(57)【要約】【課題】左右の筋肉のバランスを向上するようにトレーニングを支援する技術を提供する。【解決手段】トレーニング支援装置１００は、所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋電及びユーザの左半身の筋電それぞれを取得する左筋電計測部１１及び右筋電計測部１２と、メイン制御部１０とを備える。メイン制御部１０は、（ａ）所定の時間範囲における右半身の筋電の変化に基づいて、ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間を取得し、（ｂ）所定の時間範囲における左半身の筋電の変化に基づいて、ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を取得し、（ｃ）第１の時間及び第２の時間の差に基づいて、ユーザの右半身の及びユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋電及び前記ユーザの左半身の筋電を取得する筋電センサと、
（ａ）前記所定の時間範囲における前記右半身の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間を取得し、
（ｂ）前記所定の時間範囲における前記左半身の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を取得し、
（ｃ）前記第１の時間及び前記第２の時間の差に基づいて、前記ユーザの右半身の及び前記ユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する、
制御部とを備えた
トレーニング支援装置。
【請求項２】
前記第１の時間は、前記ユーザの右半身の筋肉が疲労する時刻又は前記ユーザの右半身の筋肉が疲労するまでの時間である、
請求項１に記載のトレーニング支援装置。
【請求項３】
前記第２の時間は、前記ユーザの左半身の筋肉が疲労する時刻又は前記ユーザの左半身の筋肉が疲労するまでの時間である、
請求項１に記載のトレーニング支援装置。
【請求項４】
前記所定の時間範囲は、第１の時刻及び第２の時刻を含み、
前記制御部は、さらに、
前記工程（ａ）〜前記工程（ｃ）の前に、
（ｃ１）前記第１の時刻における前記右半身の筋電を用いて、前記右半身の筋電の第１の右側周波数特性の値を取得し、且つ、前記第１の時刻における前記左半身の筋電を用いて、前記左半身の筋電の第１の左側周波数特性の値を取得し、
（ｃ２）前記第２の時刻における前記右半身の筋電を用いて、前記右半身の筋電の第２の右側周波数特性の値を取得し、且つ、前記第２の時刻における前記左半身の筋電を用いて、前記左半身の筋電の第２の左側周波数特性の値を取得し、
（ｄ１）前記第１の時刻における前記右半身の筋電を用いて、前記右半身の筋電の第１の右側振幅特性の値を取得し、且つ、前記第１の時刻における前記左半身の筋電を用いて、前記左半身の筋電の第１の左側振幅特性の値を取得し、
（ｄ２）前記第２の時刻における前記右半身の筋電を用いて、前記右半身の筋電の第２の右側振幅特性の値を取得し、且つ、前記第２の時刻における前記左半身の筋電を用いて、前記左半身の筋電の第２の左側振幅特性の値を取得し、
（ｅ１）前記所定の時間範囲における前記右半身の筋電の変化として、前記第１の右側周波数特性の値及び前記第１の右側振幅特性の値の比率と、前記第２の右側周波数特性の値及び前記第２の右側振幅特性の値の比率との変化を取得し、
（ｅ２）前記所定の時間範囲における前記左半身の筋電の変化として、前記第１の左側周波数特性の値及び前記第１の左側振幅特性の値の比率と、前記第２の左側周波数特性の値及び前記第２の左側振幅特性の値の比率との変化を取得する、
請求項１に記載のトレーニング支援装置。
【請求項５】
前記制御部は、さらに、
前記工程（ｃ）の前に、
（ｃ３）前記第１の時間及び前記第２の時間に基づき、前記ユーザの右半身と前記ユーザの左半身との間での筋肉の能力の優劣を判定し、
前記制御部は、
前記工程（ｃ）では、
前記第１の時間及び前記第２の時間の差が、第１の閾値以上である場合、前記ユーザの右半身の筋肉及び前記ユーザの左半身の筋肉のうちの劣る方の筋肉のトレーニングの負荷を増加する出力をし、
前記第１の時間及び前記第２の時間の差が、０よりも大きく前記第１の閾値未満である場合、前記劣る方の筋肉のトレーニングの回数を増加する出力をする
請求項１に記載のトレーニング支援装置。
【請求項６】
前記制御部は、さらに、
前記工程（ｃ）の前に、
（ｃ４）前記所定の時間範囲における前記右半身の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの右半身の筋肉の瞬発性を示す指標を取得し、
（ｃ５）前記所定の時間範囲における前記左半身の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの左半身の筋肉の瞬発性を示す指標を取得し、
前記制御部は、
前記工程（ｃ）では、
前記トレーニングの負荷を増加する出力をする場合に、前記劣る方の筋肉の前記筋肉の瞬発性を示す指標が第２の閾値未満であれば、前記劣る方の筋肉のトレーニングの動作のインターバルを短くし、
前記トレーニングの回数を増加する出力をする場合に、前記劣る方の筋肉の前記筋肉の瞬発性を示す指標が前記第２の閾値以上であれば、前記劣る方の筋肉のトレーニングの動作のインターバルを長くする
請求項５に記載のトレーニング支援装置。
【請求項７】
プロセッサにより実現されるトレーニング支援方法であって、
（ｆ１）筋電センサを用いて、所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋肉及び前記ユーザの左半身の筋肉からそれぞれ前記ユーザの右の筋電及び前記ユーザの左の筋電を取得し、
（ｆ２）前記所定の時間範囲における前記右の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間を取得し、
（ｆ３）前記所定の時間範囲における前記左の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を取得し、
（ｆ４）前記第１の時間及び前記第２の時間の差に基づいて、前記ユーザの右半身の及び前記ユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する、
トレーニング支援方法。
【請求項８】
前記工程（ｆ４）の前に、
（ｆ５）前記第１の時間及び前記第２の時間に基づき、前記ユーザの右半身と前記ユーザの左半身との間での筋肉の能力の優劣を判定し、
前記工程（ｆ４）では、
前記第１の時間及び前記第２の時間の差が、第１の閾値以上である場合、前記ユーザの右半身の筋肉及び前記ユーザの左半身の筋肉のうちの劣る方の筋肉のトレーニングの負荷を増加する出力をし、
前記第１の時間及び前記第２の時間の差が、０よりも大きく前記第１の閾値未満である場合、前記劣る方の筋肉のトレーニングの回数を増加する出力をする
請求項７に記載のトレーニング支援方法。
【請求項９】
コンピュータに実行させるプログラムであって、
（ｇ１）筋電センサを用いて、所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋肉及び前記ユーザの左半身の筋肉からそれぞれ前記ユーザの右の筋電及び前記ユーザの左の筋電を取得し、
（ｇ２）前記所定の時間範囲における前記右の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間を取得し、
（ｇ３）前記所定の時間範囲における前記左の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を取得し、
（ｇ４）前記第１の時間及び前記第２の時間の差に基づいて、前記ユーザの右半身の及び前記ユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する、
プログラム。
【請求項１０】
前記第１の時間は、前記ユーザの右半身の筋肉が疲労する時刻又は前記ユーザの右半身の筋肉が疲労するまでの時間である、
請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
