JP7066830B2 - 外骨格適合評価システム及び方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１７年８月２９日に出願された米国仮出願第６２／５５１，６６４号の利益を主張し、その出願は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

本願は、また、２０１８年４月１３日に出願された米国特許出願公開第１５／９５３，２９６号に関し、２０１７年１１月２７日に出願された米国特許出願公開第１５／８２３，５２３号に関し、２０１６年３月２８日に出願された米国特許出願公開第１５／０８２，８２４号に関し、これらの出願はまた、その全体があらゆる目的で参照により本明細書に組み込まれる。

動力付き外骨格デバイスの性能は、それが使用者にどれだけ良好に適合するかによって直接影響を受ける可能性がある。適合が不良なデバイスは、適合が適切なデバイスよりも大幅に性能が低い可能性がある。この問題に対処するための２つの従来のオプションは、専門家による適合と、広範なトレーニング素材である。専門家による適合は、非常に制御された設定以外での使用には実用的ではなく、広範なトレーニングを行っても、通常の使用者は適合で困難に直面する可能性がある。前述を考慮して、専門家による適合を必要とせずに高いレベルの性能を維持するために、使用者の外骨格デバイスの適合の質を自動的に評価する改善されたデバイスが必要である。

使用者が着用している外骨格システムの実施形態の例示的な図である。 スキー中に使用者が着用する外骨格システムの別の実施形態の例示的な図である。 スキー中に使用者が着用する外骨格システムのさらなる実施形態の例示的な図である。 図４ａ及び図４ｂは、使用者の脚に着用されている外骨格システムのさらに別の実施形態の例示的な図である。 外骨格システムの実施形態を示すブロック図である。 図６ａは、適合テスト中に使用者が着用する外骨格システムを示し、外骨格システムは非作動状態にある。図６ｂは、適合テスト中に作動状態にある図６ａの外骨格システムを示し、作動状態は外骨格システムの上側アームの変位を生成する。 図７ａは、適合テスト中に使用者が着用する外骨格システムを示し、外骨格システムは非作動状態にある。図７ｂは、適合テスト中に作動状態にある図７ａの外骨格システムを示し、作動状態は、外骨格システムの上側アーム及び下側アームの変位を生成する。 実施形態に従って静的適合テストを実行する方法を示す。 実施形態に従って動き適合テストを実施する方法を示す。

図面は縮尺通りに描かれていないこと、及び類似した構造または機能の要素は、図面全体を通して例示の目的のために類似した参照符号によって一般的に表されていることに留意されたい。また、図面は、好ましい実施形態の説明を容易にすることのみを意図していることに留意されたい。図面は、説明された実施形態のあらゆる態様を例示するものではなく、本開示の範囲を限定するものではない。

一態様では、本願は、使用者に適合するデバイスの適切性を自動的に評価するように構成された着用動力式デバイス（例えば外骨格）の使用に関する例示的な実施形態を開示する。使用者の着用動力式デバイスの性能は、デバイスが使用者の体にどれだけ適合するか次第である場合がある。不適切な適合は性能を低下させる可能性があり、現在、これに対処するためのより良いトレーニング用素材と専門家の指導以外に選択肢はない。本開示は、デバイスの適合の質を自動的に評価し、潜在的な問題及び解決策を使用者に推奨するためにデバイスを制御するシステム及び方法を提示する。

一態様では、本開示は、動力式外骨格デバイスを使用して、使用者に対するそれ自体の適合を評価する例示的な方法を教示する。例えば、これは、適切に制御された使用者への機械的動力の適用に対するセンサの応答を解釈することで実行できる。そのような適合方法を実施するそのような方法及びシステムの様々な実施形態を以下に詳述する。本開示の目的のために、いくつかの説明は、動力式膝用外骨格と相互作用している使用者のシナリオを考慮する。これは利便性のために行われるものであり、この方法の、人間または人間以外の身体の他の部分に対する他の着用動力式デバイスへの適用を制限するものではない。

さらなる態様では、本開示は、使用者が着用している外骨格の適合性を評価するように設計されたシステム及び方法に関する。様々な実施形態は、外骨格デバイス及び使用者が公知の構成でありながら、機械の動力のシステム投入に応答して外骨格デバイスの動きを評価するように構成される。いくつかの実施形態では、これは、デバイスの起動中に実行される意図的な適合テスト、またはデバイスの動作中に意図的にトリガーされるテストを伴い得る。しかし、他の実施形態は、この方法を適用するタイミングに向けた設計アプローチを使用することができる。他の実施形態は、以下のタイミングのアプローチ、つまり、動作中にデバイスが時折遭遇する１つの特定の状態になり始めたときの動作中の非動力時の挙動と動力時の挙動とを断続的に比較すること、動作中に定期的に遭遇するデバイスの構成での非動力時の挙動と動力時の挙動とを反復的に比較すること、経時的なずれを評価するために、同じ機械的動力投入条件下で、以前のデバイスの動作と現在のデバイスの動作とを継続的に比較すること、などのうちの１つまたは複数を含むことができるが、これらに限定されない。

一実施形態は、スキー用の膝用外骨格が使用者の脚（複数可）に適切に適合するかどうかを判定する方法を含む。この例示的な実施形態の説明は明確にするために意図されているものであり、さらなる実施形態の適用を決して限定する意図はないことを述べておくべきである。例示的な一実施形態では、スキーで用いている間に膝を補助するように設計された動力式膝用外骨格を使用者の両脚に着用することができ、各脚用外骨格ユニットは使用者のそれぞれの大腿部及び下脚に機械的に接続される。例えば、外骨格デバイスは、起動時に、足を地面にしっかりと固定した状態で、膝を使用者の前で曲げた状態で着座姿勢に至るように使用者を誘導できる。使用者に、携帯電話の視覚的なキューを介して、または他の適切な方法で、この姿勢をとるように指示できる。

指示された姿勢になると、使用者はボタンを押すことでデバイスの自動適合評価を開始できる。この時点で、デバイスはこの既知である非動力時の構成で、センサ信号のベースラインを記録できる。次に、外骨格デバイスは、膝用アクチュエータを介して膝補助トルクを導入し始めることができる。この実施形態では、外骨格デバイスが所定の最大トルクに達するまでゆっくりとトルクを増加させ、その後トルクをゆっくりとゼロに戻すように適合評価を設計することができる。この適合構成の動力投入全体を通して、デバイスはデバイスセンサから得たデータを記録する。次いで、デバイスは、トルク下のデバイスの挙動をトルクなしの構成と比較して、デバイスが使用者に適切に接続されているかどうかを判定できる。この実施形態では、デバイスは、非動力時の構成から得た膝の角度の測定値を、動力時の構成から得た膝の角度と比較することができる。デバイスが、非動力時の状態と動力時の状態との間の膝の角度の所定のずれ（例えば１０度の差）を超えるのを観測した場合、デバイスはデバイスが使用者に適切に適合しないと判定できる。この判定は、使用者の脚（複数可）が最初の着座姿勢から大きく逸脱していないことを前提とすることができる。これは、真と仮定した場合、動力投入からの膝の角度のいずれかのずれは脚に対するデバイスの動きに起因し、適合が誤っていることを示すことを意味する。

別の実施形態は、医療用途で膝用外骨格が適切に適合しているかを判定する方法を含む。そのような実施形態では、外骨格デバイスは、歩行の静止スタンス段階の間に膝トルクの補助をもたらすように設計された単一の脚の膝用外骨格を含むことができる。この実施形態では、外骨格デバイスは、既知の初期ベースライン構成としてスタンス段階の脚の構成を使用することができる。スタンス段階は、使用者の静止した立位の姿勢により表すことができる。この実施形態では、使用者が身体的にスタンス段階を開始すると、デバイスは、センサまたはデバイスへの使用者の入力のいずれかによってスタンス段階構成が開始されたことを識別し、次いでセンサ読み取り値のベースラインを記録して、現在のデバイスの構成を測定する。次に、デバイスは小さなトルクを加えて、立位である間膝を支えることができる。デバイスがこの動力を追加し始めると、デバイスはセンサの測定を介してデバイスの構成をモニタでき、次いでそれらの動力測定値をベースラインの構成の測定値と比較できる。

この実施形態では、デバイスはこれらの相対的な測定値を使用して２つの主要な適合評価を完了することができる。第一に、デバイスは、動力を導入した結果として膝の角度の変化を評価し、システムの適合性が低いかどうかを判定できる。第二に、デバイスはデバイスの下部シャンクまたはアームが使用者に適切に取り付けられていないことを最も示唆する特定の適合性の問題を特定でき、そのため、デバイスは動力時の構成である間にデバイスの下部シャンクの水平方向の動きを具体的に調べて、許容範囲を超えて動いたかどうかを判定することができる。様々な実施形態で、膝の角度の誤差を検出するために使用されるセンサと、望ましくない下脚の動きを検出するために使用されるセンサは、別個の独特なものであり得る。問題の評価と判定の後、どの適合性不良が特定されるかに応じて、デバイスは使用者に警告、警報などを提供できる（例えば、「デバイスのストラップを締めるべき」または「下脚のストラップを締めるべき」など）。

別の実施形態は、歩行用途のための足首用外骨格の適合を評価する方法を含む。例えば、デバイスは、使用者の歩行全体にわたる複数の動的なスタンス段階で、使用者に対する外骨格デバイスの適合性を評価できる。一例では、足が地面に接触したとき、システムはデバイスの構成及びデバイスの初期の非動力時の運動に関する初期の測定値を収集できる。デバイスは、足と使用者のすね下部に取り付けることができる。

様々な例における歩行挙動の動的スタンス段階では、下部シャンクは主に使用者の足首の関節の周りを回転する。したがって、すねに接続されたデバイスの部分は、主に、このような例では同様の様式で足首の関節を中心に回転するべきである。使用者の歩行挙動を補助するために、地面との接触が検出された後、足首用外骨格に動力を導入できる。システムは、この動力時の構成の間に、デバイスの動きの測定値を収集できる。次いで、システムは、動力時のセンサ信号と非動力時のセンサ信号を比較できる。そのような実施形態において、比較は、デバイスが足首の関節の周りをすね下部と弧状に適切に動いているかどうか、またはデバイスが使用者のすね下部を上へと平行移動しているかどうかを評価するために行うことができる。デバイスが閾値を超えて使用者の脚を上に平行移動している場合、外骨格システムは、適合不良の基準が満たされていること、または適合不良閾値に達していることを識別でき、また下脚のストラップを締めるためにプロンプトを使用者に発行しながら、デバイスによって適用される動力を制限できる。

