JP2017093923A - バランス訓練装置 - Google Patents

Abstract

【課題】訓練プログラムが訓練者にとって適切でない難易度に更新される可能性を低減すること。【解決手段】本発明に係るバランス訓練装置は、倒立二輪車を用いたバランス訓練装置である。バランス訓練装置は、バランス訓練の訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する制御手段と、バランス訓練時に発生する補助者のサポートの有無を検出する検出手段と、を備える。制御手段は、検出手段によって補助者のサポートがあったことが検出された場合は、サポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、又は、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度を更新する。【選択図】図１

Description

本発明は、バランス訓練装置に関し、特に、倒立二輪車を用いたバランス訓練装置に関する。

倒立二輪車は、倒立二輪車に搭乗した訓練者（搭乗者）の操作に応じて、倒立状態を維持しつつ移動するものであり、訓練者のバランス機能を訓練するためのバランス訓練装置に利用されている。

また、倒立二輪車を用いたバランス訓練装置の中には、訓練者の訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新するものがある。このような技術としては、例えば、特許文献１に開示された、訓練者の訓練改善度に基づいて倒立制御の制御ゲインを制御する技術が挙げられる。

特開２０１１−２０３５４９号公報

しかし、訓練者の訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新するような構成を追加した場合、訓練者に付き添う補助者が訓練をサポートすると、訓練結果は見かけ上良くなりがちである。このような訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度が上がるように更新された場合、その更新された訓練プログラムは、訓練者にとって適切なものとは言えなくなってしまう。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであって、訓練プログラムが訓練者にとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができるバランス訓練装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るバランス訓練装置は、
倒立二輪車を用いたバランス訓練装置であって、
バランス訓練の訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する制御手段と、
バランス訓練時に発生する補助者のサポートの有無を検出する検出手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記検出手段によって補助者のサポートがあったことが検出された場合は、サポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、又は、訓練結果を利用せずに、前記訓練プログラムの難易度を更新する。

これによれば、補助者のサポートがあった期間の訓練結果が訓練プログラムに反映されることがなくなる。したがって、訓練プログラムが訓練者にとって適切でない難易度に更新される可能性が低減される。

上述した本発明の態様によれば、訓練プログラムが訓練者にとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができるバランス訓練装置を提供することができる。

実施の形態に係るバランス訓練装置の構成例を示す図である。 実施の形態に係る制御装置のブロック構成例を示す図である。 実施の形態に係るバランス訓練装置の動作例１を示すフローチャートである。 実施の形態に係るバランス訓練装置の動作例２を示すフローチャートである。 実施の形態に係るバランス訓練装置の動作例３を示すフローチャートである。 実施の形態に係るバランス訓練装置の動作例４を示すフローチャートである。 実施の形態に係るバランス訓練装置の動作例５を示すフローチャートである。 実施の形態に係るバランス訓練装置の動作例６を示すフローチャートである。 実施の形態に係るバランス訓練装置の動作例７を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について説明する。以下の記載及び図面では、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。また、以下の記載及び図面では、当業者にとって自明な事項等についても、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。

（１）実施の形態の構成
図１に、本実施の形態に係るバランス訓練装置１の構成例を示す。図１に示されるように、バランス訓練装置１は、倒立二輪車２と、制御装置３と、固定部材４と、滑車５と、吊り具６と、装着具７と、フレーム８と、を備える。

倒立二輪車２は、倒立二輪車２に搭乗した訓練者（搭乗者）Ｓの操作に応じて、倒立状態を維持しつつ移動するものであり、操作ハンドル２１及び左右の一対の車輪２２を備える。訓練者Ｓは、操作ハンドル２１を把持しつつ姿勢を変化させることによって操作ハンドル２１を操作する。例えば、訓練者Ｓが姿勢を前後方向に傾けることによって操作ハンドル２１を前後方向に傾けると、倒立二輪車２は、倒立状態を維持するように、前進移動又は後退移動を行う。また、訓練者Ｓが姿勢を左右方向に傾けることによって操作ハンドル２１を左右方向に傾けると、倒立二輪車２は、倒立状態を維持するように、左右への旋回移動を行う。訓練者Ｓは、倒立二輪車２に搭乗した状態で、表示部３１に表示されるゲーム画面に従い、操作ハンドル２１を把持しつつ姿勢を変化させて操作ハンドル２１を操作することによって、バランス機能を訓練する。

