JP2024029486A - トレーニング支援システム、及びトレーニング支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザによるトレーニング機器を用いたトレーニングを支援しやすくすること。【解決手段】トレーニング支援システム２は、取得部２１と、処理部２２と、出力部２３と、を備える。取得部２１は、トレーニング機器３に取り付けられた力センサ１１から、トレーニング機器３を用いたユーザのトレーニングに伴って変化する力センサ１１の検知結果を含む検知情報を取得する。トレーニング機器３は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルに引っ張られることで移動する可動部を有する。処理部２２は、取得部２１が取得した検知情報に基づいて、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングに関するトレーニング情報を算出する。出力部２３は、処理部２２が算出したトレーニング情報を出力する。力センサ１１は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルを介して伝達される張力を検知する。【選択図】図１

Description

本開示は、トレーニング機器を用いたトレーニングを支援するトレーニング支援システム、及びトレーニング支援方法に関する。

従来、ウェイトトレーニング機器を使用してウェイトトレーニングを行う際に、ユーザがウェイトトレーニングの状況を把握するための技術が知られており、例えば特許文献１～４に開示されている。

特許第６５６６５９１号公報 特開２０１２－１７０７５４号公報 特開２００９－０５６１９７号公報 特許第６９７１５０５号公報

本開示は、ユーザによるトレーニング機器を用いたトレーニングを支援しやすいトレーニング支援システム等を提供する。

本開示の一態様に係るトレーニング支援システムは、取得部と、処理部と、出力部と、を備える。前記取得部は、トレーニング機器に取り付けられた力センサから、前記トレーニング機器を用いたユーザのトレーニングに伴って変化する前記力センサの検知結果を含む検知情報を取得する。前記トレーニング機器は、前記ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルに引っ張られることで移動する可動部を有する。前記処理部は、前記取得部が取得した前記検知情報に基づいて、前記ユーザによる前記トレーニング機器を用いたトレーニングに関するトレーニング情報を算出する。前記出力部は、前記処理部が算出した前記トレーニング情報を出力する。前記力センサは、前記ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルを介して伝達される張力を検知する。

本開示の一態様に係るトレーニング支援方法では、トレーニング機器に取り付けられた力センサから、前記トレーニング機器を用いたユーザのトレーニングに伴って変化する前記力センサの検知結果を含む検知情報を取得する。前記トレーニング機器は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルに引っ張られることで移動する可動部を有する。前記トレーニング支援方法では、取得した前記検知情報に基づいて、前記ユーザによる前記トレーニング機器を用いたトレーニングに関するトレーニング情報を算出する。前記トレーニング支援方法では、算出した前記トレーニング情報を出力する。前記力センサは、前記ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルを介して伝達される張力を検知する。

本開示の一態様に係るトレーニング支援システム等は、ユーザによるトレーニング機器を用いたトレーニングを支援しやすい、という利点がある。

図１は、実施の形態に係るセンサシステム及びトレーニング支援システムを含む全体構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態に係るトレーニング機器の一例を示す概要図である。 図３は、力センサの取付方法の説明図である。 図４は、実施の形態に係るトレーニング支援システムの動作例を示すフローチャートである。 図５は、比較例に係るウェイトトレーニング機器を示す概要図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。

（実施の形態）
［１．構成］
まず、実施の形態に係るセンサシステム１及びトレーニング支援システム２を含む全体構成について説明する。図１は、実施の形態に係るセンサシステム１及びトレーニング支援システム２を含む全体構成を示すブロック図である。実施の形態に係るトレーニング支援システム２は、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングを支援するためのシステムである。

実施の形態では、トレーニング支援システム２は、例えばフィットネスクラブ、ジム、又は介護施設等の店舗において、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングを支援するために用いられる。もちろん、トレーニング支援システム２は、店舗に限らず、例えばユーザの自宅において、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングを支援するために用いられてもよい。この場合、トレーニング機器３は、ユーザが所有する機器である。

＜トレーニング機器＞
トレーニング機器３は、ユーザの対象とする筋肉に負荷を掛けることで、対象とする筋肉を鍛えるための機器である。実施の形態では、トレーニング機器３は、ケーブルでウェイトを引き上げる構造を有するウェイトスタック式のトレーニング機器である。つまり、実施の形態では、トレーニング機器３は、ユーザがウェイトを引き上げる運動を行うことによりユーザの対象とする筋肉に負荷を掛けることで、対象とする筋肉を鍛えることが可能である。また、ウェイトスタック式のトレーニング機器においては、複数のウェイトのうちのいずれかのウェイトにピンを差し込むことで、ユーザが引き上げるウェイトの数、言い換えれば対象とする筋肉に掛ける負荷を調整することが可能である。

図２は、実施の形態に係るトレーニング機器３の一例を示す概要図である。図２の（ａ）は、トレーニング機器３を側方から見た斜視図であり、図２の（ｂ）は、トレーニング機器３を一部拡大した図である。なお、図２では、トレーニング機器３の一部の図示を省略している。図２に示すように、トレーニング機器３は、座席３１と、第１トレーニング部４１と、第２トレーニング部４２と、第３トレーニング部（図示せず）と、可動部４と、を備えている。言い換えれば、トレーニング機器３は、互いに異なる複数種類の筋肉のそれぞれに負荷を掛けるための複数のトレーニング部（第１トレーニング部４１、第２トレーニング部４２、及び第３トレーニング部）を有している。