本開示の様々な例は、膝用外骨格の文脈で提示される。しかし、さらなる実施形態は、他の着用動力式デバイスに関するものであり、膝用外骨格、足首用外骨格、股関節用外骨格、肘用外骨格、肩用外骨格、手首用外骨格、背中用外骨格、首用外骨格、これらの関節、ウェアラブル、履物、より具体的にはアクティブな履物の任意の組み合わせの外骨格を含むことができるがこれらに限定されない。ウェアラブル及び履物の場合、この方法を適用可能にするためには、動力の追加が関節でのトルクの追加である必要はない。剛性を変更したり、使用者の締め具合を調整したりするデバイスも、様々な代替実施形態で同じシステムと方法を活用できる。

図１に移ると、人間の使用者１０１によって着用されている外骨格システム１００の実施形態の例が示されている。この例に示すように、外骨格システム１００は、使用者の左右の脚１０２Ｌ、１０２Ｒにそれぞれ連結された左右の脚用アクチュエータユニット１１０Ｌ、１１０Ｒを含む。この例示的な図解では、右脚用アクチュエータユニット１１０Ｒの部分は、右脚１０２Ｒによって隠されている。しかし、様々な実施形態において、左右の脚用アクチュエータユニット１１０Ｌ、１１０Ｒが互いに実質的に鏡像であり得ることは明白であるはずである。

脚用アクチュエータユニット１１０は、ジョイント１２５を介して回転可能に連結される上側アーム１１５及び下側アーム１２０を含むことができる。ベローズアクチュエータ１３０は、上側アーム１１５及び下側アーム１２０のそれぞれの端部で連結されるプレート１４０間に延び、プレート１４０はジョイント１２５の回転可能な部分を分離するように連結されている。本明細書でより詳細に説明するように、複数の拘束リブ１３５がジョイント１２５から延びてベローズアクチュエータ１３０の一部を取り囲んでいる。空気圧ライン１４５の１つまたは複数のセットをベローズアクチュエータ１３０に連結して、ベローズアクチュエータ１３０から流体を導入及び／または除去し、本明細書で説明するようにベローズアクチュエータ１３０を伸縮させることができる。

脚用アクチュエータユニット１１０Ｌ、１１０Ｒは、脚用アクチュエータユニット１１０Ｌ、１１０Ｒの上側アーム１１５が１つ以上のカプラ１５０（例えば、脚１０４を囲むストラップ）を介して、使用者１０１の上側脚部１０４Ｌ、１０４Ｒの周りに連結されている状態で、使用者１０１の膝１０３Ｌ、１０３Ｒに位置するジョイント１２５と、使用者１０１の脚１０２Ｌ、１０２Ｒの周りにそれぞれ連結することができる。脚用アクチュエータユニット１１０Ｌ、１１０Ｒの下側アーム１２０は、１つ以上のカプラ１５０を介して使用者１０１の下側脚部１０５Ｌ、１０５Ｒの周りに連結することができる。図１の例に示すように、上側アーム１１５は２つのカプラ１５０を介して膝１０３の上方の脚１０２の上側脚部１０４に連結でき、下側アーム１２０は２つのカプラ１５０を介して膝１０３の下方の脚１０２の下側脚部１０５に連結され得る。これらの構成要素のいくつかは、特定の実施形態で省くことができ、そのいくつかは内部で説明されていることに留意することが重要である。加えて、さらなる実施形態では、本明細書で説明する構成要素の１つまたは複数を、代替の構造に動作可能に置き換えて、同じ機能を作り出すことができる。

本明細書で議論されるように、外骨格システム１００は、様々な適切な用途のために構成され得る。例えば、図２及び図３は、スキー中に使用者によって使用されている外骨格システム１００を示している。図２及び図３に示されるように、使用者は、外骨格システム１００と、一対のスキーブーツ２１０及び一対のスキー２２０を含むスキーアセンブリ２００とを着用することができる。様々な実施形態において、脚用アクチュエータユニット１１０の下側アーム１２０は、カプラ１５０を介して取り外し可能にスキーブーツ２１０と連結することができる。そのような実施形態は、脚用アクチュエータユニット１１０からスキーアセンブリに力を向けるために望ましい可能性がある。例えば、図２及び図３に示されるように、下側アーム１２０の遠位端のカプラ１５０は、脚用アクチュエータユニット１１０をスキーブーツ２１０に連結することができ、上側アーム１１５の遠位端のカプラ１５０は、脚用アクチュエータユニット１１０を使用者１０１の上側脚部１０４に連結することができる。

脚用アクチュエータユニット１１０の上側アーム１１５及び下側アーム１２０は、様々な適切な方法で使用者１０１の脚１０２に連結することができる。例えば、図１は、脚用アクチュエータユニット１１０の上側アーム１１５及び下側アーム１２０、及びジョイント１２５が、脚１０２の上部１０４及び下部１０５の側面に沿って連結される例を示している。図４ａ及び図４ｂは、外骨格システム１００の別の例を示しており、これは、ジョイント１２５が膝１０３の回転軸と一致して配置されるジョイント１２５の回転軸Ｋで、膝１０３に対して側面に隣接して配置されている。上側アーム１１５は、ジョイント１２５から上側脚部１０４の側面に沿って上側脚部１０４の前面まで延びることができる。上側脚部１０４の前面にある上側アーム１１５の部分は、軸Ｕに沿って延びることができる。下側アーム１２０は、ジョイント１２５から下側脚部１０５の側面に沿ってジョイント１２５の内側の位置から下側脚部１０５の下端の後方の位置まで延在することができ、一部は軸Ｋに垂直な軸Ｌに沿って延在する。

様々な実施形態において、ジョイント構造１２５は、ベローズアクチュエータ１３０内のアクチュエータ流体圧力によって生成される力が瞬間中心（空間に固定されていても固定されていなくてもよい）の周りに向けることができるように、ベローズアクチュエータ１３０を拘束することができる。回転ジョイントまたはロータリージョイント、または曲面で滑る物体の場合には、この瞬間中心は、ジョイント１２５または曲面の瞬間的な回転中心と一致し得る。脚用アクチュエータユニット１１０によって回転継手１２５の周りに作出される力は、瞬間中心の周りにモーメントを加えるために使用でき、さらに、指向性の力を加えるために使用することができる。角柱または線形のジョイント（例えばレールにあるスライドなど）のいくつかの場合には、瞬間中心は運動学的に無限遠に配置されるものとみなすことができる。その場合、この無限遠の瞬間中心に向けられる力を、角柱のジョイントの運動軸に沿った方向の力とみなすことができる。様々な実施形態においては、ロータリージョイント１２５は機械的ピボット機構から構成されて十分であり得る。そのような実施形態では、ジョイント１２５は、画定するのが容易な固定した回転の中心を有することができ、ベローズアクチュエータ１３０は、ジョイント１２５に対して移動することができる。さらなる実施形態では、ジョイント１２５は、単一の固定した回転の中心を伴わない複雑なリンケージを含むことが有益である場合がある。さらに別の実施形態では、ジョイント１２５は、固定のジョイントピボットを伴わない屈曲設計を含むことができる。またさらなる実施形態では、ジョイント１２５は、人間の関節、ロボットのジョイントなどの構造を含むことができる。

様々な実施形態において、脚用アクチュエータユニット１１０（例えば、ベローズアクチュエータ１３０、ジョイント構造１２５、拘束リブ１３５などを含む）をシステムに統合して、脚用アクチュエータユニット１１０の生成された指向力を使用して、様々なタスクを達成することができる。いくつかの例では、脚用アクチュエータユニット１１０が人体を補助するように構成されるか、動力付き外骨格システム１００に含まれる場合、脚用アクチュエータユニット１１０は１つまたは複数の独自の利点を有することができる。例示的な実施形態では、脚用アクチュエータユニット１１０は、使用者の膝関節１０３の周りでの人間の使用者の動きを補助するように構成することができる。これを行うために、いくつかの例では、脚用アクチュエータユニット１１０の瞬間中心は、膝の回転の瞬間中心と一致する、またはほぼ一致するように設計することができる（例えば、図４ａに示すように共通の軸Ｋに沿って位置合わせする）。例示的な一構成では、脚用アクチュエータユニット１１０は、図１、図２、図３、及び図４ａに示すように（前または後ろではないものとして）膝関節１０３の外側に配置することができる。別の例示的な構成では、脚用アクチュエータユニット１１０は、膝１０３の後ろ、膝１０３の前、膝１０３の内側などに配置することができる。様々な例において、人間の膝関節１０３は、脚用アクチュエータユニット１１０のジョイント１２５のように（例えば、それに加えて、またはその代わりに）機能することができる。

明確にするために、本明細書で説明される例示的な実施形態は、本開示のなかで説明される脚用アクチュエータユニット１１０の潜在的な用途の限定とみなされるべきではない。脚用アクチュエータユニット１１０は、肘、股関節、指、脊椎、または首を含むがこれらに限定されない身体の他の関節で使用でき、いくつかの実施形態では、脚用アクチュエータユニット１１０は、一般的な目的の作動などのため、ロボットのような人体に着用されない用途で使用できる。

いくつかの実施形態は、本明細書で説明されるように、線形作動用途のために脚用アクチュエータユニット１１０の構成を適用することができる。例示的な実施形態では、ベローズ１３０は、２層不浸透性／非伸張性構造を含むことができ、拘束リブ１３５の一端は、所定の位置でベローズ１３０に固定することができる。様々な実施形態のジョイント構造１２５は、一対の線形ガイドレール上の一連のスライドとして構成することができ、各拘束リブ１３５の残りの端部はスライドに接続される。したがって、流体アクチュエータの動きと力は、線形のレールに沿って拘束され、方向付けられ得る。

図５は、空気圧式システム５２０に動作可能に接続される外骨格デバイス５１０を含む外骨格システム１００の例示的な実施形態のブロック図である。外骨格デバイス５１０は、プロセッサ５１１、メモリ５１２、１つまたは複数のセンサ５１３及び通信ユニット５１４を備える。複数のアクチュエータ１３０は、それぞれの空気圧ライン１４５を介して空気圧式システム５２０に動作可能に連結されている。複数のアクチュエータ１３０は、本体１００の右側と左側に配置された一対の膝用アクチュエータ１３０Ｌ、１３０Ｒを含む。例えば、上述のように、図５に示す例示の外骨格システム１００は、図１～図３に示すように、本体１０１のそれぞれの側に左右の脚用アクチュエータユニット１１０Ｌ、１１０Ｒを備えることができる。

