JP7222399B2 - 装具 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、装具、装具の製造方法、情報処理装置、情報処理方法、システム、及びプログラムに関する。

従来、医療分野では、病気や怪我等により身体機能が低下したり失われたりした際に、その機能を補ったり患部を保護したりするために、身体に装着される装具が利用されている。なお、装具は、医療目的に限らず、スポーツや日常生活における身体機能の補助や保護のためにも利用される。

例えば、装具の一例として、医療用のインソールが知られている。医療用のインソールは、患部の位置や症状に応じて様々な物性を有する材料を組み合わせることで、患者一人一人に合わせて製造される。

特開２０１７－０１２７５１号公報 ＷＯ２０１６／１３７８１８号 ＷＯ２０１４／１００４６２号 特開２０１６－１５５０４２号公報 特開２０１４－１１１１９６号公報 特許第５２２２１９１号明細書

しかしながら、従来の技術では、必ずしも領域に応じて適切な物性を有する装具が提供されているとは限らない。例えば、医療用のインソールは、つま先に対応する領域（部分）や踵に対応する領域等、領域に応じて異なる物性が要求されるが、必ずしも領域に応じて適切な物性を有するインソールが提供されているとは限らない。

本発明は、領域に応じて適切な物性を有する装具、装具の製造方法、装具を設計可能な情報処理装置、情報処理方法、システム、及びプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、多角柱形状の空間を一単位とする単位格子構造であって、前記多角柱形状を形成する複数の頂点のうち２点を接続する構造柱を複数備える第１単位格子構造により構成される第１領域と、前記第１単位格子構造とは異なる第２単位格子構造により構成される第２領域とを有し、前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造は、前記複数の頂点のうち任意の頂点と、当該頂点を含む辺上の頂点とは異なる頂点とを接続する構造柱を少なくとも１つ有する、装具である。

また、本発明は、荷重の変化と変位量の変化との関係により表される物性情報に関する入力を受け付ける受付部と、前記受付部により受け付けられた前記物性情報に基づいて、装具の物性を規定する形状パラメータを決定し、決定した前記形状パラメータを含む前記装具を設計するためのモデルデータを生成する生成部と、前記生成部により生成された前記モデルデータを出力する出力制御部と、を備える、情報処理装置である。

また、本発明は、第１被検体の部位が撮影された画像データに基づいて、前記第１被検体の部位の外形データを含む第１部位情報を取得する取得部と、複数の第２被検体の部位について、各第２被検体の部位の外形データを含む第２部位情報と、各第２被検体の部位に装着される第２装具を設計するための第２モデルデータと、前記第２装具の評価に関する評価情報とを用いて学習された学習済みモデルに対して、前記第１部位情報を入力することで、前記第１被検体の部位に装着される第１装具を設計するための第１モデルデータを生成する生成部と、前記第１モデルデータを出力する出力制御部とを備える、情報処理装置である。ここで、被検体とは、人（被検者）、動物を表す。また、被検体の部位とは、足、手、肘、膝、肩、頭部等の被検体の身体の一部を表す。

また、本発明は、情報処理装置と造形装置とを少なくとも備えたシステムであって、第１被検体の部位が撮影された画像データに基づいて、前記第１被検体の部位の外形データを含む第１部位情報を取得する取得部と、複数の第２被検体の部位について、各第２被検体の部位の外形データを含む第２部位情報と、各第２被検体の部位に装着される第２装具を設計するための第２モデルデータと、前記第２装具の評価に関する評価情報とを用いて学習された学習済みモデルに対して、前記第１部位情報を入力することで、前記第１被検体の部位に装着される第１装具を設計するための第１モデルデータを生成する生成部と、前記第１モデルデータに基づいて、前記第１装具を造形する造形部とを備える、システムである。

また、本発明は、第１被検体の部位が撮影された画像データに基づいて、前記第１被検体の部位の外形データを含む第１部位情報を取得する取得ステップと、複数の第２被検体の部位について、各第２被検体の部位の外形データを含む第２部位情報と、各第２被検体の部位に装着される第２装具を設計するための第２モデルデータと、前記第２装具の評価に関する評価情報とを用いて学習された学習済みモデルに対して、前記第１部位情報を入力することで、前記第１被検体の部位に装着される第１装具を設計するための第１モデルデータを生成する生成ステップと、前記第１モデルデータに基づいて、前記第１装具を造形する造形ステップとを含む、装具の製造方法である。

また、本発明は、第１被検体の部位が撮影された画像データに基づいて、前記第１被検体の部位の外形データを含む第１部位情報を取得する取得ステップと、複数の第２被検体の部位について、各第２被検体の部位の外形データを含む第２部位情報と、各第２被検体の部位に装着される第２装具を設計するための第２モデルデータと、前記第２装具の評価に関する評価情報とを用いて学習された学習済みモデルに対して、前記第１部位情報を入力することで、前記第１被検体の部位に装着される第１装具を設計するための第１モデルデータを生成する生成ステップと、前記第１モデルデータを出力する出力制御ステップとを含む、情報処理方法である。

また、本発明は、コンピュータに、第１被検体の部位が撮影された画像データに基づいて、前記第１被検体の部位の外形データを含む第１部位情報を取得し、複数の第２被検体の部位について、各第２被検体の部位の外形データを含む第２部位情報と、各第２被検体の部位に装着される第２装具を設計するための第２モデルデータと、前記第２装具の評価に関する評価情報とを用いて学習された学習済みモデルに対して、前記第１部位情報を入力することで、前記第１被検体の部位に装着される第１装具を設計するための第１モデルデータを生成し、前記第１モデルデータを出力する各処理を実行させるためのプログラムである。

また、本発明は、複数の被検体の部位について、各被検体の部位の外形データを含む部位情報と、各被検体の部位に装着される装具を設計するためのモデルデータと、前記装具の評価に関する評価情報とを用いた機械学習を行うことで、学習済みモデルを生成する学習部と、前記学習済みモデルを出力する出力制御部とを備える、情報処理装置である。

また、本発明は、複数の被検体の部位について、各被検体の部位の外形データを含む部位情報と、各被検体の部位に装着される装具を設計するためのモデルデータと、前記装具の評価に関する評価情報とを用いた機械学習を行うことで、学習済みモデルを生成する学習ステップと、前記学習済みモデルを出力する出力制御ステップとを備える、情報処理方法である。

また、本発明は、コンピュータに、複数の被検体の部位について、各被検体の部位の外形データを含む部位情報と、各被検体の部位に装着される装具を設計するためのモデルデータと、前記装具の評価に関する評価情報とを用いた機械学習を行うことで、学習済みモデルを生成し、前記学習済みモデルを出力する各処理を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、領域に応じて適切な物性を有する装具、装具の製造方法、装具を設計可能な情報処理装置、情報処理方法、システム、及びプログラムを提供することができる。

図１は、第１の実施形態のインソールの構造の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態の単位格子構造について説明するための図である。 図３は、第１の実施形態の単位格子構造について説明するための図である。 図４は、第１の実施形態のインソールの各領域に規定された形状パラメータについて説明するための図である。 図５は、第１の実施形態の形状パラメータと物性の関係について説明するための図である。 図６は、第１の実施形態の形状パラメータと物性の関係について説明するための図である。 図７は、第１の実施形態の形状パラメータと物性の関係について説明するための図である。 図８は、第１の実施形態の形状パラメータと物性の関係について説明するための図である。 図９は、第１の実施形態の形状パラメータと物性の関係について説明するための図である。 図１０は、第１の実施形態の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図１１は、第２の実施形態のシステムの概略構成の一例を示す図である。 図１２は、第２の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図１３は、第２の実施形態の情報処理装置が有する機能の一例を示す図である。 図１４は、第２の実施形態のインソールの外形データの一例を示す図である。 図１５は、第２の実施形態の質感情報の入力画面の一例を示す図である。 図１６は、第２の実施形態の生成部で参照される関連情報の一例を示す図である。 図１７は、第２の実施形態の単位格子構造の形状及び各辺の長さについて説明するための図である。 図１８は、第２の実施形態の単位格子モデルについて説明するための図である。 図１９は、第２の実施形態の単位格子モデルの種類と荷重－変位特性の関係を示す図である。 図２０は、第２の実施形態のＬ／Ｓと荷重－変位特性の関係を示す図である。 図２１は、第２の実施形態の交差部の容積と荷重－変位特性の関係を示す図である。 図２２は、第２の実施形態の交差部の容積と荷重－変位特性の関係を示す図である。 図２３は、第２の実施形態の交差部の容積に応じた形状回復速度の違いについて説明するための図である。 図２４は、第２の実施形態の出力制御部による表示画面の一例を示す図である。 図２５は、第２の実施形態の情報処理装置の動作例を示すフローチャートである。 図２６は、第２の実施形態の変形例１の入力画面の一例を示す図である。 図２７は、第２の実施形態の変形例２の表示画面の一例を示す図である。 図２８は、第３の実施形態の情報処理装置の動作例を示すフローチャートである。 図２９は、第３の実施形態の生成部の処理を説明するための図である。 図３０は、第３の実施形態の生成部の処理を説明するための図である。 図３１は、第３の実施形態の生成部の処理を説明するための図である。 図３２は、第４の実施形態の情報処理装置の動作例を示すフローチャートである。 図３３は、第４の実施形態の生成部の処理を説明するための図である。 図３４は、第５の実施形態のシステムの概略構成の一例を示す図である。 図３５は、第５の実施形態の情報処理装置が有する機能の一例を示す図である。 図３６は、第５の実施形態に係るモデルデータの修正処理を説明するための図である。 図３７は、実施形態の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図３８は、第６の実施形態のシステムの概略構成の一例を示す図である。 図３９は、第６の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図４０は、第６の実施形態の情報処理装置が有する機能の一例を示す図である。 図４１は、第６の実施形態の情報処理装置により行われる学習時及び運用時の処理を示す図である。 図４２は、第６の実施形態の足情報の一例を示す図である。 図４３は、第６の実施形態のインソールの外形データの一例を示す図である。 図４４は、第６の実施形態のインソールの形状パラメータの一例を示す図である。 図４５は、第６の実施形態の単位格子構造の形状及び各辺の長さについて説明するための図である。 図４６は、第６の実施形態の単位格子モデルについて説明するための図である。 図４７は、第６の実施形態の単位格子モデルの種類と荷重－変位特性の関係を示す図である。 図４８は、第６の実施形態のＬ／Ｓと荷重－変位特性の関係を示す図である。 図４９は、第６の実施形態の交差部の容積と荷重－変位特性の関係を示す図である。 図５０は、第６の実施形態の交差部の容積と荷重－変位特性の関係を示す図である。 図５１は、第６の実施形態の交差部の容積に応じた形状回復速度の違いについて説明するための図である。 図５２は、第６の実施形態のモデルデータの修正処理を説明するための図である。 図５３は、第６の実施形態の情報処理装置の動作例を示すフローチャートである。 図５４は、第６の実施形態の情報処理装置の動作例を示すフローチャートである。 図５５は、第６の実施形態の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図５６は、ＯｐｅｎＳＣＡＤでデザインしたラティスキューブを示す図である。 図５７は、単位格子を変えたラティスキューブの荷重変位曲線を示す図である。 図５８は、キューブ圧縮時の挙動を示す図である。 図５９は、ＦＤＭ方式でキューブを造形する際のスライサーによる充填パターンを示す図である。 図６０は、充填パターンを直線的（Rectilinear）形状として充填率を変量したキューブの荷重変位曲線を示す図である。 図６１は、充填率を２０％に固定し充填パターンを変更したキューブの荷重変位曲線を示す図である。 図６２は、ＦＤＭ造形サンプルの圧縮挙動を示す図である。 図６３は、単位格子を固定し、柱太さ（Ｌ／Ｓ）と格子寸法比を変えた場合のラティスキューブの荷重変位曲線を示す図である。 図６４は、既存医療用インソール材料の荷重変位曲線を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る装具、装具の製造方法、情報処理装置、情報処理方法、システム、及びプログラムの実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
以下の実施形態では、装具の一例として医療用のインソールについて説明する。ただし、実施形態はインソールに限定されるものではなく、例えば、手、肘、膝、肩、頭部等、人体の各部位に当てて利用される装具に広く適用可能である。また、実施形態は医療用の装具に限定されるものではなく、例えば、スポーツや日常生活における身体機能の補助や保護のために利用される装具に広く適用可能である。なお、インソールは、中敷き、中底等とも呼ばれる。

図１は、第１の実施形態のインソール１００の構造の一例を示す図である。図１の左図には、右足用のインソール１００を人体の各部位と直接的または間接的に接触する当接面側から見た平面図を例示する。図１の右図には、左図の側面図を例示する。なお、図１の上側にインソール１００のつま先側を示し、図１の下側にインソール１００の踵側を示す。

図１に示すように、第１の実施形態のインソール１００は、領域Ｒ１、領域Ｒ２、及び領域Ｒ３を有する。領域Ｒ１は、インソール１００の全体的な外形を構成する領域である。領域Ｒ２は、踵骨付近の部位が接する領域である。領域Ｒ３は、母指の中足指関節付近の部位が接する領域である。

第１の実施形態に係る領域Ｒ１、領域Ｒ２、及び領域Ｒ３は、互いに異なる単位格子構造により構成される。なお、図１に示したインソール１００の構造はあくまで一例であり、例えば、インソール１００を構成する各領域の数、位置、大きさ、形状、及び厚みについては、装着する人の使用目的や症状に応じて任意に変更可能である。すなわち、インソール１００は、互いに異なる単位格子構造により構成される領域を少なくとも２つ有する。以下、図２及び図３を用いて、単位格子構造について説明する。図２及び図３は、第１の実施形態の単位格子構造について説明するための図である。

図２には、単位格子構造が一単位とする空間形状を例示する。図２に示すように、単位格子構造は、６つの正方形の面により構成される立方体形状の空間を一単位とする。単位格子構造は、頂点に対応する８つの点Ｐ１～点Ｐ８を有する。

ここで、単位格子構造における線及び面の表記方法について説明する。第１の実施形態では、線及び面を表記する場合、その線又は面を構成する頂点を括弧書きで示す。例えば、「線（Ｐ１，Ｐ２）」という表記は、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ線を表す。また、「線（Ｐ１，Ｐ７）」という表記は、点Ｐ１と点Ｐ７とを結ぶ線（対角線）を表す。また、「面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）」という表記は、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、及び点Ｐ４を頂点とする面（底面）を表す。なお、構造柱は、線の表記方法と同様に表記する。

第１の実施形態に係る単位格子構造は、複数の点Ｐ１～点Ｐ８のうち２点を接続する構造柱を複数備える。つまり、図２の空間形状は、単位格子構造の形状に対応する。構造柱の数及び方向（配置方向）については、例えば、単位格子モデルにより予め規定されている。

図３には、単位格子構造の基本的な骨格形状を示す単位格子モデルを例示する。図３において、破線は、一単位に相当する立方体形状の空間（図２の空間）を示す。また、実線は、構造柱の存在を示す。なお、図３に例示の単位格子モデルは、その配置方向が図３の鉛直下方向に装具にかかる荷重方向と一致するようにインソール１００の各領域に配置されるのが好適である。なお、装具にかかる荷重方向とは人体の各部位から受けた荷重が加わる方向である。

図３に示すように、例えば、単位格子モデルは、モデルＡ、モデルＢ、モデルＣ、モデルＤ、及びモデルＥを含む。ここで、モデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣは、立方体形状の空間の中心に構造柱の交差部を有する。また、モデルＤ及びモデルＥは、立方体形状を構成する複数の面のうち少なくとも１つの面の中心に構造柱の交差部を有する。

モデルＡは、立方体形状の対角線に沿って配置される４本の構造柱を備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＡは、構造柱（Ｐ１，Ｐ７）、構造柱（Ｐ２，Ｐ８）、構造柱（Ｐ３，Ｐ５）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ６）を有する。

モデルＢは、モデルＡと同様の４本の構造柱に加えて、立方体形状を構成する底面及び上面を囲む複数の辺に沿って配置される８本の構造柱を更に備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＢは、モデルＡが有する４本の構造柱を有する。更に、モデルＢは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）を囲む４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ２）、構造柱（Ｐ２，Ｐ３）、構造柱（Ｐ３，Ｐ４）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ１）を有する。また、モデルＢは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）を囲む４本の構造柱（Ｐ５，Ｐ６）、構造柱（Ｐ６，Ｐ７）、構造柱（Ｐ７，Ｐ８）、及び構造柱（Ｐ８，Ｐ５）を有する。

モデルＣは、モデルＢと同様の１２本の構造柱に加えて、荷重方向に沿って配置される４本の構造柱を更に備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＣは、モデルＢが有する１２本の構造柱を有する。更に、モデルＣは、インソールにかかる荷重方向に沿って配置される４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ５）、構造柱（Ｐ２，Ｐ６）、構造柱（Ｐ３，Ｐ７）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ８）を有する。

つまり、モデルＢとモデルＣとの差異は、荷重方向に沿って配置される４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ５）、構造柱（Ｐ２，Ｐ６）、構造柱（Ｐ３，Ｐ７）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ８）を有するか否かである。

モデルＤは、６つの面それぞれの対角線に沿って配置される１２本の構造柱を備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＤは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ３）及び構造柱（Ｐ２，Ｐ４）を有する。また、モデルＤは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ５，Ｐ７）及び構造柱（Ｐ６，Ｐ８）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ６）及び構造柱（Ｐ２，Ｐ５）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ２，Ｐ７）及び構造柱（Ｐ３，Ｐ６）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ３，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ７）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ５）を有する。

モデルＥは、モデルＤと比較して底面及び上面の対角線に沿った構造柱を備えず、底面及び上面を囲む複数の辺に沿って配置される８本の構造柱を更に備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＥは、側面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ６）及び構造柱（Ｐ２，Ｐ５）を有する。また、モデルＥは、側面（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ２，Ｐ７）及び構造柱（Ｐ３，Ｐ６）を有する。また、モデルＥは、側面（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ３，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ７）を有する。また、モデルＥは、側面（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ５）を有する。また、モデルＥは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）を囲む４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ２）、構造柱（Ｐ２，Ｐ３）、構造柱（Ｐ３，Ｐ４）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ１）を有する。また、モデルＥは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）を囲む４本の構造柱（Ｐ５，Ｐ６）、構造柱（Ｐ６，Ｐ７）、構造柱（Ｐ７，Ｐ８）、及び構造柱（Ｐ８，Ｐ５）を有する。

つまり、モデルＤ及びモデルＥの差異は、底面及び上面に配置された構造柱の有無である。具体的には、底面及び上面の対角線に沿った４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ３）、構造柱（Ｐ２，Ｐ４）、構造柱（Ｐ５，Ｐ７）、及び構造柱（Ｐ６，Ｐ８）を有するのが、モデルＤである。また、底面及び上面を囲む８本の構造柱（Ｐ１，Ｐ２）、構造柱（Ｐ２，Ｐ３）、構造柱（Ｐ３，Ｐ４）、構造柱（Ｐ４，Ｐ１）、構造柱（Ｐ５，Ｐ６）、構造柱（Ｐ６，Ｐ７）、構造柱（Ｐ７，Ｐ８）、及び構造柱（Ｐ８，Ｐ５）を有するのが、モデルＥである。

なお、図６では、モデルＤ及びモデルＥの構造柱を２種類の太さの実線によって図示したが、これは実際の構造柱の太さを示すものではなく、図示の明瞭化を意図したものである。つまり、太い方の実線は、立方体形状の空間を箱に見立てた場合に、「箱の手前側に見える面」に含まれる構造柱を示す。また、細い方の実線は、立方体形状の空間を箱に見立てた場合に、「箱の奥側に見える面」にのみ含まれる構造柱を示す。なお、「箱の手前側に見える面」とは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）、側面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６）、及び側面（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８）である。また、「箱の奥側に見える面」とは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）、側面（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７）、及び側面（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８）である。

このように、領域Ｒ１、領域Ｒ２、及び領域Ｒ３は、互いに異なる単位格子構造により構成される。すなわち、インソール１００の各領域は、複数の単位格子構造が繰り返し連続して配列された構造である。具体的には、インソール１００の各領域は、複数の単位格子構造が同一平面上に配列された層を少なくとも１つ有し、この層が積層されて構成される。なお、構造柱の断面形状は、四角形、五角形、六角形等の多角形、円形、楕円形等、任意の形状が適用可能である。