前記第２の時間は、前記ユーザの左半身の筋肉が疲労する時刻又は前記ユーザの左半身の筋肉が疲労するまでの時間である、
請求項９に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記所定の時間範囲は、第１の時刻及び第２の時刻を含み、
前記工程（ｇ２）〜前記工程（ｇ４）の前に、
（ｇ５）前記第１の時刻における前記右半身の筋電を用いて、前記右半身の筋電の第１の右側周波数特性の値を取得し、且つ、前記第１の時刻における前記左半身の筋電を用いて、前記左半身の筋電の第１の左側周波数特性の値を取得し、
（ｇ６）前記第２の時刻における前記右半身の筋電を用いて、前記右半身の筋電の第２の右側周波数特性の値を取得し、且つ、前記第２の時刻における前記左半身の筋電を用いて、前記左半身の筋電の第２の左側周波数特性の値を取得し、
（ｇ７）前記第１の時刻における前記右半身の筋電を用いて、前記右半身の筋電の第１の右側振幅特性の値を取得し、且つ、前記第１の時刻における前記左半身の筋電を用いて、前記左半身の筋電の第１の左側振幅特性の値を取得し、
（ｇ８）前記第２の時刻における前記右半身の筋電を用いて、前記右半身の筋電の第２の右側振幅特性の値を取得し、且つ、前記第２の時刻における前記左半身の筋電を用いて、前記左半身の筋電の第２の左側振幅特性の値を取得し、
（ｇ９）前記所定の時間範囲における前記右半身の筋電の変化として、前記第１の右側周波数特性の値及び前記第１の右側振幅特性の値の比率と、前記第２の右側周波数特性の値及び前記第２の右側振幅特性の値の比率との変化を取得し、
（ｇ１０）前記所定の時間範囲における前記左半身の筋電の変化として、前記第１の左側周波数特性の値及び前記第１の左側振幅特性の値の比率と、前記第２の左側周波数特性の値及び前記第２の左側振幅特性の値の比率との変化を取得する、
請求項９に記載のプログラム。
【請求項１３】
前記工程（ｇ４）の前に、
（ｇ１１）前記第１の時間及び前記第２の時間に基づき、前記ユーザの右半身と前記ユーザの左半身との間での筋肉の能力の優劣を判定し、
前記工程（ｇ４）では、
前記第１の時間及び前記第２の時間の差が、第１の閾値以上である場合、前記ユーザの右半身の筋肉及び前記ユーザの左半身の筋肉のうちの劣る方の筋肉のトレーニングの負荷を増加する出力をし、
前記第１の時間及び前記第２の時間の差が、０よりも大きく前記第１の閾値未満である場合、前記劣る方の筋肉のトレーニングの回数を増加する出力をする
請求項９に記載のプログラム。
【請求項１４】
前記工程（ｇ４）の前に、
（ｇ１２）前記所定の時間範囲における前記右半身の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの右半身の筋肉の瞬発性を示す指標を取得し、
（ｇ１３）前記所定の時間範囲における前記左半身の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの左半身の筋肉の瞬発性を示す指標を取得し、
前記工程（ｇ４）では、
前記トレーニングの負荷を増加する出力をする場合に、前記劣る方の筋肉の前記筋肉の瞬発性を示す指標が第２の閾値未満であれば、前記劣る方の筋肉のトレーニングの動作のインターバルを短くし、
前記トレーニングの回数を増加する出力をする場合に、前記劣る方の筋肉の前記筋肉の瞬発性を示す指標が前記第２の閾値以上であれば、前記劣る方の筋肉のトレーニングの動作のインターバルを長くする
請求項１３に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、筋電の差から左右の筋肉に対するトレーニングを支援するトレーニング支援装置、トレーニング支援方法及びプログラムに関する。より具体的には、本開示は、筋電位等の筋電から推定される左右の筋肉の能力差に応じて、トレーニングを支援するトレーニング支援装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
人が備えている筋肉の大きさ及び筋力等の能力は、左右非対称となる場合が多い。左右の筋肉の大きさが大きく異なると、見た目が悪いと感じかねない。また、左右の筋力が大きく異なると、例えば両腕で重い物を持ち上げる際に、左右の腕のどちらかが先に疲れてしまう。左右非対称の原因は多々あるが、主な原因の１つとして、生活習慣が挙げられる。日常生活及びスポーツで動作を行う際に、利き腕側の筋肉を使う頻度が多ければ、左右の腕の筋肉の間で能力の差が目立ってくる。そのため、左右の筋肉のバランスを取れるように、人々は筋肉トレーニングを行う際に工夫を入れたりする。
【０００３】
特許文献１では、筋力トレーニング及び筋力測定が行えるサイクル型エルゴメータが記載されている。このサイクル型エルゴメータは、左右の筋肉の筋力を測定し、測定した結果より適切な筋力トレーニングが行えるように、筋肉への負荷量を調整する。具体的には、ペダルを踏み込む時のトルク、ペダル回転速度及びペダル位置から、左右の脚それぞれが発揮できる最大筋力の値が評価される。最大筋力の値の小さい方の脚の負荷量は、最大筋力の値の大きい方の脚の負荷量よりも、左右の脚の最大筋力の値の差に比例する分だけ増加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３２１０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された適切な筋力トレーニングを実施するための技術は、脚限定であり、ペダルを漕ぐ機構のみに対応している。この技術は、ダンベルのような負荷を用いた腕のトレーニングに適用するのが困難である。評価される最大筋力は、ペダルへの瞬間的なトルク、ペダル回転速度及びペダル位置に影響され、筋肉が持っている能力そのものを表わさない。しかも、左右の脚への負荷量のみが調整されるため、左右の脚の筋肉を十分にバランスさせることができない。
【０００６】
本開示は、左右の筋肉のバランスを向上するようにトレーニングを支援するトレーニング支援装置、トレーニング支援方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るトレーニング支援装置は、所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋電及び前記ユーザの左半身の筋電を取得する筋電センサと、（ａ）前記所定の時間範囲における前記右半身の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間を取得し、（ｂ）前記所定の時間範囲における前記左半身の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を取得し、（ｃ）前記第１の時間及び前記第２の時間の差に基づいて、前記ユーザの右半身の及び前記ユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する、制御部とを備える。
【０００８】
本開示の一態様に係るトレーニング支援方法は、プロセッサにより実現されるトレーニング支援方法であって、（ｆ１）筋電センサを用いて、所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋肉及び前記ユーザの左半身の筋肉からそれぞれ前記ユーザの右の筋電及び前記ユーザの左の筋電を取得し、（ｆ２）前記所定の時間範囲における前記右の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間を取得し、（ｆ３）前記所定の時間範囲における前記左の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を取得し、（ｆ４）前記第１の時間及び前記第２の時間の差に基づいて、前記ユーザの右半身の及び前記ユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する。
【０００９】
