[第1実施形態]
(履物の構成)
図1は、第1実施形態に係る履物1の概略構成を示す。本実施形態に係る履物1は、例えば着用者の疲労度に基づいて重心が移動する。本実施形態に係る履物1は、履物1と通信する端末装置2(図2参照)とともに重心移動のためのシステム(以下、本実施形態に係るシステムという)を構成する。
[First Embodiment]
(Composition of footwear)
FIG. 1 shows a schematic configuration of footwear 1 according to the first embodiment. As for footwear 1 concerning this embodiment, a center of gravity moves based on a wearer's fatigue degree, for example. The footwear 1 according to the present embodiment constitutes a system for moving the center of gravity (hereinafter referred to as a system according to the present embodiment) together with a terminal device 2 (see FIG. 2) that communicates with the footwear 1.
図1に示すように、履物1は、重心移動機構11と、通信ユニット12(通信部)と、ストレージ13と、報知ユニット16(報知部)と、を備える。ここで、本実施形態に係る履物1はウォーキングシューズである。しかし、履物1はウォーキングシューズに限定されるものではない。履物1は、例えばウォーキングシューズ以外の運動靴、革靴、長靴、またはパンプス等であってもよい。また、履物1は、例えばスポーツサンダルのようなサンダル、またはブーツ等であってもよい。また、重心移動機構11、通信ユニット12、ストレージ13および報知ユニット16は、例えば履物1の靴底部分または中敷きに設けられる。また、図1は例示である。履物1は図1に示す構成要素の全てを含まなくてもよい。また、履物1は図1に示す以外の構成要素を備えていてもよい。
As shown in FIG. 1, the footwear 1 includes a center-of-gravity movement mechanism 11, a communication unit 12 (communication unit), a storage 13, and a notification unit 16 (notification unit). Here, the footwear 1 according to the present embodiment is a walking shoe. However, the footwear 1 is not limited to walking shoes. The footwear 1 may be, for example, athletic shoes other than walking shoes, leather shoes, boots, or pumps. The footwear 1 may be a sandal such as a sports sandal or a boot. The center-of-gravity moving mechanism 11, the communication unit 12, the storage 13, and the notification unit 16 are provided, for example, on the shoe sole portion or insole of the footwear 1. Moreover, FIG. 1 is an illustration. Footwear 1 may not include all of the components shown in FIG. Moreover, the footwear 1 may be provided with components other than shown in FIG.
重心移動機構11は、履物1の重心を移動させることができる機構である。重心移動機構11は、重心を履物1のかかと側またはつま先側に移動させることができる。つまり、一般的な履物ではつま先とかかとのちょうど中間付近に重心があるところ、重心移動機構11は、重心を移動させてどちらかに偏らせることができる。本実施形態において、重心移動機構11は、通信ユニット12で受信した重心を移動させる指示(以下、重心移動指示とする)に従って重心を移動させる。本実施形態において、重心移動機構11は、履物1のつま先側およびかかと側にそれぞれ設けられた2つの液体バッグと、これらの液体バッグを繋ぐチューブを備える。また、重心移動機構11は、チューブを介して一方の液体バッグの液体を他方の液体バッグに移動させるチューブポンプ110と、を備える(図8参照)。重心移動機構11は、重心移動指示に従ってチューブポンプ110のローラを回転させて液体を移動させる。例えば、チューブポンプ110がつま先側の液体バッグの液体をかかと側の液体バッグに移動させることによって、履物1の重心はかかと側に移動する。液体の移動前と比較して履物1のつま先側が軽くなるため、履物1の着用者(以下、単に「着用者」という)はつま先を引き上げやすくなる。
The center of gravity moving mechanism 11 is a mechanism that can move the center of gravity of the footwear 1. The center of gravity moving mechanism 11 can move the center of gravity to the heel side or toe side of the footwear 1. That is, in general footwear, where the center of gravity is located in the vicinity of the middle of the toe and heel, the center-of-gravity moving mechanism 11 can move the center of gravity and bias it to either. In the present embodiment, the center-of-gravity moving mechanism 11 moves the center of gravity according to an instruction to move the center of gravity received by the communication unit 12 (hereinafter referred to as a center-of-gravity movement instruction). In the present embodiment, the center-of-gravity moving mechanism 11 includes two liquid bags respectively provided on the toe side and the heel side of the footwear 1, and a tube that connects these liquid bags. The center-of-gravity moving mechanism 11 includes a tube pump 110 that moves the liquid in one liquid bag to the other liquid bag via the tube (see FIG. 8). The center of gravity moving mechanism 11 moves the liquid by rotating the roller of the tube pump 110 in accordance with the center of gravity moving instruction. For example, when the tube pump 110 moves the liquid in the toe side liquid bag to the heel side liquid bag, the center of gravity of the footwear 1 moves toward the heel side. Since the toe side of the footwear 1 becomes lighter than before the liquid moves, the wearer of the footwear 1 (hereinafter simply referred to as “wearer”) can easily lift the toe.
通信ユニット12は通信のためのインタフェースである。履物1は、通信ユニット12を備えることによって端末装置2(図2参照)と通信可能である。本実施形態において、通信ユニット12は無線通信規格に従って通信を行う。無線通信規格は、例えばBluetooth(登録商標)およびBluetooth(登録商標) Low Energyを含む。また、無線通信規格は、例えばWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)およびIEEE802.11を含む。また、無線通信規格は例えば2G、3Gおよび4G等のセルラーフォンの通信規格を含む。セルラーフォンの通信規格は、例えばLTE(Long Term Evolution)およびW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)を含む。また、セルラーフォンの通信規格は、例えばCDMA2000およびPDC(Personal Digital Cellular)を含む。また、セルラーフォンの通信規格は、例えばGSM(登録商標)(Global System for Mobile communications)およびPHS(Personal Handy-phone System)等を含む。また、無線通信規格は、例えばIrDA(Infrared Data Association)およびNFC(Near Field Communication)等を含む。通信ユニット12は、上述した通信規格の1つまたは複数をサポートすることができる。ここで、通信ユニット12は、端末装置2(図2参照)と有線で通信することも可能である。
The communication unit 12 is an interface for communication. The footwear 1 can communicate with the terminal device 2 (see FIG. 2) by including the communication unit 12. In the present embodiment, the communication unit 12 performs communication according to a wireless communication standard. The wireless communication standards include, for example, Bluetooth (registered trademark) and Bluetooth (registered trademark) Low Energy. The wireless communication standards include, for example, WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) and IEEE 802.11. The wireless communication standards include cellular phone communication standards such as 2G, 3G, and 4G. Cellular phone communication standards include, for example, LTE (Long Term Evolution) and W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Cellular phone communication standards include, for example, CDMA2000 and PDC (Personal Digital Cellular). The cellular phone communication standards include, for example, GSM (registered trademark) (Global System for Mobile communications) and PHS (Personal Handy-phone System). The wireless communication standards include, for example, IrDA (Infrared Data Association) and NFC (Near Field Communication). The communication unit 12 can support one or more of the communication standards described above. Here, the communication unit 12 can also communicate with the terminal device 2 (see FIG. 2) in a wired manner.
ストレージ13は記憶部としてデータを記憶する。ストレージ13が記憶するデータは、通信ユニット12が受信した重心移動指示を含んでもよい。また、ストレージ13が記憶するデータは、通信ユニット12が受信したセンサ24(図2参照)の検出値を含んでもよい。また、ストレージ13が記憶するデータは、重心移動機構11が重心移動の際に実行する演算の中間データまたは結果データを含んでもよい。また、ストレージ13はデータを一時的に記憶してもよいし、着用者等によって削除されるまで記憶し続けてもよい。ストレージ13は、半導体記憶デバイスおよび磁気記憶デバイス等の任意の記憶デバイスで構成されてもよい。また、ストレージ13は、複数の種類の記憶デバイスで構成されてもよい。また、ストレージ13は、メモリカード等の可搬の記憶媒体と、記憶媒体の読み取り装置と、を組み合わせた構成であってもよい。
The storage 13 stores data as a storage unit. The data stored in the storage 13 may include a gravity center movement instruction received by the communication unit 12. Further, the data stored in the storage 13 may include a detection value of the sensor 24 (see FIG. 2) received by the communication unit 12. Further, the data stored in the storage 13 may include intermediate data or result data of a calculation executed when the gravity center moving mechanism 11 moves the center of gravity. Moreover, the storage 13 may store data temporarily or may continue to store until it is deleted by a wearer or the like. The storage 13 may be composed of any storage device such as a semiconductor storage device and a magnetic storage device. Further, the storage 13 may be composed of a plurality of types of storage devices. Further, the storage 13 may have a configuration in which a portable storage medium such as a memory card and a storage medium reading device are combined.
ストレージ13は重心移動機構11にロードされるプログラムを記憶してもよい。例えば重心移動機構11がプロセッサを備えており、プロセッサはストレージ13からロードしたプログラムによってチューブポンプ110(図8参照)の動作制御等を実行してもよい。ここで、プログラムは、通信ユニット12による通信を介してストレージ13に記憶されてもよい。ストレージ13は、後述する所定の閾値を記憶してもよい。
The storage 13 may store a program loaded on the gravity center moving mechanism 11. For example, the gravity center moving mechanism 11 may include a processor, and the processor may execute operation control of the tube pump 110 (see FIG. 8) by a program loaded from the storage 13. Here, the program may be stored in the storage 13 via communication by the communication unit 12. The storage 13 may store a predetermined threshold that will be described later.
報知ユニット16は、履物1または着用者が所定の状態にあることを着用者に報知する。報知ユニット16は、例えばライト、スピーカおよび振動モータの少なくとも一つを備える。報知ユニット16がライトを備える場合に、報知ユニット16は着用者に対して光を発することができる。ライトは例えばLED(発光ダイオード:Light Emitting Diode)ライトであってもよい。また、報知ユニット16がスピーカを備える場合に、報知ユニット16は着用者に対して音を発することができる。また、報知ユニット16が振動モータを備える場合に、報知ユニット16は着用者に対して振動を発することができる。ここで、履物1の所定の状態は、例えば重心移動機構11が重心を移動させる直前の状態であってもよい。また、着用者の所定の状態は、例えば疲労度が基準を超えて大きくなった状態であってもよい。一例として、報知ユニット16がライトおよびスピーカを備えている場合に、報知ユニット16は、光および音を発することによって、重心移動機構11がこれから重心を移動させることを着用者に知らせてもよい。
The notification unit 16 notifies the wearer that the footwear 1 or the wearer is in a predetermined state. The notification unit 16 includes at least one of a light, a speaker, and a vibration motor, for example. When the notification unit 16 includes a light, the notification unit 16 can emit light to the wearer. The light may be, for example, an LED (Light Emitting Diode) light. Moreover, when the alerting | reporting unit 16 is provided with a speaker, the alerting | reporting unit 16 can emit a sound with respect to a wearer. Moreover, when the alerting | reporting unit 16 is provided with a vibration motor, the alerting | reporting unit 16 can emit a vibration with respect to a wearer. Here, the predetermined state of the footwear 1 may be a state immediately before the center-of-gravity moving mechanism 11 moves the center of gravity, for example. The predetermined state of the wearer may be, for example, a state in which the degree of fatigue has increased beyond a reference. As an example, when the notification unit 16 includes a light and a speaker, the notification unit 16 may notify the wearer that the center of gravity moving mechanism 11 will move the center of gravity from now on by emitting light and sound.
(端末装置の構成)
図2は端末装置2の概略構成を示す。本実施形態に係るシステムにおいて、端末装置2は、着用者の疲労度を推定し、重心移動指示を生成する。また、端末装置2は生成した重心移動指示を履物1に送信する。
(Configuration of terminal device)
FIG. 2 shows a schematic configuration of the terminal device 2. In the system according to the present embodiment, the terminal device 2 estimates the wearer's fatigue level and generates a gravity center movement instruction. In addition, the terminal device 2 transmits the generated center of gravity movement instruction to the footwear 1.
図2に示すように、端末装置2は、通信ユニット22と、ストレージ23と、センサ24と、コントローラ25と、を備える。本実施形態において、端末装置2は、着用者の手首に装着されるリストバンド型のウェアラブル端末である。別の例として、端末装置2は、指に装着される指輪型、顔に装着されるメガネ型、頭部に装着される帽子型、または体に着用される衣服型のウェアラブル端末であってもよい。ここで、端末装置2はウェアラブル端末に限定されるものではない。端末装置2は、例えばスマートフォン、タブレット端末またはフィーチャーフォン等でもよい。また、端末装置2は、例えばPDA、携帯音楽プレイヤー、ゲーム機、電子書籍リーダ、家電製品等でもよい。また、図2は例示である。端末装置2は図2に示す構成要素の一部だけを備えてもよい。また、端末装置2は図2に示す以外の構成要素を備えていてもよい。また、端末装置2は1つの機器に限らない。つまり、端末装置2は、複数の機器で構成されてもよい。
As illustrated in FIG. 2, the terminal device 2 includes a communication unit 22, a storage 23, a sensor 24, and a controller 25. In the present embodiment, the terminal device 2 is a wristband type wearable terminal worn on the wearer's wrist. As another example, the terminal device 2 may be a ring type worn on a finger, a glasses type worn on a face, a hat type worn on a head, or a clothes type wearable terminal worn on a body. Good. Here, the terminal device 2 is not limited to a wearable terminal. The terminal device 2 may be, for example, a smartphone, a tablet terminal, or a feature phone. The terminal device 2 may be, for example, a PDA, a portable music player, a game machine, an electronic book reader, a home appliance, or the like. Moreover, FIG. 2 is an illustration. The terminal device 2 may include only some of the components shown in FIG. Further, the terminal device 2 may include components other than those shown in FIG. The terminal device 2 is not limited to one device. That is, the terminal device 2 may be composed of a plurality of devices.
通信ユニット22は、履物1と通信するためのインタフェースである。本実施形態において、通信ユニット22は無線通信規格に従って通信を行う。通信ユニット22は、上記の通信ユニット12の説明で例示した通信規格の1つまたは複数をサポートすることができる。ここで、通信ユニット22は、履物1と有線で通信することも可能である。また、本実施形態において、通信ユニット22はGPS(Global Positioning System)衛星からのGPS信号(測位用信号)を受信できる。
The communication unit 22 is an interface for communicating with the footwear 1. In the present embodiment, the communication unit 22 performs communication according to a wireless communication standard. The communication unit 22 can support one or more of the communication standards exemplified in the description of the communication unit 12 above. Here, the communication unit 22 can also communicate with the footwear 1 by wire. In the present embodiment, the communication unit 22 can receive a GPS signal (positioning signal) from a GPS (Global Positioning System) satellite.
ストレージ23は記憶部としてプログラムおよびデータを記憶する。ストレージ23は、コントローラ25の処理の中間データおよび処理結果(例えば重心移動指示等)を記憶する。また、ストレージ23は、センサ24が検出した値(データ)を記憶してもよい。ストレージ23は、通信ユニット22が受信したGPS信号を記憶してもよい。また、ストレージ23は、着用者のデータ(例えば身長、体重、性別、年齢等)を記憶してもよい。本実施形態において、センサ24および通信ユニット22からのデータは、コントローラ25を介してストレージ23に記憶される。ストレージ23は、半導体記憶デバイスおよび磁気記憶デバイス等の任意の記憶デバイスで構成されてもよい。ストレージ23は、複数の種類の記憶デバイスで構成されてもよい。また、ストレージ23は、メモリカード等の可搬の記憶媒体と、記憶媒体の読み取り装置と、を組み合わせた構成であってもよい。
The storage 23 stores programs and data as a storage unit. The storage 23 stores intermediate data of the processing of the controller 25 and a processing result (for example, a gravity center movement instruction or the like). The storage 23 may store a value (data) detected by the sensor 24. The storage 23 may store a GPS signal received by the communication unit 22. The storage 23 may store wearer data (for example, height, weight, sex, age, etc.). In the present embodiment, data from the sensor 24 and the communication unit 22 is stored in the storage 23 via the controller 25. The storage 23 may be configured by any storage device such as a semiconductor storage device and a magnetic storage device. The storage 23 may be composed of a plurality of types of storage devices. Further, the storage 23 may have a configuration in which a portable storage medium such as a memory card and a storage medium reading device are combined.
ストレージ23に記憶されるプログラムは、フォアグランドまたはバックグランドで実行されるアプリケーションと、アプリケーションの動作を支援する制御プログラムとを含む。アプリケーションは、例えばセンサ24に対して着用者の動き、バイタルサインおよび筋電位の少なくとも1つを検知させる処理をコントローラ25に実行させる。制御プログラムは、例えば端末装置2のバッテリーの残量を管理するバッテリー管理プログラムである。
The program stored in the storage 23 includes an application executed in the foreground or the background, and a control program that supports the operation of the application. For example, the application causes the controller 25 to execute processing for causing the sensor 24 to detect at least one of a wearer's movement, vital signs, and myoelectric potential. The control program is, for example, a battery management program that manages the remaining battery level of the terminal device 2.
