JP2001523496A - 訓練装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 人物により所定の方法で運動させるべき対象物（３８）を扱う時、人物（２２）の運動動作を訓練する訓練装置（１００）にはデータ処理装置（１０）がある。前記データ処理装置にはこの人物（２２）に配置されていて、動きをデータ処理装置（１０）に伝える第一センサ（２８，３０）が接続され、前記データ処理装置には対象物（３８）に配置されていて、対象物（３８）の動きのデータをデータ処理装置（１０）に送る第二センサ（４０）が接続され、前記データ処理装置には対象物（３８）に配置されていて、データ処理装置（１０）で駆動操作され仮想的な対象物（２１）との接触を人物（２２）の触覚的な応答としてシュミレートする機械的な操作手段（４２）が接続され、前記データ処理装置には人物（２２）に配置された表示手段（２６）と基準データ用の記憶器が接続されている。その場合、データ処理装置（１０）は基準データから身体と対象物（３８）の理想的な運動動作を計算し、理想的な運動動作を表示手段（２６）に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 応用分野 この発明は、請求項１の前段に従い人物により所定の方法で動かすべき物体を
扱う時に人物の運動動作を訓練する訓練装置に関する。

【０００２】 人物による対象物のどんな扱いでも、例えばテニスプレーヤーによるテニスラ
ケット、球技者によるラケット、あるいは守り方による防衛器具を扱う場合、消
耗を最小にし身体を最小に使って、例えば最大のボール速度や攻め方に最大の力
を伝えるような最大の効果を得るため、身体や対象物の最適な動作が重要である
。

【０００３】 その場合、上記の最適な動作は骨が折れ、手間のかかる繰り返しの訓練により
習得して実行することに問題がある。この問題を以下に例示的にテニスプレーヤ
ーについて説明するが、一般的に人物により対象物を扱う全てに関わり、例えば
ボールラケットを持ってボールを一定の方法で扱うボールスポーツのタイプで、
あるいはスキー、スケートボード、インラインスケート、ソノーボード等のよう
な滑ったり転がるスポーツ器具を用いて管理された走行運動、転動運動あるいは
摺動運動を行う。

【０００４】 平均的なテニスプレーヤーが比較的不味いプレーを行い、テニスの訓練に手間
がかかり、金がかかり、思いどおりにならず、それ故、多くの習い手が希望を失
い、一定のショットの種類やショットの最適性を知らないためプロでもテニスプ
レーヤーの可能性を利用していないことに注意する必要がある。

【０００５】 それ故、伝統的に行われている訓練の進歩は殊に少なく骨が折れる。何故なら
、習い手は一定のショット、例えばテニスのサーブの「理想的な運動動作」を知
らないからである。

【０００６】 「理想的」とは全体の運動動作をプレーヤーの人間計測的な尺度と運動特性に
最適に合っているので、最小のエネルギコストで望むショットをできる限り大き
な正確さとエネルギを達成する、例えばボールを最大速度にしたり、相手の陣地
の特定な点で正確に所定の非行経路に打ち込むショットと解すべきである。

【０００７】 習い手は、例えばサーブの時にその人のトレーナーを観察しそれから学ぶ。し
かし、問題はトレーナー自体がショットを「理想的」に行っているか、あるいは
体の特別な運動特性に合わせて、人体計測的な尺度で運動特性により習い手によ
り完全に実施できない一定の運動動作を訓練しているかである。トレーナーのシ
ョットがほぼ理想的に実施している場合でも、運動動作が早く複雑であるので、
習い手が殆ど気付かず、ましてや最適な運動動作に変換できない。

【０００８】 この結果、習い手は「トライ・アンド・エラー」の原理に従って数時間後に一
定の成果を得るので「プログラム」された運動動作を行うことを始める。習い手
が非常に才能があり、多くの幸運があるか多くのトレーニング時間を果たすなら
、このプログラムされた運動動作は時間の経過と共にほぼ「理想的」な動作に近
づく。しかし、運動動作が誤っているか、体に悪いか、少なくとも望ましくない
ことにあり、習い手が再び殆ど抜け出せない効果のないプレーの袋小路に入る。
何故なら、彼は他のことをしなければならないことを知らないから、そしてプロ
グラムされた運動動作がもう殆ど修正できない一定の「自動調整」となるからで
ある。