なお、図２及び図３に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図２に示した立方体形状の空間はあくまで一例であり、単位格子構造が一単位とする空間形状は、多角柱形状であっても良い。この場合、単位格子構造は、例えば、三角柱形状、四角柱形状、及び六角柱形状のうちいずれか１つの形状の空間を一単位とすることが好適である。三角柱形状としては正三角柱形状が好適である。また、四角柱形状としては上述した立方体形状以外に直方体形状が好適である。また、六角柱形状としては正六角柱形状が好適である。ただし、装具を構成する各領域Ｒ１～領域Ｒ３の単位格子構造は、同一の空間形状であるのが好適である。また、構造柱は、多角柱形状又は円柱形状等の柱状である。また、構造柱の短手方向とは、構造柱の軸方向に直交する方向である。

また、図３に示したモデルはあくまで一例であり、単位格子モデルは任意の位置に構造柱を備えていても良い。ただし、単位格子構造は、多角柱形状の空間を構成する全ての頂点をいずれかの構造柱が通るように、複数の構造柱を備えるのが好適である。

また、単位格子構造は、荷重方向に対して交わる方向（斜め方向）に配置された構造柱を有するのが好適である。例えば、モデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣは、立方体形状の対角線に沿った構造柱を有する、また、モデルＤ及びモデルＥは、立方体形状を構成する面の対角線に沿って配置される構造柱を備える。つまり、単位格子構造は、複数の頂点のうち任意の頂点と、その頂点を含む辺上の頂点とは異なる頂点とを接続する構造柱を少なくとも１つ有する。

また、単位格子構造は、立方体形状の空間の中心に構造柱の交差部を有する構造、及び、立方体形状を構成する複数の面のうち少なくとも１つの面の中心に構造柱の交差部を有する構造に限定されるものではない。ただし、単位格子構造は、複数の頂点とは異なる位置で少なくとも２つの構造柱が交差する交差部を有するのが好適である。

また、立方体形状の空間の中心に構造柱の交差部を有する構造の場合には、単位格子構造は、多角柱形状の対角線に沿って配置され、交差部において互いに交差する少なくとも２つの構造柱を有するのが好適である。また、四角柱形状であれば、単位格子構造は、四角柱形状の対角線に沿って配置され、交差部において互いに交差する４つの構造柱を有するのが好適である。

また、立方体形状を構成する複数の面のうち少なくとも１つの面の中心に構造柱の交差部を有する構造の場合には、単位格子構造は、多角柱形状を構成する底面、上面、及び側面のうち少なくとも１つの面の対角線に沿って配置され、交差部において互いに交差する少なくとも２つの構造柱を有するのが好適である。

また、単位格子構造は、多角柱形状を構成する底面及び上面のうち少なくとも一方の面を囲む複数の辺に沿ってそれぞれ配置される複数の構造柱を有するのが好適である。また、単位格子構造は、インソール(装具)にかかる荷重方向に沿って配置されるのが好適である。

図１の説明に戻る。インソール１００において、領域Ｒ１の単位格子構造、領域Ｒ２の単位格子構造、及び領域Ｒ３の単位格子構造は、物性を規定する形状パラメータが互いに異なる。形状パラメータは、例えば、単位格子構造の形状、単位格子構造の各辺の長さ、構造柱の数、構造柱の方向、構造柱の太さ、及び交差部の容積のうち少なくとも１つを含む。

図４は、第１の実施形態のインソール１００の各領域に規定された形状パラメータについて説明するための図である。なお、図４では、単位格子モデルの種類により構造柱の数及び方向が規定される場合を例示する。

図４に示すように、例えば、領域Ｒ１には、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ１」、単位格子モデル「モデルＣ」、構造柱の太さ「Ｗ１」。及び交差部の容積「Ｖ１」が規定される。これは、領域Ｒ１がモデルＣの単位格子モデルにより構成され、その構造柱の太さが「Ｗ１」であり、その交差部の容積が「Ｖ１」であることを示す。

また、領域Ｒ２には、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ２」、単位格子モデル「モデルＡ」、構造柱の太さ「Ｗ２」。及び交差部の容積「Ｖ２」が規定される。これは、領域Ｒ２がモデルＡの単位格子モデルにより構成され、その構造柱の太さが「Ｗ２」であり、その交差部の容積が「Ｖ２」であることを示す。

また、領域Ｒ３には、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ３」、単位格子モデル「モデルＡ」、構造柱の太さ「Ｗ３」。及び交差部の容積「Ｖ３」が規定される。これは、領域Ｒ３がモデルＡの単位格子モデルにより構成され、その構造柱の太さが「Ｗ３」であり、その交差部の容積が「Ｖ３」であることを示す。

このように、各領域Ｒ１～領域Ｒ３は、単位格子構造の形状、単位格子構造の各辺の長さ、構造柱の数、構造柱の方向、構造柱の太さ、及び交差部の容積のうち少なくとも１つの形状パラメータが異なる。これにより、各領域Ｒ１～領域Ｒ３は、互いに異なる物性を有する。また、領域Ｒ１の単位格子構造、領域Ｒ２の単位格子構造、及び領域Ｒ３の単位格子構造は、互いに同一の形状及び同一の大きさ（ここでは、各辺の長さ）を有する空間を一単位とすることが好適である。次に、図５～図９を用いて、各形状パラメータと物性の関係について説明する。

図５、図６、図７、図８、及び図９は、第１の実施形態の形状パラメータと物性の関係について説明するための図である。図５～図９では、物性として荷重－変位特性を例示して説明する。荷重－変位特性とは、物体に印加された荷重［Ｎ］と、その荷重による物体の変位［ｍｍ］との関係を表したものであり、物体の硬度や密着性を表す物理的指標として利用される。本実施形態では、荷重－変位特性は、単位格子構造により構成された物体に対して荷重を印加することにより計測される。図５～図８において、グラフの縦軸は荷重［Ｎ］に対応し、グラフの横軸は変位［ｍｍ］に対応する。つまり、図５～図８では、硬い物体ほど急峻なグラフが得られ、柔らかい物体ほど緩やかなグラフが得られる。なお、通常、グラフは曲線として得られる場合が多いが、図５～図８では説明の簡素化のため直線で示す。

図５には、単位格子モデルの種類と荷重－変位特性の関係を例示する。図５では、図３に示したモデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣの単位格子モデルにより構成された物体の荷重－変位特性を用いて説明する。なお、図５において、モデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣの構造柱の太さ及び交差部の容積は一定である。

図５に示す荷重－変位特性から、各モデルに含まれる構造柱の数が多いほど、物体が硬くなる傾向が認められる。また、図５に示す荷重－変位特性から、構造柱の方向が荷重方向に近いほど、物体が硬くなる傾向が認められる。このため、異なる種類の単位格子モデルで各領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

図６には、構造柱の太さ（Ｌ）／単位空間の一辺の長さ（Ｓ）と荷重－変位特性の関係を例示する。図６では、図３のモデルＡにおいて、異なる太さの構造柱を有する物体の荷重－変位特性を用いて説明する。なお、図６において、各物体の交差部の容積は一定である。

また、図６では、構造柱の太さの一例として、構造柱の太さ（Ｌ）と、単位空間の一辺の長さ（Ｓ）との比率が異なる場合を説明する。図６の例では、「Ｌ／Ｓ：１／３」が最も構造柱が太い場合に対応し、「Ｌ／Ｓ：１／５」及び「Ｌ／Ｓ：１／８」が順に構造柱がより細い場合に対応する。なお、構造柱の太さは、例えば、構造柱の「短手方向の断面において、重心を通る直線の中で、最も長い直線の長さとすることができる。

図６に示す荷重－変位特性から、Ｌ／Ｓが大きい（太い）ほど、物体が硬くなる傾向が認められる。また、Ｌ／Ｓが小さい（細い）ほど、物体が柔らかくなる傾向が認められる。このため、異なる太さの構造柱を有する複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

図７には、荷重印加時において、交差部の容積と荷重－変位特性の関係を例示する。図７では、図３のモデルＡにおいて、異なる容積の交差部を有する物体の荷重－変位特性を用いて説明する。図７において、各物体の構造柱の太さ（Ｌ）は一定である。なお、図７に示す荷重印加時の荷重－変位特性においては、荷重に応じた変位を表すグラフ上の点（位置）が、グラフ中の矢印の方向に向かって移動することとなる。

図７に示す荷重－変位特性において、交差部の容積が大きい場合には、グラフに変曲点Ｐ１１が認められる。つまり、交差部の容積が大きい物体は、荷重を印加していった場合に、原点Ｏから変曲点Ｐ１１までの間では硬い物質のように振る舞い、変曲点Ｐ１１以降には柔らかい物質のように振る舞う。この荷重－変位特性における物性の変化（グラフの傾きの変化）は、装具を利用する人がインソールに荷重を印加したときの密着性として感じられる。また、交差部の容積が中程度の物体は、柔らかい物体と同様に振る舞う。このため、異なる容積の交差部を有する複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

図８には、荷重解放時において、交差部の容積と荷重－変位特性の関係を例示する。図８では、図３のモデルＡにおいて、異なる容積の交差部を有する物体の荷重－変位特性を用いて説明する。図８において、各物体の構造柱の太さ（Ｌ）は一定である。なお、図８に示す荷重解放時の荷重－変位特性においては、荷重に応じた変位を表すグラフ上の点（位置）が、グラフ中の矢印の方向に向かって移動することとなる。また、図８に示す破線のグラフは、荷重印加時のグラフに対応する。

図８に示す荷重－変位特性において、交差部の容積が大きい場合には、形状回復速度が速く、比較的線形に近い傾斜が得られる。つまり、交差部の容積が大きい物体は、荷重を解放していった場合の変位の戻りが速い。この物性は、装具を利用する人がインソールから荷重を解放したときの密着性として感じられる。一方、図８に示す荷重－変位特性において、交差部の容積が小さい場合には、形状回復速度が遅く、変曲点Ｐ１２が認められる。つまり、交差部の容積が小さい物体は、荷重を解放していった場合に、変曲点Ｐ１２までは変位の変化量が小さく、変曲点Ｐ１２から原点Ｏまでの間で形状が元に戻る。このため、異なる容積の交差部を有する複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

図９では、図３のモデルＡにおける単位格子構造の上面から底面に向けて加重を印加した場合において、交差部の容積に応じた形状回復速度の違いについて説明する。図９には、荷重印加時から荷重解放時に移行したときの交差部の形状の変化と、その変化における形状回復速度の速さを示す。図９の上段には交差部の容積が大きい場合を示し、中段には交差部の容積が中程度の場合を示し、下段には交差部の容積が小さい場合を示す。なお、形状回復速度を示す矢印の長さは、形状回復速度の速さに対応する。

図９において、交差部の形状について説明する。特段容積の調整を行わない場合には、交差部は、図９の中段（荷重解放時）に示すような形状となる。本実施形態では、この形状を、交差部の容積が中程度である状態として説明する。

交差部の容積が大きい場合には、交差部は、図９の上段（荷重解放時）に示すように、交差部を略中心とする球形状又は多面体形状を有する。つまり、交差部は、複数の構造柱を単に交差させた状態と比較して積極的に隆起した形状を有する。この場合、交差部は、構造柱の短手方向の断面より大きい断面を有する。具体的には、交差部の断面の面積は、構造柱の短手方向の断面と比較して１．１倍以上２０倍以下の断面であることが好適であり、１．２倍以上１０倍以下の面積であることがより好適であり、特に１．５倍以上５倍以下の面積であることがより好適である。なお、ここで交差部の断面の面積は、交差部の重心を通る面の中で、面積が最大となる面を基準とする。

一方、交差部の容積が小さい場合には、交差部は、図９の下段（荷重解放時）に示すように、交差部付近の構造柱を細くした形状を有する。この場合、交差部は、構造柱の短手方向の断面より小さい断面を有する。具体的には、交差部の断面の面積は、構造柱の短手方向の断面と比較して０．０５倍以上０．９倍以下の断面であることが好適であり、０．１倍以上０．８倍以下の面積であることがより好適であり、特に０．２倍以上０．７倍以下の面積であることが特に好適である。なお、ここで交差部の断面の面積は、交差部の重心を通る面の中で、面積が最大となる面を基準とする。

ここで、図９に示すように、荷重印加時には、形状を回復するためのエネルギーが交差部に蓄積されると考えられる。例えば、図９の上側から下側へ向けて荷重が印加された場合には、交差部の領域Ｒ１３の両側にある２本の構造柱が押し広げられる結果、これを元に戻すための復元力が領域Ｒ１３に蓄積される。また、交差部の領域Ｒ１４の両側にある２本の構造柱が狭められる結果、これを元に戻すための反発力が領域Ｒ１４に蓄積される。

交差部の容積が大きい場合には、復元力及び反発力は大きなエネルギーとして蓄積される。このため、領域Ｒ１１の復元力は領域Ｒ１３の復元力よりも大きく、領域Ｒ１２の反発力は領域Ｒ１４の反発力よりも大きくなる。この結果、交差部の容積が大きいほど形状回復速度が速くなると考えられる。

また、交差部の容積が小さい場合には、復元力及び反発力は小さなエネルギーとして蓄積される。このため、領域Ｒ１５の復元力は領域Ｒ１３の復元力よりも小さく、領域Ｒ１６の反発力は領域Ｒ１４の反発力よりも小さくなる。この結果、交差部の容積が小さいほど形状回復速度が遅くなると考えられる。

このように、互いに異なる形状パラメータを有する単位格子構造により複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域をインソール１００に設けることが可能となる。

なお、図４～図９に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図４では、例示の空間形状が立方体形状であるため、各辺の長さが一律の値（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３等）で設定される場合を説明したが、これに限定されるものではなく、各辺の長さが個別に設定されても良い。また、例えば、図９では、交差部の容積を３段階で示したが、３段階に限定されるものではなく、所望の容積になるように製造可能である。

上述してきたように、第１の実施形態のインソール１００は、多角柱形状の空間を一単位とする単位格子構造であって、多角柱形状を形成する複数の頂点のうち２点を接続する構造柱を複数備える第１単位格子構造により構成される第１領域を有する。また、第１の実施形態のインソール１００は、第１単位格子構造とは異なる第２単位格子構造により構成される第２領域を有する。これにより、第１の実施形態のインソール１００は、領域に応じて適切な物性を有する。例えば、インソール１００の製造者は、荷重のかかり方や患部の具合に応じて、部分的に任意の物性に調整したインソールを提供することができる。

（第１の実施形態に関するその他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

（装具の製造方法）
上記の実施形態では、実施形態のインソール１００について説明したが、インソール１００を製造する者（製造者）は、以下の製造方法によりインソール１００を製造することができる。

ここで、インソール１００の各領域は、異なる形状パラメータの単位格子構造により構成することで、異なる物性を有することとなる。このため、インソール１００の各領域は、均一な材料で製造したとしても異なる物性を有することが可能である。これにより、製造者は、材料押出方式、液槽光重合方式、粉末焼結積層方式等の各種付加造形技術（３次元造形技術）により、複数の領域を有するインソール１００を一体として造形（成形）することができる。

図１０は、第１の実施形態の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１０に例示の製造方法は、液槽光重合方式による３次元造形技術を実行可能な造形装置により実行される。造形装置は、インソール１００の材料となる感光性樹脂を充填するための液槽（タンク）と、液槽内の感光性樹脂を光重合反応により位置選択的に硬化させるためのレーザーとを有する。なお、造形装置としては、公知の造形装置が任意に適用可能である。

図１０に示すように、造形装置は、モデルデータを読み出す（ステップＳ１０１）。このモデルデータは、造形装置で造形する際の元となる情報である。モデルデータは、例えば、義装具士により予め作成され、造形装置が有する記憶装置に予め記憶されている。なお、記憶装置は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等に対応する。

続いて、造形装置は、指定された感光性樹脂をタンクに充填する（ステップＳ１０２）。ここで、感光性樹脂は、モデルデータにより予め指定されていても良いし、造形方法が実行される毎に操作者により指定されても良い。

そして、造形装置は、モデルデータに基づいて規定されるタンク内の各位置を、レーザーを用いて位置選択的に硬化させる（ステップＳ１０３）。例えば、造形装置は、モデルデータにおいて構造柱が存在する位置に対応するタンク内の位置に対してレーザーを順次照射する。つまり、造形装置は、領域Ｒ１、領域Ｒ２、及び領域Ｒ３それぞれの単位格子構造に応じたタンク内の位置を順次硬化させる。これにより、造形装置は、単一の感光性樹脂を用いて、互いに異なる物性を有する複数の領域を含むインソールを造形することができる。

なお、インソール１００の材料としては、造形技術に利用可能な材料であれば任意の材料を適用可能であり、例えば、付加製造技術により造形可能な任意の感光性樹脂が適宜選択可能である。

（荷重方向）
上記の実施形態では、例えば図９に示すように荷重方向が図中の鉛直下方向に対応する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、装具内での単位格子構造の方向は、製造者の任意により適宜設定可能である。例えば、手に装着する装具であれば、手と装具との接点における法線方向を荷重方向として定義してもよい。この場合、図３の単位格子構造は、図中の鉛直下方向が人体との接点における法線方向に対応するように装具内に配列される。

以上説明した実施形態によれば、領域に応じて適切な物性を有する装具及び装具の製造方法を提供することができる。

（第２の実施形態）
従来の技術においては、必ずしも適切な物性の装具が設計されているとは限らない。例えば、従来の装具設計では、インソールの製造にどのような物性の材料を利用するかの判断は、装具設計を行う義装具士の経験に委ねられている。このため、仮に、ある症状を有する被検体に対して異なる義装具士が装具を作成する場合、それぞれの装具には互いに異なる物性の材料が用いられる場合が多く、必ずしも適切な物性の装具が設計されているとは限らない。

第２～第５の実施形態は、適切な物性の装具を設計することができる情報処理装置、システム、装具の製造方法、情報処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

図１１は、第２の実施形態のシステム１の概略構成の一例を示す図である。図１１に示すように、実施形態のシステム１は、情報処理装置１０と、造形装置２０とを含む。図１１に例示する各装置は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークにより、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。

情報処理装置１０は、装具を設計するためのモデルデータを生成する。モデルデータとは、被検体（装具の装着者）により装着される装具を造形装置２０で造形する際の元となる情報である。モデルデータを生成する処理内容については後述する。そして、情報処理装置１０は、生成したモデルデータを造形装置２０へ送る。

なお、以下の実施形態では、装具の一例として医療用のインソールについて説明する。ただし、実施形態はインソールに限定されるものではなく、例えば、手、肘、膝、肩、頭部等、人体の各部位に当てて利用される装具に広く適用可能である。また、実施形態は医療用の装具に限定されるものではなく、例えば、スポーツや日常生活における身体機能の補助や保護のために利用される装具に広く適用可能である。なお、インソールは、中敷き、中底等とも呼ばれる。また、以下の実施形態に係るインソールは、第１の実施形態にて説明したインソール１００に対応する。

造形装置２０は、情報処理装置１０から受け取ったモデルデータに基づいて、被検体が装着する装具を造形する造形部２１を備える。本実施形態では、造形部２１は、３次元プリンタの機能を提供するハードウェア要素群で構成される。

例えば、造形部２１は、インソールの材料となる感光性樹脂を充填するための液層（夕ンク）と、液層内の感光性樹脂を光重合反応により硬化させるためのレーザーとを有する。造形部２１は、モデルデータに基づいて規定される液層内の位置を、レーザーを用いて位置選択的に硬化させることで、モデルデータに対応する３次元構造体を造形する。

次に、本実施形態の情報処理装置１０について説明する。図１２は、第２の実施形態の情報処理装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。図１２に示すように、情報処理装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、補助記憶装置１４と、入力装置１５と、表示装置１６と、外部Ｉ／Ｆ（Interface）１７と、を備える。

ＣＰＵ１１は、プログラムを実行することにより、情報処理装置１０の動作を統括的に制御し、情報処理装置１０が有する各種の機能を実現するプロセッサ（処理回路）である。情報処理装置１０が有する各種の機能については後述する。

ＲＯＭ１２は、不揮発性のメモリであり、情報処理装置１０を起動させるためのプログラムを含む各種データ（情報処理装置１０の製造段階で書き込まれる情報）を記憶する。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１の作業領域を有する揮発性のメモリである。補助記憶装置１４は、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等の各種データを記憶する。補助記憶装置１４は、例えばＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等で構成される。

入力装置１５は、情報処理装置１０を使用する操作者が各種の操作を行うためのデバイスである。入力装置１５は、例えばマウス、キーボード、タッチパネル又はハードウェアキーで構成される。なお、操作者は、例えば、装具を作成する義装具士、医師や理学療法士等の医療関係者、及び装具を装着する被検体等に対応する。