センサ24は着用者の動き、バイタルサインおよび筋電位の少なくとも1つを検出する。本実施形態において、センサ24はモーションセンサ、バイタルセンサおよび筋電センサを含む。つまり、本実施形態において、センサ24は着用者の動き、バイタルサインおよび筋電位を検出する。ここで、センサ24は、モーションセンサ、バイタルセンサおよび筋電センサのうちの一部だけを含む構成であってもよい。また、センサ24は、さらに別の検出装置(例えば紫外線センサ等)を備えていてもよい。
The sensor 24 detects at least one of the wearer's movement, vital signs, and myoelectric potential. In the present embodiment, the sensor 24 includes a motion sensor, a vital sensor, and a myoelectric sensor. That is, in this embodiment, the sensor 24 detects a wearer's movement, vital signs, and myoelectric potential. Here, the sensor 24 may include only a part of the motion sensor, the vital sensor, and the myoelectric sensor. The sensor 24 may further include another detection device (for example, an ultraviolet sensor).
(モーションセンサ)
モーションセンサは、着用者の動きを直接的または間接的に検出する。モーションセンサは、例えば加速度センサと、ジャイロセンサと、気圧センサと、照度センサと、で構成される。
(Motion sensor)
A motion sensor detects a wearer's movement directly or indirectly. The motion sensor includes, for example, an acceleration sensor, a gyro sensor, an atmospheric pressure sensor, and an illuminance sensor.
加速度センサは、着用者に働く加速度の方向および大きさを検出する。加速度センサは、例えばx軸方向、y軸方向およびz軸方向の加速度を検出する3軸(3次元)タイプである。加速度センサの種類は限定されない。加速度センサは、例えばピエゾ抵抗型であってもよい。また、加速度センサは例えば静電容量型であってもよい。また、加速度センサは例えば圧電素子(圧電式)または熱検知型によるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)式であってもよい。
The acceleration sensor detects the direction and magnitude of acceleration acting on the wearer. The acceleration sensor is, for example, a three-axis (three-dimensional) type that detects acceleration in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction. The type of acceleration sensor is not limited. The acceleration sensor may be, for example, a piezoresistive type. The acceleration sensor may be, for example, a capacitance type. The acceleration sensor may be, for example, a piezoelectric element (piezoelectric type) or a heat detection type MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) type.
ジャイロセンサは、着用者の動作に基づく角速度を検出する。ジャイロセンサは、例えば振動したアームに作用するコリオリ力による構造体の変形から角速度を検出する3軸タイプの振動ジャイロセンサである。ここで、構造体は、例えば水晶、圧電セラミックス等の圧電材料を素材としてもよい。また、ジャイロセンサは、構造体をシリコン等の素材として、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術で形成されてもよい。また、ジャイロセンサは光学式ジャイロセンサであってもよい。
The gyro sensor detects an angular velocity based on the wearer's motion. The gyro sensor is, for example, a three-axis vibration gyro sensor that detects angular velocity from deformation of a structure due to Coriolis force acting on a vibrating arm. Here, the structure may be made of a piezoelectric material such as quartz or piezoelectric ceramic. The gyro sensor may be formed by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology using the structure as a material such as silicon. The gyro sensor may be an optical gyro sensor.
気圧センサは、着用者の周囲の気圧(大気圧)を検出する。気圧センサは、例えば気圧変化を抵抗値に変換する抵抗変化型センサである。気圧センサは、例えば気圧変化を静電量の変化に変換する静電容量型センサであってもよい。また、気圧センサは、例えば圧力変化を発振周波数に変換する水晶発振周波数型センサであってもよい。
The atmospheric pressure sensor detects the atmospheric pressure (atmospheric pressure) around the wearer. The atmospheric pressure sensor is, for example, a resistance change type sensor that converts an atmospheric pressure change into a resistance value. The atmospheric pressure sensor may be, for example, a capacitive sensor that converts an atmospheric pressure change into an electrostatic change. The atmospheric pressure sensor may be a crystal oscillation frequency type sensor that converts a pressure change into an oscillation frequency, for example.
照度センサは、着用者の周囲光の照度を検出する。照度センサは、例えばフォトダイオードを用いたものでもよいし、フォトトランジスタを用いたものでもよい。
The illuminance sensor detects the illuminance of the ambient light of the wearer. The illuminance sensor may be, for example, a photodiode or a phototransistor.
モーションセンサを構成する加速度センサ、ジャイロセンサ、気圧センサおよび照度センサは、それぞれ検出した加速度のデータ、角速度のデータ、気圧のデータおよび周囲光の照度のデータを出力する。コントローラ25は、モーションセンサが出力したデータに基づいて着用者の動きを把握する。
The acceleration sensor, gyro sensor, atmospheric pressure sensor, and illuminance sensor that constitute the motion sensor output detected acceleration data, angular velocity data, atmospheric pressure data, and ambient light illuminance data, respectively. The controller 25 grasps the wearer's movement based on the data output from the motion sensor.
(バイタルセンサ)
バイタルセンサ(生体センサ)は、着用者のバイタルサイン(生体情報)を測定する。本実施形態において、バイタルセンサは着用者の被検部位に装着されて、バイタルサインを測定する。本実施形態において、バイタルサインは、少なくとも脈拍、脈波、血圧、血流量、体温、呼吸数、乳酸値および血糖値の少なくともいずれかを含む。
(Vital sensor)
A vital sensor (biological sensor) measures a wearer's vital sign (biological information). In this embodiment, a vital sensor is attached to a wearer's test site and measures vital signs. In the present embodiment, the vital sign includes at least one of a pulse, a pulse wave, a blood pressure, a blood flow, a body temperature, a respiratory rate, a lactic acid level, and a blood glucose level.
バイタルセンサは発光部と受光部とを備える。発光部は、例えばコントローラ25の制御に従って、測定光を照射する。測定光は、被検部位のバイタルサインを測定可能な光である。測定光は例えば赤外光である。発光部は、例えばLEDであってもよい。発光部は、例えば、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)を含む半導体レーザーであってもよい。
The vital sensor includes a light emitting unit and a light receiving unit. For example, the light emitting unit emits measurement light according to the control of the controller 25. The measurement light is light that can measure the vital sign of the site to be examined. The measurement light is, for example, infrared light. The light emitting unit may be, for example, an LED. The light emitting unit may be, for example, a semiconductor laser including a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser).
受光部は、発光部が照射した測定光に対する散乱光を受光する。受光部は、例えばPD(フォトダイオード:Photo Diode)である。
The light receiving unit receives scattered light with respect to the measurement light emitted by the light emitting unit. The light receiving unit is, for example, a PD (Photo Diode).
例えば、発光部が照射した赤外光は血液中のヘモグロビンにより吸収される。そのため、血液が多く流れるほど、受光部が受光する散乱光は少なくなる。受光部が受光する散乱光は、脈拍に応じて変動する。また、受光部が受光する散乱光の変化に基づき着用者の脈波が測定可能である。そして、脈波から例えば脈拍数、脈圧、血圧の変化等の情報が得られる。
例えば、バイタルセンサは、レーザー光を被検部位に照射した際に、生体組織で散乱した散乱光のドップラーシフトを利用して、血流量を測定するものであってもよい。
For example, infrared light irradiated by the light emitting unit is absorbed by hemoglobin in blood. Therefore, the more blood flows, the less scattered light is received by the light receiving unit. Scattered light received by the light receiving unit varies according to the pulse. Moreover, a wearer's pulse wave is measurable based on the change of the scattered light which a light-receiving part light-receives. Information such as changes in pulse rate, pulse pressure, blood pressure, and the like can be obtained from the pulse wave.
For example, the vital sensor may measure blood flow using Doppler shift of scattered light scattered by the living tissue when the test site is irradiated with laser light.
バイタルセンサはバイタルサインを出力する。コントローラ25は、バイタルセンサが出力したバイタルサインに基づいて着用者の状態を把握する。
The vital sensor outputs a vital sign. The controller 25 grasps the wearer's state based on the vital sign output by the vital sensor.
(筋電センサ)
筋電センサは、着用者の筋肉の状態を検出する。本実施形態において、筋電センサは着用者の脚部に装着されて筋電の情報を非侵襲で検出する。筋電の情報は、具体的には筋電位(皮膚表面の電位)である。
(Myoelectric sensor)
The myoelectric sensor detects the state of the wearer's muscle. In the present embodiment, the myoelectric sensor is mounted on the wearer's leg to detect myoelectric information non-invasively. The myoelectric information is specifically myoelectric potential (skin surface potential).
筋電センサは、検出した筋電位を検出時間の情報とともにストレージ23に出力する。コントローラ25は、ストレージ23から筋電位を取得する。そして、コントローラ25は、筋電図を生成し、着用者の脚部の筋肉の状態変化を把握する。筋電センサは、タイプIの筋肉(遅筋)を測定対象としてもよい。タイプIの筋肉(遅筋)が多い部位としては、例えばふくらはぎが挙げられる。また、筋電センサは、タイプIIの筋肉(速筋)を測定対象としてもよい。タイプIIの筋肉(速筋)が多い部位としては、例えば脛が挙げられる。ここで、一般に、着用者が運動する場合に、糖質を主なエネルギー源とするタイプIIの筋肉(速筋)の方が、タイプIの筋肉(遅筋)よりも状態が変化しやすい。そのため、筋電センサは、脛に装着されてもよい。
The myoelectric sensor outputs the detected myoelectric potential to the storage 23 together with the detection time information. The controller 25 acquires myoelectric potential from the storage 23. And the controller 25 produces | generates an electromyogram and grasps | ascertains the state change of the muscle of a wearer's leg part. The myoelectric sensor may measure type I muscle (slow muscle). An example of a site having many type I muscles (slow muscles) is a calf. In addition, the myoelectric sensor may be a type II muscle (fast muscle). An example of a site with many type II muscles (fast muscles) is a shin. Here, in general, when a wearer exercises, the state of a type II muscle (fast muscle) using carbohydrate as a main energy source is more likely to change than a type I muscle (slow muscle). Therefore, the myoelectric sensor may be attached to the shin.
(コントローラ)
コントローラ25は、着用者の動き、バイタルサインおよび筋電図の少なくとも1つに基づいて、着用者の疲労度を推定する。ここで、着用者の動きは、着用者に装着されたモーションセンサによって検出可能である。また、バイタルサインは、着用者に装着されたバイタルセンサによって検出可能である。また、筋電図は、着用者に装着された筋電センサが検出した筋電位に基づいて生成することができる。つまり、コントローラ25は、前記着用者に装着されたモーションセンサ、バイタルセンサおよび筋電センサの少なくとも1つの出力に基づいて、着用者の疲労度を推定する。ここで、疲労度は、疲労の程度を数値化したものである。本実施形態において、着用者が疲れている程、疲労度の値は大きくなる。
(controller)
The controller 25 estimates the wearer's fatigue level based on at least one of the wearer's movement, vital signs, and electromyogram. Here, the movement of the wearer can be detected by a motion sensor attached to the wearer. The vital sign can be detected by a vital sensor attached to the wearer. In addition, the electromyogram can be generated based on the myoelectric potential detected by the electromyographic sensor worn by the wearer. That is, the controller 25 estimates the fatigue level of the wearer based on at least one output of the motion sensor, the vital sensor, and the myoelectric sensor worn by the wearer. Here, the degree of fatigue is a numerical value of the degree of fatigue. In the present embodiment, the fatigue level increases as the wearer is tired.
また、コントローラ25は、疲労度に基づいて履物1の重心を移動させるか否かを判定する。例えば、コントローラ25は、疲労度が所定の条件を満たした場合に、重心を移動させるための重心移動指示を生成する。そして、コントローラ25は、通信ユニット22に重心移動指示を履物1へと送信させる。また、コントローラ25は、疲労度に応じて履物1が光、音および振動の少なくとも1つを発するように指示できる。例えば、コントローラ25は、重心を移動する前に報知ユニット16が着用者に対して光および音を発することを、重心移動指示に含めることができる。また、例えば、コントローラ25は、重心移動指示とは別に、報知ユニット16が着用者に対して光、音または振動を発することを指示することができる。
Further, the controller 25 determines whether or not to move the center of gravity of the footwear 1 based on the degree of fatigue. For example, the controller 25 generates a center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity when the degree of fatigue satisfies a predetermined condition. Then, the controller 25 causes the communication unit 22 to transmit an instruction to move the center of gravity to the footwear 1. Further, the controller 25 can instruct the footwear 1 to emit at least one of light, sound, and vibration according to the degree of fatigue. For example, the controller 25 can include in the center of gravity movement instruction that the notification unit 16 emits light and sound to the wearer before moving the center of gravity. In addition, for example, the controller 25 can instruct the notification unit 16 to emit light, sound, or vibration to the wearer separately from the gravity center movement instruction.
(疲労度)
本実施形態において、端末装置2のコントローラ25は、以下に説明するように疲労度の推定を行う。また、コントローラ25は、推定した疲労度に応じた重心移動指示を生成する。重心移動指示は、通信ユニット22によって履物1に送信される。履物1の重心移動機構11は、通信ユニット12で受け取った重心移動指示に従って、履物1の重心をつま先側またはかかと側に移動する。つまり、履物1の重心は、コントローラ25が推定した着用者の疲労度に基づいて移動する。
(Fatigue degree)
In the present embodiment, the controller 25 of the terminal device 2 estimates the fatigue level as described below. Further, the controller 25 generates a center of gravity movement instruction according to the estimated degree of fatigue. The center of gravity movement instruction is transmitted to the footwear 1 by the communication unit 22. The center of gravity moving mechanism 11 of the footwear 1 moves the center of gravity of the footwear 1 to the toe side or the heel side in accordance with the center of gravity moving instruction received by the communication unit 12. That is, the center of gravity of the footwear 1 moves based on the wearer's fatigue level estimated by the controller 25.
着用者は、疲れてくるとつま先を十分に引き上げられないために、つま先が地面または階段等に接触して転倒することがある。コントローラ25は、疲労度を演算することによって、着用者の疲れ具合を推定する。そして、コントローラ25は、着用者が疲れていると判定する場合に、つま先を引き上げるために必要な筋肉にかかる負荷を、別の筋肉へ移動させる。例えば、コントローラ25は、着用者が疲れていると判定すると、履物1の重心をかかと側に移動させる。すると、着用者のつま先は引き上げられやすくなる。
When the wearer gets tired, the toe cannot be pulled up sufficiently, so that the toe may come into contact with the ground or the stairs and fall. The controller 25 estimates the degree of fatigue of the wearer by calculating the degree of fatigue. Then, when the controller 25 determines that the wearer is tired, the controller 25 moves the load applied to the muscle necessary for raising the toe to another muscle. For example, if the controller 25 determines that the wearer is tired, the controller 25 moves the center of gravity of the footwear 1 to the heel side. Then, a wearer's toe becomes easy to be pulled up.
図3は、履物1の重心の位置と着用者の筋出力との関係を例示する図である。横軸はつま先を引き上げるために必要な筋出力であり、図3のデータを測定した着用者の最大の筋出力を100としている。筋出力が大きいほど着用者の負荷が大きい。出現確率は、図3のデータを測定した際の筋出力の分布を表す。例えばつま先重心時(履物1の重心がつま先側にある場合)において、筋出力が40以下である歩行の出現確率は40%未満である。一方、かかと重心時(履物1の重心が、かかと側にある場合)において、筋出力が40以下である歩行の出現確率は90%を超えている。また、図3によると、かかと重心時において、全体の50%(出現確率0.5)の歩行は筋出力が20未満で済んでいる。
FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the position of the center of gravity of the footwear 1 and the muscle output of the wearer. The horizontal axis represents the muscle output necessary to raise the toe, and the maximum muscle output of the wearer who measured the data in FIG. The greater the muscle output, the greater the load on the wearer. The appearance probability represents the distribution of muscle output when the data in FIG. 3 is measured. For example, at the time of the toe center of gravity (when the center of gravity of the footwear 1 is on the toe side), the appearance probability of walking with a muscle output of 40 or less is less than 40%. On the other hand, at the time of the heel center of gravity (when the center of gravity of the footwear 1 is on the heel side), the appearance probability of walking with a muscle output of 40 or less exceeds 90%. Further, according to FIG. 3, at the time of the center of gravity of the heel, walking with 50% of the whole (appearance probability of 0.5) has a muscle output of less than 20.
