JP2024068487A

JP2024068487A - スマートウェアラブルデバイス

Info

Publication number: JP2024068487A
Application number: JP2022178987A
Authority: JP
Inventors: 虔祥張; 彦呈林; 偉志連; 増平丘; 沛芸呉; 波劉
Original assignee: 智遊科技服務股▲分▼有限公司
Priority date: 2022-11-08
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2024-05-20
Anticipated expiration: 2042-11-08
Also published as: JP7429376B1

Abstract

【課題】スマートウェアラブルデバイスを提供する。【解決手段】複数のコンタクトクッションユニットは着用者の上肢に保持され、接続ユニットと、第一感知モジュールと、第二感知モジュールと、拡張ユニットと、を含んで構成されている。接続ユニットは接続ベルトと、第一位置決め溝と、第一位置決めユニットと、第二位置決め溝と、第二位置決めユニットと、を備えている。接続ベルトは第一端及び第二端を有し、第一端から第二端に水平線が形成され、及び垂直線が形成されている。第一感知モジュールは第一感知ユニットを含み、第二感知モジュールは第二感知ユニットを含み、拡張ユニットは延長ベルトと、第一拡張ブロックと、第二拡張ブロックと、第一留め具ユニットと、第二留め具ユニットと、を具備している。【選択図】図２

Description

本発明は、ウェアラブルデバイスに関し、より詳しくは、複数のコンタクトクッションユニットにより着用者の上肢に保持されるスマートウェアラブルデバイス（smart wearable device）に関する。

人口の高齢化が世界的に重要な社会問題となっており、近年高齢者の「サルコペニア」問題が重視されている。寿命が延びるに連れ、筋肉量と強度が徐々に衰弱し、全体的な生理機能が低下し、筋力が衰える症状が発症し、死亡リスクが増加し、様々な合併症が併発する。また、サルコペニアの核心的概念は骨格筋の流失であり、正常な高齢化過程に比べてより明確になり、筋肉の機能に影響が及び、行動能力が制限され、日常的な行動を行う際に常に障害に直面し、健康に対し更に有害な影響が及んだ。

現在高齢者やサルコペニア患者がレジスタンス運動を行い、筋肉量や筋力の増加を図っている。しかしながら、一般的なレジスタンス運動は通常ジムやウェイトトレーニング機器がある場所で運動を行うが、既に機能が衰えている高齢者には容易ではなく、且つ運動回数もプロのトレーナーの力や空間に制限された。また、高齢化社会の到来により、リハビリ患者と亜健康グループが日増しに増加し、高齢グループ中にフレイルがよく見られるようになっており、高齢者の転倒リスクが増加し、他の合併症を引き起こした。一般的にリハビリトレーニングを行うと、肢体の運動機能の回復に役立つが、従来の１対１での運動では療法士の需要が多すぎ、国内では現在短期的に補充するのが難しかった。また、リハビリ過程はありきたりでつまらなく、肢体を支配する大脳の運動神経が積極的に参加しないため、リハビリ効果が優れなかった。

また、２１世紀のデジタル化及び情報化が爆発的に発展する時代において、科学技術の発展が人間の生活様式を急速に変化させ、スマート医療、スマート計測等の新技術の発展及び健康のための医療のカスタマイズの理念が普及し、スマートウェアラブルデバイス関連分野が近年急速に成長し、医療の発展が見込まれる前途有望な分野の１つとなっている。ウェアラブルデバイスの医療への応用は、行動機能及び健康監視内容のデータ化を含み、予防医療と保健効果を達成している。さらには、医療のリハビリに応用し、リハビリトレーニング全体の効果及び効率を高め、ユーザーの利便性を向上し、安全性及び快適性も高めている。

こうすることで、ウェアラブルデバイス及び情報通信技術を統合し、サルコペニア、フレイル、高齢者グループへの遠隔デジタルサービスシステムを提供し、適合するリハビリ方法も提供し、同時にユーザーの疲労感を減少させ、長期間リハビリトレーニングを続けるモチベーションを高め、高齢者の共鳴を引き起こし、高齢化のマイナス面の影響を減少させる。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に至った。

本発明は、上記問題点に鑑みて本発明者の鋭意研究により成されたものであり、その目的は、複数のコンタクトクッションユニットにより着用者の上肢に保持され、接続ユニットと、第一感知モジュールと、第二感知モジュールと、拡張ユニットと、を備えているスマートウェアラブルデバイスを提供することにある。

