KR20150100797A

KR20150100797A - 보행 지원 장치 및 보행 지원 방법

Info

Publication number: KR20150100797A
Application number: KR1020157019584A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 미야케
Original assignee: 고쿠리츠다이가쿠호진 토쿄고교 다이가꾸; 가부시키가이샤 기쿠치 세이사쿠쇼
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2015-09-02
Also published as: US20160000635A1; EP2939647A4; US9833375B2; EP2939647A1; KR102046208B1; CN104902862B; CN104902862A; JP2014128464A; WO2014103305A1

Abstract

보행 지원 장치(2)는, 보행자(4)의 보행 운동을 지원한다. 보행자(4)는, 고령자나 장애인, 상병자, 운동 선수나 학습자 등일 수 있다. 측정부(10)는, 보행자(4)의 보행 정보를 측정하고, 그 보행 정보를 나타내는 데이터(S2)를 생성한다. 장착 장치(20)는, 측정부(10)에 의해 측정된 보행 정보 데이터(S2)에 따라, 보행자(4)의 팔에 작용하는 것에 의해, 보행시의 팔 운동에 개재하여, 그에 의해 보행 운동을 개선시킨다.

Description

보행 지원 장치 및 보행 지원 방법{WALKING ASSISTANCE DEVICE AND WALKING ASSISTANCE METHOD}

본 발명은, 인간의 보행 운동을 지원하고, 개선하는 기술에 관한 것이다.

보행 운동에 장해를 갖고 있는 고령자나 장애인, 상병자의 보행 운동을 지원하고, 혹은 재활 치료에 의해 개선시키기 위해, 보행 지원 장치가 사용된다. 종래, 보행을 지원, 개선하는 방법으로서는, 다리 운동을 직접 지원하는 방법이 있었다. 구체적으로는, 의족이나 파워 어시스트 로봇(액추에이터) 등에 의해, 다리 운동에 직접, 역학적으로 개재하는 방법이 제안되어 있다. 보행을 지원, 개선하는 다른 방법으로서는, 보행의 리듬을 계측하고, 보행에 동조 제어된 리듬 자극을 보행자에 주는 것에 의해, 간접적으로 다리 운동을 지원하는 방법 등도 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1~3 참조).

일본국 특허공개공보 2010-264320호 공보 일본국 특허공개공보 2006-102156호 공보 일본국 특허공개공보 2005-227909호 공보

하지만, 다리 운동에 직접 개재하는 방법에서는, 다리부에 외부에서 역학적으로 작용하여 보행 운동을 촉진시키기 위해, 트러블 발생시에 전도를 유발하는 등, 안전성에 과제가 있다. 또한, 보행에 장해나 문제를 안고 있는 보행자의 다리를 강제적으로 움직이기 때문에, 보행자에 고통을 주는 경우도 있을 수 있다. 또한, 보행자가, 보행 지원 장치에 의해 어시스트된 상태에 익숙해지면, 다리부의 운동 능력이 퇴화하여, 오히려 보행 지원 장치 없이는 보행할 수 없게 될 우려도 있어, 학습 효과의 관점에서도 과제를 갖고 있다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 일 실시형태의 예시적인 목적의 하나는, 종래의 보행 지원 방법의 문제점 중의 적어도 하나를 개선 가능한 보행 지원 장치의 제공에 있다.

본 발명의 일 실시형태는 보행 지원 장치에 관한 것이다. 보행 지원 장치는, 보행자의 보행 정보를 측정하는 측정부와, 측정부에 의해 측정된 보행 정보에 따라, 보행자의 팔에 작용하는 장착 장치를 구비한다.

본 발명자는, 보행 운동시에, 다리 운동과 팔 운동은, 뇌를 통해 서로 밀접하게 관련되어 있는 것을 인식했다. 이 실시형태에 의하면, 다리 운동이 아닌, 뇌에 관련되는 팔 운동에 개재하는 것에 의해, 보행 운동을 내면에서 개선할 수 있다. 이에 의해, 다리 운동에 직접 개재하는 경우에 비해, 안전성의 개선, 보행자에 주는 고통의 저감, 운동 능력의 저하의 억제, 학습 효과 중의 적어도 하나를 실현할 수 있다.