表示装置１６は、各種情報を表示する。例えば、表示装置１６は、画像データやモデルデータ、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、医用画像等を表示する。表示装置１６は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ又はブラウン管ディスプレイで構成される。なお、例えばタッチパネルのような形態で、入力装置１５と表示装置１６とが一体に構成されても良い。

外部Ｉ／Ｆ１７は、造形装置２０等の外部装置と接続（通信）するためのインタフェースである。なお、図示しないが、外部Ｉ／Ｆ１７は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等の医用画像診断装置と接続されても良い。

図１３は、第２の実施形態の情報処理装置１０が有する機能の一例を示す図である。なお、図１３の例では、本実施形態に関する機能のみを例示しているが、情報処理装置１０が有する機能はこれらに限られるものではない。図１３に示すように、情報処理装置１０は、記憶部１０１、受付部１０２、生成部１０３、及び出力制御部１０４を有する。記憶部１０１は、例えば、補助記憶装置１４（例えばＨＤＤ）により実現される。受付部１０２、生成部１０３、及び出力制御部１０４は、例えば、ＣＰＵ１１により実現される。

記憶部１０１は、モデルデータのプリセット情報や、モデルデータの生成の際に参照されるデータベース等を記憶する。また、記憶部１０１は、医用画像診断装置により撮像された画像データ（ＤＩＣＯＭデータ）を記憶することも可能である。

受付部１０２は、操作者の入力を受け付ける機能を有する。例えば、受付部１０２は、操作者が入力装置１５を介して行った入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を電気信号へ変換して情報処理装置１０内の各部へ送る。

例えば、操作者は、入力装置１５を操作して、インソールの外形データを設定する。インソールの外形データは、互いに異なる物性を有する複数の領域について、各領域の形状、大きさ、厚み、位置、互いの領域の位置関係などの情報を含む。

図１４は、第２の実施形態のインソールの外形データの一例を示す図である。図１４の左図には、右足用のインソールを人体の各部位と直接的または間接的に接触する当接面側から見た平面図を例示する。図１４の右図には、左図の側面図を例示する。なお、図１４の上側にインソールのつま先側を示し、図１４の下側にインソールの踵側を示す。

図１４に示すように、例えば、インソールの外形データは、領域Ｒ１、領域Ｒ２、及び領域Ｒ３の情報を含む。このうち、領域Ｒ１は、インソールの全体的な外形を構成する領域である。領域Ｒ２は、踵骨付近の部位が接する領域である。領域Ｒ３は、母指の中足指関節付近の部位が接する領域である。

ここで、インソールの外形データは、領域Ｒ１、領域Ｒ２、及び領域Ｒ３のそれぞれについて、各領域の形状、各領域の大きさ、各領域の厚み、各領域の位置に関する情報を含む。また、インソールの外形データは、領域Ｒ１に対する領域Ｒ２の位置を示す情報と、領域Ｒ１に対する領域Ｒ３の位置を示す情報とを含む。

具体的には、インソールの外形データのプリセット情報が記憶部１０１に予め記憶されている。受付部１０２は、操作者からの操作に応じて、インソールの外形データのプリセット情報を記憶部１０１から読み出す。そして、操作者は、インソールの外形データのプリセット情報に設定された領域の数、大きさ、形状、厚み、及び位置等の情報を、被検体に合わせて設定（調整）する操作を行う。受付部１０２は、この操作を受け付けると、受け付けた操作に応じてインソールの外形データを設定する。

そして、受付部１０２は、感覚を識別する識別情報の入力を受け付ける。ここで、識別情報とは、例えば、「感覚Ａ」「感覚Ｂ」など、物体の利用により利用者に与えられる感覚を識別するための情報である。ただし、単純な識別情報とするよりも、「硬さ」、「フィット感」等の感覚的な用語で表現した方が操作者に直感的に伝わるため好適である。以下、このような感覚的な用語で表現した情報を、「質感情報」と称する。なお、質感情報は、感覚を識別する識別情報の一例である。

図１５は、第２の実施形態の質感情報の入力画面の一例を示す図である。図１５に示すように。例えば、受付部１０２は、インソールの各領域について、質感情報の入力を行うための画面を表示する。この画面には、「硬さ」及び「フィット感」について、それぞれ３段階で指定可能な目盛りが表示される。ここで、「硬さ」は、物体（装具の各領域）の硬度を表す質感情報である。また、「フィット感」は、例えば、装具を装着する人と物体との密着性を表す質感情報である。

例えば、操作者は、「硬さ」及び「フィット感」のそれぞれについて、各目盛りの上部にあるカーソル（図の逆三角形）の位置を変更することで、質感情報及び程度情報の入力を行う。図１５に示す例では、「硬さ」の程度情報として「３」、「フィット感」の程度情報として「２」が指定された場合を例示する。なお、以下の説明では、質感情報及び程度情報を組み合わせて表記する。例えば、硬さ「３」は、質感情報「硬さ」及び程度情報「３」が指定されたことを示す。

操作者が質感情報及び程度情報の入力を行うと、受付部１０２は、入力された質感情報及び程度情報を受け付ける。具体的には、受付部１０２は、装具のうちの複数の領域それぞれについて、質感情報の入力を受け付ける。そして、受付部１０２は、受け付けた質感情報及び程度情報を生成部１０３に送る。図１５に示す例では、受付部１０２は、硬さ「３」及びフィット感「２」を生成部１０３に送る。

なお、図１４及び図１５に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図１４に示したインソールの外形データに含まれる各領域の数、位置、大きさ、形状、及び厚みについては、装着する人の使用目的や症状に応じて任意に変更可能である。また、図１５に示した質感情報は、「硬さ」及び「フィット感」に限らず、任意の質感情報を設定可能である。また、程度情報は、３段階に限定されるものではなく、任意数の段階を設定可能である。

生成部１０３は、受付部１０２により受け付けられた質感情報に基づいて、装具を設計するためのモデルデータを生成する。例えば、生成部１０３は、質感情報と、程度情報と、装具の物性を規定する形状パラメータとが関連づけられた関連情報（テーブル）を参照することで、受付部１０２により受け付けられた質感情報と程度情報の組み合わせに対応する形状パラメータを決定する。

ここで、本実施形態に係るインソールの各領域は、互いに異なる単位格子構造により構成される。単位格子構造とは、多角柱形状の空間を一単位とする単位格子構造であって、多角柱形状を形成する複数の頂点のうち２点を接続する構造柱を複数備える。インソールの各領域の単位格子構造は、多角柱形状の空間を一単位とする単位格子構造を構成する複数の構造柱の数、構造柱の方向、構造柱の太さ、構造柱が交差する交差部の容積、及び単位格子構造の大きさのうち少なくとも１つを含むパラメータにより規定される。

つまり、生成部１０３は、形状パラメータとして、多角柱形状の空間を一単位とする単位格子構造を構成する複数の構造柱の数、構造柱の方向、構造柱の太さ、構造柱が交差する交差部の容積、単位格子構造の形状及び単位格子構造の大きさのうち少なくとも１つを含むパラメータを決定する。また、生成部１０３は、単位格子構造を構成する複数の構造柱の配置パターンを示す単位格子モデルを決定することで、構造柱の数及び構造柱の方向を決定する。そして、生成部１０３は、決定した形状パラメータを含むモデルデータを生成する。以下、図１６～図２３を用いて、生成部１０３の処理及び形状パラメータについて説明する。

図１６は、第２の実施形態の生成部１０３で参照される関連情報の一例を示す図である。この関連情報は（テーブル）、質感情報及び程度情報の組み合わせと、各種の形状パラメータとが関連づけられた情報である。この関連情報は、例えば、記憶部１０１に予め記憶されている。

図１６に示すように、関連情報は、「硬さ」、「フィット感」、「単位格子構造の形状」、「単位格子構造の各辺の長さ」、「単位格子モデル」、「構造柱の太さ」、及び「交差部の容積」が対応づけられた情報である。ここで、「単位格子構造の形状」、「単位格子構造の各辺の長さ」、「単位格子モデル」、「構造柱の太さ」、及び「交差部の容積」は、形状パラメータの一例である。各種の形状パラメータについては、図１７～図２３を用いて後述する。

例えば、図１６の関連情報の１つ目のレコードには、硬さ「１」、フィット感「１」、単位格子構造の形状「立方体形状」、各辺の長さ「Ｓ１」、単位格子モデル「モデルＡ」、構造柱の太さ「Ｗ１」、及び交差部の容積「Ｖ１」が対応づけられている。これは、硬さ「１」及びフィット感「１」の組み合わせが入力された場合には、単位格子構造の形状「立方体形状」、各辺の長さ「Ｓ１」、モデル「モデルＡ」、構造柱の太さ「Ｗ１」、及び交差部の容積「Ｖ１」の形状パラメータが選択されることを意味する。また、図１６には、硬さ及びフィット感の他の組み合わせについても同様に、各種の形状パラメータが対応づけて記憶されている。

このように、図１６に示す関連情報には、「１」～「３」の硬さと、「１」～「３」のフィット感との各々の組み合わせについて、各種の形状パラメータが対応づけて記憶されている。

なお、図１６に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図１６では、硬さとフィット感がそれぞれ３段階で入力（選択）される場合を例示したが、任意数の段階数を設定可能である。また、インソール内の各領域において、単位格子構造は、互いに同一の形状及び同一の大きさ（ここでは、各辺の長さ）を有する空間を一単位とすることが好適である。また、図１６の関連情報は、記憶部１０１に限らず、情報処理装置１０が通信可能な外部記憶装置に記憶されていても良い。例えば、ネットワーク上の外部記憶装置に関連情報が記憶されている場合、生成部１０３は、ネットワーク上の外部記憶装置に記憶された関連情報を参照することができる。

以下、図１７～図２３を用いて、単位格子構造の形状、単位格子構造の各辺の長さ、モデル、構造柱の太さ、及び交差部の容積の各種の形状パラメータについて説明する。

まず、図１６の「単位格子構造の形状」及び「単位格子構造の各辺の長さ」について説明する。「単位格子構造の形状」は、単位格子構造が一単位とする空間の形状である。「単位格子構造の各辺の長さ」は、単位格子構造が一単位とする空間の大きさに対応する。

図１７は、第２の実施形態の単位格子構造の形状及び各辺の長さについて説明するための図である。図１７に示すように、「単位格子構造の形状」は、６つの正方形の面により構成される立方体形状に対応する。この立方体形状の空間は、頂点に対応する８つの点Ｐ１～点Ｐ８を有する。また、図１７の例では、この空間は立方体形状であるため、何れの辺の長さも等しい。図１７の空間の各辺の長さは、例えば、点Ｐ１と点Ｐ２との距離で表される。

ここで、単位格子構造における線及び面の表記方法について説明する。本実施形態では、線及び面を表記する場合、その線又は面を構成する頂点を括弧書きで示す。例えば、「線（Ｐ１，Ｐ２）」という表記は、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ線を表す。また、「線（Ｐ１，Ｐ７）」という表記は、点Ｐ１と点Ｐ７とを結ぶ線（対角線）を表す。また、「面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）」という表記は、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、及び点Ｐ４を頂点とする面（底面）を表す。なお、構造柱は、線の表記方法と同様に表記する。

実施形態に係る単位格子構造は、複数の点Ｐ１～点Ｐ８のうち２点を接続する構造柱を複数備える。つまり、図１７の空間形状は、単位格子構造の形状に対応する。構造柱の数及び方向（配置方向）については、例えば、単位格子モデルにより予め規定されている。

なお、図１７に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図１７に示した立方体形状の空間はあくまで一例であり、単位格子構造が一単位とする空間形状は、多角柱形状であっても良い。この場合、単位格子構造は、例えば、三角柱形状、四角柱形状、及び六角柱形状のうちいずれか１つの形状の空間を一単位とすることが好適である。三角柱形状としては正三角柱形状が好適である。また、四角柱形状としては上述した立方体形状以外に直方体形状が好適である。また、六角柱形状としては正六角柱形状が好適である。ただし、装具を構成する各領域Ｒ１～領域Ｒ３の単位格子構造は、同一の空間形状であるのが好適である。また、構造柱は、多角柱形状又は円柱形状等の柱状である。また、構造柱の短手方向とは、構造柱の軸方向に直交する方向である。

次に、図１６の「単位格子モデル」について説明する。単位格子モデルとは、単位格子構造の基本的な骨格形状を示す。

図１８は、第２の実施形態の単位格子モデルについて説明するための図である。図１８において、破線は、一単位に相当する立方体形状の空間（図１７の空間）を示す。また、実線は、構造柱の存在を示す。なお、図１８に例示の単位格子モデルは、その配置方向が図１８の鉛直下方向に装具にかかる荷重方向と一致するようにインソールの各領域に配置されるのが好適である。なお、装具にかかる荷重方向とは人体の各部位から受けた荷重が加わる方向である。

図１８に示すように、例えば、単位格子モデルは、モデルＡ、モデルＢ、モデルＣ、モデルＤ、及びモデルＥを含む。ここで、モデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣは、立方体形状の空間の中心に構造柱の交差部を有する。また、モデルＤ及びモデルＥは、立方体形状を構成する複数の面のうち少なくとも１つの面の中心に構造柱の交差部を有する。

モデルＡは、立方体形状の対角線に沿って配置される４本の構造柱を備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＡは、構造柱（Ｐ１，Ｐ７）、構造柱（Ｐ２，Ｐ８）、構造柱（Ｐ３，Ｐ５）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ６）を有する。

モデルＢは、モデルＡと同様の４本の構造柱に加えて、立方体形状を構成する底面及び上面を囲む複数の辺に沿って配置される８本の構造柱を更に備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＢは、モデルＡが有する４本の構造柱を有する。更に、モデルＢは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）を囲む４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ２）、構造柱（Ｐ２，Ｐ３）、構造柱（Ｐ３，Ｐ４）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ１）を有する。また、モデルＢは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）を囲む４本の構造柱（Ｐ５，Ｐ６）、構造柱（Ｐ６，Ｐ７）、構造柱（Ｐ７，Ｐ８）、及び構造柱（Ｐ８，Ｐ５）を有する。

モデルＣは、モデルＢと同様の１２本の構造柱に加えて、荷重方向に沿って配置される４本の構造柱を更に備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＣは、モデルＢが有する１２本の構造柱を有する。更に、モデルＣは、インソールにかかる荷重方向に沿って配置される４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ５）、構造柱（Ｐ２，Ｐ６）、構造柱（Ｐ３，Ｐ７）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ８）を有する。

つまり、モデルＢとモデルＣとの差異は、荷重方向に沿って配置される４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ５）、構造柱（Ｐ２，Ｐ６）、構造柱（Ｐ３，Ｐ７）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ８）を有するか否かである。

モデルＤは、６つの面それぞれの対角線に沿って配置される１２本の構造柱を備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＤは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ３）及び構造柱（Ｐ２，Ｐ４）を有する。また、モデルＤは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ５，Ｐ７）及び構造柱（Ｐ６，Ｐ８）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ６）及び構造柱（Ｐ２，Ｐ５）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ２，Ｐ７）及び構造柱（Ｐ３，Ｐ６）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ３，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ７）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ５）を有する。

モデルＥは、モデルＤと比較して底面及び上面の対角線に沿った構造柱を備えず、底面及び上面を囲む複数の辺に沿って配置される８本の構造柱を更に備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＥは、側面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ６）及び構造柱（Ｐ２，Ｐ５）を有する。また、モデルＥは、側面（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ２，Ｐ７）及び構造柱（Ｐ３，Ｐ６）を有する。また、モデルＥは、側面（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ３，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ７）を有する。また、モデルＥは、側面（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ５）を有する。また、モデルＥは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）を囲む４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ２）、構造柱（Ｐ２，Ｐ３）、構造柱（Ｐ３，Ｐ４）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ１）を有する。また、モデルＥは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）を囲む４本の構造柱（Ｐ５，Ｐ６）、構造柱（Ｐ６，Ｐ７）、構造柱（Ｐ７，Ｐ８）、及び構造柱（Ｐ８，Ｐ５）を有する。

つまり、モデルＤ及びモデルＥの差異は、底面及び上面に配置された構造柱の有無である。具体的には、底面及び上面の対角線に沿った４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ３）、構造柱（Ｐ２，Ｐ４）、構造柱（Ｐ５，Ｐ７）、及び構造柱（Ｐ６，Ｐ８）を有するのが、モデルＤである。また、底面及び上面を囲む８本の構造柱（Ｐ１，Ｐ２）、構造柱（Ｐ２，Ｐ３）、構造柱（Ｐ３，Ｐ４）、構造柱（Ｐ４，Ｐ１）、構造柱（Ｐ５，Ｐ６）、構造柱（Ｐ６，Ｐ７）、構造柱（Ｐ７，Ｐ８）、及び構造柱（Ｐ８，Ｐ５）を有するのが、モデルＥである。

なお、図６では、モデルＤ及びモデルＥの構造柱を２種類の太さの実線によって図示したが、これは実際の構造柱の太さを示すものではなく、図示の明瞭化を意図したものである。つまり、太い方の実線は、立方体形状の空間を箱に見立てた場合に、「箱の手前側に見える面」に含まれる構造柱を示す。また、細い方の実線は、立方体形状の空間を箱に見立てた場合に、「箱の奥側に見える面」にのみ含まれる構造柱を示す。なお、「箱の手前側に見える面」とは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）、側面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６）、及び側面（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８）である。また、「箱の奥側に見える面」とは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）、側面（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７）、及び側面（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８）である。

つまり、本実施形態のインソールの各領域は、複数の単位格子モデルが繰り返し連続して配列された構造である。具体的には、インソールの各領域は、複数の単位格子構造が同一平面上に配列された層を少なくとも１つ有し、この層が積層されて構成される。なお、構造柱の断面形状は、四角形、五角形、六角形等の多角形、円形、楕円形等、任意の形状が適用可能である。

なお、図１８に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図１８に示したモデルはあくまで一例であり、単位格子モデルは任意の位置に構造柱を備えていても良い。ただし、単位格子構造は、多角柱形状の空間を構成する全ての頂点をいずれかの構造柱が通るように、複数の構造柱を備えるのが好適である。

また、単位格子構造は、立方体形状の空間の中心に構造柱の交差部を有する構造、及び、立方体形状を構成する複数の面のうち少なくとも１つの面の中心に構造柱の交差部を有する構造に限定されるものではない。ただし、単位格子構造は、複数の頂点とは異なる位置で少なくとも２つの構造柱が交差する交差部を有するのが好適である。

図１９は、第２の実施形態の単位格子モデルの種類と荷重－変位特性の関係を示す図である。ここで、荷重－変位特性とは、物体に印加された荷重［Ｎ］と、その荷重による物体の変位［ｍｍ］との関係を表したものであり、物体の硬度や密着性を表す物理的指標として利用される。本実施形態では、荷重－変位特性は、単位格子構造により構成された物体に対して荷重を印加することにより計測される。荷重－変位特性のグラフにおいて、グラフの縦軸は荷重［Ｎ］に対応し、グラフの横軸は変位［ｍｍ］に対応する。つまり、荷重－変位特性のグラフでは、硬い物体ほど急峻なグラフが得られ、柔らかい物体ほど緩やかなグラフが得られる。なお、通常、グラフは曲線として得られる場合が多いが、以下の各図では説明の簡素化のため直線で示す。

図１９では、図１８に示したモデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣの単位格子モデルにより構成された物体の荷重－変位特性を用いて説明する。なお、図１９において、モデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣの構造柱の太さ及び交差部の容積は一定である。

図１９に示す荷重－変位特性から、各モデルに含まれる構造柱の数が多いほど、物体が硬くなる傾向が認められる。また、図１９に示す荷重－変位特性から、構造柱の方向が荷重方向に近いほど、物体が硬くなる傾向が認められる。このため、異なる種類の単位格子モデルで各領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

次に、図１６の「構造柱の太さ」について説明する。構造柱の太さとは、単位格子モデルにおける各構造柱の太さであり、例えば、構造柱の太さ（Ｌ）と、単位空間の一辺の長さ（Ｓ）との比率により表される。

図２０は、第２の実施形態のＬ／Ｓと荷重－変位特性の関係を示す図である。図２０では、図１８のモデルＡにおいて、異なる太さの構造柱を有する物体の荷重－変位特性を用いて説明する。なお、図２０において、各物体の交差部の容積は一定である。

また、図２０では、構造柱の太さの一例として、構造柱の太さ（Ｌ）と、単位空間の一辺の長さ（Ｓ）との比率が異なる場合を説明する。図２０の例では、「Ｌ／Ｓ：１／３」が最も構造柱が太い場合に対応し、「Ｌ／Ｓ：１／５」及び「Ｌ／Ｓ：１／８」が順に構造柱がより細い場合に対応する。なお、構造柱の太さは、例えば、構造柱の「短手方向の断面において、重心を通る直線の中で、最も長い直線の長さとすることができる。

