JP5761730B2 - 身体技能習得支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、身体動作を伴う技能(スポーツ、舞踊、各種作業等)を習得する際に用いられる、身体技能習得支援装置および身体技能習得支援方法に関するものである。
身体動作を伴う何等かの技能(スポーツ、ダンス、舞踊、各種作業等)を習得しようとする場合、指導者あるいは上級者等(以下「規範技能者」ともいう。)の「動きを真似る」ということは、非常に重要であると共に、その技能習得のための有効な方法の一つである。
しかしながら、規範技能者の動きを的確に再現できているかどうかを、自分自身で確認することは困難である。すなわち、自分で自分の動きを見ることは難しいため、自分の身体がどのように動いているのか(すなわち、どの程度技能の習得ができているのか)を、自分自身で判断することは非常に困難である。
身体動作を伴う何等かの技能の習得具合を自分自身で確認する場合、その方法としては、例えば、壁面に鏡を埋め込み、その鏡を用いて自分の姿勢や動きを確認する方法がある。このような方法は、例えば、ダンス等の習得を行う場合に用いられる。
また、その他の方法としては、規範技能者による指導(例えば、口頭による指導)を直接的に受け、その規範技能者の経験および目視に基づく種々の具体的な指導内容によって、自分自身の姿勢や動き等を確認・修正等する方法がある。このような方法(直接的指導)の一例としては、例えば、溶接作業等の工業的な種々の作業に関する習得を目指す場合があげられる。
さらに、その他の方法としては、ビデオカメラ等で自分自身の姿を撮影し、その後、撮影された映像をディスプレイ等にて再生して、自分自身でその姿勢や動き等を確認する方法がある。このような方法は、例えば、ゴルフ、テニス、弓道等のスポーツに関する身体動作を伴う技能の習得を目指す際に用いられる。
上述した状況の中、従来技術としては、例えば、特許文献1に示す技術が知られている。(特許文献1参照)
特開2001−138094
さて、身体動作を伴う技能(スポーツ、舞踊、各種作業等)を習得するためには、上述した種々の技術があげられるが、これらには、以下のような問題がある。
例えば、ダンス等の習得を目指すために、壁面に埋め込んだ鏡を用いる場合には、鏡の方向を向いた時点で、実施者(技能の習得を目指す者)の姿勢が崩れてしまうため、このような従来技術にかかる鏡を上手く活用することは難しい。
また、規範技能者による直接的な指導を受ける場合には、規範技能者の存在が必須であるため、実施者が自主的に練習等を行うことができず、技能習得までに多くの時間を要する。加えて、自分自身での判断が困難である。
さらに、ビデオカメラ等にて撮影された映像(実施者自身の映像)を、練習後あるいは練習中に実施者が確認しても、自分の動きが適切であるか否かの判断を行うことは困難である。すなわち、自分自身の映像を見るだけでは、指導者や上級者等の「動きを真似る」ことができているか否かの判断を行うことが難しい。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、指導者や上級者等(規範技能者)の動きを適切に真似ることができているか否かを実施者が自分自身で容易に判断することが可能であって、比較的容易に技能の習得効果を高めることができる、身体技能習得支援装置および身体技能習得支援方法を提供することを課題とする。
本発明の第一態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段とを備え、前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であることを特徴としている。
ここで、「規範情報」とは、前記実施者が習得を目指す前記技能に関する規範となる静止画像情報および動画像情報の少なくとも一方である。つまり、前記実施者が「動きを真似る」に値する(手本となる)、画像情報である。この「規範情報」は、規範技能者の身体動作に基づく実際の画像情報であっても、また、規範技能者の身体動作に基づくアニメーション等の画像情報であっても、さらには、習得を目指す前記技能について理論的に構成された画像情報等であってもよい。
このような構成(第一態様にかかる身体技能習得支援装置)によれば、前記実施者は、前記画像表示手段を頭部に装着し、その画像表示手段では自分自身の画像と前記規範情報(規範画像)とが同時に表示されるため、前記実施者が前記技能に関する身体動作を行いながら、自分の動きと規範技能者の動きとを比較検討し、前記規範技能者の動きを的確に再現できているかどうかを、自分自身で確認することができる。
また、このような構成によれば、前記画像表示手段が頭部に装着可能であるため、身体動作を行いながら、前記身体動作情報および前記規範情報を確認することができる。したがって、従来の鏡を使用した場合のように、自分自身の身体動作を確認するために姿勢を崩すことがない。
さらに、このような構成によれば、前記実施者は自分一人でも適切な練習を実施することが可能であるため、規範技能者を必要とせず、効率的に技能の習得を行うことができる。
また、このような構成によれば、従来技術のように、ビデオカメラ等にて撮影された映像を、練習後(身体動作終了後)に確認するのではなく、実際の身体動作を行いながら(身体動作中に)、自分自身の動きと規範画像とを比較検討することが可能であるため、容易に、自分の動きが適切であるか否かの判断を行うことができる。すなわち、自分自身の映像(身体動作情報)に規範技能者等の映像(規範情報)を重ねて見ることができるため、指導者や上級者等の「動きを真似る」ことができているか否かの判断を実施者自身で適切に行うことができる。
本発明の第二態様は、前記第一態様にかかる身体技能習得支援装置において、前記実施者から発せられる音声信号をトリガーとして、前記画像表示手段における表示状態の制御を行うことができる構成であることを特徴としている。この第二態様にかかる身体技能習得支援装置は、例えば、マイク部を有しており、このマイク部にて取得された「音声信号」に基づいて、前記画像表示手段で表示される規範画像(規範情報)の動きを制御可能に構成されている。より具体的には、マイク部にて取得された「音声信号」に基づいて、規範画像のスタート、ストップ、一時停止、あるいはチャプタの頭出し等が制御可能に構成されている。
このような構成によれば、上述した前記第一態様にかかる身体技能習得支援装置と同様の作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
この第二態様にかかる身体技能習得支援装置によれば、前記マイク部等にて取得される「音声信号(実施者の声等)」に基づいて前記画像表示手段の制御が可能であるため、実施者は、その身体動作を妨げられることなく、身体動作を伴う技能の習得に集中することができる。すなわち、このような構成によれば、実施者自身のタイミングで所定の声等を発することによって、画像表示手段上に前記規範画像を表示等させることが可能であるため、実施者は、より効果的に画像表示手段上における自身の画像と規範画像とを見比べながら、身体動作を伴う技能の習得を行うことができる。
本発明の第三態様は、前記第一態様または前記第二態様にかかる身体技能習得支援装置において、前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの大きさに応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれを前記実施者に伝達するずれ伝達手段とが設けられていることを特徴としている。
この「ずれ伝達手段」としては、例えば、画像表示手段(上述した画像表示手段を用いて「ずれ伝達手段」を構成してもよい)、ヘッドフォン部、あるいは振動発生手段等があげられる。
このような構成によれば、上述した前記第一態様または前記第二態様にかかる身体技能習得支援装置と同様の作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
この第三態様にかかる身体技能習得支援装置によれば、前記比較検討手段にて得られる「ずれ検知信号」に基づいて前記ずれ伝達手段を作動させることによって、実施者に対して規範画像(規範情報)との「ずれ」を伝達するように構成されているため、実施者はより客観的に身体動作を伴う技能の習得状態を認識することができる。この際、例えば、ヘッドフォン部を用いてずれ伝達手段が構成されている場合には、実施者の動きが早すぎたとき、遅すぎたとき、上にずれたとき、下にずれたとき、右にずれたとき、左にずれたとき等、それぞれの「ずれ状態」に応じて、それぞれ異なる信号音が、ヘッドフォン部を介して実施者に伝達されるように構成されてもよい。また、このような構成によれば、「ずれ」が所定範囲内にある場合(すなわち、「ずれ」が無い場合(あるいは容認できる程小さい場合))、前記ずれ伝達手段を作動させて、前記規範技能者の動きを的確に再現できている旨を前記実施者に知らせることもできる。この場合には、「ずれが生じている場合」と「ずれが生じていない場合」とを異なる信号音等にて前記実施者に知らせればよい。さらに、このような構成によれば、「ずれ」の大きさに応じて、異なる信号音等を前記実施者に知らせることによって、前記実施者が、身体動作を伴う技能の習得段階を把握することもできる。
