WO2023181288A1 - 姿勢制御装置 - Google Patents

姿勢制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023181288A1
WO2023181288A1 PCT/JP2022/014074 JP2022014074W WO2023181288A1 WO 2023181288 A1 WO2023181288 A1 WO 2023181288A1 JP 2022014074 W JP2022014074 W JP 2022014074W WO 2023181288 A1 WO2023181288 A1 WO 2023181288A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stimulation
tactile
posture
user
extra
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/014074
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
武史 藤原
浩一郎 都竹
仁 平田
慎太郎 大山
Original Assignee
豊田合成株式会社
国立大学法人東海国立大学機構
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 豊田合成株式会社, 国立大学法人東海国立大学機構 filed Critical 豊田合成株式会社
Priority to PCT/JP2022/014074 priority Critical patent/WO2023181288A1/ja
Publication of WO2023181288A1 publication Critical patent/WO2023181288A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about

Definitions

  • the present invention relates to an attitude control device.
  • Patent Document 1 discloses a skin sensation stimulation device that provides skin sensation stimulation to a user based on information regarding a change in posture output from a detection means capable of detecting a change in the user's posture.
  • the skin sensation stimulation device of Patent Document 1 gives a skin sensation stimulation to the user to alert the user to a change in posture or to guide a desired movement.
  • the skin sensation stimulation device of Patent Document 1 prompts the user to take actions to maintain posture by making the user aware of posture changes by applying skin sensation stimulation. On the other hand, most human posture control actions, such as posture maintenance, are performed unconsciously.
  • the skin sensation stimulation device of Patent Document 1 has room for improvement in encouraging movements related to postural control that are performed unconsciously.
  • a posture control device configured to assist the user's posture, and configured to include a posture information detection section and a tactile stimulation to the user's somatosensory receptors.
  • a tactile stimulus applying section configured to provide a non-tactile stimulus to a user
  • a non-tactile stimulus applying section configured to apply a non-tactile stimulus to the user
  • the posture information detecting section detecting ground pressure at a plurality of locations on the sole of the foot
  • the extra-tactile stimulation applying section is configured to detect a posture change based on a temporal change in the detected ground pressure
  • the extra-tactile stimulation applying section applies the tactile stimulation at a predetermined timing based on the detection result of the posture information detecting section.
  • the non-tactile stimulus is sensory integrated with the tactile stimulus provided by the section to provide the user with the non-tactile stimulus that assists the user in controlling his or her posture.
  • the extra-tactile stimulus provided by the extra-tactile stimulus providing section is at least one of an auditory stimulus and a visual stimulus.
  • the extra-tactile stimulation applied by the extra-tactile stimulation applying section is stimulation through the skin.
  • the extra-tactile stimulation applying unit includes an extra-tactile stimulation actuator configured to generate an extra-tactile stimulus, and the extra-tactile stimulation actuator is configured to generate an extra-tactile stimulation at a point beyond the ankle of the user's foot. placed in an attachment device configured to be attached to the site.
  • the tactile stimulation applying unit is configured to apply contracture vibration to the user that induces at least one of a contracture reaction that tenses the toes and a contracture response that lifts the toes. and a contracture stimulation applying section.
  • One aspect of the posture control device includes a toe distance detection unit configured to detect a distance between a toe and a ground contact surface, and the contracture stimulation applying unit is configured to detect a distance between a toe and a ground surface, and the contracture stimulation applying unit may perform the following steps at at least one of a first timing and a second timing.
  • the contracture vibration that induces a contracture reaction in which the toe lifts is applied to the user, and the first timing is set when the distance between the toe and the ground surface at the time of heel landing is less than or equal to a first threshold value.
  • the second timing is a timing at which the distance between the toe and the ground contact surface is equal to or less than a second threshold value during a period from a predetermined period of time after the toe takes off to the heel landing.
  • the tactile stimulation applying unit provides tactile stimulation of at least one of weak vibrations that intensify tactile signals transmitted from the sole of the foot upon contact with the ground based on stochastic resonance, and strong vibrations that induce firing of nerve impulses.
