(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車のペダルにかかる負荷を検出する負荷検出器と、
前記自転車のクランクの回転速度を検出する回転速度検出器と、
前記負荷及び前記回転速度に対応するユーザの筋電を検出する筋電検出器と、
前記負荷と、前記回転速度と、前記負荷及び前記回転速度に対応する前記筋電とを取得する情報取得部と、
所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応する、複数の前記ユーザの筋電の差が第１の閾値よりも大きいか否かに基づき、前記ユーザの筋疲労情報を生成する筋疲労情報生成部とを備える、筋疲労決定装置。
【請求項２】
前記筋疲労情報生成部は、前記所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応する前記複数の筋電の差が前記第１の閾値よりも大きい場合に、前記ユーザが筋疲労しているという前記ユーザの筋疲労情報を生成する、
請求項１に記載の筋疲労決定装置。
【請求項３】
前記情報取得部は、前記負荷と、前記回転速度と、前記ユーザの筋電とを、時刻と相互に対応付けて取得し、
前記筋疲労情報生成部は、前記所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度であり、かつ、異なる時刻に対応付けられた、複数の前記ユーザの筋電の差が前記第１の閾値よりも大きいか否かに基づき、前記ユーザの筋疲労情報を生成する、
請求項１に記載の筋疲労決定装置。
【請求項４】
前記筋疲労情報生成部で生成された前記筋疲労情報を出力する出力部をさらに備える、
請求項１に記載の筋疲労決定装置。
【請求項５】
前記情報取得部は、
前記情報取得部によって取得された前記負荷を大きさに基づいて複数の負荷グループのいずれか１つに分類する負荷分類部をさらに備え、
前記筋疲労情報生成部は、前記負荷分類部で分類された各負荷グループ毎に、前記負荷グループ内の前記筋電同士を比較して、前記ユーザの筋疲労情報を生成する、
請求項１に記載の筋疲労決定装置。
【請求項６】
前記情報取得部は、前記負荷分類部により分類された前記負荷グループに対応する筋電を、前記情報取得部で取得された前記回転速度で補正する筋電補正部をさらに備え、
前記筋疲労情報生成部は、前記負荷分類部で分類された各負荷グループ毎に、前記負荷グループ内の前記筋電同士を比較するとき、前記筋電補正部で補正された前記筋電を使用して比較し、前記ユーザの筋疲労情報を生成する、
請求項５に記載の筋疲労決定装置。
【請求項７】
前記筋疲労情報生成部は、
前記負荷分類部で分類された前記負荷グループのうちの同一負荷グループの最初の筋電の値と最新の筋電の値との差分を求める筋電比較部と、
前記筋電比較部で求めた前記筋電の値の差分が前記第１の閾値より大きい場合は筋疲労が発生していると判定する筋疲労判定部とを備える、
請求項５又は６に記載の筋疲労決定装置。
【請求項８】
前記筋疲労情報生成部は、同一負荷グループ内の筋電の値を比較する際、前記負荷分類部で分類された前記負荷グループ内の最も負荷の値が大きい負荷グループを用いる
請求項７に記載の筋疲労決定装置。
【請求項９】
前記筋疲労情報生成部は、前記筋疲労情報として筋疲労発生と判定された場合、同一負荷グループ内での筋電の値の差と前記第１の閾値との変化量を筋疲労度として算出して出力する、
請求項７に記載の筋疲労決定装置。
【請求項１０】
自転車のペダルにかかる負荷を検出する負荷検出器と、前記自転車のクランクの回転速度を検出する回転速度検出器と、前記負荷及び前記回転速度に対応するユーザの筋電を検出する筋電検出器とを用いて、前記負荷と、前記回転速度と、前記負荷及び前記回転速度に対応する前記筋電とを情報取得部で取得し、
所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応する、複数の前記ユーザの筋電の差が第１の閾値よりも大きいか否かに基づき前記ユーザの筋疲労情報を筋疲労情報生成部で生成する、筋疲労決定方法。
【請求項１１】
コンピュータを、
自転車のペダルにかかる負荷と、前記自転車のクランクの回転速度と、前記負荷及び前記回転速度に対応するユーザの筋電とを相互に対応付けて取得する情報取得部と、
所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応付けられた、複数の前記ユーザの筋電の差が第１の閾値よりも大きいか否かに基づき前記ユーザの筋疲労情報を生成する筋疲労情報生成部と、
として機能させるための筋疲労決定用プログラム。
【請求項１２】
自転車のペダルに第１力を与えて、前記ペダルに接続されるクランクを第１回転速度で回転させるユーザの第１筋電位差に基づく第１情報と、前記ペダルに第２力を与えて、前記クランクを第２回転速度で回転させる前記ユーザの第２筋電位差に基づく第２情報を取得し、
前記第１力または前記第１力に基づき前記クランクの軸に与えられる第１トルクに基づく第３情報と、前記第２力または前記第２力に基づき前記軸に与えられる第２トルクに基づく第４情報を取得し、
前記第１回転速度に基づく第５情報と前記第２回転速度に基づく第６情報を取得し、
前記第３情報と前記第４情報が複数のカテゴリのうち同一カテゴリに属する場合、第７情報と第８情報が比較され、
前記複数のカテゴリの各々は予め定められた力範囲またはトルク範囲に基づいて決定され、
前記第１情報は前記第３情報と前記第５情報に基づいて第７情報に修正され、前記第５情報がより大きければ、前記第７情報はより小さくなり、
前記第２情報は前記第４情報と前記第６情報に基づいて第８情報に修正され、前記第６情報がより大きければ、前記第８情報はより小さくなる、
筋疲労決定方法。
【請求項１３】
前記ユーザに取り付けられた筋電位センサは、前記第１筋電位差と前記第２筋電位差を検出し、
前記自転車に取り付けられた回転速度検出センサは前記第１回転速度と前記第２回転速度を検出し、
前記第１力と前記第２力は前記自転車に取り付けられた力センサによって検出され、
前記第１トルクと前記第２トルクは前記自転車に取り付けられたトルクセンサによって検出される、
請求項１２記載の筋疲労決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、自転車又はサイクルトレーナーのペダルを踏んでクランクを回転させている最中にペダルにかかる負荷と、クランクの回転速度と、ユーザの筋電との関係に基づき、ユーザの筋疲労情報を生成して、筋疲労の有無又は筋疲労度の決定を可能とする筋疲労決定装置、筋疲労決定方法、及び筋疲労決定用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、筋電に関する研究が盛んに行われてきた。筋電の特徴として、筋出力の増加に伴い、筋電の振幅が大きくなり、逆に、筋出力が減少すると筋電の振幅も小さくなる。また、筋疲労が発生すると、筋疲労が発生する前と比べて、同じ力にも関わらず（等尺性運動の場合）、より多くの運動単位（筋線維）が必要となるため、筋電の振幅が大きくなる。また、筋電の平均周波数についても、等尺性運動において、筋疲労に伴い平均周波数が減少することが知られている。
【０００３】
従来、上記のように筋電の特徴を用いて、運動中などの筋肉の状態を評価する手段がいくつか提案されている。例えば、特許文献１では、運転中の筋疲労を判定する方法を提案されている。運転者の筋に電気刺激電極パルス電圧を加え、パルス電圧の印加に伴って誘発される誘発筋電位を測定し、誘発筋電位のパワースペクトル分布を求め、パワースペクトル分布の中心周波数を演算し、初期値として記憶する。所定時間毎に同様な作業を行い、パワースペクトル分布の中心周波数の変化により、筋肉疲労か否かを判定する方法である。
【０００４】
また、特許文献２では、運動を終了してから適切な回復の状態に至っているどうかを判断するための方法が提案されている。運動の開始前にユーザに等尺性運動をしてもらい、筋電を測定しておく。運動後に、運動前の等尺性運動に使用した負荷と同じ負荷で等尺性運動をして筋電を測定し、運動前に測定した筋電と比較して、適切な回復の状態に至っているか否かを判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような方法では、ユーザに電気刺激を与え、それによって得られた情報を初期値とするため、場合によっては、危険が伴う可能性が考えられる。また、特許文献２では、運動前に事前等尺性運動を行い、筋電を測定する必要があるため、手間がかかる問題がある。他の方法としては、特にスポーツ分野では、運動中の血中乳酸濃度を計測する方法等が知られているが、この方法では一般ユーザには困難な方法である。
【０００７】
ところで、実際の運動では、運動中にリアルタイムで筋疲労状態を知りたい場合がある。例えば、自転車をペダリングしている際に、ペダルにかかる負荷は常に変動するため、特許文献２のように同じ負荷を指定することが困難である。
【０００８】
非限定的で例示的な一態様は、自転車のペダリング中に筋疲労情報をリアルタイムで生成することができる筋疲労決定装置である。
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様に係る筋疲労決定装置は、自転車のペダルにかかる負荷を検出する負荷検出器と、前記自転車のクランクの回転速度を検出する回転速度検出器と、前記負荷及び前記回転速度に対応するユーザの筋電を検出する筋電検出器と、前記負荷と、前記回転速度と、前記負荷及び前記回転速度に対応する前記筋電とを取得する情報取得部と、所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応する、複数の前記ユーザの筋電の差が第１の閾値よりも大きいか否かに基づき、前記ユーザの筋疲労情報を生成する筋疲労情報生成部とを備える、筋疲労決定装置である。
【００１０】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、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およびコンピュータ読み取り可能な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】
【００１１】
