(57)【要約】システムは、複数のコンフォーマルセンサと、中央コントローラとを含む。各コンフォーマルセンサは、処理部分と、電極部分とを含む。電極部分は、対象者の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、対象者の筋肉組織によって生成された電気パルスを検知するように構成される。検知された電気パルスは、コンフォーマルセンサの処理部分によるそのオンボード処理のために生のアナログ信号として、電極部分から処理部分に送信される。処理部分は、生のアナログ信号を表すデジタル信号を発生するように構成される。中央コントローラは、複数のコンフォーマルセンサの各々と結合され、複数のコンフォーマルセンサの各々から、デジタル信号を受信するように構成される。
2016539672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各コンフォーマルセンサが、処理部分と、電極部分とを含む複数のコンフォーマルセンサであって、前記電極部分が、対象者の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、前記対象者の筋肉組織によって生成された電気パルスを検知するように構成され、前記検知された電気パルスが、コンフォーマルセンサの前記処理部分によるそのオンボード処理のために生のアナログ信号として、前記電極部分から前記処理部分に送信され、前記処理部分が、前記生のアナログ信号を表すデジタル信号を発生するように構成される、複数のコンフォーマルセンサと、
前記複数のコンフォーマルセンサの各々と結合され、前記複数のコンフォーマルセンサの各々から、前記デジタル信号を受信するように構成される中央コントローラと
を備えるシステム。
【請求項２】
前記中央コントローラが、前記対象者の生理学的ステータスを決定するために、前記受信されたデジタル信号を生理学的テンプレートと比較するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記中央コントローラが、前記対象者の前記決定された生理学的ステータスに基づいて、様々な電力レベルで前記対象者によって身に着けられている外骨格を作動するようにさらに構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記様々な電力レベルが、０の電力レベル、１０パーセントの電力レベル、５０パーセントの電力レベル、１００パーセントの電力レベルまたはその間の他の任意の電力レベルを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
哺乳動物の生理学的性能をモニタするためのシステムであって、
各コンフォーマルセンサが、処理部分と、電極部分とを含む複数のコンフォーマルセンサであって、前記電極部分が、前記哺乳動物の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、前記哺乳動物の筋肉組織によって生成された電気パルスを検知するように構成され、前記検知された電気パルスが、コンフォーマルセンサの前記処理部分によるそのオンボード処理のために生のアナログ信号として、前記電極部分から前記処理部分に送信され、前記処理部分が、前記生のアナログ信号を表すデジタル信号を発生するように構成される、複数のコンフォーマルセンサと、
前記複数のコンフォーマルセンサの少なくとも各々と結合された中央コントローラであって、
（ｉ）前記複数のコンフォーマルセンサの各々から、前記デジタル信号を受信するように、
（ｉｉ）前記哺乳動物の生理学的ステータスを決定するために、前記受信されたデジタル信号を、中央コントローラがアクセス可能なメモリデバイスに格納された生理学的テンプレートと比較するように、および、
（ｉｉｉ）前記決定された生理学的ステータスに基づいて、中央コントローラがシステム内で行動を引き起こす
ように構成可能である、中央コントローラと
を備える、システム。
【請求項６】
前記複数のコンフォーマルセンサが筋電図検査センサである、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記電気信号の少なくともいくつかが配線接続を介して前記中央コントローラによって受信されるように、前記複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、前記中央コントローラへの前記配線接続を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記電気信号の少なくともいくつかが無線接続を介して前記中央コントローラによって受信されるように、前記複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、前記中央コントローラに前記無線接続される、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、異なる筋肉に隣接する前記哺乳動物の前記外面上に配置される、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記異なる筋肉が、大腿四頭筋、ハムストリング筋、ふくらはぎの筋肉、上腕二頭筋、上腕三頭筋またはそれらの任意の組合せを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記コンフォーマルセンサデバイスが前記哺乳動物の前記皮膚の外面に隣接して配置されるように、前記複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、前記哺乳動物によって身に着けられている布地素材の伸縮可能な層と一体化される、請求項５に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数のコンフォーマルセンサが、伸縮可能および屈曲可能である、請求項５に記載のシステム。
【請求項１３】
対象者の生理学的性能をモニタするためのシステムであって、
各コンフォーマルセンサが、筋肉組織の動きを示す前記筋肉組織によって出力されるアナログ電気信号を測定することによって、前記対象者の筋肉組織活性をモニタするための電極を含む複数のコンフォーマルセンサであって、前記アナログ信号が、複数のコンフォーマルセンサの各々のコンフォーマルセンサ内のプロセッサチップによって受信され、前記プロセッサチップが、モニタされている前記筋肉組織のデジタル表現を生成するために、前記アナログ信号からのノイズをデジタル化し、フィルタリングするように構成され、前記生成されたデジタル表現が、少なくとも１つの第１のメモリに格納される、複数のコンフォーマルセンサと、
前記複数のコンフォーマルセンサの各々の前記プロセッサチップと通信可能に結合された中央処理装置であって、
（ａ）前記複数のコンフォーマルセンサの前記プロセッサチップの各々から、前記生成されたデジタル表現を受信すること、
（ｂ）少なくとも１つの第２のメモリまたは前記少なくとも１つの第１のメモリ上に格納された生理学的プロファイルにアクセスすること、および、
（ｃ）前記対象者の生理学的ステータスを決定するために、前記生成されたデジタル表現を前記生理学的プロファイルと比較すること
を中央処理装置に行わせるために中央処理装置によって実行可能な命令を格納するための前記少なくとも１つの第２のメモリを含む、中央処理装置と
を備える、システム。
【請求項１４】
前記複数のコンフォーマルセンサが、伸縮可能な処理センサを含み、各コンフォーマルセンサが、哺乳動物の外面の一部分に実質的に適合する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数のコンフォーマルセンサの各々が筋電図検査センサである、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記生成されたデジタル表現の少なくともいくつかが配線接続を介して前記中央処理装置によって受信されるように、前記複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、前記中央処理装置への前記配線接続を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記生成されたデジタル表現の少なくともいくつかが無線接続を介して前記中央処理装置によって受信されるように、前記複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、前記中央処理装置に前記無線接続される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記生理学的プロファイルが、前記少なくとも１つの第２のメモリ、前記少なくとも１つの第１のメモリまたはその両方に格納された生理学的プロファイルのライブラリに格納される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
