JP6712584B2 - 運動パフォーマンス評価装置、学習装置、運動パフォーマンス評価方法、学習方法、運動パフォーマンス評価プログラム、学習プログラム - Google Patents
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Description
図1は、ソフトボールのピッチャーがボールをリリースしたときを基準とした腰の角速度の変化を示している。図1(A)はトップ選手の場合であり、図1(B)は若手選手の場合である。球種はストレート(速球)とチェンジアップであり、選手には球種を知らせない状態で測定した。横軸は時間(秒)であり、ピッチャーがボールをリリースしたときが時刻0である。縦軸は腰の角速度(度/秒)である。実線がストレートの場合、点線がチェンジアップの場合を示しており、1つの線が1回の試行を示している。トップ選手の場合は、リリースしたときを基準とした角速度の大きさが最大となる時刻であるピーク時刻が球種ごとに異なることが分かる。一方、若手選手は球種によるピーク時刻の明確な差がないことが分かる。つまり、熟練度の高い選手は、球種に応じて腰を回転させるタイミングを調節していることが分かる。
(傾向1)トップ選手の方が若手選手よりも、複数回試行したときのボールリリース時刻を基準とする腰の角速度のピーク時刻の平均値の球種(球速)毎の差が大きい
(傾向2)トップ選手の方が若手選手よりも、複数回試行したときのインパクト時刻を基準とする腰の角速度のピーク時刻の分布の偏りが小さい
(傾向3)トップ選手の方が若手選手よりも、チェンジアップに対するバッティングを行う際の、インパクト時刻を基準とする腰の角速度のピーク時刻の分布の偏りが小さい
(傾向4)若手選手はトップ選手よりも、球種を知っている場合のインパクト時刻を基準とする腰の角速度のピーク時刻の分布の偏りと、球種を知らない場合のインパクト時刻を基準とする腰の角速度のピーク時刻の分布の偏りの差が大きい
つまり、トップ選手は、インパクトに対してきちんと体の動きをあわせていくことができる。言い換えれば、ピーク時刻とインパクト時刻の差(時間幅)が球種に関係なく一定の時間幅に揃えることができる。
図6に実施例1の運動パフォーマンス評価装置の構成例を、図7に運動パフォーマンス評価装置の運動情報収集の処理フロー例を、図8に運動パフォーマンス評価装置の評価の処理フローを示す。運動パフォーマンス評価装置200は、身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する。運動パフォーマンス評価装置200は、運動情報取得部210、パフォーマンス推定部220、特性情報取得部230、記録部290を備える。また、必要に応じて基準時刻検出部260も備えればよい。
実施例1のパフォーマンス推定部220は、第1の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均と第2の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均との相違にのみ着目しているが、運動特性ごとにピーク時刻のばらつきの程度を示す指標を計算し、飛来物の運動特性ごとの運動パフォーマンスの評価も付加してもよい。例えば、全ての試行についての差の標準偏差、尖度、「差の最大値」と「差の最小値」の差分の絶対値(差の最大値をMmax、差の最小値をMminとして、Mmax−Mmin)を「ばらつきの程度を示す指標」として計算する。「ばらつきの程度を示す指標」が「ばらつきが大きい」ことを示すときは、運動パフォーマンスが低いことを示す。これにより、ストレートの熟練度が高いが、チェンジアップの熟練度が低い(苦手)等、運動特性(球種)毎の熟練度を把握することができ、熟練度の低い運動特性(球種)を重点的に訓練すべき等の訓練メニューの作成に利用することができる。
本実施例では、運動パフォーマンスの評価が既知の複数の人に打撃運動を行ってもらい、以下の第1〜第5の特徴量を抽出し、運動パフォーマンスと抽出した特徴量との組を学習用データとする。なお、第1〜第5の特徴量は、実施例1〜4に示した処理で取得できる。
(1)第1の特徴量
実施例1のパフォーマンス推定部220で計算した飛来物の運動特性ごとのピーク時刻の平均値と、運動特性を示す情報との組
(2)第2の特徴量
実施例2のパフォーマンス推定部221で計算した、全ての試行についてのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値
(3)第3の特徴量
実施例3のパフォーマンス推定部222で計算した飛来物の運動特性ごとのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、運動特性を示す情報との組
(4)第4の特徴量
実施例4のパフォーマンス推定部223で計算した、飛来物の運動特性を知っている場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知っていることを示す情報との組
(5)第5の特徴量
実施例4のパフォーマンス推定部223で計算した、飛来物の運動特性を知らない場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知らないことを示す情報との組
運動パフォーマンス評価装置204は、運動情報取得部210、パフォーマンス推定部224、特徴量抽出部280、記録部290を備える。また、選ばれた特徴量に応じて、特性情報取得部230、特性提示情報取得部240、基準時刻検出部260、インパクト時刻取得部270も備えればよい。なお、記録部290は、運動パフォーマンスの評価が既知の対象者の打撃運動から取得された身体の回転運動の時系列情報を用いて学習した学習済モデルを記録している。つまり、第1〜第5の特徴量のうちの少なくとも1以上を含む特徴量(特徴量ベクトル、以下、「学習に用いる特徴量」ともいう)を入力とし、運動パフォーマンスの推定値を出力とする学習済モデルを記録している。
上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
210 運動情報取得部
220,221,222,223,224 パフォーマンス推定部
230 特性情報取得部 240 特性提示情報取得部
260 基準時刻検出部 270 インパクト時刻取得部
280 特徴量抽出部 290 記録部
Claims (14)
- 飛来物を投げる者が投げた飛来物に対する身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価装置であって、
ピーク時刻を、飛来物が到達する前の所定のタイミングを基準とした前記回転運動の大きさが最大となる時刻とし、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得部と、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得部が取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定部と、
飛来物の運動特性を取得する特性情報取得部を備え、