【０００９】 習い手が高々並のプレーをするので、「自分の限界」を非常に早く知り、テニ
スへの望みをなくしたら、もはや進歩しないか、あるいは僅かな進歩に長い時間
と沢山の金を掛けなくてなならない。彼は健康のためおよびレジャー産業にとっ
て恐らく負の結果を持って棄権する。

【００１０】 課題、解決策、利点 この発明の課題は、上に述べた難点を排除し、対象物を扱う時に有効で同時に
コスト的に望ましい運動動作の訓練を可能にする上に述べたタイプの訓練装置を
利用できるようにすることにある。

【００１１】 この課題は、請求項１で特徴付けた構成を持つ上記のタイプの訓練装置により
解決されている。

【００１２】 その場合、訓練装置はこの発明により、 −データ処理装置、 −このデータ処理装置に接続し、人物のところに配置されていて、人物の動きに 関する第一データをデータ処理装置に送る第一センサ、 −前記データ処理装置に接続し、対象物のところに配置されていて、対象物の動 きに関する第二データをデータ処理装置に送る第二センサ、 −前記データ処理装置に接続し、対象物のところに配置されていて、データ処理 装置により駆動操作され、仮想的な対象物との接触をその人に対する触覚的な 応答としてシュミレートする機械的な操作手段、 −前記データ処理装置に接続し、人物のところに配置されている表示手段、およ び −基準データに対する記憶器、 を備え、前記データ処理装置が基準データから身体と対象物の理想的な運動動 作を計算し、選択的に、 （ａ）理想的な運動動作を表示手段に表示するか、あるいは （ｂ）第一および第二のセンサの第一および第二のデータから得られる運動動 作と理想的な運動動作を比較するか、あるいは （ｃ）同時に理想的な運動動作と第一および第二のセンサで検出された運動動 作を表示手段に表示する、 ように形成されていることに特徴がある。

【００１３】 これには、人物が初めから理想的な運動動作を知るようになり、この動作を任
意にゆっくり、任意に頻繁に、そして任意の視角から観察できることにより最大
の進歩と訓練結果が得られるという利点がある。理想的な運動動作と実際に行っ
た運動動作を比較して、データ処理装置が改善と他の訓練に対する、これが前記
正確さと客観性で人物のトレーナーが与えるような直接の示唆を与える。実際に
行った運動動作をデータ処理装置で計算した理想的な運動動作と目視比較により
、人物は早く本来の誤りを知り、これを無くする。初めから、人物または習い手
は個人的に可能な運動動作を実施し、これをプログラムする。その場合、各ずれ
に早く気付き、自律的に修正できる。訓練の進歩とこれに関連して動機付けされ
た訓練結果は特に大きい。

【００１４】 この装置の好ましい構成は請求項２〜１６に記載されている。

【００１５】 データ処理装置が更に基準データと第一および第二のデータから空間中の第二
の対象物の運動軌跡を計算して表示手段に表示するように形成すると特に現実的
な表現を与える。

【００１６】 この発明の有利な実施例では、対象物はスポーツ器具、例えばテニスのラケッ
ト、バトミントンのラケット、卓球のラケット、スカッシュのラケット、ゴルフ
のクラブ、野球のバット、投擲ハンマー、ホッケーのクラブ、砲丸、投げ槍、等
、あるいはスキー、スケート、スノーボード、インラインスケート、スケートボ
ード、等、あるいはサーベル、バット、エッペ、フルーレ、斧、防御兵器、等で
ある。

【００１７】 現実的なシュミレーションでは、仮想的な対象物、例えばボールあるいは仮想
的な人物および／または仮想的な人物により操られる仮想的な対象物、あるいは
スノースロープ、娯楽公園の通路、スケートボード、インラインスケート等のコ
ース等である。

【００１８】 データ処理装置の計算の基礎として最適にデータを検出するため、第一センサ
はデータグローブ（データ手袋）および／またはデータシュー（データ靴）であ
る。

【００１９】 表示手段は表示画面であると有利である。

【００２０】 この発明の有利な構成では表示手段は人物の頭に配置されたヘルメットもしく
は帽子に組み込まれている（例えば、サイバネステック・マスクあるいはサイバ
ネスック・ヘルメット）。

【００２１】 理想的な運動動作の当初のパターンあるいは基準パターンを得るため、基準デ
ータは平均的な人物の人体の人体測定の尺度および／またはを含み、理想的な運
動動作はこれ等のデータを基礎にして決定される。

