(57)【要約】  本発明は、使用者の姿勢及び歩行を分析及び定量化するシステムであって、それぞれに電子ボックス１００，１０１，１０２が設けられたソール１１，１２のペア１０を含み、各ボックスは、慣性プラットフォーム、データ処理モジュール１２０，１２１，１２２、データ記憶モジュール１３０，１３１，１３２、通信手段１４０，１４１，１４２、電源１５０を含むシステムに関する。
2020536702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の姿勢及び歩行を分析及び定量化するシステムであって、ソールのペア（１０）に組み込まれるように適合された２つの電子ボックス（１００，１０１，１０２）を含み、第１ボックスは第１ソールに組み込まれるように適合され、第２ボックスは第２ソールに組み込まれるように適合されており、
各ボックスは、
−前記ソールのペア（１０）の使用者の前記姿勢、活動又は歩行に関するデータのセットを生成するように構成された慣性プラットフォーム（１１０，１１１，１１２）と、
−前記収集されたデータのセットを所定のアルゴリズムに従って前処理し、前記ソールのペアの使用者の前記姿勢、活動又は歩行に関する情報を生成するように構成されたデータ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）と、
−前記処理モジュールによって生成された前記情報を記憶するように構成されたデータ記憶モジュール（１３０，１３１，１３２）と、
−少なくとも１つの前記ソールの電子ボックスが、前記使用者に関して生成された前記情報を外部端末（２０）及び／又は他のソールの他のボックスに送信するように適合されるように、構成された通信手段（１４０，１４１，１４２）と、
−電源（１５０）と
を含む、システム。
【請求項２】
前記ボックスは、第１ボックスの前記慣性プラットフォーム（１１１）によって生成された生データが前記第１ボックス（１０１）の前記データ処理モジュールによる第１処理ステップを経て、その次に、前記処理されたデータが、前記第２ボックス（１０２）に転送され、前記第２ボックスにおいて前記第２ボックスの前記データ処理モジュールによってさらに処理されるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ボックスは、第１ボックス（１０１）の前記慣性プラットフォーム（１１１）によって生成された生データが、前記第２ボックス（１０２）に転送され、前記第２ボックスにおいて前記第２ボックス（１０２）の前記データ処理モジュールによって処理されるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２ボックスに含まれる前記データ処理モジュールは、前記それぞれのボックスの前記慣性プラットフォームによって生成された生データを所定のパターンと比較し、前記所定のパターンとの前記生データの類似性値を生成するように構成されており、
前記所定のパターンは、所定の動きのカテゴリに対応しており、
前記処理モジュールの１つは、前記第１ボックスの前記類似性値及び前記第２ボックスの前記類似性値から、一定期間にわたって生成された前記生データを表す動きのカテゴリを選択するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記慣性プラットフォーム（１１０，１１１，１１２）は、少なくとも１つの加速度計及び少なくとも１つのジャイロスコープを含むとともに、更なるセンサー、特に磁力計、気圧計及び高度計が追加可能である、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ボックス（１００，１０１，１０２）のそれぞれは、電子基板（１７０）及び電源（１５０）に加えて、ＧＰＳ及び／又はすべてのタイプのセンサー、特に生理学的センサー、圧力センサー、温度センサー、又は前記ソールに配置された任意の空調システムにも接続され得る、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ボックス（１００，１０１，１０２）のそれぞれは、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＡＮＴ＋タイプの短波又は高周波信号を用いて、前記第２ボックスと通信するか、及び／又は前記外部端末（２０）と直接通信することができるように設計されている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
各電子ボックスは、少なくとも１つのサポートパッド（１０４）、好ましくは少なくとも２つのサポートパッド（１０４）を含んでいる、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
各電子ボックス（１００，１０１，１０２）の重量は２０グラム未満である、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
各電子ボックス（１００，１０１，１０２）の厚さは７ｍｍ以下である、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
各電子ボックス（１００，１０１，１０２）の最大面の表面積は１０ｃｍ2以下である、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
各電子ボックス（１００，１０１，１０２）は、外側ケーシング（１０３）を含み、前記外側ケーシングは、基本的に、１Ｈｚの周波数での１０００Ｎの少なくとも１００，０００回の衝撃、又は２．６Ｈｚの周波数での３０００Ｎの１００，０００回の衝撃に対応する高い機械的応力に耐えることを可能とする熱可塑性材料でできており、前記ボックスは、さらに、少なくともＩＰ５６のレベルでほこり及び湿気に抵抗力を有する、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記外部端末を介して、１つまたは複数のＡｎｄｒｏｉｄ、ＩＯＳ又は安全なデータ共有を有する他のアプリケーションを前記使用者と関連付ける、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電子ボックス（１００，１０１，１０２）の前記電源（１５０）は、
前記ソールと同一平面にあるコネクタ付きの充電器によるか、
例えば歩行から電気エネルギーを供給することができる圧電デバイス等のソールに組み込まれた機械的再充電デバイスによるか、
例えば誘導等の非接触装置によるか、又は
光起電装置による、
様々なテクノロジーを使用して再充電することができる再充電可能なバッテリであり得る、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
ソールのペア（１０）に組み込まれた２つの電子ボックス（１００，１０１，１０２）を含むシステム内で実施可能な使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）であって、第１ボックス（１０１）は第１ソールに組み込まれており、第２ボックス（１０２）は同じソールのペアの第２ソールに組み込まれており、各ボックスは、慣性プラットフォーム（１１０，１１１，１１２）、データ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）、前記処理モジュールによって生成された情報を記憶するように構成されたデータ記憶モジュール（１３０，１３１，１３２）、通信手段（１４０，１４１，１４２）及び電源（１５０）を含み、
前記方法は、
−前記第１及び第２ボックスに含まれている慣性プラットフォームによって生データを生成するステップ（２３０）であって、前記生データが、一定期間生成されるとともに、使用者の歩行の関数である、ステップ（２３０）と、
−前記第１及び第２ボックスに含まれている前記データ処理モジュールによって前記生データを前処理するステップ（２４０）であって、前記生データを所定のパターンと比較すること、及び前記所定のパターンとの前記生データの類似性値を生成することを含み、前記所定のパターンが所定の動きのカテゴリに対応している、ステップ（２４０）と、
−通信モジュールによって、前記第２ボックスから前記第１ボックスに類似性値を送信することを含む、前記第１及び第２ボックス間で通信するステップ（２５０）と、
−前記第１ボックスの前記類似性値及び前記第２ボックスの前記類似性値から、一定期間にわたって生成された前記生データを表す動きのカテゴリを前記第１ボックスによって選択するステップ（２６０）と
を含む、方法（２００）。
【請求項１６】
前記選択された動きのカテゴリに関連付けられたカウンタをインクリメントし、前記カウンタの新しい値を記憶するステップをさらに含む、請求項１５に記載の使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）。
【請求項１７】
前記前処理するステップ（２４０）は、前記第１及び第２ボックスによって歩行パラメータの予備値を計算するサブステップ（２４２）を含む、請求項１５又は請求項１６に記載の使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）。
【請求項１８】
保持される歩行パラメータの予備値を選択するために、前記第２及び第１ボックスの歩行パラメータの前記予備値を処理するステップ（２７０）を含む、請求項１７に記載の使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）。
【請求項１９】