本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータに実行させるプログラムであって、（ｇ１）筋電センサを用いて、所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋肉及び前記ユーザの左半身の筋肉からそれぞれ前記ユーザの右の筋電及び前記ユーザの左の筋電を取得し、（ｇ２）前記所定の時間範囲における前記右の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間を取得し、（ｇ３）前記所定の時間範囲における前記左の筋電の変化に基づいて、前記ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を取得し、（ｇ４）前記第１の時間及び前記第２の時間の差に基づいて、前記ユーザの右半身の及び前記ユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する。
【００１０】
上述の包括的又は具体的な態様は、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の記録ディスクなどの記録媒体を用いて実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせを用いて実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、筋電から推定される左右の筋肉の能力差に応じて、左右の筋肉のバランスを向上するようにトレーニングを支援できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例における実験で実施した繰り返し運動の概要を示す図である。
【図２】実施例の実験において二頭筋の筋電位を計測するための電極等の配置状態を示す図である。
【図３】図２の電極によって計測される筋電位の周期的に現れる筋電波形の一例を示す図である。
【図４】左腕の二頭筋及び右腕の二頭筋それぞれの筋電位から算出されたＭＮＦ／ＡＲＶの時間変化を示す図である。
【図５】左腕の二頭筋及び右腕の二頭筋それぞれの筋電位から算出されたＭＮＦの時間変化を示す図である。
【図６】実施の形態に係るトレーニング支援装置の構成を示す図である。
【図７】実施の形態に係るトレーニング支援装置の処理フローを示すフローチャートである。
【図８】表示部に表示される負荷の重量を増やすトレーニングメニューの例を示す図である。
【図９】表示部に表示される動作回数を増やすトレーニングメニューの例を示す図である。
【図１０】実施の形態に係るトレーニング支援装置の処理フローの変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態）
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、第１、第２及び第３などの序数が、構成要素などに対して、表現上、適宜付け加えられてもよい。
また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００１４】
（１．トレーニング支援方法）
実施の形態に係るトレーニング支援方法を、説明する。
本実施の形態に係るトレーニング支援方法では、筋肉が持っている能力そのものが評価される。本開示に関わる発明者らは、筋肉が持っている能力そのものを評価する手段として、筋電としての筋電位を用いることを見出した。筋電位は、筋肉を動かすときに生じる活動電位であり、筋肉を覆う皮膚に取り付けられる電極等を介して計測される。
【００１５】
本開示に関わる発明者らは、筋肉が持っている能力に基づいた後述のようなトレーニング支援方法を見出した。例えば、人が、左半身及び右半身の対象筋肉を繰り返し収縮及び伸展させる等のトレーニングを行う際、それぞれの対象筋肉から計測される筋電位を用いて、左半身及び右半身の対象筋肉、つまり左右の対象筋肉が持っている能力をそれぞれ、推定する。左右の対象筋肉の能力推定は、１セットのトレーニングメニューの運動の途中、あるいは１セットのトレーニングメニューの運動が終わった後に、実施され得る。そして、左右の対象筋肉のバランスが取れるように、左右の対象筋肉の能力差に応じたトレーニングメニューを提供するというトレーニング支援を、実施する。例えば、能力が小さい方の筋肉を強化するようなトレーニングメニューが提供される。１セットのトレーニングメニューの運動が終わった後にトレーニング支援のトレーニングメニューを提供する場合、そのトレーニングメニューは、次のセットのためのトレーニングメニューである。１セットのトレーニングメニューの運動の途中でトレーニング支援のトレーニングメニューを提供する場合、運動する人は、進行中の運動に続けてそのトレーニングメニューを実施するように薦められる。
【００１６】
本開示に関わる発明者らは、左右の筋肉の能力差に応じて、能力が小さい方の筋肉を強化するようなトレーニングメニューを適切に用いてトレーニングを支援する必要があると考えた。そして、本実施の形態に係るトレーニング支援方法では、能力が小さい方の筋肉を強化するトレーニングメニューが提供される。具体的には、能力が小さい方の筋肉を強化する方法として、能力が小さい方の筋肉に対して負荷の重量を増やすことと、動作回数を増やすこととの２通りの方法が考えられ、これらの方法が、提供されるトレーニングメニューに適用される。動作回数は、例えば、１セットのトレーニングメニューにおけるトレーニング動作の回数とすることができる。
【００１７】
ここで、筋肉は、力は弱いが持久性に優れた「遅筋線維（タイプ１）」と、素早く収縮して瞬間的に強い力を出せる瞬発性に優れた「速筋線維（タイプ２）」とがある。筋肉は、負荷を受ける際、負荷が低い最初は遅筋線維（弱い筋肉）から使われ、負荷が高くなるにつれ遅筋線維だけでは持ちこたえられず、速筋線維（強い筋肉）が使われるというサイズの原理に、一般的に従う。筋肥大あるいは筋力向上を起こしやすいのは大きな力を発揮する速筋線維であり、速筋線維を多く動員するためには、高重量で筋肉トレーニングをする必要がある。そのため、左右の筋肉の能力をバランスさせるためには、左右の筋肉間の能力差が大きければ、能力が小さい筋肉に負荷の重量を増やし、その速筋線維を鍛えるのが有効だと、本開示に関わる発明者らは見出した。
一方、動作回数を稼ぐことで、遅筋線維が主に鍛えられる。そのため、左右の筋肉の能力をバランスさせるためには、左右の筋肉間の能力差が小さければ、能力が小さい筋肉への動作回数を増やし、その遅筋線維を鍛えるのが有効だと、本開示に関わる発明者らは見出した。
【００１８】
このため、本実施の形態に係るトレーニング支援方法では、左右の筋肉の筋電位差により、左右の筋肉の能力差を推定し、推定された左右の筋肉の能力差が所定閾値である第一閾値以上であれば、能力が小さい筋肉に負荷の重量を増やすトレーニングメニューを、トレーニングを受ける人に提案する。逆に、本実施の形態に係るトレーニング支援方法では、推定された左右の筋肉の能力差が、０よりも大きく第一閾値未満であれば、能力が小さい筋肉に動作回数を増やすトレーニングメニューを、トレーニングを受ける人に提案する。能力差とは、例えば、左側の筋肉の能力が右側の筋肉の能力の７０％であれば、その能力差は３０％である。第一閾値は、例えば２０％とすることができる。なお、推定された左右の筋肉の能力差が０である場合、左右の筋肉のバランスがとられているため、現状のトレーニングメニューを変更するトレーニング支援を行わず、現状のトレーニングメニューが維持される。
【００１９】
（筋肉が持っている能力の評価）
実施の形態に係るトレーニング支援方法では、左半身及び右半身の対象筋肉の筋電位から、左右の対象筋肉が持っている能力の差を評価するために、それぞれの対象筋肉が疲労するまでの時間である筋疲労時間が、評価のための指標として用いられる。なお、人の左半身とは、背骨を境界として、その人の前方に対して左側の身体部分であり、人の右半身とは、背骨を境界として、その人の前方に対して右側の身体部分である。
【００２０】