図3から明らかなように、履物1の重心をかかと側に移動させることによって、つま先を引き上げるために必要な筋出力を低下させて、着用者の足の筋肉にかかる負荷を減らすことができる。コントローラ25は、着用者が疲れていると判定する場合に、履物1の重心をかかと側に移動させてもよい。逆に、履物1の重心をつま先側に移動させることによって、つま先を引き上げるために必要な筋出力を上昇させて、着用者の負荷を増加させることができる。コントローラ25は、着用者が回復した(疲れていない)と判定する場合に、履物1の重心をつま先側に移動させて、適切な負荷によって着用者の筋力を鍛えるようにしてもよい。ここで、歩行に必要な筋出力とは、つま先を引き上げるために必要な筋出力を含む。また、着用者の足の筋肉とは、つま先を引き上げるために必要な筋肉を含む。
As is apparent from FIG. 3, by moving the center of gravity of the footwear 1 to the heel side, the muscle output necessary for raising the toes can be reduced, and the load on the muscles of the wearer's legs can be reduced. When determining that the wearer is tired, the controller 25 may move the center of gravity of the footwear 1 to the heel side. Conversely, by moving the center of gravity of the footwear 1 to the toe side, the muscle output required to raise the toe can be increased, and the load on the wearer can be increased. When it is determined that the wearer has recovered (not tired), the controller 25 may move the center of gravity of the footwear 1 to the toe side and train the wearer's muscular strength with an appropriate load. Here, the muscle output necessary for walking includes the muscle output necessary for raising the toes. In addition, the muscles of the wearer's legs include muscles necessary for raising the toes.
(疲労度の第1の推定手法)
コントローラ25は、着用者の動きに基づいて疲労度を推定できる。着用者の動きは、センサ24のうちのモーションセンサが検出する。コントローラ25は、センサ24が出力したデータ(センサデータ)を取得する。
(First estimation method of fatigue)
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the movement of the wearer. The motion of the wearer is detected by a motion sensor of the sensors 24. The controller 25 acquires data (sensor data) output from the sensor 24.
疲労度の第1の推定手法として、コントローラ25は、取得したセンサデータから単位時間当たりの歩数、一歩当たりに要する時間、歩行速度、歩幅、足上げ量および歩行ばらつきを算出する。ここで、単位時間当たりの歩数等の算出に用いられるセンサデータは瞬間値であってもよい。さらに、推定の精度を高めるために、所定の時間における統計値(例えば平均値、中央値等)が用いられてもよい。
As a first method for estimating the degree of fatigue, the controller 25 calculates the number of steps per unit time, the time required for one step, the walking speed, the stride, the amount of foot lift, and the walking variation from the acquired sensor data. Here, the sensor data used for calculating the number of steps per unit time may be instantaneous values. Further, statistical values (eg, average value, median value, etc.) at a predetermined time may be used in order to increase the accuracy of estimation.
コントローラ25は、例えば加速度データおよび加速度データの測定時間に基づいて、単位時間(例えば1分)当たりの歩数を算出する。また、コントローラ25は、単位時間当たりの歩数の逆数から、一歩当たりに要する時間を算出してもよい。また、コントローラ25は、加速度データを高速フーリエ変換(FFT: Fast Fourier Transform)し、特定の周波数を抽出し、一歩当たりに要する時間を算出してもよい。
The controller 25 calculates the number of steps per unit time (for example, 1 minute) based on, for example, the acceleration data and the measurement time of the acceleration data. The controller 25 may calculate the time required for one step from the reciprocal of the number of steps per unit time. Further, the controller 25 may perform a fast Fourier transform (FFT) on the acceleration data, extract a specific frequency, and calculate a time required for one step.
コントローラ25は、例えばGPS信号に基づいて、端末装置2の位置情報および軌跡を求めることが可能である。そして、コントローラ25は、端末装置2の位置情報および軌跡(すなわち着用者の位置情報および軌跡)から、歩行速度および歩幅を算出できる。
The controller 25 can obtain the position information and locus of the terminal device 2 based on, for example, a GPS signal. And the controller 25 can calculate a walking speed and a stride from the positional information and locus | trajectory (namely, a wearer's positional information and locus | trajectory) of the terminal device 2. FIG.
コントローラ25は、算出した歩行速度、歩幅、およびストレージ23から取得した着用者のデータに基づいて足上げ量を推定できる。足上げ量は、歩行時に引き上げた足の地面からの距離の最大値である。着用者の身長、体重、性別、年齢等から、歩幅に応じた足上げ量の範囲が統計的に定められる。そして、コントローラ25は、歩行速度に基づいて足上げ量を推定可能である。
The controller 25 can estimate the amount of foot lift based on the calculated walking speed, the stride, and the wearer data acquired from the storage 23. The amount of foot lift is the maximum value of the distance from the ground of the foot raised during walking. From the height, weight, sex, age, etc. of the wearer, the range of the amount of foot lift according to the stride is statistically determined. Then, the controller 25 can estimate the amount of foot lift based on the walking speed.
また、コントローラ25は、例えば加速度データに基づいて、歩行ばらつきを算出することができる。歩行ばらつきは、着用者が歩く際のリズムの変動を示す。コントローラ25は、例えばx軸方向、y軸方向およびz軸方向の加速度の合計値について、一歩ごとに直前の値との差分を演算することで、歩行ばらつきを算出する。コントローラ25は、例えば、つま先の上下方向(z軸方向)について、一歩ごとに直前の値との差分を演算することで、歩行ばらつきを算出してもよい。また、コントローラ25は、FFTによって抽出された周波数の時間変動から、歩行ばらつきを算出してもよい。また、コントローラ25は、歩行ばらつきとして、演算された値の標準偏差又は変動係数を算出してもよい。
Further, the controller 25 can calculate the walking variation based on, for example, acceleration data. Walking variation indicates a change in rhythm when the wearer walks. For example, the controller 25 calculates a difference in walking by calculating a difference from the immediately preceding value for each step with respect to the total acceleration value in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction. For example, the controller 25 may calculate the walking variation by calculating a difference from the immediately preceding value for each step in the up-down direction (z-axis direction) of the toes. Further, the controller 25 may calculate the walking variation from the time variation of the frequency extracted by the FFT. The controller 25 may calculate a standard deviation or a variation coefficient of the calculated value as the walking variation.
ここで、コントローラ25は、例えば気圧センサおよび照度センサのデータから着用者が歩行している場所を推定可能である。例えばコントローラ25は、照度が所定の明るさ(例えば10000ルクス)よりも明るい場合には、着用者が屋外にいると推定してもよい。照度センサは、紫外線センサを含んでもよい。紫外線センサの値が、所定の値よりも大きい場合には、着用者が屋外にいると推定してもよい。また、例えばコントローラ25は、気圧の変化から着用者が平地を歩行しているか、階段を上り下りしているか、または登山中であるか等を推定してもよい。コントローラ25は、推定した着用者が歩行している場所に応じて、歩行に関するデータの算出値を調整してもよい。
Here, the controller 25 can estimate the place where the wearer is walking, for example, from the data of the atmospheric pressure sensor and the illuminance sensor. For example, the controller 25 may estimate that the wearer is outdoors when the illuminance is brighter than a predetermined brightness (for example, 10,000 lux). The illuminance sensor may include an ultraviolet sensor. When the value of the ultraviolet sensor is larger than a predetermined value, it may be estimated that the wearer is outdoors. In addition, for example, the controller 25 may estimate whether the wearer is walking on a flat ground, climbing stairs, or climbing from a change in atmospheric pressure. The controller 25 may adjust the calculated value of the data related to walking according to the estimated place where the wearer is walking.
コントローラ25は、単位時間当たりの歩数に基づいて疲労度を推定できる。例えば、コントローラ25は、単位時間当たりの歩数の基準値からの減少量または減少率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、1分当たりの歩数が基準値以上である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は1分当たりの歩数が基準値から0.1歩減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は1分当たりの歩数が基準値から1%減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、1分当たりの歩数が0.1歩(または1%)増加するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。ここで、基準値は、着用者の初期の(最初にウェアラブル端末を装着した時の)歩行に関するデータを用いて決定されてもよい。別の例として、基準値は、着用者が疲労していない時の複数の歩行に関するデータの統計値(例えば平均値、中央値等)を用いて決定されてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the number of steps per unit time. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the amount of decrease or rate of decrease from the reference value of the number of steps per unit time increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the number of steps per minute is equal to or greater than a reference value to zero. Then, the controller 25 may increase the fatigue level by one point every time the number of steps per minute decreases by 0.1 steps from the reference value. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the number of steps per minute decreases by 1% from the reference value. Further, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point each time the number of steps per minute increases by 0.1 (or 1%). Here, the reference value may be determined using data regarding the walking of the wearer (when the wearable terminal is first worn). As another example, the reference value may be determined using statistical values (for example, an average value, a median value, etc.) of data regarding a plurality of walkings when the wearer is not tired.
コントローラ25は、一歩当たりに要する時間に基づいて疲労度を推定できる。例えば、コントローラ25は、一歩当たりに要する時間の基準値からの増加量または増加率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、一歩当たりに要する時間が基準値以下である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は一歩当たりに要する時間が0.1秒増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は一歩当たりに要する時間が基準値から1%増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、一歩当たりに要する時間が0.1秒(または1%)減少するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the time required for one step. For example, the controller 25 may calculate such that the degree of fatigue increases as the amount of increase or the rate of increase from the reference value of the time required for one step increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the time required for one step is equal to or less than a reference value to zero. The controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the time required for one step increases by 0.1 seconds. For example, the controller 25 may increase the fatigue level by one point every time the time required for one step increases by 1% from the reference value. In addition, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by one point every time the time required for one step decreases by 0.1 second (or 1%).
コントローラ25は、歩行速度に基づいて疲労度を推定できる。例えば、コントローラ25は、歩行速度の減少量または減少率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、歩行速度が基準値以上である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は歩行速度が0.1[m/秒]減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は歩行速度が基準値から1%減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、歩行速度が0.1[m/秒](または1%)増加するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the walking speed. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the amount or rate of decrease in walking speed increases. As an example, the controller 25 sets the fatigue level when the walking speed is equal to or higher than the reference value to 0. The controller 25 may increase the degree of fatigue by one point each time the walking speed decreases by 0.1 [m / sec]. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the walking speed decreases by 1% from the reference value. Moreover, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point each time the walking speed increases by 0.1 [m / sec] (or 1%).
コントローラ25は、歩幅に基づいて疲労度を推定できる。例えば、コントローラ25は、歩幅の減少量または減少率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、歩幅が基準値以上である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は歩幅が1[cm]減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は歩幅が基準値から1%減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、歩幅が1[cm](または1%)増加するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the stride. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the amount or rate of decrease in the stride increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the stride is equal to or greater than the reference value to 0. Then, the controller 25 may increase the fatigue level by one point each time the stride decreases by 1 [cm]. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the stride decreases by 1% from the reference value. In addition, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point each time the stride increases by 1 [cm] (or 1%).
コントローラ25は、足上げ量に基づいて疲労度を推定できる。例えば、コントローラ25は、足上げ量の減少量または減少率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、足上げ量が基準値以上である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は足上げ量が基準値未満であって0.1[cm]減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は足上げ量が基準値から1%減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、足上げ量が0.1[cm](または1%)増加するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the degree of fatigue based on the amount of foot lift. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the amount or rate of decrease in the foot lift amount increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the foot lift amount is equal to or greater than a reference value to 0. Then, the controller 25 may increase the degree of fatigue by 1 point each time the foot lift amount is less than the reference value and decreases by 0.1 [cm]. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the amount of raising the foot decreases by 1% from the reference value. Further, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point each time the amount of raising the foot increases by 0.1 [cm] (or 1%).
コントローラ25は、歩行ばらつきに基づいて疲労度を推定できる。例えば、コントローラ25は、歩行ばらつきの増加率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、歩行ばらつきが基準値以下である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は歩行ばらつきが基準値から1%増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、歩行ばらつきが1%減少するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the degree of fatigue based on walking variation. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the rate of increase in walking variation increases. As an example, the controller 25 sets the fatigue level when the walking variation is equal to or less than the reference value to 0. Then, the controller 25 may increase the fatigue level by one point every time the walking variation increases by 1% from the reference value. In addition, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by one point every time the walking variation decreases by 1%.
コントローラ25は、着用者の動きに基づいて推定された疲労度が第1の条件を満たした場合に、重心をかかと側に移動させる重心移動指示を生成する。本実施形態において、第1の条件は、第1の閾値より大きいことである。また、コントローラ25は、着用者の動きに基づいて推定された疲労度が第2の条件を満たした場合に、重心をつま先側に移動させる重心移動指示を生成する。本実施形態において、第2の条件は、第2の閾値より小さいことである。ここで、第1の閾値は、着用者が疲労しており、転倒の危険性があるという判定に用いられる閾値である。また、第2の閾値は、着用者が疲労しておらず、転倒の危険性が少ないという判定に用いられる閾値である。また、第2の閾値は、着用者が疲労から回復しており、転倒の危険性が少ないという判定に用いられる閾値であってもよい。第2の閾値は、第1の閾値以下に設定される。例えば、第1の閾値は20ポイントに設定されてもよい。また、例えば、第2の閾値は5ポイントに設定されてもよい。
The controller 25 generates a center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the heel side when the fatigue level estimated based on the wearer's movement satisfies the first condition. In the present embodiment, the first condition is that it is larger than the first threshold value. Moreover, the controller 25 produces | generates the gravity center movement instruction | command which moves a gravity center to a toe side, when the fatigue degree estimated based on the wearer's movement satisfy | fills 2nd conditions. In the present embodiment, the second condition is that it is smaller than the second threshold. Here, the first threshold value is a threshold value used for determination that the wearer is tired and has a risk of falling. The second threshold value is a threshold value used for determination that the wearer is not tired and that the risk of falling is small. The second threshold value may be a threshold value used for determination that the wearer has recovered from fatigue and the risk of falling is small. The second threshold is set to be equal to or lower than the first threshold. For example, the first threshold value may be set to 20 points. For example, the second threshold value may be set to 5 points.
(疲労度の第2の推定手法)
コントローラ25は、着用者のバイタルサインに基づいて疲労度を推定できる。着用者のバイタルサインは、センサ24のうちのバイタルセンサが検出する。コントローラ25は、センサ24が出力したデータ(センサデータ)を取得する。
(Second estimation method of fatigue)
The controller 25 can estimate the degree of fatigue based on the wearer's vital signs. The vital sign of the wearer is detected by the vital sensor of the sensors 24. The controller 25 acquires data (sensor data) output from the sensor 24.
疲労度の第2の推定手法として、コントローラ25は、取得したセンサデータから得られるバイタルサインのうち、脈拍、脈波、血圧、血流量、体温、呼吸数、乳酸値および血糖値の少なくとも1つに基づいて疲労度を推定する。ここで、疲労度の推定に使用されるバイタルサインは瞬間値であってもよいが、推定の精度を高めるために所定の時間における統計値(例えば平均値、中央値等)であってもよい。
As a second estimation method of the fatigue level, the controller 25 selects at least one of a pulse, a pulse wave, a blood pressure, a blood flow, a body temperature, a respiratory rate, a lactate value, and a blood glucose level among vital signs obtained from the acquired sensor data. Fatigue degree is estimated based on Here, the vital sign used for estimating the fatigue level may be an instantaneous value, but may be a statistical value (for example, an average value, a median value, etc.) at a predetermined time in order to increase the accuracy of the estimation. .
脈拍は心臓の拍動によって周期的に起こる鼓動である。脈波は、心臓の血液駆出に伴う血管の拍動(脈拍)変化を図示したものである。また、血圧は血管内の圧力である。図4は脈波を例示する図である。また、図4の横軸は時間、縦軸はPDの出力値(電圧値)である。図4に示すように、例えば脈波のピーク間隔から脈拍を得ることができる。所定の時間内(例えば1分間)に心臓が拍動する回数(いわゆる脈拍数または心拍数)から着用者の状態変化を推定することができる。また、脈波の最大値、最小値、及び脈波の振幅値(脈圧)から所定の血圧(例えば収縮期血圧および拡張期血圧)を推定してもよい。
A pulse is a heartbeat that occurs periodically as the heart beats. The pulse wave illustrates the change in the pulsation (pulse) of blood vessels accompanying the ejection of blood from the heart. Blood pressure is the pressure in the blood vessel. FIG. 4 is a diagram illustrating pulse waves. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the output value (voltage value) of the PD. As shown in FIG. 4, for example, the pulse can be obtained from the peak interval of the pulse wave. A change in the state of the wearer can be estimated from the number of times the heart beats within a predetermined time (for example, one minute) (so-called pulse rate or heart rate). Alternatively, a predetermined blood pressure (for example, systolic blood pressure and diastolic blood pressure) may be estimated from the maximum value and minimum value of the pulse wave and the amplitude value (pulse pressure) of the pulse wave.