本発明の第四態様は、前記第一態様から前記第三態様のいずれかにかかる身体技能習得支援装置において、前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられていることを特徴としている。
より具体的には、本発明は、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、前記ずれ伝達手段として、前記画像表示手段が用いられ、前記比較検討手段における前記ずれの検出結果が許容範囲内であれば前記画像表示部が通常の色で表示され、前記ずれの検出結果が許容範囲を超えていれば前記画像表示部が赤色に変化し、前記ずれの検出結果が良好な状態であれば前記画像表示部が青色に変化することを特徴としている。
また、本発明は、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、前記ずれ伝達手段として、前記画像表示手段が用いられ、前記画像表示部の画面が複数に分割されており、前記比較検討手段における前記ずれの検出の結果に基づき、前記実施者の身体動作にずれが生じた部位が属する前記画面の色の表示状態が変化することを特徴としている。
さらに、本発明は、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、前記ずれ伝達手段として、前記実施者の聴覚を刺激するヘッドフォンが設けられ、前記比較検討手段における前記ずれの状態に応じて、前記ヘッドフォンから異なる信号音が前記実施者に伝達されることを特徴としている。
また、本発明は、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、前記ずれ伝達手段として、前記画像表示手段および前記実施者の聴覚を刺激するヘッドフォンが設けられており、前記ずれ伝達手段として機能する前記画像表示手段は、前記画像表示部の画面が複数に分割されており、前記比較検討手段における前記ずれの検出の結果に基づき、前記実施者の身体動作にずれが生じた部位が属する前記画面の色の表示状態が変化すべく構成され、前記ずれ伝達手段として機能する前記ヘッドフォンは、前記比較検討手段における前記ずれの状態に応じて、前記実施者に異なる信号音が伝達されるべく構成されていることを特徴としている。
さらに具体的には、本発明は、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、前記規範情報は時系列に並べられた情報であり、前記比較検討手段は、前記身体動作情報について、前記身体動作情報を取得した時間tにおける前記規範情報と比較検討して前記ずれの状態を判断するとともに、前記身体動作情報を取得した時間t前後における前記規範情報と比較検討して、前記身体動作が前記規範技能者の動作に対して早い動作であることによるずれまたは前記規範技能者の動作に対して遅い動作であることによるずれが生じているか否かを判断するものであり、前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、前記ずれ伝達手段として、前記画像表示手段が用いられ、前記比較検討手段における前記ずれの検出結果が許容範囲内であれば前記画像表示部が通常の色で表示され、前記ずれの検出結果が許容範囲を超えていれば前記画像表示部が赤色に変化し、前記ずれの検出結果が良好な状態であれば前記画像表示部が青色に変化することを特徴としている
また、本発明は、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、前記規範情報は時系列に並べられた情報であり、前記比較検討手段は、前記身体動作情報について、前記身体動作情報を取得した時間tにおける前記規範情報と比較検討して前記ずれの状態を判断するとともに、前記身体動作情報を取得した時間t前後における前記規範情報と比較検討して、前記身体動作が前記規範技能者の動作に対して早い動作であることによるずれまたは前記規範技能者の動作に対して遅い動作であることによるずれが生じているか否かを判断するものであり、前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、前記ずれ伝達手段として、前記画像表示手段が用いられ、前記画像表示部の画面が複数に分割されており、前記比較検討手段における前記ずれの検出の結果に基づき、前記実施者の身体動作にずれが生じた部位が属する前記画面の色の表示状態が変化することを特徴としている。
また、本発明は、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、前記規範情報は時系列に並べられた情報であり、前記比較検討手段は、前記身体動作情報について、前記身体動作情報を取得した時間tにおける前記規範情報と比較検討して前記ずれの状態を判断するとともに、前記身体動作情報を取得した時間t前後における前記規範情報と比較検討して、前記身体動作が前記規範技能者の動作に対して早い動作であることによるずれまたは前記規範技能者の動作に対して遅い動作であることによるずれが生じているか否かを判断するものであり、前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、前記ずれ伝達手段として、前記実施者の聴覚を刺激するヘッドフォンが設けられ、前記比較検討手段における前記ずれの状態に応じて、前記ヘッドフォンから異なる信号音が前記実施者に伝達されることを特徴としている。
また、本発明は、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、前記規範情報は時系列に並べられた情報であり、前記比較検討手段は、前記身体動作情報について、前記身体動作情報を取得した時間tにおける前記規範情報と比較検討して前記ずれの状態を判断するとともに、前記身体動作情報を取得した時間t前後における前記規範情報と比較検討して、前記身体動作が前記規範技能者の動作に対して早い動作であることによるずれまたは前記規範技能者の動作に対して遅い動作であることによるずれが生じているか否かを判断するものであり、前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、前記ずれ伝達手段として、前記画像表示手段および前記実施者の聴覚を刺激するヘッドフォンが設けられており、前記ずれ伝達手段として機能する前記画像表示手段は、前記画像表示部の画面が複数に分割されており、前記比較検討手段における前記ずれの検出の結果に基づき、前記実施者の身体動作にずれが生じた部位が属する前記画面の色の表示状態が変化すべく構成され、前記ずれ伝達手段として機能する前記ヘッドフォンは、前記比較検討手段における前記ずれの状態に応じて、前記実施者に異なる信号音が伝達されるべく構成されていることを特徴としている。
このような構成によれば、上述した前記第一態様から前記第三態様のいずれかにかかる身体技能習得支援装置と同様の作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
この第四態様にかかる身体技能習得支援装置によれば、前記画像表示手段を構成する前記装着部が眼鏡状に構成され、この眼鏡状に構成された前記装着部の右目側あるいは左目側のいずれか一方の近傍に前記画像表示部(小型のディスプレイ等)が設けられているため、比較的簡単に、前記身体技能習得支援装置を得ることができる。
本発明の第五態様は、前記第一態様から前記第四態様のいずれかにかかる身体技能習得支援装置において、前記規範情報が、輪郭線にて構成された静止画像および輪郭線にて構成された動画像の少なくとも一方であることを特徴としている。
このような構成によれば、上述した前記第一態様から前記第四態様のいずれかにかかる身体技能習得支援装置と同様の作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
この第五態様にかかる身体技能習得支援装置によれば、前記規範情報が輪郭線にて構成されているため、前記実施者が、前記身体動作情報と前記規範情報とを前記画像表示手段にて重ねた状態で見る際に、前記身体動作情報と前記規範情報とを容易に認識可能となる。したがって、このような構成によれば、より適切に、自分自身で指導者や上級者等の「動きを真似る」ことができているか否かの判断を行うことができる。
本発明の第六態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援方法であって、前記実施者の身体動作中における身体動作情報を取得する身体動作情報取得工程と、前記身体動作中に、前記実施者が、前記身体動作情報と、前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報とを、視覚的に同時に認識可能である同時画像認識工程とを備えたことを特徴としている。
