JP2017012589A - 訓練システム - Google Patents

Abstract

【課題】麻痺した片足を訓練させることへのモチベーションの低下を抑制する訓練システムの提供。
【解決手段】搭乗者を搭乗させたまま倒立状態を維持して走行する移動体（１）を、搭乗者が右足及び左足の少なくとも一方を用いて走行操作させる訓練を行う訓練システム（１０）である。訓練システム（１０）は、搭乗者の麻痺した片足を用いて移動体（１）を基準移動軌跡（ＩＣ１）に沿うように走行操作させたときの移動軌跡結果（ＲＣ１）と基準移動軌跡（ＩＣ１）との基準乖離度を求める乖離度演算手段（５３）と、搭乗者の麻痺した片足を用いて移動体（１）を訓練移動軌跡（ＩＣ３等）に沿うように走行操作させたときの移動軌跡結果（ＲＣ１）と訓練移動軌跡（ＩＣ３等）との乖離度が、基準乖離度よりも小さくなるように、訓練移動軌跡（ＩＣ３等）を設定し直す目標移動軌跡設定手段（５４）とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、訓練システムに関し、特に、搭乗者に移動体を走行操作させて訓練を行う訓練システムに関する。

搭乗者が搭乗し倒立状態を維持して走行する移動体がある。特許文献１では、このような移動体に所定動作をさせ、該所定動作に応じて搭乗者が重心移動により前記移動体の走行操作を行うような訓練を実行する訓練システムが開示されている。

特開２０１１−２０３５４９号公報

一方、片足のみ麻痺した患者を移動体に搭乗させて、麻痺した片足を回復させる訓練を行う訓練システムが要求されている。

本出願の発明者等は、上記した移動体を用いてスキー練習方法と呼ばれる練習方法を行うことを想起した。図５に示すように、このような練習方法の一例では、まず、スタート地点ＳＴ１と、ゴール地点Ｇ１と、スタート地点ＳＴ１からゴール地点Ｇ１までの理想的な目標移動軌跡である理想コースＩＣ９とを設定する。理想コースＩＣ９は、一定又はランダムな周期で、左と右とに交互に方向を切り替えて、延びる。さらに、目標移動軌跡において、複数個、例えば、１０個の課題ゲートＰ１〜Ｐ１０を設置する。患者を移動体に搭乗させた後で、移動体が理想コースＩＣ９に従って移動するように、患者が移動体を操作する。ここで、患者は、両足をそれぞれ操作しないと、移動体を理想コースＩＣ９に従って移動させることが困難である。課題ゲートＰ１〜Ｐ１０を通過した数に基づいて、訓練効果を評価することができる。

しかしながら、麻痺した片足をほとんど用いることなく、他方の健常な片足だけを用いて移動体を操作することによって、一定の数の課題ゲートを通過することができることがあった。図５に示す例では、移動体は、実際のコースＲＣ９に従って移動し、全ての課題ゲート１０個のうち６個を通過した。すなわち、麻痺した片足を用いて操作しなくても、所定の課題ゲート通過率を確保できてしまうことがあった。そのため、麻痺した片足を訓練させることへのモチベーションが低下してしまうことがあった。

本発明は、麻痺した片足を訓練させることへのモチベーションの低下を抑制する訓練システムを提供する。

本発明にかかる訓練システムによれば、
搭乗者を搭乗させたまま倒立状態を維持して走行する移動体を、当該搭乗者が右足及び左足の少なくとも一方を用いて走行操作させる訓練を行う訓練システムであって、
前記訓練は、前記搭乗者が、目標移動軌跡に沿うように前記移動体を走行操作させることによって、行われ、
前記目標移動軌跡は、基準移動軌跡と、前記基準移動軌跡と同じ方向に延びる訓練移動軌跡と、を含み、
前記搭乗者の麻痺した片足を用いて前記移動体を前記基準移動軌跡に沿うように走行操作させたときの移動軌跡結果と前記基準移動軌跡との基準乖離度を求める乖離度演算手段と、
前記搭乗者の麻痺した片足を用いて前記移動体を前記訓練移動軌跡に沿うように走行操作させたときの移動軌跡結果と前記訓練移動軌跡との乖離度が、前記基準乖離度よりも小さくなるように、前記訓練移動軌跡を設定し直す目標移動軌跡設定手段と、
を含む。

