JP2020078562A - 移動補助具 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの安定的および／または効率的な移動能力を向上するための移動補助具を提供する。【解決手段】本発明はユーザの歩行を補助するシステム１０を提供するものであり、ユーザの足の位置を示すパラメータを検出するよう構成されたセンサと、ユーザにフィードバックを提供可能なフィードバックデバイス３０と、プロセッサとを具え、当該プロセッサは検知されたパラメータに応じてフィードバックデバイス３０を制御するよう構成される。本発明は、動作の信頼性および／または効率を増大し、ユーザを案内するための視覚補助および／または触覚フィードバックを提供するために有用である。【選択図】図３

Description

本発明は移動補助具に関し、特にユーザに視覚キューおよび／または触覚フィードバックを提供する補助具に関する。

本発明は、心身障害をもつ人間の日常生活を補助する移動補助具に関する。特に歩行の姿勢やバランスは、体とその部分の固有感覚や、位置、場所、向き、および動きの検知能力に複雑に関連している。固有感覚および他の感覚フィードバックは、例えば多発硬化症（ＭＳ）やパーキンソン病（ＰＤ）といった疾病の患者にとって損なわれていることが多い。これらの疾病は、ときに歩行が困難となる。

例えば、通常歩行では、踵がつま先の前に地面に接する（ヒールトゥトウ歩行）パーキンソン症候群の歩行では、しばしば足全体が同時に地面に触れるか、あるいはつま先が踵より先に地面に接する。さらに、ＰＤ患者は踵と地面の間の足を上げる距離が少ない場合がある。姿勢が不安定だと患者は転倒しやすくなり、その因果関係は明白である。

本発明は、他の人間にも感覚フィードバックを減じるのに有用である。これは歩行障害のない人々のスポーツにおいて、その姿勢や歩行の能動フィードバックを受け、例えばランニング時の姿勢や歩調を確認し改めるのに役立つ。この器具はまた、誰にでも、通常歩行中に歩行の変化を予測し検出するのに有用である。

本発明は、ユーザの安定的および／または効率的な移動能力を向上するための移動補助具を提供することを目的とする。本発明はまた、ユーザの転倒リスクを低減する。

本発明は、特許請求の範囲に記載のように、ユーザを補助するシステムおよび方法を提供する。

特に、本発明はユーザの移動を補助するシステムを提供し、これはユーザの足の位置を示すパラメータを検知するよう構成されたセンサと、前記ユーザにフィードバックを提供可能なフィードバックデバイスと、プロセッサとを具え、前記プロセッサは検知されたパラメータに応じて前記フィードバックデバイスを制御するよう構成されている。

好適には、本発明はユーザの移動を補助するシステムを提供し、これはユーザの足の位置を示すパラメータを検知するよう構成されたセンサと、第１の視覚キューを投影可能なプロジェクタと、プロセッサとを具え、前記プロセッサは検知されたパラメータに応じて前記プロジェクタを制御するよう構成されている。

好適には、本発明はユーザの移動を補助するシステムを提供し、これはユーザの足の位置を示すパラメータを検知するよう構成されたセンサと、前記センサの出力に応じて振動フィードバックを提供可能なモータと、プロセッサとを具え、前記プロセッサは検知されたパラメータに応じて前記振動フィードバックを制御するよう構成されている。

本発明は、移動の際の自信および／または効率を増大させるため利益があり、視覚補助および／または触覚フィードバックを提供してユーザを案内する。また、独立性を促進する。さらに、本発明は歩行での移動を促進するため、環境に優しい。

本発明の実施の形態を、以下の図面を参照しながら、例示としてのみ以下に説明する。
図１は、本発明の概略図である。 図２は、本発明の概略図である。 図３は、本発明の第１実施例を例示するアタッチメントを有する靴を示す図である。 図４は、図３の実施例をより詳細に示す図である。 図５は、図３の実施例をより詳細に示す図である。 図６は、第１実施例によってユーザのストライドに対して２つの視覚キュー機構がどのように動作するかを示す図である。 図７は、第１実施例によってユーザのストライドに対して２つの視覚キュー機構がどのように動作するかを示す図である。 図８は、本発明の第１実施例の電子設計図である。 図９は、一実施例において検知した圧力に応答して２つの異なる視覚キューフィードバック機構がどのように動作するかを示す図である。 図１０は、本発明を実現するインソールを示す図である。 図１１は、感知した圧力に応答して本発明を実現する振動フィードバック機構がどのように動作するかを示す図である。 図１２は、投影の最適角度を決定する方法を示す図である。 図１３は、図１０、１１の振動フィードバック機構の電子設計図である。