"보행 정보"란, 보행에 관한 정보로서, (i) 팔이나 다리, 흉부, 요부, 복부, 목, 머리, 중심 등 각 부위의 궤적을 나타내는 정보, (ii) 보행시의 자세를 나타내는 정보, (iii) 팔 흔들기 운동의 주파수, 다리 운동의 주파수, 이들의 위상 관계 등의 보행의 리듬에 관련되는 정보를 포함할 수 있다. 또한 본 명세서에 있어서 "팔"은, 어깨에서부터 손끝까지의 부위를 의미한다.

장착 장치는, 측정부에 의한 측정 결과에 따라 보행자의 주관절(팔꿈치 관절) 굽힘각을 조절 가능하게 구성되어도 좋다. 장착 장치는, 측정부에 의한 측정 결과에 따라 보행자의 주관절 가동 범위를 제약 가능하게 구성되어도 좋다.

주관절의 굽힘각을 변화시키는 것에 의해, 팔의 관성 모멘트를 변화시킬 수 있고, 보행 운동의 자세를 제어할 수 있다.

장착 장치는, 측정부에 의한 측정 결과에 따라 보행자의 견관절의 각도를 조절 가능하게 구성되어도 좋다. 장착 장치는, 측정부에 의한 측정 결과에 따라 보행자의 견관절의 가동 범위를 제약 가능하게 구성되어도 좋다.

장착 장치는, 보행 운동과 동조하여 주관절의 굽힘각을 제어 가능하게 구성되어도 좋다. 장착 장치는, 보행 운동과 동조하여 견관절의 굽힘각을 제어 가능하게 구성되어도 좋다.

측정부는, 보행자의 요부 또는 복부에 장착된 센서를 포함해도 좋다. 보행 정보는, 요부 또는 복부의 궤도를 포함해도 좋다.

장착 장치는, 궤도가 좌우 대칭이 되도록 조절되어도 좋다.

한편, 이상의 구성 요소를 임의로 조합한 것, 혹은 본 발명의 표현을, 방법, 장치 등의 사이에서 변환한 것도, 본 발명의 실시형태로서 유효하다.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 안전성의 개선, 보행자에 주는 고통의 저감, 운동 능력의 저하의 억제, 학습 효과 중의 적어도 하나를 실현할 수 있다.

도 1은 실시형태에 따른 보행 지원 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 측정부에 의해 측정되는, 보행자의 요부 궤도를 나타내는 도면이다.
도 3에 있어서, 도 3의 (a), (b)는, 장착 장치를 나타내는 도면이다.
도 4에 있어서, 도 4의 (a), (b)는, 장착 장치에 의한 구속이 없는 상태, 오른쪽 팔꿈치만을 장착 장치로 구속한 상태, 각각의 요부의 요동 궤도를 나타내는 도면이다.
도 5에 있어서, 도 5의 (a), (b)는, 장착 장치에 의한 구속이 없는 상태, 양쪽 팔꿈치를 장착 장치로 구속한 상태, 각각의 요부의 요동 궤도를 나타내는 도면이다.
도 6에 있어서, 도 6(a)는, 피시험자의 오른쪽 무릎 관절이 고정되는 모습을, 도 6(b)는, 장착 장치에 의해 오른쪽 무릎 관절이 고정되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7에 있어서, 도 7(a)~(c)는, 유사적인 편측 마비 보행 운동이 보행 지원 장치에 의해 개선되는 모습을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시형태를 바탕으로 도면을 참조하면서 설명한다. 각 도면에 도시되는 동일 또는 동등한 구성 요소, 부재, 처리에는, 동일한 부호를 부여하고 적절히 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 실시형태는, 발명을 한정하는 것이 아닌 예시일 뿐이며, 실시형태에 기술되는 모든 특징이나 그 조합은, 반드시 발명의 본질적인 것이라고는 할 수 없다.

도 1은, 실시형태에 따른 보행 지원 장치(2)를 나타내는 도면이다. 보행 지원 장치(2)는, 보행자(피시험자)(4)의 보행을 지원한다. 보행 지원 장치(2)는, 고령자나 장애인, 상병자 등의, 자유로운 보행이 마음대로 되지 않는 보행자(4)를 대상으로 한다.

