WO2022124111A1

WO2022124111A1 - 情報処理装置、情報処理方法、コンピュータが読み取り可能な記録媒体

Info

Publication number: WO2022124111A1
Application number: PCT/JP2021/043587
Authority: WO
Inventors: 俊一笠原; 大輔田島
Original assignee: ソニーグループ株式会社
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2022-06-16
Also published as: US20240004468A1; EP4261657A1; JPWO2022124111A1

Abstract

本技術の一形態に係る情報処理装置は、制御部を具備する。前記制御部は、第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御する。

Description

情報処理装置、情報処理方法、コンピュータが読み取り可能な記録媒体

　本技術は、身体を駆動して動作アシストを行う装置に適用可能な情報処理装置、情報処理方法、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に関する。

　従来、ユーザの身体を動かして身体運動を発生させる方法が開発されている。例えば、筋電気刺激（ＥＭＳ：Electrical Muscle Stimulation）を利用して運動を発生させる方法や、関節駆動の機械的なアクチュエータ等を用いて運動を発生させる方法が知られている。これらの方法を用いることで、様々な動作のアシスト等を実現することが可能である。

　例えば、非特許文献１には、ＥＭＳを用いて人間の反応速度を高速化するシステムについて記載されている。このシステムは、例えばユーザが視覚的な刺激を受けてから反応を起こすまでの特定の期間内に、ＥＭＳを用いた身体運動を先行して発生させるように構成される。このＥＭＳによる身体運動を発生させるタイミングを適正に設定することで、ユーザ自身が動作を行ったという感覚をほとんど損なうことなく、ユーザの動作をアシストすることが可能となっている。

Shunichi Kasahara, Jun Nishida, and Pedro Lopes. "Preemptive Action: Accelerating Human Reaction using Electrical Muscle Stimulation Without Compromising Agency." In CHI Conference on Human Factors in Computing Systems Proceedings (CHI 2019), Glasgow, Scotland UK. ACM, New York, NY, USA. May 4-9, 2019. Paper No.643, 15pages

　このように人間の動作をアシストする場合、アシストのタイミングによっては、ユーザの動作のタイミングがずれるといった可能性がある。このため、ユーザの動作のタイミングを適切に制御することが可能な技術が求められている。

　以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、ユーザの動作のタイミングを適切に制御することが可能な情報処理装置、情報処理方法、コンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る情報処理装置は、制御部を具備する。
　前記制御部は、第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御する。

　この情報処理装置では、第１の時点でのユーザの随意運動を示す信号に伴い第２の時点で生じるユーザの身体部分の動作が、身体部分に装着された作用部を動かすことで補助される。この作用部は、第１の時点から第２の時点までの期間内の第３の時点で駆動される。これにより、ユーザの身体部分の動作に先行してアシストを開始することが可能となり、ユーザの動作のタイミングを適切に制御することが可能となる。

　前記制御部は、前記ユーザの随意運動を示す信号から前記ユーザの随意運動を発生させる運動信号を検出し、前記運動信号の検出タイミングを基準として、前記作用部を制御する前記第３の時点を設定してもよい。

　前記制御部は、前記運動信号が検出された場合、前記第２の時点を基準として、前記ユーザの身体部分の動作が加速又は減速するように前記作用部を制御してもよい。

　前記制御部は、前記ユーザの身体部分の動作に関する参照信号に基づいて、前記作用部を制御してもよい。

　前記参照信号は、前記ユーザの身体部分の動作のタイミングを示す信号であってもよい。この場合、前記制御部は、前記ユーザの身体部分の動作のタイミングに基づいて、前記作用部を制御する前記第３の時点、又は前記作用部の制御を終了する第４の時点の少なくとも一方を設定してもよい。

　前記制御部は、前記作用部を駆動する駆動力に応じて、前記第３の時点、又は前記第４の時点の少なくとも一方を設定してもよい。

　前記作用部は、前記ユーザの身体部分の動作を促進又は抑制するように駆動可能であってもよい。この場合、前記制御部は、前記ユーザの身体部分の動作を促進する場合、前記作用部の駆動力が大きいほど前記第３の時点を遅く設定し、前記ユーザの身体部分の動作を抑制する場合、前記作用部の駆動力が大きいほど前記第４の時点を早く設定してもよい。

　前記参照信号は、前記ユーザが前記ユーザの身体部分を動かして行う所定の動作の要否を示す信号であってもよい。この場合、前記制御部は、前記参照信号が示す前記所定の動作の要否と前記所定の動作を発生させる前記運動信号の有無とを比較し、当該比較結果に基づいて前記作用部を制御してもよい。

　前記制御部は、前記所定の動作が必要な状況において前記所定の動作を発生させる前記運動信号が検出されなかった場合、前記ユーザの身体部分が前記所定の動作を行うように前記作用部を制御してもよい。

　前記制御部は、前記所定の動作が必要ではない状況において前記所定の動作を発生させる前記運動信号が検出された場合、前記ユーザの身体部分が前記所定の動作を行わないように前記作用部を制御してもよい。

　前記参照信号は、前記ユーザが前記ユーザの身体部分を動かすか否かを判断するための情報を所定のセンサを用いてセンシングした結果を示す信号であってもよい。

　前記ユーザの身体部分の動作は、所定のアプリケーションに関する入力操作を行うための動作であってもよい。前記参照信号は、前記入力操作のタイミングを示す信号であってもよい。

　前記参照信号は、前記ユーザとは異なる他のユーザの随意運動を示す信号から検出された運動信号であってもよい。

　前記ユーザの随意運動を示す信号は、前記ユーザの筋電信号、前記ユーザの脳波信号、又は前記ユーザの脊髄信号のうち少なくとも１つであってもよい。

　作用部は、磁界に応じた力を受ける第１磁界作用部であってもよい。この場合、前記制御部は、前記第１磁界作用部と前記第１磁界作用部とは別に設けられた第２磁界作用部との間の磁界を電気的に変化させて、前記第１磁界作用部を制御してもよい。

　前記第１磁界作用部及び前記第２磁界作用部の少なくとも一方は、電磁石を含んでもよい。この場合、前記制御部は、前記第１磁界作用部と前記第２磁界作用部との間に、引力又は斥力となる磁力が発生するように前記電磁石を制御してもよい。

　前記ユーザの身体部分の動作は、前記ユーザが前記ユーザの身体部分を動作対象に接触させる接触動作であってもよい。この場合、前記第２磁界作用部は、前記動作対象に設けられてもよい。

　前記ユーザの身体部分は、前記ユーザの指であってもよい。この場合、前記接触動作は、前記ユーザの指による接触操作であってもよい。また前記動作対象は、前記接触操作を受け付ける入力装置であってもよい。

　本技術の一形態に係る情報処理方法は、コンピュータシステムにより実行される情報処
理方法であって、第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御することを含む。

　本技術の一形態に係るコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムに以下のステップを実行させるプログラムを記録する。
　第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御するステップ。

本技術の第１の実施形態に係る身体駆動システムの構成例を示す模式図である。図１に示す身体駆動システムの機能的な構成例を示すブロック図である。筋電信号の一例を示すグラフである。身体駆動部による基本的な動作アシストを示す模式図である。身体駆動システムの基本的な動作を説明するための模式図である。動作アシストの開始タイミングについて説明するための模式図である。参照信号を用いない動作アシストの流れを示すブロック図である。参照信号を用いない動作アシストの一例を示すフローチャートである。指の動作を加速又は減速させる動作アシストの一例を示す模式図である。参照信号を用いる動作アシストの流れを示すブロック図である。参照信号を用いる動作アシストの一例を示すフローチャートである。接触操作のタイミングを制御する動作アシストの一例を示す模式図である。図１２に示す動作アシストの制御内容を示すグラフである。他のユーザと連動する動作アシストの一例を示す模式図である。図１４に示す動作アシストの流れを示すブロック図である。図１４に示す動作アシストの制御内容を説明するための模式図である。認知的な判断を伴う動作に対する動作アシストの一例を示す模式図である。第２の実施形態に係る身体駆動システムの構成例を示す模式図である。第３の実施形態に係る身体駆動システムの構成例を示す模式図である。

　以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

　＜第１の実施形態＞
　［身体駆動システムの構成］
　図１は、本技術の第１の実施形態に係る身体駆動システムの構成例を示す模式図である。
　身体駆動システム１００は、ユーザ１の体の一部である身体部分の動作を補助する動作アシストを実現するシステムである。身体駆動システム１００では、例えばユーザ１の動作が適正に行われるように、身体部分の動作を促す動作アシストや、身体部分の動作を抑制する動作アシスト等が行われる。
　身体駆動システム１００による動作アシストは、身体部分に装着された作用部を動かすことで実現される。例えばユーザ１の手の指２、手のひら、腕、足、胴体、頭部等の身体部分を動かすことができるように作用部を構成することで、各身体部分の動作を補助することが可能である。

　本実施形態では、身体駆動システム１００により、ユーザ１が身体部分を動作対象に接触させる動作を補助する動作アシストが行われる。すなわち、動作アシストの対象となるユーザ１の身体部分の動作は、ユーザ１がユーザ１の身体部分を動作対象に接触させる接触動作である。ここで、接触動作とは、例えばユーザ１と対象との接触を伴う一連の動作である。例えば、ボタンを押す、画面に触れる、物をつかむ等の動作は、接触動作に含まれる。

　なお身体駆動システム１００による動作アシストの対象は、接触動作に限定されるわけではない。例えば、ユーザ１が道具を使用して行う動作（ユーザ１が筆を使う際の手の甲（手首）の動作等）や、力の加減を必要とする動作（陶芸等を行う際にわずかに指２を浮かせる動作等）を補助するような動作アシストが実現されてもよい。このように、対象への接触を前提としない動作を補助することも可能である。

　図１に示す身体駆動システム１００は、ユーザ１が自身の指２を動作対象（後述するタッチセンサ４５）に接触させる接触操作を補助するように構成される。接触操作とは、例えばユーザ１が指２を動作対象に接触させて行う操作である。
　本実施形態では、ユーザ１の指２は、ユーザ１の身体部分の一例である。またユーザ１の指による接触操作は、上記した接触動作の一例である。

　身体駆動システム１００では、装着磁石ユニット１０と、電磁石ユニット２０とを用いて、ユーザ１の指２が動かされる。
　装着磁石ユニット１０は、ユーザ１が装着して用いるユニットであり、ユーザ１の指２に装着される装着磁石１１を含む。電磁石ユニット２０は、装着磁石１１に作用する磁界を発生する電磁石２１を含む。
　図１では、ユーザ１の右手の人差し指に装着磁石１１が装着されている。この場合、右手の人差し指による接触操作を補助する動作アシストが行われる。もちろん、装着磁石１１はユーザ１の他の指２に装着されてもよい。装着磁石ユニット１０は、上記した作用部の一例である。
　例えば、電磁石２１に入力する電流を制御して、装着磁石１１を引き付ける磁力（引力）や、装着磁石１１を引き離す磁力（斥力）が生成される。これらの磁力（引力や斥力）が装着磁石１１に作用することで、装着磁石１１が装着されたユーザ１の指２が動かされる。