このような構成(第六態様にかかる身体技能習得支援方法)によれば、前記実施者が前記身体動作を行っている最中に前記同時画像認識工程が行われるため、前記実施者が前記技能に関する身体動作を行っている最中に、自分の動き(実施者自身の画像)と規範技能者の動き(前記規範情報(規範画像))とを比較検討し、前記規範技能者の動きを的確に再現できているかどうかを、自分自身で確認することができる。
本発明によれば、指導者や上級者等(規範技能者)の動きを適切に真似ることができているか否かを実施者が自分自身で容易に判断することが可能であって、比較的容易に技能の習得効果を高めることができる、身体技能習得支援装置および身体技能習得支援方法を得ることができる。
本発明の第一実施形態にかかる身体技能習得支援装置の概略構成図を示したものである。 本発明の第一実施形態にかかる規範原図と規範図とを示したものであり、図2(a)は規範原図を示し、図2(b)は規範図を示している。 本発明の第二実施形態にかかる身体技能習得支援装置の概略構成図を示したものである。 本発明の第二実施形態にかかる身体技能習得支援装置の具体的構成の一例を概略斜視図にて示したものである。 本発明の第二実施形態にかかる身体技能習得支援装置を構成する映像マッチング部の第一実施例のフローチャートを示したものである。 本発明の第二実施形態にかかる身体技能習得支援装置を構成する映像マッチング部の第二実施例の概略図を示したものである。 本発明の他の実施形態にかかる身体技能習得支援装置を構成する画像表示部の表示例の概略図を示したものである。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。本実施形態にかかる身体技能習得支援装置は、指導者や上級者等(規範技能者)の動きを適切に真似ることができているか否かを実施者Pが自分自身で容易に判断することが可能であって、比較的容易に技能の習得効果を高めることができる、身体技能習得支援装置である。
以下、具体的に説明する。
<第一実施形態>
図1は、本発明の第一実施形態にかかる身体技能習得支援装置の概略構成図を示したものである。また、図2は、本発明の第一実施形態にかかる規範原図と規範図とを示したものであり、図2(a)は規範原図を示し、図2(b)は規範図を示している。
この図1に示すように、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1は、本発明の種々の構成要素(後述する。)を備えたパーソナルコンピュータ10(以下、「PC」ともいう。)と、ビデオカメラ20(本発明の「撮影手段」に相当)と、合成処理部30と、画像表示手段40とを用いて構成されている。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1を構成するPC10は、PC本体部10A、キーボード11、およびディスプレイ(図示省略)等を用いて構成されている。本実施形態を構成するPC本体部10Aは、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、画像メモリ、A/D変換器等を用いて構成され、PC本体部10Aには、必要とされるアプリケーションがインストールされている。そして、本実施形態においては、これらの構成要素およびアプリケーションが、適宜、図1に示した入力部12、記憶手段13、および規範図生成部14として機能する。
身体技能習得支援装置1を構成する入力部12は、PC本体部10A中のCPUおよびアプリケーション等を用いて構成されている。この入力部12は、キーボード11にて入力された種々の情報を、適宜(例えば、内蔵されているアプリケーション等に基づいて)所定の処理をすべく構成されている。また、記憶手段13は、ROMおよびRAMの少なくとも一方を用いて構成されており、この記憶手段13中には、規範原画が記憶されている。さらに、規範図生成部14は、PC本体部10A中のCPUおよびアプリケーション等を用いて構成されている。本実施形態にかかる規範図生成部14は、記憶手段13中に記憶されている規範原画と、キーボード11等を介して入力部12に入力された実施者Pに関する身体的データ(例えば、身長、体重、胸囲、座高等)とに基づいて、「規範図」を生成すべく構成されている。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1を構成するビデオカメラ20は、実施者Pを撮像可能な位置に設けられており、このビデオカメラ20にて撮像された身体動作情報は、後述する合成処理部30に送られる。このビデオカメラ20にて撮像される身体動作情報は、必要に応じて、静止画および動画の少なくとも一方でよいが、動画であることが好ましい。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1を構成する合成処理部30には、PC本体部10Aの規範図生成部14から送られる「規範情報」(規範図)と、ビデオカメラ20から送られる「身体動作情報」とを合成可能に構成されている。合成処理部30としては、例えば、Tempest SX PC VIDEO OVERLAY(ADTECHNO社製)が用いられる。この合成処理部30にて合成された画像(規範情報と身体動作情報とが合成された画像)は、後述する画像表示手段40(を成す画像表示部42)に送られる。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1を構成する画像表示手段40は、頭部に装着可能なように眼鏡状に構成された装着部41(以下、単に「装着部」ともいう。)と、この装着部41に設けられた画像表示部42(例えば、Teleglass(SCALAR社製))とを用いて構成されている。本実施形態にかかる画像表示部42は、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれる頭部に装着可能な小型ディスプレイであり、眼鏡状に構成された装着部41に装着可能である。
本実施形態においては、眼鏡状に構成された装着部41の右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に画像表示部42が設けられており、このような構成とすることによって、静止画および動画の少なくとも一方を、片目(一方の目)に認識させることができる。一方の目だけに画像認識をさせる構成としたのは、技能実施時には、もう一方の目(他方の目)では実際に目標物(ボール、標的、溶接箇所等)の認識を行う必要があるからである。
先述したように、図2は、本実施形態にかかる規範原図と規範図とを示したものであり、図2(a)は規範原図G0を示し、図2(b)は規範図G1を示している。本実施形態においては、この図2に示すように、習得を望む技能が「ゴルフ」(のスイング)である場合について示している。
本実施形態においては、この図2(a)に示すような規範原図G0(静止画および動画の少なくとも一方)が、記憶手段13に格納されている。この規範原図G0は、例えば、スポーツに関するテキスト(教本)、実際のビデオ画像等から選択して用意される。そして、この規範原図G0に基づいて、図2(b)に示すような規範図G1(実施者Pの映像等と重ね合わせる規範となる図)が生成される。
規範原図G0には、人間の細かい描写や衣服等が描かれているが、本実施形態にて用いられる規範図G1には不要である。そこで、本実施形態においては、規範原図G0の輪郭、中心線(図示省略)、使用する道具、動作のポイントとなる箇所の表記等を重要な構成要素として、規範図G1を生成した。つまり、規範原図G0に基づいて規範図G1を生成する場合には、余分な箇所の省略処理や、より必要と思われる箇所の強調処理や、技能習得をより容易化するために必要と思われるライン等(中心線や目印点等)の追加処理等が行われる。ここで、図2(b)に示す規範図G1は一例であり、必要に応じて、中心線や体重移動ポイント等を加えた規範図としてもよい。
また、本実施形態においては、規範図G1を生成する場合には、実施者Pの身体にフィットさせるために、適宜、その形状・大きさ等の修正処理が行われている。より具体的には、規範原図G0から規範図G1を生成する際に、キーボード11等を介して入力部12に入力された実施者Pに関する身体的データを用いて、規範図G1の拡大処理あるいは縮小処理等が行われている。当然のことながら、あらかじめ準備した規範原図G0の大きさがそのまま適用可能な場合には、拡大処理および縮小処理は行われない。
さて、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1は、上述したように構成されており、実習者Pがこの身体技能習得支援装置1を適切に使用すれば、その結果として、実施者Pは、指導者や上級者等(規範技能者)の動きを適切に真似ることができているか否かを自分自身で容易に判断することが可能となる。
以下、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1の使用方法および作用効果等について説明する。
本実施形態にかかる身体技能習得支援方法は、実施者Pの身体動作中における身体動作情報を取得する身体動作情報取得工程と、この実施者Pの身体動作中に、実施者P自身が、身体動作情報と、技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報とを、視覚的に同時に認識可能である同時画像認識工程とを備えたことを特徴としている。
