JPWO2016038824A1 - 歩容データ管理システム、歩容データ管理方法、歩行支援装置、及び、サーバ - Google Patents

歩容データ管理システム、歩容データ管理方法、歩行支援装置、及び、サーバ Download PDF

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Abstract

歩容データ管理システム（１）のサーバ（２０）は、歩行支援装置（１０）により支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を取得する取得部（２１１）と、第一センサ値を蓄積する蓄積部（２１２）とを備え、歩行支援装置（１０）は、関節を駆動するアクチュエータ（１１１）と、アクチュエータ（１１１）の駆動量を決定するための歩行アルゴリズムであって、蓄積部（２１２）に蓄積された第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容値を統計処理することで生成された歩行アルゴリズムを記憶している記憶部（１１４）と、歩行支援装置（１０）により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサと、歩行アルゴリズムに従って、第二センサ値に応じてアクチュエータ（１１１）の駆動量を決定する制御部（１１３）と、第二センサ値をサーバ（２０）に送信する送信部（１１６）とを備える。

Description

本発明は、歩容データ管理システム、歩容データ管理方法、歩行支援装置、及び、サーバに関する。
人間に装着され、装着した人間（以降、歩行者という）の歩行を支援する歩行支援装置がある。歩行支援装置は、主に歩行者の脚部（下半身）に装着される。歩行支援装置は、剛性部材からなる構造体と関節とを備えており、また、動力源により発生される動力により関節を駆動することで歩行者の歩行動作を支援する。
歩行支援装置は、歩行者の脚部の運動をセンサにより取得し、歩行者の脚部の運動に連動するように、動力源により発生される動力の大きさ又はタイミング等を調整することで、歩行者の歩行動作を支援する。その際、歩行者の歩行の特徴（以下、「歩容」ともいう）に合わせて、動力の大きさ又はタイミングを調整することが必要である。
特許文献１は、ユーザが装着するセンサ端末により、ユーザの運動量の時系列データを計算し、ユーザの一日の運動量を予測する動作支援システム等を開示する。
特開２０１２−９０６５１号公報
しかしながら、従来、歩行支援装置が歩行動作を支援するために歩行者の運動に連動して発生させる動力の大きさ又はタイミング等を定めるアルゴリズム（以降、歩行アルゴリズムともいう）として適切なものが存在しないという問題がある。
特許文献１に開示される動作支援システムは、予測されるユーザの運動量をユーザに提示するものであり、ユーザの運動の大きさ又はタイミングを定めるものではない。よって、上記問題は特許文献１によっては解決されない。
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、歩行アルゴリズムの生成のために、歩行支援装置が歩行を支援する際の歩容データを適切に管理する歩容データ管理システム等を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る歩容データ管理システムは、サーバと、歩行者による歩行を支援する複数の歩行支援装置とを備える歩容データ管理システムであって、前記サーバは、前記複数の歩行支援装置のそれぞれにより支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を、前記複数の歩行支援装置のそれぞれから取得する取得部と、前記取得部が取得した前記第一センサ値を蓄積する蓄積部とを備え、前記複数の歩行支援装置のそれぞれは、関節と、前記関節を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動量を決定するためのアルゴリズムである歩行アルゴリズムであって、前記蓄積部に蓄積された前記第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容データを統計処理することで生成された歩行アルゴリズムを記憶している記憶部と、当該歩行支援装置により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサと、前記歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する制御部と、前記第二センサ値を前記サーバに送信する送信部とを備える。
これによれば、歩容データ管理システムは、複数の歩行支援装置のそれぞれが歩行の支援を行う際に取得するセンサ値をサーバに蓄積し、蓄積されたセンサ値に基づいて生成された歩行アルゴリズムに基づいて、歩行支援装置により歩行者の歩行を支援することができる。ここで、歩行アルゴリズムは、複数の歩行支援装置が実際に歩行支援を行った際のセンサ値に基づいて生成されたものであるので、歩行者が歩行の支援を受ける際に感じ得る違和感をより少なくすることができる。よって、歩容データ管理システムは、歩行アルゴリズムの生成のために、歩行支援装置が歩行を支援する際の歩容データを適切に管理することができる。
なお、歩行支援装置に類似する技術を用いる装置として、自律的に歩行する自律歩行装置がある。自律歩行装置の歩行アルゴリズムは、自律歩行装置の関節の動き等を決定するためのものであるが、人間の歩行動作とは無関係に歩行するものである。一方、歩行支援装置においては、人間（つまり、歩行者）の歩行動作に連動するように歩行の支援を行うことが必要である。よって、歩行支援装置の歩行アルゴリズムは、歩行者の歩行動作に連動するように歩行支援装置の関節の動き等を決定しなければならない点で、自律歩行装置におけるものと異なる。また、歩行者が装着するものであるので、歩行者に生じ得る違和感をなるべく小さくすることが必要である点でも、自律歩行装置におけるものと異なる。
例えば、前記取得部は、前記送信部が送信する前記第二センサ値を、前記第一センサ値として取得し、前記記憶部は、取得された前記第二センサ値から算出される歩容値を統計処理することで新たな歩行アルゴリズムが生成された場合には、生成された前記新たな歩行アルゴリズムを記憶している。
これによれば、サーバは、センサ値を歩行支援装置から通信を介して効率的に取得する。そして、歩行支援装置は、当該歩行支援装置を含めた複数の歩行支援装置から取得したセンサ値に基づいて生成される歩行アルゴリズムに従って歩行の支援を行う。このように、歩容データ管理システムにおいて、新たに取得されたセンサ値から新たな歩行アルゴリズムを生成する一連の流れが実現される。よって、歩容データ管理システムは、歩行アルゴリズムの生成のために、歩行支援装置が歩行を支援する際の歩容データを適切に管理することができる。
例えば、前記記憶部は、さらに、予め定められた標準的な歩行アルゴリズムである標準歩行アルゴリズムを記憶しており、前記制御部は、さらに、前記歩行アルゴリズムを用いない場合には、前記標準歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する。
これによれば、歩行支援装置は、所定の標準歩行アルゴリズムを用いて歩行の支援をすることができる。歩行支援装置から取得されるセンサ値の数が十分でない場合等には、そのセンサ値に基づいて適切な歩行アルゴリズムを生成するのが困難な場合がある。そのような場合には、歩行支援装置は、所定の標準歩行アルゴリズムを用いて歩行の支援を行うことができる。
例えば、前記送信部は、当該歩行支援装置の機種を示す機種情報とともに、前記第二センサ値を前記サーバに送信し、前記取得部は、前記機種情報とともに、前記第一センサ値を前記複数の歩行支援装置から取得し、前記蓄積部は、前記取得部が取得した前記機種情報に対応付けて、前記第一センサ値を蓄積し、前記記憶部は、機種情報ごとに生成された前記歩行アルゴリズムのうち、当該歩行支援装置の機種に適合する歩行アルゴリズムを記憶している。
これによれば、歩行アルゴリズムは、歩行支援装置の機種ごとに生成される。その結果、歩行支援装置の機種ごとに歩行の支援に適した歩行アルゴリズムが生成される。よって、歩行支援装置は、歩行者が歩行の支援を受ける際に感じ得る違和感をより少なくすることができる。
例えば、前記センサは、前記歩行支援装置の加速度を取得する加速度センサ、前記関節の回動角度を取得する角度センサ、及び、前記歩行者の足の裏から受ける圧力を取得する圧力センサの少なくとも１つを含む。