本開示によれば、事前にキャリブレーションを行う必要がなく、自転車又はサイクルトレーナーのペダルを踏んでクランクを回転させている最中にペダルにかかる負荷と、クランクの回転速度と、ユーザの筋電との関係に基づき、ユーザの筋疲労情報を生成することができ、リアルタイムで筋疲労の有無又は筋疲労度の決定が可能となる。
なお、ペダルにかかる負荷とはペダルに加えられる力またはペダルに加えられる力に基づきクランク軸に加えられるトルクを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】ペダリング実験の様子を示す説明図。
【図１Ｂ】ペダリング実験の様子を示す説明図。
【図２】自転車ペダリング時の筋電図を示す図。
【図３Ａ】同一負荷で回転速度５０ｒｐｍによる筋電図を示す図。
【図３Ｂ】同一負荷で回転速度７０ｒｐｍによる筋電図を示す図。
【図３Ｃ】同一負荷で回転速度９０ｒｐｍによる筋電図を示す図。
【図３Ｄ】同一負荷で異なる３つの回転速度による自乗平均平方根ＲＭＳを示す図。
【図４Ａ】計測された筋電を負荷によってグループ分けされた筋電を表す図。
【図４Ｂ】計測された筋電を負荷及び回転速度によってグループ分けされた筋電を表す図。
【図５】本開示の実施形態にかかる筋疲労決定装置を含む筋疲労決定システムのブロック図。
【図６】前記筋疲労決定システムの処理を示すフローチャート。
【図７】前記筋疲労決定システムで測定されたデータの概略を例示する説明図。
【図８】前記筋疲労決定装置の詳細なブロック図。
【図９】前記筋疲労決定装置でのデータ処理を示すフローチャート。
【図１０】データベース作成部で作成されたデータベースの一例であって、筋電特徴量を補正する前のトルクと回転速度（回転数）との両方を分類したデータの記憶状態を示す説明図。
【図１１Ａ】負荷グループ及び回転速度に基づく筋電の補正係数を表す図。
【図１１Ｂ】クランクの回転速度で筋電を補正した後のデータ記憶状態を示す説明図。
【図１２Ａ】ユーザの筋状態表示例を示す図。
【図１２Ｂ】ユーザの筋状態表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する前に、本発明者らが実施した実験及び実験から得られた本開示の知見について説明する。
【００１４】
（実験及び本開示の知見）
本発明者らが実施した実験について説明する。
【００１５】
実験で使用される装置を図１Ａ及び図１Ｂに示す。被験者１００の大腿直筋の中央に電極１０１ｂ，１０１ｃを２ヶ所装着し、電極１０１ｂと電極１０１ｃの中心間の距離を２ｃｍになるように設置し、２点間の電位差（電極１０１ｂ−電極１０１ｃ）を大腿直筋の筋電とした。被験者１００はアース電極１０１ａを腰骨に装着し、被験者１００はサイクルトレーナーでペダリングを行った。
【００１６】
また、サイクルトレーナーのペダル１０３に、負荷センサ（今回の実験はトルクを負荷として扱う）と回転速度センサ１０２とを設置する。負荷センサはサイクルトレーナーのユーザ（ここでは被験者）がサイクルトレームのクランク軸１１０に加えるトルク（以下、「クランク軸に加えるトルク」を「トルク」、「クランク軸に加えられるトルク」を「トルク」と記載することがある）を測定するトルクセンサであってもよい。また、負荷センサは、サイクルトレーナーのユーザがペダルに加える力を検出する力センサであってもよい。負荷センサで測定されるトルクまたは力、回転速度センサ１０２で測定されるクランク１０５の回転速度と、それらに対応する筋電を測定し、トルクまたは力、回転速度、筋電を図示しない記憶部に記憶する。サイクルトレーナーに加えられるトルクは力センサで検出した検出値とクランクの長さ（例えば、クランク軸とペダル間の長さ）に基づいて算出してもよい。サイクルトレーナーに加えられるトルクは、クランク長が不変長であることより、力センサで検出した検出値としてもよい。
【００１７】
ここでは、２種類の実験（実験１と実験２）を行なった。まず、実験１では、負荷を変更し、クランク１０５の回転速度を６０ｒｐｍ（１分間に６０周）の一定値に保つように被験者１００がペダリングを行なった。次に、実験２では、負荷を一定値に固定し、クランク１０５の回転速度を変更して被験者１００がペダリングを行なった。
【００１８】
実験１の筋電図を図２に示す。図２は、ペダリング中に、筋電センサを用いて大腿直筋の筋電を測定した結果である。縦軸は筋電［μＶ］を表し、横軸は時間［分］を表している。波形２０１は、仕事率を１００ワットでペダリングした波形である。波形２０２と波形２０３とは、仕事率を１７５ワットでペダリングした波形である。なお、仕事率は、回転速度とトルクとを掛け算した値である。
【００１９】
ここで、波形２０２を計測した際の運動負荷は、波形２０１を計測した際の運動負荷より大きいため、上記で説明したように、波形２０２の振幅のほうが、波形２０１の振幅よりも大きいことが確認できる。
【００２０】
また、波形２０２と波形２０３とは、同じ仕事率でペダリングしたしたにも関わらず、波形２０３の振幅のほうが、波形２０２の振幅より大きいことが分かる。その理由として、仕事率１７５ワットでペダリングを開始してからある時間が経過すると、筋疲労が発生したため、筋電の振幅が増大していると考えられる。その筋疲労が発生するメカニズムは、十分に明らかにされているとはいえないが、ペダリングの際に活動に参加する筋肉の運動単位（筋線維）の数、又は、筋肉でのインパルスの発生頻度の増加、又は、さらには運動単位の発射活動の同期化が主な原因とされている。
【００２１】
しかし、運動負荷のみでは正確に筋疲労推定できないことが、実験２で確認できる。
【００２２】
実験２の結果を図３Ａ〜図３Ｄに示す。図３Ａの波形３０１は、所定期間の回転速度５０ｒｐｍでペダリングを複数回実施した筋電を表す（図３Ａではその一部、すなわち４回のペダリングの結果を示す）。図３Ｂの波形３０２は、所定期間の回転速度７０ｒｐｍでペダリングを複数回実施した筋電を表す（図３Ｂではその一部、すなわち５回のペダリングの結果を示す）。図３Ｃの波形３０３は、所定期間の回転速度９０ｒｐｍでペダリングを複数回実施した筋電を表す（図３Ｃではその一部の結果を示す）。図３Ｄに示す３０１ａは複数の所定期間の回転速度５０ｒｐｍでのペダリング関する複数の自乗平均平方根ＲＭＳ（以下ＲＭＳと記載する）のばらつきと、複数ＲＭＳの平均値を示す。なお、複数の所定期間の回転速度５０ｒｐｍでのペダリングと複数のＲＭＳの各々は、１対１対応する。図３Ｄに示す３０２ａは複数の所定期間の回転速度７０ｒｐｍでのペダリング関する複数のＲＭＳのばらつきと、複数のＲＭＳの平均値を示す。なお、複数の所定期間の回転速度７０ｒｐｍでのペダリングと複数のＲＭＳの各々は、１対１対応する。図３Ｄに示す３０３ａは複数の所定期間の回転速度９０ｒｐｍでのペダリング関する複数のＲＭＳのばらつきと、複数のＲＭＳの平均値を示す。なお、複数の所定期間の回転速度９０ｒｐｍでのペダリングと複数のＲＭＳの各々は、１対１対応する。
【００２３】
ここで、図３Ｄにおいて、（波形３０１に関する複数の自乗平均ＲＭＳの平均値）＜（波形３０２に関する複数のＲＭＳの平均値）＜（波形３０３に関する複数のＲＭＳの平均値）であることが確認できる。したがって、回転速度の上昇に伴い筋電の自乗平均ＲＭＳが高くなるため、筋疲労状態を推定するためには、運動負荷量と筋電とに加えて、回転速度を考慮することによって、推定精度が向上すると考えられる。
【００２４】
なお、本開示の実施形態で扱う負荷情報の一例としての筋電特徴量としては、図３Ｄに示す所定期間の筋電のＲＭＳ、振幅の絶対値の整流化平均値（ＡＲＶ：Ａｖｅｒａｇｅｄ．  Ｒｅｃｔｉｆｉｅｄ  Ｖａｌｕｅ）、又は、積分筋電図（ＩＥＭＧ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｍ）のどれを使用しても良い。また、筋電特徴量としてＲＭＳを使用するときは、ＲＭＳの区間は、図３Ａ〜図３Ｃに示したように、力を入れた区間を検出してＲＭＳを計算し、最後に、すべての区間の平均を算出して筋電特徴量とする。
【００２５】
図４Ａ〜図４Ｂに筋電の記録様子を示す。図４Ａには、回転速度を考慮せずに、ペダリング中の負荷、すなわちトルクと、それに対応する筋電を、０．００１秒毎に計測して、３０秒毎に筋電のＲＭＳを取得し、負荷を４段階に分類した筋電のＲＭＳを記憶部に記憶する。この記憶したデータを用いて、筋疲労判定も行われる。なお、この例では、筋疲労閾値を、現在（筋電計測時）の筋電のＲＭＳと、現在の筋電のＲＭＳが属する同一負荷グループで時間的に最も早く取得された筋電のＲＭＳとの差分が、「３０」以上になった場合、筋疲労が発生と筋疲労判定部４０６ｂで判断することにする。なお、筋疲労閾値は、予め実験で、筋電と乳酸濃度との関係を調べた結果から得てもよい。筋疲労閾値は、実験を重ねて、筋電と血液中の乳酸濃度との関係の変化を調べた結果に基づき、設定することができる。より具体的な例としては、筋疲労閾値として、最初の値と最新の値の差分が「３０」以上になった場合、筋疲労が発生と判断することにしている。疲労判定の欄で、「Ｎ」は疲労判定無し、「Ｙ」は疲労判定有りをそれぞれ示す。なお、筋疲労閾値は、男女によって、又は、年齢層によって異なることも考えられ、実験で、それぞれの条件別に筋疲労閾値を設定することも可能である。
【００２６】
ここで、負荷グループ４で、現在の筋電のＲＭＳが、最初の筋電のＲＭＳ「１５０」から、「１９６」に増加したため、その差分が４６となり、筋肉が疲労に伴った結果と判断された。
【００２７】
ペダリング中の負荷量及び回転速度を考慮し、筋疲労評価を決定してもよい。ペダリング中の負荷及び回転速度を考慮し、筋電をグループ分けした場合を図４Ｂに示す。この例は、負荷を４段階に、それぞれの負荷グループで、回転速度を３段階に分けて筋電を記憶した様子である。筋電が増加した原因は、筋疲労ではなく、回転速度による結果であることがある。負荷量と同時に回転速度とを考慮し、計測された筋電を補正することで、ペダリング中の筋疲労評価の精度を上げることが可能となる。
【００２８】