様々な実施形態において、例示的なシステム１００は、外骨格システム１１０を着用している使用者を動かす、及び／または使用者の動きを強化するように構成することができる。例えば、外骨格デバイス５１０は、空気圧式システム５２０への指示を与えることができ、それはベローズアクチュエータ１３０を空気圧ライン１４５を介して選択的に膨張及び／または収縮させることができる。ベローズアクチュエータ１３０のこのような選択的な膨張及び／または収縮は、一方または両方の脚１０２を動かして、歩行、走行、ジャンプ、登山をする、持ち上げる、投げる、しゃがむ、スキーをするなどの体の動きを生じる及び／または増大させることができる。さらなる実施形態では、空気圧式システム５２０は、手動で制御され、一定の圧力を加えるように構成され、または任意の他の適切な方法で操作され得る。

いくつかの実施形態では、そのような動きは、外骨格システム１００を着用している使用者１０１または別の人物によって制御及び／またはプログラムすることができる。いくつかの実施形態では、外骨格システム１００は、使用者の動きによって制御することができる。例えば、外骨格デバイス５１０は、使用者が歩いて荷物を運んでいることを感知することができ、アクチュエータ１３０を介して使用者に動力による補助を提供して、荷物及び歩行に関連する労力を軽減することができる。同様に、使用者１０１がスキー中に外骨格システム１００を着用する場合、外骨格システム１００は、使用者１０１の動きを感知することができ（例えば、地形などに応じて使用者１０１によってなされる）、使用者にアクチュエータ１３０を介して動力による補助を提供して、スキー中の使用者への補助を強化または提供できる。

したがって、様々な実施形態において、外骨格システム１３０は、直接的な使用者の対話なしに自動的に反応することができる。さらなる実施形態では、動きは、コントローラ、ジョイスティック、または思考制御によってリアルタイムで制御することができる。さらに、一部の動きは、完全に制御されるのではなく、事前にプログラムされ、選択的にトリガー（例えば前方に歩く、座る、しゃがむ）することができる。いくつかの実施形態において、動きは一般化された指示によって制御され得る（例えば、ポイントＡからポイントＢへ歩き、棚Ａから箱を拾い、棚Ｂへ動かす）。

様々な実施形態において、外骨格デバイス１００は、以下により詳細に、または参照により本明細書に組み込まれる関連出願に記載される方法または方法の一部を実行するように動作可能であり得る。例えば、メモリ５１２は非一時的なコンピュータ可読命令を含むことができ、プロセッサ５１１によって実行される場合、それは外骨格システム１００に、本明細書に記載の方法または方法の諸部分または参照により本明細書に組み込まれる関連出願を実行させることができる。通信ユニット５１４は、外骨格システム１００が使用者デバイス、分類サーバ、他の外骨格システムなどを含む他のデバイスと直接またはネットワークを介して通信できるようにするハードウェア及び／またはソフトウェアを含むことができる。

いくつかの実施形態では、センサ５１３は、任意の適切なタイプのセンサを含むことができ、センサ５１３は、中央の位置に配置できる、または外骨格システム１００の周りに分布させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、外骨格システム１００は、アーム１１５、１２０、ジョイント１２５、アクチュエータ１３０または任意の他の場所を含む様々な適切な位置に、複数の加速度計、力センサ、位置センサ、圧力センサなどを備えることができる。したがって、いくつかの例では、センサデータは、１つまたは複数のアクチュエータ１３０の物理的状態、外骨格システム１００の一部の物理的状態、外骨格システム１００全体の物理的状態などに対応し得る。いくつかの実施形態では、外骨格システム１００は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、カメラ、距離感知システム、環境センサなどを含むことができる。

空気圧式システム５２０は、アクチュエータ１３０を個別にまたは群として膨張及び／または収縮させるように動作可能な任意の適切なデバイスまたはシステムを含むことができる。例えば、一実施形態では、空気圧式システムは、２０１４年１２月１９日に出願された関連特許出願１４／５７７，８１７号に開示されたダイアフラム圧縮機、及び／または２０１６年３月２８日に出願され、米国特許第９，９９５，３２１号として発行された米国特許出願第１５／０８３，０１５号に記載されたポペットバルブシステムを含むことができる。

本明細書で説明するように、様々な適切な外骨格システム１００は、様々な適切な方法で、様々な適切な用途にて使用することができる。しかし、そのような例は、本開示の範囲及び趣旨にある多種多様な外骨格システム１００またはその諸部分を限定するものと解釈されるべきではない。したがって、図１、図２、図３、図４ａ、図４ｂ及び図５の例よりも多少複雑な外骨格システム１００は、本開示の範囲内である。

さらに、様々な例は、使用者の脚または下半身に関連付けられる外骨格システム１００に関するが、さらなる例は、胴体、腕、頭、脚などを含む使用者の身体のいずれかの適切な部分に関し得る。また、様々な例が外骨格に関係しているが、本開示は、人工装具、体内インプラント、ロボットなどを含む他の類似のタイプの技術に適用できることは明らかであるはずである。さらに、人間の使用者に関連し得る例がある一方で、動物である使用者、ロボットである使用者、様々な形態の機械などに関連し得る例もある。

図６ａは、適合テスト中に使用者１０１によって外骨格システム１００が着用されることを示している。使用者１０１は、外骨格システム１００を有する脚１０２が屈曲した構成の椅子６００に座っているところが示されており、下側アーム１２０が軸Ｌ_I1に沿って配置され、上側アーム１１５が軸Ｕ_I1に沿って配置されるようになっている。

図６ａの外骨格システム１００は、非作動状態で示されている。例えば、アクチュエータ１３０は、アクチュエータ１３０が上側アーム１１５及び下側アーム１２０に力を線形構成に向けて、または線形構成から離れるように加えない、非動力または中立の状態であり得る。しかし、様々な実施形態では、アクチュエータ１３０のそのような非動力状態または中立状態は、上側アーム１１５及び下側アーム１２０に公称上の力が加わることを含むことができ、そのような公称上の力は、外骨格システム１００に上側アーム１１５及び下側アーム１２０を押したり引いたりすることなく剛性を付与する。

対照的に、図６ｂは、適合テスト中に作動状態にある図６ａの外骨格システムを示し、作動状態は、線形構成に向かって上側アーム１１５及び下側アーム１２０に力を加え、変位を生じる。本明細書で説明するように、外骨格システム１００の脚用アクチュエータユニット１１０は、複数のカプラ１５０を介して使用者１０１の脚１０２に固定することができる。図６ａ及び図６ｂの例で、上側アーム１１５は、第１のカプラ１５０Ａと第２のカプラ１５０Ｂを介して上側脚部１０４に固定され、下側アーム１２０は、第３のカプラ１５０Ｃと第４のカプラ１５０Ｄを介して下側脚部１０５に固定される。

様々な実施形態において、カプラ１５０は、使用者１０１の脚１０２の部分を囲むストラップを含むことができ、上側アーム１１５及び下側アーム１２０が脚１０２の上部１０４及び下部１０５にしっかりと連結されるようにして、上側アーム１１５及び下側アーム１２０の動きが、脚１０２の上部１０４及び下部１０５に対する上側アーム１１５及び下側アーム１２０の実質的な動きなしに、膝１０３の周りに脚１０２の動きを生じるようにする。しかし、カプラ１５０の１つ以上が脚１０２の周りにしっかりと固定されていない場合、上側アーム１１５と下側アーム１２０の作動は、脚１０２の上部１０４及び下部１０５の周囲で上側１１５及び下側アーム１２０の一方または両方の上側アーム１１５と下側アーム１２０の変位をもたらし得る。

例えば、図６ａと比較して図６ｂに示されるように、外骨格システム１００の作動は、上側アームの初期の軸Ｕ_I1と結果として生じる上側アーム変位軸Ｕ_D1との間の差により定義される角度θ_D1だけ、脚１０２の上部１０４に対する上側アーム１１５の変位をもたらした。様々な例において、上側アーム１１５のそのような変位は、少なくとも第１のカプラ１５０Ａが脚１０２の上部１０４に適切に固定されていないことにより、または第１のカプラ１５０Ａと第２のカプラ１５０Ｂの両方が適切に脚１０２の上部１０４に固定されていないことにより引き起こされ得る。

しかし、図６ａ及び図６ｂの例では、下側アーム１２０が脚１０２の下部１０５の周りの変位を経ないことに留意されたい。言い換えると、外骨格システム１００がそれぞれ図６ａ及び図６ｂの非作動状態と作動状態の両方にある間、下側アーム１２０は軸Ｌ_I1に沿った位置整合を実質的に維持する。様々な例において、外骨格システム１００が非作動状態及び作動状態の両方にある間に軸Ｌ_I1に沿ったそのような位置整合を維持することは、脚１０２の下部１０５に適切にしっかりと連結されている第３のカプラ１５０Ｃ及び第４のカプラ１５０Ｄの一方または両方によるものであり得る。

さらなる例では、上側アーム１１５及び下側アーム１２０の両方が、非作動状態から作動状態への脚１０２の周りの変位を経ることができる。図７ａ及び図７ｂはそのような例を示している。具体的には、図７ａは、非作動構成（例えば、図６ａのようなもの）の外骨格システム１００を示し、図７ｂは、作動構成（例えば、図６ｂのようなもの）の外骨格システム１００を示す。しかし、図６ｂとは対照的に、上側アーム１１５及び下側アーム１２０の両方が脚１２０の周りで変位を経ることができ、上側アーム１１５及び下側アーム１２０は、図７ａに示す非作動状態で軸Ｕ_I2、Ｌ_I2に沿って最初に配置され、図７ｂに示される作動状態でそれぞれ軸Ｕ_D2、Ｌ_D2に変位される。