これによれば、歩行支援装置は、歩行支援装置の加速度、関節の回動角度、及び、歩行者の足の裏から受ける圧力に基づいて、アクチュエータの駆動量を決定する。また、これら加速度、回動角度及び圧力に基づいて、より精度よくアクチュエータの駆動量を決定する歩行アルゴリズムが生成され得る。よって、歩行支援装置は、歩行者が歩行の支援を受ける際に感じ得る違和感をより少なくすることができる。
例えば、前記記憶部は、前記蓄積部に蓄積された前記第一センサ値の平均値、中央値又は最頻値を算出する処理を前記統計処理としてすることで生成された歩行アルゴリズムを記憶している。
これによれば、歩行支援装置は、具体的に、平均値、中央値又は最頻値を算出する処理により生成された歩行アルゴリズムを用いて歩行の支援を行うことができる。
例えば、前記記憶部は、歩行者による平地歩行、坂上り歩行及び坂下り歩行のそれぞれを支援するための歩行アルゴリズムのうちの少なくとも１つを含む前記歩行アルゴリズムを記憶しており、前記センサは、さらに、気圧センサを含み、前記制御部は、さらに、前記気圧センサのセンサ値から定められる当該歩行支援装置の現在位置の標高の変化に基づいて、前記歩行者が平地を歩行しているか、坂上り歩行をしているか、又は、坂下り歩行をしているかを判定し、前記記憶部が記憶している複数の前記歩行アルゴリズムのうちから適切な歩行アルゴリズムを選定し、選定した前記歩行アルゴリズムに従って、前記アクチュエータの駆動量を決定する。
これによれば、歩行支援装置は、歩行の種別（つまり、平地歩行、坂上り歩行、及び、坂下り歩行）ごとに生成された歩行アルゴリズムを用いて歩行の支援を行うことができる。よって、歩行支援装置は、歩行者が歩行の支援を受ける際に感じ得る違和感をより少なくすることができる。
また、本発明の一態様に係る歩行支援装置は、サーバと、歩行者による歩行を支援する複数の歩行支援装置とを備える歩容データ管理システムにおける、前記複数の歩行支援装置のうちの歩行支援装置であって、前記サーバは、前記複数の歩行支援装置のそれぞれにより支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を、前記複数の歩行支援装置のそれぞれから取得する取得部と、前記取得部が取得した前記第一センサ値を蓄積する蓄積部とを備え、前記歩行支援装置は、関節と、前記関節を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動量を決定するためのアルゴリズムである歩行アルゴリズムであって、前記蓄積部に蓄積された前記第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容データを統計処理することで生成された歩行アルゴリズムを記憶している記憶部と、当該歩行支援装置により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサと、前記歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する制御部と、前記第二センサ値を前記サーバに送信する送信部とを備える。
これにより、上記歩容データ管理システムと同様の効果を奏する。
また、本発明の一態様に係るサーバは、サーバと、歩行者による歩行を支援する複数の歩行支援装置とを備える歩容データ管理システムにおける前記サーバであって、前記サーバは、前記複数の歩行支援装置のそれぞれにより支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を、前記複数の歩行支援装置のそれぞれから取得する取得部と、前記取得部が取得した前記第一センサ値を蓄積する蓄積部とを備え、前記複数の歩行支援装置のそれぞれは、関節と、前記関節を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動量を決定するためのアルゴリズムである歩行アルゴリズムであって、前記蓄積部に蓄積された前記第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容データを統計処理することで生成された歩行アルゴリズムを記憶している記憶部と、当該歩行支援装置により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサと、前記歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する制御部と、前記第二センサ値を前記サーバに送信する送信部とを備える。
これにより、上記歩容データ管理システムと同様の効果を奏する。
また、本発明の一態様に係る歩容データ管理方法は、サーバと、歩行者による歩行を支援する複数の歩行支援装置とを備える歩容データ管理システムにおける歩容データ管理方法であって、前記歩容データ管理方法は、前記複数の歩行支援装置のそれぞれにより支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を、前記複数の歩行支援装置のそれぞれから取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記第一センサ値を蓄積する蓄積ステップとを含み、前記複数の歩行支援装置のそれぞれは、関節と、前記関節を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動量を決定するためのアルゴリズムである歩行アルゴリズムを記憶している記憶部と、当該歩行支援装置により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサとを備え、前記歩容データ管理方法は、さらに、前記蓄積ステップで蓄積された前記第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容データを算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された前記歩容データを統計処理することで生成された歩行アルゴリズムを生成する生成ステップと、前記歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する制御ステップと、前記第二センサ値を前記サーバに送信する送信ステップとを含む。
これにより、上記歩容データ管理システムと同様の効果を奏する。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明に係る歩容データ管理システムは、歩行アルゴリズムの生成のために、歩行支援装置が歩行を支援する際の歩容データを適切に管理することができる。
図１は、実施の形態１に係る歩容データ管理システムのシステム概要図である。 図２は、実施の形態１に係る歩行支援装置の関節の説明図である。 図３は、実施の形態１に係る歩行支援装置の圧力センサの説明図である。 図４は、実施の形態１に係る歩容データ管理システムの機能ブロック図である。 図５は、実施の形態１に係るセンサ値の説明図である。 図６は、実施の形態１に係る歩容値の説明図である。 図７は、実施の形態１に係る歩容値の統計処理の説明図である。 図８は、実施の形態１に係る歩行支援装置による処理を示すフロー図である。 図９は、実施の形態１に係るサーバ等による処理を示すフロー図である。 図１０は、実施の形態１の変形例１に係る歩行の種別ごとの歩容値の説明図である。 図１１は、実施の形態１の変形例２に係る体格ごとの歩容値の説明図である。 図１２は、実施の形態２に係る歩容データ管理システムにおける装置及び情報の流れを示す模式図である。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）
本実施の形態において、歩行アルゴリズムの生成のために、歩行支援装置が歩行を支援する際の歩容データを適切に管理する歩容データ管理システム等について説明する。
図１は、本実施の形態に係る歩容データ管理システム１のシステム構成図である。
図１に示されるように、歩容データ管理システム１は、歩行支援装置１０と、サーバ２０とを備える。歩行支援装置１０とサーバ２０とは、通信回線により接続されている。
歩行支援装置１０は、歩行者の歩行動作（以降、単に「歩行」ともいう）を支援する歩行支援装置である。歩行支援装置１０は、剛性部材からなるフレームと、当該フレームを回動自在に接続する関節と、関節に接続されるフレームを回動させるための駆動装置であるアクチュエータとを備える。