図１に本発明が示されており、システム１０のコア要素が、ユーザの足の位置を示すパラメータを検知するためのセンサ２０と、フィードバックを提供して固有感覚や感覚フィードバックを向上するためのフィードバックデバイス３０とを具えている。

第１実施例では、フィードバックデバイス３０はレーザの形態のプロジェクタであり、当該レーザは検知したパラメータに応じて、歩行中にユーザを補助するための１またはそれ以上の視覚キューを提供する。この第１実施例では、センサ２０は圧力センサであり、ユーザが例えば地面などの面に圧力をかけた場合を検出する。別の実施例では、距離計が用いられる。

使用時に、圧力センサ２０はユーザの足と歩行面の間の接触圧を測定する。ユーザの足が面に接触し検知された圧力が閾値を超えた場合、レーザからライン投影が放射され、ユーザがこれに沿って移動するための行路を示す。検知圧力が閾値を下回ったら、バッテリ寿命を温存すべくレーザはオフに切り替えられる。

図３−５に、レーザのライン投影の好適な実装例が示されている。これらの図面では、レーザプロジェクタ３０は３つのレーザ素子を具え、２つは下側ライン投影レーザ素子３１であり、１つは上側ドット投影素子３２である。２つの下側レーザ素子は、実質的に４５−６０°の角度で投影して適切に発散した歩行路を示すよう構成される。ドット投影はこれらのライン投影の上に焦点付けられ、ユーザの行路内の障害物に反射することになる。

図示する好適な構成では、２つのレーザ素子３１は靴の前側に配置されている。この領域は歩行サイクルにおいて地面との接触から一番最後に離れるため、レーザ素子３１に好ましい場所である。投影角度は個々のユーザに応じて異なる。この投影角度は靴からの投影距離を特定し、ユーザの歩行ストライドおよびサイズに影響される。これについて図１１を参照して後述する。

他の実施例では、レーザ投影は異なる数のレーザ素子３１を含んでもよく、例えば１つのレーザ素子３１がラインおよびドットの投影の双方を提供するよう構成されてもよい。

好適な実施例では、視覚キューは、ラインとドットの２つの要素を具える。ライン投影は、ユーザが従うべき行路を提供する。転倒のおそれを克服することにおいて、ユーザが異なれば必要性も異なる。ＭＳ患者は行路（ライン）投影が必要であり、ＦＯＧ（すくみ足）を患っているＰＤユーザは障害物の識別／投影が必要である。両方の種類のユーザには、ドット投影が障害物を避けるガイドラインとなる。好適には、ドット投影（障害物識別）は足が面に触れておらず検知圧力が閾値以下であるときに提供される。いくつかの実施例では、ドットおよびライン投影の閾値は同じであり、したがってシステムはラインとドットの投影をユーザが歩くにつれ切り替えるようにする。別の実施例では、閾値は同じではなく、また重なってもよい。別の実施例では、ドットおよび／またはライン投影は、閾値に関わらず「オン」であってよい。

好適には、ドット投影は、ユーザが障害物を識別するために見やすい大きさと明るさを有する。これらのドット投影パラメータは、階段などの、ユーザが避けにくいと思う特定物体によって決定することができる。階段は短い距離で回避されることから、必要とされる投影の直系は比較的小さく、例えば階段障害物から０．２ｍ以下のところで３ｍｍ以上とすることができる。より早く回避する必要がある障害物、例えば大型容器や電信柱などの周りを歩かなくてはいけない物の場合、０．５ｍ以下の距離で同じ直径が必要となり、これらのパラメータはそれでも階段にも適切である（ただし電力消費は増大）。

別の実施例では、例えばスポーツトレーニングにおいて、例えばパフォーマンス向上のためにユーザに最良のステップを示すために、他の種類の投影が要求される。好適には、これらのパラメータはユーザによって構成可能である。

いくつかの実施例では、システムはさらに、障害物の距離／存在を検出するための距離または近接センサを具え、システムがセンサのフィードバックに応答して障害物を目立たせるためのドット投影といった視覚キューを提供するよう構成される。したがって、ドット投影パラメータはシステムによって、センサ情報を用いて自動的に構成される。障害物が所定の近接度／距離内にある場合に、システムは選択的に追加の聴覚、振動、または視覚フィードバックを提供してもよい。

