JP6737505B2

JP6737505B2 - 歩行教示システム、歩行教示方法

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Publication number: JP6737505B2
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Inventors: 裕也菊川; 隆晴金井
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Description

本発明は、履物を履いたユーザに対して歩行方法を教示する歩行教示システムおよびその方法に関する。

従来、マラソンなどユーザが走行しているときにユーザの状態に応じた支援を行う走行支援ウェアラブル端末がある（例えば、特許文献１）。これは、ユーザの走行状態の基準となる基準情報を保持し、その基準状態と走行状態とを比較して、基準と異なる場合に通知を行うというものである。

特開２０１５−２０６６０１号公報

ところで、上記特許文献１に記載の技術では、ユーザに対してより良い走行方法を提案することができるものではなかった。また、人は、自身にとって自然となる歩行や走行を行うものの、気づかずに負担の係る歩行や走行を行っていることがある。特に女性の場合、ヒールの高いパンプス等の靴を履いているような場合には、その傾向が顕著となる。そのような負担のかかる歩行をしていると、時には、ユーザに健康被害をもたらす可能性があるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ユーザに対してより適切な歩行法を提示することができる歩行教示システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る歩行教示システムは、履物と外部装置とを含む歩行教示システムであって、履物は、履物の動きを検知するセンサ部と、センサ部により検知された検知情報を外部装置へ送信する第１送信部と、を備え、外部装置は、検知情報を受信する第１受信部と、歩行の手本となる手本情報を記憶する第１記憶部と、検知情報と手本情報とに基づいて、履物を装着しているユーザに対して歩行方法を提示する提示部とを備える。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る歩行教示方法は、履物と外部装置とを含む歩行教示システムによる歩行教示方法であって、履物が、履物の動きを検知する検知ステップと、検知ステップにおいて検知された検知情報を履物が外部装置に送信する送信ステップと、外部装置が歩行の手本となる手本情報を記憶する記憶ステップと、外部装置が検知情報と手本情報とに基づいて、履物を装着しているユーザに対して歩行方法を提示する提示ステップとを含む。

上記歩行教示システムにおいて、歩行教示システムは、さらに、管理装置を含み、外部装置は、さらに、管理装置に対して受信した検知情報を送信する第２送信部を備え、管理装置は、検知情報を受信する第２受信部と、受信した検知情報を記憶する第２記憶部と、記憶部に記憶されている複数の検知情報に基づいて、手本情報を補正するための補正情報を生成する生成部と、補正情報を管理装置に送信する第３送信部とを備え、第１受信部は、さらに、補正情報を受信し、外部装置は、さらに、補正情報に基づいて手本情報を補正する補正部を備え、提示部は、補正部により補正された手本情報に基づいて歩行方法を提示することとしてもよい。

上記歩行教示システムにおいて、第１記憶部は、さらに、履物を使用するユーザの特徴を示すユーザ情報を記憶し、第１記憶部は、ユーザ特徴と対応付けられた手本情報を複数記憶し、提示部は、ユーザ情報で示されるユーザの特徴に対応する手本情報と、検知情報とに基づいて、歩行方法の提示を行うこととしてもよい。

上記歩行教示システムにおいて、第２送信部は、さらに、ユーザ情報を管理装置に送信し、第２受信部は、ユーザ情報を受信し、生成部は、ユーザ情報で示されるユーザの特徴に応じた補正情報を生成することとしてもよい。

上記歩行教示システムにおいて、外部装置は、さらに、検知情報に基づいて、光、音、及び振動のうち少なくとも１つの出力の制御に係る制御信号を生成する第２生成部を備え、第２送信部は、さらに、履物に、制御信号を送信し、履物は、さらに、制御信号を受信する第３受信部と、制御信号に基づいて、光、音、及び振動のうち、少なくともいずれか１つの出力を行う出力部とを備えることとしてもよい。

本発明の一態様に係る歩行教示装置は、ユーザの動きに応じて検出される履物の動きに基づいて、ユーザに対して、歩行方法に関する教示を行うことができる。

歩行教示システムの概略を示す概略図である。歩行教示システムの構成及び当該システムを構成する各装置の機能構成例を示すブロック図である。（ａ）は、履物の外観を示す外観図である。（ｂ）は、タング部の構成を示す外観図である。（ａ）は、ソール部の平面図である。（ｂ）は、ソール部の断面図である。（ｃ）は、ソール部の断面図であって出力部を配した例を示す断面図である。（ａ）は、ソール部の斜視図である。（ｂ）は、ソール部の斜視図であって、出力部１３０を配した状態を示す図である。外部装置２００の動作を示すフローチャートである。外部装置２００の補正情報を受信したときの動作を示すフローチャートである。歩行教示システムの構成及び当該システムを構成する各装置の別構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施態様に係るサーバについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜実施の形態＞
＜構成＞
図１は歩行教示システムの概略を示す概略図である。図１に示すように、歩行教示システムは、履物１００と外部装置とを含む。

履物１００は、センサ部１２０と、送信部１１５（第１送信部）とを備える。履物１００は、ユーザが足に装着するものであり、例えば、スニーカー、革靴、パンプス、サンダルなどである。なお、履物１００は、少なくともセンサ部１２０と送信部１１５とを載置するだけのスペースを有する。