可動部４は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａに引っ張られることで移動する部位である。実施の形態では、可動部４は、鉛直方向に積み重ねられた板状の複数のウェイト４０のうち、ユーザが引き上げる１以上のウェイト４０である。ここで、ユーザが引き上げる１以上のウェイト４０は、ピンが差し込まれることでケーブル４Ａに連結されたロッドに接続されるウェイト４０と、当該ウェイト４０よりも鉛直上方で積み重ねられているウェイト４０と、を含む。したがって、複数のウェイト４０のうちいずれのウェイト４０にピンを差し込むかにより、可動部４の重量を調整することが可能である。１以上のウェイト４０は、複数の滑車４３の各々に掛け渡されたケーブル４Ａを介して伝達された張力を受けることで、鉛直方向に沿って移動する。

座席３１は、ユーザの臀部を主として支持する座部３１１と、ユーザの背部を主として支持する背もたれ部３１２と、を有している。ユーザは、座席３１に座った状態で、トレーニング機器３を用いたトレーニングを行う。

第１トレーニング部４１は、例えばラットプルダウン等の背中の筋肉（例えば、広背筋等）を対象とするトレーニングを行うための部位であって、第１ハンドル４１１を有している。

第１ハンドル４１１は、座席３１の背もたれ部３１２の上方に配置されており、複数の滑車４３の各々に掛け渡されたケーブル４Ａを介して可動部４に接続されている。第１ハンドル４１１の両端は、それぞれユーザが左手及び右手で握る部位である。第１ハンドル４１１は、ユーザが力を加えることにより、鉛直方向に沿って移動自在となっている。ユーザが第１ハンドル４１１を鉛直下方へ移動するように力を加えることで、可動部４を鉛直上方へ引き上げるための張力がケーブル４Ａを介して伝達される。このように、ユーザが第１ハンドル４１１を鉛直下方へ移動するように力を加えることで、可動部４が移動するので、ユーザの背中の筋肉に負荷を掛けることができ、ユーザの背中の筋肉を鍛えることが可能である。

第２トレーニング部４２は、例えばバタフライ等の胸の筋肉（例えば、大胸筋等）を対象とするトレーニングを行うための部位であって、一対の第２ハンドル４２１（図示では１つ）を有している。

一対の第２ハンドル４２１は、それぞれ座席３１の背もたれ部３１２の左右両側に配置されており、複数の滑車４３の各々に掛け渡されたケーブル４Ａを介して可動部４に接続されている。なお、第２トレーニング部４２においては、複数の滑車４３のうちの一部及びケーブル４Ａのうちの一部は、他のトレーニング部と共用されている。一対の第２ハンドル４２１の一端は、それぞれユーザが左手及び右手で握る部位である。一対の第２ハンドル４２１は、ユーザが力を加えることにより、背もたれ部３１２の左右両側にある位置と、背もたれ部３１２の前方にある位置との間で回動自在となっている。ユーザが一対の第２ハンドル４２１を背もたれ部３１２の前方へと回動させるように力を加えることで、可動部４を鉛直上方へ引き上げるための張力がケーブル４Ａを介して伝達される。このように、ユーザが一対の第２ハンドル４２１を背もたれ部３１２の前方へと回動させるように力を加えることで、可動部４が移動するので、ユーザの胸の筋肉に負荷を掛けることができ、ユーザの胸の筋肉を鍛えることが可能である。

第３トレーニング部は、例えばレッグエクステンション又はレッグカール等の脚の筋肉（例えば、大腿四頭筋又はハムストリングス等）を対象とするトレーニングを行うための部位であって、一対のレッグパッド（図示せず）を有している。

一対のレッグパッドは、それぞれユーザが右脚及び左脚で押し上げる部位であって、いずれも座席３１の座部３１１の下方にて複数の滑車４３の各々に掛け渡されたケーブル４Ａを介して可動部４に接続されている。なお、第３トレーニング部においては、複数の滑車４３のうちの一部及びケーブル４Ａのうちの一部は、他のトレーニング部と共用されている。ユーザが一対のレッグパッドを座部３１１の前方へと回動させるように力を加えることで、可動部４を鉛直上方へ引き上げるための張力がケーブル４Ａを介して伝達される。このように、ユーザが一対のレッグパッドを座部３１１の前方へと回動させるように力を加えることで、可動部４が移動するので、ユーザの脚の筋肉に負荷を掛けることができ、ユーザの脚の筋肉を鍛えることが可能である。

＜センサシステム＞
センサシステム１は、図１に示すように、力センサ１１と、出力モジュール１２と、を備えている。実施の形態では、力センサ１１と出力モジュール１２とは、例えばケーブルを介して電気的に接続されている。

力センサ１１は、例えば歪みゲージ式のロードセルであって、力センサ１１に加わる荷重を検知する。実施の形態では、力センサ１１は、複数の滑車４３に掛け渡されたケーブル４Ａの張力を検知する。ここで、ケーブル４Ａには、ユーザが掛ける負荷に応じた張力が伝達される。言い換えれば、力センサ１１は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａを介して伝達される張力を検知する。実施の形態では、力センサ１１は、後述する第１滑車４３１が鉛直上方に引っ張られる際に力センサ１１に掛かる張力を検知することにより、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａに伝達される張力を検知する。

実施の形態では、力センサ１１は、図１及び図２の（ｂ）に示すように、複数の滑車４３のうちの第１滑車４３１と第２滑車４３２との間に、出力モジュール１２と共に取り付けられている。ここで、第１滑車４３１と第２滑車４３２とを連結する部位は、ユーザが第１トレーニング部４１を用いて背中の筋肉を鍛えるトレーニングを行う場合に、ユーザの掛ける負荷に応じた張力が伝達される部位である。また、第１滑車４３１と第２滑車４３２とを連結する部位は、ユーザが第２トレーニング部４２を用いて胸の筋肉を鍛えるトレーニングを行う場合に、ユーザの掛ける負荷に応じた張力が伝達される部位である。さらに、第１滑車４３１と第２滑車４３２とを連結する部位は、ユーザが第３トレーニング部を用いて脚の筋肉を鍛えるトレーニングを行う場合に、ユーザの掛ける負荷に応じた張力が伝達される部位である。つまり、実施の形態では、力センサ１１は、複数のトレーニング部のいずれを用いてユーザがトレーニングを行った場合でも、可動部４の移動に伴って張力が変化する部位に取り付けられている。