行路と障害物識別を組み合わせたシステムが、図２に概略的に示されている。シュークリップが、ユーザの靴の前に、図３に示すように取り付けられており、装着者の右の靴から行路が投影されている。この案内行路は、現在移動している左足を動かすのに役立つ。左足が地面にあるときには、同様に辿るべき右足用の行路を投影する。シュークリップは好適には、例えばブルートゥース（商標）等のワイヤレス接続でインソールに接続されているが、これは有線であってもよい。このインソールはシュークリップからレーザ投影の形で行動を伝達し（図２、ステップ２ａ）、ここでは案内行路がユーザに「パスファインダー」を介して投影される。ユーザが障害物に近づくと、視覚刺激がユーザに通るのに安全かを警告するのに役立つ（図２、ステップ２ｃ）。インソール内で計測される圧力が、後述するように、どの時間にどのレーザがオンであるかを決定するのに用いられ、選択的に一歩ずつ「パスフィール」を通して面の硬さを示す触覚フィードバックが与えられる（図２、ステップ２ｂ）。異なるシナリオのためにイベントのプログラミングは変更され、カスタマイズすることができる。例えば、健康管理のための必要性は、スポーツシナリオにおける必要性とは異なる。

いくつかの実施例では、レーザ素子は９０°回転され、垂直（４ａ）および／または水平（４ｂ）に投影されてもよい。この９０°の回転は図４、５に示されており、ここでレーザ素子は靴の前部に配置される（図４ａ、４ｂ）。代替的に、光学回折素子を用いてもよい。ユーザの要求が異なる場合には異なる投影が利用される。例えば、ＭＳユーザは、案内として作用する視覚パスによる補助がある場合に、自信が増すかもしれない。ＰＤユーザは、特にＦＯＧの患者には、障害物が投影されることが利益となる。これらの障害物は動作の契機となる視覚キューであり、そうでなければユーザは「ひやひやする（frozen）」状態である。

図６、７は、歩行時における、視覚キューとユーザの足位置との相互作用を示す図である。概要として、ライン投影（行路指示）は、ユーザの足が地面に接して検知圧力が閾値を超えた場合に出される。ドット投影（障害物識別）は、足が地面に接しておらず検知圧力が閾値以下である場合に出される。これによると、左足が右足用に投影し、逆も同様にというように、互いの動作を補助するように足が調和して動く。図６では、プロジェクタは図４ｂに示すように水平であり、ユーザが向かう行路の方向にライン投影がある。図７では、ライン投影は図４ａに示すように「垂直」である。「水平」投影はユーザに辿るべき行路を投影し、「垂直」投影は、障害物を目立たせるべく２つの平行な、縦に離れたラインで歩幅を投影する。いくつかの実施例では、垂直投影は距離センサと対になって障害物までの距離を測定し、検知した距離に応じた出力を提供することが好ましい。

図８は、本発明の第１実施例の電子配線図である。レーザ投影は、インソールからの圧力によって作用する（図６、７に示され、電子配線図に配置されたセンサによる）。圧力がなく、足が移動しており、この足のライン投影がオフとなったときに、ドット投影がオンとなる。反対の足は逆のタイミングとなり、右足が移動しているときに左足は地面にあり、ここで圧力が作用する。圧力がオンであれば、レーザのラインがオンとなり、ドット投影がオフとなる。ユーザは主スイッチを用いてシステム全体をスイッチオフすることができる。システムは好適には、圧力が所定期間実質的に変わらず、ユーザが立ち止まっている（圧力が継続的に高い）か、座っている（足置きによるが、圧力が継続的に高いか、低いまたはゼロ）と考えられる場合に、自動的に停止するよう構成されてもよい。

図９は、検知圧力に応じてどのようにラインおよびドットの視覚フィードバック機構が動作するかを示す図である。ここでは、足前部２１、足中央部２２、および足後部２３の３つの圧力センサ２０がある。図示する実施例では、ライン投影は、ユーザの足が床に接触した圧力をいずれかのセンサが検出した場合に出される。ドット投影は、いずれのセンサも床に接触する圧力を検出しない場合に出される。図９において、「水平」と「垂直」のライン投影の双方が示されている。実施例では、ライン（水平および／または垂直）および／またはドット投影の様々な組み合わせを用いることができる。

