(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援装置であって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出部と、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御部と、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知部と、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御部と、
を備え、
前記認知負荷制御部は、前記ユーザに与える前記認知的な負荷を制御するため、前記所定時間を変更可能であるリハビリテーション支援装置。
【請求項２】
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援装置であって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出部と、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御部と、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知部と、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御部と、
を備え、
前記認知負荷制御部は、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、少なくとも２個の前記目標オブジェクトを前記３次元仮想空間内に同時に存在させるリハビリテーション支援装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、前記３次元仮想空間内において前記目標オブジェクトを上下方向に移動させ、
前記認知負荷制御部は、前記３次元仮想空間内において少なくとも２個の前記目標オブジェクトを左右方向に異なる位置に発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える請求項２に記載のリハビリテーション支援装置。
【請求項４】
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援装置であって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出部と、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御部と、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知部と、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御部と、
を備え、
前記認知負荷制御部は、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、前記ディスプレイに表示させる前記目標オブジェクト以外の背景画像の少なくとも一部を時間と共に変化させるリハビリテーション支援装置。
【請求項５】
前記リハビリテーション動作により、前記目標オブジェクトが表わす３次元的な目標位置に対して、前記アバターオブジェクトがタイミング良く到達したか否か、および前記所定時間によって、前記ユーザの認知能力を評価する評価部をさらに備えた請求項１乃至４のいずれか１に記載のリハビリテーション支援装置。
【請求項６】
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援方法であって、
検出部が、ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
表示制御部が、検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
報知部が、前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
認知負荷制御部が、前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
を備え、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える前記認知的な負荷を制御するため、前記所定時間を変更可能であるリハビリテーション支援方法。
【請求項７】
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援方法であって、
検出部が、ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
表示制御部が、検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
報知部が、前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
認知負荷制御部が、前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
を備え、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、少なくとも２個の前記目標オブジェクトを前記３次元仮想空間内に同時に存在させるリハビリテーション支援方法。
【請求項８】
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援方法であって、