　また身体駆動システム１００では、動作アシストの対象となる指２を動かす随意運動（Voluntary Movement）を示す信号がモニタリングされる。
　ユーザ１の随意運動とは、例えばユーザ１が意識的に行う運動である。例えば体の各部を動かす随意運動により実現される行為が、ユーザ１の動作となる。一例として、ユーザ１が指２を対象に接触させる動作を行う場合、その指２の各関節を曲げる随意運動によりユーザ１が意図した動作が実現される。
　随意運動を示す信号は、例えば随意運動に伴い変化する生体信号であり、随意運動の発生を示すことが可能な信号である。例えば、ユーザ１が随意運動を行う場合、ユーザ１の脳では、筋肉を動かす指令を伝える信号が生成される。この信号が脊髄等の神経系を介して対象となる筋肉に伝達され、筋肉が収縮することで随意運動が発生する。この過程で伝達される信号が随意運動を示す信号となる。
　従って、随意運動を示す信号をモニタリングすることで、体の各部が動く前にその運動の発生を検出することが可能となる。

　本実施形態では、随意運動を示す信号として、筋電信号が用いられる。図１では、ユーザ１の腕に装着された筋電センサ４０により、動作アシストの対象となる指２を動かす筋肉を動かすための筋電信号が検出される。この筋電センサ４０により検出された筋電信号を用いて、電磁石２１が制御される。
　これにより、例えばユーザ１の指２が実際に動く前に電磁石２１を駆動して、動作アシストを開始するといったことが可能となる。
　以下では、身体駆動システム１００の具体的な構成について説明する。

　図２は、図１に示す身体駆動システム１００の機能的な構成例を示すブロック図である。身体駆動システム１００は、身体駆動部３０と、筋電センサ４０と、タッチセンサ４５と、アプリケーションコントローラ４６と、電磁石コントローラ５０とを有する。
　身体駆動部３０は、ユーザ１の身体を駆動する機構であり、装着磁石ユニット１０と、電磁石ユニット２０と、電磁石駆動部２５とを含む。

　装着磁石ユニット１０は、ユーザ１の指２に装着されユーザ１の指３を動かすユニットであり、装着磁石１１を有する。装着磁石１１は、ユーザ１の指２に装着される永久磁石である。装着磁石１１としては、典型的には小型のネオジウム磁石が用いられる。これにより、ユーザ１の指２に対して比較的強い引力や斥力を容易に発生させることが可能である。
　このように、装着磁石ユニット１０は、磁界に応じた力を受けてユーザ１の指２を動かす素子であると言える。本実施形態では、装着磁石ユニット１０は、作用部に相当する。また装着磁石ユニット１０は、磁界に応じた力を受ける第１磁界作用部として機能する。

　装着磁石１１は、例えば図示しない装着具を介して、ユーザ１の指２に装着される。例えば指輪型の装着具、バンド型の装着具、あるいは袋型の装着具に装着磁石１１が固定される。装着磁石１１は、例えば図１に示すように指２の先端付近の爪側に配置される。これにより、指２の腹側の触覚を残すことが可能である。また装着磁石１１は、一方の磁極（Ｓ極又はＮ極）が、爪側に向くように配置される。
　装着磁石１１の種類や配置等の具体的な構成は限定されない。例えば、１つの指２に複数の装着磁石１１が配置されてもよい。また例えば、指２の側面や腹側に装着磁石１１が配置されてもよい。またユーザ１の各指２に装着磁石１１が直接固定されてもよい。

　電磁石ユニット２０は、装着磁石ユニット１０（装着磁石１１）に作用する磁界を発生させる電磁石２１を有する。電磁石２１は、例えばコイルと当該コイルが巻かれた鉄心とから成り、コイルに電流を流すことで鉄心を磁化して磁界を発生させる。このコイルに流す電流の値や向きを変えることで磁界が変化する。これにより、装着磁石ユニット１０に作用する力の向きや強度を制御することが可能となる。
　このように、電磁石ユニット２０は、装着磁石ユニット１０とは別に設けられ、装着磁石ユニット１０を動かす磁界を発生させる素子であると言える。
　本実施形態では、電磁石ユニット２０は、第２磁界作用部として機能する。

　図１に示すように、電磁石ユニット２０は、ユーザ１の指２の動作対象であるタッチセンサ４５に設けられる。具体的には、電磁石ユニット２０は、タッチセンサ４５のユーザ１の指２が接触する接触面とは反対側（例えば接触面の下側）に配置される。
　これにより、タッチセンサ４５に指２を引き付ける、あるいはタッチセンサ４５から指２を遠ざけるといった動作アシストが可能となる（図３参照）。

　このように、本実施形態では、ユーザ１の身体側に設けられる第１磁界作用部（装着磁石ユニット１０）に永久磁石（装着磁石１１）が用いられ、動作対象側に設けられる第２磁界作用部（電磁石ユニット２０）に電磁石２１が設けられる。
　これに限定されず、例えば、身体側の第１磁界作用部に電磁石が設けられ、動作対象側の第２磁界作用部に永久磁石が設けられてもよい。また例えば、身体側の第１磁界作用部と動作対象側の第２磁界作用部との双方に電磁石が設けられてもよい。
　このように、第１磁界作用部及び第２磁界作用部の少なくとも一方には、電磁石が含まれる。電磁石を用いることで、ユーザ１の身体部分（指２）の動きを容易に制御ことが可能となる。

　電磁石駆動部２５は、電磁石ユニット２０に設けられた電磁石２１を駆動する。電磁石駆動部２５は、後述する電磁石制御部５２（身体駆動処理制御部５４）により生成される制御信号に応じた駆動信号を生成し、各電磁石２１に供給する。駆動信号は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号等のデジタル信号でもよいし、アナログの電流信号でもよい。
　電磁石駆動部２５の具体的な構成は限定されず、例えば電磁石２１を駆動可能な電流源を用いて適宜構成される。なお、電磁石駆動部２５は、電磁石コントローラ５０の一部として構成されてもよい。

　筋電センサ４０は、ユーザ１の筋肉を動かすための筋電信号を検出するセンサである。筋電信号は、筋肉を動かす活動電位の時間変化を示す信号である。この信号が、ユーザ１の随意運動を示す信号として用いられる。
　本実施形態では、ユーザ１の皮膚の表面に装着された表面電極４１を用いて、表面筋電を検出する筋電センサ４０が用いられる。表面筋電を用いることで、ユーザ１の負担を軽減することが可能となる。

　表面電極４１は、１対の測定電極４１ａ及び４１ｂと、参照電極４１ｃとを含む。
　測定電極４１ａ及び４１ｂは、動作アシストの対象となる身体部位（ここでは右手のひとさし指２）を動かす筋肉の筋電信号が検出可能な位置に装着される。測定電極４１ａ及び４１ｂの間の電位の変化が、筋電信号として検出される。参照電極４１ｃは、測定電極４１ａ及び４１ｂから離れた位置に装着される。参照電極４１ｃの電位を参照することで、目的とする筋電信号を精度よく検出することが可能である。なお参照電極４１ｃを除いた構成が用いられてもよい。

　図３は、筋電信号の一例を示すグラフである。図３には、筋電信号（活動電位）を時間軸に沿ってプロットした筋電図（ＥＭＧ：Electromyography）のグラフが図示されている。グラフの縦軸は測定電極４１ａ及び４１ｂの間で測定される活動電位であり、横軸は時間である。
　例えば、ユーザ１が身体部分を動かす随意運動を行う場合、活動電位が大きく変化する（正負の振幅が大きくなる）。図３には、活動電位が大きく変化する４つの波形（エンベロープ）が含まれる。これらの波形が、実際に筋肉を動かす信号を伝達することになる。

　以下では、ユーザ１の随意運動を発生させる信号、すなわち実際に筋肉を動かす信号を自発運動信号Ｓ１と記載する。自発運動信号Ｓ１は、随意運動そのものを示す生体信号（生体随意運動信号）であると言える。
　例えば筋電図では、随意運動が行われる場合に、自発運動信号Ｓ１（活動電位が大きく変化する波形）が発生する。また自発運動信号Ｓ１以外の筋電信号を定常信号Ｓ０と記載する。本実施形態では、自発運動信号Ｓ１は、運動信号に相当する。

　なお上記したように、実際に筋肉が収縮する筋発揮が発生するのは、活動電位の変化（自発運動信号Ｓ１）が現れてから一定の時間が経過した後である。また、活動電位が変化してから筋肉の収縮にかかる時間（筋発揮の遅延時間）は、身体部分や対象とする筋肉の種類によって異なる。
　これらの遅延時間を、前もって記録することで、身体部分が実際に動くタイミング等を予め推定することが可能である。
　また筋電センサ４０では、所定のセンシングレート（例えば１ｋＨｚ等）で、活動電位が検出される。このセンシングレートは、例えば筋発揮の遅延時間よりも短い間隔となるように適宜設定される。

　図２に戻り、タッチセンサ４５は、接触面に対するユーザ１の指２の接触を検出するセンサである。例えば、静電容量方式の接触検出センサ、圧力センサ、機械式のボタン等がタッチセンサ４５として用いられる。
　タッチセンサ４５の検出結果は、接触操作によるユーザの操作入力として、後述するアプリケーションコントローラ４６や電磁石コントローラ５０に出力される。このようにタッチセンサ４５は、ユーザ１の指２による接触操作を受け付ける入力装置として機能する。

　アプリケーションコントローラ４６は、タッチセンサ４５を利用するアプリケーションを動作させるための演算装置である、アプリケーションコントローラ４６としては、例えばＰＣやゲーム装置等のコンピュータが用いられる。
　またアプリケーションコントローラ４６は、図示しないディスプレイ等の表示装置に接続され、タッチセンサ４５を利用するアプリケーション（例えばリズムゲーム等）の操作画面等を表示する。
　アプリケーションコントローラ４６では、例えばアプリケーションの操作画面を生成する処理、アプリケーションの進行に応じて操作画面を変更する処理、あるいはユーザ１が行った接触操作の入力等をアプリケーションの動作に反映する処理等の様々な処理が実行される。

　電磁石コントローラ５０は、電磁石ユニット２０の電磁石２１の動作を制御する制御ユニットである。電磁石コントローラ５０は、記憶部５１と、電磁石制御部５２とを有する。

　記憶部５１は、不揮発性の記憶デバイスである。記憶部５１としては、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）等の固体素子を用いた記録媒体や、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の磁気記録媒体が用いられる。この他、記憶部５１として用いられる記録媒体の種類等は限定されず、例えば非一時的にデータを記録する任意の記録媒体が用いられてよい。
　記憶部５１には、本実施形態に係る制御プログラムが記憶される。制御プログラムは、例えば電磁石コントローラ５０全体の動作を制御するプログラムである。この他、記憶部５１に記憶される情報は限定されない。
　本実施形態では、記憶部５１は、プログラムが記録されているコンピュータが読み取り可能な記録媒体に相当する。また制御プログラムは、記録媒体に記録されたプログラムに相当する。

　電磁石制御部５２は、電磁石コントローラ５０の動作を制御する。電磁石制御部５２は、例えばＣＰＵやメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等のコンピュータに必要なハードウェア構成を有する。ＣＰＵが記憶部５１に記憶されている制御プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、種々の処理が実行される。電磁石制御部５２は、本実施形態に係る情報処理装置に相当する。

