WO2019159951A1 - 運動評価改善システム及び運動評価改善方法 - Google Patents

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WO2019159951A1
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sensor
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exercise
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信吾 塚田
中島　寛
哲臣 寒川
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日本電信電話株式会社
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    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/20—Movements or behaviour, e.g. gesture recognition
    • G06V40/23—Recognition of whole body movements, e.g. for sport training

Definitions

  • the present invention relates to an exercise evaluation improvement system and an exercise evaluation improvement method.
  • the athlete aims to achieve a certain level of improvement by mastering the most rational posture and form.
  • it is required to wear an accurate swing form because of the nature of the game that the accuracy of the flying ball direction directly affects the score.
  • Non-Patent Document 1 Various instructional books have been promoted for improvement (for example, see Non-Patent Document 1). However, whether or not it is operating according to these teaching rules depends largely on the subjectivity of the player. Therefore, there has been a problem that it is difficult to quantitatively evaluate the exercise efficiency and objectively grasp whether the exercise efficiency has been improved.
  • a method for evaluating the player's exercise efficiency from the marker's trajectory (motion capture), and performing motion analysis from data acquired by installing various sensors on the player's body The method is also known (for example, refer nonpatent literature 2).
  • an object of the present invention is to provide a technique capable of improving exercise efficiency.
  • a feature amount extraction unit that extracts a feature amount related to exercise efficiency from information obtained from a measured person, and the extracted feature amount and the feature amount to be compared are compared with each other.
  • An evaluation unit that evaluates the exercise efficiency of the measured person; and an improvement information providing unit that provides information such that the feature quantity of the measured person is close to the feature quantity to be compared based on the evaluation result; , An exercise evaluation improvement system.
  • One aspect of the present invention is the above-described exercise evaluation improvement system, wherein the feature amount extraction unit extracts a feature amount related to the exercise efficiency from information obtained from the subject by machine learning.
  • One aspect of the present invention is the motion evaluation improvement system described above, wherein the first sensor that acquires biological information of the measurement subject, and the second sensor that acquires information related to the joint motion of the measurement subject. , A third sensor that obtains pressure information applied to the sole of the person to be measured, and a part to be measured for the distance between the part serving as a reference during the exercise of the person being measured and the part serving as the reference And a fourth sensor for acquiring information on the distance between the parts, and the feature amount extraction unit is configured to perform exercise efficiency from information on the measurement subject obtained from any of the sensors. The feature quantity is extracted.
  • a feature amount extraction step for extracting a feature amount related to exercise efficiency from information obtained from a measured person, and comparing the extracted feature amount and a feature amount to be compared with each other,
  • An evaluation step for evaluating the exercise efficiency of the measurement subject; and an improvement information providing step for providing information such that the feature quantity of the measurement subject is close to the feature quantity to be compared based on the evaluation result;
  • FIG. 1 It is a block diagram showing the system configuration
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a system configuration of an exercise evaluation improvement system 100 according to the present invention.
  • the exercise evaluation improvement system 100 includes a sensor (not shown in FIG. 1), a relay device (not shown in FIG. 1), and an information providing device 20.
  • the sensor and the relay device 20 are connected by wire or wireless. Further, the relay device and the information providing device 20 communicate by wired communication or wireless communication.
  • golf is described as an example of an athletic competition to which the exercise evaluation improvement system 100 is applied.
  • the exercise evaluation improvement system 100 is not limited to golf, but in various athletic competitions such as tennis and baseball in general. Is also applicable.
  • the sensor is attached to the person to be measured 1 and measures biological information of the person to be measured 1 and information on the movement of the person to be measured 1.
  • the person to be measured 1 is a person to be measured for exercise evaluation.
  • the sensor outputs the measurement result to the relay device.
  • the relay device transmits the measurement result measured by the sensor to the information providing device 20.
  • the information providing apparatus 20 evaluates the exercise efficiency of the person to be measured 1 based on the measurement result, and provides the evaluation result to the person to be measured 1. In addition, the information providing apparatus 20 provides the person to be measured 1 with information regarding improvement of exercise efficiency based on the evaluation result and information regarding the improvement status. Examples of the exercise efficiency evaluation index include movement, position, timing, strength, and tension. Further, the information related to improvement of exercise efficiency is information of an operation performed to improve an item evaluated as bad when it is evaluated that exercise efficiency is bad. Further, the information on the improvement status is information indicating how much the exercise efficiency has been improved by performing the operation according to the information on the improvement of the exercise efficiency.
  • the exercise evaluation improvement system 100 will be described.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a sensor in the exercise evaluation improvement system 100 according to the first embodiment.
  • 2A is a diagram illustrating an example of a sensor fixed to the palm side of the arm 10
  • FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a sensor fixed to the back side of the arm 10.
  • the exercise evaluation improvement system 100 according to the first embodiment includes, in addition to the information providing apparatus 20, biological electrodes 32 and 33 attached to the measurement subject 1, stretch sensors 34 and 36, and measurement results of the sensors. And a relay device 35 for transmitting to.
  • the sensor of this embodiment is attached to the arm 10 of the person to be measured 1.
  • the sensor includes a plurality (two in the present embodiment) of bioelectrodes 32 and 33, a plurality of (two in the present embodiment) stretch sensors 34 and 36, the bioelectrodes 32 and 33, and the stretch sensors 34 and 36.
  • a fixing tool (arm cover) 2 is provided.
  • the bioelectrodes 32 and 33 and the stretch sensor 34 are fixed to the forearm 11 by the fixing tool 3.
  • the relay device 35 is fixed near the upper arm 12.
  • the stretch sensor 36 is fixed near the elbow joint 14 by the fixing tool 3.
  • the biological electrodes 32 and 33 acquire the biological signal of the person 1 to be measured.
  • the biological signal is a signal of potential fluctuation from the living body such as an electrocardiogram, an electroencephalogram and an electromyogram of the person 1 to be measured.
  • the size of the bioelectrodes 32 and 33 is, for example, about 1 to 4 cm square.
  • the bioelectrode 32 acquires an electromyogram of the heel side carpal muscle group.
  • the bioelectrode 33 acquires an electromyogram of the ulnar carpal muscle group.
  • the stretch sensor 34 is fixed to the palm 13 ⁇ / b> A by the fixture 3.
  • the stretch sensor 34 expands and contracts following the movement of the wrist joint 15 and converts the expansion / contraction amount into an electrical signal.
  • the stretch sensor 34 has stretchability and conductivity.
  • the stretch sensor 34 is formed of an elastic body such as an elastomer.
  • the stretch sensor 34 according to the present embodiment has a thin and long tape shape.
  • the capacitance of the stretch sensor 34 changes according to changes in length and area due to expansion and contraction. That is, the stretch sensor 34 converts its own elongation into an electrical signal (change in capacitance). By quantitatively detecting the change in capacitance, the amount of elongation (stretching amount) can be quantitatively measured.
  • the aspect of the stretch sensor 34 is not limited to the above, and it is also possible to use a sensor that detects elongation by other methods such as a sensor whose resistance value changes due to expansion and contraction.
  • the relay device 35 is electrically connected to the bioelectrodes 32 and 33, the stretch sensor 34, and the stretch sensor 36.