前記対象者が、歩いている、走っている、よじ登っているまたは匍匐していることを前記対象者の前記生理学的ステータスが示す、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
前記対象者が、極度に疲れている、負傷している、危険なほどに高い心拍数を有する、危険なほどに高い中核体温を有する、予想通りに実行している、特定の機能を実行しているまたはそれらの任意の組合せを前記対象者の前記生理学的ステータスが示す、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２１】
前記中央処理装置によって実行可能な前記命令が、前記比較に応答して、前記中央処理装置から前記対象者によって身に着けられているユーティリティギアの機械コンポーネントに信号を送信することを前記中央処理装置にさらに行わせ、前記信号が、前記対象者の活動を支援するように前記ユーティリティギアを起動する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２２】
前記機械コンポーネントが、外骨格を含み、前記信号が、前記対象者の脚の動きを支援するために前記外骨格を起動する、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記生理学的ステータスが、リモート場所での受信のために前記中央処理装置によって無線送信される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２４】
前記コンフォーマルセンサが前記対象者の前記皮膚の外面に隣接して配置されるように、前記複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、前記対象者によって身に着けられている伸縮可能な布地素材の層と一体化される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２５】
対象者の生理学的性能をモニタするためのシステムであって、
前記対象者の皮膚の外面の一部分に適合するように、および、生理学的センサによって検知された生理学的データを表すデジタル信号を発生するように構成された生理学的コンフォーマルセンサと、
前記生理学的コンフォーマルセンサと結合された中央コントローラであって、
（ｉ）前記生理学的コンフォーマルセンサから前記デジタル信号を受信するように、
（ｉｉ）前記受信されたデジタル信号に基づいて生理学的ストレス指数を決定するように、および、
（ｉｉｉ）前記対象者が危険なレベルのストレスに達するリスクがあるかまたはそのようなリスクがないかを判断するために、前記決定された生理学的ストレス指数を分析する
ように構成される、中央コントローラと
を備える、システム。
【請求項２６】
前記中央コントローラによって行われたリスクがあるという判断に応答して、前記対象者、第三者またはその両方への警告の送信を前記中央コントローラに行わせる、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記生理学的コンフォーマルセンサが、前記対象者の心拍数を検知するための心拍数センサと、前記対象者の中核体温を推定するための中核体温センサとを含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
前記受信されたデジタル信号の少なくとも一部分が、前記対象者の前記心拍数および前記中核体温を表す、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記決定された生理学的ストレス指数状態が、前記中央コントローラによって前記第三者に無線送信される、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
コンフォーマルセンサの各々の少なくとも一部分が、対象者の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、前記対象者のパラメータを検知し、前記検知されたパラメータに基づいてパラメータ信号を生成するように構成された複数のコンフォーマルセンサと、
前記複数のコンフォーマルセンサの各々と結合され、前記複数のコンフォーマルセンサの各々から、前記パラメータ信号を受信するように構成された中央コントローラと
を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、コンフォーマルセンサに関し、より具体的には、例えば、ユーティリティギアの機械構造を駆動するために信号および／またはデータを送信する際に使用するためのコンフォーマルセンサを含むユーティリティギアに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の生理学的検知は、分散自己受容性（身体およびその部位の位置および場所、向きおよび動きを検知する能力）を模倣する方法で対象者への支援力を管理する機会を提示する。従来のシステムにおける人間の自己受容性の拡張に対する保証があるにもかかわらず、フィールド環境でのリアルタイムの生理学的検知のための以前の取り組みは、センサの動作、接触および圧力アーチファクトや、熱、湿度、雨などの環境要因に対する感度や、電力およびデータルーティングの制限を含めて、多くの制限を受けたものであり、リアルタイムでの使用に対して、最もロバストなソリューションを着用不可能にし、着用可能なソリューションを断続的過ぎるかまたはノイズが多過ぎるものにする。本開示は、これらのおよび他の問題を解決することを対象とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
システムは、複数のコンフォーマルセンサと、中央コントローラとを含む。各コンフォーマルセンサは、処理部分と、電極部分とを含む。電極部分は、対象者の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、対象者のパラメータを検知するように構成される。電極部分は、電極部分から処理部分に送信されるパラメータ信号を生成する。処理部分は、パラメータ信号に基づいて、処理済みの信号を発生するように構成される。中央コントローラは、複数のコンフォーマルセンサの各々と結合され、複数のコンフォーマルセンサの各々から、処理済みの信号を受信するように構成される。
【０００４】
システムは、複数のコンフォーマルセンサと、中央コントローラとを含む。コンフォーマルセンサの各々の少なくとも一部分は、対象者の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、対象者のパラメータを検知し、検知されたパラメータに基づいてパラメータ信号を生成するように構成される。中央コントローラは、複数のコンフォーマルセンサの各々と結合され、複数のコンフォーマルセンサの各々から、パラメータ信号を受信するように構成される。
【０００５】
システムは、複数のコンフォーマルセンサと、中央コントローラとを含む。各コンフォーマルセンサは、処理部分と、電極部分とを含む。電極部分は、対象者の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、対象者の筋肉組織によって生成された電気パルスを検知するように構成される。検知された電気パルスは、コンフォーマルセンサの処理部分によるそのオンボード処理のために生のアナログ信号として、電極部分から処理部分に送信される。処理部分は、生のアナログ信号を表すデジタル信号を発生するように構成される。中央コントローラは、複数のコンフォーマルセンサの各々と結合され、複数のコンフォーマルセンサの各々から、デジタル信号を受信するように構成される。
【０００６】
哺乳動物の生理学的性能をモニタするためのシステムは、複数のコンフォーマルセンサと、中央コントローラとを含む。各コンフォーマルセンサは、処理部分と、電極部分とを含む。電極部分は、哺乳動物の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、哺乳動物の筋肉組織によって生成された電気パルスを検知するように構成される。検知された電気パルスは、コンフォーマルセンサの処理部分によるそのオンボード処理のために生のアナログ信号として、電極部分から処理部分に送信される。処理部分は、生のアナログ信号を表すデジタル信号を発生するように構成される。中央コントローラは、複数のコンフォーマルセンサの少なくとも各々と結合される。中央コントローラは、（１）複数のコンフォーマルセンサの各々から、デジタル信号を受信するように、（２）哺乳動物の生理学的ステータスを決定するために、受信されたデジタル信号を、中央コントローラがアクセス可能なメモリデバイスに格納された生理学的テンプレートと比較するように、および、（３）決定された生理学的ステータスに基づいて、中央コントローラがシステム内で行動を引き起こすように構成可能である。