本開示に関わる発明者らは、筋電位の周波数特性及び振幅特性を用いた筋肉疲労評価方法を見出し、この方法を利用して筋疲労時間の算出が可能であることを見出した。具体的には、周波数特性を示すパラメータとして、筋電位のＭＮＦ（Mean Frequency；平均周波数とも呼ばれる）が用いられ、振幅特性を示すパラメータとして、筋電位のＡＲＶ（Average Rectified Value；整流平滑化値又は整流化平均値とも呼ばれる）が用いられる。筋肉疲労評価方法では、筋肉疲労の評価指標が用いられ、例えば、この筋肉疲労の評価指標として、筋電位のＭＮＦ及びＡＲＶの比率が用いられる。ＭＮＦ及びＡＲＶの比率は、経時的に算出され、算出結果は、横軸を経過時間とし且つ縦軸をＭＮＦ及びＡＲＶの比率の値とするグラフにプロットされる。なお、ＭＮＦ及びＡＲＶの比率であるＭＮＦ／ＡＲＶ及びＡＲＶ／ＭＮＦはいずれも、正の値とし、具体的には、ＭＮＦ／ＡＲＶの絶対値及びＡＲＶ／ＭＮＦの絶対値が用いられる。
【００２１】
さらに、筋肉疲労を判定するための基準線であるベースラインを上記グラフに設定する。ベースラインは、経過時間とＭＮＦ及びＡＲＶの比率とのグラフ領域を、筋肉疲労判定領域と筋肉疲労非判定領域とに分ける。ＭＮＦ及びＡＲＶの比率が筋肉疲労判定領域内に含まれる場合、例えばＭＮＦ／ＡＲＶがベースラインを下回る場合、筋肉疲労状態であると判定される。ＭＮＦ及びＡＲＶの比率が、筋肉疲労非判定領域内に含まれる又はベースライン上の値と同一である場合、例えばＭＮＦ／ＡＲＶの比率がベースライン以上の値の場合、筋肉疲労状態でないと判定される。つまり、ＭＮＦ／ＡＲＶを指標として用いる場合（例えば、図４参照）、ＭＮＦ／ＡＲＶがベースラインを下回ったら、筋肉疲労状態と判定される。逆に、ＡＲＶ／ＭＮＦを指標として用いる場合、ＡＲＶ／ＭＮＦがベースラインを上回ったら、筋肉疲労状態と判定される。このように、ベースラインとＭＮＦ／ＡＲＶ又はＡＲＶ／ＭＮＦとの関係に基づき、筋肉疲労状態の判定が可能であることが見出された。以下の説明では、指標としてＭＮＦ／ＡＲＶを用いるとする。
【００２２】
なお、周波数特性を示すパラメータとして、ＭＮＦの他に周波数の中央値であるＭＤＦ（Median Frequency；中央周波数とも呼ばれる）を用いてもよい。振幅特性を示すパラメータとして、ＡＲＶの他にＲＭＳ（Root Mean Square；二乗平均平方根とも呼ばれる）を用いてもよい。そして、筋肉疲労の指標は、ＭＤＦとＲＭＳとの比率であってもよく、ＭＤＦとＡＲＶとの比率であってもよく、ＭＮＦとＲＭＳとの比率であってもよい。
【００２３】
ここで、本開示における周波数特性を示すパラメータ（ＭＮＦ又はＭＤＦ）と振幅特性を示すパラメータ（ＡＲＶ又はＲＭＳ）との比率では、分母に入る値が周波数特性を示すパラメータの値又は振幅特性を示すパラメータの値のいずれかのみである。分子に入る値は、分母に入るパラメータの他方のパラメータの値である。つまり、分母に周波数特性を示すパラメータの値が入る場合、分子に振幅特性を示すパラメータの値が入る。又は、その逆も成り立つ。比率における分子の単位／分母の単位は、μＶ／Ｈｚ又はＨｚ／μＶである。
【００２４】
また、本開示に関わる発明者らは、以下のことも見出した。ＭＮＦ／ＡＲＶの初期値が低ければ、その人に対する運動の負荷が高い。その場合、疲れるまでの時間が短くなるため、ベースラインを上げる必要がある。一方、ＭＮＦ／ＡＲＶの初期値が高ければ、その人に対する運動の負荷が低い。その場合、疲れるまでの時間が長くなるため、ベースラインを下げる必要がある。
ＭＮＦ／ＡＲＶの勾配が急であれば、その人に対する運動の負荷が高い。その場合、疲れるまでの時間が短くなるため、ベースラインを上げる必要がる。一方、ＭＮＦ／ＡＲＶの勾配がなだらかであれば、その人に対する運動の負荷が低い。その場合、疲れるまでの時間が長くなるため、ベースラインを下げる必要がある。
そして、トレーニングを受ける人及びトレーニング中に受ける負荷の重量に応じてＭＮＦ／ＡＲＶの現れ方が異なるため、ベースラインの値は一律ではなく調整する必要がある。
【００２５】
ベースラインの値の決定には、筋電位の計測開始後、つまりトレーニングメニューの運動の開始後、最初に出力されたＭＮＦ／ＡＲＶの値（初期値）を用いてもよい。例えば、ＭＮＦ／ＡＲＶの初期値が大きければ、ベースラインの値を小さくする。逆に、ＭＮＦ／ＡＲＶの初期値が小さければ、ベースラインの値を大きくする。例えば、ＭＮＦ／ＡＲＶの初期値を用いて、ベースラインを下記の式１で計算して決定することができる。なお、式１に含まれる「初期値」は、上述のＭＮＦ／ＡＲＶの初期値である。
【数１】
2017217409.tif 000003
ａ及びｂは、係数である。ベースラインを決定するためのａ及びｂの値は、人が運動を行って筋肉疲労を感じる時点でのデータから、個人毎に又は統計的に求めることができる。
【００２６】
その他に、ベースラインの値の決定には、筋電位の計測開始後、つまりトレーニングメニューの運動開始後、最初の所定期間内つまり所定時間におけるＭＮＦ／ＡＲＶの勾配を用いてもよい。上記の所定時間の長さを運動の負荷の重量に応じて変えてもよい。例えば、負荷の重量が大きくなるほど、所定時間の長さを短くする。具体的には、負荷の重量が５ｋｇの場合、所定時間を７５ｓ（秒）とし、負荷の重量が７．５ｋｇの場合、所定時間を３７．５ｓ（秒）とする。そして、最初の所定時間内のＭＮＦ／ＡＲＶのデータとＭＮＦ／ＡＲＶに対応する時間つまり経過時間との関係を線形近似し、得られた近似方程式の勾配及び切片の値を用いてベースラインを計算する。なお、ＭＮＦ／ＡＲＶを求めるための所定時間は、運動の初期に限られず途中に設定してもよい。
【００２７】
例えば、ＭＮＦ／ＡＲＶの勾配を用いて、ベースラインを下記の式２で計算して決定することができる。
【数２】
2017217409.tif 000004
ｃ、ｄ及びｅは、係数である。ベースラインを決定するためのｃ、ｄ及びｅの値は、人が運動を行って筋肉疲労を感じる時点でのデータから、個人毎に又は統計的に求めることができる。例えば、ｃ、ｄ及びｅの値をそれぞれ、−１０．６５７５、０．１６１４及び３．９１５９とすることができる。
【００２８】
なお、ベースラインの決定について、上記の式１を用いた決定方法と、上記の式２を用いた決定方法とを併用してもよい。例えば、式１を用いて算出されるベースラインの値と、式２を用いて算出されるベースラインの値とを比較して、いずれかを選択してもよい。
【００２９】
上述のように決定されたベースラインについて、経時的に算出されるＭＮＦ／ＡＲＶが、グラフ上でベースラインと交差するまでの時間を筋疲労時間とする。言い換えれば、経時的に算出されるＭＮＦ／ＡＲＶの値が、ベースラインの値に達して越える、つまり下回るまでの時間を筋疲労時間とする。
そして、筋疲労時間が長い方が、筋肉が持っている能力が大きいと考えられる。左半身の対象筋肉と右半身の対象筋肉とにおける筋疲労時間をそれぞれＴｌｅｆｔとＴｒｉｇｈｔとすると、左右の対象筋肉が持っている能力の差を下記の式３で表せる。
【数３】
2017217409.tif 000005
【００３０】
なお、ＭＮＦ／ＡＲＶがまだベースラインに達していない途中で、ＭＮＦ／ＡＲＶがベースラインに達するまでの時間を推定してもよい。具体的には、推定を行う時点である途中の時点まであるいは直近の複数のＭＮＦ／ＡＲＶと、これらに対応する時間との関係を線形で近似し、線形近似により求められるラインの勾配を用いて、ＭＮＦ／ＡＲＶがベースラインに達するまでの時間を推定してもよい。この推定された時間を筋疲労時間として用いてもよい。
【００３１】
（瞬発性による調整）
上述したように、本実施の形態に係るトレーニング支援方法では、左右の筋肉のうちの能力が小さい方の筋肉を強化するために、能力が小さい方の筋肉に対して負荷の重量を増やすことと、動作回数を増やすこととの２つのトレーニング支援内容が、適用され得る。
本開示に関わる発明者らは、能力が小さい方の筋肉に対して負荷の重量を増やす第一支援内容と、能力が小さい方の筋肉に対して動作回数を増やす第二支援内容とに、筋肉が持っている瞬発性を関連付けることを見出した。つまり、本開示に関わる発明者らは、筋肉の瞬発性に応じて、能力の小さい筋肉におけるトレーニングメニューを調整する必要があると考えた。そして、本開示に関わる発明者らは、筋肉の瞬発性を表す指標として、筋電位のＭＮＦを用いることを見出した。ＭＮＦは、筋肉の瞬発性が高いほどＭＮＦが高くなる特性を有する。
【００３２】
