JPS639463A - 精神生理学的反射弓訓練用シュミレ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的には精神生理学的反射訓練装置に関し、
特に、マーシャルアーツ及びその他の競争・格闘スポー
ツと関連した打撃行動をテストしそして評価するための
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、反応時間形式の課題について打撃行動を訓練する
ために種々の訓練法が用いられた。かかる訓練法の目的
は全体として、擬ランダム信号を出し、訓練者の打撃行
動をモニターし、次に訓練者の能力に応じて訓練者にフ
ィードバックを与えることにある。信号は通常、たとえ
ば光又は光群のような可視刺激のオンセット（ｏｎｓｅ
ｔ　）又はオフセント（ｏｆｆｓｅｔ　）　、又はたと
えばブザー又はスピーカから発生した音声のような可聴
刺激のオンセット又はオフセット、若しくは成る物理的
な物体（たとえば、剣又はシャフト）のスラストである
。訓練者が刺激に気付いたとき、その訓練者は成る打撃
行動をとることが予想される。打撃行動は通常、ジャグ
、パンチ、ブロック、キックであり、その結果、ターゲ
ットに種々の程度の速度及び力で衝撃を与えることにな
る。通常２種類の一般的な打撃行動パラメータ（すなわ
ち、単純反応時間及び打撃力）が評価されて訓練者にフ
ィードバックされる。単純反応時間は信号の提示と打撃
行動との間の秒で表わした遅れ時間の長さである。打撃
力は打撃行動のターゲットのところでの測定圧力である
。

精神生理学法の背後にある基本理論はウェスト（Ｗｅｓ
ｔ　）の生理学説で説明される（ベスト、ティラー著［
医療についての生理学的基礎（Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃ
ａｌ　Ｂａ５ｉｓ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｐｒａｃｔ
ｉｃｅ　Ｎバルチモア、ウィリアム＆ウィルキンス、１
９８５　：第３章及び第４章の第９節参照）。生理学的
手法の重要性はタル）　（Ｔａｒｔ　）において説明さ
れている（タルト著「意識状態（Ｓｔａｔｅｓ　ｏｆ　
Ｃｏｎ５ｃｉｏｕｓｎｅｓｓ）Ｊ、ニューヨーク、Ｅ、
Ｐ、ダントン社、１９７５、第２章参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

反応時間に基づく打撃能力の組織的測定の技術現状にお
ける対策（ビゲロー氏等に付与された米国特許第４５３
４５５７号、ゴールドファルブ氏等に付与された米国特
許第３９３３３５４号、シーメル氏に付与された米国特
許第４．０８８３１５号参照）では、テストの困難性を
考慮に入れると能力が推定されなかった。従来の対策（
この対策は米国特許第１１７０４６７号、第４０２７８
７５号、第４３０９０２９号、第４３５３５４５号、第
４４０１３０３号、第４３６５８００号、第４４４０４
００号、第４５６４１９２号、第４５６５３６６号を含
む）は、予め定められた運動性出力たとえば打撃を開始
して終了する前に訓練者に種々の難度の所定のターゲッ
トシーケンスの発生を心の中で評価させるのを必要とす
る種々の複雑さの弁別刺激を使用していなかった。従来
の特許の技術は、最少の応答時間を推定、次に能力を評
価するために、知覚・出力行動型式について多くのデー
タを有する方法を利用していなかった。知覚・出力行動
についての知識は特定の打撃行動と関連した知覚経路及
び出力経路の形式及び長さと関連した時間の最少遅れを
解明する精神生理学についての理解及びその打撃行動を
行なうように訓練者に与えられる特定の指示に関する理
解を必要とする。従来技術（米国特許第４５３４５５７
号）は力の感知を使用したけれども完全にディジタル式
の対策は、本発明に係るようなｊ■−装置には導入され
なかったし、また、この対策は力の度合いと比例した可
聴フィードバックをもたず、垂直に並ぶフィードバック
光も使用されなかった。従来技術（米国第３９３３３５
４号）は複雑なバックリフトスイッチを備えた一般的な
ターゲットの形又は別個のコントロールパネル（米国特
許第４０８８３１５号）に取付けられた複雑な身体の形
を使用したが、本発明は特定のマーク付けされた（バッ
クリフトではない）細胞状ターゲットを有し、単一の複
雑なターゲット又は形をより小さな打撃領域に分けるの
ではなく、単にターゲットの数を増やすことにより異な
る主張を複雑さの増すテストに組込むことができる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、制御された条件のもとて反射神経筋の能力を
向上させる手段を提供する。制御された条件は時間に敏
感な競争・格闘状況、たとえば物体を打撃したり或いは
相手と格闘したりすることをシュミレートし、一方、こ
のような状況で神経学上又は身体上の損傷を受ける危険
を最少にし、或いは完全になくす。反射訓練の物体は、
パッドを打撃することになる予め定められた行動を行な
うことにより弁別性の刺激の提示に対しできるだけ迅速
に応答することになっている。マイクロコンピュータが
刺激の提示を制御し、パッドへの打撃を評価し、そして
反射能力に関するフィードバックを発生させる。特定の
打撃形式、たとえばパンチ、ジャグ、ブロック、キック
が正確さ、速さ、そして力についてまでもモニターされ
る。能力は４つの構成要素、すなわち、応答速度、訓練
者の身体サイズへの考慮（これは附随的構成要素である
）、実行中の打撃形式、パッドへの力の量の構成要素に
基づいている。訓練者の理想的な又は完全な精神生理学
的反射応答を計算するために上記構成要素を使用する。

