(57)【要約】【課題】手本動作に合わせた正しい動作で身体部位の機能訓練を行うことができる機能訓練装置を提供する。【解決手段】機能訓練装置１は、表示部１００と、表示部１００に人体モデル４００を表示する人体モデル表示手段３３１と、訓練者の動作を取得するセンシング部２００と、訓練者の動作に基づいて人体モデル４００を動かす人体モデル動作手段３１０と、手本動作を記録する手本動作記録手段３２１と、訓練者の基準身体部位の初期位置を表示する初期位置表示手段３３２と、身体部位が到達する目標位置を表示する目標位置表示手段３３３と、訓練者の基準身体部位の位置が初期位置と一致したことを報知する初期位置一致報知手段３４１と、身体部位の位置が目標位置に到達したことを報知する目標位置到達報知手段３４２と、身体部位の移動軌跡が手本動作の手本軌跡とずれたことを報知する軌跡ずれ報知手段３４３とを有する。【選択図】図２
2017060572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、
前記表示部に人体モデルを表示する人体モデル表示手段と、
身体部位の機能訓練を行う訓練者の動作を取得するセンシング部と、
前記センシング部により取得される前記訓練者の動作に基づき、前記表示部に表示された前記人体モデルを動かす人体モデル動作手段と、
前記訓練者自身の機能訓練における手本動作を記録する手本動作記録手段と、
前記手本動作から、機能訓練開始時における前記訓練者の基準身体部位の初期位置を特定し、前記表示部に表示する初期位置表示手段と、
前記手本動作から、機能訓練中において機能訓練の対象となる身体部位が到達する目標位置を特定し、前記表示部に表示する目標位置表示手段と、
前記訓練者が機能訓練を開始する際に、前記訓練者の前記基準身体部位の位置が前記初期位置と一致したことを報知する初期位置一致報知手段と、
前記訓練者が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の位置が前記目標位置に到達したことを報知する目標位置到達報知手段と、
前記訓練者が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の移動軌跡が前記手本動作における前記身体部位の手本軌跡とずれたことを報知する軌跡ずれ報知手段と、を有する、
機能訓練装置。
【請求項２】
前記手本動作から、機能訓練中における前記訓練者の固定すべき身体部位の固定位置を特定する固定位置特定手段と、
前記訓練者が行う機能訓練中に、前記固定すべき身体部位が前記固定位置からずれたことを報知する固定位置ずれ報知手段とを有する、
請求項１に記載の機能訓練装置。
【請求項３】
前記固定位置を前記表示部に表示する固定位置表示手段を有する、
請求項２に記載の機能訓練装置。
【請求項４】
前記手本軌跡を前記表示部に表示する手本軌跡表示手段を有する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能訓練装置。
【請求項５】
前記基準身体部位の位置が前記初期位置と一致した際に機能訓練を開始する機能訓練開始制御手段を有する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の機能訓練装置。
【請求項６】
前記手本動作には、前記訓練者の初期姿勢及び前記身体部位の訓練動作が含まれる、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の機能訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の身体部位の機能訓練を行うための機能訓練装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機能低下した身体部位の機能を回復させたり身体部位の機能障害の改善を図ったりするために、リハビリ等の機能訓練が行われている。一般的に、身体部位の機能訓練を行う訓練者は、指導スタッフによる指導のもと、手本となる動作（手本動作）に合わせて身体部位を動かす。
【０００３】
近年、情報処理装置を用いることで効率良くリハビリを行う技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ディスプレイ及びコンピュータを備えるリハビリ訓練装置を用いることで効率的に肢体の機能訓練を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−００８６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
身体部位の機能訓練を行う訓練者は、指導スタッフの実演又はビデオ映像による手本動作に合わせて身体部位を動かすが、自分の動きが見えないので正しい動作で身体部位を動かすことができているかどうかが分からない。また、機能訓練中に訓練者が正しく身体部位を動かすことができていない場合、指導スタッフが訓練者の動きを見て訓練者に助言することで訓練者の動作姿勢の矯正を行っていたが、この場合も訓練者は自分の動きが見えないので正しい動作に矯正できているかどうかが分からない。
【０００６】
そこで、鏡を使って自分の動きを見ながら身体部位の機能訓練を行うことが考えられる。しかしながら、鏡を使うことで訓練者は自分の動きを確認できるものの、鏡に映し出された自分の姿しか分からないので、結局手本動作に合った正しい動作で身体部位を動かせているかどうかが分からない。つまり、手本動作との比較がないので、自分自身では正しい動作で身体部位を動かせているのかどうかが分からない。
【０００７】
また、ディスプレイを用いて、ディスプレイに表示した手本動作の映像と鏡に映った訓練者の実際の動作とを同時に比較しながら機能訓練を行うことも考えられるが、手本動作の映像で実演する人と実際の訓練者とでは身体の大きさ等（身長、手の長さ等）が異なるので、訓練者は、映像の手本動作に自分の動きを合わせることが難しい。
【０００８】
さらに、鏡に自分の姿を写す場合、訓練者によっては、鏡に写った自分の容姿を見ながら機能訓練を行いたくない場合がある。例えば、老化や怪我等によって自分の容姿を見たくなかったり、機能訓練を行う自分自身の姿を見ることが恥ずかしかったりする場合がある。このため、機能訓練に対する意欲が沸かなかったりモチベーションが低下したりして、訓練者に機能訓練を持続させることが難しい場合がある。
【０００９】
また、映像による手本動作は正しい動作を示しているが、訓練者によっては、加齢や虚弱等によって機能訓練を行う自分の身体部位を手本運動の身体部位の可動域まで動かすことができない場合があり、手本動作と同じ位置にまで身体部位を動かすことができず、自分の身体部位を手本動作にトレースすることができないことがある。
【００１０】
このように、これまでは、リハビリ等で身体部位の機能訓練を行う場合に、手本動作に合わせた正しい動作で身体部位を動かすことが難しかったり、訓練者に機能訓練を持続させることが難しかったりして、効果的な身体部位の機能訓練を行うことができないという課題がある。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、手本動作に合わせた正しい動作で身体部位の機能訓練を行うことができ、かつ、訓練者に機能訓練を持続させることができる機能訓練装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る機能訓練装置の一態様は、表示部と、前記表示部に人体モデルを表示する人体モデル表示手段と、身体部位の機能訓練を行う訓練者の動作を取得するセンシング部と、前記センシング部により取得される前記訓練者の動作に基づき、前記表示部に表示された前記人体モデルを動かす人体モデル動作手段と、前記訓練者自身の機能訓練における手本動作を記録する手本動作記録手段と、前記手本動作から、機能訓練開始時における前記訓練者の基準身体部位の初期位置を特定し、前記表示部に表示する初期位置表示手段と、前記手本動作から、機能訓練中において機能訓練の対象となる身体部位が到達する目標位置を特定し、前記表示部に表示する目標位置表示手段と、前記訓練者が機能訓練を開始する際に、前記訓練者の前記基準身体部位の位置が前記初期位置と一致したことを報知する初期位置一致報知手段と、前記訓練者が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の位置が前記目標位置に到達したことを報知する目標位置到達報知手段と、前記訓練者が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の移動軌跡が前記手本動作における前記身体部位の手本軌跡とずれたことを報知する軌跡ずれ報知手段と、を有する。
