(57)【要約】【課題】筋電図信号を用いて筋肉疲労が発生する時点を示す無酸素的閾値を抽出する方法及び装置、並びにこれを用いた心拍数抽出装置及び運動情報提供装置を提供する。【解決手段】本発明の無酸素的閾値抽出装置は、筋電図（ＥｌｅｃｔｒｏＭｙｏＧｒａｐｈｙ：ＥＭＧ）信号を取得する筋電図信号取得部と、筋電図信号の変化に基づいてユーザの筋肉疲労が発生する時点を示す無酸素的閾値を抽出する無酸素的閾値抽出部と、を備える。【選択図】図１
2016077885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筋電図（ＥＭＧ）信号を取得する筋電図信号取得部と、
前記筋電図信号の変化に基づいて筋肉疲労が発生する時点を示す無酸素的閾値を抽出する無酸素的閾値抽出部と、を備えることを特徴とする無酸素的閾値抽出装置。
【請求項２】
前記筋電図信号取得部は、少なくとも１つの筋電図センサから前記筋電図信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項３】
前記無酸素的閾値抽出部は、前記筋電図信号の変化に基づいてユーザの無酸素的閾値を抽出することを特徴とする請求項１に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項４】
前記筋電図信号の変化は、臨界運動負荷まで次第に増加するユーザの運動負荷に対応することを特徴とする請求項３に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項５】
前記無酸素的閾値抽出部は、前記ユーザの運動負荷を前記臨界運動負荷まで次第に増加させる制御信号をユーザによって使用される運動機器に送信することを特徴とする請求項４に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項６】
前記無酸素的閾値抽出部は、視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、及び触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを用いて、前記臨界運動負荷まで前記ユーザの運動負荷が次第に増加するように前記ユーザの運動負荷に関する情報をユーザに提供することを特徴とする請求項４に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項７】
前記無酸素的閾値抽出部は、予め設定された時間間隔で前記筋電図信号の周波数を算出し、該算出された周波数の変化を用いてユーザの筋肉疲労が発生する時点を示す無酸素的閾値を抽出することを特徴とする請求項３に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項８】
前記無酸素的閾値抽出部は、心拍センサからユーザの心拍数を識別し、前記無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出することを特徴とする請求項７に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項９】
前記算出された周波数は、前記筋電図信号の中央周波数又は平均周波数のいずれか１つであることを特徴とする請求項７に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項１０】
前記無酸素的閾値抽出部は、前記周波数が予め設定された差以下に下がる時点を前記筋肉疲労が発生する時点として識別することを特徴とする請求項７に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項１１】
前記無酸素的閾値抽出部は、前記筋電図信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ）を用いて変換し、該変換された筋電図信号から前記周波数を算出することを特徴とする請求項７に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項１２】
前記無酸素的閾値抽出部は、臨界時間又は前記臨界運動負荷までの前記筋電図信号の変化を用いて前記無酸素的閾値を抽出することを特徴とする請求項４に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項１３】
前記無酸素的閾値抽出部は、筋電図センサが複数である場合、複数の筋電図センサから取得された複数の筋電図信号のうちの前記周波数の減少差が最も大きい筋電図信号を用いて前記無酸素的閾値を抽出することを特徴とする請求項７に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項１４】
前記無酸素的閾値抽出部は、通信インタフェースを用いて前記抽出された無酸素的閾値又は前記無酸素的閾値心拍数のうちの少なくとも１つを外部装置に送信することを特徴とする請求項７に記載の無酸素的閾値抽出装置。
【請求項１５】
筋電図信号の変化に基づいて無酸素的閾値心拍数を取得する無酸素的閾値心拍数取得部と、
前記無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報を提供する情報提供部と、を備えることを特徴とする運動情報提供装置。
【請求項１６】
心拍センサから心拍信号を受信し、該受信した心拍信号を用いて心拍数を識別する心拍数識別部を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の運動情報提供装置。
【請求項１７】
前記無酸素的閾値心拍数取得部は、通信インタフェースを用いて外部装置から無酸素的閾値を受信し、前記識別された心拍数のうちの前記無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出することを特徴とする請求項１６に記載の運動情報提供装置。
【請求項１８】
前記情報提供部は、視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、及び触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを用いて前記無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供することを特徴とする請求項１６に記載の運動情報提供装置。
【請求項１９】
前記情報提供部は、前記心拍数が前記無酸素的閾値心拍数の閾値範囲から離れる場合、前記心拍数が前記閾値範囲に含まれるように誘導する運動負荷に関する情報をユーザに提供することを特徴とする請求項１８に記載の運動情報提供装置。
【請求項２０】
前記情報提供部は、前記無酸素的閾値心拍数と前記心拍数との比率に基づいてユーザの運動効率を算出し、該算出された運動効率をユーザに提供することを特徴とする請求項１７に記載の運動情報提供装置。
【請求項２１】
筋肉の活動電位をセンシングすることにより筋電図信号を取得する筋電図センサと、
心拍数をセンシングして心拍信号を取得する心拍センサと、
前記筋電図信号の変化に基づいてユーザの筋肉疲労が発生する時点を示す無酸素的閾値を抽出する無酸素的閾値抽出部と、
前記無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する無酸素的閾値心拍数抽出部と、を備えることを特徴とする無酸素的閾値心拍数抽出装置。
【請求項２２】
無酸素的閾値抽出装置による無酸素的閾値を抽出する方法であって、
少なくとも１つの筋電図センサから筋電図信号を取得するステップと、
前記取得された筋電図信号の中央周波数又は平均周波数を算出するステップと、
前記筋電図信号の変化に対応する前記算出された周波数に基づいて無酸素的閾値を抽出するステップと、を有することを特徴とする無酸素的閾値抽出方法。
【請求項２３】
心拍センサから心拍数を識別するステップと、
前記無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項２２に記載の無酸素的閾値抽出方法。
【請求項２４】
前記取得された筋電図信号の中央周波数又は平均周波数を算出するステップは、
前記筋電図信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ）を用いて変換するステップと、