装着具７は、訓練者Ｓの上半身に装着される。倒立二輪車２の上方にあるフレーム８の上枠部分には滑車５及び固定部材４が設けられており、装着具７は、吊り具６によって、滑車５を介して固定部材４に接続される。このような構成により、訓練者Ｓは、上方に引っ張り上げられる形で支持される。これにより、訓練者Ｓの転倒が防止される。訓練者Ｓが搭乗した状態の倒立二輪車２の近傍には、補助者（介助者）ＰＴが配置される。訓練者Ｓは、例えば、バランス機能のリハビリを受ける患者である（患者の症状は特定しない）。補助者ＰＴは、例えば、訓練者Ｓのリハビリをサポートする健常者であり、理学療法士（Physical Therapist）であることが望ましい。

制御装置３は、訓練者Ｓのバランス訓練を制御する装置である。図２に、本実施の形態に係る制御装置３のブロック構成例を示す。図２に示されるように、制御装置３は、図１に示される表示部３１を備える他、制御手段としての制御部３２及び検出手段としての検出部３３を備える。

制御部３２は、無線通信を介して、倒立二輪車２と通信可能であると共に、訓練者Ｓ又は補助者ＰＴが操作するリモートコントローラー（図示せず、以下、「リモコン」と呼ぶ）と通信可能となっている。制御部３２は、訓練者Ｓ又は補助者ＰＴが操作するリモコンから、バランス訓練を実行するよう指示されると、バランス訓練の実行を開始する。具体的には、制御部３２は、訓練プログラムに基づくバランス訓練用の動作を実行するように倒立二輪車２を制御すると共に、そのバランス訓練用のゲーム画面を表示するように表示部３１を制御する。

また、制御部３２は、バランス訓練の実行中は、倒立二輪車２から、倒立二輪車２の動作状況を取得し、その動作状況に基づいて、そのバランス訓練の訓練結果を評価し、そのバランス訓練の訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する。次のバランス訓練では、制御部３２は、難易度が更新された訓練プログラムに基づくバランス訓練を実行するように倒立二輪車２及び表示部３１を制御する。

ところで、訓練者Ｓがバランスを崩した場合等に、補助者ＰＴが倒立二輪車２を操作する等して、訓練者Ｓのバランス訓練をサポートすることがある。この場合、実際の訓練結果は悪いため、訓練プログラムの難易度は下げる必要がある。しかし、この場合、見かけ上の訓練結果は良いことから、その訓練結果に基づいて訓練プログラムの難易度が上がるように更新されてしまうと、その更新された訓練プログラムは、訓練者にとって適切なものとは言えなくなってしまう。その結果、次のバランス訓練では、訓練者Ｓにとって過剰な訓練内容になるため、訓練効果の減少やモチベーションの低下が生じるおそれがある。

そこで本実施の形態においては、検出部３３は、バランス訓練時に発生する補助者ＰＴのサポートの有無を検出し、制御部３２は、補助者ＰＴのサポートの有無を考慮して、訓練プログラムの難易度の更新を行う。

本実施の形態においては、補助者ＰＴのサポートの有無を検出は、以下のようにして行うものとする。
制御部３２は、倒立二輪車２の動作状況として、倒立二輪車２が実際に移動した運動量を少なくとも取得する。また、制御部３２は、倒立二輪車２の操作ハンドル２１の操作方向や操作量等の操作状況を取得する。そして、検出部３３は、操作ハンドル２１の操作によって倒立二輪車２の車輪２２に発生させた駆動トルク値から算出される運動量（入力量）と、倒立二輪車２が実際に移動した運動量（出力量）と、の差分を介助量として算出し、算出した介助量が閾値を超えていれば、補助者ＰＴのサポートがあったと検出する。

制御部３２は、検出部３３によって補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果を考慮せず、補助者ＰＴのサポートがない期間のみで評価された訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する。