【００１３】
なお、本発明は、コンピュータを上記機能訓練装置として機能させるためのプログラムとして実現したり、そのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現したりすることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る機能訓練装置の一態様によれば、手本動作に合わせた正しい動作で身体部位の機能訓練を行うことができ、かつ、訓練者に機能訓練を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る機能訓練装置の構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態に係る機能訓練装置の機能ブロック図である。
【図３】実施の形態に係る機能訓練装置を用いて機能訓練を行っているときの様子を説明するための図である。
【図４】実施の形態に係る機能訓練装置を用いた機能訓練方法のフロー図である。
【図５】実施の形態に係る機能訓練装置を用いた機能訓練方法における機能訓練ステップの詳細フローを示す図である。
【図６Ａ】訓練者が身体部位の手本動作を行っているときの表示部の画面（１秒目）の一例を示す図である。
【図６Ｂ】訓練者が身体部位の手本動作を行っているときの表示部の画面（２秒目）の一例を示す図である。
【図６Ｃ】訓練者が身体部位の手本動作を行っているときの表示部の画面（３秒目）の一例を示す図である。
【図６Ｄ】訓練者が身体部位の手本動作を行っているときの表示部の画面（４秒目）の一例を示す図である。
【図６Ｅ】訓練者が身体部位の手本動作を行っているときの表示部の画面（５秒目）の一例を示す図である。
【図６Ｆ】訓練者が身体部位の手本動作を行っているときの表示部の画面（６秒目）の一例を示す図である。
【図６Ｇ】訓練者が身体部位の手本動作を行っているときの表示部の画面（７秒目）の一例を示す図である。
【図６Ｈ】訓練者が身体部位の手本動作を行っているときの表示部の画面（８秒目）の一例を示す図である。
【図７】実施の形態に係る機能訓練装置を用いて機能訓練を開始するときの表示部の画面の一例を示す図である（位置ずれ補正前）。
【図８】実施の形態に係る機能訓練装置を用いて機能訓練を開始するときの表示部の画面の一例を示す図である（位置ずれ補正後）。
【図９Ａ】訓練者が身体部位の訓練動作を行っているときの表示部の画面（１秒目）の一例を示す図である。
【図９Ｂ】訓練者が身体部位の訓練動作を行っているときの表示部の画面（２秒目）の一例を示す図である。
【図９Ｃ】訓練者が身体部位の訓練動作を行っているときの表示部の画面（３秒目）の一例を示す図である。
【図９Ｄ】訓練者が身体部位の訓練動作を行っているときの表示部の画面（４秒目）の一例を示す図である。
【図９Ｅ】訓練者が身体部位の訓練動作を行っているときの表示部の画面（５秒目）の一例を示す図である。
【図９Ｆ】訓練者が身体部位の訓練動作を行っているときの表示部の画面（６秒目）の一例を示す図である。
【図９Ｇ】訓練者が身体部位の訓練動作を行っているときの表示部の画面（７秒目）の一例を示す図である。
【図９Ｈ】訓練者が身体部位の訓練動作を行っているときの表示部の画面（８秒目）の一例を示す図である。
【図１０】訓練者の訓練動作中の移動軌跡が手本動作の手本軌跡とずれているときの表示部の画面の一例を示す図である。
【図１１】訓練動作終了時の表示部の画面の一例を示す図である。
【図１２】変形例１に係る機能訓練装置の機能ブロック図である。
【図１３】固定すべき身体部位の固定位置が表示された様子を示す表示部の画面の一例を示す図である。
【図１４】変形例２に係る機能訓練装置の機能ブロック図である。
【図１５】手本動作の手本軌跡が表示された様子を示す表示部の画面の一例を示す図である。
【図１６】変形例３に係る機能訓練装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の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。
【００１７】
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。なお、各図において、実質的に同一の構成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する。
【００１８】
（実施の形態）
［機能訓練装置］
まず、実施の形態に係る機能訓練装置１の構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る機能訓練装置１の構成を模式的に示す図である。図２は、同機能訓練装置１の機能ブロック図である。図３は、訓練者２が同機能訓練装置１を用いて機能訓練を行っているときの様子を説明するための図である。なお、図３では、訓練者２が機能訓練として右下肢の横上げを行っている例を示している。
【００１９】
図１及び図２に示すように、機能訓練装置１は、表示部１００と、センシング部２００と、制御部３００とを有する。なお、表示部１００とセンシング部２００と制御部３００とは、機能訓練システムとして構成されていてもよい。
【００２０】
表示部１００は、モニタ等のディスプレイである。図３に示すように、表示部１００には、予めプログラムされた人体モデル４００が映像として表示される。つまり、人体モデル４００は、訓練者２をカメラ等で撮像した撮像画像ではなく、機能訓練装置１に予めプリセットされたバーチャルな人体モデルであり、機能訓練装置１を利用する訓練者２に関わらず、表示部１００には同じ人体モデル４００が表示される。
【００２１】
表示部１００に表示された人体モデル４００は、訓練者２の動作に連動して動作する。つまり、人体モデル４００は、訓練者２の動きに追随するように動作し、訓練者２の動きに合わせて動く。例えば、訓練者２が下肢を上げれば人体モデル４００も下肢を上げ、訓練者２が下肢を下げれば人体モデル４００も下肢を下げる。また、人体モデル４００の動きは時間的にも訓練者２の動きと連動している。つまり、訓練者２が動くと同時に人体モデル４００も動くことになる。例えば、訓練者２が下肢を上げれば、これと同時に人体モデル４００も下肢を上げる。
【００２２】
また、表示部１００に表示された人体モデル４００は、訓練者２をミラー表示したものとなっている。具体的には、図３に示すように、訓練者２は、右下肢を横方向にあげているが、表示部１００に表示された人体モデル４００は、左下肢をあげている。
【００２３】
このように、表示部１００は電子ミラーの機能を有しており、訓練者２は、鏡を見ているかのように表示部１００に表示された人体モデル４００を視認することができる。
【００２４】
本実施の形態において、人体モデル４００は、２０代女性をイメージした三次元ＣＧモデルであり、タンクトップと短パンスパッツとシューズとを身につけている。つまり、訓練者２が老人であっても男性であっても表示部１００には２０代女性の人体モデル４００が表示される。
【００２５】