  • An auxiliary stimulation applying section configured to apply the auxiliary stimulation to the sole of the foot is provided.
  • One aspect of the posture control device is configured to determine whether or not the walking state is abnormal based on a temporal change in the center of gravity during walking calculated from the ground pressure detected by the posture information detection section. It includes a posture determining section, and the auxiliary stimulation applying section is configured to apply a tactile stimulus to the sole of the foot when the determination result of the posture determining section is that the walking state is abnormal.
  • the posture determination unit estimates a region in the sole of the foot where the function of somatosensory receptors is decreased in response to an input of a temporal change in the center of gravity during walking of the user.
  • the auxiliary stimulation applying unit is configured to estimate a region in the sole of the user's foot where the function of the somatosensory receptor is decreased using the center of gravity change model configured to output the model.
  • tactile stimulation can be applied independently to multiple locations on the sole of the foot, and the tactile stimulation is applied to the area where the function of the somatosensory receptor is estimated to be decreased by the posture determining unit; is configured to do so.
  • FIG. 1 is a block diagram of the attitude control device.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the mounting device.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the arrangement of a pressure sensor, a contracture stimulation actuator, and an auxiliary stimulation actuator.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the walking cycle.
  • FIG. 5 is waveform data representing temporal changes in detected values for each part of the sole of the foot detected by the pressure sensor.
  • the posture control device includes a mounting device 10 configured to be worn by a user, and an information processing device 11.
  • the mounting device 10 is a mounting tool that includes a part that is used by being worn on the user's foot beyond the ankle.
  • Examples of the wearing device 10 include shoes, socks, and insoles.
  • FIG. 2 in this embodiment, as an example, a case will be described in which the wearing device 10 is a shoe.
  • the information processing device 11 is, for example, a server, a PC (Personal Computer), a mobile phone such as a smartphone, or a tablet terminal.
  • the mounting device 10 includes a transmitting/receiving section 12.
  • the information processing device 11 includes a transmitting/receiving section 13 .
  • the transmitter/receiver 12 and the transmitter/receiver 13 have wired or wireless communication means and communicate with each other using a known communication method.
  • Known communication methods include, for example, short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) communication.
  • the posture control device includes a posture information detecting section 20, a toe distance detecting section 30, a tactile stimulation applying section 40, and an extra-tactile stimulation applying section 50 as functional components. Each component will be specifically explained below.
  • the posture information detection unit 20 includes a pressure sensor 21 provided in the wearing device 10, a foot position detection unit 22, a center of gravity detection unit 23, a posture determination unit 24, and a posture detection unit 24 provided in the information processing device 11.
  • An information storage section 25 is provided.
  • the foot position detection unit 22, the center of gravity detection unit 23, and the posture determination unit 24 are: 1) one or more processors that operate according to a computer program (software); 2) a specific purpose processor that executes at least some of various processes. 3) one or more dedicated hardware circuits, such as an integrated circuit (ASIC); or 3) a combination thereof.
  • the posture information detection unit 20 detects posture information indicating a change in the user's posture based on the pressure information detected by the pressure sensor 21.
  • the pressure sensor 21 is a sensor attached to the insole 10a of the shoe, and detects the ground pressure applied to the sole of the user's foot.
  • the pressure sensor 21 includes four types of sensors: a heel sensor 21a, a toe sensor 21b, an inner sensor 21c, and an outer sensor 21d.
  • the heel sensor 21a is disposed at a portion where the load of the heel is applied, and detects the pressure applied to the heel of the sole of the foot.
  • the toe sensor 21b is placed at any of the parts of the bases of the second to fourth toes where a load is applied, and detects the pressure applied to the toes of the sole of the foot.
  • the inner sensor 21c is disposed on the inner side of the line L1 connecting the heel sensor 21a and the toe sensor 21b, in the area where the ball of the foot is loaded, and detects the pressure applied to the inner side of the sole.
  • the outer sensor 21d is disposed on the outer side of the line L1 at the part where the little foot ball is loaded, and detects the pressure applied to the outer part of the sole.
  • the heel sensor 21a and the toe sensor 21b are arranged to detect pressure at a first position and a second position spaced apart in the front-rear direction on the sole of the foot.