【０００７】
対象者の生理学的性能をモニタするためのシステムは、複数のコンフォーマルセンサと、中央処理装置とを含む。各コンフォーマルセンサは、筋肉組織の動きを示す筋肉組織によって出力されるアナログ電気信号を測定することによって、対象者の筋肉組織活性をモニタするための電極を含む。アナログ信号は、複数のコンフォーマルセンサの各々のコンフォーマルセンサ内のプロセッサチップによって受信される。プロセッサチップは、モニタされている筋肉組織のデジタル表現を生成するために、アナログ信号からのノイズをデジタル化し、フィルタリングするように構成される。生成されたデジタル表現は、少なくとも１つの第１のメモリに格納される。中央処理装置は、複数のコンフォーマルセンサの各々のプロセッサチップと通信可能に結合される。中央処理装置は、（１）複数のコンフォーマルセンサのプロセッサチップの各々から、生成されたデジタル表現を受信すること、（２）少なくとも１つの第２のメモリまたは少なくとも１つの第１のメモリ上に格納された生理学的プロファイルにアクセスすること、および、（３）対象者の生理学的ステータスを決定するために、生成されたデジタル表現を生理学的プロファイルと比較することを中央処理装置に行わせるために中央処理装置によって実行可能な命令を格納するための少なくとも１つの第２のメモリを含む。
【０００８】
対象者の生理学的性能をモニタするためのシステムは、生理学的コンフォーマルセンサと、中央コントローラとを含む。生理学的コンフォーマルセンサは、対象者の皮膚の外面の一部分に適合するように、および、生理学的センサによって検知された生理学的データを表すデジタル信号を発生するように構成される。中央コントローラは、生理学的コンフォーマルセンサと結合され、（１）生理学的コンフォーマルセンサからデジタル信号を受信するように、（２）受信されたデジタル信号に基づいて生理学的ストレス指数を決定するように、および、（３）対象者が危険なレベルのストレスに達するリスクがあるかまたはそのようなリスクがないかを判断するために、決定された生理学的ストレス指数を分析するように構成される。
【０００９】
本開示の追加の態様は、その簡単な説明が以下に提供される図面を参照して作成される様々な実装形態の詳細な説明を考慮することにより、当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本開示のいくつかの実装形態による、着用者によって身に着けられているユーティリティギアシステムの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａのユーティリティギアシステムの部分的な分解斜視図である。
【図２Ａ】図１Ａのユーティリティギアシステムの胸部ラップ、一対の大腿部ラップおよび一対の腓腹部ラップを身に着けている着用者の正面斜視図であり、ラップ内に含まれるセンサのうちのいくつかによって検知されたサンプル信号が一緒に示されている。
【図２Ｂ】図１Ａのユーティリティギアシステムの胸部ラップ、一対の大腿部ラップおよび一対の腓腹部ラップを身に着けている着用者の背面斜視図であり、ラップ内に含まれるセンサのうちのいくつかによって検知されたサンプル信号が一緒に示されている。
【図３】センサに電力を供給するためのおよび／またはその間でデータを送信するための有線接続を介してユーティリティギアシステムの中央コントローラと結合された図１Ａのユーティリティギアシステムのセンサのうちのいくつかを示す斜視図である。
【図４Ａ】図１Ａのユーティリティギアシステムの大腿部ラップのうちの１つの正面アンラップ図である。
【図４Ｂ】図４Ａのユーティリティギアシステムの大腿部ラップのうちの１つの背面アンラップ図である。
【図４Ｃ】本開示のいくつかの実装形態による、着用者によって着用者の脚に巻かれているものとして示される図４Ａのユーティリティギアシステムの大腿部ラップのうちの１つの斜視図である。
【図５Ａ】第１の活動レベルでの筋肉活性化を示す、図１Ａのユーティリティギアシステムのセンサによって検知されたフィルタリング前のサンプルの生のアナログ信号である。
【図５Ｂ】デジタル化されたパルス列信号がその上に重ね合わせられた、第１の活動レベルでの筋肉活性化を示す、図１Ａのユーティリティギアシステムのセンサによって検知されたフィルタリング済みのサンプルのアナログ信号である。
【図６Ａ】第２の活動レベルでの筋肉活性化を示す、図１Ａのユーティリティギアシステムのセンサによって検知されたフィルタリング前のサンプルの生のアナログ信号である。
【図６Ｂ】デジタル化されたパルス列信号がその上に重ね合わせられた、第２の活動レベルでの筋肉活性化を示す、図１Ａのユーティリティギアシステムのセンサによって検知されたフィルタリング済みのサンプルのアナログ信号である。
【図７Ａ】本開示のいくつかの実装形態による、着用者の中核体温および心拍数などのデータを見ることで図１Ａのユーティリティギアの着用者が危険なレベルの熱および／または労作ストレスに達するリスクがあるかまたはそのようなリスクがないかを判断するために使用されるチャートである。
【図７Ｂ】本開示のいくつかの実装形態による、着用者の生理学的ストレス指数を見ることで図１Ａのユーティリティギアの着用者が危険なレベルの熱および／または労作ストレスに達するリスクがあるかまたはそのようなリスクがないかを判断するために使用されるチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示は、様々な変更形態および代替の形態の影響を受けやすいが、特定の実装形態は、図面において例として示されており、本明細書で詳細に説明される。しかし、本開示は開示される特定の形態に制限されることを意図しないことを理解すべきである。むしろ、本開示は、添付の特許請求の範囲で定義されるような本発明の精神および範囲内に収まるすべての変更形態、均等物および代替物を包含するためのものである。
【００１２】
この開示は、多くの異なる形態で実装可能であるが、本開示は、本開示の原理の例証と見なされ、本開示の広範な態様を示される実装形態に制限することを意図しないという了解の下で、本開示の好ましい実装形態が図面において示され、本明細書で詳細に説明される。
【００１３】
本開示は、戦闘性能目的、活動レベルモニタリング目的、トレーニング目的、医療診断目的、治療目的、理学療法目的、臨床目的などのために心拍数、発汗率（ｓｗｅａｔ／ｐｅｒｓｐｉｒａｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）、温度、身体動作、筋肉の屈曲／動きなどの身体活動を示すデータ（例えば、生理学的データ）を分析することができる方法、装置およびシステム（例えば、ユーティリティギアシステム）に関連する。
【００１４】
図１Ａおよび１Ｂを参照すると、ユーティリティギアシステム１００の着用者１０が示されている。ユーティリティギアシステム１００は、ストレージパック１２０（例えば、バックパック）、外骨格１４０および数多くのラップ（例えば、胸部ラップ２００、一対の大腿部ラップ２２０および一対の腓腹部ラップ２４０）を含む。一般に、ストレージパック１２０は、中央コントローラ１３０を含み、中央コントローラ１３０は、（ｉ）ラップ内のセンサからデータ（例えば、処理済みの、フィルタリング済みのデジタルデータ／信号）を受信し、（ｉｉ）そのデータ／信号を使用して、どのように外骨格１４０を制御するかに関する判断を下す、および／または、例えば、リモート場所（例えば、指揮官のような第三者）への着用者の状態／ステータスについての通知の送信のような他の何らかのタイプの行動を取る。
【００１５】
外骨格１４０は、数多くの剛性脚サポート１５０、屈曲可能な膝関節サポート１６０、柔軟ストラップ１７０、油圧部材１８０などの多くの機械構造を含む。ラップは、胸部ラップ２００、一対の大腿部ラップ２２０および一対の腓腹部ラップ２４０を含む。ユーティリティギアシステム１００はこれらのコンポーネントのすべてを含むものとして示されているが、より多いまたはより少ないコンポーネントをユーティリティギアシステムに含めることができる。例えば、代替のユーティリティギアシステム（図示せず）は、ストレージパック１２０（例えば、バックパック）および胸部ラップ２００を含む。別の例として、代替のユーティリティギアシステム（図示せず）は、ストレージパック１２０（例えば、バックパック）、数多くの剛性脚サポート１５０、屈曲可能な膝関節サポート１６０、柔軟ストラップ１７０、油圧部材１８０、一対の大腿部ラップ２２０および一対の腓腹部ラップ２４０（すなわち、胸部ラップ２００ではない）を含む。別の例として、代替のユーティリティギアシステム（図示せず）は、着用者の上腕二頭筋および／または前腕の周りに配置された一対の腕部ラップを含む。従って、様々なユーティリティギアシステムは、本明細書で説明される基本コンポーネントを使用して形成することができる。
【００１６】