보행 지원 장치(2)는, 주로, 측정부(10) 및 장착 장치(20)를 구비한다. 측정부(10)는, 보행자(4)의 보행 정보를 측정한다. 측정부(10)는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 보행 평가 시스템을 이용할 수 있다. 측정부(10)는, 가속도 센서(12) 및 컴퓨터(제어부라고도 한다)(14)를 포함한다. 가속도 센서(12)는, 보행자(4)의 요부 혹은 복부에 장착되어, 보행자의 좌우 방향(X축), 연직 방향(y축), 진행 방향(전후 방향, z축)의 각각 대한 가속도를 나타내는 데이터 S1을 출력한다. 컴퓨터(14)는, 가속도 센서(12)로부터의 데이터 S1을 신호 처리하여, 보행 정보를 나타내는 데이터(이하, 보행 정보 데이터라고 한다) S2를 생성한다. 본 실시형태에서는, 보행 정보 데이터 S2는, 보행자(4)에 3차원의 요부 혹은 복부의 운동 궤도를 나타내는 데이터이다.

도 2는, 측정부(10)에 의해 측정되는, 보행자(4)의 요부 궤도를 나타내는 도면이다. 도 2의 4a는, 오른발의 발뒤꿈치가 접지한 상태를, 4b는 다음에 왼발의 발뒤꿈치가 접지한 상태, 4c는 다음에 오른발의 발뒤꿈치가 접지한 상태를 나타낸다. 인간의 보행 동작은, 오른발의 발뒤꿈치가 접지하고 나서 왼발의 발뒤꿈치가 접지할 때까지의 제1기간(T1(4a~4b))과, 왼발의 발뒤꿈치가 접지하고 나서 오른발의 발뒤꿈치가 접지할 때까지의 제2기간(T2(4b~4c))의 반복으로 파악된다.

예를 들면 측정부(10)는, 도 2에 도시되는 요부의 운동을 XY 평면에 투영한 궤도(이하, 요동 궤도라고 한다)를, 보행 정보 데이터 S2로서 취득해도 좋다. 혹은, XYZ 공간상의 궤도를 보행 정보 데이터 S2로서 취득해도 좋고, 시간축을 포함한 4차원 공간상의 궤도를 보행 정보 데이터 S2로서 취득해도 좋고, XY 평면에 투영한 좌표와 시간축을 포함하는 3차원 공간상의 궤도를 보행 정보 데이터 S2로서 취득해도 좋다.

도 1을 다시 참조하여, 컴퓨터(14)는, 보행자(4)의 요부 혹은 복부의 요동 궤도가, 이상적인 보행 상태에 있어서의 궤도(목표 궤도라고 한다)에 근접하도록, 장착 장치(20)를 제어하기 위한 제어 정보 S3을 생성한다. 제어 정보 S3은, 장착 장치(20)가 오른팔, 왼팔 중의 어느 팔에 작용해야 할지, 어떻게 작용해야 할지, 어느 정도 작용해야 할지, 언제 작용해야 할지, 등의 정보를 포함할 수 있다.

장착 장치(20)는, 보행자(4)의 팔(6)에 장착되어, 측정부(10)에 의한 측정 결과에 따라, 보행자(4)의 팔(6)에 작용한다. 본 발명자가 검토한 바, 팔 운동은, 다리 운동과 밀접하게 관련되어 있어, 팔 운동에 작용하면, 작용한 팔 운동뿐만 아니라, 보행 운동 전체에 영향이 미친다. 따라서 장착 장치(20)는, 보행 정보, 더욱 구체적으로는 측정부(10)에 의해 측정되는 데이터 S1에, 어떠한 영향을 미치도록 구성되면 되고, 팔(6)에 주는 작용에 대해서는 특히 한정되지 않는다.

팔(6)이란, 어깨에서부터 손끝의 부분까지를 가리키고, "팔(6)에 작용한다"란, 구체적으로는, 팔의 관절, 즉, 견관절, 주관절, 손목 관절, 손가락 관절 중의 어느 하나, 혹은 임의의 조합에 작용하는 것을 포함한다. 또한, 관절에 작용한다란, 그 관절의 굽힘각을 소정의 값으로 제어하는 것, 관절의 가동 범위를 소정의 범위로 제약하는 것, 관절 운동에 대해, 저항(부하)을 부여하는 것, 등을 포함한다.