訓練者の能力は完全な精神生理学的反射と比較され、そ
して、訓練者の直後反射性レベルを表示するフィードバ
ックが視覚的に及び／又は任意には聴覚的に与えられる
。

本発明の主目的は改良反射評価法を提供し、そして、改
良反射訓練装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、利用しうるマイクロプロセッサ技
術を使用した反射訓練技術を提供することにある。

これらの目的に鑑みて、本発明は実行中の打撃行動の形
式及び行動を開始するために用いられる偶発的刺激形式
に従って精神生理学反射を訓練するための装置及び方法
を提供する。

本発明の訓練用シュミレータは反応時間刺激を出すため
の手段と、難度を決めるための手段と、前記反応時間刺
激を前記難度に応じて付勢するための手段と、前記刺激
に応じて反応時間を感知するための手段と、反応時間に
ついての表示を出すための手段と、を有することを特徴
とする。

また、本発明の訓練用シュミレータは反応時間刺激を出
すための手段と、難度を決め、そしてそれに応じて前記
刺激を付勢するための手段と、反応信号を出力するため
に反応に応答する手段と、前記反応信号を感知し、そし
て前記反応時間についての表示を出すための手段と、を
有することを特徴とする。

本発明は、添付図面と関連して以下の詳細な説明を読む
ことにより容易に明らかになろう。

〔実施例〕

第１図は、一般にコントローラ・フィードバックユニッ
ト２とパッド・センサユニット３とを含む自蔵式精神生
理学的反射訓練用シュミレータ１を示す。コントローラ
・フィードバックユニット２は訓練用装置１をオン・ス
タートスイッチ４により動作させたりオフ・ストップス
イッチ５によって停止させたりするための手段を構成す
る。

オン・スタートスイッチ４を押すことにより装置１をい
ったん動作させるとコントローラはスピーカ６で音声に
よる導入的注意を出す。、すなわち、スピーカから、「
“ＯＮ”を押してテストを開始するか、又は“旧ＦＦＩ
ＣＵＬＴＹ”を押してテストパラメータを設定して下さ
い」という音声が出る。もし棄権又は開始レベル及びパ
ラメータを希望しなければ、難度及びその他のテストパ
ラメータを課題設定用スイッチ７により設定する。コン
トローラ２はスピーカを介して短い音声にする指示命令
を訓練者に与える。まず、コントローラ２は次のような
指示、すなわち「（１，低い、２．中程度、３゜高い、
４６極めて高い）の中から身体のサイズを選び、次にＯ
Ｎを押してください」という指示を出す。課題設定スイ
ッチ７のキーを１回〜４回押すことにより現在の身体サ
イズが決まる。オンスイッチ４を押すと、コントローラ
２は「現時点（カレント・サイズ）の体型」を知らせ、
すこし間を置いてから「１．パンチ又は２．のキックか
ら打撃形式を選び、次にＯＮを押して下さい」という指
示を出す。課題設定スイッチ７を１回又は２回押すこと
により現時点での打撃形式が定まる。オンスイッチ４を
押すとコントローラ２は「現時点（カレント・ストライ
ク）の打撃形式」を知らせ、すこし間を置いて、「１．
視覚、２．聴覚、３０両方、の中からテストモードを選
び、次にＯＮを押して下さい」という指示を出す。課題
設定スイッチ７を１回〜３回押すことにより現時点での
テストモードが決まる。オンスイッチ４を押すとコント
ローラ２は「現時点（カレント・モード）のテストモー
ド」を知らせ、すこし間を置いてから「（１゜１０回、
２．２５回、３．５０回、４．１００回）の中から試行
数を選び、次にＯＮを押して下さい」という指示を出す
。課題設定スイッチ７を１回〜４回押すことにより試行
数が定まる。オンスイッチ４を押すと、コンピュータは
「現時点（トライヤル）の試行数」を知らせ、すこし間
を置いてから「（１，初級者（ビギナ）、２．中級者（
インターメディエート）、３．上級者（アドバンス）、
４．エキスパート、５．マスター）の中から難易度を決
・め、次にＯＮを押して下さい」という指示を出す。課
題設定スイッチ７を１回〜５回押すことにより現時点で
の難易度が決まる。オンスイッチ４を押すとコントロー
ラ２は「現時点（ディフィカルテイ）難易度」を知らせ
、すこし間を置いてからｒＯＮを押してテストを開始す
るか又はＯＦＦを押してテストを停止して下さい」とい
う指示を出す。難易度は又、５つのレベル指示発光ダイ
オード（ＬＥＤ）　、すなわちビギナー８、インターメ
ディエート９、アドバンス１０、エキスパートｌｌ、マ
スター１１の５つのＬＥＤのうちの１つのＬＥＤて表示
される。開始テストパラメータは現時点では中程度の体
型、パンチ打撃形式、視覚だけのテストモード、２５回
の試行数、ビギナーレベルの課題に設定されている。

テストパラメータを随意調節したあと、オン・スタート
スイッチ４をキー押しすることにより訓練テストを開始
し、オフ・ストップスイッチ５を押すことにより訓練テ
ストを終了する。