前記パフォーマンス推定部は、第1の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均と第2の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均との相違の大きさが第1値であるときに、第1の評価値を運動パフォーマンスの評価結果として出力し、第1の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均と第2の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均との相違の大きさが第1値よりも大きい第2値であるときに、第1の評価値よりも運動パフォーマンスが高いことに対応する第2の評価値を運動パフォーマンスの推定結果として出力する
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価装置。 - 身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価装置であって、
ピーク時刻を所定のタイミングを基準とした前記回転運動の大きさが最大となる時刻、インパクト時刻を前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻とし、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得部と、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得部が取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定部と、
前記インパクト時刻を取得するインパクト時刻取得部を備え、
前記パフォーマンス推定部は、ピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきが第1値であるときに、第1の評価値を運動パフォーマンスの評価結果として出力し、ピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきが第1値よりも小さい第2値であるときに、第1の評価値よりも運動パフォーマンスが高いことに対応する第2の評価値を運動パフォーマンスの推定結果として出力する
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価装置。 - 身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価装置であって、
ピーク時刻を所定のタイミングを基準とした前記回転運動の大きさが最大となる時刻、インパクト時刻を前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻とし、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得部と、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得部が取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定部と、
飛来物の運動特性を取得する特性情報取得部と、
前記インパクト時刻を取得するインパクト時刻取得部を備え、
前記パフォーマンス推定部は、第1の運動特性を有する飛来物のときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度と、第2の運動特性を有する飛来物のときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度との差が第1値であるときに、第1の評価値を運動パフォーマンスの評価結果として出力し、第1の運動特性を有する飛来物のときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度と、第2の運動特性を有する飛来物のときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度との差が第1値よりも小さい第2値であるときに、第1の評価値よりも運動パフォーマンスが高いことに対応する第2の評価値を運動パフォーマンスの推定結果として出力する
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価装置。 - 身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価装置であって、
ピーク時刻を所定のタイミングを基準とした前記回転運動の大きさが最大となる時刻、インパクト時刻を前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻とし、
飛来物は第1の運動特性または第2の運動特性を有し、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得部と、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得部が取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定部と、
飛来物の運動特性を取得する特性情報取得部と、
飛来物の運動特性を提示したか否かの情報を取得する特性提示情報取得部と、
前記インパクト時刻を取得するインパクト時刻取得部を備え、
前記パフォーマンス推定部は、前記対象者が飛来物の運動特性を知っているときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度と、前記対象者が飛来物の運動特性を知らないときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度との差が第1値であるときに、第1の評価値を運動パフォーマンスの評価結果として出力し、前記対象者が飛来物の運動特性を知っているときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度と、前記対象者が飛来物の運動特性を知らないときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度との差が第1値よりも小さい第2値であるときに、第1の評価値よりも運動パフォーマンスが高いことに対応する第2の評価値を運動パフォーマンスの推定結果として出力する
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価装置。 - 飛来物を投げる者が投げた飛来物に対する身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価装置であって、
ピーク時刻を、飛来物が到達する前の所定のタイミングを基準とした打撃運動における身体の回転運動の大きさが最大となる時刻とし、インパクト時刻を、前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻とし、
特徴量を入力とし、運動パフォーマンスの推定値を出力するよう学習された学習済モデルを記録した記録部と、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得部と、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得部が取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定部と、