なお、機能訓練装置１にプリセットされた人体モデル４００は、一体に限るものではなく、複数体であってもよい。また、人体モデル４００は、成人女性に限るものではなく、成人男性や子供等であってもよいし、アニメキャラクター等であってもよい。なお、複数の人体モデル４００が用意されている場合、どの人体モデルを使って機能訓練を行うかは、訓練者２が適宜選択すればよい。
【００２６】
また、表示部１００に表示される人体モデル４００は、例えば制御部３００からデータ（映像信号）として送信されるが、これに限るものではなく、表示部１００に内蔵された記憶部に記憶されていてもよい。
【００２７】
センシング部２００は、三次元測定機であり、例えば、センシング範囲内に存在する物体（ユーザ等）の三次元空間座標をリアルタイムに測定する３Ｄカメラ等である。センシング部２００によって測定された物体の三次元空間座標情報は、制御部３００に送信される。センシング部２００としては、例えば、投光した赤外線レーザのパターンを読み取ることで三次元測定を行うキネクト（Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標））等のモーションキャプチャーを用いることができる。なお、センシング部２００は、三次元空間における３Ｄ情報を取得できればよく、センシング部２００として、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ等の撮像カメラ等を用いてもよい。
【００２８】
本実施の形態において、センシング部２００は、身体部位（肢体）の機能訓練を行う訓練者２の動作を取得する。具体的には、センシング部２００は、センシング部２００の前に存在する訓練者２の身体部位の三次元空間座標をリアルタイムに測定することで訓練者２の動作を取得する。例えば、センシング部２００は、訓練者２の身体の複数箇所（例えば、頭、肩、胸、腹、腰、腕、手、足、膝等の各部位において１箇所又は数カ所の合計２５箇所）の三次元空間座標を測定する。これにより、訓練者２の身体部位の位置の変化から訓練者２の動きを取得することができる。
【００２９】
また、図３に示すように、本実施の形態では、１台のセンシング部２００で取得した三次元空間情報をもとに、正面方向、右方向及び左方向の三方向から見たときの人体モデル４００を表示部１００に表示している。
【００３０】
なお、センシング部２００は、センシング範囲内に存在する物体であれば、訓練者２だけではなく、指導スタッフ等の訓練者以外のその他のユーザの動作も取得することができる。また、センシング部２００は、一人の動作だけではなく、複数人の動作も同時に取得することができる。
【００３１】
制御部３００は、各種制御処理及び演算処理等を行う情報処理装置であり、例えばコンピュータである。本実施の形態において、制御部３００は、人体モデル動作手段３１０と、記録手段３２０と、表示手段３３０と、報知手段３４０とを有する。
【００３２】
人体モデル動作手段３１０は、センシング部２００により取得される訓練者２の動作に基づき、表示部１００に表示された人体モデル４００を動かす。
【００３３】
例えば、人体モデル動作手段３１０は、センシング部２００によって測定した訓練者２の身体部位の三次元空間座標をセンシング部２００からリアルタイムで取得して、訓練者２の身体部位の三次元空間座標（位置）の変化から訓練者２の動作（動作情報）を取得する。そして、人体モデル動作手段３１０は、この取得した訓練者２の動作に追随するように表示部１００に表示された人体モデル４００を動作させる。具体的には、人体モデル動作手段３１０は、取得した訓練者２の身体部位の動きと同じように人体モデル４００の身体部位が動くように、表示部１００に制御信号を送信する。
【００３４】
なお、人体モデル動作手段３１０は、表示部１００に制御信号を直接送信することで、表示部１００に表示された人体モデル４００の動きを訓練者２の動作に追随させるのではなく、人体モデル表示手段３３１を介することで、表示部１００に表示された人体モデル４００の動きを訓練者２の動作に追随させてもよい。つまり、人体モデル動作手段３１０は、人体モデル表示手段３３１に制御信号を送信して、この制御信号に基づいて、人体モデル表示手段３３１が、訓練者２の動作に追随するように人体モデル４００の身体部位を動かしてもよい。
【００３５】
記録手段３２０は、データ等を記憶する記憶装置である。本実施の形態において、記録手段３２０は、手本動作記録手段３２１を有する。手本動作記録手段３２１は、訓練者自身の機能訓練における手本動作を記録する。つまり、本実施の形態において、機能訓練における手本動作は、介護士やトレーナー等の指導スタッフが行うものではなく、訓練者自身によるものである。具体的には、手本動作記録手段３２１には、身体部位の機能訓練を行う前に訓練者２が予め行った身体部位の手本動作が記録される。
【００３６】
なお、記録手段３２０は、制御部３００の各手段で処理又は算出したデータを記憶したり、各手段による処理や演算を行う際の作業領域としてデータを記憶したりしてもよい。また、記録手段３２０には、各手段が処理や演算を行うためのアプリケーションプログラム等が記憶されていてもよい。
【００３７】
表示手段３３０は、表示部１００に所定の情報を表示させる機能を有する。本実施の形態において、表示手段３３０は、人体モデル表示手段３３１と、初期位置表示手段３３２と、目標位置表示手段３３３とを有する。
【００３８】
人体モデル表示手段３３１は、表示部１００に人体モデル４００を表示する。例えば、人体モデル表示手段３３１は、制御部３００の記憶部に記憶された人体モデル４００のデータを表示部１００に送信することで表示部１００に人体モデル４００を表示する。
【００３９】
初期位置表示手段３３２は、手本動作から、機能訓練開始時における訓練者２の基準身体部位の初期位置を特定し、その初期位置を表示部１００に表示する。
【００４０】
具体的には、初期位置表示手段３３２は、手本動作記録手段３２１に記録された訓練者２による手本動作を解析することで、身体部位の機能訓練を開始する時（機能訓練開始時）における訓練者２の基準身体部位の初期位置を特定する。そして、初期位置表示手段３３２は、特定した訓練者２の基準身体部位の初期位置を表示部１００に表示する。この場合、訓練者２の基準身体部位の初期位置は、表示部１００に表示される人体モデル４００の身体部位に対応させて表示する。
【００４１】
なお、基準身体部位は、機能訓練開始時に基準となる身体部位であればどの身体部位であってもよく、例えば、機能訓練を行う身体部位であってもよいし、機能訓練を行う身体部位以外の身体部位であってもよい。また、特定された訓練者２の基準身体部位の初期位置は、記録手段３２０に記録してもよい。
【００４２】
目標位置表示手段３３３は、手本動作から、機能訓練中において訓練者２が訓練する身体部位が到達する目標位置（到達目標位置）を特定し、その目標位置を表示部１００に表示する。
【００４３】
具体的には、目標位置表示手段３３３は、手本動作記録手段３２１に記録された訓練者２による手本動作を解析することで、訓練者２が機能訓練を行う身体部位について、機能訓練中に到達する到達目標位置を特定する。そして、目標位置表示手段３３３は、特定した機能訓練中の到達目標位置を表示部１００に表示する。
【００４４】
なお、到達目標位置は、機能訓練させる身体部位を可動させたときに当該身体部位を到達させるべき目標となる位置であり、例えば身体部位が最も可動したときの位置とすることができる。また、特定した到達目標位置は、記録手段３２０に記録してもよい。
【００４５】
報知手段３４０は、所定の情報を報知する機能を有する。本実施の形態において、報知手段３４０は、初期位置一致報知手段３４１と、目標位置到達報知手段３４２と、軌跡ずれ報知手段３４３とを有する。
【００４６】
初期位置一致報知手段３４１は、訓練者２が機能訓練を開始する際に、訓練者２の基準身体部位の位置が、初期位置表示手段３３２で特定された所定の初期位置と一致したことを報知する。具体的には、初期位置一致報知手段３４１は、訓練者２が身体部位の機能訓練を開始する際に、訓練者２の基準身体部位を示す位置が初期位置表示手段３３２で特定した初期位置と一致した場合に、訓練者２の基準身体部位の位置と所定の初期位置とが一致したことを訓練者に報知する。