信号又は刺激ＬＥＤ　１３．１４、■５．１６は視覚に
は反応時間刺激を出す。視覚による反応時間刺激は以下
の（ａ）〜（ｅ）まで種々のものがある。

ｆａｔ　　ビギナーレベル：任意の色で（例えば二色Ｌ
ＥＤは赤と緑を発光する）、断続から連続まで変化する
。

（ｂ）　　インターメディエートレベル：パルス化オン
・オフ主原色からパルス化オン・オフ第二色まで変化し
、これには刺激表象の度合いの増加を伴なったり伴なわ
なかったりする。

（Ｃ１アドバンスレベル：明滅する主原色から明滅する
第２色まで変化する。

（ｄ）　　エキスパートレベル：１色において主波長か
ら副波長まで明滅周波数が変化する。

（８）　　マスターレベル：第二色の副次的な明滅頻度
まで主要な頻度が変化し、これには刺激表象の度合いの
増加を伴なったり伴なわなかったりする。

ＬＥＤの明減速度及びドウエル時間（１つの明滅サイク
ル中でのタイムオフの量及びタイムオンの量）は〜３０
ヘルツの臨界フリッカ融合周波数以下である限り恣意的
にとることができ、妥当な明滅周波数は５ヘルツ〜０．
２５ヘルツの範囲である。反応時間刺激に比例する明滅
周波数の変化は、より早いレベルまで周波数を速くする
ことにより、すなわち明減速度を２倍にすることによっ
て達成される。刺激提示の増加は刺激インタバルの遅れ
時間を減じることにより達成される。

聴覚反応時間刺激は視覚反応時間刺激と等価であり、２
つのカラーＬＥＤのかわりに高音及び低音を用い、そし
て音量を変えることにより音色のパルス特性を変化させ
る。

時間を適当に遅らせた後、反応時間刺激を行なう。すな
わち、ＬＥＤをつけ或いはこれらＬＥＤが同一明滅周波
数において第二色、例えば緑で明滅し始め、又は明滅周
波数の変化が生じる。さらに、可聴刺激が与えられる。

反応時間刺激と可聴刺激は両方とも或いはどちらか一方
が行なわれる。

この時点では訓練者は反応時間刺激を感知して標識付け
されたターゲットｊｆｆ域１８内のパッド１７をたたく
義務がある。バンド１７はゴム状の物質であり、したが
って打撃力の一部を吸収しかくして訓練者の身体の外傷
を最少にする。ターゲット領域１８は、打撃の行なわれ
る輪郭までターゲットシンボルが彩色され、或いはエン
ボスされている。ターゲット領域１８内でバンド１７の
後ろ側には打撃感知領域１９及び小さな圧力感知領域２
０がある。打撃感知領域１９はバンド１７への衝撃時に
閉じる平らな圧力スイッチである。小さな圧力感知領域
２０は、パッド１７を打撃力の量に比例して測定可能な
電気量すなわち、電圧、電流又は抵抗の変化をつくる圧
カドランスジューサ、たとえば歪ゲージである。訓練者
がパッド１７を打ったとき反応時間刺激はセントし直さ
れ基線状態に戻る。たとえば、ＬＥＤ１３−１６を消し
たときには主原色に戻るか或いは主要な明滅パターンに
戻る。エツチング回路板２１は電気部品たとえば圧力ス
イッチ１９及び圧カドランスジューサ２０を保持してい
る。

基線状態に戻った直後、フィードバックが訓練者に与え
られる。これは動作表示ＬＥＤ２２．２３．２４．２５
．２６．２７．２８をつけることによって行なわれる。

ＬＥＤ２２〜２８は刺激開始と打撃感知スイッチ１９の
動作賦活との間の時間の比例遅れを１旨示する。随意、
ＬＥＤ８〜１２を使用して圧力感知トランスジューサ２
０から測定された力の比例レベルを指示させる。別の且
つ随意の形態の可聴フィードバックをスピーカ６から発
生させ、このスピーカ６の特性、例えば音色、音量は打
撃速度、打撃力にそれぞれ比例し、たとえば、コントロ
ーラ２はブーブーという音、ギーギーという音、又はそ
の他の音を発生させる。

コントローラ２は任意に、「“ナンバー”ミリセカンド
の経過時間を・・・」という指示に発生させる。

反射訓練テストを多数回繰返す。１０〜１００回が１セ
ツトを構成する。代表的には各セットのあとオフ・スト
ップスイッチ５を押すことによりテストを停止する。コ
ンピュータは「“ナンバー”ミリセカンドの経過時間を
平均して下さい」という命令を出し、すこし間を置いて
「小休止し、次に、ＯＮを押して続行するか又はＯＦＦ
を押して停止して下さい」という指示を出す。通常３０
〜６０秒間の短い休憩を行ってからオン・スタートスイ
ッチ４を押すことによりテストを再び始める。

平均的な１回の反射訓練セツションは４〜８セントで構
成され、特定の形式の打撃行動についてはそれ以上のセ
ット数で構成される。訓練セツションの終りではオフ・
ストップスイッチ５を再び押して反射訓練装置を止める
か、或いは、オン・スタートスイッチ４を押すときまで
は低電力消費モードにする。

反射訓練装置の外シェル２９．３０は物理的には、任意
の色、たとえば黒、赤、青又は白のついた高強度成形プ
ラスチックで作られている。パッド・センサユニット３
をコントローラ・フィードバックユニット２から取外し
てディジタルインタフェースコネクタ３１で結合し、制
御ディジタルインタフェースコネクタ３２を介して取外
式コントローラ・フィードバックユニット２に連結する
ことができる。