上記で述べられるように、ストレージパック１２０は、中央コントローラ１３０を含み、中央コントローラ１３０は、その操作を制御するためにユーティリティギアシステム１００の様々な部分と通信可能に結合される。中央コントローラ１３０の格納に加えて、ストレージパック１２０には、様々な他のコンポーネントを格納することができる。例えば、ストレージパック１２０は、ユーティリティギアシステム１００の中央コントローラ１３０および／または他のコンポーネントに電力を供給するための１つまたは複数の電源１３２（図１Ｂ）（例えば、バッテリパックなど）や、例えば、１つまたは複数の規則セットに従って中央コントローラ１３０を操作するための命令を格納する１つまたは複数のメモリデバイス１３３（図１Ｂ）や、油圧ポンプ１３５（図１Ｂ）なども格納することができる。ストレージパック１２０のコンポーネントの各々は、有線接続および／または無線接続を介して、他のコンポーネントのうちの１つまたは複数と接続することができる。例えば、いくつかの実装形態では、メモリデバイス１３３は、中央コントローラ１３０に物理的に有線接続され、油圧ポンプ１３５は、中央コントローラ１３０によって無線制御される。さらに、他のいくつかの実装形態では、ストレージパック１２０のすべてのコンポーネントは、例えば、潜在的な干渉問題を低減するために、有線接続を使用して接続される。
【００１７】
剛性脚サポート１５０は、着用者１０の脚の長さに沿って配置される。具体的には、剛性脚サポート１５０のうちの２つは、脚支持具の片方を形成するために、屈曲可能な膝関節サポート１６０のうちの１つと一緒に結合される。組み立てられた位置（図１Ａ）では、１つの脚支持具が、着用者１０の脚の両側に配置され、着用者１０の脚の周りで柔軟ストラップ１７０を引き締めることによって適所に保持される。柔軟ストラップ１７０は、各種の方法で脚支持具に結合することができる。例えば、柔軟ストラップ１７０は、剛性脚サポート１５０のスロット（図示せず）を通じて配置することができる。別の例として、柔軟ストラップ１７０は、スナップ接続、面ファスナ接続、接着剤接続、摩擦／圧力接続などを介して、剛性脚サポート１５０に結合することができる。示されていないが、脚支持具は、各脚支持具の下端部分が、地面、着用者１０の足の裏面、着用者１０の靴またはそれらの任意の組合せに接触するように構成することができる。
【００１８】
４つの脚支持具の各々は、それに結合された油圧部材１８０のうちの１つも含む。具体的には、いくつかの実装形態では、油圧部材１８０は、油圧部材１８０の起動により、屈曲可能な膝関節サポート１６０が曲がり（図示せず）、それにより、着用者１０の動作（例えば、歩く、走る、匍匐するなど）を引き起こす／支援するように脚支持具に結合される。油圧部材１８０の各々は、上記で説明される動作を引き起こす／支援する加圧された油圧油を油圧部材１８０に供給する油圧路／管１８５によってストレージパック１２０の油圧ポンプ１３５に結合される。油圧路１８５の各々は、例えば、メモリデバイス１３３に格納された一連の命令に従って、中央コントローラ１３０によって指示される通りに油圧油をポンピングするように動作可能なストレージパック１２０の油圧ポンプ１３５に接続される。
【００１９】
胸部ラップ２００は、着用者１０の胸または上部胴体の周りに配置され、その中で統合される胸センサ２１０（例えば、生理学的センサ）を含む。胸センサ２１０は、単一のセンサであっても、複数の別個の異なるセンサを含んでもよい。例えば、胸センサ２１０は、着用者１０の心拍数をモニタするための心拍数センサと、着用者１０の中核体温をモニタ／推定するための中核体温センサとを含み得る。いくつかの実装形態では、胸センサ２１０は、チャート（例えば、図７Ａおよび７Ｂのチャート４００、４５０）と併せて、胸センサ２１０からのデータを見ることで着用者１０が危険なレベルの熱および／または労作ストレスに達するリスクがあるかまたはそのようなリスクがないかを判断するために使用することができる生理学的ストレス指数（ＰＳＩ）を決定するために使用される。胸センサ２１０には、他の様々なセンサを含めることができ、例えば、筋電図検査（ＥＭＧ）センサ、発汗率（ｓｗｅａｔ／ｐｅｒｓｐｉｒａｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）センサ、呼吸センサ、慣性センサ、加速度計センサ、心電図センサ、脳波センサなどが挙げられる。胸センサ２１０は、そこにデータ／信号を供給するために、中央コントローラ１３０と通信可能に接続される。接続は、有線および／または無線であり得る。
【００２０】
大腿部ラップ２２０は、着用者１０の太股の周りに配置され、その中で統合される数多くのセンサ２３０を含む。「大腿部」とは、着用者１０の臀部と膝との間の脚の部分を意味し、大腿四頭筋（例えば、広筋および大腿直筋）およびハムストリング筋（例えば、大腿二頭筋および半腱様筋）を含む。センサ２３０は、筋肉の動きおよび／または筋肉活動を示す、着用者１０の筋肉によって生成された電気パルスをモニタするための筋電図検査（ＥＭＧ）センサである。示される（図１Ａに）ように大腿部ラップ２２０を配置することにより、統合されたセンサ２３０は、着用者１０の太股の特定の筋肉（例えば、大腿四頭筋およびハムストリング筋）に隣接して自動的に配置される。センサ２３０の各々は、そこにデータ／信号を供給するために、中央コントローラ１３０と通信可能に接続される。接続は、有線（図３に示される）および／または無線（図１Ａに示される）であり得る。大腿部ラップ２２０には、他の様々なセンサを含めることができ、例えば、温度センサ、脈拍数センサ、発汗率（ｓｗｅａｔ／ｐｅｒｓｐｉｒａｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）センサ、呼吸センサ、慣性センサ、加速度計センサ、心電図センサ、脳波センサなどが挙げられる。
【００２１】
同様に、腓腹部ラップ２４０は、着用者１０のふくらはぎの周りに配置され、その中で統合される数多くのセンサ２５０を含む。「腓腹部」とは、着用者１０の膝と足との間の脚の部分を意味し、ふくらはぎの筋肉（例えば、腓腹筋）およびすねの筋肉（例えば、前脛骨筋）を含む。センサ２５０は、筋肉の動きおよび／または筋肉活動を示す、着用者１０の筋肉によって生成された電気パルスをモニタするための筋電図検査（ＥＭＧ）センサである。示される（図１Ａに）ように腓腹部ラップ２４０を配置することにより、統合されたセンサ２５０は、着用者１０の下腿の特定の筋肉（例えば、ふくらはぎおよびすね）に隣接して自動的に配置される。センサ２５０の各々は、そこにデータを供給するために、中央コントローラ１３０と通信可能に接続される。接続は、有線（図３に示される）および／または無線（図１Ａに示される）であり得る。腓腹部ラップ２４０には、他の様々なセンサを含めることができ、例えば、温度センサ、脈拍数センサ、発汗率（ｓｗｅａｔ／ｐｅｒｓｐｉｒａｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）センサ、呼吸センサ、慣性センサ、加速度計センサ、心電図センサ、脳波センサなどが挙げられる。
【００２２】
また、ラップ２００、２２０、２４０のセンサ２１０、２３０、２５０は、柔軟なおよび／または伸縮可能なおよび／または屈曲可能なコンフォーマルセンサとも呼ぶことができ、柔軟なおよび／または伸縮可能な基板内または基板上に配置されたコンフォーマルな／屈曲可能な処理電子機器および／またはコンフォーマルな／屈曲可能な電極から形成される。コンフォーマルセンサは、非コンフォーマルセンサと比べて生理学的情報の測定および分析を改善するために、表面（着用者１０の皮膚など）と密接に接触して配置される。図３に最も良く示されるように、本開示のセンサ２３０、２５０のいくつかは、処理部分２３４、２５４および電極部分２３２、２５２を含む。電極部分２３２、２５２は、図３に示されるように、処理部分２３４、２５４の電気回路と同じ柔軟基板上もしくは基板内に形成するかまたは同基板に結合するか（例えば、単一の柔軟チップ／センサ基板）、あるいは、そこから分離可能にすることができる（例えば、そこに電気的に結合されるが、２つ以上の別個の柔軟基板から成る）。また、コンフォーマルセンサ２１０、２３０、２５０内の別個の処理電子コンポーネントの各々は、アイランドおよび／またはチップとも呼ぶことができ、その中に１つまたは複数の集積回路を含み得る。
【００２３】
図２Ａおよび２Ｂに示されるように、本開示のいくつかの実装形態では、ユーティリティギアシステム１００は、着用者１０の上腿および下腿の８つの異なる筋肉群の活動を測定するために使用される。いくつかの実装形態では、コンフォーマルセンサ２３０、２５０の各々の電極部分２３２、２５２（図３）は、リアルタイムの表面筋電図検査信号を収集することができる筋電図検査（ＥＭＧ）センサを含み得る。図２Ａおよび２Ｂで表されるように、ＥＭＧセンサ２３２、２５２によって収集された／読み取られたアナログ信号２８０ａ〜ｈは、有線および／または無線接続を介して収集されたデータを処理および／または送信するために、コンフォーマルセンサ２３０、２５０の処理部分２３４、２５４に渡すことができる。いくつかの実装形態では、コンフォーマルセンサ２３０、２５０は、収集されたデータからのノイズをフィルタリングすることによってデータを処理し、アナログ信号２８０ａ〜ｈをデジタルデータ（ユーティリティギアシステム１００のストレージパック１２０の中央コントローラ１３０に送信されるデジタルパルス列信号２９０ａ〜ｈなど）に変換する。