このような変位は、第１、第２、第３、及び第４のカプラ１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ、１５０Ｄのうちの１つ以上が脚１０２に適切に固定されていないことによって生じ得る。例えば、第１のカプラ１５０Ａ及び第２のカプラ１５０Ｂの一方または両方は、脚１０２の上部１０４に適切に固定されていないことがあり、第３のカプラ１５０Ｃ及び第４のカプラ１５０Ｄの一方または両方は、脚１０２の下部１０５に適切に固定されていないことがある。加えて、この例では、ジョイント１２５はまた、図７ａと図７ｂとの間で変位しているのが示されている。

図６ａ、図６ｂ、図７ａ、及び図７ｂの例は、第１のカプラ１５０Ａと第２のカプラ１５０Ｂを介して上側アーム１１５が上側脚部１０４に固定された少なくとも１つの脚用アクチュエータユニット１１０と、第３のカプラ１５０Ｃ及び第４のカプラ１５０Ｄを介して下側脚部１０５に固定された下側アーム１２０とを有する外骨格システム１００を示しているが、カプラ１５０及び／または外骨格システム１００のさらなる構成も、本開示の範囲内であり、図６ａ、図６ｂ、図７ａ及び図７ｂの例は、多種多様な代替実施形態を限定するものと解釈されるべきではない。例えば、いくつかの実施形態では、脚用アクチュエータユニット１１０の上側アーム１１５及び下側アーム１２０は、それぞれ、１、２、３、４、５、１０、１５、２０などを含む１つまたは複数のカプラ１５０を含むことができる。

本明細書で説明する場合、様々な実施形態において、外骨格システム１００の使用者１０１への適合に関する問題を識別するために適合テストを実行することができる。例えば、適合テストは、外骨格システム１００の１つ以上のカプラ１５０が使用者１０１に不適切に適合または固定されているかを判定することができる。このような適合テストは、使用者１０１が静止しているまたは動いている間に実施することができる。

図８に移ると、静的適合テストを実行する方法８００が示されており、いくつかの例では、外骨格システム１００の外骨格デバイス５１０によって実行することができる（例えば、図５を参照）。この方法は８１０で始まり、静的適合テストが開始される。例えば、いくつかの実施形態では、外骨格システム１００が使用者１０１に連結されると、静的適合テストは外骨格システムの起動または動力投入ルーチンの一部となり得、または任意の望ましい時間に実行され得る（例えば、使用者１０１、技術者、または自動的に外骨格の性能の問題の判定に基づくことによって開始されるとき）。

８２０で、適合テスト姿勢表示が生成され、８３０で、使用者が適合テスト姿勢をとったという判定がなされる。例えば、適合テストは、特定の構成の使用者１０１と外骨格システム１００で実行されるように設計することができ、適合テスト姿勢表示は、テストを実行するべき特定の構成を使用者１０１がとるための指示を含むことができる。そのような指示は、音声、視覚、及び／または触覚の指示を含むことができる（例えば、外骨格デバイス５１０、外骨格システム１００に関連付けられたスマートフォンなどを介して）。使用者１０１が適合テスト姿勢をとったと判断することは、使用者１０１から得る指示（例えば、ボタンを押す）などに基づく外骨格デバイス１００から得るセンサデータに基づくことができる。

テストが実施されることになる静的姿勢は、（例えば、使用者１０１、または技術者により、または自動的に）選択可能であってもなくてもよい様々な適切な姿勢であり得る。例えば、テスト姿勢は、図６ａ、図６ｂ、図７ａ、及び図７ｂに示されるように、使用者１０１の少なくとも１本の脚１０２が屈曲した構成にある着座姿勢、または外骨格システム１００が、略直線状の伸長させた構成にある起立姿勢を、含むことができる。

８４０で、外骨格デバイス１００のアクチュエータユニット１１０の構成を判定することができる。例えば、アクチュエータユニット１１０の構成は、１つ以上のロータリーエンコーダ、トルクセンサ、ジャイロスコープ、力センサ、加速度計、位置センサなどのアクチュエータユニット１１０の、１つ以上のセンサ５１３から得るセンサデータに基づいて判定することができ、上側アーム１１５、下側アーム１２０、ジョイント１２５などを含むアクチュエータユニット１１０の様々な適切な部分に関連付けられている。いくつかの実施形態は、アクチュエータユニット１１０の別々の場所に配置された多数のセンサ１１５から得るデータを使用できるが、さらなる例は、アクチュエータユニット１１０の限られた数の場所にある限られた数のセンサ１１５から得るデータを使用できる。例えば、一実施形態は、単一のエンコーダから得るデータのみに依存することができる。別の実施形態は、単一のエンコーダ及び単一のトルクセンサから得るデータのみに依存することができる。

方法８００に戻ると、８５０で、使用者が適合テスト姿勢に留まりながら、アクチュエータユニット１１０が作動し、８６０で、アクチュエータユニット１１０の作動中のアクチュエータユニット構成の変化が判定される。例えば、アクチュエータユニット１１０の作動は、ベローズアクチュエータ１３０または他の適切なタイプのアクチュエータ（例えば、電気アクチュエータ、空気圧式アクチュエータなど）の膨張及び／または収縮を含むことができる。いくつかの実施形態では、作動は、開始構成と比較して単一方向であり得る。例えば、例証として図６ａ及び図６ｂを用いると、ベローズアクチュエータ１３０は、上側アーム１１５と下側アーム１２０との間の角度を増大させる力を加えるように膨張させることができ、この例ではそれがθ_D1の上側アーム１１５の判定された変位の変化を生じる。

しかし、さらなる実施形態では、適合テスト間の作動は、開始点からの２方向の作動を含むことができる。例えば、アクチュエータユニット１１０を作動させて力を加えて上側アーム１１５と下側アーム１２０との間の角度を大きくすることに加えて、力を加えて上側アーム１１５と下側アーム１２０との間の角度を小さくすることもできる。正及び負の変位は、適合テスト中のそのような正及び負の作動から生じさせ、そのような判定された正及び負の変位は、別々に及び／または一緒に考慮することができる。同様に、図７ａ及び図７ｂに示すような変位を生成及び識別できる。

作動ユニットの作動は、様々な適切な方法で行うことができる。例として図６ａ及び図６ｂを用いると、一実施形態では、図６ａの初期構成から開始し、最大トルク閾値に到達するまでアクチュエータ１３０によって増加する力を加えることができ、開始点から最大トルク閾値での構成までの構成変化に基づいて、判定される変位を計算することができる。別の例では、最大トルク閾値に達するまで、アクチュエータ１３０による徐々にパルシングしていく力を加えることができる。さらなる実施形態では、最大トルク閾値に到達するまで、アクチュエータ１３０によって第１の方向の増加する力を加えることができ、次いで最大トルク閾値に到達するまで、アクチュエータ１３０により第２の方向に増加する力を加えることができる。いくつかの実施形態では、第１の方向と第２の方向（例えば、正の方向と負の方向）との間のサイクリングは、任意の適切な複数の回数発生し得る。

適合テスト中に適用される動力プロファイルは、いくつかの実施形態では異なり得る。一実施形態では、外骨格システム１００は、快適にも低いトルクで一定の適用を提供することができる。次いで、外骨格システム１００は、搭載のセンサを使用して、適合の適切性を評価することができる。別の実施形態では、外骨格は一定ではない状態でトルクを加える。この方法の特定の実施形態は、設定周波数、例えば１Ｈｚで操作者にトルクを加える。設定周波数でトルクを加えることにより、搭載のセンサは、操作者に適合するデバイスの様々な側面を評価できる。上記の実施形態は、説明として提示されており、明確にするために、以下の一定、固定周波数、可変周波数、様々な一定の力、ランダムパルスなどを含み得るがこれらに限定されないトルクを適用する可能な方法を制限することを決して意図してはいない。

方法８００に戻ると、８７０において、作動中のアクチュエータユニット１１０の構成変化が、使用者１０１に対するアクチュエータユニット１１０の不適切な適合に対応するかどうかの判定がなされる。判定された構成変化が不適切な適合に対応していないと判定された場合に、８８０で適切適合表示が生成される。しかし、判定された構成変化が不適切な適合に対応すると判定された場合、８９０で、不適切な適合の表示が生成される。加えて、不適切な適合の判定が行われるいくつかの実施形態では、外骨格システム１００の動力、作動能力、動きの範囲、または他の能力は、後続の適合テストが使用者１０１にとって適切な適合を判定するまで、使用者１０１の安全のために制限され得る。

作動中のアクチュエータユニット１１０の構成変化が、使用者１０１に対するアクチュエータユニット１１０の不適切な適合に対応するかどうかの判定は、様々な適切な方法で行うことができる。例えば、上側アーム１１５及び下側アーム１２０の一方または両方の変位（例えば、図６ｂの変位角度θ_D1または図７ｂに示される変位）が定義された閾値以上であると判定される場合、作動中のアクチュエータユニット１１０の構成のそのような変位または変化は、使用者１０１に対するアクチュエータユニット１１０の不適切な適合に対応するという判定を下すことができる。テストの作動が初期の構成から複数の方向に生じる例では、いずれかの方向の変位または変化が閾値を超えるかどうかの判定を行うことができ、または、両方の方向の変位または変化の組み合わせが閾値を超えるかどうかの判定を行うことができる。

別の実施形態では、作動ユニット１１０は、本明細書で説明するように、使用者１０１が固定の姿勢を維持している間に時間変動トルクを付与する。この場合、外骨格システム１００は、センサ（例えば、センサ５１３）を使用して、上側アーム１１５と下側アーム１２０との間の角度、ならびに外骨格システム１００の様々な部分、例えば上側アーム１１５と下側アーム１２０の相対的な動きを判定することができる。一例では、ジョイント１２５の角度のずれが許容できるレベルであり、力の下で作動ユニット１１０の上側アーム１１５が顕著には動かない間、下側アーム１２０は、下側脚部ストラップ１５０Ｃ、１５０Ｄの不適切な適合によって引き起こされている顕著な動きを経ていると判定することができる。

さらに別の実施形態では、外骨格システム１００は、ゆっくり増加するトルクを作動ユニット１１０のジョイント１２５に加えることができる。一例では、センサデータは、力を加え始めた付近の適度な量の動きを示すことができるが、下脚の向きのずれは、高いトルクでも一定のままである。次いで、外骨格システム１００は、安全の閾値をトリガーするには不十分で、その結果デバイスの動作を停止させない、使用者に対するその動きを解釈することができる。しかし、外骨格システム１００は、外骨格システム１００と使用者１０１との間の次善の連結（例えば、１つ以上のカプラ１５０の不十分な締め付け）を推測し、外骨格システム１００と使用者１０１との間の「スロップ」または変位を知的に説明することができる。本明細書で説明する場合、外骨格システム１００は、関心のある特定の部分でカプラ１５０のストラップを締めるように使用者１０１に示すことができる。

