JP2021137417A - Computer program, muscle function parameter calculation device, muscle function parameter calculation system, and muscle function parameter calculation method - Google Patents
Computer program, muscle function parameter calculation device, muscle function parameter calculation system, and muscle function parameter calculation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021137417A JP2021137417A JP2020039254A JP2020039254A JP2021137417A JP 2021137417 A JP2021137417 A JP 2021137417A JP 2020039254 A JP2020039254 A JP 2020039254A JP 2020039254 A JP2020039254 A JP 2020039254A JP 2021137417 A JP2021137417 A JP 2021137417A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- muscle function
- sensor data
- function parameter
- acquired
- user
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
本発明は、コンピュータプログラム、筋機能パラメータ算出装置、筋機能パラメータ算出システム、筋機能パラメータ算出方法に関する。 The present invention relates to a computer program, a muscle function parameter calculation device, a muscle function parameter calculation system, and a muscle function parameter calculation method.
ユーザの運動時の生体情報を計測し、計測結果に基づいて、ユーザの運動能力を推定する方法が開示されている(例えば、特許文献1)。 A method of measuring biological information during exercise of a user and estimating the exercise ability of the user based on the measurement result is disclosed (for example, Patent Document 1).
本発明の目的は、ユーザの筋機能を示す筋機能パラメータを算出するコンピュータプログラム、筋機能パラメータ算出装置、筋機能パラメータ算出システム、筋機能パラメータ算出方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a computer program for calculating muscle function parameters indicating a user's muscle function, a muscle function parameter calculation device, a muscle function parameter calculation system, and a muscle function parameter calculation method.
本態様に係るコンピュータプログラムは、ユーザの体に装着されたウェアラブルデバイスからセンサデータを取得し、取得した前記センサデータに基づいて、少なくともユーザの筋機能の高低を示す筋機能パラメータを算出する処理をコンピュータに実行させる。 The computer program according to this aspect acquires sensor data from a wearable device worn on the user's body, and calculates at least muscle function parameters indicating the level of the user's muscle function based on the acquired sensor data. Let the computer do it.
本態様に係る筋機能パラメータ算出装置は、ユーザの体に装着されたウェアラブルデバイスからセンサデータを取得する取得部と、該取得部にて取得した前記センサデータに基づいて、少なくともユーザの筋機能の高低を示す筋機能パラメータを算出する算出部とを備える。 The muscle function parameter calculation device according to this embodiment has an acquisition unit that acquires sensor data from a wearable device attached to the user's body, and at least the user's muscle function based on the sensor data acquired by the acquisition unit. It is provided with a calculation unit that calculates muscle function parameters indicating high and low.
本態様に係る筋機能パラメータ算出システムは、加速度センサを有するウェアラブルデバイスと、ユーザの体に装着された前記ウェアラブルデバイスからセンサデータを取得する取得部と、該取得部にて取得した前記センサデータに基づいて、少なくともユーザの筋機能の高低を示す筋機能パラメータを算出する算出部とを有する筋機能パラメータ算出装置とを備える。 The muscle function parameter calculation system according to this embodiment includes a wearable device having an acceleration sensor, an acquisition unit that acquires sensor data from the wearable device attached to the user's body, and the sensor data acquired by the acquisition unit. Based on this, it is provided with a muscle function parameter calculation device having at least a calculation unit for calculating muscle function parameters indicating the level of the user's muscle function.
本態様に係る筋機能パラメータ算出方法は、ユーザの体に装着されたウェアラブルデバイスからセンサデータを取得し、取得した前記センサデータに基づいて、少なくともユーザの筋機能の高低を示す筋機能パラメータを算出する。 In the muscle function parameter calculation method according to this aspect, sensor data is acquired from a wearable device worn on the user's body, and based on the acquired sensor data, at least muscle function parameters indicating the level of the user's muscle function are calculated. do.
上記によれば、ユーザの筋機能を示す筋機能パラメータを算出するコンピュータプログラム、筋機能パラメータ算出装置、筋機能パラメータ算出システム、筋機能パラメータ算出方法を提供することができる。 According to the above, it is possible to provide a computer program for calculating muscle function parameters indicating a user's muscle function, a muscle function parameter calculation device, a muscle function parameter calculation system, and a muscle function parameter calculation method.
本発明の実施形態に係るコンピュータプログラム、筋機能パラメータ算出装置、筋機能パラメータ算出システム、筋機能パラメータ算出方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Specific examples of the computer program, the muscle function parameter calculation device, the muscle function parameter calculation system, and the muscle function parameter calculation method according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to these examples, and is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
以下、本発明をその実施形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
(実施形態1)
〈筋機能パラメータ算出システム〉
図1は実施形態1に係る筋機能パラメータ算出システムの構成例を説明する模式図である。実施形態1に係る筋機能パラメータ算出システムは、ウェアラブルデバイス1と、筋機能パラメータ算出装置2とを備える。筋機能パラメータ算出装置2は、通信網Nを介してサーバ3と通信を行うことができる。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments thereof.
(Embodiment 1)
<Muscle function parameter calculation system>
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a muscle function parameter calculation system according to the first embodiment. The muscle function parameter calculation system according to the first embodiment includes a
図2は実施形態1に係るウェアラブルデバイス1の構成例を示すブロック図である。ウェアラブルデバイス1は、演算プロセッサ10と、加速度センサ11と、送信部12とを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
加速度センサ11は、ウェアラブルデバイス1を装着したユーザAの動きに応じた加速度を検出する。
本実施形態1ではウェアラブルデバイス1が腕に装着されるものとして説明する。ウェアラブルデバイス1がユーザAの腕に装着されている場合、加速度センサ11は腕の動きに応じた加速度を検出する。加速度センサ11による加速度の測定周期は、例えば50m秒以下であることが望ましい。
The
In the first embodiment, the
演算プロセッサ10は、加速度センサ11が検出した加速度のデータ加工を行う。当該データ加工はデータ変換処理である。なお、筋機能パラメータの算出は筋機能パラメータ算出装置2が行う。つまり、ユーザAが有用な情報として認識できる筋機能パラメータは、筋機能パラメータ算出装置2側で算出される。演算プロセッサ10は、筋機能パラメータ算出装置2が筋機能パラメータを効率的に処理できるよう、加速度データを加工する前処理を実行している。
The
また、演算プロセッサ10は、全ての加速度データを送信部12へ出力するのではなく、所定の閾値以上の加速度データを送信部12へ出力する。
Further, the
送信部12は、メモリ12a及び無線通信部12bを備える。メモリ12aは加速度センサ11にて検出された加速度及び計測時点を示す情報を蓄積ないし記憶する。
The
無線通信部12bは、メモリ12aに蓄積された加速度及び計測時点を示す情報を含むセンサデータを筋機能パラメータ算出装置2へ無線送信する。無線通信部12bは、加速度のモニタリング終了後、メモリ12aが記憶するセンサデータを無線送信すれば良い。無線通信部12bは、例えばIEEE802.15.1、すなわちBluetooth(登録商標)に準拠した無線通信にて、センサデータを無線送信する。
The
なお、上記説明では、加速度をメモリ12aに記憶し、無線送信する例を説明したが、加速度データをリアルタイムで無線送信するように構成しても良い。
In the above description, an example in which the acceleration is stored in the
〈筋機能パラメータ算出装置2〉
図3は実施形態1に係る筋機能パラメータ算出装置2の構成例を示すブロック図である。筋機能パラメータ算出装置2は、例えばユーザAが所有するスマートフォン、携帯電話、タブレット端末、PDA(Personal Digital Assistant)等の可搬型の装置である。以下、筋機能パラメータ算出装置2が電話機能を有する無線通信装置であるものとして説明する。筋機能パラメータ算出装置2は、自機の各構成部の動作を制御する制御部20を備えたコンピュータである。
<Muscle function
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the muscle function
制御部20は、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、時計部、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。制御部20の入出力インタフェースには、記憶部21、無線通信部22、近距離通信部23、振動機24、表示部25、操作部26、スピーカ27及びマイク28等が接続されている。ROMはコンピュータの初期動作に必要な初期動作プログラムを記憶している。RAMは、DRAM(Dynamic RAM)、SRAM(Static RAM)等のメモリであり、制御部20の演算処理を実行する際に記憶部21から読み出された後述のコンピュータプログラム21a、又は制御部20の演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。CPUはコンピュータプログラム21aを実行することにより、各構成部の動作を制御し、ユーザAの筋機能パラメータを算出する処理を実行する。
The
記憶部21は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶部21は、ウェアラブルデバイス1から無線送信されるセンサデータに基づいて筋機能パラメータを算出する処理に必要なコンピュータプログラム21aを記憶している。
The
本実施形態に係るコンピュータプログラム21aは、記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録されている態様でも良い。記憶部21は、図示しない読出装置によって記録媒体から読み出されたコンピュータプログラム21aを記憶する。記録媒体はフラッシュメモリ等の半導体メモリである。また、記録媒体はCD(Compact Disc)−ROM、DVD(Digital Versatile Disc)−ROM、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)等の光ディスクでも良い。更に、記録媒体は、フレキシブルディスク、ハードディスク等の磁気ディスク、磁気光ディスク等であっても良い。更にまた、通信網Nに接続されている外部コンピュータ、例えばサーバ3から本実施形態に係るコンピュータプログラム21aをダウンロードし、記憶部21に記憶させても良い。
The
無線通信部22は、基地局を介して他の無線通信装置、通信網Nに接続されたサーバ3等との間で各種情報を送受信するための通信機である。無線通信部22は、例えば、3G(Generation)回線、4G回線、LTE(Long Term Evolution)回線、LPWA(Low Power Wide Area)回線等を用いて、通話音声及び各種データの送受信を行う。
The
近距離通信部23は、ウェアラブルデバイス1との間で無線通信を行う通信機である。近距離通信部23は、例えば所定の規格、IEEE802.15.1に準拠した無線通信を行う。
The short-
振動機24は、振動モータ等を備え、制御部20の制御に従って筋機能パラメータ算出装置2を振動させる。例えば、制御部20は、電話着信時、アラームの設定時刻になった場合等に振動機24を間欠的に動作させる。
The
表示部25は、液晶パネル、有機ELディスプレイ、電子ペーパ、プラズマディスプレイ等である。表示部25は、制御部20から与えられた映像データに応じた各種情報を表示する。
The
操作部26は、例えば表示部25の表面又は内部に設けられたタッチセンサ、機械式操作ボタン等である。タッチセンサは、ユーザAの指が表示部25に触れたこと、指が触れた位置等を検出することにより、ユーザAの操作を受け付け、受け付けた操作情報を制御部20に与える。つまり、制御部20は操作部26にてユーザAの操作を受け付けることができる。
The
スピーカ27は、制御部20から与えられた音声データを音波に変換して出力する。
マイク28は、音波を音声データに変換し、変換した音声データを制御部20に与える。
The
The
〈筋機能パラメータ算出処理方法〉
図4及び図5は制御部20の処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、ウェアラブルデバイス1がユーザAの体、具体的には腕に装着されており、ウェアラブルデバイス1がセンサデータを定期的に無線送信しているものとして説明する。
<Muscle function parameter calculation processing method>
4 and 5 are flowcharts showing the processing procedure of the
制御部20は、ウェアラブルデバイス1から送信されるセンサデータを、近距離通信部23にて受信する(ステップS11)。センサデータは、例えばユーザAの腕の動きに応じた加速度データ及び計測時点情報を含む。
なお、ステップS11の処理を実行する制御部20は、ユーザAの体に装着されたウェアラブルデバイス1からセンサデータを取得する取得部として機能する。
The
The
次いで、制御部20は、センサデータからノイズを除去する(ステップS12)。ユーザAは、運動中であっても、各自の意思によって休憩したりする。休憩中に測定される加速度のセンサデータは、ユーザAの筋力強度、瞬発性、筋力、衝撃強度、衝撃性、衝撃力、俊敏力強度、俊敏性、瞬発力を算出するデータとしては利用できないノイズである。制御部20はかかるノイズを除去する。例えば、ユーザAの腕の筋力強度、瞬発性、筋力、衝撃強度、衝撃性、衝撃力、俊敏力強度、俊敏性、俊敏力等を検出する場合、制御部20は、かかる検出対象によって予め定められている所定値以下の加速度データ、非パルス波形等をノイズとして除去する。
Next, the
次いで、制御部20は、取得したセンサデータに基づいてユーザAの動作の種類を判別する(ステップS13)。ユーザAの動作の種類として、衝撃動作、伸ばし止め動作(手足の伸ばし動作後に停止)、伸縮動作(手足の伸ばし動作と、引き動作の組み合わせ)等がある。人の手足の動作は、この3つの動作で、ほぼ表現できると考えられる。
なお、上記3つの動作に加え、制御部20は独立した引き動作、つまり静止動作から始まる引き動作を判別するように構成してもよい。
Next, the
In addition to the above three operations, the
衝撃動作は、ユーザAが手足等を動かし、当該手足が任意の物体に当たって急減速する状態が生ずる動作をいう。衝撃動作としては、例えば、足を上げた状態から、床に下す足ふみ動作、ボクシングでは、サンドバック打ち動作、人体への打撃を伴うパンチ動作、バレーボール等のアタック行為等が挙げられる。 The impact operation refers to an operation in which the user A moves a limb or the like, and the limb hits an arbitrary object to suddenly decelerate. Examples of the impact motion include a foot swelling motion from a raised leg to the floor, a sandback striking motion in boxing, a punching motion accompanied by a blow to the human body, an attacking action such as volleyball, and the like.