　電磁石制御部５２として、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のＰＬＤ(Programmable Logic Device)、その他ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のデバイスが用いられてもよい。また例えばＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサが電磁石制御部５２として用いられてもよい。また電磁石制御部５２は、上記したアプリケーションコントローラ４６を構成するハードウェア等を用いて構成されてもよい。

　本実施形態では、電磁石制御部５２のＣＰＵが本実施形態に係るプログラム（制御プログラム）を実行することで、機能ブロックとして、自発運動信号検出部５３と、身体駆動処理制御部５４とが実現される。そしてこれらの機能ブロックにより、本実施形態に係る情報処理方法が実行される。なお各機能ブロックを実現するために、ＩＣ（集積回路）等の専用のハードウェアが適宜用いられてもよい。

　自発運動信号検出部５３は、ユーザ１の随意運動を示す信号を取得する。具体的には、筋電センサ４０により所定のセンシングレートで検出された筋電信号が逐次読み込まれる。
　また自発運動信号検出部５３は、筋電信号から自発運動信号Ｓ１を検出する。具体的には、筋電信号の値（活動電位）から、自発運動信号Ｓ１が発生した時刻が検出される。
　自発運動信号検出部５３では、筋電信号が示す活動電位が所定の閾値を超えた場合に、自発運動信号Ｓ１が発生したと判定される。そして、自発運動信号Ｓ１が発生した時刻が、自発運動信号Ｓ１の検出タイミングＴ０として出力される。

　図３には、筋電信号から検出される自発運動信号Ｓ１の検出タイミングＴ０が、点線で示されている。検出タイミングＴ０は、自発運動信号Ｓ１の波形が始まる時刻に対応する。
　活動電位を判定する閾値は、例えば自発運動信号Ｓ１が適正に判定可能となるように、例えば定常信号Ｓ０のレベル等に応じて設定される。
　これにより、実際の運動が発生する前に、運動を実行しようとしている信号（自発運動信号Ｓ１）を検出することができる。これは、人間の身体が駆動する前に、該当する筋肉が筋発揮するための筋活動電位が出されるためである。
　このように、自発運動信号検出部５３では、筋電センサ４０（ＥＭＧ）を用いて筋肉の屈筋に先立って発生する自発運動信号Ｓ１が検出される。

　身体駆動処理制御部５４は、身体駆動部３０により行われる動作アシスト（身体駆動処理）を制御する。
　上記したように、身体駆動部３０では、装着磁石１１に作用する磁界、すなわち電磁石２１が作りだす磁界により、装着磁石１１が駆動される。従って、身体駆動処理制御部５４は、装着磁石ユニット１０（装着磁石１１）と電磁石ユニット２０（電磁石２１）との間の磁界を電気的に変化させて、装着磁石ユニット１０を制御する。
　具体的には、身体駆動処理制御部５４では、電磁石２１を制御するための制御信号が生成される。例えば、装着磁石１１を制御するタイミング、方向、期間、強度等の制御パラメータが設定される。この制御パラメータに基づいて、電磁石２１を制御するための制御信号が生成される。生成された制御信号は、電磁石駆動部２５に出力される。

　このように、身体駆動処理制御部５４は、電磁石ユニット２０（電磁石２０）が発生する磁界を制御することで、ユーザ１の身体部分を動かす作用部である装着磁石ユニット１０（装着磁石１１）を制御する。本開示において、作用部を制御することは、作用部の動きを制御することである。ここでは、身体駆動処理制御部５４により、装着磁石１１を制御するタイミング、方向、期間、強度等が制御される。なお、装着磁石１１を制御するタイミングとは、装着磁石１１の制御を開始するタイミングであり、装着磁石１１を駆動するタイミングである。

　図４は、身体駆動部３０による基本的な動作アシストを示す模式図である。ここでは、装着磁石１１のＮ極が電磁石２１に向けられているものとする。
　図４Ａでは、電磁石２１のタッチセンサ４５側がＳ極となるように電磁石２１に電流を流す制御信号が生成され、電磁石駆動部２５に出力される。この場合、装着磁石１１と電磁石２１との間には引力となる磁力が発生する。この結果、ユーザ１の指２は、タッチセンサ４５に近づく方向に動かされる。
　図４Ｂでは、電磁石２１のタッチセンサ４５側がＮ極となるように電磁石２１に電流を流す制御信号が生成され、電磁石駆動部２５に出力される。この場合、装着磁石１１と電磁石２１との間には斥力となる磁力が発生する。この結果、ユーザ１の指２は、タッチセンサ４５から離れる方向に動かされる。
　なお、装着磁石１１のＳ極が電磁石２１に向けられている場合には、電磁石２１のタッチセンサ４５側の磁極をＮ極及びＳ極にすることで、引力及び斥力を発生させることが可能である。

　このように、身体駆動処理制御部５４は、装着磁石ユニット１０（装着磁石１１）と電磁石ユニット２０（電磁石２１）との間に、引力又は斥力となる磁力が発生するように電磁石２１を制御する。例えば引力を発生させた場合には、ユーザ１が指２をタッチセンサ４５に接触させる接触操作を促進することが可能となる。逆に、斥力（反発力）を発生させた場合、接触操作を抑制することが可能となる。

　身体駆動処理制御部５４では、このように装着磁石ユニット１０（装着磁石１１）を動かす処理のトリガーとして、自発運動信号検出部５３の検出結果が用いられる。例えば、自発運動信号Ｓ１の検出タイミングＴ０を基準に、装着磁石ユニット１０を制御するタイミング（制御タイミングＴ３）が設定される。あるいは、自発運動信号Ｓ１が予定の時刻までに検出されなかった場合に、装着磁石ユニット１０を駆動するといった制御が行われる。この点については、後で詳しく説明する。

　また身体駆動処理制御部５４は、ユーザ１の身体部分の動作に関する参照信号を取得し、取得された参照信号に基づいて、装着磁石ユニット１０（装着磁石１１）を制御する。参照信号は、例えば、アプリケーションコントローラ４６等の他のコンピュータや、ユーザ１の動作の状況等を監視するセンサ等から出力される外部信号である。
　ここでは、ユーザ１の指２による接触操作のタイミングや、接触操作の要否等を示す信号が参照信号として読み込まれる。このような参照信号に基づいて、装着磁石１１を駆動するタイミングや方向を含む制御パラメータが設定される。
　なお、参照信号を用いることなく、装着磁石１１を駆動するといった処理も可能である。
　本実施形態では、自発運動信号検出部５３及び身体駆動処理制御部５４が共動することで、制御部が実現される。

　図５は、身体駆動システム１００の基本的な動作を説明するための模式図である。図５に示すように、ユーザ１の脳３では、筋肉４を制御するための信号（Motor Control Signal）が生成される。ユーザ１が体の一部を動かす動作（随意運動）を行う場合、筋肉４を制御するための信号として自発運動信号Ｓ１（Voluntary Signal）が生成され筋肉４に伝達される。この自発運動信号Ｓ１が筋肉４に到達すると、筋肉４が収縮を開始して筋肉運動（Muscle Movement）が発生する。
　身体駆動システム１００は、この筋肉運動を身体駆動部３０（装着磁石１１及び電磁石２１等）を用いてアシストするシステムである。このため、最終的にユーザ１の身体部分（指２）の運動は、身体駆動部３０による運動と筋肉運動とを組み合わせた運動（Integrated Movement）となる。

　例えば、ユーザ１の筋肉運動が発生してから動作アシストを行う場合、最終的な動作のタイミングがずれるといった事態や、誤った動作をアシストするといった事態が発生する可能性がある。
　そこで、本実施形態では、筋電センサ４０を用いてユーザ１が動こうとしている自発運動信号Ｓ１を検出し、実際の運動行動に先立って、装着磁石１１及び電磁石２１を用いた電磁駆動による動作アシストが行われる。

　図４を参照して説明したように、電磁駆動による動作アシストでは、電磁石２１を作動させて、装着磁石１１が装着されているユーザ１の指２に引力や反発力を発生させることで、ユーザ１の指２が動かされる。
　一般に、電磁石２１の駆動開始から身体部分に運動が発生するまでの遅延時間は、筋電センサ４０での筋発揮（自発運動信号Ｓ１）の検出から身体部分に運動が発生するまでの遅延時間よりも小さい。このため、例えば、指２の運動において、自発運動信号Ｓ１の検出後、即時に電磁石２１を駆動させることで、指２の動きを例えば２０ｍＳｅｃ程度加速させることが可能である。
　このような特性を利用して、身体駆動システム１００では、自発運動信号Ｓ１を参照して、ユーザ１自身の運動前（もしくは同時）に身体の動きに変調を加えるように、動作アシストが開始される。

　図６は、動作アシストの開始タイミングについて説明するための模式図である。
　以下では、筋電センサ４０及び自発運動信号検出部５３により筋電信号（活動電位）が測定されるタイミングを測定タイミングＴ１と記載する。
　また、自発運動信号Ｓ１により指２が実際に動作するタイミングを動作タイミングＴ２と記載する。動作タイミングＴ２は、例えば指２の特性（筋発揮の遅延時間等）に基づいて設定される。例えば、測定タイミングＴ１において自発運動信号Ｓ１が検出された場合、動作タイミングＴ２に、実際の動作が生じると予測できる。また測定タイミングＴ１において自発運動信号Ｓ１が検出されなかった場合、動作タイミングＴ２にはユーザ１の指２は動かないと予測できる。このように動作タイミングＴ２は、測定タイミングＴ１から見た随意運動の有無を予測したタイミングであると言える。
　また、動作アシストを開始するタイミングを制御タイミングＴ３と記載する。制御タイミングＴ３は、装着磁石ユニット１０（装着磁石１１）を制御するタイミング、すなわち電磁石２１を駆動するタイミングであり、身体駆動処理制御部５４により設定される。
　測定タイミングＴ１、動作タイミングＴ２、及び制御タイミングＴ３は、それぞれ、第１の時点、第２の時点、及び第３の時点に相当する。

　本実施形態では、自発運動信号検出部５３は、測定タイミングＴ１の筋電信号（ユーザ１の随意運動を示す信号）を取得する。
　この時、筋電信号の活動電位についての閾値判定が行われ、自発運動信号Ｓ１が発生したか否かが判定される。例えば活動電位が変化して自発運動信号Ｓ１が検出された場合、測定タイミングＴ１＝検出タイミングＴ０となる。この場合、随意運動が開始されユーザ１の指２が実際に動作するのは、測定タイミングＴ１よりも後の動作タイミングＴ２となる。

　身体駆動処理制御部５４では、動作タイミングＴ２に先行して、ユーザ１の指２を駆動する動作アシストが行われるように制御タイミングＴ３が設定される。この時、動作アシストの内容（装着磁石１１を駆動する方向等）は、動作タイミングＴ２で発生すると予測される動作を補助するように設定される。
　すなわち本実施形態では、身体駆動処理制御部５４は、測定タイミングＴ１のユーザ１の筋電信号に基づいて、測定タイミングＴ１からユーザ１の筋電信号に応じたユーザ１の指２の動作が生じる動作タイミングＴ２までの期間に含まれる制御タイミングＴ３で、ユーザ１の指２に装着されユーザ１の指２を動かす装着磁石１１を制御する。これにより、適切なタイミングで遅滞なく動作アシストを行うことが可能となり、ユーザの動作のタイミングを適切に制御することが可能となる。