歩行支援装置１０は、歩行者に装着され、歩行の支援のためのアルゴリズム（以降、歩行アルゴリズムともいう）に従って、歩行者の動作に連動して動作することで歩行者の歩行を支援する。具体的には、歩行支援装置１０は、アクチュエータにより関節に回転力を生じさせることによって、関節の角度の制御及びフレームの駆動を行うことで、歩行者の歩行を支援する。
歩行支援装置１０は、関節の角度などを検出する複数のセンサを備える。複数のセンサのそれぞれは、歩行の支援の際のセンサ値を取得し、取得したセンサ値を通信回線を経由してサーバ２０に送信する。また、歩行支援装置１０は、適切な方法により、歩行アルゴリズムを更新する。
サーバ２０は、歩行支援装置１０からセンサ値を取得して蓄積するサーバである。サーバ２０は、複数の歩行支援装置１０からセンサを取得する。なお、サーバ２０は、歩行支援装置１０の製品種別などの情報と対応付けて管理してもよい。
また、サーバ２０は、取得要求に応じて、蓄積しているセンサ値を提供する。取得要求は、例えば、歩行支援装置１０の開発者又は保守者などにより行われる。
図２は、本実施の形態に係る歩行支援装置１０の関節の説明図である。図２を参照しながら歩行支援装置１０の関節について説明する。なお、図２は、図１におけるＡで示される破線枠内部の拡大図である。
図２に示されるように、歩行支援装置１０は、フレーム１０１及び１０２と、関節１０３と、アクチュエータ１０４とを備える。
フレーム１０１及び１０２は、剛性の構造部材である。フレーム１０１及び１０２は、歩行支援装置１０を構成するフレームのうち、関節１０３を介して接続される２つのフレームである。なお、例として、フレーム１０１及び１０２の２つのフレームを示したが、他のフレームも上記のように関節を介して接続される。
関節１０３は、フレーム１０１及び１０２を回動自在に接続する回動機構である。関節１０３は、例えば、歩行支援装置１０を装着した歩行者の左右の側腰部の近傍、左右の膝部の近傍、又は、左右の外果部（足首）の近傍などの位置に配置される。以降、関節１０３を中心としてフレーム１０１とフレーム１０２とのなす角を回動角θとよぶ。
アクチュエータ１０４は、歩行の支援に必要な動力を発生させる駆動装置である。アクチュエータ１０４は、モータと、モータを駆動するための電源とを有する。
アクチュエータ１０４は、関節１０３の回動角θの大きさを、適切なタイミングで適切な量だけ変化させることで、フレーム１０１及び１０２を相対的に駆動させる駆動装置である。アクチュエータ１０４、及び、歩行支援装置１０が備える他のアクチュエータが連携してフレームを駆動させることによって、歩行支援装置１０が歩行者による歩行の支援を行う。
図３は、本実施の形態に係る歩行支援装置１０の圧力センサの説明図である。図３は、図１においてＢで示される、歩行者の足の裏が載せられる足裏プレートを示している。
図３に示されるように、足裏プレートは、３つの圧力センサ３１１、３１２及び３１３を備える。図３において、輪郭３０１は、歩行者の足の裏が載せられると想定される領域の輪郭である。また、輪郭３２１は、足裏プレートにフレームが接続される位置を示している。
圧力センサ３１１は、歩行者のかかとが載せられると想定される位置に配置される。圧力センサ３１３は、歩行者のつま先が載せられると想定される位置に配置される。圧力センサ３１２は、歩行者のかかととつま先の間の部分のうち、体重がかかりにくい土踏まずを除く部分が載せられると想定される位置に配置される。
上記３つの圧力センサ３１１、３１２及び３１３のそれぞれにより検出される圧力値に基づいて、歩行支援装置１０は、歩行者の歩行動作又は歩行状態を検出することができる。具体的には、例えば、３つの圧力センサ３１１、３１２及び３１３に検出される圧力値が、それぞれ、時間的にほぼ一定である場合には、歩行者は立ち止っている状態であることが検出される。一方、３つの圧力センサ３１１、３１２及び３１３のそれぞれに時間的にほぼ一定の圧力値が検出される状態において、圧力センサ３１３の圧力値が上昇した場合には、歩行者が立ち止っている状態から前方への歩行を開始しようとしていることが検出される。反対に、３つの圧力センサ３１１、３１２及び３１３のそれぞれにほぼ一定の圧力値が検出される状態において、圧力センサ３１１の圧力値が上昇した場合には、歩行者が立ち止っている状態から後方への歩行を開始しようとしていることが検出される。
図４は、本実施の形態に係る歩容データ管理システム１の機能ブロック図である。
図４に示されるように、歩容データ管理システム１は、歩行支援装置１０と、サーバ２０とを備える。
歩行支援装置１０は、アクチュエータ１１１と、センサ１１２と、制御部１１３と、記憶部１１４と、送信部１１６とを備える。
記憶部１１４は、歩行者の歩容を示す歩容値であって、サーバ２０の蓄積部２１２（センサ値ＤＢ２１３）に蓄積されたセンサ値（第一センサ値）から算出される歩容値を統計処理することで生成される歩行アルゴリズム１１５を記憶している。なお、歩容値のことを歩容データともいう。
また、記憶部１１４には、センサ値が新たに取得された場合には、新たに取得されたセンサ値から算出される歩容値を統計処理することで生成される新たな歩行アルゴリズム１１５が格納される。その結果、記憶部１１４は、上記新たな歩行アルゴリズムを記憶している状態となる。
また、記憶部１１４は、予め定められた標準的な歩行アルゴリズムである標準歩行アルゴリズムを記憶していてもよい。標準歩行アルゴリズムとは、例えば、標準的な体型の人による歩行動作を支援するための歩行アルゴリズムである。
歩容値とは、歩行者による歩行の特徴を示す値のことであり、例えば、歩幅、又は、歩行の周期がある。また、歩容値は、左足と右足とのそれぞれについての歩幅などの値を用いてもよいし、左足と右足との区別をせずに１つの歩幅などの値を用いてもよい。また、歩行アルゴリズム１１５とは、センサ１１２が取得したセンサ値からアクチュエータ１１１の駆動量及び駆動タイミングを決定するためのアルゴリズムである。言い換えれば、歩行アルゴリズム１１５は、歩行者の歩行を支援するために、どの関節をどのタイミングでどれだけ駆動するかという情報を含むアルゴリズムである。
また、記憶部１１４が記憶している歩行アルゴリズム１１５は、サーバ２０の蓄積部２１２に蓄積されたセンサ値に基づいて生成されるものである。具体的には、歩行アルゴリズム１１５は、サーバ２０の蓄積部２１２に蓄積されたセンサ値から、歩行者による歩行の歩幅及び周期を含む情報を算出し、算出した上記情報を統計処理することで導き出されるものである。統計処理は、例えば、平均値、中央値又は最頻値をとる処理を含む処理である。統計処理は、ユーザによる操作に基づいて行われるものであってもよいし、所定の手順に従って情報処理装置などによって自動的に行われるものであってもよい。
また、統計処理の代わりに、算出した上記情報のうち予め定められた方法で１組の歩幅及び周期を含む情報を生成する処理により歩行アルゴリズム１１５を生成することも可能である。なお、歩幅又は周期のように、歩行者による歩行の特徴を示す値のことを歩容値ともいう。
アクチュエータ１１１は、歩行の支援に必要な動力を発生させる駆動装置であり、図２のアクチュエータ１０４に相当する。アクチュエータ１１１は、具体的には、歩行支援装置１０の関節に接続されるフレームを回動させる動力を発生させる駆動装置である。アクチュエータ１１１の駆動量は、制御部１１３により決定される。アクチュエータ１１１は、例えば、電力により駆動するモータにより実現される。
センサ１１２は、アクチュエータ１１１により発生される動力により支援されながら歩行者が歩行する際に、センサ値を取得するセンサである。具体的には、センサ１１２は、歩行支援装置１０の加速度を取得する加速度センサ、歩行支援装置１０の関節の回動角を取得する角度センサ、及び、歩行者の足の裏の所定の箇所の圧力を取得する圧力センサの少なくとも１つを含む。加速度センサは、歩行支援装置１０を構成する任意の箇所に配置され得る。加速度センサは、例えば、歩行支援の際に足の前後移動の影響を受けにくい箇所である、歩行者に装着された場合に歩行者の腰部後方側に接触する箇所に配置される。なお、アクチュエータ１１１により発生される動力により支援されながら歩行者が歩行する際にセンサ１１２が取得したセンサ値のことを第二センサ値ともいう。