【００２２】 その人は理想的なショットを自分自身で観察でき、基準データがその人の人体
計測の尺度および／または運動パラメータを有し、このデータに基づき人の理想
的な運動動作を決めることにより更に改善された訓練結果を得ることができる。

【００２３】 基準データはテニスラケットの硬さや大きさのような対象物の静的および動的
な特性と、場合によっては、グランドの大きさ、ネットの高さ、ネットの幅、例
えば砂、芝生あるいはマットのような地面の表面状況および／または他のタラメ
ータを含むと有利である。

【００２４】 訓練に対して早くて正確な示唆は、（ｂ）の場合、運動動作の比較から理想と
実際の運動動作の間のずれに対応するデータが生じようにデータ処理装置を形成
することにより与えられる。

【００２５】 その人は、（ｃ）の場合、第一と第二のセンサで検出した実際の運動動作の理
想的な運動動作からのずれが表示装置で例えばカラーにして生じるようにデータ
処理装置を形成することにより実際に行った運動動作の誤りに関する他の示唆を
認識する。

【００２６】 データ処理装置に接続し、この装置により制御される二つのレーザーを設け、
これ等のレーザービームの交点が第二対象物の空間の位置に一致することにより
仮想的な対象物体の目に見えるような現実に近い表示を得る。

【００２７】 多数の仮想的な対象物体を設け、仮想的な対象物の各々に二つのレーザービー
ムが付属し、その時の二つのレーザービームの交点がその時の仮想的な対象物体
の空間位置に一致すると有利である。

【００２８】 この発明の詳細な説明とこの発明を実施する最適な方法 以下、添付図面に基づきこの発明をより詳しく説明する。 この発明による装置は、体で、例えばスポーツ器具あるいは戦闘具または防具
のような対象物を一定の方法で移動させるとこでは何処でも使用できる。その場
合、体と対象物の一定の最適運動動作のみが望む成功を与える。この装置は以下
でテニスのラケットに付いて例示的に説明する。しかし、ここでは用語「テニス
のラケット」は体と共に動く、バトミントのラケット、卓球のラケット、スカッ
シュのラケット、ゴルフのクラブ、野球のバット、投擲ハンマー、ホッケーのス
テック、ボールラケット、サーベル、エッペ、スキー、スノーボード、インライ
ンスキー等のような任意の対象物と同義である。

【００２９】 図１に示すこの発明による訓練装置１００の好適実施例には、基準データ用の
記憶器１２を有するデータ処理装置１０と、このデータ処理装置で制御され、そ
れぞれ一つのレーザービーム１８と２０を出射する二つのレーザー砲１４と１６
とがある。レーザービーム１８と２０の交点は空間内の仮想的なボール１の滞在
個所をマークする。

【００３０】 更に、人物２０には表示手段２６およびセンサ２８と３０を組み込んだヘルメ
ット２４が配置されている。これ等のセンサ２８と３０はケーブル３２によりヘ
ルメット２４に接続され、このヘルメットはアンテナ３４と３６により無線結合
によりデータ処理装置１０に接触している。

【００３１】 無線結合によりデータ処理装置１０はセンサ２８，３０からのデータを受信し
、表示データを表示手段２６に送る。この表示手段は、例えばヘルメット２４に
組み込まれた画面、例えば人物２２の視界を完全に取り囲み、仮想的なテニスコ
ートの像を供給するサイバースペースマスクである。表示手段２６上の表示はデ
ータ処理装置１０によりセンサ２８と３０のデータに応じて更新される。即ち、
人物２２が移動すると、表示手段２６に示す仮想的なテニスコート上のその人の
位置も変わる。更に、表示装置は仮想的なボール２１を示し、その場合、仮想的
なテニスコート上の仮想的なボール２１は人物に関してレーザービールの交点の
ところにある。

【００３２】 この人物が握り動かされるテニスのラケット３８には、更にセンサ４０と機械
的な操作手段４２がある。アンテナ４４を介してデータ処理装置１０への他の無
線結合が生じる。この無線結合によりデータ処理装置１０はセンサ４０からデー
タを受け取り、これにより空間内のテニスのラケット３８の位置を決める。更に
、データ処理装置１０は無線結合を介して機械操作手段４２に制御信号を与える
。この操作手段はテニスのラケット３８へのボールの当たりを対応するその機械
的な撓みでシュミレートするので、人物２２は感覚的な応答を受ける。

