WO2011049171A1 - 運動補助装置およびその制御方法ならびにリハビリテーション方法 - Google Patents

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平田　崇
清志 及川
正身 斉藤
友希 荒木
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本田技研工業株式会社
医療法人真正会 霞ヶ関南病院
岡持 利亘
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Definitions

  • the present invention relates to a device configured to assist the movement of a human limb.
  • Patent Document 1 A method for teaching rehabilitation training techniques using a human body model indicating the movement of a joint such as a shoulder joint of the upper limb or a hip joint of the lower limb has been proposed (see Patent Document 1).
  • an object of the present invention is to provide an exercise assisting device or the like that can correct the imbalance of the exercise mode of the pair of left and right limbs.
  • the present invention includes a pair of appliances mounted symmetrically with respect to each of the left and right limbs of a human, and an actuator connected to each of the pair of appliances, from the actuator to the pair of appliances.
  • Exercise assistance device configured to control the change mode of the assist force transmitted to each of the left and right limbs through each of the limbs, its control method, and rehabilitation of the motor function of the human limb using the exercise assistance device Regarding the method.
  • the control method of the exercise assisting device of the present invention for solving the above-described problem is a mode of changing the values of a pair of posture variables that change according to the posture of each of the left and right limbs on which the orthosis is mounted. And a second step of evaluating the degree of asymmetry of the movement modes of the left and right limbs as a control basis for the operation of the actuator based on the change modes of the values of the pair of posture variables. (First invention).
  • a deviation of at least one of a maximum value and a minimum value of the pair of posture variables is set as the asymmetry degree.
  • the degree of asymmetry may be evaluated so that the value increases continuously or stepwise as the deviation of the local minimum value increases (second invention).
  • the method of the second invention may comprise a third step of discriminating the human gait form according to the evaluation result of the degree of asymmetry (third invention).
  • a first left asymmetry degree that is a deviation of a maximum value of the posture variable of the left limb body or an average value thereof from a maximum value of the posture variable of the right limb body or an average value thereof;
  • a first right asymmetry that is a deviation of the maximum value or the average value of the posture variable of the right limb relative to the maximum value or the average value of the posture variable of the left limb and the minimum value of the posture variable of the right limb or
  • the second left asymmetry which is the minimum value of the posture variable of the left limb body relative to the average value or the deviation of the average value, and the minimum value of the posture variable of the left limb body or the minimum value of the posture variable of the right limb body relative to the average value
  • the second right asymmetry which is a deviation of the average value, is calculated as the asymmetry, and in the third step, the first right symmetry condition that the first right asymmetry is not more than a first threshold value.
  • a determination result that the first left symmetry condition and the second left symmetry condition among the four symmetry conditions are not satisfied, or the first The human gait form may be determined to be the first gait form according to a determination result that the right symmetry condition and the second right symmetry condition are not satisfied (fifth invention).
  • a determination result that the first left symmetry condition and the second right symmetry condition among the four symmetry conditions are not satisfied, or the first The human gait form may be determined to be the second gait form according to a determination result that the right symmetry condition and the second left symmetry condition are not satisfied (sixth invention).
  • the human gait form in the third step, is a third gait form according to a determination result that one symmetry condition among the four symmetry conditions is not satisfied. It may be determined that there is (seventh invention).
  • the method of the fourth invention may comprise a fourth step of controlling the operation of the actuator so that each of the four symmetry conditions is satisfied (eighth invention).
  • the time variation mode of the swing angle with respect to the front-rear direction of the joint at the base of each of the left and right limbs is detected as the time variation mode of the value of the posture variable.
  • the control device has a pair of posture variable values that change in accordance with the posture of each of the left and right limbs on which the orthosis is mounted. It is configured to detect a change mode and to evaluate an asymmetry degree of the motion mode of the left and right limbs as a control basis of the operation of the actuator based on a change mode of the values of the pair of posture variables.
  • the exercise assisting device is a walking assisting device that assists the periodic movement of the thigh in the left and right legs as the left and right limbs during the human walking exercise, and the control device is configured to reduce the degree of asymmetry. You may be comprised so that operation
  • movement of an actuator may be controlled (11th invention).
  • a walking assist device as an exercise assisting device for solving the above-described problems is provided with a pair of braces mounted symmetrically with respect to each of the left and right thighs of a human, and each of the pair of braces And an actuator connected to each other, and controlling the movement of the actuator to control a change mode of the assisting force transmitted to each of the left and right thighs through each of the pair of orthoses.
  • the control device is a negative value when the thigh is behind the basic frontal plane, and the thigh is forward of the basic frontal plane.
  • a hip angle that is defined to be positive in a certain state is detected, a flexion state in which the hip joint angle increases within a range below a positive reference value, and an extension state in which the hip joint angle decreases.
  • the actuator is configured to control the operation of the actuator so that the difference in amplitude between the left and right hip joint angles decreases according to the swinging state in which the hip joint angle increases within the reference value or more.
  • the assist for the leg having a high motor function on the basis of the absence of the difference.
  • the actuator is such that the force increases in the extended state and decreases in the bent state and the oscillating state, while the auxiliary force on the leg having a low motor function decreases in the extended state and increases in the bent state and the oscillating state. It may be configured to control the operation of (No. 13th invention).
  • the assist for the leg having a high motor function on the basis of the absence of the difference.
  • the actuator is such that the force decreases in the extended state and the bent state, and increases in the raised state, while the auxiliary force on the leg having a low motor function increases in the extended state and the bent state and decreases in the raised state.
  • the control device adjusts the assisting force according to a map, a table or a relational expression representing a relationship between the hip joint angle and the assisting force, based on the left and right hip joint angles of the human.
  • the operation of the actuator may be controlled (15th invention).
  • the rehabilitation method of the present invention for solving the above-described problem is to detect a change mode of a pair of posture variable values that change in accordance with the posture of each of the left and right limbs on which the orthosis is mounted.
  • a first step a second step for evaluating the degree of asymmetry of the movement mode of the left and right limbs as a control basis for the operation of the actuator based on a change mode of the value of the pair of posture variables, and an evaluation of the degree of asymmetry
  • the degree of asymmetry of the motion mode of the left and right limbs based on the change mode of the value of the pair of posture variables that change according to the posture of each of the left and right limbs of the human. Is evaluated.
  • the evaluation result of the degree of asymmetry can be used as a basis for controlling the operation of the actuator of the exercise assisting device.
  • the symbols “L” and “R” are used to distinguish left and right of the limbs, etc., but are omitted when it is not necessary to distinguish left and right or when a vector having left and right components is expressed.
  • symbols “+” and “ ⁇ ” are used to distinguish between a flexion motion (forward motion) and an extension motion (backward motion) of the lower limb (specifically, the thigh) with respect to the human upper body.
  • the exercise assisting device 1 shown in FIG. 1 is a walking assist device, and includes a first orthosis 11, a second orthosis 12, an actuator 14, and an audio output device 16. As shown in FIG. 2, the exercise assisting device 1 includes an attitude sensor 202 and a control device 20.
  • the first brace 11 is provided with a waist pad 111 pressed against the back side of the waist of the agent (human being an actor) and a band 112 wound around the abdomen to fix the waist pad to the waist.
  • the waistband 111 is made of, for example, a flexible and moderately hard resin.
  • Actuators 14 are attached to the lower ends of the left and right sides of the waistband 111 with a degree of freedom of rotation about the roll axis.
  • the second brace 12 has a band that is wound around the thigh of the leg of the agent.
  • a link member 13 for transmitting the output of the actuator 14 to the second brace 12 is attached to the front side of the second brace 12 with a degree of freedom of rotation about the roll axis.
  • the link member 13 is made of a hard resin and has a shape curved from the left and right sides of the waist of the agent toward the front side of the left and right thighs.
  • the configurations of the second layer device 12 and the link member 13 may be arbitrarily changed as long as the output of the actuator 14 can be transmitted to the thigh through the second device 12 and the link member 13, for example, a Japanese patent.
  • the configuration described in Japanese Patent No. 4008464 may be employed.
  • the control device 20 is configured by a computer (configured by a CPU, ROM, RAM, I / O circuit, A / D conversion circuit, etc.) built in the waistband 111 of the first brace 11. Based on the output signal from the attitude sensor 202, the control device 20 controls the operation of the actuator 14 by executing arithmetic processing according to software read from the memory as appropriate.
  • the control device 20 is configured or programmed to control the operation of the actuator 14 such that each of the maximum value ⁇ max and the minimum value ⁇ min of the posture variable ⁇ matches the target maximum value ⁇ max_des and the target minimum value ⁇ min_des. ing. From this point of view, the configuration of the control device 20 is described in Japanese Patent No. 4008464 or No. 4008465 owned by the present applicant, in addition to the configuration that executes feedback control using the attitude variable ⁇ as the control variable. A configuration may be adopted.
  • Each of the target maximum value ⁇ max_des and the target minimum value ⁇ min_des of the posture variable ⁇ is set so as not to deviate from the allowable range in consideration of the normal motion state of the agent.
  • the actuator 14 includes a motor 141 and a speed reduction mechanism 142.
  • the operation of the motor 141 and the reduction ratio of the reduction mechanism 142 are controlled by the control device 20.
  • the output of the motor 141 after passing through the speed reduction mechanism 142 corresponds to the output of the actuator 14.