伸ばし止め動作は、ユーザAが手足を伸ばして止める動作をいう。伸ばし止め動作としては、例えば格闘技における寸止め動作が挙げられる。 The extension stop operation is an operation in which the user A extends and stops the limbs. Examples of the stretch-stopping motion include a sizing motion in martial arts.
伸縮動作は、ユーザAが手足等を伸ばして引く動作をいう。伸縮動作は、連続する伸ばし動作と、引き動作との2種の動作で構成される。伸縮動作は、伸ばし動作と、引き動作とが連続的に行われるため、伸縮動作の加速度データから得られるパルス形状は、伸ばし止め動作の加速度データから得られる伸ばし動作時のパルス形状と若干異なる。このため、伸縮動作を伸ばし止め動作と分けて考える。
伸縮動作としては、例えばシャドウボクシングが挙げられる。伸ばし動作と、引き動作は加速方向(加速度の符号)が逆の動作である。動きの強弱、動きの方向が異なるものの、手足の動作のほとんどはこの伸縮動作である。なお、人間の動作特性上、伸ばし動作は、伸ばし方向へ加速するときの加速度よりも、減速するときの加速度の方が大きい傾向がある。同様に、引き動作は、引き戻し方向へ加速するときの加速度よりも、引き戻し方向への速度が減速するときの加速度の方が大きい傾向がある。
The expansion / contraction operation refers to an operation in which the user A extends and pulls a limb or the like. The expansion / contraction motion is composed of two types of motions, a continuous stretching motion and a pulling motion. Since the stretching operation and the pulling operation are continuously performed in the stretching operation, the pulse shape obtained from the acceleration data of the stretching operation is slightly different from the pulse shape during the stretching operation obtained from the acceleration data of the stretching stop operation. Therefore, the expansion / contraction operation is considered separately from the extension / stop operation.
Examples of the expansion and contraction movement include shadow boxing. The stretching operation and the pulling operation are operations in which the acceleration directions (acceleration signs) are opposite. Although the strength and direction of movement are different, most of the movements of the limbs are this expansion and contraction movement. Due to human motion characteristics, the stretching motion tends to have a larger acceleration when decelerating than when accelerating in the stretching direction. Similarly, in the pulling operation, the acceleration when the speed in the pulling direction is decelerated tends to be larger than the acceleration when accelerating in the pulling direction.
ステップS13の処理を終えた制御部20は、ユーザAの動作の種類に応じた各種筋機能パラメータをステップS14〜ステップS20の処理によって算出する。
以下、説明の便宜上、ユーザAが衝撃動作を行った場合の筋機能算出処理(ステップS14)、ユーザAが伸ばし止め動作を行った場合の筋機能算出処理(ステップS15−ステップS16)、伸縮動作における伸ばし動作を行った場合の筋機能算出処理(ステップS17−ステップS18)、及び伸縮動作の引き動作を行った場合の筋機能算出処理(ステップS19−ステップS20)を順に説明するが、実際の処理では制御部20はステップS13の判別結果、つまりユーザAの動作の種類に応じてステップS14−ステップS20のいずれかを選択的に実行すればよい。
The
Hereinafter, for convenience of explanation, a muscle function calculation process (step S14) when the user A performs an impact operation, a muscle function calculation process (step S15-step S16) when the user A performs an extension stop operation, and an expansion / contraction operation. The muscle function calculation process (step S17-step S18) when the stretching motion is performed and the muscle function calculation process (step S19-step S20) when the stretching motion is performed will be described in order. In the process, the
加速度データに基づいて動作の種類が衝撃動作であると判定された場合、制御部20は、パルスの谷部分の加速度データに基づいて、ユーザAの筋機能パラメータとして衝撃強度、衝撃性及び衝撃力を算出する(ステップS14)。
When it is determined that the type of motion is impact motion based on the acceleration data, the
図6及び図7は、衝撃動作の加速度波形を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は加速度を示している。図6及び図7は例えばユーザAがサンドバック打ちを行った際に得られる。図6及び図7は拳を動かし、サンドバックに拳が衝突し、拳が停止するまでの動作時の加速度の変化を示している。縦軸の加速度は、拳が動く方向の加速度を示している。
図7に示すように、動作開始時に最初に表れる山状のパルスは、拳がサンドバックへ向かって加速していることを示している。山部分の前段部では拳の加速度が上昇している。山部分の後段部では拳可動領域限界に近づくため、加速度は減少する。この間も拳の加速は続いている。加速度がゼロになった部分は、拳がサンドバックに衝突した状態を示している。この時、拳の速度が最大になっている。谷状のパルスは、拳がサンドバックに衝突し、拳が急減速していることを示している。サンドバックに衝突した拳はサンドバックによって保持された状態になるため、加速度の急減速は緩和され、その後加速度はゼロの状態になる。
6 and 7 are graphs showing the acceleration waveform of the impact operation. The horizontal axis shows time and the vertical axis shows acceleration. 6 and 7 are obtained, for example, when user A performs sandback striking. 6 and 7 show changes in acceleration during movement until the fist is moved, the fist collides with the sandbag, and the fist stops. The acceleration on the vertical axis indicates the acceleration in the direction in which the fist moves.
As shown in FIG. 7, the mountain-shaped pulse that first appears at the start of the motion indicates that the fist is accelerating toward the sandback. The acceleration of the fist is increasing in the front part of the mountain part. At the rear part of the mountain part, the acceleration decreases because the fist movable area limit is approached. During this time, the fist continues to accelerate. The part where the acceleration becomes zero indicates the state where the fist collides with the sandbag. At this time, the speed of the fist is maximized. The valley-shaped pulse indicates that the fist collides with the sandback and the fist is decelerating rapidly. Since the fist that collides with the sandback is held by the sandback, the sudden deceleration of acceleration is alleviated, and then the acceleration becomes zero.
図8は、衝撃動作時の加速度データに基づいて、衝撃強度、衝撃性及び衝撃力を算出する方法を説明する説明図である。図6及び図7同様、横軸は時間、縦軸は加速度を示している。図8中、α点は加速度が正から負になった時点(ゼロクロス点)を示している。つまり、α点は、ユーザAの手足が物体に衝突して急減速を開始する時点を示している。図8中、β点は、加速度の急減速後が終了する時点を示している。 FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating impact strength, impact property, and impact force based on acceleration data during impact operation. Similar to FIGS. 6 and 7, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents acceleration. In FIG. 8, the α point indicates the time point (zero cross point) when the acceleration changes from positive to negative. That is, the α point indicates the time when the limbs of the user A collide with the object and start sudden deceleration. In FIG. 8, the β point indicates the time point at which the acceleration is finished after the sudden deceleration.
衝撃強度、衝撃性及び衝撃力は、例えば下記式(1)、(2)及び(3)で表される。
衝撃強度=T1×Σ(パルス谷部分の加速度)…(1)
衝撃性=T2×(Tβ−Tα)…(2)
衝撃力=T3×Σ(パルス谷部分の加速度)/(Tβ−Tα)…(3)
但し、T1、T2及びT3は、衝撃強度、衝撃性及び衝撃力の値が2〜4桁の数値となるように調整するための定数である。
The impact strength, impact property and impact force are represented by, for example, the following formulas (1), (2) and (3).
Impact strength = T1 x Σ (acceleration of pulse valley) ... (1)
Impact resistance = T2 × (Tβ-Tα)… (2)
Impact force = T3 x Σ (acceleration of pulse valley) / (Tβ-Tα) ... (3)
However, T1, T2 and T3 are constants for adjusting the values of impact strength, impact property and impact force so as to be numerical values of 2 to 4 digits.