　なお制御タイミングＴ３は、測定タイミングＴ１から動作タイミングＴ２までの期間内、すなわちＴ１≦Ｔ３≦Ｔ２となる範囲であれば任意に設定されてよい。
　例えば、制御タイミングＴ３が、測定タイミングＴ１と実質的に同じタイミング（Ｔ３＝Ｔ１）に設定されてもよい。これにより、例えばユーザ１の指２の動作を十分に加速するといったことが可能となる。
　また例えば、制御タイミングＴ３が、動作タイミングＴ２と実質的に同じタイミング（Ｔ３＝Ｔ２）に設定されてもよい。これにより、例えばユーザ１に意識させることなく動作アシストを行うことが可能である。

　このように、実際の随意運動に先行して装着磁石１１を動かす先行駆動（Preceding Actuation）を行うことで、様々な動作アシストを実現することができる。
　例えば、ユーザ１の指２による接触操作を加速、あるいは減速させることが可能となる（図９等参照）。また例えば、参照信号を用いることで、接触操作のタイミング等を制御することが可能となる（図１３及び図１６等参照）。また例えば、ユーザ１が接触操作を誤って行ってしまう場合等に、誤りを正すような動作アシストも可能である（図１７等参照）。
　以下では、各動作アシストについて具体的に説明する。

　図７は、参照信号を用いない動作アシストの流れを示すブロック図である。図８は、参照信号を用いない動作アシストの一例を示すフローチャートである。
　参照信号を用いない動作アシストでは、例えば自発運動信号Ｓ１をトリガーとして、予め設定された制御タイミングＴ３に従って、動作アシストが開始される。
　この場合、図７に示すように、身体駆動処理制御部５４には、自発運動信号検出部５３の検出結果（自発運動信号Ｓ１の有無）が入力される。また身体駆動処理制御部５４では、その検出結果に基づいて制御信号が生成される。生成された制御信号は、身体駆動部３０（電磁石駆動部２５）に出力される。
　以下では、図８を参照して、電磁石コントローラ５０における処理の流れを説明する。

　図８に示す処理は、動作アシストを行う際に繰り返し実行されるループ処理である。
　まず、自発運動信号検出部５３により、筋電信号から自発運動信号Ｓ１が検出される（ステップ１０１）。具体的には、筋電信号の値（活動電位）が所定の閾値を超えたか否かが判定される。例えば筋電信号の値が閾値を超えた場合、自発運動信号Ｓ１が発生したと判定される。また筋電信号の値が閾値を超えなかった場合、自発運動信号Ｓ１が発生していないと判定される。
　この判定処理の結果は、例えば自発運動信号Ｓ１の有無を表すトリガー信号として出力される。あるいは、自発運動信号Ｓ１が検出された測定タイミングＴ１が、検出タイミングＴ０として出力されてもよい。

　次に、身体駆動処理制御部５４により、自発運動信号検出部５３の検出結果に基づいて、動作アシスト（身体駆動処理）の内容が決定される（ステップ１０２）。具体的には、装着磁石１１（電磁石２１）を駆動するための制御パラメータが設定される。
　例えば自発運動信号Ｓ１が検出された場合、自発運動信号Ｓ１の検出タイミングＴ１を基準として、装着磁石１１を制御する制御タイミングＴ３が設定される。ここでは、例えば検出タイミングＴ１から所定の待ち時間が経過した後の時刻が制御タイミングＴ３に設定される。例えば、装着磁石１１を即座に駆動する場合、所定の待ち時間は０に設定される。なお所定の待ち時間は、筋発揮の遅延時間以下となる範囲で適宜設定されてよい。
　また、身体駆動処理制御部５４では、装着磁石１１を駆動する方向及び期間が設定される。ここでは、装着磁石１１を駆動する方向及び期間が、予め設定された方向及び期間に設定される。
　なお自発運動信号Ｓ１が検出されなかった場合には、以降の処理は実行されない。

　次に、身体駆動処理制御部５４により、設定された制御パラメータに応じて電磁石２１の制御信号が生成され、電磁石駆動部２５に出力される（ステップ１０３）。制御信号は、例えば制御タイミングＴ３で電圧が立ち上がるパルス信号である。このパルス信号の電圧の正負が、電磁石２１に発生する磁極の向きに対応する。またパルス信号の幅が、磁力を発生する期間、すなわち装着磁石１１を駆動する期間に対応する。
　なお、パルス信号の波形は、動作アシストの種類等に応じて適宜設定されてよい。例えば、矩形状のパルス信号を設定することで、装着磁石１１を駆動する速度を高めることが可能である。また例えば、一定の傾きで立ち上がるパルス信号が設定されてもよい。この場合、装着磁石１１に加わる力を徐々に変化させることが可能となり、自然な動作アシストを実現することが可能となる。

　図９は、指２の動作を加速又は減速させる動作アシストの一例を示す模式図である。ここでは、参照信号を用いない動作アシストの一例として、ユーザ１の指２による接触操作を加速、又は減速させる処理について説明する。また制御タイミングＴ３の待ち時間は０に設定され、装着磁石１１（電磁石２１）は、自発運動信号Ｓ１の検出後、即座に駆動されるものとする。

　図９Ａでは、接触操作を加速する動作アシストが実行される。この場合、ユーザ１が接触操作を行うために指２を動かす動作方向（図中の黒色の矢印）と同じ方向に装着磁石１１が動くように電磁石２１が駆動される。ここでは、装着磁石１１と電磁石２１との間に引力（図中の白色の矢印）を発生させて、装着磁石１１が電磁石２１に近づく方向に駆動される。
　これにより、ユーザ１の指２は、随意運動による動作よりも早くタッチセンサ４５側に動かされる。この結果、ユーザ１の指２がタッチセンサ４５に接触する接触タイミングＴ'は、動作アシストを行わない場合の動作タイミングＴ２よりも早くなる。
　なお、図９Ａでは、ユーザ１の指２がタッチセンサ４５に接触すると、電磁石２１の駆動が停止され引力がカットされる。これにより、次の接触操作をスムーズに行うことが可能となる。以下では、電磁石２１の駆動を終了するタイミング、すなわち装着磁石１１の制御を終了するタイミングを終了タイミングＴ４と記載する。本実施形態では、終了タイミングＴ４は、第４の時点に相当する。

　図９Ｂでは、接触操作を減速する動作アシストが実行される。この場合、ユーザ１が指２を動かす動作方向と反対の方向に装着磁石１１が動くように電磁石２１が駆動される。ここでは、装着磁石１１と電磁石２１との間に斥力（図中の灰色の矢印）を発生させて、装着磁石１１が電磁石２１から遠ざかる方向に駆動される。
　この時、装着磁石１１に斥力を作用させる期間（斥力の終了タイミングＴ４）は、動作タイミングＴ２よりも長くなるように設定される。すなわち、装着磁石１１には、動作タイミングＴ２を過ぎても、斥力が加えられる。
　これにより、ユーザ１の指２（装着磁石１１）には、随意運動による動作が生じる動作タイミングＴ２を過ぎてもタッチセンサ４５から遠ざける力が作用する。この結果、ユーザ１の指２がタッチセンサ４５に接触する接触タイミングＴ'は、動作アシストを行わない場合の動作タイミングＴ２よりも遅くなる。

　このように、本実施形態では、自発運動信号Ｓ１が検出された場合、動作タイミングＴ２を基準として、ユーザ１の指２の動作（接触操作）が加速又は減速するように装着磁石１１が制御される。
　これは、ユーザ１の指２が接触操作を行うタイミングを、本来の動作タイミング３から前後に調整する動作アシストである。このような処理を適宜組み合わせることで、接触操作のタイミングを精度よく制御することが可能となる。

　図１０は、参照信号を用いる動作アシストの流れを示すブロック図である。図１１は、参照信号を用いる動作アシストの一例を示すフローチャートである。
　参照信号を用いる動作アシストでは、例えば自発運動信号Ｓ１の検出タイミングＴ０や、発運動信号Ｓ１の有無を、参照信号と比較することで動作アシストが設定される。
　この場合、図１１に示すように、身体駆動処理制御部５４には、自発運動信号検出部５３の検出結果と、参照信号とが入力される。身体駆動処理制御部５４では、自発運動信号検出部５３の検出結果と参照信号とを比較し、その比較結果に基づいて制御信号が生成される。生成された制御信号は、身体駆動部３０（電磁石駆動部２５）に出力される。
　以下では、図１１を参照して、電磁石コントローラ５０における処理の流れを説明する。

　図１１に示す処理は、動作アシストを行う際に繰り返し実行されるループ処理である。
　まず、自発運動信号検出部５３により、筋電信号から自発運動信号Ｓ１が検出される（ステップ２０１）。この処理は、図９に示すステップ１０１と同様の処理である。自発運動信号検出部５３からは、自発運動信号Ｓ１の有無を表すトリガー信号や、自発運動信号Ｓ１の検出タイミングＴ０が出力される。
　次に、身体駆動処理制御部５４により、参照信号が取得される（ステップ２０２）。参照信号は、例えば電磁石コントローラ５０の電磁石制御部５２とは異なるコンピュータから出力され、身体駆動処理制御部５４により読み込まれる。

　次に、身体駆動処理制御部５４により、自発運動信号検出部５３の検出結果と、参照信号とに基づいて、動作アシスト（身体駆動処理）の内容が決定される（ステップ２０３）。
　例えば参照信号は、ユーザ１の指２の動作（接触操作）のタイミングを示す信号である。この場合、参照信号により指定されているタイミングに合わせて、ユーザ１の指２が接触操作を行うように、ユーザ１の指２の動作を加速又は減速させる制御パラメータが設定される。

　また例えば、参照信号は、ユーザ１がユーザ１の指２を動かして行う接触操作の要否を指定する信号である。この場合、参照信号は、ユーザ１が自身の指２を動かして接触操作を行うべき状況や、接触操作を行うべきではない状況を示す信号となる。本実施形態では、接触操作は、所定の動作に相当する。
　身体駆動処理制御部５４では、参照信号が示す接触操作の要否と自発運動信号Ｓ１の有無とが比較され、この比較結果に基づいて装着磁石１１が制御される。具体的には、接触操作を促す、あるいは接触操作を抑制するように装着磁石１１を駆動する動作アシスト（制御パラメータ）が設定される。

　次に、身体駆動処理制御部５４により、設定された制御パラメータに応じて電磁石２１の制御信号が生成され、電磁石駆動部２５に出力される（ステップ２０４）。この処理は、図９に示すステップ１０３と同様の処理である。
　これにより、例えば参照信号が指定するタイミングでユーザ１に接触操作を行わせることや、ユーザ１の操作ミス等を回避することが可能となる。

　図１２は、接触操作のタイミングを制御する動作アシストの一例を示す模式図である。ここでは、参照信号を用いる動作アシストの一例として、ユーザ１の指２による接触操作のタイミングを制御する処理について説明する。
　図１２には、ユーザ１が両手の人差し指を使ってリズムゲームを行っている様子が模式的に図示されている。リズムゲームは、アプリケーションコントローラ４６により実行されるアプリケーションである。
　ここでは、ディスプレイ１５上に右手用及び左手用の複数のリズムマーク１６が表示される。これらのリズムマーク１６は、ディスプレイ１５の上端から下端に向かって流れるように移動する。リズムゲームは、リズムマーク１６が所定のラインに達するタイミングに合わせてタッチセンサ４５に指を接触させることでリズムを刻むゲームである。

