(57)【要約】【課題】  電動車椅子において、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減する。【解決手段】  本発明の電動車椅子１０は、外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御するものであって、電動駆動するための駆動部８と、駆動部８の動作を制御する制御部５とを備え、制御部５は、駆動部８の動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当するか否かを判定する制限条件判定部５ａと、この判定結果に応じて駆動部の動作を制限する動作制限部５ｂとを備える。【選択図】  図１
2007143886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子であって、
電動駆動するための駆動部と、
前記駆動部の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記入力信号の入力状態が、前記駆動部の動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当するか否かを判定する制限条件判定部と、
前記制限条件判定部が、前記入力信号の入力状態は前記制限条件に該当すると判定したときに、前記駆動部の動作を制限する動作制限部とを備えることを特徴とする電動車椅子。
【請求項２】
外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子であって、
電動駆動するための駆動部と、
前記駆動部の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記駆動部の動作状態が、当該動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当しているか否かを判定する制限条件判定部と、
前記制限条件判定部が、前記駆動部の動作状態は前記制限条件に該当すると判定したときに、前記駆動部の動作を制限する動作制限部とを備えることを特徴とする電動車椅子。
【請求項３】
前記入力信号は、外部からの無線通信を介して入力されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動車椅子。
【請求項４】
前記入力信号は、操作者から検出された生体信号であって、
前記制御部は、前記生体信号をニューラルネットワークに入力することによって、前記駆動部の動作を制御する制御信号を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動車椅子。
【請求項５】
周囲の撮影画像に応じた画像データを生成する撮影部と、該撮影部が生成した画像データを外部に送信する送信部とを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動車椅子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部からの入力信号（例えば、操作者から検出された生体信号）に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車椅子・義手・義足などの障害者補助機器の制御におけるマン−マシン・インタフェースとして利用者の筋電信号を利用する技術が提案されている。例えば、特許文献１では、図１９のような家電製品を制御するロボット構成に代わるものとして、利用者の生体信号から得られる特徴ベクトルと利用者から供給される教示信号とに基づいて電動車椅子等を制御する技術を開示している。図１９のロボットは、各種センサに接続されたセンサ部と、カメラに接続された画像認識部と、マイクに接続された音声認識部とを備え、その出力を受ける行動決定部やメカ制御部などを含んでいる。
【０００３】
また、特許文献１では、利用者となる障害者が障害者補助機器の操作ないし制御に適応するための負担を軽減するために、ニューラルネットを利用した適応学習機能を採用し、このニューラルネット適応学習によって、利用者の生体信号からその利用者が意図する制御内容を推定する技術を提案している。筋電位信号などの生体信号を利用すれば、指・手・足などの動きによる操作が不可能な障害者であっても、障害者補助機器を制御することが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−３３１２５０号公報（２００１年１１月３０日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の障害者補助機器としての電動車椅子には、次の問題が生じていた。
