JP2000516829A - 全方向性トレッドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 トレッドミル（１）は、使用者（３）が任意の方向に歩行若しくは走行することができるトラック組立体を有する。可動の使用者支持部は、その使用者支持部（２）の動きの方向に垂直な軸周りに回転する複数の回転可能な部材を有している。別々の動力駆動機構（７、８）が同時に使用者支持部（２）を動かし、部材を回転し、使用者の全方向性の動きを達成する。動力駆動機構（７、８）のための制御装置（４）は、使用者支持部（２）上の使用者の指向方向に作用し、使用者支持部（２）が使用者（３）の向いた方向に作動することとなる。

Description

【発明の詳細な説明】 全方向性トレッドミル発明の分野 本発明は、人のリハビリテーション、シミュレーション、トレーニング、訓練 のための装置に係り、概ね、その装置の使用者が、任意の方向に歩く、走る若し くは這うことを可能にする方法であって、触感の感知を採用してシミュレートさ れた環境下における使用者の没入のレベルを向上する方法に係る。発明の背景 バーチャル・リアリティ（仮想現実：ＶＲ）では、典型的には、像（目に見え るもの）や音などの自然に生ずる入力を模倣する（シミュレートする）ために、 人間の感覚へコンピュータで生成された刺激を与えることが行われている。更に 、刺激することのできる追加的な感覚としては、方向、バランス、触感、力学的 な（触感）フィードバックが含まれる。ＶＲにおいて、完全で且没入することの できるＶＲを体験する場合には、使用者は、像、音、接触及び動きにより同時に 刺激されることとなろう。 現在のＶＲの発達水準における主要な制限の一つは、単に歩くこと及び走るこ とを可能にすることができないということである。進行は、典型的には、指示若 しくはその他の身ぶりによるか、或いは、ジョイスティック、トラックボール、 マウス若しくは同様の装置によって方向づけられる（肉体的に）具体化されてい ない意識の中心において体 験されている。歩行の実際の肉体的な感覚は、以下の二つの形態のうちの一つに 制限されている。ａ）使用者は、ある限定された不動の表面であって追跡及び信 号生成が良く制御された表面に制限されている。ｂ）使用者は、その使用者の動 きを本物の空間から仮想の空間に変換する直線的なトレッドミル（踏み車）若し くは車椅子などの装置に限定される。慣用の直線的なトレッドミルは、任意に上 方へ傾斜することのできる移動可能なトラック（歩行路）を有している。トラッ クは、一方向にのみ移動可能であり、使用者の運動をそのトラックの動く方向に 制限することとなる。誘導用電気的ディスプレイなどのトラックに関連づけられ たモニターは、使用者による経過時間、使用者によって遂行されている速度、及 び距離を記録する。 仮想環境において、一つの連続的に移動するトラックからなる直線的なトレッ ドミルを外部モニター若しくは頭部装着型ディスプレイと共に使用することによ り、使用者は、直線方向に歩行することが可能になる。しかしながら、使用者は 、現実の生活に可能なはずの任意の方向に歩くことはできない。この進行に関す る制限によって、ＶＲに没入させる性質が損なれ、自由に歩き進行する物体とし てはでなく、乗物に乗った状態としての体験とせざるおえないとこととなってい る。発明の概要 ここに記載されている本発明は、使用者が立った状態で 歩く若しくは走ることができるという点で、直線的なトレッドミルに最も類似し たものである。使用者は、固有受容感知を採用し、シミュレートされた環境に対 して接触する感覚を満たすこともできる。別に態様として、使用者は、平坦で能 動的な表面について任意の姿勢を仮定することができる。その他の姿勢には、ひ ざをついた状態、手及びひざで這う状態、腹ばいの状態、座った状態及びうつぶ せの状態が含まれる。 本発明は、人などの使用者が任意の方向に動く、歩く、走る若しくは這うこと ができる全方向性トレッドミル装置である。本発明の装置は、固定された表面上 に装置を支持するための枠を有している。枠上に装着されたトラック組立体は、 そのトラック組立体上の使用者の指向方向によって決定された方向に動く使用者 支持体を提供する。トラック組立体は、第一の駆動モーターにより第一の方向に 可動な使用者支持体を有する。使用者支持体は、その支持体の移動方向に概ね垂 直な軸周りに回転可能な使用者支持部材を含む。動力駆動無限ベルトなどの第二 の駆動部は、使用者支持部材に係合し使用者支持部材を回転し、これにより、使 用者支持部材と使用者支持体との組み合わさった動きによって使用者が全方向に 動くことができるようになる。使用者支持体上の使用者の指向方向に応答する制 御装置は、使用者支持体上の使用者の指向方向に順応するよう使用者の方向性の ある動きを制御するべく駆動する。図面の説明 図１は、本発明の全方向性トレッドミルの斜視図である。 図２は、トレッドミルのモーター制御のブロック図である。 図３は、本発明のトレッドミルの第一の改造の斜視図である。 図３ａは、図３の線３ａ−３ａに沿って見た拡大された断面図である。 図４は、本発明のトレッドミルの第二の改造の斜視図である。 図５ａは、本発明のトレッドミルの第三の改造の斜視図である。 図５ｂは、図１から図５のトレッドミルに採用されているトラック組立体の部分 の斜視図である。 図６は、図１から図５のトレッドミルに採用されているトラック組立体の部分の 斜視図である。 図７は、図１から図５のトレッドミルに採用されているトラック組立体の斜視図 である。 図８は、回転可能なスリーブとスリーブ駆動ベルトの動きを示す図６と類似の図 式的な斜視図である。 図９は、図１から図５のトレッドミルに用いることのできるトラック組立体の第 一の改造の斜視図である。 図１０は、図１から図５のトレッドミルに用いることのできるトラック組立体の 第二の改造の部分の分解斜視図である。 図１１は、全方向性の輸状体及び遊びローラーの改造の斜視図である。 図１２は、図１から図５のトレッドミルに用いることのできるトラック組立体の 第三の改造の斜視図である。 図１３は、回転楕円状トレッドミル部分の部分的に断面を示す斜視図である。 図１４は、トラック組立体に組み込まれている図１３の部分の断面図である。 図１５は、トラック組立体の能動表面のもう一つの改造の斜視図である。 図１６は、６脚運動プラットホームに組合された図４の斜視図である。 図１７は、能動表面触感ディスプレイの斜視図である。 図１８ａ及び１８ｂは、一つの場所において使用者が遠隔の場所において遠隔物 を制御することを示す模式図である。 図１９は、図１から図５のトレッドミルに用いることのできるトラック組立体の 更なる改造の斜視図である。 図２０は、図１９の線２０−２０における断面図である。 図２１は、ベル組立体の一部の拡大断面図である。 図２２は、本発明の全方向性トレッドミルのトラック組立体の更なるもう一つの 改造の部分の斜視図である。 図２３は、長手方向ローラーと横断方向ローラーの斜視図であり、ローラーの回 転によるＸ及びＹベクトルを示している。 図２４は、横断方向ローラーに係合するよう配置された長手方向ローラーの横断 方向の断面図である。詳細な説明 本発明は、使用者が任意の方向に歩くことができるようにすることによって、 伝統的なトレッドミルの制限を回避するものである。図１は、能動表面２を有す る全方向性トレッドミル（ＯＤＴ）１を示している。能動表面２は、独特な機構 、即ち、能動表面上の任意の位置に置かれた使用者３がその表面上において任意 の別の位置に移動されるようにする機構を巧みに採用している。より典型的には 、直線的なトレッドミルにおいて、使用者が前方へ走り出ようとする若しくは後 方へ投げ出されることが回避されるのと類似の態様で、能動表面からはみ出され る使用者は、能動表面の中心へ向かってもどされる。 ＯＤＴに必須なものは、閉ループモーター制御機構４と、トレッドミルの能動 表面の固定された軸に対する使用者の位置を正確に示す使用者位置感知装置５、 ６である。これらの二つは、固定基盤９に対して或る選択された位置に固定的に 取付けられたＸ軸制御モーター７とＹ軸制御モーター８と協同して、能動表面上 における使用者の的確な位置決めを確実するよう働く。図１の実施例において、 位置センサは、超音波トランスデューサであり、超音波位置検出の分野の当業者 に良く知られた構成のものである。 バランス（平衡）の問題について取扱うべく、ＯＤＴは、 使用者を安定にするための手段を任意に含んでいる。環状の手すり程度の簡単な 構造であっても十分であろう。透明性の観点から、更に好ましいのは、使用者の 平衡中心の近くに付着するバランスカフ１０を使用することである。使用者の後 方の小さい部分にあるヒンジ１１が、カフ１０を支持柱１２へ接続し、支持柱１ ２は、使用者を支持枠１４のＸ−Ｙ追跡機構に関連づけるよう働く。通常の状況 下では、支持柱１２が能動的に鉛直方向位置を維持するので、カフ１０は、使用 者の能動的なＸ−Ｙ追跡を可能にする。この態様において、使用者は、カフ１０ がそこにあることをほとんど知ることはない。しがしながら、使用者が不安定に なると、カフ１０は、バランスを取り戻すのを助けるよう働く。 カフ１０及び支持柱１２が能動的に任意の方向について使用者を追跡するよう にするために、支持柱１２は、好ましくは、使用者の頭部の真上において少なく とも三つの鉛直支持部材１５によって支持された支持構造１４へ接続される。二 つのモーター１６、１７は、各々、支持柱１２を使用者に対して鉛直の位置に維 持するべくＸ−Ｙ追跡手段を駆動する。