さらなる実施形態は、外骨格システム１００と使用者１０１との間の適合の様々な他の適切な態様に関連する表示を評価及び提供することができ、これには特定のジョイントの角度のずれ、デバイスのセグメントの角度のずれ、適用される可変の力の関数である角度のずれ、適用される可変の周波数の関数である角度のずれ、特定のストラップが接続されていないこと、特定のストラップには締め付けが必要であること、または、デバイスが適切に適合するためにハードウェアサービスが必要であることが含まれるが、これらに限定されない。

さらなる実施形態は、他の適切なセンサデータまたは計算された情報を使用して、使用者１０１に対するアクチュエータユニット１１０の不適切な適合を判定することができる。例えば、一実施形態では、センサを使用して、使用者１０１と、アクチュエータユニット１１０の１つ以上の部分との間が接触または非接触であることを判定することができる。別の実施形態では、センサを使用して、カプラ１５０のストラップの張力を判定することができる。さらなる実施形態では、センサは、アクチュエータユニット１１０の諸部分（例えば、上側アーム１１５、下側アーム１２０、ジョイント１２５など）の側方の移動を識別できる。

使用者１０１に対するアクチュエータユニット１１０の不適切な適合の判定は、様々な適切なレベルの特異性を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、そのような判定は、アクチュエータユニット１１０のレベルであり得る。言い換えると、さらなる特異性なしに、アクチュエータユニット１１０の使用者１０１への不適切な適合の判定を行うことができる。別の実施形態では、不適切な適合の判定は、構成要素レベルである場合がある。例えば、アクチュエータユニット１１０の上側アーム１１５及び／または下側アーム１２０は、さらなる特異性なしに、不適切な適合であるという判定を下すことができる。さらなる実施形態において、不適切な適合の判定は、カプラのレベルであり得る。例えば、１つ以上のカプラ（例えば、第１のカプラ１５０Ａ、第２のカプラ１５０Ｂ、第３のカプラ１５０Ｃ、または第４のカプラ１５０Ｄ）の判定を行うことができる。

適合の問題を補正するため、そのような判定レベルを使用して、指示を使用者１０１または技術者に提示することができる。例えば、不適切な適合の表示がアクチュエータユニットのレベルにある場合、不適切な適合の表示は、外骨格システム１００の右側及び／または左側のアクチュエータユニット１１０Ｒ、１１０Ｌの緩いカプラストラップを締める指示を含むことができる。不適切な適合の表示がカプラレベルである場合、不適切な適合の表示は、外骨格システム１００の第１のアクチュエータユニット１１０の上側アーム１１５の第１のゆるいカプラストラップ１５０Ａを締める指示を含むことができる。

さらなる実施形態では、判定された不適切な適合に基づいて、他の任意の適切な調整または改善策を推奨することができる。例えば、上側及び／または下側アーム１１５、１２０の一部を短縮または延長する、関節に関連する摩擦またはバイアスを増加または減少させる、外骨格システム１００の一部を交換またはサービスする、モジュラー構成要素を別のモジュラー構成要素に切り替えるなどするように、使用者に指示することができる。

様々な実施形態において、所定の適合テストセッション中に単一のアクチュエータを作動させることにより、適合テストを実行することができる。例えば、外骨格システムが第１及び第２のアクチュエータユニット１１０Ｒ、１１０Ｌを含み、各アクチュエータユニットが単一のそれぞれのベローズアクチュエータ１３０を含む場合（例えば、図１に示されるように）、個別の適合テストを各アクチュエータユニットで連続して実行できる、または両方のアクチュエータユニットで同時に実行できる。さらに、いくつかの実施形態では、所定のアクチュエータユニット１１０は複数のアクチュエータ１３０を含むことができる。そのような実施形態では、複数のアクチュエータを別々に連続して作動させること、複数のアクチュエータを同時に作動させること、アクチュエータのサブセットを連続して作動させることなどにより、アクチュエータユニットに対して所定の適合テストを実施することができる。

いくつかの実施形態は、適合テスト中に使用者１０１が実質的に同じ姿勢を維持する静的適合テスト方法（例えば、図８のようなもの）を含むが、さらなる実施形態は、使用者１０１が動いている間に実行される適合テストを含むことができる。例えば、図９は、動き適合テストを実行する例示的な方法９００を示しており、いくつかの例では外骨格システム１００の外骨格デバイス５１０（例えば、図５を参照）によって実行され得る。

方法９００は、９１０で始まり、動き適合テストが開始され、９２０で、動き適合テストの動きの表示が生成される。例えば、本明細書で説明した静的適合テストの開始方法と同様に、動き適合テストを開始でき、静的適合テストと同様の方法で適合テストの動きの表示を生成できる。しかし、動き適合テストの場合、使用者１０１は、静的な姿勢をとる代わりに、動き適合テストのための１つまたは複数の動きを実行する、またはそれらに備えるように指示することができる。そのような１つまたは複数の動きは、歩行、走行、着座姿勢からの起立、起立姿勢からの着座、しゃがむこと、片足の屈曲及び／または伸展などを含むことができる。

９３０で、動的スタンス段階を検証する初期の適合を使用者１０１が得たという判定を行うことができ、９４０で、初期の動的スタンス段階におけるアクチュエータユニットの構成が判定される。９５０で、外骨格システムの１つまたは複数のアクチュエータユニット１１０が使用者の動く間に作動し、９６０でアクチュエータユニット構成の変化が使用者の動く間に判定される。９７０において、作動中のアクチュエータユニット１１０構成の変化が、使用者１０１に対するアクチュエータユニット１１０の不適切な適合に対応するかどうかの判定がなされる。判定された構成変化が不適切な適合に対応していないと判定された場合に、９８０で適切適合表示が生成される。しかし、判定された構成変化が不適切な適合に対応すると判定された場合、９９０で、不適切な適合の表示が生成される。

例えば、使用者１０１が１つ以上の動きをしている間、センサ（例えば、図５に示されているような外骨格システム１００の外骨格デバイス５１０のセンサ５１３）から得たデータを使用して、外骨格システム１００の使用者１０１に対する不適切な適合が存在するかどうかを判定することができる。一部の例では、動き適合テスト中に取得したデータを、理想的な適合条件及び／または不適切な適合条件を伴って使用者が動いている間にサンプリングしたデータとを比較できる。例えば、外骨格システム１００が、様々な特異性の適切な適合及び／または不適切な適合を伴ったテスト使用者に連結されている間に、外骨格システム１００にて１人以上のテスト使用者に動いてもらうことにより、１つ以上の比較データセットを生成することができる。

様々な実施形態において、テスト使用者のテストの動きから得たデータを使用して、使用者の外骨格システム１００の適切な適合及び／または使用者にとっての外骨格システム１００の不適切な適合を伴う動きのデータプロファイルを生成することができる。様々な不適切な適合条件に対して、不適切な適合プロファイルを生成できる。一例は、作動ユニット１１０の上側アーム１１５の不適切な適合、作動ユニット１１０の下側アーム１２０の不適切な適合、及び作動ユニット１１０の上側アーム１１５と下側アーム１２０両方の不適切な適合のプロファイルを含むことができる。別の例は、第１のカプラ１５０Ａの不適切な適合、第２のカプラ１５０Ｂの不適切な適合、第３のカプラ１５０Ｃの不適切な適合、第４のカプラ１５０Ｄの不適切な適合、第１のカプラ１５０Ａ及び第４のカプラ１５０Ｄの不適切な適合、第２のカプラ１５０Ｂと第３のカプラ１５０Ｃの不適切な適合、第１のカプラ１５０Ａ、第２のカプラ１５０Ｂ、及び第４のカプラ１５０Ｄの不適切な適合、第１のカプラ１５０Ａ、第２のカプラ１５０Ｂ、第３のカプラ１５０Ｃ及び第４のカプラ１５０Ｄの不適切な適合などに対するプロファイルを含むことができる。

したがって、適合テスト中の動きから得たデータを、適切及び／または不適切な適合に対する１つ以上のデータプロファイルと比較することにより、適切な及び不適切な適合の判定を下すことができ、及び／または様々なレベルの特異性での特定の適合問題の判定は、動き適合テストのデータと、不適切な適合に対する所定のデータプロファイルとの一致に基づいて特定できる。また、本例は動き適合テストに関して論じているが、データプロファイルの使用は、本明細書で論じられているような静的適合テストに応用することができる。

さらなる実施形態では、動き適合テストの間、外骨格システム１００が使用者１０１にとって適切な適合であるか不適切な適合であるかの判定は、様々な適切な方法で行うことができる。例えば、方法９００は、使用者の動き（例えば、歩行）全体にわたる複数の動的スタンス段階で、使用者１０１に対する外骨格システム１００の適合を評価することを含むことができる。

一例では、使用者の足が地面に接触すると、外骨格システム１００は、外骨格デバイス１００の構成及び外骨格デバイス１００の初期の非作動（例えば、動力がない、または動力補助がない）の動きに関する初期のデータを収集することができる。外骨格装置１００は、使用者１０１の足及び下脚１０５に（例えば、第３及び／または第４のカプラ１５０Ｃ、１５０Ｄなどを介して）取り付けることができる。歩行挙動の動的スタンス段階では、様々な例で、下脚１０５の下部は、使用者１０１の脚１０２の足首関節の周りを実質的に回転する。したがって、下側脚部１０５に接続された外骨格デバイス１００の部分は、理想的には、このような例では同様の様式で足首の関節を中心に回転するべきである。

動き適合テストの一環として、使用者１０１の歩行挙動を補助するために、地面との接触が検出された後、外骨格システム１００の足首部の作動を開始できる。外骨格システム１００は、センサデータを収集して、この作動構成中の外骨格デバイス１００の動きを測定する。外骨格システム１００またはその一部が使用者１０１に適切に適合しているかどうかを判定するために、非作動状態と作動状態の間で比較を行うことができる（例えば、動力付き状態と非動力の状態との間）。