本発明は、麻痺した片足を訓練させることへのモチベーションの低下を抑制する。

実施の形態１に係る訓練システムの概略的なシステム構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る訓練システムの概略的な構成を示す正面図である。 実施の形態１に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る訓練ロボットを用いて行う訓練方法を示す模式図である。 従来の訓練方法を示す模式図である。

実施の形態１．
図１〜図３を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、実施の形態１に係る訓練システムの概略的なシステム構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係る訓練システムの概略的な構成を示す正面図である。図３は、実施の形態１に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る訓練システム１０は、図２に示すような移動体１に搭載された、姿勢センサ２と、入力部２１と、目標軌跡表示部２２と、回転センサ３と、一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒと、制御装置５と、を備えている。

移動体１は、例えば、搭乗者が車両本体６に立った状態で乗車することができる立ち乗り型の同軸二輪車として、構成されている。また、この同軸二輪車は、例えば、搭乗者が自らの右足及び左足の少なくとも一方を操作して、前進後退又は左右旋回を行うことができるように構成されている。また、搭乗者が、例えば、重心を移動させることによって、結果として自らの右足及び左足の少なくとも一方を操作してもよい。

姿勢センサ２は、検出手段の一具体例であり、移動体１の車両本体６におけるピッチ角度やロール角度などの傾斜角度、ピッチ角速度やロール角速度などの傾斜角速度、ピッチ角加速度やロール角加速度などの傾斜角加速度、等の姿勢情報を検出する。姿勢センサ２は、例えば、搭乗者が重心を前後へ移動させることで生じた車両本体６のピッチ角度、ピッチ角速度、又はピッチ角加速度を検出し、また、搭乗者が、例えば、重心を左右へ移動させることで生じた車両本体６（分割ステッププレート９Ｌ、９Ｒ）のロール角度、ロール角速度、又はロール角加速度を検出することができる。

姿勢センサ２は、制御装置５に接続されており、検出した車両本体６の姿勢情報を制御装置５に対して出力する。なお、姿勢センサ２は、例えば、ジャイロセンサや加速度センサなどにより構成されている。また、ピッチ軸とは、一対の車輪７Ｌ、７Ｒの車軸に相当する軸である。また、ロール軸とは、車両本体６の中心を通り、移動体１の走行方向と平行をなす軸である。

回転センサ３は、検出手段の一具体例であり、移動体１に設けられた車輪７Ｌ、７Ｒの回転角度、回転角速度、回転角加速度等の回転情報を検出する。回転センサ３は、制御装置５に接続されており、検出した各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報を制御装置５に対して出力する。また、制御装置５は、回転センサ３により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報に基づいて、移動体１の移動加速度、移動速度、移動量等を算出することができる。

一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、移動体１に回転可能に設けられた左右一対の車輪７Ｌ、７Ｒを駆動することで、移動体１を走行させる。各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、例えば、電動モータと、その電動モータの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア列等によって構成することができる。各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、駆動回路８Ｌ、８Ｒを介して制御装置５に接続されており、制御装置５からの制御信号に応じて、各車輪７Ｌ、７Ｒを駆動する。

制御装置５は、移動体１が、例えば、倒立状態を維持する倒立制御を行いつつ、所望の走行（前進、後進、加速、減速、停止、左旋回、右旋回等）を行うように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、各車輪７Ｌ、７Ｒの回転を制御する。また、制御装置５は、姿勢センサ２により検出された移動体１の姿勢情報と、回転センサ３により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報と、に基づいて、フィードバック制御、ロバスト制御等の周知の制御を行う。

例えば、制御装置５は、搭乗者が重心を前後に移動させたときに、姿勢センサ２により検出された車両本体６のピッチ角度に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを介して各車輪７Ｌ、７Ｒの回転を制御することで、移動体１を前進又は後進させる。また、制御装置５は、搭乗者が重心を左右に移動させたときに、姿勢センサ２により検出された車両本体６のロール角度に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して左側の車輪７Ｌ、右側の車輪７Ｒ間で回転差を生じさせ、移動体１を左旋回又は右旋回させる。具体的には、搭乗者が自らの右足だけを操作させることで右旋回させてもよいし、搭乗者が自らの左足だけを操作させることで左旋回させてもよい。