センサ部１２０は、履物１００をユーザが履いて移動することで、履物１００の動き１０出する機能を有するセンサである。履物１００の動きを検出することで、ユーザの足の動きとして検出することができる。センサ部１２０は、例えば、３軸（例えば、水平面において互いに直角な２つの軸と、その２つの軸に対して垂直な軸）の加速度を検出する加速度センサ及び当該３軸各々の回転角を検出するための角速度センサから実現することができる。センサ部１２０は、更に、当該３軸方向の地磁気を検出する地磁気センサを含んで、９軸センサとして機能してもよい。以下、センサ部１２０が検出したセンシングデータを検知情報と呼称する。検知情報は、少なくとも３軸の加速度情報及び当該３軸の角速度情報を含む。

送信部１１５は、センサ部１２０が検出した検知情報を、外部装置２００に送信する。送信部１１５は、例えば、通信インターフェースにより実現することができる。

外部装置２００は、例えば、ユーザの保持する携帯端末であり、例えば、スマートフォン、携帯電話機、タブレット端末、ノートＰＣなどによって実現することができる。

外部装置２００は、第１受信部２２１と、第１記憶部２４０と、提示部２３０とを含む。

第１受信部２２１は、履物１００から送信されたセンシングデータを受信する。第１受信部２２１は、例えば、通信インターフェースにより実現できる。

第１記憶部２４０は、歩行の手本となる手本情報を記憶する。第１記憶部２４０は、例えば、フラッシュメモリなど各種の小型記録媒体により実現することができる。手本情報は、ユーザにとって歩行の手本となる情報であって、例えば、理想的な歩行をしているユーザが履物１００を履いて計測された検知情報の経時的変化を示すものである。手本情報は、一歩分の動きを示す情報であってもよいし、数歩分の動きを示す情報であってもよい。

提示部２３０は、受信した検知情報と第１記憶部２４０に記憶している手本情報とに基づいて、履物１００を装着しているユーザに対して歩行方法を提示する

外部装置２００は、受信したユーザの歩行あるいは走行の際の動きを示す検知情報を、管理装置３００に送信してもよい。管理装置３００は、ユーザの歩行の際の動きを示す検知情報を収集管理するコンピュータ装置であってもよい。これによって、管理装置３００は、様々なユーザの歩行方法の検知情報をビッグデータとして扱うことができるサーバとして機能することができる。

上述のような歩行教示システムについて更に詳細に説明する。

図２は、歩行教示システムの構成を示すシステム図であると同時に、歩行教示システムを構成する各装置の機能構成を示すブロック図である。

図２に示すように、履物１００は、外部装置２００と通信を実行する。また、外部装置２００は管理装置３００と通信を実行する。図示はしていないが、管理装置３００は、多数の異なるユーザの外部装置２００と通信を実行して、各外部装置２００から検知情報を収集する。

図２に示すように、履物１００は、モジュール１１０と、センサ部１２０と、出力部１３０とを備える。モジュール１１０と、センサ部１２０と、出力部１３０は、バスを介して接続されている。当該接続は、有線、無線のいずれでの接続であってもよく、互いに情報の伝達ができればよい。なお、センサ部１２０と出力部１３０は、モジュール１１０を介して接続する構成をとってもよい。

モジュール１１０は、電源部１１１と、制御部１１２と、通信部１１３とを含む。

電源部１１１は、履物１００を構成する各部に対して、駆動電力を供給する機能を有するバッテリーである。

制御部１１２は、履物１００の各部を制御する機能を有するプロセッサである。制御部１１２は、記憶部１１６に記憶されている制御プログラムを実行することで、履物１００の各部を制御する。制御部１１２は、センサ部１２０から伝達された検知情報を、通信部１１３に外部装置２００に送信するよう依頼する。また、制御部１１２は、通信部１１３が受信した制御信号にしたがって、出力部１３０に光を発生させる。

通信部１１３は、外部装置２００と通信を実行する機能を有する通信インターフェースである。通信部１１３は、受信部１１４と送信部１１５（第１送信部）とを含む。通信部１１３は、外部装置２００と無線通信により通信を行う。通信部１１３は、外部装置２００と通信できれば、どのような通信規格で通信を行ってもよい。通信部１１３が利用する通信規格としては、例えば、Bluetooth Low Energy（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、３Ｇ（3rd Generation）、４Ｇ（4th Generation）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の規格を利用してもよい。通信部１１３が利用する通信規格としては、外部装置２００との通信を行ううえで、通信に必要とする電力消費量の少ない通信規格を用いることが望ましい。

受信部１１４は、外部装置２００から、出力部１３０を制御するための制御信号を受信する。受信部１１４は、受信した制御信号を制御部１１２に伝達する。

送信部１１５は、センサ部１２０が検出した履物１００の動きを示す検知情報を外部装置２００に送信する。

センサ部１２０は、履物１００を履いたユーザが移動したりすることで、検出される動きを検出する。センサ部１２０は、上述の通り、少なくとも３軸方向の加速度と、当該３軸の回転角を示す角速度情報とを検知し、検知情報として、制御部１１２に伝達する。

出力部１３０は、制御部１１２からの指示にしたがって、通信部１１３の受信部１１４が受信した制御信号に基づく出力を行う。出力部１３０は、ここでは、光を発光するものとし、例えば、ＬＥＤにより実現される。ＬＥＤは、複数色を発光することができ、制御信号で示される発光色、発光パターンで発光する。出力部１３０により出力は、履物１００を履いて歩行するユーザの歩行補法が手本と異なる場合に、その旨を通知するための発光である。なお、出力部１３０により発光は、単純に、外部装置２００が出力する音楽に合わせた発光であってもよいし、履物１００の動きに合わせた発光であってもよい。