訓練装置３３における人間の競争・格闘行動を第２図に
示す精神生理学的要素を使って簡単に説明することがで
きる。全体をブロック３３で示す訓練を通常訓練装置３
４と訓練者３５とに分割するのがよい。

通常訓練装置３４は３つの構成要素、すなわち、行動ト
ランスジューサ３６、コントローラ３７及び物理的刺激
トランスジューサ３８の構成要素を有している。行動ト
ランスジューサ３６は単に、訓練者の行動３９を、コン
トローラ３７によって処理される電気信号４０に変換す
る手段であり、行動トランスジューサ３６の例として第
１図の打撃感知スイッチ１９及びパッド・センサの力感
知領域２０がある。コントローラ３７は超小型電子装置
、たとえばシングルチップマイクロコンピュータ又はマ
イクロプロセッサである。電気的に変換された行動４０
を検査評価しそして次に電気フィードバック信号４１を
刺激トランスジューサ３８に出力する。刺激トランスジ
ューサ３８は電気信号４１を、訓練者３５に知覚的に示
しうる物理的刺激４２に変換する 訓練者３５は精神生理学訓練装置３３のうちの第２部分
であり、この訓練者３５を３つの主要なサブシステム、
すなわち、外受容器４３、内部処理４４及び運動性出力
４５のサブシステムに分けることができる。外受容器４
３は訓練者と世界（タルトの著作物参照、前掲）とを結
ぶ２つの下位装置のうちの１つである。ここで刺激４２
は生理学的な信号又は情報４６に変換され、そして脳に
達する。

内部処理４４は脳の中で起って「内部世界」に及び、こ
の内部処理４４は簡略化のためにタルトの生理学的な「
潜在意識のサブシステム」の考えと一致して入力処理、
認識及び評価を強調して記憶、同−性惑覚、潜在意識、
感情、空間・時の観念のサブシステムを含む。決定４７
は内部処理４４の１つの産物である。第３のサブシステ
ムはモータ出力４５であり、そして身体３９の行なう身
体活動への決定４７の翻訳を行なう。外受容器４３及び
運動性出力４５の生理機能はそれらの時間的特性、すな
わち推定時間遅れを評価する″ことができるほど理解さ
れている。

競争、格闘の状況では、打撃の過程は、三段階反射弓の
形態の外受容器４３、内部処理４４及び運動性出力４５
に関連した構成要素をもつ人間行動である。精神生理学
反射弓は知覚段階４８、決定段階４９及び行為段階５０
に分けられる。

反射弓の知覚段階４８は外受容器４３に関連し、この知
覚段階４８は、訓練者が視覚過程、聴覚過程及び体性感
覚過程を強調して感覚を通して「世界」をモニターする
ことを含む。神経系の生理機能により、身体上のでき事
（喚起刺激）の発生と脳に達したそのでき事の表象との
間の時間のずれが決定される。知覚段階での時間遅れは
刺激を、喚起のオンセット（開始）と知覚経路のパラメ
ータ（長さ及び知覚形式）から推定することができる。

たとえば、人差し指のところで生じた突刺しすなわち体
性感覚上のでき事は知覚神経伝導速度と等しい速度で脳
まで進み、体性怒覚上のでき事についての知覚段階の遅
れは、脳までの求心性神経路の推定長さを掛けた伝導速
度にほぼ等しい。

単純化のために、知覚段階の遅れ時間は知覚形式（視覚
又は聴覚）についての定数を掛けた訓練者の身体サイズ
（小、中、大、特大）に基づいた４つの推定値に分類さ
れる。

反射弓の決定段階４９は内部処理４４に関連し、決定段
階４９は訓練者が前もって特定された条件に抗して到達
刺激を評価し、次に行為（打撃又はその他の運動性出力
）が生じるときに無意識で決定することを含む。基本決
定段階４９は刺激が生じたとき（以下、「単純反応時間
刺激」と称する）、すなわち光をつけ、又は消したとき
を決定することになっている。単純反応時間の仕事では
最少の内部処理時間が必要になる。残念なことには、武
器を使用しない競争・格闘状況では単純オン・オフ刺激
はまれにしか起こらない。さらに複雑な決定段階時間は
、高い難度の刺激変化パターンを弁別すること、たとえ
ば光の色が変化するとき、音色のピッチが変化するとき
、又は明減光の明滅速度が変化するときを識別すること
と関連している。

その結果、内部処理４４についての時間が増す。

刺激のパターンの変化は現実の競争・格闘とほぼ等しい
。たとえば、ボクサーは自分を移動させるために右側へ
の移動を決定しなければならず、そのボクサーは相手に
精確なパンチをくり出すためには好機がどこにあるかい
つあるかを弁別しなければならない。この状況は、別の
光の無秩序に生じている明減光の入った主原色の明減光
で構成されている刺激パターンを弁別することと単純に
類似している。別の色の明減光は象徴的に動作すべき「
好機」を示している。光の変化は、光の単純なオンセン
ト又はオフセットを認識するのと比べて弁別されるべき
一層真に迫った知覚上のでき事になる。

