JP6273141B2 - 作業姿勢の多面的評価システム - Google Patents
作業姿勢の多面的評価システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6273141B2 JP6273141B2 JP2013269201A JP2013269201A JP6273141B2 JP 6273141 B2 JP6273141 B2 JP 6273141B2 JP 2013269201 A JP2013269201 A JP 2013269201A JP 2013269201 A JP2013269201 A JP 2013269201A JP 6273141 B2 JP6273141 B2 JP 6273141B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- posture
- evaluation
- subject
- digital human
- human
- 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.)
- Active
Links
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims description 360
- 230000036544 posture Effects 0.000 claims description 329
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000003183 myoelectrical effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 claims description 3
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 claims description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims description 2
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 32
- 210000001513 elbow Anatomy 0.000 description 26
- 210000002832 shoulder Anatomy 0.000 description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 18
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 description 9
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 6
- 230000036541 health Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 4
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 208000008035 Back Pain Diseases 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 108700028516 Lan-7 Proteins 0.000 description 1
- 208000008930 Low Back Pain Diseases 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012942 design verification Methods 0.000 description 1
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 210000000697 sensory organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 1
Images
Description
本願は、作業姿勢を客観的評価及び主観的評価等によって多面的に評価できるシステムに関する。
人の動作や姿勢を計算機上で検証する手段として、「デジタルヒューマン」を用いたコンピュータ・ソフトウエアが知られている。「デジタルヒューマン」では、ＣＡＤのように３次元モデルで人間の体を表現し、関節や身長・体重・身体部位の長さなどを定義できる。この「デジタルヒューマン」は、すでに市販のコンピュータ・ソフトとしていくつかのものが存在する。また、その機能として、幾何的な評価以外に、身体構成をリンク機構に見立てて関節トルクの算出などを行うことができる。つまり、姿勢による関節トルクの違いなどによって身体負荷の解析的評価（客観的評価）が行える。
例えば、仮想空間で製品の仮想モデルとその製品を使用するデジタルヒューマンを配置し、製品の可動部分による操作者の関節トルクによる負荷に着目して製品を評価する製品設計評価装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、自動車用ドアの開閉操作の容易性を評価するためのシミュレーション装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
上述のようなデジタルヒューマンでの作業性評価によって客観的評価が行える。その一方、客観的評価だけで判断した場合には実際に作業する人間にとって、労働衛生上の観点で必ずしも妥当な結果とはならない場合がある。個々の機械ごとの差異がほとんどない機械であれば、客観的評価の数値が良好な機械を使用すればよい。一方、人の場合には機械と比べて個人差が大きいという特徴がある。つまり、人は、主観的要素が大きく、作業姿勢についても上記のような客観的評価のみでは十分とはいえないという問題があった。
これに対して、主観的評価のみによって作業姿勢を決定した場合、必ずしも効率的な作業姿勢とは限らない。つまり、客観的評価と主観的評価とのいずれか１つの評価のみによって作業姿勢を決定することは望ましくない。
そこで、本発明の目的は、作業姿勢等について客観的評価及び主観的評価等によって多面的に評価できるシステムを提供することである。
本発明に係る姿勢評価システムは、コンピュータ上で人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定するデジタルヒューマンシステムと、
被験者の視覚領域に３次元映像を投影して仮想空間を形成し、前記仮想空間内に３次元映像からなる人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を投影するヴァーチャル・リアリティシステムと、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて前記姿勢の評価を行う、姿勢評価部と、
を備える。
被験者の視覚領域に３次元映像を投影して仮想空間を形成し、前記仮想空間内に３次元映像からなる人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を投影するヴァーチャル・リアリティシステムと、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて前記姿勢の評価を行う、姿勢評価部と、
を備える。
本発明に係る姿勢評価システムによれば、デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて前記姿勢の評価を行うことができる。これによって、作業者の作業姿勢について、１つの評価に偏ることなく、客観的評価と、主観的評価とを統合的に評価することで、より好ましい作業姿勢を選択できる。
第１態様に係る姿勢評価システムは、コンピュータ上で人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定するデジタルヒューマンシステムと、
被験者の視覚領域に３次元映像を投影して仮想空間を形成し、前記仮想空間内に３次元映像からなる人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を投影するヴァーチャル・リアリティシステムと、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて前記姿勢の評価を行う、姿勢評価部と、
を備える。
被験者の視覚領域に３次元映像を投影して仮想空間を形成し、前記仮想空間内に３次元映像からなる人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を投影するヴァーチャル・リアリティシステムと、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて前記姿勢の評価を行う、姿勢評価部と、
を備える。
第２態様に係る姿勢評価システムは、上記第１態様において、前記姿勢評価部は、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得ると共に、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記デジタルヒューマンシステムで設定された前記デジタルヒューマンの姿勢を投影し、投影された前記デジタルヒューマンの姿勢に前記被験者が身体を重ねることで、被験者自身が前記姿勢をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得るように構成してもよい。
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得ると共に、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記デジタルヒューマンシステムで設定された前記デジタルヒューマンの姿勢を投影し、投影された前記デジタルヒューマンの姿勢に前記被験者が身体を重ねることで、被験者自身が前記姿勢をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得るように構成してもよい。
第３態様に係る姿勢評価システムは、上記第１態様において、前記デジタルヒューマンシステムは、デジタルヒューマンの一つの姿勢から連続する複数の姿勢にわたる動作を設定し、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムは、前記仮想空間に前記デジタルヒューマンの前記一つの姿勢を投影した後、連続する前記複数の姿勢を順に投影し、
前記姿勢評価部は、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定された前記デジタルヒューマンの連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得ると共に、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記デジタルヒューマンシステムで設定された前記デジタルヒューマンの連続する複数の姿勢を順に投影し、投影された前記デジタルヒューマンの連続する複数の姿勢に前記被験者が順に身体を重ねることで、被験者自身が前記連続する複数の姿勢にわたる動作をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得るように構成してもよい。
前記ヴァーチャル・リアリティシステムは、前記仮想空間に前記デジタルヒューマンの前記一つの姿勢を投影した後、連続する前記複数の姿勢を順に投影し、
前記姿勢評価部は、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定された前記デジタルヒューマンの連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得ると共に、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記デジタルヒューマンシステムで設定された前記デジタルヒューマンの連続する複数の姿勢を順に投影し、投影された前記デジタルヒューマンの連続する複数の姿勢に前記被験者が順に身体を重ねることで、被験者自身が前記連続する複数の姿勢にわたる動作をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得るように構成してもよい。