　図１２に示す例では、参照信号として、リズムマーク１６が所定のラインに達するタイミングを示す信号、すなわち適切な接触操作のタイミングを示す信号が用いられる。
　このように、ユーザ１の指２の動作は、所定のアプリケーション（リズムゲーム）に関する入力操作を行うための動作である。また参照信号は、入力操作のタイミングを示す信号である。
　この参照信号は、アプリケーションコントローラ４６により生成され、身体駆動処理制御部５４により読み込まれる。なお参照信号は、接触操作のタイミングを示すことで、接触操作を行うべき状況を示す信号であるとも言える。

　図１３は、図１２に示す動作アシストの制御内容を示すグラフである。図１３には、ユーザ１の指２の筋電信号と、筋電信号から予測される接触予測信号と、接触操作に関する参照信号と、電磁石２１を制御する制御信号とを示す模式的なグラフが図示されている。
　なお図１３では、筋電信号における自発運動信号Ｓ１が矩形状のパルスとして模式的に図示されている。また接触予測信号は、例えば自発運動信号Ｓ１の開始及び終了タイミングから予測された信号であり、動作アシストがない場合に行われる接触操作を表している。

　図１３では時刻Ｔａに自発運動信号Ｓ１が検出される。この場合、ユーザ１の指２がタッチセンサ４５に接触すると予測される時間（動作タイミングＴ２）は、参照信号の立ち上がりよりも速い。この場合、ユーザ１の接触操作が参照信号により指定されるタイミングよりも早く行われる可能性がある。
　このため、ユーザ１の接触操作が参照信号により指定されるタイミングとなるように、接触操作を減速させる動作アシストが実行される。具体的には、装着磁石１１に対して斥力を発生させる制御信号（パルス信号）が生成される。斥力のパルス信号は、濃いグレーの領域として図示されている。

　斥力のパルス信号をＯＮにするタイミング（制御タイミングＴ３）は、接触予測信号の立ち上がり（動作タイミングＴ２）よりも前に設定される。これにより、ユーザ１の接触操作を確実に減速させることが可能となる。
　また斥力のパルス信号をＯＦＦにするタイミング（終了タイミングＴ４）は、参照信号が立ち上がるタイミングよりも前に設定される。これにより、参照信号が示すタイミングでユーザ１の指２をタッチセンサ４５に接触させることが可能となる。

　また図１３では、時刻Ｔｂにも自発運動信号Ｓ１が検出される。この場合、ユーザ１の指２がタッチセンサ４５に接触すると予測される時間（動作タイミングＴ２）は、参照信号の立ち上がりよりも遅い。この場合、ユーザ１の接触操作が参照信号により指定されるタイミングよりも遅く行われる可能性がある。
　このため、ユーザ１の接触操作が参照信号により指定されるタイミングとなるように、接触操作を加速させる動作アシストが実行される。具体的には、装着磁石１１に対して引力を発生させる制御信号（パルス信号）が生成される。引力のパルス信号は、薄いグレーの領域として図示されている。

　引力のパルス信号をＯＮにするタイミング（制御タイミングＴ３）は、参照信号が立ち上がるタイミングに基づいて設定される。ここでは、参照信号が立ち上がるタイミングが時刻Ｔｂに十分近いため、引力のパルス信号が時刻Ｔｂと略同時にＯＮに設定される。なお、参照信号が立ち上がるタイミングまで時間がある場合等には、そのタイミングにユーザ１の指２の接触が間に合うように引力のパルス信号をＯＮにするタイミングが設定される。これにより、ユーザ１の接触操作のタイミングを精度よく制御することが可能となる。
　また引力のパルス信号をＯＦＦにするタイミング（終了タイミングＴ４）は、参照信号が立ち下がるタイミングに設定される。これにより、ユーザ１はタッチセンサ４５に接触していた指をスムーズに離すことが可能となる。

　また、時刻Ｔｂに検出された自発運動信号Ｓ１から予測される接触操作の期間は、参照信号により指定される期間よりも長い。従って、参照信号により指定される期間の後も接触操作が継続される可能性がある。このため、図１３に示す例では、参照信号が立ち下がるタイミングで斥力を発生させる処理が実行される。これにより、ユーザ１の指２がタッチセンサ４５から引き離され、次の接触操作にスムーズに移行することが可能となる。

　このように、身体駆動処理制御部５４では、参照信号が示すユーザ１の指２の動作のタイミングに基づいて、装着磁石１１を制御する制御タイミングＴ３、又は装着磁石１１の制御を終了する終了タイミングＴ４の少なくとも一方を設定する。

　また図１３に示すように、時刻Ｔｃでは自発運動信号Ｓ１が検出されない。一方で、時刻Ｔｃから筋発揮の遅延時間だけ後の時刻（すなわち時刻Ｔｃを基準とする動作タイミングＴ２）には、参照信号のパルスが存在している。これは、時刻Ｔｃにおいて、ユーザ１が次の接触操作を誤って行わない場合に相当する。
　このように、接触操作が必要な状況において接触操作を発生させる自発運動信号Ｓ１が検出されなかった場合、ユーザ１の指２が接触操作を行うように装着磁石１１が制御される。
　ここでは、接触操作が行われるように、引力を発生する制御信号（パルス信号）が生成される。この場合、引力のパルス信号をＯＮにするタイミングは、参照信号が立ち上がるタイミングに基づいてユーザ１の指２の接触が間に合うように設定される。また引力のパルス信号をＯＦＦにするタイミングは、参照信号が立ち下がるタイミングに設定される。
　これにより、ユーザ１が反応しなかったリズムマーク１６等に対しても接触操作を適正なタイミングで行わせることが可能となる。

　このように、本実施形態では、自発的運動信号Ｓ１の検出結果と、その運動が行われるべきタイミング（参照信号）とが比較される。そして比較結果に基づいて、接触操作を加速・減速させる動作アシストを組み合わせる事により、ユーザ１の身体運動の速度と動きのタイミングを高い時間精度で制御することが可能となる。

　図１４は、他のユーザと連動する動作アシストの一例を示す模式図である。図１５は、図１４に示す動作アシストの流れを示すブロック図である。ここでは、ユーザ１ａの接触操作を、他のユーザ１ｂの接触操作と協調・同期する動作アシストについて説明する。この動作アシストでは、ユーザ１ａとは異なる他のユーザ１ｂの随意運動を示す信号（他のユーザ１ｂの筋電信号）から検出された自発運動信号が、参照信号として用いられる。
　以下では、ユーザ１ａ及び１ｂの自発運動信号を、それぞれＳ１ａ及びＳ１ｂと記載する。このうちＳ１ｂが、ユーザ１ａの動作アシストを行うための参照信号となる。

　図１４には、ユーザ１ａとユーザ１ｂとが２人でリズムゲームを行っている様子が模式的に図示されている。図中の右側及び左側のディスプレイ１５ａ及び１５ｂには、ユーザ１ａ及びユーザ１ｂが操作するゲーム画面が表示されている。なお図１４では、装着磁石１１の図示が省略されている。
　また図１５に示すように、この動作アシストでは、ユーザ１ａ及び１ｂの動作アシストを行う身体駆動システム１００ａ及び１００ｂが互いに接続される。具体的には、ユーザ１ｂの身体駆動システム１００ｂ（自発運動信号検出部５３ｂ）から、ユーザ１ｂの筋電信号から検出された自発運動信号Ｓ１ｂが、ユーザ１ａの身体駆動システム１００ａ（身体駆動処理制御部５４ａ）に送信される。このユーザ１ｂの自発運動信号Ｓ１ｂに基づいて、ユーザ１ａの接触操作のタイミングの制御や、接触操作を発生させるあるいは抑制する制御が行われる。これにより、２人の運動の協調・同期を実現することができる。

　図１６は、図１４に示す動作アシストの制御内容を説明するための模式図である。ここでは、２人のユーザ１ａ及び１ｂに同一のタイミングでリズムマーク１６を提示して、同じ運動を想定したトレーニングを行うものとする。このトレーニングでは、例えば熟練者（Expert）であるユーザ１ｂの動作を初心者（Novice）であるユーザ１ａが学習することになる。
　図１６の上側には、ユーザ１ｂの筋電信号から検出された自発運動信号Ｓ１ｂが実線のグラフで図示されている。また図１６の下側には、ユーザ１ａの筋電信号から検出された自発運動信号Ｓ１ａが点線のグラフで図示されている。

　図１６では時刻Ｔａにユーザ１ａの自発運動信号Ｓ１ａが検出される。このとき、ユーザ１ｂの自発運動信号Ｓ１ｂは、まだ検出されていない。この場合、ユーザ１ａの接触操作は、ユーザ１ｂの接触操作よりも早く行われる可能性がある。
　このため、ユーザ１ａの接触操作がユーザ１ｂの自発運動信号Ｓ１ｂにより指定されるタイミングとなるように、接触操作を減速させる動作アシストが実行される。具体的には、装着磁石１１に対して斥力を発生させる制御信号（パルス信号）が生成される。
　なお、自発運動信号Ｓ１ｂにより指定されるタイミングとは、例えばＳ１ｂによって発生する随意運動により、ユーザ１ｂの指２がタッチセンサ４５に接触すると予測されるタイミングである。これは、ユーザ１ｂについての動作タイミングＴ２であり、時刻Ｔａの直後に検出されるＳ１ｂに基づいて算出される。ここでは、ユーザ１ｂの指２がタッチセンサ４５に接触するタイミングの直前で、斥力のパルス信号がＯＦＦに設定される。

　また図１６では、時刻Ｔｂにユーザ１ｂの自発運動信号Ｓ１ｂが検出される。一方で、時刻Ｔｂには、ユーザ１ａの自発運動信号Ｓ１ａが検出されない。この場合、ユーザ１ｂの接触操作よりもユーザ１ａの接触操作が遅れる、あるいはユーザ１ａの接触操作がそもそも行われない可能性がある。
　このように、接触操作が必要な状況において接触操作を発生させる自発運動信号Ｓ１ａが検出されなかった場合、ユーザ１ａの指２が接触操作を行うように装着磁石１１が制御される。
　ここでは、接触操作が行われるように、引力を発生する制御信号（パルス信号）が生成される。この場合、引力のパルス信号をＯＮにするタイミングは、例えばユーザ１ｂの接触操作が行われると予測されるタイミングの直前に設定される。また引力のパルス信号をＯＦＦにするタイミングは、ユーザ１ｂの接触操作が終了するタイミングに設定される。
　これにより、ユーザ１ｂの動作に合わせてユーザ１ａの接触操作を発生させる（あるいは加速させる）ことが可能となる。

