(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザーの１つ又は複数の運動能力特性をモニタリングし、より良好なフォームで走行するようにトレーニングすることを援助できる装置を提供する。【解決手段】装置は、ユーザーのシューズ１１０に取り付け可能に構成された感知ユニットを備え、感知ユニットは、ユーザーの運動中にユーザーの足の動きをモニタリングするように構成された、ジャイロセンサーを含む第１のセンサー１０５と、第１のセンサーからの出力に基づいてユーザーの第１の能力特性を求める処理手段であって、第１の能力特性は、地表面に着地する際のユーザーの足の足着地ロケーションを含む、処理手段と、能力特性を表すデータパッケージをリモート受信機１２０に送信する送信手段と、を備える。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーの１つ又は複数の運動能力特性をモニタリングするための装置であって、
ユーザーのシューズに取り付け可能に構成された感知ユニットを備え、
該感知ユニットは、
（ｉ）前記ユーザーの運動中に該ユーザーの足の動きをモニタリングするように構成された第１のセンサーであって、ジャイロセンサーを含む、第１のセンサーと、
（ｉｉ）地表面に着地する際の前記ユーザーの足の足着地ロケーションを含む前記ユーザーの第１の運動能力特性を前記第１のセンサーからの出力に基づいて求める処理手段と、
（ｉｉｉ）足着地事象が起こる前の各足取りのサイクルの時点を判断するために、１つのスライドを他のスライドから区別するように適合された周期的トリガーデバイスと、
（ｉｖ）前記第１の運動能力特性を表すデータパッケージをリモート受信機に送信する送信手段と、
を備える、ユーザーの１つ又は複数の運動能力特性をモニタリングするための装置。
【請求項２】
前記ジャイロセンサーは、前記ユーザーの前記足の角速度を測定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記リモート受信機は、（ｉ）前記感知ユニットの前記送信手段から送信された前記データパッケージを受信し、（ｉｉ）前記第１の運動能力特性を表す情報を前記ユーザーに伝える、受信手段を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の運動能力特性を表す情報を前記ユーザーに伝える手段は、視覚信号、聴覚信号及び触覚信号のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の運動能力特性を表す情報は、前記ユーザーにリアルタイムで伝えられる、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記受信手段は、少なくとも１つのリモートユーザーフィードバックデバイスを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記リモートユーザーフィードバックデバイスは、腕時計、脱着式ストラップ、携帯電話、イヤフォン、ハンドヘルドフィードバックデバイス、ラップトップコンピューター、頭部装着型フィードバックデバイス及びデスクトップパーソナルコンピューターからなる群から選択される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記受信手段は、リモートユーザーフィードバックデバイスの少なくとも１つの機能を制御する手段を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記感知ユニット及び前記受信手段のうちの少なくとも一方は、前記第１の運動能力特性に関係したデータを記憶する手段を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記ユーザーの第１の運動能力特性を求める処理手段は、マイクロプロセッサを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記感知ユニットは、前記第１のセンサー、前記処理手段、及び前記送信手段を収容するように構成された収容ユニットを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記収容ユニットは、前記ユーザーの前記シューズに取り外し可能に取り付けることができるように構成されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記収容ユニットは、前記シューズの踵部分及び前記シューズのアッパーに設けられた固定部分のうちの少なくとも一方に取り外し可能に取り付けることができるように構成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ユーザーの少なくとも１つの第２の運動能力特性を求める手段を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの第２の運動能力特性を求めることは、前記第１のセンサーからの出力に基づいている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの第２のセンサーをさらに備え、
前記少なくとも１つの第２の運動能力特性を求めることは、少なくとも１つの第２のセンサーからの出力に基づいている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの第２のセンサーは、加速度計、圧力センサー、力センサー、温度センサー、化学センサー、全地球測位システム、圧電センサー、回転位置センサー、ジャイロセンサー、心拍数センサー、及びゴニオメーターからなる群から選択される、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの第２の運動能力特性は、前記ユーザーのリズム、姿勢、傾斜、速度、移動した距離及び心拍数のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記シューズの角速度を測定するように適合された少なくとも１つの第２のセンサーをさらに備え、
前記処理手段は、前記足着地事象中の局所的な最大角速度測定値と局所的な最小角速度測定値との比較を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記処理手段は、前記足着地事象中の前記局所的な最小角速度測定値を前記足着地事象中の前記局所的な最大角速度測定値で除算することと、その結果の計算値を少なくとも１つの所定の比較値と比較することとを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記処理手段は、前記足着地事象中に測定された角速度データを積分することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記周期的トリガーデバイスは加速度計を含む、請求項１に記載の装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、包括的には、運動競技用器材の分野に関し、より詳細には、トレーニング情報をランナーに提供するためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１１年２月７日に出願された米国仮特許出願第６１／４４０，２４３号の優先権及び利益を主張する。この米国仮特許出願の開示内容は、引用することによって、その全内容が本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００３】
基本的なトレーニング情報をランナーに提供するための多くのデバイスが存在する。
例えば、例えば、トレーニング衣類にクリップで留めることができるセンサーを用いてランナーの心拍数、速度、距離、及び／又はストライドレートを測定及び記録するためのシステムが、独国ヘルツォーゲンアウラハ（Herzogenaurach）のａｄｉｄａｓ  ＡＧによって製造されてきた。同様に、オレゴン州ビーバートンのＮｉｋｅ社は、歩行又は走行の距離及びペースを測定及び記録するデバイスを製作してきた。
そのようなデバイスは、多くの場合、シューズに取り付けられるか又は埋め込まれる小さな加速度計からなり、この加速度計は、受信デバイス（例えば、携帯電話内にプラグ接続されるか若しくは埋め込まれる受信機又はスポーツバンド）と通信する。このデバイス及び受信機によって、ユーザーは、トレーニング走行中に音声フィードバックを通じてユーザーに提供され及び／又は後の解析用に記録される情報を用いて、トレーニング走行の距離、時間、及びペースを追跡することが可能になる。
シューズ内のセンサーを必要とすることなく、ＧＰＳ（「全地球測位システム」）デバイスの携帯電話を利用することによって、トレーニング走行の距離、時間、及びペース等のトレーニング情報を測定及び記録するためのシステムも存在する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらのシステムは、例えば、ランナーが移動した速度及び距離に関係した基本的なトレーニング情報しか提供せず、ランナーの実際のランニングフォーム及びランニングテクニックを改良するのに用いることができる詳細なバイオフィードバック情報を何ら提供することができない。結果として、トレーニングセッションの間及び後に詳細なトレーニング情報をアスリートに提供して、彼らのランニングフォームを改良することを援助することが可能なシステム及び方法が依然として必要とされている。
【０００５】
本考案は、ユーザーの１つ又は複数の運動能力特性をモニタリングし及び／又はバイオフィードバック情報をユーザーに提供して、より良好なフォーム及び例えば改良された足着地（foot strike）で走行するようにユーザーをトレーニングすることを援助するための新規なシステム、方法、及びデバイスを対象としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の１つの実施態様が、ユーザーの１つ又は複数の運動能力特性をモニタリングするための装置であって、ユーザーのシューズに取り付け可能に構成された感知ユニットを備える。
該感知ユニットは、
前記ユーザーの運動中に該ユーザーの足の動きをモニタリングするように構成された、ジャイロセンサー等の第１のセンサーと、
地表面に着地する際の前記ユーザーの足の足着地ロケーション等の、前記ユーザーの第１の能力特性を求める処理手段と、
前記能力特性を表すデータパッケージをリモート受信機に送信する送信手段と、
を備える。
前記ジャイロセンサーは、前記ユーザーの前記足の角速度を測定するように構成することができる。前記ユーザーの能力特性を求める手段は、マイクロプロセッサを備えることができる。
【０００７】
１つの実施の形態では、前記装置はまた、前記感知ユニットから送信された前記データパッケージを受信し、前記能力特性を表す情報を前記ユーザーに伝える、受信手段を備える。
前記情報を前記ユーザーに伝える手段は、視覚信号、聴覚信号、及び／又は触覚信号（例えば振動）のうちの少なくとも１つを含むことができるか又は本質的にそれらのうちの１つからなることができる。
前記情報は、実質的にリアルタイムで前記ユーザーに伝えることができ、及び／又は、後に前記ユーザーに伝えるために及び／又は更なる解析のために、例えば前記感知ユニット及び／又は前記受信手段内に記憶することができる。
【０００８】
前記受信手段は、１つ又は複数のリモートユーザーフィードバックデバイスを備えることができる。これらのリモートユーザーフィードバックデバイスには、腕時計、脱着式ストラップ、携帯電話、イヤフォン、ハンドヘルドフィードバックデバイス、ラップトップコンピューター、頭部装着型フィードバックデバイス（例えば、バイザー又は帽子）、及び／又はデスクトップパーソナルコンピューター等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
