(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４点の支持機構で支持された学習ボードと、該４点の支持機構に各々に設けられた加重検出手段と、該加重検出手段で検出された４点の加重に基づき、学習ボードの辺長をＬ、各支持点での加重をＦａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、全加重Ｗ（＝Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ＋Ｆｄ）とすると、加重の重心の位置（ｘ，ｙ）は、ｘ＝（Ｆａ−Ｆｃ）Ｌ／（２Ｗ）  ｙ＝（Ｆｄ−Ｆｂ）Ｌ／（２Ｗ）として計算し、該学習ボードに付加された加重の重心位置や全加重を計算する計算手段と、該計算手段の計算結果を時系列的に記憶する記憶手段と、計算された重心位置の動きに対応し全加重を丸の大きさで表しつつ重心位置の動きを時系列的に画像表示する表示手段とを備えたことを特徴とする技能学習装置。
【請求項２】
学習ボードの４点の支持機構は、該学習ボードの平板上の中心を原点としたＸ軸に２点、Ｙ軸に２点設けられたものであり、該４点の支持機構にＸ軸方向の力を検出するＸ軸方向力検出手段とＹ軸方向の力を検出するＹ軸方向力検出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の技能学習装置。
【請求項３】
記憶手段は、加重の重心位置や全加重の複数のデータセットを記録できる記憶手段であって、表示手段は、指定された第一のデータセットを画像表示すると同時に、指定された第二のデータセットを画像表示し、これにより第一のデータセットに記憶された技能と第二のデータセットに記憶された技能との相違を可視化できることを特徴とする請求項１または２記載の技能学習装置。
【請求項４】
表示手段は、時系列的に重心位置の動きに対応し全加重を丸の大きさで表しつつ重心位置の動きを実時間表示できると共に、指定された倍率で減速した画面表示もできることを特徴とする請求項１、２または３記載の技能学習装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、技能学習装置に係わり、特に、書道や左官などの特殊技能の学習者や特殊技能の指導者に好適な技能学習装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、書道や左官などの特殊技能の習得は、科学的かつ統一的な学習手段はなく、その分野の指導者が学習者を個別に指導し、具体的には、個別の学習者の動作や、その出来栄えを見て指導していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では、科学的かつ統一的な学習手段がないため、個別の学習者の動作や、その出来栄えを見て判断する指導者の能力に頼らざるを得ず、場合によっては学習者を納得させるような指導が難しく、効果的な指導・学習ができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、科学的かつ統一的な学習手段を提供し、書道や左官など特殊技能の指導・学習が効果的に行える技能学習装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による技能学習装置は、上記の課題を解決するために、４点の支持機構で支持された学習ボードと、該４点の支持機構に各々に設けられた加重検出手段と、該加重検出手段で検出された４点の加重に基づき、学習ボードの辺長をＬ、各支持点での加重をＦａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、全加重Ｗ（＝Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ＋Ｆｄ）とすると、加重の重心の位置（ｘ，ｙ）は、ｘ＝（Ｆａ−Ｆｃ）Ｌ／（２Ｗ）  ｙ＝（Ｆｄ−Ｆｂ）Ｌ／（２Ｗ）として計算し、該学習ボードに付加された加重の重心位置や全加重を計算する計算手段と、該計算手段の計算結果を時系列的に記憶する記憶手段と、計算された重心位置の動きに対応し全加重を丸の大きさで表しつつ重心位置の動きを時系列的に画像表示する表示手段とを備える。
【０００６】
学習ボードの４点の支持機構は、該学習ボードの平板上の中心を原点としたＸ軸に２点、Ｙ軸に２点設けられたものであり、該４点の支持機構にＸ軸方向の力を検出するＸ軸方向力検出手段とＹ軸方向の力を検出するＹ軸方向力検出手段とをさらに備えた。
【０００７】
記憶手段は、加重の重心位置や全加重の複数のデータセットを記録できる記憶手段であって、表示手段は、指定された第一のデータセットを画像表示すると同時に、指定された第二のデータセットを画像表示し、これにより第一のデータセットに記憶された技能と第二のデータセットに記憶された技能との相違を可視化できる。