본 실시형태에서는, 장착 장치(20)는, 보행자(4)의 주관절에 작용한다. 도 3의 (a), (b)는, 장착 장치(20)를 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 있어서 장착 장치(20)는, 주관절의 굽힘각 θ에 작용하는 것으로 한다.

예를 들면 장착 장치(20)는, 윗팔에 고정되는 제1부분(22)과, 아래팔에 고정되는 제2부분(24)과, 제1부분(22)과 제2부분(24)의 거리 L을 변화시키는 조절 부재(26)를 구비해도 좋다. 조절 부재(26)는, 전동 액추에이터를 사용하여 구성되어도 좋고, 나아가서는, 컴퓨터(14)에 의해 생성된 제어 정보 S3에 기초하여, 자동적으로, 굽힘각 θ를 제어 가능하게 되어 있어도 좋다.

혹은 조절 부재(26)는, 수동에 의해 그 길이 L을 조절 가능해도 좋다. 이 경우, 보행자(4) 자신이, 혹은 간호자가, 컴퓨터(14)에 의해 생성된 제어 정보 S3에 기초하여 수동으로 구부려 굽힘각 θ를 변화시켜도 좋다.

한편, 장착 장치(20)의 구체적인 구성은 특히 한정되지 않고, 주관절의 각도 θ를 조절할 수 있으면 된다.

또한 장착 장치(20)는, 필요에 따라, 구체적으로는 컴퓨터(14)에 의해 생성된 제어 정보 S3에 기초하여, 보행자(4)의 오른팔에만, 왼팔에만, 혹은 양팔에 장착된다. 양팔에 장착되는 경우, 각각의 주관절의 각도 θl, θr이 다를 수도 있다.

이상이 실시형태에 따른 보행 지원 장치(2)의 구성이다.

본 발명자는, 보행 지원 장치(2)의 유효성을 검증하기 위해, 이하의 실험을 했다.

실험에서는, 건강한 사람을 대상으로 하여, 장착 장치(20)에 의한 구속이 없는 상태, 오른쪽 팔꿈치만을 장착 장치(20)로 구속한 상태, 양쪽 팔꿈치 모두 장착 장치(20)에 의해 구속한 상태, 각각에 대해, 요부의 요동 궤도를 측정했다.

도 4의 (a), (b)는, 장착 장치(20)에 의한 구속이 없는 상태, 오른쪽 팔꿈치만을 장착 장치(20)로 구속한 상태, 각각의 요부의 요동 궤도를 나타내는 도면이다. 궤도에 도시되는 ○표시는, 접지점에 있어서의 요부의 좌표를 나타낸다.

도 4의 (a)와 (b)의 궤도를 비교하면, 오른쪽 팔꿈치의 각도 θr을 고정하는 것에 의해, 좌우 방향의 진폭이 작아지고, 또한, 오른쪽 최하점(오른발 접지점)의 높이가 높아져, 좌우 다리의 운동에 비대칭성이 발생하는 것을 알 수 있다.

도 5의 (a), (b)는, 장착 장치(20)에 의한 구속이 없는 상태, 양쪽 팔꿈치를 장착 장치(20)로 구속한 상태, 각각의 요부의 요동 궤도를 나타내는 도면이다. 도 5의 (a)와 (b)의 궤도를 비교하면, 양쪽 팔꿈치의 굽힘각 θl, θr 각각을 고정하는 것에 의해, 좌우 방향의 진폭이, 도 4(b)의 오른쪽 팔꿈치만 고정한 경우에 비해 더욱 작아지는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 팔꿈치를 구속하는 것에 의해, 나아가서는, 좌우 중의 어느 한쪽의 팔꿈치를 구속하는지에 따라, 보행 운동에 영향을 주고, 요부의 궤도를 변화시킬 수 있음을 알 수 있다.

이어서, 건강한 사람인 피시험자의 오른쪽 무릎 관절의 각도를 고정하고, 유사적인 편측 마비 보행을 모의하여, 보행 지원 장치(2)의 유효성을 검증했다. 도 6(a)는, 피시험자의 오른쪽 무릎 관절이 고정되는 모습을, 도 6(b)는, 장착 장치(20)에 의해 오른쪽 무릎 관절이 고정되는 모습을 나타내는 도면이다. 주관절의 각도 θ는 약 90도이다.