例えば、能力の小さい筋肉に第一支援内容である負荷の重量を増やすトレーニングメニューが選択されたときに、能力の小さい筋肉の瞬発性つまりＭＮＦが所定閾値である第二閾値よりも低ければ、トレーニングで行われる繰り返し運動の繰り返し動作（レップ）ごとのインターバルを短くする調整が必要である。インターバルを短くすることで、筋肉の瞬発性がより鍛えられ、より多くの速筋線維つまり速筋が運動に動員される。そうすると、左右の筋肉間にある大きい能力差に対して、普通のインターバルで繰り返し運動を実施するときよりも早期に、左右の筋肉の能力のバランスが取れるようになると考えられる。一方、能力の小さい筋肉に第二支援内容である動作回数を増やすトレーニングメニューが選択されたときに、能力の小さい筋肉の瞬発性つまりＭＮＦが第二閾値よりも高ければ、レップごとのインターバルを長くする調整が必要である。インターバルを長くすることで、筋肉の持久力がより鍛えられ、より多くの遅筋線維つまり遅筋が運動に動員される。そうすると、左右の筋肉間にある小さい能力差に対して、能力の小さい筋肉の強化が行き過ぎることを防げると考えられる。能力の小さい筋肉の瞬発性つまりＭＮＦが第二閾値である場合は、上述の二つのケースのいずれかに含まれてもよい。なお、筋肉の瞬発性を表す指標としてＭＮＦを用いる場合、第二閾値は、例えば６２．５Ｈｚである。
【００３３】
（実施例）
本開示に係る発明らが、本実施の形態に係るトレーニング支援方法を用いて、以下に記載される実験を行った結果を示す実施例を、説明する。図１は、本実施例における実験で実施した繰り返し運動の概要を示す。被験者は、繰り返し運動として、左右の手それぞれで５ｋｇのダンベルを保持し、両肘を固定した状態で両肘の屈伸運動つまりダンベルカールを実施する。ダンベルカールは、両腕を同時に且つ同様に動作させて実施される。そして、被験者は、腕の二頭筋の疲労が限界に達するまで、二頭筋のカールを繰り返す。つまり、被験者は、ダンベルを両手で持った状態で、両腕の二頭筋の収縮と伸展とを同時に且つ同様に繰り返す。実験では、両腕の二頭筋の筋電位を計測した。
【００３４】
図２には、本実施例の実験において二頭筋の筋電位を計測するための電極２等の配置状態が示されている。図２では、被験者の腕１において、二頭筋の活動電位を検知するために、２つの電極２が配置される。さらに、肘の屈伸運動の繰り返しの周期を正確に求めるために、手首に加速度センサ３が装着される。加速度センサ３は、一軸加速度センサ、二軸加速度センサ及び三軸加速センサのいずれであってもよい。電極２及び加速度センサ３は、Ａ／Ｄ変換器等を含む信号処理器４と電気的に接続され、信号処理器４は、コンピュータ等の演算装置５と電気的に接続される。信号処理器４は、電極２及び加速度センサ３から受信するアナログ信号からのノイズの除去、アナログ信号の増幅、アナログ信号からデジタル信号への変換等の処理を実施し得る。演算装置５は、信号処理器４から受信する信号を処理し、電極２及び加速度センサ３の計測結果を、例えば筋電図等を用いて出力し得る。
【００３５】
図３は、図２の電極２によって計測される筋電位の周期的に現れる筋電波形の一例を示す図であり、縦軸は筋電位（単位：μＶ）を示し、横軸は時間（単位：秒）を示す。二頭筋が収縮と伸展を繰り返すため、計測される筋電位は、周期的に変化する筋電波形を形成する。筋電波形では、腹の部分が筋肉の収縮を示し、節の部分が筋肉の伸展を示す。筋肉の１回の収縮及び１回の伸展の実施が、筋肉の運動の１サイクルとされる。
実験では、左腕の二頭筋及び右腕の二頭筋それぞれについて、各二頭筋から計測された筋電位から、ＡＲＶ及びＭＮＦを算出した。この際、図３に示すように、２サイクルの筋電波形つまり筋電位を１フレームとし、１フレームずつシフトしながら、フレームごとにＡＲＶ及びＭＮＦを求めた。なお、ＡＲＶ及びＭＮＦの算出の対象とする筋電位は、２サイクル内の筋電位に限定されるものでなく、１サイクル内の筋電位であってもよく、３サイクル以上に含まれる筋電位であってもよい。
【００３６】
さらに、筋肉疲労の評価指標としてのＭＮＦ及びＡＲＶの比率であるＭＮＦ／ＡＲＶを算出した。算出したＭＮＦ／ＡＲＶの時間変化が、図４に示される。なお、図４は、左腕及び右腕それぞれの二頭筋の筋電位から算出されたＭＮＦ／ＡＲＶの時間変化を示す図であり、縦軸をＭＮＦ／ＡＲＶの値とし、横軸を経過時間（単位：秒）としている。
図４では、左腕の二頭筋及び右腕の二頭筋それぞれのＭＮＦ／ＡＲＶの時間変化が、実線及び破線で示されている。左腕の二頭筋及び右腕の二頭筋に対して設定されるベースラインもそれぞれ、実線及び破線で示されている。なお、図４では、２つのベースラインが重なっている。左腕の二頭筋の筋疲労時間Ｔｌｅｆｔ及び右腕の二頭筋の筋疲労時間Ｔｒｉｇｈｔはそれぞれ、１３７ｓ（秒）及び１２９ｓ（秒）として算出された。これにより、右腕の二頭筋の能力の方が、左腕の二頭筋の能力よりも小さい。さらに、２つの筋疲労時間の差異から左右の二頭筋の能力差は、５．８４％となる。能力差の第一閾値が２０％の場合、より能力が小さい右腕に対して、繰り返し動作の回数を増やすトレーニングメニューが選択される。
【００３７】
また、図５に示すように、左腕の二頭筋及び右腕の二頭筋それぞれについて、二頭筋の筋電位から得られるＭＮＦを、経時的に取得する。なお、図５は、左腕の二頭筋及び右腕の二頭筋それぞれの筋電位から算出されたＭＮＦの時間変化を示す図であり、縦軸をＭＮＦの値とし、横軸を経過時間（単位：秒）としている。そして、図５では、左腕の二頭筋及び右腕の二頭筋のＭＮＦの時間変化がそれぞれ、実線及び破線で示されている。
また、左腕の二頭筋のＭＮＦの平均であるＡｖｇＭＮＦｌｅｆｔの値は、６７．５７Ｈｚとなり、右腕の二頭筋のＭＮＦの平均であるＡｖｇＭＮＦｒｉｇｈｔの値は、７１．３０Ｈｚとなる。これにより、より能力が小さい右腕の二頭筋のＭＮＦの平均が、第二閾値としての６２．５Ｈｚよりも高い、つまり、右腕の二頭筋の瞬発性が所定閾値よりも高い。
【００３８】
よって、より能力が小さい右腕には、繰り返し動作回数を増やすトレーニングメニューが選択され、さらに、レップごとのインターバルが現状よりも長くされる。なお、ＡｖｇＭＮＦｌｅｆｔ及びＡｖｇＭＮＦｒｉｇｈｔの算出の対象とされるＭＮＦは、実験における繰り返し動作の開始時から算出時までのＭＮＦとしてよい。又は、繰り返し動作が複数のセットにわたって実施される場合、左右の二頭筋の能力差の判定を実施する繰り返し動作のセットよりも前の１つ以上のセットに関して算出されたＡｖｇＭＮＦｌｅｆｔ及びＡｖｇＭＮＦｒｉｇｈｔが、瞬発性の判定に用いられてもよい。
【００３９】
（２．トレーニング支援装置の構成）
図６は、本実施の形態に係るトレーニング支援装置１００の構成を示す。トレーニング支援装置１００は、メイン制御部１０と、左筋電計測部１１と、右筋電計測部１２と、トレーニングメニュー決定部１３と、表示部１４と、を備えている。
【００４０】
（メイン制御部１０）
メイン制御部１０は、トレーニング支援装置１００全体の動作を制御する。具体的には、メイン制御部１０は、左筋電計測部１１、右筋電計測部１２、トレーニングメニュー決定部１３及び表示部１４の動作を制御する。メイン制御部１０は、トレーニングメニュー決定部１３を兼ねてもよい。メイン制御部１０は、例えば、図２に示される演算装置５に組み込まれてもよい。ここで、メイン制御部１０及びトレーニングメニュー決定部１３は、制御部の一例である。
【００４１】
（左筋電計測部１１）
左筋電計測部１１は、トレーニング支援装置１００のユーザの左半身にある対象筋肉の筋電位を計測する。左筋電計測部１１は、対象筋肉を覆う皮膚に取り付けられる生体電位センサを備える。生体電位センサは、対象筋肉を覆う皮膚に取り付けられる電極と、電極を介して対象筋肉の筋活動電位である筋電位を計測する計測回路とを備える。生体電位センサは、例えば、左半身にある筋肉を覆う皮膚に貼り付けられる生体電位センサの表面電極を通して、対象筋肉の筋活動電位を計測する。生体電位センサの電極は、皮膚に刺入される針電極又はワイヤ電極等であってもよい。左筋電計測部１１の生体電位センサは、図２に示される電極２であってもよい。左筋電計測部１１は、電極２を備える構成を有してもよく、電極２及び加速度センサ３を備える構成を有してもよく、電極２及び加速度センサ３のうちの少なくとも電極２と信号処理器４とを備える構成を有してもよい。ここで、左筋電計測部１１は、筋電センサの一例である。
【００４２】
（右筋電計測部１２）