図２０に示す荷重－変位特性から、Ｌ／Ｓが大きい（太い）ほど、物体が硬くなる傾向が認められる。また、Ｌ／Ｓが小さい（細い）ほど、物体が柔らかくなる傾向が認められる。このため、異なる太さの構造柱を有する複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

次に、図１６の「交差部の容積」について説明する。交差部の容積とは、単位空間において少なくとも２つの構造柱が交差する部位（交差部）の容積である。

図２１は、第２の実施形態によって生成される単位格子モデルの構造柱の交差部の容積と荷重－変位特性の関係を示す図である。図２１には、荷重印加時において、交差部の容積と荷重－変位特性の関係を例示する。図２１では、図１８のモデルＡにおいて、異なる容積の交差部を有する物体の荷重－変位特性を用いて説明する。図２１において、各物体の構造柱の太さ（Ｌ）は一定である。なお、図２１に示す荷重印加時の荷重－変位特性においては、荷重に応じた変位を表すグラフ上の点（位置）が、グラフ中の矢印の方向に向かって移動することとなる。

図２１に示す荷重－変位特性において、交差部の容積が大きい場合には、グラフに変曲点Ｐ１１が認められる。つまり、交差部の容積が大きい物体は、荷重を印加していった場合に、原点Ｏから変曲点Ｐ１１までの間では硬い物質のように振る舞い、変曲点Ｐ１１以降には柔らかい物質のように振る舞う。この荷重－変位特性における物性の変化（グラフの傾きの変化）は、装具を利用する人がインソールに荷重を印加したときの密着性（荷重印加時の密着性）として感じられる。また、交差部の容積が中程度の物体は、柔らかい物体と同様に振る舞う。このため、異なる容積の交差部を有する複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

図２２は、第２の実施形態の交差部の容積と荷重－変位特性の関係を示す図である。図２２には、荷重解放時において、交差部の容積と荷重－変位特性の関係を例示する。図２２では、図１８のモデルＡにおいて、異なる容積の交差部を有する物体の荷重－変位特性を用いて説明する。図２２において、各物体の構造柱の太さ（Ｌ）は一定である。なお、図２２に示す荷重解放時の荷重－変位特性においては、荷重に応じた変位を表すグラフ上の点（位置）が、グラフ中の矢印の方向に向かって移動することとなる。また、図２２に示す破線のグラフは、荷重印加時のグラフに対応する。

図２２に示す荷重－変位特性において、交差部の容積が大きい場合には、形状回復速度が速く、比較的線形に近い傾斜が得られる。つまり、交差部の容積が大きい物体は、荷重を解放していった場合の変位の戻りが速い。この物性は、装具を利用する人がインソールから荷重を解放したときの密着性（荷重解放時の密着性）として感じられる。一方、図２２に示す荷重－変位特性において、交差部の容積が小さい場合には、形状回復速度が遅く、変曲点Ｐ１２が認められる。つまり、交差部の容積が小さい物体は、荷重を解放していった場合に、変曲点Ｐ１２までは変位の変化量が小さく、変曲点Ｐ１２から原点Ｏまでの間で形状が元に戻る。このため、異なる容積の交差部を有する複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

図２３は、第２の実施形態の交差部の容積に応じた形状回復速度の違いについて説明するための図である。図２３では、図１８のモデルＡにおける単位格子構造の上面から底面に向けて加重を印加した場合において、交差部の容積に応じた形状回復速度の違いについて説明する。図２３には、荷重印加時から荷重解放時に移行したときの交差部の形状の変化と、その変化における形状回復速度の速さを示す。図２３の上段には交差部の容積が大きい場合を示し、中段には交差部の容積が中程度の場合を示し、下段には交差部の容積が小さい場合を示す。なお、形状回復速度を示す矢印の長さは、形状回復速度の速さに対応する。

図２３において、交差部の形状について説明する。特段容積の調整を行わない場合には、交差部は、図２３の中段（荷重解放時）に示すような形状となる。本実施形態では、この形状を、交差部の容積が中程度である状態として説明する。

交差部の容積が大きい場合には、交差部は、図２３の上段（荷重解放時）に示すように、交差部を略中心とする球形状又は多面体形状を有する。つまり、交差部は、複数の構造柱を単に交差させた状態と比較して積極的に隆起した形状を有する。この場合、交差部は、構造柱の短手方向の断面より大きい断面を有する。具体的には、交差部の断面の面積は、構造柱の短手方向の断面と比較して１．１倍以上２０倍以下の断面であることが好適であり、１．２倍以上１０倍以下の面積であることがより好適であり、特に１．５倍以上５倍以下の面積であることがより好適である。なお、ここで交差部の断面の面積は、交差部の重心を通る面の中で、面積が最大となる面を基準とする。

一方、交差部の容積が小さい場合には、交差部は、図２３の下段（荷重解放時）に示すように、交差部付近の構造柱を細くした形状を有する。この場合、交差部は、構造柱の短手方向の断面より小さい断面を有する。具体的には、交差部の断面の面積は、構造柱の短手方向の断面と比較して０．０５倍以上０．９倍以下の断面であることが好適であり、０．１倍以上０．８倍以下の面積であることがより好適であり、特に０．２倍以上０．７倍以下の面積であることが特に好適である。なお、ここで交差部の断面の面積は、交差部の重心を通る面の中で、面積が最大となる面を基準とする。

ここで、図２３に示すように、荷重印加時には、形状を回復するためのエネルギーが交差部に蓄積されると考えられる。例えば、図２３の上側から下側へ向けて荷重が印加された場合には、交差部の領域Ｒ１３の両側にある２本の構造柱が押し広げられる結果、これを元に戻すための復元力が領域Ｒ１３に蓄積される。また、交差部の領域Ｒ１４の両側にある２本の構造柱が狭められる結果、これを元に戻すための反発力が領域Ｒ１４に蓄積される。

交差部の容積が大きい場合には、復元力及び反発力は大きなエネルギーとして蓄積される。このため、領域Ｒ１１の復元力は領域Ｒ１３の復元力よりも大きく、領域Ｒ１２の反発力は領域Ｒ１４の反発力よりも大きくなる。この結果、交差部の容積が大きいほど形状回復速度が速くなると考えられる。

また、交差部の容積が小さい場合には、復元力及び反発力は小さなエネルギーとして蓄積される。このため、領域Ｒ１５の復元力は領域Ｒ１３の復元力よりも小さく、領域Ｒ１６の反発力は領域Ｒ１４の反発力よりも小さくなる。この結果、交差部の容積が小さいほど形状回復速度が遅くなると考えられる。

このように、互いに異なる形状パラメータを有する単位格子構造により複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域をインソールに設けることが可能となる。

なお、図１７～図２３に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図２３では、交差部の容積を３段階で示したが、３段階に限定されるものではなく、所望の容積になるように製造可能である。

このように、図１６の関連情報は、図１９～図２３にて説明した各種の形状パラメータと荷重－変位特性との関連に基づいて予め設定されている。そして、生成部１０３は、図１６の関連情報を参照することで、受付部１０２により受け付けられた質感情報及び程度情報に基づいて、形状パラメータを決定する。具体的には、生成部１０３は、複数の領域それぞれについて、装具の物性を規定する形状パラメータを決定する。そして、生成部１０３は、インソールの外形データと、決定した形状パラメータとを含むモデルデータを生成する。

出力制御部１０４は、各種情報を出力する機能を有する。例えば、出力制御部１０４は、操作者により指定された画像データを表示装置１６に表示させる。また、出力制御部１０４は、操作者により指定された情報を外部Ｉ／Ｆ１７を経由して外部装置に送る。

例えば、出力制御部１０４は、生成部１０３により生成されたモデルデータを出力する。具体的には、出力制御部１０４は、モデルデータを記憶部１０１に格納する。また、出力制御部１０４は、モデルデータを表示装置１６に表示させる。また、出力制御部１０４は、モデルデータを造形装置２０へ出力する。

図２４は、第２の実施形態の出力制御部１０４による表示画面の一例を示す図である。図２４の上側に示すように、出力制御部１０４は、インソールの外形データを画像データとして表示装置１６に表示させる。この画像データには、インソールの各領域Ｒ１～Ｒ３の位置、大きさ、形状、及び厚み等の情報が含まれる。

また、図２４の下側に示すように、出力制御部１０４は、各領域の形状パラメータの一覧を表示装置１６に表示させる。この一覧には、各領域Ｒ１～Ｒ３に対して決定された形状パラメータがテキストデータとして記載される。図２４に示す例では、領域Ｒ１の単位格子構造の形状パラメータは、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ１」、単位格子モデル「モデルＣ」、構造柱の太さ「Ｗ１」、及び交差部の容積「Ｖ１」である。また、領域Ｒ２の単位格子構造の形状パラメータは、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ１」、単位格子モデル「モデルＡ」、構造柱の太さ「Ｗ２」、及び交差部の容積「Ｖ２」である。また、領域Ｒ３の単位格子構造の形状パラメータは、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ１」、単位格子モデル「モデルＡ」、構造柱の太さ「Ｗ３」、及び交差部の容積「Ｖ３」である。

なお、図２４に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、出力制御部１０４により表示されるモデルデータの内容は、操作者により設定されたインソールの外形データや、質感情報及び程度情報に基づいて決定された形状パラメータに応じて様々な情報が表示され得る。

図２５は、第２の実施形態の情報処理装置１０の動作例を示すフローチャートである。なお、各ステップの具体的な内容は上述した通りであるので、詳細な説明は適宜省略する。

図２５に示すように、受付部１０２は、インソールの外形データを設定する（ステップＳ２０１）。また、受付部１０２は、インソールの領域ごとに、質感情報及び程度情報の入力を受け付ける（ステップＳ２０２）。

そして、生成部１０３は、質感情報及び程度情報に基づいて、インソールの形状パラメータを決定する（ステップＳ２０３）。そして、生成部１０３は、形状パラメータを含むモデルデータを生成する（ステップＳ２０４）。そして、出力制御部１０４は、モデルデータを表示させる（ステップＳ２０５）。

次に、受付部１０２は、モデルデータの出力要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。モデルデータの出力要求を受け付けた場合（ステップＳ２０６、Ｙｅｓ）、出力制御部１０４は、造形装置２０にモデルデータを出力し（ステップＳ２０７）、処理を終了する。

一方、モデルデータの出力要求を受け付けない場合（ステップＳ２０６、Ｎｏ）、受付部１０２は、モデルデータの修正要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。モデルデータの修正要求を受け付けた場合（ステップＳ２０８、Ｙｅｓ）、生成部１０３は、モデルデータの修正要求に応じてモデルデータを修正する（ステップＳ２０９）。

一方、モデルデータの修正要求を受け付けない場合（ステップＳ２０８、Ｎｏ）、或いは、ステップＳ２０９の後、受付部１０２は、ステップＳ２０６に戻って、モデルデータの出力要求を受け付けたか否かを判定する。ステップＳ２０９の後に、ステップＳ２０６においてモデルデータの出力要求を受け付けた場合（ステップＳ２０６、Ｙｅｓ）、出力部２０５は、造形装置２０に修正後のモデルデータを出力し（ステップＳ２０７）、処理を終了する。

なお、図２５に示した処理手順はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、処理内容に矛盾が生じない範囲で、他の処理手順を追加（挿入）したり、各処理の順番を入れ替えたりすることができる。また、各処理手順は、必ずしも実行されなくても良い。例えば、ステップＳ２０８及びＳ２０９の処理は、必ずしも実行されなくても良い。

上述してきたように、本実施形態の情報処理装置１０は、装具の装着により被検体に与えられる感覚を識別する識別情報の入力を受け付ける。また、情報処理装置１０は、受け付けた識別情報に基づいて、装具を設計するためのモデルデータを生成する。また、情報処理装置１０は、生成したモデルデータを出力する。これによれば、本実施形態の情報処理装置１０は、適切な物性の材料を用いて装具を設計することができる。

例えば、本実施形態の情報処理装置１０では、各種の形状パラメータにより規定される物性が、操作者が直感的に把握しやすいように感覚的な用語で表現される。このため、情報処理装置１０では、操作者が直感的に想起する用語で装具の物性を入力することができるので、適切な物性の材料を容易に指定することが可能となる。

（第２の実施形態の変形例１）
第２の実施形態では、目盛り上のカーソルを用いて質感情報の入力を行う場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、受付部１０２は、レーダーチャート上で質感情報の入力を受け付けることができる。

図２６は、第２の実施形態の変形例１の入力画面の一例を示す図である。図２６に示すように。例えば、受付部１０２は、インソールの各領域について、質感Ａ、質感Ｂ、質感Ｃ、質感Ｄ、及び質感Ｅにより規定されるレーダーチャートを表示装置１６に表示させる。そして、受付部１０２は、レーダーチャート上で、質感Ａ、質感Ｂ、質感Ｃ、質感Ｄ、及び質感Ｅそれぞれの程度情報の入力を受け付ける。なお、質感Ａ～質感Ｅは、例えば、硬さやフィット感等に対応する。

このように、受付部１０２は、図２６に示すレーダーチャート上においても質感情報及び程度情報を受け付けることができる。

（第２の実施形態の変形例２）
また、例えば、出力制御部１０４は、荷重－変位特性を示すグラフを表示させることができる。

図２７は、第２の実施形態の変形例２の表示画面の一例を示す図である。図２７の上側のインソールの外形データは、図２４の上側のインソールの外形データと同様であるので説明を省略する。

図２７の下側に示すように、出力制御部１０４は、各領域Ｒ１～領域Ｒ３について、荷重－変位特性のグラフを表示装置１６に表示させる。この荷重－変位特性のグラフは、各領域の形状パラメータにより規定される物性を表したものである。なお、図２７に示した荷重－変位特性のグラフは、図２４のモデルデータとともに表示されても良い。

このように、出力制御部１０４は、モデルデータについて、荷重の変化と変位量の変化との関係により表される物性情報のグラフを表示させることができる。これにより、操作者は、自分が入力した質感情報及び程度情報に基づいて決定された形状パラメータが、どのような物性を表すかを容易に把握することができる。

（第３の実施形態）
第２の実施形態では、生成部１０３が関連情報を参照することで、質感情報及び程度情報に対応する形状パラメータを決定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、生成部１０３は、質感情報及び程度情報に基づいて物性情報を特定し、特定した物性情報に基づいて形状パラメータを決定することも可能である。

すなわち、第３の実施形態の情報処理装置１０において、受付部１０２は、質感情報の入力とともに、識別情報により識別される感覚の程度を表す程度情報の入力を受け付ける。そして、生成部１０３は、識別情報及び程度情報に基づいて、荷重の変化と変位量の変化との関係により表される物性情報を特定する。そして、生成部１０３は、特定した物性情報に基づいて、装具の物性を規定する形状パラメータを決定する。そして、出力制御部１０４は、決定した形状パラメータを含むモデルデータを生成する。

第３の実施形態の情報処理装置１０は、図１３に示した情報処理装置１０と同様の構成を備え、処理の一部が相違する。そこで、第３の実施形態では、第２の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第２の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については説明を省略する。

図２８は、第３の実施形態の情報処理装置１０の動作例を示すフローチャートである。図２８に示す処理手順のうち、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２の各処理は、図２５に示したステップＳ２０１及びステップＳ２０２の各処理と同様であるので説明を省略する。また、ステップＳ３０５～ステップＳ３１０の各処理は、図２５に示したステップＳ２０４～ステップＳ２０９の各処理と同様であるので説明を省略する。

また、以下の説明では、図２９～図３１を参照しつつ説明する。図２９～図３１は、第３の実施形態の生成部１０３の処理を説明するための図である。なお、図２９～図３１の荷重－変位特性のグラフにおいて、変位はＸ方向に対応し、荷重はＹ方向に対応する。

図２８に示すように、生成部１０３は、質感情報及び程度情報に基づいて、物性情報を特定する（ステップＳ３０３）。ここで、物性情報とは、物体（装具）の物性を示す情報であり、例えば、荷重－変位特性を表す情報（例えば、グラフの曲線を示す情報）である。

まず、生成部１０３は、図２９に示すように、「硬さ」に応じて、荷重－変位特性における「傾き」を特定する。ここで、記憶部１０１には、硬さの程度情報と、荷重－変位特性の傾きの変化とが予め対応づけて記憶されている。例えば、硬さ「３」の場合には、原点Ｏと点Ｐ２１とを結ぶ線の傾きが対応づけられている。また、硬さ「２」の場合には、原点Ｏと点Ｐ２２とを結ぶ線の傾きが対応づけられている。また、硬さ「１」の場合には、原点Ｏと点Ｐ２３とを結ぶ線の傾きが対応づけられている。

例えば、操作者により硬さ「２」が入力された場合には、生成部１０３は、原点Ｏと点Ｐ２２とを結ぶ線の傾きを特定する。

次に、生成部１０３は、図３０に示すように、「荷重解放時の密着性荷重解放時の密着性」に応じて、荷重－変位特性における「積分値の差分」を特定する。ここで、「積分値の差分」は、荷重－変化特性において最小荷重時における変位と最大荷重時における変位とを結んだ直線の積分値（原点Ｏと点Ｐ２２とを結ぶ直線、Ｘ＝（変曲点のＸ成分）の直線、及びＹ＝０の直線で囲まれる領域の面積）と原点Ｏと、変曲点及び点Ｐ２２を結ぶ線の積分値（原点Ｏと点Ｐ２２と変曲点とを結ぶ三角形の面積）との差分である。ここで、記憶部１０１には、荷重解放時の密着性荷重解放時の密着性の程度情報と、荷重－変位特性の積分値の差分の変化とが予め対応づけて記憶されている。例えば、荷重解放時の密着性荷重解放時の密着性「３」の場合には、積分値の差分「０（ゼロ）」が対応づけられている。これは、荷重－変位特性のグラフが変曲点を有さないことを意味する。また、荷重解放時の密着性荷重解放時の密着性「２」の場合には、積分値の差分「Ｘ１」が対応づけられている。積分値の差分「Ｘ１」は、原点Ｏ、点Ｐ２２、及び変曲点Ｐ２４を結ぶ三角形の面積に対応する。つまり、積分値の差分「Ｘ１」は、荷重－変位特性のグラフが変曲点Ｐ２４を有することを意味する。また、荷重解放時の密着性荷重解放時の密着性「１」の場合には、積分値の差分「Ｘ２」が対応づけられている（なお、Ｘ２は、Ｘ２＞Ｘ１を満たす）。積分値の差分「Ｘ２」は、原点Ｏ、点Ｐ２２、及び変曲点Ｐ２５を結ぶ三角形の面積に対応する。つまり、積分値の差分「Ｘ２」は、荷重－変位特性のグラフが変曲点Ｐ２５を有することを意味する。

例えば、操作者により荷重解放時の密着性荷重解放時の密着性「２」が入力された場合には、生成部１０３は、積分値の差分「Ｘ１」を特定する。

すなわち、硬さ「２」及び荷重解放時の密着性荷重解放時の密着性「２」が入力された場合には、生成部１０３は、荷重印加時にはグラフ上の点（位置）が原点Ｏから点Ｐ２２へ移動し、荷重解放時には点が点Ｐ２２から変曲点Ｐ２４を軽油して原点に移動するという物性情報を特定する。

そして、生成部１０３は、物性情報に基づいて、インソールの形状パラメータを決定する（ステップＳ３０４）。

図３１の左側には、図２９及び図３０において特定した物性情報が例示される。つまり、図３１の物性情報は、図２９の傾きと、図３０の積分値の差分とを含む。生成部１０３は、この物性情報に基づいて、図３１の右側に示すように、形状パラメータを特定する。

例えば、生成部１０３は、荷重－変位特性のグラフの概形に基づいて、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ１」、及び単位格子モデルの種類「モデルＡ」を決定する。そして、生成部１０３は、荷重－変位特性における「傾き」に基づいて、構造柱の太さ「Ｗ２」を決定する。そして、生成部１０３は、荷重－変位特性における「積分値の差分」に基づいて、交差部の容積「Ｖ３」を決定する。このように、生成部１０３は、物性情報に基づいて、インソールの形状パラメータを決定する。

なお、図３１において、荷重－変位特性のグラフの概形と、単位格子構造の形状、単位格子構造の各辺の長さ、及び単位格子モデルの種類の組み合わせとの関係は予め規定され、記憶部１０１に記憶されているのが好適である。また、荷重－変位特性における傾きと構造柱の太さとの関係は予め規定され、記憶部１０１に記憶されているのが好適である。また、荷重－変位特性における積分値の差分と交差部の容積との関係は予め規定され、記憶部１０１に記憶されているのが好適である。なお、図３１において説明した物性情報に基づく形状パラメータの決定方法はあくまで一例であり、任意の方法により決定可能である。