検出部が、ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
表示制御部が、検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
報知部が、前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
認知負荷制御部が、前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
を備え、
前記認知負荷制御ステップは、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、前記ディスプレイに表示させる前記目標オブジェクト以外の背景画像の少なくとも一部を時間と共に変化させるリハビリテーション支援方法。
【請求項９】
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援プログラムであって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える前記認知的な負荷を制御するため、前記所定時間を変更可能であるリハビリテーション支援プログラム。
【請求項１０】
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援プログラムであって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、少なくとも２個の前記目標オブジェクトを前記３次元仮想空間内に同時に存在させるリハビリテーション支援プログラム。
【請求項１１】
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援プログラムであって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、前記ディスプレイに表示させる前記目標オブジェクト以外の背景画像の少なくとも一部を時間と共に変化させるリハビリテーション支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リハビリテーション支援装置、その方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、リハビリテーションを支援するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2015-228957号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載の技術では、リハビリテーションにおいて、ユーザの認知機能に与える負荷を制御することができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援装置であって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出部と、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御部と、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知部と、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御部と、
を備え、
前記認知負荷制御部は、前記ユーザに与える前記認知的な負荷を制御するため、前記所定時間を変更可能である。
上記目的を達成するため、本発明に係る他の装置は、
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援装置であって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出部と、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御部と、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知部と、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御部と、
を備え、
前記認知負荷制御部は、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、少なくとも２個の前記目標オブジェクトを前記３次元仮想空間内に同時に存在させるリハビリテーション支援装置である。
上記目的を達成するため、本発明に係る更に他の装置は、
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援装置であって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出部と、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御部と、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知部と、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御部と、
を備え、
前記認知負荷制御部は、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、前記ディスプレイに表示させる前記目標オブジェクト以外の背景画像の少なくとも一部を時間と共に変化させるリハビリテーション支援装置である。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援方法であって、