  • the output of the actuator 14 is transmitted to the agent's lower back via the first brace 11 and to the agent's leg (directly the thigh) via the link member 13 and the second brace 12.
  • the posture sensor 202 is configured to output a signal corresponding to the value of a pair of posture variables that change according to the postures of the same positions of the left and right lower limbs or thighs to which the second brace 12 of the agent is attached.
  • the relative angle (hereinafter referred to as “hip joint angle”) ⁇ between the waist of the agent and the left and right thighs is employed as a pair of left and right posture variables.
  • the hip joint angle ⁇ is the front side of the basic frontal plane (the surface that divides the upper body in the front-rear direction; tilts according to the front-rear tilt of the upper body). When it is on the bending side, it becomes a positive value, while when the thigh is on the rear side (extension side) from the basic frontal plane as shown in FIG. Defined.
  • a rotary encoder that outputs a signal corresponding to the swing angle in the front-rear direction of the link member 13 or a Hall element that outputs a signal corresponding to the rotor angle of the motor constituting the actuator 14 can be employed as the attitude sensor 202.
  • the posture variable may be measured by analyzing an image obtained through an imaging device that images a human motion in time series, and the posture variable may be measured through an optical motion capture system.
  • a “first step” for detecting a change mode of the value of a pair of posture variables that change in accordance with the postures of the same positions of the left and right lower limbs is executed. Specifically, in a state where the agent is walking or running, a change mode of the left and right hip joint angles ⁇ L and ⁇ R is detected based on the output signal of the posture sensor 202 (FIG. 4 / STEP010).
  • FIG. 6A, FIG. 6B, or FIG. 6C changes in the left and right hip joint angles ⁇ L and ⁇ R as shown in FIG. 6A, FIG. 6B, or FIG. 6C are detected.
  • 6 (a), 6 (b) and 6 (c) respectively show hip joint angles ⁇ L and ⁇ R in the respective gait forms of “left turn”, “left alignment” and “right extension insufficient” which will be described later.
  • a periodic change mode is shown.
  • a “second step” for evaluating the degree of asymmetry of the motion mode of the left and right lower limbs as a control basis of the operation of the actuator 14 is executed based on the change mode of the value of the pair of posture variables.
  • the deviation of the first left index value ⁇ L + from the first right index value ⁇ R + is calculated as the “first left asymmetry degree”.
  • the deviation of the first right index value ⁇ R + from the first left index value ⁇ L + is calculated as the “first right asymmetry”.
  • the “first right index value ⁇ R +” means the maximum value ⁇ Rmax (k) in the latest one walking cycle of the right hip joint angle ⁇ R when a series of procedures is executed every one walking cycle.
  • it means an average value ⁇ Rmax (i) / n of local maximum values ⁇ Rmax (i) in the latest n walking cycles (k ⁇ n + 1 to kth walking cycle).
  • the “first left index value ⁇ L +” is an average value ⁇ Lmax of the maximum value ⁇ Lmax (k) in the most recent one walking cycle (kth walking cycle) of the left hip joint angle ⁇ L or the maximum value ⁇ Lmax (i) in the most recent n walking cycle. (i) means / n.
  • the deviation of the second left index value ⁇ L ⁇ from the second right index value ⁇ R ⁇ is calculated as “second left asymmetry”.
  • the deviation of the second right index value ⁇ R ⁇ from the second left index value ⁇ L ⁇ is calculated as the “second right asymmetry”.
  • the “left leg extension index value ⁇ L ⁇ ” means the minimum value ⁇ Lmin (k) in the latest one walking cycle of the left hip joint angle ⁇ L when a series of procedures is executed every one walking cycle. When the above procedure is executed every n walking cycles, it means the average value ⁇ Lmin (i) / n of the minimum value ⁇ Lmin (i) in the latest n walking cycles.
  • “Right leg extension index value ⁇ R-” is the average value ⁇ Rmin (i) / n of the minimum value ⁇ Rmin (k) of the right hip joint angle ⁇ R in the latest one walking cycle or the minimum value ⁇ Rmin (i) in the latest n walking cycle. Means.
  • the satisfaction of the first left symmetry condition that the first left asymmetry degree ⁇ L + ⁇ R + is equal to or less than the first threshold value ⁇ 1 (> 0) is determined (FIG. 4 / STEP021).
  • the first left asymmetric flag FR + is set to “1” (FIG. 4 / STEP022). Then, the satisfaction of the first right symmetry condition that the first right asymmetry degree ⁇ R + ⁇ L + is equal to or less than the first threshold value ⁇ 1 is determined (FIG. 4 / STEP 023). On the other hand, when it is determined that the first left symmetry condition is satisfied (FIG. 4 / STEP021... YES), the satisfaction of the first right symmetry condition is determined as it is (FIG. 4 / STEP023).
  • the first left asymmetric flag FL + is set to “1” (FIG. 4 / STEP024). Then, the satisfaction of the second left symmetry condition that the second left asymmetry ⁇ L ⁇ R ⁇ is equal to or less than the second threshold ⁇ 2 (0 ⁇ 2 ⁇ 1) is determined (FIG. 4 / STEP025). On the other hand, when it is determined that the first right symmetry condition is satisfied (FIG. 4 / STEP023... YES), the satisfaction of the second left symmetry condition is determined as it is (FIG. 4 / STEP025).
  • the second right asymmetric flag FR ⁇ is set to “1” (FIG. 4 / STEP026). Then, the satisfaction of the second right symmetry condition that the second right asymmetry degree ⁇ R ⁇ L ⁇ is equal to or smaller than the second threshold value ⁇ 2 is determined (FIG. 4 / STEP027). On the other hand, when it is determined that the second left symmetry condition is satisfied (FIG. 4 / STEP025... YES), the satisfaction of the second right symmetry condition is determined as it is (FIG. 4 / STEP027).
  • the second left asymmetric flag FL ⁇ is set to “1” (FIG. 4 / STEP028).
  • the second left asymmetric flag FL ⁇ remains “0”.
  • a “third step” is performed for discriminating the human gait form according to the evaluation result of the asymmetry degree.
  • Gait forms are broadly divided into two types: “strongly asymmetric” and “weakly asymmetric”. “Strong asymmetry” is classified into four “right rotation” and “left rotation” corresponding to “first gait” and “right alignment” and “left alignment” corresponding to “second gait”. Further classified. “Weak asymmetry” is further classified into four gait forms corresponding to “third gait form”: “right bending insufficient”, “left bending insufficient”, “right extension insufficient” and “left extension insufficient”.
  • turn right means that a human steps on the left foot forward, and then turns the right foot forward by turning counterclockwise when viewing the upper body from above.
  • the amount of bending (forward movement) and the amount of extension (backward movement) of the right leg are smaller than the amount of bending and extension of the left leg, respectively.
  • of the maximum value of the right hip joint angle ⁇ R is smaller than the absolute value
  • of the minimum value of the right hip joint angle ⁇ R is smaller than the absolute value
  • “Rotating left” means a gait that moves forward by moving the left foot forward by turning the upper body clockwise when the person steps on the right foot forward (not shown) To do.
  • "Right alignment” means that after a human stepped on his left foot forward, he stepped forward to align his right foot sideways with his left foot and moved forward to stop at each step. It means the gait form. This gait form is caused by human consciousness trying to avoid supporting the entire body weight with the right leg due to, for example, a decrease in the motor function of the right leg.
  • the amount of extension of the right leg and the amount of flexion of the left leg are less than usual.
  • the maximum value ⁇ Rmax of the right hip joint angle ⁇ R remains only slightly over 0, and the minimum value ⁇ Lmin of the left hip joint angle ⁇ L does not become negative.
  • Left alignment means a gait form that is not shown, but a person steps forward with his / her left foot stepped forward so that his / her left foot is aligned with his / her right foot.
  • the maximum value ⁇ Rmax of the right hip joint angle ⁇ R is smaller than the maximum value ⁇ Lmax of the left hip joint angle ⁇ L. That is, the amount of bending of the right leg and the left leg is asymmetric to the extent that the first right asymmetry degree ⁇ R ⁇ L ⁇ exceeds the second threshold value ⁇ 2.
  • “Weak left flexion” means a gait pattern in which a human is moving forward while alternately stepping forward on his left and right feet, but the amount of left leg flexion and thus the amount of left foot stepping is relatively small.
  • “Weak right extension” compares the amount of forward movement of the upper body with the right leg extended and the right leg landing while humans are moving forward while alternately stepping their left and right feet forward This means less gait form.
  • “Weak left extension” compares the amount of extension of the left leg and the amount of forward movement of the upper body while the left foot is landing while humans are moving forward by alternately stepping their left and right feet forward. This means less gait form.
  • the first left asymmetric flag FL + and the second left asymmetric flag FL- are both “1”, while the first right asymmetric flag FR + and the second right asymmetric flag FR ⁇ are both “0”. Then, it is determined whether or not the agent's gait form is counterclockwise (FIG. 5 / STEP031).
  • the agent's gait form is not left-turned (FIG. 5 / STEP031... NO)
  • the first left asymmetric flag FL + and the second left asymmetric flag FL ⁇ are both “0”, while the first right It is determined whether or not the gait form is a right turn depending on whether or not both the asymmetric flag FR + and the second right asymmetric flag FR ⁇ are “1” (FIG. 5 / STEP032).