前記変換された筋電図信号から前記周波数を算出するステップと、を含むことを特徴とする請求項２２に記載の無酸素的閾値抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無酸素的閾値を抽出する方法及び装置、並びにこれを用いた心拍数抽出装置及び運動情報提供装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生活レベルが向上するにつれて生活の質の向上のための健康管理に関心が高まり、健康状態を管理する医療サービスが急増している。このような医療サービスに対する需要増大と共に、ＩＴ技術の飛躍的な発展に伴って医療技術とＩＴ技術とが結合したヘルスケア（ｈｅａｌｔｈ  ｃａｒｅ）に対する関心が高まっている。そのため、ユーザの歩行数、ユーザが消耗したカロリー量などの健康情報を提供するなどのヘルスケア機能を提供するＩＴ機器が広く普及している。
【０００３】
最近では、ユーザの健康状態を把握し、ユーザに適する健康情報を提供する技術が活発に研究されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、筋電図信号を用いて筋肉疲労が発生する時点を示す無酸素的閾値を抽出する方法及び装置、並びにこれを用いた心拍数抽出装置及び運動情報提供装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による無酸素的閾値抽出装置は、筋電図（ＥｌｅｃｔｒｏＭｙｏＧｒａｐｈｙ：ＥＭＧ）信号を取得する筋電図信号取得部と、前記筋電図信号の変化に基づいて筋肉疲労が発生する時点を示す無酸素的閾値を抽出する無酸素的閾値抽出部と、を備える。
【０００６】
前記筋電図信号取得部は、少なくとも１つの筋電図センサから前記筋電図信号を取得し得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、前記筋電図信号の変化に基づいてユーザの無酸素的閾値を抽出し得る。
前記筋電図信号の変化は、臨界運動負荷まで次第に増加するユーザの運動負荷に対応し得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、前記ユーザの運動負荷を前記臨界運動負荷まで次第に増加させる制御信号をユーザによって使用される運動機器に送信し得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、及び触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを用いて、前記臨界運動負荷まで前記ユーザの運動負荷が次第に増加するように前記ユーザの運動負荷に関する情報をユーザに提供し得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、予め設定された時間間隔で前記筋電図信号の周波数を算出し、該算出された周波数の変化を用いてユーザの筋肉疲労が発生する時点を示す無酸素的閾値を抽出し得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、心拍センサからユーザの心拍数を識別し、前記無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出し得る。
前記算出された周波数は、前記筋電図信号の中央周波数又は平均周波数のいずれか１つであり得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、前記周波数が予め設定された差以下に下がる時点を前記筋肉疲労が発生する時点として識別し得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、前記筋電図信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ−Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又は短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ：Ｓｈｏｒｔ−Ｔｉｍｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて変換し、該変換された筋電図信号から前記周波数を算出し得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、臨界時間又は前記臨界運動負荷までの前記筋電図信号の変化を用いて前記無酸素的閾値を抽出し得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、筋電図センサが複数である場合、複数の筋電図センサから取得された複数の筋電図信号のうちの前記周波数の減少差が最も大きい筋電図信号を用いて前記無酸素的閾値を抽出し得る。
前記無酸素的閾値抽出部は、通信インタフェースを用いて前記抽出された無酸素的閾値又は前記無酸素的閾値心拍数のうちの少なくとも１つを外部装置に送信し得る。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による運動情報提供装置は、筋電図信号の変化に基づいて無酸素的閾値心拍数を取得する無酸素的閾値心拍数取得部と、前記無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報を提供する情報提供部と、を備える。
【０００８】
前記運動情報提供装置は、心拍センサから心拍信号を受信し、該受信した心拍信号を用いて心拍数を識別する心拍数識別部を更に含むことができる。
前記無酸素的閾値心拍数取得部は、通信インタフェースを用いて外部装置から無酸素的閾値を受信し、前記識別された心拍数のうちの前記無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出し得る。
前記情報提供部は、視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、及び触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを用いて前記無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供し得る。
前記情報提供部は、前記心拍数が前記無酸素的閾値心拍数の閾値範囲から離れる場合、前記心拍数が前記閾値範囲に含まれるように誘導する運動負荷に関する情報をユーザに提供し得る。
前記情報提供部は、前記無酸素的閾値心拍数と前記心拍数との比率に基づいてユーザの運動効率を算出し、該算出された運動効率をユーザに提供し得る。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による無酸素的閾値心拍数抽出装置は、筋肉の活動電位をセンシングすることにより筋電図信号を取得する筋電図センサと、心拍数をセンシングして心拍信号を取得する心拍センサと、前記筋電図信号の変化に基づいてユーザの筋肉疲労が発生する時点を示す無酸素的閾値を抽出する無酸素的閾値抽出部と、前記無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する無酸素的閾値心拍数抽出部と、を備える。
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による無酸素的閾値抽出装置による無酸素的閾値抽出方法は、少なくとも１つの筋電図センサから筋電図信号を取得するステップと、前記取得された筋電図信号の中央周波数又は平均周波数を算出するステップと、前記筋電図信号の変化に対応する前記算出された周波数に基づいて無酸素的閾値を抽出するステップと、を有する。
【００１１】
前記無酸素的閾値抽出方法は、心拍センサから心拍数を識別するステップと、前記無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出するステップと、を更に含むことができる。
前記取得された筋電図信号の中央周波数又は平均周波数を算出するステップは、前記筋電図信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ）を用いて変換するステップと、前記変換された筋電図信号から前記周波数を算出するステップと、を含み得る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の無酸素的閾値を抽出する方法及び装置によると、ユーザの血液を利用することなく筋電図信号のみを用いて無酸素的閾値を抽出することができ、また無酸素的閾値心拍数に対応するペース（ｐａｃｅ）で運動可能になることから、ユーザが運動効率を最大にした運動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態による無酸素的閾値抽出装置を示すブロック図である。
