JP2018130384A

JP2018130384A - バランス訓練装置

Info

Publication number: JP2018130384A
Application number: JP2017027003A
Authority: JP
Inventors: 高橋　正浩; Masahiro Takahashi; 正浩高橋; 優佐々木; Masaru Sasaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2018-08-23

Abstract

【課題】訓練者自身で移動装置を課題ゲームの開始位置まで容易に移動させられるバランス訓練装置を提供する。【解決手段】訓練者が搭乗して移動操作を行う倒立振子型の移動装置と連動するバランス訓練装置であって、移動装置の位置を検出する検出部と、訓練者に初期位置から目標位置への往復移動を所定時間以内に行わせる課題を設定して実行させる制御部と、を備え、制御部は、課題を実行するに先立ち、検出部により移動装置が課題開始位置として予め定められた範囲に留まったことを検出したら、課題開始位置に移動装置が位置することを告知するバランス訓練装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、バランス訓練装置に関する。

倒立振子型の移動装置を、訓練者である搭乗者がバランスを取りながら走行させることにより、歩行に必要な重心移動を訓練者に習得させるバランス訓練装置が知られている。訓練は、移動装置の移動を表示装置に表示されたキャラクタの移動に連動させ、表示装置を介して与えられるゲーム形式の課題を達成することにより行われることがある。訓練者は、このような課題を連続的に試行することにより、一定のトレーニング効果を得る。

特開２０１６−７３３８６号公報

ゲーム形式の課題を開始するにあたり、訓練者は、訓練装置を開始位置に移動させて留める必要がある。しかし、訓練者は、そもそもバランス訓練を必要とする者であり、移動装置を適切に操って短時間で開始位置まで移動させることが困難である場合がある。一方で、移動装置が予め定められた開始位置に到達していない状態から課題ゲームを開始してしまうと、予定外に安全装置が働いたり、周囲の障害物に衝突したりする虞がある。また、課題ゲームを試行するごとに補助者の補助が必要となってしまうと、課題ゲームの実施率低下を招いたり、人件費の高騰を招いたりしてしまう。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、訓練者自身で移動装置を課題ゲームの開始位置まで移動させられるバランス訓練装置を提供するものである。

本発明の一態様におけるバランス訓練装置は、訓練者が搭乗して移動操作を行う倒立振子型の移動装置と連動するバランス訓練装置であって、移動装置の位置を検出する検出部と、訓練者に初期位置から目標位置への往復移動を所定時間以内に行わせる課題を設定して実行させる制御部と、
を備え、制御部は、課題を実行するに先立ち、検出部により移動装置が課題開始位置として予め定められた範囲に留まったことを検出したら、課題開始位置に移動装置が位置することを告知する。

このように、移動装置に搭乗する訓練者に、予め定められた課題開始位置に到達して課題を開始できる状態であることを告知すれば、訓練者は、安心して課題を始めることができる。また、訓練者は、客観的に移動装置の現在位置を知ることができるので、気楽に単独で移動装置の操作を行うことができ、補助者の補助も徐々に不要になることが期待できる。

本発明により、訓練者自身で移動装置を課題ゲームの開始位置まで移動させられるバランス訓練装置を提供することができる。

本実施形態にかかるバランス訓練装置の概略斜視図である。移動装置の概略斜視図である。バランス訓練装置のシステム構成を示す図である。課題試行中の表示映像の例を示す図である。課題試行中の表示映像の推移を示す図である。課題試行中に移動装置が移動する様子を示す図である。課題リストを説明する図である。開始位置まで移動装置が移動する様子を示す図である。開始位置まで移動装置が移動する間に表示される表示映像の例を示す図である。一回の課題ゲームの開始から終了までの処理を示すフロー図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態にかかるバランス訓練装置の一例としての訓練装置１００の概略斜視図である。訓練装置１００は、片麻痺などの障害を持つ障害者が歩行に必要な重心移動を習得するためや、足関節に障害を抱える患者が足関節機能を回復させるための装置である。訓練装置１００は、連動して作動する移動装置１２０を含む。例えば、足関節機能を回復させたい訓練者９００がバランスを取りつつ移動装置１２０に搭乗を続けようとすると、移動装置１２０は、訓練者９００の足関節にリハビリ効果を期待できる程度の負荷を与えることができる。