  • the first left asymmetric flag FL + and the second right asymmetric flag FR ⁇ are both “0”, while the first right Whether or not the gait form is left-aligned is determined according to whether or not both the asymmetric flag FR + and the second left asymmetric flag FL- are “1” (FIG. 5 / STEP033).
  • the first left asymmetric flag FL + and the second right asymmetric flag FR ⁇ are both “1”, while the first right asymmetric Whether or not the gait form is left-aligned is determined according to whether or not both the flag FR + and the second left asymmetric flag FL- are “0” (FIG. 5 / STEP034).
  • the operation mode of the actuator 14 according to the human gait form is determined, and the “fourth step” for controlling the operation of the actuator 14 according to the mode is executed. Specifically, part of the target maximum value ⁇ max_des and the target minimum value ⁇ min_des is corrected as appropriate according to the gait form of the agent. After that, as described above, the controller 20 operates the actuator 14 so that the maximum value ⁇ max and the minimum value ⁇ min of the attitude variable ⁇ coincide with the target maximum value ⁇ max_des and the target minimum value ⁇ min_des, respectively. Be controlled.
  • each of the target maximum value ⁇ Lmax_des and the target minimum value ⁇ Lmin_des of the left hip joint angle is corrected so that its absolute value increases.
  • each of the target maximum value ⁇ Rmax_des and the target minimum value ⁇ Rmin_des of the right hip joint angle is maintained as it is, or is corrected so that the absolute value thereof decreases (FIG. 5 / STEP041).
  • the amount of increase in the target maximum value ⁇ Lmax_des of the left hip joint angle may be adjusted according to the amount of excess of the first left asymmetry ⁇ L + ⁇ R + with respect to the first threshold ⁇ 1.
  • the amount of increase of the target minimum value ⁇ Lmin_des of the left hip joint angle may be adjusted according to the amount of excess of the second left asymmetry ⁇ L ⁇ R ⁇ with respect to the second threshold ⁇ 2.
  • the walking motion of the agent is assisted so that the bending amount deviation and the extension amount deviation of the left and right legs of the agent are reduced or eliminated.
  • the amount of clockwise rotation of the upper body of the agent is reduced.
  • the target maximum value ⁇ Rmax_des and the target minimum value ⁇ Rmin_des of the right hip joint angle are corrected so that their absolute values increase.
  • each of the target maximum value ⁇ Lmax_des and the target minimum value ⁇ Lmin_des of the left hip joint angle is maintained as it is, or is corrected so that the absolute value thereof decreases (FIG. 5 / STEP042).
  • the amount of increase in the target maximum value ⁇ Rmax_des of the right hip joint angle may be adjusted according to the amount of excess of the first right asymmetry ⁇ R + ⁇ L + with respect to the first threshold ⁇ 1.
  • the amount of increase of the target minimum value ⁇ Rmin_des of the right hip joint angle may be adjusted according to the amount of excess of the second right asymmetry ⁇ R ⁇ L ⁇ with respect to the second threshold ⁇ 2.
  • the agent's walking motion is assisted so that the bending amount deviation and extension amount deviation of the left and right legs of the agent are reduced or eliminated.
  • the amount of counterclockwise turning of the upper body of the agent is reduced (see FIG. 7A).
  • the agent's right leg flexion and left leg extension are increased to assist the agent's walking movement so that the left and right leg flexion deviations and extension deviations are reduced or eliminated. Is done.
  • the agent can translate the upper body sufficiently forward while stepping the right foot forward while the left foot is landing (see FIG. 7B).
  • each of the target maximum value ⁇ Lmax_des of the left hip joint angle and the target minimum value ⁇ Rmin_des of the right hip joint angle increases.
  • each of the target minimum value ⁇ Lmin_des of the left hip joint angle and the target maximum value ⁇ Rmax_des of the right hip joint angle is maintained as it is, or is corrected so that the absolute value thereof decreases (FIG. 5 / STEP044). ).
  • the agent's left leg flexion and right leg extension are increased to assist the agent's walking movement so that the left and right leg flexion deviations and extension deviations are reduced or eliminated. Is done.
  • the agent can translate the upper body sufficiently forward while stepping forward the left foot sufficiently while the right foot is landing.
  • the target maximum value of the right hip joint angle Only ⁇ Rmax_des, left hip joint angle target maximum value ⁇ Lmax_des, right hip joint angle target minimum value ⁇ Rmin_des or left hip joint angle target minimum value ⁇ Lmin_des are corrected so that their absolute values increase, while the remaining target values remain unchanged Alternatively, the absolute value is corrected so as to decrease (FIG. 5 / STEP045).
  • the deviation of the flexion amount and the extension amount deviation of the left and right legs of the agent is determined.
  • the agent's walking movement is assisted to reduce or eliminate the problem.
  • the movement of the left and right lower limbs (legs) with respect to the upper body is assisted, but as an alternative embodiment, the movement of the left and right upper limbs (arms) with respect to the upper body is assisted. Also good.
  • the first brace is worn on the upper back of the upper body (near the scapula etc.), and each of the pair of second braces is worn on each of the left and right arms (upper arms).
  • the arrangement of the actuator and the shape of the link member may be appropriately designed from the viewpoint of assisting the swinging motion of the arm in the front-rear direction.
  • a shoulder joint angle representing the swing angle of the front and rear of the arm is measured.
  • the shoulder joint angle may be defined as positive or negative with respect to the basic front face.
  • each of the pair of left and right first braces is mounted on each thigh, and each of the pair of left and right second braces is mounted on each leg.
  • the arrangement of the actuator and the shape of the link member may be appropriately designed from the viewpoint of assisting bending and stretching movements in the knee joint of the leg. Knee joint angle is measured as a leg posture variable.
  • the bending / extending movement at the elbow joint or the wrist joint of the arm may be assisted similarly to the bending / extending movement at the knee joint of the leg.
  • all of the first to fourth steps are executed as arithmetic processing by the control device 20.
  • a part of the first to fourth steps for example, determination of the gait form of the agent is performed.
  • (Third step) and determination of the operation mode of the exercise assisting apparatus 1 according to the gait form (fourth step) may be executed by a person engaged in rehabilitation such as a physical therapist.
  • the physical therapist evaluates the asymmetry of the agent evaluated on the computer and displayed on the display, and follows the gait form determination method shown on the display or described in a separate document.
  • the gait form can be determined.
  • the physiotherapist visually recognizes the gait form of the agent determined by the computer and displayed on the display, and then follows the control mode determination method displayed on the display or described in a separate document.
  • the control mode can be determined.
  • the operation mode of the exercise assisting apparatus 1 may be controlled by manually operating a switch or button attached to the control apparatus 20.
  • the control device 20 controls the operation of the actuator 14 so that the degree of asymmetry, and thus the difference in amplitude between the left and right hip joint angles, is reduced according to the flexion state, the extension state, and the swing-up state divided by the hip joint angle ⁇ . It may be configured as follows.
  • “Bending state” means a state in which the hip joint angle ⁇ increases within a range of less than the target maximum value ⁇ max_des and less than the positive reference value ⁇ c. “Extension state” means a state in which the hip joint angle ⁇ is decreasing. The “swinging state” means a state in which the hip joint angle ⁇ increases within a range of the reference value ⁇ c or more.
  • the reference is based on the absence of the difference.
  • the operation of the actuator 14 is controlled so that the auxiliary force is adjusted. That is, the output of the actuator 14 is adjusted so that the assist force F for the leg having a high motor function increases (+) in the extended state and decreases ( ⁇ ) in the bent state and the swing-up state with reference to the reference assist force Fc. Is done.
  • the output of the actuator 14 is adjusted so that the assist force F for the leg with low motor function decreases ( ⁇ ) in the extended state and increases (+) in the bent state and the swing-up state with reference to the reference assist force Fc. Is done.
  • the auxiliary force is adjusted according to a map, table or relational expression representing the relationship between the agent's hip joint angle ⁇ and auxiliary force F.
  • FIG. 8 shows a curve representing the relationship.
  • the reference assisting force Fc changes according to the hip joint angle ⁇ , but is normalized and represented by a broken line in FIG.
  • Curves 1 to 6 in FIG. 8 correspond to reference numerals 1 to 6 in Table 1.
  • the amount of change in the assist force F with respect to the reference assist force Fc increases as the absolute value
  • of the hip joint angle with respect to the reference assisting force Fc is as follows: (5) When a leg with a low motor function is in an extended state, (1) A leg with a high motor function When the body is in a bent state, (6) the legs are higher in the order in which the legs with low motor function are in the raised state.
  • of the hip joint angle with respect to the reference assisting force Fc is as follows: (2) When the leg having a high motor function is in the extended state, (4) The motor function is When the lower leg is in the bent state, (3) the leg is higher in the order in which the leg with the higher motor function is in the raised state.
  • the output of the actuator 14 is adjusted so that the assist force F for the leg with a low motor function increases (+) in the extended state and the bent state with respect to the reference assist force Fc (+) and decreases ( ⁇ ) in the swing-up state. Is done.
  • auxiliary force is adjusted according to a map, table or relational expression representing the relationship between the agent's hip joint angle ⁇ and auxiliary force F.
  • FIG. 9 shows a curve representing the relationship.
  • the reference assisting force Fc changes according to the hip joint angle ⁇ , but is normalized in FIG. 9 and represented by a broken line.