【０００８】
表示手段は、時系列的に重心位置の動きに対応し全加重を丸の大きさで表しつつ重心位置の動きを実時間表示できると共に、指定された倍率で減速した画面表示もできる。
【０００９】
【発明の実施の態様】
書道や左官などの特殊技能は、基本的に、平板状の物の上に学習者が付加する（加重）と平板状の物の上での動き（方位、速度など）によって科学的かつ統一的に処理することができる。
【００１０】
本発明による技能学習装置は、４点で支持された平板な学習ボードを設け、その４点の支持機構に各々設けられた加重検出手段で４点の加重を検出し、その４点の加重に基づき学習ボードに付加された加重の重心位置や全加重を計算手段で計算し、計算結果を複数のデータセットを記録できる記憶手段の指定されたデータセット領域に時系列的に記憶する。
【００１１】
上記手順によって、指定データセット領域を変えて、学習者と指導者の特殊技能に係わるデータセットを記憶手段に記憶させることができる。
【００１２】
さらに、学習ボードの平板上の中心を原点としたＸ軸に２点、Ｙ軸に２点設けられた支持部の支持機構に、Ｘ軸方向の力を検出するＸ軸方向力検出手段とＹ軸方向の力を検出するＹ軸方向力検出手段とを備えることにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の力を検出でき、より詳細な技能データを得ることができる。
【００１３】
学習者や指導者は、例えば、指導者のデータセットを指定して、記憶手段に記憶された指導者のデータセットに基づき全加重を図形の大きさで表しつつ重心位置の動きを時系列的に画像表示すると同時に、学習者のデータセットを指定して、記憶手段に記憶された学習者のデータセットに基づき全加重を図形の大きさで表しつつ重心位置の動きを時系列的に画像表示し、これにより指導者の技能と学習者の技能との相違を可視化できる。
【００１４】
さらに、表示手段での表示を、指定した倍率に減速して画面表示することにより、指導者の技能と学習者の技能との相違を明瞭に可視化できる。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例を、以下、図によって説明する。
【００１６】
図１は、本発明による技能学習装置の学習ボードと加重検出手段を含む支持機構の実施例を示す模式図であり、平面図と断面図とを示している。上部の正方形の板が４点で支持された学習ボードであり、４点の支持機構には各々、学習ボードに対し垂直方向の加重（以下、加重という。）を検出する加重検出手段Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤが設けられ、４点の支持機構は架台に取付けられている。
【００１７】
学習ボードは、付加される加重に対し撓みなどの変形が生じないよう、充分剛なものとなっている。また、４点の支持機構は、付加される加重による学習ボードの垂直方向の変位が学習ボードの辺長に対し微少であり、伸び等の変形は無視できるように構成されている。なお、加重検出手段Ａ及びＣの取付部には各々Ｘ軸方向力検出手段（歪ゲージ）が、加重検出手段Ｂ及びＤの取付部には各々Ｙ軸方向力検出手段（歪ゲージ）が取付けられている。学習ボードが付加される加重に対し、撓みなどを全く生じない完全に剛なものであれば、歪ゲージはＸ軸方向、Ｙ軸方向に各１点で良いが、多少の撓みに対応するため、各２点に取付け、その平均値を用いている。
【００１８】
図１の平面図で、中心を原点とし、Ｘ軸、Ｙ軸を図示のように定義し、学習ボードの辺長をＬ、各支持点での加重をＦａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、全加重をＷ（＝Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ＋Ｆｄ）とすると、詳細な途中式は省略するが、加重の重心の位置（ｘ，ｙ）は次式で計算できる。
【００１９】
ｘ＝（Ｆａ−Ｆｃ）Ｌ／（２Ｗ）
ｙ＝（Ｆｄ−Ｆｂ）Ｌ／（２Ｗ）
上記の実施例では学習ボードを正方形としているが、長方形などでも良く、本発明を限定するものではない。また、支持機構、加重検出手段の取付部なども本発明を限定するものではなく、学習ボードの４点の加重を検出できるものであれば良い。
【００２０】
図２は、本発明による技能学習装置の実施例を示す処理ブロック図である。
【００２１】