上記式のΣ(パルス谷部分の加速度)は、時点Tα(α点)から時点Tβ(β点)までの加速度の累積値である。当該累積値及び衝撃強度は、図8中、パルスの谷部分の面積に相当する値である。衝撃性は、谷状パルスのパルス幅に相当する時間に係るパラメータであり、その値が小さい程、衝撃の程度が高いと考える。
衝撃力は、衝撃強度を衝撃性(値)で、割った値ものである。衝撃力は、値が大きい程、ユーザAは高い筋機能を保持していると言える。すなわち大きな衝撃強度で、短時間で動作が完了した方が高い筋機能を保持していると言える。
Σ (acceleration of the pulse valley portion) in the above equation is a cumulative value of acceleration from the time point Tα (point α) to the time point Tβ (point β). The cumulative value and the impact intensity are values corresponding to the area of the valley portion of the pulse in FIG. The impact property is a parameter related to the time corresponding to the pulse width of the valley pulse, and it is considered that the smaller the value, the higher the degree of impact.
The impact force is the value obtained by dividing the impact strength by the impact property (value). It can be said that the larger the value of the impact force, the higher the muscle function of the user A. That is, it can be said that the higher the impact strength, the higher the muscle function is maintained when the movement is completed in a short time.
なお、制御部20は上記式(1)〜(3)で算出された値の小数点以下は切り捨て又は四捨五入等するとよい。また、制御部20は、パルス谷部分のピーク値(極小値)及びパルス幅を乗算することによって、衝撃強度を算出するようにしてもよい。
The
加速度データに基づいて動作の種類が伸ばし止めであると判定された場合、制御部20は、伸ばし止め動作において最初に表れる山状のパルス(パルス山部分)の加速度データに基づいて、ユーザAの筋機能パラメータとして、筋力強度、瞬発性及び筋力を算出する(ステップS15)。また、制御部20は、伸ばし止め動作において、上記山状のパルスに次いで表れる谷状のパルス(パルス谷部分)の加速度データに基づいて、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力を算出する(ステップS16)。
When it is determined that the type of operation is non-stretching based on the acceleration data, the
図9及び図10は、伸ばし止めの加速度波形を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は加速度を示している。図9及び図10はユーザAが例えば寸止め動作を行った際に得られる。図9及び図10は、拳を伸ばし、ある位置で止めるまでの動作時の加速度の変化を示している。縦軸の加速度は、概ね拳が動く方向の加速度を示している。
図10に示すように、動作開始時に最初に表れるパルスの山部分は、ユーザAの腕が伸び、拳が前方へ向かって加速していることを示している。山部分の前段部では拳の速度が上昇している。山部分の後段部では拳可動領域限界に近づくため、加速度は減少する。上記山部分に次いで表れるパルスの谷部分は、拳を止める動作により、拳が急減速していることを示している。上記谷部分に次いで表れる小さな山状のパルスは、ユーザAが拳を止めたつもりでも、拳が惰性で前方へ移動していることを示している。
9 and 10 are graphs showing the acceleration waveforms of the stretch stop. The horizontal axis shows time and the vertical axis shows acceleration. 9 and 10 are obtained when the user A performs, for example, a dimension stop operation. 9 and 10 show the change in acceleration during operation until the fist is extended and stopped at a certain position. The acceleration on the vertical axis generally indicates the acceleration in the direction in which the fist moves.
As shown in FIG. 10, the peak portion of the pulse that first appears at the start of the operation indicates that the arm of the user A is extended and the fist is accelerating forward. The speed of the fist is increasing in the front part of the mountain part. At the rear part of the mountain part, the acceleration decreases because the fist movable area limit is approached. The valley part of the pulse that appears next to the mountain part indicates that the fist is suddenly decelerating due to the action of stopping the fist. The small mountain-shaped pulse that appears next to the valley indicates that the fist is coasting forward even if User A intends to stop the fist.
図11は、伸ばし止め時の加速度データに基づいて、筋力強度、瞬発性及び筋力を算出する方法を説明する説明図である。図9及び図10同様、横軸は時間、縦軸は加速度を示している。図11中、A点は、ユーザAの手足、例えば拳が加速し始める、伸ばし動作の開始点である。B点は、加速度が正から負になった時点(ゼロクロス点)を示している。B点で拳のスピードが最大になる。 FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating muscle strength strength, instantaneousness, and muscle strength based on acceleration data at the time of stopping stretching. Similar to FIGS. 9 and 10, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents acceleration. In FIG. 11, the point A is the start point of the stretching motion in which the limbs of the user A, for example, the fist, start accelerating. Point B indicates the time when the acceleration changes from positive to negative (zero cross point). The speed of the fist is maximized at point B.
伸ばし止め動作における最初に表れるパルスの山部分の加速度データに基づく、筋力強度、瞬発性及び筋力は、下記式(4)、(5)、(6)で表される。
筋力強度=T4×Σ(パルス山部分の加速度)…(4)
瞬発性=T5×(TB−TA)…(5)
筋力=T6×Σ(パルス山部分の加速度)/(TB−TA)…(6)
但し、T4、T5及びT6は、筋力強度、瞬発性及び筋力の値が2〜4桁の数値となるように調整するための定数である。
The muscle strength strength, instantaneousness, and muscle strength based on the acceleration data of the peak portion of the pulse that first appears in the stretch-stopping motion are represented by the following equations (4), (5), and (6).
Muscle strength = T4 x Σ (acceleration of pulse peak) ... (4)
Instantaneousness = T5 × (TB-TA) ... (5)
Muscle strength = T6 x Σ (acceleration of pulse peak) / (TB-TA) ... (6)
However, T4, T5 and T6 are constants for adjusting the values of muscle strength, instantaneousness and muscle strength so as to be numerical values of 2 to 4 digits.
上記式のΣ(パルス山部分の加速度)は、時点TA(A点)から時点TB(B点)までの加速度の累積値である。当該累積値及び筋力強度は、図11中、最初に表れるパルスの山部分の面積に相当する値である。瞬発性は、時間に係るパラメータであり、その値が小さい程、瞬発力の程度が高いと考える。
筋力は、筋力強度を瞬発性(値)で、割ったものである。筋力は、値が大きい程、ユーザAは高い筋機能を保持していると言える。すなわち大きな筋力強度で、短時間で動作が完了した方が高い筋機能を保持していると言える。
Σ (acceleration of the pulse peak portion) in the above equation is a cumulative value of acceleration from the time point TA (point A) to the time point TB (point B). The cumulative value and muscle strength are values corresponding to the area of the peak portion of the pulse that first appears in FIG. Instantaneousness is a parameter related to time, and it is considered that the smaller the value, the higher the degree of instantaneous force.
Muscle strength is the strength of muscle strength divided by the instantaneousness (value). It can be said that the larger the value of muscle strength, the higher the muscle function of user A. That is, it can be said that a person who has a large muscle strength and completes the movement in a short time retains a high muscle function.
なお、制御部20は上記式(4)〜(6)で算出された値の小数点以下は切り捨て又は四捨五入等するとよい。また、制御部20は、パルス山部分のピーク値(極大値)及びパルス幅を乗算することによって、筋力強度を算出するようにしてもよい。
The
図12は、伸ばし止め時の加速度データに基づいて、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力を算出する方法を説明する説明図である。この伸ばし動作にも、衝撃動作と同じようなパルスの谷部分がある。図11同様、横軸は時間、縦軸は加速度を示している。図12中、B点は、伸ばし動作を行った後、加速度が正から負になった時点(ゼロクロス点)を示している。C点は、加速度が負から正になった時点(ゼロクロス点)であり、止め動作の終了点、つまり伸ばし止め動作の終了点である。 FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating agility intensity, agility, and agility based on acceleration data at the time of stopping stretching. This stretching operation also has a pulse valley portion similar to the impact operation. As in FIG. 11, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents acceleration. In FIG. 12, point B indicates the time point (zero cross point) when the acceleration changes from positive to negative after the stretching operation is performed. Point C is the time point when the acceleration changes from negative to positive (zero cross point), and is the end point of the stop operation, that is, the end point of the extension stop operation.
伸ばし止め動作におけるパルスの谷部分の加速度データに基づく、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力は、下記式(7)、(8)、(9)で表される。
俊敏力強度=T7×Σ(パルス谷部分の加速度)…(7)
俊敏性=T8×(TC−TB)…(8)
俊敏力=T9×Σ(パルス谷部分の加速度)/(TC−TB)…(9)
但し、T7、T8及びT9は、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力の値が2〜4桁の数値となるように調整するための定数である。
The agility intensity, agility and agility based on the acceleration data of the valley portion of the pulse in the stretch stop operation are represented by the following equations (7), (8) and (9).
Agility strength = T7 x Σ (acceleration of pulse valley) ... (7)
Agility = T8 × (TC-TB) ... (8)
Agility = T9 x Σ (acceleration of pulse valley) / (TC-TB) ... (9)
However, T7, T8 and T9 are constants for adjusting the agility intensity, agility and agility values to be 2 to 4 digit values.
上記式のΣ(パルス谷部分の加速度)は、時点TB(B点)から時点TC(C点)までの加速度の累積値である。当該累積値及び俊敏力強度は、図12中、パルスの谷部分の面積に相当する値である。俊敏性は、時間に係るパラメータであり、その値が小さい程、瞬発力の程度が高いと考える。
俊敏力は、俊敏力強度を俊敏性(値)で、割った値ものである。俊敏力は、値が大きい程、ユーザAは高い筋機能を保持していると言える。すなわち大きな俊敏力強度で、短時間で動作が完了した方が高い筋機能を保持していると言える。
Σ (acceleration of the pulse valley portion) in the above equation is a cumulative value of acceleration from the time point TB (point B) to the time point TC (point C). The cumulative value and the agility intensity are values corresponding to the area of the valley portion of the pulse in FIG. Agility is a parameter related to time, and it is considered that the smaller the value, the higher the degree of instantaneous force.
Agility is the value obtained by dividing the agility intensity by the agility (value). As for the agility, it can be said that the larger the value, the higher the muscle function of the user A. In other words, it can be said that those who have great agility and strength and complete the movement in a short time retain higher muscle function.