実施の形態では、力センサ１１は、トレーニング機器３に対して着脱可能に構成されている。具体的には、第１滑車４３１と第２滑車４３２とを連結する部位をトレーニング機器３から取り外し、当該部位の代わりに力センサ１１を取り付けることにより、力センサ１１をトレーニング機器３に取り付けることが可能である。

力センサ１１の取付方法のより具体的な例について、以下、図３を用いて説明する。図３は、力センサ１１の取付方法の説明図である。図３の（ａ）は、力センサ１１を取り付ける前における第１滑車４３１及び第２滑車４３２を示す平面図である。図３の（ｂ）は、力センサ１１を取り付けた後の第１滑車４３１及び第２滑車４３２を示す平面図である。図３の（ｃ）は、力センサ１１を取り付けた後の第１滑車４３１及び第２滑車４３２を示す斜視図である。

図３の（ａ）に示すように、力センサ１１を取り付ける前においては、第１滑車４３１と第２滑車４３２とは、鉛直方向に長い連結部材４４により連結されている。具体的には、連結部材４４の第１端（同図における上端）を第１滑車４３１の中心部にねじ止めすることにより、第１滑車４３１と連結部材４４とが連結されている。同様に、連結部材４４の第２端（同図における下端）を第２滑車４３２の中心部にねじ止めすることにより、第２滑車４３２と連結部材４４とが連結されている。

力センサ１１をトレーニング機器３に取り付ける場合、図３の（ｂ）及び図３の（ｃ）に示すように、連結部材４４を取り外し、代わりに第１滑車４３１及び第２滑車４３２にそれぞれ第１取付金具４５１及び第２取付金具４５２を取り付ける。第１取付金具４５１は、Ｕ字状であって、その両端を第１滑車４３１を厚さ方向で挟む形で第１滑車４３１の中心部にねじ止めすることにより、第１滑車４３１に取り付けられる。同様に、第２取付金具４５２は、Ｕ字状であって、その両端を第２滑車４３２を厚さ方向で挟む形で第２滑車４３２の中心部にねじ止めすることにより、第２滑車４３２に取り付けられる。

そして、図３の（ｃ）に示すように、力センサ１１の第１端（同図の上端）１１１を第１取付金具４５１の底部（同図の下底部）にねじ止めにより取り付け、かつ、力センサ１１の第２端（同図の下端）１１２を第２取付金具４５２の底部（同図の上底部）にねじ止めにより取り付ける。これにより、力センサ１１が第１取付金具４５１及び第２取付金具４５２を介して第１滑車４３１及び第２滑車４３２に取り付けられる。

なお、力センサ１１は、第１滑車４３１と第２滑車４３２との間に取り付けられる態様に限られない。例えば、力センサ１１は、ケーブル４Ａの一部を切断し、切断された２箇所を繋ぎ合わせるように取り付けられてもよい。 出力モジュール１２は、例えばＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のプロセッサを有する制御装置により実現されている。出力モジュール１２は、力センサ１１の検知結果、つまりユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａを介して伝達される張力を、力センサ１１から取得する。取得した張力は、取得した時刻に紐づけられて検知情報として出力モジュール１２の有するメモリに記憶される。したがって、検知情報には、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａを介して伝達される張力の時系列データが含まれる。

また、出力モジュール１２は、有線通信又は無線通信により、中継装置５（図１参照）との間で通信することにより、取得した検知情報を中継装置５へ送信する。実施の形態では、出力モジュール１２は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等のケーブルにより中継装置５と接続されており、当該ケーブルを介した有線通信により、中継装置５との間で通信する。なお、出力モジュール１２は、例えばＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）等の近距離無線通信規格、又はＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線通信規格に準拠した無線通信により、中継装置５との間で通信してもよい。また、出力モジュール１２は、例えばルータ等の中継機器、及びインターネット等のネットワークを介して、中継装置５との間で通信してもよい。

＜中継装置＞
中継装置５は、例えばＭＣＵ等のプロセッサを有する制御装置により実現されている。中継装置５は、例えばトレーニング機器３に取り付けられる。なお、中継装置５は、トレーニング機器３以外の場所に設置されていてもよい。中継装置５は、有線通信又は無線通信により、センサシステム１の出力モジュール１２との間で通信する。また、中継装置５は、有線通信又は無線通信により、トレーニング支援システム２（ここでは、後述するように情報端末６）との間で通信する。

実施の形態では、中継装置５は、例えばＵＳＢケーブル等のケーブルによりセンサシステム１の出力モジュール１２と接続されており、当該ケーブルを介した有線通信により、センサシステム１の出力モジュール１２との間で通信する。また、中継装置５は、例えばＵＳＢケーブル等のケーブルにより情報端末６と接続されており、当該ケーブルを介した有線通信により、情報端末６との間で通信する。

なお、中継装置５は、例えばＢＬＥ等の近距離無線通信規格、又はＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線通信規格に準拠した無線通信により、センサシステム１との間、及び情報端末６との間で通信してもよい。また、中継装置５は、例えばルータ等の中継機器、及びインターネット等のネットワークを介して、センサシステム１との間、及び情報端末６との間で通信してもよい。

中継装置５は、センサシステム１の出力モジュール１２との間で通信することにより、センサシステム１から検知情報を取得する。そして、中継装置５は、情報端末６との間で通信することにより、センサシステム１から取得した検知情報を情報端末６へ送信する。