血流量は所定の時間内(例えば1分間)に血管を流れる血液の量である。体温および呼吸数は、それぞれ体の温度および所定の時間内(例えば1分間)の呼吸の回数である。本実施形態において、乳酸値は血中乳酸値のことである。つまり、乳酸値は血液中の乳酸の濃度である。血糖値は血液内のグルコース(ブドウ糖)の濃度である。
The blood flow rate is the amount of blood flowing through the blood vessel within a predetermined time (for example, 1 minute). The body temperature and the respiratory rate are the body temperature and the number of breaths within a predetermined time (for example, 1 minute), respectively. In the present embodiment, the lactic acid value is the blood lactic acid value. That is, the lactic acid value is the concentration of lactic acid in the blood. The blood sugar level is the concentration of glucose (glucose) in the blood.
コントローラ25は、脈拍に基づいて疲労度を推定できる。運動強度が大きくなると心拍数は上昇する。例えば、コントローラ25は、脈拍の基準値からの増加量または増加率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、脈拍が基準値以下である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は脈拍が1[回/min]増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は脈拍が基準値から1%増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、脈拍が1[回/min](または1%)減少するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。ここで、基準値は、例えば着用者が最初にウェアラブル端末を装着した時のデータに基づいて設定する等、疲労度の第1の推定手法で説明した方法で設定されてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the pulse. Heart rate increases as exercise intensity increases. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the amount of increase or rate of increase from the reference value of the pulse increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the pulse is equal to or less than the reference value to 0. Then, the controller 25 may increase the fatigue level by one point each time the pulse increases by 1 [times / min]. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the pulse increases by 1% from the reference value. In addition, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point each time the pulse decreases by 1 [times / min] (or 1%). Here, the reference value may be set by the method described in the first estimation method of the fatigue level, for example, based on data when the wearer first wears the wearable terminal.
コントローラ25は、脈波に基づいて疲労度を推定できる。例えば、コントローラ25は、得られた脈波を2回微分することにより加速度脈波を算出してもよい。加速度脈波に含まれる低周波成分(例えば0.15Hz未満の成分)は交感神経機能を反映する。また、加速度脈波に含まれる高周波成分(例えば0.15Hz以上の成分)は副交感神経機能を反映する。コントローラ25は、低周波成分を高周波成分で割った比率(LF/HF)を求めて、疲労度に対応付けてもよい。例えば、比率(LF/HF)が2よりも大きい場合には、疲労状態であると判定される。一例として、コントローラ25は、比率(LF/HF)が2以下である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は、比率(LF/HF)が2よりも大きい場合に、0.1増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、比率(LF/HF)が0.1減少するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the pulse wave. For example, the controller 25 may calculate the acceleration pulse wave by differentiating the obtained pulse wave twice. A low frequency component (for example, a component of less than 0.15 Hz) included in the acceleration pulse wave reflects the sympathetic nerve function. Moreover, the high frequency component (for example, component of 0.15 Hz or more) included in the acceleration pulse wave reflects the parasympathetic nerve function. The controller 25 may obtain a ratio (LF / HF) obtained by dividing the low-frequency component by the high-frequency component and associate it with the fatigue level. For example, when the ratio (LF / HF) is greater than 2, it is determined that the tire is in a fatigued state. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the ratio (LF / HF) is 2 or less to 0. Then, when the ratio (LF / HF) is greater than 2, the controller 25 may increase the degree of fatigue by 1 point for every 0.1 increase. Further, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point every time the ratio (LF / HF) decreases by 0.1.
コントローラ25は、血圧に基づいて疲労度を推定できる。運動強度が大きくなると心拍数、心筋収縮力および血管抵抗の増大に伴って、血圧は上昇する。例えば、コントローラ25は、血圧の基準値からの増加量または増加率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、血圧が基準値以下である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は血圧が5[mmHg]上昇するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は血圧が基準値から1%上昇するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、血圧が5[mmHg](または1%)下降するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。ここで、コントローラ25は、上記の判定において例えば収縮期血圧を使用してもよい。別の例としてコントローラ25は、上記の判定において拡張期血圧を使用してもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the blood pressure. As exercise intensity increases, blood pressure increases with increasing heart rate, myocardial contractility, and vascular resistance. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the amount of increase or rate of increase from the reference value of blood pressure increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the blood pressure is equal to or less than the reference value to 0. Then, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the blood pressure increases by 5 [mmHg]. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the blood pressure increases by 1% from the reference value. In addition, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point each time the blood pressure decreases by 5 [mmHg] (or 1%). Here, the controller 25 may use, for example, systolic blood pressure in the above determination. As another example, the controller 25 may use diastolic blood pressure in the above determination.
コントローラ25は、血流量に基づいて疲労度を推定できる。運動強度が大きくなると心拍数の上昇に伴って血流量は上昇する。例えば、コントローラ25は、血流量の基準値からの増加率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、血流量が基準値以下である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は血流量が基準値から1%増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、血流量が1%減少するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the blood flow rate. As exercise intensity increases, blood flow increases as the heart rate increases. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the rate of increase of the blood flow from the reference value increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the blood flow is equal to or less than a reference value to zero. Then, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the blood flow rate increases by 1% from the reference value. In addition, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by one point every time the blood flow rate decreases by 1%.
コントローラ25は、体温に基づいて疲労度を推定できる。運動強度が大きくなると体温は上昇する。例えば、コントローラ25は、体温の基準値からの増加量または増加率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、体温が基準値以下である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は体温が0.1[℃]上昇するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は体温が基準値から0.3%上昇するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、体温が0.1[℃](または0.3%)低下するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the body temperature. Body temperature rises as exercise intensity increases. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the amount of increase or the rate of increase from the reference value of body temperature increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the body temperature is equal to or lower than the reference value to 0. The controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the body temperature rises by 0.1 [° C.]. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the body temperature increases by 0.3% from the reference value. Further, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point each time the body temperature decreases by 0.1 [° C.] (or 0.3%).
コントローラ25は、呼吸数に基づいて疲労度を推定できる。運動強度が大きくなると呼吸数は上昇する。例えば、コントローラ25は、呼吸数の基準値からの増加量または増加率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、呼吸数が基準値以下である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は呼吸数が1[回/min]増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は呼吸数が基準値から5%増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、呼吸数が1[回/min](または5%)減少するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the respiratory rate. As exercise intensity increases, breathing rate increases. For example, the controller 25 may calculate the degree of fatigue so as to increase as the amount of increase or rate of increase from the reference value of the respiration rate increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the respiration rate is equal to or less than the reference value to 0. Then, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point each time the respiratory rate increases by 1 [times / min]. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the respiratory rate increases by 5% from the reference value. In addition, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point each time the respiratory rate decreases by 1 [times / min] (or 5%).
コントローラ25は、乳酸値に基づいて疲労度を推定できる。図5は運動強度と血中乳酸濃度(乳酸値)との関係を例示する図である。図5の例では横軸が運動強度の大きさを示す。また、図5の例では縦軸が血中乳酸濃度(乳酸値)を示す。運動強度が乳酸性閾値LTを超えて大きくなると乳酸値が上昇する。一例として、コントローラ25は、乳酸値が乳酸性閾値LTに対応する基準値(図5の例では約1.7[mmol/リットル])以下である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は、乳酸値が0.1[mmol/リットル]増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は乳酸値が基準値から10%増加するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、乳酸値が0.1[mmol/リットル](または10%)減少するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the lactic acid value. FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between exercise intensity and blood lactic acid concentration (lactic acid level). In the example of FIG. 5, the horizontal axis indicates the magnitude of exercise intensity. In the example of FIG. 5, the vertical axis represents blood lactic acid concentration (lactic acid value). When the exercise intensity increases beyond the lactic acid threshold LT, the lactic acid value increases. As an example, the controller 25 sets the fatigue level to 0 when the lactic acid value is equal to or less than a reference value corresponding to the lactic acid threshold LT (about 1.7 [mmol / liter] in the example of FIG. 5). Then, the controller 25 may increase the fatigue level by one point each time the lactic acid value increases by 0.1 [mmol / liter]. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the lactic acid value increases by 10% from the reference value. In addition, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by 1 point each time the lactic acid value decreases by 0.1 [mmol / liter] (or 10%).
コントローラ25は、血糖値に基づいて疲労度を推定できる。着用者が運動すると血中グルコースが筋へ取り込まれるため、血糖値は低下する。例えば、コントローラ25は、血糖値の基準値からの減少率が大きくなるに応じて、疲労度が大きくなるように計算してもよい。一例として、コントローラ25は、血糖値が基準値以上である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は血糖値が基準値から1%減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、血糖値が1%上昇するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。
The controller 25 can estimate the fatigue level based on the blood sugar level. When the wearer exercises, blood glucose is taken into the muscles, so the blood glucose level decreases. For example, the controller 25 may calculate so that the degree of fatigue increases as the rate of decrease in blood glucose level from the reference value increases. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the blood glucose level is equal to or higher than the reference value to 0. Then, the controller 25 may increase the fatigue level by one point every time the blood glucose level decreases by 1% from the reference value. In addition, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by one point every time the blood glucose level increases by 1%.
コントローラ25は、疲労度の第1の推定手法と同様に、着用者のバイタルサインに基づいて推定された疲労度が第1の閾値より大きい場合に、重心をかかと側に移動させる第1の重心移動指示を生成する。また、コントローラ25は、第2の閾値より小さい場合に、重心をつま先側に移動させる第2の重心移動指示を生成する。
Similarly to the first estimation method of the fatigue level, the controller 25 moves the center of gravity to the heel side when the fatigue level estimated based on the vital sign of the wearer is larger than the first threshold. Generate a move instruction. Further, the controller 25 generates a second center of gravity movement instruction for moving the center of gravity to the toe side when the controller 25 is smaller than the second threshold.
(疲労度の第3の推定手法)
コントローラ25は、着用者の筋電図に基づいて疲労度を推定できる。コントローラ25は、筋電センサが検出した筋電位から筋電図を生成し、着用者の脚部の筋肉の状態変化を把握する。
(Third estimation method of fatigue level)
The controller 25 can estimate the degree of fatigue based on the wearer's electromyogram. The controller 25 generates an electromyogram from the myoelectric potential detected by the myoelectric sensor, and grasps the state change of the muscles of the wearer's legs.
筋電図は筋線維から発生する活動電位(筋電位)の変化を示すものである。着用者が疲労すると、筋電位の周期的な変化の時間間隔が広くなる。すなわち、筋電図を周波数解析した際の平均周波数は、筋肉が疲労するに従い低くなる。速筋、遅筋と呼ばれる2種類の筋肉のうち、疲労時には高周波数成分を発生する速筋の活動が減少するため、平均周波数は低くなる。
したがって、コントローラ25は、筋電図における平均周波数(筋電位の周期的変化の平均)から疲労度を推定できる。
An electromyogram shows a change in action potential (myoelectric potential) generated from a muscle fiber. When the wearer is fatigued, the time interval of periodic changes in myoelectric potential becomes wider. That is, the average frequency when the electromyogram is subjected to frequency analysis becomes lower as the muscle becomes tired. Of the two types of muscles called fast muscles and slow muscles, the activity of fast muscles that generate high-frequency components during fatigue decreases, so the average frequency decreases.
Therefore, the controller 25 can estimate the degree of fatigue from the average frequency in the electromyogram (average of periodic changes in myoelectric potential).
図6(A)は、筋電センサが検出した筋電位の時間変化を例示する図である。コントローラ25は、ストレージ23から筋電位の時間変化を取得する。そして、コントローラ25は、所定の時間(例えば3秒)ごとに平均周波数を求める。図6(B)はコントローラ25が求めた所定の時間ごとの平均周波数を示す図である。一例として、コントローラ25は、平均周波数が基準値以上である場合の疲労度を0に設定する。そして、コントローラ25は平均周波数が基準値から1Hz減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、例えば、コントローラ25は平均周波数が基準値から1%減少するごとに疲労度を1ポイントずつ増加させてもよい。また、コントローラ25は、疲労度が0でない場合に、平均周波数が1Hz(または1%)増加するごとに疲労度を1ポイントずつ減少させてもよい。ここで、基準値は、例えば着用者が最初にウェアラブル端末を装着した時のデータに基づいて設定する等、疲労度の第1の推定手法で説明した方法で設定されてもよい。
FIG. 6A is a diagram exemplifying a temporal change in the myoelectric potential detected by the myoelectric sensor. The controller 25 acquires the time change of the myoelectric potential from the storage 23. And the controller 25 calculates | requires an average frequency for every predetermined time (for example, 3 second). FIG. 6B is a diagram showing an average frequency for each predetermined time obtained by the controller 25. As an example, the controller 25 sets the degree of fatigue when the average frequency is equal to or higher than the reference value to 0. The controller 25 may increase the degree of fatigue by one point each time the average frequency decreases by 1 Hz from the reference value. For example, the controller 25 may increase the degree of fatigue by one point every time the average frequency decreases by 1% from the reference value. Further, when the fatigue level is not 0, the controller 25 may decrease the fatigue level by one point every time the average frequency increases by 1 Hz (or 1%). Here, the reference value may be set by the method described in the first estimation method of the fatigue level, for example, based on data when the wearer first wears the wearable terminal.
ここで、別の推定手法として、コントローラ25は基準値を用いずに疲労度を推定してもよい。この推定手法では、コントローラ25は、所定の時間ごとの平均周波数について、直前の平均周波数と比較した減少量または減少率を求める。そして、コントローラ25は、求めた減少量または減少率に応じて疲労度を増減させる。例えばコントローラ25は、疲労度の推定の開始時の初期値を0に設定する。そして、例えばコントローラ25は、平均周波数が直前の平均周波数より上昇した場合には疲労度を減少させる。ただし、疲労度は0を下限とする。そして、コントローラ25は、平均周波数が直前の平均周波数から減少した場合に、減少量または減少率に応じて疲労度を増加させる。
Here, as another estimation method, the controller 25 may estimate the fatigue level without using the reference value. In this estimation method, the controller 25 obtains a reduction amount or a reduction rate compared to the immediately preceding average frequency for the average frequency for each predetermined time. Then, the controller 25 increases or decreases the degree of fatigue according to the obtained reduction amount or reduction rate. For example, the controller 25 sets the initial value at the start of estimation of the fatigue level to zero. For example, the controller 25 reduces the degree of fatigue when the average frequency is higher than the previous average frequency. However, the fatigue level is 0 as the lower limit. Then, the controller 25 increases the degree of fatigue according to the reduction amount or the reduction rate when the average frequency decreases from the immediately preceding average frequency.
コントローラ25は、疲労度の第1および第2の推定手法と同様に、着用者の筋電図に基づいて推定された疲労度が第1の閾値より大きい場合に、重心をかかと側に移動させる第1の重心移動指示を生成する。また、コントローラ25は、第2の閾値より小さい場合に、重心をつま先側に移動させる第2の重心移動指示を生成する。
Similarly to the first and second estimation methods of the fatigue level, the controller 25 moves the center of gravity to the heel side when the fatigue level estimated based on the wearer's electromyogram is larger than the first threshold value. A first center of gravity movement instruction is generated. Further, the controller 25 generates a second center of gravity movement instruction for moving the center of gravity to the toe side when the controller 25 is smaller than the second threshold.
(基準値、閾値の調整)
本実施形態においてコントローラ25は、疲労度の第1から第3の推定手法の少なくとも1つを用いて、着用者の運動中の疲労度を推定する。上記のように、コントローラ25は、疲労度の推定の際に基準値を用いる。また、コントローラ25は、重心移動指示の生成の判定において、第1の閾値および第2の閾値を用いる。本実施形態に係る履物1は、以下に説明するように、基準値、第1の閾値および第2の閾値の少なくとも一つを調整することが可能である。
(Adjustment of reference value and threshold)
In the present embodiment, the controller 25 estimates the degree of fatigue during exercise of the wearer using at least one of the first to third methods for estimating the degree of fatigue. As described above, the controller 25 uses the reference value when estimating the degree of fatigue. Further, the controller 25 uses the first threshold value and the second threshold value in the determination of the generation of the gravity center movement instruction. As will be described below, the footwear 1 according to the present embodiment can adjust at least one of a reference value, a first threshold value, and a second threshold value.
図7は、疲労度の一日ごとの変化を例示する図である。図7の例において、横軸は日数を示す。また、縦軸はセンサデータに基づく値(本実施形態においては一日ごとの疲労度)の大きさを示す。コントローラ25は、図7に示されるような疲労度に関する統計データを演算で求めて、基準値、第1の閾値および第2の閾値が適切であるか否かを判定する。
FIG. 7 is a diagram illustrating the daily change in the degree of fatigue. In the example of FIG. 7, the horizontal axis indicates the number of days. The vertical axis indicates the magnitude of a value based on sensor data (in this embodiment, the degree of fatigue per day). The controller 25 obtains statistical data related to the fatigue level as shown in FIG. 7 by calculation, and determines whether the reference value, the first threshold value, and the second threshold value are appropriate.