検出部が、ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
表示制御部が、検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
報知部が、前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
認知負荷制御部が、前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
を備え、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える前記認知的な負荷を制御するため、前記所定時間を変更可能である。
上記目的を達成するため、本発明に係る他の方法は、
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援方法であって、
検出部が、ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
表示制御部が、検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
報知部が、前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
認知負荷制御部が、前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
を備え、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、少なくとも２個の前記目標オブジェクトを前記３次元仮想空間内に同時に存在させる。
上記目的を達成するため、本発明に係る更に他の方法は、
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援方法であって、
検出部が、ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
表示制御部が、検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
報知部が、前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
認知負荷制御部が、前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
を備え、
前記認知負荷制御ステップは、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、前記ディスプレイに表示させる前記目標オブジェクト以外の背景画像の少なくとも一部を時間と共に変化させる。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援プログラムであって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える前記認知的な負荷を制御するため、前記所定時間を変更可能であるリハビリテーション支援プログラムである。
上記目的を達成するため、本発明に係る他のプログラムは、
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援プログラムであって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、少なくとも２個の前記目標オブジェクトを前記３次元仮想空間内に同時に存在させるリハビリテーション支援プログラムである。
上記目的を達成するため、本発明に係る更に他のプログラムは、
認知機能障害または高次脳機能障害を回復させるためのリハビリテーション支援プログラムであって、
ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出ステップと、
検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御ステップと、
前記目標オブジェクトの前記３次元仮想空間内での発生位置を報知する報知ステップと、
前記発生位置を報知してから所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記認知負荷制御ステップでは、前記ユーザに与える認知的な負荷を制御するため、前記ディスプレイに表示させる前記目標オブジェクト以外の背景画像の少なくとも一部を時間と共に変化させるリハビリテーション支援プログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、リハビリテーションにおいて、ユーザの認知機能に与える負荷を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係るリハビリテーション支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】第２実施形態に係るリハビリテーション支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２Ｂ】第２実施形態に係るリハビリテーション支援装置のタスクデータベースを表す図である。
【図３】第２実施形態に係るリハビリテーション支援装置の表示画面例を示す図である。
【図４】第２実施形態に係るリハビリテーション支援装置の表示画面例を示す図である。