【０００５】
操作者の生体信号に基づいて、電動車椅子を制御するための制御信号を生成する場合、前述のニューラルネット等の利用によって生成する制御信号の精度やその適切さを向上させることはできるものの、現状、生体信号に基づいて常に的確な制御信号を生成することは難しい。
【０００６】
しかしながら、通常、電動車椅子は、操作者たる障害者の移動手段となるので、その誤動作は、交通事故、階段や坂道からの転落などの重大な事故を招くことになる。また、操作者の急病など何らかの事情に起因して、一時的にでも入力信号が途絶えた場合には、電動車椅子が制御不能となるので、極めて危険な状態に陥る。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減することができる電動車椅子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子であって、電動駆動するための駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記入力信号の入力状態が、前記駆動部の動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当するか否かを判定する制限条件判定部と、前記制限条件判定部が、前記入力信号の入力状態は前記制限条件に該当すると判定したときに、前記駆動部の動作を制限する動作制限部とを備えることを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によれば、制御部の働きにおいて、制限条件判定部は、入力信号の入力状態が所定の制限条件に該当するか否かを判定し、この判定の結果、入力信号の入力状態が前記制限条件に該当すると判定された場合には、動作制限部は前記駆動部の動作を制限する。  上記制限条件の該当例としては、所定時間をこえて入力信号の入力が途絶えた場合や、正常範囲をこえる振幅の入力信号が入力された場合などを挙げることができる。また、動作の制限の態様は、特に限定されないが、例えば、電動車椅子の動作を停止させたり、あらたな指示入力を受け付けないようにしたりする態様などが考えられる。
【００１０】
これにより、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減できるので、電動車椅子の利用ないし制御をより安全なものとすることが可能となる。
【００１１】
本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、外部からの入力信号に基づいて自機の動作を制御する電動車椅子であって、電動駆動するための駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記駆動部の動作状態が、当該動作を制限すべき状態を示す制限条件に該当しているか否かを判定する制限条件判定部と、前記制限条件判定部が、前記駆動部の動作状態は前記制限条件に該当すると判定したときに、前記駆動部の動作を制限する動作制限部とを備えることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、制御部の働きにおいて、制限条件判定部は、前記駆動部の動作状態が、所定の制限条件に該当するか否かを判定し、この判定の結果、入力信号の入力状態が前記制限条件に該当すると判定された場合には、動作制限部は前記駆動部の動作を制限する。
【００１３】
上記制限条件の該当例としては、駆動部の動作が所定時間をこえて同じ動作内容となっている場合や、急発進後の急停車など、連続的に動作すべきではない複数の動作をしようとした場合等が挙げられる。
【００１４】
所定時間の間、入力信号の入力が途絶えた場合や、正常範囲をこえる振幅の入力信号が入力された場合などを挙げることができる。また、動作の制限の態様は、特に限定されないが、例えば、電動車椅子の動作を停止させたり、あらたな指示入力を受け付けないようにしたりする態様などが考えられる。
【００１５】
これにより、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減できるので、電動車椅子の利用ないし制御をより安全なものとすることが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、上記の構成において、前記入力信号は、外部からの無線通信を介して入力されることが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、前記入力信号は、外部からの無線通信を介して入力されるので、操作者は遠隔の場所から電動車椅子を制御することができる。