制御部１１３は、歩行アルゴリズム１１５に従って、センサ１１２が取得したセンサ値に応じてアクチュエータ１１１の駆動量を決定する制御回路である。制御部１１３は、具体的には、センサ１１２が取得したセンサ値に基づいて、歩行者による歩行が行われていると判断される場合に、歩行アルゴリズム１１５に従ってアクチュエータ１１１が関節を駆動する駆動量と、駆動するタイミングとを決定する。そして、制御部１１３は、決定したタイミングに、決定した駆動量だけ、アクチュエータ１１１を駆動させる。
制御部１１３は、歩行アルゴリズム１１５を用いない場合に、記憶部１１４に記憶されている標準歩行アルゴリズムに従って、センサ値に応じたアクチュエータ１１１の駆動量を決定してもよい。歩行アルゴリズム１１５を用いない場合とは、さまざまな場合があり得るが、例えば、当該歩行者による歩行の支援に当該歩行アルゴリズム１１５を用いないことが当該歩行者により設定されている場合などがあり得る。
送信部１１６は、センサ１１２が取得したセンサ値をサーバ２０に送信する。具体的には、送信部１１６は、歩行アルゴリズム１１５に従って制御部１１３がアクチュエータ１１１を駆動することで、歩行支援装置１０が歩行者による歩行を支援する際に、センサ１１２が取得したセンサ値をサーバ２０に送信する。送信部１１６は、歩行支援装置１０とサーバ２０とを接続する通信回線に適切な通信インタフェースを用いてサーバ２０に情報を送信する。通信回線の規格は何であってもよく、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、携帯電話網、又は公衆通信網などである。
サーバ２０は、取得部２１１と、蓄積部２１２とを備える。
取得部２１１は、歩行支援装置１０により支援されながら歩行者が歩行する際に取得されるセンサ値を、複数の歩行支援装置１０から取得する。具体的には、取得部２１１は、歩行支援装置１０の送信部１１６が通信回線を経由して送信するセンサ値を取得する。なお、サーバ２０が歩行支援装置１０から取得したセンサ値のことを第一センサ値ともいう。
蓄積部２１２は、取得部２１１が取得したセンサ値を蓄積する記憶装置である。具体的には、蓄積部２１２は、取得部２１１が取得したセンサ値をデータとして、センサ値ＤＢ２１３に蓄積する。なお、蓄積部２１２は、センサ値ＤＢ２１３に蓄積しているデータが所定のデータ量以上になった場合に、蓄積しているデータのうちの一部を削除したり、他の記憶装置に移動させたりしてもよい。削除又は移動の対象となるデータは、所定の時刻より古い時刻に取得されたデータとしてもよいし、歩行支援装置の所定の機種により取得されたデータとしてもよい。
第一センサ値と第二センサ値との関係について以下で補足的に説明する。上記のとおり、第一センサ値は、サーバ２０が歩行支援装置１０から取得したセンサ値のことであり、第二センサ値は、センサ１１２が取得したセンサ値のことである。歩容データ管理システム１において、歩行支援装置１０とサーバ２０との間でセンサ値及び歩行アルゴリズムがやりとりされる。このやりとりを、センサ値に着目して以下のように説明することができる。
歩行支援装置１０は、歩行アルゴリズム１１５を用いて歩行者による歩行を支援する際に第二センサ値を取得し、取得した第二センサ値をサーバ２０に送信する。サーバ２０は、歩行支援装置１０が送信した第二センサ値を、第一センサ値として受信し、受信した第一センサ値を蓄積する。その後、歩行支援装置１０は、サーバ２０に蓄積された第一センサ値に基づいて新たに生成される歩行アルゴリズム１１５を取得し、取得した新たな歩行アルゴリズム１１５を用いて歩行者による歩行を支援する。
歩容データ管理システム１は、このようなやりとりを繰り返し行うことにより、歩行者による歩行を支援した際のセンサ値に基づいて歩行アルゴリズム１１５を更新することができる。
なお、歩行支援装置１０に複数の機種がある場合には、機種ごとの歩行アルゴリズムを生成してもよい。具体的には、送信部１１６は、歩行支援装置１０の機種を示す機種情報とともに、センサ値をサーバ２０に送信する。取得部２１１は、機種情報とともに、センサ値を複数の歩行支援装置１０から取得する。蓄積部２１２は、取得部２１１が取得した機種情報に対応付けて、センサ値を蓄積する。記憶部１１４は、機種情報ごとに生成された歩行アルゴリズムのうち、歩行支援装置１０の機種に適合する歩行アルゴリズムを記憶している。このようにすれば、歩容データ管理システム１は、機種の差異を反映した歩行アルゴリズムを機種ごとに生成し、生成した歩行アルゴリズムを用いて歩行者の歩行を支援することができる。
図５は、本実施の形態に係るセンサ値の説明図である。図５に示されるセンサ値列５０１は、歩行支援装置１０のセンサ１１２により複数回取得されたセンサ値の一例を示している。
センサ値列５０１は、歩行支援装置１０において、歩行者の側腰部に配置される角度センサにより所定時間ごとに取得された回動角θを示している。所定時間は、歩行者の歩行により回動角θが変動することが計測される程度に短い時間であればよく、例えば、０．１秒とすることができる。
例えば、歩行者が歩行のために足を前方に振り出し、歩行により歩行者の身体が前方へ移動するに従って振り出した足が身体に近づく場合には、足を前方に振り出したときに「３０°」となり、その後、振り出した足が身体に近づくにつれて「２９°，２７°，・・・」というように値が変化する。このような場合に、図５に示されるセンサ値列５０１が得られる。
なお、歩行者の左右の側腰部に角度センサがある場合には、左右のそれぞれの角度センサから取得されたセンサ値を含むセンサ値列となる。また、歩行者の側腰部以外の箇所にも角度センサが配置されている場合、センサごとにセンサ値列が取得される。
図６は、本実施の形態に係る歩容値の説明図である。図６に示される歩容値６０１は、歩行支援装置１０を装着して歩行した歩行者の歩容を示す歩容値の一例であり、図５に示されるセンサ値列５０１から算出されるものである。
歩容値６０１は、左足の歩幅（「歩幅（左）」）と、右足の歩幅（「歩幅（右）」）と、周期とを含む。
歩幅は、歩行者の一方の足が第一の着地点に着地した後、他方の足が第二の着地点に着地する際に、第一の着地点から第二の着地点までの距離を示す量である。歩幅は、一人の人間でも左足と右足とで異なるのが一般的である。左足の歩幅と右足の歩幅とのそれぞれを算出することで、より正確に歩行者の歩容を取得することができる。
一方、左足の歩幅と右足の歩幅との違いは微小であると考え、それらの一方、又は、それらの平均値を、歩行者の歩幅であるとして扱ってもよい。このようにすれば、歩行支援装置１０からサーバ２０への通信の通信量、及び、サーバ２０に蓄積される際のデータ容量を削減することができる。
なお、歩幅は、歩行者の一方の足が第一の着地点に着地した後、地面から離れ、その後、当該一方の足が第二の着地点に着地する際に、第一の着地点から第二の着地点までの距離を示す量としてもよい。
周期は、歩行者の一方の足が着地した後、歩行のために地面から離れ、当該一方の足が再び着地するまでの時間を示す量である。また、周期は、歩行者の一方の足が着地した後、他方の足が着地するまでの時間を示す量としてもよい。周期は、歩幅同様に、一人の人間でも左足と右足とで異なるのが一般的であり、また、その差は微小であると考えることもできる。
なお、１つの歩容値６０１は、１つのセンサ値列５０１から算出される。ただし、１つのセンサ値列５０１は、当該センサ値列５０１を構成する複数のセンサ値列（以降、「部分センサ値列」ともいう）として扱うこともできる。その場合、１つの歩容値６０１は、１つの部分センサ値列から算出される。このように、１つのセンサ値列５０１から、複数の歩容値６０１が算出されることもある。
図７は、本実施の形態に係る歩容値の統計処理の説明図である。
図７は、複数の歩容値７０１と、統計処理された後の歩容値７０２とを示す。
複数の歩容値７０１は、複数の歩行者（Ａ、Ｂ、・・・、Ｊ）のそれぞれが歩行支援装置１０に支援されながら歩行した際の歩容値を含むものである。歩行者それぞれにおいて、歩幅及び周期の値が少しずつ異なることがわかる。
歩容値７０２は、複数の歩容値７０１に含まれる歩容値を対象として統計処理により導き出された歩容値である。統計処理は、例えば、歩容値の種別ごとに歩容値の平均値をとる処理により行われる。なお、平均値をとる代わりに、歩容値の種別ごとに歩容値の中央値又は最頻値をとる処理により行われてもよい。
図８は、本実施の形態に係る歩行支援装置１０による処理を示すフロー図である。図８に示されるフロー図は、歩行者が歩行支援装置１０を装着し、歩行を停止している状態から歩行を開始し、その後、歩行を停止するまでの一連の流れを示したものである。歩行者が歩行を停止している状態において、ステップＳ１０１の処理が行われる。