  • Curves 1 to 6 in FIG. 9 correspond to reference numerals 1 to 6 in Table 2.
  • of the hip joint angle with respect to the reference assisting force Fc is as follows.
  • the leg with high function is in the extended state
  • the leg with high motor function is in the bent state
  • (5) In the order when the leg with low motor function is in the raised state Yes.
  • the walking speed and the number of steps are improved by using the walking assist device 1 for all other agents except the agent B, and thus the imbalance between the motor functions of the left and right legs is improved. I understand.
  • FIG. 11 shows changes in the walking distance and the number of steps before and after using the exercise assisting device 1 of a certain agent. From FIG. 11, it can be seen that the use of the exercise assisting device 1 improves the ratio of the walking distance to the number of steps, that is, the average stride, and thus improves the imbalance of the exercise functions of the left and right legs.

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Abstract

　本発明の運動補助装置等によれば、人間の左右の肢体のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、当該左右の肢体の運動態様の非対称度が評価される。そして、当該非対称度の評価結果が運動補助装置のアクチュエータの動作制御の基礎として利用されうる。これにより、人間の左右の肢体の運動態様のバランスが調節されるように、当該左右の肢体の運動が運動補助装置によって補助されうる。

Description

運動補助装置およびその制御方法ならびにリハビリテーション方法
　本発明は、人間の肢体の運動を補助するように構成されている装置等に関する。
　上肢の肩関節または下肢の股関節等の関節の動きを示す人体モデルを用いて、リハビリテーションの訓練技術を教育する手法が提案されている（特許文献１参照）。
日本国特許第３７３５６７２号公報
　しかし、当該手法によれば、健常者に近い動作を実現することは訓練を実施する者の能力等に依存せざるを得ないために困難である。
　そこで、本発明は、左右一対の肢体の運動態様のアンバランスの矯正を図ることができる運動補助装置等を提供することを解決課題とする。
　本発明は、人間の左右の肢体のそれぞれに対して左右対称に装着される一対の装具と、前記一対の装具のそれぞれに対して連結されているアクチュエータとを備え、前記アクチュエータから前記一対の装具のそれぞれを通じて前記左右の肢体のそれぞれに対して伝えられる補助力の変化態様を制御するように構成されている運動補助装置およびその制御方法ならびに運動補助装置を用いた人間の肢体の運動機能のリハビリテーション方法に関する。
　前記課題を解決するための本発明の運動補助装置の制御方法は、前記装具が装着されている前記左右の肢体のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値の変化態様を検出する第１ステップと、前記一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、前記アクチュエータの動作の制御基礎としての、前記左右の肢体の運動態様の非対称度を評価する第２ステップとを備えていることを特徴とする（第１発明）。
　第１発明の方法において、前記第２ステップにおいて、前記一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、前記一対の姿勢変数のそれぞれの極大値および極小値のうち少なくとも一方の偏差を前記非対称度として算出する、または、前記極小値の偏差が大きい値をとるほど値が連続的または段階的に高くなるように前記非対称度を評価してもよい（第２発明）。
　第２発明の方法において、前記非対称度の評価結果に応じて、前記人間の歩容形態を判別する第３ステップを備えていてもよい（第３発明）。
　第３発明の方法において、前記第２ステップにおいて、右肢体の前記姿勢変数の極大値またはその平均値に対する左肢体の前記姿勢変数の極大値またはその平均値の偏差である第１左非対称度と、左肢体の前記姿勢変数の極大値またはその平均値に対する右肢体の前記姿勢変数の極大値またはその平均値の偏差である第１右非対称度と、右肢体の前記姿勢変数の極小値またはその平均値に対する左肢体の前記姿勢変数の極小値またはその平均値の偏差である第２左非対称度と、左肢体の前記姿勢変数の極小値またはその平均値に対する右肢体の前記姿勢変数の極小値またはその平均値の偏差である第２右非対称度とを前記非対称度として算出し、前記第３ステップにおいて、前記第１右非対称度が第１閾値以下であるという第１右対称性条件の充足性と、前記第１左非対称度が第１閾値以下であるという第１左対称性条件の充足性と、前記第２右非対称度が第２閾値以下であるという第２右対称性条件の充足性と、前記第２左非対称度が第２閾値以下であるという第２左対称性条件の充足性とのそれぞれを判定し、当該判定結果の相違に応じて前記人間の歩容形態を判別してもよい（第４発明）。
　第４発明の方法において、前記第３ステップにおいて、前記４つの対称性条件のうち前記第１左対称性条件および前記第２左対称性条件が満たされていないという判定結果、または、前記第１右対称性条件および前記第２右対称性条件が満たされていないという判定結果に応じて前記人間の歩容形態が第１歩容形態であると判定してもよい（第５発明）。
　第４発明の方法において、前記第３ステップにおいて、前記４つの対称性条件のうち前記第１左対称性条件および前記第２右対称性条件が満たされていないという判定結果、または、前記第１右対称性条件および前記第２左対称性条件が満たされていないという判定結果に応じて前記人間の歩容形態が第２歩容形態であると判定してもよい（第６発明）。
　第４発明の方法において、前記第３ステップにおいて、前記４つの対称性条件のうち１つの対称性条件が満たされていないという判定結果に応じて前記人間の歩容形態が第３歩容形態であると判定してもよい（第７発明）。
　第４発明の方法において、前記４つの対称性条件のそれぞれが満足されるように、前記アクチュエータの動作を制御する第４ステップを備えていてもよい（第８発明）。
　第１発明の方法において、前記第１ステップにおいて、前記左右の肢体のそれぞれの胴体に対する付け根にある関節の前後方向に対する振れ角度の時間変化態様を前記姿勢変数の値の時間変化態様として検出するように構成されていてもよい（第９発明）。
　前記課題を解決するための本発明の運動補助装置は、前記制御装置が、前記装具が装着されている前記左右の肢体のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値の変化態様を検出し、前記一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、前記アクチュエータの動作の制御基礎としての、前記左右の肢体の運動態様の非対称度を評価するように構成されていることを特徴とする（第１０発明）。
　前記運動補助装置が、前記人間の歩行運動に際して前記左右の肢体としての左右の脚体における大腿の周期運動を補助する歩行補助装置であり、前記制御装置が、前記非対称度が低下するように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていてもよい（第１１発明）。
　前記課題を解決するための本発明の運動補助装置としての歩行補助装置は、人間の左右の大腿部のそれぞれに対して左右対称に装着される一対の装具と、前記一対の装具のそれぞれに対して連結されているアクチュエータと、前記アクチュエータの動作を制御することにより、前記一対の装具のそれぞれを通じて前記左右の大腿部のそれぞれに対して伝えられる補助力の変化態様を制御するように構成されている制御装置とを備えている歩行補助装置であって、前記制御装置が、大腿部が基本前額面より後方にある状態では負値であり、大腿部が基本前額面より前方にある状態では正値であるように定義されている股関節角度を検出し、股関節角度が正の基準値未満の範囲で増加している屈曲状態と、股関節角度が減少している伸展状態と、股関節角度が前記基準値以上の範囲で増加している振上状態との別に応じて、左右の股関節角度の振幅の差が低下するように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていることを特徴とする（第１２発明）。
　第１２発明の歩行補助装置において、前記制御装置が、前記人間の左右の脚体の運動機能の高低の差がある場合、当該差がない場合を基準として、運動機能が高い脚体に対する前記補助力が、伸展状態では増加し、屈曲状態および振上状態では減少する一方、運動機能が低い脚体に対する前記補助力が伸展状態では減少し、屈曲状態および振上状態では増加するように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていてもよい（第１３発明）。