モーターは、支持柱１２の鉛直からの偏 差を感知することによって制御される。一対のＸ及びＹポテンシオメーターが、 各々、ＸＺ平面及びＹＺ平面における支持柱１２の角度方向の誤差を感知する。 例えば、ＸＺの誤差は、Ｘモーター１６が誤差をゼロに低減するような方向 に機構を駆動しなければならないことを示す。Ｙモーター１７を制御するＹＺ平 面の誤差も同様である。使用者の方向転換により生ずるＺ軸周りの回転は、スリ ップリング組立体１９を介して伝えられる。スリップリング組立体１９は、支持 柱１２の湾曲若しくはねじれを回避すると共に、回転式電気接点を介した電力及 び信号の通過を許し、使用者により装着されている装置との接続が維持されるよ うになる。スリップリング組立体は、回転式電気接点に精通した当業者において 容易に知られるものである。同様の態様にて、使用者の鉛直方向の動きは、伸長 機構２０によって許される。伸長機構２０は、線形の動きのみを可能にし、使用 者への及び使用者からの電気的信号の通過を許す。 装置の好ましい実施例は、図１に明らかにされている如く、組合されたＯＤＴ ／ＶＲシステムである。かかるシステムは、使用者の物理的な方向と速度と、使 用者が進行している仮想的な世界におけるそれらとの緊密な結合を可能にする。 典型的には、かかるシステムは、スピーカー及びマイクロフォン、データグロー ブ２２、身体感知スーツ（図示せず)、外骨格間接角度センサ及び／又はその他 の関連機器を有する頭部装着ディスプレイ（ＨＭＤ）を含む。前記のＶＲシステ ムは、おそらくは、像生成、音生成、頭部及び手の位置などの関連データの処理 をするためのコンピュータ２３を含むこととなろう。明示的には示されていない が、使用者によって装着されている周辺機器は、支持柱１ ２を上方に走るワイヤ、Ｘ−Ｙ追跡支持部１３を介し、支持枠鉛直部材１５を降 ってコンピュータシステムへ配線により接続されている。電磁波若しくは赤外線 手段を用いれば、無線接続も可能である。 ＯＤＴは、速度信号及び方向信号を像生成コンピュータへ送ることによってＶ Ｒシステムに同期して作用する。コンピュータは、かくして提供された速度ベク トルを用いて使用者へ見せる仮想像を更新し、使用者は、このベクトルを斜酌し た仮想像を見ることとなる。例えば、もし使用者の速度が、トレッドミルのＸ方 向の動きによって示されるＸ方向について１／２メートル／秒であれば、使用者 は、仮想世界においてマイナスのＸ方向に１／２メートル／秒で通過する目的物 を見ることとなる。 組合されたＯＤＴ／ＶＲシステムの変更には、プラットホームを傾けて上り勾 配の運行をシミュレートできること、及び、一人の使用者が他の者と一つの仮想 世界を共有するネットワーク化されたＶＲ体験ができることが含まれる。 ＯＤＴ／ＶＲシステムの更に追加される変更には、感知システムと刺激システ ムを統合することが含まれる。追加的な感知の例は、完全若しくは部分的な人体 表面マッピング、ビデオ取得若しくはそれらの組合せであって、使用者の仮想的 な像として操作され転送されるものを任意に含む。従って、仮想空間内で同伴す る歩行者は、使用者の実時間複写像を見ることとなろう。 単に特定の附属物ではなく、使用者の全身体へ力学的なフィードバックを加え ると、仮想環境内への没入と現実感を更に増強することができるであろう。降下 方向の主な目的も同様である。 力学的なフィードバックのないトレッドミル上の使用者は、実質的な仕事をし ない。仕事の基本的な定義は、力に距離を乗じたものに等しいが、外部から与え られる力がない場合、使用者は、仕事を行うことはできない。使用者が行えるこ とは、足を上げたり置いたりすることと、腕の位置及び体の動きを介してバラン スを概ね維持することだけである。 典型的には、使用者の重心に若しくはその近傍において外力を適用することに よって、システムは、使用者が仕事をすることを可能にする。使用者へ与えられ る力は、トレッドミル上の足の力と平均して等しく且反対向きの力に匹敵する。 もしトレッドミルの表面が移動すると、使用者は、基本的な方程式に従った仕事 、即ち、各々の足に与えられる力に、その力が与えられている際に進行した距離 を乗じたものに等しい仕事をさせられる。その仕事が為される速さは、能動表面 の速度によって決定され、使用者によって行使される動力に等しい。 図１を参照して、使用者３は、ＯＤＴの能動表面２上を歩いており、中央に配 置されたカフ１０を介して力学的フィードバックシステムへ接続されている。カ フは、支持柱 １２へ取りつけられており、ここで、支持柱１２は、選択された高さにおいて、 進行の直線方向に概ね反対の方向に適当な量の力を与えるよう形成できるように なっている。概ね等しく反対方向の力がトレッドミルの表面上の使用者によって 生成され、その力は、トレッドミルの表面の速度の方向と同一の直線方向に沿っ て生ずる。速度Ｖにおける動きの方向に沿って出される力は、使用者が力を発す ることを要求するのである。 上記の如き外部から与えられた力は、直接的に能動表面を傾斜させることと組 合せて上り勾配を進行する錯覚を助長することができる。更に、与えられた力の 角度は、種々の負荷状態をシミュレートするために変更されて良い。 図２は、単一のモーターの制御についてのブロック図である。このモーター及 びそれに関連された制御ループは、能動表面若しくは支持カフ追跡器のいずれか のＸ若しくはＹ方向の制御を行う。 図２を参照して、能動表面の単一の軸について、制御信号は、表面の中心にお いてゼロに設定される。もし位置信号が中心からずれると、加算接合部が、その 誤差（ずれ）に比例した誤差信号を生成する。ＰＩＤ（比例−積分−差動）コン トローラは、移動制御の分野の当業者にとって良く知られ、良く特徴が理解され るものであり、時間に亙って誤差信号を解釈するよう調節され、一つの軸に沿っ てモーターの速度を制御する信号を出力する。モーター速度と それに関連する方向は、ＶＲシステムによって、一つの速度及び一つの方向とし て解釈され、これにより、使用者へ示される像が更新される。また、モーター速 度は、能動表面が誤差を低減する方向に駆動されるようにする。プラントは、シ ステムの構成要素を示しており、これには、使用者が含まれており、位置信号の 生成を行うよう作用する。この場合、プラントは、中心へ向かって戻される状態 の能動表面と、能動表面の動きによって中心へ戻るよう駆動される使用者と、ゼ ロ参照位置に対する使用者の絶対的な位置を感知し加算接合部によって分析され る位置信号を生成する位置トランスデューサとを含む。 支持カフ追跡モーターの制御は、同様の態様で生ずる。図２を参照して、制御 信号は、支持柱がその能動軸に対して鉛直であるときに、ゼロに設定される。も し位置信号がゼロ以外の角度を示すと、角度の誤差に比例した誤差信号が生成さ れる。ＰＩＤコントローラは、対象とする軸を制御して特定の速度で回転するモ ーターについての信号を出力する。モーター速度は、誤差をゼロに低減する方向 にプラントの機構を駆動し、次のサイクルが再び始められる。図１の装置におい て、位置信号は、対象とする軸に関連する回転ポテンシオメーター１７によって 生成されることとなろう。 図３において、カフ支持体の別の実施例が示されている。使用者１０１は、図 １に示されている形式のカフ１０では なく、ハーネス１０２を装着した状態で示されている。この場合において、ハー ネスは、固い水平部材１０４へヒンジ１０３を介して柔軟に接続されている。前 記の部材は、垂直部材１０５へ蝶番により接続されており、垂直部材は、回転す る取付けリング１０６へ蝶番により接続される。リング１０６は、基台１０７内 に回転可能に保持されている。断面図において、取付けリングは、軸受けリング １１０によって支持された二重軸受けレース１０９上に着座するギヤリング１０ ８へ固定されている。ギヤリングは、軸受けレース溝によって横方向の動きが制 限されており、ローラー接触部１１１によって上方向について拘束されている。 リング１０６は、スプールギヤ１１２とのギヤ接触によってその中心周りに駆動 される。スプールギヤは、ギヤ減衰手段１１４を介して駆動モーター１１３によ って駆動される。 カフ１１５内のヒンジ１０３にあるシア（剪断）センサが、図２の誤差信号と 同様の信号を生成する。モーター１１３は、シアセンサの出力がゼロへ向かう方 向にリングを駆動する。この態様において、カフと支持柱とは、使用者の位置を 追跡し、ＨＭＤ及び音システムへの配線接続と共に使用者の支持及びバランスを とることの補助を提供する。全ての他の点については、ＯＤＴの能動表面１１６ は、図１のものと同様に振舞う。簡単のため、図３においては、位置センサ、モ ータードライバ及びコンピュータは省略さ れている。 水平部材１０４のヒンジ支持部１１７及び鉛直部材のヒンジ支持部１１８を能 動的な部材とし、それらが能動的に制動されるようにすることによって、更に良 い支持を使用者に提供することができる。能動的な制動作用により、使用者の移 動する速度が感知され、その移動速度に比例して制動の程度が増大されることと なる。この方法において、もし使用者がバランスを崩したり、失った場合、速度 が素早く変化し、ヒンジにおける制動作用が更に増大され、バランスを取り戻す のに必要な支持が提供される。 図３の実施例のモーター駆動されない形式のものは、図１及び図３の能動的に 追跡をするカフではなく、図４に示されているように、バランスを安定にするた めのハンドグリップを採用することとなろう。