【図２】一実施形態による運動情報提供装置を示すブロック図である。
【図３】一実施形態による無酸素的閾値を抽出する方法を示す動作フローチャートである。
【図４】一実施形態による筋電図信号からの周波数算出を説明するための図である。
【図５】一実施形態によるユーザの筋肉が収縮していない場合と筋肉が収縮した場合の筋電図信号を比較した図である。
【図６】一実施形態によるユーザの筋肉が収縮していない場合と筋肉が収縮した場合の筋電図信号を比較した図である。
【図７】一実施形態による複数の筋電図信号から無酸素的閾値を抽出する方法を説明するための図である。
【図８】一実施形態による複数の筋電図信号から無酸素的閾値を抽出する方法を説明するための図である。
【図９】一実施形態による複数の装置を用いてユーザに運動情報を提供する一例を示すブロック図である。
【図１０】他の実施形態による複数の装置を用いてユーザに運動情報を提供する一例を示すブロック図である。
【図１１】一実施形態による運動情報提供装置のフィードバックを説明するための図である。
【図１２】一実施形態による運動記録の提供を説明するための図である。
【図１３】他の実施形態による運動情報提供装置を示すブロック図である。
【図１４】他の実施形態による無酸素的閾値心拍数抽出装置を示すブロック図である。
【図１５】他の実施形態による無酸素的閾値を抽出する方法を示す動作フローチャートである。
【図１６】一実施形態による運動情報提供方法を示す動作フローチャートである。
【図１７】他の実施形態による運動情報提供方法を示す動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面で提示した同一の参照符号は同一の部材を示す。
【００１５】
以下で説明する実施形態は様々な変更が加えられてもよい。以下で説明する実施形態は実施形態に対して限定するものではなく、これに対する全ての変更、均等物ないし代替物を含むものとして理解しなければならない。
【００１６】
本実施形態で用いる用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いるものであり、実施形態を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈上明白に異なるものを意味しない限り複数の表現を含む。本明細書で、「含む」又は「有する」などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。
【００１７】
異なるものとして定義しない限り、技術的又は科学的な用語を含むここで用いる全ての用語は、実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上に有する意味と一致する意味を有するものと解釈するべきであって、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。
【００１８】
また、図面を参照して説明する際に、図面符号に拘らず同一の構成要素は同一の参照符号を付与し、それに対する重複説明を省略する。実施形態の説明において関連の公知技術に対する具体的な説明が実施形態の要旨を不要に曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００１９】
本発明の様々な実施形態による装置は、通信機能を有する装置である。例えば、本発明の様々な実施形態による装置は、モバイル装置、ウェアラブル装置、タブレットＰＣ、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｉｓｐｌａｙ）装置などである。また、本発明の様々な実施形態による電子装置はこれらの機器に限定されないことは当業者にとって自明である。
【００２０】
図１は、一実施形態による無酸素的閾値抽出装置を示すブロック図である。図１を参照すると、無酸素的閾値抽出装置１００は、筋電図信号取得部１１０及び無酸素的閾値抽出部１２０を含む。
【００２１】
筋電図信号取得部１１０は、ユーザに対する筋電図（ＥＭＧ：ＥｌｅｃｔｒｏＭｙｏＧｒａｐｈｙ）信号を取得する。筋電図信号取得部１１０は、ユーザの筋肉の活動電位をセンシングする少なくとも１つの筋電図センサからリアルタイムでユーザに対する筋電図信号を受信する。ここで、筋電図センサが複数である場合、筋電図信号取得部１１０は、複数の筋電図センサのそれぞれから筋電図信号を取得する。本実施形態による筋電図信号取得部１１０は、アナログデジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＡＤＣ）を含む。アナログデジタル変換器は、筋電図センサから受信した筋電図信号をデジタル信号に変換する。
【００２２】
無酸素的閾値抽出部１２０は、筋電図信号の変化を用いてユーザの無酸素的閾値を抽出する。ここで、無酸素的閾値は、有酸素運動から無酸素運動に転換する時点を示す。人体は、有酸素運動で脂肪を主に消耗し、無酸素運動で炭水化物を主に消耗する。そのため、ユーザが有酸素運動から無酸素運動に転換する時点である無酸素的閾値における心拍数を保持しながら運動を行う場合、脂肪が最も多く消耗する。
【００２３】
無酸素的閾値抽出部１２０は、予め設定された臨界運動負荷まで増加するユーザの運動負荷による筋電図信号の変化を用いて無酸素的閾値を抽出する。無酸素的閾値は、有酸素運動から無酸素運動に転換する時点であるため、無酸素的閾値抽出部１２０は、低い運動負荷から高い運動負荷まで次第に運動負荷が増加する状態で無酸素的閾値を抽出する。
【００２４】
本実施形態による無酸素的閾値抽出部１２０は、無酸素的閾値を抽出するために通信インタフェースを用いてユーザが使用する運動機器に制御信号を送信する。制御信号は、臨界運動負荷まで次第に運動負荷を増加させる。ここで、通信インタフェースは、外部装置と通信を行うインタフェースである。図１〜図１７に対する説明で、通信インタフェースは、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ）、ＷｉＦｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）Ｄｉｒｅｃｔ、ＤＬＮＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｖｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｉａｎｃｅ）、Ｗｉｂｒｏ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ）、Ｗｉｍａｘ（Ｗｏｒｌｄ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）などの無線インターネットインタフェースと、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの近距離通信インタフェースを含む。また、通信インタフェースは、外部装置と通信を行うことのできる全てのインタフェース（例えば、有線インタフェース）を含む。
【００２５】
例えば、予め設定された臨界運動負荷が１２ｋｍ／ｈ走行である場合、無酸素的閾値抽出部１２０は、予め設定された時間（例えば、２０分）の間に１ｋｍ／ｈ歩行の運動強度から１２ｋｍ／ｈ走行の運動強度まで、ユーザが運動するトレッドミル（ｔｒｅａｄｍｉｌｌ）の運動強度を次第に増加させる制御信号を、通信インタフェースを介してトレッドミルに送信する。
【００２６】
他の実施形態として、無酸素的閾値抽出部１２０は、無酸素的閾値を抽出するために視覚的インタフェース（例えば、ディスプレイ）、聴覚的インタフェース（例えば、スピーカ、オーディオ出力端子）、又は触覚的インタフェース（例えば、振動モータ）のうちの少なくとも１つを用いて、予め設定された臨界運動負荷までユーザの運動負荷が次第に増加するように運動負荷に関する情報をユーザに提供する。ユーザは、運動負荷に関する情報を用いて運動負荷を臨界運動負荷まで次第に増加させる。例えば、無酸素的閾値抽出装置１００がウェアラブル装置である場合、無酸素的閾値抽出装置１００は、無酸素的閾値を抽出するためにユーザが運動しなければならない運動強度をウェアラブル装置のディスプレイに表示するか、スピーカを用いて音声命令で出力するか、又は運動負荷の増大に応じてウェアラブル装置の振動モータを次第に強く駆動させる。