訓練装置１００は、主に、全体の骨格を成すフレーム１３０に取り付けられた制御盤１３３、ハーネス引張部１１２と、訓練者９００が搭乗する移動装置１２０を備える。

訓練者９００やオペレータは、移動装置１２０をフレーム１３０に囲まれた走行面に移動させてから、訓練を実施する。走行面には、移動装置１２０の正常な移動範囲として移動制限範囲１９０が設定されている。また、その中央付近に、移動装置１２０の基準位置となる初期位置Ｖ_ｓが設定されている。初期位置Ｖ_ｓは、後述の課題ゲームを開始する場合の開始位置でもある。初期位置Ｖ_ｓは、訓練者９００等が認識できるように、床面等にマーキングが施されている。また、移動制限範囲１９０も、訓練者９００等が視認識できるように、床面等にマーキングが施されていることが好ましい。

フレーム１３０は、モータやセンサの制御を行う全体制御部２１０を収容する制御盤１３３や、訓練の進捗状況等を表示する例えば液晶パネルである表示部１３８などを支持している。また、フレーム１３０は、訓練者９００の頭上部付近でハーネス引張部１１２を支持している。

訓練装置１００は、装具１１０、ハーネスワイヤ１１１、ハーネス引張部１１２を主な構成要素とする、安全装置としてのハーネス装置を備える。ハーネス装置は、訓練者９００がバランスを崩しそうな場合に、訓練者９００の上体を支えて訓練者９００の安全を図る。装具１１０は、訓練者９００の腰部に巻き付けられるベルトであり、例えば面ファスナによって腰部に固定される。ハーネスワイヤ１１１は、一端が装具１１０に連結されており、他端がハーネス引張部１１２の巻取機構に連結されている。ハーネス引張部１１２の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、ハーネスワイヤ１１１を巻き取ったり繰り出したりする。

移動装置１２０は、倒立振子の姿勢制御モデルに基づいて姿勢を保ちつつ移動する同軸二輪車であり、訓練装置１００と連動して作動する倒立移動訓練装置である。移動装置１２０の位置は、フレーム１３０に設置された位置センサ１１３によって検出される。位置センサ１１３は、例えば、レーザレンジファインダや超音波センサである。なお、本実施形態において位置センサ１１３は、移動制限範囲１９０内に示す矢印方向における一次元上の移動装置１２０の位置を検出するが、位置センサ１１３は、二次元上の位置や回転量も検出できるものであっても良い。

図２は、移動装置１２０の概略斜視図である。移動装置１２０は、全体の骨格を成す基台１２６に、左右に跨がる搭乗台１２１、左駆動輪１２３、右駆動輪１２４、ハンドルユニット１２５が備え付けられて構成されている。

ハンドルユニット１２５は、訓練者９００が把持してバランスを保つための支えとしての機能を担うと共に、前進および旋回を指示するための指示受付部としての機能を担う。具体的には、移動装置１２０は、訓練者９００がハンドルユニット１２５を前方に傾斜させると前進し、後方に傾斜させると後進する。同様に、進行方向に対して左側に傾斜させると左方向へ旋回し、右側に傾斜させると右方向へ旋回する。なお、後述する課題においては、訓練者９００は移動装置１２０を前進させたり後進させたりするが旋回はさせないので、移動装置１２０は、旋回機能を省いたものであっても良い。

左駆動輪１２３は、左右の搭乗台１２１の中心に対して左側に偏位して取り付けられており、不図示のモータによって回転駆動される。右駆動輪１２４は、左右の搭乗台１２１の中心に対して右側に偏位して取り付けられており、不図示のモータによって回転駆動される。左駆動輪１２３と右駆動輪１２４は、同軸芯線上に平行に配置されている。したがって、左駆動輪１２３と右駆動輪１２４が、同じ方向に同じ速度で回転すれば直進するし、異なる速度で回転すれば左右に旋回する。後述する移動体制御部は、訓練者９００が搭乗した移動装置１２０の全体の姿勢を検知して、訓練者９００が搭乗した状態を安定的に維持できるように左駆動輪１２３と右駆動輪１２４の回転を制御する。