使用者の歩行の複数の所定のパターンを定義することを含む事前学習ステップ（２１０）を含む、請求項１５から請求項１８までのいずれか１項に記載の使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シューズの分野、又はより一般的には履物の分野に関する。本発明は、より詳細には、接続されたシューソール（靴底）用の電子ボックスに関する。
【０００２】
より正確には、同じペアの２つのシューソールのそれぞれに１つずつ配置された２つのボックスで構成され、使用者の運動、歩行パターン、姿勢若しくはバランス、又は非常に一般的には使用者の歩行、ランニング若しくは活動に関する情報を収集して使用するように設計された生体力学的データ測定システムである。
【背景技術】
【０００３】
シューズは、リラクゼーション、フォーマル、スポーツ、医療、プロフェッショナル、又は単にレクリエーション用に使用され得る。１つのシューズは、主に、一方では、足裏を保護し、踵の近くの後部で多少持ち上がる下部のソールと、他方では、足を包み込む上部のアッパーとで構成される。それは、足首に限定することも、ハイシューズにすることもできる。ソールは、２つの部分で製作され得る。使用者の足と直接接触する上部ソール層、及び地面又はより一般的には外部環境と直接接触する下部ソール層である。１つのシューズは、取り外し可能なインソールを含み得る。この特定の場合において、このソールはまた、少なくとも１つの上部ソール層及び１つの下部ソール層からなる。
【０００４】
ソールは、それらがインソールでもアウトソールでもシューズ全体でも、基本的に足を地面から保護するという本来の役割を果す。それらの形状は、ファッションとその変化によって変わり、多数の副産物及び機能の余地を作る。それにもかかわらず、ここ数年の間、新しい情報技術が新しいニーズを伴い、履物の世界がこのムーブメントの一部となっている。エレクトロニクスの発達により、幅広い機能を備えた、いわゆるコネクテッドソール及びシューズが登場した。
【０００５】
接続されたソール又はシューズの中には、複数の機能を実行するために異なるシステムが存在する。いくつかのシステムは、単一の接続されたシューズ又はソールを使用して実装される。例えば、下記の特許文献１，２はそれぞれ、使用者が異なる変数（移動距離、使用時間、消費カロリー・・・）を制御して、使用者のスポーツパフォーマンスを監視及び改善できるように設計されたインテリジェントシューズについて説明している。このデバイスは、単一のボックスをベースとしており、ジャイロスコープを使用せずに加速度計のみを使用し、歩行パターン又は姿勢を検出しない。これらのシステムでは、使用者の歩行の細かな分析を提供したり、品質のデータを生成したりすることができない。
【０００６】
同じペアの２つの接続されたシューズ又はソールに配置されたセンサーを実装する他のシステムが作られている。これらのシステムでは、センサーがシューズ又はソールに分散されていることが多く、一方で使用者の快適性を損ない、他方で履物の製造に関連する大幅な追加コストにつながる。
例えば、下記の特許文献３は、歩数を数え、歩数計及び加速度計を用いてランニングと通常のウォーキングとを区別するための使用者用の装置について説明している。しかしながら、このデバイスは、速度以外のパラメータに関する情報を提供しない。また、この装置は、１つの歩数計及び１つの加速度計のみを含んでおり、高度な歩行パラメータ値を生成することができない。
別の例では、下記の特許文献４は、圧力センサー及び加速度計を備え、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して接続されたスマートフォンに、実行した歩数、又は歩行中の足の位置等の着用者の身体活動に関する統計データを配信することができるシューズを提案している。
下記の特許文献５について、同文献は、人の歩行を研究するためのセンサーを備える接続されたソールデバイスについて説明している。このデバイスは、加速度計及びジャイロスコープを備えており、生体力学データを収集する。このデータは、２つのソール間で交換され、端末に送信される。しかしながら、このデバイスの様々なコンポーネント、特にデータの大部分を収集する圧力センサーは、ソール全体に散在している。
【０００７】
また、ソールに分散された多数のセンサー（例えば圧力センサー等）の存在に基づくこれらのデバイスは、耐用年数が短く、しばしばこれらのソールの使用を制限する可能性のある比較的高い厚さを有している。また、一般に計算はリアルタイムで実行されないため、データ及びエネルギーの蓄積要件が高くなる。
【０００８】
姿勢を特定すると思われる圧力センサーを使用するソールがあるが、これらの技術的な解決策はこれまでのところ、市場性のある効果的な製品をもたらしていない。
【０００９】
従って、コンパクトで、自律的であり、耐久性がある一方で、歩行を細かく分析するために生の品質データを生成するのに十分なセンサーを収集できる２つの接続されたシューズ又はソールを備えた新しいシステムが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許第１９７０６７１号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１１／１５７８７０号
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１７／０２４１７９７号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１７／０１８８９５０号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１７／３０３８２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来技術の欠点を克服することを目的とする。特に、本発明は、使用者が、特に使用者の接続されたソールのそれぞれに設置された電子ボックスを通じて、使用者の足の正確な姿勢、より一般的には使用者の歩行又は活動に関する情報にアクセスできるようにすることを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、コンパクトで、耐久性があり、高度に自律的であり、好ましくは最小のエネルギーを消費するデータ処理を実行するように構成されている、歩行を定量化するための解決策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】
【００１３】
従って、この目的のために、本発明は、使用者の姿勢及び歩行を分析及び定量化するシステムであって、ソールのペアに組み込まれるように適合された２つの電子ボックスを含み、第１ボックスは第１ソールに組み込まれるように適合され、第２ボックスは第２ソールに組み込まれるように適合されており、
各ボックスは、
−ソールのペアの使用者の姿勢、活動又は歩行に関するデータのセットを生成するように構成された慣性プラットフォームと、
−収集されたデータのセットを所定のアルゴリズムに従って前処理し、ソールのペアの使用者の姿勢、活動又は歩行に関する情報を生成するように構成されたデータ処理モジュールと、
−処理モジュールによって生成された情報を記憶するように構成されたデータ記憶モジュールと、
−少なくとも１つのソールの電子ボックスが、使用者に関して生成された情報を外部端末及び／又は他の第２ソールの他のボックスに送信するように適合されるように、構成された通信手段と、
−電源と
を含む、システムに関する。
【００１４】
そのようなシステムは、使用者の歩行を確実に追跡することを可能にする。実際、慣性プラットフォームを保護するボックスをそれぞれ含むソールのペアの存在により、各足の動きを個別に監視することが可能となる。慣性プラットフォームは、少なくとも３次元で、使用者の姿勢、動き、運動、バランス及び環境、並びにより一般的には使用者の足の活動に関連するか又は使用者の歩行と見なされるすべてのものを分析する。慣性プラットフォームは、異なる位置を記録できるだけでなく、使用者の運動、パターン又はより一般的には歩行に現れる欠陥や異常を検出することも可能である。また、現在の電子ボックスは、計算モジュールや電源を含む、すべてのセンサーなど、自律動作に必要なすべての電子コンポーネントを含んでいるため、システムの堅牢性を高めることができる。このボックスは、有利には、ユニークで、コンパクトで、小型化される。
【００１５】
また、従来技術で提案されたシステムとは対照的に、計算は、電子基板のファームウェア（アングロサクソン用語の「ファームウェア」）に対応することができるデータ処理モジュールを用いてソールで実行される。このようにして、データは電子ボックスでほぼリアルタイムで処理され、比較され、その次に外部端末での視覚化のために転送され得る。そのようなシステムは、記憶モジュールのメモリの負荷を減らすことを可能にし、従って、システムの自律性を高めることができる。
【００１６】
本発明の他のオプションの特徴によると：
−ボックスは、第１ボックスの慣性プラットフォームによって生成された生データが第１ボックスのデータ処理モジュールによる第１処理ステップを経て、その次に、処理されたデータが第２ボックスに転送され、第２ボックスにおいて第２ボックスのデータ処理モジュールによってさらに処理されるように構成されている。従って、特に、ボックスは、第１ボックスが、そのソールからデータを受信し、そのデータを第２ボックスに送信し、第２ボックスが、受信したデータを自身のデータと比較することにより処理し、使用者の歩行又は使用者の足の姿勢に関する情報を生成し、その情報が、次にリアルタイム又は遅延した方法でボックスの１つから外部端末に送信されるように構成される。
−ボックスは、第１ボックスの慣性プラットフォームによって生成された生データが、第２ボックスに転送され、第２ボックスにおいて第２ボックスのデータ処理モジュールによって処理されるように構成されている。