＜トレーニング支援システム＞
トレーニング支援システム２は、プロセッサ、通信インタフェース及びメモリ等を含むシステムである。メモリは、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等であり、プロセッサにより実行されるプログラムを記憶することができる。トレーニング支援システム２が備える構成は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。

実施の形態では、トレーニング支援システム２は、例えばスマートフォン、タブレット端末、又はデスクトップ型若しくはラップトップ型のパーソナルコンピュータ等の情報端末６により実現される。例えば、汎用の情報端末６に、専用のアプリケーションをインストールすることにより、当該情報端末６をトレーニング支援システム２として利用することが可能である。なお、情報端末６は、汎用の情報端末６ではなく、トレーニング支援システム２に専用の情報端末６であってもよい。また、情報端末６は、例えばスマートウォッチ、又はスマートグラス等のウェアラブル機器であってもよい。

トレーニング支援システム２は、図１に示すように、取得部２１と、処理部２２と、出力部２３と、を備えている。

取得部２１は、センサシステム１からの検知情報を取得する。実施の形態では、取得部２１は、中継装置５との間で通信することにより、中継装置５を介してセンサシステム１からの検知情報を取得する。

処理部２２は、取得部２１が取得した検知情報に基づいて、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングに関するトレーニング情報を算出する。実施の形態では、検知情報、つまりユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａを介して伝達される張力の時系列データに基づいて、トレーニング中においてユーザの対象とする筋肉に掛かる負荷、トレーニングの実行時間、及びトレーニング中においてユーザが行う運動の回数のうちの少なくとも１以上の情報を含むトレーニング情報を算出する。以下、処理部２２によるトレーニング情報の具体的な算出例について説明する。

処理部２２は、例えば張力が変化していない状態が所定時間以上継続している期間において、張力の変化が開始した時点を、ユーザによるトレーニングの開始時点として算出する。また、処理部２２は、例えば張力が継続的に変化している期間において、張力の変化が終了した時点を、ユーザによるトレーニングの終了時点として算出する。これにより、処理部２２は、算出した開始時点及び終了時点との差分から、トレーニングの実行時間を算出する。

また、処理部２２は、例えば算出したトレーニングの実行時間において張力の時系列データが示す波形の数に基づいて、トレーニング中においてユーザが行う運動の回数を算出する。例えば、ユーザがラットプルダウンを行っている場合、第１ハンドル４１１を引き下げ、その後、第１ハンドル４１１を元の位置に戻すことで、１回分の運動が行われる。そして、この運動中において、ユーザは第１ハンドル４１１に負荷を掛け続けるため、力センサ１１は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａを介して伝達される張力を検知し続ける。このため、張力の時系列データにおいては、張力を振幅とする波形が断続的に繰り返されることになる。したがって、処理部２２は、トレーニングの実行時間において繰り返される波形の数を算出することにより、トレーニング中においてユーザが行う運動の回数を算出する。

また、処理部２２は、トレーニング情報を算出する処理を実行する機能の他に、試験処理、安全制御処理、及び強度制御処理を実行する機能を有している。これらの処理については、後述する［２．動作］にて詳細に説明する。なお、処理部２２は、トレーニング情報を算出する処理を実行する機能を有していればよく、上記に列挙した他の処理を実行する機能の一部又は全部を有していなくてもよい。

出力部２３は、処理部２２が算出したトレーニング情報を出力する。実施の形態では、出力部２３は、情報端末６に備え付けのディスプレイに、例えばグラフ又は数値等を用いてトレーニング情報を可視化した情報として表示することで、トレーニング情報を出力する。なお、出力部２３は、例えばインターネット等のネットワークを介して、情報端末６とは異なる外部システムとの間で通信することにより、外部システムへトレーニング情報を送信することで、トレーニング情報を出力してもよい。

［２．動作］
以下、実施の形態に係るトレーニング支援システム２の動作について説明する。

＜基本動作＞
まず、実施の形態に係るトレーニング支援システム２の基本的な動作例について図４を用いて説明する。図４は、実施の形態に係るトレーニング支援システム２の動作例を示すフローチャートである。以下では、１つのセンサシステム１から中継装置５を介してトレーニング支援システム２へ検知情報を送信していることとして説明する。

取得部２１は、中継装置５との間で通信することにより、センサシステム１の力センサ１１からの検知情報を取得する（Ｓ１）。ここでは、ユーザがトレーニング機器３を用いてトレーニングを行っている期間において、取得部２１は、センサシステム１の力センサ１１からの検知情報をリアルタイムに取得する。例えば、ユーザがラットプルダウンを行っている場合、取得部２１は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａを介して伝達される張力を含む検知情報をリアルタイムに取得する。

次に、処理部２２は、取得部２１が取得した検知情報に基づいて、トレーニング情報を算出する（Ｓ２）。例えば、ユーザがラットプルダウンを行っている場合、処理部２２は、張力の時系列データに基づいて、トレーニング中においてユーザの対象とする筋肉に掛かる負荷、トレーニングの実行時間、及びトレーニング中においてユーザが行う運動の回数のうちの少なくとも１以上の情報を含むトレーニング情報を算出する。

そして、出力部２３は、処理部２２が算出したトレーニング情報を出力する（Ｓ３）。例えば、出力部２３は、情報端末６の備え付けのディスプレイに、トレーニング情報を可視化した情報を表示することで、トレーニング情報を出力する。

＜試験処理＞
次に、処理部２２が実行し得る試験処理について説明する。試験処理は、例えばユーザがトレーニング機器３に力センサ１１を取り付けた際に、情報端末６に対して所定の操作を行うことで実行される。試験処理は、力センサ１１の取り付けが基準を満たすか否かを試験する処理である。処理部２２は、検知情報に基づいて、試験処理を実行する。