【００２７】
無酸素的閾値抽出部１２０は、予め設定された時間間隔で筋電図信号の周波数を算出し、算出された周波数の変化を用いてユーザの筋肉疲労が発生する時点を識別する。無酸素的閾値抽出部１２０は、筋肉疲労が発生する時点を無酸素的閾値に設定する。ここで、算出された周波数は、筋電図信号の中央周波数又は平均周波数のいずれか１つを意味する。本実施形態による無酸素的閾値抽出部１２０は、筋電図信号に高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ−Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又は短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ：Ｓｈｏｒｔ−Ｔｉｍｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、変換された筋電図信号から周波数を算出する。例えば、無酸素的閾値抽出部１２０は、ハミングウィンドウを適用して予め設定された時間間隔（例えば、２００ｍｓ）毎に筋電図信号をＦＦＴし、変換された筋電図信号から周波数を算出する。また、無酸素的閾値抽出部１２０は、周波数が予め設定された差以下に下がる時点を筋肉疲労が発生する時点として識別する。例えば、無酸素的閾値抽出部１２０は、周波数の差が５０Ｈｚ以上になる時点を筋肉疲労が発生する時点として識別する。無酸素的閾値抽出部１２０は、筋肉疲労が発生する時点を無酸素的閾値として抽出する。
【００２８】
人体の筋肉を構成する筋繊維は、タイプ１筋繊維（Ｓｌｏｗ  ｏｘｉｄａｔｉｖｅ  ｆｉｂｅｒ）とタイプ２筋繊維（Ｆａｓｔ  ｏｘｉｄａｔｉｖｅ  ｆｉｂｅｒ、Ｆａｓｔ  ｇｌｙｃｏｌｙｔｉｃ  ｆｉｂｅｒ）に分類される。タイプ１筋繊維は筋肉が小さい力を出すときに収縮し、タイプ２筋繊維は筋肉が大きい力を出すときに収縮する。このうち、タイプ２筋繊維が収縮するとき、グルコースをＡＴＰ（ａｄｅｎｏｓｉｎｅ  ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）エネルギーと乳酸とに分解する。そのため、タイプ１筋繊維が収縮する場合に筋肉は疲れないが、タイプ２筋繊維が収縮する場合にタイプ２筋繊維は乳酸を放出することから筋肉は疲れる。また、筋電図信号の周波数が予め設定された差以下に下がることは、タイプ２筋繊維が乳酸を放出することに基づく。従って、無酸素的閾値抽出部１２０は、タイプ２筋繊維が乳酸を放出する時点、即ち周波数が予め設定された差以下に下がる時点を筋肉疲労が発生する時点の無酸素的閾値として抽出する。これにより、無酸素的閾値抽出装置１００は、ユーザの血液を利用することなく、筋電図信号のみを用いて無酸素的閾値を抽出することができる。
【００２９】
本実施形態による無酸素的閾値抽出部１２０は、筋電図センサが複数である場合、複数の筋電図センサから取得された複数の筋電図信号のうちの周波数の減少差が最も大きい筋電図信号を用いて無酸素的閾値を抽出する。
【００３０】
また、無酸素的閾値抽出部１２０は、無酸素的閾値に対応するユーザの心拍数の無酸素的閾値心拍数を抽出する。本実施形態による無酸素的閾値抽出部１２０は、心拍センサ（例えば、ＰＰＧ（ＰｈｏｔｏＰｌｅｔｈｙｓｍｏＧｒａｐｈｙ）センサ）からユーザの心拍信号を取得する。無酸素的閾値抽出部１２０は、様々な時間間隔でユーザの心拍数を識別する。無酸素的閾値抽出部１２０は、識別された心拍数のうちの無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する。例えば、無酸素的閾値が運動を始めた時点から１１分であり、運動を始めた時点から１１分であるときのユーザ心拍数が１２０である場合、無酸素的閾値抽出部１２０は無酸素的閾値心拍数を１２０として抽出する。
【００３１】
また、無酸素的閾値抽出部１２０は、通信インタフェースを用いて、抽出された無酸素的閾値又は無酸素的閾値心拍数のうちの少なくとも１つを外部装置に送信する。例えば、無酸素的閾値抽出部１２０は、抽出された無酸素的閾値又は無酸素的閾値心拍数のうちの少なくとも１つを後述する図２に示す運動情報提供装置２００に送信する。また、無酸素的閾値抽出部１２０は、抽出された無酸素的閾値又は無酸素的閾値心拍数のうちの少なくとも１つを無酸素的閾値抽出装置が取り付けられたウェアラブル装置又はウェアラブル装置と通信を行うサーバに送信する。
【００３２】
図２は、一実施形態による運動情報提供装置を示すブロック図である。
【００３３】
図２を参照すると、運動情報提供装置２００は、無酸素的閾値心拍数取得部２１０及び情報提供部２２０を含む。また、本実施形態による運動情報提供装置２００は、心拍数識別部（図示せず）を更に含む。心拍数識別部（図示せず）は、心拍センサからユーザの心拍信号を受信し、心拍信号を用いてユーザの心拍数を識別する。
【００３４】
無酸素的閾値心拍数取得部２１０は、ユーザに対する筋電図信号の変化に基づいて抽出されたユーザの無酸素的閾値心拍数を取得する。本実施形態による無酸素的閾値心拍数取得部２１０は、通信インタフェースを用いて外部装置から無酸素的閾値心拍数を受信する。例えば、無酸素的閾値心拍数取得部２１０は、上述した図１に示す無酸素的閾値抽出装置１００から無酸素的閾値心拍数を受信する。他の実施形態として、無酸素的閾値心拍数取得部２１０は、通信インタフェースを用いて外部装置からユーザの無酸素的閾値を受信し、無酸素的閾値を用いて無酸素的閾値心拍数を抽出する。例えば、心拍数識別部は、ユーザが心拍数を取得するときにユーザの心拍信号を受信して運動時間によるユーザの心拍数を識別し、無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する。
【００３５】
情報提供部２２０は、無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。ここで、情報提供部２２０は、視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、又は触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを用いて、無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。例えば、無酸素的閾値心拍数による運動負荷が９ｋｍ／ｈ走行である場合、情報提供部２２０は、９ｋｍ／ｈの速度で運動せよとのメッセージをウェアラブル装置のディスプレイに表示するか、又はウェアラブル装置のスピーカを用いて音声命令により出力する。また、情報提供部２２０は、９ｋｍ／ｈの速度で運動するときの足取りに対応するリズムに対応するように、ウェアラブル装置の振動モータを駆動させる。これにより、無酸素的閾値心拍数に対応するペース（ｐａｃｅ）で運動可能になり、ユーザが運動効率を最大にした運動を行うことができる。
【００３６】
本実施形態による情報提供部２２０は、ユーザの心拍数が無酸素的閾値心拍数の閾値範囲から離れる場合、心拍数が閾値範囲に含まれるように誘導する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。例えば、ユーザの無酸素的閾値心拍数が１１０である場合、無酸素的閾値心拍数の閾値範囲は１０５〜１１５に設定される。ここで、運動するユーザの心拍数が１００である場合、情報提供部２２０は、「もっと速く走ってください」というメッセージを視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、又は触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを用いてユーザにフィードバックする。また、運動するユーザの心拍数が１２０である場合に、情報提供部２２０は「ゆっくり走ってください」というメッセージをユーザにフィードバックする。
【００３７】
また、情報提供部２２０は、無酸素的閾値心拍数とユーザの心拍数との比率を演算してユーザの運動効率を算出し、算出された運動効率をユーザに提供する。例えば、無酸素的閾値心拍数が１００であり、ユーザが運動を行った時間である１時間の間の平均心拍数が９４である場合、運動効率は約９４％になり、情報提供部２２０は、運動効率が約９４％という情報をユーザに提供する。