なお、搭乗者の重心移動により傾斜した車両本体６のロール角度に応じて旋回制御を行う技術については、本出願人の特許第３７２２４９３号公報の技術を適用することができる。

さらに、制御装置５は、例えば、姿勢センサ２により検出された車両本体６のピッチ角度に所定の制御ゲインを乗算して、各車輪７Ｌ、７Ｒの回転トルクを算出する。そして、制御装置５は、算出した回転トルクが各車輪７Ｌ、７Ｒに生じるように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する。

これにより、制御装置５は、車両本体６が傾斜している方向へ各車輪７Ｌ、７Ｒを回動させ、移動体１の重心位置を各車輪７Ｌ、７Ｒの車軸を通る鉛直線上へ戻すような倒立制御を行う。また、制御装置５は、各車輪７Ｌ、７Ｒに対して適切な回転トルクを夫々付加することで、車両本体６のピッチ角度がある一定値を超えないような倒立状態を維持しつつ、さらに、姿勢センサ２からの姿勢情報に応じて、前進、後進、停止、減速、加速、左旋回、右旋回等の移動体１の移動制御を行うことができる。

上述のような車両制御の構成により、移動体１は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させ車両本体６を前後に傾斜させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させ車両本体６を左右に傾斜させることで、左右旋回を行うことができる。なお、搭乗者によって旋回したいと思う所望の方向へ回動操作されたとき、その操作に応じた操作信号を制御装置５に供給する旋回操作部（旋回リング、ハンドル１１等）を用いて、左右旋回を行う構成であってもよい。

制御装置５は、例えば、制御処理、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）５ａ、ＣＰＵ５ａによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）５ｂ、処理データ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）５ｃ等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。

入力部２１は、搭乗者の両足のうち麻痺した片足についての情報等、スキー練習方法に必要なデータの入力を受け付けるインターフェイスであり、例えば、移動体１のハンドル１１近傍に配置される。入力部２１が受け付けたデータは、制御装置５のＲＡＭ５ｃ等に格納される。なお、搭乗者の両足のうち、麻痺した片足を「麻痺足」と記載し、「麻痺足」と比較して健常な片足を「健常足」と記載する。麻痺足は、スキー練習方法等の訓練を施すことによって、健常足と同様の機能までに回復し得る。

目標軌跡表示部２２は、訓練中において、通過すべき課題ゲートを訓練者に視認させるための画像を表示する。目標軌跡表示部２２は、移動体１のハンドル１１近傍に配置していてもよく、スキー練習方法の実施空間におけるゴール地点Ｇ１（図４参照）近傍などに配置していてもよい。

移動体１は、図２に示すように、同軸二輪車として構成されており、車両本体６、車輪７Ｌ、７Ｒ、分割ステッププレート９Ｌ、９Ｒ、ハンドル１１等を備えている。左右一対の分割ステッププレート９Ｌ、９Ｒは、運転者が搭乗するステッププレートの一例である。車両本体６は、各分割ステッププレート９Ｌ、９Ｒをロール方向へ姿勢変更可能にそれぞれ支持している。左右一対の車輪７Ｌ、７Ｒは、車両本体６に回転可能に支持されている。ハンドル１１は、各分割ステッププレート９Ｌ、９Ｒの姿勢を、車両本体６を介してロール方向へ変化させる操作レバーである。

各分割ステッププレート９Ｌ、９Ｒは、運転者が片足ずつ乗せて搭乗するもので、人の足の大きさと同程度か又は少々大きく形成された偏平な一対の板体からなる。車両本体６は、例えば、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材１２及び車体下部材１３と、互いに平行をなして左右に配置されると共に車体上部材１２及び車体下部材１３と回動可能に連結された一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒと、を有する平行リンク機構として構成されている。

この平行リンク機構の車体上部材１２と車体下部材１３との間には、車体上部材１２及び車体下部材１３と一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒとがなす角度をそれぞれ直角に維持するように、ばね力を発生する一対のコイルばね１５Ｌ、１５Ｒが介在されている。一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒの各外面には、車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒがそれぞれ取り付けられている。