より具体的には、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1を用いて実施される身体技能習得支援方法は、実施者Pに関する身体的データ(身体情報)をキーボード11を介してPC10に入力する身体情報入力工程と、実施者Pが画像表示手段40を装着する画像表示手段装着工程と、画像表示手段40を装着した実施者Pがビデオカメラ20の撮像範囲内にて実施(習得を望む技能の実施)を行う実施工程とを備え、この実施工程の際に、上述した身体動作情報取得工程と同時画像認識工程とが行われている。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1を使用する場合、実施者Pは、まずはじめに、キーボード11を用いて、実施者P自身の身体情報をPC10に入力する。ここで入力される実施者Pの身体情報は、記憶手段13内に格納されている規範原図に基づき、実施者P自身の体格にフィットした規範図を生成するために用いられる情報である。実施者Pの身体情報としては、例えば、身長、体重、胸囲、座高等が入力される。ただし、これらの身体情報の全てが必要なのではなく、必要に応じて、これらの情報の中から、その習得を目指す技能の特徴等に応じた身体情報のみを入力してもよい。本実施形態においては、実施者Pの身体情報として「身長」を入力した。
本実施形態にかかる身体技能習得支援方法においては、身体情報入力工程の後、PC10の規範図生成部14にて、身体情報(例えば、身長に関する情報)と記憶手段13中の規範原図とを用いた「規範図」(本発明の「規範情報」に相当)の生成処理(規範図(規範情報)生成工程)が行われる。ここでは、実施者Pの身体情報(身長情報)に基づき、規範原図の拡大処理あるいは縮小処理を行い、実施者Pの体格にフィットした規範図(規範情報)の作成が行われる。規範原図から規範図を生成する場合には、この拡大・縮小処理と共に、先にも説明した通り、省略処理、強調処理、および追加処理等が行われる。
上述した身体情報入力工程を行った後、本実施形態においては、実施者Pが画像表示手段40を装着する画像表示手段装着工程が行われる。つまり、実施者Pは、技能実施可能な状態で(必要な道具等の準備を完了した状態で)、画像表示手段40を装着する。そして、画像表示手段40を装着した実施者Pは、次いで、ビデオカメラ20の撮像範囲内にて習得を望む技能の実施を行う(実施工程)。
本実施形態にかかる実施工程時においては、ビデオカメラ20にて撮影された画像情報(本発明の「実施者の身体動作情報」に相当)と、規範図生成部14にて生成された規範図とが、合成処理部30にて合成処理される(合成図が作成される)。ここで合成処理された合成図は、合成処理部30から画像表示部42に送信される。実施者Pは、装着した画像表示手段40を構成する画像表示部42を介して、この合成図を確認することによって(あるいは確認しながら、さらに実施を重ねることによって)、自分自身の動きと規範図とのずれを認識することが可能となる。したがって、実施者Pは、指導者や上級者等(規範技能者)の動きを適切に真似ることができているか否かを、自分自身で容易に判断することができる。
以下、本実施形態の作用効果をより具体的に説明する。
本実施形態は、実施者Pが身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置1であって、実施者Pの身体動作情報を取得するビデオカメラ20と、技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報(規範原画あるいは規範図等)を記憶している記憶手段13と、実施者Pの頭部に装着可能な画像表示手段40とを備え、画像表示手段40(を成す画像表示部42)が、ビデオカメラ20にて得られた実施者Pの身体動作情報と、記憶手段13内の規範情報とを同時に表示可能であることを特徴としている。
このような構成にかかる身体技能習得支援装置1によれば、実施者Pは、画像表示手段40を頭部に装着し、その画像表示手段40を成す画像表示部42では自分自身の画像と規範情報(規範図)とが同時に表示されるため、実施者Pが技能に関する身体動作を行いながら、自分(実施者P)の動きと規範技能者の動きとを比較検討し、規範技能者の動きを的確に再現できているかどうかを、自分自身で確認することができる。
また、このような構成によれば、画像表示手段40が頭部に装着可能であるため、実施者Pは、身体動作を行いながら、身体動作情報および規範情報を確認することができる。したがって、従来の鏡を使用した場合のように、自分自身の身体動作を確認するために姿勢を崩すことがない。さらに、このような構成によれば、実施者Pは自分一人でも適切な練習を実施することが可能であるため、規範技能者を必要とせず、効率的に技能の習得を行うことができる。また、このような構成によれば、従来技術のように、ビデオカメラ等にて撮影された映像を、練習後(身体動作終了後)に確認するのではなく、実際の身体動作を行いながら(身体動作中に)、自分自身の動きと規範画像とを比較検討することが可能であるため、容易に、自分の動きが適切であるか否かの判断を行うことができる。すなわち、自分自身の映像(身体動作情報)に規範技能者等の映像(規範情報)を重ねて見ることができるため、指導者や上級者等の「動きを真似る」ことができているか否かの判断を実施者自身で適切に行うことができる。
また、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1は、画像表示手段40が、装着部41と画像表示部42とを有し、装着部41が、眼鏡状に構成され、画像表示部42が、眼鏡状に構成された装着部41における左目の近傍に設けられていることを特徴としている。
このような構成によれば、上述した作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1によれば、画像表示手段40を構成する装着部41が眼鏡状に構成され、この眼鏡状に構成された装着部41の左目側の近傍に画像表示部42(小型のディスプレイ)が設けられているため、比較的簡単に、身体技能習得支援装置1を得ることができる。
さらに、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1は、規範情報が、輪郭線にて構成された静止画像および輪郭線にて構成された動画像の少なくとも一方であることを特徴としている。
このような構成によれば、上述した作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1によれば、規範情報が輪郭線にて構成されているため、実施者Pが、身体動作情報と規範情報とを画像表示手段40にて重ねた状態で見る際に、身体動作情報と前記規範情報とを容易に認識可能となる。したがって、このような構成によれば(輪郭線にて表現された規範情報を用いれば)、より適切に、自分自身で指導者や上級者等の「動きを真似る」ことができているか否かの判断を行うことができる。
<第二実施形態>
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
図3は、本発明の第二実施形態にかかる身体技能習得支援装置の概略構成図を示したものである。また、図4は、本発明の第二実施形態に係る身体技能習得支援装置の具体的構成の一例を概略斜視図にて示したものである。
この図3および図4に示すように、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100は、本発明の種々の構成要素(後述する。)を備えたパーソナルコンピュータ(PC)110と、ビデオカメラ120(本発明の「撮影手段」に相当)と、PC110内に設けられた合成処理部130と、画像表示手段140と、マイク150(音声入力手段)と、ヘッドフォン160(本発明の「ずれ伝達手段」に相当)とを用いて構成されている。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を構成するPC110は、PC本体部110A、キーボード111、およびディスプレイ(図示省略)等を用いて構成されている。本実施形態を構成するPC本体部110Aは、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、画像メモリ、A/D変換器等を用いて構成され、PC本体部10Aには、必要とされるアプリケーションがインストールされている。そして、本実施形態においては、これらの構成要素およびアプリケーションが、適宜、図3に示したパラメーター入力部112、記憶手段113、規範図生成部114、ユーザー映像処理部115、音声処理部116、映像制御信号生成部117、映像マッチング部118、指示音発生部119として機能する。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を構成するビデオカメラ120は、先述した第一実施形態の場合と同様、実施者Pを撮像可能な位置に設けられており、このビデオカメラ120にて撮像された身体動作情報は、後述するユーザー映像処理部115を経て、映像制御信号生成部117、映像マッチング部118、および合成処理部130に送られる。