【図５】第２実施形態に係るリハビリテーション支援装置の表示画面例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としてのリハビリテーション支援装置１００について、図１を用いて説明する。
【００１３】
リハビリテーション支援装置１００は、検出部１０１と、表示制御部１０２と、報知部１０３と、認知負荷制御部１０４とを備える。
【００１４】
検出部１０１は、ヘッドマウントディスプレイ１２０を装着したユーザ１３０の頭の向きおよび３次元的なリハビリテーション動作を検出する。
【００１５】
表示制御部１０２は、検出したリハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクト１５１とユーザ１３０に視認させる目標オブジェクト１５２とを３次元仮想空間１５０内に生成する。そして、検出部１０１で検出したユーザ１３０の頭の向きに応じて、ヘッドマウントディスプレイ１２０に表示させる。
【００１６】
報知部１０３は、目標オブジェクト１５２の発生を報知する。例えば、図１では、報知画像１５３として、目標オブジェクト１２２の発生位置を報知するためのレーダスクリーン画像を表示する。レーダスクリーン画像は、目標オブジェクト１５２の位置が、仮想空間内の基準方向（ここでは椅子にまっすぐに腰掛けたユーザの正面方向となるように初期設定されている）に対して、相対的にどちらの方向であるかを示す。レーダスクリーン画像は、さらに、ユーザ１３０の頭の向きが、基準方向に対して相対的にどちらの方向であるかを示す。
【００１７】
認知負荷制御部１０４は、目標オブジェクト１５２の発生の報知のタイミングから、所定時間経過後に目標オブジェクト１５２を発生させることにより、ユーザ１３０に対して認知的な負荷を与える。
【００１８】
以上、本実施形態によれば、ユーザは、目標オブジェクトが発生することを報知されてから、実際に目標オブジェクトが発生するまでの時間、自分が行なうべきリハビリテーション動作を継続的に記憶保持しなければならず、ユーザに対して脳が情報処理すべき認知負荷を定量的に調整、コントロールして与えることが可能になる。例えば、報知画像や報知音声に含まれる情報の種類や数、大きさ、空間的な広がりや位置、量等を調整することで、記憶保持すべき情報の複雑性がより増した認知負荷を与えることも可能である。
【００１９】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るリハビリテーション支援システム２００について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るリハビリテーション支援システム２００の構成を説明するための図である。
【００２０】
図２に示すように、リハビリテーション支援システム２００は、リハビリテーション支援装置２１０と、２つのベースステーション２３１、２３２と、ヘッドマウントディスプレイ２３３と、２つのコントローラ２３４、２３５とを備える。ユーザ２２０は、椅子２２１に座りながら、ヘッドマウントディスプレイ２３３の表示に合わせて、上半身をねじったり、手を伸ばしたりすることでリハビリテーション動作を行なう。本実施形態では、椅子に座って行なうリハビリテーションを前提に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、立って行なっても、歩きながら行っても、あるいは走りながら、またはその他特定の動作を行いながら行ってもよい。また、コントローラは足や体幹等、手以外の体の部位に保持、装着してもよい。
【００２１】
２つのベースステーション２３１、２３２は、ヘッドマウントディスプレイ２３３の動きおよびコントローラ２３４、２３５の動きを検知して、リハビリテーション支援装置２１０に送る。リハビリテーション支援装置２１０は、ユーザ２２０のリハビリテーション動作を評価しつつ、ヘッドマウントディスプレイ２３３の表示制御を行なう。なお、ヘッドマウントディスプレイ２３３としては、非透過タイプでも、ビデオシースルータイプでも、オプティカルシースルータイプでも構わない。本実施形態ではＶＲ（Virtual Reality）の仮想空間をユーザに提示するが、ＡＲ（Augmented Reality:拡張現実）のように、現実空間と仮想空間とを重畳表示してもよいし、ＭＲ（Mixed Reality:複合現実）のように、仮想空間に現実情報を反映させてもよい。
【００２２】
本実施形態では、ユーザの手や頭の位置または動作を検出するためのセンサの一例として、ユーザ２２０が手に持つコントローラ２３４、２３５や、ベースステーション２３１、２３２を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。ユーザの手の位置または動作を画像認識処理により検出するためのカメラ（深度センサを含む）や、温度によりユーザの手の位置を検出するためのセンサや、ユーザの腕に装着させる腕時計型のウェアラブル端末などや、モーションキャプチャなども、本発明に適用可能である。
【００２３】
リハビリテーション支援装置２１０は、動作検出部２１１と表示制御部２１２、２１３と評価部２１４と更新部２１５、タスクセットデータベース２１６と操作部２１７とを備える。
【００２４】
動作検出部２１１は、ユーザ２２０が手に持つコントローラ２３４、２３５の位置をベースステーション２３１、２３２を介して取得し、ユーザ２２０の手の位置の変化によりユーザ２２０のリハビリテーション動作を検出する。
【００２５】