本発明の一実施態様によれば、スマートウェアラブルデバイスが提供される。前記接続ユニットは前記着用者の上肢に分離可能に保持されている接続ベルトと、前記接続ベルトに設けられている第一位置決め溝と、前記第一位置決め溝に開設されている第一位置決めユニットと、前記接続ベルトに設置されている第二位置決め溝と、前記第二位置決め溝に開設されている第二位置決めユニットと、を含んで構成されている。前記接続ベルトは第一端及び対向にある第二端を有し、前記第一端から前記第二端まで水平線が形成され、及び前記水平線に対して垂直な垂直線が形成され、前記第一位置決め溝は前記第一端に位置し、前記第二位置決め溝は前記第二端に位置している。前記第一感知モジュールは前記第一位置決め溝に分離可能に位置し、前記第一位置決めユニットに位置している第一感知ユニットを含む。前記第二感知モジュールは前記第二位置決め溝に分離可能に位置し、前記第二位置決めユニットに位置していると共に１つのコンタクトクッションユニットにより前記着用者の上肢に保持されている第二感知ユニットを含む。前記拡張ユニットは前記接続ベルトに分離可能に接続されている延長ベルトと、前記延長ベルトの一端に位置している第一拡張ブロックと、前記延長ベルトの他端に位置している第二拡張ブロックと、前記第一拡張ブロックに設置されている第一留め具ユニットと、前記第二拡張ブロックに設置されている第二留め具ユニットと、を含んで構成されている。前記接続ベルトが前記延長ベルトに接続されると、前記延長ベルトが前記垂直線に位置し、前記第一留め具ユニットが１つのコンタクトクッションユニットに接続され、前記第一拡張ブロックが前記着用者の上肢に保持され、前記第二留め具ユニットが前記第一位置決め溝に位置している第一感知ユニットに接続される。

好ましくは、前記第一位置決めユニットは第一位置決め孔と、第二位置決め孔と、第三位置決め孔と、を有し、前記第一位置決め溝を中心として第一設置点を定義し、前記第一乃至第三位置決め孔は前記第一設置点を包囲するように設けられ、前記第一位置決め孔は前記水平線に位置し、前記第二位置決め孔及び前記第三位置決め孔は前記垂直線に沿って上下に設けられていると共に前記第一位置決め孔の一側に位置している。

好ましくは、前記第二位置決めユニットは第四位置決め孔と、第五位置決め孔と、第六位置決め孔と、を有し、前記第二位置決め溝を中心として第二設置点を定義し、前記第四乃至第六位置決め孔は前記第二設置点を包囲するように設けられている。

好ましくは、前記第四位置決め孔は前記水平線に位置し、前記第五位置決め孔及び前記第六位置決め孔は前記垂直線に沿って上下に設けられていると共に前記第四位置決め孔の一側に位置している。

好ましくは、前記第一位置決め溝及び前記第二位置決め溝は前記水平線に左右対称に間隔を置いて配列され、前記第一位置決めユニット及び前記第二位置決めユニットは前記水平線に左右対称に間隔を置いて配列されている。

好ましくは、前記第一位置決め溝は前記第一設置点を中心として前記第一位置決め溝の周縁に沿って外に向けて突出されている第一フランジを有し、前記第一フランジは前記第二位置決め孔及び前記第三位置決め孔に近接するように設置され、前記第二位置決め溝は前記第二設置点を中心として前記第二位置決め溝の周縁に沿って外に向けて突出されている第二フランジを有し、前記第二フランジは前記第五位置決め孔及び前記第六位置決め孔に近接するように設置されている。

好ましくは、前記接続ベルトは前記第二端に位置している複数のアライメント補正線を更に有し、前記各アライメント補正線は前記垂直線に沿って間隔を置いて設けられている。

好ましくは、前記接続ベルトは前記第一端に位置している第一接合部材、及び前記第二端に位置している第二接合部材を更に有し、前記第一及び第二接合部材は相互に接続されて前記接続ベルトを前記着用者の上肢に保持している。

好ましくは、前記第一感知モジュールは第一生理感知回路を更に備え、前記第二感知モジュールは第二生理感知回路を更に備え、前記第一及び第二生理感知回路はマルチメディアインタラクティブシステムにワイヤレス接続されている。

好ましくは、前記第一感知ユニットは前記第一位置決め孔に接続されている第一感知点と、前記第二位置決め孔に接続されている第二感知点と、前記第三位置決め孔に接続されている第三感知点と、を有している。前記第二感知ユニットは前記第四位置決め孔に接続されている第四感知点と、前記第五位置決め孔に接続されている第五感知点と、前記第六位置決め孔に接続されている第六感知点と、を有している。

好ましくは、前記第一拡張ブロックを中心として第三設置点を定義し、前記第二拡張ブロックを中心として第四設置点を定義し、前記第一留め具ユニットは第一留め具と、第二留め具と、第三留め具と、を有し、前記第一乃至第三留め具は前記第三設置点を包囲するように設置されている。前記第二留め具ユニットは第四留め具と、第五留め具と、第六留め具と、を有し、前記第四乃至第六留め具は前記第四設置点を包囲するように設置され、前記第四留め具は前記第一感知点に接続され、前記第五留め具は前記第二感知点に接続され、前記第六留め具は前記第三感知点に接続されている。

好ましくは、前記接続ベルトが前記延長ベルトに接続されると、前記延長ベルトが前記垂直線に位置し、前記第一乃至第三留め具が前記第三設置点を軸として前記第四乃至第六留め具に対し時計回り方向に30度乃至50度回転する。