反射弓の行為段階５０は運動性出力４５と関連し、この
行為段階５０−は観察しうる行為３つを行なうことを含
む。通常、観察しうる行為３９はパンチ、ジャグ、ブロ
ック又はキックのような動きである。知覚段階４８にお
けるように行為段階５０の遅れ時間を、打撃の時間及び
、打撃するのに筋肉を使う訓練者のサイズと直接関連し
ている打撃行動の形式から観察的に推定することができ
る。たとえば、バッドへの右手のパンチが開始されるの
は脳の主観的な命令に起因し、この命令が運動路板（ｅ
ｎｄ−ｐｌａｔｅ）を通り運動神経を下って進み、その
結果、手をパッドに当てさせる筋肉群が収縮する。行為
段階５０の遅れを、神経路の長さと運動性神経の伝導速
度との積から推定することができる。単純化のために、
行為段階の遅れ時間は訓練者の身体サイズ（低、中程度
、高、極めて高）とパンチ又はキックの平均伝導速度遅
れ時間を表示する定数との積に基づいた４つの推定値の
うちの１つに分類される。

精神生理学的反射弓、すなわち、４２．４３．４６．４
４．４７．４５．３９を知覚−決定−行為のループとし
て要約することができる。知覚−決定−行為ループのパ
ラメータを使用して動作をモニターして打撃行動の際の
訓練者へのフィードバックを発生させることができる。

総反射弓反応時間は知覚４８に必要な時間と決定４９に
必要な時間と行為５０に必要な時間との合計である。刺
激提示４２の時間を客観的に制御しそして行動応答３９
の時間をモニターすることにより反射時間を推定するこ
とができる。真の経験的打撃行動は、刺激が脳に伝わる
のに要し、知覚段階４８の遅れである全時間及び打撃行
動をひき起こす衝撃をモニターするのに要し、行為段階
５０での遅れである時間より物理的には短いはずがない
。もっと正確な反射時間は、複雑さ及び難度を変える刺
激を使用し且つ、精神生理学的反射弓を働らせる際に使
用される知覚・運動経路の長さ及び種類を知ることによ
り推定することができる。内部処理量は、特定の知覚・
運動経路に関してなされる単純弁別反応時間ともっと複
雑な弁別反応時間との間の動作の差に直接関連している
。かくして決定段階４９の経過時間を次のようにして計
算することができる。すなわち、訓練者が、同一形式の
打撃行動を行なったとして現レベルから難度の少し低い
動作の（平均）経過時間を引くことである。その結果、
一層正確なフィードバックを訓練者に与え、単純反応時
間に対する複雑な又は弁別の反応時間の差に基づいて訓
練者の内部処理推定値を与えることにより精神生理学的
反射弓の各段階における最適能力の達成を助けることが
できる。

第３図は訓練用シュミレータ５１の好ましい実施例を示
している。訓練用シュミレータはシングル・チップマイ
クロプロセッサ・マイクロコンピュータ５２で構成され
ている。このコンピュータ５２を直列インタフェース５
３によりオプションとしてのホストマイクロプロセッサ
装置５４に連結するのが良い。制御バス、アドレスバス
及びデータバスがインタフェースラッチ５５．５６．５
７．５８．５９に接続されている。バッファー回路６０
．６２又は変換回路６１．６３．６４により可聴出力６
７、スイッチ６８及び圧カドランスジューサ６９がう゛
ツチをそれぞれ可視ディスプレイ６５．６６に連結して
いる。

シングル・チップマイクロプロセッサ・マイクロコンピ
ュータ５２は読取り　（読出し）専用記憶装置（ＲＯＭ
）又はその他の「永久」記憶装置、たとえば消去可能な
プログラム可能読出し専用記憶装置（ＥＦＲＯＭ）を有
する。「永久」記憶装置には、打撃行動をモニターして
テスト設定要件を発生させるため、打撃行動を評価する
ため、及び訓練者にその能力についてフィードバックを
発生させるために、シングルチップコンピュータ５２に
より使用されるディジタル化段階を含む、前もって記録
されたコンピュータプログラム及びデータが入っている
。シングルチップコンピュータ５２は、ラッチされる特
定のメモリ・ポートロケーション５５〜５９を読出して
これらを書込むことができる。

５種類の一般形式の機能、すなわち、可視フィードバッ
ク６５、可聴フィードバック、可視刺激６６、スイッチ
感知６８及び打撃圧力感知６９が訓練装置５１に組み込
まれている。フィードバックを発生させるためには可視
回路６５又は可聴回路のいずれかを使用する。フィード
バック光６５の場合、ＬＥＤはバッファランチ　たとえ
ば市販のラッチ７４ＬＳ７５で構成されたバッファ回路
６０に接続されており、バッファランチへの入力はメモ
リ・ポートアドレス指定ラッチ５９から制御される。可
聴フィードバック６７の場合、小口径の（直径２．５イ
ンチ、すなわち、６．２５　ｃｍ以上の）スピーカ６は
インテグレーテッド形増幅器、たとえばＬＭ−３８０又
はその他適当な増幅器で駆動され、この増幅器の入力は
ディジタルパルス幅被変調（ＰＷＭ）信号又はＤＡコン
バータから発生した単純電圧のいずれかである。ＰＷＭ
入力をソフトウェア制御のもとで、メモリ・ポートアド
レス指定ラッチ５８を介して可変期間の単一のビット値
すなわち「０」または「１」を単に送るシングル・チッ
プコンピュータ５２で発生させることができる。また、
ＤＡコンバータにも類似のランチ５８を介してビット値
を入れることができる。ただし、この場合にはバット値
がレベルを決める。