【００３３】 上に説明した無線結合は単に例示的なもので、他のデータ結合、例えばガラス
繊維ケーブル、赤外線あるいは超音波結合等も使用できる。

【００３４】 高性能のコンピュータ１０では、競技場の大きさ、ネットの高さや幅、コート
の表面状況（砂、芝生、マット等）や他の「固定」パラメータが入力される。

【００３５】 更に、「仮想的な平均競技者」の人体計測尺度が記憶され、同様に「動的」パ
ラメータ、即ち運動動作を行う時の体の点の相互関係（例えば肩関節、肘、臀関
節、膝等）が記憶される。個々の点の相互の依存性はアルゴリズム内に書き込ま
れ、このアルゴリズムは、最も簡単な場合、仮想的な競技を一定の特性量、例え
ばバネ部材または減衰部材の特性量を可変できる可能性をもってバネ質量系とし
て定義する。

【００３６】 テニスのラケット３８と仮想的なボール２１の静的および動的な特性も入力さ
れる。ラケットの大きさや形、振動特性およびラケット３８の硬さ、ボールの大
きさや硬さ、ボール２１の表面状況や他の特性量が入力される。

【００３７】 仮想的なボール２１の動きはコンピュータ１０により、例えばサーブのためボ
ール２１を高く投げた場合、飛行軌跡を表すアグロリズムで計算される。これに
反して、ボール２１を投げ降ろす場合、この飛行軌跡はボール２１の空気力学的
および回転運動特性を記載するアルゴリズムにより重なる。これに対するパラメ
ータをコンピュータ１０は入力されたラケット３８とボール２１の特性量と、ボ
ール２１を打つ時（スピン）のラケット３８の角度位置と、ラケット３８がボー
ル２１に当たる速度から得る。

【００３８】 ボール２１のその時々の位置は一点で交わる二つのレーザービーム１８と２０
により外から見えるようになる。正にこの交点にその都度ボール２１がある。両
方の「レーザー砲」１４と１６は上に説明したアルゴリズムで制御される。こう
して、ボール２１の任意の軌跡を記述でき、ボール２１の任意の飛行速度をシュ
ミレートできる。しかし、サイバースペースマスク２４では競技者２２はレーザ
ービーム１８，２０を見るのではなく、両方のビーム１８と２０のその時の交点
に仮想的なテニスボール２１を見る。

【００３９】 ラケット３８がボール２１に当たると（両方のレーザービーム１８，２０の交
点），ラケット３８，従って競技者２２はラケット３８の対応するセンサ４０と
機構４２を介して、競技者が真のボールでプレーしている感覚を持つ結果で速度
に依存する触覚的な通知を受け取る。更に、準備されたラケット３８上に置かれ
た異なったセンサ４０は「ボール」２１がラケット３８の使用面のどこに当たっ
たかの情報を与える。これはボール２１の打ち降ろし特性がラケット３８の衝突
点に依存するので必要である。他方、競技者２２はボールがラケット３８の何処
に当たったかの触覚的な通知を必要とする。

【００４０】 これ等のデータに基づきコンピュータ１０は、例えば上に述べたパラメータを
考慮に入れて仮想的な競技に対して「理想的」なサーブの運動動作を計算する。
その場合に計算されるアルゴリズムは「現実」の運動動作を比較するコンピュー
タ内の「オリジナル」あるいは「基準」である。

【００４１】 習い手２２はコンピュータ１０に人体計測的な尺度とラケット３８とボール２
１のパラメータを入力する。

【００４２】 データ手袋２８とデータ靴３０を装備して習い手２２は標準化された運動動作
を実施する。これからコンピュータ１０は習い手２２の人の動的な動作パターン
や運動の可能性を求める。

【００４３】 この「現実的」なデータに基づき、コンピュータ１０は、具体的な習い手２２
の人体計測的および運動学的な尺度に合わせ、その動きを要望により見えるよう
にするため、仮想的な競技に付いて予め計算される理想的な運動動作（例えばサ
ーブ）を計算する。

【００４４】 訓練時には習い手２２はサイバースペースマスク２４を被り、手と足にデータ
手袋２８とデータ靴３０を担持し、これ等の部材２８，３０はその人の運動をデ
ジタル化し、絶えずコンピュータ１０に入力する。

【００４５】 第一段階では、習い手２２にはサイバースペースマスク２４でその人の本来の
運動動作を見ることのできる可能性がある。仮想的な競技で最適な経過に基づき
コンピュータ１０がこの経過を発生し、この経過は習い手２２のデータに換算さ
れる。