上述してきたように、第３の実施形態の生成部１０３は、質感情報及び程度情報に基づいて物性情報を特定し、特定した物性情報に基づいて形状パラメータを決定することができる。これにより、質感情報と形状パラメータとの対応関係をより詳細に設定することができるので、より適切な物性の材料を用いて装具を設計することが期待される。

（第４の実施形態）
また、例えば、情報処理装置１０は、荷重－変位特性のグラフを用いて識別情報の入力を行うことが可能である。

すなわち、第４の実施形態の情報処理装置１０において、受付部１０２は、識別情報として、荷重の変化と変位量の変化との関係により表される物性情報に関する入力を受け付ける。生成部１０３は、受付部１０２により受け付けられた物性情報に基づいて、装具の物性を規定する形状パラメータを決定する。生成部１０３は、決定した形状パラメータを含むモデルデータを生成する。

第４の実施形態の情報処理装置１０は、図１３に示した情報処理装置１０と同様の構成を備え、処理の一部が相違する。そこで、第４の実施形態では、第２の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第２の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については説明を省略する。

図３２は、第４の実施形態の情報処理装置１０の動作例を示すフローチャートである。図３２に示す処理手順のうち、ステップＳ４０１の処理は、図２５に示したステップＳ２０１の処理と同様であるので説明を省略する。また、ステップＳ４０４～ステップＳ４０９の各処理は、図２５に示したステップＳ２０４～ステップＳ２０９の各処理と同様であるので説明を省略する。

また、以下の説明では、図３３を参照しつつ説明する。図３３は、第４の実施形態の生成部１０３の処理を説明するための図である。なお、図３３の荷重－変位特性のグラフにおいて、変位はＸ方向に対応し、荷重はＹ方向に対応する。

図３２に示すように、受付部１０２は、インソールの領域ごとに、物性情報の入力を受け付ける（ステップＳ４０２）。

図３３に示すように、受付部１０２は、荷重－変位特性のグラフ上で「傾き」及び「積分値の差分」の入力を受け付ける。例えば、操作者は、荷重－変位特性のグラフ上で点Ｐ３１の位置を任意の位置に移動させることにより、荷重－変位特性における「傾き」を指定する。例えば、操作者は、硬い領域を設定したい場合には、点Ｐ３１の位置を上方（若しくは左方）へ移動させる。一方、操作者は、柔らかい領域を設定したい場合には、点Ｐ３１の位置を下方（若しくは右方）へ移動させる。

また、例えば、操作者は、荷重－変位特性のグラフ上で変曲点Ｐ３２の位置を任意の位置に移動させることにより、荷重－変位特性における「積分値の差分」を指定する。例えば、操作者は、強いフィット感の領域を設定したい場合には、変曲点Ｐ３２の位置を上方（若しくは左方）へ移動させる。一方、操作者は、弱いフィット感の領域を設定したい場合には、点Ｐ３１の位置を下方（若しくは右方）へ移動させる。

このように、受付部１０２は、原点Ｏと点Ｐ３１とを結ぶ線の「傾き」を受け付ける。また、受付部１０２は、原点Ｏ、点Ｐ３１、及び変曲点Ｐ３２を結ぶ三角形の面積を「積分値の差分」として受け付ける。

そして、生成部１０３は、物性情報に基づいて、インソールの形状パラメータを決定する（ステップＳ４０３）。なお、ステップＳ４０３の処理は、図３２に示したステップＳ３０４の処理と同様であるので説明を省略する。

上述してきたように、第４の実施形態の受付部１０２は、荷重－変位特性のグラフを用いて識別情報の入力を受け付けることができる。これにより、操作者は、物性情報を直感的に入力することができるので、より適切な物性の材料を用いて装具を設計することが期待される。

（第５の実施形態）
また、例えば、医用画像診断装置により被検体の身体の一部（装具の装着部位）の画像データが撮像可能な場合には、この画像データから得られる情報をモデルデータに反映させることができる。

図３４は、第５の実施形態のシステム１の概略構成の一例を示す図である。図３４に示すように、第５の実施形態のシステム１は、医用画像診断装置３０と、情報処理装置４０と、造形装置２０とを含む。図３４に例示する各装置は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークにより、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。なお、図３４の造形装置２０の構成は、図１１に示した造形装置２０の構成と同様であるので説明を省略する。

医用画像診断装置３０は、人体を傷つけることなく、通常は目視できない部分を画像化した画像データを生成する装置である。具体的には、図３４に示す医用画像診断装置３０は、被検体の撮影部位における体表の輪郭と、撮影部位内に存在する骨とが少なくとも描出された３次元の画像データ（ボリュームデータ）を生成可能な装置である。例えば、医用画像診断装置３０は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等である。以下、医用画像診断装置１０の一例であるＸ線ＣＴ装置が行う撮影について、簡単に説明する。

Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を照射するＸ線管球と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを対向する位置に支持して回転可能な回転フレームを有する架台装置により撮影を行う。Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管球からＸ線を照射させながら回転フレームを回転させることで、投影データを収集し、投影データからＸ線ＣＴ画像データを再構成する。Ｘ線ＣＴ画像データは、例えば、Ｘ線管球とＸ線検出器との回転面（アキシャル面）における断層像（２次元のＸ線ＣＴ画像データ）となる。

Ｘ線検出器は、チャンネル方向に配列されたＸ線検出素子である検出素子列が、回転フレームの回転軸方向に沿って複数列配列されている。例えば、検出素子列が１６列配列されたＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置は、回転フレームが１回転することで収集された投影データから、被検体の体軸方向に沿った複数枚（例えば１６枚）の断層像を再構成する。また、Ｘ線ＣＴ装置は、回転フレームを回転させるとともに、被検体又は架台装置を移動させるヘリカルスキャンにより、例えば、心臓全体を網羅した５００枚の断層像を３次元のＸ線ＣＴ画像データとして再構成することができる。

ここで、図３４に示す医用画像診断装置３０としてのＸ線ＣＴ装置は、立位、座位又は臥位の状態の被検体を撮影可能な装置である。かかるＸ線ＣＴ装置は、例えば、Ｘ線透過性の高い材質で作成された椅子に座った状態の被検体を撮影して、３次元のＸ線ＣＴ画像データを生成する。

なお、ＭＲＩ装置は、位相エンコード用傾斜磁場、スライス選択用傾斜磁場及び周波数エンコード用傾斜磁場を変化させることで収集したＭＲ信号から、任意の１断面のＭＲＩ画像や、任意の複数断面のＭＲＩ画像（ボリュームデータ）を再構成することができる。

第５の実施形態では、医用画像診断装置３０は、被検体の足を含む領域が撮影された３次元のＸ線ＣＴ画像データを画像データとして生成する。そして、医用画像診断装置３０は、生成した画像データを、情報処理装置４０に送信する。

具体的には、医用画像診断装置３０は、画像データを、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則った形式のＤＩＣＯＭデータにして、情報処理装置４０へ送信する。なお、医用画像診断装置３０は、画像データに付帯情報を付与したＤＩＣＯＭデータを作成する。付帯情報には、被検体を一意に識別可能な患者ＩＤや、患者情報（氏名、性別、年齢等）、画像の撮影が行われた検査の種類、検査部位（撮影部位）、撮影時の患者の体位、画像サイズに関する情報等が含まれる。画像サイズに関する情報は、画像空間における長さを実空間における長さに変換する情報として用いられる。なお、第５の実施形態は、医用画像診断装置３０が、立位、座位又は臥位の状態の被検体の足を含んで撮影された３次元のＸ線ＣＴ画像データを画像データとして情報処理装置２０へ送信する場合であっても、適用可能である。

図３５は、第５の実施形態の情報処理装置４０が有する機能の一例を示す図である。図３５に示すように、情報処理装置４０は、記憶部４０１、受付部４０２、生成部４０３、出力制御部４０４、及び取得部４０５を有する。情報処理装置４０は、図１２に示した情報処理装置１０と同様のハードウェア構成を有する。なお、図３５に示す記憶部４０１、受付部４０２、生成部４０３、及び出力制御部４０４は、図１１に示した記憶部１０１、受付部１０２、生成部１０３、及び出力制御部１０４と同様の機能を有するので説明を省略する。

取得部４０５は、画像データからに基づいて、被検体の身体の少なくとも一部の部位の外形データを含む部位情報を取得する。例えば、取得部４０５は、患者ＩＤに対応する画像データの送信要求を外部Ｉ／Ｆ１７を介して医用画像診断装置３０に送信する。外部Ｉ／Ｆ１７は、医用画像診断装置３０から受信した画像データを記憶部４０１に格納する。そして、取得部４０５は、記憶部４０１から画像データを取得する。

そして、取得部４０５は、画像データに基づいて、被検体の足の外形データを含む部位情報を取得する。例えば、取得部４０５は、３次元のＸ線ＣＴ画像データに対して、エッジ検出処理等の公知の画像処理を行って、足の輪郭（体表面）を抽出する。これにより、取得部２０３は、画像データから被検体の足の表面形状を３次元で表す外形データを取得する。そして、取得部４０５は、取得した部位情報を生成部４０３へ送る。

そして、生成部４０３は、部位情報に基づいて、モデルデータを生成する。例えば、生成部４０３は、取得部４０５により取得された部位情報に基づいて、モデルデータを生成する。例えば、生成部４０３は、足の外形データに合わせて、インソールの外形データを調整する。生成部４０３は、調整されたインソールの外形データを含むモデルデータを生成する。

また、出力制御部４０４は、モデルデータ及び部位情報を同時に表示させる。そして、受付部４０２は、モデルデータ及び部位情報が同時に表示された画像上で、モデルデータを修正する操作を受け付ける。そして、生成部４０３は、受付部４０２により受け付けられた操作に応じてモデルデータを修正する。

図３６は、第５の実施形態に係るモデルデータの修正処理を説明するための図である。図３６に示すように、出力制御部４０４は、モデルデータに含まれるインソールの外形データを、部位情報に含まれる足の外形データとともに表示装置１６に表示させる。ここで、出力制御部４０４は、インソールの外形データの位置と、足の外形データの位置とを対応づけて表示させる。

そして、受付部４０２は、図３６の表示画面上でモデルデータを修正する操作を受け付ける。そして、生成部４０３は、受付部４０２により受け付けられた操作に応じてモデルデータを修正する。これにより、操作者は、実際の足の外形データを画面上で確認しながら、インソールの外形データを修正することができる。

（第２～第５の実施形態に関するその他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

（装具の製造方法）
実施形態の造形装置２０は、以下の製造方法により装具を製造することができる。

例えば、造形装置２０は、材料押出方式、液槽光重合方式、粉末焼結積層方式等の各種付加造形技術（３次元造形技術）により、装具を造形（成形）することができる。

図３７は、実施形態の製造方法の一例を示すフローチャートである。図３７に例示の製造方法は、液槽光重合方式による３次元造形技術を実行可能な造形装置２０により実行される。造形装置２０（造形部２１）は、装具の材料となる感光性樹脂を充填するための液槽（タンク）と、液槽内の感光性樹脂を光重合反応により位置選択的に硬化させるためのレーザーとを有する。なお、造形装置２０としては、公知の造形装置が任意に適用可能である。

図３７に示すように、造形部２１は、モデルデータを読み出す（ステップＳ５０１）。このモデルデータは、造形装置２０で造形する際の元となる情報である。モデルデータは、例えば、製造者により予め作成され、造形装置が有する記憶装置に予め記憶されている。なお、記憶装置は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等に対応する。

続いて、造形部２１は、指定された感光性樹脂をタンクに充填する（ステップＳ５０２）。ここで、感光性樹脂は、モデルデータにより予め指定されていても良いし、造形方法が実行される毎に操作者により指定されても良い。

そして、造形部２１は、モデルデータに基づいて規定されるタンク内の各位置を、レーザーを用いて位置選択的に硬化させる（ステップＳ５０３）。例えば、造形部２１は、モデルデータにおいて構造柱が存在する位置に対応するタンク内の位置に対してレーザーを順次照射する。つまり、造形部２１は、装具の各領域それぞれの単位格子構造に応じたタンク内の位置を順次硬化させる。これにより、造形部２１は、適切な物性の装具を製造することができる。

なお、装具の材料としては、造形技術に利用可能な材料であれば任意の材料を適用可能であり、例えば、付加製造技術により造形可能な任意の感光性樹脂が適宜選択可能である。

（システム１による装具の製造方法）
上述してきたように、実施形態のシステム１は、情報処理装置１０及び造形装置２０を備える。つまり、システム１は、情報処理装置１０及び造形装置２０の機能により、装具を製造することができる。

すなわち、システム１において、情報処理装置１０は、装具の利用者に与えられる感覚を識別する識別情報の入力を受け付ける。そして、情報処理装置１０は、受け付けた識別情報に基づいて、装具を設計するためのモデルデータを生成する。そして、システム１において、造形装置２０は、モデルデータに基づいて装具を造形する。

例えば、システム１において、情報処理装置１０は、図２５に示したステップＳ２０１～ステップＳ２０９の処理によりモデルデータを生成する。そして、情報処理装置１０は、モデルデータを造形装置２０に送る。例えば、情報処理装置１０の出力制御部１０４は、モデルデータを造形装置２０にて利用可能なデータ形式に変換し、変換後のモデルデータを造形装置２０に送る。

そして、システム１において、造形装置２０は、図３７に示したステップＳ５０１～ステップＳ５０３の処理により、情報処理装置１０から受け付けたモデルデータに基づいて、装具を造形する。

これによれば、システム１は、適切な物性の装具を製造することができる。なお、情報処理装置１０及び造形装置２０が有する各処理部は、いずれの装置に備えられても良い。例えば、造形装置２０が生成部１０３を備える場合には、造形装置２０が識別情報に基づいてモデルデータを生成しても良い。この場合、情報処理装置１０の出力制御部１０４は、受付部１０２により受け付けられた識別情報を、造形装置２０に送ることとなる。

（荷重方向）
上記の実施形態では、例えば図２３に示すように荷重方向が図中の鉛直下方向に対応する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、装具内での単位格子構造の方向は、製造者の任意により適宜設定可能である。例えば、手に装着する装具であれば、手と装具との接点における法線方向を荷重方向として定義してもよい。この場合、図１８の単位格子構造は、図中の鉛直下方向が人体との接点における法線方向に対応するように装具内に配列される。

以上説明した実施形態によれば、適切な物性の材料を用いて装具を設計することができる情報処理装置、システム、情報処理方法、及びプログラムを提供することができる。

上述の実施形態は、以上の変形例と任意に組み合わせることができるし、以上の変形例同士を任意に組み合わせても良い。

また、上述した実施形態の情報処理装置１０，４０で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良いし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。また、各種プログラムを、例えばＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体に予め組み込んで提供するように構成しても良い。

（第６の実施形態）
従来の技術では、装具の設計に時間及びコストがかかり、また、品質のばらつきも生じていた。例えば、従来のインソール製造では、義装具士が手作業で行う工程が多いため、装具の設計に時間及びコストがかかり、また、義装具士感での品質のばらつきも生じていた。

第６の実施形態は、装具を容易に設計するとともに、品質を安定化させることが可能な情報処理装置、システム、装具の製造方法、情報処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

図３８は、第６の実施形態のシステム２の概略構成の一例を示す図である。図３８に示すように、第６の実施形態のシステム２は、医用画像診断装置５０と、情報処理装置６０と、造形装置７０とを含む。図３８に例示する各装置は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークにより、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。

医用画像診断装置５０は、人体を傷つけることなく、通常は目視できない部分を画像化した画像データを生成する装置である。具体的には、図３８に示す医用画像診断装置５０は、被検体の撮影部位における体表の輪郭と、撮影部位内に存在する骨とが少なくとも描出された３次元の画像データ（ボリュームデータ）を生成可能な装置である。例えば、医用画像診断装置５０は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等である。以下、医用画像診断装置５０の一例であるＸ線ＣＴ装置が行う撮影について、簡単に説明する。

Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を照射するＸ線管球と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを対向する位置に支持して回転可能な回転フレームを有する架台装置により撮影を行う。Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管球からＸ線を照射させながら回転フレームを回転させることで、投影データを収集し、投影データからＸ線ＣＴ画像データを再構成する。Ｘ線ＣＴ画像データは、例えば、Ｘ線管球とＸ線検出器との回転面（アキシャル面）における断層像（２次元のＸ線ＣＴ画像データ）となる。

Ｘ線検出器は、チャンネル方向に配列されたＸ線検出素子である検出素子列が、回転フレームの回転軸方向に沿って複数列配列されている。例えば、検出素子列が１６列配列されたＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置は、回転フレームが１回転することで収集された投影データから、被検体の体軸方向に沿った複数枚（例えば１６枚）の断層像を再構成する。また、Ｘ線ＣＴ装置は、回転フレームを回転させるとともに、被検体又は架台装置を移動させるヘリカルスキャンにより、例えば、心臓全体を網羅した５００枚の断層像を３次元のＸ線ＣＴ画像データとして再構成することができる。

ここで、図３８に示す医用画像診断装置５０としてのＸ線ＣＴ装置は、立位、座位又は臥位の状態の被検体を撮影可能な装置である。かかるＸ線ＣＴ装置は、例えば、Ｘ線透過性の高い材質で作成された椅子に座った状態の被検体を撮影して、３次元のＸ線ＣＴ画像データを生成する。

なお、ＭＲＩ装置は、位相エンコード用傾斜磁場、スライス選択用傾斜磁場及び周波数エンコード用傾斜磁場を変化させることで収集したＭＲ信号から、任意の１断面のＭＲＩ画像や、任意の複数断面のＭＲＩ画像（ボリュームデータ）を再構成することができる。

本実施形態では、医用画像診断装置５０は、被検体の足を含む領域が撮影された３次元のＸ線ＣＴ画像データを画像データとして生成する。そして、医用画像診断装置５０は、生成した画像データを、情報処理装置６０に送信する。

具体的には、医用画像診断装置５０は、画像データを、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則った形式のＤＩＣＯＭデータにして、情報処理装置６０へ送信する。なお、医用画像診断装置５０は、画像データに付帯情報を付与したＤＩＣＯＭデータを作成する。付帯情報には、被検体を一意に識別可能な患者ＩＤや、患者情報（氏名、性別、年齢等）、画像の撮影が行われた検査の種類、検査部位（撮影部位）、撮影時の患者の体位、画像サイズに関する情報等が含まれる。画像サイズに関する情報は、画像空間における長さを実空間における長さに変換する情報として用いられる。なお、本実施形態は、医用画像診断装置５０が、立位、座位又は臥位の状態の被検体の足を含んで撮影された３次元のＸ線ＣＴ画像データを画像データとして情報処理装置６０へ送信する場合であっても、適用可能である。

情報処理装置６０は、装具を装着する被検体（装着者）の画像データを医用画像診断装置５０から取得する。例えば、情報処理装置６０の操作者（義装具士等）は、被検体の患者ＩＤを用いた検索を行う。これにより、情報処理装置６０は、医用画像診断装置５０から被検体の足を含んで撮影された３次元のＸ線ＣＴ画像データを取得する。

そして、情報処理装置６０は、被検体の画像データから取得される各種情報を用いて、被検体が装着する装具を設計するためのモデルデータを生成する。モデルデータとは、被検体（装具の装着者）により装着される装具を造形装置７０で造形する際の元となる情報である。モデルデータを生成する処理内容については後述する。そして、情報処理装置６０は、生成したモデルデータを造形装置７０へ送る。

なお、以下の実施形態では、装具の一例として医療用のインソールについて説明する。ただし、実施形態はインソールに限定されるものではなく、例えば、手、肘、膝、肩、頭部等、人体の各部位に当てて利用される装具に広く適用可能である。また、実施形態は医療用の装具に限定されるものではなく、例えば、スポーツや日常生活における身体機能の補助や保護のために利用される装具に広く適用可能である。なお、インソールは、中敷き、中底等とも呼ばれる。また、以下の実施形態に係るインソールは、第１の実施形態にて説明したインソール１００に対応する。

造形装置７０は、情報処理装置６０から受け取ったモデルデータに基づいて、被検体が装着する装具を造形する造形部７１を備える。本実施形態では、造形部７１は、３次元プリンタの機能を提供するハードウェア要素群で構成される。