複数のセンサ２０を有するいくつかの実施例では、ライン投影のための閾値は、好適にはつま先（または足前部）センサ２１と踵（または足後部）センサ２３の双方にリンクされており、これは踵センサが最初に着してライン投影を作動させ、つま先センサが歩行サイクルの最後に地面を離れるからである。したがって、ライン投影は、つま先および／または踵のセンサ２１、２３が圧力閾値を超える圧力を検知した場合に作動し、両方のセンサの圧力が閾値以下となった場合に停止される。距離センサについて、ライン投影はつま先および／または踵センサが距離閾値より小さな距離を検知した場合に作動され、この双方が閾値を超える距離を検知した場合に停止される。適切な閾値を同様に他のセンサに適用することができる。もちろん、いくらかのユーザは異なる歩行サイクルを有し、したがって、例えば懸垂足に罹っている場合などに異なるニーズがある。

ドット投影の閾値も、同じ理由でつま先および／または踵のセンサにリンクされてもよい。ここでは、プロジェクタの機能（ラインとドット投影の双方）は、選ばれた閾値センサの検知パラメータによってのみ決定され、他のセンサはプロジェクタの切り替えに影響しない。ユーザの歩行によっては、他のセンサまたはその組み合わせを「閾値」センサとして選んでもよい。

いくつかの実施例では、センサ２０は集合的に作動し、検知パラメータは個別のセンサ出力の平均または合計として判定されてもよい。いくつかの実施例では、特定のセンサが重み付けされて計算されてもよい。いくつかの実施例では、ラインとドット投影の一方のみが提供され、他の例では両方が設けられてもよい。

図示する実施例では、３つのレーザを用いて２本のラインと１のドットを投影する。各イベントのタイミングは、装着者の歩行によって決定される。レーザ投影の他の方法は、１または２のレーザ等の、より少ない、あるいはより多いレーザ素子を用いることを含む。

ライン投影のための、投影を出す際の適切な力（または等しい圧力）の閾値は、片方の足のセンサで検出されるユーザの体重の４５％以下または５０％以下とすることができる。検出された力がユーザの体重とほぼ同じ場合、これは足が地面についているということのみを表す。検出された力がユーザの体重の約半分である場合、これは両方の足が地面に接触しており、各々が力の約半分を指示していることを示す（したがって、４５％の閾値は１０％のエラーまたは不均衡のマージンを提供する）。

ドット投影のための、ドットを出す適切な力（圧力）の閾値は、ユーザの体重の１０％以下、あるいはほぼゼロとし、すなわち足がユーザを軽く支持するか、まったくしない程度にすることができる。別の実施例では別の閾値を用いることができ、例えば単一の（ほぼ）ゼロ閾値を用いて、まったく圧力を検出しない場合にドット投影を出し、圧力が非ゼロの場合はライン投影を出すようにする。

第２実施例において、本発明はモータの形態のフィードバック装置を提供し、ここでモータは検知したパラメータに応じた振動フィードバックを提供する。いくつかの実施例では、モータは履き物のインソール内に設けられる。

このインソールは、一般にユーザに増大させた体性感覚フィードバックと固有感覚性の感覚と知覚フィードバックを与えるために触覚フィードバックを提供する。インソールは各ユーザの足に適合するよう、および必要な指示とフィードバックを与えるようにパーソナライズされてもよいが、いくつかの例では普遍的なインソールを用いてもよい。各ユーザは障害レベルによって感覚認識のレベルも異なるため、異なる振動レベルが必要となる。これらの設定はユーザが最初にインソールを較正する際に調整可能とするのが好ましい。この較正は、スマートフォンのアプリや類似のものを用いて完了させることができる。

第２実施例において、インソールは圧力センサ１２０と振動モータ１３０とを具える。圧力センサ１２０は、圧力の変化と圧力量を検出し、圧力量に直接的（または反対）に相関させた振動フィードバックを実現する。これにより、異なる面では異なる振動量となり、振動は圧力に正比例または反比例して変化する。このため、ユーザは地面の固さを検知することができ、例えば泥を踏んだ場合はコンクリート面を踏んだ場合よりも振動強度が弱くなる（モード１）。逆数相関の場合、泥を踏んだ場合はコンクリート面を踏んだ場合より振動が強くなる（モード２）。別の実施例では、振動レベルは比例相関ではなく、以下の表のように地面の固さを３段階でユーザに示す信号システムのように作動する。

他の目的のために、振動を装着者のガイドおよび訓練に使用することができる。スポーツシナリオにおいて、装着者が所定の距離を速く走ってタイムを向上させたい場合に、振動によってパフォーマンスを向上させるのに用いることができる。また、姿勢を測定し、これに応じた修正フィードバックを提供することにより、走行歩調を修正するのに用いることができる。