第４態様に係る姿勢評価システムは、上記第２態様又は第３態様において、前記ヴァーチャル・リアリティシステムは、前記仮想空間に投影された前記デジタルヒューマンの姿勢と、前記仮想空間の前記被験者の姿勢とが重なるように、現実空間の前記被験者の身体の一部に装着する姿勢固定デバイスを用いて、現実空間の前記被験者の姿勢を固定してもよい。
第５態様に係る姿勢評価システムは、上記第１態様において、前記ヴァーチャル・リアリティシステムは、前記仮想空間内において被験者がとった姿勢に基づいて、人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを得るモーションキャプチャ部を備えてもよい。
第６態様に係る姿勢評価システムは、上記第５態様において、前記モーションキャプチャ部は、
前記被験者の各部及び各関節の少なくとも一つに取り付けられたマーカの位置を検出する複数のカメラと、
前記複数のカメラで検出した前記マーカの現実空間における座標を計算するカメラコントロールユニットと、
を備えてもよい。
前記被験者の各部及び各関節の少なくとも一つに取り付けられたマーカの位置を検出する複数のカメラと、
前記複数のカメラで検出した前記マーカの現実空間における座標を計算するカメラコントロールユニットと、
を備えてもよい。
第７態様に係る姿勢評価システムは、上記第５態様又は第６態様において、前記姿勢評価部は、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記仮想空間内において被験者が姿勢をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得ると共に、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、被験者がとった姿勢に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得るように構成してもよい。
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記仮想空間内において被験者が姿勢をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得ると共に、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、被験者がとった姿勢に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得るように構成してもよい。
第８態様に係る姿勢評価システムは、上記第５態様又は第６態様において、前記デジタルヒューマンシステムは、デジタルヒューマンの一つの姿勢から連続する複数の姿勢にわたる動作を設定し、
前記姿勢評価部は、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記仮想空間において被験者が連続する複数の姿勢にわたる動作をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得ると共に、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、被験者がとった連続する複数の姿勢にわたる動作に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得るように構成してもよい。
前記姿勢評価部は、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記仮想空間において被験者が連続する複数の姿勢にわたる動作をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得ると共に、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、被験者がとった連続する複数の姿勢にわたる動作に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得るように構成してもよい。
第９態様に係る姿勢評価システムは、上記第１から第８のいずれかの態様において、前記姿勢評価部は、前記客観的評価を数値化した評価値と、前記主観的評価を数値化した評価値と、の合計に基づいて前記姿勢の相対的評価を行ってもよい。
第１０態様に係る姿勢評価システムは、上記第１から第８のいずれかの態様において、前記姿勢評価部は、前記客観的評価と、前記主観的評価と、を複数の姿勢の間での相対的評価に基づいて共通の単位による評価値としてそれぞれ表示して、前記客観的評価の評価値と前記主観的評価の評価値との合計に基づいて前記姿勢の相対的評価を行ってもよい。
第１１態様に係る姿勢評価システムは、上記第１０態様において、前記姿勢評価部は、前記客観的評価の評価値と前記主観的評価の評価値との少なくとも一方の前記評価値に重み付けの係数を乗じた評価値を用いて前記姿勢の相対的評価を行ってもよい。
第１２態様に係る姿勢評価システムは、上記第１から第１１のいずれかの態様において、前記姿勢評価部は、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて前記被験者が姿勢をとる際の前記被験者の筋電位、脳波、血圧、呼吸数の群からなる生理的指標のうちの少なくとも１つを主観的評価として用いてもよい。
第１３態様に係る姿勢評価システムは、上記第１から第１２のいずれかの態様において、前記姿勢評価部は、前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての静的許容負荷予測、関節トルク、関節トルクパワー、ＯＷＡＳ又はＮＩＯＳＨによる評価基準の少なくとも１つを客観的評価として用いてもよい。
実施の形態に係る姿勢評価システムについて、添付図面を用いて以下に説明する。なお、図面において、実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
（実施の形態１）
＜姿勢評価システム＞
図１は、本実施の形態１に係る姿勢評価システム１０の構成を示すブロック図である。この姿勢評価システム１０では、デジタルヒューマンシステム１と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２と、姿勢評価部３と、を含む。デジタルヒューマンシステム１と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２と、姿勢評価部３と、は、ＬＡＮ４で接続されている。デジタルヒューマンシステム１によって、コンピュータ上で人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定する。ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２は、被験者の視覚領域に３次元映像を投影して仮想空間を形成し、仮想空間内に３次元映像からなる人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を投影する。姿勢評価部３によって、デジタルヒューマンシステム１において設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行う。
＜姿勢評価システム＞
図１は、本実施の形態１に係る姿勢評価システム１０の構成を示すブロック図である。この姿勢評価システム１０では、デジタルヒューマンシステム１と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２と、姿勢評価部３と、を含む。デジタルヒューマンシステム１と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２と、姿勢評価部３と、は、ＬＡＮ４で接続されている。デジタルヒューマンシステム１によって、コンピュータ上で人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定する。ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２は、被験者の視覚領域に３次元映像を投影して仮想空間を形成し、仮想空間内に３次元映像からなる人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を投影する。姿勢評価部３によって、デジタルヒューマンシステム１において設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行う。
この姿勢評価システム１０では、デジタルヒューマンシステム１において設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行うことができる。これによって、作業者の作業姿勢について、１つの評価に偏ることなく、客観的評価と、主観的評価とを多面的、且つ、統合的に評価することで、より好ましい作業姿勢を選択できる。
また、これによって、治具の準備、作業手順決定など生産準備工程を短時間で有効な準備を行うことができる。その結果、工程維持、作業者の肉体的・心理的負担を軽減できる。また、製品設計の場面でも、ユーザ視点での設計検証が可能となる。
また、これによって、治具の準備、作業手順決定など生産準備工程を短時間で有効な準備を行うことができる。その結果、工程維持、作業者の肉体的・心理的負担を軽減できる。また、製品設計の場面でも、ユーザ視点での設計検証が可能となる。
図１に示す姿勢評価システム１０では、デジタルヒューマンシステム１において、デジタルヒューマンの基礎となる人の各部の寸法、各関節の座標及び角度の３次元データを算出又は保持する。また、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２において、周辺環境の３次元ＣＡＤデータを算出又は保持する。なお、３次元データを取り扱う３次元ＣＡＤシステムを別の構成要素として設けてもよい。
また、デジタルヒューマンシステム１と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２と、は、それぞれＬＡＮ７で接続されている。デジタルヒューマンシステム１からヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２へ、デジタルヒューマンの姿勢のヒューマンモデル及び関節角度情報等が送られる。
なお、ここでは、デジタルヒューマンシステム１と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２と、姿勢評価部３と、は、互いにＬＡＮ４で接続され、それぞれ別のコンピュータ上で稼働させるように示しているが、これに限られない。例えば、一つのコンピュータ上でデジタルヒューマンシステム１と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２と、姿勢評価部３と、を同時に稼働させて１つの姿勢評価システムを構成してもよい。また、上記の例では各システム１、２及び姿勢評価部３をＬＡＮで接続しているが、これに限られず、外部のネットワークを介して接続してもよい。
なお、ここでは、デジタルヒューマンシステム１と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２と、姿勢評価部３と、は、互いにＬＡＮ４で接続され、それぞれ別のコンピュータ上で稼働させるように示しているが、これに限られない。例えば、一つのコンピュータ上でデジタルヒューマンシステム１と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２と、姿勢評価部３と、を同時に稼働させて１つの姿勢評価システムを構成してもよい。また、上記の例では各システム１、２及び姿勢評価部３をＬＡＮで接続しているが、これに限られず、外部のネットワークを介して接続してもよい。
以下に、姿勢評価システム１０の各構成部材について説明する。
＜デジタルヒューマンシステム＞
図２は、デジタルヒューマンシステム１の物理的構成を示すブロック図である。図３は、デジタルヒューマンシステム１の表示画面の一例を示す概略図である。デジタルヒューマンシステム１は、通常のコンピュータのＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、入力部１３、表示部１４、記憶装置１５を含む。記憶装置１５には、デジタルヒューマンシステムソフトウエア１６を格納している。このデジタルヒューマンシステムソフトウエア１６を、コンピュータ上で動作させることで、コンピュータをデジタルヒューマンシステムとして動作させることができる。このデジタルヒューマンシステム１によって、人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定する。例えば、図３の表示画面では、人が膝を曲げて腰を落とし、両腕の肘を少し曲げて前面側で荷物を持つ姿勢を表している。