このビデオカメラ120にて撮像される身体動作情報は、必要に応じて、静止画および動画の少なくとも一方でよいが、動画であることが好ましい。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を構成する合成処理部130は、PC本体部110Aの規範図生成部114から送られる「規範情報」(規範図)と、ビデオカメラ120から送られる「身体動作情報」とを合成すべく構成されている。合成処理部130は、PC本体部110Aを成すCPUおよびPC本体部110Aにインストールされた所定のアプリケーション等を用いて構成されている。この合成処理部130にて合成された画像(規範情報と身体動作情報とが合成された画像)は、後述する画像表示手段140(を成す画像表示部142)に送られる。なお、本実施形態においては、PC本体部110A内部にて合成処理部130を構成する場合について説明しているが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、第一実施形態と同様の合成処理部30を用いるような構成としてもよい。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を構成する画像表示手段140は、図4に示すように、頭部に装着可能なように眼鏡状に構成された装着部141(以下、単に「装着部」ともいう。)と、この装着部141に設けられた画像表示部142(例えば、Teleglass(SCALAR社製))とを用いて構成されている。本実施形態にかかる画像表示部142は、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれる頭部に装着可能な小型ディスプレイであり、眼鏡状に構成された装着部141に装着可能である。
本実施形態においては、図4に示すように、眼鏡状に構成された装着部141の左目の近傍に画像表示部142が設けられている。本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100は、このような構成とすることによって、静止画および動画の少なくとも一方を、片目(左目)に認識させることができる。一方の目(左目)だけに画像認識をさせる構成としたのは、第一実施形態と同様に、技能実施時には、もう一方の目(他方の目)では実際に目標物(ボール、標的、溶接箇所等)の認識を行う必要があるからである。
また、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100においては、図4に示すように、画像表示手段140を構成する装着部141に付属する形態で、マイク150およびヘッドフォン160(本発明の「ずれ伝達手段」に相当)が設けられている。
身体技能習得支援装置100を構成するパラメーター入力部112は、PC本体部110A中のCPUおよびアプリケーション等を用いて構成されている。このパラメーター入力部112は、キーボード111にて入力された種々の情報を、適宜(例えば、内蔵されているアプリケーション等に基づいて)所定の処理をすべく構成されている。また、記憶手段113は、ROMおよびRAMの少なくとも一方を用いて構成されており、この記憶手段113中においては、規範原画データベースが構築されている。さらに、規範図生成部114は、PC本体部110A中のCPUおよびアプリケーション等を用いて構成されている。本実施形態にかかる規範図生成部114は、記憶手段113中に構築されている規範原図データベースと、キーボード111等を介してパラメーター入力部112に入力された実施者Pに関する身体的データ(例えば、身長、体重、胸囲、座高等)とに基づいて、「規範図」を生成すべく構成されている。
身体技能習得支援装置100を構成するユーザー映像処理部115は、PC本体部110A中のCPUおよびアプリケーション等を用いて構成されている。このユーザー映像処理部115は、ビデオカメラ120にて撮像された実施者Pの身体動作情報を取得し、その身体動作情報に所定の処理を施し(例えば、二値化処理等を施し)、その身体動作情報に関する画像信号(静止画像および動画像の少なくとも一方の信号)を、映像制御信号生成部117、映像マッチング部118、および合成処理部130に送信すべく構成されている。
身体技能習得支援装置100を構成する音声処理部116は、PC本体部110A中のCPUおよびアプリケーション等を用いて構成されている。この音声処理部116は、マイク150からの音声(実施者Pの声等)に基づき所定の信号を生成し、その所定の信号を映像制御信号生成部117に送信すべく構成されている。
身体技能習得支援装置100を構成する映像制御信号生成部117は、PC本体部110A中のCPUおよびアプリケーション等を用いて構成されている。この映像制御信号生成部117は、音声処理部116からの音声信号(マイク150を介して入力される音声信号)に基づき、映像制御信号を規範図生成部114に送信すべく構成されている。すなわち、本実施形態においては、この映像制御信号生成部117にて生成される映像制御信号に基づいて、規範画像のスタート、ストップ、一時停止、あるいはチャプタの頭出し等が制御可能であるように構成されている。
身体技能習得支援装置100を構成する映像マッチング部118(本発明の「比較検討手段」に相当)は、PC本体部110A中のCPUおよびアプリケーション等を用いて構成されている。この映像マッチング部118は、規範図生成部114から送られる「規範情報」(規範図)と、ユーザー映像処理部115から「身体動作情報」とを比較検討して、規範情報と身体動作情報との間に生じている「ずれ具合」を検出すべく構成されている。
本実施形態にかかる映像マッチング部118は、例えば、ずれ具合が所定の範囲内(規範情報と身体動作情報とのずれが殆どない場合)であれば「良好」、ずれ具合が所定の範囲を超えるが許容可能な範囲内(規範情報と身体動作情報とのずれが小さい場合)であれば「普通」、ずれ具合が許容可能な範囲を超える場合(規範情報と身体動作情報とのずれが大きい場合)であれば「要改善」というように、「ずれ具合」を複数の段階に分けて判断すべく構成されている。また、このように構成された映像マッチング部118は、「ずれ具合」に応じて、所定の信号を指示音発生部119に送信すべく構成されている。
なお、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて、二段階あるいは四段階以上に分けて、「ずれ具合」を判断すべく構成してもよい。さらに、必要に応じて、例えば、実施者Pの身体動作情報を上下の二つの要素、左右の二つの要素、あるいは左右上下の四つの構成要素等の複数の要素として認識し、それぞれの要素についての「ずれ」を適宜判断すべく構成してもよい。
身体技能習得支援装置100を構成する指示音発生部119は、PC本体部110A中のCPUおよびアプリケーション等を用いて構成されている。この指示音発生部119は、映像マッチング部118からの信号(ずれ具合に応じた信号)に基づき、そのずれに対応した音声をヘッドフォン160(ずれ伝達手段)を介して実施者Pに伝達すべく、所定の信号をヘッドフォン160に送信すべく構成されている。
また、図3にて説明したように、本実施形態においても、第一実施形態と同様に、規範原図に基づいて規範図が生成される。その生成方法等は、第一実施形態と同様であり、その説明については、図2を用いてすでに行っている。したがって、本実施形態においては、規範図の生成方法に関する詳細な説明は割愛する。
さて、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100は、上述したように構成されており、実習者Pがこの身体技能習得支援装置100を適切に使用すれば、その結果として、実施者Pは、指導者や上級者等(規範技能者)の動きを適切に真似ることができているか否かを自分自身で容易に判断することが可能となる。
以下、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100の使用方法および作用効果等について説明する。
本実施形態にかかる身体技能習得支援方法は、第一実施形態と同様に、実施者Pの身体動作中における身体動作情報を取得する身体動作情報取得工程と、この実施者Pの身体動作中に、実施者P自身が、身体動作情報と、技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報とを、視覚的に同時に認識可能である同時画像認識工程とを備えたことを特徴としている。