このように一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを介して一対の側面部材１４Ｌ、１４Ｒに支持された一対の車輪７Ｌ、７Ｒは、平坦な路面Ｅ上に置いたときには、互いの回転中心が同一軸心線上に一致することになる。なお、移動体１は、同軸二輪車として構成されているが、これに限らず、例えば、搭乗者の片足又は両足の操作により走行操作が行われ、かつ倒立制御を行う任意の車両に適用可能である。

ところで、倒立状態を維持して走行する移動体１において、搭乗者の右足及び左足の少なくとも一方による操作を利用して、より広い分野での応用が望まれる。ここで、スタート地点、ゴール地点、スタート地点とゴール地点とを結ぶ理想コースと、この理想コース上に配置した複数の課題ゲートとを設定し、移動体１に理想コースに沿って移動させるように、搭乗者が右足及び左足等の走行操作を行うというような訓練がある。このような訓練は、スキー練習方法と呼ばれる。スキー練習方法を行えば、搭乗者はゲーム感覚で楽しみながら、麻痺足の機能等を効率的に回復させることができる。

そこで、訓練システム１０の制御装置５は、スキー練習方法を行う訓練モードと、搭乗者による走行操作に応じて通常の走行を行う通常モードと、を有している。

例えば、制御装置５は、訓練モードとなり訓練プログラムを実行すると、目標軌跡表示部２２を制御して、例えば、次のターンまでの目標軌跡、すなわち、次ターン目標軌跡を表示し、搭乗者に視認させる。このとき、搭乗者は、次ターン目標軌跡に応じて、例えば、移動体１が次ターン目標軌跡に一致するように、搭乗者が右足及び左足の少なくとも一方を操作する。

このように、搭乗者は、楽しみながら、麻痺足の身体機能、バランス機能等を回復させることができ、効率的に訓練を行うことができる。例えば、麻痺足を有する人は、麻痺足を中心に無理なく楽しく動作させて、その麻痺を回復させることができる。

一方、制御装置５は、通常モードになると、目標軌跡表示部２２による目標軌跡の表示を停止し、搭乗者は走行操作を行い、通常の走行を行う。

なお、制御装置５は、訓練モードと通常モードとの切替えを、所定のスイッチ操作、走行操作等に応じて行う。例えば、制御装置５は、ハンドル１１に設けられたモードスイッチ１６の操作に応じて、訓練モードと通常モードとの切替えを行ってもよい。また、遠隔操作スイッチ１７等を用いて、訓練監督者等の第三者が遠隔的に、制御装置５を訓練モードと通常モードとに切替えを行う構成であってもよい。これにより、訓練モードと通常モードとの切替えを簡易に行うことができる。

図３は、実施の形態１に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。制御装置５は、姿勢センサ２により検出された姿勢情報や回転センサ３により検出された回転情報などの車両情報を記憶する記憶部５１と、移動体１の軌跡を示す移動軌跡を算出する移動軌跡演算部５２と、移動軌跡演算部５２により算出された算出移動軌跡と目標移動軌跡との乖離度合を演算する乖離度演算部５３と、目標軌跡設定部５４と、制御部５５とを有している。

記憶部５１は、例えば、ＲＡＭ５ｃなどにより構成されている。記憶部５１は、訓練中において、例えば、スキー練習方法におけるターン毎に、移動体１の移動加速度、移動速度、移動量、姿勢センサ２により検出されたロール角度、ピッチ角度、ロール角速度、ピッチ角速度、ロール角加速度、ピッチ角加速度、等の姿勢情報、回転センサ３により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転角度、回転角速度、回転角加速度等の回転情報、などを夫々記憶する。また、記憶部５１は、目標移動軌跡や、乖離度の大きさに対応する目標軌跡等の情報を記憶してよい。なお、記憶部５１は、ターン毎ではなく、所定時間毎、所定距離毎、又は、所定の通過した課題ゲートの数毎に、移動体１の移動加速度等により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転角度等を夫々記憶してもよい。