二色ディスプレイの刺激提示制御に関してＬＥＤ６６は
６０で分かるように６２については同一のバッファ回路
構成を使用する。打撃を感知してシングルチップコンピ
ータ５２を制御することは押しボタンスイッチ６８によ
り行なわれ、このスイッチ６８は必要ならば、７４ＬＳ
１３２カツド・シュミットトリガ回路のようなデバウン
ス（ｄｅｂｏｕｎｃｅ）回路をトリガする。デバウンス
回路６３はメモリ・ポートアドレス指定ラッチ５６にイ
ンタフェース連結されそしてシングル・チップコンピュ
ータによって読出される。打撃の力を感知することは抵
抗歪ゲージのような圧カドランスジューサによって行な
われ、この歪ゲージはＡＤコンバータに人力し或いは発
振器の周波数ベース（シフト）すなわちＦＳＸを修正す
る。シングル・チップコンピュータ５２はＡＤコンバー
タから１つ又は２つのバイトについてメモリ・ポートア
ドレス指定ラッチ５５を読出し、又は所定期間内のパル
ス数をカウントしてＦＳＫからの周波数を計算する。Ａ
Ｄ値又は計算された周波数はどちらかが圧カドランスジ
ューサ６９にｊ″止り込まれた打撃力と比例する。

シングル・チップコンピュータ５２は任意に直列（Ｒ３
−２３２）ポート５３を介してホストコンピュータ装置
５４にインタフェース連結される。

ホストマイクロコンピュータ装置５４はパーソナルコン
ピュータであり、たとえばアンプル■、コモドールＣ１
２８／６４、又はアミガ、アタリ５２０ＳＴ又はＬＯ４
０ＳＴ、アップルマツキントラシュ、ＩＢＭＰＣ又はそ
れと同等の性能のコンピュータ装置若しくはその他の適
当なコンピュータ装置である。

（１）ＥＰＲＯＭを有する既製のシングルチップマイク
ロプロセッサ、マイクロコンピュータ（たとえば、イン
テル（ＩＮ置）のＭＣ３−４８、ＭＣ３−５１、ＭＣ３
−９６、又はＭＣ５−８６群、ジローグＺ８又はモトロ
ーラ６８０Ｘ又は１４６８Ｘ群）を使用し、若しくは（
２）マスクプログラム化ＲＯＭ　（同−又は類似の群か
らのＲＯＭ）を使用し、若しくは、（３）　（１１と機
能上等価のカスタムチップ又はチップセットを使用し、
又は、（４）ホストマイクロプロセッサ装置から（１）
の機能上等価なプログラムのダウンロープイドされるシ
ングル・チップマイクロプロセッサと関連したＲＡＭを
使用するシングルチップコンピュータを組込んでいる反
射訓練シュミレータ５１として４つの具体例がある。

第４図は訓練用シュミレータ５１の動作の理解に役立つ
一般系統フローチャートを示す。パワーダウン７０の状
態ではシングル・チップコンピュータ５２はオン・スタ
ートパワースイッチ４　（第１図）をモニターし、或い
はインターフェース５３を介してホストコンピュータ５
４から到来するデータをモニターする。もしシングル・
チップコンピュータ５２がオンスイッチ４を作動させた
ことを決定７１するとパワーアンプ手続き７２が起こる
。パワーアップ７２中、反射訓練装置５１の構成がチェ
ックされ必要な調節が行なわれる。

もしホストコンピュータ５４があればシングル・チ・ノ
ブコンピュータ５２は直列ボート５３を介して与えられ
た命令に従い、もしそうでなければシングル・チップコ
ンピュータ５２が決定７３．７４．７５によりそれぞれ
オフスイッチ５、スタートスイッチ４、課題スイッチ７
をモニターする。

もしオフスイッチ５を押すとシングル・チップコンピュ
ータ５２はパワーダウン状態７０に戻る。

課題スイッチ７を押すと７５を介してコンピュータ５２
が、体型（低、中程度、高、極めて高）、打撃形式（パ
ンチ又はキック）、可聴刺激形式６及び／又は可視刺激
形式１３〜１６についてのテストモード７８、試行回数
７９（１０回、２５回、５０回、又は１００回）、及び
テスト難度レベル８０　（ビギナー、インターメゾイエ
ート、アドバンス、エキスパート、マスター）を含むテ
ストパタメータを設定することになる。テストの難度を
設定する場合には４つのレベルのうち１つを選ぶ。

ビギナーテストは刺激を、１色の連続オフから連続オン
までの二色ＬＥＤ１３〜１６の変化に設定する。インタ
ーメゾイエ−トチストでは、パルス化主原色からパルス
化第二色まで変化することになる。アドバンステストで
は、−色の明滅光から別の色の明滅光まで変化し、エキ
スパートテストは低周波から高周波までの光の明滅周波
数の変化を一定にし、マスターテストでは、刺激提示速
度の増加を伴って又はこれを伴わないで第二色の明滅周
波数が変化することになる。そのとき、難度の現在レベ
ルが第１図のＬＥＤ８〜１２で示される。

スタートスイッチ４によりコンピュータ５２は決定７４
を通じて、テストを開始８１するテストシーケンスを始
める。もし他のものを選ばなければ、ステップ７６〜８
０又はホストコンピュータ５４のいずれかにより手引に
従って、反射形式、訓練者の体型サイズ、刺激形式及び
テスト条件と関連した全てのパラメータは標準（プリセ
ット）値になる。コンピュータ５２はテストを繰返し、
コンピュータ５２は擬ランダム刺激時間８３を選択する
ことによりテストパラメータをチェックする決定８２を
繰返し、そして、所要時間８４待ち、次に５２のスター
トタイマーをセントして刺激８５を光６６又はスピーカ
６７のどちらかを介して与え、決定８６を通じてスイッ
チ押し１９を待ち、適切なスイッチを反応形式８７とし
てチェックし、そして８２を介して出力するか或いはコ
ンピュータ５２内のタイマー８８を止める。その結果得
られたタイマーの値は知覚４８、決定４９、行為５０の
経過反応時間を示す。コンピュータは次に、棄権／現時
点のテスト値又はホストコンピュータ５４により確立さ
れるようなもっと正確な数値データのどちらかを使用す
ることによって組合わされた知覚・行為段階（４８と５
０）の最少反応時間推定値と関連して経過時間を評価す
る。