ハンドグリップ２０１は、水平部 材２０２及びヒンジ２０３を介して鉛直部材２０４に取付けられる。鉛直部材２ ０４は、基台２０７へ回転可能に取付けられた図３に示されている形式のリング ２０６へヒンジ２０５を介して取付けられる。リングは、使用者（図示せず）に よる動力によって使用者の周りを回転するので、モーターは存在しない。使用者 は、常に、ハンドグリップ上に少なくとも一つの手を置き、前方若しくは後方へ 力を与え、ハンドルに対し、それが能動表面２０８の周りを動きなから適当な位 置に位置決めされるべくトルクを与える。本発明のこの実施例は、構造がより簡 略されてい るが、製作費用を低減し、それが置かれる部屋の天井が高い必要がない。このユ ニットは、特別な高さ若しくは動力を必要とすることなく、家庭や事務所に快適 に装備することができる。図４においては、簡単のため、使用者、位置センサ及 びコンピュータは省略されている。 触感相互作用は、受動若しくは動的「相互作用立体」、或いは一般に「触感デ ィスプレイ」と呼ばれるものを使用することによって達成される。図５ａ及び５ ｂは、かかる触感ディスプレイが如何に使用者と相互作用をするかを示している 。図５ａは、実空間における使用者を示している。ここにおいて、前記のように 、カフ及び支持柱組立体３０３に支持された使用者３０１がＯＤＴ３０２上に立 っていることが分かる。使用者は、彼がまさに座ろうとしている平坦な水平な表 面３０４に手を伸ばし接触している。表面３０４は、水平部材３０５、鉛直部材 ３０６及びヒンジ制御モーター３０７、３０８、３０９から成るモーター駆動さ れた支持柱組立体によって制御可能に配置される。この位置決め組立体は、図３ ａにはじめに示された形式の二次的な装着リング３１０上に固定的に装着されて いる。リング３１０は、図３に示されているモーターと同様の態様によってモー ター３１１によって付勢され位置決めされる。表面３０４は、リング３１０の適 切な回転及びヒンジモーター３０７−３０９の回転によって制御可能に配置する ことができる。 図５ｂは、図５ａの使用者によって見られる視覚的な現実を示している。図５ ｂの仮想空間において、使用者４０１は、いす４０２として見える図５ａの表面 を見て物理的に相互作用する。これは、使用者と受動的に相互作用して合成の仮 想現実を立体化するので、動的相互作用立体の例である。立体は、使用者の現実 の空間及び仮想空間において、その場所を一旦見つけると、固定された状態のま まとなる。使用者の仮想的な仕事の範囲内において第二のいす４０３もその上に 座ることができる。もし使用者が第二の低い椅子を選択しようとする場合、彼は 、単に振り返ってそのいすまで歩いていくこととなる。図５ａのリング３１０は 、相互作用立体３０４が第二のいすの予想された表面と一致するようにその立体 ３０４を回し、使用者は、それに接触し、座ることができる。 動的相互作用立体は、使用者の入力、同じ仮想空間を共有する使用者若しくは 仮想環境の完全に外にある操作者からの入力に能動的に応答する点で、上記の受 動的なものと異なっている。使用者に応答する動的相互作用立体は、前の例のよ うに、移動するサーフボードの上部を示す水平な表面であってよいであろう。使 用者が押すと、外部コンピューターの閉ループ制御の下で表面は本物のサーフボ ードが提供するのと同様の上下運動及び浮遊運動を提供する。更に完全な動的相 互作用立体は、使用者によって感じられるが仮想環境内のもう一つのものによっ て制御される機械 的な手であってよいであろう。使用者は、その手を握って握手することができ、 並行の使用者は、その者の仮想環境内で同一の手を握って握手するので、前記の 機械的な手は応答として握り返し握手し返すこととなる。 受動的及び動的相互作用立体は、図３から図５の環状リングの実施例に限られ たものではない。それらは、図１の実施例及びそれに関連した変更において単に 容易に実行できるというだけである。このような複合的なシステムは、上部装着 カフ支持体、受動的及び動的相互作用立体を含むこととなろう。 本発明は、バランスカフを使用することに制限されない。更に大きな表面を有 し中心への動きが緩やかなＯＤＴは、使用者を支持しそのバランスをとるための カフは必要とされなくてよい。大きな能動表面を用いれば、使用者のバランスを 乱すことを回避するのに十分な程度に復元力を緩やかなものとすることができる 。 相互作用立体は、「触感ディスプレイ」若しくは「ロボエクセル」として文献 で参照される。関連した仕事は、トルクのフィードバックを伴う円盤及び軸など 相互作用表面を発展させている(グッドの米国特許第５１８５５６１号)。ＯＤＴ の機能に必須なのものとして受動的及び動的相互作用の現実性を増大する手段を 任意に含むことは、本発明の範囲内に含まれる。使用 ＯＤＴは、単独で １．練習装置 ２．任意方向への動きについての運動分析装置 ３．任意の横方向の動きについてのトレーニング装置 として有用である。 ＯＤＴは、ＶＲシステムと組合さって、 １．仮想空間の進行 ２．トレーニング ３．テレプレゼンス ４．娯楽 ５．練習 ６．レクリエーション ７．運動分析 ８．教育 ９．心理学的分析及び治療 として有用である。詳細な説明 基本的なメカニズム 能動表面は、着座している物を任意の方向へ動かせるようにするために、利用 可能な二つの能動ベクトル運動成分、正及び負のＸと正及び負のＹ、を有してい なければならない。直線的なトレッドミルは、＋／−のＸしか有していない。Ｏ ＤＴは、両方とも有している。 ＯＤＴは、二つの運動成分を機械的に分離してそれらが 二つの別々のモーターによって付勢され制御されるようにする「ベクトルスラス ト駆動」を採用する。ベクトルスラストは、Ｘの運動成分とＹの運動成分とのベ クトル和である。 図６に示されているように、ＯＤＴの能動表面５０１（以下において、ローラ ーベルトとして参照される）は、複数の同一のローラー部分５０２から成ってい る。ローラー部分は、固い軸であってその上自由に回転するローラー５０４が装 着された軸５０３から構成されている。ローラー５０４は、軸の端部に固定され たばねクリップ５０５によって、その横方向の境界内に保持されている。軸の端 部は、かぎ留め５０６に形成されており、これらは、ヒンジ棒５０７によって共 通のヒンジ軸まわりに保持される。個々のかぎ留めの接点は、スペーサ５０８に よって分離され、それらの位置を適切に決定し、横方向に動かないようになって いる。各々のローラーは、ローラー部分の運動と直角に動く表面５０９、好まし くは可撓性ベルトと接触線５１０に沿って摩擦が生ずるように接しており、接触 線５１０はローラーに選択的な回転運動を生成するよう働く。可撓性ベルトは、 固い支持板５１２によって支持されながら隣接しており、支持板は、使用者の重 さの負荷を受け、能動表面が平坦な状態のままになっていることを保証する。 ローラーベルト５０１のＸ方向の運動５１３は、図１のＸ方向モーター７によ って駆動される。可撓性ベルト５０ ９のＹ方向の運動５１４は、Ｙ方向モーター８によって駆動される。 図７は、完全な全方向性運動を達成するための完全な機構を示しており、ヒン ジ棒６０１が、ローラーベルト６０２がベルトの縁にあるローラー６０３及び６ ０４の周りにおいて曲がれるようになっていることが示されている。六角形ロー ラーがローラーを＋／−Ｘベクトルの方向６０５に駆動する。示されているよう に、ローラーは、ローラーベルトの蝶番式の構成に適合するべく、形状が六角形 に成っている。 図７の実施例において、一つの六角形ローラーがモーター６０６によって付勢 され、もう一つは、アイドラ（遊び車）６０７である。しかしながら、両方のロ ーラーを容易に付勢することができるであろう。平坦な閉ループ駆動ベルト６０ ９の上面である直線的に動かされる平面６０８は、ローラーベルト６１０の底面 に密に接触した状態に置かれ、その動きがローラーベルトの動きに対して直角に なるように方向づけられる。それは、その端部において、ローラー６１１、６１ ２によって支持され方向づけられている。好ましい実施例において、一つのロー ラーのみが、モーター６１３によって駆動されており、もう一方は、遊びローラ ーである。 ローラーは、軸受け６１４若しくはモーター駆動軸６１５によって支持されて いる。平坦な可撓性駆動ベルト６０ ９は、固い支持板６１６に支持された状態で隣接させられており、支持板６１６ は、その四つの角の各々において支持脚６１７によって支持されている。支持脚 、軸受け及びモーターは、地面として働く固い支持表面６１８へしっかりと固定 されている。 ローラーベルトのみが作動されている場合、ローラーの上面は、＋／−Ｘ方向 の運動を提供する。平坦なベルトのみ作動されている場合、それは、ローラーの 底面に対し摩擦しながら接触し、かくして、ローラーは、それらの自由軸周りに 回転させられることとなる。従って、もしベルトが−Ｙ方向６１９へ動いていれ ば、ローラーの上面は、＋Ｙ方向６２０に動いていることとなる。各々のローラ ーの上面における接触線は同時に動いているので、接触線の和によって郭定され る能動表面６２１上に着座する質量は、Ｘ及びＹ方向の運動ベクトルの組合せの 方向に移動される。この図の能動表面６２１は、図１、３及び４における能動表 面２、１１６及び２０８と同一のものであって良い。 ビーズ状（じゅず玉状に構成された）ベルトと平坦なベルトとを同時に動かす ことにより、ローラーの表面の接触線は、Ｘ方向及びＹ方向の運動の如何なる組 合せについても提供できるよう形成される。例えば、図８において、ローラー部 分７０１が方向７０２にプラス３０．