具体的には、処理部２２は、可動部４が基準位置（つまり、可動部４が移動していない状態）にある初期状態での検知情報に基づいて、力センサ１１で検知される張力が基準範囲に収まっているか否かを判定する。ここで、基準範囲は、力センサ１１の取り付けが正常である場合における、初期状態での力センサ１１で検知される張力の取り得る範囲であって、例えばトレーニング支援システム２が有するメモリにあらかじめ記憶されている。

処理部２２は、初期状態での力センサ１１で検知される張力が基準範囲に収まっていれば、力センサ１１の取り付けが正常であることを示す情報を、例えば情報端末６のディスプレイに表示させることで出力部２３に出力させる。一方、処理部２２は、初期状態での力センサ１１で検知される張力が基準範囲を逸脱していれば、力センサ１１の取り付けの修正を指示する情報（以下、「第１修正指示情報」ともいう）を、例えば情報端末６のディスプレイに表示させることで出力部２３に出力させる。

第１修正指示情報を確認したユーザは、力センサ１１の取付位置を修正し、再度、トレーニング支援システム２に修正処理を実行させる操作を行う。以下、ユーザは、試験処理にて力センサ１１の取り付けが正常であることを確認できるまで、上記の操作を繰り返す。

なお、試験処理を所定の回数実行しても、力センサ１１の取り付けが正常であると判定されない場合、処理部２２は、第１修正指示情報として、力センサ１１を新品に交換することを促す情報を、例えば情報端末６のディスプレイに表示させることで出力部２３に出力させてもよい。

また、試験処理は、例えばユーザがトレーニング機器３に力センサ１１を取り付けた後、可動部４を所定の重量に設定し、かつ、可動部４を基準位置である初期位置から可動部４の変位量が最大となる最大移動位置まで可動部４を移動させたときの検知情報に基づいて、処理部２２によって実行され得る。具体的には、処理部２２は、可動部４が最大移動位置にある状態において、所定の重量に応じた検知情報を取得できているか否かを判定する。処理部２２は、可動部４が最大移動位置にある状態において、所定の重量に応じた検知情報を取得できている場合は、力センサ１１の取り付けが正常であることを示す情報を、例えば情報端末６のディスプレイに表示させることで出力部２３に出力させる。一方、処理部２２は、可動部４が最大移動位置にある状態において、所定の重量に応じた検知情報が取得できない場合は、力センサ１１が適切に配置されていないと判定し、力センサ１１の取り付けの修正を指示する情報（以下、「第２修正指示情報」ともいう）を、例えば情報端末６のディスプレイに表示させることで出力部２３に出力させる。ユーザは、第１修正指示情報の場合と同様、第２修正指示情報に基づいて力センサ１１の取り付けの修正を行う。

＜安全制御処理＞
次に、処理部２２が実行し得る安全制御処理について説明する。安全制御処理は、例えばユーザがトレーニング機器３を用いてトレーニングを行っている間に、処理部２２が実行する。安全制御処理は、ユーザによりトレーニングが正常に行われているか否かを監視する処理である。処理部２２は、検知情報に基づいて、安全制御処理を実行する。

具体的には、処理部２２は、トレーニング中における検知情報、つまりユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａに伝達される張力の時系列データに基づいて、張力の基準波形を算出する。そして、処理部２２は、トレーニング中において、張力の変化が基準波形から逸脱する状態が所定時間以上継続した場合、トレーニングが正常に行われていないと判定する。この場合、処理部２２は、トレーニング機器３の使用の停止を指示する情報（以下、「停止指示情報」ともいう）を、例えば情報端末６のディスプレイに表示させることで出力部２３に出力させる。

停止指示情報を確認したユーザは、トレーニング機器３の使用を停止するか否かを自身で判断する。これにより、ユーザが無意識のうちに無理な運動を継続して行ってしまうのを回避しやすくなる。なお、処理部２２は、トレーニングが正常に行われていないと判定した場合、トレーニング機器３の使用を自動的に停止する制御を行ってもよい。例えば、ケーブル４Ａに連結されるロッドの周方向に沿ったリング状の開閉器を、ロッドに取り付ける。この開閉器は、処理部２２により、ロッドの周方向において空隙が設けられる開状態と、ロッドの周方向において空隙の無い閉状態と、を択一的に切り替え可能に構成される。そして、処理部２２は、通常時はこの開閉器を開状態となるように制御し、トレーニングが正常に行われていないと判定した場合には、この開閉器を閉状態となるように制御する。これにより、ロッドの移動、言い換えればケーブル４Ａを介した可動部４の移動を強制的に停止することで、トレーニング機器３の使用を自動的に停止することが可能である。

＜強度制御処理＞
次に、処理部２２が実行し得る強度制御処理について説明する。強度制御処理は、例えばユーザがトレーニング機器３を用いてトレーニングを行っている間に、処理部２２が実行する。強度制御処理は、ユーザによるトレーニングの強度が適切であるか否かを監視し、適切でなければトレーニングの強度を上げることを指示する処理である。処理部２２は、検知情報に基づいて、強度制御処理を実行する。

具体的には、処理部２２は、トレーニング中における検知情報、つまりユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａに伝達される張力の時系列データに基づいて、１回の運動に要する運動時間を算出する。ここで、運動時間は、トレーニングの実行時間における張力を振幅とした１波形の始点から終点までの時間である。ここでは、トレーニングの実行時間において、運動の回数に応じた複数の波形が存在するので、処理部２２は、各波形に基づく運動時間の代表値（平均値、最頻値、又は中央値等）を算出する。次に、処理部２２は、算出した運動時間の代表値と、メモリに記憶されている前回のトレーニングにおいて算出した運動時間の代表値とを比較する。そして、処理部２２は、算出した運動時間の代表値が前回のトレーニングにおける運動時間の代表値よりも短い場合、トレーニングの強度が適切でないと判定する。ユーザにとってトレーニングの強度が低いために、運動時間が短くなっていると考えるためである。そして、処理部２２は、トレーニングの強度を上げることを指示する情報（以下、「強度指示情報」ともいう）を、例えば情報端末６のディスプレイに表示させることで出力部２３に出力させる。