  • the inner sensor 21c and the outer sensor 21d are arranged to detect pressure at a third position and a fourth position spaced apart in the left-right direction across the line L1 connecting the first position and the second position.
  • the pressure sensors 21 independently detect the pressure applied to each part of the sole at predetermined time intervals.
  • the predetermined time is, for example, 5 to 30 milliseconds.
  • a known pressure-sensitive sensor using a piezoelectric element or the like can be used.
  • a capacitive sensor made of an elastomer using a dielectric elastomer from the viewpoint of elasticity and durability.
  • the dielectric elastomer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer.
  • a capacitive sensor made of an elastomer is, for example, a multilayer structure including a sheet-like dielectric layer made of a dielectric elastomer and electrode layers arranged on both sides of the dielectric layer in the thickness direction. If necessary, an insulating layer may be laminated on the outermost layer of the capacitive sensor.
  • Capacitive sensors made of elastomers expand or contract under pressure. This deformation changes the capacitance of the capacitor formed by the pair of electrode layers. By determining this change in capacitance using a determination circuit or the like, the pressure acting on the dielectric elastomer is detected.
  • the dielectric elastomer constituting the dielectric layer is not particularly limited, and dielectric elastomers used in known capacitive sensors can be used.
  • Examples of the dielectric elastomer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer.
  • One type of these dielectric elastomers may be used, or a plurality of types may be used in combination.
  • the thickness of the dielectric layer is, for example, 20-200 ⁇ m.
  • Examples of materials constituting the electrode layer include conductive elastomers, carbon nanotubes, Ketjen Black (registered trademark), and metal vapor deposition films.
  • Examples of the conductive elastomer include conductive elastomers containing an insulating polymer and a conductive filler.
  • Examples of the above-mentioned insulating polymer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer. One type of these insulating polymers may be used, or a plurality of types may be used in combination.
  • Examples of the conductive filler include carbon nanotubes, Ketjenblack (registered trademark), carbon black, and metal particles such as copper and silver. One type of these conductive fillers may be used, or a plurality of types may be used in combination.
  • the thickness of the positive electrode and the negative electrode is, for example, 1 to 100 ⁇ m.
  • the insulating elastomer constituting the insulating layer is not particularly limited, and any known insulating elastomer used for the insulating portion of a known capacitive sensor can be used.
  • the insulating elastomer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer.
  • One type of these insulating elastomers may be used, or two or more types may be used in combination.
  • the thickness of the insulating layer is, for example, 10 to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the capacitive sensor is preferably 0.3 to 1.5 mm, for example, from the viewpoint of ensuring flexibility and strength.
  • the capacitive sensor made of an elastomer has a polyrotaxane in which a dielectric elastomer is crosslinked as a constituent component, and in particular, the dielectric elastomer constituting the dielectric layer and the electrode layer is a crosslinked polyrotaxane.
  • the output curve showing the change in capacitance with respect to the change in pressure applied to the capacitance sensor is a logarithmic curve. Based on the Weber-Fechner law that states that the magnitude of human sensation is proportional to the logarithm of the strength of the stimulus received, the change in detection sensitivity according to the magnitude of pressure in a capacitive sensor with the above configuration is Approximate sensory characteristics. Therefore, when the capacitance type sensor having the above configuration is used, it is possible to obtain an output similar to that of somatosensory receptors that sense pressure in human skin.
  • the foot position detection unit 22 calculates the current position of the foot in the walking cycle based on changes in pressure information, which is the detected value of the pressure sensor 21.
  • the walking cycle refers to a period of walking from heel contact to toe contact, heel off, and toe off.
  • the current foot position in the walking cycle calculated by the foot position detection unit 22 is posture information indicating a change in the user's posture. Note that hereinafter, heel contact may be referred to as heel landing, and toe contact may be referred to as toe landing.
  • FIG. 5 is an example of waveform data representing temporal changes in detected values for each region on the sole of one foot detected by each pressure sensor 21.
  • the solid line shows the detection value of the heel sensor 21a
  • the one-dot chain line shows the detection value of the toe sensor 21b
  • the two-dot chain line shows the detection value of the inner sensor 21c
  • the broken line shows the detection value of the outer sensor 21d. Indicates the detected value.