好ましくは、前記第四乃至第六位置決め孔は前記第二設置点を軸として前記第一乃至第三位置決め孔に対し時計回り方向に15度乃至30度回転する。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
前記第一拡張ブロックにより三角筋の筋肉活動をキャプチャし、前記第一感知モジュールにより二頭筋の筋肉活動をキャプチャし、前記第二感知モジュールにより三頭筋の筋肉活動をキャプチャすることで、上肢の複数の部位の筋肉の活動を検出し、且つユーザーの各筋肉群の運動時の活動状況を保存する。また、人間工学に適合し、人間本位のスケールで記録することを主軸として設計し、前記複数のアライメント補正線を前記着用者の上肢に間隔を調整可能に配置することで、ユニバーサルデザインを達成している。なお、前記第一及び第二フランジの設置により、前記着用者が前記第一及び第二感知モジュールを設置するのをガイドする位置揃えフールプルーフ設置を提供する。さらに、前記第一及び第二生理感知回路によりキャプチャした生理感知データ及び筋肉活動を外部に向けて伝送し、且つ収集したデータを分析し、前記ウェアラブルデバイスと情報通信とを統合する効果を達成し、サルコペニア、フレイル、高齢者グループへの遠隔デジタルサービスシステムを提供し、最適化したリハビリ方法も提供し、ユーザーの疲労感を減少させ、長期間リハビリトレーニングを続けるモチベーションを高める。

本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。

本発明の第１好ましい実施例に係るスマートウェアラブルデバイスを説明する概略構成図である。本発明の第１好ましい実施例に係るスマートウェアラブルデバイスが着用者の上肢に保持される態様を説明する概略構成図である。本発明の第１好ましい実施例の第一感知モジュール、第二感知モジュールが接続ユニットに位置されている態様を説明する概略構成図である。本発明の第１好ましい実施例の接続ユニットの第一端と第二端が互いに接続される態様を説明する概略構成図である。本発明の第１好ましい実施例を他の角度から見た態様を説明する概略構成図である。本発明の第１好ましい実施例の拡張ユニットの態様を説明する概略構成図である。本発明の第１好ましい実施例において、第一感知モジュール、第二感知モジュールが設置していない態様を説明する概略構成図である。本発明の第２好ましい実施例に係るスマートウェアラブルデバイスを説明する概略構成図である。本発明の第２好ましい実施例の拡張ユニットの態様を説明する概略構成図である。

以下に、図１乃至図９を参照しながら、本発明の好ましい実施例に係るスマートウェアラブルデバイスについて説明する。

＜第１好ましい実施例＞
まず、本発明の第１好ましい実施例に係るスマートウェアラブルデバイスを図１から図７に示す。
前記スマートウェアラブルデバイスは複数のコンタクトクッションユニット６により着用者の上肢に保持され、接続ユニット１と、第一感知モジュール２と、第二感知モジュール３と、拡張ユニット４と、を含んで構成されている。各コンタクトクッションユニット６は３個１組とし、前記着用者の上肢に保持させている。前記ウェアラブルデバイスは快適性と着易さを結合させた製品設計となっており、且つ複数の筋肉群の運動データ、方向及び速度を効果的に記録する(図１と図２参照)。

前記接続ユニット１は、前記着用者の上肢に分離可能に保持されている接続ベルト１１と、前記接続ベルト１１に設置されている第一位置決め溝１２と、前記第一位置決め溝１２に開設されている第一位置決めユニット１３と、前記接続ベルト１１に設置されている第二位置決め溝１４と、前記第二位置決め溝１４に開設されている第二位置決めユニット１５と、を含んで構成されている。

前記接続ベルト１１は第一端１１１、及び対向にある第二端１１２を有し、前記第一端１１１から前記第二端１１２まで水平線Ｌ１が形成され、及び前記水平線Ｌ１に対して垂直な垂直線Ｌ２が形成されている。前記第一位置決め溝１２は前記第一端１１１に位置し、前記第二位置決め溝１４は前記第二端１１２に位置している。前記水平線Ｌ１は前記接続ベルト１１の長さ方向であり、前記垂直線Ｌ２は前記接続ベルト１１の幅方向であり、前記水平線Ｌ１は前記接続ベルト１１の幅方向の中間位置に位置していない。

実際の実施において、コンタクトクッションは特定の応用に基づいて異なる形式を採用してもよく、例えば、神経筋電気刺激パッド（neuromuscular electrical stimulation, NMES）、温熱治療パッド、或いは経皮治療パッドの痛み止めパッチ形式や、鍼灸パッチ形式のような能動的治療装置形式で提供してもよい。運動範囲/運動追跡データを補足する応用において、コンタクトクッションは精確な生理センサー素子を配置する形式を採用してもよく、対応する外部追加部材として配置し、前記着用者の身体の部位に関連する生理情報（例えば、筋肉群の追跡、運動範囲、活動度、負荷等）を抽出または他の方式で獲得する。

ここでは、前記コンタクトクッションは筋電信号を測定するための筋電パッチであり、筋肉表面の皮膚に貼付し、活動期間の筋肉の電圧変化を測定する。筋電信号が大きくなるほど、筋肉活動に参加する運動単位が多くなり、その刺激レベルも高くなり、筋電図（EMG）から局部の筋肉活動のレベルを推定する。表面の筋電信号のキャプチャ及び６軸慣性感知技術により、前記着用者の各筋肉群の運動時の活動状況を有効的に検出及び保存した後、獲得した信号の関連情報をホストデバイスに保存し、且つバックエンドシステムが処理してデータの分析及び評価を行う。