  • the relay device 35 transmits the electrical signals (that is, changes in biological information and capacitance) sent from the biological electrodes 32 and 33, the stretch sensor 34, and the stretch sensor 36 to the information providing device 20.
  • wireless communication complying with the Blue Tooth (registered trademark) standard is preferably used.
  • the stretch sensor 36 is fixed to the elbow joint 14 by the fixing tool 3.
  • the stretch sensor 36 expands and contracts following the movement of the elbow joint 14 and converts the expansion / contraction amount into an electrical signal.
  • FIGS. 3 to 5 are diagrams showing measurement results of the movements of the plurality of persons to be measured 1 obtained by the sensor shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing the measurement results of the motions of the advanced players
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams showing the measurement results of the motions of the intermediate beginners.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram showing a functional configuration of the information providing apparatus 20.
  • the information providing apparatus 20 includes a CPU (Central Processing Unit) connected via a bus, a memory, an auxiliary storage device, and the like, and executes an information providing program.
  • the information providing apparatus 20 includes an input unit 201, a learning unit 202, a model storage unit 203, an acquisition unit 204, a feature amount extraction unit 205, an evaluation unit 206, an improvement information provision unit 207, and an evaluation result storage unit. 208, which functions as an apparatus including the improvement status providing unit 209.
  • a CPU Central Processing Unit
  • All or some of the functions of the information providing apparatus 20 may be realized by using hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array). .
  • the information providing program may be recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium is, for example, a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in the computer system.
  • the information providing program may be transmitted / received via a telecommunication line.
  • the input unit 201 inputs learning data.
  • supervised learning data is used as learning data.
  • the supervised learning data is, for example, a feature amount of a motion measurement result obtained from an advanced player in an athletic competition.
  • the supervised learning data is a feature amount of a measurement result of an operation obtained by a sensor from a senior who has installed a sensor.
  • the learning unit 202 generates a model by learning using the learning data input from the input unit 201.
  • the model storage unit 203 stores the model generated by the learning unit 202.
  • the model storage unit 203 is configured using a storage device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device.
  • the acquisition unit 204 acquires various types of information from the sensor. For example, the acquisition unit 204 acquires biometric information and expansion / contraction amount information. The acquisition unit 204 outputs the acquired information to the feature amount extraction unit 205.
  • the feature amount extraction unit 205 extracts a feature amount from the information output from the acquisition unit 204 using the model stored in the model storage unit 203. For example, the feature amount extraction unit 205 extracts biometric information and the feature amount of the expansion / contraction amount using a model stored in the model storage unit 203. As described above, the feature amount extraction unit 205 extracts a feature amount using a model obtained by machine learning. The feature amount extraction unit 205 outputs the extracted feature amount to the evaluation unit 206.
  • the evaluation unit 206 evaluates the exercise efficiency of the measurement subject 1 based on the feature amount output from the feature amount extraction unit 205. Specifically, the evaluation unit 206 refers to the model stored in the model storage unit 203 and compares the acquired feature amount with the feature amount of the model. At this time, the evaluation unit 206 uses the feature quantity of the same part as the part from which the feature quantity is acquired as the feature quantity of the model. The evaluation unit 206 evaluates that the exercise efficiency is good when the correlation between the acquired feature quantity and the model feature quantity is equal to or greater than a predetermined threshold. On the other hand, the evaluation unit 206 evaluates that the exercise efficiency is poor when the correlation between the acquired feature quantity and the model feature quantity is less than a predetermined threshold.
  • the evaluation unit 206 outputs the evaluation result, the acquired feature amount, and the model feature amount to the improvement information providing unit 207. Further, the evaluation unit 206 stores the evaluation result, the acquired feature amount, and the feature amount of the model in the evaluation result storage unit 208 in association with each other.
  • the improvement information providing unit 207 provides the evaluation result to the measured person 1 and also provides the improved information to the measured person 1.
  • the improvement information providing unit 207 may provide the evaluation result in the form of sound, vibration, light, video, or the like. Further, the improvement information providing unit 207 may provide the improvement information in the form of sound, vibration, light, video, numerical value, chart, and the like.
  • the improvement information providing unit 207 receives, as the improvement information, information that eliminates the difference between the feature amount of the person to be measured 1 and the feature amount of the model (for example, a method or direction for improving exercise efficiency). Provide to measurer 1.
  • the improvement information providing unit 207 has an upward peak because the elbow joint bends during the downswing. Just before the impact, the elbow joint stretches and peaks downward.
  • the dorsiflexion (cock) of the right wrist joint provides information such as palm flexion in the reverse direction (before the impact) during downswing (before impact).
  • the improvement information providing unit 207 provides information such as keeping the right hand joint cock until just before the impact.
  • the improvement information providing unit 207 provides information such as the right elbow extending from the early stage of the downswing with less bending of the right elbow joint.
  • the evaluation result storage unit 208 stores the evaluation result, the acquired feature amount, and the feature amount of the model in association with each other for each person to be measured 1.
  • the evaluation result storage unit 208 is configured using a storage device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device.
  • the improvement status providing unit 209 compares the information stored in the evaluation result storage unit 208 with the information after the improvement, and how the exercise efficiency is compared with the information stored in the evaluation result storage unit 208.
  • Information indicating whether it is changing is provided to the person under measurement 1 as an improvement status.
  • the determination as to whether or not the information is improved may be made based on whether or not the information about the person under measurement 1 is already stored in the evaluation result storage unit 208. For example, when the information about the person to be measured 1 is already stored in the evaluation result storage unit 208, the improvement status providing unit 209 determines that the information obtained from the improvement information providing unit 207 is information after improvement.
  • the improvement status providing unit 209 determines that the information obtained from the improvement information providing unit 207 is not information after improvement. In addition, when it is not information after improvement, the improvement condition provision part 209 does not process.
  • the exercise evaluation improvement system 100 in the first embodiment configured as described above, the feature amount of the measurement result obtained during the exercise of the person under measurement 1 and the exercise of the advanced user stored in advance as a model. By comparing the obtained measurement result with the characteristic amount, the exercise efficiency of the person under measurement 1 is evaluated, and information relating to the improvement of the exercise efficiency is provided. Therefore, it becomes possible to improve the exercise efficiency.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a sensor in the exercise evaluation improvement system 100 according to the second embodiment.
  • the exercise evaluation improving system 100 according to the second embodiment includes a plurality of biological electrodes 37 and 38, a marker 39, a plurality of stretch sensors 40, 41, and 42 attached to the measurement subject 1. And a relay device 35 that transmits the sensor measurement result to the information providing device 20.
  • the sensor of this embodiment is attached to the arm 10 of the person to be measured 1.
  • the sensor includes a plurality (four in this embodiment) of bioelectrodes 37 and 38, a marker 39, a plurality of (three in this embodiment) stretch sensors 40, 41 and 42, a bioelectrode 37, 38, and a marker. 39, and a fixture (supporter) 3 incorporating the stretch sensors 40, 41, and 42.
  • the biological electrode 37 is fixed to the upper arm 12 by the fixture 3
  • the biological electrode 38 is fixed to the forearm 11 by the fixture 3.
  • the relay device 35 is fixed near the upper arm 12.
  • the marker 39 and the stretch sensors 40, 41 and 42 are fixed near the elbow joint 14 by the fixing tool 3.