代替的に又は加えて、前記受信手段は、携帯電話等のリモートユーザーフィードバックデバイスの少なくとも１つの機能を制御するためのソフトウェアアプリケーション及び／又はハードウェア（例えばドングル）を備えることができる。
【０００９】
１つの実施の形態では、前記感知ユニットは、前記第１のセンサー、前記処理手段、及び前記送信手段を収容するように構成された収容ユニットを備える。
前記収容ユニットは、前記ユーザーの前記シューズのソール及び／又はアッパーに取り外し可能に取り付けることができるように構成することもできるし、前記シューズのアッパー及び／又はソールに固定して取り付けられるか又は前記シューズのアッパー及び／又はソール内に埋め込むこともできる。
１つの実施の形態では、前記収容ユニットは、シューズの固定部分（例えば、前記レーシング部分）又は前記シューズの踵部分のうちの少なくとも一方に取り外し可能に取り付けることができる。
【００１０】
前記装置は、前記ユーザーの少なくとも１つの第２の能力特性を求める手段を更に備えることができ、前記求めることは、前記第１のセンサーからの出力に基づくことができ、及び／又は１つ又は複数の第２のセンサーからの出力に基づくことができる。
前記第２のセンサー（複数の場合もある）は、１つ又は複数の加速度計、圧力センサー、力センサー、温度センサー、化学センサー、全地球測位システム、圧電センサー、回転位置センサー、ジャイロセンサー、心拍数センサー、及び／又はゴニオメーターを含むこともできるし、本質的にそれらからなることもできる。
本考案の様々な実施の形態では、心電計センサー、皮膚電位計センサー、脳波計センサー、筋電計センサー、フィードバック温度計センサー、フォトプレチスモグラフセンサー、及び／又は呼吸記録器センサー等の他のセンサーも利用することができるが、これらに限定されるものではない。
前記少なくとも１つの第２の能力特性は、ユーザーのリズム(cadence)、姿勢、傾斜、速度、移動した距離、及び／又は心拍数のうちの少なくとも１つを含むこともできるし、本質的にその少なくとも１つからなることもできる。
【００１１】
１つの実施の形態では、前記処理手段は、足着地事象中（例えば、足と地面との間の初期接触の直前、初期接触時、及び／又は初期接触後における短い期間中）の局所的な最大角速度測定値と局所的な最小角速度測定値との比較を含む。
例えば、測定データを処理することは、足着地事象中の前記局所的な最小角速度測定値を足着地事象中の前記局所的な最大角速度測定値で除算することと、その結果の計算値を少なくとも１つの所定の比較値と比較して、踵着地が生じたのか、中足着地が生じたのか、又は前足着地が生じたのかを判断することとを含むこともできるし、本質的にそれらからなることもできる。
代替的に又は加えて、前記処理手段は、足着地事象中に測定された角速度データを積分することと、足着地中の前記積分された正の角速度結果と前記積分された負の角速度結果とを比較することとを含むことができる。
【００１２】
本考案の別の実施態様は、ユーザーの１つ又は複数の運動能力特性をモニタリングするための方法であって、ユーザーのシューズに取り付け可能に構成された感知ユニットを準備することを含む。
該感知ユニットは、
前記ユーザーの運動中に該ユーザーの足の動きをモニタリングするように構成された、ジャイロセンサー等の、第１のセンサーと、
地表面に着地する際の前記ユーザーの足の足着地ロケーション等の、前記ユーザーの第１の能力特性を求める処理手段と、
前記能力特性を表すデータパッケージをリモート受信機に送信する送信手段と、
を備える。
本方法は、前記感知ユニットから送信されたデータパッケージを受信し、前記能力特性を表す情報を前記ユーザーに伝える受信手段を準備することを更に含む。１つの実施の形態では、本方法は、前記情報が実質的にアルタイムで前記ユーザーに伝えられることを可能にする。
【００１３】
これらの目的及び他の目的は、本明細書において開示される本考案の利点及び特徴とともに、以下の説明、添付図面、及び特許請求の範囲を参照することによってより明らかになるであろう。さらに、本明細書において説明する様々な実施形態の特徴は、互いに相容れないものではなく、様々な組み合わせ及び並べ替えで存在することができることが理解されるべきである。
【００１４】
図面において、同様の参照符号は、概して、種々の図全体を通じて同じ部分を指す。また、図面は、必ずしも一律の縮尺で描かれているわけではなく、代わりに、一般的には、本考案の原理を示すことに重点が置かれている。以下の説明では、以下の図面を参照して本考案の様々な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の１つの実施形態による、ランナーが着用するようなバイオフィードバックシステムの概略斜視図である。
【図２】本考案の１つの実施形態による、前足センサー及び踵センサーが埋め込まれているシューズの概略側面図である。
【図３】本考案の１つの実施形態による、中足センサーが埋め込まれているシューズの概略側面図である。
【図４】本考案の１つの実施形態による、複数のセンサーが埋め込まれているシューズの概略側面図である。
【図５】本考案の１つの実施形態による、センサーのアレイが埋め込まれているシューズの概略平面図である。
【図６】本考案の１つの実施形態による、センサーのアレイが埋め込まれている別のシューズの概略平面図である。
【図７】本考案の１つの実施形態による、センサー保持インサートがソール内に挿入されているシューズの概略平面図である。
【図８】本考案の１つの実施形態による、中足センサーパッド及び踵センサーパッドを有するシューズソールの概略平面図である。
【図９】本考案の１つの実施形態による、前足センサーパッド、中足センサーパッド、及び踵センサーパッドを有するシューズソールの概略平面図である。
【図１０】本考案の１つの実施形態による、センサー保持インサートがレーシング（lacing）部分においてシューズに結合されているシューズの概略側面図である。
【図１１】本考案の１つの実施形態による、センサーがアッパーに結合されているシューズの概略側面図である。
【図１２】本考案の１つの実施形態による、アスリートのためのバイオフィードバック情報を提供するためのシステムの概略図である。
【図１３】本考案の１つの実施形態による、アスリートのためのバイオフィードバック情報を提供するための別のシステムの概略図である。
【図１４】本考案の１つの実施形態による、アスリートのためのバイオフィードバック情報を提供するための更に別のシステムの概略図である。
【図１５】本考案の１つの実施形態による、ランナーが着用するようなバイオフィードバックシステムの概略図である。
【図１６】本考案の１つの実施形態による、ランナーが着用するようなバイオフィードバックシステムの概略図である。
【図１７】本考案の１つの実施形態による、ランナーが着用するようなバイオフィードバックシステムの概略図である。
【図１８】本考案の１つの実施形態による、ランナーが着用するようなバイオフィードバックシステムの概略図である。
【図１９】本考案の１つの実施形態による、ランナーが着用するようなバイオフィードバックシステムの概略図である。
【図２０】本考案の１つの実施形態による、バイオフィードバックシステム用のハンドヘルドフィードバックデバイスの概略斜視図である。
【図２１】本考案の１つの実施形態による、シューズのレーシング部分に位置決めされたバイオフィードバックシステム用のセンサーポッドの概略側面図である。
【図２２】図２１のポッドの斜視図である。
【図２３】本考案の１つの実施形態による、シューズの踵部分に位置決めされたバイオフィードバックシステム用のセンサーポッドの概略側面図である。
【図２４】図２３のポッドの斜視図である。
【図２５】本考案の１つの実施形態による、バイオフィードバックシステム用のジャイロセンサーの方位軸の概略斜視図である。
【図２６】本考案の１つの実施形態による、踵着地走法の場合のジャイロセンサーからの角速度データのグラフである。
【図２７】本考案の１つの実施形態による、中足着地走法の場合のジャイロセンサーからの角速度データのグラフである。
【図２８】本考案の１つの実施形態による、ジャイロセンサー用のリセットトリガーのデータのグラフである。
【図２９】本考案の１つの実施形態による、ランナーの足着地ロケーションのための様々なデータ提示手段の概略図である。
【図３０】本考案の１つの実施形態による、バイオフィードバックシステム用のセンサーポッドの取り付けメカニズムの概略図である。
【図３１】本考案の１つの実施形態による、バイオフィードバックシステム用のセンサーポッドの取り付けメカニズムの概略図である。
【図３２】本考案の１つの実施形態による、バイオフィードバックシステム用のセンサーポッドの取り付けメカニズムの概略図である。
【図３３】本考案の１つの実施形態による、バイオフィードバックシステム用のセンサーポッドの取り付けメカニズムの概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
本明細書において説明する本考案は、包括的には、改良されたランニングフォーム又はランニングテクニックで走行するようにユーザー（例えば、ランナー又は他のアスリート）をトレーニングする際に用いられる改良されたバイオフィードバックシステム及び関連方法に関する。
本考案は、プロのアスリートから初心者及び不定期にジョギングする人に至るまで全てのスキルレベルのランナー又は他のアスリートが利用することができる。
１つ又は複数のセンサーをランナーの身体（例えば、１つ若しくは複数のシューズ及び／又は衣類の表面又は内部）に配置することによって、本明細書において説明するシステム及び方法は、運動活動中に実質的に瞬時のフィードバック及びコーチングを提供するとともに、走行後に評価及び更なる処理のための情報も記憶するコーチングツールとして用いることができる。
【００１７】
より良好なランニングフォームを促進することは、多くの理由からランナーに有益であり得る。それらの理由は、ランニング効率の改善（それによる能力の向上）及び傷害の危険性の低減等であるが、これらに限定されるものではない。
一般に、コーチングは、適切なランニングフォームを促進するとともにランナーを傷害のない状態に保つ重要な方法であり得る。しかしながら、ランナーの大多数（多くの大学生のランナーを含み、一部の精鋭のランナーさえも含む）は、適切なフォームで走行する方法に関して任意のトレーニングも重要なトレーニングも一度も受けたことがない。
結果として、多くのランナーは、自己のランニング効率に大きな影響を与えるおそれがあるとともにランナーを負傷させる傾向を高くするおそれがある、自己のランニングフォーム（例えば、不適切な足着地位置又はランナーの右足がその左足と異なって地面に接触する走法）に関する問題に気付いていない。
【００１８】
コーチング中にハイスピードカメラを利用することによって、ランニングフォームの改良を援助する幾つかのフィードバックをランナーに提供することができる。
しかしながら、アスリートの大多数が、改良されたランニングフォームで走行するように彼らをトレーニングする実質的な指導を提供するそのような技術を利用したプロのコーチングへの十分なアクセスを有しないだけでなく、そのようなコーチングは、たとえ利用可能であっても、高価であり多くの時間を要する可能性がある。
加えて、アスリートのランニングのビデオを視聴しても、走行中にアスリートが用いることができる瞬時のフィードバックは提供されない。
走行中の速度、移動した距離、心拍数、及び燃焼したカロリー等の幾つかの瞬時のフィードバックをランナーに提供する技術が利用されてきたが、これらのシステムによって提供される情報は、適切なランニングフォームに関する実質的なトレーニングをランナーに与えるのに用いることができるバイオフィードバック情報を生成しない。