表示制御部２１２は、検出したリハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクト２４１と、リハビリテーション動作の目標を示す目標オブジェクト２４２と、を仮想空間内に生成する。そして、それらのアバターオブジェクト２４１および目標オブジェクト２４２の画像を、動作検出部２１１が検出したヘッドマウントディスプレイ２３３の向きおよび位置に応じて、表示画面２４０に表示させる。アバターオブジェクト２４１および目標オブジェクト２４２の画像は、背景画像２４３に重畳表示される。ここでは、アバターオブジェクト２４１は、コントローラ２３４、２３５と同じ形状をしているがこれに限定されるものではなく、さらに左右で大きさや形状、色を変えたりしてもよい。アバターオブジェクト２４１は、コントローラ２３４、２３５の動きに合わせて表示画面２４０中を動く。コントローラ２３４、２３５には１つ以上のボタンが用意されており、ボタンを操作することにより各種設定などを行うことができるように構成されている。背景画像２４３は、地平線２４４と、地表面画像２４５とを含んだ仮想空間から切り出したものである。
【００２６】
表示制御部２１２は、目標オブジェクト２４２を、ユーザ２２０の頭上方向から下方に向けて降下してきているように、表示位置および大きさを徐々に変えて表示する。ユーザ２２０は、コントローラ２３４、２３５を動かして、画面中のアバターオブジェクト２４１を、目標オブジェクト２４２に近づける。なお、目標オブジェクトの移動方向は例えば床面方向から頭上方向へ上昇していくように表示させてもよく、上下方向の動きに加えて奥行き方向の移動を伴ってもよい。
【００２７】
アバターオブジェクト２４１に含まれるセンサオブジェクト（ここでは不図示）と目標オブジェクト２４２との最短距離が所定範囲内になると、目標達成となり、目標オブジェクト２４２は消滅する。このとき、アバターオブジェクト２４１に含まれるセンサオブジェクトと目標オブジェクト２４２との最短距離が第１閾値以下になれば目標の完全達成として「あっぱれ」と表示すると同時に対応する音声を出力してフィードバックする。同時にコントローラ２３４，２３５を振動させてもよい。
【００２８】
一方、アバターオブジェクト２４１に含まれるセンサオブジェクトと目標オブジェクト２４２との最短距離が第１閾値以上第２閾値以下であれば、目標の達成として「おみごと」と表示すると同時に対応する音声を出力してフィードバックする。同時にコントローラ２３４，２３５を振動させてもよい。
【００２９】
このようにコントローラ２３４、２３５を動かすユーザ２２０の動作がリハビリテーション動作であり、ユーザ２２０が行なうべき１回のリハビリテーション動作を促す目標オブジェクトの表示をタスクと呼ぶ。１つのタスクを表わす情報（タスクデータ）として、目標オブジェクトの出現方向、形状、出現位置（ユーザからの距離）、出現間隔（時間間隔）、落下または上昇等の移動速度、大きさ、色、左右どちらのコントローラで取得すべきか、同時に出現する目標オブジェクトの数、センサオブジェクトの大きさなどが含まれる。
【００３０】
すなわち、表示制御部２１２は、タスクデータに応じてユーザ２２０から目標オブジェクト２４２の落下位置までの奥行き方向の距離を変更（例えば３段階）することもできる。例えば、ユーザ２２０の直ぐそばに落下させたり、ユーザ２２０が大きく前のめりにならないと届かない位置に落下させたり、と変更することができる。これにより、ユーザに与える運動負荷を制御することができる。
【００３１】
表示制御部２１３は、レーダスクリーン画像２５０をヘッドマウントディスプレイ２３３の表示画面２４０に表示させる。レーダスクリーン画像２５０は、目標オブジェクト１５２の発生を報知するための報知画像である。レーダスクリーン画像２５０は、発生する目標オブジェクト２４２の位置が、仮想空間内の基準方向（ここでは椅子にまっすぐに腰掛けたユーザの正面方向となるように初期設定されている）に対して、相対的にどちらの方向であるかを報知する。レーダスクリーン画像２５０は、さらに、発生する目標オブジェクト２４２の位置が、ユーザ２２０からどの程度離れているかも報知する。なお、報知画像はレーダースクリーン画像に限定されず、文字や矢印、記号やイラスト、光や色の種類、強弱、点滅等によって報知されてもよい。また、報知方法は画像に限定されず、音声、振動または音声、振動、画像のいずれかの組み合わせによって行われてもよい。
【００３２】
表示制御部２１３は、ユーザ２２０の頭の向きにかかわらず、レーダスクリーン画像２５０をヘッドマウントディスプレイ２３３の表示画面２４０の中央部分（例えば−５０度〜５０度の範囲内）に表示させる。ただし表示部分は中央に限定されず、例えば画面の四隅や上端、下端、左端、右端の任意の場所でも構わない。
【００３３】
レーダスクリーン画像２５０は、上方から見たユーザの頭を表わす頭画像２５１と、頭画像２５１の周囲を複数のブロックに分割したブロック画像２５２と、ユーザの視野領域を示す視野領域画像としての扇型画像２５３と、を含む。目標オブジェクトの位置を示す目標位置画像は、ブロック画像２５２のどのブロックが着色または点滅、点灯されるかによって示される。これにより、ユーザ２２０は、自分が向いている方向に対して左側に目標オブジェクトがあるのか、右側に目標オブジェクトがあるのかを、知ることができる。なお、本実施形態では、ブロック画像２５２が固定されて、扇型画像２５３が動く構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、扇型画像２５３や頭画像２５１を固定しつつ、ブロック画像２５２を頭の向きに応じて動かしてもよい。具体的には頭が左に向けば、ブロック画像２５２が右に回転する構成でもよい。
【００３４】
