大きく、しかも人間の足による選択の動作により大きな衝撃的な荷重がかかる可能性があり、それに見合った耐久性が要求される。そこで、モニタとタッチパネルとの間に前記のアクリル板を介在させた。  
本発明では、クイズ形式で所定の時間内にタッチパネルに対して人間の足により選択動作をさせるシステム構成において、上記構成のモニタ、タッチパネル及びアクリル板を採用することで、現実的な意味で耐久性を有するシステムを実現できた。
【００１３】
本発明の一形態に係るトレーニングシステムでは、前記スタンドは、前記モニタ及び前記タッチパネルの傾斜角を調整する角度調整機構を有してもよい。タッチパネルはモニタと一体的に傾斜角が調整される。調整される傾斜角は、２０°〜４０°或いは２５°〜３５°程度が好ましい。  
前記の角度調整機構を有することで、体格等の異なるユーザに対応することが可能となる。また、トレーニングレベルの調整も可能となる。
【００１４】
本発明の一形態に係るトレーニングシステムでは、着座した人間が手で把持することができる取っ手を一方側又は両側に有するトレーニング用の椅子を更に有しもよい。  
前記のトレーニング用の椅子を有することで、安全にかつ効果的にトレーニングを行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、ゲーム性を持たせつつ、眼で見て敏捷かつ正確に足を動かすことで足の敏捷性を鍛え、同時に効果的に腹筋も鍛えることで、楽しみながら主に高齢者の日常行動の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るトレーニングシステムの構成示す側面図である。
【図２】図１に示したトレーニングシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】図１及び図２に示したトレーニングシステムの動作を示すフローチャートである。
【図４】一実施形態に係るトレーニングシステムのモニタの表示例（その１）を示す図である。
【図５】一実施形態に係るトレーニングシステムのモニタの表示例（その２）を示す図である。
【図６】一実施形態に係るトレーニングシステムを使った高齢者のトレーニングの効果を示す表である。
【図７】一実施形態に係るトレーニングシステムを使った高齢者各人のトレーニングの効果（３０秒歩行テスト  平均速度）を示すグラフである。
【図８】一実施形態に係るトレーニングシステムを使った高齢者各人のトレーニングの効果（３０秒歩行テスト  最高速度）を示すグラフである。
【図９】一実施形態に係るトレーニングシステムを使った高齢者各人のトレーニングの効果（体重あたりのレッグパワー）を示すグラフである。
【図１０】一実施形態に係るトレーニングシステムを使った高齢者各人のトレーニングの効果（体重あたりの脚伸展力）を示すグラフである。
【図１１】一実施形態に係るトレーニングシステムを使った高齢者各人のトレーニングの効果（全身反応時間）を示すグラフである。
【図１２】一実施形態に係るトレーニングシステムを使った高齢者各人のトレーニングの効果（ステッピング回数）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。  
本発明の一実施形態に係るトレーニングシステムの構成を図１及び図２を参照して説明する。  
図１及び図２に示すように、トレーニングシステム１は、モニタ１１と、モニタ１１の表示面側に配置された透明性の高いタッチパネル１２と、スタンド１３と、モニタ１１及びタッチパネル１２が接続されたコンピュータ１４とを有する。モニタ１１とタッチパネル１２との間には、アクリル板１５が介在している。モニタ１１とアクリル板１５との間には所定の隙間を設けた方が好ましい。  
トレーニングシステム１は、更に、コントローラ部２及びトレーニング用の椅子３を有する。コントローラ部２は、操作パネル２１及び操作パネルスタンド２２から構成される。  
なお、コンピュータ１４とモニタ１１、タッチパネル１２及び操作パネル２１との接続は、有線及び無線のいずれであってもよい。
【００１８】