ステップＳ１０１において、制御部１１３は、センサ１１２である圧力センサのセンサ値が変化したか否かを判定する。具体的には、圧力センサは、歩行支援装置１０を装着した歩行者が歩行を停止しているときにセンサ値を繰り返し検出する。制御部１１３は、圧力センサが検出したセンサ値が前回検出したセンサ値と所定位置以上異なる場合に、圧力センサのセンサ値が変化したことを検出する。
ステップＳ１０１において、制御部１１３が圧力センサのセンサ値が変化したと判定した場合には、ステップＳ１０２へ進む。一方、制御部１１３が圧力センサのセンサ値が変化しないと判定した場合には、再びステップＳ１０１を実行する。つまり、制御部１１３は、圧力センサのセンサ値が変化したと判定するまでステップＳ１０１を繰り返し実行する。言い換えれば、制御部１１３は、圧力センサのセンサ値が変化したと判定するまで待機状態をとる。
ステップＳ１０２において、制御部１１３は、ステップＳ１０１で取得した圧力センサのセンサ値に基づいて、歩行支援装置１０を装着した歩行者が歩行を開始したか否かを判定する。歩行の開始は、例えば、複数の圧力センサのセンサ値の変化に基づいて判定される。
例えば、センサ１１２が、図３に示される３つの圧力センサ３１１、３１２及び３１３を含む場合、圧力センサ３１１（歩行者のかかとが載せられると想定される位置に配置される圧力センサ）のセンサ値が前回測定値より減少し、かつ、圧力センサ３１３（歩行者のつま先が載せられると想定される位置に配置される圧力センサ）のセンサ値が前回測定値より増加した場合、歩行者が前方への歩行を開始したと制御部１１３が判定する。なお、上記状況において、圧力センサ３１１のセンサ値が前回測定値より増加し、かつ、圧力センサ３１３のセンサ値が前回測定値より減少した場合には、歩行者が後方への歩行を開始したと制御部１１３が判定することもできる。
ステップＳ１０２において、制御部１１３が歩行の開始を検出した場合、ステップＳ１０３へ進む。一方、制御部１１３が歩行の開始を検出しない場合、ステップＳ１０１を再び実行する。
ステップＳ１０３において、制御部１１３は、センサ１１２である角度センサのセンサ値を取得する。角度センサのセンサ値は、歩行支援装置１０の関節に接続されたフレーム同士がなす角（例えば、関節１０３に接続されたフレーム１０２及び１０３がなす角である回動角θ）を示している。制御部１１３は、角度センサのセンサ値を取得することで、歩行支援装置１０がどのような姿勢をとっているかを把握し、また、歩行支援装置１０を装着した歩行者がどのような体勢をとっているかを把握する。
ステップＳ１０４において、制御部１１３は、歩行支援装置１０を装着した歩行者が歩行を終了したか否かを判定する。歩行の終了は、例えば、複数の圧力センサのセンサ値の変化に基づいて判定される。
例えば、センサ１１２が、図３に示される３つの圧力センサ３１１、３１２及び３１３を含む場合、上記３つの圧力センサのそれぞれのセンサ値が、ゼロでなく、かつ、前回測定値とほぼ同じ値をとる場合に、歩行者が歩行を終了したと制御部１１３が判定する。
ステップＳ１０４において、制御部１１３が歩行の終了を検出した場合、ステップＳ１０７へ進む。一方、制御部１１３が歩行の終了を検出しない、つまり、歩行が継続していることを検出した場合、ステップＳ１０５へ進む。
ステップＳ１０５において、制御部１１３は、歩行アルゴリズム１１５に従って、ステップＳ１０３で取得したセンサ値に応じてアクチュエータ１１１の駆動量を決定する。ステップＳ１０３で取得したセンサ値は、歩行支援装置１０の各フレームの位置関係を定めることができる情報である。歩行アルゴリズムは、上記センサ値から定められる歩行支援装置１０の各フレームの現在の位置関係に基づいて、各フレームの次の時刻における位置関係を定めるものである。このようにして、制御部１１３は、歩行支援装置１０の現在の姿勢から、次の時刻の姿勢を定める。
ステップＳ１０６において、アクチュエータ１１１が駆動することで歩行支援装置１０が歩行者の歩行を支援する。アクチュエータ１１１の駆動量は、ステップＳ１０５で定められたものであり、歩行支援装置１０の姿勢を次の時刻の姿勢に変化させるために適切な駆動量である。
ステップＳ１０６の処理を終えたら、歩行支援装置１０は、ステップＳ１０４を再び実行する。
ステップＳ１０７において、送信部１１６は、歩行支援装置１０による歩行の支援の際にセンサ１１２が取得したセンサ値を、サーバ２０に送信する。送信されるセンサ値は、歩行の支援が継続している期間に、ステップＳ１０３により繰り返し取得されたセンサ値である。例えば、送信されるセンサ値は、角度センサにより複数回取得された角度値を含む。
なお、ステップＳ１０７は、図５に示されるようにステップＳ１０１からステップＳ１０６までの一連の処理が終わるごとに１回実行されてもよいし、ステップＳ１０１からステップＳ１０６までの一連の処理が複数回行われた後に１回実行されてもよい。
以上のように、歩行者が歩行を開始してから終了までの一連の流れが行われる。
図９は、本実施の形態に係るサーバ２０等による歩行アルゴリズムの更新の処理を示すフロー図である。図９を参照しながらサーバ２０等による処理について説明する。
ステップＳ２０１において、取得部２１１は、センサ値を歩行支援装置１０から取得し、取得したセンサ値を蓄積部２１２に蓄積する。取得部２１１が取得するセンサ値は、角度センサにより複数回取得された角度値を含むものであり、例えば、図５に示されるセンサ値列５０１である。取得部２１１は、歩行支援装置１０からセンサ値を取得する度に、取得したセンサ値を蓄積部２１２に蓄積する。その結果、蓄積部２１２には、歩行支援装置１０が異なる期間に取得したセンサ値が蓄積され、また、２以上の歩行支援装置１０から取得したセンサ値が蓄積され得る。
ステップＳ２０２において、ステップＳ２０１で取得されたセンサ値に基づいて、歩容値が算出される。なお、歩容値の算出の処理は、予め定められた算出方法を用いてサーバ２０などにより行われてもよいし、人手により行われてもよい。算出される歩容値は、例えば、図６に示される歩容値６０１である。
ステップＳ２０３において、ステップＳ２０２で算出された歩容値の統計処理が行われる。統計処理の対象となる歩容値は、複数の歩行支援装置１０から取得され蓄積されたセンサ値列のそれぞれについて、ステップＳ２０２で算出された歩容値であり、センサ値列の数だけ存在する。上記統計処理において、センサ値列の数と同じ数だけ存在する歩容値から、１つの歩容値が算出される。なお、１つの歩容値の算出の処理は、予め定められた算出方法を用いてサーバ２０などにより行われてもよいし、人手により行われてもよい。
ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で算出された１つの歩容値に基づいて、歩行アルゴリズムが生成される。ステップＳ２０３で算出された１つの歩容値は、センサ値列が取得された歩行支援装置１０により歩行した歩行者の歩容に基づいて定められる、標準的な１つの歩容を示しているといえる。ステップＳ２０４では、標準的な１つの歩容で歩行する歩行者の歩行を支援するための歩行アルゴリズムが生成される。なお、歩行アルゴリズムの生成の処理は、予め定められた方法を用いてサーバ２０などにより行われてもよいし、任意の情報処理装置を用いて人手により行われてもよい。
ステップＳ２０５において、ステップＳ２０４で生成された歩行アルゴリズムが歩行支援装置１０に格納される。具体的には、ステップＳ２０４で生成された歩行アルゴリズムが、歩行支援装置１０の記憶部１１４に、歩行アルゴリズム１１５として格納される。なお、既に記憶部１１４に歩行アルゴリズム１１５が格納されている場合には、ステップＳ２０４で生成された歩行アルゴリズムが優先的に参照されるように格納されるようにする。
なお、歩行アルゴリズムの格納処理は、通信回線等を通じてサーバ２０などと歩行支援装置１０との間で行われてもよい。また、ステップＳ２０４において歩行アルゴリズムが情報処理装置を用いて人手により生成された場合には、歩行アルゴリズムは、その情報処理装置から可搬型の記憶媒体等を用いて人手により歩行支援装置１０に格納されてもよい。
以上のように、サーバ２０等による歩行アルゴリズムの更新の一連の処理が行われる。