【００４７】
目標位置到達報知手段３４２は、訓練者２が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の位置が目標位置に到達したことを報知する。具体的には、目標位置到達報知手段３４２は、機能訓練の対象となる訓練者２の身体部位の位置が目標位置表示手段３３３で特定した目標位置に到達した場合に、機能訓練の対象となる訓練者２の身体部位の位置と目標位置とが一致したことを報知して訓練者２に知らせる。
【００４８】
軌跡ずれ報知手段３４３は、訓練者２が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の移動軌跡が手本動作における身体部位の手本軌跡とずれたことを報知する。具体的には、軌跡ずれ報知手段３４３は、機能訓練の対象となる訓練者２の身体部位の移動軌跡が、この身体部位に対応する手本動作記録手段３２１に記録された手本動作における身体部位の手本軌跡とずれた場合に、機能訓練の対象となる訓練者２の身体部位の移動軌跡と当該身体部位に対応する手本動作の身体部位の手本軌跡とがずれていることを報知して訓練者２に知らせる。
【００４９】
なお、初期位置一致報知手段３４１、目標位置到達報知手段３４２及び軌跡ずれ報知手段３４３の報知は、例えば、表示部１００又は制御部３００から音を発したり、文字や画像を表示部１００に表示したり、訓練者２が保持する携帯端末を振動させたりすることで行うことができる。つまり、訓練者２の体感覚（聴覚、視覚、触覚）に刺激を与えることで、機能訓練の対象となる訓練者２の身体部位の位置と初期位置とが一致したこと等を訓練者２に認知させることができる。また、音による報知、表示による報知及び振動による報知は、これらうちの複数の報知態様を同時に行ってもよい。
【００５０】
このように構成される機能訓練装置１では、制御部３００と表示部１００（又はセンシング部２００）とは、互いに信号の送受信を行うために通信ケーブルで接続されている。したがって、表示部１００、センシング部２００及び制御部３００は、インターフェース等の通信部を有する。なお、制御部３００と表示部１００又はセンシング部２００と信号の送受信は、有線で行うものに限らず、無線で行ってもよい。
【００５１】
［機能訓練方法］
次に、本実施の形態に係る機能訓練装置１を用いた機能訓練方法について説明する。図４は、実施の形態に係る機能訓練装置１を用いた機能訓練方法のフロー図である。図５は、同機能訓練方法における機能訓練ステップの詳細フローを示す図である。
【００５２】
図４に示すように、本実施の形態における機能訓練装置１を用いた機能訓練方法は、手本動作を記録するステップ（手本動作記録ステップ）Ｓ１０と、機能訓練を行うステップ（機能訓練ステップ）Ｓ２０とを含む。
【００５３】
手本動作記録ステップＳ１０では、訓練者自身の機能訓練における手本動作を記録する。具体的には、指導スタッフの指導のもと、訓練者自身が自分の身体部位を正しく動作させることによって、機能訓練の対象となる身体部位の手本動作を記録する。手本動作には、訓練者の初期姿勢及び機能訓練の対象となる身体部位の訓練動作が含まれる。
【００５４】
ここで、手本動作記録ステップＳ１０の一例について、図３を参照しながら、図６Ａ〜図６Ｈを用いて説明する。
【００５５】
図３に示すように、本実施の形態において、機能訓練の対象となる身体部位は右下肢であり、機能訓練として訓練者２が右下肢の横上げを行う場合を例にとって説明する。この場合、表示部１００に表示された人体モデル４００は、訓練者２の右下肢の動きに連動して左下肢が動くことになる。
【００５６】
図３に示すように、手本動作記録ステップＳ１０における訓練者２の動作は、センシング部２００によって取得され、取得した訓練者２の動作にリアルタイムに連動するようにして表示部１００に表示された人体モデル４００が動作する。また、訓練者２は、表示部１００にミラー表示された人体モデル４００を見ながら手本動作を行う。
【００５７】
図６Ａ〜図６Ｈは、訓練者２が身体部位の手本動作を行っているときの表示部１００の画面の一例を示している。本実施の形態では、１回の手本動作を８秒で行っており、図６Ａ〜図６Ｈは、手本動作を開始してから１秒目〜８秒目までの１秒ごとの画面の変化を示している。図６Ａ〜図６Ｈにおいて、表示部１００の画面右側の数字及び画面下の数字は、カウントされる時間（秒数）の現在秒を示している。例えば、図６Ａに示される数字は、１秒目であることを示している。
【００５８】
なお、図６Ａ〜図６Ｈに示すように、表示部１００には手本動作を行っているときの訓練者２の動作をミラー表示した人体モデル４０１が表示されている。具体的には、表示部１００には、正面から見たときの人体モデル４０１（画面中央）、右側面から見たときの人体モデル４０１（画面左）、及び、左側面から見たときの人体モデル４０１（画面右）が表示されている。
【００５９】
訓練者２が右下肢の横上げの手本動作を行う際、訓練者２は、指導スタッフの指導のもと、１秒目から４秒目までは右下肢を徐々に上げていき、５秒目から８秒目までは右下肢を徐々に下げていく。この場合、人体モデル４０１の動きは訓練者２の動作と連動し、図６Ａ〜図６Ｄに示すように、人体モデル４０１は、１秒目から４秒目までは左下肢を徐々に上げていき、５秒目から８秒目までは左下肢を徐々に下げていく。
【００６０】
なお、図６Ａ等に示されるように、表示部１００に表示にされる人体モデル４０１に重なる十字状のマーカ４１０は、人体モデル４０１（訓練者２）の姿勢を示しており、また、マーカ４１０の中心（クロス部）は人体モデル４０１の重心位置を示している。
【００６１】
手本動作記録ステップＳ１０では、このようにして、機能訓練の対象となる身体部位についての手本動作が行われる。そして、訓練者２が行った手本動作は、図３に示すように、センシング部２００によって取得されて手本動作記録手段３２１に記録される。つまり、手本動作を開始する時（０秒目）の初期姿勢から、機能訓練の対象となる身体部位の訓練動作が終了する時の終了姿勢までの一連の動作が、センシング部２００によって取得されて手本動作として手本動作記録手段３２１に記録される。
【００６２】
手本動作記録ステップＳ１０が終了した後は、訓練者２の手本動作から、機能訓練を開始する時（機能訓練開始時）の訓練者２の初期位置を特定する。
【００６３】
具体的には、センシング部２００によって取得した訓練者２の手本動作から、機能訓練開始時における訓練者２の基準身体部位の初期位置を特定することができる。例えば、機能訓練開始時における訓練者２の基準身体部位を訓練者２の頭部とし、手本動作を開始した時（０秒目）の訓練者２の頭部の位置を機能訓練開始時の初期位置として特定することができる。
【００６４】
また、機能訓練開始時における訓練者２の基準身体部位を、訓練者２の胴体部としてもよい。この場合、手本動作を開始した時（０秒目）の訓練者２の重心を通る垂直ラインをセンターラインとし、このセンターラインを機能訓練開始時の初期位置とすることができる。
【００６５】
あるいは、訓練者２の基準身体部位は、機能訓練の対象となる訓練者２の身体部位そのもの又はその一部としてもよい。例えば、この場合、本実施の形態では機能訓練の対象となる身体部位は右下肢であるので、機能訓練開始時における訓練者２の基準身体部位を訓練者２の右下肢の先端部（かかと又はつま先等）とし、手本動作を開始した時（０秒目）の訓練者２の右下肢の先端部の位置を機能訓練開始時の初期位置としてもよい。また、訓練者２の左下肢の先端部（かかと又はつま先等）の位置と右下肢の先端部（かかと又はつま先等）の位置とを、手本動作測定時の対応した両方の先端部の位置に合致させることで、機能訓練開始の初期位置合わせが完了としてもよい。
【００６６】