【００１８】
これにより、操作者は、電動車椅子を自らの身体の一部としての移動手段に用いるだけでなく、電動車椅子を自分の身代わり（エージェント）として遠隔操作することにより、幅広い状況に応じ、多彩な用途に利用することが可能となる。例えば、ベッドに寝たきり状態となっている操作者が、電動車椅子を遠隔操作して、離れた場所で電動車椅子に作業をさせることができるようになる。
【００１９】
また、本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、上記の構成において、前記入力信号は、操作者から検出された生体信号であって、前記制御部は、前記生体信号をニューラルネットワークに入力することによって、前記駆動部の動作を制御する制御信号を生成することが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、操作者は、自らの生体信号とそれを入力とするニューラルネットワークの存在によって、煩雑なボタン操作やレバー操作によって電動車椅子を制御する必要がなくなる。例えば、操作者の筋電位信号などの生体信号に基づいて、電動車椅子を制御することができるので、指・手・足などの動きによる操作をすることができない障害者であっても、電動車椅子を操作することが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る電動車椅子は、上記課題を解決するために、上記の構成において、周囲の撮影画像に応じた画像データを生成する撮影部と、該撮影部が生成した画像データを外部に送信する送信部とを備えることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、撮影部によって電動車椅子の周囲が撮影され、その画像データが、外部装置に対して送信される。したがって、画像データの受信者（受信者は、操作者と同じ場合もあるし、操作者とは異なる場合もある）は、電動車椅子の動作状況やその周囲環境を遠隔から把握することが容易となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る電動車椅子によれば、誤動作や入力信号の不調などが生じたときの危険を軽減することができる。また、本発明に係る電動車椅子は、遠隔操作することにより、幅広い状況に応じ、多彩な用途に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の一実施形態に係る電動車椅子１０について、図１〜図１８に基づいて説明すると以下の通りである。
・  システム構成）
図１は、電動車椅子１０の概略構成を示すブロック図である。電動車椅子１０は、操作者の生体信号を検出する入力部１と、生体信号から特徴量を抽出するための信号前処理を行う生体信号処理部２と、特徴量に基づいて操作者の意図や状態に対する事後確率を出力するニューラルネットワーク（ＮＮ）部３と、ＮＮ部３が出力した事後確率に基づいて操作者の意図や状態を識別し、識別の際には事後確率から計算されるエントロピーに基づいて、誤識別を回避し、また、識別した結果に基づいて階層的に整理されたコマンド群から送信するコマンドを決定する出力信号処理部４と、電動車椅子１０への指示入力ないしその動作を制御する制御部５と、生体信号処理部２やＮＮ部３あるいは出力信号処理部４で使用する各種パラメータを操作者個人毎に保存や呼び出しを行うことを可能とするデータベース部６と、出力信号処理部４で決定したコマンドを有線または無線［赤外線、超音波、あるいは電波（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ｇ，ａなど無線ＬＡＮ規格］によって駆動部８に送信する送信部７と、電動車椅子１０を電動駆動するための駆動部８とを備えている。
【００２５】
入力部１に入力される生体信号は、操作者の生体から得られる電気信号または電気信号に変換可能ないかなる生体信号であってもよい。このような生体信号の代表例としては、筋肉の筋電位信号や脳電位信号あるいは脳の磁界信号などの信号が挙げられる。他にも、生体内部の深層的な情報を得る生体信号として、皮膚抵抗、血流量、筋音、眼振、末梢部の体温、血圧、心音、脈圧などがあり、これらは、僅かな訓練により、意図的に制御することができるので、本発明の生体信号を利用したリモートコントローラの入力信号として用いることができる。さらには、表層的な生体信号として、１）入力装置にマイクロフォンを用いる音声や単なる発声、２）入力装置に光ファイバを利用した曲げセンサを用いた手足などの部位の形状、３）入力装置にジャイロやひずみセンサあるいは加速度センサなどを用いた体肢の運動姿勢や運動加速度、４）画像の変化を捉えるビジョンセンサを用いた体肢の運動姿勢や運動加速度、５）圧力センサを用いた圧力分布、６）超音波や光による位置センサを用いた体肢の姿勢、７）放射温度計を用いた手のひら等の温度、８）視線センサを用いた眼球位置、９）呼吸による風力や呼吸の温度、等による信号など、種々のものを用いることができる。