図２は、デジタルヒューマンシステム１の物理的構成を示すブロック図である。図３は、デジタルヒューマンシステム１の表示画面の一例を示す概略図である。デジタルヒューマンシステム１は、通常のコンピュータのＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、入力部１３、表示部１４、記憶装置１５を含む。記憶装置１５には、デジタルヒューマンシステムソフトウエア１６を格納している。このデジタルヒューマンシステムソフトウエア１６を、コンピュータ上で動作させることで、コンピュータをデジタルヒューマンシステムとして動作させることができる。このデジタルヒューマンシステム１によって、人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定する。例えば、図３の表示画面では、人が膝を曲げて腰を落とし、両腕の肘を少し曲げて前面側で荷物を持つ姿勢を表している。
また、このデジタルヒューマンシステム１では、デジタルヒューマンによる姿勢の客観的評価を行う。例えば、人の関節の可動範囲に基づく幾何的な評価や、身体構成をリンク機構に見立てて関節トルクを算出し、身体にかかる負荷を評価してもよい。
＜ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム＞
図４は、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２の物理的な構成を示すブロック図である。図５は、図４のヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２の制御部２１の物理的な構成を示すブロック図である。図６は、実施の形態１に係る姿勢評価システムにおいて、ヘッドマウントディスプレイ２２を装着した被験者とカメラ２４との配置を示す概略斜視図である。図７は、図６のヘッドマウントディスプレイ２２を装着した被験者を示す拡大図である。図８は、図７の被験者が装着しているヘッドマウントディスプレイ２２とマーカ２５の検出位置について、仮想空間において対応する箇所の表示の一例である。
このヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２は、制御部２１と、ヘッドマウントディスプレイ２２と、カメラコントロールユニット２３と、カメラ２４と、を備える。ヴァーチャル・リアリティシステム２は、仮想空間内において被験者がとった姿勢に基づいて、人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを得るモーションキャプチャ部を備えてもよい。例えば、上記モーションキャプチャ部は、被験者の各部及び各関節の少なくとも一つに取り付けられたマーカの位置を検出する複数のカメラ２４と、複数のカメラ２４で検出したマーカ２５の現実空間における座標を計算するカメラコントロールユニット２３と、を備えてもよい。
図４は、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２の物理的な構成を示すブロック図である。図５は、図４のヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２の制御部２１の物理的な構成を示すブロック図である。図６は、実施の形態１に係る姿勢評価システムにおいて、ヘッドマウントディスプレイ２２を装着した被験者とカメラ２４との配置を示す概略斜視図である。図７は、図６のヘッドマウントディスプレイ２２を装着した被験者を示す拡大図である。図８は、図７の被験者が装着しているヘッドマウントディスプレイ２２とマーカ２５の検出位置について、仮想空間において対応する箇所の表示の一例である。
このヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２は、制御部２１と、ヘッドマウントディスプレイ２２と、カメラコントロールユニット２３と、カメラ２４と、を備える。ヴァーチャル・リアリティシステム２は、仮想空間内において被験者がとった姿勢に基づいて、人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを得るモーションキャプチャ部を備えてもよい。例えば、上記モーションキャプチャ部は、被験者の各部及び各関節の少なくとも一つに取り付けられたマーカの位置を検出する複数のカメラ２４と、複数のカメラ２４で検出したマーカ２５の現実空間における座標を計算するカメラコントロールユニット２３と、を備えてもよい。
一般に、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）とは、視覚、聴覚、触覚などの人間の感覚器官に対して、コンピュータ等によって合成した情報を示し、その情報に基づく仮想空間に被験者を置いて、体感できるようにする技術をいう。仮想空間としては、例えば、３次元画像をリアルタイムに作り出す３Ｄ ＣＧ技術によって形成できる。また、図８及び図９に示すように、これと被験者の視界を覆うヘッドマウントディスプレイ２２を表示装置として組み合わせれば、頭の向きや動きに対応した視界が表示できるので、被験者は仮想空間内に没入したような感覚が得られる。
このヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２の制御部２１は、通常のコンピュータのＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、入力部１３、表示部１４、記憶装置１５を含む。記憶装置１５には、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システムソウフトウエア１７を格納している。このヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システムソウフトウエア１７を、コンピュータ上で動作させることで、コンピュータをヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システムとして動作させることができる。また、このヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２によって、被験者の視覚領域に３次元映像を投影して、仮想空間を形成し、仮想空間内に、デジタルヒューマンの３次元映像からなる姿勢を投影する。具体的には、図５及び図６に示すように、被験者の視界を覆うヘッドマウントディスプレイ２２によって、被験者の視覚領域に３次元映像を投影して、仮想空間を形成する。さらに、仮想空間内に、デジタルヒューマンの３次元映像からなる姿勢を投影する。被験者は、仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢に自分の体をあてはめることで、デジタルヒューマンの姿勢を主観的に体感でき、主観的評価を行うことができる。ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２では、後述するカメラ２４によって検出した被験者の現実空間における姿勢について、対応する仮想空間での被験者の姿勢を算出し、上記仮想空間に被験者の姿勢を投影してもよい。この仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢に自分の体をあてはめる手段については後述する。
＜ヘッドマウントディスプレイ＞
図６及び図７に示すように、ヘッドマウントディスプレイ２２は、被験者の視界を覆うように装着し、被験者の視覚領域に３次元映像を投影して、仮想空間を形成する。さらに、仮想空間内に、デジタルヒューマンの３次元映像からなる姿勢を投影する。なお、ヘッドマウントディスプレイ２２は、被験者の頭の向きや動きなどを検出することができることが好ましい。これによって、頭の向きや動きに対応した視界が表示できる。
図６及び図７に示すように、ヘッドマウントディスプレイ２２は、被験者の視界を覆うように装着し、被験者の視覚領域に３次元映像を投影して、仮想空間を形成する。さらに、仮想空間内に、デジタルヒューマンの３次元映像からなる姿勢を投影する。なお、ヘッドマウントディスプレイ２２は、被験者の頭の向きや動きなどを検出することができることが好ましい。これによって、頭の向きや動きに対応した視界が表示できる。
＜カメラ及びカメラコントロールユニット＞
図６に示すように、カメラ２４は、被験者を囲むように配置してもよい。カメラ２４によって、被験者の体に装着したマーカ２５の位置を検出する。カメラ２４の台数は、図６に示す４台に限るものではなく、マーカ２５の三次元的な位置姿勢が計測できる台数（一般的には２台以上）であればよい。２台のカメラ２４があれば、マーカ２５までの距離を検出できる。なお、被験者の姿勢を検出することを目的とするので、肘、腰、膝等の関節部分と、末端である手、足にマーカ２５を装着すればよい。
カメラコントロールユニット２３は、各カメラ２４で検出したマーカ２５の位置を現実空間での座標として、制御部２１に伝達する。
図６に示すように、カメラ２４は、被験者を囲むように配置してもよい。カメラ２４によって、被験者の体に装着したマーカ２５の位置を検出する。カメラ２４の台数は、図６に示す４台に限るものではなく、マーカ２５の三次元的な位置姿勢が計測できる台数（一般的には２台以上）であればよい。２台のカメラ２４があれば、マーカ２５までの距離を検出できる。なお、被験者の姿勢を検出することを目的とするので、肘、腰、膝等の関節部分と、末端である手、足にマーカ２５を装着すればよい。
カメラコントロールユニット２３は、各カメラ２４で検出したマーカ２５の位置を現実空間での座標として、制御部２１に伝達する。
＜姿勢あてはめ手段＞
上記仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢に自分の体をあてはめる手段（姿勢あてはめ手段）としては、次の２つの手段がある。
１）仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢に、仮想空間の被験者の姿勢を、仮想空間上で重ねる。具体的には、現実空間での被験者の姿勢を変化させることによって、仮想空間の被験者の姿勢がデジタルヒューマンの姿勢に略重なった場合に、仮想空間での色や音などによって、デジタルヒューマンと被験者の両者の姿勢が重なったことが知覚できるようにする。これによって、仮想空間上でデジタルヒューマンと被験者の両者の姿勢を重ね、被験者がデジタルヒューマンの姿勢を体感でき、主観的評価を行うことができる。
２）仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢と、仮想空間の被験者の姿勢とが重なるように、現実空間の被験者の身体に、姿勢固定デバイスを装着する。具体的には、被験者が後述する肩固定デバイス、肘固定デバイス、腰固定デバイス、膝固定デバイス等の姿勢固定デバイスを装着することによって、デジタルヒューマンと被験者の両者の姿勢を重ねることができる。これによって、被験者がデジタルヒューマンの姿勢を体感でき、主観的評価を行うことができる。なお、姿勢固定デバイスの装着時に、あらかじめデジタルヒューマンの姿勢となるように固定してもよい。あるいは、姿勢固定デバイスの装着時には可動できるようにしておき、現実空間での被験者の姿勢を変化させることによって、仮想空間の被験者の姿勢がデジタルヒューマンの姿勢に略重なった場合に、姿勢固定デバイスを固定するようにしてもよい。
上記仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢に自分の体をあてはめる手段（姿勢あてはめ手段）としては、次の２つの手段がある。
１）仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢に、仮想空間の被験者の姿勢を、仮想空間上で重ねる。具体的には、現実空間での被験者の姿勢を変化させることによって、仮想空間の被験者の姿勢がデジタルヒューマンの姿勢に略重なった場合に、仮想空間での色や音などによって、デジタルヒューマンと被験者の両者の姿勢が重なったことが知覚できるようにする。これによって、仮想空間上でデジタルヒューマンと被験者の両者の姿勢を重ね、被験者がデジタルヒューマンの姿勢を体感でき、主観的評価を行うことができる。