【００２４】
すなわち、ユーティリティギアシステム１００は、分散デジタル信号処理（ＤＳＰ）が、データの収集時に中央コントローラ１３０よりむしろ各コンフォーマルセンサ２３０、２５０で起こり得るように構成することができる。そのような分散デジタル信号処理は、オフボードアナログ信号ルーティングを排除し、それにより、ユーティリティギアシステム１００に対するデジタル信号帯域幅要件を低減する。言い換えれば、コンフォーマルセンサ２１０、２３０、２５０から中央コントローラ１３０に比較的大きなアナログ信号２８０ａ〜ｈを送信しなければならない代わりに、比較的小さなデジタルパルス列信号２９０ａ〜ｈを送信することができ、それにより、電力および／または帯域幅が少なくて済み、比較的安価なシステムが可能になる。
【００２５】
ＥＭＧセンサ２３２、２５２を含むコンフォーマルセンサ２３０、２５０は、骨格筋によって生成された電気的活動を評価し、記録するために使用される。ＥＭＧセンサ２３２、２５２の各々のトランスデューサは、筋細胞が電気的または神経学的に活性化された際に筋細胞によって生成された電位を検出する。
【００２６】
コンフォーマルセンサ２３０、２５０の各々は、比較的に薄く、柔軟である。例えば、いくつかの実装形態では、コンフォーマルセンサ２３０、２５０は、約５００マイクロメートル、約１００マイクロメートル、約３６マイクロメートルおよび／または約５マイクロメートルの厚さを有するなど、約５００マイクロメートル〜約５マイクロメートルの厚さを有する。コンフォーマルセンサ２３０、２５０が薄いほど、着用者１０の皮膚とのＥＭＧセンサ２３２、２５２の接触を良くすることができ、それにより、収集されたデータにおける動作アーチファクトが比較的少なくなる。例えば、約５マイクロメートルの厚さを有するコンフォーマルセンサは、約５００マイクロメートルの厚さを有するコンフォーマルセンサと比べて、その間の間隙が少ない状態で着用者１０の皮膚に適合することができる。コンフォーマルセンサと皮膚との間の間隙が少ないことにより、収集されたデータの品質／精度が比較的高くなる。
【００２７】
着用者１０の皮膚へのコンフォーマルセンサ２３０、２５０の配置は、着用者１０の歩行周期の分析を容易にするように、および／または、着用者１０の疲労、着用者１０の性能、着用者１０の異なるタイプの損傷（例えば、腱損傷、靭帯損傷、筋損傷など）を決定するようにすることができる。さらに、コンフォーマルセンサ２３０、２５０の配置は、２つの異なる筋肉の差分比較を容易にするようにすることができ、それにより、ユーティリティギアシステム１００は、着用者１０が、歩いているのか（平地／上り坂／下り坂）、よじ登っているのか、走っているのか（平地／上り坂／下り坂）、匍匐しているのか、長い間立っているのか、大きな荷物を運んでいるのかなどを判断することができる。
【００２８】
そのような具体的に配置されたコンフォーマルセンサ２３０、２５０から収集されたデータは、着用者１０の労作／活動の間に着用者１０に対して生体力学的支援をどのように知的に変化させるか（例えば、外骨格１４０を介して）を判断する（例えば、中央コントローラ１３０および１つまたは複数の事前にプログラムされた規則セットを使用して）ために使用することができる。そのような知的な支援は、着用者１０の筋持久力を最適化し、着用者１０の筋肉の回復時間を低減し、着用者１０の行動に対する筋肉の即応力を保持することができる。例えば、コンフォーマルセンサ２３０、２５０と連通する中央コントローラ１３０、他の何らかのコントローラおよび／または１つもしくは複数の特別にプログラムされたプロセッサは、コンフォーマルセンサ２３０、２５０によって測定されたデータを分析し、着用者１０の大腿四頭筋および／またはハムストリング筋が疲れているかどうか（例えば、長い道のりをよじ登った後、よじ登った後の歩行の最中など）を判断するために使用することができる。
【００２９】
そのようないくつかの実装形態では、ユーティリティギアシステム１００は、例えば、疲れていると判断された筋肉群（例えば、大腿四頭筋およびハムストリング筋）を回復できるように前脛骨筋および／または腓腹部活動を増加するための命令など、着用者１０にフィードバックを提供するフィードバックシステム（図示せず）を含む。そのようなフィードバックは、ストレージパック１２０のスピーカシステムによって再生されるオーディオトラック、着用者１０によって制御されるヘルメットまたはスマートフォンに書面によるメッセージが組み込まれたビデオディスプレイ、あるいは、着用者１０へのそのような情報の伝達に適した他の任意のシステムの形態であり得る。さらに、ユーティリティギアシステム１００の中央コントローラ１３０（または別のコントローラおよび／またはプロセッサ）は、以前に極度に疲れていると判断された筋肉が回復したかどうかを判断するために、コンフォーマルセンサ２３０、２５０からのデータを継続的に分析することができ、いくつかの実装形態では、その効果に対するフォローアップフィードバック（例えば、着用者１０の大腿四頭筋およびハムストリング筋が回復したという通知であり、再び彼／彼女の歩行パターンのバランスを取るように着用者に指示する）を提供することができる。
【００３０】
図３を参照すると、本開示のラップ（例えば、胸部ラップ２００、一対の大腿部ラップ２２０および一対の腓腹部ラップ２４０）の各々は、数多くのセンサ（例えば、示されるような、２１０、２３０、２５０）を含み得る。システム１００のセンサの各々は、例えば、給電および／またはデジタルデータ送信のためのマイクロＵＳＢケーブルによってなど、有線接続を介して中央コントローラ１３０に結合することができる。特定のラップ内のセンサを中央コントローラ１３０に接続するマイクロＵＳＢケーブルの各々は、ラップ自体と統合されるかまたはそこに結合されるＵＳＢハブ（図示せず）を通じてルーティングすることができる。そのような実装形態では、ＵＳＢハブは、中央コントローラ１３０（センサではない）に直接接続される。そのような構成により、ラップ内のセンサの各々を物理的に切断しなければならない代わりに、ＵＳＢハブを中央コントローラ１３０から物理的に切断することによって、ラップおよび関連センサの迅速で比較的に容易な除去が可能になる（例えば、大腿部ラップ２２０内のすべての５つのセンサを中央コントローラ１３０から別々に切断しなくてもよく、単に、ＵＳＢハブと中央コントローラ１３０との間のマイクロＵＳＢケーブルが切断される）。
【００３１】
センサ２１０、２３０、２５０は、生理学的データを検知および処理する際のそれらの使用の施設のためにユーティリティギアシステム１００の他の要素に取り付けるかまたは結合することができる。例えば、図４Ａ〜４Ｃに示されるように、大腿部ラップ２２０のコンフォーマルセンサ２３０は、着用者１０の皮膚への／皮膚からのコンフォーマルセンサ２３０の電極部分２３２の迅速な取り付けおよび取り外しを可能にするために、大腿部ラップ２２０の伸縮可能な布地部分２２１に埋め込まれ、その中で開口部２２５（図４Ｂ）と一致するように設計される。いくつかの実装形態では、電極部分２３２のみが着用者１０の皮膚に接触する必要があるため、コンフォーマルセンサ２３０の処理部分２３４は、大腿部ラップ２２０の伸縮可能な布地部分２２１に形成された布地ポケットに配置される。コンフォーマルセンサ２１０、２３０、２５０をラップ２００、２２０、２４０の布地部分に結合するための様々な追加のおよび／または代替の方法は、ラップ２００、２２０、２４０の着用により、その中のコンフォーマルセンサ２１０、２３０、２５０を着用者１０の皮膚上の所望の場所に自動的に配置されるように企図される。
【００３２】
図４Ｃに最も良く示されるように、大腿部ラップ２２０を着用者１０の脚に取り付けるため、コンフォーマルセンサ２３０が所望の大腿四頭筋およびハムストリング筋に隣接して配置されるように、ラップ２２０の伸縮可能な布地部分２２１が配置される。次いで、着用者１０は、例えば、面ファスナ２２３ａ、ｂを使用して、２つのストラップ２２２を引き伸ばし、伸縮可能な布地部分２２１に取り付ける。従って、大腿部ラップ２２０は、コンフォーマルセンサ２３０による筋肉活動の検知の準備が整った状態で、着用者１０の脚上に配置される。コンフォーマルセンサ２３０が無線センサの場合は、着用は完了する。しかし、コンフォーマルセンサ２３０が有線センサの場合は、上記で説明されるように、１つまたは複数のワイヤを、大腿部ラップ２２０から中央コントローラ１３０に接続しなければならない。
【００３３】