真の経験的反応時間は刺激を弁受容器４３及び運動性出
力４５で処理するのにかかる時間よりも長いに違いない
。経過反応時間が妥当であれば、数、すなわち知覚４８
及び行為５０についての最小推定値よりも大きければコ
ンピュータ５２は、現時点のレベル経過時間から、もっ
と難度の低いレベルの知覚・決定・行為反射時間につい
ての平均反応時間推定値を引くことにより決定構成要素
４９を推定８９し、もしそうでなければ、エラー光２２
又は６を介して誤りメツセージ「あなたは前もって処理
している・・・」が出てテストが繰返される。

その結果生じる決定構成要素４９の時間は７つのレベル
９０のうちの１つにスケーリングされる。

コンピュータ５２はフィードバック９１を発生し、そし
てスケーリングされた反応時間をＬＥＤ２２〜２８に表
示し、又はスピーカ６で可聴フィードバックを発生させ
る。たとえば試行を増やしそして平均能力９２を計算し
てテストパラメータを更新し、そしてコンピュータ５２
はテストが終了するまで、８２〜９２をサイクルする。

テストを終えると平均能力データが訓練者３５に与えら
れる９３゜ 第４図のプログラムフローを使用する第１図の訓練用シ
ュミレータ１についての代表的な使用法シナリオは次の
通りである。すなわち、これが最初の時間使用法である
とすれば訓練者３５はオン・スタートスイッチ４を押す
。コンピュータ５２はパワーダウン状態７０でオンスイ
ッチ４をチェック７１し、そしてパワーアップ状態７２
まで進んでＬＥＤ１３〜１６をつけ及び／又は開始メツ
セージｒＯＮを押してテストを開始するか又はＤＩＦＦ
ＴＣＵＬＴＹを押してテストパラメータを選んで下さい
」を発生させる。パワーアップ７２に続いてコンピュー
タ５２は３つの決定７３〜７５を繰返し、オフスイッチ
５．のキー押し、オン・スタートスイッチ４のキー押し
、又は課題設定スイッチ７のキー押しのいずれかを待つ
。

続いて、訓練者は課題設定スイッチを押す。コンピュー
タ５２は「１．低、２．中程度、３．高、４．極めて高
い、の中から身体サイズを選び、次にＯＮを押しなさい
」というメツセージを出し、そして訓練者３５は最初に
課題設定スイッチ７を２回押し次にオンスイッチ４を押
す。コンピュータ５２は「現時点では中程度の体型」と
知らせ、すこし間を置いてから「１．パンチ又は２．キ
ックから打撃形式を選び、次にＯＮを押して下さい」と
いう指示を出す。訓練者３５は課題設定スイッチ７を１
回押し、次にオンスイッチ４を押す。コンピュータ５２
は「現時点ではパンチ打撃形式」と知らせ、すこし間を
置いてから「１．視覚、２．聴覚、３０両方、の中から
テストモードを選び、次にＯＮを押して下さい」という
指示を出す。訓練者３５は課題設定スイッチ７を１回押
す。コンピュータ５２は「現時点では視覚テストモード
」と知らせ、すこし間を置いてからｒｌ、１０回、２．
２５回、３．５０回、４．１００回、中から試行回数を
選び、次にＯＮを押して下さい」という指示を出す。訓
練者は課題設定スイッチ７を２回押す。コンピュータ５
２は「現時点では試行数０〜２５回」と知らせ、少し間
を置いてから「１．ビギナー、２．インターメディエー
ト、３．７ドバンス、４．エキスパート、５゜マスター
、の中から難易度を選び、次にＯＮを押して下さい」と
いう指示を出す。訓練者３５は課題設定スイッチ７を１
回押す。コンピュータ５２は「現時点では難易度ビギナ
ーｊと知らせ、すこし間を置いてから「ＯＮを押してテ
ストを開始するか又はＯＦＦを押して停止して下さい」
という指示を出す。

今、訓練者３５はオン・スタートスイッチ４を押し、そ
してコンピュータ５２はテスト開始８１に進むのを決定
７４する。コンピュータ５２はＬＥＤ　１３〜１６を消
し、及び／又はスピーカ６を介して「テストを始めて下
さい」というメツセージを出す。テスト群が始まる。決
定８２が働らかず、新しい凝ランダム刺激時間が選択８
３される。コンピュータ５２は内部タイマーをセットし
た後に、遅れ時間が終了８４するまで待機する。