２）仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢と、仮想空間の被験者の姿勢とが重なるように、現実空間の被験者の身体に、姿勢固定デバイスを装着する。具体的には、被験者が後述する肩固定デバイス、肘固定デバイス、腰固定デバイス、膝固定デバイス等の姿勢固定デバイスを装着することによって、デジタルヒューマンと被験者の両者の姿勢を重ねることができる。これによって、被験者がデジタルヒューマンの姿勢を体感でき、主観的評価を行うことができる。なお、姿勢固定デバイスの装着時に、あらかじめデジタルヒューマンの姿勢となるように固定してもよい。あるいは、姿勢固定デバイスの装着時には可動できるようにしておき、現実空間での被験者の姿勢を変化させることによって、仮想空間の被験者の姿勢がデジタルヒューマンの姿勢に略重なった場合に、姿勢固定デバイスを固定するようにしてもよい。
以下に、上記姿勢あてはめ手段のうち２）において用いる姿勢固定デバイスについて説明する。
＜姿勢固定デバイス＞
図１１（ａ）は、被験者が各姿勢固定デバイス４１、４２、４３ａ、４３ｂ、４８を装着した状態を示す概略図であり、（ｂ）は、肩固定デバイス４１の概略図であり、（ｃ）は、肘固定デバイス４２の概略図であり、（ｄ）は、腰固定デバイス４３ａの概略図であり、（ｅ）は、腰固定デバイスの変形例４３ｂの概略図であり、（ｆ）は、膝固定デバイス４８の概略図である。図１２は、肩固定デバイス４１の構成を示す概略斜視図である。図１３は、肘固定デバイス４２及び膝固定デバイス４８の構成を示す概略斜視図である。図１４（ａ）は、図１３の肘固定デバイス４２及び膝固定デバイス４８において、ヒンジ部５８、５９に角度を設けた場合の概略斜視図であり、（ｂ）は、ヒンジ部５８、５９をまっすぐにした場合の概略斜視図である。
＜姿勢固定デバイス＞
図１１（ａ）は、被験者が各姿勢固定デバイス４１、４２、４３ａ、４３ｂ、４８を装着した状態を示す概略図であり、（ｂ）は、肩固定デバイス４１の概略図であり、（ｃ）は、肘固定デバイス４２の概略図であり、（ｄ）は、腰固定デバイス４３ａの概略図であり、（ｅ）は、腰固定デバイスの変形例４３ｂの概略図であり、（ｆ）は、膝固定デバイス４８の概略図である。図１２は、肩固定デバイス４１の構成を示す概略斜視図である。図１３は、肘固定デバイス４２及び膝固定デバイス４８の構成を示す概略斜視図である。図１４（ａ）は、図１３の肘固定デバイス４２及び膝固定デバイス４８において、ヒンジ部５８、５９に角度を設けた場合の概略斜視図であり、（ｂ）は、ヒンジ部５８、５９をまっすぐにした場合の概略斜視図である。
この姿勢固定デバイスは、肩固定デバイス４１、肘固定デバイス４２、腰固定デバイス４３ａ、４３ｂ、膝固定デバイス４８のうち、少なくとも一つである。
＜肩固定デバイス＞
図１２に示すように、肩固定デバイス４１は、パラレルリンク機構のうち、スチュワートプラットホーム機構と対応する構成を有する。スチュワートプラットホーム機構では、ベース、エンドエフェクタ（ＥＦ）（出力部）を６本の長さ可変の直動リンクで並行に接続された構成を備える。この場合、直動リンクと、ベース、エンドエフェクタ（ＥＦ）との接続は、球軸受（自由度３）もしくはジンバル機構（ユニバーサルジョイント、自由度２）を使う。また、ジンバル機構を用いる場合には、直動リンクは軸回りの回転が必要となる。この肩固定デバイス４１では、上記スチュワートプラットホーム機構のベースに対応する肩固定リング５１と、エンドエフェクタ（ＥＦ）に対応する上腕固定リング５２とに穴をあけて肩及び上腕を通す。また、球軸受の自由度は、肩固定リング５１と上腕固定リング５２とを接続するストラップ５３のねじれで対応している。また、肩固定リング５１は、肩に固定され、上腕固定リング５２は、上腕に固定されている。ストラップ５３は、弛まないように巻き取り装置５４によって張力を印加される。以上の構成を有する肩固定デバイスによって、肩を固定することができる。
なお、肩固定デバイスは上記構成に限られず、図１１（ｂ）に示すように、上半身用ベストの袖からストラップや伸縮性リンクによって肩の外転・内転、屈曲・伸展を規制して肩を固定してもよい。この場合も肩の旋回は可能としてもよい。
図１２に示すように、肩固定デバイス４１は、パラレルリンク機構のうち、スチュワートプラットホーム機構と対応する構成を有する。スチュワートプラットホーム機構では、ベース、エンドエフェクタ（ＥＦ）（出力部）を６本の長さ可変の直動リンクで並行に接続された構成を備える。この場合、直動リンクと、ベース、エンドエフェクタ（ＥＦ）との接続は、球軸受（自由度３）もしくはジンバル機構（ユニバーサルジョイント、自由度２）を使う。また、ジンバル機構を用いる場合には、直動リンクは軸回りの回転が必要となる。この肩固定デバイス４１では、上記スチュワートプラットホーム機構のベースに対応する肩固定リング５１と、エンドエフェクタ（ＥＦ）に対応する上腕固定リング５２とに穴をあけて肩及び上腕を通す。また、球軸受の自由度は、肩固定リング５１と上腕固定リング５２とを接続するストラップ５３のねじれで対応している。また、肩固定リング５１は、肩に固定され、上腕固定リング５２は、上腕に固定されている。ストラップ５３は、弛まないように巻き取り装置５４によって張力を印加される。以上の構成を有する肩固定デバイスによって、肩を固定することができる。
なお、肩固定デバイスは上記構成に限られず、図１１（ｂ）に示すように、上半身用ベストの袖からストラップや伸縮性リンクによって肩の外転・内転、屈曲・伸展を規制して肩を固定してもよい。この場合も肩の旋回は可能としてもよい。
＜肘固定デバイス／膝固定デバイス＞
図１３に示すように、肘固定デバイス４２は、上腕固定リング５５と、前腕固定リング５６と、上腕固定リング５５と前腕固定リング５６とをヒンジ部を介して接続するリンク５７ａ、５７ｂと、ヒンジ部の角度変化を検出するエンコーダ５８と、を備える。なお、上腕固定リング５５と、前腕固定リング５６と、は、リングではなくベルトによって構成してもよい。また、膝固定デバイス４８も肘固定デバイス４２と実質的に同様の構成を有する。具体的には、膝固定デバイス４８は、上腿固定リングと、下腿固定リングと、上腿固定リングと下腿固定リングとをヒンジ部を介して接続するリンクと、ヒンジ部の角度変化を検出するエンコーダと、を備える。
肘固定デバイス４２／膝固定デバイス４８は、医療用ニーブレースと似た基本構造を有する２リンク機構を有する。また、リンク５７ａ、５７ｂは、左右に同じ構造を有する。ヒンジ部の一方に電磁ブレーキ５９、他方にエンコーダ５８を搭載する。
図１３に示すように、肘固定デバイス４２は、上腕固定リング５５と、前腕固定リング５６と、上腕固定リング５５と前腕固定リング５６とをヒンジ部を介して接続するリンク５７ａ、５７ｂと、ヒンジ部の角度変化を検出するエンコーダ５８と、を備える。なお、上腕固定リング５５と、前腕固定リング５６と、は、リングではなくベルトによって構成してもよい。また、膝固定デバイス４８も肘固定デバイス４２と実質的に同様の構成を有する。具体的には、膝固定デバイス４８は、上腿固定リングと、下腿固定リングと、上腿固定リングと下腿固定リングとをヒンジ部を介して接続するリンクと、ヒンジ部の角度変化を検出するエンコーダと、を備える。
肘固定デバイス４２／膝固定デバイス４８は、医療用ニーブレースと似た基本構造を有する２リンク機構を有する。また、リンク５７ａ、５７ｂは、左右に同じ構造を有する。ヒンジ部の一方に電磁ブレーキ５９、他方にエンコーダ５８を搭載する。
肘固定デバイス４２／膝固定デバイス４８の使用方法を以下に示す。以下では、肘固定デバイス４２の場合を例に示す。
（１）仮想空間のデジタルヒューマンの姿勢に基づいて、あらかじめ肘の曲げ角度を決めておく。
（２）被験者の肘に肘拘束デバイス４２を装着する。
（３）被験者が肘をゆっくりと曲げていく。
（４）肘拘束デバイス４２のエンコーダ５８の計測値から、肘が目的の角度になったときに電磁ブレーキ５９を閉にする。これによって体験しようとする被験者の姿勢を固定できる。
なお、電磁ブレーキ５９は、電磁石駆動である必要はない。例えば、エア駆動のブレーキ機構も利用できる。
（１）仮想空間のデジタルヒューマンの姿勢に基づいて、あらかじめ肘の曲げ角度を決めておく。
（２）被験者の肘に肘拘束デバイス４２を装着する。
（３）被験者が肘をゆっくりと曲げていく。
（４）肘拘束デバイス４２のエンコーダ５８の計測値から、肘が目的の角度になったときに電磁ブレーキ５９を閉にする。これによって体験しようとする被験者の姿勢を固定できる。
なお、電磁ブレーキ５９は、電磁石駆動である必要はない。例えば、エア駆動のブレーキ機構も利用できる。
＜腰固定デバイス＞
図１１（ｄ）に示すように、腰固定デバイス４３ａは、被験者の腰上部の周囲を固定する腰固定部４４と、被験者の上腿を固定する上腿固定部４５と、腰固定部４４と上腿固定部４５とを接続し、腰固定部４４と上腿固定部４５との間の位置関係を固定するリンク４６と、を備える。この腰固定デバイス４３ａでは、リンク４６と、腰固定部４４及び上腿固定部４５との角度を固定することによって腰を固定することができる。あるいは、図１１（ｅ）に示すように、変形例の腰固定デバイス４３ｂは、被験者の腰上部の周囲を固定する腰固定部４４と、被験者の上腿を固定する上腿固定部４５と、腰固定部４４と上腿固定部４５とを接続し、腰固定部４４と上腿固定部４５との間に張力を印加して固定するベルト４７と、を備える。この腰固定デバイス４３ｂでは、腰固定部４４と上腿固定部４５とを接続するベルト４７に所定張力を印加して腰を固定することができる。腰固定部４４と上腿固定部４５とを接続する接続部がリンクの場合は、肘固定デバイス４２／膝固定デバイス４８と同様に電磁ブレーキを使って固定できる。上記接続部がベルト式の場合は肩固定デバイス４１と同様に、股関節の自由な姿勢を固定できる。
なお、上記姿勢固定デバイスを使用することによって、被験者にデジタルヒューマンと同じ姿勢をさせることができる。この場合に、被験者自身が肩、腰、肘、膝を動かしており、各姿勢固定デバイスは張力あるいは、ブレーキ手段によって被験者の動きを止めるだけである。つまり、各姿勢固定デバイスは、アクチュエータを用いないので、被験者に負担となる無理な動きを強いることはない。
図１１（ｄ）に示すように、腰固定デバイス４３ａは、被験者の腰上部の周囲を固定する腰固定部４４と、被験者の上腿を固定する上腿固定部４５と、腰固定部４４と上腿固定部４５とを接続し、腰固定部４４と上腿固定部４５との間の位置関係を固定するリンク４６と、を備える。この腰固定デバイス４３ａでは、リンク４６と、腰固定部４４及び上腿固定部４５との角度を固定することによって腰を固定することができる。あるいは、図１１（ｅ）に示すように、変形例の腰固定デバイス４３ｂは、被験者の腰上部の周囲を固定する腰固定部４４と、被験者の上腿を固定する上腿固定部４５と、腰固定部４４と上腿固定部４５とを接続し、腰固定部４４と上腿固定部４５との間に張力を印加して固定するベルト４７と、を備える。この腰固定デバイス４３ｂでは、腰固定部４４と上腿固定部４５とを接続するベルト４７に所定張力を印加して腰を固定することができる。腰固定部４４と上腿固定部４５とを接続する接続部がリンクの場合は、肘固定デバイス４２／膝固定デバイス４８と同様に電磁ブレーキを使って固定できる。上記接続部がベルト式の場合は肩固定デバイス４１と同様に、股関節の自由な姿勢を固定できる。
なお、上記姿勢固定デバイスを使用することによって、被験者にデジタルヒューマンと同じ姿勢をさせることができる。この場合に、被験者自身が肩、腰、肘、膝を動かしており、各姿勢固定デバイスは張力あるいは、ブレーキ手段によって被験者の動きを止めるだけである。つまり、各姿勢固定デバイスは、アクチュエータを用いないので、被験者に負担となる無理な動きを強いることはない。
＜姿勢評価部＞
図９は、姿勢評価部３の機能的な構成を示すブロック図である。図１０は、図９の姿勢評価部３の物理的な構成を示すブロック図である。姿勢評価部３によって、デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行う。