  • the biological electrodes 37 and 38 acquire a biological signal of the person 1 to be measured.
  • the size of the biological electrodes 37 and 38 is, for example, about 1 to 4 cm square.
  • the marker 39 is an optical marker distance sensor, for example, and is fixed to the elbow head of the elbow joint 14.
  • Stretch sensors 40, 41 and 42 have one end arranged on the body surface of upper arm 12 connected to one side of elbow joint (joint) 14 of person 1 to be measured.
  • the other ends of the stretch sensors 40, 41 and 42 are arranged on the body surface of the forearm 11 connected to the elbow joint 14 on the side opposite to the upper arm 12.
  • the stretch sensors 40, 41 and 42 have the same configuration as the stretch sensors 34 and 36.
  • the fixture 3 is formed of a relatively stretchable fiber material.
  • the fixture 3 has a cylindrical shape that can be attached to and detached from the arm 10 of the person to be measured 1. More specifically, the fixture 3 extends from the base of the upper arm 12 of the person to be measured 1 to above the wrist joint 15 and expands and contracts following the operation of the elbow joint 14.
  • the stretch sensors 40, 41, and 42 described above are provided in a portion corresponding to the elbow joint 14 in a state where the fixture 3 is attached to the measurement subject 1 (that is, a portion including a central portion in the length direction of the fixture 3). Three are attached.
  • the fixing device 3 In attaching the stretch sensors 40, 41, and 42, the fixing device 3 has a two-layer structure and the stretch sensors 40, 41, and 42 are built in between the layers, or the stretch sensor 40, A method of attaching 41 and 42 is conceivable. In any method, the stretch sensors 40, 41 and 42 are fixed so as not to move relative to the fixture 3.
  • the one end 40A, 41A and 42A of the three stretch sensors 40, 41 and 42 are disposed on the body surface on one side (upper arm 12 side) in the length direction of the fixture 3 with the elbow joint 14 as a reference.
  • the other ends 40B, 41B, and 42B of the three stretch sensors 40, 41, and 42 are disposed on the body surface on the other side (the forearm 11 side) in the length direction of the fixture 3 with the elbow joint 14 as a reference. Therefore, when the person to be measured 1 moves the elbow joint 14, the stretch sensors 40, 41, 42 and the fixture 3 expand and contract following the displacement of the body surface around the elbow joint 14.
  • the one ends 40A, 41A, 42A of the plurality of stretch sensors 40, 41, and 42 are arranged at intervals from the front side (chest side) to the back side (back side) of the body in the upper arm 12.
  • the stretch sensors 40, 41, and 42 extend in directions that intersect each other. In other words, the stretch sensors 40, 41 and 42 are not parallel to each other.
  • the stretch sensors 40, 41 and 42 intersect on an imaginary straight line connecting the upper arm 12, the elbow joint 14 and the forearm 11 with the elbow joint 14 extended.
  • the stretch sensor 40 intersects with the stretch sensor 42 at the forearm 11.
  • the stretch sensor 41 intersects with the stretch sensor 42 at the forearm 11.
  • the stretch sensor 40 and the stretch sensor 41 do not cross each other, but gradually approach each other from the upper arm 12 side toward the forearm 11 side. That is, the stretch sensor 40 and the stretch sensor 41 extend so that their extension lines intersect at the forearm 11. Therefore, the other end 42 ⁇ / b> B of the stretch sensor 42 is fixed at a position closer to the front side of the forearm 11 than the other end 40 ⁇ / b> B of the stretch sensor 40 and the other end 41 ⁇ / b> B of the stretch sensor 41.
  • the relay device 35 is electrically connected to the biological electrodes 37 and 38 and the stretch sensors 40, 41 and 42.
  • the relay device 35 transmits electrical signals (that is, changes in biological information and capacitance) sent from the biological electrodes 37 and 38 and the stretch sensors 40, 41 and 42 to the information providing device 20.
  • electrical signals that is, changes in biological information and capacitance
  • wireless communication conforming to the Blue Tooth (registered trademark) standard is preferably used.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of arm movement detection by the stretch sensor 43. If the arm 10 is close to (for example, close to) the trunk 16 as shown in the left diagram of FIG. 8 and the arm 10 is separated from the trunk 16 as shown in the right diagram of FIG. 8, the stretch sensor 43 extends. . In the swing operation, the stretch sensor 43 can be extended and retracted even when the upper arm is raised or twisted. ) Will cause both to grow. From the stretching and contraction of two stretch sensors, one of which is significantly extended by forelift and torsion, the forearm and torsion of the upper arm and the lateral opening (abduction) can be distinguished.
  • FIG. 9 shows a state in which the scapulohumeral joint 17 is in the reference position (that is, a state where the arm 10 extends straight downward). After wearing the sensor 1C, the subject performs initialization of the determination unit 5 described in the first embodiment as necessary while maintaining the reference position.
  • the stretch sensor 44 and the stretch sensor 45 expand and contract as shown in FIG.
  • the information providing apparatus 20 detects that the scapulohumeral joint 17 has been displaced to the abduction based on the difference between the stretch amounts of the stretch sensor 44 and the stretch sensor 45 and detects the amount of movement thereof.
  • the person under measurement 1 can recognize the occurrence of abduction and the amount thereof, and can evaluate his / her movement.
  • the stretch sensor 44 and the stretch sensor 45 expand and contract.
  • the information providing apparatus 20 detects that the scapulohumeral joint 17 is displaced to the inversion based on the difference between the stretch amounts of the stretch sensor 44 and the stretch sensor 45 and detects the amount of movement thereof.
  • the person under measurement 1 can recognize that the adduction has occurred and the amount thereof, and can evaluate his / her movement.
  • the operation of the information providing apparatus 20 in the second embodiment is the same as that in the first embodiment except that the type of information obtained by the sensor increases and learning is performed by the learning unit 202 using learning data according to the type. Since it is the same as the operation of the information providing apparatus 20 in the embodiment, the detailed description is omitted.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a sensor in the exercise evaluation improvement system 100 according to the third embodiment.
  • the exercise evaluation improvement system 100 according to the third embodiment includes, in addition to the information providing device 20, a stretch sensor 46 attached to the person to be measured 1 and a relay device 35 (not shown in FIG. 10).
  • the motion evaluation improvement system 100 in this embodiment is used to evaluate and improve the movement of the wrist joint (wrist) 15. Therefore, the sensor of the third embodiment is attached to the wrist joint 15 of the person to be measured 1.
  • the sensor in this embodiment has a stretch sensor 46 built in the glove-shaped fixture 4.
  • the stretch sensor 46 is fixed to the back 13 ⁇ / b> B by the fixing tool 4.
  • the relay device 35 is fixed near the upper arm 12.
  • FIG. 10 shows a state in which the wrist joint 15 is in the reference position (that is, a state in which the wrist joint 15 extends straight).
  • the wrist joint 15 may be displaced to the dorsiflexion position.
  • the dorsiflexion refers to a posture in which the wrist joint 15 is bent toward the back 13B side.
  • the stretch sensor 46 expands and contracts when the wrist joint 15 changes from the basic position to the dorsiflexion position. Based on the amount of stretch of the stretch sensor 46, the information providing device 20 detects that the wrist joint 15 has been displaced to the dorsiflexion position and detects the amount of movement thereof.