【００３８】
また、情報提供部２２０は、ユーザの無酸素的閾値心拍数を格納する格納部を更に含む。情報提供部２２０は、格納部に格納された無酸素的閾値心拍数を用いて、ユーザに時間による無酸素的閾値心拍数の変化に関する情報を提供する。例えば、１月に取得された無酸素的閾値心拍数が１０２であり、２月に取得された無酸素的閾値心拍数が１０８であり、３月に取得された無酸素的閾値心拍数が１１２であり、１月〜３月に取得された無酸素的閾値心拍数が格納部に格納された場合、情報提供部２２０は、格納部に格納された無酸素的閾値心拍数を取得し、ユーザに１月〜３月間の無酸素的閾値心拍数の変化に関する情報を提供する。
【００３９】
図３は、一実施形態による無酸素的閾値を抽出する方法を示す動作フローチャートである。
【００４０】
図３を参照すると、無酸素的閾値抽出装置はユーザに対する筋電図信号を取得する（ステップＳ３１０）。無酸素的閾値抽出装置は、少なくとも１つの筋電図センサからリアルタイムでユーザに対する筋電図信号を受信する。例えば、後述する図７に示すように、無酸素的閾値抽出装置は、ユーザの足の筋肉の活動電位をセンシングする５個の筋電図センサ７１１〜７１５からそれぞれ筋電図信号を取得する。
【００４１】
また、無酸素的閾値抽出装置は、筋電図信号の中央周波数又は平均周波数を算出する（ステップＳ３２０）。無酸素的閾値抽出装置は、リアルタイムで取得された筋電図信号に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は短時間フーリエ変換（ＳＴＦＴ）を行って、筋電図信号を時間領域から周波数領域に変換する。例えば、無酸素的閾値抽出装置が２００ｍｓ毎に筋電図センサから筋電図信号を受信した場合、受信した筋電図信号にＦＦＴ又はＳＴＦＴを行い、５０ｍｓ間隔で中央周波数又は平均周波数を算出する。
【００４２】
また、無酸素的閾値抽出装置は、算出された中央周波数又は平均周波数を格納する（ステップＳ３３０）。
【００４３】
また、無酸素的閾値抽出装置は、取得された筋電図信号が予め設定された臨界時間又は予め設定された臨界運動負荷以下の筋電図信号であるか否かを判断する（ステップＳ３４０）。ステップＳ３４０で、取得された筋電図信号が予め設定された臨界時間又は予め設定された臨界運動負荷以下の筋電図信号であると判断された場合、無酸素的閾値抽出装置は、ステップＳ３１０〜ステップＳ３４０を繰り返して行う。また、ステップＳ３４０で、取得された筋電図信号が予め設定された臨界時間又は予め設定された臨界運動負荷以下の筋電図信号でないと判断された場合、無酸素的閾値抽出装置は、格納された中央周波数又は平均周波数を用いて無酸素的閾値を抽出する（ステップＳ３５０）。ステップＳ３５０で、無酸素的閾値抽出装置は、中央周波数又は平均周波数が予め設定された差以下に下がる時点を筋肉疲労が発生する時点として識別し、筋肉疲労が発生する時点を無酸素的閾値に設定する。例えば、無酸素的閾値抽出装置が１５分の間の筋電図信号を用いて無酸素的閾値を抽出するものと設定された場合、無酸素的閾値抽出装置は、取得された筋電図信号が運動開始時点から１５分までの筋電図信号であるか否かを判断する。取得された筋電図信号が運動開始時点から１０分後の筋電図信号である場合、無酸素的閾値抽出装置は、継続して筋電図信号を取得し、ステップＳ３１０〜ステップＳ３４０を繰り返して行う。また、取得された筋電図信号が運動開始時点から１５分以後の筋電図信号である場合、無酸素的閾値抽出装置は、運動開始時点から１５分の間の筋電図信号の中央周波数又は平均周波数を用いて無酸素的閾値を抽出する。
【００４４】
図４は、一実施形態による筋電図信号からの周波数算出を説明するための図である。
【００４５】
図４を参照すると、グラフ４１０は、ユーザに対する筋電図信号を示す。グラフ４１０の横軸は時刻を示し、縦軸は筋電図信号の大きさ（ｍＶ）を示す。グラフ４１０で、Ｔａｖ４１１は筋電図信号の一周期である。
【００４６】
本実施形態による無酸素的閾値抽出装置は、筋電図信号の時間領域を周波数領域に変換し、変換された周波数の中央周波数又は平均周波数を算出する。例えば、無酸素的閾値抽出装置は、Ｔａｖ４１１間の筋電図信号にＳＴＦＴによる変換を行って周波数を算出する。無酸素的閾値抽出装置は、下記の数式（１）を用いて筋電図信号をＳＴＦＴする。
【００４７】
【数１】
2016077885.tif 000003
【００４８】
ここで、ｔ、ｔ′は時刻パラメータ、ｕは周波数パラメータ、ｆ（ｔ）は筋電図信号、Ｗ（ｔ−ｔ′）はウィンドウ（例えば、ハミングウィンドウ）を示す。例えば、無酸素的閾値推定装置は、サンプリングレートを１０００Ｈｚに設定し、ウィンドウの長さをＴａｖ４１１の１０％である７０ｍｓに設定し、ウィンドウのオーバラップの長さをウィンドウの長さの９０％である６３ｍｓに設定して筋電図信号をＳＴＦＴする。
【００４９】
無酸素的閾値抽出装置は、周波数領域に変換された筋電図信号の中央周波数又は平均周波数を算出し、算出された中央周波数又は平均周波数を用いて無酸素的閾値を抽出する。
【００５０】
図５及び図６は、一実施形態によるユーザの筋肉が収縮していない場合と筋肉が収縮した場合の筋電図信号を比較した図である。
【００５１】
図５を参照すると、全体筋電図信号５１０で、筋電図信号５１１は筋肉が収縮していない部分を示す。グラフ５２０は筋電図信号５１１を示し、グラフ５２０の横軸は時刻を示し、グラフ５２０の縦軸は筋電図信号５１１の大きさ（ｍＶ）を示す。また、グラフ５３０は、ＦＦＴにより変換された筋電図信号５１１を示し、グラフ５３０の横軸は周波数を示し、グラフ５３０の縦軸は筋電図信号５１１の大きさ（ｍＶ）を示す。
【００５２】
図６を参照すると、全体筋電図信号６１０で、筋電図信号６１１は筋肉が収縮した部分を示す。グラフ６２０は筋電図信号６１１を示し、グラフ６２０の横軸は時刻を示し、グラフ６２０の縦軸は筋電図信号６１１の大きさ（ｍＶ）を示す。また、グラフ６３０はＦＦＴにより変換された筋電図信号６１１を示し、グラフ６３０の横軸は周波数を示し、グラフ６３０の縦軸は筋電図信号６１１の大きさ（ｍＶ）を示す。
【００５３】
グラフ５２０とグラフ６２０とを比較すると、時刻領域で、筋肉が収縮していない場合の筋電図信号５１１の大きさは±０．０５ｍＶ内外であり比較的小さい。一方、筋肉が収縮した場合の筋電図信号６１１の大きさは±２ｍＶ内外であり比較的大きい。また、グラフ５３０とグラフ６３０とを比較すると、周波数領域で、筋肉が収縮していない場合の筋電図信号５１１の大きさは０．０２ｍＶ以下であり比較的小さい。一方、筋肉が収縮した場合の筋電図信号６１１の大きさは０．４ｍＶ内外であり比較的大きい。また、筋肉が収縮していない場合の筋電図信号５１１は、主に０Ｈｚ〜１００Ｈｚの帯域であるが、筋肉が収縮した場合の筋電図信号６１１は主に６０Ｈｚ〜２００Ｈｚの帯域である。
【００５４】
このように、筋肉が収縮していない場合の筋電図信号５１１と筋肉が収縮した場合の筋電図信号６１１は、信号の大きさと周波数帯域において差が存在する。そのため、無酸素的閾値抽出装置は、筋肉が収縮した場合の筋電図信号６１１を識別し、筋肉が収縮した場合の筋電図信号６１１を対象に無酸素的閾値を抽出する。
【００５５】
図７及び図８は、一実施形態による複数の筋電図信号から無酸素的閾値を抽出する方法を説明するための図である。
【００５６】
図７を参照すると、無酸素的閾値を抽出するために、ユーザの足の筋肉に複数の筋電図センサ７１１〜７１５が取り付けられる。複数の筋電図センサ７１１〜７１５は、複数の筋電図センサ７１１〜７１５が取り付けられたそれぞれの筋肉の活動電位をセンシングして筋電図信号を生成し、生成された筋電図信号を無酸素的閾値抽出装置に送信する。
【００５７】
図８を参照すると、グラフ８１０〜８５０は、図７に示す複数の筋電図センサ７１１〜７１５のそれぞれから受信した運動開始時点から２０分までの筋電図信号を示す。グラフ８１０〜８５０の横軸は時刻を示し、グラフ８１０〜８５０の縦軸は中央周波数（Ｈｚ）を示す。
【００５８】
無酸素的閾値抽出装置は、図７に示す複数の筋電図センサ７１１〜７１５のいずれか１つの筋電図センサから取得された筋電図信号を用いて無酸素的閾値を抽出する。本実施形態による無酸素的閾値抽出装置は、複数の筋電図センサ７１１〜７１５から取得された複数の筋電図信号のうち、周波数の減少差が最も大きい筋電図信号を用いて無酸素的閾値を抽出する。図８に示す例として、グラフ８１０〜８５０で、筋電図信号の中央周波数の減少差はグラフ８４０が最も大きい。このようにして、無酸素的閾値抽出装置は、図７に示す筋電図センサ７１４から取得された筋電図信号を用いてユーザの無酸素的閾値を抽出する。