なお、機能訓練の対象となる身体部位以外の身体部位（例えば頭部）と、機能訓練の対象となる身体部位の一部（例えば右下肢の先端部）との両方を、機能訓練開始時における訓練者２の基準身体部位としてもよい。
【００６７】
さらに、次の機能訓練ステップＳ２０を実行する前に、センシング部２００によって取得した訓練者２の手本動作から、機能訓練中において機能訓練の対象となる身体部位が到達する目標位置を特定してもよい。本実施の形態では、機能訓練として右下肢の横上げを行っているので、例えば、訓練者２の右下肢の先端部（かかと又はつま先等）が最大の高さに到達する位置を目標位置（到達目標位置）にすることができる。
【００６８】
手本動作記録ステップＳ１０を実行した後は、図４に示すように、機能訓練ステップＳ２０を行う。機能訓練ステップＳ２０では、手本動作記録ステップＳ１０で記録した手本動作をもとに、訓練者２が身体部位の機能訓練を行う。
【００６９】
機能訓練ステップＳ２０は、手本動作記録ステップＳ１０を実行した後に、１回だけ実行してもよいし、複数回実行してもよい。また、機能訓練ステップＳ２０は、毎日実行してもよし、定期的に実行してもよい。なお、機能訓練ステップＳ２０において、指導スタッフは、訓練者２を指導してもよいし、指導しなくてもよい。
【００７０】
本実施の形態において、機能訓練ステップＳ２０は、図５に示すように、さらに、初期位置合わせを行うステップ（初期位置合わせステップ）Ｓ２１と、身体部位の訓練を行うステップ（訓練ステップ）Ｓ２２と、結果を表示するステップ（結果表示ステップ）Ｓ２３とを含む。
【００７１】
初期位置合わせステップＳ２１では、訓練者２が機能訓練を開始する際に、訓練者２の基準身体部位の位置を所定の初期位置に合わせる。
【００７２】
例えば、図７に示すように、手本動作から機能訓練開始時の初期位置として特定されて表示部１００に表示されたセンターライン（初期位置マーカ）に対して、訓練者２の基準身体部位とされた胴体部の位置が左側にずれている場合、訓練者２は、胴体部がセンターラインに重なるように右側に移動する。
【００７３】
具体的には、表示部１００には、機能訓練開始時点における訓練者２の初期姿勢を示す人体モデル４０２が表示されている。この場合、訓練者２は、人体モデル４０２の胴体部の中心が表示部１００に表示されたセンターラインに一致するように移動する。
【００７４】
また、本実施の形態では、頭部についても機能訓練開始時の訓練者２の基準身体部位としている。したがって、頭部の初期位置として表示部１００に表示された十字状のマーカ（初期位置マーカ）４２０に対して、訓練者２の基準身体部位（頭部）の位置が左にずれている場合、訓練者２は、頭部がマーカ４２０に重なるように右側に移動する。
【００７５】
具体的には、訓練者２は、表示部１００に表示された人体モデル４０２の頭部が表示部１００に表示されたマーカ４２０に一致するように移動する。
【００７６】
このとき、訓練者２を右側に移動させるために、訓練者２に対して右側に移動することを促してもよい。例えば、図７に示すように、「もう少し右側に移動して下さい。」等の文字を表示部１００に表示したり、「もう少し右側に移動して下さい」等の音声を出力したりすることで、訓練者２に対して右側に移動することを促すことができる。
【００７７】
図８に示すように、訓練者２が右側に移動して、訓練者２の基準身体部位の位置が所定の初期位置と一致した場合（つまり、人体モデル４０２の基準身体部位の位置が所定の初期位置と一致した場合）、訓練者２の基準身体部位の位置が所定の初期位置と一致したことを報知する。
【００７８】
例えば、人体モデル４０２の胴体部の中心が表示部１００に表示されたセンターラインに重なった場合、及び、人体モデル４０２の頭部が表示部１００に表示されたマーカ４２０に重なった場合に、センターラインやマーカ４２０の色を変化させたり点滅させたりして報知することができる。図７及び図８では、センターライン及びマーカ４２０の色が変化する例を示している。これにより、訓練者２は、基準身体部位の位置が機能訓練開始時の初期位置に一致したことを視覚的に認識することができる。なお、訓練者２の基準身体部位の位置が所定の初期位置と一致したことは、センターラインやマーカ４２０の表示態様を変化させるだけではなく、これに代えて、またこれと同時に、音を出力したり文字を表示したりして訓練者２に知らせてもよい。
【００７９】
そして、訓練者２の基準身体部位（頭部等）の位置が所定の初期位置と一致することで、機能訓練の対象となる身体部位の訓練（訓練ステップＳ２２）が開始する。つまり、訓練者２の基準身体部位の位置と所定の初期位置とが一致することで訓練者２が機能訓練を開始できる状態になったとみなして、訓練者２が初期姿勢をとったと判断する。
【００８０】
なお、本実施の形態では、さらに、訓練者２が訓練する身体部位の初期位置合わせも行っている。具体的には、訓練する身体部位が右下肢である場合、図８に示すように、右下肢の先端部の初期位置として表示部１００に表示された十字状のマーカ（初期位置マーカ）４３０に、訓練者２の右下肢の先端部の位置が一致することで、訓練すべき身体部位の訓練（訓練ステップＳ２２）が開始するように設定されている。
【００８１】
訓練ステップＳ２２では、訓練者２は、手本動作として記録された身体部位の機能訓練を行う。ここで、訓練ステップＳ２２の一例について、図３を参照しながら、図９Ａ〜図９Ｈを用いて説明する。本実施の形態では、機能訓練の対象となる身体部位は右下肢であるので、手本動作として記録された右下肢の横上げを例にとって説明する。
【００８２】
図３に示すように、訓練ステップＳ２２における訓練者２の動作はセンシング部２００によって取得され、取得された訓練者２の動作にリアルタイムに連動するようにして表示部１００に表示された人体モデル４００が動作する。また、訓練者２は、表示部１００にミラー表示された人体モデル４００を見ながら訓練動作を行う。つまり、訓練者２は、人体モデル４００を見ながら身体部位の機能訓練を行う。
【００８３】
図９Ａ〜図９Ｈは、訓練者２が身体部位の機能訓練（訓練動作）を行っているときの表示部１００の画面の一例を示している。本実施の形態では、１回の訓練動作を手本動作と同じ８秒で行っている。図９Ａ〜図９Ｈは、訓練動作を開始してから１秒目〜８秒目までの１秒ごとの画面の変化を示している。図９Ａ〜図９Ｈに示される訓練者２の一連の訓練動作は、センシング部２００によって取得されて記録手段３２０に記憶される。具体的には、訓練動作を開始する時（０秒目）の初期姿勢から機能訓練の対象となる身体部位の訓練動作が終了する時の終了姿勢までの一連の動作が、センシング部２００によって取得されて記録手段３２０に記録される。
【００８４】
なお、図９Ａ〜図９Ｈに示すように、表示部１００には、訓練動作を行っているときの訓練者２の動作をミラー表示した人体モデル４０２が表示されている。具体的には、表示部１００には、正面から見たときの人体モデル４０２（画面中央）、右側面から見たときの人体モデル４０２（画面左）、及び、左側面から見たときの人体モデル４０２（画面右）が表示されている。
【００８５】
訓練者２は、右下肢の横上げの訓練動作を行う際、１秒目から４秒目までは右下肢を徐々に上げていき、５秒目から８秒目までは右下肢を徐々に下げていく。この場合、人体モデル４０２は、図９Ａ〜図９Ｄに示すように、訓練者２の動作と連動して、１秒目から４秒目までは左下肢を徐々に上げていき、５秒目から８秒目までは左下肢を徐々に下げていく。
【００８６】
訓練者２が身体部位の機能訓練を行っている間、図９Ａ〜図９Ｈに示すように、手本動作から特定した、機能訓練の対象となる身体部位の目標位置（到達目標位置）が表示部１００に表示されている。例えば、本実施の形態では、機能訓練の対象となる身体部位が右下肢であるので、図９Ａ〜図９Ｄに示すように、右下肢の先端部を上げる目標位置として十字状のマーカ４４０（中間位置マーカ）が表示されている。また、図９Ｅ〜図９Ｈでは、右下肢の先端部を下げる目標位置として十字状のマーカ（最終位置マーカ）４５０が表示されている。つまり、マーカ４４０、４５０は、表示部１００上に重ね合わされている。このように、目標位置（マーカ４４０、４５０）を表示部１００に表示することで、訓練者２は、右下肢をどこまで上げたり下げたりすればよいのかを視覚的に簡単に把握することができる。