例えば、造形部７１は、インソールの材料となる感光性樹脂を充填するための液層（夕ンク）と、液層内の感光性樹脂を光重合反応により硬化させるためのレーザーとを有する。造形部７１は、モデルデータに基づいて規定される液層内の位置を、レーザーを用いて位置選択的に硬化させることで、モデルデータに対応する３次元構造体を造形する。

次に、本実施形態の情報処理装置６０について説明する。図３９は、第６の実施形態の情報処理装置６０のハードウェア構成の一例を示す図である。図３９に示すように、情報処理装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）６２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）６３と、補助記憶装置６４と、入力装置６５と、表示装置６６と、外部Ｉ／Ｆ（Interface）６７と、を備える。

ＣＰＵ６１は、プログラムを実行することにより、情報処理装置６０の動作を統括的に制御し、情報処理装置６０が有する各種の機能を実現するプロセッサ（処理回路）である。情報処理装置６０が有する各種の機能については後述する。

ＲＯＭ６２は、不揮発性のメモリであり、情報処理装置６０を起動させるためのプログラムを含む各種データ（情報処理装置６０の製造段階で書き込まれる情報）を記憶する。ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１の作業領域を有する揮発性のメモリである。補助記憶装置６４は、ＣＰＵ６１が実行するプログラム等の各種データを記憶する。補助記憶装置６４は、例えばＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等で構成される。

入力装置６５は、情報処理装置６０を使用する操作者が各種の操作を行うためのデバイスである。入力装置６５は、例えばマウス、キーボード、タッチパネル又はハードウェアキーで構成される。なお、操作者は、例えば、装具を作成する義装具士、医師や理学療法士等の医療関係者、及び装具を装着する被検体等に対応する。

表示装置６６は、各種情報を表示する。例えば、表示装置６６は、画像データやモデルデータ、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、医用画像等を表示する。表示装置６６は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ又はブラウン管ディスプレイで構成される。なお、例えばタッチパネルのような形態で、入力装置６５と表示装置６６とが一体に構成されても良い。

外部Ｉ／Ｆ６７は、医用画像診断装置５０や造形装置７０等の外部装置と接続（通信）するためのインタフェースである。

図４０は、第６の実施形態の情報処理装置６０が有する機能の一例を示す図である。なお、図４０の例では、本実施形態に関する機能のみを例示しているが、情報処理装置６０が有する機能はこれらに限られるものではない。図４０に示すように、情報処理装置６０は、記憶部６０１、ユーザインタフェース部６０２、学習部６０３、取得部６０４、生成部６０５、及び出力制御部６０６を有する。記憶部６０１の機能は、例えば、図３９に示す補助記憶装置６４（例えばＨＤＤ）により実現される。ユーザインタフェース部６０２の機能は、例えば、入力装置６５及び表示装置６６により実現される。学習部６０３、取得部６０４、生成部６０５、及び出力制御部６０６の各機能は、例えば、ＣＰＵ６１により実現される。

ここで、第６の実施形態の情報処理装置６０は、学習済みモデルを備え、学習済みモデルを用いることで、装具を容易に設計するとともに品質を安定化させることが可能である。なお、以下の実施形態では、情報処理装置６０が学習済みモデルを生成する場合を説明するが、これに限定されるものではない。例えば、情報処理装置６０は、情報処理装置６０とは異なる情報処理装置により生成された学習済みモデルを用いて、装具を容易に設計するとともに品質を安定化させることが可能である。

図４１は、第６の実施形態の情報処理装置６０により行われる学習時及び運用時の処理を示す図である。図４１の上段に示すように、学習時には、情報処理装置６０は、例えば、被検体Ｓ－１、被検体Ｓ－２、・・・及び被検体Ｓ－Ｎ（以下、「被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎ」と略記する）それぞれの足情報、モデルデータ、及び評価情報を用いて機械学習を行う。ここで、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足の外形データを含む情報である。また、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのモデルデータは、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足に装着されるインソールを設計するための情報である。また、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの評価情報は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールの評価に関する情報である。情報処理装置６０は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報、モデルデータ、及び評価情報を用いた機械学習を行うことで、足情報の入力によりモデルデータを出力可能な学習済みモデルを構築する。この学習済みモデルは、例えば、情報処理装置６０の記憶部６０１に格納される。

そして、図４１の下段に示すように、運用時には、情報処理装置６０は、インソールの作成対象である被検体Ｓ－Ｘの足情報を学習済みモデルに対して入力することで、学習済みモデルから被検体Ｓ－Ｘのモデルデータを出力させる。そして、情報処理装置６０は、学習済みモデルから出力された被検体Ｓ－Ｘのモデルデータを操作者（インソールを設計する者）に提示する。これにより、情報処理装置６０は、装具を容易に設計するとともに品質を安定化させることが可能である。

なお、図４１では、足情報の入力によりモデルデータを出力可能な学習済みモデルについて例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、情報処理装置６０は、手の外形データを含む情報（手情報）と、手に装着される手用装具を設計するためのモデルデータとを用いた機械学習を行う。これにより、情報処理装置６０は、手情報の入力により手用装具を設計するためのモデルデータを出力可能な学習済みモデルを構築することができる。すなわち、情報処理装置６０は、被検体の部位の外形データを含む部位情報と、その部位に装着される装具を設計するためのモデルデータとを用いた機械学習を行う。これにより、情報処理装置６０は、部位情報の入力により当該部位に装着される装具のモデルデータを出力可能な学習済みモデルを構築することができる。

図４０の説明に戻り、情報処理装置６０が有する記憶部６０１、ユーザインタフェース部６０２、学習部６０３、取得部６０４、生成部６０５、及び出力制御部６０６の各機能について詳細に説明する。

記憶部６０１は、機械学習に用いられる各種情報や、機械学習を行うための機械学習用プログラム等を記憶する。また、記憶部６０１は、機械学習により構築された学習済みモデルを記憶する。また、記憶部６０１は、医用画像診断装置により撮影された画像データ（ＤＩＣＯＭデータ）を記憶することも可能である。

ユーザインタフェース部６０２は、操作者の入力を受け付ける機能、及び、各種情報を出力する機能を有する。例えば、ユーザインタフェース部６０２は、操作者が入力装置１５を介して行った入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を電気信号へ変換して情報処理装置６０内の各部へ送る。また、ユーザインタフェース部６０２は、情報処理装置６０内の各部から各種情報を受け取り、受け取った情報を記憶部１０１に格納したり、表示装置１６に表示させたりする。また、ユーザインタフェース部６０２は、操作者により指定された情報を外部Ｉ／Ｆ６７を経由して外部装置に送る。

学習部６０３は、複数の被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの部位について、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの部位の外形データを含む部位情報と、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの部位に装着される装具を設計するためモデルデータと、装具の評価に関する評価情報とを用いた機械学習を行うことで、学習済みモデルを生成する。

例えば、ユーザインタフェース部６０２が学習済みモデルの生成要求を受け付けると、その生成要求が学習部６０３に送られる。学習部６０３は、学習済みモデルの生成要求を受け付けると、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報と、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールのモデルデータと、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールの評価情報とを記憶回路２０４から読み出す。そして、学習部６０３は、読み出した各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報と、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールのモデルデータと、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールの評価情報とを用いて、機械学習を行う。

以下、機械学習に用いられる「足情報」、「モデルデータ」、及び「評価情報」について、順に説明する。

まず、「足情報」について説明する。足情報は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足の外形データを含む情報である。例えば、足の外形データは、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足が撮影された画像データから取得される。

図４２は、第６の実施形態の足情報の一例を示す図である。図４２には、一例として、被検体Ｓ－１の足情報を例示する。図４２に示すように、被検体Ｓ－１の足情報は、足の外形データを含む。ここで、足の外形データは、被検体Ｓ－１の足の３次元的な表面形状を表す情報である。足の外形データは、例えば、被検体Ｓ－１の足が撮影された３次元のＸ線ＣＴ画像データから取得される。なお、足の外形データを取得するための処理は、後述する取得部６０４における処理と同様であるので、ここでは説明を省略する。

このように、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報は、例えば、足の外形データを含む。各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報は、情報処理装置６０、又は、情報処理装置６０とは異なる他の情報処理装置により各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの画像データから取得され、記憶部６０１に予め記憶されている。なお、図４２では、部位情報が部位の外形データを含む場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、部位情報は、外形データ以外にも、Ｘ線ＣＴ画像データから取得可能な様々な特徴情報を含むことが可能である。

次に、「モデルデータ」について説明する。モデルデータは、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足に装着されるインソールを設計するための情報であり、インソールを造形装置７０で造形する際の元となる情報である。モデルデータは、例えば、インソールの外形データと、インソールの物性を規定する形状パラメータとを含む情報である。

図４３は、第６の実施形態のインソールの外形データの一例を示す図である。図４３の左図には、右足用のインソールを人体の各部位と直接的または間接的に接触する当接面側から見た平面図を例示する。図４３の右図には、左図の側面図を例示する。なお、図４３の上側にインソールのつま先側を示し、図４３の下側にインソールの踵側を示す。

図４３に示すように、例えば、インソールの外形データは、領域Ｒ１、領域Ｒ２、及び領域Ｒ３の情報を含む。このうち、領域Ｒ１は、インソールの全体的な外形を構成する領域である。領域Ｒ２は、踵骨付近の部位が接する領域である。領域Ｒ３は、母指の中足指関節付近の部位が接する領域である。

ここで、インソールの外形データは、領域Ｒ１、領域Ｒ２、及び領域Ｒ３のそれぞれについて、各領域の形状、各領域の大きさ、各領域の厚み、各領域の位置に関する情報を含む。また、インソールの外形データは、領域Ｒ１に対する領域Ｒ２の位置を示す情報と、領域Ｒ１に対する領域Ｒ３の位置を示す情報とを含む。

また、インソールの形状パラメータは、単位格子構造を構成する複数の構造柱の数、構造柱の方向、構造柱の太さ、構造柱が交差する交差部の容積、単位格子構造の形状、及び単位格子構造の大きさのうち少なくとも１つを含む。

ここで、単位格子構造は、インソールの各領域を構成する構成単位であり、多角柱形状の空間を一単位とする。単位格子構造は、複数の構造柱により構成され、各種の形状パラメータをそれぞれ設定することにより様々な物性を実現することができる。

図４４は、第６の実施形態のインソールの形状パラメータの一例を示す図である。図４４に示すように、例えば、形状パラメータは、インソールの領域ごとに対応づけられている。図４４において、「単位格子構造の形状」、「単位格子構造の各辺の長さ」、「単位格子モデル」、「構造柱の太さ」、及び「交差部の容積」は、形状パラメータの一例である。

図４４に示す例では、例えば、領域Ｒ１には、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ１」、単位格子モデル「モデルＣ」、構造柱の太さ「Ｗ１」。及び交差部の容積「Ｖ１」が規定される。これは、領域Ｒ１がモデルＣの単位格子モデルにより構成され、その構造柱の太さが「Ｗ１」であり、その交差部の容積が「Ｖ１」であることを示す。

また、領域Ｒ２には、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ２」、単位格子モデル「モデルＡ」、構造柱の太さ「Ｗ２」。及び交差部の容積「Ｖ２」が規定される。これは、領域Ｒ２がモデルＡの単位格子モデルにより構成され、その構造柱の太さが「Ｗ２」であり、その交差部の容積が「Ｖ２」であることを示す。

また、領域Ｒ３には、単位格子構造の形状「立方体形状」、単位格子構造の各辺の長さ「Ｓ３」、単位格子モデル「モデルＡ」、構造柱の太さ「Ｗ３」。及び交差部の容積「Ｖ３」が規定される。これは、領域Ｒ３がモデルＡの単位格子モデルにより構成され、その構造柱の太さが「Ｗ３」であり、その交差部の容積が「Ｖ３」であることを示す。

このように、各領域Ｒ１～領域Ｒ３は、単位格子構造の形状、単位格子構造の各辺の長さ、構造柱の数、構造柱の方向、構造柱の太さ、及び交差部の容積のうち少なくとも１つの形状パラメータが異なる。これにより、各領域Ｒ１～領域Ｒ３は、互いに異なる物性を有する。また、領域Ｒ１の単位格子構造、領域Ｒ２の単位格子構造、及び領域Ｒ３の単位格子構造は、互いに同一の形状及び同一の大きさ（ここでは、各辺の長さ）を有する空間を一単位とすることが好適である。

以下、図４５～図５１を用いて、単位格子構造の形状、単位格子構造の各辺の長さ、モデル、構造柱の太さ、及び交差部の容積の各種の形状パラメータについては説明する。

まず、図４４の「単位格子構造の形状」及び「単位格子構造の各辺の長さ」について説明する。「単位格子構造の形状」は、単位格子構造が一単位とする空間の形状である。「単位格子構造の各辺の長さ」は、単位格子構造が一単位とする空間の大きさに対応する。

図４５は、第６の実施形態の単位格子構造の形状及び単位格子構造の各辺の長さについて説明するための図である。図４５に示すように、「単位格子構造の形状」は、６つの正方形の面により構成される立方体形状に対応する。この立方体形状の空間は、頂点に対応する８つの点Ｐ１～点Ｐ８を有する。また、図４５の例では、この空間は立方体形状であるため、何れの辺の長さも等しい。図４５の空間の各辺の長さは、例えば、点Ｐ１と点Ｐ２との距離で表される。

ここで、単位格子構造における線及び面の表記方法について説明する。本実施形態では、線及び面を表記する場合、その線又は面を構成する頂点を括弧書きで示す。例えば、「線（Ｐ１，Ｐ２）」という表記は、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ線を表す。また、「線（Ｐ１，Ｐ７）」という表記は、点Ｐ１と点Ｐ７とを結ぶ線（対角線）を表す。また、「面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）」という表記は、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、及び点Ｐ４を頂点とする面（底面）を表す。なお、構造柱は、線の表記方法と同様に表記する。

第６の実施形態に係る単位格子構造は、複数の点Ｐ１～点Ｐ８のうち２点を接続する構造柱を複数備える。つまり、図４５の空間形状は、単位格子構造の形状に対応する。構造柱の数及び方向（配置方向）については、例えば、単位格子モデルにより予め規定されている。

なお、図４５に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図４５に示した立方体形状の空間はあくまで一例であり、単位格子構造が一単位とする空間形状は、多角柱形状であっても良い。この場合、単位格子構造は、例えば、三角柱形状、四角柱形状、及び六角柱形状のうちいずれか１つの形状の空間を一単位とすることが好適である。三角柱形状としては正三角柱形状が好適である。また、四角柱形状としては上述した立方体形状以外に直方体形状が好適である。また、六角柱形状としては正六角柱形状が好適である。ただし、装具を構成する各領域Ｒ１～領域Ｒ３の単位格子構造は、同一の空間形状であるのが好適である。また、構造柱は、多角柱形状又は円柱形状等の柱状である。また、構造柱の短手方向とは、構造柱の軸方向に直交する方向である。

次に、図４４の「単位格子モデル」について説明する。単位格子モデルとは、単位格子構造の基本的な骨格形状を示す。

図４６は、第６の実施形態の単位格子モデルについて説明するための図である。図４６において、破線は、一単位に相当する立方体形状の空間（図４５の空間）を示す。また、実線は、構造柱の存在を示す。なお、図４６に例示の単位格子モデルは、その配置方向が図４６の鉛直下方向に装具にかかる荷重方向と一致するようにインソールの各領域に配置されるのが好適である。なお、装具にかかる荷重方向とは人体の各部位から受けた荷重が加わる方向である。

図４６に示すように、例えば、単位格子モデルは、モデルＡ、モデルＢ、モデルＣ、モデルＤ、及びモデルＥを含む。ここで、モデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣは、立方体形状の空間の中心に構造柱の交差部を有する。また、モデルＤ及びモデルＥは、立方体形状を構成する複数の面のうち少なくとも１つの面の中心に構造柱の交差部を有する。

モデルＡは、立方体形状の対角線に沿って配置される４本の構造柱を備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＡは、構造柱（Ｐ１，Ｐ７）、構造柱（Ｐ２，Ｐ８）、構造柱（Ｐ３，Ｐ５）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ６）を有する。

モデルＢは、モデルＡと同様の４本の構造柱に加えて、立方体形状を構成する底面及び上面を囲む複数の辺に沿って配置される８本の構造柱を更に備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＢは、モデルＡが有する４本の構造柱を有する。更に、モデルＢは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）を囲む４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ２）、構造柱（Ｐ２，Ｐ３）、構造柱（Ｐ３，Ｐ４）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ１）を有する。また、モデルＢは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）を囲む４本の構造柱（Ｐ５，Ｐ６）、構造柱（Ｐ６，Ｐ７）、構造柱（Ｐ７，Ｐ８）、及び構造柱（Ｐ８，Ｐ５）を有する。

モデルＣは、モデルＢと同様の１２本の構造柱に加えて、荷重方向に沿って配置される４本の構造柱を更に備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＣは、モデルＢが有する１２本の構造柱を有する。更に、モデルＣは、インソールにかかる荷重方向に沿って配置される４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ５）、構造柱（Ｐ２，Ｐ６）、構造柱（Ｐ３，Ｐ７）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ８）を有する。

つまり、モデルＢとモデルＣとの差異は、荷重方向に沿って配置される４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ５）、構造柱（Ｐ２，Ｐ６）、構造柱（Ｐ３，Ｐ７）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ８）を有するか否かである。

モデルＤは、６つの面それぞれの対角線に沿って配置される１２本の構造柱を備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＤは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ３）及び構造柱（Ｐ２，Ｐ４）を有する。また、モデルＤは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ５，Ｐ７）及び構造柱（Ｐ６，Ｐ８）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ６）及び構造柱（Ｐ２，Ｐ５）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ２，Ｐ７）及び構造柱（Ｐ３，Ｐ６）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ３，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ７）を有する。また、モデルＤは、側面（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ５）を有する。

モデルＥは、モデルＤと比較して底面及び上面の対角線に沿った構造柱を備えず、底面及び上面を囲む複数の辺に沿って配置される８本の構造柱を更に備える単位格子モデルである。具体的には、モデルＥは、側面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ６）及び構造柱（Ｐ２，Ｐ５）を有する。また、モデルＥは、側面（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ２，Ｐ７）及び構造柱（Ｐ３，Ｐ６）を有する。また、モデルＥは、側面（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ３，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ７）を有する。また、モデルＥは、側面（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８）の対角線に沿った２本の構造柱（Ｐ１，Ｐ８）及び構造柱（Ｐ４，Ｐ５）を有する。また、モデルＥは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）を囲む４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ２）、構造柱（Ｐ２，Ｐ３）、構造柱（Ｐ３，Ｐ４）、及び構造柱（Ｐ４，Ｐ１）を有する。また、モデルＥは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）を囲む４本の構造柱（Ｐ５，Ｐ６）、構造柱（Ｐ６，Ｐ７）、構造柱（Ｐ７，Ｐ８）、及び構造柱（Ｐ８，Ｐ５）を有する。

つまり、モデルＤ及びモデルＥの差異は、底面及び上面に配置された構造柱の有無である。具体的には、底面及び上面の対角線に沿った４本の構造柱（Ｐ１，Ｐ３）、構造柱（Ｐ２，Ｐ４）、構造柱（Ｐ５，Ｐ７）、及び構造柱（Ｐ６，Ｐ８）を有するのが、モデルＤである。また、底面及び上面を囲む８本の構造柱（Ｐ１，Ｐ２）、構造柱（Ｐ２，Ｐ３）、構造柱（Ｐ３，Ｐ４）、構造柱（Ｐ４，Ｐ１）、構造柱（Ｐ５，Ｐ６）、構造柱（Ｐ６，Ｐ７）、構造柱（Ｐ７，Ｐ８）、及び構造柱（Ｐ８，Ｐ５）を有するのが、モデルＥである。

なお、図６では、モデルＤ及びモデルＥの構造柱を２種類の太さの実線によって図示したが、これは実際の構造柱の太さを示すものではなく、図示の明瞭化を意図したものである。つまり、太い方の実線は、立方体形状の空間を箱に見立てた場合に、「箱の手前側に見える面」に含まれる構造柱を示す。また、細い方の実線は、立方体形状の空間を箱に見立てた場合に、「箱の奥側に見える面」にのみ含まれる構造柱を示す。なお、「箱の手前側に見える面」とは、上面（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）、側面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ５，Ｐ６）、及び側面（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ８）である。また、「箱の奥側に見える面」とは、底面（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）、側面（Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７）、及び側面（Ｐ３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８）である。

つまり、本実施形態のインソールの各領域は、複数の単位格子モデルが繰り返し連続して配列された構造である。具体的には、インソールの各領域は、複数の単位格子構造が同一平面上に配列された層を少なくとも１つ有し、この層が積層されて構成される。なお、構造柱の断面形状は、四角形、五角形、六角形等の多角形、円形、楕円形等、任意の形状が適用可能である。