ラップ２００、２２０、２４０を着用するための代替の方法が企図される。例えば、ラップ２００、２２０、２４０は、伸縮可能な膝支持具または同様のもののように、着用者１０の手足に滑り入れる／引き入れることができる。
【００３４】
一般的に図５Ａ〜６Ｂを参照すると、コンフォーマルセンサ２３０、２５０のうちの１つからの着用者１０の筋肉の表面筋電図検査信号（例えば、電圧）の例示的な読取値が示されている。具体的には、図５Ａのチャート３００ａは、第１の活動レベル（例えば、５ポンドの重量を持ち上げる）での着用者１０の筋肉活性化／活動を示す、ユーティリティギアシステム１００のコンフォーマルセンサ２３０、２５０によって検知されたフィルタリング前サンプルの生のアナログ信号３１０ａを示す。この生のアナログ信号３１０ａは、コンフォーマルセンサ２３０、２５０の電極部分２３２、２５２から、コンフォーマルセンサ２３０、２５０の処理部分２３４、２５４に送信され、処理部分２３４、２５４は、生のアナログ信号３１０ａからのノイズをフィルタリングするように設計され、図５Ｂのチャート３０５ａに示されるようなフィルタリング済みのアナログ信号３２０ａをもたらす。さらに、処理部分２３４、２５４は、例えば、デジタルパルス列信号３３０ａをフィルタリング済みのアナログ信号３２０ａに重ね合わせることによって、フィルタリング済みのアナログ信号をデジタル化するように設計され、それは、デジタル化されたフォーマットでの筋肉活動の開始、停止および振幅を表す。また、デジタルパルス列信号３３０ａは、フィルタリング済みのアナログ信号３２０ａを表すデジタル信号と呼ぶこともできる。
【００３５】
図５Ａおよび５Ｂと同様に、図６Ａのチャート３００ｂは、図５Ａおよび５Ｂの第１のレベルとは異なる第２の活動レベル（例えば、１ポンドの重量を持ち上げる）での着用者１０の筋肉活性化／活動を示す、ユーティリティギアシステム１００のコンフォーマルセンサ２３０、２５０によって検知されたフィルタリング前サンプルの生のアナログ信号３１０ｂを示す。図５Ａのチャート３００ａと図６Ａのチャート３００ｂとの比較により、生のアナログ信号３１０ｂの振幅が生のアナログ信号３１０ａより比較的小さいことが示されており、これは、比較的軽い重量を持ち上げることによって筋肉が活性化されていることに起因する（すなわち、１ポンド対５ポンド）。この生のアナログ信号３１０ｂは、コンフォーマルセンサ２３０、２５０の電極部分２３２、２５２から、コンフォーマルセンサ２３０、２５０の処理部分２３４、２５４に送信され、処理部分２３４、２５４は、生のアナログ信号３１０ｂからのノイズをフィルタリングするように設計され、図６Ｂのチャート３０５ｂに示されるようなフィルタリング済みのアナログ信号３２０ｂをもたらす。さらに、処理部分２３４、２５４は、例えば、デジタルパルス列信号３３０ｂをフィルタリング済みのアナログ信号３２０ｂに重ね合わせることによって、フィルタリング済みのアナログ信号３２０ａをデジタル化するように設計され、それは、デジタル化されたフォーマットでの筋肉活動の開始、停止および振幅を表す。また、デジタルパルス列信号３３０ｂは、フィルタリング済みのアナログ信号３２０ｂを表すデジタル信号と呼ぶこともできる。
【００３６】
いくつかの実装形態では、処理部分２３４、２５４は、フィルタリングおよびデジタル化に加えて、例えば、アナログおよび／またはデジタル化された信号からの統計情報の計算／抽出（セット時間の平均振幅、ピーク振幅など）、複数のコンフォーマルセンサからのアナログおよび／またはデジタル信号の比較（いくつかの実装形態では、これは、中央コントローラ１３０上で行われる）などの信号処理活動を実行することができる。図６Ｂに示されるように、デジタルパルス列信号３３０ｂの２つのバーの比較が比較され（すなわち、デルタシンボル）、それは、同じ重量を持ち上げている筋肉の２つの異なる代表間の筋肉変動性を示す。そのような知識は、外骨格１４０を駆動する際および／または他の目的のためにセンサ２１０、２３０、２５０からのデータ／信号を分析する際に中央プロセッサ１３０によって実装される規則セットを発展させる上で使用することができる。
【００３７】
一般的に図１Ａ〜６Ｂを参照すると、コンフォーマルセンサ２３０、２５０は、コントローラおよび／またはプロセッサに結合して、良い質で主要な筋肉群からのデータ／信号（例えば、表面筋電図検査信号）を分析し、ユーティリティギアシステム１００のためのモータ制御および電力管理戦略の発展に使用するために信号から重要な統計を抽出することができる。いくつかの実装形態では、コンフォーマルセンサ２１０、２３０、２５０を含むユーティリティギアシステム１００は、荷重下での健全なテスト対象者（例えば、着用者１０）に対する代謝効率の改善を容易にするために使用することができる。いくつかの実装形態では、コンフォーマルセンサ２１０、２３０、２５０を含むユーティリティギアシステム１００は、筋肉レベルでの疲労および／または損傷に対するマーカーを識別するために使用することができ、それは、例えば、中央コントローラ１３０によって実装される歩行戦略の変更に影響を及ぼし、かつ／または着用者１０が危険な生理学的状況／状態に達するリスクがある可能性があることを着用者１０および／または着用者１０への責任を有するチームリーダーに警告することができる。
【００３８】
本明細書で説明されるように、コンフォーマルセンサ２１０、２３０、２５０を含むユーティリティギアシステム１００は、着用者１０から生理学的データ（例えば、表面筋電図検査信号、皮膚表面温度、心拍数など）を収集するために使用することができる。このデータは、着用者１０が、既知の、定量化可能なおよび／または反復可能な運動（例えば、トレッドミル上での走行、トレッドミル上での歩行、匍匐など）を実行している間に収集することができ、それは、既知の／反復可能な状態の下での着用者１０のベースラインプロファイルおよび／または生理学的テンプレートを発展させるために使用することができる。このベースラインプロファイルおよび／または生理学的テンプレートは、例えば、着用者１０が、極度に疲れている、負傷している、危険なほどに高い心拍数を有する、危険なほどに高い中核体温を有する、予想通りに実行している、特定の機能（例えば、歩く、走る、立つ、匍匐するなど）を実行している場合など、着用者の生理学的ステータス／状態を決定するために着用者１０から収集されたリアルタイムの生理学的データとの比較チャートとして、格納し（例えば、メモリデバイス１３３に）、後に使用することができる（例えば、中央プロセッサ１３０によって）。それに加えて、着用者１０および／または別の対象者／哺乳動物から収集された生理学的データから生成された、健全なおよび／または負傷しているベースラインプロファイル／生理学的テンプレートのデータベースまたはライブラリは、格納し（例えば、メモリデバイス１３３に）、着用者１０が、極度に疲れているか、負傷しているかおよび／または予想通りに実行しているかを判断するために着用者１０から収集されたリアルタイムの生理学的データとの比較のために使用することができる。
【００３９】
例えば、着用者１０の対象の筋肉（例えば、大腿四頭筋）を負傷しているかどうかを判断するため、着用者１０から収集されたリアルタイムの生理学的データ（対象の筋肉と関連付けられる）が、ベースラインプロファイルおよび／または生理学的テンプレートのライブラリ（着用者および／または別のテスト対象者の対象の筋肉と関連付けられる）と比較される。具体的には、比較は、生のアナログ信号の比較、フィルタリング済みのアナログ信号の比較、デジタル化されたパルス列信号の比較、デジタルパルス列信号の周波数の比較、デジタルパルス列信号の振幅の比較などを含み得る。いくつかの実装形態では、ある筋肉のデジタルパルス列信号の振幅が所定の活動に対して予想されるものより少ない場合は、それは、損傷を示し得る。他のいくつかの実装形態では、デジタルパルス列信号の振幅が高く、周波数が低い場合は、損傷を示し得る。収集されたデータを使用して損傷を判断するための他の様々な方法が企図される。
【００４０】
図７Ａおよび７Ｂを参照すると、着用者１０の中核体温および心拍数などのデータを見ることでユーティリティギアシステム１００の着用者１０が危険なレベルの熱および／または労作ストレスに達するリスクがあるかまたはそのようなリスクがないかを判断する際に使用するためのチャート４００および４５０が示されている。具体的には、図７Ａを参照すると、チャート４００は、着用者１０の温度（例えば、中核体温）と対着用者１０の心拍数をグラフにしている。このデータは、ユーティリティギアシステム１００の胸部ラップ２００のコンフォーマルセンサ２１０を使用して得ることができる。
【００４１】
具体的には、図７Ｂを参照すると、チャート４５０は、着用者１０に対して決定された経時的な生理学的ストレス指数（ＰＳＩ）をグラフにしている。ＰＳＩは、着用者１０の熱および／または労作ストレスのインジケータである。本開示のいくつかの実装形態によれば、ＰＳＩは、以下の式を使用して計算することができる。