なお、制御部20は上記式(7)〜(9)で算出された値の小数点以下は切り捨て又は四捨五入等するとよい。また、制御部20は、パルス谷部分のピーク値(極小値)及びパルス幅を乗算することによって、俊敏力強度を算出するようにしてもよい。
The
加速度データに基づいて動作の種類が伸縮動作であると判定された場合、制御部20は、伸縮動作を構成する伸ばし動作におけるパルスの山部分の加速度データに基づいて、ユーザAの筋機能パラメータとして、筋力強度、瞬発性及び筋力を算出する(ステップS17)。また、制御部20は、伸縮動作を構成する伸ばし動作におけるパルスの谷部分の加速度データに基づいて、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力を算出する(ステップS18)。
次いで、制御部20は、伸縮動作を構成する引き動作におけるパルスの谷部分の加速度データに基づいて、ユーザAの筋機能パラメータとして、筋力強度、瞬発性及び筋力を算出する(ステップS19)。また、制御部20は、伸縮動作を構成する引き動作におけるパルスの山部分の加速度データに基づいて、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力を算出する(ステップS20)。
When it is determined that the type of motion is expansion / contraction motion based on the acceleration data, the
Next, the
図13及び図14は、伸縮動作の加速度波形を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は加速度を示している。図13及び図14は例えばユーザAがシャドウボクシングを行った際に得られる。図13及び図14は拳を伸ばし、引き戻すまでの動作時の加速度の変化を示している。縦軸の加速度は、概ね拳が動く方向の加速度を示している。 13 and 14 are graphs showing acceleration waveforms of expansion and contraction operation. The horizontal axis shows time and the vertical axis shows acceleration. 13 and 14 are obtained, for example, when user A performs shadow boxing. 13 and 14 show changes in acceleration during operation until the fist is extended and pulled back. The acceleration on the vertical axis generally indicates the acceleration in the direction in which the fist moves.
図14に示すように、伸縮動作は伸ばし動作と引き動作とが連続して行われる。動作開始時に最初に表れるパルスの山部分は、腕を伸ばし拳が加速していることを示している。山部分の前段部では拳の加速度が上昇している。山部分の後段部では拳可動領域限界に近づくため、加速度は減少する。その後、拳が可動域領域限界に近づくと、加速度が負の値となり、拳の速度は減速する。
伸ばし動作終了後、引き動作、つまり拳を逆方向に戻す動作により、負の加速度が生ずる(時間0.0257〜0.0265)。伸ばし動作から引き動作に転ずると、加速度が更に減少するが、拳可動領域でのマイナス加速度が大きいため、谷としては表れない。引き動作の終盤では、次動作のために拳を元の位置に戻す動作によりオーバシュート(加速度の山部分)が発生する。
As shown in FIG. 14, in the expansion / contraction operation, the extension operation and the pulling operation are continuously performed. The peak of the pulse that first appears at the start of the movement indicates that the arm is extended and the fist is accelerating. The acceleration of the fist is increasing in the front part of the mountain part. At the rear part of the mountain part, the acceleration decreases because the fist movable area limit is approached. After that, when the fist approaches the limit of the range of motion, the acceleration becomes a negative value and the speed of the fist slows down.
After the stretching motion is completed, the pulling motion, that is, the motion of returning the fist in the opposite direction, causes a negative acceleration (time 0.0257 to 0.0265). When the motion is changed from the stretching motion to the pulling motion, the acceleration further decreases, but it does not appear as a valley because the negative acceleration in the fist movable area is large. At the end of the pulling motion, overshoot (the peak of acceleration) occurs due to the motion of returning the fist to its original position for the next motion.
図15は、伸縮動作時に加速度データに基づいて、筋力強度、瞬発性及び筋力、並びに俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力を算出する方法を説明する説明図である。図13及び図14同様、横軸は時間、縦軸は加速度を示している。図15中、A点は、伸ばし動作の開始点である。B点は、加速度が正から負になった時点(ゼロクロス点)を示している。C点は、伸ばし動作と、引き動作の変位点である。変位点Cは、伸ばし動作におけるパルスの谷部分において、加速度の極小点を経過した後、加速度が急激に変化する点である。D点は、加速度が負から正になった時点(ゼロクロス点)を示している。E点は引き動作の終了点である。 FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating muscle strength strength, instantaneousness and muscle strength, and agility strength, agility and agility based on acceleration data during expansion and contraction operation. Similar to FIGS. 13 and 14, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents acceleration. In FIG. 15, point A is the starting point of the stretching operation. Point B indicates the time when the acceleration changes from positive to negative (zero cross point). Point C is a displacement point for the stretching operation and the pulling operation. The displacement point C is a point where the acceleration changes abruptly after passing through the minimum point of the acceleration in the valley portion of the pulse in the stretching operation. Point D indicates the time when the acceleration changes from negative to positive (zero cross point). Point E is the end point of the pulling operation.
伸ばし動作におけるパルスの山部分の加速度データに基づく、筋力強度、瞬発性及び筋力は、伸ばし止め動作同様、上記式(4)、(5)、(6)で表される。
伸ばし動作におけるパルスの谷部分の加速度データに基づく、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力は、伸ばし止め動作同様、上記式(7)、(8)、(9)で表される。但し、C点は、伸ばし止め動作時のものと異なり、伸ばし動作から引き動作への変更点である。
The muscle strength strength, instantaneousness, and muscle strength based on the acceleration data of the peak portion of the pulse in the stretching motion are represented by the above equations (4), (5), and (6) as in the stretching motion.
The agility intensity, agility, and agility based on the acceleration data of the valley portion of the pulse in the stretching motion are represented by the above equations (7), (8), and (9) as in the stretching motion. However, point C is a change from the stretching operation to the pulling operation, unlike the one during the stretching stop operation.
また、引き動作におけるパルスの谷部分の加速度データに基づく、筋力強度、瞬発性及び筋力は、伸ばし止め動作同様、下記式(10)、(11)、(12)で表される。但し、符号が逆となる。
筋力強度=T10×Σ(パルス谷部分の加速度)…(10)
瞬発性=T11×(TD−TC)…(11)
筋力=T12×Σ(パルス谷部分の加速度)/(TD−TC)…(12)
但し、T10、T11及びT12は、筋力強度、瞬発性及び筋力の値が2〜4桁の数値となるように調整するための定数である。
Further, the muscle strength, the instantaneousness, and the muscle strength based on the acceleration data of the valley portion of the pulse in the pulling motion are represented by the following equations (10), (11), and (12) as in the stretching stop motion. However, the signs are reversed.
Muscle strength = T10 x Σ (acceleration of pulse valley) ... (10)
Instantaneousness = T11 × (TD-TC) ... (11)
Muscle strength = T12 x Σ (acceleration of pulse valley) / (TD-TC) ... (12)
However, T10, T11 and T12 are constants for adjusting the values of muscle strength, instantaneousness and muscle strength so as to be numerical values of 2 to 4 digits.
伸ばし動作におけるパルスの山部分の加速度データに基づく、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力は、伸ばし止め動作同様、下記式(13)、(14)、(15)で表される。但し、符号が逆となる。
俊敏力強度=T13×Σ(パルス山部分の加速度)…(13)
俊敏性=T14×(TE−TD)…(14)
俊敏力=T15×Σ(パルス山部分の加速度)/(TE−TD)…(15)
但し、T13、T14及びT15は、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力の値が2〜4桁の数値となるように調整するための定数である。
The agility intensity, agility, and agility based on the acceleration data of the peak portion of the pulse in the stretching motion are represented by the following equations (13), (14), and (15) as in the stretching motion. However, the signs are reversed.
Agility strength = T13 x Σ (acceleration of pulse peak) ... (13)
Agility = T14 × (TE-TD) ... (14)
Agility = T15 x Σ (acceleration of pulse peak) / (TE-TD) ... (15)
However, T13, T14 and T15 are constants for adjusting the agility intensity, agility and agility values to be 2 to 4 digit values.
なお、ステップS14〜ステップS20の処理を実行する制御部20は、取得したセンサデータに基づいて、筋機能を示す筋機能パラメータを算出する算出部として機能する。
The
筋機能パラメータの算出を終えた制御部20は、算出した筋機能パラメータと、時計部が計時する日時情報とを記憶部21に記憶する(ステップS21)。また、制御部20はセンサデータを合わせて記憶しても良い。
The
制御部20は、複数の筋機能パラメータに基づいて、当該筋機能パラメータの統計値を算出する(ステップS22)。例えば、制御部20は、運動するユーザAの一連動作に係る加速度の波形に含まれる複数のパルスに基づいて算出される複数の筋機能パラメータの統計値を算出する。例えば、一連の動作に係る複数の筋機能パラメータは記憶部21が記憶している。筋機能パラメータの統計値は、ユーザの運動の種類毎に算出するとよい。統計値は、例えば、複数の筋機能パラメータの平均値、最大値、最頻値、その他の特定の条件により抽出ないし算出される値である。
The
図16は、筋機能パラメータの表示例を示す模式図である。制御部20は、図16に示すように、今回算出した筋機能パラメータを表示部25に表示させる(ステップS23)。また、制御部20は、過去に算出した一又は複数の筋機能パラメータを、今回された筋機能パラメータと共に表示部25に表示させる(ステップS24)。つまり、制御部20は、筋機能パラメータの時間的変化を表示する。例えば、制御部20は、衝撃力、筋力、俊敏性の時間変化を図16に示すように折れ線グラフで表示すると良い。時間変化は、日単位、月単位、年単位で表示すれば良い。
図16の例では、衝撃力、筋力、俊敏性を例示したが、動作の種類毎に、筋機能パラメータを表示してもよい。例えば、制御部20は、衝撃動作における衝撃強度、衝撃性及び衝撃力を表示部25に表示する。また、制御部20は、伸ばし止め動作における筋力強度、瞬発性及び筋力、並びに俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力を表示部25に表示する。更に、制御部20は、伸縮動作における筋力強度、瞬発性及び筋力、並びに俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力を表示部25に表示する。
表示部25に表示する各筋機能パラメータは、例えば一連動作の平均値、最大値あるいは、特定の条件より抽出した統計値である。
時間変化は、各筋機能パラメータの現在の値と、1か月前又は1年前の値との対比であってもよい。制御部20は、例えば各筋機能パラメータの現在の値と、1か月前又は1年前の値とをそれぞれ表す棒グラフを並べて表示しても良い。各筋機能パラメータの現在の値と、過去の値との比較表示方法は特に限定されるものでは無い。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a display example of muscle function parameters. As shown in FIG. 16, the
In the example of FIG. 16, impact force, muscle strength, and agility are illustrated, but muscle function parameters may be displayed for each type of movement. For example, the
Each muscle function parameter displayed on the
The time change may be a contrast between the current value of each muscle function parameter and the value one month ago or one year ago. For example, the
更に、制御部20は、図16に示すように、算出された筋機能パラメータと、所定筋機能パラメータとの比較結果を表示部25に表示させる(ステップS25)。所定筋機能パラメータは、目標とする人物、例えばユーザAの熟練者(インストラクタ)が衝撃動作、伸ばし止め動作、伸縮動作等を行ったときに得られる筋機能パラメータである。
なお、比較結果の態様は特に限定されるものではなく、筋機能パラメータと所定筋機能パラメータの差分であっても良いし、所定筋機能パラメータを基準としたユーザAの得点(100点満点中の点数等)であっても良いし、評価度合い(4段階評価での評価ランク等)であっても良い。
Further, as shown in FIG. 16, the
The mode of the comparison result is not particularly limited, and may be the difference between the muscle function parameter and the predetermined muscle function parameter, and the score of the user A based on the predetermined muscle function parameter (out of 100 points). It may be a score, etc.) or an evaluation degree (evaluation rank, etc. in a 4-grade evaluation).