−第１及び第２ボックスに含まれるデータ処理モジュールは、それぞれのボックスの慣性プラットフォームによって生成された生データを所定のパターンと比較し、所定のパターンとの生データの類似性値を生成するように構成されていてる。所定のパターンは、所定の動きのカテゴリに対応している。処理モジュールの１つは、第１ボックスの類似性値及び第２ボックスの類似性値から、一定期間にわたって生成された生データを表す動きのカテゴリを選択するようにさらに構成されている。従って、最小限のエネルギー及びメモリ消費で動きのカテゴリを識別することが可能となる。
−ボックスのそれぞれは、少なくとも１つの加速度計及び少なくとも１つのジャイロスコープからなる慣性プラットフォームを備えた電子基板を含み、そこには、他のセンサー、特に磁力計、気圧計及び高度計を追加することができる。
−ボックスのそれぞれは、電子基板及び電源に加えて、ＧＰＳ及び／又はすべてのタイプのセンサー、特に生理学的センサー、圧力センサー、温度センサー、又はソールに配置された任意の空調システムにも接続され得る。
−ボックスのそれぞれは、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＡＮＴ＋タイプの短波又は高周波信号を用いて、第２ボックスと通信するか、及び／又は外部端末と直接通信することができるように設計されている。これは、例えば、その足の姿勢、動き及び活動に関する独自の情報を交換するためであり、そこから、その慣性プラットフォーム及びそのソールのセンサーを介してデータを受け取る。特に、第１ソールの第１電子ボックスは、予備の使用者データを他のソールの第２ボックスに送信するように構成され、第２のボックスは、歩行情報を外部端末（２０）に送信するように構成されている。
−各電子ボックスは、少なくとも１つのサポートパッド、好ましくは少なくとも２つのサポートパッドを含んでいる。
−各電子ボックスの重量は２０グラム未満である。
−各電子ボックスの厚さは７ｍｍ以下である。
−各電子ボックスの最大面の表面積は１０ｃｍ2以下である。
−電子ボックスのそれぞれは、外側ケーシングを含み、その外側ケーシングは、基本的に、１Ｈｚの周波数での１０００Ｎの少なくとも１００，０００回の衝撃、又は２．６Ｈｚの周波数での３０００Ｎの１００，０００回の衝撃に対応する高い機械的応力に耐えることができる（使用条件下で評価およびテストされている。−ボックスがソール又はシューズに挿入されている。）例えば熱可塑性複合材料等の熱可塑性材料でできており、これらのボックスは、さらに、少なくともＩＰ５６のレベルでほこり及び湿気に抵抗力を有する。
−本発明によるシステムは、外部端末を介して、１つまたは複数のＡｎｄｒｏｉｄ、ＩＯＳ又は安全なデータ共有を有する他のアプリケーションを使用者と関連付けることを可能にする。
−電子ボックスの電源は、
・ソールと同一平面にあるコネクタ付きの充電器によるか、
・例えば歩行から電気エネルギーを供給することができる圧電デバイス等のソールに組み込まれた機械的再充電デバイスによるか、
・例えば誘導等の非接触装置によるか、又は
・光起電装置による、
様々なテクノロジーを使用して再充電することができる再充電可能なバッテリであり得る。
【００１７】
別の態様によれば、本発明は、本発明によるシステム内で実施可能な、使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法に関する。例えば、ソールのペアに組み込まれた２つの電子ボックスを含むシステム内で実施される。第１ボックスは第１ソールに組み込まれており、第２ボックスは同じソールのペアの第２ソールに組み込まれている。各ボックスは、慣性プラットフォーム、データ処理モジュール、処理モジュールによって生成された情報を記憶するように構成されたデータ記憶モジュール、通信手段及び電源を含み、第１ソールに組み込まれた第１ボックス、及び同じソールのペアの第２ソールに組み込まれた第２ボックスを含む。
前記方法は、
−第１及び第２ボックスに含まれている慣性プラットフォームによって生データを生成するステップであって、生データが、一定期間生成されるとともに、使用者の歩行の関数である、ステップと、
−第１及び第２ボックスに含まれているデータ処理モジュールによって生データを前処理するステップであって、生成された生データを所定のパターンと比較すること、及び所定のパターンとの生データの類似性値を生成することを含み、所定のパターンが所定の動きのカテゴリに対応している、ステップと、
−通信モジュールによって、第２ボックスから第１ボックスに類似性値を送信することを含む、第１及び第２ボックス間で通信するステップと、
−第１ボックスの類似性値及び第２ボックスの類似性値から、一定期間にわたって生成された生データを表す動きのカテゴリを第１ボックスによって選択するステップと
を含む。
【００１８】
本発明の方法の選択的な特徴事項によると： 
−選択された動きのカテゴリに関連付けられたカウンタをインクリメントし、そのカウンタの新しい値を記憶するステップをさらに含み、
−前処理ステップは、第１及び第２ボックスによって歩行パラメータの予備値を計算するサブステップを含む。
特に、前処理ステップは、第１及び第２ボックスによって歩行パラメータの予備値を計算するサブステップを含み、その歩行パラメータの予備値は、通信モジュールによって、第２ボックスから第１ボックスに送信され、次に、方法は、第２ボックスの歩行パラメータの予備値を第１ボックスの歩行パラメータの予備値と比較して、歩行パラメータの統合された値を生成するステップを含む。また、この場合、方法は、歩行パラメータに関連付けられたカウンタを変更し、そのカウンタの新しい値を記憶するステップを含んでもよい。
−それは、保持される歩行パラメータの予備値を選択するために、第２及び第１ボックスの歩行パラメータの予備値を処理するステップを含む。
−それは、使用者の複数の所定の歩行パターンを定義することを含む事前学習ステップを含む。これらの所定の歩行パターンは、有利には、歩行、階段を登る、ジャンプする・・・等の動きのカテゴリに関連付けられている。
【００１９】
本発明の他の利点および特徴は、以下を表す添付の図面を参照して、例示的かつ非限定的な例として与えられる以下の説明を読むと、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】それぞれがボックスに取って代わられる空洞を含み、各足に面する外縁にボックスの各アンテナが配置されている、本発明の一実施形態による２つのソールの上部の縦断面図である。
【図２】特に電子基板、再充電可能なバッテリ、コネクタ及びアンテナを備える、上から見た開かれた電子ボックスを示す図である。
【図３】特に再充電可能なバッテリ、電子基板及び２つのパーツの外側ケーシングを備える電子ボックスの分解断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による方法の代表的な図である。
【００２１】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフロー図及び／又はブロック図を参照して説明される。
【００２２】
図において、フローチャート及びブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、プロセス、及びコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能及び動作を示している。この点で、フローチャート又はブロック図の各ブロックは、１つ又は複数の指定された論理機能を実装するための１つ又は複数の実行可能な命令を含むシステム、デバイス、モジュール又はコードを表すことができる。
いくつかの実装形態では、ブロックに関連付けられた機能は、図に示されている順序とは異なる順序で表示される場合がある。例えば、関連する機能に応じて、連続して示されている２つのブロックが実際には実質的に同時に実行される場合や、それらのブロックが逆の順序で実行される場合がある。
ブロック図及び／又はフローチャートの各ブロック、並びにブロック図及び／又はフローチャートのブロックの組み合わせは、特定の機能又は動作を実行するか、又は特別なハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせを実行する特別なハードウェアシステムによって実装され得る。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
「ソール」とは、使用者の足を地面から分離するための物体を意味する。１つのシューズは、使用者の足と直接接触する上部ソール層と、地面又はより一般的には外部環境と直接接触する下部ソール層とを含み得る。１つのシューズはまた、取り外し可能なインソールを含み得る。
【００２４】
以下の説明において、「歩き方・歩行（ｇａｉｔ）」は、本発明の意味において、使用者の姿勢、動き、移動及びバランスに対応する。バランスは、特に、身体の安定性、より具体的には使用者の重心の安定性に関連する姿勢バランスに対応する。それにかかわらず、静的及び動的バランスも統合できる。
【００２５】
「歩行の定量化」は、本発明の意味の範囲内で、１つ又は複数の値、例えば、スコア又はランキング又はマークを使用者の足の軌道又は動きに割り当てることに対応する。この歩行の定量化は、歩行を表す１つ以上の生体力学的パラメータ値を取得することを可能にするとともに、多くの異なる線形又は非線形のサイズスケール（１、５、１０、１００など）に基づいて実行できる。
【００２６】
「生体力学的パラメータ」、より具体的には「運動データから計算されたパラメータ」は、本発明の意味の範囲内で、使用者の足の測定された軌道を１つ又は複数の値に変換した結果を意味する。
【００２７】