又は、制御部３２は、検出部３３によって補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度を更新する。例えば、補助者ＰＴのサポートは、訓練者Ｓがバランスを崩した場合等に発生するものであり、その場合は、訓練者Ｓにとって過剰な訓練内容であったと考えられる。そのため、訓練プログラムの難易度は、下がるように更新することが適切と考えられる。そこで、以下では、制御部３２は、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合であって、訓練結果を利用しない場合は、訓練プログラムの難易度が下がるように更新するものとする。

（２）実施の形態の動作
以下、本実施の形態に係るバランス訓練装置１の動作について説明する。
（２−１）動作例１
図３に、本実施の形態に係るバランス訓練装置１の動作例１を示す。図３は、バランス訓練を開始した以降の処理を示している（以降の図４〜図９も同じ）。バランス訓練を開始する場合、制御部３２は、訓練プログラムに基づくバランス訓練用の動作を実行するように倒立二輪車２を制御すると共に、そのバランス訓練用のゲーム画面を表示するように表示部３１を制御する。訓練者Ｓは、倒立二輪車２に搭乗した状態で、表示部３１に表示されるゲーム画面に従い、操作ハンドル２１を把持しつつ姿勢を変化させて操作ハンドル２１を操作することによって、バランス機能を訓練する。

図３に示されるように、制御部３２は、バランス訓練の実行中、倒立二輪車２の操作ハンドル２１の操作量等の操作状況、及び、倒立二輪車２の実際に移動した運動量等の動作状況を取得する（ステップＳ１）。続いて、検出部３３は、操作ハンドル２１の操作によって倒立二輪車２の車輪２２に発生させた駆動トルク値から算出される運動量（入力量）と、倒立二輪車２が実際に移動した運動量（出力量）と、の差分を介助量として算出し（ステップＳ２）、算出した介助量を閾値と比較する（ステップＳ３）。ここでは、閾値は、予め設定された値であるとする。

ステップＳ３において、介助量が閾値以下である場合（ステップＳ３のＮｏ）、検出部３３は、補助者ＰＴのサポートがないと検出する。そして、制御部３２は、バランス訓練を開始してから、予め設定された訓練時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。制御部３２は、ステップＳ４において、訓練時間が経過していた場合は（ステップＳ４のＹｅｓ）、バランス訓練を終了し（ステップＳ５）、訓練時間が経過していない場合は（ステップＳ４のＮｏ）、ステップＳ１の処理に戻る。

一方、ステップＳ３において、介助量が閾値を超えている場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、検出部３３は、補助者ＰＴのサポートがあったと検出する。そして、制御部３２は、バランス訓練を終了する（ステップＳ５）。

その後、制御部３２は、訓練プログラムの難易度を更新する（ステップＳ６）。このとき、補助者ＰＴのサポートがあったと検出されなかった場合は、制御部３２は、バランス訓練の訓練結果を評価し、そのバランス訓練の訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する。一方、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、制御部３２は、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度が下がるように更新する。

このように、動作例１によれば、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度が下がるように更新する。そのため、訓練プログラムが訓練者Ｓにとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができる。これにより、訓練者Ｓは、適切な難易度で次のバランス訓練を受けることができるため、訓練効果の減少やモチベーションの低下が生じる可能性を低減することができる。

（２−２）動作例２
動作例１では、補助者ＰＴの介助量が閾値を超えた場合、補助者ＰＴのサポートがあったと検出して、バランス訓練を終了していた。

しかし、訓練者Ｓの状態によっては、介助が発生しているとしても、バランス訓練を終了しなくて良い場合もある。例えば、補助者ＰＴが装着具７を直す等の軽微な介助をしている場合は、補助者ＰＴのサポートがあったとは検出せずに、バランス訓練を続行しても良いと考えられる。

そこで動作例２では、訓練者Ｓの状態に応じて、補助者ＰＴのサポートの有無を検出するための閾値を変更する構成としている。図４に、本実施の形態に係るバランス訓練装置１の動作例２を示す。動作例２は、動作例１に、ステップＳ７，Ｓ８を追加したものに相当する。