【００４２】
ＰＳＩ＝５＊（Ｔｃｏｒｅ（ｔ）−Ｔｃｏｒｅ（０））＊（３９．５−Ｔｃｏｒｅ（０））−１＋５＊（ＨＲ（ｔ）−ＨＲ（０）＊（１８０−ＨＲ（０））−１
式中、Ｔｃｏｒｅ（ｔ）は、時間ｔ（例えば、活動に入って１０分後）における着用者１０の中核体温（摂氏）であり、Ｔｃｏｒｅ（０）は、時間０（例えば、活動に入って０分後）における着用者１０の中核体温（摂氏）であり、ＨＲ（ｔ）は、時間ｔ（例えば、活動に入って１０分後）における着用者１０の心拍数（１分間の拍動）であり、ＨＲ（０）は、時間０（例えば、活動に入って０分後）における着用者１０の心拍数（１分間の拍動）である。
【００４３】
いくつかの実装形態では、７．５以上のＰＳＩは、非常に高いレベルの熱／労作ストレスを示すものと解釈することができる。さらに、７．５を超えるＰＳＩは、危険なレベルの熱／労作ストレスと相関があり得る。いくつかの実装形態では、チャート４００の「リスクがある」ゾーンは、７．５〜１０のＰＳＩに相当する。いくつかの実装形態では、着用者１０のＰＳＩが既定の時間量（例えば、５秒、２分、１０分、１時間など）に対して７．５以上であると判断される場合は、中央コントローラ１３０は、着用者１０の身体活動の支援を外骨格１４０に行わせるようにおよび／または他の何らかのタイプの行動（例えば、着用者１０の指揮官への通知の送信など）を取らせるように特別にプログラムすることができる。
【００４４】
上記で示されて説明されるように、コンフォーマルセンサ２１０は、心拍数センサおよび温度センサ（例えば、中核体温センサ）を含み得、これらの２つのコンフォーマルセンサは、ＰＳＩの計算に使用されるデータ（例えば、心拍数および中核体温）を共に提供するため、ＰＳＩモニタと総称され得る。しかし、同じまたは同様のデータを得るために、他のバージョンのアルゴリズムおよび関連方法をＰＳＩモニタとして使用できることが企図される。例えば、代替のアルゴリズムおよび関連方法は、ＰＳＩを決定するために、着用者１０の発汗率および呼吸を示すデータを使用することができる。別の例として、代替のアルゴリズムおよび関連方法は、ＰＳＩを決定するために、着用者１０の胸の皮膚の温度（推定中核体温とは対照的に）および心拍数を示すデータを使用することができる。
【００４５】
いくつかの実装形態では、本明細書で説明されて図面に示されるコンフォーマルセンサ２１０、２３０、２５０に加えて、着用者１０の生理学的状態／ステータスの評価に使用される追加のデータを提供するために、追加のセンサをユーティリティギアシステム１００で使用することができる。例えば、例として、周囲温度、周囲圧力、周囲光、位置（例えば、世界的位置、ＧＰＳ）、脈拍数などを検知する手首装着デバイス（例えば、腕時計またはブレスレット）に有線または無線センサを含めることができる。
【００４６】
いくつかの実装形態では、着用者１０を支援する方法は、ＰＳＩおよび／または筋肉ステータス（例えば、疲労、極度の疲労、損傷）の表示を含むコンフォーマルセンサ２１０、２３０、２５０からのデータをモニタするステップと、モニタされたデータをベースラインプロファイル／生理学的テンプレートと比較するステップとを含む。その比較および１つまたは複数の規則セットに基づいて、方法は、（１）着用者１０が、着用者１０によって身に着けられている外骨格の起動による支援を必要とするかどうか、（２）着用者１０にメッセージ／警告を送信すべきかどうか、（３）着用者１０の指揮官にメッセージ／警告を送信すべきかどうかなどを判断する。
【００４７】
いくつかの実装形態では、指揮官は、数多くの戦士（例えば、別個のおよび異なるユーティリティギアシステムの着用者）のステータスへのアクセスを有する。ステータスとは、戦士のＰＳＩを意味し、戦士が負傷しているかどうかにかかわらず、各戦士がどれほど疲れているかは、検知された生理学的データなどに基づき得る。そのような実装形態では、数多くの戦士によって身に着けられているユーティリティギアシステム１００の電源１３２の各々における電力は、指揮官がモニタし、相応に分散することができる。例えば、指揮官は、戦士Ａが彼女の電源１３２の最大限の電力を有し、極度に疲れていないこと、さらに、戦士Ｂの彼の電源１３２の電力残量が少なく、負傷していることに気付く場合がある。そのような例では、指揮官は、アクティブなユーティリティギアシステム１００の各々と通信可能に接続される共通の表示デバイス（例えば、タブレットコンピュータ）上でこのデータのすべてを見て、戦士Ａが彼女の電源１３２を、彼が使用するために戦士Ｂに提供すべきであると判断することができる。
【００４８】
本開示は、人間の着用者に関してユーティリティギアシステム１００について説明してきたが、ユーティリティギアシステム１００またはその変更バージョンは、いかなる哺乳動物（例えば、犬、馬など）にも適用することができる。
【００４９】
代替の実装形態
代替の実装形態１。各コンフォーマルセンサが、処理部分と、電極部分とを含む複数のコンフォーマルセンサであって、電極部分が、対象者の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、対象者の筋肉組織によって生成された電気パルスを検知するように構成され、検知された電気パルスが、コンフォーマルセンサの処理部分によるそのオンボード処理のために生のアナログ信号として、電極部分から処理部分に送信され、処理部分が、生のアナログ信号を表すデジタル信号を発生するように構成される、複数のコンフォーマルセンサと、複数のコンフォーマルセンサの各々と結合され、複数のコンフォーマルセンサの各々から、デジタル信号を受信するように構成される中央コントローラとを備えるシステム。
【００５０】
代替の実装形態２。中央コントローラが、対象者の生理学的ステータスを決定するために、受信されたデジタル信号を生理学的テンプレートと比較するようにさらに構成される、代替の実装形態１のシステム。
【００５１】
代替の実装形態３。中央コントローラが、対象者の決定された生理学的ステータスに基づいて、様々な電力レベルで対象者によって身に着けられている外骨格を作動するようにさらに構成される、代替の実装形態２のシステム。
【００５２】
代替の実装形態４。様々な電力レベルが、０の電力レベル、１０パーセントの電力レベル、５０パーセントの電力ベル、１００パーセントの電力レベルまたはその間の他の任意の電力レベルを含む、代替の実装形態３のシステム。
【００５３】
代替の実装形態５。哺乳動物の生理学的性能をモニタするためのシステムであって、各コンフォーマルセンサが、処理部分と、電極部分とを含む複数のコンフォーマルセンサであって、電極部分が、哺乳動物の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、哺乳動物の筋肉組織によって生成された電気パルスを検知するように構成され、検知された電気パルスが、コンフォーマルセンサの処理部分によるそのオンボード処理のために生のアナログ信号として、電極部分から処理部分に送信され、処理部分が、生のアナログ信号を表すデジタル信号を発生するように構成される、複数のコンフォーマルセンサと、複数のコンフォーマルセンサの少なくとも各々と結合された中央コントローラであって、（ｉ）複数のコンフォーマルセンサの各々から、デジタル信号を受信するように、（ｉｉ）哺乳動物の生理学的ステータスを決定するために、受信されたデジタル信号を、中央コントローラがアクセス可能なメモリデバイスに格納された生理学的テンプレートと比較するように、および、（ｉｉｉ）決定された生理学的ステータスに基づいて、中央コントローラがシステム内で行動を引き起こすように構成可能である、中央コントローラとを備える、システム。
【００５４】
代替の実装形態６。複数のコンフォーマルセンサが筋電図検査センサである、代替の実装形態５のシステム。
代替の実装形態７。電気信号の少なくともいくつかが配線接続を介して中央コントローラによって受信されるように、複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、中央コントローラへの配線接続を含む、代替の実装形態５のシステム。
【００５５】
代替の実装形態８。電気信号の少なくともいくつかが無線接続を介して中央コントローラによって受信されるように、複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、中央コントローラに無線接続される、代替の実装形態５のシステム。
【００５６】
代替の実装形態９。複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、異なる筋肉に隣接する哺乳動物の外面上に配置される、代替の実装形態５のシステム。
代替の実装形態１０。異なる筋肉が、大腿四頭筋、ハムストリング筋、ふくらはぎの筋肉、上腕二頭筋、上腕三頭筋またはそれらの任意の組合せを含む、代替の実装形態９のシステム。
【００５７】