荷重センサ１２２は、左右の搭乗台１２１のそれぞれに埋め込まれた荷重センサであり、訓練者９００の各脚からの荷重を検知する。バッテリ１２９は、移動装置１２０を動作させるために必要な電力を供給する。バッテリ１２９は、例えばリチウムイオン電池であり、充電により繰り返し利用できる。

ハンドルユニット１２５のうち、搭乗する訓練者９００から視認しやすい位置に、アナウンスライト１２８が設けられている。アナウンスライト１２８は、例えばＬＥＤであり、点灯や点滅、発光色の変化等により、移動装置１２０の状態を訓練者９００に告知する機能を担う。なお、移動装置の状態を訓練者９００に告知する機能は、アナウンスライト１２８に限らず、音により告知するスピーカ、振動によって告知するバイブレータ、これらを組み合わせた装置などによって実現しても良い。

次に訓練装置１００のシステム構成について説明する。図３は、訓練装置１００のシステム構成図である。全体制御部２１０は、例えばＣＰＵであり、メモリ２１４から読み込んだ制御プログラムを実行することにより、装置全体の制御を実行する。操作受付部２１１は、訓練者９００やオペレータからの入力操作を受け付けて、操作信号を全体制御部２１０へ送信する。訓練者９００やオペレータは、操作受付部２１１を構成する、装置に設けられた操作ボタンやタッチパネル、付属するリモコン等を操作して、電源のオン／オフやトレーニングの開始の指示を与えたり、設定に関する数値の入力やメニュー項目の選択を行ったりする。

表示制御部２１２は、全体制御部２１０からの表示信号に従って、後述する課題ゲームのグラフィック映像等を生成し、表示部１３８に表示する。ハーネス駆動部２１３は、ハーネス引張部１１２を構成する、ハーネスワイヤ１１１を引張するためのモータとその駆動回路を含む。全体制御部２１０は、ハーネス駆動部２１３へ駆動信号を送ることにより、ハーネスワイヤ１１１の巻き取りと、ハーネスワイヤ１１１の引張力を制御する。

位置センサ１１３は、検出した移動装置１２０の位置を全体制御部２１０へ送信する。メモリ２１４は、不揮発性の記憶媒体であり、例えばソリッドステートドライブが用いられる。メモリ２４０は、訓練装置１００を制御するための制御プログラム等を記憶している。メモリ２４０は、特に、訓練者９００が楽しくトレーニングできるようにゲーム形式で連続する課題を与えるプログラムである課題ゲーム２１５を記憶している。また、制御に用いられる様々なパラメータ値、関数、ルックアップテーブル等を管理するデータベース２１６を記憶している。

上述のように、移動装置１２０は、フレーム１３０に囲まれた走行面上を走行するが、訓練装置１００は、移動装置１２０に指令を与えたり、センサ情報を受け取ったりするために、全体制御部２１０に接続された通信接続ＩＦ２１９を備える。移動装置１２０も、通信接続ＩＦ２１９と有線または無線によって接続される通信接続ＩＦ２２９を備える。通信接続ＩＦ２２９は、移動装置１２０の移動体制御部２２０に接続されている。通信接続ＩＦ２１９、２２９は、通信規格に則った例えば無線ＬＡＮ等の通信インタフェースである。

移動体制御部２２０は、例えばＣＰＵであり、全体制御部２１０から与えられた制御プログラムを実行することにより、移動装置１２０の制御を実行する。また、移動装置１２０の状態を、通信接続ＩＦ２１９、２２９を介して全体制御部２１０へ通知する。また、全体制御部２１０からの指令を受けて、移動装置１２０の起動／停止等を実行する。

駆動輪ユニット２２１は、左駆動輪１２３、右駆動輪１２４を駆動するための駆動回路やモータを含み、移動体制御部２２０は、駆動輪ユニット２２１へ駆動信号を送ることにより、左駆動輪１２３、右駆動輪１２４の回転を制御する。

姿勢センサ２２２は、加速度センサやジャイロセンサを含み、移動体制御部２２０の要求信号に応じて検出信号を移動体制御部２２０へ送信する。移動体制御部２２０は、これらの検出信号から移動装置１２０の倒立状態を認識し、倒立状態を維持するために必要な駆動信号を生成して駆動輪ユニット２２１へ送信する。

バッテリセンサ２２３は、バッテリ１２９の残容量を検出する残容量センサや、バッテリ１２９の温度を監視する温度センサを含む。バッテリセンサ２２３は、残容量や温度を含むバッテリ１２９の各種検出結果を移動体制御部２２０へ送信する。