  • the stretch sensor when the wrist joint 15 changes to the palm bending position opposite to the dorsiflexion position (that is, the posture in which the wrist joint 15 is bent toward the palm 13A), the stretch sensor is similarly applied. 46 expands and contracts. Based on the amount of stretch of the stretch sensor 46, the information providing apparatus 20 detects that the wrist joint 15 has been displaced to the palm flexion position and detects the amount of movement thereof. Thus, the person to be measured 1 can recognize that the wrist joint 15 is moving and the amount thereof, and can evaluate his / her movement.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a sensor in the exercise evaluation improvement system 100 according to the fourth embodiment.
  • the exercise evaluation improvement system 100 according to the fourth embodiment includes a plurality of foot pressure sensors 47 and 48 attached to the measurement subject 1 and a relay device 35 (not shown in FIG. 11) in addition to the information providing device 20. ing.
  • the exercise evaluation improvement system 100 in the present embodiment is used for evaluating and improving the motion of the foot. Therefore, the sensor of the fourth embodiment is attached to the foot of the person to be measured 1.
  • the sensor includes a plurality (two in the present embodiment) of foot pressure sensors 47 and 48 and a fixture (sock) 5 for installing the foot pressure sensors 47 and 48 outside.
  • the foot pressure sensors 47 and 48 are fixed to the sole of the person to be measured 1 by the fixture 5.
  • the foot pressure sensors 47 and 48 measure the pressure applied to the sole of the person to be measured 1 (hereinafter referred to as “plantar pressure”).
  • the foot pressure sensors 47 and 48 have a rectangular planar configuration, and are installed at or near the site where the pressure is greater than or equal to a threshold value in the sole. For example, the foot pressure sensors 47 and 48 are installed at or near the portion of the sole where the pressure is most applied.
  • the parts where the pressure is most applied are, for example, the thumb ball, the little finger ball, the ribs, and the toes.
  • the foot pressure sensors 47 and 48 transmit the measurement result to the relay device 35.
  • the relay device 35 is fixed near the thigh.
  • the operation of the information providing apparatus 20 in the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment except that the type of information obtained by the sensor is different and learning is performed by the learning unit 202 using learning data corresponding to the type. Since the operation is the same as that of the information providing apparatus 20 in the embodiment, a detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a sensor in the exercise evaluation improvement system 100 according to the fifth embodiment.
  • the exercise evaluation improvement system 100 according to the fifth embodiment includes, in addition to the information providing device 20, a first device 49, a second device 50, and a relay device 35 (not shown in FIG. 12) attached to the measurement subject 1. And.
  • the exercise evaluation improvement system 100 in this embodiment is used to evaluate and improve the distance between a plurality of parts during the operation of the measurement subject.
  • the first device 49 and the second device 50 are respectively attached to the respective parts to be measured for the distance between the two points.
  • the 1st apparatus 49 is attached to the site
  • the 2nd apparatus 50 is attached to the site
  • FIG. 12 shows an example for evaluating and improving the distance between the elbow joint and the trunk during downswing. Therefore, the sensor of the fifth embodiment is attached to the elbow and trunk of the person 1 to be measured.
  • the first device 49 is attached to the right elbow and the second device 50 is attached to the trunk (abdomen).
  • FIG. 12A is a diagram showing an operation during a downswing
  • FIG. 12B is a diagram showing a piston snap operation (extension and pronation of the right elbow joint).
  • the sensor includes a first device 49 and a second device 50.
  • the first device 49 outputs sound waves or radio waves.
  • the first device 49 is a speaker or a transmitter.
  • the second device 50 inputs sound waves or radio waves output from the first device 49.
  • the second device 50 is a microphone or a receiver.
  • the second device 50 outputs the input sound wave or radio wave to the relay device 35.
  • the relay device 35 is electrically connected to the first device 49 and the second device 50.
  • the relay device 35 transmits an electrical signal (that is, a sound wave or a radio wave) sent from the second device 50 to the information providing device 20.
  • an electrical signal that is, a sound wave or a radio wave
  • wireless communication conforming to the Blue Tooth (registered trademark) standard is preferably used.
  • the information providing apparatus 20 calculates the distance between two points based on the obtained information, and compares the calculated result with the model so that the right elbow is separated from the trunk during the downswing. And provide improvement results as well as evaluation results.
  • the operation start timing may be notified by sound by the relay device 35 or the speaker of the sensor, or may be notified by light from the LED of the relay device 35 or the sensor.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating another example of the sensor in the exercise evaluation improvement system 100 according to the fifth embodiment.
  • the first device 49 is attached to the left elbow and the second device 50 is attached to the trunk (abdomen).
  • the information providing apparatus 20 calculates the distance between two points based on the obtained information, and compares the calculated result with the model so that the left elbow is in the trunk at the time of impact from the downswing. Evaluate whether or not you are away from the site, provide evaluation results and provide improvement information.
  • the information providing apparatus 20 may evaluate the measurement subject 1 by fixing a marker on the elbow and acquiring the position and trajectory of the elbow.
  • ⁇ Modification common to the first to fifth embodiments> a configuration is shown in which a model is generated by learning with supervised data.
  • the information providing apparatus 20 may be configured to generate a model by learning with unsupervised data. Any or all of the first to fifth embodiments may be combined or configured.