　第１２発明の歩行補助装置において、前記制御装置が、前記人間の左右の脚体の運動機能の高低の差がある場合、当該差がない場合を基準として、運動機能が高い脚体に対する前記補助力が、伸展状態および屈曲状態では減少し、振上状態では増加する一方、運動機能が低い脚体に対する前記補助力が伸展状態および屈曲状態では増加し、振上状態では減少するように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていてもよい（第１４発明）。
　第１３発明または第１４発明の運動補助装置において、前記制御装置が、前記人間の左右の股関節角度に基づき、股関節角度および補助力の関係を表わすマップ、テーブルまたは関係式にしたがって前記補助力が調節されるように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていてもよい（第１５発明）。
　前記課題を解決するための本発明のリハビリテーション方法は、前記装具が装着されている前記左右の肢体のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値の変化態様を検出する第１ステップと、前記一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、前記アクチュエータの動作の制御基礎としての、前記左右の肢体の運動態様の非対称度を評価する第２ステップと、前記非対称度の評価結果に応じて前記人間の歩容形態を判別する第３ステップと、前記人間の歩容形態に応じて前記アクチュエータの動作の制御態様を決定する第４ステップとを備えていることを特徴とする（第１６発明）。
発明の作用効果
　本発明の運動補助装置等によれば、人間の左右の肢体のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、当該左右の肢体の運動態様の非対称度が評価される。そして、当該非対称度の評価結果が運動補助装置のアクチュエータの動作制御の基礎として利用されうる。
　これにより、人間の左右の肢体の運動態様のバランスが調節されるように、当該左右の肢体の運動が運動補助装置によって補助されうる。たとえば、人間の身体の左右一方の脚体の麻痺等のために、当該左右の脚体の運動機能に高低差がある場合、当該差が低減または解消されるように、あるいは、左右の脚体の運動態様の非対称度が低減または解消されるようにこの人間の左右の脚体の動作が補助されうる。そして、人間の身体の歪みの矯正、または、当該左右の肢体の運動機能のアンバランスの軽減または解消といったリハビリ効果が期待される。
本発明の一実施形態としての運動補助装置の構成説明図。 運動補助装置の制御装置の構成説明図。 姿勢変数に関する説明図。 運動補助装置の制御方法およびリハビリ方法に関する説明図（その１）。 運動補助装置の制御方法およびリハビリ方法に関する説明図（その２）。 歩容形態に応じた姿勢変数の変化態様に関する説明図。 歩容形態の区分に関する説明図。 補助力の調節方法に関する説明図。 補助力の調節方法に関する説明図。 歩行速度および歩数に関する実験結果の説明図。 歩行距離および歩数に関する実験結果の説明図。
　以下、肢体等の左右を区別するために符号「Ｌ」および「Ｒ」を用いるが、左右を区別する必要がない場合や左右成分を有するベクトルを表現する場合には当該符号を省略する。また、人間の上体に対する下肢（具体的には大腿）の屈曲運動（前方運動）および伸展運動（後方運動）を区別するために符号「＋」および「－」を用いる。
　（運動補助装置の構成）
　図１に示されている運動補助装置１は、歩行補助装置であり、第１装具１１と、第２装具１２と、アクチュエータ１４と、音声出力装置１６とを備えている。図２に示されているように運動補助装置１は、姿勢センサ２０２と、制御装置２０とを備えている。
　第１装具１１はエージェント（行為者である人間）の腰部の後側に押し当てられる腰当１１１と、腰当を腰部に固定するために腹部に巻き付けられるバンド１１２とを備えている。腰当１１１はたとえば可撓性のある適度に硬質の樹脂により形成されている。腰当１１１の左右両側のそれぞれの下端部には、アクチュエータ１４がロール軸回りの回動自由度を持って取り付けられている。
　第２装具１２はエージェントの脚体のうち大腿に巻き付けられるバンドを備えている。第２装具１２のうち、大腿前側にはアクチュエータ１４の出力を第２装具１２に伝達するためのリンク部材１３がロール軸回りの回動自由度を持って取り付けられている。リンク部材１３は硬質樹脂により、エージェントの腰部左右両側のそれぞれから、左右それぞれの大腿の前側に向かって湾曲した形状に形成されている。
　第２層具１２およびリンク部材１３の構成は、第２装具１２およびリンク部材１３を通じてアクチュエータ１４の出力を大腿に伝達することができるのであれば、任意に変更されてもよく、たとえば日本国特許第４００８４６４号公報に記載されている構成が採用されてもよい。
　制御装置２０は第１装具１１の腰当１１１に内蔵されているコンピュータ（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ回路，Ａ／Ｄ変換回路等により構成されている。）により構成されている。制御装置２０は姿勢センサ２０２からの出力信号に基づき、適宜メモリから読み出したソフトウェアにしたがって演算処理を実行することによりアクチュエータ１４の動作を制御する。
　制御装置２０は、姿勢変数Φの極大値Φmaxおよび極小値Φminのそれぞれが、目標極大値Φmax_desおよび目標極小値Φmin_desのそれぞれに一致するように、アクチュエータ１４の動作を制御するように構成またはプログラムされている。この観点から、制御装置２０の構成としては、姿勢変数Φを制御変数とするフィードバック制御を実行する構成のほか、本出願人が所有する日本国特許第４００８４６４号または第４００８４６５号等に記載されている構成が採用されてもよい。
　姿勢変数Φの目標極大値Φmax_desおよび目標極小値Φmin_desのそれぞれは、エージェントの通常の運動状態に鑑みた許容範囲から外れないように設定される。
　アクチュエータ１４はモータ１４１および減速機構１４２を備えている。モータ１４１の動作および減速機構１４２の減速比のそれぞれは制御装置２０により制御される。減速機構１４２を経た後のモータ１４１の出力がアクチュエータ１４の出力に該当する。アクチュエータ１４の出力は、第１装具１１を介してエージェントの腰部に伝達されるとともに、リンク部材１３および第２装具１２を介してエージェントの脚体（直接的には大腿）に伝達される。
　姿勢センサ２０２はエージェントの第２装具１２が装着されている左右の下肢または大腿のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値に応じた信号を出力するように構成されている。たとえば、エージェントの腰部と左右の大腿のそれぞれとの相対角度（以下「股関節角度」という。）Φが左右一対の姿勢変数として採用される。股関節角度Φは、図３（ａ）に示されているように大腿が基本前額面（上体を前後方向に区分する面。上体の前後の傾動に応じて傾動する。）よりも前側（屈曲側）にある場合には正値になる一方、図３（ｂ）に示されているように大腿が基本前額面よりも後側（伸展側）にある場合には負値になるように定義される。
　リンク部材１３の前後方向の揺動角度に応じた信号を出力するロータリーエンコーダ、または、アクチュエータ１４を構成するモータのロータ角度に応じた信号を出力するホール素子が姿勢センサ２０２として採用されうる。そのほか、人間が運動する様子を時系列的に撮像する撮像装置を通じて得られた画像の解析によって姿勢変数が測定されてもよく、光学式等のモーションキャプチャーシステムを通じて姿勢変数が測定されてもよい。
　（運動補助装置の制御方法およびリハビリテーション方法）
　運動補助装置１の動作開始直後において、後述する非対称度を表わすフラグのすべてが「０」に初期化されている。以下説明する一連の手順はエージェントの１歩行周期ごとに実行されてもよく、複数周期ごとに実行されてもよい。
　この状態でまず、左右の下肢のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値の変化態様を検出する「第１ステップ」が実行される。具体的には、エージェントが歩行または走行運動をしている状態で、姿勢センサ２０２の出力信号に基づき、左右の股関節角度ΦLおよびΦRの変化態様が検出される（図４／ＳＴＥＰ０１０）。
　これにより、たとえば図６（ａ）、図６（ｂ）または図６（ｃ）に示されているような左右の股関節角度ΦLおよびΦRの変化態様が検出される。図６（ａ）、図６（ｂ）および図６（ｃ）のそれぞれは後述の「左分回し」「左揃え」および「右伸展不足」というそれぞれの歩容形態における股関節角度ΦLおよびΦRの周期的な変化態様を示している。
　続いて、一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、アクチュエータ１４の動作の制御基礎としての、左右の下肢の運動態様の非対称度を評価する「第２ステップ」が実行される。
　具体的には、第１右指標値θR+に対する第１左指標値θL+の偏差が「第１左非対称度」として算定される。第１左指標値θL+に対する第１右指標値θR+の偏差が「第１右非対称度」として算定される。
　ここで「第１右指標値θR+」は、一連の手順が１歩行周期ごとに実行される場合には右股関節角度ΦRの最近の１歩行周期における極大値ΦRmax(k)を意味し、一連の手順がｎ歩行周期ごとに実行される場合には最近のｎ歩行周期（第ｋ－ｎ＋１～第ｋ歩行周期）における極大値ΦRmax(i)の平均値ΣΦRmax(i)/nを意味する。「第１左指標値θL+」は、左股関節角度ΦLの最近の１歩行周期（第ｋ歩行周期）における極大値ΦLmax(k)または最近のｎ歩行周期における極大値ΦLmax(i)の平均値ΣΦLmax(i)/nを意味する。