「モデル」又は「ルール」又は「アルゴリズム」とは、本発明の意味の範囲内で、有限の操作シーケンス、又は所定のグループＹ内のデータの分類（ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）若しくは区分（ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ）を通じて値を計算するための命令、及び分類内の１つ以上のデータにスコアを割り当てるか若しくは分類内の１つ以上のデータをランク付けするための命令と理解される。この有限の操作シーケンスの実装により、例えば、Ｘを観測したＹを再現する可能性がある関数ｆの実装を使用して、一連の特性又はパラメータＸによって記述された観測結果にラベルＹを割り当てることができる。
【００２８】
Ｙ＝ｆ（Ｘ）＋ｅ
【００２９】
ここで、ｅは、ノイズ又は測定誤差を示す。
【００３０】
「パターン」とは、歩いたり走ったりするときに使用者が使用者の足を広げる方法を意味する。
【００３１】
「処理」、「計算」、「決定」、「表示」、「変換」、「抽出」、「比較」、又はより広く「実行可能な操作」とは、本発明の意味において、文脈が別のことを示していない限り、デバイス又はプロセッサによって実施される動作を意味する。
この点で、操作とは、情報を保存、送信又は表示するためのコンピュータシステム又は他のデバイスのメモリにおいて物理（電子）量として表されるデータを操作及び変換する、例えばコンピュータシステム又は電子計算装置等のデータ処理システムのアクション及び／又はプロセスを参照する。
これらの操作は、アプリケーションまたはソフトウェアに基づくことができる。
【００３２】
「アプリケーション」、「ソフトウェア」、「プログラムコード」および「実行可能コード」という用語は、（例えば別のコードに変換する操作の後に）特定の機能を直接的又は間接的に実行するためにデータ処理を引き起こすように設計された一連の命令の任意の表現、コード又は表記法を意味する。
プログラムコードの例には、限定はされないが、サブプログラム、ファンクション、実行可能アプリケーション、ソースコード、オブジェクトコード、ライブラリー、及び／又はコンピュータシステムでの実行用に設計された他の命令シーケンスが含まれ得る。
【００３３】
「プラスチック複合材」とは、本発明の意味において、少なくとも１つの成分がポリマー（熱可塑性または熱硬化性）であり、他の成分が繊維強化材等の強化材であり得る、少なくとも２つの非混和性成分を含む多成分材料を意味する。
【００３４】
「繊維強化材」又は「繊維基材」とは、本発明の意味の範囲内で、いくつかの単方向ロービング又は連続フィラメントマット、ファブリック、フェルト又は不織布を意味し、ストリップ、ウェブ、ブレード、ウィック又はピースの形態であってよい。
【００３５】
「ポリマー」とは、コポリマーまたはホモポリマーのいずれかを意味する。「コポリマー」とは、いくつかの異なるモノマー単位を含むポリマーを意味し、「ホモポリマー」とは、同一のモノマー単位を含むポリマーを意味する。
【００３６】
「熱可塑性ポリマー」とは、本発明の意味の範囲内で、一般に室温で固体であり、結晶性、半結晶性又はアモルファスであり得、温度上昇中に、特にそのガラス転移温度（Ｔｇ）を通過した後に軟化し、より高い温度で流動するポリマーを意味する。熱可塑性物質の例は、例えば：低密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である。
【００３７】
「熱硬化性ポリマー」とは、重合により不溶性のポリマーネットワークに不可逆的に変換されるプラスチック材料を意味する。
【００３８】
「取り外し可能」とは、取り付け手段がないためか、又は取り付け手段を簡単かつ迅速に分解できるため（たとえばノッチ、ネジ、タング（ｔｏｎｇｕｅ）、ラグ、クリップなど）、取り付け手段を破壊することなく簡単に取り外し、除去又は分解できることを意味する。例えば、取外し可能とは、溶接又は対象物を取り外すことを意図していない他の手段によって、対象物が固定されていないことと理解されたい。
【００３９】
この説明では（及びこれより前の説明であっても）、同じ要素を参照するのに同じ参照が使用される。
【００４０】
既存の装置又はシステムは、通常、シューズ及び／又はソール全体に分散された複数のセンサー（例えば圧力センサー）を有する。このようなセンサーの分布は、システムの堅牢性の低下につながる。さらに、これらのデバイス又はシステムは通常、生のデータを生成し、それを後に外部端末で分析することを意図としている。これらの欠点に直面して、発明者は、図１に図式化されるような使用者の歩行を定量化するためのシステム１を開発した。
【００４１】
リマインダとして、両足には人体のすべての骨の４分の１が含まれている。それぞれの足において、２６の骨、３３の筋肉、１６の関節、及び１０７の靭帯が確認できる。足は立った姿勢で体の重さを支え、運動を可能にし、バランス、減衰、推進において重要な役割を果たす。足はまた、いくつかのタイプの動きを実行する。さらに、足には約７２００の神経終末があるため、すべての疾患やその他の障害、特に神経系の障害は、直接または間接的に私たちの足で検出でき、その一方で、私たちが歩いたり移動したりする方法から検出できる。
【００４２】
この目的を達成するために、本発明は、コンパクトで小型化された数グラムのボックスに挿入される自律技術からなり、同じペアのシューズの２つのインソール及び／又はアウトソールのそれぞれに挿入される。
【００４３】
以下で説明する選択により、発明者は、コンパクトで小型化された数グラムのものであるにもかかわらず、歩行、ランニング、ジャンプ又は他のスポーツ活動中に繰り返される圧力及び力に耐えることができるボックスを得ることができる。
【００４４】
第１の態様によれば、本発明は、同じペアのシューズの２つのインソール及び／又はアウトソールのそれぞれに挿入され、特に使用者の運動、パターン若しくはバランスについてのデータ、又は非常に一般的には使用者の歩行若しくは活動についてのデータを収集する電子ボックスに組み込まれたデバイスに関し、電子ボックスは、各足の姿勢／動き／活動を分析及び決定する目的で、特にＢｌｕｅｔｏｏｔｈタイプの短波又は高周波信号を介して、他のソールのボックス及び外部端末と通信し、上述のボックスは、特にＰＣＢＡタイプの電子基板及び電源を含み、内部データ記憶メモリを有するこのボックスは、そのデータを、専用アプリケーションで処理するための外部端末に送信する前に、所定のアルゴリズムに従って処理及び交換することを特徴とする。
【００４５】
本発明はまた、使用者の運動、パターン若しくはバランスについてのデータ、又は非常に一般的には使用者の歩行若しくは活動についてのデータを収集及び使用するためのシステムに関し、システムは、同じペアのシューズの２つのインソール及び／又はアウトソールのそれぞれに挿入されるとともにデータを収集する電子ボックスを備えることを特徴とし、電子ボックスは、各足の姿勢／動き／活動を分析及び決定する目的で、特にＢｌｕｅｔｏｏｔｈタイプの短波又は高周波信号を介して、他のソールのボックス及び外部端末と通信し、上述のボックスは、特にＰＣＢＡタイプの電子基板及び電源を含み、内部データ記憶メモリを有するこのボックスは、そのデータを、専用アプリケーションで処理するための外部端末に送信する前に、所定のアルゴリズムに従って処理及び交換することを特徴とする。
【００４６】
特に、本発明は、以下に記載されるような２つのボックスを含むシステムに関する。特に、ソールのペア１０に組み込むことができる２つの電子ボックス１００，１０１，１０２を含むシステムに関し、第１ボックスは第１ソールに組み込まれるように適合され、第２ボックスは第２ソールに組み込まれるように適合されている。
【００４７】
特に、本発明によるシステム１は、本発明による電子ボックス１００，１０１，１０２を含むソールのペア１０、及び場合によっては外部端末２０を含むことができる。
【００４８】
本発明によるシステム１の文脈内で使用可能なソール１１，１２は、例えば、シューズのアウトソール又はインソールに対応し得る。これらのソールは、取り外し可能であるか、又はシューズの底部アセンブリに恒久的に組み込まれていることができる。
【００４９】
古典的には、前記ソールのペア１０を構成するソール１１，１２は、電子ボックス１００，１０１，１０２をそれぞれ含む。図１に示されるように、電子ボックス１０１，１０２は、ミッドソール部分に配置されることが好ましい。
【００５０】
本発明による電子ボックス１００は、図２に詳細に示されている。わずか数グラムの重さであり、サイズが小さいこの電子ボックス１００は、省スペースで任意のインソール及び／又はアウトソールに収まる。この小さなボリュームは、使用者の快適性への影響を制限し、工業プロセス中にこのテクノロジーをソールに組み込むことをより安く簡単にすることにより、生産コストを最適化するという利点を有する。
【００５１】
この電子ボックスの材質の選択は、その頑丈さ及びソールに挿入する可能性を確保するために行われる。実際、一方では人の体重に耐えることができ、他方ではソール又はシューズに容易に挿入できる製品を製造することが可能であるべきである。ボックスの小型化と耐久性とを組み合わせることが実際の課題であり、快適さを変えることなくそのようなボックスをソールに挿入できる材料を決定するまでに、多くのプロトタイプを作成する必要があった。
【００５２】
有利には、各電子ボックス１００は、外側ケーシング１０３を含み、その外側ケーシングは、基本的に、熱可塑性複合材料又は熱硬化性複合材料から選択されるプラスチック複合タイプの材料からなる。好ましくは、使用される材料は、ポリカーボネート等の熱可塑性物質に基づいており、ナイロン又はガラス繊維を含み得る。実際、ポリカーボネートは、熱成形可能で、機械的に耐性があり、難燃性であるという利点を有し、これは、以下に詳述する超音波溶接プロセス中に有利である。