荷重センサ１２２は、訓練者９００が搭乗したことを検出して、検出信号を移動体制御部２２０へ送信する。移動体制御部２２０は、当該検出信号を受信したら、搭乗者が搭乗したと認識して、倒立振子の姿勢制御を開始する。

ハンドルユニット１２５は、基台１２６に軸支された軸支部分に設けられた角度センサを含む。ハンドルユニット１２５は、角度センサが検出した傾斜方向と角度を検出信号として移動体制御部２２０へ送信する。アナウンスライト１２８は、移動装置１２０の状態を訓練者９００に告知するタイミングにおいて、移動体制御部２２０からの発光信号に応じた発光を行う。

本実施形態においては、課題ゲーム２１５を実行することにより、訓練者９００にトレーニングを促す。全体制御部２１０によって処理される課題ゲーム２１５は、刻々と変化するグラフィック映像を生成して表示部１３８に映しだし、訓練者９００は、その映像に促されて移動装置１２０の移動操作を行う。

図４は、課題試行中の表示映像の例を示す図である。図は、表示部１３８に表示された映像であり、複数の課題ゲーム２１５の中からテニスをモチーフにしたものが選択され、実行されている様子を示している。

中央に表示されたテニスコートの右側には、テニスボールＢを投擲するキャラクタＭが背景画像に重畳して配され、同じく左側には、投擲されたテニスボールＢを打ち返すキャラクタＰが背景画像に重畳して配されている。キャラクタＭは、課題ゲーム２１５が与える課題に合わせて上下に移動したり投擲したりする動作を表現する。キャラクタＰは、訓練者９００を示すキャラクタであり、移動装置１２０の移動に合わせて上下に移動したり、テニスボールＢの到達に合わせてラケットを振ったりする動作を表現する。テニスボールＢは、キャラクタＭ、Ｐの動作に合わせて、テニスコート上を左右に往復する。

また、ゲームの状況を表す情報も表示される。図示する例では、課題ゲーム２１５の中から「テニス」のゲームが選択されていることを示す「トレーニングゲーム０１」、難易度を示す「レベル０３」、現時点での得点を表す「スコア０１５００」が表示されている。スコアは、課題の達成に対して賦与される数値であり、例えば、テニスボールＢを打ち返すごとに１００点が加点され、初期位置に戻れなかった場合には初期位置までの距離に応じて減点される。

画面の右上には、バッテリ１２９の残容量を示すアイコンＩが表示される。アイコンＩは、残容量に応じて変化する。具体的には、バッテリセンサ２２３が検出した検出信号を、移動体制御部２２０を経由して全体制御部２１０が受け取り、その結果に応じてアイコンＩを表示する表示信号を生成して表示制御部へ送信する。

課題ゲーム２１５は、複数の課題を連続して与え、訓練者９００に試行させる。「テニス」のゲームの場合、１つの課題は、投擲されたテニスボールＢを一回打ち返すものである。１つの課題の試行について、より具体的に説明する。図５は、課題試行中の表示映像の推移を示す図である。また、図６は、課題試行中に移動装置１２０が移動する様子を上方から観察した図である。図５（ａ）と図６（ａ）、図５（ｂ）と図６（ｂ）、図５（ｃ）と図６（ｃ）が、それぞれ対応している。

図５（ａ）は、課題開始直前の様子を示し、キャラクタＰは、上下方向の真ん中である初期位置Ｔ_ｓに位置している。キャラクタＭも、初期位置Ｔ_ｓに対してコートを挟んで反対側に位置している。図６（ａ）は、このときの訓練者９００の状況を示し、移動装置１２０は、移動制限範囲１９０の中央である初期位置Ｖ_ｓ上に留まっている。すなわち、訓練者９００が課題の開始まで待機している状況である。

なお、訓練者９００は、図５（ａ）の画面が表示されている表示部１３８を注視しているので、移動装置１２０が表示部１３８へ向かって移動する場合を前進とする。また、移動装置１２０が表示部１３８から遠ざかるときにも訓練者９００は表示部１３８を注視したままなので、移動装置１２０が表示部１３８から遠ざかる場合を後進とする。