【００２６】
制御部５は、ＣＰＵ等からなり電動車椅子１０全体の動作制御を司る機能を備えており、その内部構成として、制限条件判定部５ａおよび動作制限部５ｂを備えている。制限条件判定部５ａは、後述のとおり、入力部１に入力される入力状態または駆動部８の動作状態が、駆動部８の動作を制限すべき状態を示す所定の制限条件に該当するか否かを判定する機能ブロックである。また、動作制限部５ｂは、制限条件判定部５ａの判定結果に基づいて、駆動部８の動作を制限する機能ブロックである。
【００２７】
駆動部８は、電動車椅子１０の動力源を供給するとともに、電動車椅子１０の各種動作、例えば移動やその速度ないし方向転換、電動車椅子１０に備えられたディスプレイ（後述）などの各種電子機器の動作を制御する駆動部材である。すなわち、駆動部８は、電動にて回転力を得るモータ，各種ギア装置，駆動力伝達部材，これらを制御する各種電子回路などから構成されている。
【００２８】
なお、上記では、電動車椅子１０の各構成は、すべて車椅子の構成として一体的に設けられていることを前提として説明しているが、後述のように、一部の構成については、電動車椅子１０の外部構成としてもよい。
【００２９】
この電動車椅子１０を使用するに当たっては、まず、リモートコントローラの制御に使用する生体信号に応じたセンサを、操作者の体に装着する。その生体信号は、生体信号の入力部へ入力される。ここで、生体信号として用いるのは、筋肉の筋電位信号や脳電位信号あるいは脳の磁界信号などの信号である。これらの信号は、よく知られている様に、それぞれ異なった入力端子あるいは異なった入力装置を用いて入力されるので、これらを操作者に適合する様に選択して入力部１の入力手段（入力１，入力２，・・・，入力ｎ）を切り換えることが望ましい。選択された入力端子あるいは入力装置からの生体信号は、さらに生体信号処理部で、前記生体信号の特徴量を抽出する。この際、操作者は、制御部５からの入力信号や前記特徴量についての信号伝達により、入力信号やリモートコントローラの動作状況や認識状況を知ることができる。
【００３０】
電動車椅子１０の操作に先立ち、操作者の障害度など様々な条件・状態にリモートコントローラを適応させるために、操作者の選択した生体信号、それに含まれる個人差、疲労や発汗などによる時間変動、電極を張った位置について、ニューラルネット学習用のデータを抽出しておくことが好ましい。教師信号入力部へ教師信号を入力してニューラルネット学習を実行した結果、操作者の生体信号から操作者の意図する制御コマンドの推定が可能になる。複数の操作者がいる場合には、それぞれの操作者のデータをそれぞれに抽出してデータベース部６に保存しておく。
【００３１】
出力信号処理部４では、ＮＮ部が出力した事後確率に基づいて操作者の意図や状態を識別する。識別の際には、事後確率から計算されるエントロピーに基づいて、誤識別を回避することが好ましい。
【００３２】
また、制御部５は、識別の際、計測した生体信号や抽出した特徴量やコントローラの操作についての事後確率あるいは利用者の識別結果などのリモートコントローラで取り扱う情報を適宜設けられるディスプレイ（後述）を通じて利用者に伝達することが好ましい。
（２．遠隔操作）
図２は、操作者が電動車椅子１０を遠隔操作する場合のシステム構成例を示す図である。同図においては、入力部１、生体信号処理部２、ＮＮ部３、出力信号処理部４、制御部５、データベース部６を、センサユニットおよびパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から構成されるコントローラ１が担っている。コントローラ１からの制御信号は、ルータ（図１の送信部７に相当）を介し、無線ＬＡＮによって電動車椅子１０に内蔵されたコントローラ２ないし駆動部８に送信される。
【００３３】
上記の構成においては、コントローラ１およびコントローラ２との通信を無線ＬＡＮで結ぶことにより、電動車椅子１０の遠隔操作が可能となっている。すなわち、操作者から得られた生体信号を、無線通信を用いてコントローラ１に送信する。コントローラ１では、生体信号から操作者の操作意図を推定し、その推定結果を、無線ＬＡＮを利用してコントローラ２に送ることによって、電動車椅子１０を操作する。