前記接続ベルト１１は前記第二端１１２に位置している複数のアライメント補正線１１３を更に有し、前記各アライメント補正線１１３は前記垂直線Ｌ２に沿って間隔を置いて設けられている。また、前記接続ベルト１１は前記第一端１１１に位置している第一接合部材１１４、及び前記第二端１１２に位置している第二接合部材１１５を更に有し、前記第一接合部材１１４及び前記第二接合部材１１５は相互に接続され、前記接続ベルト１１により前記着用者の上肢に保持されている。

前記複数のアライメント補正線１１３は前記着用者の上肢に間隔を調整可能に配置され、前記接続ベルト１１を異なる体型のユーザーに適合させることで、ユニバーサルデザインを達成している。また、前記第一接合部材１１４及び前記第二接合部材１１５は相互に接合してリングを形成するように配置することで、前記接続ユニット１が前記着用者の上肢に自律的に保持するように巻回する。前記第一接合部材１１４に貫設溝が設けられ、前記第二接合部材１１５には面ファスナーが設置され、前記第二接合部材１１５が前記貫設溝を貫通し、前記面ファスナーが前記接続ベルト１１に粘着してこれを緊結する。実際の実施では、前記第一接合部材１１４及び前記第二接合部材１１５はボタン、磁気吸着、接着剤、ラッチ、或いはゴムバンド構造として配置して前記着用者の上肢に相互に接合してもよい。

前記第一位置決め溝１２及び前記第二位置決め溝１４は前記水平線Ｌ１に左右対称に間隔を置いて配列され、前記第一位置決めユニット１３及び前記第二位置決めユニット１５は前記水平線Ｌ１に左右対称に間隔を置いて配列されている。

さらに、前記第一位置決めユニット１３は第一位置決め孔１３１と、第二位置決め孔１３２と、第三位置決め孔１３３と、を有し、前記第一位置決め溝１２を中心として第一設置点Ａ１を定義し、前記第一位置決め孔１３１、前記第三位置決め孔１３２、及び前記位置決め孔１３３は前記第一設置点Ａ１を包囲するように設けられている。前記第一位置決め孔１３１は前記水平線Ｌ１に位置し、前記第二位置決め孔１３２及び前記第三位置決め孔１３３は前記垂直線Ｌ２に沿って上下に設けられていると共に前記第一位置決め孔１３１の一側に位置している。

前記第二位置決めユニット１５は第四位置決め孔１５１と、第五位置決め孔１５２と、第六位置決め孔１５３と、を有し、前記第二位置決め溝１４を中心として第二設置点Ａ２を定義し、前記第四位置決め孔１５１、前記第五位置決め孔１５２、及び前記第六位置決め孔１５３は前記第二設置点Ａ２を包囲するように設けられている。前記第四位置決め孔１５１は前記水平線Ｌ１に位置し、前記第五位置決め孔１５２及び前記第六位置決め孔１５３は前記垂直線Ｌ２に沿って上下に設けられると共に前記第四位置決め孔１５１の一側に位置している。前記第一設置点Ａ１及び前記第二設置点Ａ２は前記水平線Ｌ１に位置している。

前記第一位置決め溝１２は前記第一設置点Ａ１を中心として前記第一位置決め溝１２の周縁に沿って外に向けて突出されている第一フランジ１２１を有し、前記第一フランジ１２１は前記第二位置決め孔１３２及び前記第三位置決め孔１３３に近接するように設置されている。前記第二位置決め溝１４は前記第二設置点Ａ２を中心として前記第二位置決め溝１４の周縁に沿って外に向けて突出されている第二フランジ１４１を有し、前記第二フランジ１４１は前記第五位置決め孔１５２及び前記第六位置決め孔１５３に近接するように設置されている。

図３と図４も併せて参照し、前記第一感知モジュール２は前記第一位置決め溝１２に分離可能に位置し、前記第一位置決めユニット１３に位置している第一感知ユニット２１を備えている。前記第一感知ユニット２１は前記第一位置決め孔１３１に接続されている第一感知点２１１と、前記第二位置決め孔１３２に接続されている第二感知点２１２と、前記第三位置決め孔１３３に接続されている第三感知点２１３と、を有している。

ここでは、前記第一感知モジュール２は二頭筋の筋肉活動をキャプチャするために用いられている。二頭筋は上腕二頭筋とも言い、上腕前方に位置し、計２本の腕の筋肉で構成されている。肘を曲げる際に、二頭筋が収縮すると隆起する。

前記第二感知モジュール３は前記第二位置決め溝１４に分離可能に位置し、前記第二位置決めユニット１５に位置していると共に１つのコンタクトクッションユニット６により前記着用者の上肢に保持される第二感知ユニット３１を備えている。前記第二感知ユニット３１は前記第四位置決め孔１５１に接続されている第四感知点３１１と、前記第五位置決め孔１５２に接続されている第五感知点３１２と、前記第六位置決め孔１５３に接続されている第六感知点３１３と、を有している。各コンタクトクッションユニット６の３つのコンタクトクッションは三角形の形態で前記第四感知点３１１、前記第五感知点３１２、前記第六感知点３１３と組み合わせて前記着用者の上肢に保持される。

ここでは、前記第二感知モジュール３は三頭筋の筋肉活動をキャプチャするために用いられている。三頭筋は上腕三頭筋とも言い、上腕の後方に位置し、３組の腕の筋肉で構成されている。腕を伸ばして捻る際に、三頭筋が収縮する。