より具体的には、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を用いて実施される身体技能習得支援方法は、実施者Pに関する身体的データ(身体情報)をキーボード111を介してPC110に入力する身体情報入力工程と、実施者Pが画像表示手段140を装着する画像表示手段装着工程と、画像表示手段140を装着した実施者Pがビデオカメラ120の撮像範囲内にて実施(習得を望む技能の実施)を行う実施工程とを備え、この実施工程の際に、上述した身体動作情報取得工程と同時画像認識工程とが行われている。加えて、本実施形態においては、同時画像認識工程の際に、映像マッチング118における比較検討結果に基づいて、規範情報と身体動作情報との間に生じている「ずれ具合」をヘッドフォン160(ずれ伝達手段)を用いて実施者Pに伝達すべく構成されている。
本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を使用する場合、実施者Pは、まずはじめに、キーボード111を用いて、実施者P自身の身体情報をPC110に入力する。ここで入力される実施者Pの身体情報は、記憶手段113内に格納されている規範原図データベースに基づき、実施者P自身の体格にフィットした規範図を生成するために用いられる情報である。実施者Pの身体情報としては、例えば、身長、体重、胸囲、座高等が入力される。ただし、これらの身体情報の全てが必要なのではなく、必要に応じて、これらの情報の中から、その習得を目指す技能の特徴等に応じた身体情報のみを入力してもよい。本実施形態においては、実施者Pの身体情報として「身長」を入力した。
本実施形態にかかる身体技能習得支援方法においては、身体情報入力工程の後、PC110の規範図生成部114にて、身体情報(例えば、身長に関する情報)と記憶手段113中(規範原図データベース中)の所定の規範原図とを用いた「規範図」(本発明の「規範情報」に相当)の生成処理(規範図(規範情報)生成工程)が行われる。ここでは、実施者Pの身体情報(身長情報)に基づき、規範原図の拡大処理あるいは縮小処理を行い、実施者Pの体格にフィットした規範図(規範情報)の作成が行われる。規範原図から規範図を生成する場合には、この拡大・縮小処理と共に、先にも説明した通り(第一実施形態にて説明した通り)、省略処理、強調処理、および追加処理等が行われる。
上述した身体情報入力工程を行った後、本実施形態においては、実施者Pが画像表示手段140を装着する画像表示手段装着工程が行われる。具体的には、画像表示手段140を構成する装着部141を両耳と鼻に係止させて、マイク150を実施者Pの口の近傍に配置し、ヘッドフォン160を左耳に挿入する。また、実施者Pは、技能実施可能な状態で(必要な道具等の準備を完了した状態で)、画像表示手段140を装着する。そして、画像表示手段140を装着した実施者Pは、次いで、ビデオカメラ120の撮像範囲内にて習得を望む技能の実施を行う(実施工程)。
本実施形態にかかる実施工程時においては、ビデオカメラ120にて撮影された画像情報(本発明の「実施者の身体動作情報」に相当)と、規範図生成部114にて生成された規範図とが、合成処理部130にて合成処理される(合成図が作成される)。ここで合成処理された合成図は、合成処理部130から画像表示部142に送信される。本実施形態においては、この画像表示部142における画像の表示状態(表示のスタート、表示のストップ、表示の一時停止、チャプタの頭出し等)は、上述したように、マイク150から入力される音声信号(実施者Pの音声等)に基づいて制御される(音声制御工程)。
次いで、本実施形態にかかる実施工程時において、実施者Pは、装着した画像表示手段140を構成する画像表示部142を介して、この合成図を確認することによって(あるいは確認しながら、さらに実施を重ねることによって)、自分自身の動きと規範図とのずれを認識することが可能となる。より具体的には、本実施形態においては、ずれ伝達手段として機能するヘッドフォン160からの音声信号に基づき、実施者Pは、自分自身の動きと規範図とのずれを容易に認識することができる(ずれ認識工程)。したがって、実施者Pは、指導者や上級者等(規範技能者)の動きを適切に真似ることができているか否かを、自分自身で容易に判断することができる。
以下、本実施形態の作用効果をより具体的に説明する。本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100は、第一実施形態にて説明した身体技能習得支援装置1をさらに改良させた構成であるため、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、以下のような新たな作用効果を得ることができる。
本実施形態は、実施者Pが身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置100であって、実施者Pの身体動作情報を取得するビデオカメラ120と、技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段113と、実施者Pの頭部に装着可能な画像表示手段140とを備え、画像表示手段140(を成す画像表示部142)が、ビデオカメラ120にて得られた実施者Pの身体動作情報と、記憶手段113内の規範情報とを同時に表示可能であることを特徴としている。加えて、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100においては、実施者Pから発せられる音声信号をトリガーとして、画像表示手段140における表示状態の制御を行うことができる構成であることを特徴としている。
より具体的には、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100は、マイク150を有しており、このマイク150にて取得された「音声信号」に基づいて、画像表示手段140(を成す画像表示部142)で表示される規範画像(規範情報)の動きを制御可能に構成されている。つまり、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100は、マイク150にて取得された「音声信号」に基づいて、規範画像のスタート、ストップ、一時停止、あるいはチャプタの頭出し等が制御可能に構成されている。
このような構成によれば、先に説明した第一実施形態にかかる身体技能習得支援装置1と同様の作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
この第二実施形態にかかる身体技能習得支援装置100によれば、マイク150にて取得される「音声信号(実施者Pの声等)」に基づいて画像表示手段140の制御が可能であるため、実施者Pは、その身体動作を妨げられることなく、身体動作を伴う技能の習得に集中することができる。すなわち、このような構成によれば、実施者P自身のタイミングで所定の声等を発することによって、画像表示手段140(を成す画像表示部142)上に規範画像を表示等させることが可能であるため、実施者Pは、より効果的に画像表示手段140上における自身(実施者P)の画像と規範画像とを見比べながら、身体動作を伴う技能の習得を行うことができる。
また、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100は、身体動作情報と規範情報とを比較検討する映像マッチング部118(比較検討手段)と、この映像マッチング部118にて、身体動作情報と規範情報との間に生じているずれを検出し、このずれの大きさに応じて、実施者Pの聴覚を刺激することにより、ずれを実施者Pに伝達するヘッドフォン160(ずれ伝達手段)とが設けられていることを特徴としている。
このような構成によれば、先に説明した作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
この身体技能習得支援装置100によれば、映像マッチング部118(比較検討手段)にて得られる「ずれ検知信号」に基づいてヘッドフォン160(ずれ伝達手段)を作動させることによって、実施者Pに対して規範画像(規範情報)との「ずれ」を伝達するように構成されているため、実施者Pはより客観的に身体動作を伴う技能の習得状態を認識することができる。
本実施形態においては、ヘッドフォン160を用いてずれ伝達手段が構成されており、例えば、実施者Pの動きが早すぎたとき、遅すぎたとき、上にずれたとき、下にずれたとき、右にずれたとき、左にずれたとき等、それぞれの「ずれ状態」に応じて、それぞれ異なる信号音が、ヘッドフォン160を介して実施者Pに伝達されるように構成されてもよい。このような構成によれば、「ずれ」が所定範囲内にある場合(すなわち、「ずれ」が無い場合(あるいは容認できる程小さい場合))、ヘッドフォン160を作動させて、規範技能者の動きを的確に再現できている旨を実施者Pに知らせることができる。この場合には、「ずれが生じている場合」と「ずれが生じていない場合」とを異なる信号音等にて実施者Pに知らせればよい。さらに、このような構成によれば、「ずれ」の大きさに応じて、異なる信号音等を実施者Pに知らせることによって、実施者Pが、身体動作を伴う技能の習得段階を把握することもできる。
ところで、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を構成する映像マッチング部118(比較検討手段)は、特に何等かの構成に限定されず、ビデオカメラ120にて取得された実施者Pの身体動作情報と規範情報との比較検討処理を適切に実施可能であればよい。例えば、図5あるいは図6に示すような構成があげられる。