４８ｃｍ／秒（１ｆｔ／秒）で移動し、平 坦なベルト７０３がマイナスＹ方向７０４にマイナス３０．４８ｃｍ／秒（１ｆ ｔ／ 秒）で移動していることが見られる。自由に回転するローラーは、接触線７０５ においてベルトの−Ｙ方向の運動を＋Ｙ方向の運動に変換する。組合されたスラ ストベクトル７０６は、二つのベクトルの運動のベクトル和、即ち、第一象限内 において４５度の角度方向に４３.１ｃｍ／秒(１．４１４ｆｔ／秒)に等しい。 より良い安定のために、平坦なベルトの下側は、滑らかな平坦の固い表面７０ ７によって支持されている。平坦なベルト７０３と支持表面７０７との間の接触 領域表面は、好ましくは、テフロンなどの滑りやすい物質で被覆することによっ て摩擦が低減される。 ベルトのたるみ若しくは緩みの如何なるものも取り除けるように、緊張機構が 、Ｘ方向における二つのローラーのうちの一つにおいて及びＹ方向におけるロー ラーのうちの一つ、好ましくは遊びローラーに有利に採用される。 ローラーは、任意に小さく若しくは任意に大きくて良い。しかしながら、ロー ラーの寸法については組立の容易さなどの要因によって、感じ得る限界が存在す る。更に、六角形ローラーの寸法は、ローラーの長さ及びそれによって定められ るヒンジ部分によって決定される。明らかに、前記の組立体には、最適なローラ ーの寸法の範囲が存在する。 六角形状は、ローラーベルト作動手段を表すべく任意に選択されたものである 。ローラーは、その寸法及び製作可能性のバランスを最適にするべく、６面から ８面の間を有 することが合理的には期待されるが、かならずしもこの形状に制限されない。 別の能動表面機構 ベクトル−スリップ原理が、もう一つの形態の別の構成要素についても採用す ることができる。図９においては、複数の同一のビーズ状部分８０２から成るＯ ＤＴの能動表面の一つの隅が示されている。ビーズ状部分は、多数のビーズ８０ ４が連なった可撓性のケーブル８０３から成る。ケーブルは、端部と端部が固定 され、閉ループを形成する。ビーズは、スペーサ８０５によって分離されている 。スペーサは、二つの目的で働く。一つには、それらは、均一なビーズ間隔を保 証する。二つには、それらは、ケーブルがいずれかの方向に引っ張られている場 合にビーズ８０４に直線的に力を与える。ケーブル８０３に取付けられたスペー サ８０５がない場合、ケーブル８０３は、所望の方向にそれらに力を加えるので はなく、ビーズ８０４を介して引っ張り抜いてしまうことになるであろう。 ローラー８０６（一つのみ示されている）は、その部分の端部で戻りループ８ ０７を支持し、その方向を定める。隣接する部分は、スペーサ機構８０５によっ て互いに固定されている。隣接するビーズ部分とそれらに関連したスペーサの組 合せによって、ビーズに均一な表面を形成する。この表面は、ローラーベルトと まさに相似するものである。ローラーベルトシステムに関して、前記のビーズは 、一組 のローラーによって＋／−Ｘ方向に作動され、平坦なベルト８０８に接触するこ とによって、＋／−Ｙ方向に作動される。 ワイヤ上に構成要素を連ねてそれらを一緒に留めるのではなく、ワイヤ及びビ ーズ組立体と同じ機能を達成する単一の繰返し構造のユニットを製作することも 可能である。図１０は、そのような繰返しユニットを示している。ビーズ９０１ 若しくはローラーは、接続支持柱９０５と雄端９０３及び雌端９０４とを有する 軸９０２上に回転可能に装着される。組立体の雄部分を雌部分へ固定することに よって、ビーズは、連なった閉ループの線状体となるよう接続される。ビーズの 線状体どうしの接続は、筋かい９０６の孔を隣接するひも状の雄部分の上に装着 することによって形成される。前記の繰返しの構成要素化された構造は、前記の ローラーベルトの機能を複製するローラー形式のユニットの構築にも適したもの である。 ローラーベルトを構成するビーズ部分の全てを組立てると、組立体は、図９に 示されているものと同様に見えることとなろう。ただし、スペーサ８０５は、別 々の接続支持柱として各々のユニットの組立体の一体化された部分９０５となる 。 図１１は、更にもう一つの全方向性表面作動手段を明らかにしており、この手 段では、輪状体１００１が、その周囲に配置された遊びローラー１００２と共に 用いられてい る。遊びローラーユニット１００３は、輪状体１００１内の適当な受容くぼみに 挿入される。各々の遊び軸１００４は、輪状体の動力軸１００５に対して垂直方 向に向けられている。ベクトル−スリップ輪状体１００１は、動力軸に垂直な線 、即ちＸ軸を通る力のみを伝達することができるという独特の性質を有している 。輪状体１００１のＹ軸方向の運動の如何なるものも遊び車１００７上を通るこ ととなる。 図１２は、Ｘ方向に向けられた輪状体１１０１およびＹ方向に向けられた輪状 体１１０２の配列となるように上記のベクトル−スリップ輪状体を組み合わせる ことによって、Ｘ及びＹの配列を選択的に作動することにより組み合された方向 ベクトルが得られることを示す。輪状体１１０２は、一組のベルト１１０３によ ってＹ方向に作動され、輪状体の底部に接触するもう一つの組のベルト１１０４ によってＸ方向に作動される。これらのベルトは、輪状体配列のための案内溝及 び装着部を有する基台１１０５によって保持され方向が定められている。輪状体 １１０６は、図１１の構造を有する典型的なＸ方向の輪状体である。それは、軸 １１０７を一対の装着ポスト１１０７のスナップ溝に嵌合するスナップによって 基台上に保持される。すべての輪状体は、同じ態様で基台に保持される。 Ｘ輪状体１１０１は、Ｙ輪状体１１０２よりも直径が大きいので、接触ベルト は、互いに接触することはない。ビ ーズ状ベルトの発明のように、Ｘ輪状体配列の作動は、＋／−Ｘ方向の運動を作 動するが、その運動は、なんの妨害を受けることなく、Ｙ方向ベクトル−スリッ プ輪状体のアイドラの上を容易に通過する。純粋なＹ方向の運動も同様にＸ配列 によって妨害されない。着座する質量が適切な数のＸ及びＹローラーに接触して いる限り、Ｘ及びＹ輪状体を組み合わせることで、Ｘ及びＹベクトルの組合せを 介して能動表面が、任意の方向へ直線的に着座する質量を動かすことができるよ うなる。 駆動ベルト１１０３、１１０４は、ローラー（図示せず）によって駆動される 連続的なベルトである。ローラーは、図１から図４及び図７のローラー／モータ ーの組合せと同様にモーターによって付勢され制御される。 エルゴテック（Ｅｒｇｏｔｅｃｈ）社は、大きなローラーであってその外側上 に形づくられた遊びプーリーを採用したものを取合わせたものを製造している。 これは、ベクトル−スリップ輪状体と同じ分類に入るものである。それらは、箱 及びその他平坦な底を有する物品のための受動的な移動装置として使用される。 マーティン−マリエッタは、月面移動車７上にベクトル−スリップ駆動を採用 している。それらの遊びローラーは、主輪駆動軸に対して４５度に向けられてい る。従って、推力は、常に、主輪駆動軸に対し４５度になっている。四つの輪か ら利用可能な四つのスラストベクトルを適切に組み 合わせることによって、移動車は、任意の平面的な方向に進行することができる 。 別々に構築されたユニットの方法の一つの利点は、それらが蝶番式に構成され た性質により、能動表面の形態的な制御をより良くできることである。平坦なベ ルトを可撓性のある変形可能な物質で構成することにより、及び、複数の個別に 制御可能な遊びローラーで平坦なベルトの下側を支持することによって、各々の 支持点を選択的に上昇したり下降させたりすることができる。平坦なベルトの可 撓性のある下側において選択的にアイドラ支持点を上昇したり下降したりするこ とによって、別々に構築されたユニットを継ぎ合わせるように接続しビーズ状能 動表面を形成することによって、能動表面は、制御可能な隆起部及びくぼみ部を 持つように変形することができる。隆起部及びくぼみ部は、仮想環境における隆 起部及びくぼみ部に適合するように有利に表され、没入する体験の現実感を強調 することとなる。 同様の態様において、図１１及び図１２のベクトル−スリップ輪状体は、個々 に上昇されたり下降されたりして感触の変化する表面をシミュレートすることが できる。ベクトル−スリップ輪状体は、一つのベルトとして締結されているので はなく、別々のユニットであるので、ローラーやビーズの対応する物よりも実質 的に上昇及び下降をさせることができる。この実施例においては、ベクトル−ス リッ プ輪状体がそれらの支持表面から取り外されることになり得るので、もはや図１ ２に示されている如くベルトを用いてそれらを駆動することができなくなる。各 々の輪状体は、別々の駆動手段で個々に作動されなければならない。更に複雑に はなるが、この構成は、前記のシステムの中で、ＯＤＴの利点を保持しながら、 階段を上るなどの複雑な動作のシミュレーションを可能にする唯一のものである 。 図１３は、ＯＤＴの更にもう一つの実施例を示し、ここでＯＤＴは、平坦な回 転楕円体１２０２を包む可動な連続的な能動表面を採用している。能動表面１２ ０１は、楕円体の表面にその弾性により保持され、固い楕円体と移動する表面と の間の接触領域１２０３は、比較的摩擦が少なくなっている。楕円体の周りを能 動表面１２０１が摺動することによって、楕円体の上部の平坦な部分１２０４は 、前記の図の能動表面と同様の機能を果たすこととなる。 図１４は、完全に装備された状態の図１３の回転楕円体の断面図である。ＯＤ Ｔ１３０１は、固い楕円体１３０３を伸展可能に囲繞する能動表面１３０２（比 較的摩擦の少ない層１３０４によって分離されている）を示している。