コントローラ25は、一日単位で、疲労度の統計値を求める。図7の例では、コントローラ25は、一日分の疲労度のうち第1の閾値より大きい値を平均して、第1のセンサデータに基づく値d1を演算する。また、コントローラ25は、一日分の疲労度のうち第2の閾値より小さい値を平均して、第2のセンサデータに基づく値d2を演算する。ここで、コントローラ25は、第1のセンサデータに基づく値d1が存在する一日についてだけ、第2のセンサデータに基づく値d2を演算する。そして、コントローラ25は、第1のセンサデータに基づく値d1が存在しない一日について、一日分の疲労度の全てを平均して、第3のセンサデータに基づく値d3を演算する。
The controller 25 obtains a statistical value of the degree of fatigue on a daily basis. In the example of FIG. 7, the controller 25 calculates a value d1 based on the first sensor data by averaging the values greater than the first threshold value among the daily fatigue levels. Further, the controller 25 calculates a value d2 based on the second sensor data by averaging values smaller than the second threshold value among the daily fatigue levels. Here, the controller 25 calculates the value d2 based on the second sensor data only for one day when the value d1 based on the first sensor data exists. Then, the controller 25 calculates the value d3 based on the third sensor data by averaging all the fatigue levels for one day for the day when the value d1 based on the first sensor data does not exist.
コントローラ25は、例えば日付が変わるタイミングで一日分のセンサデータを取得し、図7に示すような疲労度の一日ごとの変化のデータを更新する。ここで、一日の開始は0時を基準としなくてもよい。例えば、午後10時を基準として、前日の午後10時から今日の午後10時までのセンサデータが使用されてもよい。
For example, the controller 25 acquires sensor data for one day at the timing when the date changes, and updates the data of the daily change in fatigue level as shown in FIG. Here, the start of the day may not be based on 0:00. For example, sensor data from 10 pm on the previous day to 10 pm today may be used with 10 pm as a reference.
コントローラ25は、図7に示すような疲労度の一日ごとの変化から、以下のような着用者の状態を容易に把握できる。図7の例では、3日目、4日目、6日目および8日目に、第1の閾値よりも大きい第1のセンサデータに基づく値d1が存在する。コントローラ25は、これらの日に、着用者がつま先を上げにくくなる程度に疲労したことを把握できる。また、3日目および8日目に、第2の閾値よりも小さい第2のセンサデータに基づく値d2が存在する。コントローラ25は、3日目および8日目に、つま先を上げにくくなる程であった疲労がその後に回復したことを把握できる。
The controller 25 can easily grasp the following state of the wearer from the daily change in the fatigue level as shown in FIG. In the example of FIG. 7, on the third day, the fourth day, the sixth day, and the eighth day, there is a value d1 based on the first sensor data that is larger than the first threshold value. The controller 25 can recognize that the wearer is tired to such an extent that it becomes difficult to raise the toes. On the third and eighth days, there is a value d2 based on the second sensor data that is smaller than the second threshold. On the third and eighth days, the controller 25 can grasp that the fatigue, which has become difficult to raise the toes, has subsequently recovered.
コントローラ25は、一ヶ月分のセンサデータを取得し終わると(例えば月が変わると)、第1のセンサデータに基づく値d1が存在した日数が第3の閾値より大きいか否かについて判定する。第3の閾値は、基準値、第1の閾値および第2の閾値の少なくとも一つを修正する必要があるかどうかを判定する閾値である。本実施形態において、第3の閾値は一ヶ月の半分の日数(例えば15日)に設定される。コントローラ25は、第1のセンサデータに基づく値d1が存在した日数が第3の閾値より大きい場合、すなわち頻繁に第1の閾値を超える場合には、基準値、第1の閾値および第2の閾値が適切でないと判定する。そして、コントローラ25は、ストレージ23に記憶されている基準値、第1の閾値および第2の閾値の少なくとも1つを書き換える。例えば、コントローラ25は、第1の閾値および第2の閾値が低すぎると判定した場合には、これらをより大きな値に設定してもよい。また、例えばコントローラ25は、基準値を更新または調整してもよい。
When the controller 25 finishes acquiring sensor data for one month (for example, when the month changes), the controller 25 determines whether or not the number of days on which the value d1 based on the first sensor data exists is greater than the third threshold. The third threshold value is a threshold value that determines whether at least one of the reference value, the first threshold value, and the second threshold value needs to be corrected. In the present embodiment, the third threshold value is set to the number of days half a month (for example, 15 days). When the number of days in which the value d1 based on the first sensor data is present is larger than the third threshold value, that is, when the number of days frequently exceeds the first threshold value, the controller 25 determines the reference value, the first threshold value, and the second threshold value. It is determined that the threshold is not appropriate. Then, the controller 25 rewrites at least one of the reference value, the first threshold value, and the second threshold value stored in the storage 23. For example, if the controller 25 determines that the first threshold value and the second threshold value are too low, these values may be set to larger values. For example, the controller 25 may update or adjust the reference value.
本実施形態において、第3の判定は一ヶ月ごとに実行される。ここで、第3の判定は一ヶ月でなく所定の日数ごとに実行されてもよい。例えば所定の日数は20日であってもよい。第3の閾値は所定の日数に応じて変化してもよい。例えば所定の日数が20日の場合に、第3の閾値は例えば10日であってもよい。
In the present embodiment, the third determination is executed every month. Here, the third determination may be performed every predetermined number of days instead of one month. For example, the predetermined number of days may be 20 days. The third threshold value may change according to a predetermined number of days. For example, when the predetermined number of days is 20, the third threshold may be 10 days, for example.
(重心移動機構)
図8は、本実施形態に係る履物1の重心移動機構11の構成例を示す斜視図である。本実施形態に係る履物1の重心移動機構11は靴底部分に設けられている。
(Center of gravity movement mechanism)
FIG. 8 is a perspective view illustrating a configuration example of the center-of-gravity moving mechanism 11 of the footwear 1 according to the present embodiment. The center-of-gravity moving mechanism 11 of the footwear 1 according to the present embodiment is provided at the shoe sole portion.
重心移動機構11は、チューブポンプ110と、つま先側の液体バッグ111Aと、かかと側の液体バッグ111Bと、を備える。チューブポンプ110は、つま先側の液体バッグ111A、および、かかと側の液体バッグ111Bに接続されるチューブと、チューブ内を通る液体を送り出すためのローラと、ローラを回転させるモータと、を備える。本実施形態において液体は水である。しかし、液体は水に限定されない。例えば、水よりも比重が大きく粘性のある液体等が用いられてもよい。液体は、例えば油であってもよい。
The center-of-gravity moving mechanism 11 includes a tube pump 110, a toe side liquid bag 111A, and a heel side liquid bag 111B. The tube pump 110 includes a tube connected to the toe side liquid bag 111A and the heel side liquid bag 111B, a roller for sending out the liquid passing through the tube, and a motor for rotating the roller. In this embodiment, the liquid is water. However, the liquid is not limited to water. For example, a liquid having a specific gravity larger than that of water and having viscosity may be used. The liquid may be oil, for example.
履物1の重心移動機構11は、端末装置2の通信ユニット22からの重心移動指示を、通信ユニット12を介して受け取る。重心移動機構11は、重心移動指示に従って、チューブポンプ110のモータの回転を制御する。モータの回転に従って、ローラはチューブを押しつぶしながら正転または逆転する。ローラがチューブを押しつぶすと中の液体が移動するため、つま先側の液体バッグ111Aとかかと側の液体バッグ111Bとの間で液体の移動が生じる。重心移動機構11は、履物1の重心をつま先側またはかかと側に移動させることができる。また、重心移動機構11は、重心の移動が完了すると、チューブポンプ110のモータの回転を停止させる。また、重心移動機構11は、モータの回転速度を変化させることで、履物1の重心が移動する速度を変更することができる。
The center-of-gravity movement mechanism 11 of the footwear 1 receives a center-of-gravity movement instruction from the communication unit 22 of the terminal device 2 via the communication unit 12. The center-of-gravity moving mechanism 11 controls the rotation of the motor of the tube pump 110 in accordance with the center-of-gravity movement instruction. As the motor rotates, the roller rotates forward or backward while crushing the tube. When the roller crushes the tube, the liquid inside moves, so that the liquid moves between the toe side liquid bag 111A and the heel side liquid bag 111B. The center of gravity moving mechanism 11 can move the center of gravity of the footwear 1 to the toe side or the heel side. Moreover, the gravity center moving mechanism 11 stops the rotation of the motor of the tube pump 110 when the movement of the gravity center is completed. The center-of-gravity moving mechanism 11 can change the speed at which the center of gravity of the footwear 1 moves by changing the rotational speed of the motor.
(フローチャート)
図9は、本実施形態に係るシステムにおいてコントローラ25が実行する履物1の重心の移動に関する処理を例示するフローチャートである。
(flowchart)
FIG. 9 is a flowchart illustrating a process related to the movement of the center of gravity of the footwear 1 executed by the controller 25 in the system according to the present embodiment.
着用者に装着された端末装置2のコントローラ25は、センサ24が検出したデータ(センサデータ)を取得する(ステップS1)。
The controller 25 of the terminal device 2 worn by the wearer acquires data (sensor data) detected by the sensor 24 (step S1).
コントローラ25は、センサデータに基づく値が第1の閾値を超えた場合に(ステップS2のYes)、ユーザに通知を行う(ステップS3)。本実施形態において、センサデータに基づく値は、上記の第1〜第3の推定手法の少なくとも1つを用いて推定される疲労度である。また、本実施形態において、ユーザへの通知は、報知ユニット16を用いた通知である。例えば、コントローラ25は、通信ユニット12および通信ユニット22を介して報知ユニット16に光を発する指示を送ることによって、ユーザへの通知を実施する。ユーザへの通知は疲労度に応じて変化させてもよい。例えば、疲労度が第1の閾値を大きく超えた場合には、そうでない場合と比べて、ユーザへの通知の音量が大きくなってもよい。
When the value based on the sensor data exceeds the first threshold (Yes in Step S2), the controller 25 notifies the user (Step S3). In the present embodiment, the value based on the sensor data is the degree of fatigue estimated using at least one of the first to third estimation methods. In the present embodiment, the notification to the user is a notification using the notification unit 16. For example, the controller 25 performs notification to the user by sending an instruction to emit light to the notification unit 16 via the communication unit 12 and the communication unit 22. The notification to the user may be changed according to the degree of fatigue. For example, when the degree of fatigue greatly exceeds the first threshold, the volume of notification to the user may be larger than when the fatigue level is not.
コントローラ25は、センサデータに基づく値が第1の閾値を超えない場合に(ステップS2のNo)、ステップS5の処理に進む。
When the value based on the sensor data does not exceed the first threshold value (No in step S2), the controller 25 proceeds to the process in step S5.
コントローラ25は、ユーザへの通知(警告)の後に、履物1の重心をかかと側に移動させる(ステップS4)。詳細に説明すると、コントローラ25は、疲労している着用者がつま先を上げやすくするために、重心をかかと側に移動させる第1の重心移動指示を生成する。そして、コントローラ25は、通信ユニット12および通信ユニット22を介して、重心移動機構11に第1の重心移動指示を送る。重心移動機構11は、第1の重心移動指示に従って、つま先側の液体バッグ111Aからかかと側の液体バッグ111Bに液体を移動させて、履物1の重心の移動を行う。
After the notification (warning) to the user, the controller 25 moves the center of gravity of the footwear 1 to the heel side (step S4). More specifically, the controller 25 generates a first center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the heel side so that a tired wearer can easily raise the toe. Then, the controller 25 sends a first gravity center movement instruction to the gravity center moving mechanism 11 via the communication unit 12 and the communication unit 22. The center-of-gravity moving mechanism 11 moves the center of gravity of the footwear 1 by moving the liquid from the toe-side liquid bag 111A to the heel-side liquid bag 111B in accordance with the first center-of-gravity movement instruction.
コントローラ25は、センサデータに基づく値が第1の閾値を超えず、かつ、第2の閾値未満である場合に(ステップS5のYes)、ユーザに通知を行う(ステップS6)。ステップS6でのユーザへの通知は、ステップS3と同様であるため、詳細な説明を省略する。ここで、本実施形態において、ステップS6およびステップS7の処理は、センサデータに基づく値(疲労度)が第1の閾値を超えた後でなければ実行されない。つまり、コントローラ25は、ステップS5の処理によって、着用者が疲労から回復したか否かを判定する。
When the value based on the sensor data does not exceed the first threshold value and is less than the second threshold value (Yes in step S5), the controller 25 notifies the user (step S6). Since the notification to the user in step S6 is the same as that in step S3, detailed description thereof is omitted. Here, in this embodiment, the process of step S6 and step S7 is not performed unless the value (fatigue degree) based on sensor data exceeds a 1st threshold value. That is, the controller 25 determines whether or not the wearer has recovered from fatigue by the process of step S5.
コントローラ25は、センサデータに基づく値が第1の閾値を超えず、かつ、第2の閾値以上である場合に(ステップS5のNo)、ステップS1の処理に戻る。
When the value based on the sensor data does not exceed the first threshold value and is equal to or greater than the second threshold value (No in step S5), the controller 25 returns to the process in step S1.
コントローラ25は、ユーザへの通知(警告)の後に、履物1の重心をつま先側に移動させる(ステップS7)。本実施形態において、コントローラ25は、疲労から回復した着用者に適切な負荷を与えるために、重心をつま先側に移動させる第2の重心移動指示を生成する。そして、第2の重心移動指示は、通信ユニット12および通信ユニット22を介して、重心移動機構11に送られる。重心移動機構11は、第2の重心移動指示に従って、かかと側の液体バッグ111Bからつま先側の液体バッグ111Aに液体を移動させて、履物1の重心の移動を行う。
After the notification (warning) to the user, the controller 25 moves the center of gravity of the footwear 1 to the toe side (step S7). In the present embodiment, the controller 25 generates a second center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the toe side in order to give an appropriate load to the wearer who has recovered from fatigue. Then, the second center-of-gravity movement instruction is sent to the center-of-gravity movement mechanism 11 via the communication unit 12 and the communication unit 22. The center-of-gravity moving mechanism 11 moves the center of gravity of the footwear 1 by moving the liquid from the heel-side liquid bag 111B to the toe-side liquid bag 111A according to the second center-of-gravity movement instruction.
コントローラ25は、ステップS4またはS7の処理の後で、センサデータに基づく値が第1の閾値を超えた回数が第3の閾値を超えている場合に(ステップS8のYes)、ユーザに通知を行う(ステップS9)。本実施形態において、ステップS9でのユーザへの通知は、ステップS3と同様であるため、詳細な説明を省略する。
When the number of times that the value based on the sensor data exceeds the first threshold exceeds the third threshold after the process of step S4 or S7, the controller 25 notifies the user (Yes in step S8). Perform (step S9). In the present embodiment, the notification to the user in step S9 is the same as in step S3, and thus detailed description thereof is omitted.
コントローラ25は、センサデータに基づく値が第1の閾値を超えた回数が第3の閾値を超えない場合に(ステップS8のNo)、ステップS1の処理に戻る。
When the number of times that the value based on the sensor data exceeds the first threshold does not exceed the third threshold (No in step S8), the controller 25 returns to the process in step S1.
コントローラ25は、ステップS9の処理の後で、ストレージ23に記憶されている基準値、第1の閾値および第2の閾値のうち少なくとも1つを更新する(ステップS10)。本実施形態において、コントローラ25は、疲労度が第1の閾値を超えた回数が第3の閾値よりも多いことから、設定された基準値および閾値の少なくとも1つが適切でないと判定し、その値を修正する。
After the process of step S9, the controller 25 updates at least one of the reference value, the first threshold value, and the second threshold value stored in the storage 23 (step S10). In the present embodiment, the controller 25 determines that at least one of the set reference value and threshold value is not appropriate because the number of times that the degree of fatigue exceeds the first threshold value is greater than the third threshold value, and the value To correct.
以上のように、本実施形態に係る履物1は、重心を移動できる重心移動機構11を備える。そして、重心は着用者の疲労度に基づいて移動する。また、本実施形態に係るシステムは、履物1と、着用者の動き、バイタルサインおよび筋電図の少なくとも1つを取得する端末装置2と、を備える。本実施形態に係るシステムにおいて、疲労度は、端末装置2が取得した着用者の動き、バイタルサインおよび筋電図の少なくとも1つに基づいて推定される。
As described above, the footwear 1 according to the present embodiment includes the center-of-gravity moving mechanism 11 that can move the center of gravity. The center of gravity moves based on the wearer's fatigue level. Moreover, the system which concerns on this embodiment is provided with the footwear 1 and the terminal device 2 which acquires at least 1 of a wearer's movement, a vital sign, and an electromyogram. In the system according to the present embodiment, the degree of fatigue is estimated based on at least one of the wearer's movement, vital signs, and electromyogram acquired by the terminal device 2.