前記学習済モデルへの入力となる特徴量を抽出する特徴量抽出部を備え、
前記パフォーマンス推定部は、前記学習済モデルを用いて前記対象者の運動パフォーマンスを推定し、
前記特徴量は、
飛来物の運動特性ごとのピーク時刻の平均値と運動特性を示す情報との組である第1の特徴量、
全ての試行についてのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値である第2の特徴量、
飛来物の運動特性ごとのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と運動特性を示す情報との組である第3の特徴量、
飛来物の運動特性を知っている場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知っていることを示す情報との組である第4の特徴量、
飛来物の運動特性を知らない場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知らないことを示す情報との組である第5の特徴量
の中の1つ以上である
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価装置。 - 飛来物を投げる者が投げた飛来物に対する身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを学習済モデルを用いて推定する運動パフォーマンス評価装置で用いるモデルを求める学習装置であって、
ピーク時刻を、飛来物が到達する前の所定のタイミングを基準とした打撃運動における身体の回転運動の大きさが最大となる時刻とし、インパクト時刻を、前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻として、
運動パフォーマンスの評価が既知の複数の人の、飛来物を投げる者が投げた飛来物に対する打撃運動をしたときの、
飛来物の運動特性ごとのピーク時刻の平均値と運動特性を示す情報との組である第1の特徴量、
全ての試行についてのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値である第2の特徴量、
飛来物の運動特性ごとのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と運動特性を示す情報との組である第3の特徴量、
飛来物の運動特性を知っている場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知っていることを示す情報との組である第4の特徴量、
飛来物の運動特性を知らない場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知らないことを示す情報との組である第5の特徴量
の中の1つ以上を抽出する手段と、
前記人ごとの、抽出した前記特徴量と前記運動パフォーマンスの評価との組、の集合である学習データを用いて前記モデルを求める手段
を備える学習装置。 - 飛来物を投げる者が投げた飛来物に対する身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価方法であって、
ピーク時刻を、飛来物が到達する前の所定のタイミングを基準とした前記回転運動の大きさが最大となる時刻とし、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得ステップと、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得ステップで取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定ステップと、
飛来物の運動特性を取得する特性情報取得ステップを有し、
前記パフォーマンス推定ステップは、第1の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均と第2の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均との相違の大きさが第1値であるときに、第1の評価値を運動パフォーマンスの評価結果として出力し、第1の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均と第2の運動特性を有する飛来物に対する打撃運動でのピーク時刻の平均との相違の大きさが第1値よりも大きい第2値であるときに、第1の評価値よりも運動パフォーマンスが高いことに対応する第2の評価値を運動パフォーマンスの推定結果として出力する
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価方法。 - 身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価方法であって、
ピーク時刻を所定のタイミングを基準とした前記回転運動の大きさが最大となる時刻、インパクト時刻を前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻とし、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得ステップと、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得ステップで取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定ステップと、
前記インパクト時刻を取得するインパクト時刻取得ステップを有し、
前記パフォーマンス推定ステップは、ピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきが第1値であるときに、第1の評価値を運動パフォーマンスの評価結果として出力し、ピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきが第1値よりも小さい第2値であるときに、第1の評価値よりも運動パフォーマンスが高いことに対応する第2の評価値を運動パフォーマンスの推定結果として出力する
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価方法。 - 身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価方法であって、
ピーク時刻を所定のタイミングを基準とした前記回転運動の大きさが最大となる時刻、インパクト時刻を前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻とし、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得ステップと、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得ステップで取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定ステップと、
飛来物の運動特性を取得する特性情報取得ステップと、
前記インパクト時刻を取得するインパクト時刻取得ステップを有し、