本実施例では、前記第一位置決め溝１２の第一フランジ１２１及び前記第二位置決め溝１４の第二フランジ１４１の設計により、前記着用者が前記第一感知モジュール２を前記第一位置決め溝１２に設置し、前記第二感知モジュール３を前記第二位置決め溝１４の位置揃えフールプルーフ設置に設置する。さらに、前記コンタクトクッションユニット６が前記着用者の上肢に正確に位置を揃えるように保持するのを補助する。

前記第一感知モジュール２は第一生理感知回路を更に備え、前記第二感知モジュール３は第二生理感知回路を更に備えている。前記第一及び第二生理感知回路はマルチメディアインタラクティブシステム５にブルートゥース接続され、キャプチャした生理感知データ及び筋肉活動を外部に向けて伝送する。

また、前記第一感知モジュール２及び前記第二感知モジュール３は、構造を保持するための剛性ケース、及び前記第一感知モジュール２及び前記第二感知モジュール３の作動を制御するためのスイッチ素子を更にそれぞれ備えている。剛性ケースは内部に他の機能性デバイスを収容し、例えば、生理感知回路、センサー回路、電源ユニット、ワイヤレス送受信機等の構造を支持及び保護するシールドを提供する。さらに、前記第一位置決め溝１２及び前記第二位置決め溝１４には前記第一感知モジュール２及び前記第二感知モジュール３を中に収容するためのバッグが設置され、前記バッグにより前記第一感知モジュール２及び前記第二感知モジュール３を前記第一位置決め溝１２及び前記二位置決め溝１４に支持している。実際の実施では、面ファスナーを使用して前記第一感知モジュール２及び前記第二感知モジュール３を固定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。

精確な生理情報を収集する必要がある実施例では、前記第一感知モジュール２及び前記第二感知モジュール３に多種類の生理センサーデバイスを設置して需要を満たすことができる。例えば、加速度計、ジャイロ、運動センサー、近接センサー、光学センサー、磁力計、圧力センサー、水分センサー、位置センサー、位置追跡センサー等の機能がある。センサーは光学センサー、磁気センサー、誘導型センサー、静電容量センサー、電流センサー、電気抵抗式センサー、磁気抵抗式センサー、赤外線センサー、傾斜センサー、圧電素材、または圧電に基づいたセンサー、血中酸素濃度センサー、心拍数センサー、レーザーまたは超音波に基づいたセンサー、及び筋電図タイプセンサーから選択可能である。いくつかの実施形態では、生理センサーは単一のまたは複数の軸に沿って、位置及び方向、加速度、速度、振動、或いは衝撃を測定及び感知するように配置してもよい。

実際の実施では、取得した筋肉群データは前記ホストデバイスに保存し、前記ホストデバイスは筋肉のリハビリに用いるマルチメディアインタラクティブシステム５として設計されているスマート健康促進サービスシステム（intelligent health promotion service system, IHPSS）でもよい。いくつかの実施形態では、前記システムの目標は大腿三角筋、上腕二頭筋、上腕三頭筋を含む筋肉群のトレーニングであり、上肢の健康を完全に回復して腕を振ったり、肘を曲げ伸ばしする等の動作を行えるように筋肉群をトレーニングすることで、上肢の筋肉の耐久力を効果的に高める。

ユーザーの運動データ及び他の生理情報（例えば、リハビリ動作）を補足し、インタラクティブゲーム型オーディオ・ビジュアルコンテンツに統合するため、マルチメディアコンテンツはマップタイプのステージ/レベルアップチャレンジで表現し、VRゲームをインタラクティブに冒険するようにユーザーをガイドすることで、ユーザーのトレーニング体験の疲労を減らし、同時に自らトレーニングを行うモチベーションを高める。

本実施例では、スマート健康促進サービスシステムの操作は、ユーザーの基礎データを構築し、カスタマイズパラメーターを設定し、ゲーム化したリハビリを体験し、ユーザーがフィードバックし、スマートに評価及び記録する等に分けられる。一方では、統合的なプロのリハビリ治療を促進し、フレイルの高齢者に対し治療のゴールデンタイムまたは健康促進期に遠隔からデジタルサービスを提供し、最適化されたリハビリ方法を提供し、「カスタマイズ、ゲーム化、スマート化」の三大サービス目標を達成する。その一方で、懐かしいゲームシーンのデザインを提供し、ユーザーの疲労感を減らし、高齢者の共鳴を引き起こし、リハビリのモチベーションを高める。

また、トレーニング期間にユーザーの各筋肉群の状況を検査し、歩容解析歩行周期精密分割技術を使用し、リハビリ患者の虚弱程度を評価する。リハビリ患者の需要に応じて、カスタマイズされたゲームのリハビリ治療を生成または自動で構築し、高品質な臨床評価システムを構成する。さらに、ディープラーニング及びデータ分析により、前記システムが専門家と協力してリハビリ患者のために正しいリハビリ計画を策定し、同時にトレーニング状態を家族に伝送し、リハビリ患者が外出しなくてもリハビリ治療を行えるようにする。