도 7의 (a)~(c)는, 유사적인 편측 마비 보행 운동이 보행 지원 장치(2)에 의해 개선되는 모습을 나타내는 도면이다. 일반적으로는, 요동 궤도는 좌우 대칭인 것이 바람직하고, 따라서 장착 장치(20)는, 궤도가 좌우 대칭이 되도록 조절하면 된다.

도 7(a)는, 양쪽 팔꿈치가 구속되지 않은 상태를, 도 7(b)는, 오른쪽 주관절이 구속된 상태를, 도 7(c)는 왼쪽 주관절이 구속된 상태를 나타낸다.

도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 편측 마비 보행을 모의한 상태에서는, 요부의 요동 궤적이 좌우 비대칭이 된다. 구체적으로는, 왼쪽 최상점의 좌표가, 오른쪽 최상점의 좌표보다 높아져 있고, 왼쪽 방향의 진폭이, 오른쪽 방향의 진폭보다 커져 있다. 또한, 상하 방향의 진폭, 좌우 방향의 진폭이, 도 5(a)에 나타내는 건강한 사람의 것에 비해 커져 있다.

도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 마비된 다리와 같은 오른쪽의 팔꿈치를 구속하는 것에 의해, 도 7(a)에 비해 왼쪽 최상점의 좌표와 오른쪽 최상점의 좌표의 차이가 감소하고, 허리의 상하 방향의 요동이 감소한 것을 알 수 있다. 그와 동시에, 좌우 방향의 진폭도 감소하고, 좌우의 요동이 감소했다. 이는, 오른쪽 팔꿈치의 구속에 의해, 오른팔의 관성 모멘트가 변화되어, 오른팔의 진동수가 커지고, 그에 따라 우측의 보행 리듬의 진동수가 상승하여, 오른쪽 다리의 운동이 촉진되고, 좌우의 밸런스가 개선된 것이 원인으로 생각된다.

이와는 반대로, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이 마비된 다리와 반대인 왼쪽의 팔꿈치를 구속한 경우, 도 7(a)에 비해 왼쪽 최상점의 좌표와 오른쪽 최상점의 좌표의 차이가 더욱 커지고, 허리의 상하 방향의 요동도 확대된 것을 알 수 있다. 그와 동시에, 좌우 방향의 진폭도 커지고 좌우의 요동이 확대됐다. 이는, 왼쪽 팔꿈치의 구속에 의해, 왼팔의 관성 모멘트가 변화되어, 왼팔의 진동수가 커지고, 그에 따라 좌측의 보행 리듬의 진동수가 상승하여, 원래 마비에 의해 보행 리듬의 진동수가 작은 우측과의 차이가 커지고, 좌우의 언밸런스가 확대된 것이 원인으로 생각된다.

이와 같이, 실시형태에 따른 보행 지원 장치(2)에 의하면 편측 마비를 유사적으로 재현한 피시험자의 보행을 개선할 수 있는 실험 결과를 얻을 수 있었다.

이어서, 실제의 고령자나 장애인 등의 보행을 지원할 때의 보행 지원 장치(2)의 동작을 설명한다.

측정부(10)에 의해 보행 상태, 즉 궤도가 관측된다. 컴퓨터(14)는, 관측된 궤도와 목표 궤도가 일치하도록, 피드백에 의해 제어 정보 S3을 생성하고, 장착 장치(20)를 제어해도 좋다. 혹은, 컴퓨터(14)는, 장착 장치(20)의 상태와, 그것이 궤도에 미치는 영향의 관계를 미리 학습해 두고, 관측된 궤도에 기초하여, 오픈 루프(open loop)에 의해 제어 정보 S3을 생성하고, 장착 장치(20)를 제어해도 좋다.

이에 의해, 실제의 마비 환자나 장애인, 고령자에 대해서도, 유사적인 마비 환자에 대한 것과 동일하게, 보행을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

즉, 종래의 보행 지원 기술은, 다리 운동에 직접 개입하는 것에 의해 보행을 개선하는 것을 목표로 하는 것이었다. 이에 대해, 실시형태에 따른 보행 지원 장치(2)는, 다리 운동이 아닌, 뇌에 관련되는 팔 운동에 개재하는 것에 의해, 보행 운동을 내면에서 개선할 수 있다. 이에 의해, 다리 운동에 직접 개재하는 경우에 비해, 안전성의 개선, 보행자에 주는 고통의 저감, 운동 능력의 저하의 억제, 학습 효과 중의 적어도 하나를 실현할 수 있다.