以上のように、本実施の形態における歩容データ管理システム１は、サーバ２０と、歩行者による歩行を支援する複数の歩行支援装置１０とを備える歩容データ管理システム１であって、サーバ２０は、複数の歩行支援装置１０のそれぞれにより支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を、複数の歩行支援装置１０のそれぞれから取得する取得部２１１と、取得部２１１が取得した第一センサ値を蓄積する蓄積部２１２とを備え、複数の歩行支援装置１０のそれぞれは、関節と、関節を駆動するアクチュエータ１１１と、アクチュエータ１１１の駆動量を決定するためのアルゴリズムである歩行アルゴリズムであって、蓄積部２１２に蓄積された第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容データを統計処理することで生成された歩行アルゴリズム１１５を記憶している記憶部１１４と、歩行支援装置１０により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサと、歩行アルゴリズム１１５に従って、第二センサ値に応じてアクチュエータ１１１の駆動量を決定する制御部１１３と、第二センサ値をサーバ２０に送信する送信部１１６とを備える。
これによれば、歩容データ管理システム１は、複数の歩行支援装置１０のそれぞれが歩行の支援を行う際に取得するセンサ値をサーバ２０に蓄積し、蓄積されたセンサ値に基づいて生成された歩行アルゴリズム１１５に基づいて、歩行支援装置１０により歩行者の歩行を支援することができる。ここで、歩行アルゴリズム１１５は、複数の歩行支援装置１０が実際に歩行支援を行った際のセンサ値に基づいて生成されたものであるので、歩行者が歩行の支援を受ける際に感じ得る違和感をより少なくすることができる。よって、歩容データ管理システム１は、歩行アルゴリズム１１５の生成のために、歩行支援装置１０が歩行を支援する際の歩容データを適切に管理することができる。
なお、歩行支援装置１０に類似する技術を用いる装置として、自律的に歩行する自律歩行装置がある。自律歩行装置の歩行アルゴリズムは、自律歩行装置の関節の動き等を決定するためのものであるが、人間の歩行動作とは無関係である。一方、歩行支援装置１０においては、人間（つまり、歩行者）の歩行動作に連動するように歩行の支援を行うことが必要である。よって、歩行支援装置１０の歩行アルゴリズム１１５は、歩行者の歩行動作に連動するように歩行支援装置１０の関節の動き等を決定しなければならない点で、自律歩行装置におけるものと異なる。また、歩行者が装着するものであるので、歩行者に生じ得る違和感をなるべく小さくすることが必要である点でも、自律歩行装置におけるものと異なる。
例えば、取得部２１１は、送信部１１６が送信する第二センサ値を、第一センサ値として取得し、記憶部１１４は、取得された第二センサ値から算出される歩容値を統計処理することで新たな歩行アルゴリズム１１５が生成された場合には、生成された新たな歩行アルゴリズム１１５を記憶している。
これによれば、サーバ２０は、センサ値を歩行支援装置１０から通信を介して効率的に取得する。そして、歩行支援装置１０は、当該歩行支援装置１０を含めた複数の歩行支援装置１０から取得したセンサ値に基づいて生成される歩行アルゴリズムに従って歩行の支援を行う。このように、歩容データ管理システム１において、新たに取得されたセンサ値から新たな歩行アルゴリズム１１５を生成する一連の流れが実現される。よって、歩容データ管理システム１は、歩行アルゴリズムの生成のために、歩行支援装置１０が歩行を支援する際の歩容データを適切に管理することができる。
例えば、記憶部１１４は、さらに、予め定められた標準的な歩行アルゴリズム１１５である標準歩行アルゴリズムを記憶しており、制御部１１３は、さらに、歩行アルゴリズム１１５を用いない場合には、標準歩行アルゴリズムに従って、第二センサ値に応じてアクチュエータ１１１の駆動量を決定する。
これによれば、歩行支援装置１０は、所定の標準歩行アルゴリズムを用いて歩行の支援をすることができる。歩行支援装置１０から取得されるセンサ値の数が十分でない場合等には、そのセンサ値に基づいて適切な歩行アルゴリズム１１５を生成するのが困難であることがある。そのような場合には、歩行支援装置１０は、所定の標準歩行アルゴリズムを用いて歩行の支援を行うことができる。
例えば、送信部１１６は、当該歩行支援装置１０の機種を示す機種情報とともに、第二センサ値をサーバ２０に送信し、取得部２１１は、機種情報とともに、第一センサ値を複数の歩行支援装置１０から取得し、蓄積部２１２は、取得部２１１が取得した機種情報に対応付けて、第一センサ値を蓄積し、記憶部１１４は、機種情報ごとに生成された歩行アルゴリズム１１５のうち、当該歩行支援装置１０の機種に適合する歩行アルゴリズムを記憶している。
これによれば、歩行アルゴリズム１１５は、歩行支援装置１０の機種ごとに生成される。その結果、歩行支援装置１０の機種ごとに歩行の支援に適した歩行アルゴリズムが生成される。よって、歩行支援装置１０は、歩行者が歩行の支援を受ける際に感じ得る違和感をより少なくすることができる。
例えば、センサ１１２は、歩行支援装置１０の加速度を取得する加速度センサ、関節の回動角度を取得する角度センサ、及び、歩行者の足の裏から受ける圧力を取得する圧力センサの少なくとも１つを含む。
これによれば、歩行支援装置１０は、歩行支援装置１０の加速度、関節の回動角度、歩行者の足の裏から受ける圧力に基づいて、アクチュエータ１１１の駆動量を決定する。また、これら加速度、回動角度及び圧力に基づいて、より精度よくアクチュエータ１１１の駆動量を決定する歩行アルゴリズム１１５が生成され得る。よって、歩行支援装置１０は、歩行者が歩行の支援を受ける際に感じ得る違和感をより少なくすることができる。
例えば、記憶部１１４は、蓄積部２１２に蓄積された第一センサ値の平均値、中央値又は最頻値を算出する処理を統計処理としてすることで生成された歩行アルゴリズム１１５を記憶している。
これによれば、歩行支援装置１０は、具体的に、平均値、中央値又は最頻値を算出する処理により生成された歩行アルゴリズム１１５を用いて歩行の支援を行うことができる。
（実施の形態１の変形例１）
実施の形態１では、歩容データ管理システムにおいて、複数の歩行支援装置１０から得られたセンサ値に基づいて１つの歩容値が算出され、また、１つの歩行アルゴリズムが生成される場合を説明した。本変形例では、歩容データ管理システムにおいて、異なる種別に対応する複数の歩容値が算出され、また、算出された複数の歩容値のそれぞれに対応する歩行アルゴリズムが生成される場合について説明する。
図１０は、本変形例に係る歩行の種別ごとの歩容値の説明図である。
図１０に示されるように、本変形例に係る歩行種別テーブル１００１は、複数あり、例えば、「平地歩行」の種別１０１１、「坂上り歩行」の種別１０１２、及び、「坂下り歩行」の種別１０１３がある。以降、『「平地歩行」の種別』のことを、単に「平地歩行」とも表記する。「坂上り歩行」及び「坂下り歩行」についても同様とする。
平地歩行１０１１は、歩行者が平地を歩行する場合の歩容を示す歩容値である。平地歩行１０１１の歩容は、平地を歩行する歩行者の歩行を歩行支援装置１０が支援する際の歩容である。
坂上り歩行１０１２は、歩行者が歩行により上り坂を上る場合の歩容を示す歩容値である。坂上り歩行１０１２の歩容は、上り坂を上る歩行者を歩行支援装置１０が支援する際の歩容である。なお、坂上り歩行１０１２の歩容値は、例えば、平地歩行１０１１の場合に比べて歩幅が小さくなる傾向があるが、本発明の技術的範囲はこれに限られない。
坂下り歩行１０１３は、歩行者が歩行により下り坂を下る場合の歩容を示す歩容値である。坂下り歩行１０１３の歩容は、下り坂を下る歩行者を歩行支援装置１０が支援する際の歩容である。なお、「坂上り歩行」の歩容値は、例えば、「平地歩行」の場合に比べて歩幅が小さく、また、周期が比較的短い傾向があるが、本発明の技術的範囲はこれに限られない。
また、歩容の種別としては、上記の他にも、「荷物運び平地歩行」、「荷物運び坂上り歩行」及び「荷物運び坂下り歩行」などがあり得る。上記の方向の種別は、それぞれ、荷物（重量物）を運びながら、「平地歩行」、「坂上り歩行」及び「坂下り歩行」を歩行者が行うことを意味する歩行の種別である。
このように、歩行の種別ごとの歩容を示す歩容値に基づいて、歩行支援装置１０による歩行支援に用いられる歩行アルゴリズムが生成される（図９のステップＳ２０４）。
また、本変形例における歩行支援装置１０は、センサ１１２として、気圧センサを備える。気圧センサは周囲の空気の気圧を取得するセンサである。