実施形態では、そのような比較を行って、作動ユニット１１０が足首の関節の周りを弧状に下側脚部１０５と共に適切に移動しているか、または作動ユニット１１０が使用者１０１の下側脚部１０５を上方へと平行移動しているかを評価することができる。デバイスが閾値を超えて使用者１０１の脚１０２を上方へと平行移動している場合、適合不良基準が満たされているか、適合不良閾値に達しているという判定を（例えば９７０で）行うことができる。そのような判定に応じて、不適切な適合の表示を生成することができ、それは使用者１０１の下脚１０５に関連する１つまたは複数のカプラ１５０を締め付けるように使用者に促すことを含み得る。加えて、不適切な適合の判定が行われるいくつかの実施形態では、外骨格システム１００の動力、作動能力、運動の範囲、または他の能力は、後続の適合テストが使用者１０１にとって適切な適合を判定するまで、使用者１０１の安全のために制限され得る。

本開示の実施形態は、以下の条項を鑑みて説明できる。

１．使用者に連結されるウェアラブル空気圧式外骨格システムで静的適合テストを実行する方法であって、
前記ウェアラブル空気圧式外骨格を使用者の脚に連結し、前記ウェアラブル空気圧式外骨格は、
前記使用者の左脚及び右脚にそれぞれ関連付けられた左側の空気圧式アクチュエータユニット及び右側の空気圧式アクチュエータユニットであって、
前記空気圧式外骨格システムを着用している前記使用者の膝の回転軸と位置合わせされるように構成された回転可能なジョイント、
前記回転可能なジョイントに連結され、前記空気圧式外骨格システムを着用している前記使用者の前記膝の上方の上側脚部の全長に沿って延びる上側アーム、
前記回転可能なジョイントに連結され、前記空気圧式外骨格システムを着用している前記使用者の前記膝の下方の下側脚部の全長に沿って延びる下側アーム、及び
ベローズ開口部を画定する膨張可能なベローズアクチュエータであって、前記ベローズ開口部に空気圧流体を導入することにより、空気圧で膨張したときに前記ベローズアクチュエータの全長に沿って延びるように構成され、前記上側アーム及び前記下側アームを作動させるように構成された、前記膨張可能なベローズアクチュエータ
を各々含む前記左側の空気圧式アクチュエータユニット及び前記右側の空気圧式アクチュエータユニット、
前記空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記ベローズアクチュエータに空気圧流体を導入して前記ベローズアクチュエータを独立して作動させるように構成された空気圧式システム、及び
外骨格コンピューティングデバイスであって、
複数のセンサ、
少なくとも静的適合テストプログラムを記憶するメモリ、及び
前記空気圧式システムを制御する前記静的適合テストプログラムを実行するように構成されたプロセッサ
を含む前記外骨格コンピューティングデバイス
を含み、
前記プロセッサによって前記静的適合テストプログラムを実行して、前記外骨格デバイスに、
静的適合テスト姿勢表示を生成することを行わせ、前記静的適合テスト姿勢表示が、
前記使用者の前記膝が屈曲姿勢にある状態で着座姿勢をとるように前記使用者に指示すること、
前記使用者の前記膝が適切な屈曲姿勢にある状態で、前記使用者が前記着座姿勢をとったと判定すること、
前記右側の空気圧式脚用アクチュエータが非作動状態にある間に、前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第１の構成を判定することであって、少なくとも部分的に前記複数のセンサのサブセットから取得したデータに基づく、前記第１の構成を判定すること、
前記使用者の前記膝が前記適切な屈曲姿勢にある状態で前記使用者が前記着座姿勢を保持したまま、前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットを作動させること、
前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第２の構成を判定することであって、少なくとも部分的に前記複数のセンサの前記サブセットから取得したデータに基づく前記第２の構成を判定すること、
前記第１の構成と前記第２の構成との違いに少なくとも部分的に基づいて構成変化を判定すること、
前記構成変化が、前記使用者の前記右脚に対する前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定すること、及び
前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットが前記使用者の前記右脚に適切に適合していないことを示す不適切適合表示を生成すること
である、前記方法。

２．前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットが前記使用者の前記右脚に適切に適合していないことを示す前記不適切適合表示を生成した後、前記プロセッサによって前記静的適合テストプログラムを実行することが、前記外骨格デバイスに、さらに、
前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットが非作動状態にある間に、前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第１の構成を判定することであって、少なくとも部分的に前記複数のセンサの第２のサブセットから取得したデータに基づく、前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記第１の構成を判定すること、
前記使用者の前記膝が前記適切な屈曲姿勢にある状態で前記使用者が前記着座姿勢を保持したまま、前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットを作動させること、
前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第２の構成を判定することであって、少なくとも部分的に前記複数のセンサの前記第２のサブセットから取得したデータに基づく、前記左側の空気圧式脚用アクチュエータの前記第２の構成を判定すること、
前記左側の空気圧式脚用アクチュエータの前記第１の構成と前記第２の構成との違いに少なくとも部分的に基づいて第２の構成変化を判定すること、
前記第２の構成変化が、前記使用者の前記左脚に対する前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定すること、及び
前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットが前記使用者の前記左脚に適切に適合していないことを示す不適切適合表示を生成すること
を行わせる、条項１に記載の方法。

３．前記第１の構成と前記第２の構成との前記違いに少なくとも部分的に基づいて前記構成変化を判定することが、前記右側の空気圧式脚用アクチュエータの前記上側アーム及び前記下側アームの一方または両方の変位角を判定することを含む、条項１または２に記載の方法。

４．前記右側の空気圧式脚用アクチュエータの前記上側アーム及び前記下側アームは、カプラセットの各複数のカプラを介して前記使用者の前記右脚に連結され、前記カプラセットの前記カプラの各々が、前記使用者の前記右脚の一部を囲むストラップを含み、
前記使用者の前記右脚に対する前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示は、前記カプラセットの前記カプラのうちの１つ以上が前記使用者の前記右脚に適切に固定されていないという表示、及び前記カプラセットの残りの前記カプラが前記使用者の前記右脚に適切に固定されているという表示をさらに含む、条項１～３のいずれかに記載の方法。

５．使用者に連結された脚用アクチュエータユニットの適合テストを実行する方法であって、
前記脚用アクチュエータユニットを前記使用者の脚に連結することであって、前記脚用アクチュエータユニットは、
前記脚用アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記脚の膝と位置合わせされるように構成されたジョイント、
前記ジョイントに連結され、前記脚用アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記膝の上方の上側脚部の全長に沿って延びる上側アーム、
前記ジョイントに連結され、前記脚用アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記膝の下方の下側脚部の全長に沿って延びる下側アーム、及び
前記上側アーム及び前記下側アームを作動させるように構成されたアクチュエータ
を含む、前記連結すること、
前記使用者の前記脚が適合テスト姿勢をとったと判定すること、
前記脚用アクチュエータユニットが非作動状態にある間に、前記脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第１の構成を判定すること、
前記使用者が適合テスト姿勢を保持したまま、前記脚用アクチュエータユニットを作動させること、
前記脚用アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第２の構成を判定すること、
前記第１の構成と前記第２の構成との前記違いに少なくとも部分的に基づいて構成変化を判定すること、
前記構成変化が、前記使用者の前記脚に対する前記脚用アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定すること、及び
前記脚用アクチュエータユニットが前記使用者の前記脚に適切に適合していないことを示す不適切適合表示を生成すること
を含む、前記方法。

６．前記適合テスト姿勢をとるように前記使用者に指示する適合テスト姿勢表示を生成することをさらに含む、条項５に記載の方法。

７．前記第１の構成と前記第２の構成との前記違いに少なくとも部分的に基づいて前記構成変化を判定することが、前記脚用アクチュエータの前記上側アーム及び前記下側アームの一方または両方の変位角を判定することを含む、条項５または６に記載の方法。

８．前記脚用アクチュエータの前記上側アーム及び前記下側アームは、カプラセットの各複数のカプラを介して前記使用者の前記脚に連結され、
前記使用者の前記脚に対する前記脚用アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示は、前記カプラセットの前記カプラのうちの１つ以上が前記使用者の前記脚に適切に固定されていないという表示をさらに含む、
条項５～７のいずれかに記載の方法。

９．前記カプラセットの前記カプラの各々が、前記使用者の前記脚の一部を囲むストラップを含む、条項８に記載の方法。

１０．使用者に連結されたアクチュエータユニットに対する適合テストを実行する方法であって、
前記アクチュエータユニットが非作動状態にある間、及び前記使用者が適合テスト姿勢にある間に、前記アクチュエータユニットの第１の構成を判定すること、
前記アクチュエータユニットを作動させること、
前記脚用アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記アクチュエータユニットの第２の構成を判定すること、
前記第１の構成と前記第２の構成との前記違いに少なくとも部分的に基づいて、前記アクチュエータユニットの構成変化を判定すること、及び
前記構成変化が、前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定すること
を含む、前記方法。

１１．前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合を示す不適切適合表示を生成することをさらに含む、条項１０に記載の方法。

１２．前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示が、前記アクチュエータユニットの特定の部分が前記使用者に対して適切に適合していないという表示を含む、条項１１に記載の方法。

１３．前記アクチュエータユニットは、カプラセットを介して前記使用者に連結され、
前記使用者の前記アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示は、前記カプラセットの前記カプラのうちの１つ以上が前記使用者に適切に固定されていないという表示、及び前記カプラセットの残りの前記カプラが前記使用者に適切に固定されているという少なくとも暗黙的な表示をさらに含む、請求項１２に記載の方法。

１４．前記アクチュエータユニットが、
前記アクチュエータユニットを着用している前記使用者の身体関節と位置合わせされるように構成されたアクチュエータジョイント、
前記アクチュエータジョイントに連結され、前記アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記身体関節の上方の上側身体部の全長に沿って延びる上側アーム、
前記アクチュエータジョイントに連結され、前記アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記身体関節の下方の下側身体部の全長に沿って延びる下側アーム、及び
前記上側アーム及び前記下側アームを作動させるように構成されたアクチュエータ
を含む、条項１０～１３のいずれかに記載の方法。

１５．前記第１の構成と前記第２の構成との前記違いに少なくとも部分的に基づいて前記構成変化を判定することが、前記アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの一方または両方の変位角を判定することを含む、条項１４に記載の方法。