　また、第２右指標値θR-に対する第２左指標値θL-の偏差が「第２左非対称度」として算定される。第２左指標値θL-に対する第２右指標値θR-の偏差が「第２右非対称度」として算定される。
　ここで「左脚伸展指標値θL-」は、一連の手順が１歩行周期ごとに実行される場合には左股関節角度ΦLの最近の１歩行周期における極小値ΦLmin(k)を意味し、一連の手順がｎ歩行周期ごとに実行される場合には最近のｎ歩行周期における極小値ΦLmin(i)の平均値ΣΦLmin(i)/nを意味する。「右脚伸展指標値θR-」は、右股関節角度ΦRの最近の１歩行周期における極小値ΦRmin(k)または最近のｎ歩行周期における極小値ΦRmin(i)の平均値ΣΦRmin(i)/nを意味する。
　さらに、第１左非対称度θL+－θR+が第１閾値θ1（＞0）以下であるという第１左対称性条件の充足性が判定される（図４／ＳＴＥＰ０２１）。
　第１左対称性条件が満たされていないと判定された場合（図４／ＳＴＥＰ０２１‥ＮＯ）、第１左非対称フラグFR+が「１」に設定される（図４／ＳＴＥＰ０２２）。その上で、第１右非対称度θR+－θL+が第１閾値θ1以下であるという第１右対称性条件の充足性が判定される（図４／ＳＴＥＰ０２３）。その一方、第１左対称性条件が満たされていると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ０２１‥ＹＥＳ）、そのまま第１右対称性条件の充足性が判定される（図４／ＳＴＥＰ０２３）。
　第１右対称性条件が満たされていないと判定された場合（図４／ＳＴＥＰ０２３‥ＮＯ）、第１左非対称フラグFL+が「１」に設定される（図４／ＳＴＥＰ０２４）。その上で、第２左非対称度θL-－θR-が第２閾値θ2（0＜θ2＜θ1）以下であるという第２左対称性条件の充足性が判定される（図４／ＳＴＥＰ０２５）。その一方、第１右対称性条件が満たされていると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ０２３‥ＹＥＳ）、そのまま第２左対称性条件の充足性が判定される（図４／ＳＴＥＰ０２５）。
　第２左対称性条件が満たされていないと判定された場合（図４／ＳＴＥＰ０２５‥ＮＯ）、第２右非対称フラグFR-が「１」に設定される（図４／ＳＴＥＰ０２６）。その上で、第２右非対称度θR-－θL-が第２閾値θ2以下であるという第２右対称性条件の充足性が判定される（図４／ＳＴＥＰ０２７）。その一方、第２左対称性条件が満たされていると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ０２５‥ＹＥＳ）、そのまま第２右対称性条件の充足性が判定される（図４／ＳＴＥＰ０２７）。
　第２右対称性条件が満たされていないと判定された場合（図４／ＳＴＥＰ０２７‥ＮＯ）、第２左非対称フラグFL-が「１」に設定される（図４／ＳＴＥＰ０２８）。その一方、第２右対称性条件が満たされていると判定された場合（図４／ＳＴＥＰ０２７‥ＹＥＳ）、第２左非対称フラグFL-は「０」のままである。
　さらに、非対称度の評価結果に応じて人間の歩容形態を判別する「第３ステップ」が実行される。歩容形態は「強非対称」および「弱非対称」の２つに大別される。「強非対称」は「第１歩容形態」に該当する「右分回し」および「左分回し」ならびに「第２歩容形態」に該当する「右揃え」および「左揃え」の４つにさらに分類される。「弱非対称」は「第３歩容形態」に該当する「右屈曲不足」「左屈曲不足」「右伸展不足」および「左伸展不足」という４つの歩容形態にさらに分類される。
　「右分回し」は図７（ａ）に示されているように、人間がその左足を前方に踏み出した後、上体を上方から見て反時計回りに旋回することにより右足を前方に踏み出す動作によって前進する歩容形態を意味する。この歩容形態は、たとえば左脚の運動機能に比較して不足または低下している右脚の運動機能を補おうとする人間の意識によって引き起こされる。
　この場合、右脚の屈曲量（前方移動量）および伸展量（後方移動量）のそれぞれが、左脚の屈曲量および伸展量のそれぞれよりも少なくなる。このため、図６（ａ）に示されているように、右股関節角度ΦRの極大値の絶対値|ΦRmax|が左股関節角度ΦLは極大値の絶対値|ΦLmax|がよりも小さく、かつ、右股関節角度ΦRの極小値の絶対値|ΦRmin|が左股関節角度ΦLの極小値の絶対値|ΦLmin|よりも小さくなる。
　「左分回し」は図示しないが、人間がその右足を前方に踏み出した後、上体を上方から見て時計回りに旋回することにより左足を前方に移動させる動作によって前進する歩容形態を意味する。
　「右揃え」は図７（ｂ）に示されているように、人間がその左足を前方に踏み出した後、右足を左足の横に揃えるように前方に踏み出し、１歩ごとに立ち止まるように前進する歩容形態を意味する。この歩容形態は、たとえば右脚の運動機能の低下等のため、全体重を右脚で支持することを回避しようとする人間の意識によって引き起こされる。
　この場合、右脚の伸展量および左脚の屈曲量のそれぞれが通常よりも少なくなる。このため、図６（ｂ）に示されているように、右股関節角度ΦRの極大値ΦRmaxが０を少し超えた程度にとどまり、左股関節角度ΦLの極小値ΦLminが負にいたらない。
　「左揃え」は図示しないが、人間がその右足を前方に踏み出した後、左足を右足の横に揃えるように前方に踏み出し、１歩ごとに立ち止まるように前進する歩容形態を意味する。
　「弱右屈曲」は図７（ｃ）に示されているように、人間がその左足および右足を前方に交互に踏み出しながら前進しているものの、右脚の屈曲量ひいては右足の踏み出し量が比較的少ない歩容形態を意味する。
　この場合、図６（ｃ）に示されているように、右股関節角度ΦRの極大値ΦRmaxが左股関節角度ΦLの極大値ΦLmaxよりも小さい。すなわち、第１右非対称度θR-－θL-が第２閾値θ2を超える程度に、右脚および左脚の屈曲量が非対称となっている。
　「弱左屈曲」は、人間がその左足および右足を前方に交互に踏み出しながら前進しているものの、左脚の屈曲量ひいては左足の踏み出し量が比較的少ない歩容形態を意味する。「弱右伸展」は、人間がその左足および右足を前方に交互に踏み出しながら前進しているものの、右脚の伸展量ひいては右足を着床している状態での上体の前方移動量が比較的少ない歩容形態を意味する。「弱左伸展」は、人間がその左足および右足を前方に交互に踏み出しながら前進しているものの、左脚の伸展量ひいては左足を着床している状態での上体の前方移動量が比較的少ない歩容形態を意味する。
　第１左非対称フラグFL+および第２左非対称フラグFL-がともに「１」である一方、第１右非対称フラグFR+および第２右非対称フラグFR-がともに「０」であるか否かに応じて、エージェントの歩容形態が左分回しであるか否かが判定される（図５／ＳＴＥＰ０３１）。
　エージェントの歩容形態が左分回しでないと判定された場合（図５／ＳＴＥＰ０３１‥ＮＯ）、第１左非対称フラグFL+および第２左非対称フラグFL-がともに「０」である一方、第１右非対称フラグFR+および第２右非対称フラグFR-がともに「１」であるか否かに応じて、その歩容形態が右分回しであるか否かが判定される（図５／ＳＴＥＰ０３２）。
　エージェントの歩容形態が右分回しでないと判定された場合（図５／ＳＴＥＰ０３２‥ＮＯ）、第１左非対称フラグFL+および第２右非対称フラグFR-がともに「０」である一方、第１右非対称フラグFR+および第２左非対称フラグFL-がともに「１」であるか否かに応じて、その歩容形態が左揃えであるか否かが判定される（図５／ＳＴＥＰ０３３）。
　エージェントの歩容形態が左揃えでないと判定された場合（図５／ＳＴＥＰ０３３‥ＮＯ）、第１左非対称フラグFL+および第２右非対称フラグFR-がともに「１」である一方、第１右非対称フラグFR+および第２左非対称フラグFL-がともに「０」であるか否かに応じて、その歩容形態が左揃えであるか否かが判定される（図５／ＳＴＥＰ０３４）。
　エージェントの歩容形態が右揃えでないと判定された場合（図５／ＳＴＥＰ０３４‥ＮＯ）、４つの非対称フラグFL+、FR+、FL-およびFR-のうち１つが「１」であるか否かに応じて、その歩容形態が弱非対称であるか否か、さらには、弱非対称のうちいずれの歩容形態に該当するかが判定される（図５／ＳＴＥＰ０３５）。
　そして、人間の歩容形態に応じたアクチュエータ１４の動作態様を決定し、当該態様にしたがってアクチュエータ１４の動作を制御する「第４ステップ」が実行される。具体的には、エージェントの歩容形態に応じて、目標極大値Φmax_desおよび目標極小値Φmin_desのうち一部が適宜補正される。その上で、前記のように、制御装置２０により、姿勢変数Φの極大値Φmaxおよび極小値Φminのそれぞれが、目標極大値Φmax_desおよび目標極小値Φmin_desのそれぞれに一致するようにアクチュエータ１４の動作が制御される。
　エージェントの歩容形態が左分回しであると判定された場合（図５／ＳＴＥＰ０３１‥ＹＥＳ）、左股関節角度の目標極大値ΦLmax_desおよび目標極小値ΦLmin_desのそれぞれがその絶対値が増加するように補正される一方、右股関節角度の目標極大値ΦRmax_desおよび目標極小値ΦRmin_desのそれぞれがそのままに維持され、あるいは、その絶対値が減少するように補正される（図５／ＳＴＥＰ０４１）。
　左股関節角度の目標極大値ΦLmax_desの増加量の多少は、第１左非対称度θL+－θR+の第１閾値θ1に対する超過量の多少に応じて調節されてもよい。左股関節角度の目標極小値ΦLmin_desの増加量の多少は、第２左非対称度θL-－θR-の第２閾値θ2に対する超過量の多少に応じて調節されてもよい。
　この場合、少なくともエージェントの左脚の屈曲量および伸展量を増加させることにより、エージェントの左右の脚の屈曲量偏差および伸展量偏差が低減または解消されるようにエージェントの歩行運動が補助される。この結果、エージェントの上体の時計回りの旋回量が低減される。
　エージェントの歩容形態が右分回しであると判定された場合（図５／ＳＴＥＰ０３２‥ＹＥＳ）、右股関節角度の目標極大値ΦRmax_desおよび目標極小値ΦRmin_desのそれぞれがその絶対値が増加するように補正される一方、左股関節角度の目標極大値ΦLmax_desおよび目標極小値ΦLmin_desのそれぞれがそのままに維持され、あるいは、その絶対値が減少するように補正される（図５／ＳＴＥＰ０４２）。