本明細書において説明する本考案は、瞬時に又は実質的に瞬時に利用することができる実質的なバイオフィードバックデータを測定、送信、記憶、解析、及び／又は通信して、走行中及び／又は走行後にアスリートの良好なランニングフォームを促進するための改良されたシステム及び関連方法を提供することによって、この課題に対処する。
【００１９】
適切なランニングフォームで走行するようにアスリートをトレーニングする際に用いられるバイオフィードバック情報には、足着地位置、リズム（cadence）、姿勢、及び傾斜の情報が含まれるが、これらに限定されるものではない。
そのような情報は、ランナーのテクニック及びランニングの特徴を解析し、１つ又は複数の能力特性を改良するためにトレーニング中にランナーが調整することができるパラメーターを識別するのに用いることができる。
アスリートのための良好なランニングフォームは、クイックストライド、中足部の足着地ロケーション、及び良好な姿勢等の要素を含むことができるが、これらに限定されるものではない。これらの要素は、ランニングの効率及び容易さを向上させることができるとともに、筋挫傷及び他の傷害をもたらす可能性があるランナーに対するストレスを低減することができる。
これとは対照的に、トレーニングを受けていないアスリートによくある不十分なランニングフォームは、オーバーストライド、積極的な踵着地、及び悪い姿勢等の要素を含む場合がある。これらの不十分なランニング要素は、例えば、膝への過度のストレスを生成する場合があり、その結果、場合によっては、ランナーの膝／膝蓋大腿部痛症候群又は他の傷害を引き起こす場合がある。
【００２０】
ランナーの姿勢は、ランニング中のランナーの身体の身のこなし（carriage）に関係する。良好な姿勢（一般的には直立の姿勢）は、例えば、堂々と立ち、頭を上げて視線を真っ直ぐ前方に向けた状態でランニングすることによって達成することができる。
【００２１】
ランナーのリズム（すなわち、毎分の足着地数）は、良好なランニングフォームを確保する際に重要な場合がある。１つの実施形態では、毎分約１８０回の足着地のリズムが、ランナーのペースにかかわらずオーバーストライドを防止するとともに適切なランニングフォームを確保するのに最適であり得る。代替的な実施形態では、例えば、ユーザーの特定の生理機能、年齢、及び／又は目標に応じて、それよりも高い又は低いリズムを用いることができる。
【００２２】
ランナーの傾斜は、重力を有利に利用して前進運動を援助することによって過度の筋力の必要性を削減するのに利用することができる。１つの実施形態では、改良された傾斜は、腰部を曲げることなく身長全体にわたって前傾させることを含む走法を利用するとともに、足首を曲げて、つま先が離れる（toeing-off）ことによって引き起こされる不要な筋肉緊張を低減することによって達成することができる。
【００２３】
足着地ロケーション（すなわち、各歩程(step：ステップ)中の足底における地表面との初期衝突のロケーション）は、良好なランニングフォームを促進する際に極めて重要であり得る。
中足着地の足取り(gait)を有するランナーは、踵着地の足取りを用いるランナーと異なって、ランニング足取りのサイクル中に圧力を足全体に分散させる。加えて、中足着地の足取りを用いるランナーの下肢によって実行される機械的な作業は、踵着地の足取りを用いるランナーと異なって関節全体に分散される。
中足着地の足取りを有するランナーは、主として、初期衝突時に足の外側の中足部及び前足部の領域に圧力を分散させて、初期衝突に続いて、より多くの足首の屈曲（背屈）を示す。
踵着地の足取りを有するランナーは、主として、初期衝突時に外側の踵に圧力を分散させて、一般に、衝突後にそれ程多くの足首の屈曲を示さない。結果として、踵着地者は、より大きなストレスがその者の膝にかかる傾向があり、これは、ランナーの膝／膝蓋大腿部痛症候群等の傷害につながる可能性がある。その結果、後足／踵着地者は、潜在的に、ランニングの足取りが中足着地者よりも低効率になり、踵着地及びオーバーストライドは、多くの場合、制動を引き起こす。
中足着地歩容に資する一例示のシューズが、米国特許出願公開第２００９−０１４５００５号に記載されており、この開示内容は、引用することによってその全内容が本明細書の一部をなすものとする。
加えて、中足着地の足取りは、顕著な前足ランニングの足取りよりも優れたランニングフォームを提供することができる（顕著な前足ランニングは、例えば、ふくらはぎの緊張及びアキレス腱の緊張を引き起こす場合がある）。
本考案の１つの実施形態は、１つ又は複数のセンサーを用いて、各歩程（step：ステップ）中の足底における地表面との初期衝突のロケーションを求めること、及び／又は初期衝突時の地表面に対する足の角度（足着地ロケーションを求めるのに用いることができる）を求めることを含むことができる。
【００２４】
本考案の１つの実施形態は、ランニングフォームを改良することに用いるバイオフィードバック情報をランナー１１５に提供するためのシステム１００を含む。
図１に示すように、システム１００は、ランナー１１５のシューズ１１０の一部分に取り付けられている（例えば、内部に埋め込まれているか、固定して結合されているか、又は取り外し可能に結合されている）１つ又は複数のセンサー１０５を備える。１つ又は複数のセンサー１０５は、運動活動（例えば走行）中に１つ又は複数のデータ状態／能力特性を測定する。
システム１００は、センサー１０５（複数の場合もある）からデータを受信し、収集されたデータの解析に基づいてランナーに情報を伝えるための１つ又は複数のリモート受信システム１２０も備える。
収集されたデータの解析は、シューズ１１０、リモート受信システム１２０、及び／又は別個の解析ユニット（例えば、パーソナルコンピューター）内に配置されたプロセッサにおいて実行することができる。
１つ又は複数のセンサー１０５は、ランナー１１５の各シューズ１１０又はランナー１１５の単一のシューズ１１０のみに配置することができる。
【００２５】
センサー（複数の場合もある）は、シューズ内に、例えば、シューズのソール（例えば、アウトソール、ミッドソール、又はインソール）の１つ又は複数の部分内に一体的に埋め込むことができる。
１つ又は複数のセンサーを、シューズのアッパーの１つ又は複数の部内に一体的に埋め込むこともできる。
別の実施形態では、１つ又は複数のセンサーを、シューズのソール及び／又はアッパーの一部分に取り外し可能に取り付けることができるようにすることができる。例えば、センサーユニットは、シューズのアッパーの一部分（例えば、シューズの外側メッシュ層又はシューズのレーシングセクション）にクリップで留めるように構成することができ、及び／又はシューズのソールの一部分に取り外し可能に取り付けることができる。
センサー（複数の場合もある）は、任意の適切な取り付け要素を通じて取り外し可能に取り付けることができる。これらの取り付け要素には、フック及びループの固定具（例えば、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標））、クリップ、ピン、レーシング、磁気要素、及び／又は接着剤が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
運動活動中に１つ又は複数のデータ状態を測定するのに、様々なセンサーを利用することができる。
例示のセンサーには、機械式フィードバックデバイス（例えば、地面と接触すると格納されて地面接触及び／又はそれに関連した力を測定して示す格納式ピン、又は足着地中にユーザーに触覚感覚を提供するピン若しくは他の構造体）、加速度計、圧電センサー、回転位置センサー、ジャイロセンサー、温度センサー、化学センサー（例えば、酸素レベルを測定するためのセンサー）、ＧＰＳデバイス、圧力センサー（例えば、圧力トランスデューサー）、力センサー（例えば、ロードセル、力トランスデューサー、若しくはストレス／緊張センサー）、及び／又はゴニオメーターが含まれるが、これらに限定されるものではない。
例示の圧力／力センサーには、抵抗性センサー、容量性センサー、インピーダンスベースのセンサー、及び／又は圧電センサーが含まれるが、これらに限定されるものではない。
これらのセンサーは、局所的な位置におけるデータ状態を測定することもできるし、拡張エリアにわたってデータ状態（例えば、圧力及び／又は力）を測定するように構成されたストリップ又はパッドとすることもできる。
様々な実施形態では、他の電磁センサー、機械センサー、及び／又は光センサーを、上掲のセンサーに加えて又は上掲のセンサーの代わりに用いることができる。
【００２７】
１つ又は複数のセンサーを、シューズの任意の適切なロケーション、例えば、シューズのソール及び／又はアッパーの前足部分、中足部分、及び／又は踵部分内に配置することができる。
１つの実施形態では、図２に示すように、シューズ１１０は、シューズ１１０の前足部分１１７に配置された前足センサー１０５と、シューズ１１０の踵部分１２２内に配置された踵センサー１０５とを備える。センサーは、前足部分１１７及び踵部分１２２に加えて又はこれらに代えて、シューズ１１０上の他のロケーションに配置することができる。例えば、図３に示すように、１つ又は複数の中足センサー１０５をシューズ１１０の中足部分１２５に配置することができる。
様々なセンサー１０５をシューズ１１０のソール１３０内又はその上方（例えば、シューズのミッドソールの空洞内又はシューズ内のインソールの場所）に位置決めすることができ、及び／又はシューズ１１０のアッパー１３５内又はその表面上に位置決めすることができる。
【００２８】
１つの実施形態では、図４に示すように、複数のセンサー１０５（すなわち、センサーアレイ）が、シューズ１１０の長さ又はその一部分に沿った様々なロケーションに位置決めされる。これらのセンサー１０５は、図５に示すように、実質的にソール１３０の中心軸１４０に沿った複数のロケーション、又は図６に示すように、ソール１３０の内側１４５及び／又は外側１５０に沿った複数のロケーションに位置決めすることができる。
任意の適切な数のセンサー１０５を、任意の適切なロケーションにシューズ１１０のソール１３０の長さ及び幅にわたって位置決めすることができ、センサー１０５は、測定されている特定のデータ及びランニング特徴に応じて、ソール１３０のアウトソール、ミッドソール、及び／又はインソール内に埋め込まれるか、又は取り外し可能に取り付けられる。１つの実施形態では、センサー１０５のうちの１つ又は複数をソール１３０の外側表面に露出させることができる。代替的に又は加えて、センサー１０５のうちの１つ又は複数をソール１３０内に埋め込むことができる。
【００２９】
１つの実施形態では、１つ又は複数のセンサー１０５は、シューズの内側に位置決めすることができる着脱可能なインサート内に、例えば、着脱可能なインソールとして、又はシューズのソール若しくはアッパーの一部分内に形成された空洞若しくはポケット（例えば、トングポケット（tongue pocket）の踵ポケット）内にフィットするように構成されたインサートとして配置することができる。
例えば、図７に示すように、シューズ１１０は、１つ又は複数のセンサー１０５を内部に保持するインサート１７５を取り外し可能に受け入れるように構成された空洞１７０を有するソール部分１３０とともに形成することができる。
この空洞は、動作中にインサートを覆って保護するように構成されたカバー部分を備えることができる。
空洞１７０、又は複数の空洞をシューズ１１０の前足部分１１７、中足部分１２５、及び／又は踵部分１２２内の任意のロケーションに配置することができる。
様々な実施形態では、空洞１７０は、図７に示すようにシューズの内部からアクセスすることもできるし、シューズ１１０のアウトソール１３０の外側表面の開口を通してアクセスすることもできる。
【００３０】
１つの実施形態では、１つ又は複数のセンサーパッド又はセンサーストリップをシューズ１１０のソール１３０に添着する(affix)こともできるし、ソール内に埋め込むこともできる。