【００４６】 サーブを行う場合、習い手２２はサイバースペースマスク２４の中を見る、つ
まり三次元的に見る。即ち、彼は前から、後ろからあるいは横から自分自身を観
察できる。彼は自分自身で理想的なサーブを行ったことを見て、その人の本来の
「理想的」な運動動作を任意にしばしば、任意にゆっくりとそして任意な視角か
ら観察して運動動作を正確に記憶できる。

【００４７】 第二段階では、習い手２２は実際のサーブを行う。コンピュータ１０は習い手
２２のこの実際の運動動作を理想的な運動動作と重ねる。習い手２２はサイバー
マスク２４内で自分自身を二回見る。つまり一度は実際の運動動作、他方でその
理想的な運動動作をその望みにより同時の経過であるいは交互に見る。彼が目標
経過と実際の経過の間の相違を明確に認識する。ずれが最初に著しいが、習い手
２２にはずれが正確にどこにあるかを目視で明確に認識できる。

【００４８】 第三段階では、習い手２２はこのずれを少なくするようにする。即ち、その人
の実際の運動の動作をいつも正確にその人の本来の理想的な運動動作に合わせる
ことができる。進歩は非常に早くなるであろう。

【００４９】 第四段階では、習い手２２は既に理想的な動作に大部分一致しているその人の
実際の運動動作を見るだけである。彼の「理想的」な運動経過は抹消される。（
一定の許容値以下）の「経験」によりその間コンピュータ１０はどの点で習い手
２２がその人の理想の運動動作からずれる傾向があるのかを「知る」。これ等の
「臨界点」はコンピュータ１０により、実際の動作が理想的な動作に一致するか
、あるいは十分近くなるか（所定の許容値以下）になるまで、カラーで明確に強
調される。

【００５０】 この訓練方法により習い手２２は特定のショットあるいはストロークに対して
理想の運動動作を非常に早くしかも非常に効果的に学べる。このように準備して
、彼はこのショットを実際のコートで行い、できる限り頻繁にショットの理想的
な運動動作を行うか、あるいは理想的な運動動作にできる限り近づける。理想的
に行われるショットの「ノウハー」の信頼性と実際の可能の経験は、実際に行わ
れる運動動作と「プログラム化された」運動動作を遊びながらの結合と応用を非
常に早く学ぶことができる。

【００５１】 この発明は初心者の基礎訓練に限定されるものでなく、任意の競技レベルの競
技者の能力に従う。これは三つの分野に関係する。

【００５２】 １．基礎訓練 この訓練の目的はサーブ、フォアハンドやバックハンドのような特定の基礎シ
ョットの実施にある。その場合、最初から理想的な運動動作を訓練する。この以
上に有効な訓練方法でも、習い手２２がその人の理想的な動作を「見出す」まで
若干の時間がかかる。これを見つけて実施するため、長い間の挑戦が残っている
であろう。

【００５３】 ２．上達した訓練 上達した習い手２２はこの「標準ショット」もマスターするまで更に標準ショ
ットを訓練する機会を持つ。

【００５４】 任意の時点毎にプレーヤー２２はこの方法で実施するショットを現実に、つま
り実際のコートで更に訓練でき、訓練すべきである。その場合、実施されるショ
ットを実際のプレーに移し、プレーの流れに組み入れることが大切である。

【００５５】 ３．最先端の訓練 この発明の特別な挑戦および利点は、特にプレーヤーが今まで行ったことのな
いショットを実施することに関してプレーヤーに機会を与えることにある。この
ショットを試み訓練することは絶えず挑戦となっている。

【００５６】 最後に述べた挑戦の基本構想は大抵のテニスプレーヤーが特定な「標準ショッ
ト」を実施するのに十分である点にある。これには困難の異なった度合いがある
ので、通常に訓練するプレーヤー２２は困難の度合いがただ僅かであるものの幾
つかのものを時間の経過と共に完全にする。より困難でプレーの経過で稀である
他のものはただ支配している。しかし、実施していない他の理論的に考えられる
ショットもある。何故なら、プレーヤーは彼がそれ等のショットをどのように実
施すべきであり、それに故にそれ等のショットを実施する機会も探すのかの予感
を持たないからである。