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Abstract

被測定者から得られる情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、抽出された特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価部と、評価結果に基づいて、被測定者の特徴量が、比較対象となる特徴量に近くなるような情報を提供する改善情報提供部と、を備える運動評価改善システム。

Description

運動評価改善システム及び運動評価改善方法
　本発明は、運動評価改善システム及び運動評価改善方法に関する。
　例えばゴルフ、テニス、及び野球等の各種の運動競技では、競技者は最も合理的とされる姿勢やフォームを修練によって習得することで一定の上達を図る。特にゴルフでは、飛球方向の正確性がスコアに直接的に影響するという競技の性質上、正確なスイングフォームを身につけることが要求される。
　従来、ゴルフのように反復動作を伴うスポーツの上達には、競技者の運動効率の向上が重要である。上達を目指して、様々な教則本が上梓されている(例えば、非特許文献１参照)。ところが、こうした教則本通りに動作を行っているか否かは、プレーヤーの主観に大きく依存する。そのため、運動効率の定量的な評価を行い、運動効率の改善ができたかを客観的に把握することは、困難であるという課題があった。
　また、マーカーをプレーヤーの体に取り付けて映像に捉え、マーカーの軌跡からプレーヤーの運動効率を評価する手法（モーションキャプチャー）や、各種センサをプレーヤーの体に設置して取得したデータより動作分析を行う方法も知られている（例えば、非特許文献２参照）。
栗林保雄、「練習はインパクトゾーンだけでいい！」、ゴルフダイジェスト社、２０１６年２月２４日 川島一明、「ゴルフスイングの動作分析とゴルフプレーヤーの身体特性に関する研究」、早稲田大学大学院、博士（人間科学）学位論文、２００４年１月
　しかしながら、前者の手法では、プレーヤーの動作によりマーカーが映像に映らなくなった場合は、マーカーの軌跡を撮影することができない。また、後者の手法では、教則本の場合と同様、動作分析の結果をもとに運動効率の改善ができたか否かを把握することは困難である。
　上記事情に鑑み、本発明は、運動効率の向上を図ることができる技術の提供を目的としている。
　本発明の一態様は、被測定者から得られる情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価部と、評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報を提供する改善情報提供部と、を備える運動評価改善システムである。
　本発明の一態様は、上記の運動評価改善システムであって、前記特徴量抽出部は、機械学習により前記被測定者から得られる情報から前記運動効率に関する特徴量を抽出する。
　本発明の一態様は、上記の運動評価改善システムであって、前記被測定者の生体情報を取得する第１のセンサと、前記被測定者の関節運動に関する情報を取得する第２のセンサと、前記被測定者の足底部に加えられた圧力情報を取得する第３のセンサと、前記被測定者の運動時に基準となる部位と、前記基準となる部位との距離の測定対象となる部位とに取り付けられ、前記部位間の距離に関する情報を取得する第４のセンサのいずれかをさらに備え、前記特徴量抽出部は、いずれかの前記センサから得られた被測定者の情報から運動効率に関する特徴量を抽出する。
　本発明の一態様は、被測定者から得られる情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価ステップと、評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報を提供する改善情報提供ステップと、を有する運動評価改善方法である。
　本発明により、運動効率の向上を図ることが可能となる。
本発明における運動評価改善システムのシステム構成を表す構成図である。 第１の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。 図２に示す複数のセンサにより得られた被測定者の動作の計測結果を示す図である。 図２に示す複数のセンサにより得られた被測定者の動作の計測結果を示す図である。 図２に示す複数のセンサにより得られた被測定者の動作の計測結果を示す図である。 情報提供装置の機能構成を表す概略ブロック図である。 第２の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。 ストレッチセンサによる腕の動きの検出例を示す図である。 肩甲上腕関節が基準位置にある状態を示す図である。 第３の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。 第４の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。 第５の実施形態の運動評価改善システムにおけるセンサの一例を示す図である。 第５の実施形態の運動評価改善システム１００におけるセンサの別例を示す図である。
　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明における運動評価改善システム１００のシステム構成を表す構成図である。運動評価改善システム１００は、センサ（図１では不図示）、中継装置（図１では不図示）及び情報提供装置２０を備える。センサと、中継装置２０とは、有線又は無線により接続される。また、中継装置と情報提供装置２０とは、有線通信又は無線通信により通信を行う。
　なお、以下の説明では、運動評価改善システム１００が適用される運動競技としてゴルフを例に説明するが、運動評価改善システム１００はゴルフに限らず、テニス、及び野球等の各種の運動競技全般においても適用可能である。
　センサは、被測定者１に取り付けられ、被測定者１の生体情報及び被測定者１の動きに関する情報を計測する。ここで、被測定者１とは、運動評価の測定対象となる人物である。センサは、計測結果を中継装置に出力する。
　中継装置は、センサにより計測された計測結果を情報提供装置２０に送信する。
　情報提供装置２０は、計測結果に基づいて、被測定者１の運動効率を評価し、評価結果を被測定者１に提供する。また、情報提供装置２０は、評価結果に基づく運動効率の改善に関する情報及び改善状況に関する情報を被測定者１に提供する。運動効率の評価指標としては、動作、位置、タイミング、強さ及び緊張等が挙げられる。また、運動効率の改善に関する情報とは、運動効率が悪いと評価された場合において、悪いと評価された項目を改善するために行う動作の情報である。また、改善状況に関する情報とは、運動効率の改善に関する情報に応じた動作の実行によってどのくらい運動効率が改善されたのかを示す情報である。
　以下、本発明における運動評価改善システム１００の具体的な構成例について説明する。
（第１の実施形態）
　図２は、第１の実施形態の運動評価改善システム１００におけるセンサの一例を示す図である。図２（Ａ）は腕１０の手掌側に固定されるセンサの一例を示す図であり、図２（Ｂ）は腕１０の手背側に固定されるセンサの一例を示す図である。
　第１の実施形態における運動評価改善システム１００は、情報提供装置２０の他に、被測定者１に取り付けられる生体電極３２、３３、ストレッチセンサ３４、３６と、センサの計測結果を情報提供装置２０に送信する中継装置３５とを備えている。
　本実施形態のセンサは、被測定者１の腕１０に取り付けられる。センサは、複数（本実施形態では２つ）の生体電極３２及び３３と、複数（本実施形態では２つ）のストレッチセンサ３４及び３６と、生体電極３２、３３、ストレッチセンサ３４、３６を内蔵する固定具（腕カバー）２とを備えている。
　図２（Ａ）に示すように、生体電極３２、３３及びストレッチセンサ３４は、固定具３により前腕１１に固定される。また、中継装置３５は、上腕１２付近に固定される。また、図２（Ｂ）に示すように、ストレッチセンサ３６は、固定具３により肘関節１４付近に固定される。
　生体電極３２及び３３は、被測定者１の生体信号を取得する。生体信号は、被測定者１の心電図、脳波及び筋電図等の生体からの電位変動の信号である。生体電極３２及び３３の大きさは、例えば１～４ｃｍ角程度である。生体電極３２は、橈側手根筋群の筋電図を取得する。また、生体電極３３は、尺側手根筋群の筋電図を取得する。