図17は加速度波形の表示例を示す模式図である。制御部20は、図17に示すように、ステップS11の処理で受信したセンサデータが示す波形と、所定データが示す波形との比較結果を表示部25に表示させる(ステップS26)。所定データは、目標とする人物、例えばユーザAの熟練者(インストラクタ)が衝撃動作、伸ばし止め動作、伸縮動作を行ったときに得られるセンサデータである。
なお、受信したセンサデータが示す波形と、所定データに係る波形とを比較する際、センサデータが示す波形中、所定データとの類似性が高い部分を抽出し、当該抽出されたセンサデータが示す波形と、所定データが示す波形とを比較すると良い。つまり、ユーザAと、熟練者(インストラクタ)とが同様の動作を行ったときの波形を比較すると良い。
また、筋機能パラメータ算出装置2は、波形を比較する際、ピーク値の大きさ及びパルス幅は比較対象とせず、パルス状の波形が表れるタイミングを比較し、当該比較結果を表示ないし出力するようにしても良い。
FIG. 17 is a schematic diagram showing a display example of the acceleration waveform. As shown in FIG. 17, the
When comparing the waveform indicated by the received sensor data with the waveform related to the predetermined data, a portion having a high similarity to the predetermined data is extracted from the waveform indicated by the sensor data, and the extracted sensor data indicates the portion. It is advisable to compare the waveform with the waveform indicated by the predetermined data. That is, it is preferable to compare the waveforms when the user A and the expert (instructor) perform the same operation.
Further, when comparing the waveforms, the muscle function
〈筋機能パラメータ算出システムに適した運動の種類〉
本実施形態に係る筋機能パラメータ算出システムの実用上の目的の一つは、健康増進への意識、つまり運動しようとする意識を喚起させることにある。例えば、健康を重視するアクティブシニアは、筋機能パラメータ算出システムを利用することによって、運動による自身の筋機能の向上をモニタリングできる。
筋機能を評価する運動としては、スポーツジムで行われるエクササイズが適切である。適切な運動は以下の通りである。
<Type of exercise suitable for muscle function parameter calculation system>
One of the practical purposes of the muscle function parameter calculation system according to the present embodiment is to arouse the consciousness for health promotion, that is, the consciousness for exercising. For example, an active senior who emphasizes health can monitor the improvement of his / her muscle function by exercise by using the muscle function parameter calculation system.
Exercises performed in a sports gym are appropriate exercises for assessing muscle function. Appropriate exercise is as follows.
トレッドミル、バイク、エリプティカルトレーナー、ステップマシンのマシンを用い、心拍数をあげて体脂肪燃焼を目的としたカーディオ系の運動は、稼働部位(腕、足等)が活発な動きをするため、筋機能の測定に適している。 Using treadmills, bikes, elliptical trainers, and step machines, cardio-type exercise aimed at raising the heart rate and burning body fat is because the moving parts (arms, legs, etc.) move actively. , Suitable for measuring muscle function.
ズンバ、エアロビックス等のダンス系の運動は、音楽にあわせて、体全体を動かすトレーニングのため、筋機能の測定に適している。 Dance-type exercises such as Zumba and aerobics are suitable for measuring muscle function because they are training to move the entire body in time with music.
キックボクシング、テコンドー、空手、ムエタイ、ボクシング等の格闘技系の運動は、稼働部位(腕、足等)を瞬発的に動かす動作があるので、筋機能の測定に適している。 Martial arts exercises such as kickboxing, taekwondo, karate, Muay Thai, and boxing are suitable for measuring muscle function because they move the moving parts (arms, legs, etc.) instantaneously.
100mダッシュ等の走行運転は、筋力を最大限に使用する瞬発性を有する運動であるため、筋機能の測定に適している。 Running driving such as 100m dash is suitable for measuring muscle function because it is an exercise having instantaneousness that maximizes muscle strength.
ランニング又は歩行も、筋機能の測定になり得る。ランニング又は歩行は、熟練者(インストラクタ)又は過去の自身との相対値評価により、筋能力を評価し得る。
なお、ランニング又は歩行の場合、ユーザAは強く走ったり、弱く走ったり、休憩したりするため、検出される加速度には、筋機能の測定に不適な加速度データも含まれる。この場合、後述の実施形態3で説明するように、AI(学習モデル)を用いて、筋機能の測定ないし評価に適した加速度データのみを抽出するとよい。
Running or walking can also be a measure of muscle function. For running or walking, muscle ability can be evaluated by a relative value evaluation with an expert (instructor) or oneself in the past.
In the case of running or walking, the user A runs strongly, runs weakly, or takes a break. Therefore, the detected acceleration includes acceleration data unsuitable for measuring muscle function. In this case, as described in the third embodiment described later, it is preferable to extract only the acceleration data suitable for the measurement or evaluation of the muscle function by using the AI (learning model).
各種陸上競技、水泳、体操、自転車競技、武道・格闘技、ダーツ等の射的スポーツ、球技、スキー、スノーボード、スケート、陸上スポーツ、サーフィン等のウォータースポーツ、雪合戦等の雪上スポーツ、ローラースケート等の陸上滑走スポーツ、対戦スポーツ、その他、瞬発的な動きがある任意の運動について、本実施形態を適用することができる。 Various athletics, swimming, gymnastics, bicycle sports, martial arts / fighting, shooting sports such as darts, ball sports, skiing, snowboarding, skating, athletics, water sports such as surfing, snow sports such as snow battles, land such as roller skating The present embodiment can be applied to gliding sports, competitive sports, and any other exercise with instantaneous movements.
また、複数種類の運動について筋力パラメータ、俊敏力パラメータ等を算出し、総合的にユーザAの筋機能を評価するように構成しても良い。例えば、ユーザAが、ジムのキックボクシングレッスン、ダンス系レッスン、ランニングを行っていたとすると、この複数を総合的に判断、評価する。 Further, the muscle strength parameter, the agility parameter, and the like may be calculated for a plurality of types of exercises, and the muscle function of the user A may be comprehensively evaluated. For example, if user A is conducting a gym kickboxing lesson, a dance lesson, or a running, the plurality of them are comprehensively judged and evaluated.
〈他のセンサの併用〉
呼吸、脈拍、血圧等の他のセンサから得られる身体センシングデータと、本実施形態に係る筋機能パラメータ算出システムにて得られる筋機能パラメータとを用いて、より付加価値が高い情報を得ることができる。例えば、同様な筋力パーフォマンスをもつ運動しても、心拍数や呼吸数があがっていない場合、心拍、呼吸器機能の能力が改善している等の評価が可能となる。比較対象は、ユーザA以外の第三者であっても良いし、過去のユーザAであっても良い。
<Combined use with other sensors>
It is possible to obtain more value-added information by using the body sensing data obtained from other sensors such as respiration, pulse, and blood pressure and the muscle function parameters obtained by the muscle function parameter calculation system according to the present embodiment. can. For example, even if the exercise has the same muscular strength performance, if the heart rate and the respiratory rate do not increase, it is possible to evaluate that the heart rate and the respiratory function ability are improved. The comparison target may be a third party other than user A, or may be past user A.
〈ウェアラブルデバイスの装着個数と装着部位〉
また、本実施形態1では、一つのウェアラブルデバイス1を用いる例を説明したが、複数のウェアラブルデバイス1を用いても良い。この場合、複数のウェアラブルデバイス1の時間を同期させると良い。
複数のウェアラブルデバイス1を用いることにより、ユーザAの体全体の筋機能を測定ないし評価することができる。ユーザAは例えば、両手、両腕、両足にウェアラブルデバイス1を装着するとよい。左右の手、腕、足の動きを比較することによって、左右の筋機能のバランスを把握することができる。
またユーザAは、腰、背中にウェアラブルデバイス1を装着してもよい。体幹ないし体全体の筋機能を把握することができる。
なお、相対値比較を行う場合、比較対象となるユーザA又は熟練者(インストラクタ)は、同じ部位にウェアラブルデバイス1を装着する必要がある。
<Number of wearable devices installed and parts to be installed>
Further, in the first embodiment, an example in which one
By using the plurality of
Further, the user A may wear the
When performing relative value comparison, the user A or the expert (instructor) to be compared needs to wear the
このように構成された実施形態1に係るコンピュータプログラム21a、筋機能パラメータ算出装置2、筋機能パラメータ算出システム、筋機能パラメータ算出方法によれば、ウェアラブルデバイス1から取得した加速度を示すセンサデータに基づいて、ユーザAの筋機能を示す筋機能パラメータを算出することができる。
According to the
人体の状況をモニタリングするシステムは多数開発されている。例えば、呼吸、脈拍、血圧等をモニタリングすることで、活動量や消費カロリーを測定して、どれくらいの運動をおこなったか等々の運動促進への意識付けを行っている。一方、身体各部の角度,角速度や速度,加速度を測定することでスポーツにおける姿勢計測をおこない、理想の姿勢に近づける取り組みを行っている。
前者は、日々の運動に対して、どれだけ運動をしたかの定量化の手段でしかなく、自分の筋力の能力がどれくらいあるかという指標ではない。また後者は、姿勢状態を定量化して改善することで、各種競技に対する能力アップにつながるものの、そもそも潜在的に持っている能力をモニタリングしているわけではない。
本実施形態に係る筋機能パラメータ算出システムは、上記方法ではモニタリングすることが難しい潜在的な筋機能をモニタリングすることができる。ユーザAは、他人と比べて自身の筋機能がどの程度のレベルなのかを把握することができる。ユーザAは、継続的な運動実施の前後において、筋機能がどの程度向上したのかを把握することができる。
Many systems have been developed to monitor the condition of the human body. For example, by monitoring respiration, pulse, blood pressure, etc., the amount of activity and calories burned are measured to raise awareness of exercise promotion such as how much exercise has been performed. On the other hand, we measure the posture in sports by measuring the angle, angular velocity, speed, and acceleration of each part of the body, and we are trying to get closer to the ideal posture.