本実施形態に係る履物1およびシステムにおいては、着用者の疲労度が推定される。疲労度が大きい程、つま先が地面または階段等に接触しやすく、着用者の転倒の危険性が高い。履物1は着用者の疲労度に基づいて重心を移動できる重心移動機構11を備える。そのため、履物1は、例えば疲労度が大きい場合に重心をかかと側に移動させて、着用者がつま先を引き上げやすくして転倒を回避できる。また、履物1は、例えば疲労度が小さい場合には重心をつま先側に戻して、着用者に適切な負荷を与えることができる。このように、本実施形態に係る履物1およびシステムは、転倒の危険性に応じて着用者の負荷を調整することができる。
In the footwear 1 and the system according to the present embodiment, the wearer's fatigue level is estimated. The greater the degree of fatigue, the easier the toes will come into contact with the ground or stairs, and the higher the risk of the wearer falling. The footwear 1 includes a center-of-gravity moving mechanism 11 that can move the center of gravity based on the wearer's fatigue level. Therefore, for example, when the degree of fatigue is large, the footwear 1 can move the center of gravity to the heel side, thereby making it easier for the wearer to pull up the toe and avoid falling. Further, for example, when the degree of fatigue is small, the footwear 1 can return the center of gravity to the toe side and give an appropriate load to the wearer. Thus, the footwear 1 and the system according to the present embodiment can adjust the load on the wearer according to the risk of falling.
また、本実施形態においては、モーションセンサ、バイタルセンサおよび筋電センサのうちのいずれのセンサデータが用いられる場合でも、疲労度が推定される。そのため、履物1の重心移動の判定において、例えば同じ閾値を使用できる等、統一的な扱いが可能である。
In the present embodiment, the fatigue level is estimated regardless of which sensor data of the motion sensor, vital sensor, and myoelectric sensor is used. Therefore, in the determination of the movement of the center of gravity of the footwear 1, unified handling is possible, for example, the same threshold value can be used.
[第2実施形態]
第2実施形態に係る履物1およびシステムの構成は、第1実施形態と同じである。したがって、第1実施形態と同様の説明は、適宜、簡略化または省略する。本実施形態において、コントローラ25は、疲労度を推定することなく、履物1の重心を移動させる。
[Second Embodiment]
The configurations of the footwear 1 and the system according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment. Therefore, the description similar to that of the first embodiment is simplified or omitted as appropriate. In the present embodiment, the controller 25 moves the center of gravity of the footwear 1 without estimating the fatigue level.
ウェアラブル端末である端末装置2のセンサ24は、着用者の動き、バイタルサインおよび筋電位の少なくとも1つを検出する。本実施形態においても、センサ24はモーションセンサ、バイタルセンサおよび筋電センサを含む。本実施形態に係る履物1は、重心が着用者の動きに基づいて移動する。また、本実施形態に係る履物1は、重心が着用者のバイタルサインに基づいて移動する。また、本実施形態に係る履物1は、重心が着用者の筋電図に基づいて移動する。
The sensor 24 of the terminal device 2 that is a wearable terminal detects at least one of a wearer's movement, vital signs, and myoelectric potential. Also in this embodiment, the sensor 24 includes a motion sensor, a vital sensor, and a myoelectric sensor. In the footwear 1 according to the present embodiment, the center of gravity moves based on the movement of the wearer. Moreover, as for the footwear 1 which concerns on this embodiment, a gravity center moves based on a wearer's vital sign. Moreover, as for the footwear 1 which concerns on this embodiment, a gravity center moves based on a wearer's electromyogram.
(着用者の動きに基づく重心移動)
履物1の重心が着用者の動きに基づいて移動する場合について説明する。第1実施形態において、モーションセンサが検出する着用者の動きは、疲労度に密接に関連する着用者の運動の状態、特に歩行状態に関するものであった。本実施形態においても、コントローラ25は、着用者の動きに基づいて算出された歩行状態に応じて履物1の重心を移動させる。これに加えて、本実施形態において、コントローラ25は、運動の状態に限らない着用者の動き、つまり広く体動に基づいて履物1の重心を移動させることができる。そのため、例えば着用者は特定の動きを行うことによって、履物1の重心を意図的に移動させることが可能である。
(Center of gravity movement based on wearer's movement)
A case where the center of gravity of the footwear 1 moves based on the movement of the wearer will be described. In the first embodiment, the movement of the wearer detected by the motion sensor is related to the state of movement of the wearer, particularly the walking state, which is closely related to the degree of fatigue. Also in this embodiment, the controller 25 moves the center of gravity of the footwear 1 according to the walking state calculated based on the wearer's movement. In addition to this, in the present embodiment, the controller 25 can move the center of gravity of the footwear 1 based not only on the state of exercise but also on the movement of the wearer, that is, widely on the body movement. Therefore, for example, the wearer can intentionally move the center of gravity of the footwear 1 by performing a specific movement.
コントローラ25は、モーションセンサが検出した着用者の動きが所定の条件を満たした場合に、重心を移動させるための重心移動指示を生成する。所定の条件は第1の条件および第2の条件を含む。着用者の動きが第1の条件を満たした場合に、コントローラ25は重心をかかと側に移動させる第1の重心移動指示を生成する。また、着用者の動きが第2の条件を満たした場合に、コントローラ25は重心をつま先側に移動させる第2の重心移動指示を生成する。
The controller 25 generates a center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity when the movement of the wearer detected by the motion sensor satisfies a predetermined condition. The predetermined condition includes a first condition and a second condition. When the movement of the wearer satisfies the first condition, the controller 25 generates a first center of gravity movement instruction for moving the center of gravity to the heel side. Further, when the wearer's movement satisfies the second condition, the controller 25 generates a second center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the toe side.
例えば、第1の条件は、例えば着用者が歩行せずに、停止状態で腕を後方に素早く振ることであってもよい。また、例えば、第1の条件は、着用者が歩行せずに履物1のかかと部分を地面に複数回連続して接触させることであってもよい。また、例えば、第1の条件は、着用者が歩行せずにしゃがんで履物1に手を接触させることであってもよい。コントローラ25は、モーションセンサの検出値に基づいて第1の条件が満たされたと判定した場合に、重心をかかと側に移動させる第1の重心移動指示を生成する。
For example, the first condition may be, for example, that the wearer does not walk, and quickly swings his / her arm backward in a stopped state. In addition, for example, the first condition may be that the heel portion of the footwear 1 is continuously brought into contact with the ground a plurality of times without the wearer walking. Further, for example, the first condition may be that the wearer squats without walking and makes his / her hand touch the footwear 1. When it is determined that the first condition is satisfied based on the detection value of the motion sensor, the controller 25 generates a first center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the heel side.
例えば、第2の条件は、例えば着用者が歩行せずに、停止状態で腕を前方に素早く振ることであってもよい。また、例えば、第2の条件は、着用者が歩行せずに履物1のつま先部分を地面に複数回連続して接触させることであってもよい。コントローラ25は、モーションセンサの検出値に基づいて第2の条件が満たされたと判定した場合に、重心をつま先側に移動させる第2の重心移動指示を生成する。
For example, the second condition may be, for example, that the wearer does not walk, and quickly swings his / her arm forward in a stopped state. In addition, for example, the second condition may be that the toe portion of the footwear 1 is continuously brought into contact with the ground a plurality of times without the wearer walking. When it is determined that the second condition is satisfied based on the detection value of the motion sensor, the controller 25 generates a second center-of-gravity movement instruction that moves the center of gravity to the toe side.
また、本実施形態において、コントローラ25は、モーションセンサが検出した着用者の動きから算出された運動の状態(特に歩行状態)にも基づいて履物1の重心を移動させる。歩行状態は、単位時間当たりの歩数、一歩当たりに要する時間、歩行速度、歩幅、足上げ量および歩行ばらつきの少なくとも1つを含む。
Moreover, in this embodiment, the controller 25 moves the gravity center of the footwear 1 based also on the motion state (especially walking state) calculated from the motion of the wearer detected by the motion sensor. The walking state includes at least one of the number of steps per unit time, the time required for one step, the walking speed, the step length, the amount of foot lift, and the walking variation.
コントローラ25は、着用者の歩行状態が所定の条件を満たした場合に、重心を移動させるための重心移動指示を生成する。着用者の歩行状態が第1の条件を満たした場合に、コントローラ25は重心をかかと側に移動させる第1の重心移動指示を生成する。また、着用者の歩行状態が第2の条件を満たした場合に、コントローラ25は重心をつま先側に移動させる第2の重心移動指示を生成する。
The controller 25 generates a center of gravity movement instruction for moving the center of gravity when the wearer's walking state satisfies a predetermined condition. When the wearer's walking state satisfies the first condition, the controller 25 generates a first center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the heel side. Moreover, when the wearer's walking state satisfies the second condition, the controller 25 generates a second center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the toe side.
ここで、コントローラ25は、着用者の歩行状態が第1の閾値より大きいことを第1の条件に含めてもよい。また、コントローラ25は、着用者の歩行状態が第2の閾値より小さいことを第2の条件に含めてもよい。第1実施形態とは異なり、本実施形態における第1の閾値および第2の閾値は、判定に用いる歩行状態の種類に応じて設定される。
Here, the controller 25 may include that the wearer's walking state is larger than the first threshold in the first condition. Moreover, the controller 25 may include that the wearer's walking state is smaller than the second threshold in the second condition. Unlike the first embodiment, the first threshold and the second threshold in the present embodiment are set according to the type of walking state used for determination.
コントローラ25は、単位時間(例えば1分)当たりの歩数が基準値から5歩よりも大きく減少したことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、単位時間当たりの歩数の基準値からの減少量が3歩より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値(図7参照)が、単位時間当たりの歩数の基準値との差であるとする。このとき、5歩が第1の閾値に対応する。また、3歩が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the number of steps per unit time (for example, 1 minute) has decreased from the reference value by more than 5 steps. Further, the controller 25 may set the second condition that the amount of decrease from the reference value of the number of steps per unit time becomes smaller than three steps after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data (see FIG. 7) is a difference from the reference value of the number of steps per unit time. At this time, five steps correspond to the first threshold value. Three steps correspond to the second threshold.
コントローラ25は、一歩当たりに要する時間が基準値から1.0秒よりも大きく増加したことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、一歩当たりに要する時間の基準値からの増加量が0.8秒より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、一歩当たりに要する時間の基準値との差であるとする。このとき、1.0秒が第1の閾値に対応する。また、0.8秒が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the time required for one step has increased from the reference value by more than 1.0 seconds. Further, the controller 25 may set the second condition that the increase from the reference value of the time required for one step after the first condition is satisfied is smaller than 0.8 seconds. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is the difference from the reference value of the time required for one step. At this time, 1.0 second corresponds to the first threshold value. Further, 0.8 seconds corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、歩行速度が基準値から1.0[m/秒]よりも大きく減少したことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、歩行速度の基準値からの減少量が0.3[m/秒]より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、歩行速度の基準値との差であるとする。このとき、1.0[m/秒]が第1の閾値に対応する。また、0.3[m/秒]が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may use the first condition that the walking speed has decreased from the reference value by more than 1.0 [m / sec]. The controller 25 may set the second condition that the amount of decrease from the reference value of the walking speed becomes smaller than 0.3 [m / sec] after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is a difference from the reference value of the walking speed. At this time, 1.0 [m / sec] corresponds to the first threshold value. Further, 0.3 [m / sec] corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、歩幅が基準値から10[cm]よりも大きく減少したことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、歩幅の基準値からの減少量が3[cm]より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、歩幅の基準値との差であるとする。このとき、10[cm]が第1の閾値に対応する。また、3[cm]が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the stride has decreased more than 10 [cm] from the reference value. The controller 25 may set the second condition that the amount of decrease from the reference value of the stride is smaller than 3 [cm] after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is a difference from the reference value of the stride. At this time, 10 [cm] corresponds to the first threshold value. 3 [cm] corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、足上げ量が基準値から2[cm]よりも大きく減少したことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、足上げ量の基準値からの減少量が1[cm]より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、足上げ量の基準値との差であるとする。このとき、2[cm]が第1の閾値に対応する。また、1[cm]が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the amount of foot lift has decreased more than 2 [cm] from the reference value. The controller 25 may set the second condition that the amount of decrease from the reference value of the foot lift amount is smaller than 1 [cm] after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is a difference from the reference value of the foot lift amount. At this time, 2 [cm] corresponds to the first threshold value. Further, 1 [cm] corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、歩行ばらつきが基準値から10%よりも大きく増加したことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、歩行ばらつきの基準値からの増加量が3%より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、歩行ばらつきの基準値との差であるとする。このとき、10%が第1の閾値に対応する。また、3%が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the walking variation has increased from the reference value by more than 10%. Further, the controller 25 may set the second condition that the increase from the reference value of the walking variation is smaller than 3% after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is a difference from the reference value of the walking variation. At this time, 10% corresponds to the first threshold value. 3% corresponds to the second threshold value.
ここで、第1実施形態と同様に、コントローラ25は、第3の閾値を設定して基準値、第1の閾値および第2の閾値の少なくとも一つを調整してもよい。また、第1実施形態と同様に、コントローラ25は、着用者の動きに応じて、報知ユニット16に光、音および振動の少なくとも1つを発するように指示してもよい。
Here, as in the first embodiment, the controller 25 may set a third threshold value and adjust at least one of the reference value, the first threshold value, and the second threshold value. Similarly to the first embodiment, the controller 25 may instruct the notification unit 16 to emit at least one of light, sound, and vibration in accordance with the movement of the wearer.
(着用者のバイタルサインに基づく重心移動)
履物1の重心が着用者のバイタルサインに基づいて移動する場合について説明する。第1実施形態において、バイタルサインに基づいて算出された疲労度が履物1の重心を移動する判定に使用されていた。本実施形態において、コントローラ25は、バイタルサインをより直接的に履物1の重心を移動する判定に使用する。
(Movement of the center of gravity based on the wearer's vital signs)
A case where the center of gravity of the footwear 1 moves based on the vital signs of the wearer will be described. In the first embodiment, the fatigue level calculated based on the vital sign is used for the determination of moving the center of gravity of the footwear 1. In the present embodiment, the controller 25 uses the vital sign for the determination of moving the center of gravity of the footwear 1 more directly.
コントローラ25は、バイタルセンサが検出したバイタルサインが所定の条件を満たした場合に、重心を移動させるための重心移動指示を生成する。所定の条件は第1の条件および第2の条件を含む。バイタルサインが第1の条件を満たした場合に、コントローラ25は重心をかかと側に移動させる第1の重心移動指示を生成する。また、バイタルサインが第2の条件を満たした場合に、コントローラ25は重心をつま先側に移動させる第2の重心移動指示を生成する。
The controller 25 generates a centroid movement instruction for moving the centroid when the vital sign detected by the vital sensor satisfies a predetermined condition. The predetermined condition includes a first condition and a second condition. When the vital sign satisfies the first condition, the controller 25 generates a first center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the heel side. Further, when the vital sign satisfies the second condition, the controller 25 generates a second center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the toe side.
ここで、コントローラ25は、着用者のバイタルサインの通常の状態(基準値)からの差が、第1の閾値より大きいことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、着用者のバイタルサインの通常の状態(基準値)からの差が、第2の閾値より小さいことを第2の条件としてもよい。第1実施形態とは異なり、本実施形態における第1の閾値および第2の閾値は、バイタルサインの種類に応じて設定される。
Here, the controller 25 may set the first condition that the difference from the normal state (reference value) of the wearer's vital sign is larger than the first threshold value. Moreover, the controller 25 is good also considering that the difference from the normal state (reference value) of a wearer's vital sign is smaller than a 2nd threshold value as 2nd conditions. Unlike the first embodiment, the first threshold and the second threshold in the present embodiment are set according to the type of vital sign.
本実施形態において、バイタルサインは、脈拍、脈波、血圧、血流量、体温、呼吸数、乳酸値および血糖値の少なくとも一つを含む。
In the present embodiment, the vital sign includes at least one of a pulse, a pulse wave, a blood pressure, a blood flow, a body temperature, a respiratory rate, a lactic acid level, and a blood glucose level.