　ストレッチセンサ３４は、固定具３により手掌１３Ａに固定される。ストレッチセンサ３４は、手関節１５の動きに追従して伸縮するとともに、伸縮量を電気信号に変換する。
具体的には、ストレッチセンサ３４は伸縮性と導電性とを有している。ストレッチセンサ３４は、例えばエラストマーのような弾性体で形成されている。本実施形態に係るストレッチセンサ３４は、薄く細長いテープ状をなしている。ストレッチセンサ３４は、伸縮による長さや面積の変化に応じて静電容量が変化する。即ち、ストレッチセンサ３４は、自身の伸びを電気信号（静電容量の変化）に変換する。静電容量の変化を定量的に検出することで、伸びの量（伸縮量）を定量的に測定することができる。なお、ストレッチセンサ３４の態様は上記に限定されず、伸縮により抵抗値の変化するセンサ等の他の方式で伸びを検出するセンサを用いることも可能である。
　中継装置３５は、生体電極３２、３３、ストレッチセンサ３４及びストレッチセンサ３６と電気的に接続されている。中継装置３５は、生体電極３２、３３、ストレッチセンサ３４及びストレッチセンサ３６から送出された電気信号（即ち、生体情報や静電容量の変化）を情報提供装置２０に送信する。中継装置３５と情報提供装置２０との間の通信方式としては、一例としてＢｌｕｅ　Ｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信が好適に用いられる。
　ストレッチセンサ３６は、固定具３により肘関節１４に固定される。ストレッチセンサ３６は、肘関節１４の動きに追従して伸縮するとともに、伸縮量を電気信号に変換する。
　図３～５は、図２に示すセンサにより得られた複数の被測定者１の動作の計測結果を示す図である。図３は上級者の動作の計測結果を示す図であり、図４及び図５は初中級者の動作の計測結果を示す図である。
　図６は、情報提供装置２０の機能構成を表す概略ブロック図である。情報提供装置２０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、情報提供プログラムを実行する。情報提供プログラムの実行によって、情報提供装置２０は、入力部２０１、学習部２０２、モデル記憶部２０３、取得部２０４、特徴量抽出部２０５、評価部２０６、改善情報提供部２０７、評価結果記憶部２０８、改善状況提供部２０９を備える装置として機能する。なお、情報提供装置２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、情報提供プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、情報提供プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
　入力部２０１は、学習用データを入力する。本実施形態では、学習用データとして教師ありの学習用データを用いる。教師ありの学習用データは、例えば運動競技における上級者から得られる動作の計測結果の特徴量である。なお、教師ありの学習用データは、上級者にセンサを設置して、上級者からセンサにより得られる動作の計測結果の特徴量である。
　学習部２０２は、入力部２０１から入力された学習用データを用いて学習することによってモデルを生成する。
　モデル記憶部２０３は、学習部２０２によって生成されたモデルを記憶する。モデル記憶部２０３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。
　取得部２０４は、センサから各種情報を取得する。例えば、取得部２０４は、生体情報及び伸縮量の情報を取得する。取得部２０４は、取得した情報を特徴量抽出部２０５に出力する。
　特徴量抽出部２０５は、モデル記憶部２０３に記憶されているモデルを用いて、取得部２０４から出力された情報から特徴量を抽出する。例えば、特徴量抽出部２０５は、モデル記憶部２０３に記憶されているモデルを用いて生体情報及び伸縮量の特徴量を抽出する。このように、特徴量抽出部２０５は、機械学習により得られるモデルを用いて特徴量を抽出する。特徴量抽出部２０５は、抽出した特徴量を評価部２０６に出力する。
　評価部２０６は、特徴量抽出部２０５から出力された特徴量に基づいて、被測定者１の運動効率を評価する。具体的には、評価部２０６は、モデル記憶部２０３に記憶されているモデルを参照し、取得された特徴量と、モデルの特徴量とを比較する。この際、評価部２０６は、モデルの特徴量として、特徴量が取得された部位と同じ部位の特徴量を用いる。評価部２０６は、取得された特徴量と、モデルの特徴量との相関が所定の閾値以上である場合には運動効率が良いと評価する。一方、評価部２０６は、取得された特徴量と、モデルの特徴量との相関が所定の閾値未満である場合には運動効率が悪いと評価する。評価部２０６は、評価結果と、取得された特徴量と、モデルの特徴量とを改善情報提供部２０７に出力する。また、評価部２０６は、評価結果と、取得された特徴量と、モデルの特徴量とを対応付けて評価結果記憶部２０８に記憶させる。
　改善情報提供部２０７は、評価結果を被測定者１に提供するとともに、改善情報を被測定者１に提供する。改善情報提供部２０７は、評価結果を、音、振動、光、映像等の態様で提供してもよい。また、改善情報提供部２０７は、改善情報を、音、振動、光、映像、数値、図表等の態様で提供してもよい。改善情報提供部２０７は、改善情報として、被測定者１の特徴量と、モデルの特徴量との差を解消するような情報（例えば、運動効率を改善するための方法や方向性）を被測定者１に提供する。
　ここで、改善情報提供部２０７による提供情報の一例を図３～図５を用いて説明する。
すなわち、図３～図５に示す情報が、被測定者１から得られる特徴量である場合を例に説明する。
　図３において、改善情報提供部２０７は、ダウンスイング時に肘関節が屈曲するので上向きのピークが立っている。インパクト直前に肘関節が伸び下向きのピークが出ている。
右手関節の背屈（コック）はダウンスイング時（インパクト前）に逆方向に掌屈している（手首が曲がっている）等の情報を提供する。
　また、図４において、改善情報提供部２０７は、右手関節コックはインパクト直前までキープ等の情報を提供する。
　また、図５において、改善情報提供部２０７は、右肘関節の屈曲が少なめ　ダウンスイングの早期から右肘が伸びている等の情報を提供する。
　評価結果記憶部２０８は、被測定者１毎に、評価結果と、取得された特徴量と、モデルの特徴量とを対応付けて記憶する。評価結果記憶部２０８は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。
　改善状況提供部２０９は、評価結果記憶部２０８に記憶されている情報と、改善後の情報とを比較して、評価結果記憶部２０８に記憶されている情報に比べてどのように運動効率が変化しているかを示す情報を改善状況として被測定者１に提供する。改善後の情報であるか否かの判定は、評価結果記憶部２０８に被測定者１の情報が既に記憶されているか否かで行われてもよい。例えば、評価結果記憶部２０８に被測定者１の情報が既に記憶されている場合、改善状況提供部２０９は改善情報提供部２０７から得られた情報を改善後の情報であると判定する。また、評価結果記憶部２０８に被測定者１の情報が既に記憶されていない場合、改善状況提供部２０９は改善情報提供部２０７から得られた情報を改善後の情報ではないと判定する。なお、改善後の情報ではないと場合、改善状況提供部２０９は処理を行わない。
　以上のように構成された第１の実施形態における運動評価改善システム１００によれば、被測定者１の運動時に得られる測定結果の特徴量と、予めモデルとして記憶されている上級者の運動時に得られる測定結果の特徴量とを比較することによって被測定者１の運動効率を評価するとともに、運動効率の改善に関する情報を提供する。そのため、運動効率の向上を図ることが可能になる。
（第２の実施形態）
　図７は、第２の実施形態の運動評価改善システム１００におけるセンサの一例を示す図である。第２の実施形態における運動評価改善システム１００は、情報提供装置２０の他に、被測定者１に取り付けられる複数の生体電極３７、３８、マーカー３９、複数のストレッチセンサ４０、４１、４２と、センサの計測結果を情報提供装置２０に送信する中継装置３５とを備えている。
　本実施形態のセンサは、被測定者１の腕１０に取り付けられる。センサは、複数（本実施形態では４つ）の生体電極３７及び３８と、マーカー３９と、複数（本実施形態では３つ）のストレッチセンサ４０、４１及び４２と、生体電極３７、３８、マーカー３９、ストレッチセンサ４０、４１及び４２を内蔵する固定具（サポーター）３とを備えている。