【００５７】 彼は先ずこれ等のショットを自分のイメージで行うことができ、コンピュータ
１０にこれ等のショットの特定なパラメータを入力する。例えば、自分の位置、
ボール２１の望む着地点および望む反跳角度等を入力する。コンピュータ１０は
これ等からそれに必要なボール２１の飛行経路と動きを計算し、ボール２１を正
確にこの飛行経路に導くためプレーヤー２２がどのように動くべきかを示す。プ
レーヤー２２の役目はこの動きを現実に経過させることができ、その場合、彼が
理想的な運動動作を理解して実施している限り、コンピュータ１０により観察し
、比較し、修正できる（その外、上記参照）。こうして、プレーヤー２２は殆ど
任意に多い創造的で困難なショットを訓練できる。彼には殆ど限界が設定されて
いない。伝統的な訓練方法とは異なり、この方法にはプレーヤー２２に意味のな
い、理論的に不可能なあるいは健康上よくないショットを実施させるのでなく、
理論的に考えられ、運動的に実現可能で健康に悪くないあるいは望ましいショッ
トを良く実施させるという利点がある。

【００５８】 一度正しくプログラムされると、コンピュータ１０の可能性は殆ど無制限であ
る。プレーヤー２２を連続的に監視することにより、コンピュータは例えばプレ
ーヤー２２の体調を正確に確認でき、不正時にはコンデイショニングの示唆を与
えるか、脅威的な過負荷の警報も与える。

【００５９】 次の過程では、この発明は仮想的な環境で実際のテニスの試合を行うために利
用される。このため、プレーヤー２２は再びマスク２４にデータ手袋２８とデー
タ靴３０を履き、特別なラケット３８を使用する。

【００６０】 彼のサイバースペースマスク２４では、彼は自分自身でその場の仮想的な競技
場にいる。従って、彼はコートと相手を自分の前に見る。彼自身の競技地面は、
彼に必要な全ての運動自由度を与えるため、通常の半分のコートの広さに対応す
る。

【００６１】 この代わりに、プレーヤー２２が最小の動きをしか行えない最小のコートも設
けてある。これ等の動きはプレーヤー２２が大きく振りかぶった動きを行ええる
程度に仮想的なコートに伝達される。しかし、この発明の目的はスポーツを最小
にするではなく、このプレー方法を用いてプレーの喜びを高め、身体のスポーツ
能力を助長して最適にすることにある。

【００６２】 プレーヤー２２は仮想的に相手をプレーする。このプレーの形式には現実に比
べて以下の利点がある。即ち、 −プレーヤー２２は、例えば一定のショットを再三行うため、彼が返したいよう にボール２１を彼の相手から選択的に正確に打ち返すことができる。 −相手のプレーの強さを任意に調整できるので、任意の大きさの挑戦を設定でき る。 −コンピュータ１０内に記憶されている特定の個人の運動学的および人体計測的 な特性量により、プレーヤャー２２は特定な人物に対して訓練でき、そのプレ ーの強さを任意に操作できる。 −自分自身に対するプレーも、自分自身を相手の視界から見て、従って彼にとっ て認識できる弱さを判別して無くする利点をもって可能である。 −競技場の環境を、例えば太陽の位置（目が眩む），風の影響、明るさ、地面の 状況（砂、芝生、マット）等に関して任意に可変できる。 −ラケットの硬さ、ラケットの張り、ボールの硬さ、ボール表面等のようなパラ メータを任意に調整できる。プレーヤー２２はこれにより実際のグランドでプ レーのために購入する前に、ボール２１やラケット３９のような彼の最適なス ポーツ器具を簡単に検査できる。

【００６３】 この発明による訓練装置は何時でも、また一年中利用できる。天候の状況、場
所の制限、プレーの相手がいない、および近所の騒音の発生による制限を知らな
い。