【００５９】
図９は、一実施形態による複数の装置を用いてユーザに運動情報を提供する一例を示すブロック図である。
【００６０】
図９を参照すると、第１装置９１０は、筋電図センサ９１１、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）９１２、プロセッサ９１３、及び通信インタフェース９１４を含み、第２装置９２０は、通信インタフェース９２１、プロセッサ９２２、フィードバック部９２３、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）９２４、及び心拍センサ９２５を含む。
【００６１】
第１装置９１０で、筋電図センサ９１１は、ユーザの筋肉に取付けられ、ユーザの筋肉の活動電位をセンシングして筋電図信号を生成し、生成された筋電図信号をアナログデジタル変換器９１２に送信する。アナログデジタル変換器９１２は、筋電図センサ９１１から受信した筋電図信号をデジタル信号に変換する。プロセッサ９１３は、デジタル信号に変換された筋電図信号の変化を用いてユーザの無酸素的閾値を抽出する。
【００６２】
プロセッサ９１３は、予め設定された時間間隔で、予め設定された臨界運動負荷まで次第に増加するユーザの運動負荷による筋電図信号にＦＦＴ又はＳＴＦＴを行うことで周波数を算出する。プロセッサ９１３は、算出された周波数の変化を用いてユーザの筋肉疲労が発生する時点である無酸素的閾値を抽出する。ここで、算出された周波数は中央周波数又は標準周波数であり、プロセッサ９１３は、中央周波数又は標準周波数が予め設定された差以下に下がる時点を無酸素的閾値として抽出する。
【００６３】
本実施形態による第１装置９１０は、無酸素的閾値に対応するユーザの心拍数の無酸素的閾値心拍数を抽出する。例えば、第２装置９２０の心拍センサ９２５は、無酸素的閾値を抽出するためにユーザが運動を始めた時点からユーザの心拍をセンシングして心拍信号を生成し、プロセッサ９２２は、生成された心拍信号を、通信インタフェース９２１を介して第１装置９１０に送信する。プロセッサ９１３は、第２装置９２０から受信した心拍信号を用いて運動時間によるユーザの心拍数を識別する。プロセッサ９１３は、識別された心拍数から無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する。
【００６４】
プロセッサ９１３は、筋電図信号、無酸素的閾値又は無酸素的閾値心拍数のうちの少なくとも１つを、通信インタフェース９１４を介して第２装置９２０に送信する。
【００６５】
第２装置９２０で、心拍センサ９２５は、ユーザの心拍をセンシングして心拍信号を生成し、アナログデジタル変換器９２４は、生成された心拍信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。プロセッサ９２２は、変換された心拍信号を用いてユーザの心拍数を識別する。
【００６６】
また、プロセッサ９２２は、通信インタフェース９２１を介して第１装置９１０から筋電図信号、無酸素的閾値又は無酸素的閾値心拍数のうちの少なくとも１つを受信する。
【００６７】
本実施形態によるプロセッサ９２２は、第１装置９１０から筋電図信号を受信すると、受信した筋電図信号を用いて無酸素的閾値を抽出する。例えば、第１装置９１０で、プロセッサ９１３は、アナログデジタル変換器９１２からデジタル信号に変換された筋電図信号を、通信インタフェース９１４を介して送信し、第２装置９２０で、プロセッサ９２２は、第１装置９１０から受信した筋電図信号の変化を用いてユーザの無酸素的閾値を抽出する。
【００６８】
また、本実施形態によるプロセッサ９２２は、無酸素的閾値を抽出するか、又は第１装置９１０から無酸素的閾値を受信すると、無酸素的閾値心拍数を抽出する。例えば、心拍センサ９２５は、無酸素的閾値を推定するためにユーザが運動を始めた時点からユーザの心拍をセンシングして心拍信号を生成する。プロセッサ９２２は、心拍信号を用いて運動時間によるユーザの心拍数を識別し、識別された心拍数のうちの無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する。
【００６９】
フィードバック部９２３は、視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、又は触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを含む。一例として、視覚的インタフェースは第２装置９２０のディスプレイであり、聴覚的インタフェースは第２装置９２０のスピーカ又はオーディオ出力端子であり、触覚的インタフェースは第２装置９２０の振動モータである。
【００７０】
本実施形態によるプロセッサ９２２は、フィードバック部９２３を用いて無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。例えば、プロセッサ９２２は、ユーザが運動する間に心拍センサ９２５から心拍信号を受信し、受信した心拍信号を用いて運動時間の間のユーザの心拍数を識別する。ユーザの心拍数が無酸素的閾値心拍数の閾値範囲から離れる場合、プロセッサ９２２は、フィードバック部９２３に含まれる視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、又は触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを用いて、心拍数が閾値範囲に含まれるように誘導する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。
【００７１】
図１０は、他の実施形態による複数の装置を用いてユーザに運動情報を提供する一例を示すブロック図である。
【００７２】
図１０を参照すると、第１装置１０１０は、筋電図センサ１０１１、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１０１２、プロセッサ１０１３、及び通信インタフェース１０１４を含み、第２装置１０２０は、通信インタフェース１０２１、プロセッサ１０２２、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１０２３、及び心拍センサ１０２４を含み、第３装置１０３０は、通信インタフェース１０３１、プロセッサ１０３２、及びフィードバック部１０３３を含む。
【００７３】
第１装置１０１０で、筋電図センサ１０１１は、ユーザの筋肉に取付けられ、ユーザの筋肉の活動電位をセンシングして筋電図信号を生成し、生成された筋電図信号をアナログデジタル変換器１０１２に送信する。アナログデジタル変換器１０１２は、筋電図センサ１０１１から受信した筋電図信号をデジタル信号に変換する。プロセッサ１０１３は、通信インタフェース１０１４を介して筋電図信号を第２装置又は第３装置に送信する。
【００７４】
第２装置１０２０で、心拍センサ１０２４は、ユーザの心拍をセンシングして心拍信号を生成し、アナログデジタル変換器１０２３は、生成された心拍信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。心拍センサ１０２４は、本実施形態による無酸素的閾値を抽出するためにユーザが運動する場合のみならず、無酸素的閾値の抽出に拘わらずユーザが運動する場合にもユーザの心拍をセンシングする。プロセッサ１０２２は、心拍信号を用いてユーザの心拍数を識別する。また、プロセッサ１０２２は、通信インタフェース１０２１を介してユーザの心拍数（又は、心拍信号）を第１装置１０１０又は第３装置１０３０に送信する。
【００７５】
第３装置１０３０で、プロセッサ１０３２は、通信インタフェース１０３１を介して第１装置１０１０から筋電図信号を受信し、第２装置１０２０からユーザの心拍数（又は、心拍信号）を受信する。
【００７６】
プロセッサ１０３２は、予め設定された時間間隔で、予め設定された臨界運動負荷まで次第に増加するユーザの運動負荷による筋電図信号にＦＦＴ又はＳＴＦＴを行うことで周波数を算出する。プロセッサ１０３２は、算出された周波数の変化を用いてユーザの筋肉疲労が発生する時点の無酸素的閾値を抽出する。ここで、算出された周波数は、中央周波数又は標準周波数であり、プロセッサ１０３２は、中央周波数又は標準周波数が予め設定された差以下に下がる時点を無酸素的閾値として抽出する。