ハウジン グ１３０５は、基本的に回転楕円体形状の上部１３０６及び底部１３０７の輪郭 を実質的に保持する受動的なキャスターを装着し、組立体の運動を維持するべく 上方へわずかに突出を提供することによって、能動表面及び楕円体を保持する。 能動表面は、操舵可能なローラー１３０８と摩擦がある状態で接触することに よって制御可能に作動される。ローラー１３０８は、二つの軸周りに操舵可能で ある。軸１（１３０９）は、モーター１３１０によってローラー自体周りに付勢 され、かくして摩擦接触によって能動表面の底側を駆動する。モーター１３１２ によって駆動される軸２（１３１１）は、ローラーが全周に亙ってそのスラスト ベクトルを向けられるようにローラーの操舵可能性を提供する。ローラーによっ て提供されるスラストベクトルは、能動表面が楕円体の周りを摺動するようにさ せる。示されているように、ローラーが実質的に＋Ｘ方向１３１３に下側表面で 推力を提供した状態では、上側表面は、−Ｘ方向１３１４に応答する。 図１５は、能動表面１４０１の小さい領域の一つの可能な実施例を詳細に説明 する。固い平板のパターンは、サッカーボールの表面のように六角形１４０２及 び五角形１４０３の配列を形成するように配置される。平板の角１４０４は、弾 性的に一緒に保持され、表面が楕円体を移動する際に適切に拡張し収縮すること ができるようになっている。各々の平板の下側は、平板の固い物質に押し込めら れたキャスター１４０５を配置することによって適当に支持されている。キャス ター１４０５は、適切な機能のために要求されるように、平板と楕円体との間の 接触の摩擦が低くなるようにできる。 図１４の付勢されたローラー１３０８の実施例における改良は、ローラー機能 を差動歯車ユニットによって作動される二つのローラーに分けることである。そ して、それは、上記に明らかにしたように、二つのモーターによって付勢される ことになるが、自動車において、差動歯車によって、向きをかえる車の駆動輪が それらの速度で回転できると同じように、操舵中において、回転摩擦を最小にす る利点が得られる。 図１５の表面の構成は、例示的なものであり、平坦な回転楕円体を含む可撓性 のある低摩擦の能動表面の機能を満たす表面の構成の類のうちの一つを示したに すぎない。 進展したシステムの構成 基本的なシステムの構成は、バランスの補助のため及び任意的に使用者の向き を追跡するための支持カフを含んでいるが、使用者に完全に適合し使用者を支持 する潜在的な可能性をも有している。十分に支持するカフ及びハーネスへ接続さ れた強化され十分に作動される支持柱により、使用者は、能動表面から上昇させ られ、且、機械的に制限された運動の覆いの境界内において動くことができる。 この形式のシステムは、使用者が能動表面を進行している状態と、自由に体を飛 行させる状態との移行ができるようになっている。 同様の態様において、能動表面及び関連する機構は、全体として、能動表面の 直線的な及び角度方向の運動の種々 の組合せを許す運動プラットホーム上に装着することができる。傾いた表面は、 仮想空間内で使用者が仮想的な丘を歩くときに遭遇するような傾斜した表面をシ ミュレートするために有用である。角度方向と共に、上下に動く表面は、船のデ ッキ若しくは飛行機の機内通路をシミュレートすることができる。 図１６は、図４の簡単化されたＯＤＴ１５０１を６自由度の６脚運動プラット ホームと組み合わせたものを示している。ＯＤＴの基台１５０３は、六脚を含む 六つの線形アクチュエータ１５０４のための取付部として働く。前記のシリンダ の制御は、完全な６自由度運動を提供し、前記の６脚構造の制御は、運動制御の 分野の当業者において良く知られたことである。シリンダは、ボールジョイント １５０５によって地面に付けられ、ボールジョイントによって基台１５０３に付 けられる。前記シリンダは、典型的には、流体圧式、気圧式若しくはボールねじ 式機構によって作動される。６脚及びＯＤＴのための動力及び制御手段は、図に おいて省略されているが、動力調整手段、位置感知手段、制御コンピュータ及び 図２に記載した形式の制御ループを含んでいることは理解されることである。ま た、６脚に取付けられたＯＤＴは、容易に、図１、３、５、９、１０、１２、１ ３若しくは１４の構成とされて良いことも理解されることである。 バーチャルスペースデバイス（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｓｐａ ｃｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ）社によって発展された球状運動環境の如き閉じたシミュ レータとＯＤＴとを組み合わせると、３から６自由度の動きをＯＤＴの能動表面 に適用するだけでなく、歩行することや、自由に体を飛行させること、若しくは 乗物のシミュレーションの間を移行することもできるようになる。 ＯＤＴは、没入するシステムのために主要なインターフェース装置を必要とし ない。そのようなものは、例えば、乗物シミュレーターに提供されているであろ う。６脚運動プラットホーム上に装着されたジープなどの乗物の標準的なシミュ レーターは、ＯＤＴに隣接して配置することができる。使用者が乗物シミュレー タから現れる場合、ＯＤＴは、仮想的な地面に置かれ、従って、使用者は、乗物 輸送と地面での運動との間をスムーズに移行することを体験することとなる。 ここで明らかにされている能動表面の独特な全方向性の特徴は、更にもう一つ の態様においても採用することができる。触感的表示装置として、能動表面は、 使用者が手をその表面に沿って動かすと使用者に対して摩擦の感覚を伝えること ができる。図１７は、能動表面の触感ディスプレイ１６０１についての実施例を 表している。使用者の手１６０２が仮想的な目的物に接触するよう届くと、使用 者の手のひらの直径よりもわずかに大きい能動表面１６０３は、使用者が表面が 存在すると期待するところにロボット機構 １６０４によって配置される。使用者がその手を表面に沿って一つのベクトルの 方向１６０５に動かすと、触感ディスプレイは、手の動き１６０６を反映し、能 動表面は、手の動きの逆方向にその表面を動かすことによって大きさが等しく反 対方向の逆ベクトル１６０７を生成する。使用者は、結果的に、手が移動する表 面上でこすられる際に仮想的な立体の表面の摩擦を感じることとなる。能動表面 の全方向性の性質により、手は、任意の経路をたどることができる。 作動手段の背後の支持表面が平坦な表面としての方が容易に製作することがで きること、及び、能動的な手段が相互に連結されるという性質が表面上の形態の 形成を妨げる傾向があるという二つの理由から、能動表面は、その基本的な形態 において、平坦である。平坦な表面は、平坦な仮想的な立体をシミュレートする ためには効果的であるが、曲がった立体については、概ね真似るということしか できない。しかしながら、曲がり具合が緩やかなものは、薄い可撓性の支持表面 の背後に圧縮された空気を入れることで得られる曲がりによって達成できる。曲 がりの量は、仮想立体との使用者の接触点における平均の曲がりに一致するよう 制御することができる。 ＨＭＤ（頭部装着装置）、グローブ、ボディスーツなどを含む好ましい実施例 の説明は、その他の適用可能なシステム構成を排除するものではない。ＯＤＴを 有利に採用する ことのできる多くの追加的なディスプレイ附属物が存在する。例えば、マイロン ・クルーガー（Ｍｙｒｏｎ Ｋｒｕｅｇｅｒ）の独自の表示方法は、使用者を囲 繞する大きなディスプレイスクリーンを採用している。球状ディスプレイ表面は 、ＩＭＡＸシアター若しくはエバンス＆サザーランド（Ｅｖａｎｓ＆Ｓｕｔｈｅ ｒｌａｎｄ）社のような種々の会社によって多年に亙って採用されている。より 最近では、エバンス＆サザーランド社は、実質的に使用者を囲繞しほとんど完全 な球状の視覚用表面を提供する球状視覚用構造を明らかにした。投影された像は 、使用者の視角円錐を追跡し、適切な光景を表示する。人間境界技術研究所（Ｈ ｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌａｂ）で発展した進 んだ表示方法は、弱いレーザービームを用いて目の網膜上に直接に光を当てる。 これらの表示システム及び関連するインターフェースの如何なるものもＯＤＴの 使用によって利益を受けることができる。 テレプレゼンス ＶＲシステムの議論は、テレプレゼンスのことを述べることなく完了しないで あろう。ＶＲシステムは、実質的に使用者の感覚的体験を合成するものであり、 テレプレゼンス・システムは、それらの感覚的情報を現実の遠隔的な源から抽出 し、それを使用者へ伝えるものである。最も簡単な例では、一対のビデオカメラ が、一自由度のプラットホーム、即ちその動きが使用者の頭部に従属するものに 装着 されたものとなるであろう。使用者の頭部上のＨＭＤは、一対のカメラからステ レオ像を受け取り、かくして、二つのカメラではなく、使用者の頭部がプラット ホーム上に着座するという仮想的な錯覚を生成する。システムは、音をも含む形 式のものであり、テレプレゼンスリサーチ社から商業的に入手可能である。 ＯＤＴに関して、使用者の歩行運動を遠隔の感知装置の横方向の動きに結びつ けることは実現可能である。自然な歩行及び回転運動を遠隔の装置を操縦し案内 することに使用すれば、ジョイスティックなどの操縦装置に制限することなく、 その他の仕事を実行するために両方の手を解放するという利点が得られる。