또한, 팔의 관성 모멘트는, 주관절의 각도 θ에 의해 변화한다. 따라서, 주관절의 각도 θ를 최적화하는 것에 의해, 궤도를 더욱 유연하게 변화시켜, 목표 궤도에 근접시킬 수 있다.

이상, 본 발명에 대해, 실시형태를 바탕으로 설명했다. 이 실시형태는 예시이며, 이들의 각 구성 요소나 각 처리 프로세스의 조합에 다양한 변형예가 가능하고, 또한 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 포함되는 것은 당업자에게 있어서 자명하다. 이하, 이와 같은 변형예에 대해 설명한다.

(변형예 1)

실시형태에서는, 보행 운동의 도중에, 장착 장치(20)의 상태는 고정되어 있었다. 이에 대해 변형예 1에서는, 장착 장치(20)는, 보행 운동과 동조하여 주관절의 굽힘각 θ를 제어 가능하게 구성되어도 좋다. 이에 의해 보행 운동과 동조하여 관성 모멘트, 즉 팔 흔들기 운동의 진동수를 1사이클 내에서 동적으로 변화시킬 수 있고, 이에 의해, 보행자(4)의 보행 정보를 목표로 하는 것에 근접시킬 수 있다.

(변형예 2)

실시형태에서는, 장착 장치(20)가 주관절의 각도를 제어하는 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 변형예 2에 있어서, 장착 장치(20)는, 주관절, 견관절, 손목의 관절, 손가락 관절 중의 어느 하나, 혹은 임의의 조합을 제어해도 좋다. 주관절뿐만 아니라, 기타 관절의 상태도, 보행 운동에 영향을 미칠 수 있다. 이 경우에, 주관절 이외의 관절을, 보행 운동과 동조하여 변화시켜도 좋다.

(변형예 3)

또한, 장착 장치(20)에 의한 팔 운동에 대한 개재에 더하여, 보행 운동과 동조한 청각적, 시각적, 촉각적인 리듬 자극을, 보행자에 주어도 좋다. 이에 의해, 보행자(4)의 보행 운동을 더욱 효과적으로 개선할 수 있다.

(변형예 4)

실시형태에서는, 측정부(10)에 의해 측정된 XY 평면상의 궤도가, 목표 궤도에 일치하도록, 측정부(10)를 제어하는 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

예를 들면 보행 운동 개선의 초보 단계에서는, X 좌표(즉 횡방향의 운동)에만, 혹은 Y 좌표(즉 종방향의 운동)에만 착목하여, 측정된 X 좌표(혹은 Y 좌표)의 궤도가, 그 목표 궤도와 일치하도록, 장착 장치(20)를 제어해도 좋다. 혹은, 궤도의 일부(예를 들면 우측 절반에만, 좌측 절반에만, 상측에만, 하측에만, 혹은 경사 부분에만)에 착목하여, 착목한 부분의 궤도가, 목표 궤도와 일치하도록 장착 장치(20)를 제어해도 좋다.

혹은, Z 좌표(전후 방향)에만 착목하여, 측정된 Z 좌표의 궤도가, 그 목표 궤도와 일치하도록, 장착 장치(20)를 제어해도 좋다.

혹은, XY 평면상의 궤도에 더하여, X 방향의 속도, Y 방향의 속도, 혹은 양쪽이, 목표와 일치하도록, 장착 장치(20)를 제어해도 좋다. 혹은, XY 평면상의 궤도에 더하여, X 방향의 가속도, Y 방향의 가속도, 혹은 이들 모두가 목표와 일치하도록, 장착 장치(20)를 제어해도 좋다.

실시형태에서는, XY 평면상의 궤도에 착목했지만, XYZ 공간에 있어서의 3차원의 궤도가, 그 목표 궤도와 일치하도록, 장착 장치(20)를 제어해도 좋다. 나아가, 시간축도 포함한 4차원적인 궤도가, 목표 궤도와 일치하도록, 장착 장치(20)를 제어해도 좋다.