右筋電計測部１２は、ユーザの右半身にあり且つ左半身の対象筋肉と同種類である対象筋肉の筋電位を計測する。右筋電計測部１２は、対象筋肉を覆う皮膚に取り付けられる生体電位センサを備える。生体電位センサは、対象筋肉を覆う皮膚に取り付けられる電極と、電極を介して対象筋肉の筋活動電位である筋電位を計測する計測回路とを備える。生体電位センサは、例えば、右半身にある筋肉を覆う皮膚に貼り付けられる生体電位センサの表面電極を通して、対象筋肉の筋活動電位を計測する。生体電位センサの電極は、皮膚に刺入される針電極又はワイヤ電極等であってもよい。右筋電計測部１２の生体電位センサは、図２に示される電極２であってもよい。右筋電計測部１２は、電極２を備える構成を有してもよく、電極２及び加速度センサ３を備える構成を有してもよく、電極２及び加速度センサ３のうちの少なくとも電極２と信号処理器４とを備える構成を有してもよい。ここで、右筋電計測部１２は、筋電センサの一例である。
【００４３】
（トレーニングメニュー決定部１３）
トレーニングメニュー決定部１３は、左筋電計測部１１で計測された筋電位及び右筋電計測部１２で計測された筋電位から、まず左右の対象筋肉の能力差を推定する。そして、トレーニングメニュー決定部１３は、左右の対象筋肉の能力差に応じて、能力が小さい方の対象筋肉に対して、負荷の重量を増やすトレーニングメニュー、及び、動作回数を増やすトレーニングメニューのうちのいずれかを決定する。具体的には、トレーニングメニュー決定部１３は、左右の対象筋肉の能力差が第一閾値以上であれば、能力が小さい方の対象筋肉に負荷の重量を増やすトレーニングメニューを決定する。トレーニングメニュー決定部１３は、左右の対象筋肉の能力差が０よりも大きく第一閾値未満であれば、能力が小さい方の対象筋肉に動作回数を増やすトレーニングメニューを決定する。なお、トレーニングメニュー決定部１３は、左右の対象筋肉の能力差が０である場合、現状のトレーニングメニューを変更せずに維持する。
【００４４】
トレーニングメニュー決定部１３は、筋電位から左右の対象筋肉の能力差を評価するために、筋疲労時間を用いてもよい。トレーニングメニュー決定部１３は、筋疲労時間を求めるために、所定時間ごとに筋電位のＡＲＶ及びＭＮＦを算出する。さらに、トレーニングメニュー決定部１３は、算出したＡＲＶ及びＭＮＦからＭＮＦ／ＡＲＶを算出し、さらに、ＭＮＦ／ＡＲＶの値が予め決められたベースラインの値に達するまでの時間を筋疲労時間として算出する。この場合、左右の対象筋肉の筋疲労時間のうちの長い方の筋疲労時間に対する左右の対象筋肉の筋疲労時間の差分の割合を、左右の対象筋肉の能力差としてよい。
トレーニングメニュー決定部１３は、筋電位から左右の対象筋肉の能力差を評価するために、瞬発性を表すＭＮＦを用いてもよい。この場合、左右の対象筋肉のＭＮＦのうちの大きい方のＭＮＦに対する左右の対象筋肉のＭＮＦの差分の割合を、左右の対象筋肉の能力差としてよい。
【００４５】
（表示部１４）
表示部１４は、種々の情報を表示する。例えば、表示部１４は、トレーニングメニュー決定部１３が決定したトレーニングメニューを表示する。図８には、表示部１４に表示される負荷の重量を増やすトレーニングメニューの例が示されている。図９には、表示部１４に表示される動作回数を増やすトレーニングメニューの例が示されている。図９における動作回数は、１セットのトレーニングメニューにおけるダンベルカール等の所定の動作の回数である。なお、図９に例示されるトレーニングメニューに、動作間のインターバル、つまり１回の動作を実施する時間の長さが含まれてもよい。表示部１４を構成するハードウェアは、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイである。表示部１４は、例えば、図２に示される演算装置５に組み込まれ、演算装置５の画面表示装置等を利用してもよく、演算装置５と別個に設けられた装置又は装置の一部であってもよい。
【００４６】
上述のようなメイン制御部１０及びトレーニングメニュー決定部１３の各構成要素は、例えば、図２に示される演算装置５、医療機器、ヘルスケア機器、スポーツ機器、フィットネス機器又はトレーニング機器などの装置に備えられるようなマイクロコンピュータ又はその他の専用のハードウェアで構成されてもよい。また例えば、上記構成要素は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。この場合、上記構成要素は、例えば、演算処理部と、制御プログラムを記憶する記憶部とを備えてもよい。演算処理部としては、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などが例示される。記憶部としては、メモリなどが例示される。なお、上記構成要素の全てが、集中制御を行う単独の制御要素で構成されてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御要素で構成されてもよい。
【００４７】
なお、演算装置５は、図２に示されるように置かれた状態で使用される型式の装置でなく、携帯可能な小型の装置であってよく、例えば、スマートフォン、タブレット等の携帯端末、又は専用の小型の装置であってもよい。又は、演算装置５は、他の装置に一部として組み込まれてもよい。演算装置５は、信号処理器４を含んでもよい。
例えば、演算装置５が、スマートフォン等の携帯端末、又はパーソナルコンピュータのようにインターネット等の通信網にアクセス可能である場合、メイン制御部１０及びトレーニングメニュー決定部１３の各構成要素は、通信網を介して演算装置５にアプリケーションとして提供されるプログラムを実行することによって、実現されてもよい。
【００４８】
（３．トレーニング支援装置の処理フロー）
図７は、本実施の形態に係るトレーニング支援装置１００の処理フローを示す。
＜ステップＳ１０１＞
左筋電計測部１１は、ユーザの左半身にある対象筋肉を覆う皮膚に取り付けられ、対象筋肉の筋電位を計測する。
＜ステップＳ１０２＞
右筋電計測部１２は、ユーザの右半身にあり且つ左半身の対象筋肉と同種類の対象筋肉を覆う皮膚に取り付けられ、対象筋肉の筋電位を計測する。
＜ステップＳ１０３＞
トレーニングメニュー決定部１３は、ステップＳ１０１で計測された左半身の対象筋肉の筋電位及びステップＳ１０２で計測された右半身の対象筋肉の筋電位から、まず左右の対象筋肉の能力差を推定する。
【００４９】
＜ステップＳ１０４＞
トレーニングメニュー決定部１３は、ステップＳ１０３で推定された左右の対象筋肉の能力差が０であるか否か、つまり、左右の対象筋肉に能力差があるか否かを判定する。トレーニングメニュー決定部１３は、上記能力差が０でない場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、ステップＳ１０５に進む。トレーニングメニュー決定部１３は、上記能力差が０である場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、ステップＳ１０８に進む。
＜ステップＳ１０５＞
トレーニングメニュー決定部１３は、ステップＳ１０３で推定された左右の対象筋肉の能力差が第一閾値以上であるか否かを判定する。トレーニングメニュー決定部１３は、上記能力差が第一閾値以上であれば（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、ステップＳ１０６に進み、上記能力差が第一閾値未満であれば（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ１０７に進む。
【００５０】
＜ステップＳ１０６＞
トレーニングメニュー決定部１３は、今後のトレーニングメニューとして、能力が小さい方の対象筋肉に負荷の重量を増やすトレーニングメニューを決定する。
＜ステップＳ１０７＞
トレーニングメニュー決定部１３は、今後のトレーニングメニューとして、能力が小さい方の対象筋肉に動作回数を増やすトレーニングメニューを決定する。動作回数は、例えば、１セットのトレーニングにおけるダンベルカール等の所定の動作の回数としてよい。
＜ステップＳ１０８＞
トレーニングメニュー決定部１３は、現状のトレーニングメニューを、今後のトレーニングメニューとして決定する。