コントローラ25は、脈拍の基準値からの増加量が20[回/min]より大きくなったことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、脈拍の基準値からの増加量が6[回/min]より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値(図7参照)が、脈拍の基準値との差であるとする。このとき、20[回/min]が第1の閾値に対応する。また、6[回/min]が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the amount of increase from the reference value of the pulse is greater than 20 [times / min]. The controller 25 may set the second condition that the increase from the reference value of the pulse is smaller than 6 [times / min] after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data (see FIG. 7) is the difference from the reference value of the pulse. At this time, 20 [times / min] corresponds to the first threshold value. Further, 6 [times / min] corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、例えば、脈波を二階微分することにより加速度脈波を算出して、低周波成分を高周波成分で割った比率(LF/HF)を求める。そして、コントローラ25は、比率(LF/HF)が2よりも大きくなったことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、比率(LF/HF)が2より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、上記の比率であるとする。このとき、第1の閾値および第2の閾値は、ともに2である。
For example, the controller 25 calculates an acceleration pulse wave by second-order differentiation of the pulse wave, and obtains a ratio (LF / HF) obtained by dividing the low frequency component by the high frequency component. Then, the controller 25 may set the ratio (LF / HF) to be greater than 2 as a first condition. The controller 25 may set the ratio (LF / HF) to be smaller than 2 after the first condition is satisfied as the second condition. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is the above ratio. At this time, both the first threshold value and the second threshold value are two.
コントローラ25は、血圧の基準値からの上昇量が30[mmHg]よりも大きくなったことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、血圧の基準値からの上昇量が10[mmHg]より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、血圧の基準値との差であるとする。このとき、30[mmHg]が第1の閾値に対応する。また、10[mmHg]が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the amount of increase in blood pressure from the reference value is greater than 30 [mmHg]. The controller 25 may set the second condition that the increase from the reference value of the blood pressure is smaller than 10 [mmHg] after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is the difference from the blood pressure reference value. At this time, 30 [mmHg] corresponds to the first threshold value. Further, 10 [mmHg] corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、血流量が基準値からの上昇率が10%よりも大きくなったことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、血流量の基準値からの上昇率が3%より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、血流量の基準値との差であるとする。このとき、10%が第1の閾値に対応する。また、3%が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may use the first condition that the rate of increase in blood flow from the reference value is greater than 10%. The controller 25 may set the second condition that the rate of increase from the reference value of the blood flow is less than 3% after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is the difference from the reference value of the blood flow. At this time, 10% corresponds to the first threshold value. 3% corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、体温の基準値からの上昇量が1[℃]よりも大きくなったことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、体温の基準値からの上昇量が0.3[℃]より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、体温の基準値との差であるとする。このとき、1[℃]が第1の閾値に対応する。また、0.3[℃]が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the amount of increase from the reference value of the body temperature is greater than 1 [° C.]. The controller 25 may set the second condition that the amount of increase from the reference value of the body temperature becomes smaller than 0.3 [° C.] after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is the difference from the body temperature reference value. At this time, 1 [° C.] corresponds to the first threshold value. Further, 0.3 [° C.] corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、呼吸数の基準値からの増加量が15[回/min]よりも大きくなったことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、呼吸数の基準値からの増加量が5[回/min]より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、呼吸数の基準値との差であるとする。このとき、15[回/min]が第1の閾値に対応する。また、5[回/min]が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the amount of increase from the reference value of the respiration rate is greater than 15 [times / min]. The controller 25 may set the second condition that the increase from the reference value of the respiration rate is smaller than 5 [times / min] after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is the difference from the reference value of the respiration rate. At this time, 15 [times / min] corresponds to the first threshold value. 5 [times / min] corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、乳酸値の基準値からの増加量が0.5[mmol/リットル]よりも大きくなったことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、乳酸値の基準値からの増加量が0.2[mmol/リットル]より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、乳酸値の基準値との差であるとする。このとき、0.5[mmol/リットル]が第1の閾値に対応する。また、0.2[mmol/リットル]が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the amount of increase from the reference value of the lactic acid value is greater than 0.5 [mmol / liter]. The controller 25 may set the second condition that the increase amount from the reference value of the lactic acid value becomes smaller than 0.2 [mmol / liter] after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is a difference from the reference value of the lactic acid value. At this time, 0.5 [mmol / liter] corresponds to the first threshold value. Further, 0.2 [mmol / liter] corresponds to the second threshold value.
コントローラ25は、血糖値の基準値からの減少率が15%よりも大きくなったことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、血糖値の基準値からの減少率が5%より小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値が、血糖値の基準値との差であるとする。このとき、15%が第1の閾値に対応する。また、5%が第2の閾値に対応する。
The controller 25 may set the first condition that the rate of decrease in blood glucose level from the reference value is greater than 15%. Further, the controller 25 may set the second condition that the decrease rate of the blood sugar level from the reference value becomes smaller than 5% after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data is a difference from the reference value of the blood glucose level. At this time, 15% corresponds to the first threshold value. 5% corresponds to the second threshold value.
ここで、第1実施形態と同様に、コントローラ25は、第3の閾値を設定して基準値、第1の閾値および第2の閾値の少なくとも一つを調整してもよい。また、第1実施形態と同様に、コントローラ25は、着用者のバイタルサインに応じて、報知ユニット16に光、音および振動の少なくとも1つを発するように指示してもよい。
Here, as in the first embodiment, the controller 25 may set a third threshold value and adjust at least one of the reference value, the first threshold value, and the second threshold value. Similarly to the first embodiment, the controller 25 may instruct the notification unit 16 to emit at least one of light, sound, and vibration in accordance with the wearer's vital sign.
(着用者の筋電図に基づく重心移動)
履物1の重心が着用者の筋電図に基づいて移動する場合について説明する。第1実施形態において、筋電図に基づいて算出された疲労度が履物1の重心を移動する判定に使用されていた。本実施形態において、コントローラ25は、筋電図をより直接的に履物1の重心を移動する判定に使用する。ここで、筋電図は、着用者のふくらはぎの筋電図および着用者の脛の筋電図の少なくとも1つを含む。
(Movement of the center of gravity based on the wearer's electromyogram)
A case where the center of gravity of the footwear 1 moves based on the electromyogram of the wearer will be described. In the first embodiment, the degree of fatigue calculated based on the electromyogram is used for the determination of moving the center of gravity of the footwear 1. In the present embodiment, the controller 25 uses the electromyogram for the determination of moving the center of gravity of the footwear 1 more directly. Here, the electromyogram includes at least one of an electromyogram of the wearer's calf and an electromyogram of the wearer's shin.
コントローラ25は、筋電センサが検出した筋電位に基づいて筋電図を生成する。コントローラ25は、筋電図が所定の条件を満たした場合に、重心を移動させるための重心移動指示を生成する。所定の条件は第1の条件および第2の条件を含む。筋電図が第1の条件を満たした場合に、コントローラ25は重心をかかと側に移動させる第1の重心移動指示を生成する。また、筋電図が第2の条件を満たした場合に、コントローラ25は重心をつま先側に移動させる第2の重心移動指示を生成する。
The controller 25 generates an electromyogram based on the myoelectric potential detected by the myoelectric sensor. The controller 25 generates a center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity when the electromyogram satisfies a predetermined condition. The predetermined condition includes a first condition and a second condition. When the electromyogram satisfies the first condition, the controller 25 generates a first center of gravity movement instruction for moving the center of gravity to the heel side. When the electromyogram satisfies the second condition, the controller 25 generates a second center-of-gravity movement instruction for moving the center of gravity to the toe side.
ここで、コントローラ25は、着用者の筋電図に基づく値の通常の状態(基準値)からの差が、第1の閾値より大きいことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、着用者の筋電図に基づく値の通常の状態(基準値)からの差が、第2の閾値より小さいことを第2の条件としてもよい。
Here, the controller 25 may set the first condition that the difference from the normal state (reference value) of the value based on the wearer's electromyogram is larger than the first threshold value. Moreover, the controller 25 is good also considering that the difference from the normal state (reference value) of the value based on a wearer's electromyogram is smaller than a 2nd threshold value as 2nd conditions.
コントローラ25は、着用者の筋電図から所定の時間ごとの平均周波数を演算で求める。本実施形態において、着用者の筋電図に基づく値は、所定の時間ごとの平均周波数(以下、単に「平均周波数」という)である。コントローラ25は、平均周波数の基準値からの減少量が10Hzより大きくなったことを第1の条件としてもよい。また、コントローラ25は、第1の条件が満たされた後で、平均周波数の基準値からの減少量が3Hzより小さくなったことを第2の条件としてもよい。ここで、センサデータに基づく値(図7参照)が、平均周波数の基準値との差であるとする。このとき、10Hzが第1の閾値に対応する。また、3Hzが第2の閾値に対応する。
The controller 25 calculates an average frequency for each predetermined time from the wearer's electromyogram. In the present embodiment, the value based on the wearer's electromyogram is an average frequency for each predetermined time (hereinafter, simply referred to as “average frequency”). The controller 25 may set the first condition that the amount of decrease from the reference value of the average frequency is greater than 10 Hz. The controller 25 may set the second condition that the amount of decrease from the reference value of the average frequency is smaller than 3 Hz after the first condition is satisfied. Here, it is assumed that the value based on the sensor data (see FIG. 7) is a difference from the reference value of the average frequency. At this time, 10 Hz corresponds to the first threshold value. 3 Hz corresponds to the second threshold value.
ここで、第1実施形態と同様に、コントローラ25は、第3の閾値を設定して基準値、第1の閾値および第2の閾値の少なくとも一つを調整してもよい。また、第1実施形態と同様に、コントローラ25は、着用者の筋電図に応じて、報知ユニット16に光、音および振動の少なくとも1つを発するように指示してもよい。
Here, as in the first embodiment, the controller 25 may set a third threshold value and adjust at least one of the reference value, the first threshold value, and the second threshold value. Similarly to the first embodiment, the controller 25 may instruct the notification unit 16 to emit at least one of light, sound, and vibration according to the electromyogram of the wearer.
以上のように、本実施形態に係る履物1は、重心を移動できる重心移動機構11を備える。また、本実施形態に係るシステムは、履物1と、着用者の動き、バイタルサインおよび筋電図の少なくとも1つを取得する端末装置2と、を備える。本実施形態において、重心は着用者の動き、バイタルサインおよび筋電図の少なくとも1つに基づいて移動する。
As described above, the footwear 1 according to the present embodiment includes the center-of-gravity moving mechanism 11 that can move the center of gravity. Moreover, the system which concerns on this embodiment is provided with the footwear 1 and the terminal device 2 which acquires at least 1 of a wearer's movement, a vital sign, and an electromyogram. In this embodiment, the center of gravity moves based on at least one of the wearer's movement, vital signs, and electromyogram.
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、転倒の危険性に応じて着用者の負荷を調整することができる。また、本実施形態に係るシステムは、疲労度と関連性のない着用者の動き、バイタルサイン、筋電図に基づく値についても、履物1の重心移動の判定に用いることができる。例えば「停止状態で腕を後方に素早く振る」動きによって、履物1の重心を移動させることが可能である。
Also in the present embodiment, the wearer's load can be adjusted according to the risk of falling, as in the first embodiment. In addition, the system according to the present embodiment can be used to determine the movement of the center of gravity of the footwear 1 even for values based on the wearer's movement, vital signs, and electromyograms that are not related to the degree of fatigue. For example, it is possible to move the center of gravity of the footwear 1 by a movement “swiftly swinging the arm backward in a stopped state”.
本開示を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段または各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段またはステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
Although the present disclosure has been described based on the drawings and embodiments, it should be noted that various changes and modifications may be easily made by those skilled in the art based on the present disclosure. Accordingly, it should be noted that these variations and modifications are within the scope of the present disclosure. For example, functions included in each means or each step can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means or steps can be combined into one or divided. .
(第1変形例)
上記の第1および第2実施形態に係るシステムでは、端末装置2がセンサ24を備えていた。そして、端末装置2は着用者に着用されるウェアラブル端末であった。第1変形例に係る履物1を備えるシステムでは、履物1がセンサ14を備える。そして、端末装置2はセンサ24を備えない。
(First modification)
In the systems according to the first and second embodiments described above, the terminal device 2 includes the sensor 24. And the terminal device 2 was a wearable terminal worn by the wearer. In the system including the footwear 1 according to the first modification, the footwear 1 includes the sensor 14. The terminal device 2 does not include the sensor 24.
図10は、本変形例に係る履物1の概略構成を示す。図10に示すように、履物1は、重心移動機構11と、通信ユニット12と、ストレージ13と、センサ14と、報知ユニット16と、を備える。重心移動機構11、通信ユニット12、ストレージ13および報知ユニット16は、第1および第2実施形態と同じ構成にすることができる。
FIG. 10 shows a schematic configuration of the footwear 1 according to the present modification. As shown in FIG. 10, the footwear 1 includes a center-of-gravity moving mechanism 11, a communication unit 12, a storage 13, a sensor 14, and a notification unit 16. The center-of-gravity moving mechanism 11, the communication unit 12, the storage 13, and the notification unit 16 can have the same configuration as in the first and second embodiments.
また、図11は、本変形例に係るシステムの端末装置2の概略構成を示す。図11に示すように、端末装置2は、通信ユニット22と、ストレージ23と、コントローラ25と、を備える。本変形例において、端末装置2はウェアラブル端末ではなくてもよい。本変形例において、端末装置2は例えばスマートフォンである。
FIG. 11 shows a schematic configuration of the terminal device 2 of the system according to the present modification. As illustrated in FIG. 11, the terminal device 2 includes a communication unit 22, a storage 23, and a controller 25. In this modification, the terminal device 2 may not be a wearable terminal. In this modification, the terminal device 2 is a smartphone, for example.
履物1のセンサ14は、上記の実施形態におけるセンサ24に対応する。つまり、センサ14は、着用者の動き、バイタルサインおよび筋電位の少なくとも1つを検出する。本変形例において、センサ14はモーションセンサ、バイタルセンサおよび筋電センサを含む。ここで、センサ14は、モーションセンサ、バイタルセンサおよび筋電センサのうちの一部だけを備えていてもよい。また、センサ14は、さらに別の検出装置(例えば紫外線センサ等)を備えていてもよい。
The sensor 14 of the footwear 1 corresponds to the sensor 24 in the above embodiment. That is, the sensor 14 detects at least one of the wearer's movement, vital signs, and myoelectric potential. In this modification, the sensor 14 includes a motion sensor, a vital sensor, and a myoelectric sensor. Here, the sensor 14 may include only a part of the motion sensor, the vital sensor, and the myoelectric sensor. The sensor 14 may further include another detection device (for example, an ultraviolet sensor).
ここで、センサ14がバイタルセンサを含む場合に、センサ14は、履物1を着用者が履いた際に着用者の足に接触するように履物1に備えられてもよい。さらに、センサ14は、着用者の足裏、足甲および足首の少なくとも一箇所に接触するように配置されてもよい。例えば、履物1がハイカットの靴である場合に、センサ14は、足首に接触するように履き口に設けられていてもよい。また、例えばセンサ14は、足裏に接触するように、履物1の中敷きの表面に設けられていてもよい。
Here, when the sensor 14 includes a vital sensor, the sensor 14 may be provided in the footwear 1 so as to contact the wearer's foot when the wearer wears the footwear 1. Further, the sensor 14 may be disposed so as to contact at least one of the sole, the instep and the ankle of the wearer. For example, when the footwear 1 is a high-cut shoe, the sensor 14 may be provided at the mouth so as to contact the ankle. Further, for example, the sensor 14 may be provided on the surface of the insole of the footwear 1 so as to contact the sole.
また、センサ14が筋電センサを含む場合に、センサ14は、履物1を着用者が履いた際に着用者の足に接触するように履物1に備えられてもよい。さらに、センサ14は、着用者のふくらはぎおよび脛の少なくとも一箇所に接触するように配置されてもよい。例えば、履物1がブーツである場合に、センサ14は、ふくらはぎおよび脛に接触するように設けられていてもよい。
Further, when the sensor 14 includes a myoelectric sensor, the sensor 14 may be provided in the footwear 1 so as to contact the wearer's foot when the wearer wears the footwear 1. Further, the sensor 14 may be arranged to contact at least one location of the wearer's calf and shin. For example, when the footwear 1 is a boot, the sensor 14 may be provided in contact with the calf and the shin.
本変形例においては、ウェアラブル端末等を装着することなく、着用者が履物1を履くだけでバイタルサインおよび筋電位の少なくとも一方の検出が可能である。また、センサ14がモーションセンサを含む場合に、履物1の細かい動きを検出可能である。そのため、本変形例においては、着用者の歩行に関する動きを、より正確に検出することが可能になる。
In this modification, without wearing a wearable terminal or the like, it is possible to detect at least one of vital signs and myoelectric potential by simply wearing the footwear 1 by the wearer. Further, when the sensor 14 includes a motion sensor, it is possible to detect a fine movement of the footwear 1. Therefore, in this modification, it becomes possible to detect the movement regarding the wearer's walking more accurately.