　また図１６では、時刻Ｔｃにユーザ１ａ及びユーザ１ｂの自発運動信号Ｓ１ａ及びＳ１ｂがともに検出される。この場合、ユーザ１ａ及びユーザ１ｂの接触操作のタイミングは、略一致しているものとして、制御信号は生成されず、電磁石２１（装着磁石１１）は駆動されない。
　これにより、ユーザ１ｂの接触操作を元にユーザ１ａの接触操作が高い時間精度で一致するように、制御することが可能となる。これにより、初心者であるユーザ１ａは、熟達者であるユーザ１ｂの接触操作を直に体験して学習することが可能となる。
　なおユーザ１ｂの自発運動信号Ｓ１ｂをそのまま参照信号とする代わりに、例えば自発運動信号Ｓ１ｂに基づいて算出されるユーザ１ｂの接触予測信号等が参照信号として用いられてもよい。

　上記したトレーニングは、ユーザ１ａの動作をユーザ１ｂの動作に同期する処理であった。これに限定されず、例えばユーザ１ａ及び１ｂの動作を相互に同期するような動作アシストが実現されてもよい。この場合、図１５の点線に示すように、ユーザ１ａの筋電信号から検出された自発運動信号Ｓ１ａが、ユーザ１ｂの身体駆動システム１００ｂ（身体駆動処理制御部５４ｂ）に送信される。これにより、互いの動作を同期することが可能となる。
　また、ユーザ１ａとユーザ１ｂとが互いに排他的な動作を行うべき場合、ユーザ１ａの自発運動信号Ｓ１ａが検出されている状況でのユーザ１ｂの運動が抑制され、逆にユーザ１ｂの自発運動信号が検出されている場合には、ユーザ１ａの運動が抑制される。これにより、互いに反対の動作を行うような協調動作を高い時間精度でアシストすることが可能となる。なお各ユーザ１ａ及び１ｂの参照信号の値を反転することでも、排他的な同期が可能である。

　図１７は、認知的な判断を伴う動作に対する動作アシストの一例を示す模式図である。ここでは、ユーザ１が認知的な判断が必要となるタスク・運動において、ユーザ１の知覚的あるいは認知的エラーを保障する動作アシストについて説明する。
　認知的な判断が必要なタスクとは、例えば信号の色から状況を認知して動作を行うか否かを判断するようなタスクである。この場合、信号の色を見間違えるというような知覚的なエラーや、信号の色に対応する状況を勘違いするといった認知的なエラーが発生し得る。

　このようなエラーを回避するために、ここでは、接触操作の要否を示す信号（接触操作を行うべき状況や、接触操作を行うべきではない状況を示す信号）が参照信号として用いられる。
　これにより、身体駆動処理制御部５４では、ユーザ１の自発運動信号Ｓ１によって発生する動作が実行されるべきか否かを判定することが可能となる。また自発運動信号Ｓ１によって発生する動作を変更する場合には、ユーザ１の動作に必要な変更・介入を行うための動作アシストが設定され、身体駆動処理制御部５４によりユーザ１の動作がアシストされる。

　図１７では、ユーザ１がサイン１８の色に応じてタッチセンサ４５を触るタスクが行われる。ここでは、サイン１８の色が青色（図１７では白色）の場合をＧｏサインとする。Ｇｏサインは、タッチセンサ４５に触れるべき状況を示すサインである。またサイン１８の色が赤色（図１７では黒色）の場合をＮｏＧｏサインとする。ＮｏＧｏサインは、タッチセンサ４５に触れるべきではない状況を示すサインである。
　このＧｏサイン及びＮｏＧｏサインを示す信号が、参照信号として用いられる。

　図１７Ａでは、Ｇｏサインが提示された状況で、ユーザ１の接触操作を発生させる自発運動信号Ｓ１が検出される。この場合、ユーザ１の指２が実際にタッチセンサ４５に接触するまえに、タスク結果は適切な接触操作（Hit）になると予測できる。このため装着磁石１１（電磁石２１）を駆動する動作アシストは行われない。
　図１７Ｂでは、ＮｏＧｏサインが提示された状況で、ユーザ１の接触操作を発生させる自発運動信号Ｓ１が検出されない。この場合、ユーザ１の指２は、タッチセンサ４５に接触しないものとして、タスク結果は適切な接触操作の回避（Correct rejection）になると予測できる。このため図１７Ｂでも装着磁石１１（電磁石２１）を駆動する動作アシストは行われない。

　図１７Ｃでは、Ｇｏサインが提示された状況で、ユーザ１の接触操作を発生させる自発運動信号Ｓ１が検出されない。この場合、ユーザ１の指２は、タッチセンサ４５に接触しないものとして、タスク結果は接触操作の不実行（Miss）になると予測できる。
　このように、接触操作が必要な状況において接触操作を発生させる自発運動信号Ｓ１が検出されなかった場合、ユーザ１の指２が接触操作を行うように装着磁石１１が制御される。ここでは、装着磁石１１に引力（図中の白色の矢印）が作用するように電磁石２１が駆動される。

　図１７Ｄでは、ＮｏＧｏサインが提示された状況で、ユーザ１の接触操作を発生させる自発運動信号Ｓ１が検出される。この場合、ユーザ１の指２が実際にタッチセンサ４５に接触するまえに、タスク結果は不適切な接触操作（False alarm）になると予測できる。
　このように、接触操作が必要ではない状況において接触操作を発生させる自発運動信号Ｓ１が検出された場合、ユーザ１の指２が接触操作を行わないように装着磁石１１が制御される。ここでは、装着磁石１１に斥力（図中の灰色の矢印）が作用するように電磁石２１が駆動される。

　図１７Ｃ及び１７Ｄに示すように、ユーザ１は、Ｇｏであるのにも関わらず、アクションするのが遅れてしまったり、ＮｏＧｏであるのにも関わらずアクションを行ってしまったりする。これに対し、本技術を用いることで、Ｇｏであるのにも関わらず、動くのが遅れた場合には、動作アシストを実行することによって、アクションを間に合わせることができる。またＮｏＧｏであるのにも関わらず、動こうとしている場合には、自発運動信号Ｓ１を運動発生前に検出することができるので、運動が発生する前にその運動を抑制するような動作アシストが可能である。
　これにより、ユーザ１の認知的エラーや知覚的エラーを事前に回避することが可能となり、ユーザ１の接触操作等の精度を十分に高めることが可能となる。

　以上、本実施形態に係る電磁石制御部５２では、測定タイミングＴ１でのユーザ１の筋電信号に伴い動作タイミングＴ２で生じるユーザ１の指２（身体部分）の動作が、指２に装着された装着磁石ユニット１０を動かすことで補助される。この装着磁石ユニット１０は、測定タイミングＴ１から動作タイミングＴ２までの期間に含まれる制御タイミングＴ３で駆動される。これにより、ユーザの身体部分の動作に先行してアシストを開始することが可能となり、ユーザの動作のタイミングを適切に制御することが可能となる。

　人間の動作をアシストする方法として、人間の動きを検知した後に、その動きに対してのアシストや補正を加えるといった方法がある。この場合、信号の検出や処理に伴う時間遅延が発生する場合がある。また人間の体を駆動する方式として、機械的な機構（装着型のエグゾスケルトン等）を用いる場合には、機械動作に伴う遅延が発生する場合がある。また筋肉そのものに刺激を与えて筋肉を発揮させるＥＭＳ（Electrical Muscle Stimulation）を用いる場合にも、筋肉が発揮して実際に体が動くまでには遅延が生じる。
　このような信号処理の遅延や、駆動方式に応じた遅延により、動作を適切なタイミングに間に合わせることや、運動開始後に運動を抑制することが難しくなる場合がある。

　本実施形態では、ユーザ１の指２の動作が生じる動作タイミングＴ２よりも前に、指２を駆動する制御タイミングＴ３が設定される。これにより、随意運動を示す信号によって生じるユーザ１の動作に先行して、ユーザ１の指２が駆動される。これにより、信号の検出や処理に伴う時間遅延を十分に回避するとともに、ユーザ１の動作のタイミングを適正に制御することが可能となる。

　また本実施形態では、ユーザ１の指２を動かす身体駆動部３０として、電磁力を用いた駆動機構（装着磁石ユニット１０及び電磁石ユニット２０）が用いられる。このため、身体駆動部３０では、機械的な駆動時間の遅延や、筋発揮に伴う遅延は発生しない。これにより、例えば高い時間分解能で、ユーザ１の指２を駆動させることが可能となり、ユーザ１の動作のタイミングを十分に高い精度で制御することが可能となる。

　＜第２の実施形態＞
　本技術に係る第２の実施形態の身体駆動システムについて説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した身体駆動システム１００における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。

　図１８は、第２の実施形態に係る身体駆動システム２００の構成例を示す模式図である。身体駆動システム２００は、ユーザ１の手の５つの指２ごとに、接触操作の動作アシストを行うシステムである。
　身体駆動システム２００は、身体駆動部２３０と、筋電センサ２４０と、スクリーンインターフェース２４５と、電磁石コントローラ２５０とを有する。
　身体駆動部２３０は、装着磁石ユニット２１０と、電磁石ユニット２２０と、電磁石駆動部２２５とを有する。
　装着磁石ユニット２１０は、ユーザ１の各指２に装着される装着磁石１１を含む。
　電磁石ユニット２２０は、装着磁石１１に作用する磁界を発生する少なくとも１つの電磁石２１を含む。図１８に示す例では、ユーザ１の右手の５つの指２ごとに装着磁石１１が装着され、各指２（各装着磁石１１）に対応する５つの電磁石２１が設けられる。このように、電磁石ユニット２２０には、ユーザ１の指２に対応してスクリーンインターフェース２４５に配置された少なくとも１つの電磁石２１が含まれる。
　電磁石駆動部２２５は、電磁石コントローラ２５０から出力された制御信号に基づいて、各電磁石２１を個別に駆動する。

　筋電センサ２４０は、複数の表面電極４１を用いて、観察対象となる筋肉の発揮を個別に検出する。各表面電極４１は、ユーザ１の各指２を動かす筋肉の筋電信号を検出可能な位置にそれぞれ配置される。図１８には、複数の表面電極４１を含むバンド型の装着具が模式的に図示されている。
　筋電センサ２４０は、各表面電極４１により測定された筋肉の活動電位を検出し、指２ごとの筋電信号として、電磁石コントローラ２５０に出力する。

　スクリーンインターフェース２４５は、ユーザ１が指２を接触させて操作するタッチスクリーンを備えたディスプレイである。上記した電磁石ユニット２２０は、スクリーンインターフェース２４５に設けられる。より詳しくは、スクリーンインターフェース２４５の操作面（ユーザ１の指２が接触する面）の裏側に、各指２に対応した複数の電磁石２１が配置される。
　本実施形態では、入力装置であるスクリーンインターフェース２４５に対してユーザ１が指２を動かして接触操作を行う際に、電磁石２１が駆動される。

　電磁石コントローラ２５０は、各電磁石２１を個別に制御することで、各指２に装着された装着磁石１１を個別に駆動する。例えば、筋電センサ２４０で測定された筋電信号から、ユーザ１の指２の自発運動信号Ｓ１を検出し、その検出結果に基づいて対応する電磁石２１を駆動するための制御信号を生成する。これらの処理は、各指２ごとに独立して実行される。
　これにより、ユーザ１の５つの指２をそれぞれ加速・減速させるといった動作アシストが可能となり、スクリーンインターフェース２４５に対する入力操作を高い時間精度で制御することが可能となる。なお、電磁石ユニット２２０は、例えばキーボード操作やタッチパネル操作の動作アシストに用いられてもよい。これにより、精確かつ高速な入力操作等を実現することが可能となる。