＜ステップＳ１０９＞
表示部１４は、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７及びステップＳ１０８のいずれかで決定されたトレーニングメニューを表示する。
【００５１】
（４．トレーニング支援装置の処理フローの変形例）
図１０は、本実施の形態に係るトレーニング支援装置１００の処理フローの変形例を示す。本変形例では、トレーニング支援装置１００は、ユーザの左右の対象筋肉の能力差に基づき、トレーニングメニューを決定する際に、ユーザの左右の対象筋肉の瞬発性を加味した調整を行う。
＜ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５＞
トレーニング支援装置１００は、図７に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０５と同様の処理を実施して、左右の対象筋肉の能力差を推定する。さらに、トレーニング支援装置１００は、推定した左右の対象筋肉の能力差が、０であるか否か、及び、第一閾値以上であるか否かを判定し、ステップＳ１０６、Ｓ１０７又はＳ１０８の処理に進む。
【００５２】
＜ステップＳ１０６＞
トレーニングメニュー決定部１３は、今後のトレーニングメニューとして、能力が小さい方の対象筋肉に負荷の重量を増やすトレーニングメニューを選択し、ステップＳ２０１に進む。
＜ステップＳ１０７＞
トレーニングメニュー決定部１３は、今後のトレーニングメニューとして、能力が小さい方の対象筋肉に動作回数を増やすトレーニングメニューを選択し、ステップＳ２０２に進む。
＜ステップＳ１０８＞
トレーニングメニュー決定部１３は、現状のトレーニングメニューを、今後のトレーニングメニューとして決定する。
【００５３】
＜ステップＳ２０１＞
トレーニングメニュー決定部１３は、能力が小さい方の対象筋肉の瞬発性を示すパラメータが第二閾値以上であるか否か、つまり瞬発性が第二閾値以上であるか否かを判定する。トレーニングメニュー決定部１３は、上記パラメータが第二閾値以上であれば（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、ステップＳ２０３に進み、上記パラメータが第二閾値未満であれば（ステップＳ２０１でＮｏ）、ステップＳ２０４に進む。
＜ステップＳ２０３＞
トレーニングメニュー決定部１３は、ステップＳ１０６で選択したトレーニングメニューを調整し、能力が小さい方の対象筋肉に負荷の重量を増やすが、トレーニングで繰り返し行われる動作（レップ）ごとのインターバルを現状に維持するトレーニングメニューを決定する。
＜ステップＳ２０４＞
トレーニングメニュー決定部１３は、ステップＳ１０６で選択したトレーニングメニューを調整し、能力が小さい方の対象筋肉に負荷の重量を増やし、且つ、トレーニングで繰り返し行われる動作ごとのインターバルを短くするトレーニングメニューを決定する。
【００５４】
＜ステップＳ２０２＞
トレーニングメニュー決定部１３は、能力が小さい方の対象筋肉の瞬発性を示すパラメータが第二閾値以上であるか否か、つまり瞬発性が第二閾値以上であるか否かを判定する。トレーニングメニュー決定部１３は、上記パラメータが第二閾値以上であれば（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、ステップＳ２０５に進み、上記パラメータが第二閾値未満であれば（ステップＳ２０２でＮｏ）、ステップＳ２０６に進む。
＜ステップＳ２０５＞
トレーニングメニュー決定部１３は、ステップＳ１０７で選択したトレーニングメニューを調整し、能力が小さい方の対象筋肉に動作回数を増やし、且つ、トレーニングで繰り返し行われる動作ごとのインターバルを長くするトレーニングメニューを決定する。
＜ステップＳ２０６＞
トレーニングメニュー決定部１３は、ステップＳ１０７で選択したトレーニングメニューを調整し、能力が小さい方の対象筋肉に動作回数を増やすが、トレーニングで繰り返し行われる動作ごとのインターバルを現状に維持するトレーニングメニューを決定する。
【００５５】
＜ステップＳ１０９＞
表示部１４は、ステップＳ１０８、Ｓ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５及びステップＳ２０６のいずれかで決定されたトレーニングメニューを表示する。本変形例では、表示部１４は、トレーニングの動作間のインターバルである１回の動作を実施する時間の長さを含んだトレーニングメニューを表示する。
【００５６】
（５．効果の説明）
以上のように、本実施の形態に係るトレーニング支援装置１００は、所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋電及びユーザの左半身の筋電それぞれを取得する左筋電計測部１１及び右筋電計測部１２と、メイン制御部１０とを備える。メイン制御部１０は、（ａ）所定の時間範囲における右半身の筋電の変化に基づいて、ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間（time point or time width）を取得し、（ｂ）所定の時間範囲における左半身の筋電の変化に基づいて、ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間（time point or time width）を取得し、（ｃ）第１の時間及び第２の時間の差に基づいて、ユーザの右半身の及びユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する。なお、第１の時間及び第２の時間はいずれも、時刻のような時点、又は、経過時間のような時間幅の意味を有し得る。例えば、第１の時間は、ユーザの右半身の筋肉が疲労する時刻又はユーザの右半身の筋肉が疲労するまでの時間である。第２の時間は、ユーザの左半身の筋肉が疲労する時刻又はユーザの左半身の筋肉が疲労するまでの時間である。
【００５７】
上述の構成において、ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間とユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間との差は、筋肉間の能力の差を示唆する。このため、第１の時間及び第２の時間の差に基づいて、ユーザの右半身の筋肉及び左半身の筋肉の能力をバランスさせるようなトレーニングの負荷及びトレーニングの回数の出力が、可能である。よって、左右の筋肉のバランスを向上するようにトレーニングを支援することが、可能になる。
【００５８】
実施の形態に係るトレーニング支援装置１００では、上記の所定の時間範囲は、第１の時刻及び第２の時刻を含む。そして、メイン制御部１０は、上記の工程（ａ）〜工程（ｃ）の前に、（ｃ１）第１の時刻における右半身の筋電を用いて、右半身の筋電の第１の右側周波数特性の値を取得し、且つ、第１の時刻における左半身の筋電を用いて、左半身の筋電の第１の左側周波数特性の値を取得する。さらに、メイン制御部１０は、（ｃ２）第２の時刻における右半身の筋電を用いて、右半身の筋電の第２の右側周波数特性の値を取得し、且つ、第２の時刻における左半身の筋電を用いて、左半身の筋電の第２の左側周波数特性の値を取得する。さらにまた、メイン制御部１０は、（ｄ１）第１の時刻における右半身の筋電を用いて、右半身の筋電の第１の右側振幅特性の値を取得し、且つ、第１の時刻における左半身の筋電を用いて、左半身の筋電の第１の左側振幅特性の値を取得する。また、メイン制御部１０は、（ｄ２）第２の時刻における右半身の筋電を用いて、右半身の筋電の第２の右側振幅特性の値を取得し、且つ、第２の時刻における左半身の筋電を用いて、左半身の筋電の第２の左側振幅特性の値も取得する。そして、メイン制御部１０は、（ｅ１）所定の時間範囲における右半身の筋電の変化として、第１の右側周波数特性の値及び第１の右側振幅特性の値の比率と、第２の右側周波数特性の値及び第２の右側振幅特性の値の比率との変化を取得し、（ｅ２）所定の時間範囲における左半身の筋電の変化として、第１の左側周波数特性の値及び第１の左側振幅特性の値の比率と、第２の左側周波数特性の値及び第２の左側振幅特性の値の比率との変化を取得する。