あるいは、複数の距離センサを用いて、システムが足の下面から地面の複数の位置までの距離を特定し、これにより地面が平坦かでこぼこであるかを特定することができる。いくつかの実施例では、足前部の圧力をセンサ１２１で、足中央部をセンサ１２２で、足後部をセンサ１２３というように、圧力を３つの位置で観測する。選択的に、振動フィードバックは同じ３箇所で、それぞれ足前部モータ１３１、足中央部モータ１３２、および足後部モータ１３３で提供されてもよい。

増大させた固有感覚性および知覚フィードバックは、インソール内に配置された振動モータ１３０を介して、圧力センサ１２０からのフィードバックによって作動される。さらに、インソールは個人にあわせてカスタマイズされ、足の裏全体に触感を提供し、これは今日大部分の人が有するように、足の前部と踵の圧力点のみで触感を提供する平坦な靴とは反対である。他の実施例では、特にユーザが足の触感が弱まっている場合に、例えばリストバンドなどインソールから離して振動子が配置され、使用時にユーザの他の部分を刺激するようにする。切断手術を受けた人の場合、足や他の体の部分からの触覚を伝達するために他の場所を用いてもよい。

例示的なインソールと成型プロトタイプを図１０に示す。図１０は４つの画像を示し、ａ）地面から（インソールを介して）かかる触覚フィードバックを、振動の形態の触覚を用いた可視化、ｂ）上側層の上面図、ｃ）上側層の底面図、およびｄ）下側層の上面図である。電子部品は、上側層と下側層の間にある。

図１０ｄに示すように、本実施例では足前部をセンサ２１、１２１、足中央部をセンサ２２、１２１、足後部をセンサ２３、１２３の３つの場所で圧力が測定される。選択的に、振動フィードバックは同じ３箇所で、それぞれ足前部モータ１３１、足中央部モータ１３２、および足後部モータ１３３で提供されてもよい。

振動動作の概略を図１１に示す。本実施例では、圧力がない場合には振動が生じない。ここで圧力が増大すると、振動フィードバックも増大する。上記下ように、圧力フィードバックは、ユーザの使用や要求に応じて多くの方法で提供することができる。図１１に示す実施例では、振動フィードバックは観測される圧力に正比例して提供される。別の実施例では、フィードバックは他の方法で利用可能であり、例えばトレーニングデバイスとして走行歩調に影響させたりパフォーマンスを向上することができる。また、姿勢の矯正にも利用可能であり、これも触覚フィードバックの異なる利用である。

図１２は、ライン投影用の光学素子の配置を示す図である。ドット投影を生成するための光学素子は必要ない。最適なプロジェクタの位置は足前部の頂部であり、これは歩行サイクルで最後に動く箇所だからである。このため、投影に安定した箇所となる。用いられる投影素子の角度は、ユーザの歩行と必要性によって決定される。

例えば、光源（装着者の靴）から５００ｍｍの距離に投影するためには、ファン角度を４５度とすると長さ約４１０ｍｍのラインが生成される。光源からの所望の投影距離が４００ｍｍである場合、ファン角度を約５５度とすると前の例と同じ長さのラインが生じる。これらのデータは、http://www.global-lasertech.co.uk/line-fan-angle-calculator/でオンライン利用可能な製造者のデータから計算される。

図１３は、本発明の第２実施例の電子配線図である。上述のように、振動モータは圧力センサによって作動される。内部測定ユニット（ＩＭＵ）がいくつかの実施例で設けられ、バランス、速度、配向、および重力の情報を提供し、装着者の歩行に関するさらなる情報を提供することができる。ＩＭＵセンサデータと圧力センサデータの組み合わせにより、足の位置のモニタ能力の精度が高まる。

第１実施例では、圧力センサ２０がユーザの足の位置を検出するのに用いられ、これは地面に接触しているか、地面に接触していないかの二値の接触状態として特定される。別の実施例では、この位置は圧力センサ１２０または距離センサを用いて段階（degree）で検出される。

好適な実施例は、圧力センサ２０、１２０を用いてユーザから地面にかかる圧力を測定する。別の実施例では、例えば近接センサ、光センサ、または距離センサ（例えば超音波センサ、ＩＲ）など他の任意のセンサを利用可能である。好適には、データがセンサにより収集され、同時に装着者の振る舞いも観測され、したがってユーザとセンサの２方向相互作用を実現する。これらのセンサは、センサ入力を分析し出力へと変化するマイクロコントローラを介して、フィードバック機構（視覚と触覚の双方）に作用する。出力は好適には遅延を最小限とするリアルタイムであるが、入力はさらに以降の分析のために保存することができる。