強度指示情報を確認したユーザは、トレーニングの強度を上げるか否かを自身で判断する。これにより、ユーザが適切なトレーニングの強度でトレーニングを行いやすくなる。なお、処理部２２は、トレーニングの強度が適切でないと判定した場合、トレーニングの強度を自動的に上げる制御を行ってもよい。例えば、ウェイト４０に差し込まれるピンの挿抜を制御するアクチュエータがトレーニング機器３に設けられている場合、処理部２２は、トレーニングの強度が適切でないと判定した場合、このアクチュエータを制御することによってピンの位置を制御することで、可動部４の重量を調整し、トレーニングの強度を自動的に上げることが可能である。

［３．利点］
以下、実施の形態に係るトレーニング支援システム２の利点について、図５に示す比較例のウェイトトレーニング機器２００を用いた比較例のトレーニング支援システムとの比較を交えて説明する。図５は、比較例に係るウェイトトレーニング機器２００を示す概要図である。ウェイトトレーニング機器２００の詳細については、特許文献１，４を参照されたい。比較例のトレーニング支援システムは、ウェイトトレーニング機器２００に設置された一対の重量センサ２０４の検知結果を含む検知情報を取得する点で、実施の形態に係るトレーニング支援システム２と相違する。

図５に示すように、ウェイトトレーニング機器２００では、ケース２０２及び台座プレート２０３に囲まれた空間に、複数のウェイト２０１が鉛直方向に積み重ねられている。そして、複数のウェイト２０１と台座プレート２０３との間に、一対の重量センサ２０４が設置されている。各重量センサ２０４は、１以上のウェイト２０１により掛かる圧力（重量）を検知するように構成されている。

そして、比較例のトレーニング支援システムは、各重量センサ２０４の検知結果、つまりユーザのトレーニングにより持ち上げられた１以上のウェイト２０１の重量に基づいて、トレーニング情報を算出する。すなわち、比較例のトレーニング支援システムは、全てのウェイト２０１が各重量センサ２０４上に載せ置かれている状態において各重量センサ２０４で計測される重量と、１以上のウェイト２０１が持ち上げられた状態において各重量センサ２０４で計測される重量との差分から、ユーザの掛ける負荷を算出し、算出したユーザの掛ける負荷に基づいてトレーニング情報を算出する。

しかしながら、比較例のトレーニング支援システムでは、各重量センサ２０４の検知結果、つまり１以上のウェイト２０１の重量をユーザの掛ける負荷とみなしている。このため、比較例のトレーニング支援システムで参照する各重量センサ２０４の検知結果に基づくユーザの掛ける負荷が、実際にユーザの掛ける負荷と乖離している可能性が高い、という問題がある。すなわち、ユーザが１以上のウェイト２０１を持ち上げている状態において、ユーザが掛ける負荷を変化させたとしても、１以上のウェイト２０１の重量は一定である。このため、比較例のトレーニング支援システムでは、ユーザの掛ける負荷をリアルタイムに参照することができず、実際にユーザの掛ける負荷に応じたトレーニングの支援を行いにくい、という問題がある。

これに対して、実施の形態に係るトレーニング支援システム２では、力センサ１１により検知されたケーブル４Ａの張力に基づいて、トレーニング情報を算出している。ここで、ユーザが可動部４を持ち上げている状態において、ユーザが掛ける負荷を変化させた場合でも、ケーブル４Ａの張力はユーザの掛ける負荷に応じて変化する。このため、実施の形態に係るトレーニング支援システム２では、ユーザの掛ける負荷をリアルタイムに参照することができ、実際にユーザの掛ける負荷に応じたトレーニングの支援を行いやすい、言い換えればユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングを支援しやすい、という利点がある。

例えば、一般的にユーザが行うトレーニングを指導する場合、ユーザを指導するトレーナーがユーザの行うトレーニングを見ることで、ユーザが適切な負荷を掛けているか否かを把握する必要がある。一方、実施の形態に係るトレーニング支援システム２では、実際にユーザの掛ける負荷をリアルタイムに参照することができるので、トレーナーによる指導を受けずとも、ユーザが適切な負荷を掛けているか否かを判定することができ、ユーザが行うトレーニングを支援しやすい。

［４．その他の実施の形態］
以上、本開示のトレーニング支援システム２について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。

上記実施の形態において、力センサ１１は、トレーニング機器３に取り付けられた状態で市場に流通してもよい。この場合、力センサ１１は、その取付位置をユーザが調整可能に構成されていてもよい。

上記実施の形態では、トレーニング支援システム２は情報端末６により実現されているが、これに限られない。例えば、トレーニング支援システム２は、インターネット等のネットワークを介して中継装置５と通信可能なクラウドサーバ等により実現されてもよい。この場合、トレーニング支援システム２は、１台の中継装置５から検知情報を取得してトレーニング情報を算出するだけでなく、複数台の中継装置５の各々から検知情報を取得して、中継装置５ごとにトレーニング情報を算出してもよい。また、この場合、トレーニング支援システム２の出力部２３は、例えばユーザが所持するスマートフォン等の情報端末に、処理部２２が算出したトレーニング情報を出力してもよい。また、この場合、トレーニング支援システム２は、中継装置５から検知情報を取得してトレーニング情報を算出するとともに、算出したトレーニング情報に基づいて、ユーザに対するトレーニング機器３を用いたトレーニングの推奨メニューを作成し、当該推奨メニューを情報端末に出力してもよい。推奨メニューは、例えばユーザに推奨する運動の速度、運動の回数、及び運動の負荷等の条件を組み合わせたメニューである。また、トレーニング支援システム２は、ユーザが行ったトレーニング機器３を用いたトレーニングについて算出されたトレーニング情報の経時的な変化（例えば、半年ごと、或いは１年ごとの変化）に基づいて、ユーザの健康状態等に関する判定処理を行い、当該判定結果を情報端末に出力してもよい。