例えば、図８は、踵部分１２２においてソール１３０の外側１５０に沿って配置された踵センサーパッド１８０と、中足部分１２５においてソール１３０の横側１５０に沿って配置された中足センサーパッド１８５とを有するソール１３０を示している。
センサーパッド又はセンサーストリップは、ソールの内側、外側、及び／又は中央部分に沿って位置決めすることもできるし、シューズの幅又はその一部分の両端に設けられることもできる。例えば、図９は、中足部分１２５においてソール１３０の外側１５０に沿って配置された中足センサーパッド１８５を有するが、踵部分１２２の幅の両端にわたる踵センサーパッド１９０及び前足部分１１７の幅の両端にわたる前足センサーパッド１９５も有するソール１３０を示している。
【００３１】
様々な実施形態では、センサーパッド及び／又はセンサーストリップは、シューズソールの任意の部分に位置決めすることができる。これらのセンサーパッド又はセンサーストリップは、アウトソール、ミッドソール、及び／又はインソール内に埋め込むこともできるし、ソールの隣接した層間に位置決めすることもできる。代替的に、センサーパッド又はセンサーストリップは、シューズ内に配置することもできるしソールの外部の地面に接触する表面に取り付けることもできる着脱可能なインサート（例えば、着脱可能インソール）内に配置することができる。
【００３２】
代替的に、１つ又は複数のセンサー１０５は、図１０に示すようにレーシング部分１６５において又は図１１に示すようにシューズ１１０のアッパー１３５の１つ又は複数の部分においてシューズ１１０に取り外し可能に取り付けることができるインサート１６０内に配置することができる。
【００３３】
センサー１０５は、ランニング中の地面への各足の各足着地のロケーション及び分布、及び／又はランニング中の足の様々な部分に印加される力及び／又は圧力を測定するのに用いることができる。
測定されたデータを処理してバイオフィードバック情報を生成することができる。このバイオフィードバック情報は、中足着地等による、より効率的でより安全な足着地ロケーションで走行するようにランナーをトレーニングするのに用いることができる。データを処理してランナーに瞬時に又は実質的に瞬時に伝え、走行中にランナーに即時フィードバックを与えることができる。また、データを記憶して、走行が完了した後に、平均に依存した結果及び時間に依存した結果の双方を生成するのに用いることもでき、それによって、ランナー及び／又はコーチに、走行のコースにわたるランナーの能力の全解析を提供することができる。
【００３４】
センサー１０５は、足着地情報に加えて又は足着地情報に代えて、各足着地間の時間を記録することによって、走行中のランナーのリズムを測定するのに用いることもできる。この場合も、測定されたデータを処理して、ランナーに瞬時に又は実質的に瞬時に伝え、走行中にランナーに即時フィードバックを与えることでき、及び／又は記憶して、走行が完了した後に、平均に依存した結果及び時間に依存した結果の双方を生成するのに用いることができる。
【００３５】
１つの例示の実施形態では、シューズ１１０は、シューズ１１０のソールにおいて、例えば踵部分に配置された機械式フィードバックデバイス（例えばピン）を含むセンサー１０５を備えることができる。
測定されてセンサー１０５から送信されたデータは、ランナーの踵がいつ地面と接触しているのかを判断するのに用いることができ、それによって、ランナーに自身の足取りをより良く認知させるのに用いることができる情報を生成することができる。
【００３６】
本考案の１つの実施形態は、走行中にランナーの姿勢及び／又は傾斜を求めるのに利用することができるデータを測定するために、シューズ１１０のアッパー１３５又はソール１３０の内部又は表面上のいずれかに位置決めされた（センサー１０５として上記で説明したような）１つ又は複数のセンサー２０５を備える。
例えば、図１１に示すように、１つ又は複数のセンサー２０５（例えば、ゴニオメーター）をシューズ１１０のアッパー１３５に固定して埋め込むか又は取り外し可能に取り付けて、ランナーの姿勢及び／又は傾斜に関係したバイオフィードバック情報を提供するように処理することができるデータを測定することができる。
センサー２０５は、足着地及び／又はリズムを測定するためのセンサー１０５とは独立して、又はセンサー１０５と呼応して動作することができる。
１つの実施形態では、センサー２０５は、センサー１０５によって利用されるのと同じ送信機を用いて、データをリモート受信機に通信することができる。代替的に、センサー２０５は、別個の送信機を利用することができる。
代替的な実施形態では、ユーザーの姿勢及び／又は傾斜を測定するためのセンサーは、ユーザーの身体上の他のロケーション（例えば、ユーザーの足首、脚、腰、腕、又は胸）に位置決めすることができる。
【００３７】
１つの実施形態では、１つ又は複数のセンサーは、ランナーが着用可能な衣類品内に埋め込むか又は衣類品に取り外し可能に取り付けることができるようにすることもできる。代替的に又はそれに加えて、１つ又は複数のセンサーは、ランナーが着用することができるストラップに搭載することもできるし、皮膚に反応する（skin sensitive）接着剤又はテープによってランナーの一部分に着脱可能に添着することもできる。
これらのセンサーは、シューズのセンサーに加えて又はこれらに代えて、ランナーの能力特性に関係したバイオフィードバック情報を提供するのに用いることができる。
【００３８】
本明細書において説明するシステムは、ランナーの適切なランニングフォーム（例えば、足着地、リズム、姿勢、及び／又は傾斜の情報）に関係したバイオフィードバック情報を提供することに加えて、ランナーの能力に関係した他のパラメーターを測定するためのセンサーを備えることができる。これらのパラメーターには、距離、ペース、時間、燃焼したカロリー、心拍数、毎分の呼吸、血中乳酸値、及び／又は筋肉活動（ＥＭＧ）が含まれるが、これらに限定されるものではない。例えば、血中乳酸値の測定は、長距離ランナー及び他のアスリートにおける乳酸閾値データを求める際に用いることができる。
【００３９】
様々な実施形態では、センサー１０５、２０５に結合された１つ又は複数の電池要素によってセンサー１０５、２０５に電力を供給することができる。これらの電池は、使い捨てもの、交換式電池、又は充電式電池とすることができる。充電式電池は、任意の適切な手段によって充電することができる。代替的に、センサー１０５、２０５は、電力を得るためにランナーの生体力学的な動作を利用することができる。
【００４０】
センサー１０５、２０５は、測定されたデータをリモート受信機に送信するための１つ又は複数の送信機に結合することができる。送信機は、無線送信機、より詳細には無線周波数送信機及び／又は赤外線送信機を備えることができるか又は本質的にそのような送信機からなることができる。
例えば、送信機は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ローエネルギー、及び／又はＡＮＴ若しくはＡＮＴ＋のプロトコルを介して短波長の無線送信信号を送信するように構成された無線送信機とすることができる。
１つの実施形態では、システムは、複数の伝送プロトコルによって送信することが可能な送信システムを備えることができ、それによって、デバイスは、複数の異なる受信システムと通信することが可能になる。
送信機は、１つの実施形態では、リモート情報源から送信された情報を受信することを可能にすることもできる。この情報は、例えば、センサーのオン／オフ、センサーの較正、及び／又は感知システムの１つ又は複数の機能の制御に利用することができる。
【００４１】
シューズ（複数の場合もある）の内部又は表面上のセンサーによって測定されたデータは、記録及び／又は解析のためにリモート受信システムに送信されることができる。
図１２には、感知ユニット３０５及び受信／解析ユニット３１０の双方を備える、バイオフィードバック情報を提供するための一例示のシステム３００が示されている。
感知ユニット３０５は、１つ又は複数のセンサー３１５、電源３２０、及び送信／受信要素３２５等の要素を備えることができるが、要素はこれらに限定されるものではない。感知ユニット３０５は、（本明細書において説明したように）シューズ及び／又は衣類の内部又は表面上に位置決めすることができる。
リモート受信ユニット３１０は、
感知ユニット３０５からの送信データを受信するための送信／受信要素３３０、
データを受信するためのリモートユーザーフィードバック要素３３５、
未処理のデータ及び／又は解析済みのデータを記憶するための記憶ユニット３４０、
解析済みのデータから求められたバイオフィードバック情報をアスリートに伝える(commnicate)ためのコミュニケーション要素３４５（例えば、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）等の視覚ディスプレイ、聴覚通信要素、及び／又は触覚ユーザーインターフェース）、並びに
電源３５０等の要素を備えることができるが、
要素はこれらに限定されるものではない。
送信／受信要素３３０は、オンラインランニング／コーチングコミュニティ用のオンラインデータベース等のリモートデータベースと通信するのに用いることもでき、それによって、バイオフィードバック情報をリモートデータベースに送信することが可能になるとともに、バイオフィードバック情報、トレーニング指示、ソフトウェア更新、又は他のデジタル情報をリモートデータベースから受信／解析ユニット３１０に送信することが可能になる。
【００４２】
図１３には、バイオフィードバック情報を提供するための別の例示のシステム３００が示されている。この実施形態では、感知ユニット３０５は、解析要素３５５及び記憶ユニット３６０を更に備える。
解析要素３５５及び記憶ユニット３６０を感知ユニット３０５に含めることによって、未処理のデータ及び／又は解析済みのデータを感知ユニット３０５内の記憶部３６０に記憶させて、１つ又は複数のセンサー３１５からの未処理のデータの初期処理を感知ユニット３０５において実行することが可能になる。
結果として、処理済みのデータ又は処理済みのデータを表す情報の小さなパッケージしか、感知ユニット３０５からリモートユーザーフィードバック要素３５５に送信する必要がなく、それによって、リアルタイムフィードバックをユーザーに提供するためにデバイス間で送信する必要がある情報量が低減される。
これによって、電源３２０、３５０の消耗も削減され、それによって、システム３００の動作時間及び効率が延びる。
加えて、未処理のデータ及び／又は処理済みのデータを感知ユニット３０５内に記憶することによって、走行中にデータがリモートユーザーフィードバック要素３５５によって受信されたか否かにかかわらず、走行が完了した後に、更なる処理のためにデータを解析デバイス（例えばコンピューター）内にダウンロードすることが可能になる。
【００４３】
リモート受信ユニット３１０は、例えば、腕時計、ポータブルメディアプレイヤー（Ａｐｐｌｅ社のｉＰｏｄ（登録商標）等であるが、これに限定されるものではない）、ユーザーが着用するように構成された、カスタマイズされた受信ユニット（例えば、脱着式ストラップに取り付けられるか、又はユーザーの衣服のポケットに収まるように構成されている）、携帯電話若しくはスマートフォン（Ａｐｐｌｅ社のｉＰｈｏｎｅ（登録商標）又はＲｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎ  Ｍｏｔｉｏｎ社のＢｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標）等であるが、これらに限定されるものではない）、ポータブルＧＰＳデバイス、イヤフォン、及び／又はヘッドギア品（例えば、帽子、バイザー、サングラス等）とすることができる。
代替的に又は加えて、リモート受信機は、ラップトップコンピューター、タブレットコンピューター、デスクトップパーソナルコンピューター、及び／又はアスレチックトレーニングシステム（例えば、トレッドミル）とすることができる。