好適な実施例では、３つの圧力センサ１２０（１２１、１２２、１２３）と３つの振動モータ１３０（１３１、１３２、１３３）が用いられる。センサ１２０とモータ１３０は互いに対となり、踵（足後部）、つま先（足前部）、および足のアーチの下（足中央部）に配置される。これらの対は個別にリンクされ、したがって装着者のつま先のみが地面にある場合には、つま先領域のモータのみが振動する。同様に、踵のみが地面にある場合、踵領域のモータのみが振動する。この較正は、振動フィードバックが接触領域に直接相関しているため利益がある。他の実施例は、これ以上また以下のセンサ１２０とモータ１３０や、他のペアリングを含んでもよい。

図示する実施例では、システムは履き物用の１またはそれ以上のアタッチメントとして実現される。別の実施例では、システムは履き物に内蔵されうる。

本発明はまた、ユーザデータを収集して、ユーザデータとフィードバックを相関付けるのに利用される。本発明はさらに、医療（疾病や投薬）履歴やバイオメトリックデータといったユーザデータを受信するための入力デバイスを具えてもよい。本発明はさらに、データのトレンドを同定するために当該データとセンサデータを保存するストレージを具えてもよい。システムはさらに、スマートフォンやスマートウォッチに、あるいは直接コンピュータやメモリカードといった他の保存設備とこのようなデータを送受信するワイヤレス通信要素を具えてもよい。特に、システムはユーザの足にわたって圧力センサデータをリアルタイムで記録し、例えば荷重分配のリアルタイム分析のためにこのデータを保存／送信可能である。触覚フィードバックは、例えば上述のようにパフォーマンス、安定性、または強さを向上するためにユーザが荷重分配を変更するための「訓練」に利用可能である。

このデータは、症状の進行度の追跡（ユーザ、医療専門職、あるいは研究において）に利用して、ユーザが服用する投薬とリンクさせてもよく、これは例えば同じ疾病と診断されていても、薬剤ＡがユーザＡに最良であり、薬剤ＢがユーザＢに最良でありうるからである。経時的に、疾病をより理解すべく研究目的で動向の特定にも利用可能である。データはさらに診断や、新たな治療や投薬方法に関する臨床試験の評価にも役立つ。

好適な実施例では、力の向きが垂直である振動モータが用いられ、これは人間の体が垂直方向の力を吸収するようデザインされているからである。垂直方向の振動はまた循環やリンパドレナージを向上させ、一方で固有刺激、バランス、および姿勢を改善する。

本明細書および請求の範囲で用いられる場合に、「具える」、「具えている」およびこれらの変形は、特定された特徴、工程または数値が含まれることを意味する。この用語は他の特徴、工程または要素の存在を除外するものと解してはならない。

上記説明または請求の範囲、あるいは添付図面に、特定の形態、開示された機能を実行する手段、あるいは開示された結果を得るための方法またはプロセスとして記載された特徴は、適宜、個別あるいはこれらの特徴の任意の組み合わせとして、本発明の異なった形態を実現するのに用いることができる。

［好適な特徴］
１．歩行能力に制限または障害のある人物などの、移動方向へ歩行する人物を補助するための履き物または履き物用アタッチメントであって、当該履き物を装着する人物の前方にラインを投影するデバイスを具え、当該ラインは前記移動方向に伸びる行路を構成するか、前記移動方向に直角などの、前記移動方向を横切って延在するラインを形成することを特徴とする履き物または履き物用アタッチメント。

２．第１項に記載の履き物または履き物用アタッチメントにおいて、前記デバイスが、前記移動方向に伸びる行路を形成するラインの投影と、前記移動方向を横切って延在するラインの投影との間で切換可能であることを特徴とする履き物または履き物用アタッチメント。

３．第１項または第２項に記載の履き物または履き物用アタッチメントにおいて、前記移動方向に位置する障害物の高さを測るのを支援するために、前記デバイスが前記履き物を装着した人物の前方にスポットを投影可能であることを特徴とする履き物または履き物用アタッチメント。

４．第１項乃至第３項のいずれかに記載の履き物または履き物用アタッチメントにおいて、前記人物の足から地面にかかる圧力を検出する圧力センサを具え、当該センサが予め定められた閾値を超える圧力を検出した場合にのみラインを投影するよう前記センサが前記デバイスと通信可能であることを特徴とする履き物または履き物用アタッチメント。