(변형예 5)

실시형태에서는, 가속도 센서(12)를 사용하여 보행 정보를 측정하는 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 가속도 센서(12) 대신에, 자이로 센서나 속도 센서를 이용해도 좋다. 혹은 3차원 모델링에 이용되도록, 마커와 카메라의 조합에 의해 보행 정보 데이터 S2를 생성해도 좋다. 혹은 복수의 카메라에 의해 보행자(4)의 보행 운동을 기록하고, 화상 처리에 의해 보행 정보 데이터 S2를 생성해도 좋다. 혹은, 발저부에 압력 센서를 장착하고, 혹은 바닥에 압력 센서를 배치하는 것에 의해, (i) 보행의 리듬, (ii) 발저부의 압력 분포, 하중, 하중 이동, (iii) 보폭 등을 측정하고, 보행 정보 데이터 S2를 생성해도 좋다.

(변형예 6)

실시형태에서는, 요부에만 착목했지만, 기타의 부위, 예를 들면, 두부, 턱, 목, 어깨, 윗팔, 팔꿈치, 아래팔, 대퇴, 무릎, 발꿈치, 복사뼈의 움직임을 측정하고, 보행 정보 데이터 S2를 취득해도 좋다.

(변형예 7)

실시형태에서는, 고령자나 장애인, 상병자의 보행 운동을 개선하는 경우를 설명했지만, 보행 지원 장치(2)의 용도는 이에 한정되지 않는다. 보행 지원 장치(2)는, 보행 자세의 개선을 원하는 패션 모델이나 일반인, 운동 선수를 대상으로 할 수도 있고, 건강한 사람의 보행 자세의 교정 등에도 적용할 수 있다. 혹은, 보행 지원 장치(2)는, 무용 등의 보행 운동을 수반하는 전통 예능의 전승에도 이용하는 것이 기대된다.

실시형태를 바탕으로, 구체적인 어구를 사용하여 본 발명을 설명했지만, 실시형태는, 본 발명의 원리, 응용을 나타내는 것에 지나지 않고, 실시형태에는, 청구범위에 규정된 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 변형예나 배치의 변경이 가능하다.

본 발명은, 인간의 보행 운동에 관련되는 기술에 이용할 수 있다.

2: 보행 지원 장치
4: 보행자
10: 측정부
12: 가속도 센서
14: 컴퓨터
20: 장착 장치
30: 제어부

Claims

보행자의 보행 정보를 측정하는 측정부와,
상기 측정부에 의해 측정된 상기 보행 정보에 따라, 상기 보행자의 팔에 작용하는 장착 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 보행 지원 장치.
제1항에 있어서,
상기 장착 장치는, 상기 측정부에 의한 측정 결과에 따라 상기 보행자의 주관절 상태를 조절 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 보행 지원 장치.
제2항에 있어서,
상기 장착 장치는, 상기 측정부에 의한 측정 결과에 따라 상기 보행자의 주관절 각도를 조절 가능하게, 및/또는 상기 주관절의 가동 범위를 제약 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 보행 지원 장치.
제3항에 있어서,
상기 장착 장치는, 보행 운동과 동조하여 주관절의 굽힘각을 제어 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 보행 지원 장치.
제1항에 있어서,
상기 장착 장치는, 상기 측정부에 의한 측정 결과에 따라 상기 보행자의 견관절의 상태를 조절 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 보행 지원 장치.
제5항에 있어서,
상기 장착 장치는, 상기 측정부에 의한 측정 결과에 따라 상기 보행자의 견관절의 각도를 조절 가능하게, 및/또는 상기 견관절의 가동 범위를 제약 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 보행 지원 장치.
제6항에 있어서,
상기 장착 장치는, 보행 운동과 동조하여 견관절의 굽힘각을 제어 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 보행 지원 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정부는, 상기 보행자의 요부(腰部) 또는 복부에 장착된 센서를 포함하고,
상기 보행 정보는, 요부 또는 복부의 궤도를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 지원 장치.
보행자의 보행 정보를 측정하는 스텝;
보행자의 팔에, 장착 장치를 장착하는 스텝; 및
측정된 상기 보행 정보에 따라, 상기 장착 장치를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 지원 방법.