以上の実験結果から考えられた本開示の実施形態にかかる筋疲労決定装置及び方法としては、少なくとも、ペダリングを行う自転車（サイクルトレーナーを含む）１０４のペダル１０３にかかる負荷と、クランク１０５の回転速度と、ペダル１０３にかかる負荷及び回転速度に対応するユーザ１００の筋電と、時刻とを情報取得部４００で相互に対応付けし、情報取得部４００で取得され、大きさ別の複数のグループのいずれかに属した負荷と回転速度とに対応付けられかつ異なる時刻の筋電同士を比較して、比較結果に基づき前記ユーザ１００の筋疲労情報を生成する筋疲労情報生成部３９９を含めばよい。ここで、大きさ別の複数のグループのいずれかに属した負荷と回転速度とは、少なくとも、負荷が、大きさ別に複数のグループに分けられており、その分けられたグループのいずれかに属する負荷に対応付けられた回転速度を意味する。又は、大きさ別の複数のグループのいずれかに属した負荷と回転速度とは、負荷が、大きさ別に複数のグループに分けられており、その分けられたグループのいずれかに属する負荷に対応付けられた回転速度が、さらに、大きさ別に複数のグループに分けられており、その分けられたグループのいずれかに属する回転速度」という意味である。
「大きさ別の複数のグループのいずれかに属した負荷と回転速度とに対応付けられた筋電」とは、各々の筋電のＲＭＳが、負荷（トルク）と回転速度によってグループに分類されていることを意味してもよい。各々の筋電ＲＭＳがどの負荷グループ（トルクのグループ）に所属するかは、筋電のＲＭＳの算出の基になった所定期間（例えば３０秒）に測定した複数の筋電に対応する負荷センサ（トルクセンサ）で測定された複数の負荷の平均値に基づいて決定してもよい。各々の筋電の自乗平均ＲＭＳがどの回転速度グループに所属するかは、筋電のＲＭＳの算出の基になった所定期間（例えば３０秒）に測定した複数の筋電に対応する回転速度センサで測定された複数の回転速度の平均値に基づいて決定してもよい。図４Ｂの例では、負荷グループ数は４つであり、各々の負荷のグループ、例えば、負荷グループ１では、回転速度グループ数は４である。筋肉疲労と筋電の相関が確認できれば、筋電のＲＭＳに替えて、複数の筋電の平均値などを用いてもよい。
【００２９】
従って、その大きさ別に複数のグループに分けられたグループのいずれかに属する負荷に対応付けられた回転速度、及び、大きさ別に複数のグループに分けられたグループのいずれかに属する回転速度、のいずれかに対応付けられかつ異なる時刻の前記筋電の自乗平均ＲＭＳ同士（負荷グループ同一かつ回転速度グループ同一である筋電のＲＭＳ、例えば、図４Ｂにおける、「負荷グループ２で回転速度４０〜５９ｒｐｍに対応付けられた筋電のＲＭＳ＝９０」と「負荷グループ２で回転速度４０〜５９ｒｐｍに対応付けられた筋電のＲＭＳ＝９６」）を比較し、比較結果に基づき前記ユーザ１００の筋疲労情報を生成する筋疲労情報生成部３９９で生成することができる。
【００３０】
（実施の形態）
以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
以下、図面を参照して本開示における実施形態を詳細に説明する前に、本開示の種々の態様について説明する。
【００３２】
本開示の第１の態様によれば、自転車のペダルにかかる負荷を検出する負荷検出器と、
前記自転車のクランクの回転速度を検出する回転速度検出器と、前記負荷及び前記回転速度に対応するユーザの筋電を検出する筋電検出器と、前記負荷と、前記回転速度と、前記負荷及び前記回転速度に対応する前記筋電とを取得する情報取得部と、所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応する、複数の前記ユーザの筋電の差が第１の閾値よりも大きいか否かに基づき、前記ユーザの筋疲労情報を生成する筋疲労情報生成部とを備える、筋疲労決定装置を提供する。
【００３３】
前記態様によれば、事前にキャリブレーションを行う必要がなく、自転車又はサイクルトレーナーのペダルを踏んでクランクを回転させている最中にペダルにかかる負荷と、クランクの回転速度と、ユーザの筋電との対応関係に基づき、ユーザの筋疲労情報を生成することができ、リアルタイムで筋疲労の有無又は筋疲労度の決定が可能となる。
【００３４】
本開示の第２の態様によれば、前記筋疲労情報生成部は、前記所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応する前記複数の筋電の差が前記第１の閾値よりも大きい場合に、前記ユーザが筋疲労しているという前記ユーザの筋疲労情報を生成する、第１の態様に記載の筋疲労決定装置を提供する。
【００３５】
前記態様によれば、事前にキャリブレーションを行う必要がなく、自転車又はサイクルトレーナーのペダルを踏んでクランクを回転させている最中にペダルにかかる負荷と、クランクの回転速度と、ユーザの筋電との対応関係に基づき、ユーザの筋疲労情報を生成することができ、リアルタイムで筋疲労の有無又は筋疲労度の決定が可能となる。
【００３６】
本開示の第３の態様によれば、前記情報取得部は、前記負荷と、前記回転速度と、前記ユーザの筋電とを、時刻と相互に対応付けて取得し、前記筋疲労情報生成部は、前記所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度であり、かつ、異なる時刻に対応付けられた、複数の前記ユーザの筋電の差が前記第１の閾値よりも大きいか否かに基づき、前記ユーザの筋疲労情報を生成する、第１の態様に記載の筋疲労決定装置を提供する。
【００３７】
前記態様によれば、事前にキャリブレーションを行う必要がなく、自転車又はサイクルトレーナーのペダルを踏んでクランクを回転させている最中にペダルにかかる負荷と、クランクの回転速度と、ユーザの筋電との対応関係に基づき、ユーザの筋疲労情報を生成することができ、リアルタイムで筋疲労の有無又は筋疲労度の決定が可能となる。
本開示の第４の態様によれば、前記筋疲労情報生成部で生成された前記筋疲労情報を出力する出力部をさらに備える、第１の態様に記載の筋疲労決定装置を提供する。
【００３８】
前記態様によれば、筋疲労情報生成部で生成された前記筋疲労情報を前記出力部で出力することができ、前記筋疲労情報をユーザに視覚的にフィードバックすることができる。例えば、出力部の一例としての液晶表示装置などに、回転速度、左右の足のパワー、筋疲労状態、又は筋疲労度などを表示させて、ユーザに知らせることができる。
【００３９】
本開示の第５の態様によれば、前記情報取得部は、前記情報取得部によって取得された前記負荷を大きさに基づいて複数の負荷グループのいずれか１つに分類する負荷分類部をさらに備え、前記筋疲労情報生成部は、前記負荷分類部で分類された各負荷グループ毎に、前記負荷グループ内の前記筋電同士を比較して、前記ユーザの筋疲労情報を生成する、第１の態様に記載の筋疲労決定装置を提供する。
【００４０】
前記態様によれば、前記負荷分類部で分類された各負荷グループ毎に、前記負荷グループ内の前記筋電同士を比較することにより、近接した負荷同士を比較することができて、筋疲労情報を基にした筋疲労の有無又は筋疲労度の決定の精度をより高くすることができる。
【００４１】
本開示の第６の態様によれば、前記情報取得部は、前記負荷分類部により分類された前記負荷グループに対応する筋電を、前記情報取得部で取得された前記回転速度で補正する筋電補正部をさらに備え、前記筋疲労情報生成部は、前記負荷分類部で分類された各負荷グループ毎に、前記負荷グループ内の前記筋電同士を比較するとき、前記筋電補正部で補正された前記筋電を使用して比較し、前記ユーザの筋疲労情報を生成する、第５の態様に記載の筋疲労決定装置を提供する。
【００４２】
前記態様によれば、前記負荷情報取得部により得られた負荷が同一負荷グループに属するにも関わらず、異なる回転速度による筋電の相違を、前記筋電補正部により補正し、同一負荷グループ内での筋電を、同じ条件で前記筋疲労情報生成部で比較することができて、筋疲労情報を基にした筋疲労の有無、又は筋疲労度の決定の精度をより向上させることができる。
【００４３】
本開示の第７の態様によれば、前記筋疲労情報生成部は、前記負荷分類部で分類された前記負荷グループのうちの同一負荷グループの最初の筋電の値と最新の筋電の値との差分を求める筋電比較部と、前記筋電比較部で求めた前記筋電の値の差分が第１の閾値より大きい場合は筋疲労が発生していると判定する筋疲労判定部とを備える、第５又は６の態様に記載の筋疲労決定装置を提供する。
【００４４】
前記態様によれば、前記筋電取得部により取得された筋電を、常に、筋疲労が発生していない最初の状態の筋電と前記筋電比較部で比較することが可能であり、筋疲労の有無又は筋疲労度の決定の精度を向上させることができる。
【００４５】
本開示の第８の態様によれば、前記筋疲労情報生成部は、同一負荷グループ内の筋電の値を比較する際、前記負荷分類部で分類された前記負荷グループ内の最も負荷の値が大きい負荷グループを用いる第７の態様に記載の筋疲労決定装置を提供する。
【００４６】
前記態様によれば、筋疲労が発生すると、負荷の値が高いグループにおける筋電の変化が、負荷の値が低いグループにおける筋電の変化よりも大きいため、負荷の値が高いグループにおける筋電の変化を用いることによって、筋電取得部で起こりうる誤差を避けることができ、筋疲労の有無又は筋疲労度の決定の精度をより向上させることができる。
【００４７】
本開示の第９の態様によれば、前記筋疲労情報生成部は、前記筋疲労情報として筋疲労発生と判定された場合、同一負荷グループ内での筋電の値の差と前記第１の閾値との変化量を筋疲労度として算出して出力する、第７の態様に記載の筋疲労決定装置を提供する。
【００４８】
前記態様によれば、前記筋疲労判定部で筋疲労の有無に加えて、筋疲労の定量化することが可能となる。
【００４９】
本開示の第１０の態様によれば、自転車のペダルにかかる負荷を検出する負荷検出器と、前記自転車のクランクの回転速度を検出する回転速度検出器と、前記負荷及び前記回転速度に対応するユーザの筋電を検出する筋電検出器とを用いて、前記負荷と、前記回転速度と、前記負荷及び前記回転速度に対応する前記筋電とを情報取得部で取得し、所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応する、複数の前記ユーザの筋電の差が第１の閾値よりも大きいか否かに基づき前記ユーザの筋疲労情報を筋疲労情報生成部で生成する、筋疲労決定方法を提供する。
【００５０】
前記態様によれば、事前にキャリブレーションを行う必要がなく、自転車又はサイクルトレーナーのペダルを踏んでクランクを回転させている最中にペダルにかかる負荷と、クランクの回転速度と、ユーザの筋電との対応関係に基づき、ユーザの筋疲労情報を生成することができ、リアルタイムで筋疲労の有無又は筋疲労度の決定が可能となる。