姿勢評価部３は、機能的な面からみれば、客観的評価取得部３１と、主観的評価取得部３２と、多面的評価部３３とを備える。客観的評価取得部３１によってデジタルヒューマンシステム１において設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を取得する。主観的評価取得部３２によってヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢についての主観的評価を取得する。また、多面的評価部３３によって、上記客観的評価と主観的評価とを多面的、且つ、統合的に評価する。物理的な構成としては、通常のコンピュータのＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、入力部１３、表示部１４、記憶装置１５を含む。記憶装置１５には、多面的評価ソフトウエア１８を格納している。この多面的評価ソフトウエア１８を、コンピュータ上で動作させることで、コンピュータ上で多面的評価を行うことができる。
図９は、姿勢評価部３の機能的な構成を示すブロック図である。図１０は、図９の姿勢評価部３の物理的な構成を示すブロック図である。姿勢評価部３によって、デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行う。
姿勢評価部３は、機能的な面からみれば、客観的評価取得部３１と、主観的評価取得部３２と、多面的評価部３３とを備える。客観的評価取得部３１によってデジタルヒューマンシステム１において設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を取得する。主観的評価取得部３２によってヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢についての主観的評価を取得する。また、多面的評価部３３によって、上記客観的評価と主観的評価とを多面的、且つ、統合的に評価する。物理的な構成としては、通常のコンピュータのＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、入力部１３、表示部１４、記憶装置１５を含む。記憶装置１５には、多面的評価ソフトウエア１８を格納している。この多面的評価ソフトウエア１８を、コンピュータ上で動作させることで、コンピュータ上で多面的評価を行うことができる。
上記客観的評価としては、例えば、デジタルヒューマンシステム１において設定されたデジタルヒューマンの姿勢について、ミシガン大学で開発された人体負荷評価方法である静的許容負荷予測や、関節トルク、関節トルクパワー、その他、仕事量などの力学的数値を、客観的評価として用いてもよい。また、各国の機関等によるＮＩＯＳＨ、ＯＷＡＳ等の姿勢形態と負荷状態から判断する評価方法を用いてもよい。
＜静的許容負荷予測＞
ミシガン大学エルゴノミクスセンターで開発された、３D Static Strength Prediction Program(3D SSPP)は、作業者の姿勢、性別、身長、体重に基づく、身体の各関節における許容負荷データベースを持っている。この３Ｄ ＳＳＰＰを参照することによって、重力および手先に加えた外力と、自分自身の体重を考慮して、作業者の身体の各関節に発生している負荷（関節トルク）を算出したうえで、許容負荷と比較し、労働人口の何％が現在の負荷（関節トルク）に耐えられるか、という形で、身体の部位ごとに（ひじ）、肩、腰、股関節、ひざ、足首）評価できる。
ミシガン大学エルゴノミクスセンターで開発された、３D Static Strength Prediction Program(3D SSPP)は、作業者の姿勢、性別、身長、体重に基づく、身体の各関節における許容負荷データベースを持っている。この３Ｄ ＳＳＰＰを参照することによって、重力および手先に加えた外力と、自分自身の体重を考慮して、作業者の身体の各関節に発生している負荷（関節トルク）を算出したうえで、許容負荷と比較し、労働人口の何％が現在の負荷（関節トルク）に耐えられるか、という形で、身体の部位ごとに（ひじ）、肩、腰、股関節、ひざ、足首）評価できる。
＜NIOSH持ち上げ評価＞
NIOSHは、National Institute for Occupational Safety and Health(米国国立労働安全衛生研究所)の略称である。NIOSH持上評価式は、NIOSHが定めた、おもに腰痛発生予防のための荷物持上げ作業に関するガイドラインのことである。持ち上げ作業の開始姿勢および終了姿勢、作業頻度、作業継続時間、手先のグリップ状態をもとに、持ち上げ動作の開始および終了時において、腰痛を発生する危険性の低い範囲内で、最大何ｋｇまで持ち上げることが可能か算出する。この評価式は両手持ち上げ作業の場合のみ適用可能である。
NIOSHは、National Institute for Occupational Safety and Health(米国国立労働安全衛生研究所)の略称である。NIOSH持上評価式は、NIOSHが定めた、おもに腰痛発生予防のための荷物持上げ作業に関するガイドラインのことである。持ち上げ作業の開始姿勢および終了姿勢、作業頻度、作業継続時間、手先のグリップ状態をもとに、持ち上げ動作の開始および終了時において、腰痛を発生する危険性の低い範囲内で、最大何ｋｇまで持ち上げることが可能か算出する。この評価式は両手持ち上げ作業の場合のみ適用可能である。
＜OWAS：Ovako Working Posture Analysing System＞
ＯＷＡＳとは、Ovako式作業評価方法の略称である。Ovako式作業評価方法は、フィンランドの労働衛生研究所（Institute of Occupational Health）などで開発された機能である。作業者の体幹部、上肢、下肢の姿勢および荷物の重さの4項目をコード化して記録し、評価表から総合点数を求め、負荷の大きさを判断する。評価結果のコード化されたものは4ケタの数値（OWASコード）と呼ばれる。この4ケタの数値の組み合わせに応じて、１〜４のAC（Action Category：動作カテゴリ）を導出する。最終的にこのACで作業姿勢全体の評価とする。
ＯＷＡＳとは、Ovako式作業評価方法の略称である。Ovako式作業評価方法は、フィンランドの労働衛生研究所（Institute of Occupational Health）などで開発された機能である。作業者の体幹部、上肢、下肢の姿勢および荷物の重さの4項目をコード化して記録し、評価表から総合点数を求め、負荷の大きさを判断する。評価結果のコード化されたものは4ケタの数値（OWASコード）と呼ばれる。この4ケタの数値の組み合わせに応じて、１〜４のAC（Action Category：動作カテゴリ）を導出する。最終的にこのACで作業姿勢全体の評価とする。
上記主観的評価としては、例えば、生理的評価方法と、定性的評価方法と、がある。
上記生理的評価方法としては、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者が姿勢をとる際の被験者の筋電位、脳波、血圧、呼吸数の群からなる生理的指標を用いてもよい。
上記定性的評価方法としては、インタビューによる被験者の意見、コメント等の数値化データや、ＳＤ法による評価の数値化データを評価値として用いてもよい。
上記定性的評価方法としては、インタビューによる被験者の意見、コメント等の数値化データや、ＳＤ法による評価の数値化データを評価値として用いてもよい。
各評価を数値化した評価値について説明する。身体負荷が小さいことを評価する場合について述べる。１つの評価項目の評価値として、例えば全身の各部位ごとの評価値が出ている場合がある。つまり、１つの評価項目であっても身体の各部位ごとに複数の評価値を有する場合もある。この場合、作業の性質や特性から、どの部位を重視するかあらかじめ決めておく。作業が棚からの荷物持ち上げならば、例えば、第１番には体幹部の評価値を重要視し、次に肩／腕などの評価値を重要視する。つまり、複数の部位ごとの複数の評価値の全てを同列として使用するのではなく、優先順位を決めておいてもよい。まず、体幹部の評価値を用いる場合、各姿勢について体幹の負担の少ない順に並べる。次に、体幹部の評価値が近い場合には、肩／腕の負担の少ない順に部分的に各姿勢の順序の入れ替えを行う。
定性的評価方法の場合にも、複数の姿勢の間で順位付けすることで数値化できる。
定性的評価方法の場合にも、複数の姿勢の間で順位付けすることで数値化できる。
なお、姿勢評価部３は、客観的評価を数値化した評価値と、主観的評価を数値化した評価値と、の合計に基づいて姿勢の相対的評価を行ってもよい。このように、各評価を数値化した評価値を合計することで、姿勢の相対的評価を容易に行うことができる。また、姿勢評価部３は、客観的評価と、主観的評価と、を複数の姿勢の間での相対的評価に基づいて共通の単位による評価値としてそれぞれ表示して、客観的評価の評価値と主観的評価の評価値との合計に基づいて姿勢の相対的評価を行ってもよい。通常、各評価はそれぞれ個別の尺度で行われており、異なる評価間では対比ができなかった。これに対して、上述のように各評価について複数の姿勢の間での相対的評価に基づいて、比較可能な共通の単位による評価値を得ることで、各評価での評価値を互いに比較対象とすることができる。例えば、相対的評価の順位をそのまま評価値として用いてもよい。あるいは、客観的評価の評価値や主観的評価のうち生理的評価方法の場合には、標準的な数値からの偏差値を評価値として用いてもよい。また、主観的評価のうち定性的評価方法については、例えば、５段階評価等のように数値化したものを入力して用いてもよい。
さらに、姿勢評価部３は、客観的評価の評価値と主観的評価の評価値との少なくとも一方の評価値に重み付けの係数を乗じた評価値を用いて姿勢の相対的評価を行ってもよい。このように評価の重要度に応じて重み付けすることで重要な評価項目の評価結果をより反映させることができる。なお、客観的評価と、主観的評価と、のいずれか一方をより重要視するように重み付けを行ってもよい。
さらに、姿勢評価部３は、客観的評価の評価値と主観的評価の評価値との少なくとも一方の評価値に重み付けの係数を乗じた評価値を用いて姿勢の相対的評価を行ってもよい。このように評価の重要度に応じて重み付けすることで重要な評価項目の評価結果をより反映させることができる。なお、客観的評価と、主観的評価と、のいずれか一方をより重要視するように重み付けを行ってもよい。
＜姿勢評価システムの動作手順＞
次に、姿勢評価システムの動作手順を説明する。
この姿勢評価システム１０では、デジタルヒューマンシステム１による客観的評価と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２を利用した被験者による主観的評価と、に基づく多面的な評価を行う。その動作手順としては、評価対象となる姿勢をデジタルヒューマンシステム１で作成するか、あるいは、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）２で被験者自身がその姿勢をとるか、のいずれかによって異なる。なお、いずれの場合も、最終的な評価にあたっては、客観的評価と主観的評価とを多面的、且つ、統合的に評価する点では共通する。
次に、姿勢評価システムの動作手順を説明する。
この姿勢評価システム１０では、デジタルヒューマンシステム１による客観的評価と、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２を利用した被験者による主観的評価と、に基づく多面的な評価を行う。その動作手順としては、評価対象となる姿勢をデジタルヒューマンシステム１で作成するか、あるいは、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）２で被験者自身がその姿勢をとるか、のいずれかによって異なる。なお、いずれの場合も、最終的な評価にあたっては、客観的評価と主観的評価とを多面的、且つ、統合的に評価する点では共通する。
（デジタルヒューマンシステムで評価対象の姿勢を作成する場合）
まず、図１５は、評価対象となる姿勢をデジタルヒューマンシステムで作成する場合のフローチャートである。
（１）目的とする作業・動作を行うための姿勢について、デジタルヒューマンシステム（ＤＨ）においてデジタルヒューマンの姿勢を設定する（Ｓ０１）。
（２）デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得る（Ｓ０２）。例えば、負荷予測手法や関節トルク推定等の解析的手法によって客観的評価を行ってもよい。
（３）ヴァーチャル・リアリティシステム２において、デジタルヒューマンシステム１で設定されたデジタルヒューマンの姿勢を投影し、投影されたデジタルヒューマンの姿勢に被験者が身体を重ねることで、被験者自身が上記姿勢をとる（Ｓ０３）。
（４）上記姿勢についての被験者による主観的評価を得る（Ｓ０４）。例えば、筋電位などの生理的評価や、コメント等の定性的評価による主観的評価を行ってもよい。