ここで、履物１００の外観の一例、及び、各部の配置について説明する。図３は、履物１００の一例であって、その外観と内部における各部の配置例を示す図である。

図３（ａ）は、履物１００の構成を示す外観図である。図３（ａ）に示すように、履物１００は履物１００の上面側であって、履物１００を装着するユーザの足の甲を覆って固定するアッパー部３０１と、履物１００の底面側であって、衝撃を吸収する機能を有するソール部３０２とから構成される。アッパー部３０１には、ユーザの足の甲を保護するためのタング部３０３が設けられている。タング部３０３には、モジュール１１０が設けられており、図３（ｂ）に示すように、タング部３０３を開くことで、タング部３０３に設けられたポケットに挿入されたモジュール１１０を露出させることができる。モジュール１１０は、図示していないが、電源供給を受けるための端子（例えば、ＵＳＢ端子）を有し、図３（ｂ）に示すようにタング部３０３を開くことで、当該端子を外部の電源へと接続し、電力の供給を受けて、電源部１１１に蓄電することができる。

履物１００において、上述の通り、ソール部３０２は、出力部１３０と、センサ部１２０とを備える。センサ部１２０は、ソール部３０２の内部であって、ユーザの足の土踏まずに対応する位置にあるシャンク部内部に設けられる。図示していないが、センサ部１２０は、履物１００の内部を通って、モジュール１１０と接続しており、当該モジュール１１０内部の電源部１１１から電力の供給を受けて動作するとともに、センサデータ（検知情報）をモジュール１１０に伝達する。これにより、センサ部１２０が検知した検知情報は、通信部１１３により、外部の外部装置２００に伝達される。

図４（ａ）は、ソール部３０２の平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のソール部３０２をＡ−Ａ´線で切断した場合の断面図である。図４（ａ）に示すように、ソール部３０２は、出力部１３０を載置するための溝部４０１を備える。溝部４０１は、ソール部３０２内部であって、その外縁に沿うようにソール部３０２の外周部分に設けられる。溝部４０１は、出力部１３０を載置するために窪んでおり、溝部４０１には、出力部１３０としてＬＥＤテープが設けられる。図４（ａ）に示すように、溝部４０１を設けていない箇所であって、ソール部３０２の内部のユーザの土踏まずに対向する位置には、センサ部１２０が設けられる。当該箇所は、履物１００の構造において、所謂シャンク部と呼称される位置である。そして、ソール部３０２において、溝部４０１並びにセンサ部１２０が設けられていない位置には、衝撃吸収用のリブ４０２〜４０５が設けられている。リブ４０２、４０３は、ソール部３０２のユーザのつま先側であって、溝部４０１よりも外周側に設けられている。これにより、履物１００に対する履物１００先端部に加えられる衝撃を吸収し、溝部４０１に設けられる出力部１３０が故障する可能性を低減するとともに、ユーザの足にかかる負担を軽減することができる。同様に、リブ４０４、４０５も履物１００の中央に位置し、履物にかかる衝撃を吸収し、溝部４０１に設けられる出力部１３０が故障する可能性を低減するとともに、ユーザの足にかかる負担を軽減することができる。

図４（ｃ）は、ソール部３０２の断面図であって、出力部１３０としてのＬＥＤテープを載置した状態を示している。図４（ｃ）に示すように、出力部１３０は、発光面を履物１００の底面側に向けて載置される。すなわち、履物１００は、その底面が発光する。発明者らは、ＬＥＤテープをソール部３０２の側面に沿って、側面側が発光するように設置すると、ＬＥＤテープの破損率、特につま先部分の屈曲率が高くなって破損率が高くなることを発見している。そのため、より破損率が低減するＬＥＤテープの載置を模索した結果、図４（ｃ）に示すようにＬＥＤテープの発光面を、ソール部３０２の底面側に向けて載置するという構成を想到するに至った。ソール部３０２は、透明又は半透明の衝撃吸収性の高い樹脂などにより構成されるので、ＬＥＤテープの発光を透過し、その結果、その底面が発光する履物１００を提供することができる。

図５は、ソール部３０２の構造をよりわかりやすくするために設けたソール部３０２の斜視図である。図５（ａ）は、ソール部３０２にセンサ部１２０と出力部１３０とを載置していない状態を示した斜視図であり、図５（ｂ）は、ソール部３０２に出力部１０６とセンサ部１２０とを載置した状態を示す斜視図である。図５（ａ）と図５（ｂ）を比較すれば理解できるように、ＬＥＤテープである出力部１３０は、溝部４０１に載置され、ソール部３０２の底面の外周部分に設けられることになる。また、センサ部１２０は、ソール部３０２に設けられた窪み５０１に設けられる。窪み５０１は、センサ部１２０の外径にほぼ一致するように構成されることで、センサ部１２０が窪み５０１に載置された際に、がたつくのをなるべく防止するとともに、センサ部１２０による動きの検出を純粋に履物１００の動きを検出できるようにすることができる。センサ部１２０履物１００の動きを検知する制度を向上させるために、ソール部３０２に設けるのが望ましい。