モニタ１１は、典型的には液晶ディスプレイであり、２４インチ以上で４０インチ以下の範囲にあるモニタサイズを有する。この実施形態では、３２インチのモニタサイズを採用した。  
タッチパネル１２は、モニタ１１のモニタサイズより少し大きい大きさであり、モニタ１１の表示部をカバーするように配置されている。タッチパネル１２は、赤外線走査方式で位置検出を行う。  
スタンド１３は、モニタ１１、タッチパネル１２及びアクリル板１５を所定の位置で所定の傾斜角をもって一体的に保持する。所定の傾斜角は、具体的には、タッチパネル１２の表示面が上方を向くように、垂直方向を基準（０°）として、２０°以上で４０°以下の範囲が好ましく、２５°以上で３５°以下の範囲°がより好ましく、３０°が最も好ましい。  
スタンド１３は、モニタ１１及びタッチパネル１２の傾斜角を調整する角度調整機構１３０を有する。角度調整機構１３０を有するスタンド１３は、モニタ１１、タッチパネル１２、アクリル板１５及びコンピュータ１４を一体的に保持し、回転可能とする枢軸（図示を省略）を有するパネル保持部１３１と、１５ｋｇ程度の重さを有するスタンド底部１３２と、スタンド底部１３２に固定され、パネル保持部１３１の両側を回転可能に保持するための一対の支柱１３３と、少なくとも一方の支柱１３３にパネル保持部１３１の枢軸を固定するためのボルト１３４とを有する。
【００１９】
なお、スタンド１３は、角度調整機構をもたず、モニタ１１及びタッチパネル１２を所定の傾斜角、例えば３０°で保持してもよい。
また、この実施形態では、スタンド１３が、モニタ１１、タッチパネル１２及びアクリル板１５ばかりでなく、これらの裏側に配置されたコンピュータ１４も一体的に保持していたが、コンピュータ１４をモニタ１１、タッチパネル１２及びアクリル板１５から分離し、スタンド１３が、モニタ１１、タッチパネル１２及びアクリル板１５を一体的に保持するように構成してもよい。
【００２０】
アクリル板１５は、モニタ１１及びタッチパネル１２とほぼ同じ大きさで、３ｍｍ以上で１０ｍｍ以下の範囲にある厚さを有する。この実施形態では、厚さを５ｍｍとした。
【００２１】
操作パネル２１は、コンピュータ１４への操作命令を入力する。操作パネル２１には例えばトレーニングシステム１のオン・オフ、名前入力等の基本的な操作命令が入力される。トレーニングに関わる入力は、極力、タッチパネル１２を介して入力するように構成されている。操作パネルスタンド２２は、操作パネル２１を所定の位置に保持する。
【００２２】
トレーニング用の椅子３には、肘かけはなく、椅子３の座面と同じ高さに左右に、金属製の取っ手３１が設置されている。この取っ手３１は、長さ約１０ｃｍで、そのうち先端の５ｃｍ程度の領域の表面にゴム製の握り部３２を設けることで、握りやすくしている。ユーザは左右の取っ手３１を把握することで、安全に効果的にトレーニングを行うことができる。なお、椅子３は５本の脚を有し、椅子自体は動かないが、椅子３への着座をスムースにするように椅子３は左右に回転するように構成されている。
【００２３】
次に、トレーニングシステム１の動作を図３のフローチャートに基づき説明する。この動作は、コンピュータ１４にインストールされたアプリケーションプログラムによって実行される。なお、コンピュータ１４は、インターネット等の通信路を介してどこかのサーバ等に蓄積されているプログラムを実行し、或いは実行させてもよい。
【００２４】
コンピュータ１４は、操作パネル２１を使ってトレーニングシステム１が立ち上げられると（ステップ３０１）、図４に示すようにゲームの種類の選択画面をモニタ１１に表示する（ステップ３０２）。  
図４に示す選択画面では、選択対象として、ゲームの種類を示す「蚊たたき」、「文字ならべ」、「ナンバータッチ」、「足し算」、「じゃんけん」が表示される。これらの選択対象は、円形であり、人間のつま先によって選択可能な大きさである。  
ユーザは、これらの選択対象から一つの選択対象を選択する（ステップ３０３）。選択は、ユーザがつま先でタッチパネル１２の表面の目的とする選択対象をタッチすることで行う。  
コンピュータ１４は、タッチパネル１２を介して選択対象を認識すると、選択対象に応じたゲームを立ち上げる（ステップ３０４）。
【００２５】