移動軌跡演算部５２は、記憶部５１に記憶されたターン毎等の車両情報の変化に基づいて、移動体１の移動軌跡を算出する。移動軌跡演算部５２は、例えば、訓練開始時における移動体１の位置（例えば、スタート地点ＳＴ１（図４参照））と、ターン毎（ターン１回目〜ターンｎ回目）に、記憶部５１に記憶された車両情報（移動加速度、移動速度、移動量、ロール角度、ピッチ角度、ロール角速度、ピッチ角速度、ロール角加速度、ピッチ角加速度、又は各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報等）に基づいて、移動体１の移動軌跡を算出する。なお、移動軌跡演算部５２は、ターン毎ではなく、所定時間毎、所定距離毎、又は、所定の通過した課題ゲートの数毎の車両情報の変化に基づいて、移動体１の移動軌跡を算出してもよい。

さらに、乖離度演算部５３は、乖離度演算手段の一具体例であり、例えば、移動軌跡演算部５２に算出された算出移動軌跡と目標移動軌跡とに基づいて、その乖離度を算出する。乖離度は、例えば、算出移動軌跡の地点から、目標移動軌跡の地点までの距離の絶対値を算出することによって、求められる。

目標軌跡設定部５４は、目標移動軌跡設定手段の一具体例であり、例えば、ターン毎に目標移動軌跡を設定し、設定した目標移動軌跡をターン毎に目標軌跡表示部２２に出力する。具体的には、搭乗者の麻痺足による操作と健常足による操作とを交互に繰り返すように、少なくとも１つの課題ゲートの位置を決定する。
なお、目標軌跡設定部５４は、ターン毎ではなく、所定時間毎、所定距離毎、又は、所定の通過した課題ゲートの数毎に目標軌跡を設定し、設定した第ｎターン目標軌跡を目標軌跡表示部２２に出力してもよい。

制御部５５は、姿勢センサ２により検出された移動体１の姿勢情報と、回転センサ３により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報と、に基づいて、移動体１の動きを制御する。

（訓練方法における動作の一例）
次に、図１〜図４を参照して、スキー練習方法における実施の形態１にかかる訓練システムの動作の一例について説明する。

第１ターン開始時又はそれ以前において、目標軌跡設定部５４は、第１ターンの目標移動軌跡ＩＣ１を設定する。ここで、第１ターンの目標移動軌跡ＩＣ１とは、スタート地点から１回目のターンまでの目標移動軌跡である。第ｎターンの目標移動軌跡ＩＣｎとは、ｎ−１回目のターンからｎ回目のターンまでの目標移動軌跡である。第１ターンの目標移動軌跡ＩＣ１は、例えば、搭乗者が健常足よりも麻痺足を大きな負荷をかけるように操作したときの、麻痺足側に延びる移動体１の軌跡である。ここで、搭乗者の麻痺足による操作の負荷の大きさは、所定の値であり、例えば、搭乗者の健常足による操作の負荷の最大値である。第１ターンの目標移動軌跡ＩＣ１は、予め記憶部５１に格納しておいてもよい。

まず、搭乗者の麻痺した片足を示す入力を入力部２１が受け付ける。ここでは、麻痺足は左足であるとの旨を入力する。スキー練習を開始するとの旨の入力を受け付けると、目標移動軌跡ＩＣ１を目標軌跡表示部２２に表示させる。搭乗者は、移動体１が目標移動軌跡ＩＣ１に沿って移動するように、操作する。しかし、この例では、移動体１は、目標移動軌跡ＩＣ１から乖離した移動軌跡結果ＲＣ１に沿って移動する（第１のターンステップＳ１）。移動体１が移動軌跡結果ＲＣ１に沿って移動したときの、搭乗者の麻痺足の操作による負荷を最大負荷力として、記憶部５１に格納してもよい。
ここで、目標軌跡設定部５４は、第２ターンの目標移動軌跡ＩＣ２を設定する。第２ターンの目標移動軌跡ＩＣ２は、例えば、第１ターン地点から、搭乗者が麻痺足よりも健常足に大きな負荷をかけるように操作したときの、健常足側に延びる移動体１の軌跡である。また、乖離度演算部５３は、移動軌跡結果ＲＣ１と第１ターンの目標移動軌跡ＩＣ１との乖離度を求め、この求めた乖離度を基準乖離度Ｅ１（図示略）とした。目標移動軌跡ＩＣ１は、基準移動軌跡と称してもよい。