図２に戻って、外部装置２００と管理装置３００との説明に戻る。

図２に示すように、外部装置２００は、制御部２１０と、通信部２２０と、提示部２３０と、記憶部２４０とを備える。

制御部２１０は、外部装置２００の各部を制御する機能を有するプロセッサである。制御部２１０は、記憶部２４０に記憶されている制御プログラムを実行することで、外部装置２００の各部を制御する。制御部２１０は、受信した検知情報と、記憶部２４０に記憶されている手本情報とに基づいて、履物１００を履いて歩行しているユーザの歩行動作が、理想的であるか否かを判定する。当該判定は、例えば、手本情報と、検知情報とで、相関をとって、その相関値の高低により行う。即ち、制御部２１０は、相関値が高いほど、手本に近く（理想的な歩き方に近い）、相関値が低いほど、手本から遠い（理想的な歩き方から遠い）と判定する。制御部２１０は、相関値が低いほど、ユーザに注意を促すために、出力部１３０が出力する発光強度が強くなる信号を生成し、相関値が高ければ、発光強度が低くなる信号を生成する。また、制御部２１０は、手本情報と、検知情報との差分に基づいて、ユーザに対してどのような歩行をした方がよいかを示す提示情報を生成し、提示部２３０に伝達する。

また、制御部２１０は、補正部２１１を含む。補正部２１１は、管理装置３００から僧院された補正情報にしたがって、手本情報を補正する。当該補正は、例えば、補正情報が手本情報におけるあるタイミングにおける加速度値の数値を変更したり、角速度の数値を変更したりすることにより行われる。

通信部２２０は、履物１００及び管理装置３００と通信を実行する機能を有する通信インターフェースである。通信部２２０は、受信部２２１及び送信部２２２を含む。通信部２２０は、履物１００と無線通信により通信を行う。また、通信部２２０は、管理装置３００と有線通信または無線通信により通信を行う。通信部２２０は、履物１００及び管理装置３００と通信できれば、どのような通信規格で通信を行ってもよく、例えば、イーサネット（登録商標）、Bluetooth Low Energy等の通信規格に従った通信を行う。

提示部２３０は、制御部２１０から伝達された提示情報に基づいて、履物１００を利用するユーザに対して歩行方法に関する提案を行う。当該提案は、文字や絵図の表示、音声による報知等により行うことができる。提示部２３０は、例えば、外部装置２００に設けられた表示装置や、スピーカ等により実現することができる。提示部２３０は、表示装置である場合には、履物１００を履いているユーザに対して、歩き方を教示する文章や絵図により、教示してもよい。また、あるいは、提示部２３０は、スピーカである場合には、履物１００を履いているユーザに対して、歩き方を音声により教示してもよい。

提示部２３０は、例えば、制御部２１０による検知情報と手本情報との比較の結果、ユーザの右足の上げ具合が足りないことを解析した場合には、右足をもっと上げることを提示したり、左右の足の接地時間間隔が異なっているようであれば、接地時間のずれを矯正する方向にいずれか一方の接地時間を短く（もしくは長く）することを提示したり、歩行の際に足が接地してから地面を離れるまでの間において、接地箇所や地面を離す箇所が適切でなかった場合には、その箇所を提示したりする。

記憶部２４０は、外部装置２００が動作上必要とする各種プログラム及びデータを記憶する機能を有する記録媒体である。記憶部２４０は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ等により実現することができる。記憶部２４０は、歩行の手本となる手本情報を記憶している。手本情報は、例えば、理想的な歩き方をするユーザが履物１００を履いて歩行した場合にセンサ部１２０により検知される履物の動きの経時的変化を示す情報である。手本情報は、一歩分の動きを示す情報であってもよいし、複数歩分の動きを示す情報であってもよい。

次に、管理装置３００について説明する。図２に示すように、管理装置３００は、制御部３１０と、通信部３２０と、記憶部３３０とを備える。

制御部３１０は、管理装置３００の各部を制御する機能を有するプロセッサである。制御部３１０は、記憶部３３０に記憶されている制御プログラムを実行することにより、管理装置３００の各部を制御する。制御部３１０は、生成部３１１を含む。

生成部３１１は、外部装置２００に記憶されている手本情報を補正するための補正情報を生成する。当該補正情報は、例えば、以下のようにして生成する。生成部３１１は、記憶部３３０に記憶されている複数のユーザの歩行の際の履物１００の動きの情報のうち、手本情報に対して所定以上の相関値を有するものを所定数以上選定する。そして、選定した検知情報の平均をとり、手本情報との差分値を算出する。生成部３１１は、当該差分値を補正情報とする。生成部３１１が補正情報を生成するトリガは、どのようなものであってもよく、管理装置３００の管理者が生成指示入力をすることをトリガとしてもよいし、一定数以上の検知情報を収集したことを条件に生成することとしてもよい。

通信部３２０は、複数の外部装置２００と通信を実行する機能を有する通信インターフェースである。通信部３２０は、外部装置２００と有線通信または無線通信により通信を行う。通信部３２０は、外部装置２００と通信できれば、どのような通信規格で通信を行ってもよく、例えば、イーサネット（登録商標）、Bluetooth等の通信規格に従った通信を行う。通信部３２０は、受信部３２１と、送信部３２２とを含む。

記憶部３３０は、管理装置３００が動作上必要とする各種プログラム及びデータを記憶する機能を有する記録媒体である。記憶部３３０は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ等により実現することができる。記憶部３３０は、各外部装置２００が収集したユーザの歩行の動きを示す検知情報を各ユーザに対応付けて記憶管理する。また、記憶部３３０は、外部装置２００が記憶する手本情報も記憶している。