【００５１】
本開示の第１１の態様によれば、コンピュータを、自転車のペダルにかかる負荷と、前記自転車のクランクの回転速度と、前記負荷及び前記回転速度に対応するユーザの筋電とを相互に対応付けて取得する情報取得部と、所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応付けられた、複数の前記ユーザの筋電の差が第１の閾値よりも大きいか否かに基づき前記ユーザの筋疲労情報を生成する筋疲労情報生成部と、として機能させるための筋疲労決定用プログラムを提供する。
【００５２】
前記態様によれば、事前にキャリブレーションを行う必要がなく、自転車又はサイクルトレーナーのペダルを踏んでクランクを回転させている最中にペダルにかかる負荷と、クランクの回転速度と、ユーザの筋電との対応関係に基づき、ユーザの筋疲労情報を生成することができ、リアルタイムで筋疲労の有無又は筋疲労度の決定が可能となる。
本開示の第１２の態様によれば、自転車のペダルに第１力を与えて、前記ペダルに接続されるクランクを第１回転速度で回転させるユーザの第１筋電位差に基づく第１情報と、前記ペダルに第２力を与えて、前記クランクを第２回転速度で回転させる前記ユーザの第２筋電位差に基づく第２情報を取得し、前記第１力または前記第１力に基づき前記クランクの軸に与えられる第１トルクに基づく第３情報と、前記第２力または前記第２力に基づき前記軸に与えられる第２トルクに基づく第４情報を取得し、前記第１回転速度に基づく第５情報と前記第２回転速度に基づく第６情報を取得し、前記第３情報と前記第４情報が複数のカテゴリのうち同一カテゴリに属する場合、第７情報と第８情報が比較され、前記複数のカテゴリの各々は予め定められた力範囲またはトルク範囲に基づいて決定され、前記第１情報は前記第３情報と前記第５情報に基づいて第７情報に修正され、前記第５情報がより大きければ、前記第７情報はより小さくなり、前記第２情報は前記第４情報と前記第６情報に基づいて第８情報に修正され、前記第６情報がより大きければ、前記第８情報はより小さくなる、筋疲労決定方法を提供する。
本開示の第１３の態様によれば、前記ユーザに取り付けられた筋電位センサは、前記第１筋電位差と前記第２筋電位差を検出し、前記自転車に取り付けられた回転速度検出センサは前記第１回転速度と前記第２回転速度を検出し、前記第１力と前記第２力は前記自転車に取り付けられた力センサによって検出され、前記第１トルクと前記第２トルクは前記自転車に取り付けられたトルクセンサによって検出される、第１２の態様に記載の筋疲労決定方法を提供する。
【００５３】
以下、図面を参照して本開示における実施形態を詳細に説明する。
【００５４】
本開示の実施形態にかかる筋疲労決定装置について、詳細に説明する。
【００５５】
筋疲労決定装置３９２は、少なくとも、情報取得部４００と、筋疲労情報生成部３９９とを備えて（図５参照）、自転車又はサイクルトレーナー（以下、一例として、自転車と称する。）１０４のペダリング中に筋疲労をリアルタイムで決定できる。
【００５６】
情報取得部４００は、負荷センサ４０１ａで取得された自転車１０４のペダル１０３にかかる負荷と、回転速度センサ４０２ａで取得されたクランク１０５の回転速度と、ペダル１０３にかかる負荷及び回転速度に対応し、筋電センサ４０３ａで取得されるユーザ１００の筋電とを相互に対応付けて取得する。
【００５７】
また、情報取得部４００は、自転車１０４のペダル１０３にかかる負荷と、クランク１０５の回転速度と、ペダル１０３の負荷及び回転速度に対応するユーザ１００の筋電とを取得する。より具体的には、情報取得部４００は、負荷、回転速度、及び筋電を、時刻と相互に対応付けて、例えば、時刻ｔｉとして負荷をｆｉ、時刻ｔｉに回転速度をｕｉ、時刻ｔｉに筋電ｖｉとして、取得しても良い。
【００５８】
筋疲労情報生成部３９９は、所定の範囲（例えば、後述する各グループの数値範囲）内に含まれかつ情報取得部４００が取得した負荷と情報取得部４００が取得した回転速度とに対応付けられた複数の筋電の差が第１の閾値（後述する筋疲労閾値）よりも大きいか否かに基づき、ユーザの筋疲労情報を生成する。具体的には、筋疲労情報生成部３９９は、負荷と回転速度とが互いに近接しかつ異なる時刻の筋電同士を比較する。言い換えると、筋疲労情報生成部３９９は、負荷と回転速度とが互いに近接する筋電同士を比較する。このような比較により、筋疲労情報生成部３９９は、ユーザの筋疲労情報を生成する。なお、情報取得部４００が、負荷と回転速度と筋電とを時刻と対応付けて取得している場合には、筋疲労情報生成部３９９は、負荷と回転速度とが互いに近接しかつ異なる時刻に対応付けられた筋電同士を比較して、ユーザの筋疲労情報を生成する。
【００５９】
ここで、互いに近接するとは、それぞれ大きさ別の複数のグループのいずれかに属した負荷と回転速度とに対応付けられていること、さらに言い換えれば、大きさ別に分けられた複数のグループのうちのいずれか１つに属した負荷に対応付けられかつ大きさ別に分けられた複数のグループのうちのいずれか１つに属した回転速度に対応付けられているという意味である。
つまり、時刻ｔｉにおける筋電ｖｉ、負荷ｆｉ、回転速度ｕｉ、時刻ｔｊにおける筋電ｖｊ、負荷ｆｊ、回転速度ｕｊとすると、「負荷と回転速度とが互いに近接しかつ異なる時刻に対応付けられた筋電同士」とは、「負荷ｆｉと負荷ｆｊが同じ負荷のグループに属する、かつ、回転速度ｕｉと回転速度ｕｊ同じ回転速度のグループに属する」ことである。ここで筋電とは筋電の値、負荷とは負荷の値、回転速度とは回転速度の値ことを意味する。
例えば、負荷ｆｉ、ｆｊはその値に応じて、例えば４つのグループのうち、どのグループに属するかが決定される。４つのグループは、第１負荷グループは負荷がｆａ以上ｆｂ未満、第２負荷グループは負荷がｆｂ以上ｆｃ未満、第３負荷グループは負荷がｆｃ以上ｆｄ未満、第４負荷グループは負荷がｆｄ以上ｆｅ未満であってもよい。なお、ｆａ＜ｆｂ＜ｆｃ＜ｆｄ＜ｆｅである。ここで、負荷はトルクであってもよいし、負荷は力であってもよい。負荷グループはトルクの値で分類するトルクグループであってもよいし、負荷グループは力の値で力グループであってもよい。
各回転速度ｕｉ、ｕｊはその値に応じて、例えば３つのグループのどこに属するかが決定される。３つのグループは、第１回転速度グループは回転速度がｕａ以上ｕｂ未満、第２回転速度グループは回転速度がｕｂ以上ｕｃ未満、第３回転速度グループは回転速度がｕｃ以上ｕｄ未満であってもよい。なお、ｕａ＜ｕｂ＜ｕｃ＜ｕｄである。
「負荷と回転速度とが互いに近接しかつ異なる時刻に対応付けられた筋電同士」とは、負荷ｆｉがｆａ≦ｆｉ＜ｆｂで負荷ｆｉは第１負荷グループに属し、回転速度ｕｉがｕｂ≦ｕｉ＜ｕｃで回転速度ｖｉが第２回転速度グループに属すると、ｆａ≦ｆｊ＜ｆｂ、ｕｂ≦ｕｊ＜ｕｃである。
【００６０】
よって、一例として、情報取得部４００で取得した情報を基に、筋疲労情報生成部３９９において、ペダル１０３にかかる負荷とクランク１０５の回転速度とをグループ分けし、それに対応する筋電を後述する記憶部４０５に記憶しておく。筋疲労情報生成部３９９では、同じ負荷のグループであり、かつ同じ回転速度のグループにおいて、新しく測定される筋電と記憶部４０５に記憶された筋電との変化から、筋疲労発生の有無又は筋疲労度を決定することができる。
【００６１】
図５は、筋疲労決定システム３９０のブロック構成を示している。筋疲労決定システム３９０は、外部センサ３９１と、本開示の実施形態にかかる筋疲労決定装置３９２とを備える。なお、筋疲労決定装置３９２は外部センサ３９１を含んでもよい。
【００６２】
外部センサ３９１は、負荷測定部の一例としての負荷センサ４０１ａと、回転速度測定部の一例としての回転速度センサ４０２ａと、筋電測定部の一例としての筋電センサ４０３ａとで構成される。各センサは、それぞれ値を測定し、筋疲労決定装置３９２にそれぞれデータを出力する。
筋疲労決定装置３９２は、外部センサ３９１からの計測信号を取得して、筋疲労を決定する装置である。筋疲労決定装置３９２は、少なくとも、情報取得部４００と、筋疲労情報生成部３９９とを備える。より詳しくは、筋疲労決定装置３９２は、情報取得部（負荷情報取得部４０１と、回転速度情報取得部４０２と、筋電情報取得部４０３）４００と、筋疲労情報生成部（情報処理部４０４と筋疲労評価部４０６）３９９と、記憶部４０５と、出力部４０７とを備える。ここでは、情報取得部４００は、負荷情報取得部４０１と、回転速度情報取得部４０２と、筋電情報取得部４０３とで構成される。また、筋疲労情報生成部３９９は、情報処理部４０４と筋疲労評価部４０６とで構成される。
【００６３】
負荷センサ４０１ａは、一例として、自転車１０４の左右のペダル１０３のいずれか一方に配置されて、ペダル１０３にかかる負荷（負荷情報）を測定し、測定した測定情報を筋疲労決定装置３９２の負荷情報取得部４０１に出力する。ここで扱われる負荷としては、自転車１０４のクランク軸１１０に対するトルク値を利用しても良いし、ペダル１０３にかかるすべての力を合計した総合力を利用してもよいし、１つのペダルにかかる力を利用しても良い。以下の例では、説明を簡略化するため、左右のペダル１０３のいずれか一方のペダル１０３に負荷センサ４０１ａを配置した場合について説明する。しかしながら、本開示は、これに限られるものではなく、負荷センサ４０１ａを左右の両方のペダル１０３に配置すれば、左右の大腿直筋の筋電を別々に測定して、筋疲労を左右個別に判定することができる。
負荷センサ４０１ａは、クランク軸１１０の近辺に設けられて、歪み量を検出する歪みセンサと、検出した歪み量に基づいて、自転車１０４のユーザまたは被験者１００が自転車１０４に加えたトルクを算出する算出器を含んでもよい。
負荷センサ４０１ａは、クランクアームまたはペダル軸に設けられて、歪み量を検出する歪みセンサと、検出した歪み量に基づいて、自転車１０４のユーザまたは被験者１００が自転車１０４に加えたトルクを算出する算出器を含んでもよい。
【００６４】
また、回転速度センサ４０２ａは、一例として、図１Ｂに示す回転速度センサ１０２のようにペダル１０３に配置されて、クランク１０５の回転速度（回転速度情報）を測定し、測定した測定情報を筋疲労決定装置３９２の回転速度情報取得部４０２に出力する。
【００６５】