続いて、第２ターンの目標移動軌跡ＩＣ２を目標軌跡表示部２２に表示させる。搭乗者は、目標移動軌跡ＩＣ２に沿って移動するように操作する。移動体１は、第２ターンの目標移動軌跡ＩＣ２にほとんど沿って移動する（第２のターンステップＳ２）。
ここで、目標軌跡設定部５４は、第３ターンの目標移動軌跡ＩＣ３を設定する。第３ターンの目標移動軌跡ＩＣ３は、移動軌跡結果ＲＣ１との乖離度が基準乖離度Ｅ１よりも小さくなるような軌跡であればよい。第３ターンの目標移動軌跡ＩＣ３は、例えば、第２ターン地点から、搭乗者が麻痺足を最大負荷力で操作したときの、移動体１の移動方向に延びる軌跡であり、第１のターンステップＳ１における移動軌跡結果ＲＣ１に相当する軌跡である。目標移動軌跡ＩＣ３は、訓練移動軌跡と称してもよい。

続いて、第３ターンの目標移動軌跡ＩＣ３を目標軌跡表示部２２に表示させる。搭乗者は、第３ターンの目標移動軌跡ＩＣ３に沿って移動するように操作する。移動体１は、第３ターンの目標移動軌跡ＩＣ３に沿って移動する（第３のターンステップＳ３）。搭乗者の麻痺足の操作による負荷が最大負荷力となるまで、移動体１を、目標移動軌跡ＩＣ３に沿って移動させる。目標移動軌跡ＩＣ３は、訓練移動軌跡と称してもよい。
ここで、目標軌跡設定部５４は、第４ターンの目標移動軌跡ＩＣ４を設定する。第４ターンの目標移動軌跡ＩＣ４は、第２ターンの目標移動軌跡ＩＣ２と同様に、第３ターン地点から、搭乗者が麻痺足よりも健常足に大きな負荷をかけるように操作したときの、健常足側に延びる移動体１の軌跡である。

続いて、搭乗者の麻痺足の操作による負荷が最大負荷力に到達した時に、目標移動軌跡ＩＣ４を目標軌跡表示部２２に表示させる。搭乗者は、目標移動軌跡ＩＣ４に沿って移動するように操作する。移動体１は、第４ターンの目標移動軌跡ＩＣ４にほとんど沿って移動した（第４のターンステップＳ４）。
ここで、目標軌跡設定部５４は、第５ターンの目標移動軌跡ＩＣ５を設定する。第５ターンの目標移動軌跡ＩＣ５は、移動軌跡結果ＲＣ１との乖離度が基準乖離度Ｅ１よりも小さくなるような軌跡であればよい。第５ターンの目標移動軌跡ＩＣ５は、例えば、第４ターン地点から、搭乗者が麻痺足を最大負荷力で操作したときの、移動体１の移動方向に延びる軌跡であり、第１のターンステップＳ１における移動軌跡結果ＲＣ１に相当する軌跡である。目標移動軌跡ＩＣ５は、訓練移動軌跡と称してもよい。

続いて、第５ターンの目標移動軌跡ＩＣ５を目標軌跡表示部２２に表示させる。搭乗者は、第５ターンの目標移動軌跡ＩＣ５に沿って移動するように操作する。移動体１は、略目標移動軌跡ＩＣ５に沿って移動する（第５のターンステップＳ５）。搭乗者の麻痺足の操作による負荷が最大負荷力となるまで、移動体１を、目標移動軌跡ＩＣ５に沿って移動させる。

続いて、搭乗者の麻痺足の操作による負荷が最大負荷力に到達した後、ゴール地点Ｇ１に到達するまで、第４のターンステップＳ４と第５のターンステップＳ５とにそれぞれ相当する、第２ｋのターンステップＳ２ｋと第２ｋ＋１のターンステップＳ２ｋ＋１とを繰り返す。ここで、ｋは自然数である。