１つの実施形態では、送信／受信要素３３０は、感知ユニット３０５と受信／解析ユニット３１０との間の通信を可能にするようにスマートフォン又はコンピューター内にプラグ接続するように構成された別個のユニット（例えば、ドングル、すなわち、２つのリモートデバイスが通信することを可能にするハードウェア又はソフトウェアの「キー」）とすることができる。
【００４４】
バイオフィードバック情報は、聴覚信号、光信号、及び／又は触覚（例えば振動）信号を通じてランナーに伝えられることができる。
聴覚信号は、例えば、スピーカー（例えば、シューズ、感知ユニット、及び／又は受信デバイス内の小さなスピーカー）、及び／又はアスリートが着用するイヤフォン若しくはヘッドフォンを通じて伝えられることができる。
光信号は、例えば、受信デバイス上の視覚ディスプレイ（例えば、スマートフォン画面上の視覚ディスプレイ）又は１つ若しくは複数の光送信機を通じて伝えられることができる。これらの光送信機は、ランナーのシューズ及び／又はランナーが着用する衣類若しくはストラップに取り付けられた光送信機に結合された発光ダイオード（ＬＥＤ）光源等であるが、これらに限定されるものではない。
振動信号は、受信機内の及び／又はシューズ内の若しくはシューズに取り付けられた振動誘発要素を通じてランナーに通信することができる。
【００４５】
センサー（複数の場合もある）からの測定データの解析を通じて生成されたバイオフィードバック情報は、任意の適切な聴覚形態及び／又は警報信号のいずれかでアスリートに中継して戻すことができる。上記聴覚形態は、ボイスコマンド等であるが、これらに限定されるものではない。
例えば、この情報は、情報及び／又は指示（例えば、「現在、踵でランニングしている」、「リズムが遅すぎる」等）をランナーに提供する、ソフトウェアで生成された音声通信を介して伝えられることができる。
代替的に又は加えて、聴覚信号は、ランナーのランニングフォームが或る特定の要件を満たしていない場合には警報をランナーに提供し、及び／又はランナーのランニングフォームが、必要とされるパラメーターを満たしている場合には肯定的な信号をランナーに提供することができるクリック信号、ビープ信号、又は他の単純な信号を含むことができる。そのような単純な聴覚信号は、走行中にランナーに目標のリズムを与えるために、（メトロノームのように）タイミング情報を提供するのに用いることもできる。
加えて又は代替的に、聴覚信号は、目標のリズムに対するユーザーの実際のリズムに応じて、ユーザーに対して演奏されている楽曲のピッチ又は速度の変更を含むことができる）。この実際にリアルタイムのフィードバックを提供することによって、アスリートは、走行中に自己の足取りを迅速に調整することができる。
【００４６】
様々な実施形態では、バイオフィードバック情報は、アスリートに自動的に伝えられることもできるし、（例えば、受信機において通信コマンドを開始することによって）ランナーから催促があった時に伝えられることもできるし、及び／又は設定された周期で要約レポートとして伝えられることもできる（例えば、設定した距離又は走破した期間の終わりに、アスリートは、走破した最後の１マイル及び／又は走破した距離全体にわたる、自身の能力に関係した要約されたバイオフィードバック情報、例えば「最後の１マイルは、費やした時間の２０％が踵によるものである」を受信することができる）。
【００４７】
本考案の１つの実施形態は、ランナーのシューズの内側に配置されて足着地を記録する１つ又は複数のセンサーを有するシステムを含むことができる。この情報は、ランナーのシューズ内に埋め込まれているか又はシューズに取り付けられている小さなスピーカーを通じて作成される聴覚信号に変換される。結果として、この実施形態では、フィードバックをランナーに提供するのに、別個の受信／通信ユニットは必要とされない。
【００４８】
リアルタイムバイオフィードバック情報を提供することに加えて又はこれに代えて、情報は、アスリート及び／又はコーチによる後の解析のためにシステムによって記憶することができる。この情報は、例えば、各走行中のアスリートの走行及び能力の履歴をアスリートに提供するのに用いることができる。
１つの実施形態では、バイオフィードバックシステムは、センサー（複数の場合もある）からのデータを単なる未処理のデータとして単に記憶するだけであり、データの処理及び解析は、走行の完了時に、この未処理のデータを処理ユニットにダウンロードすることによって、処理ユニットによって実行される。これは、例えば、走行中にアスリートによって携帯されている実際のバイオフィードバックシステムのサイズ、重量、及び／又はコストを最小にする際に有利であり得るとともに、依然として、走行の完了時に、データの詳細な解析をアスリート及び／又はコーチに通信することを可能にする。
【００４９】
処理済みのデータは、オンラインコミュニティのために、共有されたコンピュータードライブ又は記憶ドライブ（例えば、クラウドコンピューティングシステム）にアップロードすることもでき、それによって、その情報又はその一部をコーチ及び／又は仲間のアスリートがリモートで再検討することが可能になる。
１つの実施形態では、センサーから送信されたデータの処理及び解析は、スマートフォン又は他の電子デバイス上にダウンロードすることができる１つ又は複数のアプリケーションソフトウェアプログラム（「Ａｐｐ」）が実行することができる。そのような「Ａｐｐ」は、アスリートの特定のトレーニング要件に応じて、任意の適切な方法でデータを解析し、バイオフィードバック情報を提示するようにプログラムすることができる。
【００５０】
図１４には、ユーザーの１つ又は複数の運動能力特性をモニタリングし、その能力特性（複数の場合もある）に関係するリアルタイムバイオフィードバック情報を提供し、及び／又はその能力特性に関連付けられたデータをコンピューター４５５にダウンロードするための一例示のシステム４００が示されている。
この実施形態では、感知ユニット４０５が、ユーザーの身体部分、例えばユーザーのシューズに取り外し可能に又は固定して取り付けられるように構成されている。
感知ユニット４０５は、ランニング等の運動活動中にユーザーの１つ又は複数の運動能力特性をモニタリングするための１つ又は複数の感知要素（例えば、ジャイロセンサー、加速度計等）を備えることができる。
感知ユニット４０５は、１つ又は複数の電源（例えば、充電式電池又は交換可能電池）、処理／解析ユニット（例えばマイクロプロセッサ）、メモリ、ＲＦ送信及び／又は受信ユニット、及び／又は感知ユニット４０５が別のデバイスとドッキングすることを可能にするための１つ若しくは複数のドック端子４６０等の要素も含むことができるが、要素はこれらに限定されるものではない。
別のデバイスとのドッキングは、例えば、感知ユニット４０５から解析デバイス（例えばコンピューター）への測定データ（未処理及び／又は処理済み）の転送、解析デバイスから感知ユニット４０５へのソフトウェアアプリケーション、命令、アップグレード、若しくは設定（例えば、ファームウェアのプッシュ（push））の送信、及び／又は感知ユニット４０５の電源の充電を可能にすることができる。
ドック端子４６０は、感知ユニット４０５を受信／解析デバイスに接続するためのＵＳＢポート又は他の適切なポートを備えることができる。
【００５１】
１つ又は複数の能力特性に関係したデータは、後の解析及び長期記憶のために、感知ユニット４０５から１つ又は複数のリモートリアルタイムフィードバック(real-time feedback)（ＲＴＦ）受信デバイス４１０及び／又はリモート解析記憶デバイス４５５（例えばコンピューター）に送信されることができる（４３０）。
ＲＴＦユニット４１０は、本明細書において説明するデバイスの任意のものとすることができる。図１４は、スマートフォン４２０及び／又は腕時計４１５を用いてリアルタイムフィードバックをユーザーに提供することができるシステムを示している。
ユーザーの能力特性（複数の場合もある）に関連付けられたデータは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ローエネルギー、及び／又はＡＮＴ若しくはＡＮＴ＋のプロトコル等の任意の適切なＲＦ信号を通じて送信することができるが、プロトコルはこれらに限定されるものではない。
１つの実施形態では、ＲＴＦ４１０（例えば、スマートフォン４２０）は、ハードウェアもソフトウェアも何ら追加する必要なく感知ユニット４０５と直接通信することができる。
代替的な実施形態では、ドングル４５０を用いて、ＲＴＦ４１０と感知ユニット４０５との間の通信を容易にすることができる。
【００５２】
１つの実施形態では、ＲＴＦ４１０は、１つ又は複数の感知ユニット４０５からの情報を受信して解析することができるとともに、感知ユニット４０５に加えて他のセンサー又は情報源（例えば、ＲＴＦ４１０内に埋め込まれているか又はこのＲＴＦに直接取り付けられている１つ若しくは複数のセンサー、及び／又はＲＴＦ４１０と無線で通信する１つ若しくは複数の追加のリモートセンサーユニット）からのデータを受信して解析することができ、それによって、ユーザーの複数の能力特性に関連付けられた情報の同時の処理が可能になる。
例えば、ＲＴＦ４１０は、心拍数モニター、ＧＰＳモニター、速度／距離／時間モニター、酸素レベルモニター、呼吸速度モニター、エネルギー使用モニター等の能力測定デバイスを備えることができるか、又はこのデバイスと通信することができる。
【００５３】
様々な実施形態では、走行が完了した後に、ＲＴＦ４１０は、コンピューター４５５若しくは他の処理／記憶デバイス（例えば、クラウドコンピューティングシステム）と無線接続を通じてリモート通信することができ、及び／又は処理／記憶デバイス上のドッキングポート４６０とドッキングして両者間の直接通信を可能にすることができる。
ＲＴＦ４１０は、例えば、ＲＴＦ４１０と感知ユニット４０５との間の一方向又は双方向の無線接続又は直接「ドック」接続のいずれかを可能にするように構成することができ、それによって、走行が完了した後に、ＲＴＦ４１０は、ソフトウェアアプリケーション、命令、アップグレード、若しくは設定を感知ユニット４０５にダウンロードすること、及び／又は未処理のデータ及び／又は処理済みのデータを感知ユニット４０５からアップロードすることが可能になる。
例えば、感知ユニット４０５は、能力特性（例えば、ユーザーの足着地ロケーション）を表す小さなデータパッケージを走行中に無線でＲＴＦ４１０に送信することができ、その未処理のデータは、ユーザーの走行が完了した後の更なる処理のために、感知ユニット４０５に記憶され、ＲＴＦ４１０及び／又はリモート解析受信デバイス４５５に物理有線接続を通じてダウンロードされる。
未処理のデータ及び／又は処理済みのデータは、その後、ＲＴＦ４１０に記憶することができ、及び／又はＲＴＦ４１０から解析／記憶デバイス４５５若しくは設備に通信することができる（４２５）。
【００５４】
１つの実施形態では、ソフトウェアアプリケーション（「Ａｐｐ」）を、ＲＴＦ４１０（例えばスマートフォン４２０）に提供して、ＲＴＦ４１０の様々な機能を制御し、感知ユニット４０５からの能力特性情報の受信及び関連付けられた能力情報のユーザーへの伝達を容易にすることができる。
【００５５】
ＲＴＦ４１０デバイス（例えば、スマートフォン４１０又は腕時計４１５）は、情報をユーザーに様々な方法で伝えることができる。これらの方法には、視覚ディスプレイ画面、ＲＴＦ４１０から直接放出されるか若しくは有線若しくは無線（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））のヘッドフォン接続を通じてユーザーに通信される音声信号、及び／又はＲＴＦ４１０によって放出される振動が含まれるが、これらに限定されるものではない。そのような情報は、リアルタイム又は選択された間隔で絶えず通信することができる。