評価部２１４は、ユーザ２２０が達成したタスクの量および質に応じて、ユーザのリハビリテーション動作を評価し、ポイントを加算する。ここで達成したタスクの質とは、「あっぱれ」か「おみごと」か、つまり、どこまで目標オブジェクトにアバターオブジェクトを近づけることができたかに依存する。評価部２１４は、達成したタスクに対して、それぞれ、異なるポイント（遠いオブジェクトには高いポイント、近いオブジェクトには低いポイント）を付与する。
【００３５】
更新部２１５は、積算されたポイントに応じて、目標課題を更新する。例えば、課題達成率（目標達成数／課題数）などを用いて目標課題を更新してもよい。
【００３６】
タスクセットデータベース２１６は、複数のタスクのセットを格納している。タスクセットデータベース２１６は、そのような複数のタスクをどのような順番でユーザに提供するかを決めるタスクセットを格納している。
【００３７】
例えば、病院毎のテンプレートとしてタスクセットを格納してもよいし、実行したタスクセットの履歴をユーザごとに格納してもよい。リハビリテーション支援装置２１０は、インターネットを介して他のリハビリテーション支援装置と通信可能に構成されていてもよく、その場合、１つのタスクセットを、同じユーザが複数の場所で実行することもできるし、様々なテンプレートを離れた複数のユーザ同士で共有することもできる。
【００３８】
操作部２１７は、表示制御部２１２および表示制御部２１３での表示制御を操作するために設けられている。
【００３９】
認知負荷制御部２１８は、目標オブジェクト２４２の発生を報知したタイミングから、所定時間経過後に目標オブジェクト２４２を発生させることにより、ユーザ２２０に対して認知的な負荷を与える。つまり、ユーザは、目標オブジェクトが発生することを知ってから、実際に目標オブジェクトが発生するまでの時間、自分が行なうべき動作を継続的に記憶保持しなければならず、この「記憶の要求」が、ユーザにとっての認知負荷となる。認知負荷制御部２１８は、目標オブジェクト２４２の発生を報知したタイミングから、目標オブジェクト１５２を発生させるタイミングまでの所定時間を変更することにより、認知的な負荷を制御してもよい。
【００４０】
またさらに、認知負荷制御部２１８は、「目標オブジェクト１５２を発生させるタイミングまで」ではなく、「目標オブジェクト１５２がユーザ２２０の届く範囲に接近するまで」の時間を変更することにより、認知的な負荷を制御してもよい。
【００４１】
認知負荷制御部２１８は、目標オブジェクト２４２以外の背景画像２４３をヘッドマウントディスプレイ２３３に表示させることにより、ユーザ２２０に対して認知的な負荷を与えてもよい。
【００４２】
図２Ｂは、タスクセットデータベース２１６に記憶されたタスクテーブル２６０を示す図である。タスクテーブル２６０には、タスクＩＤに紐付けて、時間（タスクの発生タイミング）２２１、タスク間隔２２２、タスク位置２２３、タスク角度２２４、タスク距離（強度）２２５が記憶されている。さらにタスクテーブル２６０には、タスクＩＤに紐付けて、目標オブジェクトのスピード２２６、パーフェクト判定（あっぱれ評価）の基準２２７、グッド判定（おみごと評価）の基準２２８、センサオブジェクトの大きさ２２９などが記憶されている。これらに加えて、タスクごとに、タスク発生報知からタスク発生までのディレイタイム（所定時間）を設定してもよい。
【００４３】
図３〜図５は、本実施形態にかかる表示画面２４０における表示の一例を示す図である。図３、図４では、畑を表す背景画像３０１において、目標オブジェクト出現のトリガーとなるトリガーオブジェクト３０２として、農家を表す人の画像が表示されている。つまり、表示制御部２１３は、目標オブジェクト１５２の発生を報知するための報知画像として、トリガーオブジェクト３０２を表示する。
【００４４】
トリガーオブジェクト３０２が、芋の形をした目標オブジェクト３０３を上方に投げてから所定時間後に、図４のように画面上から大きな芋の形をした目標オブジェクト４０３が出現する。落下してきた目標オブジェクト４０３を、ザルの形をしたアバターオブジェクト４０２を動かして受け止めることで、タスク達成となる。左右のアバターオブジェクト４０２は、コントローラ２３４、２３５の動きに連動して画面上を移動する。
【００４５】
認知負荷制御部２１８は、トリガーオブジェクト３０２が目標オブジェクト３０３を上方に投げて、目標オブジェクト３０３の発生を報知したタイミングから、所定時間経過後に目標オブジェクト４０３を発生させることにより、ユーザ２２０に対して認知的な負荷を与える。なお、トリガーオブジェクト３０２の動きと連動させて、レーダーチャート型の報知画像でも同様のタイミングで目標オブジェクトの発生を報知したり、音声による報知を組み合わせたりしてもよい。
【００４６】
このように、認知負荷制御部２１８は、図２のような地平線のみの背景ではなく、図３、図４のような、情報量の多い背景画像を表示することで、ユーザに対して認知的な負荷を与える。つまり、目標オブジェクト４０１が出現したことおよび目標オブジェクト４０１が落下してくるであろう位置の記憶を困難にさせて、より実生活で必要な認知負荷に近い負荷をリハビリテーションのユーザに与える。
【００４７】
特に認知負荷制御部２１８は、背景画像３０１の少なくとも一部を時間と共に変化させることにより、ユーザ２２０に対して認知的な負荷を与える。図３の例では、例えば、背景画像３０１の中で、雲３０４を移動させたり、草木３０５を揺らしたり、あるいは、目標オブジェクトと関係のない動物（不図示）を登場させたりしてもよい。これにより、ユーザ２２０に対して、目標オブジェクト３０３に対する集中を妨げて、より目標オブジェクト３０３が落下してくるであろう位置の記憶を困難にさせることができる。より専門的には、背景画像にタスクとは無関係の情報を表示することにより、目標オブジェクトに集中し難い環境を用意し、注意障害（より具体的には選択性注意障害、配分性注意障害、転換性注意障害、持続性注意障害）を意図的に惹起することで記憶を困難にさせて、認知負荷をコントロールしていると言える。