【００８７】
さらに、本実施の形態では、機能訓練の対象となる身体部位の位置が目標位置に到達したことを報知している。例えば、図９Ｄに示すように、右下肢を上げていって右下肢の先端部が目標位置となるマーカ４４０に到達した場合に、右下肢の先端部の位置が目標位置に到達したことを報知している。また、図９Ｈに示すように、右下肢を下げていって右下肢の先端部の位置が目標位置となるマーカ４５０に到達した場合に、右下肢の先端部が目標位置に到達したことを報知している。
【００８８】
これにより、訓練者２は、機能訓練の対象となる身体部位が目標位置に到達したことを容易に認識することができる。なお、この報知は、上述のように、マーカ４４０、４５０の色を変えたり点滅させたりして表示態様を変化させることで行ってもよいし、これに代えて、またこれと同時に、音を出力したり文字を表示したりして携帯端末を振動させたりすることで行ってもよい。
【００８９】
また、機能訓練の対象となる身体部位の位置が目標位置に到達した場合にだけ報知するのではなく、機能訓練の対象となる身体部位の位置が目標位置にまで達しなかった場合にも身体部位が目標位置にまで達しなかったことを報知してもよい。例えば、訓練者２が右下肢を上げていって右下肢の先端部が所定の時刻（秒）に目標位置となるマーカ４４０に到達しなかった場合に、身体部位が目標位置に到達していないことを報知する。
【００９０】
また、本実施の形態では、訓練者２が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の移動軌跡が手本動作における身体部位の手本軌跡とずれた場合に、機能訓練の対象となる身体部位の移動軌跡と手本動作における身体部位の手本軌跡とがずれていることを報知している。
【００９１】
例えば、図１０に示すように、訓練者２が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる右下肢の先端部が後ろにずれて右下肢の移動軌跡と手本動作の右下肢の手本軌跡とがずれた場合に、手本動作からずれていることを報知する。
【００９２】
これにより、訓練者２は、機能訓練中に手本動作の手本軌跡からずれたことを認識することができる。つまり、訓練者２に対して、正しい動作で訓練できていないことを気づかせることができる。したがって、訓練者２は、手本動作に合った正しい動作に修正することができ、正しい動作で身体部位の機能訓練を行うことができる。なお、この報知は、上述のように、表示、音又は振動等で行うことができる。また、機能訓練の対象となる身体部位の移動軌跡と手本動作の手本軌跡とのずれは、記録手段３２０に記憶しておいて、訓練結果を表示する際等に表示部１００等に表示してもよい。
【００９３】
また、本実施の形態において、訓練者２が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の動作スピード（訓練動作のスピード）を検出してもよい。そして、機能訓練中の動作スピードと手本動作の動作スピードとを比較して、機能訓練中の動作スピードが手本動作の動作スピードからずれている場合に、機能訓練中の動作スピードが手本動作の動作スピードからずれていることを報知してもよい。
【００９４】
これにより、訓練者２は、手本動作のスピードと合っていないことを認識することができる。つまり、訓練者２に対して、正しい動作で訓練できていないことを気づかせることができる。したがって、訓練者２は、手本動作のスピードに合うように身体部位の動作スピードを修正することができる。このように、手本動作の動作スピードからずれていることを報知することで、正しい動作スピードに誘導することができる。この結果、正しい動作スピード（正しい動作リズム）で身体部位の機能訓練をナビゲーションすることができる。なお、この報知も、表示、音又は振動等で行うことができる。
【００９５】
また、本実施の形態において、機能訓練中に訓練者２がごまかし動作をしていることを検出して、訓練者２がごまかし運動を行っていることを報知してもよい。
【００９６】
身体部位の機能訓練（訓練ステップＳ２２）が終了すると、結果表示ステップＳ２３が実行される。結果表示ステップＳ２３では、機能訓練を行った身体部位に関する訓練結果が表示部１００に表示される。
【００９７】
例えば、図１１に示すように、訓練結果が数値化されてスコア（点数）として表示部１００に表示される。この場合、今回行った訓練結果のスコアと、これまで行った訓練結果のベストスコアとを表示してもよい。このように、身体部位の機能訓練についての訓練結果を数値化することで、訓練者２の訓練意欲を増大ないし維持させることができる。
【００９８】
また、図１１に示すように、訓練結果として、記録された訓練者２の手本動作（画面左）と訓練者２が行った訓練動作（画面右）とをプレイバックして人体モデルによる動画再生を行ってもよい。これにより、訓練者２は、手本動作と訓練動作とを簡単に比較することができ、手本動作とのずれを視覚的に把握することができる。
【００９９】
［まとめ］
本実施の形態における機能訓練装置１は、表示部１００と、表示部１００に人体モデル４００を表示する人体モデル表示手段３３１と、身体部位の機能訓練を行う訓練者２の動作を取得するセンシング部２００と、センシング部２００により取得される訓練者２の動作に基づき、表示部１００に表示された人体モデル４００を動かす人体モデル動作手段３１０を有する。
【０１００】
このように、本実施の形態における機能訓練装置１では、訓練者自身を撮像して表示するのではなく、訓練者２の動作に連動して人体モデル４００を動作させることによって訓練者２に自分の動作を視覚的に認識させている。つまり、訓練者２は、自分の動きを人体モデル４００で把握することができる。
【０１０１】
これにより、訓練者２は、自分自身の実際の姿を見ることなく、自分の身体部位の機能訓練を行うことができる。したがって、機能訓練に対する意欲を向上又は維持させることができるので、機能訓練を行うことを訓練者２に持続させることができる。
【０１０２】
さらに、本実施の形態における機能訓練装置１は、訓練者自身の機能訓練における手本動作を記録する手本動作記録手段３２１と、この手本動作から、機能訓練開始時における訓練者２の基準身体部位の初期位置を特定し、表示部１００に表示する初期位置表示手段３３２と、手本動作から、機能訓練中において機能訓練の対象となる身体部位が到達する目標位置を特定し、表示部１００に表示する目標位置表示手段３３３と、訓練者２が機能訓練を開始する際に、訓練者２の基準身体部位の位置が初期位置と一致したことを報知する初期位置一致報知手段３４１と、訓練者２が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の位置が目標位置に到達したことを報知する目標位置到達報知手段３４２と、訓練者２が行う機能訓練中に、機能訓練の対象となる身体部位の移動軌跡が手本動作における身体部位の手本軌跡とずれたことを報知する軌跡ずれ報知手段３４３と、を有する。
【０１０３】
これにより、機能訓練中に指導スタッフが訓練者２に訓練指導を行わなくても、訓練者２は、手本動作に合った正しい動作を正しいタイミングで機能訓練を行っているか否かを機能訓練中に容易に把握することができる。したがって、効果的な身体部位の機能訓練を行うことができる。
【０１０４】
また、指導スタッフの訓練指導の手間を削減することができるだけではなく、機能訓練中の指導スタッフの指導をなくすことで、指導スタッフに対する訓練者２の心理的なストレスを抑制できる。これにより、訓練者２の機能訓練の持続効果を一層向上させることができる。
【０１０５】