図５（ｂ）は、課題開始直後の様子を示し、キャラクタＭは、この課題に設定された目標位置Ｂ_ｈへテニスボールＢを到達させるべく、コートの上方へ移動してテニスボールＢを投擲する。すると、テニスボールＢは、図示する軌跡に沿って移動する。テニスボールＢが移動する速さは、レベルに応じて予め定められており、レベルが高いほど速い。

訓練者９００は、テニスボールＢがＢ_ｈに到達する前に、Ｂ_ｈで打ち返すことができる打撃位置Ｔ_ｈまでキャラクタＰを移動させる。すなわち、図６（ｂ）に示すように、訓練者９００は、移動装置１２０を移動制限範囲１９０において打撃位置Ｔ_ｈに対応する目標位置Ｖ_ｈへ前進させる。

テニスボールＢがＢ_ｈに到達する前にキャラクタＰをＴ_ｈまで移動させることができれば、テニスボールＢが到達したときにラケットが振られ、テニスボールＢは打ち返される。図５（ｃ）は、キャラクタＰがテニスボールＢを打ち返した後に初期位置Ｔ_ｓまで戻る様子を示す。訓練者９００は、テニスボールＢがコートの右端に到達するまでにキャラクタＰを初期位置Ｔ_ｓへ戻すべく、図６（ｃ）に示すように、移動装置１２０を初期位置Ｖ_ｓへ向かって後進させる。

図５、図６を用いて説明した課題は、表示部１３８に表示したキャラクタＰ等の動作を連動させて、訓練者９００に移動装置１２０を初期位置Ｖ_ｓから目標位置Ｖ_ｈまで前進させ、再び初期位置Ｖ_ｓまで後進させる課題であった。１つ１つの課題は、移動装置１２０を移動させる目標位置Ｖ_ｈまでの距離と方向で定義され、課題の全体は、課題リストによって管理されている。

図７は、課題リストを説明する図である。課題リストは、メモリ２１４のデータベース２１６に予め記憶されている。図示するように、１つ１つの課題には課題番号Ｈ_１、Ｈ_２、…Ｈ_ｎが与えられている。そして、それぞれの課題に対応して、初期位置Ｖ_ｓから目標位置Ｖ_ｈまでの距離Ｄ_１、Ｄ_２、…Ｄ_ｎと、方向「＋」または「−」とが関連づけられている。方向「＋」は、目標位置Ｖ_ｈが初期位置Ｖ_ｓに対して表示部１３８側に位置することを表し、方向「−」は、目標位置Ｖ_ｈが初期位置Ｖ_ｓに対して表示部１３８側とは反対側に位置することを表す。したがって、訓練者９００は、方向「＋」の課題であれば、目標位置Ｖ_ｈへ向かって移動装置１２０を前進させ、方向「−」の課題であれば、目標位置Ｖ_ｈへ向かって移動装置１２０を後進させることになる。

課題ゲーム２１５を実行する全体制御部２１０は、実行させる課題に対応させてキャラクタＭやテニスボールＢのグラフィック映像を生成して表示部１３８に表示する。例えば、課題番号Ｈ_３においては、初期位置Ｖ_ｓから「＋」方向の距離Ｄ_３である目標位置Ｖ_ｓ３に対応する表示画面上の打撃位置Ｔ_ｈ３を計算し、Ｔ_ｈ３の位置でラケットを振った場合にヒットするテニスボールＢの目標位置Ｂ_ｈ３を確定する。そして、テニスボールＢが目標位置Ｂ_ｈ３に到達する軌跡を計算し、当該軌跡に沿ってテニスボールＢを移動させるグラフィック映像を生成して表示部１３８に表示する。

１回の課題ゲームは、課題リストからランダムに選択されたｋ個の課題から成る。個数ｋは、選択されたレベルに応じて変更される。高いレベルほど多くの課題が選択される。また、選択されたレベルによっては、大きな距離が関連づけられた課題は選ばれないなど、課題リストからの課題選択に制限を設けても良い。

次に、課題ゲームの開始時における移動装置１２０の準備動作について説明する。図８は、開始位置である初期位置Ｖ_ｓまで移動装置１２０が移動する様子を示す図である。また、図９は、開始位置である初期位置Ｖ_ｓまで移動装置１２０が移動している間に、表示部１３８に表示される表示映像の例を示す図である。図８は、移動装置１２０を上方から観察した図である。図８（ａ）と図９（ａ）、図８（ｂ）と図９（ｂ）が、それぞれ対応している。