【００４８】
図５は、本実施形態にかかる表示画面２４０における表示の他の例を示す図である。図５では、森のような背景画像５０１中に、猿を表したトリガーオブジェクト５０２と、りんごを表した目標オブジェクト５０３とが表示されている。猿を表したトリガーオブジェクト５０２が、りんごを表した目標オブジェクト５０３を木から落として、ユーザに近づいてきた目標オブジェクト５０３を、ザルを表したアバターオブジェクト５０４を動かして受け止めることでタスク達成となる。ここでも、認知負荷制御部２１８は、トリガーオブジェクト５０２が木を揺らして、目標オブジェクト５０３の発生を報知したタイミングから、所定時間経過後に目標オブジェクト５０３の落下を開始させることにより、注意障害を惹起しながらユーザ２２０に対して認知的な負荷を与える。
【００４９】
さらに、認知負荷制御部２１８は、少なくとも２個の目標オブジェクト５０３を３次元仮想空間内に同時に存在させて、表示画面２４０に表示させることにより、ユーザ２２０に対してより認知的に強い負荷を与えることができる。言い換えれば、認知負荷制御部２１８は、３次元仮想空間内において少なくとも２個の目標オブジェクト５０３を左右方向に異なる位置に発生させる。つまり、ユーザ２２０は、トリガーオブジェクト５０２がどの位置で木を揺らしたかを、複数箇所について記憶しておかなければならないため、認知的により強い負荷を与えたことになる。
【００５０】
特に、目標オブジェクト５０３の移動方向（図５では落下方向）に対して異なる方向（図５では左右方向）の複数の位置に少なくとも２個の目標オブジェクト５０３を発生させたので、より一層の認知負荷を与えることができる。つまり、ユーザ２２０は上下方向の移動と、左右方向の発生位置の違いと、さらには奥行方向の落下位置の違いも考慮してコントローラ２３４，２３５を移動させなければならず、空間認知能力も試されていることになる。このように、タスクの所定時間の変更に加えて、トリガーオブジェクトを含む報知画像や報知音声に含まれる情報の種類や数、大きさ、空間的な広がりや位置、量等を調整することで、記憶保持すべき情報の複雑性、すなわちユーザに対して脳が情報処理すべき認知負荷を定量的に調整、コントロールすることが可能となる。
【００５１】
評価部２１４は、目標オブジェクトが表わす３次元的な目標位置に対して、アバターオブジェクトがタイミング良く到達したか否か、および、目標オブジェクトの発生報知から発生までの時間間隔と数、および背景画像の注意障害の程度等によって、ユーザの認知能力を評価する。
【００５２】
以上、本実施形態によれば、リハビリテーションにおいて、ユーザの認知機能に与える負荷を効果的に制御することができる。具体的には、ユーザは、何かを記憶しなさいと言われて記憶するのではなく、ボールや芋やりんごを受け取るという、非常にハードルの低い課題の中で、ごく自然に記憶力および認知処理能力を試されることになるため、心理的な負担が小さくリハビリテーションに対する拒否や拒絶反応、失敗に伴う抑うつ反応が生じにくい。本実施形態にかかるリハビリテーション動作によって、運動能力とともに記憶力や認知処理能力、空間認知能力、注意機能（障害）を含むいわゆる認知機能や高次脳機能（障害）を回復させ、日常生活を快適に送ることができるように導くことができる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、ヘッドマウントディスプレイを用いたが、眼鏡型のディスプレイであればよい。また、ヘッドマウントディスプレイの代わりに、ホログラムや、大きなテレビ型のディスプレイをユーザ周辺に配置して、ユーザにリハビリテーション動作を促してもよい。
【００５４】
［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の技術的範囲で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５５】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に供給され、内蔵されたプロセッサによって実行される場合にも適用可能である。本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるサーバも、プログラムを実行するプロセッサも本発明の技術的範囲に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の技術的範囲に含まれる。
【要約】
【課題】リハビリテーションにおいて、ユーザの認知機能に与える負荷を制御すること。
【解決手段】ユーザの３次元的なリハビリテーション動作を検出する検出部と、検出した前記リハビリテーション動作に応じて動くアバターオブジェクトと前記ユーザに視認させる目標オブジェクトとを３次元仮想空間内に生成し、ディスプレイに表示させる表示制御部と、前記目標オブジェクトの発生を報知する報知部と、前記目標オブジェクトの発生の報知から、所定時間経過後に前記目標オブジェクトを発生させることにより、前記ユーザに対して認知的な負荷を与える認知負荷制御部と、を備えたリハビリテーション支援装置。
【選択図】  図１【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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