The former is only a means of quantifying how much exercise you have done for daily exercise, not an index of how much your muscle strength is. The latter also improves the ability for various sports by quantifying and improving the posture state, but it does not monitor the potential ability in the first place.
The muscle function parameter calculation system according to the present embodiment can monitor potential muscle functions that are difficult to monitor by the above method. User A can grasp the level of his / her muscle function as compared with others. User A can grasp how much the muscle function has improved before and after the continuous exercise.
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、算出された筋力、俊敏力等の筋機能パラメータを表示ないし出力することができる。ユーザAは、表示された筋機能パラメータを確認し、健康管理を行うことができる。
According to the muscle function
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、ユーザAの衝撃動作における衝撃強度、衝撃性及び衝撃力等の筋機能パラメータを算出することができる。
According to the muscle function
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、ユーザAの筋力に関する筋力強度、瞬発性及び筋力等の筋機能パラメータを算出することができる。
According to the muscle function
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、ユーザAの俊敏性に関する敏力強度、俊敏性及び俊敏力等の筋機能パラメータを算出することができる。
According to the muscle function
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、運動するユーザAの一連動作に係る加速度の波形に含まれる複数のパルスに基づいて算出した筋機能パラメータの統計値を算出し、筋機能パラメータの統計値を表示部25に表示することができる。
According to the muscle function
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、ユーザAの動作の種類を、少なくとも衝撃動作、伸ばし止め動作及び伸縮動作に分類し、分類された動作の種類に応じて筋機能パラメータを算出することができる。加速度のパルス形状は動作の種類によって異なる。動作の種類を分類して筋機能パラメータを算出することによって、より適確に筋力パラメータを算出することができる。
According to the muscle function
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、算出された衝撃強度、衝撃性及び衝撃力、筋力強度、瞬発性及び筋力、並びに俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力等の筋機能パラメータを記憶部21に記憶することができる。
According to the muscle function
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、ユーザAの筋機能パラメータの時間的変化を表示ないし出力することができる。筋機能パラメータの変化を表示することにより、健康管理のモチベーションをユーザAに付与することができる。また、ユーザAは、筋力アップ、筋力ダウン、体力増加、低下等を把握することができる。
According to the muscle function
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、ユーザAの筋機能パラメータと、熟練者(インストラクタ)の筋機能パラメータとの比較結果を表示ないし出力することができる。熟練者(インストラクタ)の筋機能パラメータとの比較結果を表示することにより、ユーザAは、自身の上達度を確認することができ、健康管理のモチベーションをユーザAに付与することができる。
According to the muscle function
筋機能パラメータ算出装置2等によれば、ユーザAに係るセンサデータの波形と、熟練者(インストラクタ)に係るセンサデータの波形との比較結果を表示ないし出力することができる。熟練者(インストラクタ)のセンサデータ波形との比較結果を表示することにより、自身の上達度を確認することができ、健康管理のモチベーションをユーザAに付与することができる。
According to the muscle function
加速度センサ11の検出レンジを20[G]に設定することによって、ウェアラブルデバイス1は、測定精度の低下を抑え、かつ衝撃を伴わない運動を行うユーザAの動きを検出することができる。
By setting the detection range of the
加速度センサ11の検出レンジを40[G]に設定することによって、ウェアラブルデバイス1は、測定精度の低下を抑え、かつ衝撃を伴う運動を行うユーザAの動きを検出することができる。
By setting the detection range of the
ウェアラブルデバイス1は、加速度のスカラー値を算出し、筋機能パラメータ算出装置2へ無線送信する構成であるため、無線送信するデータ量、筋機能パラメータ算出装置2の演算処理負荷を低減させることができる。ウェアラブルデバイス1の電池の消費量を抑えることができる。
Since the
ウェアラブルデバイス1は、閾値未満の加速度に係るセンサデータを除去し、閾値以上の加速度に係るセンサデータを、筋機能パラメータ算出装置2へ無線送信する構成であり、無駄なデータ送信を避けることができる。ウェアラブルデバイス1の電池の消費量を抑えることができる。
The
ウェアラブルデバイス1は、加速度センサ11が検出する加速度から重力成分を除去することによって、ユーザAの運動によって生じた加速度を示すセンサデータを、筋機能パラメータ算出装置2へ送信することができる。よって、より正確に筋機能パラメータを算出することができる。
The
なお、実施形態1では、ウェアラブルデバイス1は常時、定期的にセンサデータを筋機能パラメータ算出装置2へ無線送信する例を説明したが、検出されたセンサデータを一定量蓄積し、蓄積されたセンサデータをまとめて無線送信するように構成しても良い。
また、ウェアラブルデバイス1はメモリカードを着脱可能に備え、センサデータを当該メモリカードに記憶させるように構成しても良い。筋機能パラメータ算出装置2もメモリカードを着脱可能に備えることが可能であり、筋機能パラメータ算出装置2は装着したメモリカードからセンサデータを読み出し、読み出したセンサデータに基づいて、実施形態1で説明したように筋機能パラメータを算出すれば良い。
更に、ウェアラブルデバイス1はNFC(Near field communication)にて蓄積したセンサデータを筋機能パラメータ算出装置2へ送信しても良い。
更に、ウェアラブルデバイス1がセンサデータを蓄積し、筋機能パラメータ算出装置2がセンサデータをまとめてウェアラブルデバイス1から取得する構成においては、ウェアラブルデバイス1は、所定の閾値を超える加速度を検出した場合だけ、センサデータを筋機能パラメータ算出装置2へ無線送信するように構成しても良い。ウェアラブルデバイス1及び筋機能パラメータ算出装置2の消費電力を抑えることができる。
In the first embodiment, the
Further, the
Further, the
Further, in the configuration in which the
更に、本実施形態1では、無線通信装置である筋機能パラメータ算出装置2がユーザAの筋機能パラメータを算出する例を説明したが、サーバ3が筋機能パラメータを算出しても良い。筋機能パラメータ算出装置2と同様のハードウェア構成を有する無線通信装置は、ウェアラブルデバイス1から加速度データを取得し、取得した加速データをサーバ3へ無線送信する。サーバ3は本実施形態1に係るコンピュータプログラム21aを実行することによって、筋機能パラメータを算出し、算出した筋機能パラメータを無線通信装置へ送信する。無線通信装置は、サーバ3で算出された筋機能パラメータを取得し、表示部25に表示する。その他、実施形態1で説明した各種機能を適宜サーバ3で実行させ、実行結果を無線通信端末に表示させるように構成しても良い。
Further, in the first embodiment, the example in which the muscle function
(実施形態2)
実施形態2に係るコンピュータプログラム21a、筋機能パラメータ算出装置2、筋機能パラメータ算出システム、筋機能パラメータ算出方法は、筋機能パラメータの算出方法のみが実施形態1と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態1と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
The
図18は実施形態2に係る筋機能パラメータ算出装置2の機能ブロック図である。実施形態2に係る筋機能パラメータ算出装置2は、センサデータ取得部20aと、パルス選択部20bと、第1学習モデル20cと、第2学習モデル20dと、第3学習モデル20eとを備える。実施形態2に係る筋機能パラメータ算出装置2の制御部20は、機械学習処理を実行する場合、GPU(Graphics Processing Unit)、GPGPU(General-purpose computing on graphics processing units)、TPU(Tensor Processing Unit)等を有する構成が好ましい。
FIG. 18 is a functional block diagram of the muscle function
センサデータ取得部20aは、ウェアラブルデバイス1からセンサデータを取得し、取得したセンサデータをパルス選択部20bに与える。
The sensor
パルス選択部20bは、取得したセンサデータのうち、衝撃動作のセンサデータを選択し、衝撃動作に係るパルスのセンサデータを第1学習モデル20cへ出力する。
また、パルス選択部20bは、取得したセンサデータのうち、伸ばし止め動作に係るセンサデータを選択し、伸ばし止め動作に係るセンサデータを第2学習モデル20dへ出力する。
更に、パルス選択部20bは、取得したセンサデータのうち、伸縮動作時に係るセンサデータを第3学習モデル20eへ出力する。
パルス選択部20bによるセンサデータの選別は、例えば、センサデータにより表される加速度の波形のパターンマッチングによって行うことができる。衝撃動作に係る加速度の波形は、図6に示すように、山状のパルス形状とこれに続く谷状のパルス形状からなるため、パルス選択部20bは、かかる特徴を抽出することによって、衝撃動作のセンサデータを判別することができる。また、伸ばし止め動作に係る加速度の波形は、図9に示すように、山状のパルス形状と、これに続く谷状のパルス形状と、これに続く小さな山状のパルス形状からなるため、パルス選択部20bは、かかる特徴を抽出することによって、伸ばし止め動作のセンサデータを判別することができる。更に、伸縮動作に係る加速度の波形は、図13に示すように、山状のパルス形状と、これに続く谷状のパルス形状と、これに続く山状のパルス形状(最初の山状のパルス形状と同程度の大きさ)からなるため、パルス選択部20bは、かかる特徴を抽出することによって、伸縮動作のセンサデータを判別することができる。
The
Further, the
Further, the
The selection of the sensor data by the
第1学習モデル20cは、衝撃動作に係るセンサデータが入力される入力層と、中間層と、衝撃強度、衝撃性及び衝撃力等の筋機能パラメータを出力する出力層とを有するニューラルネットワークである。第1学習モデル20cは、例えば、再帰型ニューラルネットワーク(RNN: Recurrent Neural Network)を備え、時系列のセンサデータが入力された場合、ユーザAの衝撃強度、衝撃性及び衝撃力を出力するようにRNNを学習させると良い。また、第1学習モデル20cは、センサデータが示す波形を画像として処理するように構成しても良い。かかる第1学習モデル20cは、センサデータが示す波形の画像データを処理するための図示しない畳み込み層及びプーリング層を有する。
第1学習モデル20cの作成方法は以下の通りである。まず、複数の衝撃動作に係るセンサデータと、各センサデータに対する評価である衝撃強度、衝撃性及び衝撃力等の筋機能パラメータとを有する学習用データを用意する。そして学習前のニューラルネットワークにセンサデータを入力させ、出力された筋機能パラメータと、学習用データの筋機能パラメータとの誤差が小さくなるように、勾配降下法、誤差逆伝播法等を用いて各種パラメータの最適化し、ニューラルネットワークを機械学習させる。かかる機械学習を繰り返すことによって、第1学習モデル20cを生成することができる。
The
The method of creating the
第2学習モデル20dは、伸ばし止め動作に係るセンサデータが入力される入力層と、中間層と、筋力強度、瞬発性及び筋力、並びに俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力等の筋機能パラメータを出力する出力層とを有するニューラルネットワークである。第2学習モデル20dの構成は、第1学習モデル20cと同様である。第2学習モデル20dの作成方法は以下の通りである。まず、複数の伸ばし止め動作に係るセンサデータと、各センサデータに対する評価である筋力強度、瞬発性及び筋力、並びに俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力等の筋機能パラメータとを有する学習用データを用意する。そして、学習前のニューラルネットワークにセンサデータを入力させ、出力された筋機能パラメータと、学習用データの筋機能パラメータとの誤差が小さくなるように、勾配降下法、誤差逆伝播法等を用いて各種パラメータの最適化し、ニューラルネットワークを機械学習させる。かかる機械学習を繰り返すことによって、第2学習モデル20dを生成することができる。
The
第3学習モデル20eは、伸縮動作時に係るセンサデータが入力される入力層と、中間層と、筋力強度、瞬発性及び筋力、並びに俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力等の筋機能パラメータを出力する出力層とを有するニューラルネットワークである。第3学習モデル20eの構成は、第1学習モデル20cと同様である。第3学習モデル20eの作成方法は以下の通りである。まず複数の伸縮動作に係るパルスのセンサデータと、各センサデータに対する評価である筋力強度、瞬発性及び筋力、並びに俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力等の筋機能パラメータとを有する学習用データを用意する。そして、学習前のニューラルネットワークにセンサデータを入力させ、出力された筋機能パラメータと、学習用データの筋機能パラメータとの誤差が小さくなるように、勾配降下法、誤差逆伝播法等を用いて各種パラメータの最適化し、ニューラルネットワークを機械学習させる。かかる機械学習を繰り返すことによって、第3学習モデル20eを生成することができる。
The
実施形態2係るコンピュータプログラム21a、筋機能パラメータ算出装置2、筋機能パラメータ算出システム、筋機能パラメータ算出方法においても実施形態1と同様の効果を奏する。
The same effect as that of the first embodiment is obtained in the
なお、第1学習モデル20c、第2学習モデル20d及び第3学習モデル20eの中間層の層数、各層のニューロン数等、その構造は特に限定されるものでは無く、ニューラルネットワークの種類も特に限定されるものでは無い。
また本実施形態2では、各種筋機能パラメータを算出する機械学習器の例として、ニューラルネットワークを示したが、SVM(Support Vector Machine)、ベイジアンネットワーク、又は、回帰木等、公知の学習済モデルを用いて、センサデータと、筋機能パラメータとの関係を学習させても良い。
The structure of the
Further, in the second embodiment, a neural network is shown as an example of a machine learning device that calculates various muscle function parameters, but a known trained model such as an SVM (Support Vector Machine), a Bayesian network, or a regression tree is used. It may be used to learn the relationship between the sensor data and the muscle function parameters.