【００７７】
また、プロセッサ１０３２は、無酸素的閾値に対応するユーザの心拍数の無酸素的閾値心拍数を抽出する。例えば、プロセッサ１０３２は、通信インタフェース１０３１を介して第２装置１０２０からユーザの心拍数を受信し、運動時間によるユーザの心拍数を取得し、所得された心拍数のうちの無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する。
【００７８】
フィードバック部１０３３は、視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、又は触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを含む。一例として、視覚的インタフェースは第３装置１０３０のディスプレイであり、聴覚的インタフェースは第３装置１０３０のスピーカ又はオーディオ出力端子であり、触覚的インタフェースは第３装置１０３０の振動モータである。
【００７９】
本実施形態によるプロセッサ１０３２は、フィードバック部１０３３を用いて無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。例えば、プロセッサ１０３２は、ユーザが運動する間に、通信インタフェース１０２１を介して第２装置１０２０からユーザの心拍数を受信して運動時間の間のユーザの心拍数を取得する。ユーザの心拍数が無酸素的閾値心拍数の閾値範囲から離れる場合、プロセッサ１０３２は、フィードバック部１０３３に含まれる視覚的インタフェース、聴覚的インタフェース、又は触覚的インタフェースのうちの少なくとも１つを用いて、心拍数が閾値範囲に含まれるように誘導する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。
【００８０】
図１１は、一実施形態による運動情報提供装置のフィードバックを説明するための図である。
【００８１】
図１１を参照すると、運動情報提供装置（１１１０〜１１３０）は、ユーザが無酸素的閾値心拍数に合わせて運動できるように、ユーザに運動情報を提供する。例えば、第１運動情報提供装置１１１０はＨＭＤ装置であり、第２運動情報提供装置１１２０はウェアラブル装置であり、第３運動情報提供装置１１３０はモバイル端末である。
【００８２】
例えば、ユーザの操作に応じて運動情報提供装置（１１１０〜１１３０）の動作モードが運動モードに転換される。例えば、ユーザが第３運動情報提供装置１１３０の動作モードを運動モードに切り替えると、第３運動情報提供装置１１３０は、第１運動情報提供装置１１１０、第２運動情報提供装置１１２０に制御信号を送信し、第１運動情報提供装置１１１０、第２運動情報提供装置１１２０の動作モードを運動モードに転換させる。ここで、運動情報提供装置（１１１０〜１１３０）のうちの少なくとも１つは、ユーザの無酸素的閾値心拍数を予め格納する。
【００８３】
運動モードで、第２運動情報提供装置１１２０又は第３運動情報提供装置１１３０は、それぞれ後面に設けられた心拍センサ１１２１、１１３１を用いてユーザの心拍数を識別する。
【００８４】
運動情報提供装置（１１１０〜１１３０）は、無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。例えば、無酸素的閾値心拍数による運動負荷が８ｋｍ／ｈ走行である場合、第１運動情報提供装置１１１０は、ディスプレイ１１１１にユーザの現在の速度及び無酸素的閾値心拍数に対応する速度を表示し、音声出力端子を用いて音声によりユーザの現在の速度を知らせる。また、第２運動情報提供装置１１２０は、ディスプレイ１１２２にユーザの心拍数を表示し、第３運動情報提供装置１１３０は、ディスプレイ１１３２に現在の動作モードが運動モードであるという情報を表示する。
【００８５】
本実施形態による運動情報提供装置（１１１０〜１１３０）は、ユーザの心拍数が無酸素的閾値心拍数の閾値範囲から離れる場合、心拍数が閾値範囲に含まれるように誘導する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。例えば、ユーザの無酸素的閾値心拍数が１２０である場合、無酸素的閾値心拍数の閾値範囲は１１５〜１２５に設定される。ここで、運動するユーザの心拍数が１００である場合、第１運動情報提供装置１１１０は、ディスプレイ１１１１に「もっと速く走ってください」というメッセージを表示し、第２運動情報提供装置１１２０は、心拍数１２０に対応するリズムに合わせて第２運動情報提供装置１１２０の振動モータを駆動し、第３運動情報提供装置１１３０はスピーカを用いて「もっと速く走ってください」という音声メッセージを出力する。
【００８６】
他の実施形態として、ユーザが第３運動情報提供装置１１３０の動作モードを切り替えた場合、第３運動情報提供装置１１３０は、第１運動情報提供装置１１１０に第１運動情報提供装置１１１０の動作モードを切り替える制御信号を送信する。
【００８７】
更に他の実施形態として、ユーザが第３運動情報提供装置１１３０の動作モードを切り替えた場合、第３運動情報提供装置１１３０は第１運動情報提供装置１１１０及び第２運動情報提供装置１１２０に制御信号を送信せず、第１運動情報提供装置１１１０及び第２運動情報提供装置１１２０の運動モードは転換されない。
【００８８】
図１２は、一実施形態による運動記録の提供を説明するための図である。
【００８９】
図１２を参照すると、運動情報提供装置は、ユーザの無酸素的閾値心拍数とユーザが運動した場合のユーザの心拍数を格納する。また、運動情報提供装置は、無酸素的閾値心拍数とユーザの心拍数との比率を演算してユーザの運動効率を算出し、算出された運動効率をユーザに提供する。例えば、無酸素的閾値心拍数が１２６であり、ユーザが運動を行った時間の１時間の間の平均心拍数が１２５である場合、運動効率は約９９％となる。図１２に示す例のように、運動情報提供装置は、ユーザに日毎又は月毎にユーザの運動効率を提供する。また、運動情報提供装置は、無酸素的閾値心拍数及びユーザが運動したときの運動記録（例えば、運動時間、ユーザが運動したときのユーザの心拍数及び運動効率）を格納し、これに基づいてユーザに対するデータベースを構築する。
【００９０】
図１３は、他の実施形態による運動情報提供装置を示すブロック図である。図１３を参照すると、運動情報提供装置１３００は、筋電図信号取得部１３１０、無酸素的閾値抽出部１３２０、無酸素的閾値心拍数抽出部１３３０、及び情報提供部１３４０を含む。
【００９１】
筋電図信号取得部１３１０は、ユーザに対する筋電図信号を取得する。
【００９２】
無酸素的閾値抽出部１３２０は、筋電図信号の変化を用いてユーザの無酸素的閾値を抽出する。
【００９３】
無酸素的閾値心拍数抽出部１３３０は、無酸素的閾値に対応するユーザの心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する。
【００９４】
情報提供部１３４０は、無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供する。
【００９５】
図１３に示した他の実施形態による運動情報提供装置は、図１〜図１２を参照して説明した内容がそのまま適用されるため、詳細な説明を省略する。
【００９６】
図１４は、他の実施形態による無酸素的閾値心拍数抽出装置を示すブロック図である。図１４を参照すると、無酸素的閾値心拍数抽出装置１４００は、筋電図センサ１４１０、心拍センサ１４２０、無酸素的閾値抽出部１４３０、及び無酸素的閾値心拍数抽出部１４４０を含む。
【００９７】
筋電図センサ１４１０は、ユーザの筋肉の活動電位をセンシングして筋電図信号を取得する。
【００９８】
心拍センサ１４２０は、ユーザの心拍数をセンシングして心拍信号を取得する。
【００９９】
無酸素的閾値抽出部１４３０は、筋電図信号の変化を用いてユーザの筋肉疲労が発生する時点をユーザの無酸素的閾値として抽出する。
【０１００】
無酸素的閾値心拍数抽出部１４４０は、心拍信号を用いて無酸素的閾値に対応する心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する。
【０１０１】
図１４に示した他の実施形態による無酸素的閾値心拍数抽出装置は、図１〜図１２を参照して説明した内容がそのまま適用されるため、詳細な説明を省略する。