１つの実施形態では足着地ロケーション情報（例えば、踵着地、中足着地、又は前足着地）がユーザーに伝えられるされるとともに、追加の能力特性情報（例えば、リズム、心拍数、速度、移動した距離、時間等）を足着地情報と同時に又は実質的に同時に伝えることもできるし、足着地情報とは独立に伝えることもできる。
【００５６】
感知ユニット４０５及びＲＴＦ４１０は、モニタリングされている特定の能力特性、用いられている特定のＲＴＦ４１０、及びユーザーに提供されている特定のリアルタイムフィードバックに応じて、様々な方法でユーザーに取り付けることができる。例えば、１つ又は複数のＲＴＦ４１０は、ユーザー４３５の手首、腕、腰、臀部、肩、頭部、胸、又は脚に装着することもできるし、ユーザー４３５の衣服のポケット又はユーザー４３５が携帯するバッグに入れることもできる。
感知ユニット４０５及びＲＴＦ４１０の例示の構成は、図１５〜図１９に見ることができる。図１５〜図１９において、感知ユニット４０５は、シューズの固定部分に装着される（例えば、靴紐で締められたシューズの靴紐に取り外し可能に取り付けられる）。
バイオフィードバックシステム４００は、図１５及び図１６並びに図１８及び図１９に示すように、ユーザーの一方の足にのみ取り付けられた単一の感知ユニット４０５を利用することもできるし、図１７に示すように、ユーザーの双方の足に取り付けられた感知ユニット４０５を利用するもできる。
【００５７】
双方の足に感知ユニット４０５を用いることによって、システム４００は、走行中に双方の足の足着地ロケーション等の能力特性を正確にモニタリングすることが可能になる。
しかしながら、ランニングの足取りは、多くの場合、適度に対称的である（すなわち、ランナーが、一方の足では踵着地であるのに対して、他方の足では中足着地であることは稀である）ので、有益なトレーニング情報及びバイオフィードバックは、１つの感知ユニットポッド４０５のみの使用から取得することができ、ユーザーは、双方の足の足着地ロケーションに関係するフィードバックを時間とともに提供することができることを確実にするために、感知ユニット４０５が装着される足を走行と走行との間に（又は走行における休憩中にも）切り替えることができる。
加えて、（リズムは、一方の足のみの感知ユニット４０５によって記録された足着地数を２倍したものに関係することになるので）リズム等の追加の能力特性を単一の感知ユニット４０５のみを用いることによって取得することができる。
【００５８】
図１５の実施形態では、ＲＴＦ４１０は、取り外し可能なストラップ又はバンド４４０によってユーザー４３５の手首に結び付けられたリストベースデバイス４６５（例えば、感知ユニット４０５から情報を受信し、その情報をユーザーに通信するように特定の構成がなされたカスタムデバイス等の腕時計４１５又は他の適切なＲＴＦデバイス）である。
リストベースデバイス４６５は、情報の視覚表示を提供する視覚ディスプレイを備えることができ、或る事象（例えば踵着地）が生じた場合には触覚感覚（例えば振動）を手首に提供する触覚デバイスを備えることができ、及び／又は或る事象（例えば踵着地）が生じた場合には聴覚信号を提供するスピーカーを備えることができる。
【００５９】
図１６の実施形態は、スマートフォン４２０の機能を制御してそのスマートフォンがＲＴＦ４１０として動作することを可能にするためのソフトウェアアプリケーションを含むスマートフォン４２０を用いる。スマートフォン４２０は、ストラップ又はバンド４４０によってユーザー４３５の上腕に取り外し可能に取り付けられる。
腕時計４１５と同様に、スマートフォン４２０は、視覚ディスプレイ、振動、及び／又は聴覚信号を通じて情報をユーザー４３５に伝えることができる。例えば、スマートフォン４２０は、図１７に示すように、一対のヘッドフォン４４５を通じてユーザー４３５に通信することができる聴覚信号を出力することができる。
双方向通信機能を有するＲＴＦ４１０（スマートフォン４２０等であるが、これらに限定されるものではない）を利用することによって、ＲＴＦ４１０は、感知ユニット４０５からの情報の受信と、別のリモートデバイス（例えばコンピューター４５５）への情報の送信及び／又は感知ユニット４０５への返信との双方を行うことが可能になる。
【００６０】
様々な実施形態では、感知ユニット４０５から情報を受信するとともに情報をユーザー４３５に伝えるためのＲＴＦ４１０として他のデバイス又は衣服を用いることができる。
図１８の実施形態では、例えば、ユーザー４３５は、受信要素が埋め込まれているか又は取り付けられているバイザー４７０を着用することができる。この場合、この受信要素は、必要に応じてデータを処理し、バイザー４７０に装着された視覚ディスプレイ要素４７５を通じてユーザー４３５に情報を伝えることができる。このバイザーは、視覚ディスプレイ４７５に加えて又はこれに代えて、聴覚フィードバック要素（例えば、スピーカー若しくはヘッドフォン接続）及び／又は振動フィードバック要素も備えることができる。
【００６１】
図１９の実施形態では、ＲＴＦ４１０は、ハンドヘルドデバイス４８０を備えることができるか又は本質的にそのハンドヘルドデバイスからなることができる。このハンドヘルドデバイスは、走行中にユーザー４３５の手に保持することができる。
一例示のハンドヘルドデバイス４８０が図２０に示されている。他のＲＴＦ４１０と同様に、ハンドヘルドデバイス４８０は、様々な特徴を備えることができる。これらの特徴は、ユーザーコミュニケーション要素、制御部、及び通信ポート等であるが、これらに限定されるものではない。
図２０に示すように、ハンドヘルドデバイス４８０は、視覚情報をユーザー４３５に提供する視覚ディスプレイ画面４８５と、聴覚信号をユーザー４３５に送ることを可能にするヘッドフォンジャック４９０と、触覚フィードバックをユーザー４３５に提供する振動要素が内部に保持されているハンドル４９５とを備えることができる。
代替的に又は加えて、ハンドヘルドデバイス４８０は、ヘッドフォンを必要とすることなく、聴覚信号をユーザー４３５に伝える１つ又は複数のスピーカーを備えることができる。
ハンドヘルドデバイス４８０は、ユーザーがハンドヘルドデバイス４８０の１つ又は複数の機能を制御することを可能にする制御ボタン５００と、ハンドヘルドデバイス４８０と別のデバイス（例えばコンピューター４５５）との間で情報のダウンロード及びアップロードを可能にするとともにハンドヘルドデバイス４８０用の充電ポートを提供する１つ又は複数の通信ポート５０５（例えばＵＳＢポート）とを備えることもできる。
【００６２】
１つの実施形態では、感知ユニット４０５は、運動活動中にシューズの角速度を測定するように構成されたジャイロセンサーを備える。
この場合、この角速度データの解析は、ユーザーの走法に関係する足着地情報を求めるのに用いることができ、それによって、特定の足着地が踵着地であったのか、中足着地であったのか、又は前足着地であったのかをユーザーに知らせることが可能になる。この情報は、設定された間隔でリアルタイムにユーザーに伝えられることができ、及び／又は後の解析及び処理のために感知ユニット４０５に記憶することができる。
加えて、ジャイロセンサーからのデータは、足着地がいつ行われるのかを判断するのに用いることができ、それによって、ユーザーのリズム（すなわち、毎分の足着地数）情報の測定が可能になる。例えば、足着地ロケーション情報（例えば、踵着地、中足着地、若しくは前足着地）、リズム情報、及び／又は他の能力特性情報を、足着地が行われるごとにユーザーに伝えられることができる。
代替的に又は加えて、事前設定したか若しくはユーザーが選択した足着地数の完了時、事前設定したか若しくはユーザーが選択した移動距離若しくは進行した時間の完了時、ユーザーからの要求時、及び／又は走行の終了時に、集計及び／又は平均された能力特性情報をユーザーに通信することができる。
【００６３】
１つの実施形態では、ジャイロセンサーを備える感知ユニットは、シューズのアッパーにおいて、シューズの上部の中央又は実質的に中央に配置された固定部分（レーシング部分又はフック及びループの固定部分等）に取り外し可能に装着することができる。
シューズ５１５のレーシング部分５２０に装着された一例示のジャイロセンサーユニット５１０が図２１及び図２２に示されている。
代替的に、ジャイロセンサーユニット５１０は、シューズ、必要とされる特定の装着配置、及び／又はセンサーの測定要件及び較正要件に応じて、図２３及び図２４に示すようにシューズ５１５の踵部分５２５に装着することもできるし、シューズ５１５のアッパー又はソールの他の任意の適切なロケーションに装着することもできる。
【００６４】
ジャイロセンサーは、一軸センサー、二軸センサー、又は更には三軸センサーとすることができ、図２５に示すように、任意の軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の回りの角速度（ｘ’，ｙ’，ｚ’）の測定を可能にし、それによって、足着地に関連付けられた様々な能力パラメーターの測定を可能にしている。
例えば、Ｚ軸の回りの角速度測定値ｚ’の綿密な解析によって、ストライド中のユーザーの足着地ロケーション（すなわち、踵着地、中足着地、又は前足着地）の識別が可能になり、それによって、ユーザーの足が、地表面との衝突の際に背屈（dorsiflexed）している（踵着地）のか、足底屈（plantarflexed）している（前足着地）のか、又は中立である（中足着地）のかに関する情報も提供される。
同様に、Ｘ軸の回りの角速度測定値ｘ’の綿密な解析によって、システムは、ユーザーの足が、地表面との衝突時に回内している（足首が他方の足に向かって内方に陥凹する）のか又は回外している（足首が他方の足から離れるように外方に陥凹する）のかを識別することが可能になる。
加えて、Ｙ軸の回りの角速度測定値ｙ’の解析によって、システムは、ユーザーの足が、地表面との衝突時に外転している（前足部が他方の足から離れるように外方に回転する）のか又は内転している（前足部が他方の足に向かって内方に回転する）のかを識別することが可能になる。
【００６５】
一般に、ジャイロセンサー（複数の場合もある）からの未処理のｚ’角速度データを処理するアルゴリズムの目標は、
地表面との衝突の瞬間における足の回転の方向及び速度を正確に検出することと、
この検出から、足着地のタイプ（すなわち、前足着地、中足着地、又は踵着地）及び足着地の重度性（例えば、重度の踵着地、中程度の踵着地、軽度の踵着地、中足部の後部における中足着地、中足部の中央部における中足着地、中足部の前部における中足着地、軽度の前足着地、中程度の前足着地、又は重度の前足着地）を判断することとである。
ジャイロセンサーの読み取り値から足着地ロケーション情報を計算する一例示の方法は以下で議論する。この実施形態では、足着地ロケーション及びリズムを測定するのに、ジャイロセンサーの１つの単一軸からのデータしか必要とされない。
【００６６】
ジャイロセンサーから記録されたデータは、各足取りサイクルが１周期とする周期的なものとみなすことができる。通常の足取りサイクルの間、足は、多くの場合、足着地の直前に正の回転を有する（例えば、図２６及び図２７参照）。足着地の後、足取りの立脚相(stance phase)の間に、足は、地面上で平坦であり、相対的に静止している。足着地は、遊脚相(swing phase)の終了と立脚相の開始との間の短い時間期間（例えば、約１０ｍｓ〜５０ｍｓ、例えば、約３０ｍｓ等）の間に行われ、その期間の間のＺ軸の回りの角速度データ（ｚ’）が、足着地のタイプを求めるために解析することができる情報を提供する。
【００６７】
踵着地事象の間、踵が地面に最初に接触し、その後、ソールが地面に対して平坦になるまで前方への足の高速回転が続く。結果として、踵着地の場合には、足着地事象の間、負の回転速度がほとんど又は全く伴うことなく、大きな正の回転速度が測定される。
これとは対照的に、中足着地は、小さな正の回転速度と、その後に続く、明確な輪郭の負の回転速度とによって示される。一方で、前足着地は、中足着地の場合に観測されるものよりも大きな負の速度を示す。