【００６４】 この発明による訓練装置によりそれに合った早い訓練成果で教育的に最適な訓
練を行える。これはテニスプレーの喜びを非常に高め、普通のプレーヤーにとっ
て通常のトレーニングで一般的に到達できないプレーの強さに達し、通常のプレ
ーヤーに対してその複雑さにより通常習得できないショットを使用して新しいプ
レーの創造性を高め、その人の管理された状態を連続的に監視してプレーヤー２
２の身体状況を最適にし、所要面積を半分にして既存のコートの大部分を経済的
に利用し、他の目標のグループをこの種のスポーツに入れることができる。何故
なら、仮想的に表示された運動動作を監視し、観察や修正の可能性を教育的に最
適に表示することにより比較的「スポーツ的でない」そして「未訓練」の人も訓
練できる。これに加えて、相手のプレーの強さを調節できることにより何時も適
当な練習相手を利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による訓練装置の好適実施例の模式図を示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年９月９日（１９９９．９．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】 この結果、習い手は「トライ・アンド・エラー」の原理に従って数時間後に一
定の成果を得るので「プログラム」された運動動作を行うことを始める。習い手
が非常に才能があり、多くの幸運があるか多くのトレーニング時間を果たすなら
、このプログラムされた運動動作は時間の経過と共にほぼ「理想的」な動作に近
づく。しかし、運動動作が誤っているか、体に悪いか、少なくとも望ましくない
ことにあり、習い手が再び殆ど抜け出せない効果のないプレーの袋小路に入る。
何故なら、彼は他のことをしなければならないことを知らないから、そしてプロ
グラムされた運動動作がもう殆ど修正できない一定の「自動調整」となるからで
ある。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】 習い手が高々並のプレーをするので、「自分の限界」を非常に早く知り、テニ
スへの望みをなくしたら、もはや進歩しないか、あるいは僅かな進歩に長い時間
と沢山の金を掛けなくてなならない。彼は健康のためおよびレジャー産業にとっ
て恐らく負の結果を持って棄権する。 国際出願ＷＯ 97/29814 号明細書によれば、生徒により人間のトレーナーの動
きを真似ることに基づいてモータの技術を訓練する方法が知られている。トレー
ナーの動きはセンサせ検出され、コンピュータでデジタル化され、次いで記憶器
に保管される。コンピュータはこのコンピュータの表示器上にトレーナーの仮想
的な一連像を発生する。この一連像は生徒が見て真似るように仮想的な環境で扱
われる。トレーナーの動きを撮影するために使用されるこの装置は次に生徒の動
きを検出し、コンピュータが表示器上に生徒の動きとその仮想環境との相互作用
に相当する仮想的な一連の像を発生し、同時にトレーナーの運動の一連の像を出
力する。生徒の役目はトレーナーの動きを真似ることにある。このシステムの難
点は、生徒がトレーナーの一定の動きに基づいて学ぶだけである点にある。所定
の動きを生徒の個人的な生体データに合わせることは行っていないし、訓練状況
を柔軟に変更することもできない。更に、生徒は目標動作と実際の動作の比較を
後でコンピュータの表示器を眺めて行えるにすぎない。つまり自分自身が学ぶべ
き動きを行っている間には比較できない。 更に、米国特許第 5,577,981号明細書によりコンピュータ制御される練習機械
が知られている。この機械により利用者は自分の手と練習機械の部品をコンピュ
ータで発生させるシュミレートする対象物の像に重ねて見ることができる。利用
者は頭に付けた表示器上の像を見ながら機械に対して力を使い著しい肉体的な努
力を行える。しかし、この訓練機械は仮想的な現実の要素を組み合わせることに
は不適当に維持されていて、利用者の理想的な運動経過との比較を可能にする要
素を含んでいない。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】 課題、解決策、利点 この発明の課題は、上に述べた難点を排除し、対象物を扱う時に有効で同時に
コスト的に望ましい運動動作の訓練を可能にする上に述べたタイプの訓練装置を
利用できるようにすることにある。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】 この課題は、請求項１で特徴付けた構成を持つ上記のタイプの訓練装置により
解決されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６３Ｂ 69/36 ５１５ Ａ６３Ｂ 69/36 ５１５Ｆ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人物（２２）により所定の方法で動かすべき対象物（３８）を操