代替の実装形態１１。コンフォーマルセンサデバイスが哺乳動物の皮膚の外面に隣接して配置されるように、複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、哺乳動物によって身に着けられている布地素材の伸縮可能な層と一体化される、代替の実装形態５のシステム。
【００５８】
代替の実装形態１２。複数のコンフォーマルセンサが、伸縮可能および屈曲可能である、代替の実装形態５のシステム。
代替の実装形態１３。対象者の生理学的性能をモニタするためのシステムであって、各コンフォーマルセンサが、筋肉組織の動きを示す筋肉組織によって出力されるアナログ電気信号を測定することによって、対象者の筋肉組織活性をモニタするための電極を含む複数のコンフォーマルセンサであって、アナログ信号が、複数のコンフォーマルセンサの各々のコンフォーマルセンサ内のプロセッサチップによって受信され、プロセッサチップが、モニタされている筋肉組織のデジタル表現を生成するために、アナログ信号からのノイズをデジタル化し、フィルタリングするように構成され、生成されたデジタル表現が、少なくとも１つの第１のメモリに格納される、複数のコンフォーマルセンサと、複数のコンフォーマルセンサの各々のプロセッサチップと通信可能に結合された中央処理装置であって、（１）複数のコンフォーマルセンサのプロセッサチップの各々から、生成されたデジタル表現を受信すること、（２）少なくとも１つの第２のメモリまたは少なくとも１つの第１のメモリ上に格納された生理学的プロファイルにアクセスすること、および、（３）対象者の生理学的ステータスを決定するために、生成されたデジタル表現を生理学的プロファイルと比較することを中央処理装置に行わせるために中央処理装置によって実行可能な命令を格納するための少なくとも１つの第２のメモリを含む、中央処理装置とを備える、システム。
【００５９】
代替の実装形態１４。複数のコンフォーマルセンサが、伸縮可能な処理センサを含み、各コンフォーマルセンサが、哺乳動物の外面の一部分に実質的に適合する、代替の実装形態１３のシステム。
【００６０】
代替の実装形態１５。複数のコンフォーマルセンサの各々が筋電図検査センサである、代替の実装形態１３のシステム。
代替の実装形態１６。生成されたデジタル表現の少なくともいくつかが配線接続を介して中央処理装置によって受信されるように、複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、中央処理装置への配線接続を含む、代替の実装形態１３のシステム。
【００６１】
代替の実装形態１７。生成されたデジタル表現の少なくともいくつかが無線接続を介して中央処理装置によって受信されるように、複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、中央処理装置に無線接続される、代替の実装形態１３のシステム。
【００６２】
代替の実装形態１８。生理学的プロファイルが、少なくとも１つの第２のメモリ、少なくとも１つの第１のメモリまたはその両方に格納された生理学的プロファイルのライブラリに格納される、代替の実装形態１３のシステム。
【００６３】
代替の実装形態１９。対象者が、歩いている、走っている、よじ登っているまたは匍匐していることを対象者の生理学的ステータスが示す、代替の実装形態１３のシステム。
代替の実装形態２０。対象者が、極度に疲れていること、負傷していること、危険なほどに高い心拍数を有すること、危険なほどに高い中核体温を有すること、予想通りに実行していること、特定の機能を実行していることまたはそれらの任意の組合せを対象者の生理学的ステータスが示す、代替の実装形態１３のシステム。
【００６４】
代替の実装形態２１。中央処理装置によって実行可能な命令が、比較に応答して、中央処理装置から対象者によって身に着けられているユーティリティギアの機械コンポーネントに信号を送信することを中央処理装置にさらに行わせ、信号が、対象者の活動を支援するようにユーティリティギアを起動する、代替の実装形態１３のシステム。
【００６５】
代替の実装形態２２。機械コンポーネントが、外骨格を含み、信号が、対象者の脚の動きを支援するために外骨格を起動する、代替の実装形態２１のシステム。
代替の実装形態２３。生理学的ステータスが、リモート場所での受信のために中央処理装置によって無線送信される、代替の実装形態１３のシステム。
【００６６】
代替の実装形態２４。コンフォーマルセンサが対象者の皮膚の外面に隣接して配置されるように、複数のコンフォーマルセンサのうちの１つまたは複数が、対象者によって身に着けられている伸縮可能な布地素材の層と一体化される、代替の実装形態１３のシステム。
【００６７】
代替の実装形態２５。対象者の生理学的性能をモニタするためのシステムであって、対象者の皮膚の外面の一部分に適合するように、および、生理学的センサによって検知された生理学的データを表すデジタル信号を発生するように構成された生理学的コンフォーマルセンサと、生理学的コンフォーマルセンサと結合された中央コントローラであって、（ｉ）生理学的コンフォーマルセンサからデジタル信号を受信するように、（ｉｉ）受信されたデジタル信号に基づいて生理学的ストレス指数を決定するように、および、（ｉｉｉ）対象者が危険なレベルのストレスに達するリスクがあるかまたはそのようなリスクがないかを判断するために、決定された生理学的ストレス指数を分析するように構成される、中央コントローラとを備える、システム。
【００６８】
代替の実装形態２６。中央コントローラによって行われたリスクがあるという判断に応答して、対象者、第三者またはその両方への警告の送信を中央コントローラに行わせる、代替の実装形態２５のシステム。
【００６９】
代替の実装形態２７。生理学的コンフォーマルセンサが、対象者の心拍数を検知するための心拍数センサと、対象者の中核体温を推定するための中核体温センサとを含む、代替の実装形態２５のシステム。
【００７０】
代替の実装形態２８。受信されたデジタル信号の少なくとも一部分が、対象者の心拍数および中核体温を表す、代替の実装形態２７のシステム。
代替の実装形態２９。決定された生理学的ストレス指数状態が、中央コントローラによって第三者に無線送信される、代替の実装形態２８のシステム。
【００７１】
代替の実装形態３０。各コンフォーマルセンサが、処理部分と、電極部分とを含む複数のコンフォーマルセンサであって、電極部分が、対象者の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、対象者のパラメータを検知するように構成され、電極部分が、電極部分から処理部分に送信されるパラメータ信号を生成し、処理部分が、パラメータ信号に基づいて、処理済みの信号を発生するように構成される、複数のコンフォーマルセンサと、複数のコンフォーマルセンサの各々と結合され、複数のコンフォーマルセンサの各々から、処理済みの信号を受信するように構成された中央コントローラとを備えるシステム。
【００７２】
代替の実装形態３１。コンフォーマルセンサの各々の少なくとも一部分が、対象者の皮膚の外面の一部分に実質的に適合するように、および、対象者のパラメータを検知し、検知されたパラメータに基づいてパラメータ信号を生成するように構成された複数のコンフォーマルセンサと、複数のコンフォーマルセンサの各々と結合され、複数のコンフォーマルセンサの各々から、パラメータ信号を受信するように構成された中央コントローラとを備えるシステム。
【００７３】
１つまたは複数の追加の代替の実装形態を提供するために、上記の実装形態（例えば、実装形態１〜３１）のいずれか１つからの１つまたは複数のいかなる要素も、上記の実装形態（例えば、実装形態１〜３１）の他のもののいずれかからの他の任意の１つまたは複数の要素と組み合わせることができることが企図される。
【００７４】
上記の概念およびその明らかな変形例の各々は、以下の特許請求の範囲に記載される、特許請求される発明の精神および範囲内に収まるものと企図される。 
【図１Ａ】
2016539672.tif 000003
【図１Ｂ】
2016539672.tif 000004
【図２Ｂ】
2016539672.tif 000005
【図３】
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【図４Ａ】
2016539672.tif 000007
【図４Ｂ】
2016539672.tif 000008
【図４Ｃ】
2016539672.tif 000009
【図２Ａ】
2016539672.tif 000010
【図５Ａ】
2016539672.tif 000011
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
2016539672.tif 000015
【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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