また、筋電センサ４０３ａは、ユーザに配置される複数の電極間の電位差を、ユーザの筋電として測定する。一例として、上述した実験と同様にユーザ１００の大腿直筋に複数の電極が配置される（例えば、図１Ａ参照）。筋電センサ４０３ａは、複数の電極間の電位差をユーザ１００の大腿直筋の筋電（筋電情報）として測定し、測定した測定情報を筋疲労決定装置３９２の筋電情報取得部４０３に出力する。また、筋電センサ４０３ａは、測定された複数の電極間の電位差から筋電のＲＭＳを算出するＲＭＳ算出器を含んでも良い。ＲＭＳ算出器は、所定の時間区間の電位差からＲＭＳを算出する。
【００６６】
筋疲労決定装置３９２は、すべての取得されたデータに対して処理を行う情報処理部４０４を備える。また、情報処理部４０４によって処理された結果を記憶する記憶部４０５を備える。情報処理部４０４の詳細については後述する。
【００６７】
また、情報処理部４０４によって処理された最新結果のデータと記憶部４０５に記憶されているデータ（例えば、ペダリングの最初に記憶されたデータ）とを比較し、筋疲労情報の評価を行う筋疲労評価部４０６を備える。具体的な比較方法については、後述する。また、筋疲労評価部４０６の結果を受けて出力する出力部４０７を備える。なお、筋疲労評価部４０６では、常に、最新結果と記憶部４０５に記憶されているデータとを比較するのではなく、例えば、誤差を小さくするために、筋電の例えば３つの最新結果の平均値を用いることもできる。
【００６８】
次に、図６のフローチャートを参照しながら、筋疲労決定システムの全体処理を説明する。特に、情報取得部４００の処理及び情報処理部４０４の処理などについて詳しく説明する。
【００６９】
まず、ステップＳ１０では、負荷情報と、クランク１０５の回転速度情報と、筋電情報とを、時刻と関連付けて、情報取得部４００、すなわち、負荷情報取得部４０１と、回転速度情報取得部４０２と、筋電情報取得部４０３とで取得する。なお、負荷と回転速度と筋電とは、時刻で相互に対応付けられており、一例として、所定時間毎（例えば、３０秒ごと又は１分毎など）に、負荷情報取得部４０１と、回転速度情報取得部４０２と、筋電情報取得部４０３とでそれぞれ情報を取得すれば、容易に相互に対応付けることができる。以下、このステップＳ１０の動作について、個別に詳しく説明する。
【００７０】
まず、負荷センサ４０１ａによって測定された負荷の値が、時刻と関連付けられて、負荷情報として筋疲労決定装置３９２の負荷情報取得部４０１に出力されて、負荷情報取得部４０１で取得される。具体的には、自転車１０４のペダル１０３に設置された負荷センサ４０１ａが、クランク１０５にかかる負荷の測定が行われ、測定された負荷の値が、時刻と関連付けて、負荷情報が筋疲労決定装置３９２の負荷情報取得部４０１に出力されて負荷情報取得部４０１で取得される。負荷情報の出力周期は調整可能とし、ここで、例えば、クランク１０５が真上方向から一周回転した時点でトルク値の総和、もしくは平均値を計算して、時刻と関連付けて、負荷情報として負荷センサ４０１ａから出力されて負荷情報取得部４０１で取得する。図７に、負荷センサ４０１ａから負荷情報取得部４０１に出力される負荷情報（例えばトルクの値と時刻）の概略を６０１で例示する。負荷情報の例は、トルクの値と時刻とが対応付けられた情報である。
【００７１】
また、回転速度センサ４０２ａは、測定されたクランク１０５の回転速度を、時刻と関連付けて、回転速度情報として、筋疲労決定装置３９２の回転速度情報取得部４０２に出力する。回転速度情報取得部４０２は、出力された回転速度情報を取得する。
回転速度センサ４０２ａから回転速度情報取得部４０２に出力する回転速度情報の概略を、図７に６０２で例示する。回転速度情報の例は、回転速度と時刻とが対応付けられた情報である。
【００７２】
また、筋電センサ４０３ａは、測定されたユーザ１００の筋電を、時刻と関連付けて、筋電情報として筋疲労決定装置３９２の筋電情報取得部４０３に出力する。筋電情報取得部４０３は、出力された筋電情報を取得する。図７に、筋電センサ４０３ａによって測定された筋電が時刻と関連付けられた筋電情報の概略を、６０３で例示する。筋電情報の例は、筋電と時刻とが対応付けられた情報である。筋電情報に含まれる筋電は、測定された複数の電極間の電位差、又はＲＭＳである。
【００７３】
負荷センサ４０１ａと回転速度センサ４０２ａと筋電センサ４０３ａとは、予め定められた周期で、時刻と関連付けて、負荷情報と回転速度情報と筋電情報としてそれぞれ出力しても良い。例えば、クランク１０５が真上方向から一周回転した時点で、負荷情報と回転速度情報と筋電情報とをそれぞれ出力する。なお、図７に示した筋電情報６０３と、回転速度情報６０２と、負荷情報６０１とは同期されている。
【００７４】
次いで、ステップＳ７０では、負荷情報取得部４０１と、回転速度情報取得部４０２と、筋電情報取得部４０３でそれぞれ取得したデータを情報処理部４０４に出力され、データの解析処理が情報処理部４０４で行われる。情報処理部４０４でのデータ解析処理の詳細内容は、図９で説明する。
【００７５】
次いで、ステップＳ８０では、情報処理部４０４で処理された結果の情報が、順次記憶部４０５に記憶される。
【００７６】
次いで、ステップＳ９０では、筋疲労評価部４０６は、情報処理部４０４で処理された最新結果の情報と記憶部４０５に記憶されているデータ（情報）との比較を行い、筋疲労が発生したか否かの判定情報を含む筋疲労情報を生成する。例えば、筋疲労評価部４０６は、比較した結果の差分値の大きさが、所定の閾値以上の場合に、ユーザが筋疲労していると判定する。筋疲労が発生したと判定した場合には筋疲労発生時刻（タイミング）が出力される。筋疲労情報には、筋疲労の有無と、筋疲労度との少なくともいずれか一方の情報が含まれる。具体的な処理は、図９で説明する。
【００７７】
次いで、ステップＳ１００では、ステップＳ９０で筋疲労評価部４０６によって筋疲労が発生したと判定された場合、筋疲労度がどの程度なのかが筋疲労評価部４０６で計算され、筋疲労評価部４０６から出力部４０７に、計算結果を出力する。筋疲労度の計算方法は図１１で説明する。
【００７８】
次いで、ステップＳ１１０では、出力部４０７は、筋疲労評価部４０６の結果の情報を出力する。例えば、筋疲労の発生の有無（筋疲労の発生のタイミング）又は筋疲労度などを出力部４０７の一例としての外部の装置（表示装置など）に出力して、表示しても良いし、外部の装置（演算部など）で別の処理が実施されても良い。
【００７９】
なお、ステップＳ１０では、情報取得部４００は、負荷と回転速度と筋電とを時刻と対応付けて取得しているが、必ずしも時刻と対応付けて取得しなくても良い。情報取得部４００は、少なくとも、負荷と、回転速度と、負荷及び回転速度とに対応する筋電とを取得すれば良い。この場合の例として、ステップＳ９０において、筋疲労評価部４０６が、ユーザが筋疲労していると判定した時刻が、筋疲労発生時刻（タイミング）として出力される。
【００８０】
（データ処理の説明）
図８は、図５における筋疲労決定装置３９２の詳細を示すブロック図である。
【００８１】
ここでは、情報処理部４０４は、負荷分類部（分類部）４０４ａと、データベース作成部４０４ｂと、筋電補正部４０４ｃとを備える。
【００８２】
負荷分類部４０４ａには、負荷情報取得部４０１で取得した負荷情報が入力される。負荷分類部４０４ａは、負荷の大きさを基準に、負荷を少なくとも２つ以上のグループに分けておき、入力される負荷情報の負荷の大きさを基に、どのグループに属するかを決定する。さらに、負荷分類部４０４ａは、回転速度の大きさを基準に、回転速度を少なくとも２つ以上のグループに分けておき、入力される回転速度情報の回転速度の大きさを基に、どのグループに属するかを決定する。次いで、負荷分類部４０４ａは、負荷情報とそのグループ情報と、回転速度情報とそのグループ情報とをデータベース作成部４０４ｂに出力する。負荷分類部４０４ａには、少なくとも、負荷の大きさを基準に、負荷を少なくとも２つ以上のグループに分けておき、入力される負荷情報の負荷の大きさを基に、どのグループに属するかを決定すればよく、システムを簡素化するためには、回転速度については分類分けしない場合もありえる。この場合は、負荷分類部４０４ａは、負荷情報とそのグループ情報とをデータベース作成部４０４ｂに出力する。グループ分けするときの１つのグループの範囲は任意に決定することができる。
【００８３】
負荷グループ又は回転速度のグループの個数は、多ければ多いほど、筋疲労の判定精度が高くなる。しかしながら、グループの個数が多ければ多いほど、装置構成はかなり複雑になるため、一例として、この実施形態ではグループの個数は４つで説明している。
【００８４】
より具体的には、この実施形態における負荷が、例えば、トルク（単位：ニュートンメートル）で表すとすると、かなり重い負荷に相当する４Ｎｍを最高トルクとして、負荷グループを４つに分けている。
【００８５】
また、回転速度も同様に、回転速度をｒｐｍで表すとすると、かなり速い重い回転速度に相当する１００ｒｐｍを最高回転速度として、回転速度グループを３つに分けている。なお、最高回転速度を１００ｒｐｍとしているが、実際は、もっと高い回転速度に設定することも可能である。また、基準回転速度は、実際にペダリングする際、通常は６０〜８０ｒｐｍである。
【００８６】
筋電補正部４０４ｃには、回転速度情報取得部４０２で取得した回転速度情報と、筋電情報取得部４０３で取得した筋電情報とが入力される。筋電補正部４０４ｃは、回転速度情報を用いて筋電情報を補正し、補正結果の情報をデータベース作成部４０４ｂに出力する。
【００８７】
データベース作成部４０４ｂは、負荷分類部４０４ａと筋電補正部４０４ｃとからの情報と時刻の情報とを基にデータベースを作成して、記憶部４０５と筋疲労評価部４０６の筋電比較部４０６ａとに出力する。図１０では、負荷グループが４個に分類され、かつ、各負荷グループが４個の回転速度のグループが３個に分類されている。
【００８８】
筋疲労評価部４０６は、筋電比較部４０６ａと、筋疲労判定部４０６ｂとを備える。
【００８９】