５．第４項に記載の履き物または履き物用アタッチメントにおいて、前記デバイスは、前記センサが閾値以下の圧力を検出した場合に、スポットを投影するよう構成されていることを特徴とする履き物または履き物用アタッチメント。

６．第４項または第５項に記載の履き物または履き物用アタッチメントにおいて、インソールを具え、前記センサは前記インソールに組み込まれていることを特徴とする履き物または履き物用アタッチメント。

７．第６項に記載の履き物または履き物用アタッチメントにおいて、前記インソールが前記人物の足の裏に大きさが可変の振動を送達しうる振動子を具え、前記センサが検知した圧力が大きい場合には大きな振動を提供するよう前記振動子と通信可能であることを特徴とする履き物または履き物用アタッチメント。

８．歩行能力に制限または障害のある人物などの、移動方向へ歩行する人物を補助する方法であって、前記人物の足から前記人物の前方へラインを投影するステップを含み、前記ラインは前記移動方向に伸びる行路を構成するか、前記移動方向に直角を含む、前記移動方向を横切って延在するラインを形成することを特徴とする方法。

９．第８項に記載の方法において、前記移動方向に位置する障害物の高さを測るのを支援するために、履き物を装着した前記人物の前方にスポットを投影可能であることを特徴とする方法。

１０．第８項または第９項に記載の方法において、前記人物の足から地面にかかる圧力を検知するステップと、センサが予め定められた閾値を超える圧力を検出した場合にのみラインを投影するステップとを含むことを特徴とする方法。

１１．第１０項に記載の方法において、前記圧力が閾値以下である場合に、スポットを投影するステップを含むことを特徴とする方法。

１２．第１０項または第１１項に記載の方法において、前記人物の足の裏に振動が送達され、センサの検知圧力が増大すると振動の度合いも増大することを特徴とする方法。

１３．ユーザの動きを補助するシステムであって、
前記ユーザの足の位置を示すパラメータを検出するよう構成されたセンサと、
第１の視覚キューを投影可能なプロジェクタと、
プロセッサとを具え、当該プロセッサは検知されたパラメータに応じて前記プロジェクタを制御するよう構成されていることを特徴とするシステム。

１４．第１５項に記載のシステムにおいて、前記システムがさらに、前記第１の視覚キューとは異なる第２の視覚キューを投影可能であることを特徴とするシステム。

１５．第１４項に記載のシステムにおいて、
前記第１または第２の視覚キューが、移動しようとする方向に伸びる行路を示すライン投影であり、および／または、
前記第１または第２の視覚キューが、ドット投影であることを特徴とするシステム。

１６．第１３項乃至第１５項のいずれかに記載のシステムにおいて、前記センサが圧力または距離センサを含み、前記プロセッサは検知した圧力または距離が閾値を超えた場合に前記第１および／または第２の視覚キューを作動させることを特徴とするシステム。

１７．第１３項乃至第１５項のいずれかに記載のシステムにおいて、前記センサが圧力または距離センサを含み、前記プロセッサは検知した圧力または距離が閾値より下の場合に前記第１および／または第２の視覚キューを作動させることを特徴とするシステム。

１８．第１３項乃至第１５項のいずれかに記載のシステムにおいて、前記センサが圧力または距離センサを含み、前記プロセッサが、
検知したパラメータが第１の閾値を超えた場合に前記第１および／または第２の視覚キューを作動させ、
検知したパラメータが第２の閾値より下の場合に前記第１および／または第２の視覚キューの他方を作動させることを特徴とするシステム。

１９．第１６項乃至第１８項のいずれかに記載のシステムにおいて、前記第１および第２の閾値は実質的に同じであることを特徴とするシステム。

２０．第１項乃至第１９項のいずれかに記載のシステムにおいて、前記システムがさらに、検知されたパラメータに応答して振動フィードバックを提供可能なモータを具えることを特徴とするシステム。

２１．ユーザの動きを補助するシステムであって、
前記ユーザの足の位置を示すパラメータを検出するよう構成されたセンサと、
前記センサの出力に応答して振動フィードバックを提供可能なモータと、
プロセッサとを具え、当該プロセッサは検知されたパラメータに応じて前記応答フィードバックを制御するよう構成されていることを特徴とするシステム。

２２．第２０項または第２１項に記載のシステムにおいて、検知された圧力が増大するか検知された距離が短くなると前記振動の強度が増大するよう構成されていることを特徴とするシステム。