図８（ａ）は、訓練者９００が移動装置１２０に搭乗し、開始位置であるＶ_ｓへ向かっている様子を示す。上述のように、本実施形態における課題では、訓練者９００は、移動装置１２０を前後に移動させる。そこで、課題ゲームを開始できる範囲として、初期位置Ｖ_ｓに対して前後に幅を有するゲーム開始範囲１９１が予め設定されている。この前後の幅は、例えば、移動装置１２０の前後の幅の１／３以下に設定される。

訓練者９００は、このゲーム開始範囲１９１内に移動装置１２０の中心が位置するように、移動装置１２０を操作する。全体制御部２１０は、位置センサ１１３の出力を監視して、移動装置１２０の中心がゲーム開始範囲１９１内に到達したか否かを判断する。まだ到達していなければ、全体制御部２１０は、図９（ａ）に示すように、表示部１３８に、「開始位置まで移動して下さい」などのメッセージを表示する。また、開始位置Ｖ_ｓに対してどのように移動装置１２０を移動させるべきかを、アニメーションで示す。このようなメッセージとアニメーションを表示することにより、全体制御部２１０は、訓練者９００に適切な移動操作を促す。

図８（ｂ）は、移動装置１２０の中心がゲーム開始範囲１９１内に到達した様子を示す。ただし、移動装置１２０は、勢い余ってゲーム開始範囲１９１を通過してしまうこともあり得る。そこで、全体制御部２１０は、位置センサ１１３の出力を監視して、予め定められた時間（例えば３秒）の間、移動装置１２０の中心がゲーム開始範囲１９１内に留まったか否かを判断する。そして、留まったと判断した場合に、移動装置１２０が課題ゲームを開始できる開始位置に到達したと判断する。

このとき、全体制御部２１０は、移動体制御部２２０を介して、アナウンスライト１２８を点灯させる。訓練者９００は、アナウンスライト１２８の点灯を確認することにより、課題ゲームが開始できる状態になったことを認識できる。また、図９（ｂ）に示すように、全体制御部２１０は、表示部１３８に、例えば「開始位置に到達しました／まもなくゲームスタートです」といったメッセージを表示する。

このように、移動装置１２０に搭乗する訓練者９００に、予め定められた課題開始位置（すなわち、ゲーム開始範囲１９１）に到達して課題を開始できる状態であることを告知すれば、訓練者９００は、安心して課題を始めることができる。また、訓練者９００は、客観的に移動装置１２０の現在位置を知ることができるので、気楽に単独で移動装置１２０の操作を行うことができ、補助者の補助も徐々に不要になることが期待できる。訓練者９００は、更に慣れれば、単独で訓練を行うこともできる。訓練者９００が自立的に訓練を行えれば、課題ゲームの実施率向上が期待でき、補助者を随伴させるコストも低減できる。

図１０は、一回の課題ゲームの開始から終了までの処理を示すフロー図である。フローは、訓練者９００またはオペレータによって訓練装置１００が起動された時点から開始する。ここでは、全体制御部２１０は、起動と同時にメモリ２１４から課題ゲーム２１５のうち「テニス」のゲームを選択して読み出し、実行するものとする。

全体制御部２１０は、ステップＳ１０１で、操作受付部２１１を介して訓練者９００等から難易度の選択を受け付ける。そして、ステップＳ１０２で、データベース２１６から課題リストを読み出し、受け付けた難易度に応じたｋ個の課題をランダムに選択する。全体制御部２１０は、高い難易度が選択されている場合には、低い難易度が選択されている場合に比べて、個数ｋを多くする。また、目標距離に対して許容する制限時間を短くする。

全体制御部２１０は、ステップＳ１０３へ進み、カウント変数ｍを１にセットする。そして、ステップＳ１０４へ進み、表示部１３８やアナウンスライト１２８等を用いて、訓練者９００に移動装置１２０を開始位置へ移動するよう要求する。具体的には、図９（ａ）のような表示を行って、訓練者９００の動作を促す。