以上が、歩行教示システムに係る各装置の説明である。

＜動作＞
ここから、歩行教示システムにおいて、歩行方法をユーザに教示する外部装置２００の動作を説明する。

外部装置２００の受信部２２１は、履物１００の送信部１１５から、センサ部１２０がセンシングして得た検知情報を受信する（ステップＳ６０１）。

制御部２１０は、受信した検知情報を、履物１００を利用しているユーザの情報とともに、送信部２２２に管理装置３００に対して送信させる（ステップＳ６０２）。なお、当該送信は、本フローにおいては必須の構成ではなく、別のタイミングで送信することとしてもよい。

制御部２１０は、受信した検知情報に基づいて、履物の動きの経時的変化を示す関数を生成する（ステップＳ６０３）。

制御部２１０は、検知情報に基づいて生成した関数と、手本情報との相関をとって比較する（ステップＳ６０４）。

制御部２１０は、当該相関結果に基づいて、歩行方法を提示する提示情報を生成する。また、制御部２１０は、履物１００の出力部１３０に歩行方法に係る出力を行わせるための制御信号を生成し、送信部２２２に履物１００に当該制御信号を送信させる。

提示部２３０は、伝達された提示情報にしたがって、歩行方法に関する提示（文字情報、図表、音声など）を行う（ステップＳ６０５）。

これにより、歩行教示システムは、歩行に関する教示をユーザに対して行うことができる。また、外部装置２００から、履物１００に対して、歩行方法に関する出力を行わせる制御信号を送信することで、出力部１３０がその制御信号に従った出力を行うので、ユーザに歩行に関する提示が外部装置２００において行われていることを認知させることができる。また、歩行方法が誤っていることを認識させることもできる。

図７は、外部装置２００が、補正情報を受信した場合の動作を示すフローチャートである。図７に示すように、外部装置２００の受信部２２１は、管理装置３００から、手本情報を補正するための補正情報を受信する（ステップＳ７０１）。受信部２２１は、受信した補正情報を制御部２１０に伝達する。

制御部２１０は、補正情報を伝達されると、記憶部２４０に記憶されている手本情報を読み出す。そして、補正部２１１は、読み出した手本情報を、伝達された補正情報で補正する（ステップＳ７０２）。

制御部２１０は、補正後の手本情報を記憶部２４０に上書きして記憶する（ステップＳ７０３）。

これにより、外部装置２００に記憶されている手本情報は、適宜更新されることになるので、履物１００は、その時々で、最新の状態の手本情報に従って、歩行に関する教示を受けることができる。上記特許文献１に示す技術では、速度の上げ下げなどのペースメーカーとしての機能は果たすものの、履物１００を含む歩行教示システムによれば、そのような速度に限らず、歩行に関する様々な教示（姿勢や、足の地面へのつけ方、離し方、足の上げ方、下げ方、リズム、…）を行うことができる。そして、歩行教示システムは、ユーザに対して正しい歩行方法を教示することで、ユーザの健康促進に貢献することができる。

＜補足＞
上記実施の形態に係る装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、他の手法により実現されてもよいことは言うまでもない。以下、各種変形例について説明する。

（１）上記実施の形態においては、出力部１３０は、光を出力することとしたが、これはその限りではない。出力部１３０は、例えば、スピーカであるとして、音を出力することとしてもよい。この場合の制御信号は、検知情報あるいは外部装置２００に記憶または外部装置がマイク（図示せず）等で集音した音の情報に基づいて、生成されてもよい。音は、例えば、ユーザの歩行が正しくない場合に、その旨を通知するためのビープ音などであってもよいし、同様の意味をなす音楽であってもよい。また、このとき検知情報が、手本情報から離れていれば離れているほど、大きな音を出力する構成としてもよい。

また、出力部１３０は、例えば、バイブレータ（振動モータ）で、振動を出力することとしてもよい。この場合の制御信号は、ユーザの歩行が正しくない場合に、振動によってその旨を通知するものであってもよい。この場合の振動のさせ方としては、例えば、履物１００の動きを検出した検知情報と、手本情報との乖離度合に応じて、手本から乖離していればしているほど、激しく振動するように構成してもよい。

また、出力部１３０は、光、音、振動のいずれを出力することとしてもよく、複数を出力する構成をとってもよい。

（２）上記実施の形態においては、出力部１３０からの出力を制御する制御信号を外部装置２００が生成することとしているが、これは、履物１００の制御部１１２が生成して、出力部１３０を制御することとしてもよい。

（３）上記実施の形態においては、モジュール１１０は、履物１００のタング部３０３に設けることとしたが、これはその限りではない。モジュール１１０、あるいは、モジュール１１０を構成する各機能部の内の一部は、センサ部１２０が設けられている位置に、設けることとしてもよい。

（４）上記実施の形態においては、履物１００の一例としてスニーカーのような靴を示したが、これはその限りではない。履物１００としては、ユーザが足に装着し、モジュール１１０やセンサ部１２０を備えるスペースがあれば、どのような履物であってもよい。例えば、履物１００の一例としては、女性用のパンプスやハイヒールが挙げられる。これらの場合であれば、モジュール１１０やセンサ部１２０、出力部１３０などは、ヒール部材内部に設けることが考えられる。本発明に係る履物は、特に女性がピンヒール等の靴を履いて歩行する際に、その理想的な歩行方法を教示することで、誤った歩行方法による健康被害を防止、改善することもできる。