図４に示されるように、動作例２では、動作例１と同様のステップＳ１，Ｓ２と並行して、以下のようなステップＳ７，Ｓ８が行われる。

すなわち、検出部３３は、バランス訓練の実行中、訓練者Ｓの状態を検出する（ステップＳ７）。ここでは、検出部３３は、訓練者Ｓに対する補助者ＰＴの介助が軽微であるか否かを検出する。
補助者ＰＴの介助が軽微であるか否かの検出は、例えば、以下のようにすれば良い。
Ａ）訓練者Ｓの装着具７に接触センサを設け、装着具７に接触している時間が予め設定された時間以上連続している場合は、補助者ＰＴの介助が軽微ではないと判断する。
Ｂ）訓練者Ｓの装着具７に設ける接触センサを、接触時の面圧を検出する接触センサとし、装着具７に接触している面圧が予め設定された面圧以上である場合は、補助者ＰＴの介助が軽微ではないと判断する。
Ｃ）訓練者Ｓ及び補助者ＰＴを撮影するカメラを設け、カメラで撮影した撮影画像を用いて、補助者ＰＴの介助が軽微であるか否かを判断する。
Ｄ）カメラで撮影した撮影画像と、装着具７に設けた接触センサで検出した検出結果と、を統合して、補助者ＰＴの介助が軽微であるか否かを判断する。

続いて、検出部３３は、訓練者Ｓの状態の検出結果を基に、閾値を算出する（ステップＳ８）。ここでは、検出部３３は、訓練者Ｓに対する補助者ＰＴの介助が軽微である場合は、閾値を高くする。
その後、ステップＳ３の処理に進む。以降の動作は、ステップＳ３において、介助量を、ステップＳ８で算出した閾値と比較すること以外は、動作例１と同様である。

このように、動作例２によれば、訓練者Ｓに対する補助者ＰＴの介助が軽微である場合、補助者ＰＴのサポートの有無を検出するための閾値を高くして、バランス訓練を続行させることができる。これにより、バランス訓練の終了が過剰に頻発する可能性を低減することができる。

また、動作例２によれば、動作例１と同様に、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度が下がるように更新する。そのため、動作例１と同様に、訓練プログラムが訓練者Ｓにとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができる。

（２−３）動作例３
動作例１では、補助者ＰＴの介助量が閾値を超えた場合、補助者ＰＴのサポートがあったと検出して、バランス訓練を終了していた。

しかし、訓練者Ｓの状態及びゲームの状態によっては、介助が発生しているとしても、バランス訓練を終了しなくて良い場合もある。例えば、補助者ＰＴが前後動作の介助をしているが、ゲーム上で指示されている動作が左右動作である場合は、補助者ＰＴのサポートがあったとは検出せずに、バランス訓練を続行しても良いと考えられる。

そこで動作例３では、訓練者Ｓの状態及びゲームの状態に応じて、補助者ＰＴのサポートの有無を検出するための閾値を変更する構成としている。図５に、本実施の形態に係るバランス訓練装置１の動作例３を示す。動作例３は、動作例１に、ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１を追加したものに相当する。

図５に示されるように、動作例３では、動作例１と同様のステップＳ１，Ｓ２と並行して、以下のようなステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１が行われる。

すなわち、検出部３３は、バランス訓練の実行中、訓練者Ｓの状態を検出する（ステップＳ９）。ここでは、検出部３３は、訓練者Ｓに対する補助者ＰＴの介助の方向を検出する。
補助者ＰＴの介助の方向の検出は、例えば、以下のようにすれば良い。
Ａ）訓練者Ｓが、倒立二輪車２を前進（又は後退）移動させようとして操作ハンドル２１を前（又は後）に傾けているのにもかかわらず、倒立二輪車２の車輪２２の回転数が上がらない場合、前（又は後）から外力によって押されていると考えられる。そのため、その場合は、介助の方向が前後方向と判断する。なお、この構成の場合、制御部３２は、倒立二輪車２の動作状況として、倒立二輪車２の車輪２２の実際の回転数も取得する。
Ｂ）訓練者Ｓが、倒立二輪車２を旋回移動させようとして操作ハンドル２１を左（又は右）に傾けているのにもかかわらず、倒立二輪車２の左右の車輪２２の回転角度に差が生じない場合、旋回を抑止する形で外力が加えられている可能性がある。そのため、その場合は、介助の方向が左右方向と判断する。なお、この構成の場合、制御部３２は、倒立二輪車２の動作状況として、倒立二輪車２の車輪２２の実際の回転角度も取得する。
Ｃ）訓練者Ｓの装着具７に接触センサを設け、訓練者Ｓの前部（例えば、胸部や腹部）又は後部（例えば、背中や腰）にて接触を検出した場合は、介助の方向が前後方向と判断し、訓練者Ｓの側部（例えば、両脇）にて接触を検出した場合は、介助の方向が左右方向と判断する。