続いて、搭乗者の麻痺足の操作による負荷が最大負荷力となった時に、第２ｋターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋを目標軌跡表示部２２に表示させる。搭乗者は、第２ｋターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋに沿って移動するように操作する。移動体１は、第２ｋターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋにほとんど沿って移動する（第２ｋのターンステップＳ２ｋ）。
ここで、目標軌跡設定部５４は、第２ｋ＋１ターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋１を設定する。第２ｋ＋１ターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋１は、移動軌跡結果ＲＣ１との乖離度が基準乖離度Ｅ１よりも小さくなるような軌跡であればよい。第２ｋ＋１ターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋１は、例えば、第２ｋターン地点から、搭乗者が麻痺足を最大負荷力で操作したときの、移動体１の移動方向に延びる軌跡であり、第１のターンステップＳ１における移動軌跡結果ＲＣ１に相当する軌跡である。

続いて、第２ｋ＋１ターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋１を目標軌跡表示部２２に表示させる。搭乗者は、第２ｋ＋１ターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋１に沿って移動するように操作する。移動体１は、第２ｋ＋１ターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋１にほとんど沿って移動した（第２ｋ＋１のターンステップＳ２ｋ＋１）。搭乗者の麻痺足の操作による負荷が最大負荷力となるまで、移動体１を、略目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋１に沿って移動させる。目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋１は、訓練移動軌跡と称してもよい。
ここで、目標軌跡設定部５４は、第２ｋ＋２ターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋２を設定する。第２ｋ＋２ターンの目標移動軌跡ＩＣ２ｋ＋２は、第２ｋ+１ターン地点から、搭乗者が麻痺足を最大負荷力で操作したときの、移動体１の移動方向に延びる軌跡である。

最後に、移動体１がゴール地点Ｇ１に到達することによって、スキー練習方法が完了する。

以上、実施の形態１に係る訓練システム１０によれば、訓練中において、訓練内容が搭乗者に実際にかかる負荷に近い難易度に変更される。そのため、麻痺足を訓練するモチベーションの低下を抑制する。また、健常足のみを用いて、一定の評価を得ようとすることの誘因を抑制する。

しかも、左右方向に交互に移動させるように、搭乗者の麻痺足による操作と健常足による操作とを交互に繰り返すため、麻痺足と健常足とへ交互に負荷をかけることができる。したがって、より効率的に訓練を行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ５ａにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

また、実施の形態１にかかる訓練システムは、入力部２１を含むが、必要に応じて、省略してもよい。また、実施の形態１に係る訓練システム１０は、姿勢センサを備えたが、さらに荷重圧センサを検出手段の一具体例として備えてもよい。このような荷重圧センサは、分割ステッププレート９Ｌ、９Ｒにかかる荷重圧を計測し、計測した荷重圧情報を制御装置５に出力する。また、実施の形態１に係る訓練システム１０は、移動軌跡演算部５２を備えたが、実際の移動体１の位置を測定することで、算出移動体軌跡を求めてもよい。

１０ 訓練システム
１ 移動体
５３ 乖離度演算部 ５４ 目標軌跡設定部
ＩＣ１〜ＩＣ５、ＩＣ２ｋ、ＩＣ２ｋ＋１、ＩＣｎ 目標移動軌跡
ＲＣ１ 移動軌跡結果

Claims (1)

1. 搭乗者を搭乗させたまま倒立状態を維持して走行する移動体を、当該搭乗者が右足及び左足の少なくとも一方を用いて走行操作させる訓練を行う訓練システムであって、
   前記訓練は、前記搭乗者が、目標移動軌跡に沿うように前記移動体を走行操作させることによって、行われ、
   前記目標移動軌跡は、基準移動軌跡と、前記基準移動軌跡と同じ方向に延びる訓練移動軌跡と、を含み、
   前記搭乗者の麻痺した片足を用いて前記移動体を前記基準移動軌跡に沿うように走行操作させたときの移動軌跡結果と前記基準移動軌跡との基準乖離度を求める乖離度演算手段と、
   前記搭乗者の麻痺した片足を用いて前記移動体を前記訓練移動軌跡に沿うように走行操作させたときの移動軌跡結果と前記訓練移動軌跡との乖離度が、前記基準乖離度よりも小さくなるように、前記訓練移動軌跡を設定し直す目標移動軌跡設定手段と、
   を含む訓練システム。

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