【００５３】
ポリマー材料、例えばプラスチック複合ポリマー材料の選択により、軽量性、効率的な信号伝送、そして何よりも強度を組み合わせることができる。有利には、ケーシングは丸められている、すなわち、９５度未満の角度を有していない。このケーシング形状により、使用者の快適性を向上できる。
【００５４】
したがって、各電子ボックスは、好ましくは軽量であり、例えば２０グラム未満、１０グラム未満、好ましくは８グラム未満、より好ましくは６グラム未満の重量である。さらに、それは、７ｍｍ未満、又は５ｍｍ未満、好ましくは４ｍｍ未満、より好ましくは３ｍｍ未満の厚さを有し得る。これにより、シューズの使用者快適性を変えることなく、シューズ／ソールに簡単に組み込むことができる。最後に、各電子ボックスは、例えば、その最大側の表面積が１０ｃｍ2未満、好ましくは最大側の表面積が５ｃｍ2未満、より好ましくは４ｃｍ2未満、さらにより好ましくは３ｃｍ2未満である。
【００５５】
好ましくは、電子ボックス１００の外側ケーシング１０３は、溶接された上部１０３ａ及び下部１０３ｂを有する。そのような溶接、例えば超音波溶接は、電子ボックスの耐水性を高める。あるいは、上部１０３ａ及び下部１０３ｂは、ポリマーシールによって分離され、取り外し可能な固定手段によって一緒に保持され得る。従って、各電子ボックスは、２つの部分で形成された外側ケーシングと、外側ケーシングの２つの部分の間に配置されたシールとを含むことができる。
【００５６】
機械的抵抗を高めるために丸みを帯びた形状であることが望ましく、完全なシールを維持し、電子基板及び電源を含む内部を湿気及びほこりから保護するように組み立てる必要がある。
【００５７】
各電子ボックスは、その堅固さを強化するために、支持ピラー又はパッド１０４を有利に統合し、好ましくは足の動きの圧力および衝撃力に耐えるために１パッド／ｃｍ2で統合する。そのようなパッドを挿入することにより、人の体重にボックスがより良く耐えることができる。有利なことに、これらのパッド又はこの低い壁はまた、測定を歪まないように慣性中心を固定するために電子基板を固定することを可能にする。従って、好ましくは、本発明による電子ボックス１００は、少なくとも２つの支持パッド１０４、より好ましくは少なくとも３つの支持パッド１０４、さらにより好ましくは少なくとも４つの支持パッド１０４を含む。
【００５８】
さらに、本発明による電子ボックス１００は、その堅牢性を高めるために、電源と電子基板との間に配置されたポリマー低壁を含むことができる。そのような低壁は、例えば、ボックスの高さに対応する高さ、０．５〜３ｍｍの厚さ、及び電源の幅の３／５〜５／５の長さを有する。
【００５９】
有利には、電子ボックス１００は、少なくとも１つの支持パッド１０４の通過を可能にする少なくとも１つの開口１０５、好ましくは少なくとも２つの開口１０５を有する電子基板を含む。
【００６０】
さらに、システムの堅牢性をさらに高めるために、各電子ボックスは、ポリマーフォーム（例えばポリウレタン、ポリエーテルなど）等の衝撃吸収材を含む。一実施形態によれば、衝撃吸収材は、２０ｋｇ／ｍ3〜５０ｋｇ／ｍ3の密度を有する。このような保護フォーム層は、振動及び湿気からボードを絶縁することも可能とする。
【００６１】
好ましくは、ボックスのぞれぞれ（例えば、右及び左）は、他のボックスとは異なる形状を有する。例えば、他のボックスには同じ形状で存在しない突起を有する。このような物理的特性により、慣性中心を反転させることなく、２つのボックスをシューズ又はソールに組み込んだときにそれら２つのボックスを右または左に区別できる。
【００６２】
本発明の一実施形態によれば、電子基板は、それを受け入れるように特別に設計されたボックスのコンポーネントに挿入される。
【００６３】
別の実施形態によれば、電子ボックス１００は、その構成要素のカプセル化によって形成される。例えば、カプセル化は、封入コーティング又は樹脂（例えば、シリコーン、エポキシ、ポリウレタン）の形態をとることができる。すべてのコンポーネント（たとえば、慣性プラットフォーム、処理モジュール…）のカプセル化は、優れた絶縁性を提供し、優れた電気的特性と優れた機械的保護を兼ね備える。
【００６４】
さらに、本発明による電子ボックスは、ソールのペア１０の使用者の歩行についてのデータのセットを生成するように構成された慣性プラットフォーム１１０，１１１，１１２を含む。
【００６５】
使用者の歩行中、慣性プラットフォーム１１０は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿った足の運動パラメータ（加速度及び／又は速度、例えば角速度）を表す信号を取得する。さらに、このデータを処理して、少なくとも１つの加速度信号を生成できる。慣性プラットフォームは、例えば少なくとも１つの加速度計及び１つのジャイロスコープで構成される。好ましくは、慣性プラットフォームは、いくつかの加速度計及びジャイロスコープを含む。
【００６６】
電子ボックスはまた、３次元における磁場の値に対応する３つの追加の生信号を取得するために、１つ以上の磁力計を含み得る。
【００６７】
さらに、各電子ボックスは、精度を高めるため、傾斜計、気圧計、温度センサー、高度計など、他のセンサーを含むことができる。
【００６８】
また、本発明による電子ボックスは、所定のアルゴリズムを使用して生成されたデータセットを変換するように構成されたデータ処理モジュール１２０，１２１，１２２を含む。実際、本発明によるデバイス又はシステムは、インソール及び／又はアウトソールに配置されたセンサーを介して受信されたデータが、ボックスのぞれぞれで１つまたは複数のアルゴリズムに従って処理されることを可能にし、上述のボックスは、そのソール／シューズからデータを受信してマスターボックスに送信するスレーブボックスとして構成され、上述のマスターボックス（メインボックス）は、スレーブボックスからデータを受信し、そのデータを自身のデータと比較することにより処理し、一般的には使用者の姿勢についての情報、具体的には使用者の足についての情報を生成し、情報は、リアルタイムで又は遅延した方法でボックスが端末に送信する。
【００６９】
処理モジュール１２０，１２１，１２２は、慣性プラットフォーム及びソールに配置された任意の追加のセンサーによって収集されたデータに基づいて、使用者の姿勢、動き、運動、バランス及び環境、並びに一般的には使用者の歩行とみなされるすべての３Ｄ分析を可能にする。
【００７０】
この処理モジュールは、生体力学的歩行パラメータを生成するために使用できる。有利には、データ処理モジュール１２０は、データセットを少なくとも１つの生体力学的歩行パラメータに変換することができ、上述の生体力学的歩行パラメータは、好ましくは、姿勢、回内、回外、衝撃力、衝撃ゾーン、ステップ長、接触時間、フライト時間（ｆｌｉｇｈｔ  ｔｉｍｅ）、引きずり（ｌｉｍｐｉｎｇ）、推進力、バランス及び使用者の歩行、姿勢、動きを説明する使用者に関連するその他のいくつかのパラメータから選択される。
【００７１】
また、データ処理モジュールによる処理は、有利には、データを複数のフェーズにセグメント化することを含んでいてよい。好ましくは、データ処理モジュールは、（足が地面に接触するまさにその瞬間に対応する）衝撃フェーズ、（衝撃フェーズから踵が地面から離れるまで行われる）サポートフェーズ、（踵が地面を離れたときに始まり、第１爪先が地面を離れたときに終了する）推進フェーズ及び（第１爪先が地面を離れたときに始まり、踵が地面に触れたときに終了する）飛行段階等の少なくとも４つのフェーズにステップをセグメント化できる。
【００７２】
より具体的には、ステップのカッティング又はセグメント化は、使用者の主要なサポート領域を特定するのに役立つ。従って、システムを使用して、歩行又は使用者のその他の活動中にステップの形を測定し、可能性がある利用者の足及び姿勢の奇形を求めることができる。
【００７３】
生成された情報は、次に信号の送信により第２ボックスに送信される。信号の送信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈタイプであり得る。
【００７４】
電子ボックスが他のボックス及び／又は端末とリアルタイムで通信できない場合、電子ボックスは、収集された情報を保存し、交換が可能になったときに、収集された情報を遅延モードで送信する。この収集されたデータの遅延送信は、電子ボックスのそれぞれに備えられている記憶容量を使用して可能とされる。
【００７５】
従って、本発明による電子ボックスは、変換されたデータ及び／又は処理モジュールによって生成されたデータの少なくとも一部を記憶するように構成されたデータ記憶モジュール１３０，１３１，１３２を含む。既に述べたように、本発明によるデバイス又はシステムは、低容量のデータ記憶モジュールでの動作を可能にするものである。例えば、データ記憶モジュール１３０，１３１，１３２は、有利には、５１２ＫＢ未満、好ましくは１２８ＫＢ未満、より好ましくは３２ＫＢ未満、さらにより好ましくは１６ＫＢ未満のメモリ容量を有することができる。特に、記憶モジュールは、ＣＰＵ上の利用可能なメモリに対応できる。
【００７６】
また、本発明による電子ボックスは、通信手段を含む。従って、特に、スレーブかマスターかに関係なく、ボックスのぞれぞれは、そのシューズのインソール及び／又はアウトソールの様々なセンサーを介して受信したデータ、その足の姿勢／動き／活動についての独自の情報を交換できるように、他のボックスと独立して及び／又は端末と直接的に通信できるように設計されている。
【００７７】
好ましくは、本発明による電子ボックスは、少なくとも一方のソールの電子ボックス１００が変換データの少なくとも一部を外部端末２０に送信できるように構成された第１通信手段１４０，１４１，１４２を含む。このデータは、リアルタイムまたは遅延モードで外部端末２０に送信され得る。外部端末２０は、例えば、タブレット、携帯電話（アングロサクソン用語での「スマートフォン」）、コンピュータ又はサーバ等のリモートシステムであり得る。