また、検出部３３は、バランス訓練の実行中、ゲームの状態を検出する（ステップＳ１０）。ここでは、検出部３３は、ゲーム上で指示されている動作の方向を検出する。

続いて、検出部３３は、訓練者Ｓの状態の検出結果及びゲームの状態の検出結果を基に、閾値を算出する（ステップＳ１１）。ここでは、検出部３３は、補助者ＰＴの介助の方向と、ゲーム上で指示されている動作の方向と、が不一致である場合は、閾値を高くする。

その後、ステップＳ３の処理に進む。以降の動作は、ステップＳ３において、介助量を、ステップＳ１１で算出した閾値と比較すること以外は、動作例１と同様である。

このように、動作例３によれば、訓練者Ｓに対する補助者ＰＴの介助の方向と、ゲーム上で指示されている動作の方向と、が不一致である場合、補助者ＰＴのサポートの有無を検出するための閾値を高くして、バランス訓練を続行させることができる。これにより、バランス訓練の終了が過剰に頻発する可能性を低減することができる。
また、動作例２によれば、動作例１と同様に、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度が下がるように更新する。そのため、動作例１と同様に、訓練プログラムが訓練者Ｓにとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができる。

（２−４）動作例４
動作例１では、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、バランス訓練を終了し、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度が下がるように更新していた。そのため、補助者ＰＴのサポートがある前に行われていた訓練結果が無駄になっていた。

そこで動作例４では、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、補助者ＰＴのサポートがあった期間の時間分だけ訓練時間を延長し、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する構成としている。図６に、本実施の形態に係るバランス訓練装置１の動作例４を示す。動作例４は、動作例１に、ステップＳ１２を追加したものに相当する。

図６に示されるように、動作例４では、まず、動作例１と同様のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３が行われる。ステップＳ３において、介助量が閾値を超えている場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、検出部３３は、補助者ＰＴのサポートがあったと検出する。そして、制御部３２は、予め設定された訓練時間を、補助者ＰＴのサポートがあった期間の時間分だけ延長する（ステップＳ１２）。

その後、ステップＳ４の処理に進む。以降の動作は、以下の点で、動作例１とは異なる。
ステップＳ４においては、補助者ＰＴのサポートがあったと検出されなかった場合は、制御部３２は、バランス訓練を開始してから、予め設定された訓練時間が経過したか否かを判定する。一方、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、制御部３２は、バランス訓練を開始してから、ステップＳ１２で延長した訓練時間が経過したか否かを判定する。

また、ステップＳ６においては、補助者ＰＴのサポートがあったと検出されなかった場合は、制御部３２は、バランス訓練の訓練結果を評価し、そのバランス訓練の訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する。一方、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、制御部３２は、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する。

このように、動作例４によれば、補助者ＰＴのサポートがあったことが検出された場合、補助者ＰＴのサポートがあった期間の時間分だけ訓練時間を延長し、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する。これにより、補助者ＰＴのサポートがあった期間の時間分だけバランス訓練をやり直せば良く、補助者ＰＴのサポートがある前に行われていた訓練結果が無駄になることはない。