さらに、本実施の形態では、手本動作を訓練者自身による動作としている。手本動作を他人のものとすると、訓練者２は自分の身体部位を手本動作の身体部位の可動域まで動かすことができない場合があるが、手本動作を訓練者自身によるものとすることで、訓練者２は自分が動かせる可動域の範囲内で身体部位を動かすことができる。これにより、訓練者２にとって最も良い動作姿勢で身体部位の機能訓練を行うことができる。また、手本動作を訓練者自身によるものとすることで、訓練者２の個別能力に合わせた機能訓練を行うことができる。したがって、最適な身体部位の機能訓練を行うことができる。
【０１０６】
さらに訓練者２の運動機能が向上したと指導スタッフが判断した場合は、手本動作を再測定することで、さらに高い運動目標を手本として設定し、訓練者２の目標を上げることも可能となる。
【０１０７】
以上説明したように、本実施の形態における機能訓練装置１によれば、手本動作に合わせた正しい動作で身体部位の機能訓練を行うことができ、かつ、訓練者に機能訓練を持続させることができる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、機能訓練終了時に機能訓練の訓練結果を表示部１００に表示している。
【０１０９】
これにより、訓練者２の継続的な訓練モチベーションの向上を図ることができるので、訓練者２の機能訓練の持続効果をさらに向上させることができる。特に、訓練結果を数値化することで、訓練者２はゲーム感覚で機能訓練を行うことができる。この結果、訓練者２の機能訓練に対する意欲が向上する。また、機能訓練終了時に、訓練結果として手本動作と訓練者２の訓練動作とを動画再生することで、機能訓練終了後にも正しい動作で機能訓練を行うことができていたかどうかを容易に分かることができる。
【０１１０】
なお、訓練結果をもとに、訓練者２の個人能力に合わせた動作目標を個別に設定するとよい。これにより、機能訓練による身体部位の回復効果等を向上させることができる。
【０１１１】
（変形例１）
次に、変形例１に係る機能訓練装置１Ａについて、図１２を用いて説明する。図１２は、変形例１に係る機能訓練装置１Ａの機能ブロック図である。
【０１１２】
図１２に示すように、本変形例に係る機能訓練装置１Ａは、上記実施の形態に係る機能訓練装置１に対して、さらに、固定位置特定手段３５０を有する。また、本変形例において、制御部３００Ａの表示手段３３０Ａは、上記実施の形態における表示手段３３０に対して、さらに固定位置表示手段３３４を有しており、制御部３００Ａの報知手段３４０Ａは、上記実施の形態における報知手段３４０に対して、さらに、固定位置ずれ表示手段３４４を有する。
【０１１３】
本変形例において、固定位置特定手段３５０は、手本動作から、機能訓練中における訓練者２の固定すべき身体部位の固定位置を特定する。具体的には、固定位置特定手段３５０は、手本動作記録手段３２１に記録された訓練者２による手本動作を解析することで、機能訓練中に動かすべきではない身体部位の固定位置を特定する。
【０１１４】
機能訓練中に固定すべき身体部位とは、訓練者２が機能訓練中に動作させる部位以外のことであって基本的には動作させたくない身体部位のことである。機能訓練中においては、訓練させる部位以外の身体部位も動作してしまうことがあるが、訓練させる部位以外の身体部位が一定の範囲を超えて動いてしまうと、機能訓練で本来鍛えるべき筋肉部位が鍛えられない場合がある。そこで、固定位置特定手段３５０は、訓練者２による手本動作と本来の訓練動作の目的とを考慮することによって、機能訓練中に動かすべきではない身体部位の固定位置を特定するとよい。
【０１１５】
なお、機能訓練中に固定すべき身体部位の固定位置は手本動作を解析することで求められるが、この固定位置は、身体部位と完全に一致する領域のことだけを指すのではなく、身体部位の領域を超えた領域としてもよい。つまり、訓練者２が意図せずに機能訓練中に身体部位（頭等）がぶれたり等して動いてしまう人もいるので、身体部位と完全に一致する領域等のように厳密に固定位置を特定しまうと、かえって目的とする機能訓練ができなくなるおそれがある。このため、機能訓練中に固定すべき身体部位の固定位置は、身体部位のぶれ等も考慮して、広い範囲となるように算出してもよい。
【０１１６】
また、固定位置表示手段３３４は、固定位置特定手段３５０で特定した固定位置を表示部１００に表示する。本変形例において、機能訓練中に訓練者２が固定すべき身体部位は、頭部としている。この場合、固定位置表示手段３３４は、例えば、図１３に示すように、機能訓練中における固定すべき身体部位（頭部）の固定位置としてキューブブロック状のマーカ４６０を表示する。
【０１１７】
固定位置ずれ報知手段３４４は、訓練者２が行う機能訓練中に、固定すべき身体部位が固定位置からずれたことを報知する。具体的には、固定位置ずれ報知手段３４４は、機能訓練中に固定すべき身体部位が、固定位置特定手段３５０で特定した固定位置からずれた場合に、固定すべき身体部位が当該固定位置からずれたことを報知する。
【０１１８】
本変形例では固定すべき身体部位を頭部としているので、図１３に示すように、訓練者２が機能訓練を行っているときに訓練者２の頭部が固定位置であるマーカ４６０からずれた場合に、頭部がマーカ４６０からずれたことを報知する。具体的には、訓練者２の頭部がマーカ４６０からはみ出した場合（つまり、人体モデル４０２の頭部がマーカ４６０からはみ出した場合）に、マーカ４６０の色を変化させたり点滅させたりして報知することができる。なお、固定すべき身体部位が固定位置からずれたことについては記録手段３２０に記録しておいてもよい。
【０１１９】
以上、本変形例に係る機能訓練装置１Ａによれば、上記実施の形態に係る機能訓練装置１と同じ構成を有するので、上記実施の形態に係る機能訓練装置１と同様の効果を得ることができる。
【０１２０】
さらに、本変形例では、手本動作から、機能訓練中における訓練者２の固定すべき身体部位の固定位置を特定する固定位置特定手段３５０と、訓練者２が行う機能訓練中に、固定すべき身体部位が固定位置からずれたことを報知する固定位置ずれ報知手段３４４とを有する。
【０１２１】
これにより、機能訓練中において、固定すべき身体部位を固定位置特定手段３５０で特定した固定位置に位置し続けさせることができる。つまり、機能訓練中に基本的には動かしてはいけない身体部位を一定の位置に固定することができるので、訓練者２は、正しい姿勢での機能訓練が行いやすくなる。したがって、効果的な身体部位の機能訓練を行うことができる。
【０１２２】
また、本変形例では、機能訓練中における訓練者２の固定すべき身体部位の固定位置を表示部１００に表示する固定位置表示手段３３４を有する。
【０１２３】
これにより、訓練者２は、機能訓練中に固定すべき身体部位の固定位置を視覚的に把握することができるので、より正しい動作で機能訓練を行うことができる。
【０１２４】
なお、本変形例では、固定位置特定手段３５０で特定した固定位置としてマーカ４６０を機能訓練中において常に表示部１００に表示したが、これに限らない。例えば、機能訓練中に固定すべき身体部位（頭部）が固定位置からずれたときだけマーカ４６０を表示部１００に表示してもよい。
【０１２５】
（変形例２）
次に、変形例２に係る機能訓練装置１Ｂについて、図１４を用いて説明する。図１４は、変形例２に係る機能訓練装置１Ｂの機能ブロック図である。
【０１２６】
図１４に示すように、本変形例に係る機能訓練装置１Ｂは、上記実施の形態に係る機能訓練装置１に対して、さらに、制御部３００Ｂの表示手段３３０Ｂが手本軌跡表示手段３３５を有する。
【０１２７】
手本軌跡表示手段３３５は、手本軌跡を表示部１００に表示する。例えば、手本軌跡表示手段３３５は、図１５に示すように、手本動作記録手段３２１に記録された手本動作の手本軌跡を矢印状のマーカ４７０で表示部１００に表示する。
【０１２８】
以上、本変形例に係る機能訓練装置１Ｂによれば、上記実施の形態に係る機能訓練装置１と同じ構成を有するので、上記実施の形態に係る機能訓練装置１と同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