２３．第１項乃至第２２項のいずれかに記載のシステムにおいて、前記足の位置は、
面に触れているか、
面に触れていないか、であることを特徴とするシステム。

２４．第１項乃至第２３項のいずれかに記載のシステムにおいて、データを送信および／または受信するためのワイヤレス通信モジュールをさらに具えることを特徴とするシステム。

２５．第１項乃至第２４項のいずれかに記載のシステムにおいて、履き物または履き物用アタッチメントの形態であることを特徴とするシステム。

２６．第１２項に記載のシステムにおいて、履き物または履き物用アタッチメントの形態であり、
前記センサは、前記ユーザの足が面にかける圧力を検出するよう構成された圧力センサであり、
前記第１の視覚キューは、移動しようとする方向に伸びる行路を示すライン投影であり、
前記システムが、障害物を目立たせるためのドット投影の形態である第２の視覚キューを投影可能であり、
前記プロセッサが、検知された圧力が閾値を超えた場合に前記第１の視覚キューを作動させ、検知された圧力が前記閾値より下の場合に前記第２の視覚キューを作動させることを特徴とするシステム。

２７．ユーザの動きを補助する方法において、
前記ユーザの足の位置を検出するよう構成されたセンサからのセンサデータを測定するステップと、
検知されたパラメータによって、移動しようとする方向を示す第１の視覚キューを投影するステップと、を含むことを特徴とする方法。

２８．第２７項に記載の方法において、当該方法が、
前記ユーザの足が面に接触した場合を検出するステップと、
前記ユーザの足が面に接触している場合にプロジェクタから第１の視覚キューを投影するステップと、を含むことを特徴とする方法。

２９．第２７項または第２８項に記載の方法において、さらに、
前記ユーザから、障害物を同定するための、前記第１の視覚キューとは異なる第２の視覚キューを投影するステップと、
ユーザデータを受け取って保存するステップと、および／または、
検知された圧力に応答してモータから触覚フィードバックを提供するステップと、を含むことを特徴とする方法。

３０．第２７項乃至第２９項のいずれかに記載の方法において、
前記第１または第２の視覚キューは、移動しようとする方向に伸びる行路を示すライン投影であり、および／または、
前記第１または第２の視覚キューはドット投影である、ことを特徴とする方法。

３１．第２７項に記載のユーザの歩行を補助する方法において、前記センサが圧力センサを含み、前記方法が、
前記圧力センサからのセンサデータを測定するステップと、
検知された圧力が閾値を超えている場合に、移動しようとする方向に延びる行路を示すライン投影の形態の第１の視覚キューをプロジェクタから投影するステップと、を含むことを特徴とする方法。

３２．第２７項に記載のユーザの歩行を補助する方法において、前記センサが圧力センサを含み、前記方法が、
前記圧力センサからのセンサデータを測定するステップと、
検知された圧力が閾値を超えている場合に、移動しようとする方向に延びる行路を示すライン投影の形態の第１の視覚キューをプロジェクタから投影するステップと、
検知された圧力が前記閾値より下の場合に、障害物を目立たせるドット投影の形態の第２の視覚キューを投影するステップと、を含むことを特徴とする方法。

３３．第２７項乃至第３２項のいずれかに記載の方法において、前記センサが１またはそれ以上の圧力センサを含み、前記方法が、前記ユーザの体重分配を特定するために圧力値を測定するステップを含むことを特徴とする方法。

３４．ユーザの歩行を補助する方法において、
前記ユーザの足の位置を検出するよう構成されたセンサからのセンサデータを測定するステップと、
検知されたパラメータに応答してモータから触覚フィードバックを提供するステップとを含む方法。

３５．第３４項に記載の方法において、検知された圧力が増大するか、検知された距離が減少したら、振動の強度が増大するよう構成されていることを特徴とする方法。

Claims (3)

1. 履き物または履き物に取り付ける付着物の形状であるユーザの動きを補助するシステムにおいて、
   ユーザの足によりかけられる圧力を検出するように構成されたセンサと、
   前記センサが検出した圧力に応じて、振動によるフィードバックを提供することができるモータと、
   前記センサが検出した圧力に正比例または反比例に相関して前記振動を制御するように構成されたプロセッサであって、前記振動の特性が、検出された圧力の増加または減少に応じて増加または減少するように構成されているプロセッサと、を具えることを特徴とするシステム。
2. 請求項１に記載のシステムにおいて、前記足の位置が、地面と接しているか、または地面と接していないかのいずれかであることを特徴とするシステム。
3. 請求項１または２に記載のシステムが、さらに、データを送信および／または受信する無線通信モジュールを具えることを特徴とするシステム。

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