筋電比較部４０６ａは、データベース作成部４０４ｂで作成されて記憶部４０５に記憶されたデータベースと、データベース作成部４０４ｂに入力された最新の負荷情報の負荷の値及びその負荷情報が属する負荷グループの情報とデータベース作成部４０４ｂに入力された最新の回転速度情報の回転速度の値及びその回転速度情報が属する回転速度グループの情報とが入力される。筋電比較部４０６ａは、データベースの複数の負荷グループのうちの、最新の時刻での負荷情報が属する負荷グループでかつ最新回転速度情報が属する回転速度グループと同一の回転速度グループの最初（例えばペダリング開始直後）の筋電のＲＭＳと当該最新の筋電情報の筋電のＲＭＳとの差分の値（筋電のＲＭＳの変化量）を求め、筋疲労判定部４０６ｂに出力する。要するに、筋電比較部４０６ａでは、異なる時刻の前記筋電同士を比較すればよい。最新の筋電のＲＭＳを使用すれば、最新の筋疲労判定が行え、最新よりも例えば５分前の筋電の値を使用すれば、最新よりも５分前の筋疲労判定が行える。なお、筋電比較部４０６ａでは、常に、最新の筋電のＲＭＳとペダリング開始直後筋電のＲＭＳを比較するのではなく、誤差を小さくするために、最新の筋電のＲＭＳに時間的に近い筋電のＲＭＳに用いることもできる。また、筋電のＲＭＳにかえて、筋電の所定時間、例えば３０秒間の平均値を用いてもよい。
【００９０】
筋疲労判定部４０６ｂは、それぞれの回転速度グループに対して筋疲労閾値を設定しておく一方、筋電比較部４０６ａから筋電の差分の値が入力される。筋疲労判定部４０６ｂは、筋電の差分の値と筋疲労閾値とを比較して、筋電の差分が筋疲労閾値より大きい場合は、筋疲労が発生したと判定し、判定したタイミングを筋疲労タイミングとし、さらに筋疲労度を計算し、判定結果及び筋疲労度を出力部４０７に出力する。筋疲労判定部４０６ｂは、筋電の差分が筋疲労閾値以下の場合は、筋疲労が発生していないと判定する。この場合、筋疲労判定部４０６ｂは、筋疲労が発生していないとの判定結果を出力部４０７に出力してもよいし、出力しなくてもよい。
【００９１】
なお、筋電の差分が筋疲労閾値より一度でも大きくなったときを筋疲労発生と判定してもよいが、誤差を防止するためには、筋電の差分が筋疲労閾値より大きくなった時間が、一定時間連続したとき、筋疲労発生と判定するようにしてもよい。
【００９２】
次に、図８のブロック図と図９のフローチャートとを参照しながら、図６のフローチャートにおけるステップＳ７０とステップＳ１００とをより詳細に説明する。
【００９３】
ステップＳ７０の情報処理部４０４でのデータ解析処理は、例えば、図９に示すように、ステップＳ７１〜ステップＳ７７で構成される。
【００９４】
まず、ステップＳ７１では、負荷分類部４０４ａは、負荷情報取得部４０１から取得した負荷を分類する。例えば、トルク値を負荷として扱う場合は、負荷分類部４０４ａにおいて、０〜１［Ｎｍ］、１〜２［Ｎｍ］、２〜３［Ｎｍ］、３［Ｎｍ］以上など、負荷の範囲を複数のグループに予め分けておく。そして、負荷分類部４０４ａにおいて、負荷情報取得部４０１で取得した負荷の大きさに基づき、どのグループに属するかを決定する。負荷情報と、その負荷情報の属するグループの情報とが、負荷分類部４０４ａからデータベース作成部４０４ｂに出力される。
【００９５】
次いで、ステップＳ７２では、筋電補正部４０４ｃは、筋電情報取得部４０３から取得した筋電情報を補正する。前記した実験結果から、同一負荷でペダリングしたにも関わらず、クランク１０５の回転速度によって筋電の大きさが異なることが分かっている（図３Ａ〜図３Ｄ参照）。したがって、回転速度を用いて筋電を筋電補正部４０４ｃにより補正すれば、筋疲労の推定精度が向上すると考えられる。ここでは、例えば、６０ｒｐｍ〜７９ｒｐｍなどを基準回転速度グループとして予め決めておき、取得した回転速度が基準回転速度より大きい場合は、筋電を筋電補正部４０４ｃで小さく補正し、逆に、取得した回転速度が基準回転速度より小さい場合は、筋電を筋電補正部４０４ｃで大きく補正する。この補正は、測定した筋電に対応する回転速度が、基準回転速度と異なる場合に、基準回転速度に換算したときの筋電を求めることを意味している。詳しくは、以下に説明する。筋電補正部４０４ｃで筋電を補正するときに使用する補正係数は、予め実験から取得しておくものとし、一例として、図１１Ａに負荷グループ及び回転速度に基づく筋電の補正係数を示す。
【００９６】
図１０は、筋電特徴量を補正する前のデータが記憶された状態を表している図である。ここでは、まず、負荷分類部４０４ａは、取得した負荷の該当グループを決定し、次に、回転速度情報取得部４０２によって取得した回転速度をグループ分けする。具体的には、負荷分類部４０４ａにおいて、取得した負荷（例えばトルク）が小さい場合（例えばトルクが１Ｎｍ以下の場合）は、負荷グループ１に決定し、取得した負荷が大きい場合（例えばトルクが３以上の場合）は、負荷グループ４に決定する。次いで、例えば、負荷グループ１において、回転速度情報取得部４０２によって取得した回転速度が４０〜５９ｒｐｍの場合か、６０〜７９ｒｐｍの場合か、８０〜１００ｒｐｍの場合かに分けて、該当する回転速度グループに筋電のＲＭＳを所定時間毎（３０秒毎など）に記憶させていく。筋電情報取得部４０３で取得した筋電は、このようにしてグループ分けされつつ、順次、記憶部４０５に記憶される。筋電のＲＭＳを比較する際に、同一負荷グループにあり、さらに、同一回転速度グループにあるデータ同士と比較する必要がある。データの比較処理をより単純にために、筋電補正部４０４ｃは、上記で説明したように、図１１Ａに示した補正係数を用いて、取得した回転速度を基準回転速度に補正した後、負荷グループを考慮すれば良い。
【００９７】
図１１Ａに示した補正係数について説明する。ペダリング中に、同じ負荷が観測されても、回転速度が上がると筋電のＲＭＳが増加し、回転速度が下がると筋電のＲＭＳが減少する。そこで、基準回転速度の範囲を予め決定し、基準回転速度の範囲を下回った場合は、筋電のＲＭＳを増加させ、基準回転速度の範囲を上回った場合は、筋電のＲＭＳを減少させる必要がある。具体的には、図１１Ａでは、例えば、基準回転速度の範囲を６０〜７９ｒｐｍとして決定し、その範囲を下回った場合（４０〜５９ｒｐｍ）は、筋電のＲＭＳを増加させるように補正係数を１より大きな値とする。また、基準回転速度の範囲を上回った場合（８０〜１００ｒｐｍ）は、筋電のＲＭＳを減少させるように補正係数を１より小さな値とする。さらに、負荷量によって、筋電のＲＭＳの増減させる補正係数も異なり、負荷量が高いほど、補正係数も高くする。ここでは、補正係数は、それぞれ、予め実験から得られたとする。
【００９８】
補正方法は、測定された回転速度が基準回転速度の範囲であれば、筋電のＲＭＳに補正係数として「１」を筋電補正部４０４ｃでかける（つまり、変化しない）。また、回転速度が４０ｒｐｍから５９ｒｐｍの範囲にある場合、図１１Ａの「４０→５９」の列でかつ該当する負荷グループの補正係数を、得られた筋電のＲＭＳに筋電補正部４０４ｃでかける。また、得られた回転速度の範囲が「８０→１００」にある場合も、同様に、得られた筋電のＲＭＳに、図１１Ａの「８０→１００」の列でかつ該当する負荷グループの補正係数を筋電補正部４０４ｃでかけて補正する。
【００９９】
次いで、ステップＳ７３では、情報処理部４０４のデータベース作成部４０４ｂは、筋電補正部４０４ｃによって補正された筋電のＲＭＳに対する負荷グループから、データベースを作成し、記憶部４０５に順に出力して記憶させる。データベース作成部４０４ｂで作成されかつ筋電のＲＭＳが補正された後のデータベースの様子を図１１Ｂに示す。
【０１００】
次いで、ステップＳ７４では、記憶部４０５は、データベース作成部４０４ｂで作成されたデータが順次入力されて、データベースとして順次記憶する。
【０１０１】
次いで、ステップＳ７５では、筋疲労評価部４０６は、記憶部４０５に記憶されているデータベースのデータとデータベース作成部４０４ｂの最新データの筋電のＲＭＳとの比較を行い、筋疲労発生の判定を行う。比較方法の処理の一例としては、筋疲労評価部４０６は、筋電のＲＭＳの３つ最新値の平均を求め、同一負荷グループにおける最初の値との差分を求める。なお、最初の値に誤差が含まれる可能性を排除するため、最初の２つ又は３つの値の平均値をとって、最初の値とすることもできる。同様に、最新の値についても、最新の値に誤差が含まれる可能性を排除するため、最新の値から２つ又は３つの値の平均値をとって、最新の値とすることもできる。
【０１０２】
筋電比較部４０６ａは、同一負荷グループの最初の値と最新の値との筋電のＲＭＳの差分（筋電のＲＭＳの変化量）の値を求め、筋疲労判定部４０６ｂに出力する。筋疲労判定部４０６ｂは、筋電のＲＭＳの差分の値が筋疲労閾値より大きい場合は、筋疲労が発生したと判定し、判定したタイミングを筋疲労タイミングとし、出力部４０７に出力する。また、筋疲労判定部４０６ｂは、筋電のＲＭＳの差分が筋疲労閾値以下の場合は、筋疲労が発生していないと判定する。筋疲労が発生していない場合は、比較方法における比較処理を終了する。
【０１０３】
図１１ＢのＦ１に、筋疲労発生した例を示す。ここで、筋電のＲＭＳの変化量が筋疲労閾値（この実施形態の具体的な例では、筋疲労閾値を３０にしている。）より大きいため、筋疲労発生と筋疲労判定部４０６ｂで判定し、さらに筋疲労度を筋疲労判定部４０６ｂで計算する。筋疲労度については、ステップＳ７６で説明する。
【０１０４】
ステップＳ７６では、筋疲労判定部４０６ｂは、筋疲労が発生したとステップＳ７５で判定した場合では、さらに筋疲労度を計算する。筋疲労度の計算方法として、例えば、ステップＳ７５で説明した差分の値と筋疲労閾値との割合を利用して、筋疲労閾値に対して何％になったかを筋疲労判定部４０６ｂで筋疲労度として算出する（図１１Ｂ参照）。具体的には、筋疲労判定部４０６ｂは、負荷グループ４において、最初の値が１８８で、最新の値が２３０で、筋疲労閾値が３０であるとき、
筋疲労度＝１００％×（２３０−１８８）／３０＝１４０％
として算出できる。又は、ステップＳ７５で説明した差分の値と筋疲労閾値との差分を筋疲労度として算出することもできる。具体的には、筋疲労判定部４０６ｂは、負荷グループ４において、最初の値が１８８で、最新の値が２３０で、筋疲労閾値が３０であるとき、
筋疲労度＝（２３０−１８８）−３０＝１２
として算出できる。筋疲労度として算出した値を、筋疲労判定部４０６ｂから出力部４０７に出力し、ユーザに知らせるなどが考えられる。
【０１０５】