遅れ時間が終わるとコンピュータ５２は即座に内部タイ
マーをセットし直しそしてプロセス８５の二次刺激を与
える。その結果、刺激ＬＥＤ１３〜１６が赤に変わる。

訓練者３５は物理的刺激４２を処理４３して、パッドを
打つのを決定４４し、運動性出力４５を出し、そしてパ
ッド１７のターゲット１８を打つ。コンピュータ５２は
、押しボタンスイッチ１９及び又は圧カドランスジュー
サ２０が打撃を記録するまで、決定８６をサイクルする
。打撃が記録８７されるとコンピュータ５２は経過タイ
マー８８を停止して決定構成要素４９を推定８９し、そ
してその結果得られた経過反応時間をスケーリング９０
する。コンピュータ５２はスケーリングされた経過時間
をＬＥＤ２２〜２８に設けられた垂直棒に変換し、及び
／又はスピーカ６を介して「経過時間、３００ミリセカ
ンド」と知らせ試行カウントを増やす。プログラムフロ
ー８２〜９２は、２５回の試行が訓練者により完了する
までコンピュータ５２によって繰返される。テスト終了
時にコンピュータ５２は訓練者に「平均能力３００ミリ
セカンド」という指示９３を出し、すこし間を置いてパ
ワーアップ７２の指示を繰返す。訓練者３５はオン・ス
タートスイッチ４を押すことにより別のテストを開始す
るか、或いは、オフ・スイッチ５を押すことによりテス
トセツションを皐冬わらせ、そしてコンピュータ５２は
パワーダウン状態７０に戻る。

本発明の別の実施例が第５図に示されている。

この実施例は、追加のパッドユニット３を備えた、第１
図に示す型式の基本訓練ユニソ）１を含む。

この訓練ユニット１は２つの別々の場所で刺激をもたら
すための手段を備えている。

第６図は、第１図のようなコントローラ２及びパッドユ
ニット３で構成された基本訓練ユニットｌを有する別の
実施例を示している。コントローラ２にインタフェース
連結されたさらに３つのパッドユニット３がある。これ
らのパッドユニットは４つの場所で刺激を出力する。

第７図は変形例を示す。この実施例は単一のコントロー
ラ・フィードバックユニット２にインタフェース連結さ
れた多くのパッドユニット３を有し、前記コントローラ
・フィードユニット２はインタフェースポート５３を介
してパーソナルコンピュータ装置５４にインタフェース
連結されている。

第１図の訓練用シュミレータ１は標準のディジタル工学
技術を使用している。マイクロプロセッサのインターフ
ェース連結技術についてはＺａｋｓａｎｄ　Ｌｅｓｅａ
　　（マイクロプロセッサインタフェース連結技術、バ
ークレー、シベソクス（Ｓｙｂｅｘ）社、１９７９年）
及び０ｓｂｏｒｎｅ　ａｎｄ　Ｋａｎｅ　（４＆　８ビ
ツトマイクロプロセツサハンドブツク、バークレー、オ
スポーン／マツグローヒル、１９８１）を参照されたい
。特にマイクロプロセッサをインタフェース連結するこ
とについての特定の情報を製造者の文献、たとえばイン
テルのマイクロコントロールハンドブック（サンタクラ
ラインテル社１９８６）に見出すことができる。同様に
トランスジューサについてのインターフェース連結技術
は周知であり（ベネディクト（温度、圧力及びフロー測
定の基礎、スタンフォードＣＴニオメガ出版社１９８５
）を参照されたい）、そして特に製造者の文献、たとえ
ばオメガ社の１９８６圧力及び歪測定ハンドブック及び
専門表（スタンフォードＣＴ：オメガ工学社、１９８５
）に見出される。

本発明を、マルチ構成要素反射弓動作の可聴命令指示及
び可聴／可視フィードバックで難度を変える反応時間テ
ストについての特定の実施例を参照して説明したが説明
は本発明の例示であって本発明を限定するものと解して
はならない。当業者であれば、特許請求の範囲で特定さ
れる本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の
変更を行なうことができる。特に、予め特定された打撃
行動に対するテス）ｔ１度についての種々の条件のもと
て反応時間を測定すること、及び反応時間を構成要素に
分割して精神生理学的反射弓の能力パラメータを推定す
ること、及び英語とは異なる言語で可聴命令／フィード
バックを発生させることができるからこれらのことは本
発明の精神に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は打撃行動を評価するのに使用される訓練装置の
好ましい実施例を示す。 第２図は精神生理学的訓練装置の略図である。 第３図はコントローラとしてマイクロプロセッサを有す
る本発明の反射訓練装置のブロック図である。 第４図は反射訓練プログラムのフローチャートである。 第５図は２つの打撃パッド及び１つのコントローラを備
えた本発明の別の実施例を示す図である。 第６図は本発明のもう一つの実施例を示す図である。 第７図は本発明のさらにもう一つの実施例を示す図であ
る。 １・・・・・・反射訓練用シュミレータ２・・・・・・
コントローラ・フィードバックユニット３・・・・・・
パッド・センサユニット４・・・・・・オン・スタート
スイッチ５・・・・・・オフ・ストップスイッチ６・・
・・・・スピーカ Ｆｉｇｕｚｅ６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応時間刺激を出すための手段と、難度を決める
   ための手段と、前記反応時間刺激を前記難度に応じて付
   勢するための手段と、前記刺激に応じて反応時間を感知
   するための手段と、反応時間についての表示を出すため
   の手段と、を有することを特徴とする訓練用シュミレー
   タ。
2. （２）反応時間刺激を出すための手段と、難度を決め、
   そしてそれに応じて前記刺激を付勢するための手段と、
   反応信号を出力するために反応に応答する手段と、前記
   反応信号を感知し、そして前記反応時間についての表示
   を出すための手段と、を有することを特徴とする訓練用
   シュミレータ。