コンピュータ１４は、モニタ１１にゲーム内の選択画面、つまり正解及び不正解を含む複数の選択対象を人間のつま先によって選択可能な大きさに表示する（ステップ３０５）。なお、このときタイマーをスタートする。  
図５は「足し算」のゲームの表示画面である。モニタ１１の表示画面の上部に足し算の問題「１＋２＝？」及びこれに対する答えの候補「１」、「２」、「３」、「４」が表示画面の下部に表示される。答えの候補は整列して表示するよりもランダムな位置に表示する方がゲーム性や運動能力向上のために好ましいと考えられる。答えの候補としての選択対象は大きさがランダムであった方が好ましい場合もあると考えられる。  
ユーザは、答えの候補から正解と思われる選択候補を選択する（ステップ３０６）。選択は、ユーザがつま先でタッチパネル１２の表面の正解と思う選択対象をタッチすることで行う。  
コンピュータ１４は、タッチパネル１２を介して当該タッチパネル１２表面の選択された位置を検出し（ステップ３０７）、検出した位置によりモニタ１１に表示された複数の選択対象から選択された選択対象を特定し（ステップ３０８）、所定時間内に（ステップ３０９）正解の選択対象が選択されたときに（ステップ３１０）正答とし（ステップ３１１）、それ以外は不正解又はタイムオーバーとして（ステップ３１２）、結果を表示する（ステップ３１３）。  
コンピュータ１４は、以上のステップ３０５〜３１３を問題を変えて所定回数実行し、処理を終了する（ステップ３１４）。  
以上のゲームは一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００２６】
次に、このトレーニングシステム１を使った高齢者によるトレーニングの効果を示す。  
＜方法＞  
・被験者  
平均年齢７６．８歳（６６歳〜８８歳  男性２名、女性３名）  
・トレーニング  
このトレーニングシステム１を使用し週１回の頻度で４週間トレーニング  
全てのトレーニング項目を被検者の能力に合わせてレベル調整を行い実施  
・運動能力評価  
歩行能力  
３０ｍ歩行テスト（自走式マシーン）・・・平均速度、最高速度  
脚筋力  
レッグパワー（足を伸ばすパワー），膝伸展力（膝を伸ばすパワー）    
敏捷性  
全身反応時間、ステッピング（立位姿勢で５秒間のステップ回数）    
＜結果＞  
図６の表及び図７〜図１２のグラフにトレーニングの効果を示す。  
＜考察＞  
・歩行  
歩く速度が速くなった。  
・脚筋力  
脚を伸ばす筋力と膝を伸展させる筋力がアップした。  
・敏捷性  
身体を動かす反応が速くなり、脚のステップが速くなった。  
また、歩行速度と筋力は被験者全員に、敏捷性については５名のうち３名に向上があった。  
これらのことから、このトレーニングシステム１を使用することで高齢者の歩行速度、脚筋力、敏捷性を向上させることがわかる。  
なお、本発明は上記の実施形態には限定されない。本発明は、その技術思想の範囲内で様々に変形又は応用して実施することができる。そのような実施の範囲も本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００２７】
１  トレーニングシステム
２  コントローラ部
３  トレーニング用の椅子
１１  モニタ
１２  タッチパネル
１３  スタンド
１４  コンピュータ
１５  アクリル板
２１  操作パネル
２２  操作パネルスタンド
３１  取っ手
１３０  角度調整機構
【図１】
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【図２】
2019198513.tif 000004
【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】
2019198513.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2019198513.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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