次いで、ステップＳ７７では、ステップＳ７５の筋疲労発生の有無とステップＳ７６の筋疲労度の算出との結果を出力部４０７に出力して、出力部４０７で表示するなどして、ユーザに視覚的にフィードバックすることができる。一例として、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、出力部の一例としての液晶表示装置などの表示部４１０において、回転速度、左右の足のパワー、筋疲労状態、又は筋疲労度などを、アラームの表示又は警告音などと共に表示させて、ユーザに知らせることができる。図１２Ａでは、まだ筋疲労が発生していない状態であり、表示部４１０でＦ０により示すように「筋疲労なし」と表示する。図１２Ｂでは、筋疲労が発生したときであり、表示部４１０でＦ１により示すようにユーザに「筋疲労発生」と表示し、さらにＦ２により示すように筋疲労も表示する。表示部４１０での表示としては、筋疲労の有無と筋疲労度との少なくともいずれか一方を表示すればよい。また、筋疲労無しのときでも、筋疲労度を表示することも可能である。このような筋疲労度の表示により、筋疲労の発生を予測することもできる。
【０１０６】
（実施の形態の効果）
以上の構成によって、ユーザ１００が筋電センサ４０３ａを装着し、負荷センサ４０１ａと回転速度センサ４０２ａとが備えられている自転車１０４でペダリングをすれば、筋疲労の有無と筋疲労度との少なくともいずれか一方を含む筋疲労情報をリアルタイムで生成することが可能となる。自転車１０４のペダル１０３を踏んでクランク１０５を回転させている最中に、ユーザ１００の筋電とペダル１０３にかかる負荷と回転速度（例えばケイデンス、すなわち、自転車１０４において１分間のクランク回転数）との情報を基に筋疲労情報を生成し、筋疲労の発生の有無（筋疲労の発生のタイミング）又は筋疲労度の推定が可能となる。血中乳酸濃度を計測するような観血的な方法が不要となり、また、データを記憶する記憶部４０５を備えることによって、ぺダリング運動前の事前キャリブレーションも必要なく、ユーザ１００の負担を軽減できる。
【０１０７】
なお、本開示を実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本開示は、実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本開示に含まれる。
自転車１０４のペダル１０３に第１力を与えて、ペダル１０３に接続されるクランク１０５を第１回転速度で回転させるユーザ１００の第１筋電位差に基づく第１情報と、ペダル１０３に第２力を与えて、クランク１０５を第２回転速度で回転させるユーザ１００の第２筋電位差に基づく第２情報が取得される。これは下記のような処理であってもよい。
筋電センサ４０３ａは、例えば、ユーザ１００に取り付けられた電極１０１ｂと電極１０１ｃであって、電極１０１ｂと電極１０１ｃ間の電圧を検出する。
第１の複数の筋電位差は、例えば、１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の電極１０１ｂと電極１０１ｃ間の電圧、すなわち筋電位差である。第１筋電位差はこの３０個の筋電位差の一つである。第１情報はこの３０個の筋電位差のＲＭＳであってもよい。第１情報は図４Ｂで示す「８０」または「９０」などの筋電位差のＲＭＳ、または図１０で示す「８０」または「９０」などの筋電位差のＲＭＳであってもよい。
第２の複数の筋電位差は、例えば、１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の電極１０１ｂと電極１０１ｃ間の電圧、すなわち筋電位差である。第２筋電位差はこの３０個の筋電位差の一つである。第２情報はこの３０個の筋電位差のＲＭＳであってもよい。第２情報は図４Ｂで示す「１１５」または「１１０」などの筋電位差のＲＭＳ、または図１０で示す「１１５」または「１１０」などの筋電位差のＲＭＳであってもよい。
第１の複数の筋電位差のサンプリング期間である第１期間と、第２の複数の筋電位差のサンプリング期間である第２期間は全く同じ期間でなければ、重複期間があってもなくてもよい。たとえば、１〜６００秒間に１秒毎に筋電位差をサンプルした場合、第１期間は１〜３０秒かつ第２期間は２〜３１秒であってもよいし、または、第１期間は１〜３０秒かつ第２期間は３１〜６０秒であってもよい。第１力または第１力に基づきクランク１０５のクランク軸１１０に与えられる第１トルクに基づく第３情報と、第２力または第２力に基づきクランク軸１１０に与えられる第２トルクに基づく第４情報が取得される。これは下記のような処理であってもよい。
【０１０８】
負荷センサ４０１ａは、例えば、ペダル１０３取り付けられた力センサであってよい。負荷センサ４０１ａは、ユーザ１００がペダル１０３に与える力を検出する。
第１の複数の力は、例えば、１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の力センサで検出された力である。第１力はこの３０個の第１の複数の力の一つである。第３情報はこの３０個の力のＲＭＳまたは平均値であってもよい。第３情報はその値に応じて、図４Ｂまたは図１０で示す負荷グループの一つに該当する。図４Ｂや図１０の負荷グループは、負荷グループ１＝０Ｎ以上〜１Ｎ未満、負荷グループ２＝１Ｎ以上〜２Ｎ未満、負荷グループ３＝２Ｎ以上〜３Ｎ未満、負荷グループ４＝３Ｎ以上としてもよい。
第２の複数の力は、例えば、１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の力センサで検出された力である。第２力はこの３０個の第２の複数の力の一つである。第４情報はこの３０個の力のＲＭＳまたは平均値であってもよい。第４情報はその値に応じて、図４Ｂまたは図１０で示す負荷グループ１〜４の一つに該当する。
第１の複数の力のサンプリング期間である第３期間は第１の複数の筋電位差のサンプリング期間である第１期間と同じでもよい。第１の複数の力の各々のサンプリングタイミングは第１の複数の筋電位差の各々のサンプリングタイミングと同期してもよい。
第２の複数の力のサンプリング期間である第４期間は第２の複数の筋電位差のサンプリング期間である第２期間と同じでもよい。第２の複数の力の各々のサンプリングタイミングは第２の複数の筋電位差の各々のサンプリングタイミングと同期してもよい。
負荷センサ４０１ａは、例えば、クランク軸１１０の外周に設けられたトルクセンサであってもよい。負荷センサ４０１ａは、ユーザ１００がペダル１０３に与える力に基づくクランク軸１１０に与えられるトルクを検出する。
【０１０９】
第１の複数のトルクは、例えば、１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個のトルクセンサで検出されたトルクである。第１トルクはこの３０個の第１の複数のトルクの一つである。第３情報はこの３０個のトルクのＲＭＳまたは平均値であってもよい。第３情報はその値に応じて、図４Ｂまたは図１０で示す負荷グループ１〜４の一つに該当する。図４Ｂや図１０の負荷グループは、負荷グループ１＝０Ｎｍ以上〜１Ｎｍ未満、負荷グループ２＝１Ｎｍ以上〜２Ｎｍ未満、負荷グループ３＝２Ｎｍ以上〜３Ｎｍ未満、負荷グループ４＝３Ｎｍ以上としてもよい。
【０１１０】
第２の複数のトルクは、例えば、１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個のトルクセンサで検出されたトルクである。第２トルクはこの３０個の第２の複数のトルクの一つである。第４情報はこの３０個のトルクのＲＭＳまたは平均値であってもよい。第４情報はその値に応じて、図４Ｂまたは図１０で示す負荷グループ１〜４の一つに該当する。
第１の複数のトルクのサンプリング期間である第３期間は第１の複数の筋電位差のサンプリング期間である第１期間と同じでもよい。第１の複数のトルクの各々のサンプリングタイミングは第１の複数の筋電位差の各々のサンプリングタイミングと同期してもよい。
第２の複数のトルクのサンプリング期間である第４期間は第２の複数の筋電位差のサンプリング期間である第２期間と同じでもよい。第２の複数のトルクの各々のサンプリングタイミングは第２の複数の筋電位差の各々のサンプリングタイミングと同期してもよい。
第１回転速度に基づく第５情報と第２回転速度に基づく第６情報が取得される。これは下記のような処理であってもよい。
回転速度センサ４０２ａは、例えば、ペダル１０３取り付けられた回転速度センサ１０２であって、ユーザ１００がペダル１０３に与える力によって、ペダルに接続されるクランクが回転する回転速度を検出する。
【０１１１】
第１の複数の回転速度は、例えば、１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の回転速度センサで検出された回転速度である。第１回転速度はこの３０個の第１の複数の回転速度の一つである。第５情報はこの３０個の回転速度のＲＭＳまたは平均値であってもよい。第５情報はその値に応じて、図４Ｂまたは図１０で示す回転速度グループである４１→５９（回転速度が４１ｒｐｍから５９ｒｐｍ）、６０→７９（回転速度が６０ｒｐｍから７９ｒｐｍ）、８０→１００（回転速度が８０ｒｐｍから１００ｒｐｍ）の一つに該当するか判断される。
第２の複数の回転速度は、例えば、１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の回転速度センサで検出された回転速度である。第２回転速度はこの３０個の第２の複数の回転速度の一つである。第６情報はこの３０個の回転速度のＲＭＳまたは平均値であってもよい。第６情報はその値に応じて、図４Ｂまたは図１０で示す回転速度グループである４１→５９（回転速度が４１ｒｐｍから５９ｒｐｍ）、６０→７９（回転速度が６０ｒｐｍから７９ｒｐｍ）、８０→１００（回転速度が８０ｒｐｍから１００ｒｐｍ）の一つに該当するか判断される。
【０１１２】
第１の複数の回転速度のサンプリング期間である第５期間は第１の複数の筋電位差のサンプリング期間である第１期間と同じでもよい。第１の複数の回転速度の各々のサンプリングタイミングは第１の複数の筋電位差の各々のサンプリングタイミングと同期してもよい。
第２の複数の回転速度のサンプリング期間である第６期間は第２の複数の筋電位差のサンプリング期間である第２期間と同じでもよい。第２の複数の回転速度の各々のサンプリングタイミングは第２の複数の筋電位差の各々のサンプリングタイミングと同期してもよい。
【０１１３】