　図３に示すように、生体電極３７は固定具３により上腕１２に固定され、生体電極３８は固定具３により前腕１１に固定される。また、中継装置３５は、上腕１２付近に固定される。また、図３に示すように、マーカー３９、ストレッチセンサ４０、４１及び４２は固定具３により肘関節１４付近に固定される。
　生体電極３７及び３８は、被測定者１の生体信号を取得する。生体電極３７及び３８の大きさは、例えば１～４ｃｍ角程度である。
　マーカー３９は、例えば光学マーカー距離センサであり、肘関節１４の肘頭部に固定される。
　ストレッチセンサ４０、４１及び４２は、被測定者１の肘関節（関節）１４の一方側に接続された上腕１２の体表面上に一端が配置されている。ストレッチセンサ４０、４１及び４２は、上腕１２とは反対側で肘関節１４に接続された前腕１１の体表面上に他端が配置されている。ストレッチセンサ４０、４１及び４２は、ストレッチセンサ３４及び３６と同様の構成である。
　固定具３は、伸縮性の比較的高い繊維素材で形成されている。固定具３は、被測定者１の腕１０に着脱可能な筒状をなしている。より具体的には、固定具３は、被測定者１の上腕１２の付け根から手関節１５の上方まで延びており、肘関節１４の動作に追従して伸縮する。固定具３を被測定者１に装着した状態において肘関節１４に対応する部分（即ち、固定具３の長さ方向における中央部を含む部分）には、上述のストレッチセンサ４０、４１及び４２が３つ取り付けられている。なお、ストレッチセンサ４０、４１及び４２を取り付けるに当たっては、固定具３を二層構造として層同士の間にストレッチセンサ４０、４１及び４２を内蔵する方式や、固定具３の表面にストレッチセンサ４０、４１及び４２を貼付する方式が考えられる。いずれの方式においても、ストレッチセンサ４０、４１及び４２は固定具３に対して相対移動不能に固定されている。
　３つのストレッチセンサ４０、４１及び４２の一端４０Ａ、４１Ａ及び４２Ａは、肘関節１４を基準として固定具３の長さ方向における一方側（上腕１２側）の体表面上に配置されている。３つのストレッチセンサ４０、４１及び４２の他端４０Ｂ、４１Ｂ及び４２Ｂは、肘関節１４を基準として固定具３の長さ方向における他方側（前腕１１側）の体表面上に配置されている。したがって、被測定者１が肘関節１４を動かすと、ストレッチセンサ４０、４１、４２及び固定具３は、肘関節１４周囲の体表面の変位に追従して伸縮する。
　複数のストレッチセンサ４０、４１及び４２の一端４０Ａ、４１Ａ、４２Ａは、上腕１２における体の前面側（胸側）から背面側（背側）に向かって間隔をあけて配列されている。ストレッチセンサ４０、４１及び４２は、それぞれ互いに交差する方向に延びている。言い換えると、ストレッチセンサ４０、４１及び４２は、それぞれ互いに平行をなしていない。ストレッチセンサ４０、４１及び４２は、肘関節１４を伸ばした状態での上腕１２、肘関節１４及び前腕１１を結ぶ仮想直線上で交差している。
　本実施形態では、ストレッチセンサ４０はストレッチセンサ４２と前腕１１で交差している。ストレッチセンサ４１はストレッチセンサ４２と前腕１１で交差している。ストレッチセンサ４０とストレッチセンサ４１は交差していないが、上腕１２側から前腕１１側に向かうにしたがって次第に近接している。つまり、ストレッチセンサ４０とストレッチセンサ４１とは、その延長線が前腕１１で交差するように延びている。したがって、ストレッチセンサ４２の他端４２Ｂは、ストレッチセンサ４０の他端４０Ｂ及びストレッチセンサ４１の他端４１Ｂより前腕１１の前面側の位置に固定されている。
　中継装置３５は、生体電極３７、３８、ストレッチセンサ４０、４１及び４２と電気的に接続されている。中継装置３５は、生体電極３７、３８、ストレッチセンサ４０、４１及び４２から送出された電気信号（即ち、生体情報や静電容量の変化）を情報提供装置２０に送信する。中継装置３５と情報提供装置２０との間の通信方式としては、一例としてＢｌｕｅ　Ｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信が好適に用いられる。
　図８は、ストレッチセンサ４３による腕の動きの検出例を示す図である。
　図８左図に示すように腕１０が体幹１６と近い（例えば、密接している）状態から、図８右図に示すように腕１０が体幹１６から離れると、ストレッチセンサ４３が伸びる。スイング動作では上腕の前挙や捻転によってもストレッチセンサ４３は伸縮する脇締め（外転抑制）の識別のため、図９に示すように交差する２本のストレッチセンサを用いる外転（脇の開き）が生じた場合は２本とも伸びる。前挙や捻転では片方が有意に伸びる２本のストレッチセンサの伸縮から、上腕の前挙や捻転と脇開き（外転）を識別できる。
　図９は、肩甲上腕関節１７が基準位置にある状態（即ち、腕１０が下方に向かって真っ直ぐに伸びている状態）を示している。被験者は、センサ１Ｃを装着した後、この基準位置を保持したまま、上記第一実施形態で説明した判別部５の初期化を必要に応じて行う。
　基準位置から腕１０を外転させた場合（即ち、腕１０を体から遠ざけるように側方に振り上げた場合）、図９に示すように、ストレッチセンサ４４及びストレッチセンサ４５は伸縮する。情報提供装置２０は、ストレッチセンサ４４及びストレッチセンサ４５の伸び量の差に基づいて、肩甲上腕関節１７が外転位に変位したことを検知するとともに、その動作量を検出する。被測定者１は、外転が生じていること、及びその量を認知し、自身の動作を評価することができる。
　さらに、詳しくは図示しないが、基準位置から腕１０を内転させた場合（即ち、腕１０を体の正面に重なるように振り上げた場合）、ストレッチセンサ４４及びストレッチセンサ４５は伸縮する。情報提供装置２０は、ストレッチセンサ４４及びストレッチセンサ４５の伸び量の差に基づいて、肩甲上腕関節１７が内転位に変位したことを検知するとともに、その動作量を検出する。被測定者１は、内転が生じていること、及びその量を認知し、自身の動作を評価することができる。
　第２の実施形態における情報提供装置２０の動作は、センサにより得られる情報の種別が増えること、その種別に応じた学習用データにより学習部２０２で学習が行われることを除けば第１の実施形態における情報提供装置２０の動作と同様であるため具体的な説明は省略する。
　以上のように構成された第２の実施形態における運動評価改善システム１００によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第３の実施形態）
　図１０は、第３の実施形態の運動評価改善システム１００におけるセンサの一例を示す図である。第３の実施形態における運動評価改善システム１００は、情報提供装置２０の他に、被測定者１に取り付けられるストレッチセンサ４６と、中継装置３５（図１０では不図示）を備えている。本実施形態における運動評価改善システム１００は、手関節（手首）１５の動作を評価及び改善するために用いられる。したがって、第３の実施形態のセンサは、被測定者１の手関節１５に取り付けられる。
　図１０に示すように、本実施形態におけるセンサは、ストレッチセンサ４６が手袋状の固定具４に内蔵されている。ストレッチセンサ４６は、固定具４により手背１３Ｂに固定される。また、第３の実施形態において、中継装置３５は上腕１２付近に固定される。
　図１０は、手関節１５が基準位置にある状態（即ち、手関節１５が真っ直ぐに伸びている状態）を示している。ここで、例えば、被測定者１がゴルフスイングを行った場合、手関節１５が背屈位に変位することがある。なお、背屈位とは、手関節１５を手背１３Ｂ側に向かって屈曲させた姿勢を指す。
　手関節１５が基本位置から背屈位に変化することで、ストレッチセンサ４６が伸縮する。ストレッチセンサ４６の伸び量に基づいて、情報提供装置２０は、手関節１５が背屈位に変位したことを検知するとともにその動作量を検出する。
　一方で、詳しく図示はしないが、手関節１５が背屈位とは反対の掌屈位（即ち、手関節１５を手掌１３Ａ側に屈曲させた姿勢）に変化した場合も、同様に、ストレッチセンサ４６が伸縮する。ストレッチセンサ４６の伸び量に基づいて、情報提供装置２０は、手関節１５が掌屈位に変位したことを検知するとともに、その動作量を検出する。これらにより、被測定者１は、手関節１５が動いていること、及びその量を認知し、自身の動作を評価することができる。