加重検出手段Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤからのデータは、Ａ／Ｄ変換部でデジタル変換され、この支持点加重データに基づき計算手段であるＣＰＵは、加重の重心位置、Ｚ軸方向の力（全加重）、Ｙ軸方向の力、Ｘ軸方向の力、加重重心の移動速度などを計算する。計算結果は、記憶手段であるメモリの指定されたデータセット領域に時系列的に記憶されると共に、計算された重心位置の動きに対応し全加重（Ｚ軸方向の力）を図形の大きさ、例えば丸の大きさで表しつつ、重心位置の動きを表示手段であるディスプレイに表示する。
【００２２】
図３は、本発明による技能学習装置の計算手段の計算結果の一部を出力した例を示す図であり、Ｚ軸方向の力、Ｙ軸方向の力、Ｘ軸方向の力及び加重重心の移動速度が示されている。
【００２３】
図４〜図５は、本発明による技能学習装置の表示手段で全加重を丸の大きさで表しつつ、重心位置の動きを画像表示した実施例を示す図であり、学習ボードの上に筆で漢字の‘岡’を書いたときのものである。
【００２４】
次に、学習者と指導者の特殊技能を比較学習する方法を説明する。メモリは、複数のデータセットを記憶することができるものであり、上記手順によって、指定データセット領域を変えて、学習者と指導者の特殊技能に係わるデータセットを記憶手段に記憶させる。
【００２５】
学習者や指導者は、例えば、指導者のデータセットを指定して、メモリに記憶された指導者のデータセットに基づき全加重を図形の大きさで表しつつ重心位置の動きを時系列的に画像表示すると同時に、学習者のデータセットを指定して、メモリに記憶された学習者のデータセットに基づき全加重を図形の大きさで表しつつ重心位置の動きを時系列的に、例えば色を変えて画像表示させる。
【００２６】
これにより、指導者の技能と学習者の技能との相違を可視化できる。
【００２７】
さらに、指定した倍率に減速して画面表示することにより、指導者の技能と学習者の技能との相違を明瞭に可視化できる。
【００２８】
以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、特許請求の範囲で規定された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、その形態や細部に種々の変更がなされても良いことは明らかである。
【００２９】
例えば、ＣＰＵを含む計算機に付属するディスプレイに画像表示することに限定されず、大画面テレビなどに画像表示することで、より明瞭な可視化ができ、本発明の効果を高めることができる。
【００３０】
また、記録手段として、計算機に付属するメモリに限定されず、外部メモリ（例えばフロッピーディスク）に記録させ、外部メモリから特殊技能に係わるデータセットを読み込んで処理することにより、遠方の指導者の技能と比較しながら学習できるなど、本発明をより効果的に実施することができる。
【００３１】
さらにまた、ＣＰＵを含む計算機で処理する場合、例えば、部分的に拡大して画面表示するとか、その選択した部分の力や速度について最大値や平均値等の情報も表示するなどが可能であり、さらに効果的に本発明を実施できる。
【００３２】
さらにその上に、本発明は、書道や左官などに限らず、平板状の物の上に学習者が付加する力と平板状の物の上での動きによって科学的かつ統一的に処理することができる特殊技能であればよく、例えばスケートの練習・指導などにも有効に適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明による技能学習装置は、４点で支持された平板な学習ボードを設け、その４点の加重を検出し、学習ボードに付加された加重の重心位置や全加重を計算し、記憶し、全加重を図形の大きさで表しつつ重心位置の動きを時系列的に画像表示する。
【００３４】
学習者や指導者は、指導者の時系列的な画像表示と同時に、学習者の時系列的な画像表示ができ、指導者と学習者の技能の相違を可視化できるため、科学的かつ統一的な学習手段を提供でき、書道や左官など特殊技能の指導・学習が効果的に行える技能学習装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による技能学習装置の学習ボードと加重検出手段を含む支持機構の実施例を示す模式図である。
【図２】本発明による技能学習装置の実施例を示す処理ブロック図である。
【図３】本発明による技能学習装置の計算手段の計算結果を出力した例を示す図である。
【図４】本発明による技能学習装置の表示手段で、全加重を丸の大きさで表しつつ重心位置の動きを画像表示した実施例を示す図である。
【図５】本発明による技能学習装置の表示手段で、全加重を丸の大きさで表しつつ重心位置の動きを画像表示した実施例を示す図である。
【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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