【００７８】
有利には、各電子ボックスは、第１ソールの電子ボックス１０１が第２ソールの電子ボックス１０２と通信できるように構成された第２の通信手段をさらに含み、少なくとも１つのデータ処理モジュール１２１，１２２は、ソールのペア１０を構成する２つのソール１１，１２から、より具体的には慣性プラットフォームから生成されたデータのセットを、好ましくは一緒に、計算するように構成されている。実際、対象となる特定の生体力学的パラメータの計算は、両方のソールからのデータを必要とする。
【００７９】
第１及び第２通信手段は、１つの同じ手段から構成され得る。
【００８０】
第１及び第２通信手段は、少なくとも１つの通信ネットワークを介してデータを受信及び送信することができる。好ましくは、通信は、ｗｉｆｉ、３Ｇ、４Ｇ及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線プロトコルを介して動作され得る。好ましくは、通信プロトコルは、ＢＬＥ又はＡＮＴ＋プロトコルである。これらの通信プロトコルにより、低消費電力が可能になる。
【００８１】
有利なことに、人の体の下に配置されたボックス内に閉じ込められるため、アンテナは、好ましくはソールの外側に面する側でボックス内に配置されるべきである。ソール又はシューズから放出される信号の７０％が人体に吸収されることが実験室のテストで示されているため、このアンテナの配置が好ましい。従って、このアンテナは、足の周囲に配置され、外部端末及び／又は第２ソールのボックスに信号を常に送信できるように方向づけられる必要がある。好ましくは、アンテナは、電子基板に印刷されたアンテナであり得る。選択的に、アンテナをボックスの内側に印刷し、配線によって電子基板に接続することもできる。アンテナは、好ましくは、電子基板に対して下部に配置することができる。従って、電子基板はアンテナと接触する。
【００８２】
また、本発明による電子ボックスは、電源１５０，１５１，１５２を含む。電源は、好ましくはバッテリであり、再充電可能であってもなくてもよい。好ましくは、電源は再充電可能なバッテリである。また、ムーブメントによるか又は外部エネルギーを用いる再充電システムと組み合わせることができる。特に、外部エネルギーを用いる再充電システムは、有線再充電システム、誘導再充電システム又は太陽光発電システムであり得る。
【００８３】
また、本発明による電子ボックスは、好ましくは取り外し可能なタブによって保護される有線接続手段１６０を含み得る。この有線接続は、例えばＵＳＢ又はＦｉｒｅＷｉｒｅポートであり得る。有利には、ＵＳＢポートは、水又は湿気に対しても耐性がある。また、有利には、ＵＳＢポートは、ポリマービームで覆われているので、使用時の強度を向上させる。この有線接続手段は、上述のように、バッテリを再充電するために使用することができるが、データを交換し、電子ボックスの様々なコンポーネントを搭載する電子基板のファームウェアを更新するため等にも使用できる。
【００８４】
好ましくは、取り外し可能なタブ又はＵＳＢカバーによって、異物からＵＳＢポートを保護することができる。例えば、取り外し可能なタブを使用して、ＵＳＢポートを水やほこりから保護できる。そのようなタブは、好ましくは、エラストマー又はポリウレタンタイプのポリマーから作製され得る。
【００８５】
電子ボックスのこれらの様々な構成要素は、電子基板１７０上に配置される（又はプリント回路である）ことが好ましい。また、電子ボックス１００の様々な手段及びモジュールは、図１及び２において別々に表されているが、本発明は、ここで説明するすべての機能を組み合わせる単一のモジュール等、様々なタイプの構成を提供することができる。同様に、これらの手段は、いくつかの電子基板に分割されるか、又は単一の電子基板に集められ得る。
【００８６】
また、システム１は、データを受信可能な外部端末２０を備えている。外部端末２０は通常、タブレット、携帯電話（アングロサクソンの用語では「スマートフォン」）、ゲートウェイ、ルーター、コンピュータ又はサーバである。このデータをリモートサーバー３０に転送することができるかもしれない。それから、例えば、このリモートサーバーにウェブインターフェースを介してアクセスすることが可能である。
【００８７】
有利には、ボックスによって送信された情報を処理し、ユーザーが本発明とやりとりできるようにするために、専用のアプリケーションがこの外部端末にインストールされる。
【００８８】
有利には、本発明の一実施形態によれば、２つのボックスが、好ましくは、メインボックス及びセカンダリボックスとしてセットアップされる。メインボックスは、セカンダリソールが存在する位置及び／又は活動に関するデータを受け取る。メインボックスは、このデータを処理し、あらゆる状況において、そのデータから情報を抽出する（例えば、使用者がひざまずく位置にあり、ソールがおおよそ垂直に立ち上げられたとき、ボックスのそれぞれは、そのソールが地面に対しておおよそ垂直に立ち上げられた位置にあることを記録し、メインボックスは、セカンダリボックスと同じ位置にあることを記録し、使用者がひざまずいている位置にあることが推測され得る）。
【００８９】
従って、２つのソールが異なる位置にある場合でも、２つのボックスは、使用者の姿勢の変化を記録するために、各ソールの位置を検出し続ける。この使用者の姿勢の継続的な検出は、経時的に比較することにより、使用者の歩行、姿勢又は身体的、スポーツ若しくはプロフェッショナルな活動の変化の正確な記録を可能とする。そのため、デバイスは、可能性がある足の引きずり等、可能性があるあらゆる異常も検出できる。
【００９０】
ボックスは、異なる位置を記録できるだけでなく、運動、バランス又はより一般的に使用者の歩行に現れる欠陥又は異常を検出することもできる。
【００９１】
メインボックスは、収集したデータを分析して保存し、情報をリアルタイムか又は遅延して端末に送信する。ボックスのそれぞれの記憶モジュールを使用すると、ボックスが外部端末に接続されていない限り、収集されたほとんどのデータを保存できるため、使用者に関するデータ又は情報が失われない。
【００９２】
本発明の一実施形態によれば、セカンダリボックスはまた、収集されたデータを外部端末に送信することができる。
【００９３】
その使用者の歩行及び活動を分析することに加えて、本発明は、足の姿勢に関連する欠陥又は問題を識別することを目的とする。この姿勢は、特に歩行時の使用者の機械的、物理的又は生理学的な問題を示す。
【００９４】
足の姿勢及びその動きから、ボックス内に配置された電子基板によってあらゆる種類の情報が計測される。使用者は、不適切な歩行、不規則なステップ、不十分な歩行パターン、検出されない回内又は回外・・・を有するかもしれない。
【００９５】
このボックスは、２つの足のそれぞれの姿勢に関連するデータを分析し、使用者の運動、パターン、バランス、又は非常に一般的に使用者の歩行若しくは活動の単純な分析によって、認識できるいくつかの異常を検出できる。
【００９６】
別の態様によれば、本発明は、好ましくは本発明によるシステム内で実施される、使用者の歩行を定量化する方法２００に関する。
【００９７】
発明者らは、方法のエネルギー消費を最小限に抑えながら、使用者の快適さを変えずに、使用者の姿勢及び歩行を定量化するための、いくつかの方法をテストした。テストされた方法のほとんどは、エネルギー消費が高すぎるため、エネルギー要件が高くなり、従ってコンポーネントが大きくなり、ユーザーの快適性に影響を及ぼす。実際、発明者らは、通常の慣性プラットフォームのデータ処理方法のテスト中に、ボックスに蓄えられているエネルギー及びメモリの過剰な消費を強調した。実際、両足の生データからスライディングウィンドウパターン分析を使用するような従来の処理方法では、電力及びメモリの消費により、デバイスの自律性が数十分にまで減少した。これは、電話機、接続された時計又はリモートサーバーで計算が実行された場合でも当てはまる。
【００９８】
従って、本発明者らは、ソールに組み込まれたボックスで実施できる、使用者の姿勢及び歩行を定量化する新しい方法を開発した。特に、この方法では、以前の方法でははるかに多くのメモリ又はより大きな電源が必要であったが、少ないメモリサイズ（例えば１２８ＫＢと５１２ＫＢとの間）であっても、歩行に関する適切な結果を与えることができる。
【００９９】
この目的のために、発明者らは、本発明のシステムの１つによって実施することができるとともに、使用者の姿勢及び歩行を定量化するシステム内での実施に特に適し、同じソールのペアの第１ソールに組み込まれた第１ボックス１０１と第２ソールに組み込まれた第２ボックス１０２を含む、使用者の歩行（すなわち姿勢及び歩行）を定量化する方法２００を開発した。
この方法は、
−第１及び第２ボックスに含まれている慣性プラットフォームによって生データを生成するステップ２３０であって、生データが、一定期間生成されるとともに、使用者の歩行の関数である、ステップと、
−第１及び第２ボックスに含まれているデータ処理モジュールによって生データを前処理するステップ２４０であって、生データを所定のパターンと比較し、生データと所定のパターンとの類似性値を生成することを含む、ステップと、
−通信モジュールによって、第２ボックスから第１ボックスに類似性値（生データと所定のパターン）を送信することを含む、第１及び第２ボックス間で通信するステップ２５０と、
−第１ボックスの類似性値（生データと所定パターン）及び第２ボックスの類似性値（生データと所定パターン）から、生データを表す所定パターンを第１ボックスによって選択するステップ２６０と、
−新しい高度な歩行パラメータ値を第１ボックスによって保存するステップ３００と  を含む。