　第３の実施形態における情報提供装置２０の動作は、第１の実施形態における情報提供装置２０の動作と同様であるため具体的な説明は省略する。
　以上のように構成された第３の実施形態における運動評価改善システム１００によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第４の実施形態）
　図１１は、第４の実施形態の運動評価改善システム１００におけるセンサの一例を示す図である。第４の実施形態における運動評価改善システム１００は、情報提供装置２０の他に、被測定者１に取り付けられる複数の足圧センサ４７及び４８と、中継装置３５（図１１では不図示）を備えている。本実施形態における運動評価改善システム１００は、足の動作を評価及び改善するために用いられる。したがって、第４の実施形態のセンサは、被測定者１の足に取り付けられる。
　センサは、複数（本実施形態では２つ）の足圧センサ４７及び４８と、足圧センサ４７及び４８を外部に設置するする固定具（靴下）５とを備えている。
　図１１に示すように、足圧センサ４７及び４８は固定具５により被測定者１の足底部に固定される。
　足圧センサ４７及び４８は、被測定者１の足底部に加えられた圧力（以下「足底圧」という。）を測定する。足圧センサ４７及び４８は、長方形の平面型の構成であり、足底部のうち圧力が閾値以上かかる部位又はその付近に設置される。例えば、足圧センサ４７及び４８は、足底部のうち圧力の最もかかる部位又はその付近に設置される。圧力の最もかかる部位とは、例えば拇指球、小指球、踵骨及び足趾である。足圧センサ４７及び４８は、測定結果を中継装置３５に送信する。また、第４の実施形態において、中継装置３５は太もも付近に固定される。
　第４の実施形態における情報提供装置２０の動作は、センサにより得られる情報の種別が異なることと、その種別に応じた学習用データにより学習部２０２で学習が行われることを除けば第１の実施形態における情報提供装置２０の動作と同様であるため具体的な説明は省略する。
　以上のように構成された第４の実施形態における運動評価改善システム１００によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第５の実施形態）
　図１２は、第５の実施形態の運動評価改善システム１００におけるセンサの一例を示す図である。第５の実施形態における運動評価改善システム１００は、情報提供装置２０の他に、被測定者１に取り付けられる第１機器４９と、第２機器５０と、中継装置３５（図１２では不図示）とを備えている。本実施形態における運動評価改善システム１００は、被測定者の動作中における複数の部位間の距離を評価及び改善するために用いられる。
　第１機器４９及び第２機器５０は、２地点間の距離の測定対象となる各部位にそれぞれ取り付けられる。例えば、第１機器４９は基準となる部位に取り付けられ、第２機器５０は基準となる部位との距離の測定対象となる部位に取り付けられる。図１２では、ダウンスイング時の肘関節と体幹との距離を評価及び改善するための例を示している。したがって、第５の実施形態のセンサは、被測定者１の肘及び体幹に取り付けられる。図１２に示す例では、第１機器４９が右肘に取り付けられ、第２機器５０が体幹（腹部）に取り付けられている例を示している。図１２（Ａ）はダウンスイング時の動作を示す図であり、図１２（Ｂ）はピストン・スナップ動作（右肘関節の伸展と回内）時を示す図である。
　センサは、第１機器４９と、第２機器５０とを備えている。
　第１機器４９は、音波又は電波を出力する。例えば、第１機器４９は、スピーカー又は送信機である。
　第２機器５０は、第１機器４９が出力した音波又は電波を入力する。例えば、第２機器５０は、マイク又は受信機である。第２機器５０は、入力した音波又は電波を中継装置３５に出力する。
　中継装置３５は、第１機器４９及び第２機器５０と電気的に接続されている。中継装置３５は、第２機器５０から送出された電気信号（即ち、音波又は電波）を情報提供装置２０に送信する。中継装置３５と情報提供装置２０との間の通信方式としては、一例としてＢｌｕｅ　Ｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信が好適に用いられる。
　第５の実施形態における情報提供装置２０は、得られた情報に基づいて２地点間の距離を算出し、算出した結果と、モデルとを比較することによってダウンスイング時に右肘が体幹から離れているか否かを評価し、評価結果を提供するとともに改善情報を提供する。
　動作開始のタイミングは、中継装置３５やセンサのスピーカーによって音で知らせてもよいし、中継装置３５やセンサのＬＥＤ等の光で知らせてもよい。
　図１３は、第５の実施形態の運動評価改善システム１００におけるセンサの別例を示す図である。図１３に示す例では、第１機器４９が左肘に取り付けられ、第２機器５０が体幹（腹部）に取り付けられている例を示している。
　第５の実施形態における情報提供装置２０は、得られた情報に基づいて２地点間の距離を算出し、算出した結果と、モデルとを比較することによってダウンスイングからインパクト時に左肘が体幹から離れているか否かを評価し、評価結果を提供するとともに改善情報を提供する。
　以上のように構成された第５の実施形態における運動評価改善システム１００によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜変形例＞
　肘にマーカーを固定し、肘の位置や軌跡を取得することによって、情報提供装置２０が被測定者１の評価を行ってもよい。
＜第１の実施形態から第５の実施形態に共通する変形例＞
　上記の各実施形態では、教師ありデータで学習することによってモデルを生成する構成を示したが、情報提供装置２０は教師なしデータで学習することによってモデルを生成するように構成されてもよい。
　第１の実施形態から第５の実施形態のいずれか又はすべての実施形態は、組み合わせても構成されてもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　２０…情報提供装置，　３２、３３、３７、３８…生体電極，　３５…中継装置，　３４、３６、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６…ストレッチセンサ，　４７、４８…足圧センサ，　４９…第１機器，　５０…第２機器，　２０１…入力部，　２０２…学習部，　２０３…モデル記憶部，　２０４…取得部，　２０５…特徴量抽出部，　２０６…評価部，　２０７…改善情報提供部，　２０８…評価結果記憶部，　２０９…改善状況提供部

Claims (4)

  1. 　被測定者から得られる情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
    　抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価部と、
    　評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報を提供する改善情報提供部と、
    　を備える運動評価改善システム。
  2. 　前記特徴量抽出部は、機械学習により前記被測定者から得られる情報から前記運動効率に関する特徴量を抽出する、請求項１に記載の運動評価改善システム。
  3. 　前記被測定者の生体情報を取得する第１のセンサと、前記被測定者の関節運動に関する情報を取得する第２のセンサと、前記被測定者の足底部に加えられた圧力情報を取得する第３のセンサと、前記被測定者の運動時に基準となる部位と、前記基準となる部位との距離の測定対象となる部位とに取り付けられ、前記部位間の距離に関する情報を取得する第４のセンサのいずれかをさらに備え、
    　前記特徴量抽出部は、いずれかの前記センサから得られた被測定者の情報から運動効率に関する特徴量を抽出する、請求項１又は２に記載の運動評価改善システム。
  4. 　被測定者から得られる情報から運動効率に関する特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
    　抽出された前記特徴量と、比較対象となる特徴量とを比較することによって前記被測定者の運動効率を評価する評価ステップと、
    　評価結果に基づいて、前記被測定者の前記特徴量が、前記比較対象となる特徴量に近くなるような情報を提供する改善情報提供ステップと、
    　を有する運動評価改善方法。
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