【００３４】
このような遠隔操作を行う場合には、電動車椅子１０に、周囲の撮影画像に応じた画像データを生成する撮影部と、この撮影部が生成した画像データを外部に送信する送信部とを備えることが好ましい。
【００３５】
例えば、電動車椅子１０に、図３のようなインテリジェントタイプのインタフェースユニットを設けることが好ましい。図３のインタフェースユニットには、駆動用低速モータの働きによって任意の方向に回転制御することのできる液晶ディスプレイ、この液晶ディスプレイに備え付けられたカメラ（撮像部）、マイク、ＩＲＬＥＤリモートコントローラ（後述）、電動車椅子１０のアームテーブルに内蔵されたコントローラ２が備えられている。このようなインタフェースユニットを利用すれば、電動車椅子１０の操作者は、電動車椅子１０から離れた場所からであっても、電動車椅子１０の周囲の様子（画像や音声）を確認しながら、電動車椅子１０の周囲の人々と会話することが可能となる。また、操作者（コントローラ１）側にもカメラやマイクを設け、そのカメラで撮影した画像を電動車椅子１０のディスプレイに映したり、マイクで拾った音を電動車椅子１０のスピーカから出力したりすることもできる。すなわち、これら構成によれば、電動車椅子１０を、リアルタイムの遠隔コミュニケーションを実現するコミュニケーションツールないしエージェントとして活用することができる。
【００３６】
このように、無線ＬＡＮを含むインターネット通信を用いて、操作者が電動車椅子１０を遠隔操作するのであれば、その原理上、操作者は、電動車椅子１０が操作者と異なる部屋に位置している場合であっても、電動車椅子１０が外国に位置している場合であっても、何らの問題なく遠隔操作することが可能である。
【００３７】
なお、遠隔操作のときに、入力部１以外の構成を電動車椅子１０（コントローラ２）に備える構成とすることも考えられるが、電動車椅子１０に、生体信号を直接送信すると、送信データ量が多すぎたり、システムへの負荷が大きすぎたりするために、システムの動作が不安定となる可能性がある。
【００３８】
翻って、図２の構成によれば、センサユニットおよびパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から構成されるコントローラ１において、電動車椅子１０に指示すべき制御内容が決定されたときにのみ、決定された制御信号を送信することができる。これにより、無線操作におけるデータの転送量を少なくして、システム動作を安定させることが可能となる。例えば、生体信号として筋電位信号を検出する場合、１チャンネルあたり、０．５秒間に１回の計測信号（８バイト相当）を送信するとすれば、２チャンネルでは、計３２バイト／秒の速度でデータを送信し続ける必要が生じるが、決定された制御信号のみを送信する方式を採用すれば、２バイト／秒程度のデータ送信で十分と考えられる。
（３．操作インタフェース）
操作者が電動車椅子１０を操作する場合は、操作者が使用可能な制御コマンド形態、例えば選択肢の数、をデータベースに記録された情報をもとに決め、それぞれの操作者に適合させた階層的な操作メニューから目的の操作を選択することが好ましい。図４は、操作者に提示される操作メニューの一例である。図４の操作メニューには、操作コマンド（前進・後退など)が表示されており、操作者がコマンドを選択する動作をすると前進・後退などのコマンドが順番に選ばれていく。そして、所望するコマンドが選択されたとき、操作者がコマンドを決定する動作を行うことで、操作指示を入力することができる。図４の右側に示されたバーは、自動停止（後述）までの時間を表しており、バー内の帯状表示がバーの下方から徐々に伸びて、バーの上方に達すると、電動車椅子１０は自動停止する。
【００３９】
操作者は、このような操作メニューを確認しながら、所定の生体信号を電動車椅子１０に付与することによって、指示操作の選択をすることができる。すなわち、入力部１への生体信号の入力によって、操作者は、電動車椅子１０の駆動部８を制御し、電動車椅子１０の各種動作、例えば移動やその速度ないし方向転換、各種インタフェースユニットの動作などを制御することができる。
【００４０】
ただし、生体信号を入力信号とする場合、各種ノイズなどの影響で誤識別をしてしまうことがある。このような誤識別に基づいて、電動車椅子１０を制御してしまう危険性を軽減するために、電動車椅子１０は、所定回数（Ｎ回、任意の回数に変更可能）連続して同じ操作指示（識別結果）が与えられた場合にのみ、その指示を実行するようにすることも好ましい。ただし、「停止」指示については、動作安全の確保上、このような構成の採用が好ましくない場合もある。