図5は、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を構成する映像マッチング部118(比較検討手段)の第一実施例を示すフローチャートである。本実施形態にかかる映像マッチング部118においては、例えば、この図5に示すようなフローチャートに基づいて、規範情報と身体動作情報との比較検討が行われる。以下、具体的に説明する。
本実施形態(の第一実施例)においては、まず、ステップS501に示すように、ビデオカメラ120にて取得されたユーザー映像(実施者Pの身体動作情報)の二値化処理が行われる(二値化処理工程)。次いで、その二値化処理された身体動作情報の各部(上辺、下辺、左辺、右辺)についてソーベルフィルタ処理が行われる(ソーベルフィルタ処理工程)(ステップS511,ステップS521,ステップS531,ステップS541)。ここで、本実施形態においては、身体動作情報の各部に関するソーベルフィルタ処理(S511,S521,S531,S541)が、同時に行われる。
次いで、本実施形態においては、身体動作情報の各部(上辺、下辺、左辺、右辺)が、規範映像(規範情報)とマッチングしているかどうかの判断が行われる(マッチング判断処理工程)(ステップS512,ステップS522,ステップS532,ステップS542)。このマッチング判断処理工程(S512,S522,S532,S542)においては、身体動作情報の各部が規範情報とマッチングしていない場合(ずれが生じている場合、すなわち各ステップにて「No」の場合)には、それぞれ、「上にずれた」(ステップS513)、「下にずれた」(ステップS523)、「左にずれた」(ステップS533)、「右にずれた」(ステップS543)との信号が実施者Pに伝達される(ずれ信号伝達工程)。
本実施形態において、実施者Pに対するずれ信号伝達工程は、先に説明したヘッドフォン160(ずれ伝達手段)を用いて行われる。本実施形態においては、ヘッドフォン160から異なる複数の音声を聴取可能な状態とし、ずれの箇所に応じて、異なる音声を実施者Pに伝達すべく構成することが好ましい。
図6は、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を構成する映像マッチング部118(比較検討手段)の第二実施例を示す概略図である。本実施形態にかかる映像マッチング部118においては、例えば、この図6に示すような構成に基づいて、規範情報と身体動作情報との比較検討が行われる。以下、具体的に説明する。
本実施形態(の第二実施例)においては、ビデオカメラ120にて取得されたユーザー映像(実施者Pの身体動作情報)と、規範映像(規範情報)とのパターンマッチングが行われる(パターンマッチング処理工程)。
このパターンマッチング処理工程においては、予め時系列に並べられた状態で用意された規範映像(規範情報)と、取得されたユーザー映像(身体動作情報)とが比較検討される。より具体的には、習得を目指す技能開始時からの時間が測定され、ある時間(t)に取得されたユーザー映像(身体動作情報)と、その時間(t)およびその前後の時間(t−3,t−2,t−1,t+1,t+2,t+3)と間におけるパターンマッチングが行われる(図6参照)。
本実施形態においては、このような処理(比較検討処理)を行うことによって、実施者Pの動作のずれを検知することが可能であり、この際、「動きが早すぎる場合」あるいは「動きが遅すぎる場合」のずれ信号が実施者Pに伝達される(ずれ信号伝達工程)。
本実施形態において、実施者Pに対するずれ信号伝達工程は、先に説明したヘッドフォン160(ずれ伝達手段)を用いて行われる。本実施形態においては、ヘッドフォン160から異なる複数の音声を聴取可能な状態とし、ずれの状態に応じて、異なる音声を実施者Pに伝達すべく構成することが好ましい。
<その他の実施形態>
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で必要に応じて種々の変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
上記実施形態においては、「ずれ伝達手段」がヘッドフォン部等を用いて構成される場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、身体動作のずれ状態(あるいは適合状態)を自分自身で認識可能であれば、その構成要素は特に限定されない。したがって、例えば、頭部装着型ディスプレイ(視覚)、触覚提示装置(触覚)、あるいは匂い発生装置(嗅覚)等を用いて、「ずれ伝達手段」を構成してもよい。
例えば、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置100を構成する画像表示手段140を用いて、「ずれ伝達手段」を構成することも可能である。すなわち、画像表示手段140を用いて、技能習得時における身体動作のずれ状態を、実施者Pに伝達するような構成としてもよい。その具体的な構成としては、例えば、ずれを判断する領域を複数段階に分割し、その判断領域に応じて、画像表示手段140を構成する画像表示部142の画面を複数に分割(二分割、四分割、八分割等)する構成があげられる。この際、分割されたそれぞれの領域については、第二実施形態(の第一実施例)にて説明した「ソーベルフィルタ処理工程」等が行われる。そして、実際に実施者Pの身体動作にずれが生じた場合には、その部位(ずれが生じた部位)が属する画面の色等の表示状態を変化させることによって、実施者Pに対し、ずれが生じたことが伝達される構成としてもよい。
ここで、図7は、本発明の他の実施形態にかかる身体技能習得支援装置を構成する画像表示部の表示例の概略図を示したものである。ここで、画像表示部の基本的な構成は第二実施形態と略同様であるため、この図7においても、画像表示部に対しては第二実施形態と同様の符号141が付されている。
この図7に示すように、本実施形態においては、例えば、画像表示部142が八つの領域(左第一分割領域L1〜左第四分割領域L4,右第一分割領域R1〜右第四分割領域R4)に分割される。本実施形態によれば、このような構成に基づき、分割されたそれぞれの領域については、第二実施形態(の第一実施例)にて説明した「ソーベルフィルタ処理工程」等が行われ、実施者Pの身体動作にずれが生じた場合には、その部位(ずれが生じた部位)が属する分割領域の色等の表示状態を変化させることによって、実施者Pに対し、ずれが生じたことが伝達される。
また、本実施形態にかかる身体技能習得支援装置1,100の構成要素である画像表示手段40,140を「ずれ伝達手段」として用いる場合、例えば、「ずれ」が許容範囲内であれば画面全体が「通常の色」(通常の画像のまま)で、「ずれ」が許容範囲を超えて発生した場合には画面全体が「赤色」に変化し、「ずれ」が殆どなく非常に良好な状態であれば画面全体が「青色」に変化するような構成としてもよい。
さらに、上記実施形態においては、記憶手段13,113に規範原図が格納されている場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。つまり、記憶手段13,113に格納されている情報は、実施者P自身の身体動作情報との対比が可能な「画像情報」であれば、その構成は特に限定されない。したがって、例えば、記憶手段13,113に格納されている情報は、はじめから輪郭線等が強調された「画像情報」(規範情報)や、単に輪郭線と中心線のみからなる「画像情報」(規範情報)等であってもよい。
また、上記実施形態においては、「習得を望む技能」が「ゴルフ」である場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。つまり、実施者Pが画像表示手段40を装着した状態で実施可能な技能(スポーツ、舞踊、各種作業等)であれば、その種類は特に限定されない。したがって、例えば、弓道等の他のスポーツの技術習得(あるいは技術向上)のために、上記実施形態に係る身体技能習得支援装置1を用いてもよい。
これまで、身体動作を伴う何等かの技能(スポーツ、ダンス、舞踊、各種作業等)を習得しようとする場合、指導者あるいは上級者等の「動きを真似る」ための有効な装置および方法は開示されていなかった。
しかしながら、本発明によれば、上述した実施形態等に示した具体的な構成を有することによって、指導者や上級者等(規範技能者)の動きを適切に真似ることができているか否かを実施者が自分自身で容易に判断することが可能であって、比較的容易に技能の習得効果を高めることができる、身体技能習得支援装置および身体技能習得支援方法を得ることができる。すなわち、本発明にかかる身体技能習得支援装置および身体技能習得支援方法によれば、比較的容易且つ効果的に、身体動作を伴う技能を習得することができる。
より具体的には、スポーツや伝統舞踊は勿論のこと、溶接などの産業分野での技術習得、看護士や理学療法士が患者へのサポートを行うときの動作、日常の立ち居振る舞い(歩行姿勢や礼節の動き等)、茶道のお点前、語学の発話(口の動き)等の種々の身体動作を伴う技能を習得することができる。