前記パフォーマンス推定ステップは、第1の運動特性を有する飛来物のときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度と、第2の運動特性を有する飛来物のときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度との差が第1値であるときに、第1の評価値を運動パフォーマンスの評価結果として出力し、第1の運動特性を有する飛来物のときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度と、第2の運動特性を有する飛来物のときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度との差が第1値よりも小さい第2値であるときに、第1の評価値よりも運動パフォーマンスが高いことに対応する第2の評価値を運動パフォーマンスの推定結果として出力する
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価方法。 - 身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価方法であって、
ピーク時刻を所定のタイミングを基準とした前記回転運動の大きさが最大となる時刻、インパクト時刻を前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻とし、
飛来物は第1の運動特性または第2の運動特性を有し、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得ステップと、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得ステップで取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定ステップと、
飛来物の運動特性を取得する特性情報取得ステップと、
飛来物の運動特性を提示したか否かの情報を取得する特性提示情報取得ステップと、
前記インパクト時刻を取得するインパクト時刻取得ステップを有し、
前記パフォーマンス推定ステップは、前記対象者が飛来物の運動特性を知っているときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度と、前記対象者が飛来物の運動特性を知らないときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度との差が第1値であるときに、第1の評価値を運動パフォーマンスの評価結果として出力し、前記対象者が飛来物の運動特性を知っているときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度と、前記対象者が飛来物の運動特性を知らないときのピーク時刻とインパクト時刻との差のばらつきの程度との差が第1値よりも小さい第2値であるときに、第1の評価値よりも運動パフォーマンスが高いことに対応する第2の評価値を運動パフォーマンスの推定結果として出力する
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価方法。 - 飛来物を投げる者が投げた飛来物に対する身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを推定する運動パフォーマンス評価方法であって、
ピーク時刻を、飛来物が到達する前の所定のタイミングを基準とした打撃運動における身体の回転運動の大きさが最大となる時刻とし、インパクト時刻を、前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻とし、
記録部に、特徴量を入力とし、運動パフォーマンスの推定値を出力するよう学習された学習済モデルを記録しておき、
前記対象者の身体の回転運動の時系列情報を取得する運動情報取得ステップと、
前記回転運動の時系列情報と運動パフォーマンスの評価との関連性に基づいて、前記運動情報取得ステップで取得した回転運動の時系列情報から、前記対象者の運動パフォーマンスを推定するパフォーマンス推定ステップと、
前記学習済モデルへの入力となる特徴量を抽出する特徴量抽出ステップを有し、
前記パフォーマンス推定ステップは、前記学習済モデルを用いて前記対象者の運動パフォーマンスを推定し、
前記特徴量は、
飛来物の運動特性ごとのピーク時刻の平均値と運動特性を示す情報との組である第1の特徴量、
全ての試行についてのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値である第2の特徴量、
飛来物の運動特性ごとのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と運動特性を示す情報との組である第3の特徴量、
飛来物の運動特性を知っている場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知っていることを示す情報との組である第4の特徴量、
飛来物の運動特性を知らない場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知らないことを示す情報との組である第5の特徴量
の中の1つ以上である
ことを特徴とする運動パフォーマンス評価方法。 - 飛来物を投げる者が投げた飛来物に対する身体の回転運動を利用した打撃運動での対象者の運動パフォーマンスを学習済モデルを用いて推定する運動パフォーマンス評価方法で用いるモデルを求める学習方法であって、
ピーク時刻を、飛来物が到達する前の所定のタイミングを基準とした打撃運動における身体の回転運動の大きさが最大となる時刻とし、インパクト時刻を、前記所定のタイミングを基準とした打撃を与えた時刻として、
運動パフォーマンスの評価が既知の複数の人の、飛来物を投げる者が投げた飛来物に対する打撃運動をしたときの、
飛来物の運動特性ごとのピーク時刻の平均値と運動特性を示す情報との組である第1の特徴量、
全ての試行についてのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値である第2の特徴量、
飛来物の運動特性ごとのインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と運動特性を示す情報との組である第3の特徴量、
飛来物の運動特性を知っている場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知っていることを示す情報との組である第4の特徴量、
飛来物の運動特性を知らない場合のインパクト時刻とピーク時刻との差のばらつきの程度を示す指標値と、飛来物の運動特性を知らないことを示す情報との組である第5の特徴量
の中の1つ以上を抽出する過程と、
前記人ごとの、抽出した前記特徴量と前記運動パフォーマンスの評価との組、の集合である学習データを用いて前記モデルを求める過程
を有する学習方法。 - 請求項1から5のいずれかに記載の運動パフォーマンス評価装置としてコンピュータを機能させるための運動パフォーマンス評価プログラム。
- 請求項6記載の学習装置としてコンピュータを機能させるための学習プログラム。
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