なお、図４６に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図４６に示したモデルはあくまで一例であり、単位格子モデルは任意の位置に構造柱を備えていても良い。ただし、単位格子構造は、多角柱形状の空間を構成する全ての頂点をいずれかの構造柱が通るように、複数の構造柱を備えるのが好適である。

また、単位格子構造は、立方体形状の空間の中心に構造柱の交差部を有する構造、及び、立方体形状を構成する複数の面のうち少なくとも１つの面の中心に構造柱の交差部を有する構造に限定されるものではない。ただし、単位格子構造は、複数の頂点とは異なる位置で少なくとも２つの構造柱が交差する交差部を有するのが好適である。

図４７は、第６の実施形態の単位格子モデルの種類と荷重－変位特性の関係を示す図である。ここで、荷重－変位特性とは、物体に印加された荷重［Ｎ］と、その荷重による物体の変位［ｍｍ］との関係を表したものであり、物体の硬度や密着性を表す物理的指標として利用される。本実施形態では、荷重－変位特性は、単位格子構造により構成された物体に対して荷重を印加することにより計測される。荷重－変位特性のグラフにおいて、グラフの縦軸は荷重［Ｎ］に対応し、グラフの横軸は変位［ｍｍ］に対応する。つまり、荷重－変位特性のグラフでは、硬い物体ほど急峻なグラフが得られ、柔らかい物体ほど緩やかなグラフが得られる。なお、通常、グラフは曲線として得られる場合が多いが、以下の各図では説明の簡素化のため直線で示す。

図４７では、図４６に示したモデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣの単位格子モデルにより構成された物体の荷重－変位特性を用いて説明する。なお、図４７において、モデルＡ、モデルＢ、及びモデルＣの構造柱の太さ及び交差部の容積は一定である。

図４７に示す荷重－変位特性から、各モデルに含まれる構造柱の数が多いほど、物体が硬くなる傾向が認められる。また、図４７に示す荷重－変位特性から、構造柱の方向が荷重方向に近いほど、物体が硬くなる傾向が認められる。このため、異なる種類の単位格子モデルで各領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

次に、図４４の「構造柱の太さ」について説明する。構造柱の太さとは、単位格子モデルにおける各構造柱の太さであり、例えば、構造柱の太さ（Ｌ）と、単位空間の一辺の長さ（Ｓ）との比率により表される。

図４８は、第６の実施形態のＬ／Ｓと荷重－変位特性の関係を示す図である。図４８では、図４６のモデルＡにおいて、異なる太さの構造柱を有する物体の荷重－変位特性を用いて説明する。なお、図４８において、各物体の交差部の容積は一定である。

また、図４８では、構造柱の太さの一例として、構造柱の太さ（Ｌ）と、単位空間の一辺の長さ（Ｓ）との比率が異なる場合を説明する。図４８の例では、「Ｌ／Ｓ：１／３」が最も構造柱が太い場合に対応し、「Ｌ／Ｓ：１／５」及び「Ｌ／Ｓ：１／８」が順に構造柱がより細い場合に対応する。なお、構造柱の太さは、例えば、構造柱の「短手方向の断面において、重心を通る直線の中で、最も長い直線の長さとすることができる。

図４８に示す荷重－変位特性から、Ｌ／Ｓが大きい（太い）ほど、物体が硬くなる傾向が認められる。また、Ｌ／Ｓが小さい（細い）ほど、物体が柔らかくなる傾向が認められる。このため、異なる太さの構造柱を有する複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

次に、図４４の「交差部の容積」について説明する。交差部の容積とは、単位空間において少なくとも２つの構造柱が交差する部位（交差部）の容積である。

図４９は、第６の実施形態によって生成される単位格子モデルの構造柱の交差部の容積と荷重－変位特性の関係を示す図である。図４９には、荷重印加時において、交差部の容積と荷重－変位特性の関係を例示する。図４９では、図４６のモデルＡにおいて、異なる容積の交差部を有する物体の荷重－変位特性を用いて説明する。図４９において、各物体の構造柱の太さ（Ｌ）は一定である。なお、図４９に示す荷重印加時の荷重－変位特性においては、荷重に応じた変位を表すグラフ上の点（位置）が、グラフ中の矢印の方向に向かって移動することとなる。

図４９に示す荷重－変位特性において、交差部の容積が大きい場合には、グラフに変曲点Ｐ１１が認められる。つまり、交差部の容積が大きい物体は、荷重を印加していった場合に、原点Ｏから変曲点Ｐ１１までの間では硬い物質のように振る舞い、変曲点Ｐ１１以降には柔らかい物質のように振る舞う。この荷重－変位特性における物性の変化（グラフの傾きの変化）は、装具を利用する人がインソールに荷重を印加したときの密着性として感じられる。また、交差部の容積が中程度の物体は、柔らかい物体と同様に振る舞う。このため、異なる容積の交差部を有する複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

図５０は、第６の実施形態の交差部の容積と荷重－変位特性の関係を示す図である。図５０には、荷重解放時において、交差部の容積と荷重－変位特性の関係を例示する。図５０では、図４６のモデルＡにおいて、異なる容積の交差部を有する物体の荷重－変位特性を用いて説明する。図５０において、各物体の構造柱の太さ（Ｌ）は一定である。なお、図５０に示す荷重解放時の荷重－変位特性においては、荷重に応じた変位を表すグラフ上の点（位置）が、グラフ中の矢印の方向に向かって移動することとなる。また、図５０に示す破線のグラフは、荷重印加時のグラフに対応する。

図５０に示す荷重－変位特性において、交差部の容積が大きい場合には、形状回復速度が速く、比較的線形に近い傾斜が得られる。つまり、交差部の容積が大きい物体は、荷重を解放していった場合の変位の戻りが速い。この物性は、装具を利用する人がインソールから荷重を解放したときの密着性として感じられる。一方、図５０に示す荷重－変位特性において、交差部の容積が小さい場合には、形状回復速度が遅く、変曲点Ｐ１２が認められる。つまり、交差部の容積が小さい物体は、荷重を解放していった場合に、変曲点Ｐ１２までは変位の変化量が小さく、変曲点Ｐ１２から原点Ｏまでの間で形状が元に戻る。このため、異なる容積の交差部を有する複数の領域を構成することで、異なる物性を有する複数の領域を設けることができる。

図５１は、第６の実施形態の交差部の容積に応じた形状回復速度の違いについて説明するための図である。図５１では、図４６のモデルＡにおける単位格子構造の上面から底面に向けて加重を印加した場合において、交差部の容積に応じた形状回復速度の違いについて説明する。図５１には、荷重印加時から荷重解放時に移行したときの交差部の形状の変化と、その変化における形状回復速度の速さを示す。図５１の上段には交差部の容積が大きい場合を示し、中段には交差部の容積が中程度の場合を示し、下段には交差部の容積が小さい場合を示す。なお、形状回復速度を示す矢印の長さは、形状回復速度の速さに対応する。

図５１において、交差部の形状について説明する。特段容積の調整を行わない場合には、交差部は、図５１の中段（荷重解放時）に示すような形状となる。本実施形態では、この形状を、交差部の容積が中程度である状態として説明する。

交差部の容積が大きい場合には、交差部は、図５１の上段（荷重解放時）に示すように、交差部を略中心とする球形状又は多面体形状を有する。つまり、交差部は、複数の構造柱を単に交差させた状態と比較して積極的に隆起した形状を有する。この場合、交差部は、構造柱の短手方向の断面より大きい断面を有する。具体的には、交差部の断面の面積は、構造柱の短手方向の断面と比較して１．１倍以上２０倍以下の断面であることが好適であり、１．２倍以上１０倍以下の面積であることがより好適であり、特に１．５倍以上５倍以下の面積であることがより好適である。なお、ここで交差部の断面の面積は、交差部の重心を通る面の中で、面積が最大となる面を基準とする。

一方、交差部の容積が小さい場合には、交差部は、図５１の下段（荷重解放時）に示すように、交差部付近の構造柱を細くした形状を有する。この場合、交差部は、構造柱の短手方向の断面より小さい断面を有する。具体的には、交差部の断面の面積は、構造柱の短手方向の断面と比較して０．０５倍以上０．９倍以下の断面であることが好適であり、０．１倍以上０．８倍以下の面積であることがより好適であり、特に０．２倍以上０．７倍以下の面積であることが特に好適である。なお、ここで交差部の断面の面積は、交差部の重心を通る面の中で、面積が最大となる面を基準とする。

ここで、図５１に示すように、荷重印加時には、形状を回復するためのエネルギーが交差部に蓄積されると考えられる。例えば、図５１の上側から下側へ向けて荷重が印加された場合には、交差部の領域Ｒ１３の両側にある２本の構造柱が押し広げられる結果、これを元に戻すための復元力が領域Ｒ１３に蓄積される。また、交差部の領域Ｒ１４の両側にある２本の構造柱が狭められる結果、これを元に戻すための反発力が領域Ｒ１４に蓄積される。

交差部の容積が大きい場合には、復元力及び反発力は大きなエネルギーとして蓄積される。このため、領域Ｒ１１の復元力は領域Ｒ１３の復元力よりも大きく、領域Ｒ１２の反発力は領域Ｒ１４の反発力よりも大きくなる。この結果、交差部の容積が大きいほど形状回復速度が速くなると考えられる。

また、交差部の容積が小さい場合には、復元力及び反発力は小さなエネルギーとして蓄積される。このため、領域Ｒ１５の復元力は領域Ｒ１３の復元力よりも小さく、領域Ｒ１６の反発力は領域Ｒ１４の反発力よりも小さくなる。この結果、交差部の容積が小さいほど形状回復速度が遅くなると考えられる。

このように、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのモデルデータは、例えば、インソールの外形データ及びインソールの形状パラメータを含む。なお、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのモデルデータは、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールが造形装置７０により造形された際に元となった情報である。つまり、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのモデルデータは、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールを製造した者によって予め生成されたものであり、記憶部６０１に予め記憶されている。

なお、図４５～図５１に示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図５１では、交差部の容積を３段階で示したが、３段階に限定されるものではなく、所望の容積になるように製造可能である。

次に、「評価情報」について説明する。評価情報は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールの評価に関する情報である。例えば、評価情報は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎによるインソールの装着感に関する装着感評価情報、及び、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの症状に関する症状評価情報のうち少なくとも一方を含む。

装着感評価情報は、例えば、インソールの装着のしやすさ、インソール装着時の締まり具合、サポート感、通気性、装着に要する時間、及びデザイン等の評価項目に基づいて、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎにより評価される情報である。例えば、装着感評価情報は、「１」～「３」の３段階の数値（スコア）で表される。この数値は、例えば、数値が高いほど評価が高いことを示す。

症状評価情報は、例えば、インソール装着時の姿勢の保持具合、インソールの利用前後における姿勢の変化、及びインソールの利用前後の骨格等の変形の改善状況等の評価項目に基づいて評価される情報である。例えば、症状評価情報は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎ、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの周囲にいる者（家族等）、又は各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの症状や治療具合を評価する医師や理学療法士等の医療従事者によって評価される。例えば、症状評価情報は、「１」～「３」の３段階の数値（整数）で表される。この数値は、例えば、数値が高いほど評価が高いことを示す。

このように、評価情報は、装着感評価情報及び症状評価情報のうち少なくとも一方を含む。なお、評価情報は、学習済みモデルを構築する者によって収集され、記憶部６０１に予め記憶されている。例えば、学習済みモデルを構築する者は、被検体や家族、医療関係者等に対してアンケート調査等を行って評価情報を収集する。なお、上記の説明はあくまで一例であり、上記の例に限定されるものではない。例えば、評価情報を得るための評価項目は、学習済みモデルを構築する者が任意に設定可能である。

図４０の説明に戻る。学習部６０３は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報と、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールのモデルデータと、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールの評価情報とを記憶部６０１から読み出す。そして、学習部６０３は、読み出した各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報と、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールのモデルデータと、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールの評価情報とを学習用データとして機械学習エンジンに入力することで、機械学習を行う。

ここで、学習部６０３における機械学習は、公知の機械学習エンジンにより実現可能である。例えば、機械学習エンジンとしては、ディープラーニング（Deep Learning）や、ニューラルネットワーク（Neural Network）、ロジスティック（Logistic）回帰分析、非線形判別分析、サポートベクターマシン（Support Vector Machine：ＳＶＭ）、ランダムフォレスト（Random Forest）、ナイーブベイズ（Naive Bayes）等の各種のアルゴリズムが適用可能である。

また、この機械学習において、インソールのモデルデータは、正解データとして利用される。また、足情報は、学習済みモデルの運用時に入力データとなる情報に対応する。また、評価情報は、正解データであるモデルデータの重み付けを行うための情報である。

例えば、学習部６０３は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報について、足情報同士の相関行列を構築する。学習部６０３は、相関行列を用いた主成分分析により、モデルデータに対して寄与度が大きい上位ｋ個の固有ベクトル空間内の境界平面（超平面）を決定する。このとき、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのモデルデータには、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの評価情報に基づいて決定される重み付けが与えられる。

このように、学習部６０３は、機械学習を行って、足情報の入力に対して最適なモデルデータを出力する学習済みモデルを生成する。学習部６０３は、生成した学習済みモデルを記憶部６０１に格納する。

なお、上記の説明では、評価情報を用いて各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのモデルデータの重み付けを行う場合の機械学習について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、学習部６０３は、評価情報を用いなくとも機械学習を行うことができる。この場合、学習部６０３は、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報と、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎのインソールのモデルデータとを学習用データとして機械学習エンジンに入力することで、機械学習を行う。

また、上記の説明では、疾患や症状に関係無く、複数の被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの足情報及びモデルデータを学習用データとする場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、学習部６０３は、特定の疾患や症状により学習用データの絞り込みを行ってもよい。例えば、学習部６０３は、外反母趾の被検体の足情報と、その被検体の外反母趾を治療又は改善するために製造されたインソールのモデルデータとを学習用データとして機械学習を行う。これにより、学習部６０３は、外反母趾に特化した学習済みモデルを構築することができる。

取得部６０４は、被検体Ｓ－Ｘの部位が撮影された画像データに基づいて、被検体Ｓ－Ｘの部位の外形データを含む部位情報を取得する。例えば、取得部６０４は、画像データとして、インソールの作成対象である被検体Ｓ－Ｘの足が撮影された３次元のＸ線ＣＴ画像データを用いて、足情報を取得する。

例えば、ユーザインタフェース部６０２がモデルデータの生成要求を受け付けると、その生成要求が取得部６０４に送られる。ここで、モデルデータの生成要求には、例えば、新たなインソールの作成対象である被検体Ｓ－Ｘを識別するための識別情報（患者ＩＤ等）が含まれる。取得部６０４は、モデルデータの生成要求を受け付けると、記憶部６０１に記憶された様々な情報の中から、患者ＩＤにより識別される被検体Ｓ－Ｘの画像データ（３次元のＸ線ＣＴ画像データ）を読み出す。

そして、取得部６０４は、３次元のＸ線ＣＴ画像データに対して、エッジ検出処理等の公知の画像処理を行って、足の輪郭（体表面）を抽出する。これにより、取得部６０４は、画像データから被検体の足の３次元的な表面形状を表す足の外形データを取得する。

このように、取得部６０４は、外形データを含む足情報を取得する（図５参照）。なお、上記の説明では、部位情報が外形データを含む場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、部位情報は、外形データ以外にも、セグメンテーション処理やパターンマッチング処理等を用いることでＸ線ＣＴ画像データから取得可能な様々な特徴情報を含むことが可能である。また、上記の説明では、画像データが３次元のＸ線ＣＴ画像データである場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、画像データは、３Ｄスキャナにより撮影されたものであっても適用可能である。例えば、３Ｄスキャナは、画像データとして３Ｄスキャンデータを撮影する。３Ｄスキャンデータは、足情報として、足の外形データを含む。

生成部６０５は、学習済みモデルに対して、被検体Ｓ－Ｘの部位情報を入力することで、被検体Ｓ－Ｘの部位に装着される装具を設計するためのモデルデータを生成する。なお、学習済みモデルは、複数の被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの部位について、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの部位の外形データを含む部位情報と、各被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎの部位に装着される装具を設計するためのモデルデータと、装具の評価に関する評価情報とを用いて学習されたものである。

例えば、生成部６０５は、学習部６０３により生成された学習済みモデルを記憶部６０１から読み出す。そして、生成部６０５は、読み出した学習済みモデルに対して、取得部６０４により取得された被検体Ｓ－Ｘの部位情報を入力することで、被検体Ｓ－Ｘの部位に装着される装具を設計するためのモデルデータを学習済みモデルに出力させる。そして、生成部６０５は、学習済みモデルから出力されたモデルデータを出力制御部６０６に送る。

なお、学習済みモデルから出力されるモデルデータは、学習済みモデルの構築に用いられたモデルデータと同一種類の情報を含む。つまり、機械学習に用いられたモデルデータが、単位格子構造の形状、単位格子構造の各辺の長さ、モデル、構造柱の太さ、及び交差部の容積の形状パラメータを含む場合には、学習済みモデルから出力されるモデルデータも同一種類の形状パラメータを含む。

また、生成部６０５は、モデルデータ及び部位情報が同時に表示された画像上でモデルデータを修正する操作を受け付け、受け付けた操作に応じてモデルデータを修正する。

図５２は、第６の実施形態のモデルデータの修正処理を説明するための図である。図５２に示すように、表示装置６６は、モデルデータ及び足情報を表示する。ここで、インソールの外形データの位置と、足の外形データの位置とは、対応づけて表示されている。

例えば、操作者は、表示装置６６に表示されたモデルデータ及び足情報を参照して、モデルデータを修正する操作を、入力装置６５を用いて行う。ユーザインタフェース部６０２は、操作者からモデルデータを修正する操作を受け付けると、受け付けた操作を生成部６０５に通知する。生成部６０５は、ユーザインタフェース部６０２が受け付けた操作に応じた修正をモデルデータに行う。これにより、操作者は、実際の足の外形データを画面上で確認しながら、インソールの外形データを修正することができる。

出力制御部６０６は、生成部６０５により生成されたモデルデータを出力する。例えば、出力制御部１０４は、生成部６０５により生成された被検体Ｓ－Ｘのモデルデータを記憶部１０１に格納する。また、出力制御部６０６は、被検体Ｓ－Ｘのモデルデータを造形装置７０に送る。

また、出力制御部６０６は、被検体Ｓ－Ｘのモデルデータを表示装置１６に表示させる。例えば、出力制御部６０６は、被検体Ｓ－Ｘのモデルデータ及び部位情報を同時に表示させる。これにより、操作者は、表示装置６６に同時に表示されたモデルデータ及び足情報を参照しつつ、モデルデータを修正する操作を行うことができる。

図５３及び図５４は、第６の実施形態の情報処理装置６０の動作例を示すフローチャートである。図５３には、学習時における情報処理装置６０の処理を例示する。また、図５４には、学習済みモデルの運用時における情報処理装置６０の処理を例示する。なお、各ステップの具体的な内容は上述した通りであるので、詳細な説明は適宜省略する。

図５３に示すように、ユーザインタフェース部６０２は、学習済みモデルの生成要求を受け付ける（ステップＳ６０１）。ユーザインタフェース部６０２は、受け付けた生成要求を学習部６０３に送る。

学習部６０３は、被検体Ｓ－１～Ｓ－Ｎそれぞれの足情報、モデルデータ、及び評価情報を記憶部６０１から読み出す（ステップＳ６０２）。学習部６０３は、足情報、モデルデータ、及び評価情報を学習用データとした機械学習によって学習済みモデルを生成する（ステップＳ６０３）。そして、学習部６０３は、学習済みモデルを記憶部６０１に格納する。

図５４に示すように、ユーザインタフェース部６０２は、モデルデータの生成要求を受け付ける（ステップＳ７０１）。ユーザインタフェース部６０２は、受け付けたモデルデータの生成要求を取得部６０４に送る。取得部６０４は、被検体Ｓ－Ｘの画像データを読み出す（ステップＳ７０２）。そして、取得部６０４は、読み出した画像データから足情報を取得する（ステップＳ７０３）。

そして、生成部６０５は、足情報を学習済みモデルに入力することで、モデルデータを生成する（ステップＳ７０４）。そして、出力制御部６０６は、生成されたモデルデータを表示させる（ステップＳ７０５）。