さらに、本変形例では、手本軌跡を表示部１００に表示する手本軌跡表示手段３３５を有する。
【０１３０】
これにより、訓練者２は、機能訓練中に手本動作の手本軌跡を視覚的に把握できるので、より正しい動作で機能訓練を行うことができる。
【０１３１】
また、本変形例では、手本軌跡を矢印状のマーカ４７０で表示している。これにより、手本軌跡に方向が付加されるので、訓練者２は、機能訓練中に身体部位を動かす方向を視覚的に把握できる。したがって、より一層正しい動作で機能訓練を行うことができる。
【０１３２】
なお、本変形例において、手本動作の手本軌跡だけではなく、機能訓練中の移動軌跡も表示部１００に表示してもよい。
【０１３３】
（変形例３）
次に、変形例３に係る機能訓練装置１Ｃについて、図１６を用いて説明する。図１６は、変形例３に係る機能訓練装置１Ｃの機能ブロック図である。
【０１３４】
図１６に示すように、本変形例に係る機能訓練装置１Ｃは、上記実施の形態に係る機能訓練装置１に対して、さらに、制御部３００Ｃが機能訓練開始制御手段３６０を有する。
【０１３５】
機能訓練開始制御手段３６０は、基準身体部位の位置が初期位置と一致した際に機能訓練を開始するように機能訓練装置１Ｃを制御する。
【０１３６】
具体的には、機能訓練開始制御手段３６０は、訓練者２の基準身体部位を示す位置が初期位置表示手段３３２で特定した初期位置と一致した場合に、機能訓練の対象となる身体部位の訓練動作を開始させる。例えば、基準身体部位が頭や右下肢の先端部である場合、頭や右下肢が所定の初期位置に一致することで、機能訓練開始制御手段３６０は、訓練動作を開始させる。つまり、図９Ａ〜図９Ｈのように、カウントがスタートして身体部位の訓練動作が開始する。
【０１３７】
以上、本変形例に係る機能訓練装置１Ｃによれば、上記実施の形態に係る機能訓練装置１と同じ構成を有するので、上記実施の形態に係る機能訓練装置１と同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
さらに、本変形例では、基準身体部位の位置が初期位置と一致した際に機能訓練を開始する機能訓練開始制御手段３６０を有する。
【０１３９】
これにより、訓練者２の基準身体部位の位置が初期位置と一致することで身体部位の訓練が自動的に開始するので、訓練者２は簡単に機能訓練を開始することができる。
【０１４０】
（その他）
以上、本発明に係る機能訓練装置１及び機能訓練方法等について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではない。
【０１４１】
例えば、上記実施の形態及び変形例では、機能訓練を行う身体部位を下肢とし、下肢の横上げを行う機能訓練を行ったが、これに限るものではなく、機能訓練を行う身体部位の筋肉の種類に応じて、種々の訓練メニューを選択することができる。具体的には、機能訓練を行う身体部位が下肢であっても、下肢の筋肉として、大腿四頭筋、腸腰筋、前頸骨筋、ヒラメ筋、長趾屈筋、大腿直筋、大殿筋、ハムストリング、中殿筋又は腓腹筋等が例示される。
【０１４２】
また、上記実施の形態及び変形例では、機能訓練する身体部位を下肢としたが、これに限るものではない。例えば、機能訓練する身体部位は上肢等であってもよく、人の肢体であればどの部位であってもよい。
【０１４３】
また、上記実施の形態及び変形例において、機能訓練は、立位姿勢で行うものを例示したが、座位姿勢で行うものであってもよい。
【０１４４】
また、上記実施の形態及び変形例において、人体モデルは、人物に似せた三次元ＣＧとしたが、これに限るものではない。例えば、人体モデルは、複数本のスティックの組み合わせ又は骨格モデル等であってもよい。
【０１４５】
また、上記実施の形態及び変形例では、マーカ４１０〜４５０は、十字状のマーカ（十字マーカ）としたが、マーカ４１０〜４５０の形状は十字状に限らず、キューブブロック状又は枠状のその他の形状とすることができる。また、マーカ４６０についてもキューブブロック状に限るものではなく、十字状等のその他の形状とすることができる。また、マーカ４７０についても矢印状に限るものではなく、手本軌跡が分かるものであればその他の形状とすることができる。
【０１４６】
また、上記実施の形態及び変形例では、手本動作は訓練者自身によるものとしたが、訓練者以外の者（例えば指導スタッフ）が行った動作を手本動作に置き換えて上記の機能訓練装置に適用してもよい。ただし、上述のとおり、訓練者自身が手本動作を行った方がで、より正確で効果的な機能動作を行うことができる。
【０１４７】
その他、上記の実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【０１４８】
また、上記の説明において、制御部３００における各手段は、回路であってもよい。これらの回路は、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でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
【０１４９】
また、上記の制御部３００の各手段の動作として説明した処理は、コンピュータが実行することができる。例えば、コンピュータが、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ及び入出力回路等のハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって、上記の各手段の処理を実行する。具体的には、プロセッサが処理対象のデータをメモリ又は入出力回路等から取得してデータを演算したり、演算結果をメモリ又は入出力回路等に出力したりすることによって、各処理を実行する。
【０１５０】
また、上記の各処理を実行するためのプログラムが、コンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的な記録媒体に記録されてもよい。この場合、コンピュータが、非一時的な記録媒体からプログラムを読み出して、プログラムを実行することにより、各処理を実行する。例えば、上記照明システムにおける方法をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現したりすることもできる。
【符号の説明】
【０１５１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  機能訓練装置
２  訓練者
１００  表示部
２００  センシング部
３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ  制御部
３１０  人体モデル動作手段
３２０  記録手段
３２１  手本動作記録手段
３３０、３３０Ａ、３３０Ｂ  表示手段
３３１  人体モデル表示手段
３３２  初期位置表示手段
３３３  目標位置表示手段
３３４  固定位置表示手段
３３５  手本軌跡表示手段
３４０、３４０Ａ  報知手段
３４１  初期位置一致報知手段
３４２  目標位置到達報知手段
３４３  軌跡ずれ報知手段
３４４  固定位置ずれ表示手段
３５０  固定位置特定手段
３６０  機能訓練開始制御手段
４００、４０１、４０２  人体モデル
４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０  マーカ
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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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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