制御部１１３は、センサ１１２の気圧センサが取得した気圧から、歩行支援装置１０の現在位置の標高を算出する。そして、制御部１１３は、複数算出された標高の変化に基づいて、歩行者が平地を歩行しているか、坂上り歩行をしているか、又は、坂下り歩行をしているかを判定し、記憶部１１４が記憶している複数の歩行アルゴリズムのうちから適切な歩行アルゴリズムを選定し、選定した歩行アルゴリズムに従って、アクチュエータ１１１の駆動量を決定する。これにより、歩行支援装置１０は、歩行者の歩行の種別に応じた歩行支援を行うことができる。
以上のように、本変形例に係る歩行支援システムでは、記憶部１１４は、歩行者による平地歩行、坂上り歩行及び坂下り歩行のそれぞれを支援するための歩行アルゴリズムのうちの少なくとも１つを含む歩行アルゴリズム１１５を記憶しており、センサ１１２は、さらに、気圧センサを含み、制御部１１３は、さらに、気圧センサのセンサ値から定められる当該歩行支援装置１０の現在位置の標高の変化に基づいて、歩行者が平地を歩行しているか、坂上り歩行をしているか、又は、坂下り歩行をしているかを判定し、記憶部１１４が記憶している複数の歩行アルゴリズム１１５のうちから適切な歩行アルゴリズム１１５を選定し、選定した歩行アルゴリズム１１５に従って、アクチュエータ１１１の駆動量を決定する。
これによれば、歩行支援システムは、歩行の種別（つまり、平地歩行、坂上り歩行、及び、坂下り歩行）ごとに生成された歩行アルゴリズム１１５を用いて歩行の支援を行うことができる。よって、歩行支援装置１０は、歩行者が歩行の支援を受ける際に感じ得る違和感をより少なくすることができる。
（実施の形態１の変形例２）
本変形例では、歩容データ管理システムにおいて、歩行者の体格に対応する複数の歩容値が算出され、また、算出された複数の歩容値のそれぞれに対応する歩行アルゴリズムが生成される場合について説明する。
図１１は、本変形例に係る体格ごとの歩容値テーブル１１０１の説明図である。なお、図１１では、体格を示す指標として身長を用いる例を示している。
図１１に示されるように、本変形例に係る体格は、複数あり、例えば、「低身長」の種別１１１１、「中程度」の種別１１１２、及び、「高身長」の種別１１１３がある。以降、『「低身長」の種別』のことを、単に「低身長」とも表記する。「中程度」及び「高身長」についても同様とする。
低身長１１１１、又は、高身長１１１３は、それぞれ、歩行者の身長が所定より小さい又は大きいことを示しており、中程度１１１２は、歩行者の身長が、低身長１１１１と高身長１１１３との間であることを示している。なお、中程度１１１２と、低身長１１１１又は高身長１１１３との境界となる身長は、任意に定められるが、歩行者全体をいくつかに有意に分類できる身長を示す数値であればなんでもよい。例えば、身長１５０ｃｍ未満の歩行者が低身長１１１１に分類され、身長１５０ｃｍ以上かつ身長１６０ｃｍ未満の歩行者が中程度１１１２に分類され、身長１６０ｃｍ以上の歩行者が高身長１１１３に分類されてもよい。
なお、上記例では、体格の分類数を３としたが、分類数は３でなくてもよい。分類数を３より大きくすることで、歩行者の体格により精度よく整合する歩行アルゴリズムにより歩行の支援を行うことができる。
なお、上記例では、体格として身長だけを用いる例を示したが、これに限られない。具体的には、足の長さを用いることもできる。また、歩行者それぞれについての歩行アルゴリズムを生成することも可能である。このようにすれば、歩行支援装置は、さらに精度よく歩行者の歩容に連動するように歩行の支援を行うための歩行アルゴリズムを生成することができ、より精度よく歩行者の歩容に連動して歩行の支援を行うことができる。
このように、歩行者の体格ごとの歩容を示す歩容値に基づいて、歩行支援装置１０による歩行支援に用いられる歩行アルゴリズムが生成される（図９のステップＳ２０４）。これにより、歩行支援装置１０は、歩行者の体格に応じた歩行支援を行うことができる。
以上のように、本変形例に係る歩行支援装置は、さらに精度よく歩行者に整合する歩行アルゴリズムにより歩行の支援を行うことができる。
（実施の形態２）
本実施の形態において、ユーザ及び複数の事業者等の間でやりとりされる、歩行支援装置１０及びその改良装置、並びに、歩容値及び歩行アルゴリズムなどの情報の例について説明する。
図１２は、本実施の形態に係る歩容データ管理システム２のシステム構成図である。
図１２に示されるように、歩容データ管理システム２は、製造会社１２０１と、データ管理会社１２０３と、メンテナンス会社１２０４とを備える。また、図１２には、上記歩容データ管理システム２を利用するユーザ１２０２も示されている。
製造会社１２０１は、歩行支援装置１０を製造及び改良する事業者である。また、製造会社１２０１は、製造した歩行支援装置１０又は改良装置（以下、単に「装置」ともいう）をユーザ１２０２に提供する。
ユーザ１２０２は、製造会社１２０１から装置の提供を受け、歩行者として歩行支援装置１０の支援を受けながら歩行する。
データ管理会社１２０３は、センサ値を蓄積するサーバ２０を管理する事業者である。データ管理会社１２０３は、サーバ２０を保有している。
メンテナンス会社１２０４は、歩行支援装置１０の維持管理を行う事業者である。
以降、歩行支援装置１０の提供から、歩行アルゴリズムの更新又は改良装置の提供までの一連の流れについて説明する。
図１２の（ａ）において、製造会社１２０１は、歩行支援装置１０をユーザ１２０２に提供する。
図１２の（ｂ）において、ユーザ１２０２が歩行した際の歩行支援装置１０のセンサ値が、歩行支援装置１０により通信回線を介してサーバ２０に送信される。送信されるセンサ値は、ユーザが製造会社１２０１から歩行支援装置１０の提供を受け、歩行者として歩行支援装置１０の支援を受けながら歩行した際の歩行支援装置１０のセンサ値である。
図１２の（ｃ）において、センサ値がサーバ２０から製造会社１２０１に提供される。なお、提供される方法はさまざまな方法がある。例えば、製造会社１２０１がデータ管理会社１２０３にセンサ値を取得するための要求を送信し、データ管理会社１２０３がサーバ２０に蓄積されているセンサ値を提供する方法がある。なお、上記の、要求の送信や、センサ値の取得は、通信回線を経由して行われてもよいし、人手を介して行われてもよい。
図１２の（ｄ）において、製造会社１２０１は、歩行アルゴリズムをメンテナンス会社に提供する。メンテナンス会社に提供される歩行アルゴリズムは、製造会社１２０１がデータ管理会社１２０３から取得してセンサ値について統計処理などを施した結果得られた歩行アルゴリズムである（図９のステップＳ２０４）。
図１２の（ｅ）において、歩行アルゴリズムの更新が行われる。具体的には、メンテナンス会社１２０４が、歩行支援装置１０の歩行アルゴリズムを製造会社１２０１から提供され、提供された歩行アルゴリズムをユーザ１２０２のそれぞれが保有している歩行支援装置１０に格納する。これにより、歩行支援装置１０は、格納された歩行アルゴリズムを用いて歩行者による歩行を支援するように動作する。
図１２の（ｆ）において、製造会社１２０１は、歩行支援装置１０の改良装置をユーザ１２０２に提供する。なお、改良装置とは、歩行支援装置１０の次期バージョンを意味し、現在若しくは過去の歩行支援装置１０に対して新たな機能を搭載した装置、現在若しくは過去の歩行支援装置１０において生ずる不都合又は不具合を解消した装置、又は、現在若しくは過去の歩行支援装置１０のデザインを改良した装置などを含む。また、製造会社１２０１がユーザ１２０２に装置を提供する際に、販売会社などを介してもよい。
なお、図１２の（ｅ）と（ｆ）とは、どちらが先であってもよいし、いずれか一方が行われるだけであってもよい。
以上のように、本実施の形態に係る歩容データ管理システムによれば、歩行支援装置１０及びその改良装置、並びに、歩容値及び歩行アルゴリズムなどの情報が、ユーザ及び複数の事業者等の間で適切にやりとりされる。
以上、本発明の歩行支援装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
本発明は、歩行アルゴリズムの生成のために、歩行支援装置が歩行を支援する際の歩容データを適切に管理する歩容データ管理システムに利用可能である。
１、２ 歩容データ管理システム
１０ 歩行支援装置
２０ サーバ
１０１、１０２ フレーム
１０３ 関節
１０４、１１１ アクチュエータ
１１２ センサ
１１３ 制御部
１１４ 記憶部
１１５ 歩行アルゴリズム
１１６ 送信部
２１１ 取得部
２１２ 蓄積部
２１３ センサ値ＤＢ
３１１、３１２、３１３ 圧力センサ
１２０１ 製造会社
１２０２ ユーザ
１２０３ データ管理会社
１２０４ メンテナンス会社

Claims (10)

  1. サーバと、歩行者による歩行を支援する複数の歩行支援装置とを備える歩容データ管理システムであって、