また、動作例４によれば、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する。そのため、動作例１と同様に、訓練プログラムが訓練者Ｓにとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができる。
（２−５）動作例５
動作例１では、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、バランス訓練を終了していた。
これに対して動作例５では、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、その旨の画面を表示部３１に表示して訓練者Ｓ及び補助者ＰＴに知らせる構成としている。図７に、本実施の形態に係るバランス訓練装置１の動作例５を示す。動作例５は、動作例１に、ステップＳ１３を追加したものに相当する。

図７に示されるように、動作例５では、まず、動作例１と同様のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３が行われる。

ステップＳ３において、介助量が閾値を超えている場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、検出部３３は、補助者ＰＴのサポートがあったと検出する。そして、制御部３２は、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された旨の画面（例えば、「補助者のサポートを検出しました」というメッセージを含む画面）を表示部３１に表示する（ステップＳ１３）。なお、上記の画面は、表示部３１に表示する代わりに、訓練者Ｓ及び補助者ＰＴから見える位置にある別の表示装置に表示しても良い。

その後、ステップＳ４の処理に進む。以降のステップＳ４〜Ｓ６の動作は、動作例１と同様にしても良いし、補助者ＰＴのサポートがあった期間の時間分だけ訓練時間を延長した上で動作例４と同様にしても良い。

このように、動作例５によれば、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、その旨の画面を表示部３１に表示して訓練者Ｓ及び補助者ＰＴに知らせる。これにより、補助者ＰＴに対しては、過度な介助をしないように促し、訓練者Ｓに対しては、介助されないような動作に努めることを促すことができる。

また、動作例５によれば、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、動作例１と同様に、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度が下がるように更新するか、又は、動作例４と同様に、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する。そのため、動作例１と同様に、訓練プログラムが訓練者Ｓにとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができる。

（２−６）動作例６
動作例１では、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、バランス訓練を終了していた。
これに対して動作例６では、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、その旨を音声で出力して訓練者Ｓ及び補助者ＰＴに知らせる構成としている。図８に、本実施の形態に係るバランス訓練装置１の動作例６を示す。動作例６は、動作例１に、ステップＳ１４を追加したものに相当する。

図８に示されるように、動作例６では、まず、動作例１と同様のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３が行われる。ステップＳ３において、介助量が閾値を超えている場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、検出部３３は、補助者ＰＴのサポートがあったと検出する。そして、制御部３２は、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された旨（例えば、「補助者のサポートを検出しました」というメッセージ）を音声で出力する（ステップＳ１４）。なお、音声は、表示部３１にスピーカ等の音声出力装置を設けて、その音声出力装置から出力しても良いし、訓練者Ｓ及び補助者ＰＴに音声が届く位置にある別の音声出力装置から出力しても良い。また、音声の代わりに、ブザー等の警告音を出力しても良い。

その後、ステップＳ４の処理に進む。以降のステップＳ４〜Ｓ６の動作は、動作例１と同様にしても良いし、補助者ＰＴのサポートがあった期間の時間分だけ訓練時間を延長した上で動作例４と同様にしても良い。

このように、動作例６によれば、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、その旨を音声で出力して訓練者Ｓ及び補助者ＰＴに知らせる。これにより、補助者ＰＴに対しては、過度な介助をしないように促し、訓練者Ｓに対しては、介助されないような動作に努めることを促すことができる。

また、動作例６によれば、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、動作例１と同様に、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度が下がるように更新するか、又は、動作例４と同様に、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する。そのため、動作例１と同様に、訓練プログラムが訓練者Ｓにとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができる。

（２−７）動作例７
動作例１では、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、バランス訓練を終了していた。
これに対して動作例７では、バランス訓練を終了する前に、倒立二輪車２の倒立ゲインを上げるように変更し、その後にバランス訓練を終了する構成としている。倒立ゲインとは、倒立二輪車２の傾きに対する倒立二輪車２の加速度を決定する係数のことであり、倒立二輪車２の移動しやすさを決める係数となる。倒立ゲインを上げることにより、倒立二輪車２が移動しにくくなる。図９に、本実施の形態に係るバランス訓練装置１の動作例７を示す。動作例７は、動作例１に、ステップＳ１５を追加したものに相当する。