　右股関節角度の目標極大値ΦRmax_desの増加量の多少は、第１右非対称度θR+－θL+の第１閾値θ1に対する超過量の多少に応じて調節されてもよい。右股関節角度の目標極小値ΦRmin_desの増加量の多少は、第２右非対称度θR-－θL-の第２閾値θ2に対する超過量の多少に応じて調節されてもよい。
　この場合、少なくともエージェントの右脚の屈曲量および伸展量を増加させることにより、エージェントの左右の脚の屈曲量偏差および伸展量偏差が低減または解消されるようにエージェントの歩行運動が補助される。この結果、エージェントの上体の反時計回りの旋回量が低減される（図７（ａ）参照）。
　エージェントの歩容形態が左揃えであると判定された場合（図５／ＳＴＥＰ０３３‥ＹＥＳ）、左股関節角度の目標極小値ΦLmin_desおよび右股関節角度の目標極大値ΦRmax_desのそれぞれがその絶対値が増加するように補正される一方、左股関節角度の目標極大値ΦLmax_desおよび右股関節角度の目標極小値ΦRmin_desのそれぞれがそのままに維持され、あるいは、その絶対値が減少するように補正される（図５／ＳＴＥＰ０４３）。
　この場合、少なくともエージェントの右脚の屈曲量および左脚の伸展量を増加させることにより、エージェントの左右の脚の屈曲量偏差および伸展量偏差が低減または解消されるようにエージェントの歩行運動が補助される。この結果、エージェントは、左足が着床している状態で、右足を十分に前に踏み出しながら、上体を十分に前に並進させることができる（図７（ｂ）参照）。
　エージェントの歩容形態が右揃えであると判定された場合（図５／ＳＴＥＰ０３４‥ＹＥＳ）、左股関節角度の目標極大値ΦLmax_desおよび右股関節角度の目標極小値ΦRmin_desのそれぞれがその絶対値が増加するように補正される一方、左股関節角度の目標極小値ΦLmin_desおよび右股関節角度の目標極大値ΦRmax_desのそれぞれがそのままに維持され、あるいは、その絶対値が減少するように補正される（図５／ＳＴＥＰ０４４）。
　この場合、少なくともエージェントの左脚の屈曲量および右脚の伸展量を増加させることにより、エージェントの左右の脚の屈曲量偏差および伸展量偏差が低減または解消されるようにエージェントの歩行運動が補助される。この結果、エージェントは、右足が着床している状態で、左足を十分に前に踏み出しながら、上体を十分に前に並進させることができる。
　エージェントの歩容形態が「右屈曲不足」「左屈曲不足」「右伸展不足」または「左伸展不足」であると判定された場合（図５／ＳＴＥＰ０３５‥ＹＥＳ）、右股関節角度の目標極大値ΦRmax_des、左股関節角度の目標極大値ΦLmax_des、右股関節角度の目標極小値ΦRmin_desまたは左股関節角度の目標極小値ΦLmin_desのみがその絶対値が増加するよう補正される一方、残りの目標値はそのままに維持され、あるいは、その絶対値が減少するように補正される（図５／ＳＴＥＰ０４５）。
　この場合、少なくともエージェントの左脚の伸展量および屈曲量、ならびに、右脚の伸展量および伸展量のうちいずれか１つを増加させることにより、エージェントの左右の脚の屈曲量偏差および伸展量偏差が低減または解消されるようにエージェントの歩行運動が補助される。
　（本発明の他の実施形態）
　前記実施形態では上体に対する左右の下肢（脚体）の運動が補助されたが、他の実施形態として代替的にまたは付加的に上体に対する左右の上肢（腕体）の運動が補助されてもよい。この場合、第１装具は上体背面上部（肩甲骨付近など）に装着され、一対の第２装具のそれぞれは左右の腕（上腕）のそれぞれに装着される。アクチュエータの配置およびリンク部材の形状は、腕の前後の揺動運動を補助する観点から適当に設計されればよい。また、腕の姿勢変数として、腕の前後の揺動角度を表わす肩関節角度が測定される。肩関節角度は、股関節角度と同様に基本前額面を基準として正負が定義されてもよい。
　そのほか、左右の膝関節のそれぞれ回りの左右の脚のそれぞれの屈伸運動が補助されてもよい。この場合、左右一対の第１装具のそれぞれが各大腿に装着され、左右一対の第２層具のそれぞれが各下腿に装着される。アクチュエータの配置およびリンク部材の形状は、脚の膝関節における屈伸運動を補助する観点から適当に設計されればよい。脚の姿勢変数として膝関節角度が測定される。
　脚の膝関節における屈伸運動と同様に、腕の肘関節または手根関節における屈伸運動が補助されてもよい。
　前記実施形態では第１～第４ステップのすべてが制御装置２０による演算処理として実行されたが、他の実施形態として第１～第４ステップのうち一部、たとえば、エージェントの歩容形態の判別（第３ステップ）および歩容形態に応じた運動補助装置１の動作態様の決定（第４ステップ）が理学療法士など、リハビリテーションに従事する者により実行されてもよい。
　理学療法士は、コンピュータにより評価され、ディスプレイに表示されるエージェントの非対称度を視認した上で、ディスプレイに表示されている、あるいは、別個の書類に記載されている歩容形態の決定方法にしたがって、当該歩容形態を決定することができる。理学療法士は、コンピュータにより判定され、ディスプレイに表示されるエージェントの歩容形態を視認した上で、ディスプレイに表示されている、あるいは、別個の書類に記載されている制御態様の決定方法にしたがって、当該制御態様を決定することができる。運動補助装置１の動作態様は、制御装置２０に付属するスイッチまたはボタンなどがマニュアル操作されることにより制御されてもよい。
　（股関節角度Φに応じた動作制御の第１実施例）
　制御装置２０が、股関節角度Φによって区分される屈曲状態、伸展状態および振上状態の別に応じて、非対称度、ひいては左右の股関節角度の振幅の差が低下するようにアクチュエータ１４の動作を制御するように構成されていてもよい。
　「屈曲状態」は、股関節角度Φが目標極大値Φmax_des未満の正の基準値Φc未満の範囲で増加している状態を意味する。「伸展状態」は、股関節角度Φが減少している状態を意味する。「振上状態」は、股関節角度Φが基準値Φc以上の範囲で増加している状態を意味する。
　具体的には、制御装置２０が、麻痺等の理由により人間の左右の脚体の運動機能の高低の差がある場合、当該差がない場合を基準として、表１に示されているように補助力が加減されるようにアクチュエータ１４の動作を制御する。すなわち、運動機能が高い脚体に対する補助力Ｆが、基準補助力Ｆcを基準として伸展状態では増加し（＋）、屈曲状態および振上状態では減少する（－）ようにアクチュエータ１４の出力が調節される。一方、運動機能が低い脚体に対する補助力Ｆが、基準補助力Ｆcを基準として伸展状態では減少し（－）、屈曲状態および振上状態では増加する（＋）ようにアクチュエータ１４の出力が調節される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　エージェントの股関節角度Φおよび補助力Ｆの関係を表わすマップ、テーブルまたは関係式にしたがって当該補助力が調節される。図８には、当該関係を表わす曲線が示されている。基準補助力Ｆcは股関節角度Φに応じて変化するが、図８では正規化されて破線により表わされている。図８における曲線１～６は、表１の符号１～６に対応している。
　図８（ａ）（ｂ）から明らかなように、基準補助力Ｆcを基準とした補助力Ｆの変化量は、股関節角度の絶対値｜Φ｜の増加とともに増加する。股関節角度の絶対値｜Φ｜に対する、基準補助力Ｆcを基準とした補助力Ｆの増加率は、（５）運動機能が低い脚体が伸展状態にある場合、（１）運動機能が高い脚体が屈曲状態にある場合、（６）運動機能が低い脚体が振上状態にある場合の順で高くなっている。また、股関節角度の絶対値｜Φ｜に対する、基準補助力Ｆcを基準とした補助力Ｆの減少率は、（２）運動機能が高い脚体が伸展状態にある場合、（４）運動機能が低い脚体が屈曲状態にある場合、（３）運動機能が高い脚体が振上状態にある場合の順で高くなっている。
　（股関節角度Φに応じた動作制御の第２実施例）
　制御装置２０が、左右の脚体の運動機能の高低の差がある場合、当該差がない場合を基準として、表２に示されているように補助力Ｆが加減されるようにアクチュエータ１４の動作を制御する。すなわち、運動機能が高い脚体に対する補助力Ｆが、基準補助力Ｆcを基準として伸展状態および屈曲状態では減少し（－）、振上状態では増加する（＋）ようにアクチュエータ１４の出力が調節される。一方、運動機能が低い脚体に対する補助力Ｆが、基準補助力Ｆcを基準として伸展状態および屈曲状態では増加し（＋）、振上状態では減少する（－）ようにアクチュエータ１４の出力が調節される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　エージェントの股関節角度Φおよび補助力Ｆの関係を表わすマップ、テーブルまたは関係式にしたがって当該補助力が調節される。図９には、当該関係を表わす曲線が示されている。基準補助力Ｆcは股関節角度Φに応じて変化するが、図９では正規化されて破線により表わされている。図９における曲線１～６は、表２の符号１～６に対応している。
　図９（ａ）（ｂ）から明らかなように、股関節角度の絶対値｜Φ｜に対する、基準補助力Ｆcを基準とした補助力Ｆの増加率は、（６）運動機能が高い脚体が振上状態にある場合、（３）運動機能が低い脚体が伸展状態にある場合、（１）運動機能が低い脚体が屈曲状態にある場合の順で高くなっている。また、股関節角度の絶対値｜Φ｜に対する、基準補助力Ｆcを基準とした補助力Ｆの減少率は、当該絶対値｜Φ｜が大きい領域（基準値Φcを含む。）では（４）運動機能が高い脚体が伸展状態にある場合、（２）運動機能が高い脚体が屈曲状態にある場合、（５）運動機能が低い脚体が振上状態にある場合の順で高くなっている。
　（実験結果）
　図１０には、４人のエージェントＡ～Ｄのそれぞれについて、歩行補助装置１の使用前を基準として、歩行補助装置１を使用開始してから１月が経過した際における歩行速度および歩数のそれぞれの変化率が示されている。最大歩行距離は１０ｍに制限された。