【００４１】
また、操作者が、電動車椅子１０自体の動作だけでなく、電動車椅子１０の動作ないし制御を介して、他の外部機器を制御できるようにすることも好ましい。例えば、電動車椅子１０が家電機器を操作するリモートコントローラを搭載しており、操作者が、電動車椅子１０に指示を与えることによって、電動車椅子１０がこれら家電機器を制御する構成が考えられる。
【００４２】
例えば、上記リモートコントローラとして、全方位３６０度の指向性を有するＩＲＬＥＤリモートコントローラを設けることができる。ＩＲＬＥＤリモートコントローラは赤外線を用いるため、壁を隔てているような状況では、家電機器などの被制御機器に制御信号を送ることができないが、そのような場合には、電動車椅子１０を遠隔操作するなどして、赤外線が被制御機器に届く位置に、電動車椅子１０を移動させればよい。
【００４３】
これら構成を採用すれば、操作者のエージェントとして、電動車椅子１０の利用価値をより高めることが可能になる。すなわち、操作者は、電動車椅子を自らの身体の一部としての移動手段に用いるだけでなく、電動車椅子を自分の身代わり（エージェント）として遠隔操作することにより、幅広い状況に応じ、多彩な用途に利用することが可能となる。例えば、ベッドに寝たきり状態となっている操作者が、電動車椅子を遠隔操作して、離れた場所で電動車椅子に作業をさせることができるようになる。
【００４４】
さらには、移動範囲（例えば屋内の部屋構造）をマップ情報として、電動車椅子１０に記憶させておくことによって、電動車椅子１０（エージェント）が自動的に目的地まで移動する構成としてもよい。図５は、このようなマップ情報の一例を示す図である。このようなマップ情報があれば、操作者は、前述のコントローラ１に備えられたディスプレイの表示を確認しながら、電動車椅子１０（エージェント）の目的地などを指示するだけで簡単に遠隔操作を実現することができる。
【００４５】
上記の機能を有する電動車椅子１０の動作フローの一例を示せば、図６のとおりである。
（４．動作制限）
電動車椅子１０は、制御部５の内部構成として、制限条件判定部５ａおよび動作制限部５ｂを備えている（図１参照）。前述のとおり、制限条件判定部５ａは、入力信号または駆動部８の動作状態が、駆動部８の動作を制限すべき状態を示す所定の制限条件に該当するか否かを判定する機能ブロックである。また、動作制限部５ｂは、制限条件判定部５ａの判定結果に基づいて、駆動部８の動作を制限する機能ブロックである。
【００４６】
以下、これら機能ブロックの具体的動作例について説明する。
（４−１．入力信号の状態に基づく動作制限例）
制御部５の働きにおいて、制限条件判定部５ａは、入力信号の入力状態が所定の制限条件に該当するか否かを判定し、この判定の結果、入力信号の入力状態が前記制限条件に該当すると判定された場合には、動作制限部５ｂは駆動部８の動作を制限する。
【００４７】
上記制限条件の該当例としては、所定時間をこえて入力信号の入力が途絶えた場合や、正常範囲をこえる振幅の入力信号が入力された場合などを挙げることができる。
【００４８】
例えば、制御部５から、本来の制御信号とは別に、２Ｈｚ〜５Ｈｚ程度の周期的な信号を送信しておき、この周期的信号の入力が途絶えた場合には、電動車椅子１０は、入力側装置の動作が異常であると判定して、その後の指示を受け付けないようにする。これにより、入力装置やその周辺装置に異常が生じた場合であっても、電動車椅子１０の誤動作や暴走動作を回避することができる。
【００４９】
他の例としては、電動車椅子１０が入力信号を所定時間受信しなかった場合に、電動車椅子１０を停止させる構成が挙げられる（自動停止）。すなわち、操作者が何らかの原因で、電動車椅子１０を操作できなくなったときには、電動車椅子１０が走行を続けると、障害物に衝突してしまうなど危険であるから、電動車椅子１０を停止させるものとする。
（４−２．駆動部の動作状態に基づく動作制限例）
制御部５の働きにおいて、制限条件判定部５ａは、駆動部８の動作状態が所定の制限条件に該当するか否かを判定し、この判定の結果、入力信号の入力状態が前記制限条件に該当すると判定された場合には、動作制限部５ｂは駆動部８の動作を制限する。
【００５０】
上記制限条件の該当例としては、駆動部の動作が所定時間をこえて同じ動作内容となっている場合や、急発進後の急停車など、連続的に動作すべきではない複数の動作をしようとした場合等が挙げられる。
【００５１】