第３情報と前記第４情報が複数のカテゴリのうち同一カテゴリに属する場合、第７情報と第８情報が比較され、複数のカテゴリの各々は予め定められた力範囲またはトルク範囲に基づいて決定され、第１情報は第３情報と第５情報に基づいて第７情報に修正され、第５情報がより大きければ、第７情報はより小さくなり、第２情報は前記第４情報と第６情報に基づいて第８情報に修正され、第６情報がより大きければ、前記第８情報はより小さくなる。これは下記のような処理であってもよい。
図９、その関連説明における負荷、回転速度、筋電（補正前）の上記内容の対応は、（負荷、回転速度、筋電（補正前））＝（第３情報、第５情報、第１情報）、（負荷、回転速度、筋電（補正前））＝（第４情報、第６情報、第２情報）である。
Ｓ７１での負荷分類は力またはトルクに関する情報である第３情報、第４情報を、その大きさに応じて負荷グループ１〜４のいずれかに分類する。複数のカテゴリは、例えば、負荷グループ１〜４の４つである。
【０１１４】
第１情報、第２情報はＳ７２に示す補正処理を行っていない。第１情報にＳ７２に示す補正処理を行った情報が第７情報、第２情報にＳ７２に示す補正処理を行った情報が第８情報である。補正処理は図１１Ａに示すテーブルを参照して行われる。図１１Ａにおける負荷グループは、例えば、力センサで１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の検出された力のＲＭＳまたは平均値で分類してもよい。図１１Ａにおける負荷グループは、例えば、トルクセンサで１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の検出されたトルクのＲＭＳまたは平均値で分類してもよい。図１１Ａにおける回転速度グループは、例えば、回転速度センサで１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の検出された回転速度のＲＭＳまたは平均値で分類してもよい。図１１Ａのテーブルを用いて、筋電センサで１秒毎に３０秒間に検出された合計３０個の筋電位差のＲＭＳまたは平均値を補正してもよい。
たとえば、１秒毎に３０秒間に筋電位差がサンプリングされ、この３０個の筋電位差のＲＭＳまたは平均値である第１情報を得たとする。この筋電位差のサンプリングと同期して１秒毎に３０秒間に力がサンプリングされ、この３０個の力のＲＭＳまたは平均値である第３情報を得てもよい。または、この筋電位差のサンプリングと同期して１秒毎に３０秒間にトルクがサンプリングされ、この３０個のトルクのＲＭＳまたは平均値である第３情報を得てもよい。この筋電位差のサンプリングと同期して１秒毎に３０秒間に回転速度がサンプリングされ、この３０個の回転速度のＲＭＳまたは平均値である第５情報を得られる。そして、図１１Ａのテーブルを参照して第１情報（たとえば、筋電位差のＲＭＳ）が修正される。例えば、第３情報（例えば、力のＲＭＳまたはトルクのＲＭＳ）が負荷グループ１に属し、第５情報（例えば、回転速度のＲＭＳ）が「８０→１００」の場合、第１情報は０．８倍される。一方、第３情報が負荷グループ１に属し、第５情報が「４０→５９」の場合、第１情報は1．１倍される。すなわち、第５情報が大きければ、第１情報はより小さくなるように修正される。図１１Ｂに示すように修正された第１情報は第７情報として、データベースに記録される。
【０１１５】
たとえば、１秒毎に３０秒間に筋電位差がサンプリングされ、この３０個の筋電位差のＲＭＳまたは平均値である第２情報を得たとする。この筋電位差のサンプリングと同期して１秒毎に３０秒間に力がサンプリングされ、この３０個の力のＲＭＳまたは平均値である第４情報を得てもよい。または、この筋電位差のサンプリングと同期して１秒毎に３０秒間にトルクがサンプリングされ、この３０個のトルクのＲＭＳまたは平均値である第４情報を得てもよい。この筋電位差のサンプリングと同期して１秒毎に３０秒間に回転速度がサンプリングされ、この３０個の回転速度のＲＭＳまたは平均値である第６情報を得られる。そして、図１１Ａのテーブルを参照して第２情報（たとえば、筋電位差のＲＭＳ）が修正される。例えば、第４情報（例えば、力のＲＭＳまたはトルクのＲＭＳ）が負荷グループ１に属し、第６情報（例えば、回転速度のＲＭＳ）が「８０→１００」の場合、第２情報は０．８倍される。一方、第４情報が負荷グループ１に属し、第６情報が「４０→５９」の場合、第２情報は1．１倍される。すなわち、第６情報が大きければ、第２情報はより小さくなるように修正される。
図１１Ｂに示すように修正された第２情報は第８情報として、データベースに記録される。
Ｓ７５では、同一負荷グループの補正後の筋電電位差のＲＭＳの変化量の値を求める。つまり、第７情報と第８情報が比較される。この比較は、例えば、第７情報と第８情報の変化量を求めてもよい。
【０１１６】
各筋疲労決定装置の一部又は全部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、筋疲労決定装置の各部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成される。
【０１１７】
例えば、情報取得部４００は、情報を取得する情報取得回路と言い換え得る。また、筋疲労情報生成部３９９は、情報取得回路が取得した情報に基づいて、ユーザの筋疲労を決定する筋疲労情報生成回路とも言い換え得る。ただし、ＣＰＵなどの汎用プロセッサもまた、情報取得部４００及び筋疲労情報生成部３９９として動作し得る。したがって、情報取得部４００及び筋疲労情報生成部３９９は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、スマートフォン、又は、タブレットのＣＰＵであってもよい。
【０１１８】
例えば、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。なお、実施形態又は変形例における筋疲労決定装置を構成する要素の一部又は全部を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、
自転車のペダルにかかる負荷と、前記自転車のクランクの回転速度と、前記ペダルの前記負荷及び前記回転速度に対応するユーザの筋電とを相互に対応付けて取得する情報取得部と、
所定の範囲内に含まれる前記負荷と前記回転速度とに対応付けられた、複数の前記ユーザの筋電の差が第１の閾値よりも大きいか否かに基づき前記ユーザの筋疲労情報を生成する筋疲労情報生成部と、
として機能させるための筋疲労決定用プログラムである。
【０１１９】
また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク、磁気ディスク、又は、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。
【０１２０】
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【０１２１】
なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本開示にかかる筋疲労決定装置、筋疲労決定方法、及び筋疲労決定用プログラムによれば、自転車のペダリング中に筋疲労情報をリアルタイムで生成することができて、スポーツ分野及びリハビリ分野での自転車又はサイクルトレーナーを利用するときの筋疲労決定装置、筋疲労決定方法、及び筋疲労決定用プログラムとして有用である。すなわち、ユーザは、筋電センサを装着して筋電を測定し、リアルタイムで筋疲労推定が可能になるため、競技向けのトレーニング又は一般エキササイズにおいて、簡単に筋肉の使用状態を出力部からの出力を利用して、例えば視覚的に確認することができる。そのため、運動メニューによってペースの調整又は筋肉を動かす技術の向上にもつながると考えられる。スポーツ分野以外にリハビリ分野への導入も考えられる。例えば、筋電センサが小型化され、いつでも簡単に実施できるようになれば、リハビリ施設での使用はもちろん、自宅でも簡単にできるリハビリ装置に導入可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００    被験者（ユーザ）
１０１ｂ  電極
１０１ｃ  電極
１０２    回転速度センサ
１０３    ペダル
１０４    自転車
１０５    クランク
１１０    クランク軸
２０１    仕事率を１００ワットでペダリングした波形
２０２    仕事率を１７５ワットでペダリングした波形
２０３    仕事率を１７５ワットでペダリングした波形
３０１    回転速度５０ｒｐｍでペダリングした筋電
３０２    回転速度７０ｒｐｍでペダリングした筋電
３０３    回転速度９０ｒｐｍでペダリングした筋電
３０１ａ  波形３０１の筋電のＲＭＳ
３０２ａ  波形３０２の筋電のＲＭＳ
３０３ａ  波形３０３の筋電のＲＭＳ
３９０    筋疲労決定システム
３９１    外部センサ
３９２    筋疲労決定装置
３９９    筋疲労情報生成部
４００    情報取得部
４０１    負荷情報取得部
４０１ａ  負荷センサ
４０２    回転速度情報取得部
４０２ａ  回転速度センサ
４０３    筋電情報取得部
４０３ａ  筋電センサ
４０４    情報処理部
４０４ａ  負荷分類部
４０４ｂ  データベース作成部
４０４ｃ  筋電補正部
４０５    記憶部
４０６    筋疲労評価部
４０６ａ  筋電比較部
４０６ｂ  筋疲労判定部
４０７    出力部
４１０    表示部
６０１    負荷情報
６０２    回転速度情報
６０３    筋電情報
Ｆ０      「筋疲労なし」の表示例
Ｆ１      筋疲労発生した例
Ｆ２      筋疲労の表示例
【図１Ａ】
0006544646.tif 000002
【図１Ｂ】
0006544646.tif 000003
【図２】
0006544646.tif 000004
【図３Ａ】
0006544646.tif 000005
【図３Ｂ】
0006544646.tif 000006
【図３Ｃ】
0006544646.tif 000007
【図３Ｄ】
0006544646.tif 000008
【図４Ａ】
0006544646.tif 000009
【図４Ｂ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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