上記実施の形態では、トレーニング機器３は３つのトレーニング部（第１トレーニング部４１、第２トレーニング部４２、及び第３トレーニング部）を備えているが、これに限られない。例えば、トレーニング機器３は、３つのトレーニング部のうち１つ又は２つのトレーニング部のみを備えていてもよいし、更に他のトレーニング部を備えていてもよい。また、トレーニング機器３は、例えばチェストプレス若しくはローイング、アブダクション若しくはアダクション、スクワットプレス、バイセプス若しくはトライセプス、アブドミナルクランチ、又はレッグプレス等の他のトレーニングを行うための部位を有していてもよい。

上記実施の形態において、センサシステム１の出力モジュール１２は、中継装置５を介さずに、直接的にトレーニング支援システム２との間で通信するように構成されていてもよい。この場合、中継装置５は不要である。

例えば、本開示は、トレーニング支援システム２として実現できるだけでなく、トレーニング支援システム２を構成する各構成要素が行うステップ（処理）を含むトレーニング支援方法として実現できる。

トレーニング支援方法は、図４に示すように、力センサ１１からの検知情報を取得し（Ｓ１）、取得した検知情報に基づいて、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングに関するトレーニング情報を算出し（Ｓ２）、算出したトレーニング情報を出力する（Ｓ３）方法である。

例えば、トレーニング支援方法におけるステップは、コンピュータ（コンピュータシステム）によって実行されてもよい。そして、本開示は、トレーニング支援方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本開示は、そのプログラムを記録したＣＤ－ＲＯＭ等である非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。

例えば、本開示が、プログラム（ソフトウェア）で実現される場合には、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ及び入出力回路等のハードウェア資源を利用してプログラムが実行されることによって、各ステップが実行される。つまり、ＣＰＵがデータをメモリ又は入出力回路等から取得して演算したり、演算結果をメモリ又は入出力回路等に出力したりすることによって、各ステップが実行される。

また、上記実施の形態のトレーニング支援システム２に含まれる各構成要素は、専用又は汎用の回路として実現されてもよい。

また、上記実施の形態のトレーニング支援システム２に含まれる各構成要素は、集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）であるＬＳＩ（Large Scale Integration）として実現されてもよい。

また、集積回路はＬＳＩに限られず、専用回路又は汎用プロセッサで実現されてもよい。プログラム可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び設定が再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが、利用されてもよい。

さらに、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて、トレーニング支援システム２に含まれる各構成要素の集積回路化が行われてもよい。

また、トレーニング支援システム２において、取得部２１は、カードリーダによるユーザＩＤの入力又は顔認証手段での入力によって、ユーザを特定するユーザ情報を取得してもよい。この場合、トレーニング支援システム２は、取得したユーザ情報とトレーニングに関する検知情報とを紐付けて管理することができる。さらに、取得部２１は、ユーザが装着して計測する、或いは非接触で計測する計測手段から、有線通信手段又は無線通信手段を用いて、ユーザの血圧、脈拍、又は体温等のバイタル情報を取得してもよい。これにより、トレーニング支援システム２は、バイタル情報とトレーニングに関する検知情報とを紐付けて管理することができる。この場合、処理部２２は、より正確にトレーニング効果の算出を行うことができるとともに、ユーザに対してより適切な推奨メニューを作成することができる。トレーニング効果又は推奨メニューは、出力部２３を介してユーザに提示することができる。なお、ユーザ情報又はバイタル情報は、中継装置５を介してトレーニング支援システム２の取得部２１に送信される構成であってもよいし、中継装置５を介さずカードリーダ又は計測手段から直接、取得部２１に送信される構成であってもよい。

（まとめ）
以上述べたように、第１の態様に係るトレーニング支援システム２は、取得部２１と、処理部２２と、出力部２３と、を備える。取得部２１は、トレーニング機器３に取り付けられた力センサ１１から、トレーニング機器３を用いたユーザのトレーニングに伴って変化する力センサ１１の検知結果を含む検知情報を取得する。トレーニング機器３は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａに引っ張られることで移動する可動部４を有する。処理部２２は、取得部２１が取得した検知情報に基づいて、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングに関するトレーニング情報を算出する。出力部２３は、処理部２２が算出したトレーニング情報を出力する。力センサ１１は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａを介して伝達される張力を検知する。

これによれば、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングを支援しやすい、という利点がある。

また、第２の態様に係るトレーニング支援システム２では、第１の態様において、トレーニング機器３は、互いに異なる複数種類の筋肉のそれぞれに負荷を掛けるための複数のトレーニング部（第１トレーニング部４１、第２トレーニング部４２、及び第３トレーニング部）を有している。力センサ１１は、複数のトレーニング部のいずれを用いてユーザがトレーニングを行った場合でも、可動部４の移動に伴って張力が変化する部位に取り付けられている。

これによれば、１つの力センサ１１で複数のトレーニング部の各々を用いたトレーニングでのユーザの掛ける負荷を検知することができる、という利点がある。

また、第３の態様に係るトレーニング支援システム２では、第１又は第２の態様において、力センサ１１は、トレーニング機器３に対して着脱可能に構成されている。

これによれば、既存のトレーニング機器３に力センサ１１を後付けすることができるので、ユーザがトレーニング支援システム２を容易に導入することができる、という利点がある。