　＜第３の実施形態＞
　図１９は、第３の実施形態に係る身体駆動システムの構成例を示す模式図である。身体駆動システム３００では、ユーザ１の随意運動を示す信号として、上記した筋電信号に代えて、ユーザ１の脳で検出される脳波信号が用いられる。
　図１９には、ユーザ１が随意運動を行うことを決定してから、実際に運動が発生するまでの、随意運動の指令を伝達する信号（自発運動信号）の流れが模式的に図示されている。自発運動信号の流れは、基本的には図５を参照して説明したものと同じである。

　身体駆動システム３００は、ユーザ１の脳波（ＥＥＧ：Electroencephalography）を測定する脳波センサ３４０を有する。脳波センサ３４０は、例えばユーザ１が頭部に装着して使用する非侵襲性の電極ユニットを備える脳波計である。図１９には、脳波センサ３４０の電極ユニットが模式的に図示されている。なお脳波センサ３４０として、侵襲性の電極ユニットや、半侵襲性の電極ユニット等を備えるセンサが用いられてもよい。
　脳波センサ３４０により測定された脳波信号は、電磁石コントローラ３５０に入力される。電磁石コントローラ３５０では、例えば脳波信号から指２を動かす随意運動の信号（自発運動信号）を検出し、その検出結果に基づいて電磁石２１が駆動される。

　例えば、指２を動かす随意運動が発生する場合、指２の筋肉の筋電信号（ＥＭＧ）から検出される自発運動信号は、実際に指２が動くタイミングよりも４０ｍＳｅｃ程度先行した信号となる。
　これに対して、指２を動かす随意運動を発生させる自発運動信号を、脳波信号から検出したとする。この場合、信号が脊髄等を通過するのに要する時間が省かれるため、例えば筋電信号よりも１００ｍＳｅｃ程度先行して随意運動の発生を検出することが可能となる。
　このため、脳波センサ３４０を用いて自発運動信号を検出することで、ユーザ１の動作を確実にアシストするといったことが可能となる。

　また、ユーザ１の随意運動を示す信号として、脳３と筋肉４とをつなぐ途中経路にある脊髄で検出される信号（脊髄信号）が用いられてもよい。この場合も、筋電信号よりも速いタイミングで随意運動の発生を検出することが可能となる。
　この他、ユーザ１の随意運動の発生を示すことが可能な任意の信号が用いられてよい。

　＜その他の実施形態＞
　本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

　上記では、自発運動信号Ｓ１や参照信号が示すタイミングにあわせて、電磁石を駆動するタイミング（制御タイミングＴ３）を設定する方法について説明した。制御タイミングＴ３を設定する際に、装着磁石を駆動する駆動力（電磁石の引力及び斥力）の強度が設定されてもよい。
　例えば、引力の強度を高くすることで、ユーザの指（装着磁石）を引き付ける速度が早くなる。また例えば、斥力の強度を高くすることで、ユーザの指（装着磁石）がタッチセンサに接触するタイミングを遅くすることも可能である。このように引力や斥力の強度を調整することで、接触操作の速度等を調整することが可能となる。

　また、装着磁石を駆動する駆動力に応じて、制御タイミングＴ３、又は終了タイミングＴ４の少なくとも一方が設定されてもよい。上記したように、装着磁石の駆動力に応じて、ユーザが一定の動作（タッチセンサへの接触等）をするまでに要する時間を短くすることや長くすることが可能である。従がって、駆動力に合わせて制御タイミングＴ３や終了タイミングＴ４を設定することで、より時間精度の高い動作アシストを実現することが可能となる。

　例えば、装着磁石に引力を作用させた場合、ユーザの指の接触操作が促進される。このように、ユーザの指の動作を促進する場合、装着磁石の駆動力（引力）が大きいほど制御タイミングＴ３が遅く設定される。例えば、引力の強度が高い場合には、電磁石をＯＮにする制御タイミングＴ３を遅くし、引力の強度が低い場合には、制御タイミングＴ３を早くするといった調整が行われる。これにより、例えばユーザの随意運動のタイミングが遅れているような場合であっても、ユーザが指をタッチセンサに接触させるタイミングを高精度に制御することが可能となる。

　また例えば、装着磁石に斥力を作用させた場合、ユーザの指の接触操作が抑制される。このように、ユーザの指の動作を抑制する場合、装着磁石の駆動力（斥力）が大きいほど終了タイミングＴ４が早く設定される。例えば、斥力の強度が高い場合には、電磁石をＯＦＦにする終了タイミングＴ４を早くし、斥力の強度が低い場合には、終了タイミングＴ４を遅くするといった調整が行われる。これにより、例えばユーザの随意運動のタイミングが早くなっているような場合であっても、ユーザが指をタッチセンサに接触させるタイミングを高精度に制御することが可能となる。

　上記では、主に電磁石を用いてユーザの身体部分（指）を駆動する構成について説明した。これに限定されず、例えば機械的な機構を用いて身体部分を駆動するような構成が用いられてもよい。例えばモータやアクチュエータ等により動作する装着型のリンク機構（エグゾスケルトン）を備えるアシストデバイスが採用されてもよい。これにより、ユーザの指、手、腕、腰、足、首等のユーザの各部の動作をアシストすることが可能となる。
　この他、ユーザの随意運動に先行して、ユーザの身体部分を動かすことが可能な任意のアシストデバイスを用いることが可能である。

　また本技術は、ユーザが行う任意の動作に対して適用可能である。
　上記したように、本技術を用いることで、例えば自発運動信号を検出して、実際に身体部分が動く前に、先行して動作アシストを行うことが可能である。例えば高い時間分解能を必要とする楽器演奏やスポーツ、あるいは高度熟達技能のトレーニングやアシスト等に本技術を適用することで、これらの動作を高い時間精度で実現することが可能となる。

　例えば、楽器演奏を行う際の指の動作がアシストされてもよい。この場合、例えば楽器の操作部分に設けられた電磁石等により、ユーザの指を近づけるあるいは遠ざける動作アシストが実現される。これにより、演奏のタイミング等を精度よくアシストすることが可能となる。また例えば、エグゾスケルトン等のアシストシステムを用いることで、スポーツを行う際の体の動きを適正なタイミングで制御するといったことも可能である。
　また、ｅｓｐｏｒｔｓ等の高速な反応を要する入力操作や、受付のタッチパネル操作のように迅速な操作が求められる場合には、本技術を適用することで、操作速度を高めることが可能である。また操作速度の速いユーザの技能を、他のユーザに学習させるといったことも可能である。

　ユーザの身体部分の動作に関する参照信号として、ユーザの周辺環境の変化等を検出した信号が用いられてもよい。
　例えば、ユーザが車両等を運転する場合、周辺環境に応じた運転操作が必要となる。このような運転操作を周辺環境の変化を検出してアシストすることも可能である。
　一例として、ユーザの足によるアクセル操作やブレーキ操作を対象とする動作アシストを想定する。このような動作アシストは、例えばユーザの足（大腿部、下腿部、足首等）や靴底等に装着した磁石に引力や斥力を作用させてユーザの足を動かす機構や、ユーザの足を動かすエグゾスケルトン等を用いて実現される。

　またユーザが運転する車両には、例えば車両前方を撮影する車載カメラ等が設けられる。車載カメラにより撮影された映像は、画像認識等を行うコンピュータに入力される。コンピュータでは、車載カメラの映像から、車両前方の信号の状態（赤信号や青信号等）が検出される。この検出結果が、参照信号として用いられる。従って、参照信号は、ユーザがユーザの身体部分（足）を動かすか否かを判断するための情報を所定のセンサ（車載カメラ）を用いてセンシングした結果を示す信号であると言える。

　例えば、信号が赤信号である場合に、ユーザがアクセルを踏み込もうとする自発運動信号が検出されたとする。この場合、赤信号にもかかわらず車両が加速する恐れがある。このため、ユーザがアクセルを踏み込む前にアクセル操作を阻害する動作アシスト（例えばユーザの足をアクセルペダルから引き離す等）が実行される。
　また例えば、信号が赤信号である場合に、ブレーキの踏み込み動作を発生させる自発運動信号が検出されなかったとする。この場合、赤信号を無視して車両が進行する恐れがある。このため、車両が適切な位置で停止可能となるようにユーザにブレーキを踏ませる動作アシストが実行される。
　このように、ユーザがアクセル操作やブレーキ操作を行う際に参照する情報を、参照信号として用いることで、ユーザの誤操作等を回避することが可能となる。

　また車両の後方や側方を撮影するカメラ等用いられてもよい。
　例えば車両の後方を撮影するカメラを用いて後続車両が検出される。この場合、後続車両が十分に近い場合等には、ブレーキを踏み込む動作が抑制される。これにより急ブレーキ等が回避されるため、後続車両との衝突を回避することが可能となる。
　また例えば車両の側方を撮影するカメラを用いて並走する車両が検出される。この場合、車線変更するためのアクセル操作が抑制される。あるいは、ユーザのハンドル操作等が抑制されてもよい。これにより、並走車両との衝突等を事前に回避することが可能となる。
　この他、ＬｉＤＡＲセンサ、レーダセンサ、超音波センサ等の距離センサが用いられてもよい。

　また例えば、スポーツ等を行っているユーザの周辺を撮影した映像をもとに参照信号が生成されてもよい。例えばユーザがテニスを行っている場合、ユーザの周辺の映像から、ボールの位置を検出して、ボールの軌道が算出される。この結果から、ラケットを動かすべきタイミングが推定され、その情報が参照信号として用いられる。これにより、ユーザは適切なタイミングでラケットを振ることが可能となる。
　このように、ユーザの周辺環境から必要な情報を検出して参照信号を生成することで、ユーザが行う様々な動作のタイミングを精度よく制御することが可能となる。

　参照信号を生成するために用いるセンサの種類は限定されない。
　例えば、周辺環境の明るさを検出する照度センサが用いられてもよい。これにより、例えばユーザの視界が暗い場合等にアクセルやブレーキの操作を抑制するといった動作アシストが可能となる。
　また路面センサ、温度センサ、あるいはＧＰＳセンサに基づく天気情報等が用いられてもよい。これにより、例えば路面の状態（凍結や積雪等）を検出してアクセルやブレーキの操作等を補助することが可能となる。
　また風向きや風量等を計測するセンサが用いられてもよい。これにより、例えばユーザがテニスやゴルフ等のスポーツを行う際に、風の影響等を考慮したフォームでユーザに動作させるといったことが可能となる。
　また気圧センサや高度センサ等が用いられてもよい。これにより、例えばユーザの心肺にかかる負荷が軽減されるようにユーザの動作量を制御するといったことが可能となる。

　上記では身体駆動システムのコンピュータにより、本技術に係る情報処理方法が実行される場合を説明した。しかしながら身体駆動システムに搭載されたコンピュータとネットワーク等を介して通信可能な他のコンピュータとにより、本技術に係る情報処理方法、及びプログラムが実行されてもよい。