１６．前記アクチュエータユニットの作動は、前記使用者が前記適合テスト姿勢を保持している間に起こり、前記脚用アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記アクチュエータユニットの前記第２の構成が、前記使用者が前記適合テスト姿勢を保持している間に生成される、条項１０～１５のいずれかに記載の方法。

１７．前記適合テスト姿勢は、前記使用者が着座姿勢にあり、前記使用者の前記膝が屈曲姿勢にあることを含む、条項１６に記載の方法。

１８．前記構成変化が、前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定することに応答して、前記アクチュエータユニットの能力を制限することをさらに含む、条項１０～１７のいずれかに記載の方法。

１９．前記構成変化が、前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定することに応答して、前記アクチュエータユニットの能力を制限することが、前記アクチュエータユニットの動力を制限することを含む、条項１８に記載の方法。

説明された実施形態は、様々な修正及び代替形態を受け入れることが可能であり、その特定の例は、例として図面に示されており、本明細書で詳細に説明されている。しかし、記載された実施形態は、開示された特定の形態または方法に限定されるものではなく、反対に、本開示は、すべての修正、均等物、及び代替物を網羅しているということを理解されたい。

Claims (37)

1. 使用者に連結されるウェアラブル空気圧式外骨格システムに対する静的適合テストを実行する方法であって、
   前記ウェアラブル空気圧式外骨格を前記使用者の脚に連結し、前記ウェアラブル空気圧式外骨格は、
   前記使用者の左脚及び右脚にそれぞれ関連付けられた左側の空気圧式アクチュエータユニット及び右側の空気圧式アクチュエータユニットであって、
   前記空気圧式外骨格システムを着用している前記使用者の膝の回転軸と位置合わせされるように構成された回転可能なジョイント、
   前記回転可能なジョイントに連結され、前記空気圧式外骨格システムを着用している前記使用者の前記膝の上方の上側脚部の全長に沿って延びる上側アーム、
   前記回転可能なジョイントに連結され、前記空気圧式外骨格システムを着用している前記使用者の前記膝の下方の下側脚部の全長に沿って延びる下側アーム、及び
   ベローズ開口部を画定する膨張可能なベローズアクチュエータであって、前記ベローズ開口部に空気圧流体を導入することにより、空気圧で膨張したときに前記ベローズアクチュエータの全長に沿って延びるように構成され、前記上側アーム及び前記下側アームを作動させるように構成された、前記膨張可能なベローズアクチュエータ
   を各々含む前記左側の空気圧式アクチュエータユニット及び前記右側の空気圧式アクチュエータユニット、
   前記空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記ベローズアクチュエータに空気圧流体を導入して前記ベローズアクチュエータを独立して作動させるように構成された空気圧式システム、及び
   外骨格コンピューティングデバイスであって、
   複数のセンサ、
   少なくとも静的適合テストプログラムを記憶するメモリ、及び
   前記空気圧式システムを制御する前記静的適合テストプログラムを実行するように構成されたプロセッサ
   を含む前記外骨格コンピューティングデバイス
   を含み、
   前記プロセッサによって前記静的適合テストプログラムを実行して、前記外骨格デバイスに、
   静的適合テスト姿勢表示を生成することを行わせ、前記静的適合テスト姿勢表示が、
   前記使用者の前記膝が屈曲姿勢にある状態で着座姿勢をとるように前記使用者に指示すること、
   前記使用者の前記膝が適切な屈曲姿勢にある状態で、前記使用者が前記着座姿勢をとったと判定すること、
   前記右側の空気圧式脚用アクチュエータが非作動状態にある間に、前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第１の構成を判定することであって、少なくとも部分的に前記複数のセンサのサブセットから取得したデータに基づく、前記第１の構成を判定すること、
   前記使用者の前記膝が前記適切な屈曲姿勢にある状態で前記使用者が前記着座姿勢を保持したまま、前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットを作動させること、
   前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第２の構成を判定することであって、少なくとも部分的に前記複数のセンサの前記サブセットから取得したデータに基づく、前記第２の構成を判定すること、
   前記第１の構成と前記第２の構成との違いに少なくとも部分的に基づいて構成変化を判定すること、
   前記構成変化が、前記使用者の前記右脚に対する前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定すること、及び
   前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットが前記使用者の前記右脚に適切に適合していないことを示す不適切適合表示を生成すること
   である、前記方法。
2. 前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットが前記使用者の前記右脚に適切に適合していないことを示す前記不適切適合表示を生成した後、前記プロセッサによって前記静的適合テストプログラムを実行することが、前記外骨格デバイスに、さらに、
   前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットが非作動状態にある間に、前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第１の構成を判定することであって、少なくとも部分的に前記複数のセンサの第２のサブセットから取得したデータに基づく、前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記第１の構成を判定すること、
   前記使用者の前記膝が前記適切な屈曲姿勢にある状態で前記使用者が前記着座姿勢を保持したまま、前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットを作動させること、
   前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第２の構成を判定することであって、少なくとも部分的に前記複数のセンサの前記第２のサブセットから取得したデータに基づく、前記左側の空気圧式脚用アクチュエータの前記第２の構成を判定すること、
   前記左側の空気圧式脚用アクチュエータの前記第１の構成と前記第２の構成との違いに少なくとも部分的に基づいて第２の構成変化を判定すること、
   前記第２の構成変化が、前記使用者の前記左脚に対する前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定すること、及び
   前記左側の空気圧式脚用アクチュエータユニットが前記使用者の前記左脚に適切に適合していないことを示す不適切適合表示を生成すること
   を行わせる、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の構成と前記第２の構成との前記違いに少なくとも部分的に基づいて前記構成変化を判定することが、前記右側の空気圧式脚用アクチュエータの前記上側アーム及び前記下側アームの一方または両方の変位角を判定することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記右側の空気圧式脚用アクチュエータの前記上側アーム及び前記下側アームは、カプラセットの各複数のカプラを介して前記使用者の前記右脚に連結され、前記カプラセットの前記カプラの各々が、前記使用者の前記右脚の一部を囲むストラップを含み、
   前記使用者の前記右脚に対する前記右側の空気圧式脚用アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示は、前記カプラセットの前記カプラのうちの１つ以上が前記使用者の前記右脚に適切に固定されていないという表示、及び前記カプラセットの残りの前記カプラが前記使用者の前記右脚に適切に固定されているという表示をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 使用者に連結された脚用アクチュエータユニットの適合テストを実行する方法であって、
   前記脚用アクチュエータユニットを使用者の脚に連結することであって、前記脚用アクチュエータユニットは、
   前記脚用アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記脚の膝と位置合わせされるように構成されたジョイント、
   前記ジョイントに連結され、前記脚用アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記膝の上方の上側脚部の全長に沿って延びる上側アーム、
   前記ジョイントに連結され、前記脚用アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記膝の下方の下側脚部の全長に沿って延びる下側アーム、及び
   前記上側アーム及び前記下側アームを作動させるように構成されたアクチュエータ
   を含む、前記脚用アクチュエータユニットを連結すること、
   前記使用者の前記脚が適合テスト姿勢をとったと判定すること、
   前記脚用アクチュエータユニットが非作動状態にある間に、前記脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第１の構成を判定すること、
   前記使用者が適合テスト姿勢を保持したまま、前記脚用アクチュエータユニットを作動させること、
   前記脚用アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第２の構成を判定すること、
   前記第１の構成と前記第２の構成との違いに少なくとも部分的に基づいて構成変化を判定すること、
   前記構成変化が、前記使用者の前記脚に対する前記脚用アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定すること、及び
   前記脚用アクチュエータユニットが前記使用者の前記脚に適切に適合していないことを示す不適切適合表示を生成すること
   を含む、前記方法。
6. 前記適合テスト姿勢をとるように前記使用者に指示する適合テスト姿勢表示を生成することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記第１の構成と前記第２の構成との前記違いに少なくとも部分的に基づいて前記構成変化を判定することが、前記脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの一方または両方の変位角を判定することを含む、請求項５に記載の方法。
8. 前記脚用アクチュエータの前記上側アーム及び前記下側アームは、カプラセットの各複数のカプラを介して前記使用者の前記脚に連結され、
   前記使用者の前記脚に対する前記脚用アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示は、前記カプラセットの前記カプラのうちの１つ以上が前記使用者の前記脚に適切に固定されていないという表示をさらに含む、
   請求項５に記載の方法。
9. 前記カプラセットの前記カプラの各々が、前記使用者の前記脚の一部を囲むストラップを含む、請求項８に記載の方法。
10. 使用者に連結されたアクチュエータユニットに対する適合テストを実行する方法であって、
    前記アクチュエータユニットが非作動状態にある間、及び前記使用者が適合テスト姿勢にある間に、前記アクチュエータユニットの第１の構成を判定すること、
    前記アクチュエータユニットを作動させること、
    前記アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記アクチュエータユニットの第２の構成を判定すること、
    前記第１の構成と前記第２の構成との違いに少なくとも部分的に基づいて、前記アクチュエータユニットの構成変化を判定すること、及び
    前記構成変化が、前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定すること
    を含む、前記方法。
11. 前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合を示す不適切適合表示を生成することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示が、前記アクチュエータユニットの特定の部分が前記使用者に対して適切に適合していないという表示を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記アクチュエータユニットは、カプラセットを介して前記使用者に連結され、
    前記使用者の前記アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示は、前記カプラセットの前記カプラのうちの１つ以上が前記使用者に適切に固定されていないという表示、及び前記カプラセットの残りの前記カプラが前記使用者に適切に固定されているという表示をさらに含む、
    請求項１２に記載の方法。
14. 前記アクチュエータユニットが、
    前記アクチュエータユニットを着用している前記使用者の身体関節と位置合わせされるように構成されたアクチュエータジョイント、
    前記アクチュエータジョイントに連結され、前記アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記身体関節の上方の上側身体部の全長に沿って延びる上側アーム、
    前記アクチュエータジョイントに連結され、前記アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記身体関節の下方の下側身体部の全長に沿って延びる下側アーム、及び