また、第４の態様に係るトレーニング支援システム２では、第１～第３のいずれか１つの態様において、処理部２２は、検知情報に基づいて、力センサ１１の取り付けが基準を満たすか否かを試験する試験処理を実行する機能を有している。処理部２２は、試験処理において、可動部４が基準位置にある初期状態での検知情報が基準範囲を逸脱した場合に、力センサ１１の取り付けの修正を指示する情報を出力部２３に出力させる。

これによれば、ユーザが力センサ１１をトレーニング機器３に対して正常に取り付けやすくなる、という利点がある。

また、第５の態様に係るトレーニング支援システム２では、第１～第４のいずれか１つの態様において、処理部２２は、検知情報に基づいて、ユーザによりトレーニングが正常に行われているか否かを監視し、トレーニングが正常に行われていない場合に、トレーニング機器３の使用の停止を指示する情報を出力部２３に出力させる。

これによれば、ユーザが無意識のうちに無理な運動を継続して行ってしまうのを回避しやすくなる、という利点がある。

また、第６の態様に係るトレーニング支援システム２では、第１～第５のいずれか１つの態様において、処理部２２は、検知情報に基づいて、トレーニング中においてユーザが１回の運動に要する運動時間を算出する。処理部２２は、算出した運動時間が前回のトレーニングにおける運動時間よりも短い場合に、ユーザによるトレーニングの強度を上げることを指示する情報を出力部２３に出力させる。

これによれば、ユーザが適切なトレーニングの強度でトレーニングを行いやすくなる、という利点がある。

また、第７の態様に係るトレーニング支援方法では、トレーニング機器３に取り付けられた力センサ１１から、トレーニング機器３を用いたユーザのトレーニングに伴って変化する力センサ１１の検知結果を含む検知情報を取得する（Ｓ１）。トレーニング機器３は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａに引っ張られることで移動する可動部４を有する。トレーニング支援方法では、取得した検知情報に基づいて、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングに関するトレーニング情報を算出する（Ｓ２）。トレーニング支援方法では、算出したトレーニング情報を出力する（Ｓ３）。力センサ１１は、ユーザの掛ける負荷に応じてケーブル４Ａを介して伝達される張力を検知する。

これによれば、ユーザによるトレーニング機器３を用いたトレーニングを支援しやすい、という利点がある。

本開示は、例えば、ユーザによるトレーニング機器を用いたトレーニングを支援するためのシステム等に利用可能である。

１１ 力センサ
１２ 出力モジュール
２ トレーニング支援システム
２１ 取得部
２２ 処理部
２３ 出力部
３ トレーニング機器
４ 可動部
４１ 第１トレーニング部（トレーニング部）
４２ 第２トレーニング部（トレーニング部）
４Ａ ケーブル

Claims (7)

1. ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルに引っ張られることで移動する可動部を有するトレーニング機器に取り付けられた力センサから、前記トレーニング機器を用いた前記ユーザのトレーニングに伴って変化する前記力センサの検知結果を含む検知情報を取得する取得部と、
   前記取得部が取得した前記検知情報に基づいて、前記ユーザによる前記トレーニング機器を用いたトレーニングに関するトレーニング情報を算出する処理部と、
   前記処理部が算出した前記トレーニング情報を出力する出力部と、を備え、
   前記力センサは、前記ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルを介して伝達される張力を検知する、
   トレーニング支援システム。
2. 前記トレーニング機器は、互いに異なる複数種類の筋肉のそれぞれに負荷を掛けるための複数のトレーニング部を有しており、
   前記力センサは、前記複数のトレーニング部のいずれを用いて前記ユーザがトレーニングを行った場合でも、前記可動部の移動に伴って張力が変化する部位に取り付けられている、
   請求項１に記載のトレーニング支援システム。
3. 前記力センサは、前記トレーニング機器に対して着脱可能に構成されている、
   請求項１又は２に記載のトレーニング支援システム。
4. 前記処理部は、前記検知情報に基づいて、前記力センサの取り付けが基準を満たすか否かを試験する試験処理を実行する機能を有しており、
   前記処理部は、前記試験処理において、前記可動部が基準位置にある初期状態での前記検知情報が基準範囲を逸脱した場合に、前記力センサの取り付けの修正を指示する情報を前記出力部に出力させる、
   請求項１又は２に記載のトレーニング支援システム。
5. 前記処理部は、前記検知情報に基づいて、前記ユーザにより前記トレーニングが正常に行われているか否かを監視し、前記トレーニングが正常に行われていない場合に、前記トレーニング機器の使用の停止を指示する情報を前記出力部に出力させる、
   請求項１又は２に記載のトレーニング支援システム。
6. 前記処理部は、前記検知情報に基づいて、前記トレーニング中において前記ユーザが１回の運動に要する運動時間を算出し、
   前記処理部は、算出した前記運動時間が前回の前記トレーニングにおける前記運動時間よりも短い場合に、前記ユーザによる前記トレーニングの強度を上げることを指示する情報を前記出力部に出力させる、
   請求項１又は２に記載のトレーニング支援システム。
7. ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルに引っ張られることで移動する可動部を有するトレーニング機器に取り付けられた力センサから、前記トレーニング機器を用いた前記ユーザのトレーニングに伴って変化する前記力センサの検知結果を含む検知情報を取得し、
   取得した前記検知情報に基づいて、前記ユーザによる前記トレーニング機器を用いたトレーニングに関するトレーニング情報を算出し、
   算出した前記トレーニング情報を出力し、
   前記力センサは、前記ユーザの掛ける負荷に応じてケーブルを介して伝達される張力を検知する、
   トレーニング支援方法。

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