テレ プレゼンスによる遠隔操作を使用者と結びつけることには、ＯＤＴのほかにビデ オ、ビデオと音の結合体が含まれることになるであろう。その他のシステム構成 には、操作者が遠隔地において操作の仕事を実行するために用いる一つ若しくは 二つの手動アクチュエータが含まれる。 図１８ａ及び１８ｂは、一つの場所にある使用者、図１８ａ、が、遠隔の場所 、図１８ｂ、にある遠隔の物を制御するシステムを示している。ＯＤＴとテレプ レゼンスとが結合したこの進んだ形態は、上記のシステムの他に遠隔物の物理的 な方向を伝える手段を採用している。このことは、バランスカフ１７０１を用い て使用者１７０２を遠隔物１７０４の方向１７０３に向くようにすることによっ て達成 される。次いで、使用者によるカフ上のフィードバックは、遠隔物を使用者の方 向に向けさせる。方向についての相互作用を二足の遠隔物及び遠隔物の脚を使用 者の脚に関連させる外骨格的構造１７０５とに組み合わせることによって、遠隔 物が直立モード及び歩行モードにおいて、自身のバランスをとることが可能とな る。使用者が遠隔物の電子的な目を用いて進行する際に自然にバランスを取れる ようにして、使用者がＯＤＴの能動表面１７０６上に直立しているので、前記の 構造を組合せて遠隔物が進行できるにすることは可能である。 図１９は、連続的な若しくは無限ベルト１８０１上に全方向性表面を生成する ための全方向性トレッドミルのトラック組立体の更なる変更であり、１８００で 概ね示されている。ベルト１８０１は、モーター１８０４及び１８０５によって 付勢される駆動ローラー１８０２及び１８０３の周りに張られている。モーター １８０４及び１８０５の相体的な速度は、ベルト１８０１の上側に走る部分が張 った状態に維持されるように調節することができる。モーター１８０４及び１８ ０５は、矢印１８０６によって示されているように長手方向の前方及び逆方向に ベルト１８０１を動かすよう動作可能な可逆電気モーターである。ベルト１８０ １を選択的に長手方向の両方の方向に動かすようにローラー１８０２及び１８０ ３を同時に駆動するために、ローラー１８０２及び１８０３に駆動可能に接続さ れたウォ ームギヤを駆動する単一のモーターを使用することができる。 ベルト１８０１は、その長さ方向に沿って並べて置かれた複数の独立した横断 部材若しくは部分１８０７を含んでいる。図２０に示されているように、各々の 部分１８０７は、円筒部材若しくはローラー１８０９及び１８１０の周りに張ら れた無限横断ベルト１８０８を有する。ローラー１８０９及び１８１０は、回転 可能にプラットホーム１８１３に装着される。ローラー１８０９若しくは１８１ ０のうちの一方は、ばね機構を介してプラットホーム１８１３へ取付けられ、ベ ルト上に張力を維持するようにすることができる。ローラー１８０９及び１８１ ０は、駆動ローラー１８０２及び１８０３の周りに延在する無限鎖若しくはケー ブル１８１１及び１８１２上に回転可能に装着することができる。テフロンなど の滑りやすい物質で被覆された支持プラットホーム１８１３は、ベルト１８０８ の上側を走る部分の下に置かれる。ベルト１８０８は、プラットホーム１８１３ 上に自由に乗り上げるようになっており、ベルト１８０１上を歩行する若しくは 走行する人を支持する。プラットホーム１８１３は、ローラー１８０９及び１８ １０を回転可能に支持する両端を有し、ローラー間の間隔を維持する。 ベルト１８０８の下側を走る部分は、複数の輪状組立体１８１４、１８１６、 及び１８１７と駆動係合して状態に おかれる。輪状組立体の詳しい構造の例は、図１１に示されている。モーター１ ８１８は、ベルト１８０８を横方向に駆動する全ての輪状組立体を、調節された 速度で、選択された両方の方向について同時に回転する。三つの輪状組立体１８ １４、１８１６及び１８１７は、ベルト１８０８に駆動接触した状態で示されて いる。ベルト１８０８の下側を走る部分を支持し駆動するために追加的な輪状組 立体を用いることができる。輪状組立体１８１４、１８１６及び１８１７は、各 々の輪の周りの複数のローラー若しくはスリーブ位置の運動による中心軸周りの 横方向の運動を許しながら、輪の中心軸周りに作動することを許すベクトル−ス リップ輪状体である。これらのローラーは、それらの軸の各々の周りに自由に回 転する。ベクトル−スリップ輪状体による個々のローラーの支持によって、Ｙ方 向に沿ったベルト１８０８の自由な動きが可能となり、一つ若しくはそれ以上の ベクトル−スリップ輪状体を能動的に付勢し、それらの回転運動をベルト１８０ ８の直線的な運動にベルトとの摩擦的な接触を介してうつすことによって、Ｘ方 向にベルト１８０８を付勢することが可能となる。各々の輪状組立体１８１４、 １８１６及び１８１７の反対には、一対の遊びローラー１８２０及び１８２１が あり、輪状組立体とベルト１８０８との間の比較的摩擦のない剪断力の伝達を可 能にする。 図２１に示されているように、プラットホーム１８１３ は、ベルト１８０８の上側を走る部分を支持するための平坦な上面を有する逆Ｕ 字形状若しくはチャンネル部材である。遊びローラー１８２１は、プラットホー ム１８１３の下方に延在された側壁にジャーナル軸受の態様で軸受けされている 。ベルト１８０８の底側を走る部分は、ベルト１８０８がベクトルスラスト輪状 体１８１４、１８１６及び１８１７の回転により横方向に移動する間、遊びロー ラー１８２１に支持される。隣接するプラットホームは、ヒンジ１８２２及び１ ８２３で確実に接続され、ベルト組立体１８０１が駆動ローラー１８０２及び１ ８０３の周りを移動できるようになっている。 ベルト１８０８は、ベルト１８０１の動きの方向に対して横方向に若しくは垂 直に動く。ベルト１８０１及び１８０８が同時に運動すると、能動表面若しくは ベルト１８０１の上部は、図１９に１８１９で示されているように、個々のＸ及 びＹの方向の運動のベクトル和を介して任意の方向に運動を提供することができ る。全方向性トレッドミル１８００の利点は、部品数が最小であり、ローラーベ ルトのトレッドミルよりも軽いということを含む。トレッドミルは、経済的に製 作され、適当な期間で組み立てられる。全ての二次元方向に効果的に移動可能な 大きな能動表面を提供する作動において、耐久性があり、信用性がある。 図２２から図２４において、全方向性トレッドミル機構のもう一つの実施例が １９００と付されて示されている。 第一のベルト１９０１は、回転可能にＵ字形状の架台１９０３上に装着された複 数のローラー１９０２を有している。架台１９０３は長手方向のピボット部材若 しくはピンで接続され、複数のローラー１９０２を有する無限ベルトとなる。図 ２２に示されているように、隣接するローラー１９０２は、互いに部分的に重な り合っている。ベルト１９０１は、枠上に軸受けされた長手方向の駆動ローラー 上に張られた支持無限ベルト上に装着されている。少なくとも一つの駆動ローラ ーへ接続されたモーターは、支持ベルト及びベルト１９０１を横方向に移動する よう作動する。各々のローラー１９０２は、図２４において示されている周縁歯 １９０４を有する。歯１９０４は、ローラーの周縁状に延在する。架台１９０３ は、使用者の動きに応答する制御に応答して横方向に付勢される無限支持ベルト へ取付けられる。 第二のベルト１９０６は、複数の長手方向に向けられたローラー１９０７を有 する。各々のローラー１９０７は、長手方向の棒１９０８上に回転可能に装着さ れている。各々の棒１９０８の両端は、横方向棒１９０９及び１９１０周りに回 転される。このことから、ローラー１９０７は、横方向の列に互いに揃えて置か れている。棒１９０９及び１９１０は、ローラー１９０７の横方向の列を枢着式 に接続し、第二の無限ベルト１９０６を形成する。ベルト１９０６の両端は、横 方向ローラー若しくはドラム上に張られ ている。少なくとも一つのローラーは、制御装置へ接続されたモーターによって 動力駆動される。制御装置は、選択的に第一のベルトの能動表面上の使用者の動 きに応答して、第一及び第二のベルトについてのモーターを作動する。図２４に 示されているように、ローラー１９０７は、ローラー１９０２の歯１９０４に係 合する長手方向の歯１９１１を有している。第一のベルト１９０１が横方向の動 くと、ローラー１９０７が棒１９０８上を回転させられる。使用において、下側 のローラー１９０２は、上側のローラー１９０７の下側部分と摩擦接触し、如何 なるＸ運動成分をも無視することによってＹ方向の運動が伝えられる。上側のロ ーラー１９０７は、下側若しくは第一のベルト１９０１からのＹ方向運動を通す と共にのＸ方向運動に寄与する。Ｘ方向に移動する第二のベルト１９０６は、Ｘ 方向においてのみ表面の運動ベクトルに寄与する。架台に乗ったローラー１９０ ２を有する第一のベルト１９０１は、Ｙ方向においてのみ表面の運動ベクトルに 寄与する。二つベルト１９０１及び１９０６の組合さった運動は、運動ベクトル の完全な円の生成を可能にする。 図２３は、機構の二つの別々のローラー１９０２及び１９０７の相互作用の詳 細な説明を示す。Ｘ方向に速度Ｖで移動するローラーベルトのローラー１９０７ は、マイナスＹ方向に速度Ｖを有する。Ｘ方向の上側ローラーの直線的な運動は 、支持をする下側ローラーによって摩擦なしで通 過され、下側のローラーをその軸周りに回転する。同時に下側のローラーは、上 側のローラー１９０７を能動的に付勢し、上側のローラーは、その軸周りに回転 する。 点１９１２において、０、０、０を有する大域的座標系を選択すると、点は、 Ｘ方向の直線的な運動と、Ｘ周りの回転運動の組合せである組合された表面ベク トルの組を有することがわかる。