（５）必要な数の姿勢について評価が得られたか確認する（Ｓ０５）。姿勢の数が不足する場合には、（１）のステップＳ０１に戻って、新たな姿勢をデジタルヒューマンシステム１において設定する。
（６）必要数の姿勢と、その評価値を収集できた場合には、得られた客観的評価と、主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行う（Ｓ０６）。
（７）上記評価に基づいて姿勢を決定する（Ｓ０７）。
以上によって、デジタルヒューマンシステム１で数多くの評価対象の姿勢を作成しながら、客観的評価のみに偏ることなく、主観的評価を考慮した労働衛生を考慮した姿勢を選択できる。この場合、デジタルヒューマンシステム１によって姿勢を設定するので、数多くの姿勢を対象とすることができると共に、人間では通常考えないような姿勢も対象とする場合がある。
まず、図１５は、評価対象となる姿勢をデジタルヒューマンシステムで作成する場合のフローチャートである。
（１）目的とする作業・動作を行うための姿勢について、デジタルヒューマンシステム（ＤＨ）においてデジタルヒューマンの姿勢を設定する（Ｓ０１）。
（２）デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得る（Ｓ０２）。例えば、負荷予測手法や関節トルク推定等の解析的手法によって客観的評価を行ってもよい。
（３）ヴァーチャル・リアリティシステム２において、デジタルヒューマンシステム１で設定されたデジタルヒューマンの姿勢を投影し、投影されたデジタルヒューマンの姿勢に被験者が身体を重ねることで、被験者自身が上記姿勢をとる（Ｓ０３）。
（４）上記姿勢についての被験者による主観的評価を得る（Ｓ０４）。例えば、筋電位などの生理的評価や、コメント等の定性的評価による主観的評価を行ってもよい。
（５）必要な数の姿勢について評価が得られたか確認する（Ｓ０５）。姿勢の数が不足する場合には、（１）のステップＳ０１に戻って、新たな姿勢をデジタルヒューマンシステム１において設定する。
（６）必要数の姿勢と、その評価値を収集できた場合には、得られた客観的評価と、主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行う（Ｓ０６）。
（７）上記評価に基づいて姿勢を決定する（Ｓ０７）。
以上によって、デジタルヒューマンシステム１で数多くの評価対象の姿勢を作成しながら、客観的評価のみに偏ることなく、主観的評価を考慮した労働衛生を考慮した姿勢を選択できる。この場合、デジタルヒューマンシステム１によって姿勢を設定するので、数多くの姿勢を対象とすることができると共に、人間では通常考えないような姿勢も対象とする場合がある。
なお、被験者が仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢に自分の体を重ねる際は、上述のように、以下の２つの手段のいずれかを行ってもよい。
１）仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢に、仮想空間の被験者の姿勢を、仮想空間上で重ねる。
２）仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢と、仮想空間の被験者の姿勢とが重なるように、現実空間の被験者の身体に、姿勢固定デバイスを装着する。
１）仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢に、仮想空間の被験者の姿勢を、仮想空間上で重ねる。
２）仮想空間に投影されたデジタルヒューマンの姿勢と、仮想空間の被験者の姿勢とが重なるように、現実空間の被験者の身体に、姿勢固定デバイスを装着する。
（ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）で被験者自身がその姿勢をとる場合）
次に、図１６は、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）で被験者自身が評価対象となる姿勢をとる場合のフローチャートである。
（１）目的とする作業・動作を行うための姿勢について、ヴァーチャル・リアリティシステム２において、仮想空間内において被験者が姿勢をとる（Ｓ１１）。
（２）仮想空間内において被験者がとった姿勢について、被験者による主観的評価を得る（Ｓ１２）。例えば、筋電位などの生理的評価や、コメント等の定性的評価による主観的評価を行ってもよい。
（３）デジタルヒューマンシステム１において、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定する（Ｓ１３）。
（４）デジタルヒューマンシステム１において、設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得る（Ｓ１４）。
（５）必要な数の姿勢について評価が得られたか確認する（Ｓ１５）。姿勢の数が不足する場合には、（１）のステップＳ０１に戻って、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）２で被験者自身が新たな姿勢をとる。
（６）必要数の姿勢と、その評価値を収集できた場合には、得られた客観的評価と、主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行う（Ｓ１６）。
（７）上記評価に基づいて姿勢を決定する（Ｓ１７）。
以上によって、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２で被験者自身がその姿勢をとることによって姿勢を生成しながら、主観的評価に限定されることなく、客観的評価を考慮して姿勢を選択できる。また、この場合、被験者自身がその姿勢をとるので、生成する姿勢の数は少ないが、より現実的な姿勢を評価対象とすることができる。
次に、図１６は、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）で被験者自身が評価対象となる姿勢をとる場合のフローチャートである。
（１）目的とする作業・動作を行うための姿勢について、ヴァーチャル・リアリティシステム２において、仮想空間内において被験者が姿勢をとる（Ｓ１１）。
（２）仮想空間内において被験者がとった姿勢について、被験者による主観的評価を得る（Ｓ１２）。例えば、筋電位などの生理的評価や、コメント等の定性的評価による主観的評価を行ってもよい。
（３）デジタルヒューマンシステム１において、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定する（Ｓ１３）。
（４）デジタルヒューマンシステム１において、設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得る（Ｓ１４）。
（５）必要な数の姿勢について評価が得られたか確認する（Ｓ１５）。姿勢の数が不足する場合には、（１）のステップＳ０１に戻って、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）２で被験者自身が新たな姿勢をとる。
（６）必要数の姿勢と、その評価値を収集できた場合には、得られた客観的評価と、主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行う（Ｓ１６）。
（７）上記評価に基づいて姿勢を決定する（Ｓ１７）。
以上によって、ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム２で被験者自身がその姿勢をとることによって姿勢を生成しながら、主観的評価に限定されることなく、客観的評価を考慮して姿勢を選択できる。また、この場合、被験者自身がその姿勢をとるので、生成する姿勢の数は少ないが、より現実的な姿勢を評価対象とすることができる。
また、上記いずれの場合も、評価としては、例えば、得られた客観的評価と、主観的評価と、を下記の表１のように１つの表にならべてもよい。姿勢の決定では、例えば、複数の評価項目の評価値の合計点の最大の姿勢を選択してもよい。
表１では、静的許容負荷予測、関節トルク（以上、客観的評価）と、表面筋電位、被験者評価（以上、主観的評価）との評価結果を評価項目としている。また、各評価項目について、姿勢Ｐ１〜Ｐ１０の１０の姿勢の中での相対的順位に基づいて、順位の高いほうから評価値１０として、最低順位を評価値１としている。また、表１では、静的許容負荷予測を重要視するように係数１．５を乗じている。重み付けの係数は上記の例に限定されるものではなく、適宜設定してもよい。
この姿勢評価システム１０によって、デジタルヒューマンシステム１において設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行うことができる。これによって、作業者の作業姿勢について、客観的評価と、主観的評価とを多面的に、且つ、統合的に評価することで、より好ましい作業姿勢を選択できる。
（実施の形態２）
本実施の形態２に係る姿勢評価システムでは、実施の形態１に係る姿勢評価システムと対比すれば、連続する複数の姿勢にわたる動作についての評価を行う点で相違する。その動作手順としては、評価対象となる動作をデジタルヒューマンシステムで作成するか、あるいは、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）で被験者自身がその動作をとるか、のいずれかによって異なる。なお、いずれの場合も、最終的な評価にあたっては、客観的評価と主観的評価とをそれぞれ多面的、且つ、統合的に評価する点では共通する。
本実施の形態２に係る姿勢評価システムでは、実施の形態１に係る姿勢評価システムと対比すれば、連続する複数の姿勢にわたる動作についての評価を行う点で相違する。その動作手順としては、評価対象となる動作をデジタルヒューマンシステムで作成するか、あるいは、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）で被験者自身がその動作をとるか、のいずれかによって異なる。なお、いずれの場合も、最終的な評価にあたっては、客観的評価と主観的評価とをそれぞれ多面的、且つ、統合的に評価する点では共通する。
（デジタルヒューマンシステムで評価対象の動作を作成する場合）
（ａ）目的とする作業・動作について、デジタルヒューマンシステム１は、デジタルヒューマンの一つの姿勢から連続する複数の姿勢にわたる動作を設定する。
（ｂ）デジタルヒューマンシステム１において設定されたデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得る。
（ｃ）ヴァーチャル・リアリティシステム２において、デジタルヒューマンシステム１で設定されたデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢を順に投影し、投影されたデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢に被験者が順に身体を重ねることで、被験者自身が連続する複数の姿勢にわたる動作をとる。
（ｄ）上記連続する複数の姿勢にわたる動作についての被験者による主観的評価を得る。
（ｅ）必要な数の動作について評価が得られたか確認する。姿勢の数が不足する場合には、（ａ）のステップに戻って、新たな動作をデジタルヒューマンシステム１において設定する。
（ｆ）必要数の動作と、その評価値を収集できた場合には、得られた客観的評価と、主観的評価と、に基づいて動作の評価を行う。
（ｇ）上記評価に基づいて動作を決定する。
以上によって、デジタルヒューマンシステム１で評価対象の動作を作成しながら、客観的評価のみに偏ることなく、主観的評価を考慮した労働衛生を考慮した動作を選択できる。
（ａ）目的とする作業・動作について、デジタルヒューマンシステム１は、デジタルヒューマンの一つの姿勢から連続する複数の姿勢にわたる動作を設定する。
（ｂ）デジタルヒューマンシステム１において設定されたデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得る。
（ｃ）ヴァーチャル・リアリティシステム２において、デジタルヒューマンシステム１で設定されたデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢を順に投影し、投影されたデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢に被験者が順に身体を重ねることで、被験者自身が連続する複数の姿勢にわたる動作をとる。