このように、踵着地と前足／中足着地との間には、Ｚ軸の回りのジャイロセンサーデータに明らかな定性的相違がある。多くの場合、足着地事象の間の初期衝突に近いが僅かにその後に、局所的な最大回転速度が発生することが見られる。
【００６８】
１つの実施形態では、ジャイロセンサーからの未処理のデータを解析して、足着地事象の足着地ロケーションを求めることができる。
代替的な実施形態では、そのデータを解析して足着地情報を求めることに先立って、（例えば、増幅、及び／又はローパスフィルタリング、ハイパスフィルタリング、バンドパスフィルタリング、バンドストップフィルタリング、及び／又はバターワースフィルタリングを通じて）データの前処理を実行することができる。
ジャイロセンサーのサンプルレートも、そのサンプルレートが、多すぎる電力を引き出し及び／又は多すぎる記憶空間を占有するレートでサンプリングすることなく正確な情報を取得するのに十分であることを保証する任意の適切なレートに設定することができる。このサンプルレートは、例えば、５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ又は５００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ、より詳細には８００Ｈｚ〜１５００Ｈｚ、例えば約９００Ｈｚに設定することができる。１つの実施形態では、少なくとも約３００個のサンプルがストライドごとに得られることを保証するために、約９００Ｈｚのサンプルレートを設定することができる。
【００６９】
踵着地の場合の例示のジャイロセンサーデータが図２６に示されている一方、中足着地の場合の例示の未処理のジャイロセンサーデータが図２７に示されている。各グラフには、３つの足着地事象が示されている。
図示するように、中足着地は、正のスパイク５５０と、その後に続く負のスパイク５５５とを示し、この負の成分は、足が、初期衝突の後に「後方」に回転している（すなわち、踵がつま先に対して下がっている）ことを示している。
逆に、踵着地は、正のスパイク５５０を有するが、負の成分を有しず（すなわち、極小値５７５は決してゼロよりも小さくない）、これは、足が「前方」に回転している（すなわち、つま先が踵に対して下に移動している）ことを示している。
前足着地は、負のピーク５５５に対して小さな正のピーク５５０を有することを特徴とし、これは、足が中足着地の場合よりも激しく後方に回転していることを示している。
リズムは、指定された時間にわたって足着地事象の数を単にカウントすることによって求めることができる。
【００７０】
１つの実施形態では、マイクロプロセッサが、ジャイロセンサーからの各角速度サンプルを解析し、足着地が生じたのか否かを判断する。足着地の瞬間を見つけるために、マイクロプロセッサは、最初に、図２８に示すように、周期的なトリガーを用いて、１つのストライドを別のスライドと区別する必要がある。
足が前方に遊脚している（swinging：スイングしている）とき、つま先は上に移動し、回転速度は負である。回転速度が負であるとき、マイクロプロセッサは、各サンプルを合計に加える。その合計が事前に設定されたレベルに達すると、フラグがセットされ、合計がリセットされる（５６０）。これは、ストライドごとに、足着地の瞬間の直前に１回起こる。
フラグがセットされた後、マイクロプロセッサは、最大値５５０の探索を開始する。見つかると、マイクロプロセッサは、設定されたウィンドウ内において最小値５５５を見つける。足着地等級（rating）を決めるのは、この最大値と最小値との比である。
【００７１】
足着地ロケーション解析のための最大角速度及び最小角速度の測定値が得られるウィンドウは、計算に悪影響を及ぼす無関係なデータを追加することなく、必要とされる最大ピーク及び最小ピークが捕捉されることを確実にする任意の適切なサイズ及び開始点に設定することができる。
例えば、このウィンドウは、適宜、
周期的なデータサイクル中若しくは特定の時間期間中に特定の識別事象において開始及び／又は終了するデータ、又は
周期的なデータサイクル中の特定の識別事象の前若しくは後の特定のサンプル数
を捕捉して解析するように設定することができ、及び／又は
設定された開始点からの特定の時間期間若しくは特定のサンプル数を対象として含むように設定することができる。
【００７２】
１つの実施形態では、ウィンドウは、初期衝突の瞬間から又は初期衝突後の最初の極大角速度の瞬間から開始して、最初の極小角速度測定値の点まで又は最初の極小角速度測定値が観測された後まで続くことができる。
代替的に、ウィンドウは、
特定の時間ウィンドウ（例えば１０ｍｓ〜５０ｍｓ、例えば約３０ｍｓ）内、又は
初期衝突の瞬間若しくは初期衝突後の最初の最大回転値ピークの瞬間、若しくは初期衝突の時点の前、初期衝突の時点、若しくは初期衝突の時点の後の他の任意の適切な時刻に開始するサンプルサイズ内
で捕捉されるデータを再検討するように設定することができる。
別の実施形態では、解析のためのウィンドウは、角速度が初期衝突前にゼロである時刻に開くことができ、極小の角速度が観測された後に角速度が負から正に遷移する時刻に閉じることができる。
【００７３】
１つの実施形態では、足着地ロケーションの確定値は、以下の式に従って、サンプルウィンドウ内において最大値を最小値と比較することによって計算することができる。
足着地ロケーション等級（Ｆ）＝｜（極小値＊１００）／極大値）｜
この計算の結果は、ＦｍｉｎからＦｍａｘまでの無次元の値（例えば、Ｆｍｉｎ＝０とＦｍａｘ＝１００との間の値）を生成する。Ｆｍｉｎは重度の踵着地を示し、Ｆｍａｘは重度の前足着地を示し、この範囲の中央の値は中足着地を示す。各範囲を識別する特定の値は、一人の例示のユーザーの場合、以下のものとすることができる。
Ｘ１〜Ｘ２＝踵着地（「Ｘ１」は、重度の踵着地を示し、Ｘ２に近い値ほど、より軽度の踵着地を示す）
Ｘ２〜Ｘ３＝中足着地
Ｘ３〜Ｘ４＝前足着地（「Ｘ４」は、重度の前足着地を示し、Ｘ３に近い値ほど、より軽度の前足着地を示す）
【００７４】
Ｘ３及びＸ４の値は、特定のユーザーの正確さを保証するように事前に設定若しくは較正することができ、及び／又は選択することができる。Ｘ２の値の例示の範囲は、約１５〜４０、より詳細には約２０〜３０又は２０〜２５、より詳細には約２０とすることができる。Ｘ３の値の例示の範囲は、約６０〜８０、より詳細には約６５〜７５又は６５〜７０、より詳細には約７０とすることができる。
【００７５】
適切な場合には、正確な足着地位置情報を提供するために追加の処理を実行することができる。例えば、結果の解析を援助するために、ガウス乗算器（Gaussian multiplier）又は他の適切な二次乗算器（2nd order multiplier）を適用することができる。
加えて又は代替的に、設定された結果ウィンドウの外側（例えば、範囲Ｆｍｉｎ〜Ｆｍａｘの外側）の結果を廃棄することもできるし、事前に設定されたデフォルト値にシフトさせることもできる。例えば、Ｆｍａｘよりも大きないずれの結果も、値「Ｆｍａｘ」を示すようにシフトさせることもできるし、完全に廃棄することもできる。
【００７６】
代替的な実施形態では、曲線の正の部分５７０の積分に対する曲線の負の部分５６５の積分の（すなわち、曲線の負の部分５６５及び曲線の正の部分５７０に基づく面積の計算からの）比を利用して、極小ピーク及び極大ピークの絶対値の比ではなく、足着地ロケーション等級を生成することができる。積分されるデータは、任意の適切なウィンドウサイズにわたって得ることができる。
積分結果の利用は、例えば、ジャイロセンサーのサンプルレートが、正確な極大ピーク値及び極小ピーク値を取得することができることを確保するには不十分である状況において、正確な読み取り値を生成する際に有用であり得る。
加えて、回転速度の積分は、ユーザーの足着地に関係する有益な能力特性情報を生成することができる足の角度の変化に関係する。
様々な他の実施形態は、データを処理して足着地情報を求めるための他の適切なアルゴリズムを、そのアルゴリズムが有益である場合には利用することができる。
【００７７】
１つの実施形態では、センサーユニットは、活動していない期間中、「スリープモード」（すなわち、低電力消費モード）になるように設定することができる。このスリープモードは、自動的にオン（センサーが所与の期間の間、静止状態のままであるとき）及びオフ（センサーが動いたとき）になるように設定することができる。
代替的に又は加えて、センサーユニットは、ユーザーがセンサーへの電力を手動でオン及びオフにすることを可能にするユーザーインターフェース（例えば、ハードウェアスイッチ又はＲＴＦからの無線信号によって起動されるソフトウェア「スイッチ」）を備えることができる。
【００７８】
１つの実施形態では、ジャイロセンサーは、足取りサイクル全体にわたって継続的にデータを取得する。
一方、代替的な実施形態では、ジャイロセンサーは、足取りサイクルの足着地事象の段階中にのみデータを取得するように、足取りサイクル中にオン及びオフにすることができる。これによって、例えば、センサーユニットによる電力消費を削減することができ、及び／又はセンサーユニットによって記憶及び／又は処理されている未処理のデータの量を削減することができる。
例えば、センサーユニットにおいてジャイロセンサーに加えて別個のセンサー（例えば加速度計）を用いることができ、この加速度計は、足着地事象の発生時を示すのに用いられ、ジャイロセンサーは、足着地事象が生じていることを加速度計データが示しているときのシステムによるトリガーの際にのみ角速度データを捕捉する。
加えて又は代替的に、加速度計データは、リズム情報を計算するのに用いることができ（ジャイロセンサーデータは足着地ロケーションの計算にのみ用いられる）、及び／又は、加速度計は、ユーザーが静止して立っているのか、歩行していのか、若しくはランニングしているのかを判断するのに用いることができ、ジャイロセンサーは、ユーザーがランニングしているときにのみ起動される。
加速度計は、例えば、足着地事象が、歩行の足着地であるのか又はランニングの足着地であるのかを、衝突時に測定された加速度の大きさに基づいて判断することができる（例えば、ランニングの足着地は、より大きな大きさの加速度測定値によって示される）。
【００７９】
能力特性情報（例えば、足着地ロケーション情報）は、多くの方法で処理してユーザーに伝えられることができる。
例えば、１つの実施形態では、図２９（Ａ）に示すように、未処理のデータを処理して、ＦｍｉｎとＦｍａｘとの間（例えば、０と１００との間）の足着地ロケーション等級値を生成することができる。その値は、記憶され、ユーザーに伝えられる。
この例では、ユーザーには、初期足着地衝突の中心が足の正確にどの箇所に生じたのかの正確な計算が提供され、この値が踵着地を表すのか、中足着地を表すのか、又は前足着地を表すのかの更なる表示が、Ｘ２及びＸ３についての設定値に基づいて計算される。
【００８０】
１つの実施形態では、図２９（Ｂ）に示すように、足着地ロケーション等級値は、複数の「ビン（bins）」のうちの１つに配置することができ、システムは、特定の足着地（又は平均の足着地）がどのビンになったのかをユーザーに伝える。
図２９（Ｂ）の実施形態では、足着地情報は、９つのビンに分割されている（重度の踵着地６０５、中程度の踵着地６１０、軽度の踵着地６１５、中足部の後部における中足着地６２０、中足部の中央における中足着地６２５、中足部の前部における中足着地６３０、軽度の前足着地６３５、中程度の前足着地６４０、又は重度の前足着地６４５）が、適切な場合には、これよりも多くの数又は少ない数のビンを用いることができる。
更に代替的な実施形態では、図２９（Ｃ）に示すように、足着地ロケーション等級値は、単に、踵着地６５０が生じたのか、中足着地６５５が生じたのか、又は前足着地６６０が生じたのかだけを示すのに用いることができる。
【００８１】
センサーユニット内のマイクロプロセッサを用いて上記で説明した解析を実行することによって、受信ユニットに送信される能力特性データを、足着地ロケーション等級値又は所与の値が含まれる適切な「ビン」を表す小さなパッケージ又はデータのみに制限することができる。