【０１００】
本発明による方法は、使用者の複数の所定の歩行パターンを定義することを含む事前学習ステップ２１０を含む。従って、所与の期間にわたる使用者の動き、姿勢及び歩行の反復が、記録され、例えば静的又は動的タイプ等の複数のパターンに従って分類される。従って、特定の動的パターンは「ステップ」等の使用者の動きを表し、静的パターンは使用者の「ひざまずく」タイプの姿勢を表す。特に、所定のパターンは、イベントに対応する期間に正規化されている場合があり、例えばイベントはステップであり得る。この場合、例えばパントンプキンス法又は最大値の検出等のステップの動きを研究する従来の方法によって、ステップが識別され得る。これは、使用者を表すパターンを取得するためであり、使用者又はアプリケーションの分野によって異なる場合がある。
【０１０１】
本発明による方法はまた、第１ボックスによる信号の発信と、発信された信号の第２ボックスによる受信とを含み、時間測定手段、好ましくはクロックをキャリブレーションするために、キャリブレーションモジュールによって第１及び第２ボックス間をキャリブレーションする先行ステップ２２０を含む。このようなキャリブレーションにより、第１及び第２ボックスは、同じ時間ウィンドウで使用者の姿勢又は歩行データを検出して収集することができる。実際、第１及び第２ボックスによって収集されたデータは、２つずつ分析される。従って、収集されたデータが並行して分析される。これにより、データと分析エラーとの間の相違が回避される。好ましくは、２つのボックス間のキャリブレーションは、瞬時かつリアルタイムで実行される。
【０１０２】
有利なことに、ボックスの１つが他のボックスに対して切断されるか又は時間同期を失う場合、方法は、ボックスを同期させるステップ２８０を含む。従って、接続されたボックスによって検索信号が送信され、切断されたボックスが検索信号を受信して接続されたボックスと同期する。また、同期に続いて、接続されていないボックスによって収集されたデータが復元される。
【０１０３】
本発明による方法は、第１及び第２ボックスに含まれる慣性プラットフォームによって生データを生成するステップ２３０を有し、生データは、一定期間生成され、使用者の歩行の関数である。生データは、使用者の姿勢、活動又は歩行に関連する。第１及び第２ボックスの慣性プラットフォームは、ボックスに含まれる様々なセンサーを介して生データを生成する。従って、生データは、各ボックスに含まれているジャイロスコープ又は加速度計から取得され得る。また、有利な実施形態によれば、生データは、数ミリ秒から数秒の範囲であり得る所定の期間にわたって２つのボックスによって収集される。好ましくは、生成された生データは、以前に生成された生データを上書きする。従って、生データは長期間保存されない。長期間とは、３０秒を超える期間、好ましくは１５秒を超える期間、より好ましくは５秒である。これにより、エネルギー消費の削減とコンパクトなコンポーネントの使用との両方が可能になり、ユーザーの快適性が向上する。
【０１０４】
本発明による方法は、第１及び第２ボックスに含まれるデータ処理モジュールによって、生データを前処理するステップ２４０であって、生データを所定のパターンと比較すること、及び所定のパターンとの生データの類似性値を生成すること２４１を含む、ステップを含む。
有利には、前処理ステップは、複数の所定のパターンに関して生成された生データを第１及び第２ボックスによって比較すること、及び所定のパターンとの生データの類似性値を生成することを含む。
前処理は、第１及び第２ボックスの両方で生成された生データの各セットで複数のパターン全体をテストすることを含む。
従って、この前処理を使用して、所定のカテゴリに従って生データを分類することが可能となる。
カテゴリには、ステップ、ステップアップ、ステップダウン、ストライド、ジャンプ、飛行時間、フラットでのウォーキング、静的、踏みつけ、ひざまずく・・・等の様々な種類がある。カテゴリの数とカテゴリの種類は、アプリケーション又は使用の目的に依る。従って、生成された生データは、所定のパターンと比較される。従って、様々なタイプのカテゴリを変更、追加、削除することが可能である。
複数のパターン全体が生データで同時にテストされる。特に、複数のパターンの各パターンと比較される複数のドットを決定するために、所与の期間にわたって生データが前処理され、これにより、各パターンの類似性値を生成することができる。これにより、使用するメモリ空間、生データの前処理にかかる時間を削減し、消費電力を最小限に抑えることができる。実際、反復的な前処理がなく、異なるパターンのデータの各部分で異なる時間にロードすることで、メモリ空間、エネルギー及びマシン時間の消費を削減できる。これにより、コンパクトなコンポーネントを使用して快適性を高めることもできる。
【０１０５】
生データが前処理されるとともに所定のパターンと比較されると、類似性値が生成される。各生データと各タイプの所定のパターンとの関連付けについて、類似性値が生成される。類似性値は、第１及び第２ボックスの慣性プラットフォームによって計算される。有利には、データが同期されるので、類似性値は、同じ期間について、及びパターンのそれぞれについて２回計算される（１回目は第１ボックスにより、２回目は第２ボックスによる）。これにより、使用者の姿勢又は歩行をより確実にかつより正確に定量化することができる。
【０１０６】
好ましくは、前処理ステップは、第１及び第２ボックスによって歩行パラメータの予備値を計算するサブステップ２４２を含むことができる。この計算ステップは、第１又は第２ボックスによって収集された生データから複数の予備値を生成するために、特に複数の計算関数または計算規則の実施を含む。
これらの歩行パラメータは、例えば歩幅、飛行時間、衝撃力、上昇若しくは降下フェーズ中の足の位置、又は使用者の歩行、活動若しくは姿勢（回内若しくは回外等）に関連する他のパラメータに関連し得る。
特に、歩行パラメータのこれらの予備値は、一定期間にわたって生成された各生データのセット毎に、各ボックスによって計算される。歩行パラメータのこれらの予備値により、使用者の歩行、活動又は姿勢をより正確かつよりよく理解することが可能となる。
【０１０７】
本発明による方法は、第１及び第２ボックス間で通信するステップ２５０であって、第２ボックスから第１ボックスに所定のパターンとの生データの類似性値を通信モジュールによって送信することを含むステップをさらに含む。
第１及び第２ボックス間で通信するこのステップは、所定の時間周波数に従って実行でき、例えば、送信は、毎秒若しくは２秒ごと又は任意の他の所定の時間周波数で実行できる。
このステップにより、すべてのデータ、特に１つのボックス、好ましくは第１ボックスの類似性値を収集できる。
リマインダとして、好ましくは、各所定のパターンは、従って、２つの類似性値に関連付けられる（一方の類似性値は第１ボックスの生データの前処理からのものであり、他方の類似性値は第２ボックスの生データからのものである）。
さらに、この通信ステップは、第２ボックスから第１ボックスに、またはその逆に、歩行パラメータの予備値を送信することを含む。
【０１０８】
この方法は、第１ボックスの類似性値及び第２ボックスの類似性値から生データを表す動きのカテゴリを第１ボックスによって選択するステップ２６０を含む。
従って、類似性値は、第１ユニットが、２つのボックスによって生成された生データに、例えば所定の動きのカテゴリのリストから等の動きのカテゴリを割り当てることを可能にする。
特に、このステップは、所定のパターンごとに記憶されている所定の信頼性パーセンテージより大きい生成された類似性値を有する対応する所定のパターンを、第２ボックスが第１のボックスに送信した場合に、動きのカテゴリを選択することを含む。
これにより、使用者の姿勢及び歩行を定量化する前に、信頼できる所定のパターンのみを考慮することができる。
【０１０９】
この方法はまた、保持される歩行パラメータの予備値を選択するために、第２ボックス及び第１ボックスの歩行パラメータの予備値を処理するステップ２７０を含む。また、このステップの後に、選択された代表的な動きのカテゴリ、選択された歩行パラメータの予備値、以前に保存された歩行パラメータ値、及び場合によっては所定の閾値の関数として、第１ボックスによって新しい歩行パラメータ値を生成するステップ２９０が続いてもよい。以前に保存された歩行パラメータ値は、歩行パラメータ毎に定義される。これにより、使用者の歩行と姿勢を確実かつ正確に定量化し、同時に低エネルギー消費と最適な快適性とを確保できる。
【０１１０】
また、本発明による方法は、第２ボックスの歩行パラメータの予備値を比較して、一定期間の歩行パラメータの統合値を生成するステップも含む。好ましくは、この方法はまた、記憶されたデータの新しい高度な歩行パラメータ値を外部端末に送信するステップを含み得る。この送信は、その場限り（ａｄ  ｈｏｃ  ｂａｓｉｓ）で行われることが好ましい。従って、送信周波数は、１００ミリ秒より長く、好ましくは１秒より長くすることができる。例えば、送信は１０秒ごとである。外部端末は、使用者端末に対応することができ、コンピュータ、デジタルタブレット、携帯電話、又はより一般的には使用者が端末と通信するための任意のデバイスを含むことができる。
【０１１１】
この方法は、第１ボックスによって新しい高度な歩行パラメータ値を記憶するステップ３００を含む。従って、例えばキャッシュ等に短時間保存される生データ及び／又は前処理済みデータとは対照的に、新しい高度な歩行パラメータ値は、例えばメモリ等に長時間保存される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月6日(2019.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の姿勢及び歩行を分析及び定量化するシステムであって、ソールのペア（１０）に組み込まれるように適合された２つの電子ボックス（１００，１０１，１０２）を含み、第１ボックスは第１ソールに組み込まれるように適合され、第２ボックスは第２ソールに組み込まれるように適合されており、