1…身体技能習得支援装置
10…パーソナルコンピュータ(PC)
10A…PC本体部
11…キーボード
12…入力部
13…記憶手段
14…規範図生成部
20…ビデオカメラ(撮影手段)
30…合成処理部
40…画像表示手段
41…装着部(眼鏡状に構成された装着部)
42…画像表示部(ヘッドマウントディスプレイ)
100…身体技能習得支援装置
110…パーソナルコンピュータ(PC)
110A…PC本体部
111…キーボード
112…パラメーター入力部(入力部)
113…記憶手段
114…規範図生成部
115…ユーザー映像処理部
116…音声処理部
117…映像制御信号生成部
118…映像マッチング部
119…指示音発生部
120…ビデオカメラ(撮影手段)
130…合成処理部
140…画像表示手段
141…装着部(眼鏡状に構成された装着部)
142…画像表示部(ヘッドマウントディスプレイ)
150…マイク(音声入力部)
160…ヘッドフォン
G0…規範原図
G1…規範図

Claims (4)

  1. 実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、
    前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、
    前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、
    前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、
    前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、
    前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、
    前記規範情報は時系列に並べられた情報であり、前記比較検討手段は、前記身体動作情報について、前記身体動作情報を取得した時間tにおける前記規範情報と比較検討して前記ずれの状態を判断するとともに、前記身体動作情報を取得した時間t前後における前記規範情報と比較検討して、前記身体動作が前記規範技能者の動作に対して早い動作であることによるずれまたは前記規範技能者の動作に対して遅い動作であることによるずれが生じているか否かを判断するものであり、
    前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、
    前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、
    前記ずれ伝達手段として、前記画像表示手段が用いられ、前記比較検討手段における前記ずれの検出結果が許容範囲内であれば前記画像表示部が通常の色で表示され、前記ずれの検出結果が許容範囲を超えていれば前記画像表示部が赤色に変化し、前記ずれの検出結果が良好な状態であれば前記画像表示部が青色に変化する
    ことを特徴とする身体技能習得支援装置。
  2. 実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、
    前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、
    前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、
    前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、
    前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、
    前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、
    前記規範情報は時系列に並べられた情報であり、前記比較検討手段は、前記身体動作情報について、前記身体動作情報を取得した時間tにおける前記規範情報と比較検討して前記ずれの状態を判断するとともに、前記身体動作情報を取得した時間t前後における前記規範情報と比較検討して、前記身体動作が前記規範技能者の動作に対して早い動作であることによるずれまたは前記規範技能者の動作に対して遅い動作であることによるずれが生じているか否かを判断するものであり、
    前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、
    前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、
    前記ずれ伝達手段として、前記画像表示手段が用いられ、前記画像表示部の画面が複数に分割されており、前記比較検討手段における前記ずれの検出の結果に基づき、前記実施者の身体動作にずれが生じた部位が属する前記画面の色の表示状態が変化する
    ことを特徴とする身体技能習得支援装置。
  3. 実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、
    前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、
    前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、
    前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、
    前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、
    前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、
    前記規範情報は時系列に並べられた情報であり、前記比較検討手段は、前記身体動作情報について、前記身体動作情報を取得した時間tにおける前記規範情報と比較検討して前記ずれの状態を判断するとともに、前記身体動作情報を取得した時間t前後における前記規範情報と比較検討して、前記身体動作が前記規範技能者の動作に対して早い動作であることによるずれまたは前記規範技能者の動作に対して遅い動作であることによるずれが生じているか否かを判断するものであり、
    前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、
    前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、
    前記ずれ伝達手段として、前記実施者の聴覚を刺激するヘッドフォンが設けられ、前記比較検討手段における前記ずれの状態に応じて、前記ヘッドフォンから異なる信号音が前記実施者に伝達される
    ことを特徴とする身体技能習得支援装置。
  4. 実施者が身体動作を伴う技能を習得する際に用いられる身体技能習得支援装置であって、
    前記実施者の身体動作情報を取得する撮影手段と、
    前記技能に関する規範技能者の静止画像および動画像の少なくとも一方に基づく規範情報を記憶している記憶手段と、
    前記実施者の頭部に装着可能な画像表示手段と、
    前記身体動作情報と前記規範情報とを比較検討する比較検討手段と、
    前記比較検討手段にて、前記身体動作情報と前記規範情報との間に生じているずれを検出し、前記ずれの状態に応じて、前記実施者の視覚、聴覚および触覚のいずれかを刺激することにより、前記ずれの状態を前記実施者に伝達するずれ伝達手段とを備え、
    前記規範情報は時系列に並べられた情報であり、前記比較検討手段は、前記身体動作情報について、前記身体動作情報を取得した時間tにおける前記規範情報と比較検討して前記ずれの状態を判断するとともに、前記身体動作情報を取得した時間t前後における前記規範情報と比較検討して、前記身体動作が前記規範技能者の動作に対して早い動作であることによるずれまたは前記規範技能者の動作に対して遅い動作であることによるずれが生じているか否かを判断するものであり、
    前記画像表示手段が、装着部と画像表示部とを有し、前記装着部が、眼鏡状に構成され、前記画像表示部が、眼鏡状に構成された前記装着部における右目あるいは左目のいずれか一方の近傍に設けられており、
    前記画像表示手段が、前記撮影手段にて得られた前記身体動作情報と、前記記憶手段内の前記規範情報とを同時に表示可能であり、
    前記ずれ伝達手段として、前記画像表示手段および前記実施者の聴覚を刺激するヘッドフォンが設けられており、
    前記ずれ伝達手段として機能する前記画像表示手段は、前記画像表示部の画面が複数に分割されており、前記比較検討手段における前記ずれの検出の結果に基づき、前記実施者の身体動作にずれが生じた部位が属する前記画面の色の表示状態が変化すべく構成され、
    前記ずれ伝達手段として機能する前記ヘッドフォンは、前記比較検討手段における前記ずれの状態に応じて、前記実施者に異なる信号音が伝達されるべく構成されている
    ことを特徴とする身体技能習得支援装置。
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