リズム情報は、足着地情報とともに送信することもできるし、各足着地の値が送信された時刻から本来的に求めることもできる。
感知ユニットからＲＴＦに送信する必要があるデータを最小にすることによって、システムによって必要とされる電力を削減することができ、それによって、システムの動作時間を延ばすことができる。
【００８２】
様々な実施形態では、この情報は、視覚信号、聴覚信号、及び／又は触覚信号を通じてユーザーに伝えられることができる。
例えば、ＲＴＦは、或る特定の事象（例えば踵着地）が生じたときにのみ、音（例えばバズ）を生成し、振動を引き起こし、及び／又は視覚的インジケーターを点滅させることができる。代替的に、異なる音、視覚信号、及び／又は振動を異なる事象に割り当てることができ、それによって、生じている事象に応じて、異なるインジケーターがユーザーに提供される。
事象の重度性（例えば、重度、中程度、又は軽度の踵着地）は、例えば、異なる音、又は所与の音の音量、ピッチ、音質、若しくは他の音響パラメーターの変化によって示すことができる。同様に、強度若しくは色の変動及び／又は振動の強度の変動を用いて、所与の足着地事象の種々の重度性を区別することができる。
１つの実施形態では、特定の足着地位置に関連付けられた聴覚信号、視覚信号、及び／又は触覚信号を事前に設定することもできるし、ユーザーの特定の好み及び用いられているＲＴＦの機能に応じて、ユーザーが選択することもできる。
【００８３】
感知ユニットは、１つの実施形態では、センサー、電源、プロセッサ、及び／又は送信機を収容するように構成された収容ユニットを備えることができる。
この収容ユニットは、例えば、センサー及び他の電子機器用の保護ケーシングを提供することができ、及び／又はセンサーをユーザーのシューズに装着することができる装着手段を提供することができる。
収容ユニットは、ユーザーのシューズのソール及び／又はアッパーに取り外し可能に取り付けることができるように構成することもできるし、シューズのアッパー及び／又はソールに固定して取り付けるように構成することもできるし、シューズのアッパー及び／又はソール内に埋め込むように構成することもできる。
１つの実施形態では、収容ユニットは、シューズの固定部分（例えば、レーシング部分若しくはフック及びループの固定部分）又はシューズの踵部分のうちの少なくともに１つに取り外し可能に取り付けることができる。
収容ユニットは、デバイスをシューズに装着するための一体型装着要素を有することができる。代替的に、収容ユニット及び装着ユニットは、センサーパッケージをシューズに装着するように相互に結合することができる別個の取り付け可能な要素とすることができる。
例示の収容ユニット７００及び装着要素７０５が、図３０（ａ）〜図３３（ｃ）に示されている。
【００８４】
図３０（ａ）に示す実施形態は、シューズの靴紐と係合するためのフック状端部７１０を備える伸縮性又は非伸縮性の装着要素７０５に固定的に又は脱着式に取り付けられる収容ユニット７００を備える。
図３０（ｂ）は、シューズの靴紐又はアイレットと係合するための、収容ユニット７００から延在する伸縮性又は非伸縮性の複数のフック７１５を有する収容ユニット７００を備える。
図３０（ｃ）は、シューズの靴紐の下に配置することができるとともに収容ユニット７００に固定的に又は脱着式に接続することができる可撓性又は非可撓性の基部ユニット７２０を有する収容ユニット７００を備える。
【００８５】
図３０（ｄ）及び図３０（ｅ）は、可撓性又は非可撓性の基部ユニット７２５を備える。基部ユニット７２５は、（図３０（ｄ）に示すように）シューズの踵部上をスライドさせ若しくはシューズの踵部のポケット内にスライドさせることができるか、又は（図３０（ｅ）に示すように）シューズの靴紐の下にスライドさせることができる
基部ユニット７２５は、シューズのアッパーの１つ又は複数の層にこの基部ユニット７２５をピン留めするためのピンを備えることができる。この場合も、基部ユニット７２５は、収容ユニット７００に固定的に又は脱着式に取り付けることができる。
図３０（ｆ）及び図３０（ｇ）は、類似の構成を示しているが、ラッチ要素７３０を有している。このラッチ要素７３０によって、基部ユニット７２５の端部は、収容ユニット７００にラッチして、シューズに装着されたときにこの収容ユニットを所定に位置にロックすることが可能になる。
【００８６】
１つの実施形態では、図３１（ａ）に示すように、磁気要素７３０を用いて、収容ユニット７００をシューズのアッパー７３５に取り外し可能に取り付けることができる。一方で、図３１（ｂ）では、ピン７４０をシューズのアッパー７３５を通して挿入し、収容ユニット７００をこのアッパーに取り外し可能に又は固定して保持することができる。
別の実施形態では、図３２（ａ）及び図３２（ｂ）に示すように、複数のラッチ要素７５０を有する脱着式の装着ユニット７４５をシューズの靴紐７５５の下方に配置することができ、それによって、収容ユニット７００をシューズのレーシング部分に脱着式に装着することが可能になる。
【００８７】
１つの実施形態では、図３３（ａ）に示すように、収容ユニット７００を装着ユニット７６０とスライド自在に接続可能とすることができる。装着ユニット７６０は、可撓性アーム７６５を備えることができ、この可撓性アームは、当該アーム７６５の端部７７０を、シューズの靴紐又はシューズのアッパーのレーシング部分の側部にフック留めすることを可能にするように挟持させることができる。アーム７６５は、代替的に、収容ユニット７００に固定して装着することができる。
別の実施形態では、図３３（ｂ）に示すように、収容ユニット７００（ハウジングユニット）は、センサー、電源、プロセッサ、及び／又は送信機が内部に保持された可撓性の細長い長さの材料から形成することができる。この可撓性のハウジングは、例えば、靴紐の下方でスライドさせることができ、靴紐によってシューズに印加される閉じる力によって所定の位置に保持することができる。
更に別の実施形態では、収容ユニット７００は、クリップ７７５に取り外し可能に又は固定して装着することができる。このクリップは、（図３３（ｃ）に示すように）踵部分においてシューズのアッパー上に又はシューズのレーシング部分にわたってクリップ留めすることもできるし、接着剤取り付け部、フック及びループの取り付け部、ピン留め取り付け部、又は他の任意の適切な取り付け手段を通じてシューズのアッパーに取り付けることもできる。
【００８８】
１つの実施形態では、例えばユーザーの上半身に結合されたジャイロセンサーからのデータを用いて、走行中に姿勢及び／又は傾斜の情報を提供することができる。
例えば、（例えば、ユーザーの胴又は上腕において）ユーザーの上半身に結び付けられたスマートフォン又は他のＲＴＦ内のジャイロセンサーを用いて、足着地及びリズムの情報と結合することができる姿勢及び／又は傾斜の情報を測定して、ランナーのランニングフォームのより完璧な解析をランナーに提供することができる。この場合、スマートフォンは、センサーユニット及びＲＴＦの双方として動作することができる。
１つの実施形態では、ユーザーは、例えば、走行前にスマートフォンをその人に単にストラップで取り付け、次いで（例えば、壁にもたれかかって）直立し、センサーを「ゼロ」にすることによって、スマートフォン又は他のＲＴＦ内のジャイロセンサーを使用前に較正することができる。
【００８９】
１つの実施形態では、足着地位置情報は、特定の足着地についてのユーザーの高度、より詳細には、高度の変化を求めるのに用いることができるＧＰＳデータ又は他の適切なデータによってサポートすることができる。
より詳細には、高度データは、ランナーが平坦又は実質的に平坦な広がりの地面をランニングしていたのか又は上り勾配若しくは下り勾配をランニングしていたのかを足着地ごとに判断するのに用いることができる。
これは、良好なランニングフォームを有するランナーであっても、かなりの斜面を下ってランニングしているときは踵着地になる傾向があり、かなりの斜面を上ってランニングしているときは前足着地になる傾向があるので、正確なデータ及び指示がランナーに通信されることを確保するために足着地ごとの状況を提供する際に有益であり得る。
【００９０】
１つの実施形態では、シューズは、このシューズの要素を調整する１つ又は複数の制御要素を内部に埋め込むことができる。
例えば、制御要素は、リモート情報源から受信された信号に応答して、ソールの剛性、可撓性、及び／又は厚さを調整するように、シューズのソールに埋め込むことができる。したがって、バイオフィードバックシステムは、シューズ内の１つ又は複数のセンサーによって測定されたバイオフィードバック情報をリモート受信機に送信し、そのデータを解析して走行中のランナーの１つ又は複数の能力特性を求め、シューズの特性を調整してランナーのテクニックの欠点を補償し及び／又は適切なフォームで走行するようにランナーをトレーニングすることを援助するように、シューズ内の要素を制御する制御信号を送信するように構成することができる。
代替的な実施形態では、解析ステップ及び制御ステップは、リモート受信機を必要とすることなく、シューズ内に埋め込まれるか又はシューズに取り付けられた制御要素によって実行することができる。
【００９１】
上記の議論は、センサーを用いて、ジョギング又はランニング中のランナーのフォームに関係する、提供されるフィードバックを測定することに関係しているが、代替的な実施形態では、本明細書において説明したシステム及び方法は、ランニング以外のアスレチック活動に関係する１つ又は複数の能力特性を測定するのに用いることができる。
例えば、本明細書において説明したシステム及び方法は、アスリートが素早く方向転換する必要があるスポーツ（例えば、サッカー、フットボール、バスケットボール、野球、ソフトボール、テニス、スカッシュ、バドミントン、バレーボール、ラクロス、フィールドホッケー、アルティメットフリスビー等）におけるトレーニング目的に有用であり得る。これらのスポーツでは、ターン又は「カット（cut）」中のアスリートの足着地の解析は、有益な能力情報を提供することができる。
同様に、ジャンプするときに良好なジャンピングフォームを必要とするスポーツ（例えば、ハードル競技、バスケットボール、バレーボール等）も、プッシュオフ及び／又は着地中のアスリートの足の位置に関係する正確な情報を提供するデバイス及び方法から利益を得ることができる。
加えて、ユーザーの足の位置及び回転についての正確な情報を提供するデバイスは、スイング中のゴルファー、投球動作中のボウラー、投球中の野球のピッチャー、又は高度の反復性を必要とする他のアスレチック運動について有益なトレーニング情報を提供することができる。
【００９２】
代替的な実施形態、及び／又は実施形態若しくは代替的な実施形態の構築に用いられる材料は、本明細書において説明した他の全ての実施形態に適用可能であることが理解されるべきである。
【００９３】
本考案は、本考案の趣旨又は本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形態で具現化することができる。したがって、上記の実施形態は、全ての点において、本明細書において説明した本考案を限定するものではなく例示とみなされるべきである。したがって、本考案の範囲は、上記の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び均等の範囲に入る全ての変更は、特許請求の範囲に包含されることが意図されている。
【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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【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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