更に、本実施形態2ではセンサデータを、衝撃動作に係るセンサデータと、伸ばし動作に係るセンサデータと、伸縮動作のセンサデータとに分類し、各センサデータを解析する第1学習モデル20c、第2学習モデル20d、及び第3学習モデル20eを説明したが、更に引き動作に係るセンサデータを分類し、当該センサデータに基づいて、筋力強度、瞬発性、筋力、俊敏力強度、俊敏性及び俊敏力を算出する学習モデルを備えてもよい。
Further, in the second embodiment, the sensor data is classified into the sensor data related to the impact motion, the sensor data related to the stretching motion, and the sensor data of the stretching motion, and the
本実施形態2では、無線通信装置である筋機能パラメータ算出装置2が学習モデルを用いて、各種筋機能パラメータを算出する例を説明したが、サーバ3側で筋機能パラメータを算出するように構成しても良い。
ニューラルネットワークの学習も、無線通信装置が実行しても良いし、サーバ3が実行しても良い。
In the second embodiment, an example in which the muscle function
The learning of the neural network may also be executed by the wireless communication device or the
(実施形態3)
実施形態3に係るコンピュータプログラム21a、筋機能パラメータ算出装置2、筋機能パラメータ算出システム、筋機能パラメータ算出方法は、学習モデルを用いて、加速度センサ11から得られる加速度の波形と運動の種類との関係を認識する点が実施形態1又は2と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態1又は2と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Embodiment 3)
The
図19は、実施形態3に係る筋機能パラメータ算出装置2の機能ブロック図である。実施形態3に係る筋機能パラメータ算出装置2は、第4学習モデル20fを備える。実施形態3に係る筋機能パラメータ算出装置2の制御部20は、機械学習処理を実行する場合、GPU(Graphics Processing Unit)、GPGPU(General-purpose computing on graphics processing units)、TPU(Tensor Processing Unit)等を有する構成が好ましい。
FIG. 19 is a functional block diagram of the muscle function
第4学習モデル20fは、センサデータに含まれる複数の加速度及び計測時点を示す情報、例えば加速度の波形が入力される入力層と、中間層と、入力された加速度がユーザAの特定の運動に基づく加速度のパルスを示す情報であるか否かを判別するための情報を出力する出力層とを有するニューラルネットワークである。第4学習モデル20fは、例えば、再帰型ニューラルネットワークを備え、時系列のセンサデータが入力された場合、ユーザAが行っている運動の種類を示す情報を出力するようにRNNを学習させると良い。運動の種類には、衝撃運動、伸ばし止め運動、伸縮運動がある。また、第4学習モデル20fは、センサデータが示す波形を画像として処理するように構成しても良い。かかる第4学習モデル20fは、センサデータが示す波形の画像データを処理するための図示しない畳み込み層及びプーリング層を有する。更に、第4学習モデル20fは、引き動作を判別するように構成してもよい。
第4学習モデル20fの作成方法は以下の通りである。まず、ユーザAが特定の運動を行ったときに生ずる複数のセンサデータと、当該運動の種類(教師データ)とを有する学習用データを用意する。当該学習データには、いずれの運動にも該当しないセンサデータと、運動中のセンサデータでは無い旨を示す教師データとを対応付けた学習用データを含めると良い。そして学習前のニューラルネットワークにセンサデータを入力させ、出力された運動の種類と、学習用データが示す運動の種類との誤差が小さくなるように、ニューラルネットワークを機械学習させる。かかる機械学習を繰り返すことによって、第4学習モデル20fを生成することができる。
In the
The method of creating the
筋機能パラメータ算出装置2の制御部20は、第4学習モデル20fにセンサデータを入力させ、当該第4学習モデル20fから出力される情報に基づいて、ユーザAが行っている運動の種類を特定することができる。例えば、制御部20は、ユーザAが衝撃動作、伸ばし止め動作又は伸縮動作を行っていることを特定する。そして、制御部20は、特定された当該運動に該当する加速度及び計測時点を示す情報を抽出し、当該運動に該当しないセンサデータを除去する。制御部20は、当該運動の加速度及び計測時点の情報に基づいて、筋機能パラメータを算出する。
The
このように構成された実施形態3によれば、制御部20は、ユーザAが行っている運動の種類を認識し、当該運動に相当するセンサデータを抽出することができるため、ユーザAの筋機能を表した筋機能パラメータをより的確かつ正確に算出することができる。
According to the third embodiment configured in this way, the
なお、本実施形態3では、運動の種類を認識する機械学習器の例として、ニューラルネットワークを示したが、SVM(Support Vector Machine)、ベイジアンネットワーク、又は、回帰木等、公知の学習モデルを用いて、加速度の波形と、運動の種類との関係を学習させても良い。 In the third embodiment, a neural network is shown as an example of a machine learning device that recognizes the type of motion, but a known learning model such as an SVM (Support Vector Machine), a Bayesian network, or a regression tree is used. Then, the relationship between the acceleration waveform and the type of motion may be learned.
本実施形態3では、無線通信装置である筋機能パラメータ算出装置2が学習モデルを用いて、運動の種類を特定する例を説明したが、サーバ3側でユーザAの運動の種類を特定するように構成しても良い。
ニューラルネットワークの学習も、無線通信装置が実行しても良いし、サーバ3が実行しても良い。
In the third embodiment, an example in which the muscle function
The learning of the neural network may also be executed by the wireless communication device or the
また、本実施形態1乃至3ではサンドバック打ち等の特定の動作時のセンサデータに基づいて、筋機能パラメータを算出する例を説明したが、筋機能パラメータ算出装置2は、歩行等の基本動作時のセンサデータに基づいて、ユーザAの筋機能を評価するように構成しても良い。筋機能パラメータ算出装置2は、ユーザAの歩行動作を検知し、歩行動作が検知された際、所定時間のセンサデータに基づいて、ユーザAの筋機能を評価し、評価値を表示ないし出力すると良い。ユーザAは、表示された評価値を確認し、健康管理を行うことができる。
Further, in the first to third embodiments, an example of calculating the muscle function parameter based on the sensor data at the time of a specific operation such as sandback striking has been described, but the muscle function
更に、基本的に1回の動作のセンサデータに基づいて筋機能パラメータを算出する例を説明したが、一定時間の間に取得したセンサデータに基づいて、筋機能パラメータ、その他の評価値を算出するように構成しても良い。
例えば、筋機能パラメータ算出装置2は、一定時間の加速度データに基づいて、ユーザAの頑張りを評価し、評価値を表示ないし出力しても良い。
また、筋機能パラメータ算出装置2は、一定時間の加速度データに基づいて、ユーザAの潜在的な筋力、衝撃力、俊敏力を推定し、推定結果を表示ないし出力しても良い。
更に、筋機能パラメータ算出装置2は、一定時間の加速度データに基づいて、ユーザAの最大の筋力、衝撃力、俊敏力を算出し、算出結果を表示ないし出力しても良い。
Further, although an example of basically calculating the muscle function parameter based on the sensor data of one movement has been described, the muscle function parameter and other evaluation values are calculated based on the sensor data acquired in a certain period of time. It may be configured to do so.
For example, the muscle function
Further, the muscle function
Further, the muscle function
1 ウェアラブルデバイス
2 筋機能パラメータ算出装置
3 サーバ
11 加速度センサ
12 送信部
20 制御部
20a センサデータ取得部
20b パルス選択部
20c 第1学習モデル
20d 第2学習モデル
20e 第3学習モデル
20f 第4学習モデル
21 記憶部
21a コンピュータプログラム
22 無線通信部
23 近距離通信部
24 振動機
25 表示部
26 操作部
27 スピーカ
28 マイク
A ユーザ
N 通信網
1
Claims (20)
取得した前記センサデータに基づいて、少なくともユーザの筋機能の高低を示す筋機能パラメータを算出する
処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 Obtain sensor data from a wearable device worn on the user's body and
A computer program for causing a computer to execute a process of calculating at least muscle function parameters indicating the level of muscle function of a user based on the acquired sensor data.