【００５９】
上述の構成において、筋電の周波数特性の値及び振幅特性の値の比率は、筋肉疲労の評価指標として、高い精度を有する効果的な指標である。これにより、ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間及びユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を、高精度に取得することが可能である。また、第１の時刻及び第２の時刻の間での筋電の周波数特性の値及び振幅特性の値の比率の変化から、ユーザが疲労に達していない場合でも、疲労に達する第１の時間及び第２の時間の推定も可能である。よって、ユーザの右半身の筋肉及び左半身の筋肉間の能力の差を高精度に且つ確実に得ることが、可能になる。
【００６０】
実施の形態に係るトレーニング支援装置１００では、メイン制御部１０は、上記の工程（ｃ）の前に、（ｃ３）第１の時間及び第２の時間に基づき、ユーザの右半身とユーザの左半身との間での筋肉の能力の優劣を判定する。そして、メイン制御部１０は、工程（ｃ）では、第１の時間及び第２の時間の差が、第１の閾値以上である場合、ユーザの右半身の筋肉及び左半身の筋肉のうちの劣る方の筋肉のトレーニングの負荷を増加する出力をし、第１の時間及び第２の時間の差が、０よりも大きく第１の閾値未満である場合、劣る方の筋肉のトレーニングの回数を増加する出力をする。
【００６１】
上述の構成において、第１の時間及び第２の時間の差が大きい場合、左右の筋肉間の能力差が大きくなり、第１の時間及び第２の時間の差が小さい場合、左右の筋肉間の能力差が小さくなる。左右の筋肉の能力をバランスさせるためには、左右の筋肉間の能力差が大きければ、能力が小さいつまり劣る方の筋肉に負荷の重量を増やし、その速筋線維を鍛えるのが有効である。また、左右の筋肉間の能力差が小さければ、劣る方の筋肉への動作回数を増やし、その遅筋線維を鍛えるのが有効である。上述の構成は、左右の筋肉の能力のバランス化を効率的に実施することを可能にする。
【００６２】
実施の形態に係るトレーニング支援装置１００では、メイン制御部１０は、上記の工程（ｃ）の前に、（ｃ４）所定の時間範囲における右半身の筋電の変化に基づいて、ユーザの右半身の筋肉の瞬発性を示す指標を取得し、（ｃ５）所定の時間範囲における左半身の筋電の変化に基づいて、ユーザの左半身の筋肉の瞬発性を示す指標を取得する。そして、メイン制御部１０は、工程（ｃ）では、トレーニングの負荷を増加する出力をする場合に、ユーザの右半身の筋肉及びユーザの左半身の筋肉のうちの劣る方の筋肉における筋肉の瞬発性を示す指標が第２の閾値未満であれば、劣る方の筋肉のトレーニングの動作のインターバルを短くし、トレーニングの回数を増加する出力をする場合に、劣る方の筋肉における筋肉の瞬発性を示す指標が第２の閾値以上であれば、劣る方の筋肉のトレーニングの動作のインターバルを長くする。
【００６３】
上述の構成において、ユーザの右半身の筋肉及び左半身の筋肉のうちの劣る方の筋肉に対してトレーニングの負荷を増加する場合、劣る方の筋肉が第２の閾値未満のような低い瞬発性を有すれば、動作のインターバルを短くすることで、より多くの速筋線維がトレーニングに動員される。これにより、劣る方の筋肉の能力が早期に向上する。一方、劣る方の筋肉に対してトレーニングの回数を増加する場合、劣る方の筋肉が第２の閾値以上のような高い瞬発性を有すれば、動作のインターバルを長くすることで、より多くの遅筋線維がトレーニングに動員される。これにより、劣る方の筋肉の能力が向上し過ぎることが抑えられる。よって、適切な左右の筋肉の能力のバランス化が可能になる。
【００６４】
なお、上記実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行器が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記実施の形態に係るトレーニング支援装置等を実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【００６５】
すなわち、コンピュータに実行させるプログラムは、（ｇ１）左筋電計測部１１及び右筋電計測部１２を用いて、所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋肉及びユーザの左半身の筋肉からそれぞれユーザの右の筋電及びユーザの左の筋電を取得し、（ｇ２）所定の時間範囲における右の筋電の変化に基づいて、ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間を取得し、（ｇ３）所定の時間範囲における左の筋電の変化に基づいて、ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を取得し、（ｇ４）第１の時間及び第２の時間の差に基づいて、ユーザの右半身の及びユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する。
【００６６】
また、上記実施の形態において、各構成要素は、回路でもよい。複数の構成要素が、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路を構成してもよい。また、回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。ここで、上記実施の形態に係るトレーニング支援方法等は、回路を構成する次のようなプロセッサによって実現される。
【００６７】
すなわち、トレーニング支援方法は、プロセッサにより実現されるトレーニング支援方法であって、（ｆ１）左筋電計測部１１及び右筋電計測部１２を用いて、所定の時間範囲において、ユーザの右半身の筋肉及びユーザの左半身の筋肉からそれぞれユーザの右の筋電及びユーザの左の筋電を取得し、（ｆ２）所定の時間範囲における右の筋電の変化に基づいて、ユーザの右半身の筋肉が疲労する第１の時間を取得し、（ｆ３）所定の時間範囲における左の筋電の変化に基づいて、ユーザの左半身の筋肉が疲労する第２の時間を取得し、（ｆ４）第１の時間及び第２の時間の差に基づいて、ユーザの右半身の及びユーザの左半身のトレーニングの負荷又はトレーニングの回数を出力する。
【００６８】
（その他の変形例）
以上、１つ又は複数の態様に係るトレーニング支援装置等について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本開示は、これら実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態及び変形例に施したものや、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、１つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【００６９】
実施の形態及び変形例では、トレーニング支援装置１００を腕の二頭筋に適用する例を説明したが、トレーニング支援装置１００が適用される筋肉は、二頭筋に限定されない。トレーニング支援装置１００は、左半身及び右半身の間で対称に配置される筋肉に適用することができる。例えば、トレーニング支援装置１００は、腕の三頭筋及び前腕筋、足の大腿四頭筋、ハムストリング筋及び腓腹筋、背中の広背筋、肩の三角筋、胸の大胸筋、腹斜筋等の筋肉部位に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本開示にかかるトレーニング支援装置、トレーニング支援方法及びプログラムは、医療、ヘルスケア、スポーツ、フィットネス、トレーニング等の分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  メイン制御部（制御部）
１１  左筋電計測部（筋電センサ）
１２  右筋電計測部（筋電センサ）
１３  トレーニングメニュー決定部（制御部）
１４  表示部
１００  トレーニング支援装置
【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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