（ｄ）上記連続する複数の姿勢にわたる動作についての被験者による主観的評価を得る。
（ｅ）必要な数の動作について評価が得られたか確認する。姿勢の数が不足する場合には、（ａ）のステップに戻って、新たな動作をデジタルヒューマンシステム１において設定する。
（ｆ）必要数の動作と、その評価値を収集できた場合には、得られた客観的評価と、主観的評価と、に基づいて動作の評価を行う。
（ｇ）上記評価に基づいて動作を決定する。
以上によって、デジタルヒューマンシステム１で評価対象の動作を作成しながら、客観的評価のみに偏ることなく、主観的評価を考慮した労働衛生を考慮した動作を選択できる。
（ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）で被験者自身がその動作をとる場合）
（ａ）目的とする作業・動作について、ヴァーチャル・リアリティシステム２において、仮想空間において被験者が連続する複数の姿勢にわたる動作をとる。
（ｂ）上記連続する複数の姿勢にわたる動作についての被験者による主観的評価を得る。
（ｃ）デジタルヒューマンシステム１において、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった連続する複数の姿勢にわたる動作に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢を設定する。
（ｄ）上記連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得る。
（ｅ）必要な数の動作について評価が得られたか確認する。姿勢の数が不足する場合には、（ａ）のステップに戻って、新たな動作をヴァーチャル・リアリティシステム２において設定する。
（ｆ）必要数の動作と、その評価値を収集できた場合には、得られた客観的評価と、主観的評価と、に基づいて動作の評価を行う。
（ｇ）上記評価に基づいて動作を決定する。
以上によって、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）２で被験者自身がその動作をとることによって動作を生成しながら、主観的評価に限定されることなく、客観的評価を考慮して動作を選択できる。
（ａ）目的とする作業・動作について、ヴァーチャル・リアリティシステム２において、仮想空間において被験者が連続する複数の姿勢にわたる動作をとる。
（ｂ）上記連続する複数の姿勢にわたる動作についての被験者による主観的評価を得る。
（ｃ）デジタルヒューマンシステム１において、ヴァーチャル・リアリティシステム２において被験者がとった連続する複数の姿勢にわたる動作に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢を設定する。
（ｄ）上記連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得る。
（ｅ）必要な数の動作について評価が得られたか確認する。姿勢の数が不足する場合には、（ａ）のステップに戻って、新たな動作をヴァーチャル・リアリティシステム２において設定する。
（ｆ）必要数の動作と、その評価値を収集できた場合には、得られた客観的評価と、主観的評価と、に基づいて動作の評価を行う。
（ｇ）上記評価に基づいて動作を決定する。
以上によって、ヴァーチャル・リアリティシステム（ＶＲ）２で被験者自身がその動作をとることによって動作を生成しながら、主観的評価に限定されることなく、客観的評価を考慮して動作を選択できる。
本発明に係る姿勢評価システムによれば、デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて姿勢の評価を行うことができる。これによって、作業者の作業姿勢について、１つの評価に偏ることなく、客観的評価と、主観的評価とのいずれかに偏ることなく、多面的、且つ、統合的に評価することで、より好ましい作業姿勢を選択できる。
１ デジタルヒューマンシステム
２ ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム
３ 姿勢評価部
４ ＬＡＮ
１０ 姿勢評価システム
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ 入力部
１４ 出力部
１５ 記憶装置
１６ デジタルヒューマンソフトウエア
１７ ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）ソフトウエア
１８ 多面的評価ソフトウエア
２１ 制御部
２２ ヘッドマウントディスプレイ
２３ カメラコントロールユニット
２４ カメラ
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ、２５ｇ マーカ
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ マーカ対応箇所（仮想空間）
２７ ヘッドマウントディスプレイ対応箇所（仮想空間）
３１ 客観的評価取得部
３２ 主観的評価取得部
３３ 多面的評価部
４１ 肩固定デバイス
４２ 肘固定デバイス
４３ａ、４３ｂ 腰固定デバイス
４４ 腰固定部
４５ 大腿固定部
４６ リンク
４７ ベルト
４８ 膝固定デバイス
５１ 肩固定リング
５２ 上腕固定リング
５３ ストラップ
５４ 巻き取り装置
５５ 上腕固定リング
５６ 前腕固定リング
５７ａ、５７ｂ リンク
５８ エンコーダ
５９ 電磁ブレーキ
２ ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）システム
３ 姿勢評価部
４ ＬＡＮ
１０ 姿勢評価システム
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ 入力部
１４ 出力部
１５ 記憶装置
１６ デジタルヒューマンソフトウエア
１７ ヴァーチャル・リアリティ（ＶＲ）ソフトウエア
１８ 多面的評価ソフトウエア
２１ 制御部
２２ ヘッドマウントディスプレイ
２３ カメラコントロールユニット
２４ カメラ
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ、２５ｇ マーカ
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ マーカ対応箇所（仮想空間）
２７ ヘッドマウントディスプレイ対応箇所（仮想空間）
３１ 客観的評価取得部
３２ 主観的評価取得部
３３ 多面的評価部
４１ 肩固定デバイス
４２ 肘固定デバイス
４３ａ、４３ｂ 腰固定デバイス
４４ 腰固定部
４５ 大腿固定部
４６ リンク
４７ ベルト
４８ 膝固定デバイス
５１ 肩固定リング
５２ 上腕固定リング
５３ ストラップ
５４ 巻き取り装置
５５ 上腕固定リング
５６ 前腕固定リング
５７ａ、５７ｂ リンク
５８ エンコーダ
５９ 電磁ブレーキ
Claims (12)
- コンピュータ上で人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定するデジタルヒューマンシステムと、
被験者の視覚領域に３次元映像を投影して仮想空間を形成し、前記仮想空間内に３次元映像からなる人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を投影するヴァーチャル・リアリティシステムと、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて前記姿勢の評価を行う、姿勢評価部と、
を備え、
前記姿勢評価部は、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得ると共に、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記デジタルヒューマンシステムで設定された前記デジタルヒューマンの姿勢を投影し、投影された前記デジタルヒューマンの姿勢に前記被験者が身体を重ねることで、被験者自身が前記姿勢をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得る、姿勢評価システム。 - コンピュータ上で人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を設定するデジタルヒューマンシステムと、
被験者の視覚領域に３次元映像を投影して仮想空間を形成し、前記仮想空間内に３次元映像からなる人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢を投影するヴァーチャル・リアリティシステムと、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価と、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて被験者がとった姿勢についての主観的評価と、に基づいて前記姿勢の評価を行う、姿勢評価部と、
を備え、
前記デジタルヒューマンシステムは、デジタルヒューマンの一つの姿勢から連続する複数の姿勢にわたる動作を設定し、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムは、前記仮想空間に前記デジタルヒューマンの前記一つの姿勢を投影した後、連続する前記複数の姿勢を順に投影し、
前記姿勢評価部は、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定された前記デジタルヒューマンの連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得ると共に、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記デジタルヒューマンシステムで設定された前記デジタルヒューマンの連続する複数の姿勢を順に投影し、投影された前記デジタルヒューマンの連続する複数の姿勢に前記被験者が順に身体を重ねることで、被験者自身が前記連続する複数の姿勢にわたる動作をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得る、姿勢評価システム。 - 前記ヴァーチャル・リアリティシステムは、前記仮想空間に投影された前記デジタルヒューマンの姿勢と、前記仮想空間の前記被験者の姿勢とが重なるように、現実空間の前記被験者の身体の一部に装着する姿勢固定デバイスを用いて、現実空間の前記被験者の姿勢を固定する、請求項１又は２に記載の姿勢評価システム。
- 前記ヴァーチャル・リアリティシステムは、前記仮想空間内において被験者がとった姿勢に基づいて、人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを得るモーションキャプチャ部を備える、請求項１又は２に記載の姿勢評価システム。
- 前記モーションキャプチャ部は、
前記被験者の各部及び各関節の少なくとも一つに取り付けられたマーカの位置を検出する複数のカメラと、
前記複数のカメラで検出した前記マーカの現実空間における座標を計算するカメラコントロールユニットと、
を備える、請求項４に記載の姿勢評価システム。 - 前記姿勢評価部は、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記仮想空間内において被験者が姿勢をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得ると共に、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、被験者がとった姿勢に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの姿勢についての客観的評価を得る、
請求項４又は５に記載の姿勢評価システム。 - 前記デジタルヒューマンシステムは、デジタルヒューマンの一つの姿勢から連続する複数の姿勢にわたる動作を設定し、
前記姿勢評価部は、
前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、前記仮想空間において被験者が連続する複数の姿勢にわたる動作をとることで得られる前記被験者による主観的評価を得ると共に、
前記デジタルヒューマンシステムにおいて、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて、被験者がとった連続する複数の姿勢にわたる動作に基づいて得られた人の各部の寸法、各関節の座標及び角度に対応するヒューマンモデルを有するデジタルヒューマンの連続する複数の姿勢にわたる動作についての客観的評価を得る、