【０１０２】
図１５は、他の実施形態による無酸素的閾値を抽出する方法を示す動作フローチャートである。
【０１０３】
図１５を参照すると、無酸素的閾値抽出装置は、ユーザに対する筋電図信号を取得する（ステップＳ１５１０）。また、無酸素的閾値抽出装置は、筋電図信号の変化を用いてユーザの無酸素的閾値を抽出する（ステップＳ１５２０）。
【０１０４】
図１５に示した他の実施形態による無酸素的閾値を抽出する方法は、図１〜図１２を参照して説明した内容がそのまま適用されるため、詳細な説明を省略する。
【０１０５】
図１６は、一実施形態による運動情報提供方法を示す動作フローチャートである。
【０１０６】
図１６を参照すると、運動情報提供装置は、ユーザに対する筋電図信号の変化に基づいて抽出されたユーザの無酸素的閾値心拍数を取得する（ステップＳ１６１０）。また、運動情報提供装置は、無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供する（ステップＳ１６２０）。
【０１０７】
図１６に示した一実施形態による運動情報提供方法は、図１〜図１２を参照して説明した内容がそのまま適用されるため、詳細な説明を省略する。
【０１０８】
図１７は、他の実施形態による運動情報提供方法を示す動作フローチャートである。
【０１０９】
図１７を参照すると、運動情報提供装置は、ユーザに対する筋電図信号を取得する（ステップＳ１７１０）。また、運動情報提供装置は、筋電図信号の変化を用いてユーザの無酸素的閾値を抽出する（ステップＳ１７２０）。また、運動情報提供装置は、無酸素的閾値に対応するユーザの心拍数を無酸素的閾値心拍数として抽出する（ステップＳ１７３０）。また、運動情報提供装置は、無酸素的閾値心拍数に対応する運動負荷に関する情報をユーザに提供する（ステップＳ１７４０）。
【０１１０】
図１７に示した他の実施形態による運動情報提供方法は、図１〜図１２を参照して説明した内容がそのまま適用されるため、詳細な説明を省略する。
【０１１１】
以上で説明した装置は、ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、及び／又はハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の組合せで具現される。例えば、プロセッサ、コントローラ、ＡＬＵ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ、ＦＰＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ａｒｒａｙ）、ＰＬＵ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサー、又は命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を実行して応答する異なる装置のように、１つ以上の汎用コンピュータ又は特殊目的のコンピュータを用いて具現される。処理装置は、オペレーティングシステム（ＯＳ）及びオペレーティングシステム上で行われる１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。また、処理装置は、ソフトウェアの実行に応答してデータをアクセス、格納、操作、処理、及び生成する。理解の便宜のために、処理装置は１つ使用されるものとして説明する場合もあるが、当該技術分野で通常の知識を有する者は、処理装置が複数の処理要素（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）及び／又は複数類型の処理要素を含むことが分かる。例えば、処理装置は、複数のプロセッサ又は１つのプロセッサ及び１つのコントローラを含む。また、並列プロセッサ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような、他の処理構成も可能である。
【０１１２】
ソフトウェアは、コンピュータプログラム、コード、命令、又はこれらのうちの１つ以上の組合せを含み、希望通りに動作するように処理装置を構成するか又は独立的若しくは結合的に処理装置を構成する。ソフトウェア及び／又はデータは、処理装置によって解釈されるか又は処理装置に命令若しくはデータを提供するために全ての類型の機械、構成要素、物理的装置、仮想装置、コンピュータ格納媒体又は装置、送信される信号波により永久的又は一時的に具現化される。ソフトウェアは、ネットワークに接続されたコンピュータシステム上に分散され、分散された方法で格納されるか又は実行される。ソフトウェア及びデータは１つ以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納される。
【０１１３】
本実施形態による方法は、多様なコンピュータ手段を介して様々な処理を実行するプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などのうちの１つ又はその組合せを含む。記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり、使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、光ディスクのような光磁気媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例には、コンパイラによって作られるような機械語コードだけでなく、インタープリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードが含まれる。ハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアモジュールとして動作するように構成されてもよく、その逆も同様である。
【０１１４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００、１４００    無酸素的閾値抽出装置
１１０、１３１０    筋電図信号取得部
１２０、１３２０、１４３０    無酸素的閾値抽出部
２００、１３００    運動情報提供装置
２１０、１３３０、１４４０    無酸素的閾値心拍数取得部
２２０、１３４０    情報提供部
４１０、５２０、５３０、６２０、６３０、８１０〜８５０  グラフ
４１１    Ｔａｖ（筋電図信号の一周期）
５１０、６１０    全体筋電図信号
５１１、６１１    筋電図信号
７１１〜７１５    筋電図センサ
９１０、１０１０    第１装置
９１１、１０１１、１４１０    筋電図センサ
９１２、９２４、１０１２、１０２３    アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
９１３、９２２、１０１３、１０２２、１０３２    プロセッサ
９１４、９２１、１０１４、１０２１、１０３１    通信インタフェース
９２０、１０２０    第２装置
９２３、１０３３    フィードバック部
９２５、１０２４、１１２１、１１３１、１４２０    心拍センサ
１０３０    第３装置
１１１０    第１運動情報提供装置（ＨＭＤ装置）
１１１１、１１２２、１１３２    ディスプレイ
１１２０    第２運動情報提供装置（ウェアラブル装置）
１１３０    第３運動情報提供装置（モバイル端末）
【図１】
2016077885.tif 000004
【図２】
2016077885.tif 000005
【図３】
2016077885.tif 000006
【図４】
2016077885.tif 000007
【図５】
2016077885.tif 000008
【図６】
2016077885.tif 000009
【図７】
2016077885.tif 000010
【図８】
2016077885.tif 000011
【図９】
2016077885.tif 000012
【図１０】
2016077885.tif 000013
【図１１】
2016077885.tif 000014
【図１２】
2016077885.tif 000015
【図１３】
2016077885.tif 000016
【図１４】
2016077885.tif 000017
【図１５】
2016077885.tif 000018
【図１６】
2016077885.tif 000019
【図１７】
2016077885.tif 000020