インタラクティブ体感リハビリコンテンツは臨床において常用される上肢リハビリトレーニング動作に基づいて手を振る、肘を曲げ伸ばしする等のトレーニング動作を行うように設計されている。ゲーム表現によるVRトレーナースタイルにより、リハビリトレーニングでリハビリ患者の指導を補助してリハビリトレーニング課程を完遂することで、患者がリハビリを継続するモチベーションを刺激する。

本実施例では、AIディープラーニング及び強化学習（reinforcement learning, RL）の長・短期記憶（long and short-term memory,LSTM）アルゴリズムを利用し、リハビリ患者の筋肉の耐久力の進捗を評価する。収集したデータを前記サービスシステムの電子健康システムに転送して分析を行い、且つ評価及びリハビリ治療のための参照用として関係する専門家に提供し、リアルタイム医療共有システムによりカスタマイズされたリハビリ治療課程の処方を実現する。

リハビリ患者のリハビリの需要に基づいて、適合するリハビリ治療課程を策定し、医療共有システムに用いるインタラクティブプラットフォームを形成し、その中でリハビリ患者の家族が患者の日常的なリハビリ状況を理解し、医者は専門的なレポートを使用し、患者及び家族が持続的に交流し、リハビリモチベーション及びリハビリ効果をさらに高めている。

図５、図６と図７も併せて参照し、前記拡張ユニット４は、前記接続ベルト１１に分離可能に接続されている延長ベルト４１と、前記延長ベルト４１の一端に位置している第一拡張ブロック４２と、前記延長ベルト４１の他端に位置している第二拡張ブロック４３と、前記第一拡張ブロック４２に設置されている第一留め具ユニット４４と、前記第二拡張ブロック４３に設置されている第二留め具ユニット４５と、を含んで構成されている。前記接続ベルト１１が前記延長ベルト４１に接続されると、前記延長ベルト４１が前記垂直線Ｌ２に位置し、前記第一留め具ユニット４４が１つのコンタクトクッションユニット６に接続され、前記第一拡張ブロック４２が前記着用者の上肢に保持され、前記第二留め具ユニット４５が前記第一位置決め溝１２に位置している第一感知ユニット２１に接続される。前記延長ベルト４１を前記接続ベルト１１に位置している第一感知モジュール２に接続することで、三角筋の筋肉活動をキャプチャする。さらに、前記延長ベルト４１内には前記第一感知モジュール２に信号が接続されている回路が嵌入され、前記筋電信号を伝送するために用いられている。なお、前記第一拡張ブロック４２の位置決め方式は肩峰から前記延長ベルト４１の上縁までの約２踵幅の位置に位置決めする。また、前記接続ベルト１１及び前記延長ベルト４１は弾性材質であるため、ユーザーの体型に合わせて上下左右の着用位置を微調整できる。

前記第一拡張ブロック４２は三角筋の筋肉活動をキャプチャするために用いられている。三角筋は俗称「三角筋（Deltoid muscle）」であり、肩を接続する肩甲骨、鎖骨及び上腕骨を包囲し、肩及び上腕の運動の大多数は三角筋を使用し、肩を丈夫にし、腕を前、横、後にそれぞれ引っ張る動作を担うという、身体の組成にとって非常に重要な部分の筋肉であり、腕を多方向に運動可能にしている。

前記第一拡張ブロック４２、前記第一位置決め溝１２の第一設置点Ａ１、及び前記第二位置決め溝１４の第二設置点Ａ２の三点により二等辺三角形を構成し、前記第一設置点Ａ１乃至前記第三設置点Ａ３までの距離は前記第一設置点Ａ１乃至前記第二設置点Ａ２までの距離と等長であり、その角度θ１及びθ２は45度である。前記接続ベルト１１の長さが最大値に改変されると、角度θ２が30度となり、よって、前記接続ベルト１１の長さが角度θ２を30度乃至45度の間の範囲にし、角度θが90度となる。

前記接続ベルト１１及び前記延長ベルト４１等の支持部材は柔軟で靭性のある弾性生地材料を使用して製造され、或いは高い圧縮性及び滑り止め特性を有している通気性材料で構成されている。または、適合する表面処理が施された抗菌生地、銀繊維生地のような合成繊維生地を利用している。表面処理としては防水撥水コーティング処理、表面摩擦改質、抗菌表面処理、及び防臭表面処理を含む。柔らかく靭性があり、滑り止め特性があるため、摩擦力及び圧縮力により前記接続ベルト１１及び前記延長ベルト４１が前記着用者の上肢で移動するのを制限し、不快な摩擦、デバイスの位置ずれ、或いは位置の不揃い等の問題を最小化している。

さらに、前記第一拡張ブロック４２を中心として第三設置点Ａ３を定義し、前記第二拡張ブロック４３を中心として第四設置点Ａ４を定義し、前記第一留め具ユニット４４は第一留め具４４１と、第二留め具４４２と、第三留め具４４３と、を有して構成され、前記第一留め具４４１、前記第二留め具４４２、及び前記第三留め具４４３は前記第三設置点Ａ３を包囲するように設置されている。前記第二留め具ユニット４５は第四留め具４５１と、第五留め具４５２と、第六留め具４５３と、を有して構成され、前記第四留め具４５１、前記第五留め具４５２、及び前記第六留め具４５３は前記第四設置点Ａ４を包囲するように設置されている。前記第四留め具４５１、前記第五留め具４５２、及び前記第六留め具４５３は磁気吸着部材として配置し、前記第一感知ユニット２１から便利に取り外し可能にする効果を達成してもよい。