例えば、操作者は、生体信号に基づく指示入力がきちんと行われるように意識するあまり、過度に長い時間、動作をとり続けることがある。このような場合には、連続して制御信号が、電動車椅子１０に付与され続けることになり、電動車椅子１０の動作が操作者の意図しないものとなるおそれがある。そこで、電動車椅子１０では、動作指示を一度受け付けたら、その後所定時間は受信信号を無視するものとする。ただし、安全確保のために、緊急停止用の特別な指示がなされた場合には、この限りではない。
【００５２】
他の例としては、電動車椅子１０の走行中に、操作者があらたな指示入力をした場合、電動車椅子１０をいったん停止させる構成が挙げられる。このように、操作者が停止コマンドを選択しない場合であっても、走行中の電動車椅子１０をいったん停止させることによって、操作の遅れなどに起因して電動車椅子１０が障害物に衝突する事故などを回避することができる。
（４−３．動作フロー例）
上記の動作制限機能を有する電動車椅子１０（エージェント）の、操作者が搭乗した状態における動作フローの一例を示せば、図７のとおりである。
【００５３】
また、図２のように、電動車椅子１０（エージェント）を遠隔操作する場合であっても、上記の機能を実装することができる。この場合には、電動車椅子１０は、コントローラ１からの信号受信状態、またはコントローラ２ないし駆動部８の動作状態に基づいて、駆動部８の動作を制限すべきか否かを判定することになる。
【００５４】
図２の構成によって、電動車椅子１０を遠隔操作する場合における、コントローラ１側〔操作者側〕、コントローラ２側〔エージェント（電動車椅子）側〕の動作フローの一例を示せば、それぞれ図８、図９のとおりである。
【００５５】
これら構成によれば、誤動作や入力信号の不調などの問題が生じたときの危険を軽減できるので、電動車椅子の利用ないし制御をより安全なものとすることが可能となる。
（５．認証機能）
電動車椅子１０は、操作者の所定の動作（生体信号）の入力に応じた認証機能を備えることが好ましい。すなわち、操作者は、あらかじめ自分が行える動作（例えば、背屈・掌屈・握るの３動作）の組み合わせによって、５回の動作を定めて電動車椅子１０に登録しておく。操作者は、あらかじめ自分が行える動作（例えば、背屈・掌屈・握るの３動作）の組み合わせによって、５回の動作を定めて電動車椅子１０に登録しておく。
【００５６】
そして、電動車椅子１０を操作する際には、登録した動作をその順番に入力することによって、自分が正規の操作者であることを電動車椅子１０に認証させることができる。例えば、電動車椅子１０は、操作メニューの所定画面に応じて、操作者に生体信号を通じた認証入力を行わせ、その認証が正しい場合にのみ、次の操作メニューに進むことができるようにする。
【００５７】
このような動作入力に応じた筋電位（ＩＥＭＧ）信号の様子を示したグラフが、図１０および図１１である。図１０では、上段からそれぞれ、各電極から計測される２チャンネルの筋電位（ＩＥＭＧ）信号、識別された動作に対応する番号（動き数）、筋力情報（力情報）を表している。制御部５は、操作者の筋力情報（力情報）がある閾値をこえた場合には、何らかの動作を行っているものと判断し、筋電位（ＩＥＭＧ）信号に基づいて、操作者の動作（動き数）を識別する。図１１では、最大２ｍＶ程度の筋電位信号に対して、第一の閾値および第二の閾値を設定し、これら閾値に応じて筋電位信号に基づく動作判定を行っている様子を示している。すなわち、所定時間（ｔ秒間）、筋電位信号が第一の閾値と第二の閾値の間にあれば、状態(1)と判定する一方、所定時間（ｔ秒間）、筋電位信号が第二の閾値以上にあれば状態(2)と判定している。なお、上記の所定時間（ｔ秒間）の設定値は任意である。
【００５８】
これにより、操作者が障害を有しており、キーボードやマウスによる入力操作などが困難な場合であっても、電動車椅子に認証動作を行わせることが可能となる。
（６．電動車椅子の利用例）
本実施形態に係る電動車椅子１０の利用例やその活用場面について、簡単に説明しておく。
（６−１．利用例１）
ベッドに寝たきりの人が、隣室にあるテレビの電源を消したいと思っても、通常、赤外線コントローラによって隣室のテレビを操作することはできない。本実施形態に係る電動車椅子１０を遠隔操作すれば、隣室まで電動車椅子１０を移動させ、備え付けのＩＲＬＥＤリモートコントローラを動作させることによって、隣室のテレビの電源を消すことができる（図１２）。
（６−２．利用例２）
所望のテレビ番組の録画予約を忘れて旅行に出かけた場合でも、旅行先からインターネット回線を通じて、電動車椅子１０を遠隔操作することにより、ビデオ装置を制御して録画予約をすることができる（図１３）。
（６−３．利用例３）
ベッドに寝たきりの人が、電動車椅子１０を遠隔操作することにより、離れた部屋にいる人と、備え付けのカメラやマイクを通じて、互いの画像や音声を確認しながらコミュニケーションをとることができる（図１４）。