請求項４又は５に記載の姿勢評価システム。 - 前記姿勢評価部は、前記客観的評価を数値化した評価値と、前記主観的評価を数値化した評価値と、の合計に基づいて前記姿勢の相対的評価を行う、請求項１から７のいずれか一項に記載の姿勢評価システム。
- 前記姿勢評価部は、前記客観的評価と、前記主観的評価と、を複数の姿勢の間での相対的評価に基づいて共通の単位による評価値としてそれぞれ表示して、前記客観的評価の評価値と前記主観的評価の評価値との合計に基づいて前記姿勢の相対的評価を行う、請求項１から７のいずれか一項に記載の姿勢評価システム。
- 前記姿勢評価部は、前記客観的評価の評価値と前記主観的評価の評価値との少なくとも一方の前記評価値に重み付けの係数を乗じた評価値を用いて前記姿勢の相対的評価を行う、請求項９に記載の姿勢評価システム。
- 前記姿勢評価部は、前記ヴァーチャル・リアリティシステムにおいて前記被験者が姿勢をとる際の前記被験者の筋電位、脳波、血圧、呼吸数の群からなる生理的指標のうちの少なくとも１つを主観的評価として用いる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の姿勢評価システム。
- 前記姿勢評価部は、前記デジタルヒューマンシステムにおいて設定されたデジタルヒューマンの姿勢についての静的許容負荷予測、関節トルク、関節トルクパワー、ＯＷＡＳ又はＮＩＯＳＨによる評価基準の少なくとも１つを客観的評価として用いる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の姿勢評価システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013269201A JP6273141B2 (ja) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 作業姿勢の多面的評価システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013269201A JP6273141B2 (ja) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 作業姿勢の多面的評価システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015125578A JP2015125578A (ja) | 2015-07-06 |
| JP6273141B2 true JP6273141B2 (ja) | 2018-01-31 |
Family
ID=53536243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013269201A Active JP6273141B2 (ja) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 作業姿勢の多面的評価システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6273141B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11062520B2 (en) | 2019-09-09 | 2021-07-13 | Ford Global Technologies, Llc | Ergonomic assessment using a wearable device |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113297734B (zh) * | 2021-05-21 | 2024-03-29 | 南京邮电大学 | 一种基于可视化锥的受限空间内装配工艺仿真评价方法 |
| WO2023002528A1 (ja) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | ストレス評価装置およびストレス評価システム |
| CN115390677B (zh) * | 2022-10-27 | 2023-04-07 | 江苏中车数字科技有限公司 | 一种基于虚拟现实的装配仿真人机工效评价系统及方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002224072A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-13 | Mazda Motor Corp | 筋疲労評価装置、筋疲労評価方法並びに当該方法を実行するコンピュータプログラム並びに当該コンピュータプログラムを格納した記憶媒体 |
| JP4870884B2 (ja) * | 2001-09-07 | 2012-02-08 | 大阪瓦斯株式会社 | 心臓負担評価装置 |
| JP2003256756A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Osaka Gas Co Ltd | 作業空間診断方法及び作業空間診断装置 |
-
2013
- 2013-12-26 JP JP2013269201A patent/JP6273141B2/ja active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11062520B2 (en) | 2019-09-09 | 2021-07-13 | Ford Global Technologies, Llc | Ergonomic assessment using a wearable device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015125578A (ja) | 2015-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kim et al. | Assessing the influence of a passive, upper extremity exoskeletal vest for tasks requiring arm elevation: Part II–“Unexpected” effects on shoulder motion, balance, and spine loading | |
| Vignais et al. | Physical risk factors identification based on body sensor network combined to videotaping | |
| Lim et al. | A narrative review on contemporary and emerging uses of inertial sensing in occupational ergonomics | |
| Stirling et al. | Static, dynamic, and cognitive fit of exosystems for the human operator | |
| McAtamney et al. | Rapid entire body assessment | |
| US9761011B2 (en) | Motion information processing apparatus obtaining motion information of a subject performing a motion | |
| US20190374161A1 (en) | Exosuit systems and methods for detecting and analyzing lifting and bending | |
| JP2021514230A (ja) | 筋骨格傷害から保護し、能力を強化させるためのウェアラブル・デバイス | |
| JP6273141B2 (ja) | 作業姿勢の多面的評価システム | |
| US20190224841A1 (en) | Exosuit systems and methods for monitoring working safety and performance | |
| Matthew et al. | Kinematic and kinetic validation of an improved depth camera motion assessment system using rigid bodies | |
| Battini et al. | WEM-Platform: A real-time platform for full-body ergonomic assessment and feedback in manufacturing and logistics systems | |
| Oyekan et al. | Applying a fusion of wearable sensors and a cognitive inspired architecture to real-time ergonomics analysis of manual assembly tasks | |
| Lorenzini et al. | An online multi-index approach to human ergonomics assessment in the workplace | |
| US20180140225A1 (en) | Body part deformation analysis using wearable body sensors | |
| Lerch et al. | 3D laser scanning: A model of multidisciplinary research | |
| Gauthier et al. | Human movement quantification using Kinect for in-home physical exercise monitoring | |
| JP2019154489A (ja) | 運動能力評価システム | |
| Zheng et al. | Evaluation and test methods of industrial exoskeletons in vitro, in vivo, and in silico: A critical review | |
| Nahavandi et al. | Ergonomic effects of using lift augmentation devices in mining activities | |
| JP6045338B2 (ja) | 姿勢体感システム及び姿勢評価システム | |
| JP6439106B2 (ja) | 身体歪みチェッカー、身体歪みチェック方法およびプログラム | |
| Serbest et al. | Biomechanical effects of daily physical activities on the lower limb | |
| Hossny et al. | Musculoskeletal analysis of mining activities | |
| Cordella et al. | A biofeedback-based posture correction system for working environments |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161003 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170824 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170926 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171024 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171219 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180105 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6273141 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |