CN101528129B - 运动辅助装置 - Google Patents

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Abstract

一种运动辅助装置，具有：身体活动量记录单元，其针对基准强度以上的身体活动，将所实施的身体活动量以能够了解运动量和生活活动量的明细的方式进行记录；目标存储单元，其存储着规定的单位期间内应实施的身体活动量及运动量各自的目标；显示单元，其基于上述身体活动量记录单元所记录的身体活动量及运动量和上述目标存储单元所存储的目标，显示身体活动量及运动量各自的目标完成度。

Description

运动辅助装置
技术领域
本发明涉及用于辅助利用者运动的运动辅助装置。
背景技术
作为用于辅助利用者运动的装置，公知有计步器及运动强度计。作为以往的计步器、运动强度计，有显示相对预先设定的目标步数、目标运动量的在该时刻的剩余步数或剩余运动量的计步器、运动强度计(参照专利文献1、2)。此外，还提出有将所检测的身体活动分类为4个阶段的运动等级，显示一定期间的步行数、运动强度分布等的运动强度计(参照专利文献3)。
专利文献1：日本特开2005-92496号公报；
专利文献2：日本特开2001-276009号公报；
专利文献3：日本特开平10-318779号公报。
发明内容
发明要解决的课题
近年来，缺血性心脏病、脑血管疾病、糖尿病等生活习惯病占据疾病整体的比例增加，成为严重的问题。为了降低这种生活习惯病的发病危险，重新认识缺乏运动等不好的生活习惯，这对改善作为其基础病态的代谢综合症(内脏脂肪综合症)是有效的。
作为具体的方针，在作为日本厚生劳动省的运动措施的一个环节所报告的“用于增进健康的运动基准2006”及“用于增进健康的运动方针2006(运动指南2006)”中，将用于增进健康的身体活动量的基准值，设定为“3代谢当量(METs：Metabolic Equivalent)以上的身体活动每周进行23健身活动量(EX：Exercise)(代谢当量×小时)，其中3代谢当量以上的运动进行4健身活动量”。另外，“身体活动”是指比处于安静状态消耗能量多的所有活动，“运动”是指身体活动中以维持及提高体力为目的而有计划、有意识地实施的活动。身体活动中除运动以外的活动称为“生活活动”。
根据上述方针可以了解到，为了预防生活习惯病，留意增加日常生活中的活动量(例如增加家务活或通勤时的活动量等)以及某种程度上有计划地实施运动(例如定期地进行散步、慢跑等)这两者，并且持续进行是有效的。但是，在以往的计步器和运动强度计中，不能够区别生活活动和运动来对其实施量和目标进行管理，按照上述方针来实施有效的身体活动是很困难的。
本发明是鉴于上述情况做出的，其目的在于提供一种运动辅助装置，能够容易地管理及确认所有身体活动和身体活动中所包含的运动部分的各自的实施状况，能够有效地辅助利用者的运动持续。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明采用了以下结构。
本发明的运动辅助装置具有：身体活动量记录单元，针对基准强度以上的身体活动，将所实施的身体活动量以能够了解运动量和生活活动量的明细的方式进行记录；目标存储单元，存储着规定的单位期间内应实施的身体活动量及运动量各自的目标；显示单元，基于上述身体活动量记录单元所记录的身体活动量及运动量和上述目标存储单元所存储的目标，显示身体活动量及运动量各自的目标完成度。
根据该结构，利用者能够简单地管理身体活动及运动各自的实施状况，并且能够容易地了解为了达成目标而需要的剩余的身体活动量以及其明细(是需要运动，还是生活活动就可以)。因此，能够有效地辅助利用者持续运动(达到目标)。
优选上述身体活动量记录单元具有用于检测利用者的身体活动的检测单元，基于上述检测单元的检测结果，计算利用者所实施的身体活动的强度及身体活动量。根据该结构，能够自动计算并记录利用者所实施的身体活动的强度及量。例如，作为检测单元使用加速度传感器，通过分析加速度传感器的输出波形来计算作为身体活动的步行(包括快步走和慢跑)的强度及量。
优选上述身体活动量记录单元仅在上述基准强度以上的身体活动连续实施了规定时间以上的情况下记录身体活动量。根据该结构，如果不一定程度集中地实施基准强度以上的身体活动则不被作为记录留下，因此能够期待使利用者萌发留意进行活跃的身体活动的意识(积极性)。在此，上述身体活动量记录单元也可以根据上述身体活动的强度动态地改变上述规定时间的长度。例如，如果强度越大越在短时间内就进行记录，则能够带给利用者想要实施强度大的运动的动机。
优选上述身体活动量记录单元基于上述连续实施的身体活动量的大小，判定该身体活动量视为运动量还是视为生活活动量。也就是说，在一定程度集中地实施了身体活动的情况下，判断是否为以维持及提高体力为目的而有计划、有意识地进行的身体活动(＝运动)。或者也可以单纯地基于上述所计算的强度的大小来判定将该身体活动量视为运动量还是视为生活活动量。根据这些结构，能够自动地区别运动和生活活动。
优选上述身体活动量记录单元具有身体活动的种类和其强度相对应关联的身体活动强度表和使利用者输入身体活动的种类及其实施时间的输入单元，并基于利用者的输入，计算并记录身体活动量，该身体活动量是与能够由上述检测单元检测的身体活动不同种类的身体活动的身体活动量。根据该结构，即使对于难以自动检测的种类的身体活动，也能够记录其身体活动量。
优选上述身体活动量记录单元对小于上述基准强度的身体活动也记录所实施的身体活动量，上述显示单元将小于上述基准强度的身体活动量与上述基准强度以上的身体活动量区别显示。只要观看该显示，就能够容易地确认所实施的身体活动是否是有助于达到目标的强度(典型地讲，对于预防生活习惯病是否有效果)，因此，能够期待利用者平常留意进行活跃的身体活动。
优选还具有完成度推算单元，该完成度推算单元根据过去的单位期间所记录的身体活动量的历史记录和从现在的单位期间的开始起到当前时刻为止所记录的身体活动量的历史记录，推算现在的单位期间的结束时刻时的目标完成度。通过观看目标完成度的推算结果，利用者能够调整身体活动实施的进度。
优选还具有用于设定上述目标的目标设定单元，上述目标设定单元能够对能否变更目标的设定进行切换。根据该结构，能够设定对应于每个利用者的适当的目标。此外，也能够具有下述用法，即，只允许具有专业知识的管理指导者变更目标的设定，而禁止实际的利用者随便地变更目标。
发明效果
根据本发明，能够容易地管理及确认所有身体活动和身体活动所包含的运动部分各自的实施状况，能够有效地辅助利用者持续运动。
附图说明
图1是表示运动强度计的外观的图。
图2是表示运动强度计内部结构的框图。
图3是表示步行时的加速度传感器的输出波形的一个例子的图。
图4是表示身体活动的强度的推移的曲线图。
图5是表示记录在存储器中的身体活动量数据的一个例子的图。
图6(a)～图6(d)是表示实施状况确认画面的一个例子的图。
图7是表示用手输入身体活动的种类和实施时间的例子的图。
图8是表示基于过去的历史记录的预测完成度的计算例子的图。
附图标记说明
1运动强度计
10控制部
11操作部
12 I/F
13加速度传感器
14存储器
15显示部
16报声部
17电源
具体实施方式
以下参照附图示例地详细说明本发明的优选实施方式。
(运动强度计的结构)
图1是表示作为运动辅助装置的运动强度计的外观的图，图2是表示运动强度计的内部结构的框图。如图1及图2所示，运动强度计1具有控制部10、操作部11、I/F12、加速度传感器13、存储器14、显示部15、报声部16、电源17等。
控制部10由微型计算机等构成，并发挥如下功能：根据预先存储的程序，执行身体活动的检测、身体活动量的计算及记录、实施状况的显示等各种运算处理，并执行对显示部15和报声部16的控制等。控制部10的功能的详细情况在后面进行描述。
操作部11是用户界面，用于进行目标的设定、步数或显示的重置、各种设定值的输入等操作。I/F12是外部接口，用于通过无线通信或有线通信与体成分仪或个人电脑等外部设备进行数据收发。加速度传感器13是检测单元，用于检测步行和跑动等身体活动。存储器14是非易失性存储单元，用于存储步数、身体活动量的实施状况或目标值、关于利用者的信息、程序所使用的各种设定值和表等的数据。显示部15是由LCD(液晶显示器)等构成的显示单元，用于显示步数、身体活动的实施状况和目标完成度等信息。报声部16具有根据控制部10的控制发出操作声、步行步频(pitch)声、警告声等的功能。
该运动强度计1为使基于所述“运动指南2006”所提倡的运动方针的健康管理(运动辅助)成为可能，具有下述功能。
·将人类的“身体活动”区分为“运动”和“生活活动”来处理。另外，“身体活动”是指比处于安静状态消耗能量多的所有活动，“运动”是指身体活动中以维持及提高体力为目的的有计划、有意识地实施的活动，“生活活动”是指身体活动中除运动以外的活动。
·身体活动的强度单位使用代谢当量，身体活动量的单位使用健身活动量(＝代谢当量×小时)。
·作为每单位期间(例如1周)的目标，分别单独地设定身体活动量的目标值和运动量的目标值。虽然默认(default)值是“身体活动每周进行23健身活动量、其中运动进行4健身活动量”，但通过操作部(目标设定单元)11能够改变目标的设定。这是因为利用者的年龄或体力等不同而适当的目标值不同。
(运动强度计的动作)
接下来对上述运动强度计1的具体动作进行説明。
(1)身体活动的检测
在利用者装戴或携带运动强度计1进行身体活动(步行、快步走、慢跑等)时，通过加速器传感器13检测其振动。图3示出了步行时的加速度传感器13的输出波形的一个例子。图3横轴的单位为“秒”，纵轴的单位为“g(重力加速度)”。观察该输出波形可知，以几乎固定的周期出现波峰(peak)。该波峰的数量相当于步数，每单位时间的步数(周期的倒数)相当于步频。振幅(加速度的变化量)与步幅大小成比例。
控制部10基于这些检测结果计算利用者所实施的身体活动的强度。另外，也考虑到各种强度的计算方法(推算方法)，但采用哪种方法都可以。以下作为一个例子，列举了(a)根据步频求出强度的方法和(b)根据步频及步幅求出强度的方法这两种方法。
(a)根据步频求出强度的方法
在从加速度传感器13的输出波形得到步频P[步/分钟]时，能够利用下述式子求出强度M[代谢当量]。
强度M＝a1+(a2×步频P)
其中，a1、a2是通过实验统计设定的系数。例如可以设为，在男性的情况下，a1＝-7.065、a2＝0.105，而在女性的情况下，a1＝-8.805、a2＝0.110。
(b)根据步频及步幅求出强度的方法
在从加速度传感器13的输出波形得到步频P[步/分钟]及步幅W[g]时，能够利用下述式子求出强度M[代谢当量]。
强度M＝b1×步频P×步幅W+b2
其中，b1、b2是通过实验统计设定的系数。例如，可以设为b1＝0.015、b2＝1.599。
通常，可以知道步频变得越快，并且步幅变得越大，身体活动的强度在增加。因此，与(a)的方法相比，如(b)的方法这样地考虑步频和步幅这两者，能够更加正确地计算利用者实际实施的身体活动的强度。
(2)身体活动量的计算及记录
使用图4的例子对控制部10中的身体活动量的计算处理及记录处理进行说明。
图4是表示根据加速度传感器13的检测结果计算出的身体活动的强度的推移的曲线图，横轴表示时间(分钟)，纵轴表示强度(代谢当量)。观察该曲线图则可知，在大约70～170分钟的期间内实施了大约3～3.5代谢当量的身体活动，在大约170～220分钟的期间内实施了大约4.5～5代谢当量的身体活动。
本实施方式的控制部10将3代谢当量设定为基准强度，从身体活动量的计算中排除掉不满足该基准强度的身体活动。这是因为，如果不是某种程度活跃的身体活动，则对预防生活习惯病不会有什么效果。在图4的例子中，曲线图白色部分的身体活动量被视为零。
并且，关于基准强度以上的身体活动，控制部10通过对强度(代谢当量)进行时间积分来计算身体活动量(健身活动量＝代谢当量×小时)。此时，控制部10基于身体活动的强度大小来对“生活活动”和“运动”进行分类。具体而言，将3代谢当量以上且小于4代谢当量的身体活动视为“生活活动”，将4代谢当量以上的身体活动视为“运动”。另外，3代谢当量相当于普通步行(大约67m/分钟)，4代谢当量相当于快步走(大约95～100m/分钟)。在图4的例子中，将曲线图的斜线部分20、21的面积作为“生活活动量”、将灰色部分22、23的面积作为“运动量”分别进行计算。
控制部10将这样计算出的身体活动量即时记录存储在存储器14中。此时必须以能够知道生活活动量和运动量的明细的方式进行记录。这是由于对整个身体活动量(生活活动量和运动量的总计)与运动量分别进行着目标管理。作为向存储器14进行记录的时机(timing)，可以每隔固定时间(例如每1个小时)进行身体活动量的记录，也可以在每次达到固定量(例如1健身活动量)的身体活动量时进行记录。
图5示出了存储器14中记录的身体活动量数据的一个例子。在该例中，单独地记录有一天内实施的生活活动量和运动量。此外，不仅留有现在的单位期间(本周)的数据，还留有过去的数据。另外，只要了解整个身体活动量中的运动量和生活活动量的明细即可，因此作为数据记录形式，也可以不是“生活活动量+运动量”，而是“身体活动量+运动量”或“身体活动量+生活活动量”。
这样，在本实施方式中，加速度传感器13及控制部10相当于本发明的身体活动量记录单元。
(3)实施状况的显示
在利用者从操作部11指示“实施状况的确认”时，控制部10从存储器14读入本周的身体活动量数据并进行总计，在显示部15上显示图6(a)所示的实施状况确认画面。在该画面中，上侧的进度条(progress bar)表示相对于身体活动量的目标(23健身活动量/周)的完成度，下侧的进度条表示相对于运动量的目标(4健身活动量/周)的完成度。各条通过条整体的长度表示目标量，所实施的量从条的左端开始描画。通过这样的显示，能够一目了然地了解为了达成本周的目标所需要的剩余的身体活动量及运动量。
图6(b)、(c)是其他显示例。在图6(b)中，条的全长对应身体活动量的目标(23健身活动量/周)，条的中途(从右端起4健身活动量的位置)示出运动量的目标。并且，生活活动的实施量从条的左端开始描画，运动的实施量从条的右端开始描画。在图6(c)的显示例中，以设置在条的中途的基准点(从右端起4健身活动量的位置)为中心，在左侧描画生活活动的实施量，在右侧描画运动的实施量。根据这些显示，也能够一目了然地了解为了达成本周的目标所需要的剩余的身体活动量及运动量。
在图6(d)的显示例中，不仅显示基准强度(3代谢当量)以上的身体活动量，还显示小于基准强度的身体活动量。例如，自己本来是打算进行活跃地活动的，但是也有身体活动量达不到基准强度的情况。如果观看图6(d)的显示，则能够容易地确认所实施的身体活动是否是有助于达到目标的强度(也就是说是否有预防生活习惯病的效果)，因此，利用者平常就会留意进行活跃的身体活动。另外，为了进行这样的显示，控制部10也需要对小于基准强度的身体活动(图4的曲线图的白色部分)计算并记录身体活动量。
如果使用以上所述的本实施方式运动强度计1，利用者能够简单地管理身体活动及运动各自的实施状况，并且能够容易地掌握为了达到目标所需要的剩余的身体活动量及其明细(是需要运动，还是生活活动就可以)。但是，由于能够自动地计算并记录步行、快步走、慢跑等身体活动的强度及其量，并能够自动地区别生活活动和运动，所以对于利用者而言不需要麻烦的操作。因此，能够有效地辅助利用者持续运动(达到目标)。
另外，上述实施方式结构只不过示例了本发明的一个具体例子。本发明的范围不限于上述实施方式，在其技术思想的范围内能够进行各种变形。以下对优选的变形例进行描述。还能够适当地组合这些变形例。
<变形例1>
在上述实施方式中，基准强度以上的身体活动全部都被作为记录的对象。但是，与断断续续地重复短时间的运动相比，进行某种程度集中的时间的运动，在提高体力的意义上以及改善生活习惯的意义上来讲都是更好的。因此也可是，不记录全部的身体活动，而仅在基准强度以上的身体活动连续地实施了规定时间以上的情况下记录身体活动量。
例如，在图4的曲线图中，在以“30分钟以上的连续实施”作为记录的条件的情况下，与斜线部分20及灰色部分23相当的部分的身体活动量不留在记录中，只有与斜线部分21和灰色部分22相当的部分的身体活动量成为记录对象。根据这样的结构，由于基准强度以上的身体活动要是不实施30分钟以上则不作为记录留下，因此，能够使利用者萌发进行活跃的身体活动的意识(积极性)。
上述规定时间不需要是固定值，可以根据身体活动的强度动态地变化。例如，如果将如“1健身活动量以上的连续实施”这样的连续地进行规定的身体活动量作为记录的条件，则越是强度大的身体活动越能在短时间内被记录。根据该记录条件，图4曲线图的灰色部分23由于强度大而成为记录对象。根据该结构，能够带给利用者想要实施强度大的运动的动机。
<变形例2>
在上述实施方式中，通过身体活动的强度是在4代谢当量以上还是小于4代谢当量，来判定是“运动”还是“生活活动”。但是，实际上，存在将小于4代谢当量的行走作为运动来进行的情况，相反，在日常生活中(虽然是短时间的)也有时进行跑动。
因此，也可以是，如变形例1那样计算“连续实施的身体活动量”，并通过该身体活动量的大小是阈值以上还是小于阈值来判定是“运动”还是“生活活动”。例如，如果连续实施1健身活动量以上则判定为“运动”，如果小于1健身活动量则判定为“生活活动”。这样，即使是3代谢当量的行走但如果持续实施了20分钟，则也判定为“运动”，即使是10代谢当量的快跑但如果只有几分钟程度则也判定为“生活活动”。由此，能够进行符合实际情况的判定。
<变形例3>
由于身体活动(运动、生活活动)中有各种各样的种类，因此通过单一的装置检测所有种类的身体活动，并正确地计算其实施量接近于不可能。例如，如上述实施方式那样如果使用加速度传感器，就能够检测步行、快步走、慢跑这些种类的身体活动，但却不能够检测游泳、高尔夫这样的运动或地板扫除、庭院工作这样的生活活动。
因此，利用者也可以对与能够自动检测的身体活动不同种类的身体活动(也就是难以自动检测的种类的身体活动)进行手动输入。
具体的结构如图7所示。存储器14内预先准备有身体活动的种类和其强度相对应关联的身体活动强度表30。在利用者从操作部11指示“身体活动的输入”时，在显示部15上显示如图7所示的输入画面31。利用者能够使用操作部(输入单元)11输入身体活动的种类及其实施时间。输入结束时，控制部10参照身体活动强度表30，根据所输入的身体活动的强度和实施时间计算身体活动量。例如，如果输入“高尔夫(有电瓶车)、120分钟”，由于是3.5代谢当量的运动进行2个小时，因此得到计算结果“7健身活动量的运动”；如果输入“庭院拔草、30分钟”，由于是4.5代谢当量的生活活动进行0.5个小时，因此得到计算结果“2.25健身活动量的生活活动”。该计算结果与加速度传感器所检测的身体活动量一样，记录在存储器14的身体活动量数据中。
根据这样的结构，即使对于难以自动检测的种类的身体活动，也能够记录身体活动量，因此提高了运动强度计1的便利性。
<变形例4>
优选根据过去的单位期间所记录的身体活动量的历史记录和从现在的单位期间的开始起到当前时刻为止记录的身体活动量的历史记录，来推算(预测)在现在的单位期间的结束时刻时的目标完成度，并将该预测的完成度提示给利用者。
例如如图8所示，上周一周(周一～周日)的身体活动量的历史记录是“周一：2、周二：3、周三：2、周四：4、周五：3、周六：6、周日：5”(单位为健身活动量)，本周的周一～周四(当日)的历史记录是“周一：2、周二：2、周三：1、周四：2”。上周到周四时进行了总活动量(25健身活动量)中44％(11健身活动量)的身体活动，因此如果假设本周也与上述相同的进度实施身体活动，则能够求出本周结束时刻的预测总活动量为16健身活动量(＝7/0.44)，本周的预测完成度为70％(＝(16/23)×100)。如果将这样计算出的预测完成度如图8所示那样进行显示，则利用者能够调整身体活动的实施进度。
另外，也可以是，不与上周一周的历史记录进行比较，而与一个月前的一周的历史记录进行比较，或者与过去的统计值(过去一个月份的平均值等)进行比较。
<变形例5>