(第2変形例)
上記の第1変形例に係るシステムでは、履物1がセンサ14を備える。そして、端末装置2はセンサ24を備えない。第2変形例に係る履物1を備えるシステムでは、履物1がさらにコントローラ15を備える。本変形例において、コントローラ15は、上記の実施形態において端末装置2のコントローラ25が実行していた処理の一部または全部を実行する。
(Second modification)
In the system according to the first modification, the footwear 1 includes the sensor 14. The terminal device 2 does not include the sensor 24. In the system including the footwear 1 according to the second modification, the footwear 1 further includes a controller 15. In the present modification, the controller 15 executes part or all of the processing that has been executed by the controller 25 of the terminal device 2 in the above-described embodiment.
図12は、本変形例に係る履物1の概略構成を示す。図12に示すように、履物1は、重心移動機構11と、通信ユニット12と、ストレージ13と、センサ14と、コントローラ15と、報知ユニット16と、を備える。重心移動機構11、通信ユニット12、ストレージ13および報知ユニット16は、第1および第2実施形態と同じである。また、センサ14は第1変形例と同じである。また、本変形例の端末装置2の構成は、第1変形例と同じである(図11参照)。
FIG. 12 shows a schematic configuration of the footwear 1 according to the present modification. As shown in FIG. 12, the footwear 1 includes a center-of-gravity movement mechanism 11, a communication unit 12, a storage 13, a sensor 14, a controller 15, and a notification unit 16. The gravity center moving mechanism 11, the communication unit 12, the storage 13, and the notification unit 16 are the same as those in the first and second embodiments. The sensor 14 is the same as that in the first modification. Moreover, the structure of the terminal device 2 of this modification is the same as that of the first modification (see FIG. 11).
コントローラ15は、センサ14からセンサデータを取得して、着用者の動き、バイタルサインおよび筋電図の少なくとも1つに基づいて疲労度を推定してもよい。また、コントローラ15は、着用者の動きに基づいて算出された歩行状態に応じて履物1の重心を移動させてもよい。また、コントローラ15は、バイタルサインに基づいて履物1の重心を移動させてもよい。また、コントローラ15は、筋電図に基づいて履物1の重心を移動させてもよい。
The controller 15 may acquire sensor data from the sensor 14 and estimate the degree of fatigue based on at least one of the wearer's movement, vital signs, and electromyogram. The controller 15 may move the center of gravity of the footwear 1 according to the walking state calculated based on the wearer's movement. Further, the controller 15 may move the center of gravity of the footwear 1 based on the vital sign. Further, the controller 15 may move the center of gravity of the footwear 1 based on the electromyogram.
本変形例においては、コントローラ15が履物1の重心移動に関する処理を実行することによって、端末装置2のコントローラ25の処理負担を軽減することができる。また、上記のように、コントローラ15が疲労度または歩行状態を推定する場合には、センサ14からセンサデータを履物1と端末装置2との間で通信する必要がない。そのため、履物1および端末装置2の通信処理の負荷を軽減することができる。
In this modification, the processing load on the controller 25 of the terminal device 2 can be reduced by the controller 15 executing the process related to the movement of the center of gravity of the footwear 1. Further, as described above, when the controller 15 estimates the fatigue level or the walking state, it is not necessary to communicate sensor data from the sensor 14 between the footwear 1 and the terminal device 2. Therefore, the load of communication processing of the footwear 1 and the terminal device 2 can be reduced.
(第3変形例)
上記の第1および第2実施形態に係るシステムでは、端末装置2は1つの機器で構成されていた。第3変形例に係る履物1を備えるシステムでは、端末装置2は複数の機器で構成される。
(Third Modification)
In the systems according to the first and second embodiments described above, the terminal device 2 is configured by a single device. In the system including the footwear 1 according to the third modification, the terminal device 2 includes a plurality of devices.
図13(A)および図13(B)は、本変形例に係るシステムの端末装置2の概略構成を示す。本変形例において、端末装置2は第1の端末装置2Aと第2の端末装置2Bとで構成される。図13(A)に示すように、第1の端末装置2Aは、通信ユニット22Aと、ストレージ23Aと、コントローラ25Aと、を備える。また、図13(B)に示すように、第2の端末装置2Bは、通信ユニット22Bと、ストレージ23Bと、センサ24Bと、を備える。
FIG. 13 (A) and FIG. 13 (B) show a schematic configuration of the terminal device 2 of the system according to the present modification. In this modification, the terminal device 2 includes a first terminal device 2A and a second terminal device 2B. As shown in FIG. 13A, the first terminal device 2A includes a communication unit 22A, a storage 23A, and a controller 25A. As shown in FIG. 13B, the second terminal device 2B includes a communication unit 22B, a storage 23B, and a sensor 24B.
第2の端末装置2Bは、例えば着用者に装着されるウェアラブル端末である。また、第1の端末装置2Aは、例えばスマートフォンである。第1の端末装置2Aおよび第2の端末装置2Bは、通信ユニット22Aおよび通信ユニット22Bを用いて互いに通信を行う。また、第1の端末装置2Aおよび第2の端末装置2Bの少なくとも一方は、履物1とも通信を行う。第1の端末装置2Aおよび第2の端末装置2Bは、それぞれが物理的に別の装置であるが、互いに連携して上記の実施形態における端末装置2と同様の処理を実行する。また、本変形例の履物1の構成は、例えば第1および第2実施形態と同じである(図1参照)。
The 2nd terminal device 2B is a wearable terminal with which a wearer is equipped, for example. The first terminal device 2A is, for example, a smartphone. The first terminal device 2A and the second terminal device 2B communicate with each other using the communication unit 22A and the communication unit 22B. At least one of the first terminal device 2A and the second terminal device 2B also communicates with the footwear 1. The first terminal device 2A and the second terminal device 2B are physically separate devices, but execute the same processing as the terminal device 2 in the above embodiment in cooperation with each other. Moreover, the structure of the footwear 1 of this modification is the same as that of 1st and 2nd embodiment, for example (refer FIG. 1).
第2の端末装置2Bが備えるセンサ24Bは、上記の実施形態におけるセンサ24に対応する。つまり、センサ24Bは、着用者の動き、バイタルサインおよび筋電位の少なくとも1つを検出する。本変形例において、センサ24Bはモーションセンサ、バイタルセンサおよび筋電センサを含む。ここで、センサ24Bは、モーションセンサ、バイタルセンサおよび筋電センサのうちの一部だけを備えていてもよい。また、センサ24Bは、さらに別の検出装置(例えば紫外線センサ等)を備えていてもよい。
The sensor 24B included in the second terminal device 2B corresponds to the sensor 24 in the above embodiment. That is, the sensor 24B detects at least one of the wearer's movement, vital signs, and myoelectric potential. In this modification, the sensor 24B includes a motion sensor, a vital sensor, and a myoelectric sensor. Here, the sensor 24B may include only a part of the motion sensor, the vital sensor, and the myoelectric sensor. The sensor 24B may further include another detection device (for example, an ultraviolet sensor).
例えば、センサ24Bが筋電センサを含む場合に、第2の端末装置2Bは靴下またはサポータ型のウェアラブル端末であってもよい。このとき、筋電センサは、着用者の靴下またはサポータに備えられる。靴下またはサポータは、着用者のふくらはぎおよび脛に直接に接触する。そのため、筋電センサは、ふくらはぎおよび脛の筋電位を正確に検出することが可能である。
For example, when the sensor 24B includes a myoelectric sensor, the second terminal device 2B may be a sock or a supporter-type wearable terminal. At this time, the myoelectric sensor is provided in the sock or supporter of the wearer. The sock or supporter is in direct contact with the wearer's calf and shin. Therefore, the myoelectric sensor can accurately detect the myoelectric potentials of the calf and shin.
第2の端末装置2Bは、センサ24Bが検出したセンサデータをストレージ23Bに一時的に記憶する。そして、第2の端末装置2Bは、必要なセンサデータを通信ユニット22Bから送信する。第1の端末装置2Aは、通信ユニット22Aによって、第2の端末装置2Bからセンサデータを取得する。第1の端末装置2Aは、取得したセンサデータをストレージ23Aに一時的に記憶する。そして、第1の端末装置2Aのコントローラ25Aは、取得したセンサデータに基づいて履物1の重心の移動に関する処理を実行する。
The second terminal device 2B temporarily stores the sensor data detected by the sensor 24B in the storage 23B. Then, the second terminal apparatus 2B transmits necessary sensor data from the communication unit 22B. The first terminal device 2A acquires sensor data from the second terminal device 2B by the communication unit 22A. The first terminal device 2A temporarily stores the acquired sensor data in the storage 23A. Then, the controller 25A of the first terminal device 2A executes processing related to the movement of the center of gravity of the footwear 1 based on the acquired sensor data.
本変形例においては、端末装置2は物理的に分離している第1の端末装置2Aと第2の端末装置2Bとで構成される。そのため、履物1の重心の移動に関する処理を実行するコントローラ25Aを備える第1の端末装置2Aから離れて、センサ24Bを備える第2の端末装置2Bを配置することが可能である。つまり、本変形例において、第2の端末装置2Bの装着の位置は自由度が高い。また、第2の端末装置2Bの構成要素を少なくできるため、着用者に装着される第2の端末装置2Bの軽量化を図ることが可能である。
In the present modification, the terminal device 2 includes a first terminal device 2A and a second terminal device 2B that are physically separated. Therefore, it is possible to arrange | position the 2nd terminal device 2B provided with the sensor 24B away from the 1st terminal device 2A provided with the controller 25A which performs the process regarding the movement of the gravity center of the footwear 1. FIG. That is, in the present modification, the mounting position of the second terminal device 2B is highly flexible. Moreover, since the component of the 2nd terminal device 2B can be decreased, the weight reduction of the 2nd terminal device 2B with which a wearer is mounted | worn can be achieved.
(その他)
また、上記の実施形態および変形例における筋電センサに代えて、筋電計が使用されてもよい。筋電計は例えば筋電図を生成して、筋電図のデータをコントローラ25等に出力してもよい。また、上記の実施形態および変形例におけるバイタルセンサはバイタルサインを出力した。ここで、バイタルセンサはバイタルサインを算出可能なデータをコントローラ25等に出力してもよい。このとき、コントローラ25等は、バイタルセンサの出力に基づいてバイタルサインを演算してもよい。例えば、コントローラ25は、バイタルセンサの受光部が受光した散乱光の光電変換信号を取得する。そして、コントローラ25は、散乱光の強度に基づいてバイタルサインを演算してもよい。また、履物1がセンサ14として照度センサを備える場合に、例えばコントローラ25は照度の変化から着用者の足の上げ下げを正確に把握できる。このとき、コントローラ25は、着用者の足上げ量等を、さらに正確に算出することが可能である。
(Other)
In addition, an electromyograph may be used instead of the myoelectric sensor in the above-described embodiment and modification. For example, the electromyograph may generate an electromyogram and output the electromyogram data to the controller 25 or the like. Moreover, the vital sensor in said embodiment and modification output the vital sign. Here, the vital sensor may output data capable of calculating vital signs to the controller 25 or the like. At this time, the controller 25 or the like may calculate a vital sign based on the output of the vital sensor. For example, the controller 25 acquires a photoelectric conversion signal of scattered light received by the light receiving unit of the vital sensor. Then, the controller 25 may calculate a vital sign based on the intensity of the scattered light. Further, when the footwear 1 includes an illuminance sensor as the sensor 14, for example, the controller 25 can accurately grasp the raising and lowering of the wearer's foot from the change in illuminance. At this time, the controller 25 can calculate the wearer's foot-lifting amount and the like more accurately.
本開示内容の多くの側面は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアにより実行される一連の動作として示される。各実施形態では、種々の動作または制御方法は、例えばプログラム命令(ソフトウェア)で実装された専用回路(例えば、特定機能を実行するために相互接続された個別の論理ゲート)により実行されることに留意されたい。また、各実施形態では、種々の動作または制御方法は、例えば一以上のプロセッサにより実行される論理ブロックおよび/またはプログラムモジュール等により実行されることに留意されたい。論理ブロックおよび/またはプログラムモジュール等を実行する一以上のプロセッサには、例えば、一以上のマイクロプロセッサおよびCPU(中央演算処理ユニット)が含まれる。また、このようなプロセッサには、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)およびDSP(Digital Signal Processor)が含まれる。また、このようなプロセッサには、例えばPLD(Programmable Logic Device)およびFPGA(Field Programmable Gate Array)が含まれる。また、このようなプロセッサには、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ここに記載する機能を実行可能に設計されたその他の装置が含まれる。また、このようなプロセッサには、上記の具体例の組合せが含まれる。ここに示す実施形態は、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコードまたはこれらいずれかの組合せにより実装される。命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコードまたはコードセグメントであってもよい。そして、命令は、機械読取り可能な非一時的記憶媒体その他の媒体に格納することができる。コードセグメントは、手順、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラスまたは命令、データ構造もしくはプログラムステートメントのいずれかの任意の組合せを示すものであってもよい。コードセグメントは、他のコードセグメントまたはハードウェア回路と、情報、データ引数、変数または記憶内容の送信および/または受信を行い、これにより、コードセグメントが他のコードセグメントまたはハードウェア回路と接続される。
Many aspects of the present disclosure are presented as a series of operations performed by a computer system or other hardware capable of executing program instructions. In each embodiment, the various operations or control methods are performed by dedicated circuitry (eg, individual logic gates interconnected to perform a specific function), eg, implemented with program instructions (software). Please keep in mind. It should be noted that in each embodiment, various operations or control methods are executed by, for example, logical blocks and / or program modules executed by one or more processors. The one or more processors that execute logic blocks and / or program modules include, for example, one or more microprocessors and a CPU (Central Processing Unit). Such a processor includes, for example, an application specific integrated circuit (ASIC) and a digital signal processor (DSP). Such a processor includes, for example, a PLD (Programmable Logic Device) and an FPGA (Field Programmable Gate Array). Such processors also include controllers, microcontrollers, microprocessors, and other devices designed to perform the functions described herein. Such processors also include combinations of the above specific examples. The embodiments shown here are implemented by, for example, hardware, software, firmware, middleware, microcode, or any combination thereof. The instructions may be program code or code segments for performing the necessary tasks. The instructions can then be stored on a machine-readable non-transitory storage medium or other medium. A code segment may represent any combination of procedures, functions, subprograms, programs, routines, subroutines, modules, software packages, classes or instructions, data structures or program statements. A code segment transmits and / or receives information, data arguments, variables or stored contents with other code segments or hardware circuits, thereby connecting the code segments with other code segments or hardware circuits .
また、ストレージ13,23,23Aおよび23Bは、さらに、ソリッドステートメモリ、磁気ディスクおよび光学ディスクの範疇で構成されるコンピュータ読取り可能な有形のキャリア(媒体)として構成することができる。かかる媒体には、ここに開示する技術をプロセッサに実行させるためのプログラムモジュール等のコンピュータ命令の適宜なセットまたはデータ構造が格納されてもよい。コンピュータ読取り可能な媒体には、可搬型コンピュータディスク、RAM(Random Access Memory)およびROM(Read-Only Memory)が含まれる。また、コンピュータ読取り可能な媒体には、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)が含まれる。また、コンピュータ読取り可能な媒体には、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)が含まれる。また、コンピュータ読取り可能な媒体には、フラッシュメモリ等の書換え可能でプログラム可能なROMもしくは情報を格納可能な他の有形の記憶媒体または上記の具体例いずれかの組合せが含まれる。メモリは、プロセッサまたはプロセッシングユニットの内部および/または外部に設けることができる。ここで用いられるように、「メモリ」という語は、あらゆる種類の長期記憶用、短期記憶用、揮発性、不揮発性またはその他のメモリを意味する。つまり、「メモリ」は特定の種類および/または数に限定されない。また、記憶が格納される媒体の種類も限定されない。
Further, the storages 13, 23, 23A, and 23B can be further configured as a computer-readable tangible carrier (medium) configured in the categories of solid state memory, magnetic disk, and optical disk. Such a medium may store an appropriate set of computer instructions or a data structure such as a program module for causing a processor to execute the technology disclosed herein. Computer readable media include portable computer disks, RAM (Random Access Memory) and ROM (Read-Only Memory). The computer readable medium includes EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory). The computer readable medium includes EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). The computer readable medium also includes a rewritable and programmable ROM such as a flash memory or other tangible storage medium capable of storing information, or a combination of any of the above specific examples. The memory can be provided inside and / or outside the processor or processing unit. As used herein, the term “memory” means any kind of long-term storage, short-term storage, volatile, non-volatile or other memory. That is, the “memory” is not limited to a specific type and / or number. Further, the type of medium in which the storage is stored is not limited.