処理をコンピュータに実行させるための請求項1に記載のコンピュータプログラム。 The computer program according to claim 1, wherein a computer executes a process of displaying the calculated muscle function parameters on a display unit.
衝撃動作時に取得した前記センサデータが示す波形に含まれるパルスの谷部分の情報に基づいて、ユーザの衝撃動作によって生ずる衝撃力に関する前記筋機能パラメータを算出する
処理をコンピュータに実行させるための請求項1又は請求項2に記載のコンピュータプログラム。 The sensor data is acquired from the wearable device having an acceleration sensor, and the sensor data is acquired.
A claim for causing a computer to perform a process of calculating the muscle function parameters related to the impact force generated by the user's impact operation based on the information of the valley portion of the pulse included in the waveform indicated by the sensor data acquired during the impact operation. 1 or the computer program according to claim 2.
伸ばし止め動作時に取得した前記センサデータが示す波形に含まれるパルスの山部分の情報に基づいて、ユーザの筋力に関する前記筋機能パラメータを算出する
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The sensor data is acquired from the wearable device having an acceleration sensor, and the sensor data is acquired.
Claims 1 to 1 for causing a computer to execute a process of calculating the muscle function parameter related to the user's muscle strength based on the information of the peak portion of the pulse included in the waveform indicated by the sensor data acquired during the stretch stop operation. The computer program according to any one of 3.
伸ばし止め動作時に取得した前記センサデータが示す波形に含まれるパルスの山部分に続く谷部分の情報に基づいて、ユーザの俊敏力に関する前記筋機能パラメータを算出する
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The sensor data is acquired from the wearable device having an acceleration sensor, and the sensor data is acquired.
A claim for causing a computer to perform a process of calculating the muscle function parameter related to the user's agility based on the information of the valley portion following the peak portion of the pulse included in the waveform indicated by the sensor data acquired during the stretch stop operation. The computer program according to any one of claims 1 to 4.
伸縮動作時に取得した前記センサデータが示す波形に含まれる伸ばし動作におけるパルスの山部分の情報に基づいて、ユーザの筋力に関する前記筋機能パラメータを算出する
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The sensor data is acquired from the wearable device having an acceleration sensor, and the sensor data is acquired.
From claim 1 for causing a computer to execute a process of calculating the muscle function parameter related to the user's muscle strength based on the information of the peak portion of the pulse in the stretching operation included in the waveform indicated by the sensor data acquired during the stretching operation. The computer program according to any one of claims 5.
伸縮動作時に取得した前記センサデータが示す波形に含まれる伸ばし動作におけるパルスの山部分に続く谷部分の情報に基づいて、ユーザの俊敏力に関する前記筋機能パラメータを算出する
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The sensor data is acquired from the wearable device having an acceleration sensor, and the sensor data is acquired.
To make the computer execute the process of calculating the muscle function parameter related to the agility of the user based on the information of the valley portion following the peak portion of the pulse in the stretching motion included in the waveform indicated by the sensor data acquired during the stretching motion. The computer program according to any one of claims 1 to 6.
伸縮動作時に取得した前記センサデータが示す波形に含まれる引き動作におけるパルスの谷部分の情報に基づいて、ユーザの筋力に関する前記筋機能パラメータを算出する
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The sensor data is acquired from the wearable device having an acceleration sensor, and the sensor data is acquired.
From claim 1 for causing a computer to execute a process of calculating the muscle function parameter related to the user's muscle strength based on the information of the valley portion of the pulse in the pulling operation included in the waveform indicated by the sensor data acquired during the expansion / contraction operation. The computer program according to any one of claims 7.
伸縮動作時に取得した前記センサデータが示す波形に含まれる引き動作におけるパルスの谷部分に続く山部分の情報に基づいて、ユーザの俊敏力に関する前記筋機能パラメータを算出する
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The sensor data is acquired from the wearable device having an acceleration sensor, and the sensor data is acquired.
To make the computer execute the process of calculating the muscle function parameter related to the agility of the user based on the information of the peak portion following the valley portion of the pulse in the pulling motion included in the waveform indicated by the sensor data acquired during the expansion / contraction motion. The computer program according to any one of claims 1 to 8.
算出された複数の筋機能パラメータの統計値を算出する
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 A plurality of the muscle function parameters are calculated based on the plurality of pulses included in the waveform indicated by the sensor data.
The computer program according to any one of claims 1 to 9, which calculates the calculated statistical values of a plurality of muscle function parameters.
取得した前記センサデータに基づいて、動作の種類を少なくとも衝撃動作、伸ばし止め動作及び伸縮動作に分類し、
分類された動作の種類に応じた前記筋機能パラメータを算出する
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The sensor data is acquired from the wearable device having an acceleration sensor, and the sensor data is acquired.
Based on the acquired sensor data, the types of motion are classified into at least impact motion, stretch stop motion, and stretch motion.
The computer program according to any one of claims 1 to 10, for causing a computer to execute a process of calculating the muscle function parameters according to the type of classified motion.
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The computer program according to any one of claims 1 to 11, for causing a computer to execute a process of storing the calculated muscle function parameters in a storage unit.
処理をコンピュータに実行させるための請求項12に記載のコンピュータプログラム。 The computer program according to claim 12, wherein the computer is made to execute a process of outputting a temporal change of the muscle function parameter stored in the storage unit.
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The computer program according to any one of claims 1 to 13, for causing a computer to execute a process of outputting a comparison result between the calculated muscle function parameter and a predetermined muscle function parameter.
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The computer program according to any one of claims 1 to 14, for causing a computer to execute a process of outputting a comparison result between the waveform indicated by the sensor data and the waveform indicated by the predetermined data.
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 The computer program according to any one of claims 1 to 15, for causing a computer to execute a process of removing a non-pulse waveform included in the sensor data as noise.
前記学習モデルに、取得した前記センサデータを入力させ、前記学習モデルから前記筋機能パラメータを出力させる
処理をコンピュータに実行させるための請求項1から請求項16のいずれか1項に記載のコンピュータプログラム。 It is provided with a learning model trained so that when the sensor data is input, the muscle function parameters are output.
The computer program according to any one of claims 1 to 16, for causing a computer to execute a process of inputting the acquired sensor data into the learning model and outputting the muscle function parameters from the learning model. ..
該取得部にて取得した前記センサデータに基づいて、少なくともユーザの筋機能の高低を示す筋機能パラメータを算出する算出部と
を備える筋機能パラメータ算出装置。 An acquisition unit that acquires sensor data from a wearable device worn on the user's body,
A muscle function parameter calculation device including a calculation unit that calculates at least a muscle function parameter indicating the level of the user's muscle function based on the sensor data acquired by the acquisition unit.
ユーザの体に装着された前記ウェアラブルデバイスからセンサデータを取得する取得部と、該取得部にて取得した前記センサデータに基づいて、少なくともユーザの筋機能の高低を示す筋機能パラメータを算出する算出部とを有する筋機能パラメータ算出装置と
を備える筋機能パラメータ算出システム。 Wearable devices with accelerometers and
Calculation to calculate at least muscle function parameters indicating the level of muscle function of the user based on the acquisition unit that acquires sensor data from the wearable device attached to the user's body and the sensor data acquired by the acquisition unit. A muscle function parameter calculation system including a muscle function parameter calculation device having a part.
取得した前記センサデータに基づいて、少なくともユーザの筋機能の高低を示す筋機能パラメータを算出する
筋機能パラメータ算出方法。 Obtain sensor data from a wearable device worn on the user's body and
A muscle function parameter calculation method for calculating at least a muscle function parameter indicating the level of a user's muscle function based on the acquired sensor data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020039254A JP2021137417A (en) | 2020-03-06 | 2020-03-06 | Computer program, muscle function parameter calculation device, muscle function parameter calculation system, and muscle function parameter calculation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020039254A JP2021137417A (en) | 2020-03-06 | 2020-03-06 | Computer program, muscle function parameter calculation device, muscle function parameter calculation system, and muscle function parameter calculation method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021137417A true JP2021137417A (en) | 2021-09-16 |
Family
ID=77667082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020039254A Pending JP2021137417A (en) | 2020-03-06 | 2020-03-06 | Computer program, muscle function parameter calculation device, muscle function parameter calculation system, and muscle function parameter calculation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021137417A (en) |
-
2020
- 2020-03-06 JP JP2020039254A patent/JP2021137417A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10959647B2 (en) | System and method for sensing and responding to fatigue during a physical activity | |
JP6360072B2 (en) | Systems, devices, and methods for facilitating trunk muscle use and other uses | |
Kos et al. | The role of science and technology in sport | |
Chang et al. | Tracking free-weight exercises | |
KR102274478B1 (en) | Automatic exercise segmentation and recognition | |
US10900992B2 (en) | Calculating pace and energy expenditure from athletic movement attributes | |
KR102054542B1 (en) | Extending gameplay with physical activity monitoring device | |
US20100305480A1 (en) | Human Motion Classification At Cycle Basis Of Repetitive Joint Movement | |
US20190366154A1 (en) | Physical activity training assistant | |
JP2016513999A5 (en) | ||
CN111477297A (en) | Personal computing device | |
KR101651429B1 (en) | Fitness monitoring system | |
JP2017006192A (en) | Advice generation method, advice generation program, and advice generation system | |
Gu et al. | Detecting breathing frequency and maintaining a proper running rhythm | |
US20220198833A1 (en) | System And Method For Exercise Type Recognition Using Wearables | |
JP2021137415A (en) | Wearable device and muscle function parameter calculation system | |
JP2021137417A (en) | Computer program, muscle function parameter calculation device, muscle function parameter calculation system, and muscle function parameter calculation method | |
JP6439768B2 (en) | Exercise instruction apparatus, system, method and program | |
JP2021137416A (en) | Computer program, muscle function parameter calculation device, muscle function parameter calculation system, and muscle function parameter calculation method | |
Hanada et al. | Boxersense: Punch detection and classification using IMUs | |
US20230178233A1 (en) | Biomechanics assessment system and biomechanical sensing device and biomechanical assessment platform thereof | |
US20230293941A1 (en) | Systems and Method for Segmentation of Movement Repetitions and Extraction of Performance Metrics | |
KR20210002425A (en) | Method of providing auto-coaching information and system thereof | |
Mohamed et al. | Investigation of the Optimal Sensor Location and Classifier for Human Motion Classification | |
KR20200071457A (en) | Method of providing auto-coaching information and system thereof |