（５）上記実施の形態において、履物１００のアッパー部３０１とソール部３０２とは互いに着脱自在に構成されてもよい。女性用のパンプスであれば、アッパー部とヒール部とが互いに着脱自在に構成されてもよい。このような構成にすると、履物１００としてのファッション性を向上させることができる。また、出力部１３０をＬＥＤテープとした場合、ＬＥＤテープは、履物１００の使用時の伸縮により破損する確率が他の部材よりも高くなる傾向にあるが、そのメンテナンスが容易になる。なお、着脱自在にするための構成としては、例えば、ファスナー、面ファスナー、ねじ、ビンディング、凹部又は突部を構成したアッパー部と突部又は凹部を構成した底部（ソール部やヒール部）との嵌合等により実現することができる。なお、その際に、アッパー部と底部とに履物１００を構成する各機能部を分けて配する場合には、互いに通信可能なように構成する必要がある。例えば、底部にも通信機能を設けて、アッパー部に設けたモジュールと無線通信を実行できるようにしたり、アッパー部の予め定められた位置であって、底部と接触する位置に接続端子を設け、底部においても同様の接続端子を設け、それらの接続端子の接触による有線通信により通信を実行できるようにしたりしてもよい。

（６）上記実施の形態において、手本情報は、ユーザの特徴に合わせて記憶してもよい。ユーザの特徴とは、ユーザの体型や性別、年齢等の情報を含む。これは、ユーザの体型や性別、年齢に応じて、理想的な歩き方が異なってくる可能性があるためである。

そこで、管理装置３００は、ユーザの特徴に応じた手本情報を保持ししていてもよい。そして、外部装置２００は、履物１００を使用するユーザの特徴を示す情報の入力を受けて、その情報を管理装置３００に送信することで、ユーザの特徴に合わせた手本情報を取得することとしてもよい。これにより、各ユーザに適した歩行方法を教示することができる。

また、補正情報についても同様に、ユーザの特徴に合わせた補正を行うこととしてもよい。例えば、体重が所定の重さ以上のユーザには、膝に負担のかかりにくい歩き方をしている手本情報としてもよいし、補正情報としては、より膝に負担に係りにくくなるような補正をする補正情報であってもよい。

（７）上記実施の形態においては、外部装置２００の補正部２１１が、管理装置３００の生成部３１１が生成した補正情報に基づいて、手本情報を補正して、上書き保存することとしたが、これはその限りではない。管理装置３００の生成部３１１は、新たな手本情報そのものを生成して、外部装置２００に送信し、外部装置２００は受信した手本情報を上書き保存する構成をとってもよい。

（８）上記実施の形態においては、センサ部１２０の一例として９軸センサを用いることとしたが、ユーザの情報を取得できるのであれば、その他のセンサを用いてもよい。例えば、圧力センサを備えることで、両足の圧力センサの計測値の合算値で、ユーザの体重を測定することができる。また、当該圧力センサによれば、ユーザの足に対する荷重の変化を特定することもできる。また、あるいは、温度センサを履物１００内部に備えて、ユーザのおよその体温を測定することとしてもよいし、湿度センサを備えて、履物１００内部の湿度を測定して、そこから、履物内部１００のユーザにとっての不快指数を求めることとしてもよい。そして、これらの様々なセンサから得られた情報を、外部装置２００や管理装置３００に送ることで、ユーザの健康管理に役立ててもよい。例えば、温度センサから得られた体温から、ユーザの平均体温を算出し、ある時に測定した体温がその平均体温より一定以上高ければ、ユーザに熱がないかを問い合わせるＵＩを外部装置２００に表示してユーザの健康管理に役立てたりすることができる。あるいは、圧力センサを用いて算出した体重の遷移を管理し、例えば、所定期間における体重の増加度合いを算出し、その増加度合いが所定の割合を超える場合に、外部装置２００が節制を心がける教示を行うこととしてもよい。あるいは、湿度センサや温度センサのセンシングに基づいて算出した不快指数が所定の閾値を超える場合に履物２００を脱ぐことを提案する教示を行ってもよい。このように、履物１００に備えるセンサの種類によって、歩行以外の教示も行うことができる。

（９）上記実施の形態においては、外部装置２００は、手本情報と、履物１００のセンサ部１２０がセンシングしたセンシングデータに基づいて、歩行教示を行うこととしたが、これは一例であり、その他の手法を用いて、歩行の教示を行ってもよいことは言うまでもない。例えば、予め、歩行の軌道に関して、センサ部１２０がセンシングしたセンシングデータを入力とする歩行教示のための関数ｆ（ｘ）を記憶しておき、その関数ｆ（ｘ）からの出力値に基づいて、歩行教示を行ってもよい。

例えば、センシングデータから特定される周期性から、ユーザの歩行のリズムを特定し、そのリズムに一定性がなかったり、左右の足でリズムのバランスが異なったりした場合には、一定のリズムで歩行するように教示したり、左右のリズムのバランスが揃うように、一方の歩幅を調整するように教示したりすることができる。あるいは、歩行教示システムによれば、センシングデータから足の傾きを特定できるので、足の地面へのつき方を特定し、例えば、べた足で歩いていることを特定できた場合には、踵から足をつくように教示してもよい。また、あるいは、歩行教示システムによれば、センシングデータからユーザがすり足で歩いていれば、そのことを特定できるので、ユーザに足を上げて歩行するように教示したりすることができる。また、あるいは、歩行教示システムによれば、足の進行方向に対して左右に対する傾きも特定できるので、例えば、ユーザの歩行時に足の外踏まず側に所定以上傾いていることを検出できた場合には、その向けを教示し、足の一部にのみ圧力がかかるのを抑止することとしてもよい。さらには、上記補足（８）に示したように、他のセンサと組み合わせて、更に複合的な教示もできる。例えば、センサ部１２０として、９軸センサの他に、さらに、圧力センサを用いることで、履物１００に対する荷重とその推移を測定できる。したがって、例えば、ユーザがあまりに勢いよく足を地面につけていたりすることを発見して、足を緩やかに下すように教示することとしてもよい。このように、歩行教示システムは、歩行に関する様々な教示を行うことができる。