为了有效且安全地实施运动，设定与利用者自身的体力相对应的适当的运动内容及目标是很重要的。这是因为，比体力等级低的运动完全没有效果，相反，如果进行与自己的体力不相适合的过度运动则会由此而受伤或者难以持续运动，从而得不到所期待的效果。因此，在决定设定在运动强度计1中的目标值时，最好与具有运动相关专业知识的人士进行商量。
进而，可以对能否变更运动强度计1中目标的设定进行切换，例如在请求输入密码等情况下，只有被限定的人才能够变更目标。如果活用该功能则能够进行下述使用方法，即，仅允许管理指导者变更目标的设定，而禁止实际的利用者随便地变更目标。
<其他的变形例>
即使是相同内容的运动，能量的消耗量也因人而异，因此，在实际得到的运动效果中有可能产生偏差。因此，也可以根据利用者的个人属性来校正强度。作为能够给能量消耗量带来影响的个人属性，可以假设有性别、年龄、身高、BMI、体成分值、基础代谢量等。关于个人属性的值给能量消耗量带来影响的大小，能够通过临床试验得以确定。并且，只要设定个人属性的值或者各层次的校正系数，并加入所述强度的计算式中，就能够适当地校正因个人属性的不同而产生的运动效果的不同。
单位期间也可以不是“1周”。能够自由地选择5日、10日、1个月等。但是，如果单位期间的长度与利用者的生活周期相一致，则容易进行运动计划的设立或目标管理，因此可以说最优选单位期间为“1周”。

Claims (10)

1.一种运动辅助装置，其特征在于，具有：
身体活动量记录单元，针对基准强度以上的身体活动，将所实施的身体活动量以能够了解运动量和生活活动量的明细的方式进行记录；
目标存储单元，存储着规定的单位期间内应实施的身体活动量及运动量各自的目标；
显示单元，基于上述身体活动量记录单元所记录的身体活动量及运动量和上述目标存储单元所存储的目标，显示身体活动量及运动量各自的目标完成度。
2.如权利要求1所述的运动辅助装置，其特征在于，
上述身体活动量记录单元具有用于检测利用者的身体活动的检测单元，
基于上述检测单元的检测结果，计算利用者所实施的身体活动的强度及身体活动量。
3.如权利要求2所述的运动辅助装置，其特征在于，
上述身体活动量记录单元仅在上述基准强度以上的身体活动连续实施了规定时间以上的情况下对身体活动量进行记录。
4.如权利要求3所述的运动辅助装置，其特征在于，
上述身体活动量记录单元根据上述身体活动的强度来动态地改变上述规定时间的长度。
5.如权利要求3或4所述的运动辅助装置，其特征在于，
上述身体活动量记录单元基于上述连续实施的身体活动量的大小，判定将该身体活动量视为运动量还是视为生活活动量。
6.如权利要求2～4中任一项所述的运动辅助装置，其特征在于，
上述身体活动量记录单元基于上述计算出的强度的大小，判定将该身体活动量视为运动量还是视为生活活动量。
7.如权利要求2～4中任一项所述的运动辅助装置，其特征在于，
上述身体活动量记录单元具有：
身体活动强度表，身体活动的种类和其强度相对应关联，
输入单元，使利用者输入身体活动的种类及其实施时间；
基于利用者的输入，计算并记录身体活动量，该身体活动量是与能够由上述检测单元检测的身体活动不同种类的身体活动的身体活动量。
8.如权利要求1或2所述的运动辅助装置，其特征在于，
上述身体活动量记录单元对小于上述基准强度的身体活动也记录所实施的身体活动量，
上述显示单元将小于上述基准强度的身体活动量与上述基准强度以上的身体活动量区别显示。
9.如权利要求1～4中任一项所述的运动辅助装置，其特征在于，
还具有完成度推算单元，该完成度推算单元根据过去的单位期间所记录的身体活动量的历史记录和从现在的单位期间的开始起到当前时刻为止所记录的身体活动量的历史记录，推算在现在的单位期间的结束时刻的目标完成度。
10.如权利要求1～4中任一项所述的运动辅助装置，其特征在于，
还具有用于设定上述目标的目标设定单元，上述目标设定单元能够对能否变更目标的设定进行切换。
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