　図１０から、エージェントＢを除く他のエージェントのすべてについて、歩行補助装置１の使用により歩行速度および歩数が向上していること、ひいては左右の脚体の運動機能のアンバランスが改善されていることがわかる。
　図１１には、あるエージェントの運動補助装置１の使用前後における歩行距離および歩数の変化が示されている。図１１から、運動補助装置１の使用により、歩数に対する歩行距離の比率、すなわち、平均歩幅が向上していること、ひいては左右の脚体の運動機能のアンバランスが改善されていることがわかる。

Claims (16)

  1. 　人間の左右の肢体のそれぞれに対して左右対称に装着される一対の装具と、前記一対の装具のそれぞれに対して連結されているアクチュエータとを備え、前記アクチュエータから前記一対の装具のそれぞれを通じて前記左右の肢体のそれぞれに対して伝えられる補助力の変化態様を制御するように構成されている運動補助装置の制御方法であって、
    　前記装具が装着されている前記左右の肢体のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値の変化態様を検出する第１ステップと、
    　前記一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、前記アクチュエータの動作の制御基礎としての、前記左右の肢体の運動態様の非対称度を評価する第２ステップとを備えていることを特徴とする方法。
  2. 　請求項１記載の運動補助装置の制御方法において、
    　前記第２ステップにおいて、前記一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、前記一対の姿勢変数のそれぞれの極大値および極小値のうち少なくとも一方の偏差を前記非対称度として算出する、または、前記極小値の偏差が大きい値をとるほど値が連続的または段階的に高くなるように前記非対称度を評価することを特徴とする方法。
  3. 　請求項２記載の運動補助装置の制御方法において、
    　前記非対称度の評価結果に応じて、前記人間の歩容形態を判別する第３ステップを備えていることを特徴とする方法。
  4. 　請求項３記載の運動補助装置の制御方法において、
    　前記第２ステップにおいて、右肢体の前記姿勢変数の極大値またはその平均値に対する左肢体の前記姿勢変数の極大値またはその平均値の偏差である第１左非対称度と、左肢体の前記姿勢変数の極大値またはその平均値に対する右肢体の前記姿勢変数の極大値またはその平均値の偏差である第１右非対称度と、右肢体の前記姿勢変数の極小値またはその平均値に対する左肢体の前記姿勢変数の極小値またはその平均値の偏差である第２左非対称度と、左肢体の前記姿勢変数の極小値またはその平均値に対する右肢体の前記姿勢変数の極小値またはその平均値の偏差である第２右非対称度とを前記非対称度として算出し、
    　前記第３ステップにおいて、前記第１右非対称度が第１閾値以下であるという第１右対称性条件の充足性と、前記第１左非対称度が第１閾値以下であるという第１左対称性条件の充足性と、前記第２右非対称度が第２閾値以下であるという第２右対称性条件の充足性と、前記第２左非対称度が第２閾値以下であるという第２左対称性条件の充足性とのそれぞれを判定し、当該判定結果の相違に応じて前記人間の歩容形態を判別することを特徴とする方法。
  5. 　請求項４記載の運動補助装置の制御方法において、
    　前記第３ステップにおいて、前記４つの対称性条件のうち前記第１左対称性条件および前記第２左対称性条件が満たされていないという判定結果、または、前記第１右対称性条件および前記第２右対称性条件が満たされていないという判定結果に応じて前記人間の歩容形態が第１歩容形態であると判定することを特徴とする方法。
  6. 　請求項４記載の運動補助装置の制御方法において、
    　前記第３ステップにおいて、前記４つの対称性条件のうち前記第１左対称性条件および前記第２右対称性条件が満たされていないという判定結果、または、前記第１右対称性条件および前記第２左対称性条件が満たされていないという判定結果に応じて前記人間の歩容形態が第２歩容形態であると判定することを特徴とする方法。
  7. 　請求項４記載の運動補助装置の制御方法において、
    　前記第３ステップにおいて、前記４つの対称性条件のうち１つの対称性条件が満たされていないという判定結果に応じて前記人間の歩容形態が第３歩容形態であると判定することを特徴とする方法。
  8. 　請求項４記載の運動補助装置の制御方法において、
    　前記４つの対称性条件のそれぞれが満足されるように、前記アクチュエータの動作を制御する第４ステップを備えていることを特徴とする方法。
  9. 　請求項１記載の運動補助装置の制御方法において、
    　前記第１ステップにおいて、前記左右の肢体のそれぞれの胴体に対する付け根にある関節の前後方向に対する振れ角度の時間変化態様を前記姿勢変数の値の時間変化態様として検出するように構成されていることを特徴とする方法。
  10. 　人間の左右の肢体のそれぞれに対して左右対称に装着される一対の装具と、前記一対の装具のそれぞれに対して連結されているアクチュエータと、前記アクチュエータの動作を制御することにより、前記一対の装具のそれぞれを通じて前記左右の肢体のそれぞれに対して伝えられる補助力の変化態様を制御するように構成されている制御装置とを備えている運動補助装置であって、
    　前記制御装置が、前記装具が装着されている前記左右の肢体のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値の変化態様を検出し、前記一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、前記アクチュエータの動作の制御基礎としての、前記左右の肢体の運動態様の非対称度を評価するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  11. 　請求項１０記載の運動補助装置において、
    　前記運動補助装置が、前記人間の歩行運動に際して前記左右の肢体としての左右の脚体における大腿の周期運動を補助する歩行補助装置であり、
    　前記制御装置が、前記非対称度が低下するように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  12. 　人間の左右の大腿部のそれぞれに対して左右対称に装着される一対の装具と、前記一対の装具のそれぞれに対して連結されているアクチュエータと、前記アクチュエータの動作を制御することにより、前記一対の装具のそれぞれを通じて前記左右の大腿部のそれぞれに対して伝えられる補助力の変化態様を制御するように構成されている制御装置とを備えている歩行補助装置であって、
    　前記制御装置が、大腿部が基本前額面より後方にある状態では負値であり、大腿部が基本前額面より前方にある状態では正値であるように定義されている股関節角度を検出し、
    　股関節角度が正の基準値未満の範囲で増加している屈曲状態と、股関節角度が減少している伸展状態と、股関節角度が前記基準値以上の範囲で増加している振上状態との別に応じて、左右の股関節角度の振幅の差が低下するように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていることを特徴とする歩行補助装置。
  13. 　請求項１２記載の歩行補助装置において、
    　前記制御装置が、前記人間の左右の脚体の運動機能の高低の差がある場合、当該差がない場合を基準として、運動機能が高い脚体に対する前記補助力が、伸展状態では増加し、屈曲状態および振上状態では減少する一方、運動機能が低い脚体に対する前記補助力が伸展状態では減少し、屈曲状態および振上状態では増加するように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  14. 　請求項１２記載の歩行補助装置において、
    　前記制御装置が、前記人間の左右の脚体の運動機能の高低の差がある場合、当該差がない場合を基準として、運動機能が高い脚体に対する前記補助力が、伸展状態および屈曲状態では減少し、振上状態では増加する一方、運動機能が低い脚体に対する前記補助力が伸展状態および屈曲状態では増加し、振上状態では減少するように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  15. 　請求項１３または１４記載の運動補助装置において、
    　前記制御装置が、前記人間の左右の股関節角度に基づき、股関節角度および補助力の関係を表わすマップ、テーブルまたは関係式にしたがって前記補助力が調節されるように前記アクチュエータの動作を制御するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  16. 　人間の左右の肢体のそれぞれに対して左右対称に装着される一対の装具と、前記一対の装具のそれぞれに対して連結されているアクチュエータと、前記アクチュエータの動作を制御することにより、前記一対の装具のそれぞれを通じて前記左右の肢体のそれぞれに対して伝えられる補助力の変化態様を制御するように構成されている制御装置とを備えている運動補助装置を用いて前記人間の前記左右の肢体の運動機能のリハビリテーションを行う方法であって、
    　前記装具が装着されている前記左右の肢体のそれぞれの同一箇所の姿勢に応じて変化する一対の姿勢変数の値の変化態様を検出する第１ステップと、
    　前記一対の姿勢変数の値の変化態様に基づき、前記アクチュエータの動作の制御基礎としての、前記左右の肢体の運動態様の非対称度を評価する第２ステップと、
    　前記非対称度の評価結果に応じて前記人間の歩容形態を判別する第３ステップと、
    　前記人間の歩容形態に応じて前記アクチュエータの動作の制御態様を決定する第４ステップとを備えていることを特徴とする方法。
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