各ボックスは、
−前記ソールのペア（１０）の使用者の前記姿勢、活動又は歩行に関するデータのセットを生成するように構成された慣性プラットフォーム（１１０，１１１，１１２）と、
−前記収集されたデータのセットを所定のアルゴリズムに従って前処理し、前記ソールのペアの使用者の前記姿勢、活動又は歩行に関する情報を生成するように構成されたデータ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）と、
−前記処理モジュールによって生成された前記情報を記憶するように構成されたデータ記憶モジュール（１３０，１３１，１３２）と、
−少なくとも１つの前記ソールの電子ボックスが、前記使用者に関して生成された前記情報を外部端末（２０）及び／又は他のソールの他のボックスに送信するように適合されるように構成された通信手段（１４０，１４１，１４２）と、
−電源（１５０）と
を含み、
前記ボックスは、第１ボックスの前記慣性プラットフォーム（１１１）によって生成された生データが前記第１ボックス（１０１）の前記データ処理モジュールによる第１処理ステップを経て、その次に、前記処理されたデータが、前記第２ボックス（１０２）に転送され、前記第２ボックスにおいて前記第２ボックスの前記データ処理モジュールによってさらに処理されるように構成されている、システム。
【請求項２】
前記第１及び第２ボックスに含まれる前記データ処理モジュールは、所定のパターンとの前記生データの比較、及び前記所定のパターンとの前記生データの類似性値の生成（２４１）を含む、前記生データの前処理ステップ（２４０）を実施するように構成されており、前記第２ボックスは、前記第１ボックスの前記類似性値及び前記第２ボックスの前記類似性値から、前記生データを表す動きのカテゴリを選択（２６０）するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ボックスは、第１ボックス（１０１）の前記慣性プラットフォーム（１１１）によって生成された生データが、前記第２ボックス（１０２）に転送され、前記第２ボックスにおいて前記第２ボックス（１０２）の前記データ処理モジュールによって処理されるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２ボックスに含まれる前記データ処理モジュールは、前記それぞれのボックスの前記慣性プラットフォームによって生成された生データを所定のパターンと比較し、前記所定のパターンとの前記生データの類似性値を生成するように構成されており、
前記所定のパターンは、所定の動きのカテゴリに対応しており、
前記処理モジュールの１つは、前記第１ボックスの前記類似性値及び前記第２ボックスの前記類似性値から、一定期間にわたって生成された前記生データを表す動きのカテゴリを選択するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記慣性プラットフォーム（１１０，１１１，１１２）は、少なくとも１つの加速度計及び少なくとも１つのジャイロスコープを含むとともに、更なるセンサー、特に磁力計、気圧計及び高度計が追加可能である、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ボックス（１００，１０１，１０２）のそれぞれは、電子基板（１７０）及び電源（１５０）に加えて、ＧＰＳ及び／又はすべてのタイプのセンサー、特に生理学的センサー、圧力センサー、温度センサー、又は前記ソールに配置された任意の空調システムにも接続され得る、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ボックス（１００，１０１，１０２）のそれぞれは、例えばＢｌｕｅｔｈｏｏｔｈ又はＡＮＴ＋タイプの短波又は高周波信号を用いて、前記第２ボックスと通信するか、及び／又は前記外部端末（２０）と直接通信することができるように設計されている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
各電子ボックスは、少なくとも１つのサポートパッド（１０４）、好ましくは少なくとも２つのサポートパッド（１０４）を含んでいる、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
各電子ボックス（１００，１０１，１０２）の重量は２０グラム未満である、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
各電子ボックス（１００，１０１，１０２）の厚さは７ｍｍ以下である、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
各電子ボックス（１００，１０１，１０２）の最大面の表面積は１０ｃｍ2以下である、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
各電子ボックス（１００，１０１，１０２）は、外側ケーシング（１０３）を含み、前記外側ケーシングは、基本的に、１Ｈｚの周波数での１０００Ｎの少なくとも１００，０００回の衝撃、又は２．６Ｈｚの周波数での３０００Ｎの１００，０００回の衝撃に対応する高い機械的応力に耐えることを可能とする熱可塑性材料でできており、前記ボックスは、さらに、少なくともＩＰ５６のレベルでほこり及び湿気に抵抗力を有する、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記外部端末を介して、１つまたは複数のＡｎｄｒｏｉｄ、ＩＯＳ又は安全なデータ共有を有する他のアプリケーションを前記使用者と関連付ける、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のシステム。 
【請求項１４】
前記電子ボックス（１００，１０１，１０２）の前記電源（１５０）は、
前記ソールと同一平面にあるコネクタ付きの充電器によるか、
例えば歩行から電気エネルギーを供給することができる圧電デバイス等のソールに組み込まれた機械的再充電デバイスによるか、
例えば誘導等の非接触装置によるか、又は
光起電装置による、
様々なテクノロジーを使用して再充電することができる再充電可能なバッテリであり得る、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
ソールのペア（１０）に組み込まれた２つの電子ボックス（１００，１０１，１０２）を含むシステム内で実施可能な使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）であって、第１ボックス（１０１）は第１ソールに組み込まれており、第２ボックス（１０２）は同じソールのペアの第２ソールに組み込まれており、各ボックスは、慣性プラットフォーム（１１０，１１１，１１２）、データ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）、前記処理モジュールによって生成された情報を記憶するように構成されたデータ記憶モジュール（１３０，１３１，１３２）、通信手段（１４０，１４１，１４２）及び電源（１５０）を含み、
前記方法は、
−前記第１及び第２ボックスに含まれている慣性プラットフォームによって生データを生成するステップ（２３０）であって、前記生データが、一定期間生成されるとともに、使用者の歩行の関数である、ステップ（２３０）と、
−前記第１及び第２ボックスに含まれている前記データ処理モジュールによって前記生データを前処理するステップ（２４０）であって、前記生データを所定のパターンと比較すること、及び前記所定のパターンとの前記生データの類似性値を生成することを含み、前記所定のパターンが所定の動きのカテゴリに対応している、ステップ（２４０）と、
−通信モジュールによって、前記第２ボックスから前記第１ボックスに類似性値を送信することを含む、前記第１及び第２ボックス間で通信するステップ（２５０）と、
−前記第１ボックスの前記類似性値及び前記第２ボックスの前記類似性値から、一定期間にわたって生成された前記生データを表す動きのカテゴリを前記第１ボックスによって選択するステップ（２６０）と
を含む、
方法（２００）。
【請求項１６】
前記選択された動きのカテゴリに関連付けられたカウンタをインクリメントし、前記カウンタの新しい値を記憶するステップをさらに含む、請求項１５に記載の使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）。
【請求項１７】
前記前処理するステップ（２４０）は、前記第１及び第２ボックスによって歩行パラメータの予備値を計算するサブステップ（２４２）を含む、請求項１５又は請求項１６に記載の使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）。
【請求項１８】
保持される歩行パラメータの予備値を選択するために、前記第２及び第１ボックスの歩行パラメータの前記予備値を処理するステップ（２７０）を含む、請求項１７に記載の使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）。
【請求項１９】
使用者の歩行の複数の所定のパターンを定義することを含む事前学習ステップ（２１０）を含む、請求項１５から請求項１８までのいずれか１項に記載の使用者の姿勢及び歩行を定量化する方法（２００）。
【国際調査報告】
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