    前記上側アーム及び前記下側アームを作動させるように構成されたアクチュエータ
    を含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記第１の構成と前記第２の構成との前記違いに少なくとも部分的に基づいて前記構成変化を判定することが、前記アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの一方または両方の変位角を判定することを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記アクチュエータユニットの作動は、前記使用者が前記適合テスト姿勢を保持している間に起こり、前記脚用アクチュエータユニットの前記作動に応じて生成された前記アクチュエータユニットの前記第２の構成が、前記使用者が前記適合テスト姿勢を保持している間に生成される、請求項１０に記載の方法。
17. 前記適合テスト姿勢は、前記使用者が着座姿勢にあり、前記使用者の前記膝が屈曲姿勢にあることを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記構成変化が、前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定することに応答して、前記アクチュエータユニットの能力を制限することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
19. 前記構成変化が、前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定することに応答して、前記アクチュエータユニットの能力を制限することが、前記アクチュエータユニットの動力を制限することを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 使用者に連結されるウェアラブル空気圧式外骨格システムに対する動き適合テストを実行する方法であって、
    前記ウェアラブル空気圧式外骨格を前記使用者の脚に連結し、前記ウェアラブル空気圧式外骨格は、
    前記使用者の左脚及び右脚にそれぞれ関連付けられた左側の空気圧式アクチュエータユニット及び右側の空気圧式アクチュエータユニットであって、
    前記空気圧式外骨格システムを着用している前記使用者の膝の回転軸と位置合わせされるように構成された回転可能なジョイント、
    前記回転可能なジョイントに連結され、前記空気圧式外骨格システムを着用している前記使用者の前記膝の上方の上側脚部の全長に沿って延びる上側アーム、
    前記回転可能なジョイントに連結され、前記空気圧式外骨格システムを着用している前記使用者の前記膝の下方の下側脚部の全長に沿って延びる下側アーム、及び
    ベローズ開口部を画定する膨張可能なベローズアクチュエータであって、前記ベローズ開口部に空気圧流体を導入することにより、空気圧で膨張したときに前記ベローズアクチュエータの全長に沿って延びるように構成され、前記上側アーム及び前記下側アームを作動させるように構成された、前記膨張可能なベローズアクチュエータ
    を各々含む前記左側の空気圧式アクチュエータユニット及び前記右側の空気圧式アクチュエータユニット、
    前記空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記ベローズアクチュエータに空気圧流体を導入して前記ベローズアクチュエータを独立して作動させるように構成された空気圧式システム、及び
    外骨格コンピューティングデバイスであって、
    複数のセンサ、
    少なくとも動き適合テストプログラムを記憶するメモリ、及び
    前記空気圧式システムを制御する前記動き適合テストプログラムを実行するように構成されたプロセッサ
    を含む前記外骨格コンピューティングデバイス
    を含み、
    前記プロセッサによって前記動き適合テストプログラムを実行して、空気圧式外骨格システムに、
    動き適合テスト姿勢表示を生成することを行わせ、前記動き適合テスト姿勢表示が、
    前記動き適合テストのための１つ又は複数の動きを行うことの実行又は準備をとるように前記使用者に指示すること、
    前記使用者が初期動き適合テスト動的スタンス段階をとったと判定すること、
    前記使用者が前記動き適合テストのための１又は複数の動きを行っている間に、前記左及び右空気圧式脚用アクチュエータユニットを作動させること、
    前記使用者が前記動き適合テストのための１又は複数の動きを行っている間に、前記左及び右空気圧式脚用アクチュエータユニットを作動させることに応答して生成された、前記左及び右空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び下側アームの第１の構成を判定し、前記第１の構成は、前記複数のセンサの１又は複数から得られたデータの少なくとも一部に基づくものであること、
    前記使用者が前記動き適合テストのための１又は複数の動きを行っている間に、前記左及び右空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び下側アームの前記第１の構成からの変化を判定し、前記判定は、前記複数のセンサの１又は複数から得られたデータの少なくとも一部に基づくものであること、
    前記第１の構成からの前記変化が、前記使用者の脚に連結された前記左及び右空気圧式脚用アクチュエータユニットの少なくとも１つの不適切な適合に対応するものであることを判定すること、
    前記使用者の脚に連結された前記左及び右空気圧式脚用アクチュエータユニットの少なくとも１つの不適切な適合を表示する不適切適合表示を生成すること、
    である、前記方法。
21. 前記１又は複数の動きは、歩行、走行、着座姿勢からの起立、起立姿勢からの着座、しゃがむこと、及び片足の屈曲及び／または伸展のうちの少なくとも１つを含む請求項２０記載の方法。
22. 前記使用者が前記動き適合テストのための１又は複数の動きを行っている間に、前記左及び右空気圧式脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び下側アームの前記第１の構成からの変化を判定することが、前記右空気圧式脚用アクチュエータの前記上側アーム及び下側アームの一方又は両方の変位角を決定することを含む請求項２０記載の方法。
23. 前記右側の空気圧式脚用アクチュエータの前記上側アーム及び前記下側アームは、カプラセットの各複数のカプラを介して前記使用者の前記右脚に連結され、前記カプラセットの前記カプラの各々が、前記使用者の前記右脚の一部を囲むストラップを含み、
    前記不適切適合表示は、前記カプラセットの前記カプラのうちの１つ以上が前記使用者の前記右脚に適切に固定されていないという表示、及び前記カプラセットの残りの前記カプラが前記使用者の前記右脚に適切に固定されているという表示をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
24. 使用者に連結された脚用アクチュエータユニットの動き適合テストを実行する方法であって、
    前記脚用アクチュエータユニットを使用者の脚に連結することであって、前記脚用アクチュエータユニットは、
    前記脚用アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記脚の膝と位置合わせされるように構成されたジョイント、
    前記ジョイントに連結され、前記脚用アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記膝の上方の上側脚部の全長に沿って延びる上側アーム、
    前記ジョイントに連結され、前記脚用アクチュエータユニットを着用している前記使用者の前記膝の下方の下側脚部の全長に沿って延びる下側アーム、及び
    前記上側アーム及び前記下側アームを作動させるように構成されたアクチュエータ
    を含む、前記脚用アクチュエータユニットを連結すること、
    前記使用者が前記動き適合テストのための１又は複数の動きを実行している間に、前記脚用アクチュエータユニットを作動させることであって、
    前記使用者が前記動き適合テストのための１又は複数の動きを実行している間に、前記脚用アクチュエータユニットの作動に応答して生成された、前記脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの第１の構成を判定すること、
    前記使用者が前記動き適合テストのための１又は複数の動きを実行している間に、前記脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの前記第１の構成からの変化を判定し、前記判定は、前記脚用アクチュエータユニットに関連した１又は複数のセンサから得られたデータの少なくとも一部に基づくものであること、
    前記第１の構成からの変化は、前記使用者の脚に連結された前記脚用アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していることを判定すること、
    前記使用者の脚に連結された、少なくとも前記脚用アクチュエータユニットの不適切な適合を表示する不適切適合表示を生成すること、
    を含む、前記方法。
25. 前記適合テストのための１又は複数の特定の動きを行うことを実行し、又は準備するよう、前記使用者に指示する動き適合テスト姿勢表示を生成することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記第１の構成からの変化を判定することは、前記脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの一方または両方の変位角を判定することを含む、請求項２４に記載の方法。
27. 前記脚用アクチュエータの前記上側アーム及び前記下側アームは、カプラセットの各複数のカプラを介して前記使用者の前記脚に連結され、
    前記使用者の前記脚に対する前記脚用アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示は、前記カプラセットの前記カプラのうちの１つ以上が前記使用者の前記脚に適切に固定されていないという表示をさらに含む、
    請求項２４に記載の方法。
28. 前記カプラセットの前記カプラの各々が、前記使用者の前記脚の一部を囲むストラップを含む、請求項２７に記載の方法。
29. 使用者に連結されたアクチュエータユニットに対する適合テストを実行する方法であって、
    前記使用者が前記適合テストのための１又は複数の動きを実行している間に、前記アクチュエータユニットの作動に応答して生成された前記アクチュエータユニットの第１の構成を判定すること、
    前記使用者が前記適合テストのための１又は複数の動きを実行している間に、前記アクチュエータユニットの前記第１の構成からの変化を判定すること、
    前記第１の構成からの前記変化が、前記使用者に連結された前記アクチュエータユニットの不適切な適合に対応することを判定すること、及び
    前記使用者に連結された少なくとも前記アクチュエータユニットの不適切な適合を表示する不適切適合表示を生成することを含み、
    前記アクチュエータユニットは、
    前記アクチュエータユニットを装着している前記使用者の身体関節と位置合わせされるように構成されたアクチュエータジョイントと、
    前記アクチュエータジョイントに連結され、前記アクチュエータユニットを装着している前記使用者の前記身体関節の上方の上側身体部の長さに沿って延びる上側アームと、
    前記アクチュエータジョイントに連結され、前記アクチュエータユニットを装着している前記使用者の前記身体関節の下方の下側身体部の長さに沿って延びる下側アームと、
    前記上側アーム及び前記下側アームを作動させるように構成されたアクチュエータと、
    を含む、前記方法。
30. 前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合を示す不適切適合表示を生成することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
31. 前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示が、前記アクチュエータユニットの特定の部分が前記使用者に対して不適切に適合しているという表示を含む、請求項３０に記載の方法。
32. 前記アクチュエータユニットは、カプラセットを介して前記使用者に連結され、
    前記使用者の前記アクチュエータユニットの不適切な適合を示す前記不適切適合表示は、前記カプラセットの前記カプラのうちの１つ以上が前記使用者に適切に固定されていないという表示、及び前記カプラセットの残りの前記カプラが前記使用者に適切に固定されているという表示をさらに含む、
    請求項３１に記載の方法。
33. 前記第１の構成からの前記変化を判定することは、前記脚用アクチュエータユニットの前記上側アーム及び前記下側アームの一方又は両方の変位角を判定することを含む請求項２９に記載の方法。
34. 前記１又は複数の動きは、歩行、走行、着座姿勢からの起立、起立姿勢からの着座、しゃがむこと、及び片足の屈曲及び／または伸展のうちの少なくとも１つを含む請求項２９記載の方法。
35. 前記変化が、前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定することに応答して、前記アクチュエータユニットの能力を制限することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
36. 前記第１の構成からの前記変化が、前記使用者に対する前記アクチュエータユニットの不適切な適合に対応していると判定することに応答して、前記アクチュエータユニットの能力を制限することが、前記アクチュエータユニットの動力を制限することを含む、請求項３５に記載の方法。
37. 前記適合テストは、外骨格の性能の問題の判定に基づいて、前記使用者、技術者、又は自動的に開始される、請求項２９に記載の方法。

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