図９に示されるように、動作例７では、まず、動作例１と同様のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３が行われる。ステップＳ３において、介助量が閾値を超えている場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、検出部３３は、補助者ＰＴのサポートがあったと検出する。そして、制御部３２は、倒立二輪車２の倒立ゲインを上げるように変更する（ステップＳ１５）。これにより、倒立二輪車２が移動しにくくなる。そのため、倒立二輪車２の位置が予め設定された区域を外れてしまう等、補助者ＰＴが訓練者Ｓを介助しなければならない程の異常動作が倒立二輪車２に発生している場合、その異常動作を倒立二輪車２側で抑制するような挙動ができるようになる。なお、ここでは、倒立二輪車２の倒立ゲインを変更しているが、これには限定されない。倒立二輪車２の別の制御パラメータを変更して、倒立二輪車２が移動しにくくなるようにしても良い。

その後、ステップＳ５の処理に進む。ステップＳ４〜Ｓ６の動作は、動作例１と同様である。

このように、動作例７によれば、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、倒立二輪車２の倒立ゲインを上げるように変更する。これにより、補助者ＰＴが訓練者Ｓを介助しなければならない程の異常動作が倒立二輪車２に発生している場合、その異常動作を倒立二輪車２側で抑制するような挙動ができるようになる。また、その結果、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果を良いと認識してしまう誤認識が発生する頻度を低減することができる。

また、動作例７によれば、動作例１と同様に、補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合は、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度が下がるように更新する。そのため、動作例１と同様に、訓練プログラムが訓練者Ｓにとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができる。

（３）実施の形態の効果
上述したように、本実施の形態によれば、制御部３２は、検出部３３によって補助者ＰＴのサポートがあったと検出された場合、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新するか、又は、訓練結果を利用せずに、訓練プログラムの難易度を更新する。

これにより、補助者ＰＴのサポートがあった期間の訓練結果が訓練プログラムに反映されることがなくなるため、訓練プログラムが訓練者Ｓにとって適切でない難易度に更新される可能性を低減することができる。

（４）実施の形態の変形例
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、上記実施の形態では、操作ハンドル２１の操作によって倒立二輪車２の車輪２２に発生させた駆動トルク値から算出される運動量（入力量）と、倒立二輪車２が実際に移動した運動量（出力量）と、の差分（介助量）が閾値を超えている時（又は期間）に、補助者ＰＴのサポートがあったと検出したが、補助者ＰＴのサポートの有無の検出方法はこれに限定されない。

一例として、倒立二輪車２に接触センサを設け、その接触センサにて接触を検出している時（又は期間）に、補助者ＰＴのサポートがあったと検出しても良い。この構成の場合、訓練者Ｓの接触を誤検出しないように、訓練者Ｓがバランス訓練の実行中に把持するグリップ部分を避けて、接触センサを設けるのが良い。
又は、訓練者Ｓの装着具７に接触センサを設け、その接触センサにて接触を検出している時（又は期間）に、補助者ＰＴのサポートがあったと検出しても良い。

また、上記実施の形態では、動作例１〜７を別々の動作として説明したが、これらは適宜組み合わせても良い。例えば、動作例３〜７を、動作例２又は動作例３と組み合わせて、動作例３〜７で用いる閾値を、動作例２又は動作例３で算出した閾値としても良い。

１ バランス訓練装置
２ 倒立二輪車
２１ 操作ハンドル
２２ 車輪
３ 制御装置
３１ 表示部
３２ 制御部
３３ 検出部
４ 固定部材
５ 滑車
６ 吊り具
７ 装着具
８ フレーム
Ｓ 訓練者
ＰＴ 補助者

Claims (1)

1. 倒立二輪車を用いたバランス訓練装置であって、
   バランス訓練の訓練結果に基づいて、訓練プログラムの難易度を更新する制御手段と、
   バランス訓練時に発生する補助者のサポートの有無を検出する検出手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記検出手段によって補助者のサポートがあったことが検出された場合は、サポートがあった期間の訓練結果を考慮せずに評価された訓練結果に基づいて、又は、訓練結果を利用せずに、前記訓練プログラムの難易度を更新する、バランス訓練装置。

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