全体制御部２１０は、ステップＳ１０５で、位置センサ１１３の出力を取得して、移動装置１２０の中心がゲーム開始範囲１９１内にあるか否かを判断する。移動装置１２０の中心がゲーム開始範囲１９１内にないと判断したら、ステップＳ１０４へ戻り、訓練者９００への催促を継続する。移動装置１２０の中心がゲーム開始範囲１９１内にあると判断したら、ステップＳ１０６へ進む。なお、全体制御部２１０は、ステップＳ１０４からステップＳ１０５へ遷移するときには、計時タイマをリセットする。

全体制御部２１０は、ステップＳ１０６で、移動装置１２０の中心がゲーム開始範囲１９１内に所定時間留まったか否かを確認する。所定時間が経過していない場合には、ステップＳ１０５へ戻り、計時を継続する。所定時間が経過した場合には、ステップＳ１０７へ進む。

全体制御部２１０は、ステップＳ１０７で、課題ゲーム開始位置に移動装置１２０が位置していることを告知する。具体的には、上述のように、移動体制御部２２０を介して、アナウンスライト１２８を点灯させる。また、表示制御部２１２を介して表示部１３８に図９（ｂ）のような表示を行う。スピーカ等の他の告知手段を備える場合は、それぞれが告知しても良い。

全体制御部２１０は、ステップＳ１０８へ進むと、ステップＳ１０２で決定した課題の内ｍ番目に予定した課題Ｈ_ｍを実行する。具体的には、図５および図６を用いて説明したように、課題Ｈ_ｍの進行を示す映像に移動装置１２０の位置に対応して訓練者９００を示すキャラクタＰを重畳して表示部１３８に表示させる。

全体制御部２１０は、課題Ｈ_ｍの制限時間Ｔ_ｍが終了したらステップＳ１０９へ進み、課題Ｈ_ｍの達成に対して賦与されるスコアを算出し、表示部１３８に表示する累積スコアを更新する。課題Ｈ_ｍの達成に対して賦与されるスコアは、制限時間内に初期位置Ｖ_ｓまで戻れたか否かによって、加点されたり減点されたりする。

全体制御部２１０は、ステップＳ１１０へ進み、カウント変数ｍをインクリメントする。そして、ステップＳ１１１で、インクリメントされたカウント変数ｍと課題の個数ｋを比較する。ｋを超えていないと判断したらステップＳ１０８へ戻り、超えたと判断したらステップＳ１１２へ進む。

全体制御部２１０は、ステップＳ１１２へ進んだ場合は、終了処理を実行して一連のフローを終了する。終了処理は、確定したスコアを表示部１３８に表示したり、これまで実行してきたトレーニングの履歴情報を更新したりする処理である。

このような処理フローによれば、訓練者９００は、安心して課題を開始することができる。なお、各課題において、初期位置として移動装置１２０がゲーム開始範囲１９１内に位置する時も、アナウンスライト１２８等を用いて、その旨を訓練者９００に告知しても良い。このように告知すれば、訓練者９００は、課題ごとに適切に課題をクリアできたかを確認することができる。

１００訓練装置、１１０装具、１１１ハーネスワイヤ、１１２ハーネス引張部、１１３位置センサ、１２０移動装置、１２１搭乗台、１２２荷重センサ、１２３左駆動輪、１２４右駆動輪、１２５ハンドルユニット、１２６基台、１２８アナウンスライト、１２９バッテリ、１３０フレーム、１３３制御盤、１３８表示部、１９０移動制限範囲、１９１ゲーム開始範囲、２１０全体制御部、２１１操作受付部、２１２表示制御部、２１３ハーネス駆動部、２１４メモリ、２１５課題ゲーム、２１６データベース、２１９通信接続ＩＦ、２２０移動体制御部、２２１駆動輪ユニット、２２２姿勢センサ、２２３バッテリセンサ、２２９通信接続ＩＦ、９００訓練者

Claims

訓練者が搭乗して移動操作を行う倒立振子型の移動装置と連動するバランス訓練装置であって、
前記移動装置の位置を検出する検出部と、
前記訓練者に初期位置から目標位置への往復移動を所定時間以内に行わせる課題を設定して実行させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記課題を実行するに先立ち、前記検出部により前記移動装置が課題開始位置として予め定められた範囲に留まったことを検出したら、前記課題開始位置に前記移動装置が位置することを告知するバランス訓練装置。