ベクトルに関し詳細には、１９１２の瞬間的な 速度Ｖは、線速度Ｖと回転方向に移動されることによる逆転された方向の線速度 Ｖとのベクトル和である。 上側ローラーの上部において、Ｘに沿う全接触線は、ベクトルＶを生成する必 要なベクトルの組を含んでいる。ローラーベルトの上側表面を含む他の全てのロ ーラーは、このベクトルの組を同様に含んでいる。 各々のローラー１９０７の上部における接触線は同時に動くので、接触線の和 によって定められる能動表面上に着座する質量は、Ｘ及びＹ運動ベクトルの組合 されたベクトルの方向に移動される。 ローラーベルトＯＤＴの構成は、容易に製作することができ、容易に動力化す ることができ、比較的コンパクトである。 基本的な機構は、能動表面における線接触を可能にし、線は、１．５ｃｍのオ ーダーの小さい間隔に置かれており、各々の接触線は、Ｘ及びＹのベクトル成分 の両方を含んでいるので、負荷の形式、若しくは負荷の接触表面の性質に おいてほとんど制限がない。使用者は、歩くだけではなく、這うこともできる。 平坦な底のローファーと同様にワッフル状の刻み目のついたデザインの靴底の靴 も用いられる。 トレッドミル機構１９００は、速度及び方向信号を像生成コンピュータへ送る ことによって、ＶＲシステムと同期して機能する。コンピュータは、かくして提 供された速度ベクトルを用いて、使用者へ見せる像を更新し、従って使用者は、 このベクトルを考慮した視覚的な像を見ることとなる。例えば、使用者の速度が 、トレッドミルのＸ方向の運動によって示されるように、Ｘ方向について１／２ ・メートル／秒である場合、使用者は、仮想世界の中でマイナスＸ方向に１／２ メートル／秒で過ぎる目的物を見ることとなる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ， ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．使用者が任意の方向に歩行若しくは走行することができるようにするための 装置であって、枠と、前記枠に装着されたトラック組立体であって上を歩行若し くは走行する前記使用者を支持するための使用者能動表面手段を含み、前記使用 者能動表面が前記使用者を支持するための第一の方向に可動の第一の使用者支持 手段と第二の方向に可動の第二の使用者支持手段を有し、前記第一の使用者支持 手段が前記第一の方向に概ね平行な軸周りに回転可能な複数の使用者支持部材と 前記使用者支持部材へ接続され前記第一の方向に前記使用者支持部材を動かす第 一の駆動手段と前記第二の使用者支持手段と協働して前記第二の使用者支持手段 を前記第二の方向に回転する第二の駆動手段とを有し、これにより、使用者支持 部材と前記第二の使用者支持手段の回転との組合された動きによって全方向性の 使用者の動きが生ずるようになっているトラック組立体と、前記使用者能動表面 手段の前記使用者の指向方向に応答する制御手段であって前記第一及び第二の駆 動手段の作動を選択的に制御し、これにより、方向性のある使用者の動きを前記 使用者能動表面手段上の前記使用者の前記指向方向に一致するよう制御する制御 手段とを含む装置。 ２．請求の範囲第１項による装置であって、前記使用者支持部材が円筒状部材で あり、少なくとも一つの円筒状部材が前記第一の駆動手段へ接続されて当該円筒 状部材を回転 するようにおり、前記第一の使用者支持手段が更に前記円筒状部材の周りに張ら れ前記第一の方向に前記一つの円筒状部材によって可動となっている無限手段を 含み、前記無限手段が前記第一の使用者支持手段の動きの第一の方向に概ね平行 な軸周りの回転のための前記使用者支持手段を回転可能に支持するための棒手段 を有している装置。 ３．請求の範囲第２項による装置であって、前記第二の使用者支持手段が一対の ローラーと前記ローラーの周りに張られた無限ベルトを含み、前記第二の駆動手 段は前記ローラーのうちの一つに接続され前記無限ベルトを動かし、前記無限ベ ルトは前記使用者支持部材に作動的に係合可能で前記使用者支持部材を回転する 上面を有している装置。 ４．請求の範囲第３項による装置であって、前記第二の使用者支持手段は、更に 、支持表面を含み、前記無限ベルトは前記上面を有する上側走行部分を有し、前 記支持表面が前記上側走行部分を前記使用者支持部材に対して隣接した関係に保 つように前記上側走行部分の下に置かれている装置。 ５．請求の範囲第１項による装置であって、前記第一の使用者支持手段は更に棒 を含み、前記使用者支持部材が前記棒に回転可能に装着された円筒状スリーブで ある装置。 ６．請求の範囲第１項による装置であって、前記第一の使用者支持手段が更に複 数の長手方向棒を含み、前記使用者支持部材が前記棒の長手方向軸周りの回転の ための前記棒 に回転可能に装着された球状部材である装置。 ７．請求の範囲第１項による装置であって、前記制御手段が前記使用者能動表面 手段の使用者の横断に応答して前記使用者能動表面手段の中心へ向かって使用者 の位置を維持する閉ループ位置制御を含んでいる装置。 ８．請求の範囲第１項による装置であって、前記制御手段が前記使用者とつなげ られ前記使用者の動きを能動的に追跡すると共に使用者がバランスを維持するこ とを補助するよう適合された適合手段を含んでいる装置。 ９．請求の範囲第８項による装置であって、前記使用者とつなげられるよう適合 された適合手段が前記使用者と接続可能なカフを含んでいる装置。 １０．請求の範囲第８項による装置であって、前記使用者とつなげられるよう適 合された適合手段が前記使用者によって把持されるよう適合され使用者がバラン スを維持することを補助するハンドル手段を含んでいる装置。 １１．使用者が任意の方向に歩行若しくは走行することができるようにするため の全方向性トレッドミルであって、枠と、前記枠に装着されたトラック組立体で あって上を歩行若しくは走行する前記使用者を支持するための使用者能動表面手 段を含み、前記使用者能動表面が前記使用者を支持するための第一の方向に可動 の第一の使用者支持手段と第二の方向に可動の第二の使用者支持手段を有し、前 記第一の使用者支持手段が前記第一の方向に概ね平行な軸周り に回転可能な複数の使用者支持部材と前記使用者支持部材へ接続され前記第一の 方向に前記使用者支持部材を動かす第一の駆動手段と前記第二の使用者支持手段 と協働して前記第二の使用者支持手段を前記第二の方向に回転する第二の駆動手 段とを含み、これにより、使用者支持部材と前記第二の使用者支持手段の回転と の組合された動きによって第二の方向についての前記使用者能動表面手段上の使 用者の全方向性の動きが生ずるようになっているトラック組立体と、前記使用者 能動表面手段の前記使用者の指向方向に応答する仮想現実手段であって前記第一 及び第二の駆動手段の作動を選択的に制御すると共に、前記使用者能動表面手段 上の前記使用者の動きの方向に対応する仮想現実応答を提供し、これにより、方 向性のある使用者の動きを前記使用者能動表面手段上の前記使用者の前記指向方 向に一致するよう制御する仮想現実手段を含む制御手段とを含むトレッドミル。 １２．請求の範囲第１２項によるトレッドミルであって、前記使用者支持部材が 一対の円筒状部材であり、少なくとも一つの円筒状部材が前記第一の駆動手段へ 接続されて当該円筒状部材を回転するようになっており、前記第一の使用者支持 手段が更に前記円筒状部材の周りに張られ前記第一の方向に前記一つの円筒状部 材によって可動となっている無限手段を含み、前記無限手段が前記第一の使用者 支持手段の動きの第一の方向に概ね平行な軸周りの回転のため の前記使用者支持手段を回転可能に支持するための棒手段を有しているトレッド ミル。 １３．請求の範囲第１２項によるトレッドミルであって、前記第二の使用者支持 手段が一対のローラーと前記ローラーの周りに張られた無限ベルトを含み、前記 第二の駆動手段は前記ローラーのうちの少なくとも一つに接続され前記無限ベル トを動かし、前記無限ベルトは前記使用者支持部材に作動的に係合可能で前記使 用者支持部材を回転する上面を有しているトレッドミル。 １４．請求の範囲第１３項によるトレッドミルであって、前記第二の使用者支持 手段は、更に、支持表面を含み、前記無限ベルトは前記上面を有する上側走行部 分を有し、前記支持表面が前記上側走行部分を前記使用者支持部材に対して隣接 した関係に保つように前記上側走行部分の下に置かれているトレッドミル。 １５．請求の範囲第１１項によるトレッドミルであって、前記第一の使用者支持 手段は更に棒を含み、前記使用者支持部材が前記棒に回転可能に装着された円筒 状スリーブであるトレッドミル。 １６．請求の範囲第１１項によるトレッドミルであって、前記第一の使用者支持 手段が更に複数の長手方向棒を含み、前記使用者支持部材が前記棒の長手方向軸 周りの回転のための前記棒に回転可能に装着された球状部材であるトレッドミル 。 １７．請求の範囲第１１項によるトレッドミルであって、前記仮想現実手段が視 覚的像を表示するための頭部装着型視覚的ディスプレイと、前記視覚的像の投影 をするためのディスプレイ制御手段と、音を生成するためのスピーｋａ手段と、 使用者用マイクロフォンと、前記使用者能動表面手段上の使用者の位置を感知す るための手段と、前記頭部装着型視覚的ディスプレイと像及び音を生成するため のディスプレイ制御手段及びスピーカ手段を接続するための手段とを含んでいる トレッドミル。 １８．