（１０）また、上記実施の形態においては、装置における歩行教示する手法として、装置のプロセッサが歩行教示プログラム等を実行することにより、歩行教示することとしているが、これは装置に集積回路（ＩＣ（Integrated Circuit）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration））等に形成された論理回路（ハードウェア）や専用回路によって実現してもよい。また、これらの回路は、１または複数の集積回路により実現されてよく、上記実施の形態に示した複数の機能部の機能を１つの集積回路により実現されることとしてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＶＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩなどと呼称されることもある。すなわち、図８に示すように、履物１００は、電源回路１１１と、制御回路１１２と、通信回路１１３と、記憶回路１１６と、センサ回路１２０と、出力回路１３０とから構成されてよく、それぞれの機能は、上記実施の形態に示した同様の名称を有する各部と同様である。同様に、外部装置２００は、制御回路２１０と、通信回路２２０と、提示回路２３０と、記憶回路２４０とから構成されてもよい。また、管理装置３００も、制御回路３１０と、通信回路３２０と、記憶回路３３０とから構成されてもよい。

また、上記歩行教示プログラムは、プロセッサが読み取り可能な記録媒体に記録されていてよく、記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記歩行教示プログラムは、当該歩行教示プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記プロセッサに供給されてもよい。本発明は、上記歩行教示プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

なお、上記歩行教示プログラムは、例えば、ActionScript、JavaScript（登録商標）などのスクリプト言語、Objective-C、Java（登録商標）などのオブジェクト指向プログラミング言語、HTML5などのマークアップ言語などを用いて実装できる。

（１１）上記実施の形態に示した構成及び各補足に示した構成は、適宜組み合わせることとしてもよい。また、各処理手順についても、結果として得られるものが同じになるのであれば、実行手順を入れ替えてもよいし、並列に２つの処理を実行することとしてもよい。

１００履物
１１０モジュール
１１１電源部
１１２制御部
１１３通信部
１１４受信部
１１５送信部
１１６記憶部
１２０センサ部
１３０出力部
２００外部装置
２１０制御部
２１１補正部
２２０通信部
２２１受信部
２２２送信部
２３０提示部
２４０記憶部
３００管理装置
３０１アッパー部
３０２ソール部
３０３タング部
３１０制御部
３１１生成部
３２０通信部
３２１受信部
３２２送信部
３３０記憶部
４０１溝部
４０２、４０３、４０４、４０５リブ
５０１窪み