   作して人物（２２）の運動動作を訓練する訓練装置において、 −データ処理装置（１０）， −このデータ処理装置（１０）に接続し、人物（２２）のところに配置されてい て、人物（２２）の動きに関する第一データをデータ処理装置（１０）に送る 第一センサ（２８，３０）， −前記データ処理装置（１０）に接続し、対象物（３８）のところに配置されて いて、対象物（３８）の動きに関する第二データをデータ処理装置（１０）に 送る第二センサ（４０）， −前記データ処理装置（１０）に接続し、対象物（３８）のところに配置されて いて、データ処理装置（１０）により駆動操作され、仮想的な対象物（２１） との接触をその人（２２）に対する触覚的な応答としてシュミレートする機械 的な操作手段（４２）， −前記データ処理装置（１０）に接続し、人物（２２）のところに配置されてい る表示手段（２６），および −基準データに対する記憶器（１２）， を備え、前記データ処理装置（１０）が基準データから身体と対象物（３８） の理想的な運動動作を計算し、選択的に、 （ａ）理想的な運動動作を表示手段（２６）に表示するか、あるいは （ｂ）第一および第二のセンサ（２８，３０，４０）の第一および第二のデー タから得られる運動動作と理想的な運動動作を比較するか、あるいは （ｃ）同時に理想的な運動動作と第一および第二のセンサ（２８，３０，４０ ）で検出された運動動作を表示手段（２６）に表示する、 ように形成されていることを特徴とする訓練装置（１００）。
2. 【請求項２】 更に、データ処理装置（１０）は基準データと第一および第二の
   データから空間中の仮想的な対象物（２１）の運動軌跡を計算し表示手段（２６
   ）に表示するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の訓練装置
   （１００）。
3. 【請求項３】 対象物（３８）はスポーツ器具、例えばテニスのラケット、バト
   ミントンのラケット、卓球のラケット、スカッシュのラケット、ゴルフのクラブ
   、野球のバット、投擢ハンマー、ホッケーのステック、ボールラケット、投げ槍
   、スキー、スノーボード、スケート等であることを特徴とする請求項１または２
   に記載の訓練装置（１００）。
4. 【請求項４】 対象物（３８）はサーベル、ラケット、エペ、フルーレ、斧、防
   具等であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の訓練装置（１０
   ０）。
5. 【請求項５】 仮想的な対象物（２１）はボールあるいは仮想的な人物および／
   または仮想的な人物により操作される仮想的な対象物であることを特徴とする請
   求項１〜４の何れか１項に記載の訓練装置（１００）。
6. 【請求項６】 第一センサ（２８，３０）はデータ手袋（２８）および／または
   データ靴（３０）であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の訓
   練装置（１００）。
7. 【請求項７】 表示手段（２６）は表示器であることを特徴とする請求項１〜６
   の何れか１項に記載の訓練装置（１００）。
8. 【請求項８】 表示手段（２６）は人物（２２）の頭に配置されているヘルメッ
   ト（２４）あるいは帽子の中に組み込まれていることを特徴とする請求項１〜７
   の何れか１項に記載の訓練装置（１００）。
9. 【請求項９】 基準データは平均的な人物の身体の人体計測的な尺度および／ま
   たは運動学的なパラメータを含み、これ等のデータに基づき理想的な運動動作が
   決定されることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の訓練装置（１０
   ０）。
10. 【請求項１０】 基準データは人物（２２）の人体計測的な尺度および／または
    運動学的なパラメータを含み、これ等のデータに基づき理想的な運動動作が決定
    されることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の訓練装置（１００）
    。
11. 【請求項１１】 基準データは対象物（３８）の静的および動的な特性を含むこ
    とを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の訓練装置（１００）。
12. 【請求項１２】 基準データはコートの寸法、ネットの高さ、ネットの幅、地面
    の状況、例えば砂、芝生あるいはマット、および／または他の固定パラメータを
    含むことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の訓練装置（１００）
    。
13. 【請求項１３】 （ｃ）の場合、データ処理装置（１０）は第一および第二のセ
    ナ（２８，３０，４０）で検出された運動動作と理想的な運動動作の偏差を表示
    装置（２６）で例えばカラーにして強調するように形成されていることを特徴と
    する請求項１〜１２の何れか１項に記載の訓練装置（１００）。
14. 【請求項１４】 （ｂ）の場合、データ処理装置（１０）は運動動作の比較から
    運動動作の間の偏差に対応するデータが生じるように形成されていることを特徴
    とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の訓練装置（１００）。
15. 【請求項１５】 データ処理装置（１０）に接続し、この装置により制御される
    二つのレーザー（１４，１６）を設け、これ等のレーザービーム（１８，２０）
    の交点は仮想的な対象物（２１）の空間内の位置に相当することを特徴とする請
    求項１〜１４の何れか１項に記載の訓練装置（１００）。
16. 【請求項１６】 多数の仮想的な対象物（２１）を設け、各仮想的な対象物（２
    １）に二つのレーザービーム（１８，２０）を割り当て、二つのレーザービーム
    （１８，２０）の交点のそれぞれが仮想的な対象物（２１）のそれぞれの空間位
    置に対応することを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載の訓練装置（
    １００）。