さらに、前記第四留め具４５１は前記第一感知点２１１に接続され、前記第五留め具４５２は前記第二感知点２１２に接続され、前記第六留め具４５３は前記第三感知点２１３に接続されている。

＜第２好ましい実施例＞
次は、本発明の第２好ましい実施例に係るスマートウェアラブルデバイスを図８から図９に示す。前記第２好ましい実施例は前記第１好ましい実施例と略同じであり、同じ点についてはその説明を繰り返さない。相違点について、前記接続ベルト１１が前記延長ベルト４１に接続されると、前記延長ベルト４１が前記垂直線Ｌ２に位置し、前記第一留め具４４１、前記第二留め具４４２、及び前記第三留め具４４３が前記第三設置点Ａ３を軸として前記第四留め具４５１、前記第五留め具４５２、及び前記第六留め具４５３に対し時計回り方向に30度乃至50度回転する。前記第四位置決め孔１５１、前記第五位置決め孔１５２、及び前記第六位置決め孔１５３は前記第二設置点Ａ２を軸として前記第一位置決め孔１３１、前記第三位置決め孔１３２、及び前記位置決め孔１３３に対し時計回り方向に15度乃至30度回転する。これにより、前記第一位置決めユニット１３及び前記第二位置決めユニット１５が前記水平線Ｌ１に左右対称に間隔を置いて配列されなくなる。

そして、前記第一設置点Ａ１は前記水平線Ｌ１に位置し、前記第二設置点Ａ２は前記水平線Ｌ１の上方または下方に位置し、図７の角度θが85度乃至105度の間の範囲となり、前記第一位置決めユニット１３及び前記第二位置決めユニット１５に高さの差が生じる。

以上を総合すると、本発明に係るスマートウェアラブルデバイスは、前記接続ユニット１、前記第一感知モジュール２、前記第二感知モジュール３、及び前記拡張ユニット４間の相互の設置により、前記第一拡張ブロック４２が三角筋の筋肉活動をキャプチャし、前記第一感知モジュール２が二頭筋の筋肉活動をキャプチャし、前記第二感知モジュール３が三頭筋の筋肉活動をキャプチャすることで、上肢の複数の部位の筋肉の活動を検出する。前記複数のアライメント補正線１１３は前記着用者の上肢に間隔を調整可能に配置され、これによりユニバーサルデザインを達成している。また、前記第一フランジ１２１及び前記第二フランジ１４１を設置することで、前記着用者が前記第一感知モジュール２及び前記第二感知モジュール３を設置するのをガイドする位置揃えフールプルーフ設置を提供する。さらに、前記第一及び第二生理感知回路によりキャプチャした生理感知データ及び筋肉活動を外部に向けて伝送し、且つ収集したデータの分析を行い、前記ウェアラブルデバイスと情報通信との統合効果を達成し、サルコペニア、フレイル、高齢者グループへの遠隔デジタルサービスシステムを提供し、最適化されたリハビリ方法を提供する。同時に、ユーザーの疲労感を減らし、長期間リハビリトレーニングを続けるモチベーションを高め、本発明の目的を確実に達成する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１接続ユニット
１１接続ベルト
１１１第一端
１１２第二端
１１３アライメント補正線
１１４第一接合部材
１１５第二接合部材
１２第一位置決め溝
１２１第一フランジ
１３第一位置決めユニット
１３１第一位置決め孔
１３２第二位置決め孔
１３３第三位置決め孔
１４第二位置決め溝
１４１第二フランジ
１５第二位置決めユニット
１５１第四位置決め孔
１５２第五位置決め孔
１５３第六位置決め孔
２第一感知モジュール
２１第一感知ユニット
２１１第一感知点
２１２第二感知点
２１３第三感知点
３第二感知モジュール
３１第二感知ユニット
３１１第四感知点
３１２第五感知点
３１３第六感知点
４拡張ユニット
４１延長ベルト
４２第一拡張ブロック
４３第二拡張ブロック
４４第一留め具ユニット
４４１第一留め具
４４２第二留め具
４４３第三留め具
４５第二留め具ユニット
４５１第四留め具
４５２第五留め具
４５３第六留め具
Ｌ１水平線
Ｌ２垂直線
Ａ１第一設置点
Ａ２第二設置点
Ａ３第三設置点
Ａ４第四設置点
５マルチメディアインタラクティブシステム
６コンタクトクッションユニット
θ 角度
θ１角度
θ２角度