Claims

履物と外部装置と管理装置とを含む歩行教示システムであって、
前記履物は、
前記履物の動きを検知するセンサ部と、
前記センサ部により検知された検知情報を外部装置へ送信する第１送信部と、を備え、
前記外部装置は、
前記検知情報を受信する第１受信部と、
歩行の手本となる手本情報を記憶する第１記憶部と、
前記検知情報と前記手本情報とに基づいて、前記履物を装着しているユーザに対して歩行方法を提示する提示部と、
前記手本情報と、前記検知情報とで、相関をとって、その相関値の高低により前記履物を履いて歩行しているユーザの歩行動作が、理想的であるか否かを判定し、ユーザに対してどのような歩行をした方がよいかを示す提示情報を生成し、前記提示部に伝達する制御部と、を備え、
前記外部装置は、さらに、前記管理装置に対して受信した検知情報を送信する第２送信部を備え、
前記管理装置は、前記検知情報を受信する第２受信部と、
受信した検知情報を記憶する第２記憶部と、
前記記憶部に記憶されている複数の検知情報に基づいて、前記手本情報を補正するための補正情報を生成する生成部と、
前記補正情報を前記管理装置に送信する第３送信部と、を備え、
前記第１受信部は、さらに、前記補正情報を受信し、
前記外部装置は、さらに、前記補正情報に基づいて前記手本情報を補正する補正部を備え、
前記提示部は、前記補正部により補正された手本情報に基づいて前記歩行方法を提示する歩行教示システム。
前記第２送信部は、さらに、ユーザの特徴を示すユーザ情報を前記管理装置に送信し、
前記第２受信部は、前記ユーザ情報を受信し、
前記生成部は、前記ユーザ情報で示されるユーザの特徴に応じた補正情報を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の歩行教示システム。
履物と外部装置とを含む歩行教示システムであって、
前記履物は、
前記履物の動きを検知するセンサ部と、
前記センサ部により検知された検知情報を外部装置へ送信する第１送信部と、を備え、
前記外部装置は、
前記検知情報を受信する第１受信部と、
歩行の手本となる手本情報を記憶する第１記憶部と、
前記検知情報と前記手本情報とに基づいて、前記履物を装着しているユーザに対して歩行方法を提示する提示部と、
前記手本情報と、前記検知情報とで、相関をとって、その相関値の高低により前記履物を履いて歩行しているユーザの歩行動作が、理想的であるか否かを判定し、ユーザに対してどのような歩行をした方がよいかを示す提示情報を生成し、前記提示部に伝達する制御部と、を備え、
前記外部装置は、さらに、
前記検知情報に基づいて、光、音、及び振動のうち少なくとも１つの出力の制御に係る制御信号を生成する第２生成部と、
前記履物に、前記制御信号を送信する第２送信部とを備え、
前記履物は、さらに、
前記制御信号を受信する第３受信部と、
前記制御信号に基づいて、光、音、及び振動のうち、少なくともいずれか１つの出力を行い、前記制御部が判定した前記手本情報と前記検知情報との乖離度合に応じて、出力の強弱を調整する出力部と、を備える歩行教示システム。
前記第１記憶部は、さらに、前記履物を使用するユーザの体型、性別、年齢のうち少なくともいずれかを示す特徴であるユーザ情報を記憶し、
前記第１記憶部は、ユーザ特徴と対応付けられた手本情報を複数記憶し、
前記提示部は、前記ユーザ情報で示されるユーザの特徴に対応する手本情報と、前記検知情報と、に基づいて、前記歩行方法の提示を行うことを特徴とする請求項１に記載の歩行教示システム。
センサ部と第１送信部とを備える履物と、第１受信部と歩行の手本となる手本情報を記憶する第１記憶部と提示部と制御部と第２送信部と補正部を備える外部装置と、第２受信部と第２記憶部と生成部と第３送信部とを備える管理装置とを含む歩行教示システムによる歩行教示方法であって、
前記履物の前記センサ部が前記履物の動きを検知し、
前記履物の前記第１送信部が前記センサ部が検知した検知情報を前記外部装置へ送信し、
前記外部装置の前記第１受信部が、前記検知情報を受信し、
前記外部装置の前記制御部が、前記手本情報と、前記検知情報とで、相関をとって、その相関値の高低により前記履物を履いて歩行しているユーザの歩行動作が、理想的であるか否かを判定し、ユーザに対してどのような歩行をした方がよいかを示す提示情報を生成して前記提示部に伝達し、
前記外部装置の前記提示部が、前記検知情報と前記手本情報とに基づいて、前記履物を装着しているユーザに対して歩行方法を提示し、
前記外部装置の前記第２送信部が、前記管理装置に対して前記検知情報を送信し、
前記管理装置の前記第２受信部が、前記検知情報を受信し、
前記管理装置の前記第２記憶部が、受信した検知情報を記憶し、
前記管理装置の前記生成部が、前記第２記憶部に記憶されている複数の検知情報に基づいて、前記手本情報を補正するための補正情報を生成し、
前記管理装置の前記第３送信部が前記補正情報を前記外部装置に送信し、
前記外部装置の前記第１受信部が前記補正情報を受信し、
前記外部装置の前記補正部が、前記補正情報に基づいて前記手本情報を補正し、
前記外部装置の前記提示部が、前記補正部により補正された手本情報に基づいて前記歩行方法を提示する歩行教示方法。
センサ部と第１送信部と第３受信部と出力部とを備える履物と、第１受信部と歩行の手本となる手本情報を記憶する第１記憶部と第１受信部と提示部と制御部と第２生成部と第２送信部とを備える外部装置と、を含む歩行教示システムによる歩行教示方法であって、
前記履物の前記センサ部が前記履物の動きを検知し、
前記履物の前記第１送信部が前記センサ部が検知した検知情報を前記外部装置へ送信し、
前記外部装置の前記第１受信部が、前記検知情報を受信し、
前記外部装置の前記制御部が、前記手本情報と、前記検知情報とで、相関をとって、その相関値の高低により前記履物を履いて歩行しているユーザの歩行動作が、理想的であるか否かを判定し、ユーザに対してどのような歩行をした方がよいかを示す提示情報を生成して前記提示部に伝達し、
前記外部装置の前記提示部が、前記検知情報と前記手本情報とに基づいて、前記履物を装着しているユーザに対して歩行方法を提示し、
前記外部装置の前記第２生成部が、前記検知情報に基づいて、光、音、及び振動のうち少なくとも１つの出力の制御に係る制御信号を生成し、
前記外部装置の前記第２送信部が、前記履物に、前記制御信号を送信し、
前記履物の前記第３受信部が前記制御信号を受信し、
前記履物の出力部が、前記制御信号に基づいて、光、音、及び振動のうち、少なくともいずれか１つの出力を行い、前記制御部が判定した前記手本情報と前記検知情報との乖離度合に応じて、出力の強弱を調整する歩行教示方法。
前記手本情報は、前記履物を使用するユーザの体型、性別、年齢のうち少なくともいずれかを示す特徴であるユーザ情報とユーザの特徴毎に設けられ、
前記外部装置の前記制御部が、履物のユーザのユーザ情報で示されるユーザの特徴に対応する手本情報と、前記検知情報とで、相関をとって、その相関値の高低により前記履物を履いて歩行しているユーザの歩行動作が、理想的であるか否かを判定し、ユーザに対してどのような歩行をした方がよいかを示す提示情報を生成して前記提示部に伝達し、
前記外部装置の前記提示部が、前記検知情報と前記手本情報とに基づいて、前記履物を装着しているユーザに対して歩行方法を提示することを特徴とする請求項５に記載の歩行教示方法。