　すなわち本技術に係る情報処理方法、及びプログラムは、単体のコンピュータにより構成されたコンピュータシステムのみならず、複数のコンピュータが連動して動作するコンピュータシステムにおいても実行可能である。なお本開示において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれもシステムである。

　コンピュータシステムによる本技術に係る情報処理方法、及びプログラムの実行は、例えばユーザの身体部分を動かす作用部を制御する処理が、単体のコンピュータにより実行される場合、及び各処理が異なるコンピュータにより実行される場合の両方を含む。また所定のコンピュータによる各処理の実行は、当該処理の一部または全部を他のコンピュータに実行させその結果を取得することを含む。

　すなわち本技術に係る情報処理方法及びプログラムは、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成にも適用することが可能である。

　以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。

　本開示において、「同じ」「等しい」「直交」等は、「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に直交」等を含む概念とする。例えば「完全に同じ」「完全に等しい」「完全に直交」等を基準とした所定の範囲（例えば±１０％の範囲）に含まれる状態も含まれる。

　なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御する制御部
　を具備する情報処理装置。
（２）（１）に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記ユーザの随意運動を示す信号から前記ユーザの随意運動を発生させる運動信号を検出し、前記運動信号の検出タイミングを基準として、前記作用部を制御する前記第３の時点を設定する
　情報処理装置。
（３）（２）に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記運動信号が検出された場合、前記第２の時点を基準として、前記ユーザの身体部分の動作が加速又は減速するように前記作用部を制御する
　情報処理装置。
（４）（２）又は（３）に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記ユーザの身体部分の動作に関する参照信号に基づいて、前記作用部を制御する
　情報処理装置。
（５）（４）に記載の情報処理装置であって、
　前記参照信号は、前記ユーザの身体部分の動作のタイミングを示す信号であり、
　前記制御部は、前記ユーザの身体部分の動作のタイミングに基づいて、前記作用部を制御する前記第３の時点、又は前記作用部の制御を終了する第４の時点の少なくとも一方を設定する
　情報処理装置。
（６）（５）に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記作用部を駆動する駆動力に応じて、前記第３の時点、又は前記第４の時点の少なくとも一方を設定する
　情報処理装置。
（７）（６）に記載の情報処理装置であって、
　前記作用部は、前記ユーザの身体部分の動作を促進又は抑制するように駆動可能であり、
　前記制御部は、前記ユーザの身体部分の動作を促進する場合、前記作用部の駆動力が大きいほど前記第３の時点を遅く設定し、前記ユーザの身体部分の動作を抑制する場合、前記作用部の駆動力が大きいほど前記第４の時点を早く設定する
　情報処理装置。
（８）（４）から（７）のうちいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
　前記参照信号は、前記ユーザが前記ユーザの身体部分を動かして行う所定の動作の要否を示す信号であり、
　前記制御部は、前記参照信号が示す前記所定の動作の要否と前記所定の動作を発生させる前記運動信号の有無とを比較し、当該比較結果に基づいて前記作用部を制御する
　情報処理装置。
（９）（８）に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記所定の動作が必要な状況において前記所定の動作を発生させる前記運動信号が検出されなかった場合、前記ユーザの身体部分が前記所定の動作を行うように前記作用部を制御する
　情報処理装置。
（１０）（８）又は（９）に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記所定の動作が必要ではない状況において前記所定の動作を発生させる前記運動信号が検出された場合、前記ユーザの身体部分が前記所定の動作を行わないように前記作用部を制御する
　情報処理装置。
（１１）（４）から（１０）のうちいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
　前記参照信号は、前記ユーザが前記ユーザの身体部分を動かすか否かを判断するための情報を所定のセンサを用いてセンシングした結果を示す信号である
　情報処理装置。
（１２）（４）から（１０）のうちいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
　前記ユーザの身体部分の動作は、所定のアプリケーションに関する入力操作を行うための動作であり、
　前記参照信号は、前記入力操作のタイミングを示す信号である
　情報処理装置。
（１３）（４）から（１０）のうちいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
　前記参照信号は、前記ユーザとは異なる他のユーザの随意運動を示す信号から検出された運動信号である
　情報処理装置。
（１４）（１）から（１３）のうちいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
　前記ユーザの随意運動を示す信号は、前記ユーザの筋電信号、前記ユーザの脳波信号、又は前記ユーザの脊髄信号のうち少なくとも１つである
　情報処理装置。
（１５）（１）から（１４）のうちいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
　作用部は、磁界に応じた力を受ける第１磁界作用部であり、
　前記制御部は、前記第１磁界作用部と前記第１磁界作用部とは別に設けられた第２磁界作用部との間の磁界を電気的に変化させて、前記第１磁界作用部を制御する
　情報処理装置。
（１６）（１５）に記載の情報処理装置であって、
　前記第１磁界作用部及び前記第２磁界作用部の少なくとも一方は、電磁石を含み、
　前記制御部は、前記第１磁界作用部と前記第２磁界作用部との間に、引力又は斥力
となる磁力が発生するように前記電磁石を制御する
　情報処理装置。
（１７）（１５）又は（１６）に記載の情報処理装置であって、
　前記ユーザの身体部分の動作は、前記ユーザが前記ユーザの身体部分を動作対象に接触させる接触動作であり、
　前記第２磁界作用部は、前記動作対象に設けられる
　情報処理装置。
（１８）（１７）に記載の情報処理装置であって、
　前記ユーザの身体部分は、前記ユーザの指であり、
　前記接触動作は、前記ユーザの指による接触操作であり、
　前記動作対象は、前記接触操作を受け付ける入力装置である
　情報処理装置。
（１９）第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御する
　ことをコンピュータシステムが実行する情報処理方法。
（２０）第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御するステップ
　を実行させるプログラムが記録されているコンピュータが読み取り可能な記録媒体。

　Ｓ１…自発的運動信号
　Ｔ１…測定タイミング
　Ｔ２…動作タイミング
　Ｔ３…制御タイミング
　１…ユーザ
　２…指
　１０、２１０…装着磁石ユニット
　１１…装着磁石
　２０、２２０…電磁石ユニット
　２１…電磁石
　２５…電磁石駆動部
　３０…身体駆動部
　４０、２４０…筋電センサ
　３４０…脳波センサ
　５０、２５０、３５０…電磁石コントローラ
　５１…記憶部
　５２…電磁石制御部
　５３…自発運動信号検出部
　５４…身体駆動処理制御部
　１００、２００、３００…身体駆動システム

Claims

　第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御する制御部
　を具備する情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記ユーザの随意運動を示す信号から前記ユーザの随意運動を発生させる運動信号を検出し、前記運動信号の検出タイミングを基準として、前記作用部を制御する前記第３の時点を設定する
　情報処理装置。
　請求項２に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記運動信号が検出された場合、前記第２の時点を基準として、前記ユーザの身体部分の動作が加速又は減速するように前記作用部を制御する
　情報処理装置。
　請求項２に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記ユーザの身体部分の動作に関する参照信号に基づいて、前記作用部を制御する
　情報処理装置。
　請求項４に記載の情報処理装置であって、
　前記参照信号は、前記ユーザの身体部分の動作のタイミングを示す信号であり、
　前記制御部は、前記ユーザの身体部分の動作のタイミングに基づいて、前記作用部を制御する前記第３の時点、又は前記作用部の制御を終了する第４の時点の少なくとも一方を設定する
　情報処理装置。
　請求項５に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記作用部を駆動する駆動力に応じて、前記第３の時点、又は前記第４の時点の少なくとも一方を設定する
　情報処理装置。
　請求項６に記載の情報処理装置であって、
　前記作用部は、前記ユーザの身体部分の動作を促進又は抑制するように駆動可能であり、
　前記制御部は、前記ユーザの身体部分の動作を促進する場合、前記作用部の駆動力が大きいほど前記第３の時点を遅く設定し、前記ユーザの身体部分の動作を抑制する場合、前記作用部の駆動力が大きいほど前記第４の時点を早く設定する
　情報処理装置。
　請求項４に記載の情報処理装置であって、
　前記参照信号は、前記ユーザが前記ユーザの身体部分を動かして行う所定の動作の要否を示す信号であり、
　前記制御部は、前記参照信号が示す前記所定の動作の要否と前記所定の動作を発生させる前記運動信号の有無とを比較し、当該比較結果に基づいて前記作用部を制御する
　情報処理装置。
　請求項８に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記所定の動作が必要な状況において前記所定の動作を発生させる前記運動信号が検出されなかった場合、前記ユーザの身体部分が前記所定の動作を行うように前記作用部を制御する
　情報処理装置。
　請求項８に記載の情報処理装置であって、
　前記制御部は、前記所定の動作が必要ではない状況において前記所定の動作を発生させる前記運動信号が検出された場合、前記ユーザの身体部分が前記所定の動作を行わないように前記作用部を制御する
　情報処理装置。
　請求項４に記載の情報処理装置であって、
　前記参照信号は、前記ユーザが前記ユーザの身体部分を動かすか否かを判断するための情報を所定のセンサを用いてセンシングした結果を示す信号である
　情報処理装置。
　請求項４に記載の情報処理装置であって、
　前記ユーザの身体部分の動作は、所定のアプリケーションに関する入力操作を行うための動作であり、
　前記参照信号は、前記入力操作のタイミングを示す信号である
　情報処理装置。
　請求項４に記載の情報処理装置であって、
　前記参照信号は、前記ユーザとは異なる他のユーザの随意運動を示す信号から検出された運動信号である
　情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　前記ユーザの随意運動を示す信号は、前記ユーザの筋電信号、前記ユーザの脳波信号、又は前記ユーザの脊髄信号のうち少なくとも１つである
　情報処理装置。
　請求項１に記載の情報処理装置であって、
　作用部は、磁界に応じた力を受ける第１磁界作用部であり、
　前記制御部は、前記第１磁界作用部と前記第１磁界作用部とは別に設けられた第２磁界作用部との間の磁界を電気的に変化させて、前記第１磁界作用部を制御する
　情報処理装置。
　請求項１５に記載の情報処理装置であって、
　前記第１磁界作用部及び前記第２磁界作用部の少なくとも一方は、電磁石を含み、
　前記制御部は、前記第１磁界作用部と前記第２磁界作用部との間に、引力又は斥力となる磁力が発生するように前記電磁石を制御する
　情報処理装置。
　請求項１５に記載の情報処理装置であって、
　前記ユーザの身体部分の動作は、前記ユーザが前記ユーザの身体部分を動作対象に接触させる接触動作であり、
　前記第２磁界作用部は、前記動作対象に設けられる
　情報処理装置。
　請求項１７に記載の情報処理装置であって、
　前記ユーザの身体部分は、前記ユーザの指であり、
　前記接触動作は、前記ユーザの指による接触操作であり、
　前記動作対象は、前記接触操作を受け付ける入力装置である
　情報処理装置。
　第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御する
　ことをコンピュータシステムが実行する情報処理方法。
　第１の時点のユーザの随意運動を示す信号に基づいて、前記第１の時点から前記ユーザの随意運動を示す信号に応じた前記ユーザの身体部分の動作が生じる第２の時点までの期間に含まれる第３の時点で、前記ユーザの身体部分に装着され前記ユーザの身体部分を動かす作用部を制御するステップ
　を実行させるプログラムが記録されているコンピュータが読み取り可能な記録媒体。