【００５９】
また、老人ホームなどの施設(老人ホーム)に電動車椅子１０を置いておき、施設から遠く離れたところにいる友人や家族が前述のインタフェースユニットないしコミュニケーションツールを活用して、施設内の人と話したり、電動車椅子１０を遠隔操作したりすることによって、自由なコミュニケーションを図ることができる。
（６−４．利用例４）
旅行先からでも、電動車椅子１０を遠隔操作して、備え付けのカメラやマイクを通じて、自宅のあらゆる場所の様子を監視することができる（図１５）。
（６−５．利用例５）
操作者が電動車椅子１０に搭乗して、美術館に外出しているときに、前述のインタフェースユニットないしコミュニケーションツールを活用して、遠隔の場所にいる人に絵画の画像をみせたり、話しかけたりすることによって、一緒に絵画鑑賞を楽しむことができる（図１６）。
（６−６．利用例６）
操作者が電動車椅子１０に搭乗して外出しているときに、思いもせぬアクシデント（電動車椅子の一部バッテリー切れ、車輪が道路上の溝部に落ち込んで走行不能になるなど）が起こったときでも、前述のインタフェースユニットないしコミュニケーションツールを活用して、遠隔の場所にいる人に助けを求める緊急連絡を行うことができる（図１７）。
（６−７．利用例７）
さらに、利用例６において、電動車椅子１０の搭乗者が適切な操作を行うことができない場合であっても、緊急連絡を受けた人が、前述のインタフェースユニットないしコミュニケーションツールのカメラを利用して、周囲の状況を確認しながら、電動車椅子１０を遠隔操作して、安全な場所へ移動させることなども可能となる（図１８）。
【００６０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
操作者が搭乗する場合であっても、操作者が無線通信などで遠隔操作する場合であっても、幅広く電動車椅子またはその一部に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、電動車椅子の要部構成を示すブロック図である。
【図２】操作者が電動車椅子を遠隔操作する場合のシステム構成例を示す図である。
【図３】インテリジェントタイプのインタフェースユニットの外観を示す図である。
【図４】操作者に提示される操作メニューの一例を示す図である。
【図５】電動車椅子が保有するマップ情報の一例を示す図である。
【図６】動作制限機能を有する電動車椅子の動作フローの一例を示す図である。
【図７】動作制限機能を有する電動車椅子（エージェント）の、操作者が搭乗した状態における動作フローの一例を示すフローチャートである。
【図８】電動車椅子を遠隔操作する場合における、操作者側の動作フローの一例を示すフローチャートである。
【図９】電動車椅子を遠隔操作する場合における、エージェント（電動車椅子）側の動作フローの一例を示すフローチャートである。
【図１０】動作入力に応じた筋電位（ＩＥＭＧ）信号の様子を示した図である。
【図１１】動作入力に応じた筋電位（ＩＥＭＧ）信号と閾値との様子を示した図である。
【図１２】本実施形態に係る電動車椅子の一の利用例を示す図である。
【図１３】本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。
【図１４】本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。
【図１５】本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。
【図１６】本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。
【図１７】本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。
【図１８】本実施形態に係る電動車椅子の他の利用例を示す図である。
【図１９】従来技術を示すものであり、家電製品を制御するロボットの要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    入力部
２    生体信号処理部
３    ニューラルネットワーク（ＮＮ）部３
４    出力信号処理部
５    制御部
６    データベース部
７    送信部
８    駆動部
１０  電動車椅子
【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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