請求の範囲第１７項によるトレッドミルであって、前記仮想現実手段が更 に使用者に触感的フィードバックを提供するための相互作用立体を含んでいるト レッドミル。 １９．請求の範囲第１項による装置であって、前記制御手段が前記使用者能動表 面手段の前記使用者の指向方向に応答する仮想現実手段を含み、前記仮想現実手 段が視覚的像を表示するための視覚的ディスプレイと、前記視覚的像の投影をす るためのディスプレイ制御手段と、音を生成するためのスピーカ手段と、使用者 用マイクロフォンと、前記使用者能動表面手段上の使用者の位置を感知するため の手段と、前記視覚的ディスプレイ、像及び音を各々生成するためのディスプレ イ制御手段及びスピーカ手段を接続するための手段とを含んでいる装置。 ２０．請求の範囲第１９項による装置であって、前記仮想現実手段が更に使用者 に触感的フィードバックを提供する ための相互作用立体を含んでいる装置。 ２１．使用者が任意の方向に歩行若しくは走行することができるようにするため の装置であって、枠と、前記枠に装着されたトラック組立体であって上を歩行若 しくは走行する前記使用者を支持するための使用者能動表面手段を有し、前記使 用者能動表面が複数の並べられた第一の無限ベルトと、前記第一の無限ベルトの 両端に適応するためのスリーブ手段であってこれにより前記第一の無限ベルトが 当該スリーブ手段の周りで動かされるようになっているスリーブ手段と、前記ス リーブ手段の間に置かれた各々の第一の無限ベルトのための支持手段と、隣接す る支持手段を枢着式に接続し第二の無限ベルトを提供するための手段と、前記枠 に装着され前記第二の無限ベルトの両端を支持するローラー手段と、前記ローラ 一手段のうちの少なくとも一つを回転して第一の方向に前記第二の無限ベルトを 動かすための第一の駆動手段と、前記第二の無限ベルトを第２の方向に動かすた めの第二の駆動手段とを有し、これにより、前記第一及び第二の無限ベルトの組 合された動きによって前記能動表面手段の全方向性の使用者の動きが生ずるよう になっているトラック組立体と、前記使用者能動表面手段の前記使用者の指向方 向に応答する制御手段であって前記第一及び第二の駆動手段の作動を選択的に制 御し、これにより、方向性のある使用者の動きを前記使用者能動表面手段上の前 記使用者の前記指向方向に一致するよう制御する制 御手段とを含む装置。 ２２．請求の範囲第２１項による装置であって、第一の無限ベルトの各々につい ての前記支持手段が逆Ｕ字形状の部材であって前記第一の無限ベルトの上側走行 部分を支持するための概ね平坦な上表面と、当該逆Ｕ字形状部材の隣接する部分 を確実に連結するヒンジ手段を含む側方手段とを有する逆Ｕ字形状部材を含んで いる装置。 ２３．請求の範囲第２１項による装置であって、前記第一の無限ベルトについて の底側走行部分に係合可能な支持手段に装着された遊びローラーを含み、前記第 二の駆動手段が前記第二の無限ベルトに係合可能であり前記遊びローラーに係合 した状態にある前記第一の無限ベルトの底側走行部分を保持している装置。 ２４．請求の範囲第２１項若しくは第２３項による装置であって、前記第二の駆 動手段が前記第二の無限ベルトと係合可能なベクトルスラスト輪と、前記輸を回 転しこれにより前記第二の方向に前記第二の無限ベルトを動かす手段とを含んで いる装置。 ２５．請求の範囲第２１項による装置であって、前記制御手段が前記使用者能動 表面手段の使用者の横断に応答して前記使用者能動表面手段の中心へ向かって使 用者の位置を維持する閉ループ位置制御を含んでいる装置。 ２６．請求の範囲第２１項による装置であって、前記制御手段が前記使用者とつ なげられ前記使用者の動きを能動的 に追跡すると共に使用者がバランスを維持することを補助するよう適合された適 合手段を含んでいる装置。 ２７．請求の範囲第２６項による装置であって、前記使用者とつなげられるよう 適合された適合手段が前記使用者と接続可能なカフを含んでいる装置。 ２８．請求の範囲第２６項による装置であって、前記使用者とつなげられるよう 適合された適合手段が前記使用者によって把持されるよう適合され使用者がバラ ンスを維持することを補助するハンドル手段を含んでいる装置。 ２９．請求の範囲第２１項、第２５項、第２６項若しくは第１８項による装置で あって、前記制御手段が前記使用者能動表面手段の前記使用者の指向方向に応答 する仮想現実手段を含み、前記仮想現実手段が視覚的像を表示するための視覚的 ディスプレイと、前記視覚的像の投影をするためのディスプレイ制御手段と、聞 き取れる音を生成するためのスピーカ手段と、使用者用マイクロフォンと、前記 使用者能動表面手段上の使用者の位置を感知するための手段と、前記視覚的ディ スプレイ、像及び音を各々生成するためのディスプレイ制御手段及びスピーカ手 段を接続するための手段とを有している装置。 ３０．請求の範囲第２９項による装置であって、前記仮想現実手段が更に使用者 に触感的フィードバックを提供するための相互作用立体を含んでいる装置。 ３１．先行する請求の範囲全項による装置であって、前記 制御手段が前記使用者へ外力を与えるよう作動可能な力学的フィードバック手段 を含んでいる装置。 ３２．使用者が任意の方向に歩行若しくは走行することができるようにするため の全方向性トレッドミルのためのトラック組立体であって、上を歩行若しくは走 行する前記使用者を支持するための使用者能動表面手段であって、複数の並べら れた第一の無限ベルトと、前記第一の無限ベルトの両端に適応するためのスリー ブ手段であってこれにより前記第一の無限ベルトが当該スリーブ手段の周りで横 方向に動かされるようになっているスリーブ手段と、前記スリ一ブ手段の間に置 かれた各々の第一の無限ベルトのための支持手段と、隣接する支持手段を枢着式 に接続し第二の無限ベルト組立体を提供するための手段と、長手方向の動きのた めに前記第二の無限ベルト組立体の両端を支持するロ一ラ一手段と、前記長手方 向に前記第二の無限ベルト組立体を動かすための第一の駆動手段と、前記第二の 無限ベルトを前記横方向に動かすための第二の駆動手段とを有し、これにより、 前記第一及び第二の無限ベルト組立体の組合された動きによって前記能動表面手 段の全方向性の使用者の動きが生ずるようになっている使用者能動表面手段と、 前記使用者能動表面手段の前記使用者の指向方向に応答する制御手段であって前 記第一及び第二の駆動手段の作動を選択的に制御し、これにより、方向性のある 使用者の動きを前記使用者能動表面手段上の前記使用者の前記指向方向 に一致するよう制御する制御手段とを含むトラック組立体。 ３３.請求の範囲第３２項によるトラック組立体であって、第一の無限ベルトの 各々についての前記支持手段が逆Ｕ字形状の部材であって前記第一の無限ベルト の上側走行部分を支持するための概ね平坦な上表面と、当該逆Ｕ字形状部材の隣 接する部分を確実に連結するヒンジ手段を含む側方手段とを有する逆Ｕ字形状部 材を含んでいるトラック組立体。 ３４.請求の範囲第３２項によるトラック組立体であって、前記第一の無限ベル トについての底側走行部分に係合可能な支持手段に装着された遊びローラーを含 み、前記第二の駆動手段が前記第二の無限ベルトに係合可能であり前記遊びロー ラーに係合した状態にある前記第一の無限ベルトの底側走行部分を保持している トラック組立体。 ３５．請求の範囲第３２項若しくは第３４項によるトラック組立体であって、前 記第二の駆動手段が前記第二の無限ベルトと係合可能なベクトルスラスト輸と、 前記輸を回転しこれにより前記第二の方向に前記第二の無限ベルトを動かす手段 とを含んでいるトラック組立体。 ３６.請求の範囲第３２項によるトラック組立体であって、前記制御手段が前記 使用者能動表面手段の使用者の横断に応答して前記使用者能動表面手段の中心へ 向かって使用者の位置を維持する閉ループ位置制御を含んでいるトラック組立体 。 ３７.請求の範囲第３２項によるトラック組立体であって、前記制御手段が前記 使用者とつなげられ前記使用者の動きを能動的に追跡すると共に使用者がバラン スを維持することを補助するよう適合された適合手段を含んでいるトラック組立 体。 ３８.請求の範囲第３７項によるトラック組立体であって、前記使用者とつなげ られるよう適合された適合手段が前記使用者と接続可能なカフを含んでいるトラ ック組立体。 ３９.請求の範囲第３７項によるトラック組立体であって、前記使用者とつなげ られるよう適合された適合手段が前記使用者によって把持されるよう適合され使 用者がバランスを維持することを補助するハンドル手段を含んでいるトラック組 立体。 ４０．請求の範囲第３２項、第３６項、第３７項、第３８項若しくは第３９項に よるトラック組立体であって、前記制御手段が前記使用者能動表面手段の前記使 用者の指向方向に応答する仮想現実手段を含み、前記仮想現実手段が視覚的像を 表示するための視覚的ディスプレイと、前記視覚的像の投影をするためのディス プレイ制御手段と、聞き取れる音を生成するためのスピーカ手段と、使用者用マ イクロフォンと、前記使用者能動表面手段上の使用者の位置を感知するための手 段と、前記視覚的ディスプレイ、像及び音を各々生成するためのディスプレイ制 御手段及びスピーカ手段を接続するための手段とを有しているトラック組立 体。 ４１.請求の範囲第４０項によるトラック組立体であって、前記仮想現実手段が 更に使用者に触感的フィードバックを提供するための相互作用立体を含んでいる トラック組立体。 ４２.請求の範囲第３２項によるトラック組立体であって、前記制御手段が前記 使用者へ外力を与えるよう作動可能な力学的フィードバック手段を含んでいるト ラック組立体。