    前記サーバは、
    前記複数の歩行支援装置のそれぞれにより支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を、前記複数の歩行支援装置のそれぞれから取得する取得部と、
    前記取得部が取得した前記第一センサ値を蓄積する蓄積部とを備え、
    前記複数の歩行支援装置のそれぞれは、
    関節と、
    前記関節を駆動するアクチュエータと、
    前記アクチュエータの駆動量を決定するためのアルゴリズムである歩行アルゴリズムであって、前記蓄積部に蓄積された前記第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容データを統計処理することで生成された歩行アルゴリズムを記憶している記憶部と、
    当該歩行支援装置により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサと、
    前記歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する制御部と、
    前記第二センサ値を前記サーバに送信する送信部とを備える
    歩容データ管理システム。
  2. 前記取得部は、前記送信部が送信する前記第二センサ値を、前記第一センサ値として取得し、
    前記記憶部は、取得された前記第二センサ値から算出される歩容値を統計処理することで新たな歩行アルゴリズムが生成された場合には、生成された前記新たな歩行アルゴリズムを記憶している
    請求項１に記載の歩容データ管理システム。
  3. 前記記憶部は、さらに、
    予め定められた標準的な歩行アルゴリズムである標準歩行アルゴリズムを記憶しており、
    前記制御部は、さらに、
    前記歩行アルゴリズムを用いない場合には、前記標準歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する
    請求項１又は２に記載の歩容データ管理システム。
  4. 前記送信部は、当該歩行支援装置の機種を示す機種情報とともに、前記第二センサ値を前記サーバに送信し、
    前記取得部は、前記機種情報とともに、前記第一センサ値を前記複数の歩行支援装置から取得し、
    前記蓄積部は、前記取得部が取得した前記機種情報に対応付けて、前記第一センサ値を蓄積し、
    前記記憶部は、機種情報ごとに生成された前記歩行アルゴリズムのうち、当該歩行支援装置の機種に適合する歩行アルゴリズムを記憶している
    請求項２に記載の歩容データ管理システム。
  5. 前記センサは、前記歩行支援装置の加速度を取得する加速度センサ、前記関節の回動角度を取得する角度センサ、及び、前記歩行者の足の裏から受ける圧力を取得する圧力センサの少なくとも１つを含む
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の歩容データ管理システム。
  6. 前記記憶部は、前記蓄積部に蓄積された前記第一センサ値の平均値、中央値又は最頻値を算出する処理を前記統計処理としてすることで生成された歩行アルゴリズムを記憶している
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の歩容データ管理システム。
  7. 前記記憶部は、歩行者による平地歩行、坂上り歩行及び坂下り歩行のそれぞれを支援するための歩行アルゴリズムのうちの少なくとも１つを含む前記歩行アルゴリズムを記憶しており、
    前記センサは、さらに、気圧センサを含み、
    前記制御部は、さらに、前記気圧センサのセンサ値から定められる当該歩行支援装置の現在位置の標高の変化に基づいて、前記歩行者が平地を歩行しているか、坂上り歩行をしているか、又は、坂下り歩行をしているかを判定し、前記記憶部が記憶している複数の前記歩行アルゴリズムのうちから適切な歩行アルゴリズムを選定し、選定した前記歩行アルゴリズムに従って、前記アクチュエータの駆動量を決定する
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の歩容データ管理システム。
  8. サーバと、歩行者による歩行を支援する複数の歩行支援装置とを備える歩容データ管理システムにおける、前記複数の歩行支援装置のうちの歩行支援装置であって、
    前記サーバは、
    前記複数の歩行支援装置のそれぞれにより支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を、前記複数の歩行支援装置のそれぞれから取得する取得部と、
    前記取得部が取得した前記第一センサ値を蓄積する蓄積部とを備え、
    前記歩行支援装置は、
    関節と、
    前記関節を駆動するアクチュエータと、
    前記アクチュエータの駆動量を決定するためのアルゴリズムである歩行アルゴリズムであって、前記蓄積部に蓄積された前記第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容データを統計処理することで生成された歩行アルゴリズムを記憶している記憶部と、
    当該歩行支援装置により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサと、
    前記歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する制御部と、
    前記第二センサ値を前記サーバに送信する送信部とを備える
    歩行支援装置。
  9. サーバと、歩行者による歩行を支援する複数の歩行支援装置とを備える歩容データ管理システムにおける前記サーバであって、
    前記サーバは、
    前記複数の歩行支援装置のそれぞれにより支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を、前記複数の歩行支援装置のそれぞれから取得する取得部と、
    前記取得部が取得した前記第一センサ値を蓄積する蓄積部とを備え、
    前記複数の歩行支援装置のそれぞれは、
    関節と、
    前記関節を駆動するアクチュエータと、
    前記アクチュエータの駆動量を決定するためのアルゴリズムである歩行アルゴリズムであって、前記蓄積部に蓄積された前記第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容データを統計処理することで生成された歩行アルゴリズムを記憶している記憶部と、
    当該歩行支援装置により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサと、
    前記歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する制御部と、
    前記第二センサ値を前記サーバに送信する送信部とを備える
    サーバ。
  10. サーバと、歩行者による歩行を支援する複数の歩行支援装置とを備える歩容データ管理システムにおける歩容データ管理方法であって、
    前記歩容データ管理方法は、
    前記複数の歩行支援装置のそれぞれにより支援されながら歩行者が歩行する際に取得される第一センサ値を、前記複数の歩行支援装置のそれぞれから取得する取得ステップと、
    前記取得ステップで取得した前記第一センサ値を蓄積する蓄積ステップとを含み、
    前記複数の歩行支援装置のそれぞれは、
    関節と、
    前記関節を駆動するアクチュエータと、
    前記アクチュエータの駆動量を決定するためのアルゴリズムである歩行アルゴリズムを記憶している記憶部と、
    当該歩行支援装置により支援されながら歩行者が歩行する際の第二センサ値を取得するセンサとを備え、
    前記歩容データ管理方法は、さらに、
    前記蓄積ステップで蓄積された前記第一センサ値から算出される歩行の特徴を示す歩容データを算出する算出ステップと、
    前記算出ステップで算出された前記歩容データを統計処理することで生成された歩行アルゴリズムを生成する生成ステップと、
    前記歩行アルゴリズムに従って、前記第二センサ値に応じて前記アクチュエータの駆動量を決定する制御ステップと、
    前記第二センサ値を前記サーバに送信する送信ステップとを含む
    歩容データ管理方法。
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