Claims

複数のコンタクトクッションユニットにより着用者の上肢に保持されるスマートウェアラブルデバイスであって、
前記着用者の上肢に分離可能に保持されている接続ベルトと、前記接続ベルトに設けられている第一位置決め溝と、前記第一位置決め溝に開設されている第一位置決めユニットと、前記接続ベルトに設置されている第二位置決め溝と、前記第二位置決め溝に開設されている第二位置決めユニットと、を含んで構成される接続ユニットであって、前記接続ベルトは第一端及び対向にある第二端を有し、前記第一端から前記第二端まで水平線が形成され、及び前記水平線に対して垂直な垂直線が形成され、前記第一位置決め溝は前記第一端に位置し、前記第二位置決め溝は前記第二端に位置している接続ユニットと、
前記第一位置決め溝に分離可能に位置し、前記第一位置決めユニットに位置している第一感知ユニットを含む第一感知モジュールと、
前記第二位置決め溝に分離可能に位置し、前記第二位置決めユニットに位置していると共に１つのコンタクトクッションユニットにより前記着用者の上肢に保持されている第二感知ユニットを含む第二感知モジュールと、
前記接続ベルトに分離可能に接続されている延長ベルトと、前記延長ベルトの一端に位置している第一拡張ブロックと、前記延長ベルトの他端に位置している第二拡張ブロックと、前記第一拡張ブロックに設置されている第一留め具ユニットと、前記第二拡張ブロックに設置されている第二留め具ユニットと、を含んで構成される拡張ユニットであって、前記接続ベルトが前記延長ベルトに接続されると、前記延長ベルトが前記垂直線に位置し、前記第一留め具ユニットが１つのコンタクトクッションユニットに接続され、前記第一拡張ブロックが前記着用者の上肢に保持され、前記第二留め具ユニットが前記第一位置決め溝に位置している第一感知ユニットに接続される拡張ユニットと、を備えていることを特徴とするスマートウェアラブルデバイス。
前記第一位置決めユニットは第一位置決め孔と、第二位置決め孔と、第三位置決め孔と、を有し、前記第一位置決め溝を中心として第一設置点を定義し、前記第一乃至第三位置決め孔は前記第一設置点を包囲するように設けられ、前記第一位置決め孔は前記水平線に位置し、前記第二位置決め孔及び前記第三位置決め孔は前記垂直線に沿って上下に設けられていると共に前記第一位置決め孔の一側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記第二位置決めユニットは第四位置決め孔と、第五位置決め孔と、第六位置決め孔と、を有し、前記第二位置決め溝を中心として第二設置点を定義し、前記第四乃至第六位置決め孔は前記第二設置点を包囲するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記第四位置決め孔は前記水平線に位置し、前記第五位置決め孔及び前記第六位置決め孔は前記垂直線に沿って上下に設けられていると共に前記第四位置決め孔の一側に位置していることを特徴とする請求項３に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記第一位置決め溝及び前記第二位置決め溝は前記水平線に左右対称に間隔を置いて配列され、前記第一位置決めユニット及び前記第二位置決めユニットは前記水平線に左右対称に間隔を置いて配列されていることを特徴とする請求項１に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記第一位置決め溝は前記第一設置点を中心として前記第一位置決め溝の周縁に沿って外に向けて突出されている第一フランジを有し、前記第一フランジは前記第二位置決め孔及び前記第三位置決め孔に近接するように設置され、前記第二位置決め溝は前記第二設置点を中心として前記第二位置決め溝の周縁に沿って外に向けて突出されている第二フランジを有し、前記第二フランジは前記第五位置決め孔及び前記第六位置決め孔に近接するように設置されていることを特徴とする請求項３に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記接続ベルトは前記第二端に位置している複数のアライメント補正線を更に有し、前記各アライメント補正線は前記垂直線に沿って間隔を置いて設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記接続ベルトは前記第一端に位置している第一接合部材、及び前記第二端に位置している第二接合部材を更に有し、前記第一及び第二接合部材は相互に接続されて前記接続ベルトを前記着用者の上肢に保持していることを特徴とする請求項１に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記第一感知モジュールは第一生理感知回路を更に備え、前記第二感知モジュールは第二生理感知回路を更に備え、前記第一及び第二生理感知回路はマルチメディアインタラクティブシステムにワイヤレス接続されていることを特徴とする請求項１に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記第一感知ユニットは前記第一位置決め孔に接続されている第一感知点と、前記第二位置決め孔に接続されている第二感知点と、前記第三位置決め孔に接続されている第三感知点と、を有し、前記第二感知ユニットは前記第四位置決め孔に接続されている第四感知点と、前記第五位置決め孔に接続されている第五感知点と、前記第六位置決め孔に接続されている第六感知点と、を有していることを特徴とする請求項３に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記第一拡張ブロックを中心として第三設置点を定義し、前記第二拡張ブロックを中心として第四設置点を定義し、前記第一留め具ユニットは第一留め具と、第二留め具と、第三留め具と、を有し、前記第一乃至第三留め具は前記第三設置点を包囲するように設置され、前記第二留め具ユニットは第四留め具と、第五留め具と、第六留め具と、を有し、前記第四乃至第六留め具は前記第四設置点を包囲するように設置され、前記第四留め具は前記第一感知点に接続され、前記第五留め具は前記第二感知点に接続され、前記第六留め具は前記第三感知点に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記接続ベルトが前記延長ベルトに接続されると、前記延長ベルトが前記垂直線に位置し、前記第一乃至第三留め具が前記第三設置点を軸として前記第四乃至第六留め具に対し時計回り方向に30度～50度回転することを特徴とする請求項１１に記載のスマートウェアラブルデバイス。
前記第四乃至第六位置決め孔は前記第二設置点を軸として前記第一乃至第三位置決め孔に対し時計回り方向に15度～30度回転することを特徴とする請求項３に記載のスマートウェアラブルデバイス。