次に、ユーザインタフェース部６０２は、モデルデータの出力要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ７０６）。モデルデータの出力要求を受け付けた場合（ステップＳ７０６、Ｙｅｓ）、出力制御部６０６は、モデルデータを出力し（ステップＳ７０７）、処理を終了する。

一方、モデルデータの出力要求を受け付けない場合（ステップＳ７０６、Ｎｏ）、ユーザインタフェース部６０２は、モデルデータの修正要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ７０８）。モデルデータの修正要求を受け付けた場合（ステップＳ７０８、Ｙｅｓ）、生成部６０５は、モデルデータの修正要求に応じてモデルデータを修正する（ステップＳ７０９）。

一方、モデルデータの修正要求を受け付けない場合（ステップＳ７０８、Ｎｏ）、或いは、ステップＳ７０９の後、ユーザインタフェース部６０２は、ステップＳ７０６に戻って、モデルデータの出力要求を受け付けたか否かを判定する。ステップＳ７０９の後に、ステップＳ７０６においてモデルデータの出力要求を受け付けた場合（ステップＳ７０６、Ｙｅｓ）、出力制御部６０６は、修正後のモデルデータを出力し（ステップＳ７０７）、処理を終了する。

なお、図５３及び図５４に示した処理手順はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、処理内容に矛盾が生じない範囲で、他の処理手順を追加（挿入）したり、各処理の順番を入れ替えたりすることができる。また、各処理手順は、必ずしも実行されなくても良い。

上述してきたように、第６の実施形態の情報処理装置６０は、第１被検体の部位が撮影された画像データに基づいて、第１被検体の部位の外形データを含む第１部位情報を取得する。また、情報処理装置６０は、複数の第２被検体の部位について、各第２被検体の部位の外形データを含む第２部位情報と、各第２被検体の部位に装着される第２装具を設計するための第２モデルデータと、第２装具の評価に関する評価情報とを用いて学習された学習済みモデルに対して、第１部位情報を入力することで、第１被検体の部位に装着される第１装具を設計するための第１モデルデータを生成する。また、情報処理装置６０は、第１モデルデータを出力する。これによれば、第６の実施形態の情報処理装置６０は、装具を容易に設計するとともに、品質を安定化させることが可能である。

例えば、情報処理装置６０は、学習済みモデルに対して足情報を入力することでモデルデータを生成するので、装具の設計にかかる時間及びコストを低減させることができる。また、情報処理装置６０は、学習済みモデルに基づいてモデルデータを生成するので、品質のばらつきを低減させることができる。

なお、本実施形態では、学習時の処理と運用時の処理とが一つの情報処理装置６０内で実行される場合を説明したが、これらの各処理は個別の情報処理装置内で実行することができる。

例えば、学習時の処理を担う情報処理装置６０は、少なくとも学習部６０３を備える。この場合、学習部６０３により生成された学習済みモデルは、情報処理装置６０とは異なる別装置（別の情報処理装置）にて利用される。このため、情報処理装置６０により生成された学習済みモデルは、別装置に受け渡され、別装置の内部の記憶部に格納される。なお、情報処理装置６０と別装置との間の情報の受け渡しは、ネットワークを介して行われても良いし、記録媒体を介して行われてもよい。

また、例えば、運用時の処理を担う情報処理装置６０は、少なくとも取得部６０４、生成部６０５、及び出力制御部６０６の各機能を備える。この場合、情報処理装置６０は、情報処理装置６０とは異なる別装置（別の情報処理装置）により構築された学習済みモデルを用いて、モデルデータを生成する。なお、この学習済みモデルは、別装置から受け渡され、記憶部６０１に予め記憶されている。

（第６の実施形態に関するその他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

（装具の製造方法）
第６の実施形態の造形装置７０は、以下の製造方法により装具を製造することができる。

例えば、造形装置７０は、材料押出方式、液槽光重合方式、粉末焼結積層方式等の各種付加造形技術（３次元造形技術）により、装具を造形（成形）することができる。

図５５は、実施形態の製造方法の一例を示すフローチャートである。図５５に例示の製造方法は、液槽光重合方式による３次元造形技術を実行可能な造形装置７０により実行される。造形装置７０（造形部３１）は、装具の材料となる感光性樹脂を充填するための液槽（タンク）と、液槽内の感光性樹脂を光重合反応により位置選択的に硬化させるためのレーザーとを有する。なお、造形装置７０としては、公知の造形装置が任意に適用可能である。

図５５に示すように、造形部３１は、モデルデータを読み出す（ステップＳ８０１）。このモデルデータは、造形装置７０で造形する際の元となる情報である。モデルデータは、例えば、製造者により予め作成され、造形装置が有する記憶装置に予め記憶されている。なお、記憶装置は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等に対応する。

続いて、造形部３１は、指定された感光性樹脂をタンクに充填する（ステップＳ８０２）。ここで、感光性樹脂は、モデルデータにより予め指定されていても良いし、造形方法が実行される毎に操作者により指定されても良い。

そして、造形部３１は、モデルデータに基づいて規定されるタンク内の各位置を、レーザーを用いて位置選択的に硬化させる（ステップＳ８０３）。例えば、造形部３１は、モデルデータにおいて構造柱が存在する位置に対応するタンク内の位置に対してレーザーを順次照射する。つまり、造形部３１は、装具の各領域それぞれの単位格子構造に応じたタンク内の位置を順次硬化させる。これにより、造形部３１は、適切な物性の装具を製造することができる。

なお、装具の材料としては、造形技術に利用可能な材料であれば任意の材料を適用可能であり、例えば、付加製造技術により造形可能な任意の感光性樹脂が適宜選択可能である。

（システム２による装具の製造方法）
上述してきたように、実施形態のシステム２は、情報処理装置６０及び造形装置７０を備える。つまり、システム２は、情報処理装置６０及び造形装置７０の機能により、装具を製造することができる。

すなわち、システム２において、情報処理装置６０は、第１被検体の部位が撮影された画像データに基づいて、第１被検体の部位の外形データを含む第１部位情報を取得する。そして、情報処理装置６０は、複数の第２被検体の部位について、各第２被検体の部位の外形データを含む第２部位情報と、各第２被検体の部位に装着される第２装具を設計するための第２モデルデータと、第２装具の評価に関する評価情報とを用いて学習された学習済みモデルに対して、第１部位情報を入力することで、第１被検体の部位に装着される第１装具を設計するための第１モデルデータを生成する。そして、システム２において、造形装置７０は、第１モデルデータに基づいて、第１装具を造形する。

例えば、システム２において、情報処理装置６０は、図５４に示したステップＳ７０１～ステップＳ７０９の処理によりモデルデータを生成する。そして、情報処理装置６０は、モデルデータを造形装置７０に送る。例えば、情報処理装置６０の出力制御部６０６は、モデルデータを造形装置７０にて利用可能なデータ形式に変換し、変換後のモデルデータを造形装置７０に送る。

そして、システム２において、造形装置７０は、図５５に示したステップＳ８０１～ステップＳ８０３の処理により、情報処理装置６０から受け付けたモデルデータに基づいて、装具を造形する。

これによれば、システム２は、装具を容易に設計するとともに、品質を安定化させることが可能である。なお、情報処理装置６０及び造形装置７０が有する各処理部は、いずれの装置に備えられても良い。例えば、造形装置７０が生成部６０５を備える場合には、造形装置７０が学習済みモデルを用いてモデルデータを生成しても良い。この場合、情報処理装置６０の出力制御部６０６は、取得部６０４により取得された部位情報を、造形装置７０に送ることとなる。

（荷重方向）
上記の実施形態では、例えば図５１に示すように荷重方向が図中の鉛直下方向に対応する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、装具内での単位格子構造の方向は、製造者の任意により適宜設定可能である。例えば、手に装着する装具であれば、手と装具との接点における法線方向を荷重方向として定義してもよい。この場合、図４６の単位格子構造は、図中の鉛直下方向が人体との接点における法線方向に対応するように装具内に配列される。

以上説明した実施形態によれば、装具を容易に設計するとともに、品質を安定化させることが可能な情報処理装置、システム、情報処理方法、及びプログラムを提供することができる。

上述の実施形態は、以上の変形例と任意に組み合わせることができるし、以上の変形例同士を任意に組み合わせても良い。

また、上述した実施形態の情報処理装置６０で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良いし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。また、各種プログラムを、例えばＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体に予め組み込んで提供するように構成しても良い。

［実施例］
以下に、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。

（Architected Materialの力学特性）
実施例として、Architected Materialの力学特性について説明する。以下では、ラティスキューブ構造体の作製と評価、ラティスキューブ構造体の押込挙動、既存３Ｄプリンタ構造体との比較、及び既存インソール材料との比較について、順に説明する。なお、以下の説明において、単位格子構造を組み合わせて作成された物体を「構造体」と表記する。

（ラティスキューブ構造体の作製と評価）
Architected Materialとして、５×５×５の周期構造を有するラティスキューブ構造体（ラティス構造を組み合わせてなる立方体の構造体。単に「ラティスキューブ」との表記する）をＯｐｅｎＳＣＡＤにてデザインした。単位格子構造には、図３に示す立方格子系の構造パターン（体心立方格子モデル：モデルＡ～Ｃ、面心立方格子：モデルＤ，Ｅ）と、単純立方格子モデルＦとを用いた。なお、モデルＦは、図２に示す立方体形状の空間の各辺に構造柱を有する構造パターンである。

デザインしたラティスキューブ構造体（図５６）について、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）構造をもとに光硬化性ウレタンエラストマＥＰＵ４０（Ｃａｒｂｏｎ社製）を用いて、Ｃａｒｂｏｎ社製ＣＬＩＰ造形機Ｍ２にて造形を行った。各ラティスキューブサンプルは押し込み時の荷重変位曲線を精密万能試験機（インストロン５９６７）で評価した。なお、図５６は、ＯｐｅｎＳＣＡＤでデザインしたラティスキューブを示す図である。

（ラティスキューブ構造体の押込挙動）
単位格子の構造を変えることで、図５７に示すように荷重変位曲線の概形が大きく変化することが確認できた。モデルＦの場合のみ、変位１ｍｍ（キューブサイズ対比５％）の時点でみられるようなキューブ構造体の座屈に由来すると思われる荷重変位曲線の折れ曲がりが見られた（図５８左図）。モデルＡからモデルＥの場合、初期の変形は構造体の折り畳みに伴う変形によって、圧縮上下の単位格子同士が接触するまで、見かけのポアソン比が０になるような変形が確認できた（図５８右図）。また、試験したラティスキューブは全て、50%の圧縮後に除荷を行うと元構造に復元する弾性仕事の挙動を示した。なお、図５７は、単位格子を変えたラティスキューブの荷重変位曲線を示す図である。図５８は、キューブ圧縮時の挙動を示す図である。図５８において、左図は、モデルＦの圧縮時挙動を示し、右図は、モデルＡの圧縮時挙動を示す。

（既存３Ｄプリンタ構造体との比較）
比較例として既存の３Ｄプリンタによる造形構造体の評価を行った。充填密度をコントロールすることで柔軟な構造を実現した事例がある（非特許文献１：J. Li, H. Tanaka: The flexibility controlling study for 3D printed splint, Nanosensors, Biosensors, Info-Tech Sensors and 3D Systems, 101671A, (2017)）。熱可塑性エラストマ材料を用いて製造されたフィラメントＦＡＢＲＩＡＬ（登録商標）－Ｒ（ＪＳＲ（株）製）を用い、３Ｄプリンタの汎用的な方式であるＦＤＭ（Fused Deposition Modeling：熱溶解積層）法で、図５６で造形したラティスキューブと同じ大きさのキューブ形状を設計した。スライサーの設定によって内部充填パターン（図５９）と充填率（設定値を増やすと、造形平面内のＬ／Ｓ：ライン－スペース比が増加し、パターンが緻密化する）を変更し、造形したサンプルは押し込み時の荷重変位曲線を精密万能試験機（インストロン５９６７）で評価した。なお、図５９は、ＦＤＭ方式でキューブを造形する際のスライサーによる充填パターンを示す図である。図５９の左図は直線的（Rectilinear）形状を示し、右図はハチの巣状の（Honeycomb）形状を示す。

図６０及び図６１にみられるように、充填率や充填パターンを変更しても、初期の荷重変位曲線の傾きは変化しない。このことは、初期の押込み応力が変わらないことを示している。また、充填率が低い時には、図５７のモデルＦ同様に座屈由来と推測される荷重変位曲線の折れ曲がりが見られる。ＦＤＭ造形サンプルは全て、図６２に示すように圧縮時にはみかけのポアソン比が正となる圧縮挙動を示している。圧縮、除荷後のサンプルを観察すると、積層界面の剥離は無いが、キューブ形状としての降伏が生じており、形状の復元は確認できなかった。これらの結果は、ＦＤＭ造形の場合は、壁を積み上げて形状を作る必要があるため、圧縮時の力の逃げ場がなく座屈変形と降伏につながるものと考えられる。なお、図６０は、充填パターンを直線的（Rectilinear）形状として充填率を変量したキューブの荷重変位曲線を示す図である。図６１は、充填率を２０％に固定し充填パターンを変更したキューブの荷重変位曲線を示す図である。図６２は、ＦＤＭ造形サンプルの圧縮挙動を示す図である。

図５７及び図５８で評価したＥＰＵ４０を用いたArchitected Materialは壁でなく、柱で構造を維持しており、ラティスの構造上、図５９のモデルＡのように構造の折り畳みによって、より広い物理特性の表現が可能となっているものと考えられる。

（既存インソール材料との比較）
一方、図６３に示すように、単位格子を固定（モデルＡ）し、柱の太さ（Ｌ／Ｓ）と格子寸法比を変えた場合には荷重変位曲線の傾きをコントロール可能であることが示された。また、このコントロール範囲は、既存の装具用材料を圧縮したときの荷重変位曲線を評価した図６４と比較して、十分な範囲をカバーしていることが確認できた。これらより、ＥＰＵ４０で作製した、ラティス構造（単位格子構造）によるArchitected Materialは、バルク材と比較して座屈および圧縮の挙動や、荷重変位曲線を自由にコントロールでき、全体形状のデザインだけでなく物性のコントロールに有効と確認できた。なお、図６３は、単位格子を固定し、柱太さ（Ｌ／Ｓ）と格子寸法比を変えた場合のラティスキューブの荷重変位曲線を示す図である。図６４は、既存医療用インソール材料の荷重変位曲線を示す図である。

１，２ システム
１０，４０，６０ 情報処理装置
１１，６１ ＣＰＵ
１２，６２ ＲＯＭ
１３，６３ ＲＡＭ
１４，６４ 補助記憶装置
１５，６５ 入力装置
１６，６６ 表示装置
１７，６７ 外部Ｉ／Ｆ
２０，７０ 造形装置
２１，７１ 造形部
３０，５０ 医用画像診断装置
１００ インソール
１０１，４０１ 記憶部
１０２，４０２ 受付部
１０３，４０３ 生成部
１０４，４０４ 出力制御部
４０５ 取得部
６０１ 記憶部
６０２ ユーザインタフェース部
６０３ 学習部
６０４ 取得部
６０５ 生成部
６０６ 出力制御部

Claims (25)

1. 多角柱形状の空間を一単位とする単位格子構造であって、前記多角柱形状を形成する複数の頂点のうち２点を接続する構造柱を複数備える第１単位格子構造により構成される第１領域と、
   前記第１単位格子構造とは異なる第２単位格子構造により構成される第２領域と
   を有し、
   前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造は、前記複数の頂点のうち任意の頂点と、当該頂点を含む辺上の頂点とは異なる頂点とを接続する構造柱を少なくとも１つ有し、
   前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造それぞれは、
   前記多角柱形状の空間の内部、並びに、前記多角柱形状を構成する底面、上面、及び側面の面上のうち、少なくとも一つに、前記複数の頂点とは異なる位置で少なくとも二つの前記構造柱が交差する交差部を有し、
   互いに同一の形状及び同一の大きさを有する前記空間を一単位とし、
   物性を規定する形状パラメータが互いに異なり、
   前記形状パラメータは、前記単位格子構造の形状、前記単位格子構造の各辺の長さ、前記構造柱の数、前記構造柱の方向、前記構造柱の太さ、及び前記交差部の容積のうち少なくとも１つを含む、
   装具。
2. 前記交差部は、前記構造柱の短手方向の断面より大きい断面を有する、
   請求項１に記載の装具。
3. 前記交差部は、球形状又は多面体形状を有する、
   請求項１又は２に記載の装具。
4. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、前記空間の中心に前記交差部を有する、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の装具。
5. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、前記多角柱形状の対角線に沿って配置され、前記交差部において互いに交差する少なくとも２つの構造柱を有する、
   請求項４に記載の装具。
6. 前記多角柱形状は、四角柱形状であり、
   前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、前記四角柱形状の対角線に沿って配置され、前記交差部において互いに交差する４つの構造柱を有する、
   請求項５に記載の装具。
7. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、前記多角柱形状を構成する複数の面のうち少なくとも１つの面の中心に前記交差部を有する、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の装具。
8. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、前記多角柱形状を構成する底面、上面、及び側面のうち少なくとも１つの面の対角線に沿って配置され、前記交差部において互いに交差する少なくとも２つの構造柱を有する、
   請求項７に記載の装具。
9. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、前記多角柱形状を構成する底面及び上面のうち少なくとも一つの面を囲む複数の辺に沿ってそれぞれ配置される複数の構造柱を有する、
   請求項１～８のいずれか一つに記載の装具。
10. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、前記装具にかかる荷重方向に沿って配置される複数の構造柱を有する、
    請求項１～９のいずれか一つに記載の装具。
11. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造それぞれは、三角柱形状、四角柱形状、及び六角柱形状のうちいずれか１つの形状の空間を一単位とする単位格子構造である、
    請求項１～１０のいずれか一つに記載の装具。
12. 前記第１領域は、複数の前記第１単位格子構造が繰り返し連続して配列された構造であり、
    前記第２領域は、複数の前記第２単位格子構造が繰り返し連続して配列された構造である、
    請求項１～１１のいずれか一つに記載の装具。
13. 前記第１領域は、複数の前記第１単位格子構造が同一平面上に配列された層を少なくとも一つ有し、
    前記第２領域は、複数の前記第２単位格子構造が同一平面上に配列された層を少なくとも一つ有する、
    請求項１～１２のいずれか一つに記載の装具。
14. 前記第１領域及び前記第２領域は、互いに異なる物性を有する、
    請求項１～１３のいずれか一つに記載の装具。
15. 前記第１領域及び前記第２領域は、互いに同一の材料により形成される、
    請求項１～１４のいずれか一つに記載の装具。
16. インソールである、
    請求項１～１５のいずれか一つに記載の装具。
17. 前記交差部は、当該交差部において交差する少なくとも二つの前記構造柱とともに３次元造形技術により一体成型される、
    請求項１～１６のいずれか一つに記載の装具。
18. 前記多角柱形状は、立方体形状又は直方体形状である、
    請求項１～１７のいずれか一つに記載の装具。
19. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、前記多角柱形状の対角線に沿って配置される４本の構造柱を有する、
    請求項１８に記載の装具。
20. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、
    前記多角柱形状の対角線に沿って配置される４本の構造柱と、
    前記立方体形状を構成する底面及び上面を囲む複数の辺に沿って配置される８本の構造柱と、
    を有する、
    請求項１８に記載の装具。
21. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、
    前記多角柱形状の対角線に沿って配置される４本の構造柱と、
    前記立方体形状を構成する底面及び上面を囲む複数の辺に沿って配置される８本の構造柱と、
    荷重方向に沿って配置される４本の構造柱と、
    を有する、
    請求項１８に記載の装具。
22. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、前記立方体形状を構成する６つの面それぞれの対角線に沿って配置される１２本の構造柱を有する、
    請求項１８に記載の装具。
23. 前記第１単位格子構造及び前記第２単位格子構造のうち少なくとも一方は、
    前記立方体形状を構成する４つの側面それぞれの対角線に沿って配置される８本の構造柱と、
    前記立方体形状を構成する底面及び上面を囲む複数の辺に沿って配置される８本の構造柱と、
    を有する、
    請求項１８に記載の装具。
24. 荷重方向に配列された複数の前記第１単位格子構造それぞれは、当該荷重方向に対して垂直に交わる方向において同一位置にあり、
    荷重方向に配列された複数の前記第２単位格子構造それぞれは、当該荷重方向に対して垂直に交わる方向において同一位置にある、
    請求項１８～２３のいずれか一つに記載の装具。
25. 複数の前記第１単位格子構造それぞれの配置方向は、互いに同一であり、
    複数の前記第２単位格子構造それぞれの配置方向は、互いに同一である、
    請求項２４に記載の装具。

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