  • the waveform data during walking is a waveform that periodically repeats a section where the pressure value is approximately constant and a section where the detected value changes.
  • the section where the detected value is substantially constant is the section where the foot is off the ground
  • the section A where the detected value is changing is the section where the foot is in contact with the ground.
  • the foot position detection unit 22 calculates the current position of the foot in the walking cycle based on the time change of the detection value detected by each pressure sensor 21. For example, the foot position detection unit 22 determines the timing when the detected value of the heel sensor 21a becomes equal to or greater than a threshold value as the timing of heel contact, and determines the timing when the detected value of the heel sensor 21a becomes equal to or less than the threshold value as the timing of heel contact. Judge it as timing. Similarly, the foot position detection unit 22 determines the timing when the detection value of the toe sensor 21b becomes equal to or greater than the threshold value as the timing of toe contact, and determines the timing when the detection value of the toe sensor 21b becomes equal to or less than the threshold value as the timing of toe-off. It is determined that the timing is right. Further, instead of the detected value of the pressure sensor 21, the determination may be made based on the amount of change in the detected value of the pressure sensor 21 per unit time.
  • the center of gravity detection unit 23 calculates the two-dimensional coordinates (X(t), Y(t)) of the center of gravity for each detection time.
  • X(t) is the horizontal coordinate of the center of gravity at time t
  • Y(t) is the longitudinal coordinate of the center of gravity at time t.
  • the two-dimensional coordinates of the center of gravity can be determined from the detection values of the four pressure sensors 21 detected at the same detection time.
  • the two-dimensional coordinates of the center of gravity detected by the center of gravity detection section 23 are accumulated and stored in the posture information storage section 25.
  • the two-dimensional coordinates of the center of gravity calculated by the center of gravity detection unit 23 are posture information indicating changes in the user's posture.
  • the posture determination unit 24 determines whether or not the user is in an abnormal walking state based on the temporal change in the center of gravity when the user is walking. For the above determination by the posture determining section 24, the center of gravity change model 25a stored in the posture information storage section 25 is used.
  • the center of gravity change model 25a calculates the estimation result of whether or not the user is in an abnormal walking state and the function of the somatosensory receptors in the sole of the foot in response to the input of the time change of the two-dimensional coordinates of the center of gravity when the user is walking. It is configured to output the estimation result of the part where the decline is occurring.
  • the center of gravity change model 25a includes, for example, temporal changes in the two-dimensional coordinates of the center of gravity when the subject walks, test results of the subject's walking condition, and test results of the function of somatosensory receptors on the soles of the subject's feet. It can be constructed by learning by using it as training data.
  • the posture information storage unit 25 stores and accumulates the acquired pressure information and the two-dimensional coordinates of the center of gravity. Further, the posture information storage section 25 stores a center of gravity change model 25a and an execution program for controlling execution of each process in the foot position detection section 22, the center of gravity detection section 23, and the posture determination section 24.
  • the toe distance detection unit 30 includes a toe sensor 31 provided in the wearing device 10, and a toe information processing unit 32 and a toe information storage unit 33 provided in the information processing device 11.
  • the toe information processing unit 32 includes 1) one or more processors that operate according to a computer program (software), and 2) one or more application-specific integrated circuits (ASICs) that execute at least some of various processes. 3) a dedicated hardware circuit, or 3) a combination thereof.
  • the toe distance detection unit 30 calculates the distance between the toe and the ground surface at the timing of the walking cycle based on the toe position information detected by the toe sensor 31, and also determines whether the user is in a fall-inducing state. judge.
  • the toe sensor 31 is a sensor for detecting the position of the user's toe.
  • the toe sensor 31 is attached to a position corresponding to a toe on the sole of a shoe that is the wearing device 10.
  • the toe sensor 31 non-contactly detects a detection value indicating the distance between the toe and the ground surface at predetermined time intervals.
  • the predetermined time is, for example, 5 to 30 milliseconds.
  • a known non-contact type sensor such as an optical sensor using a light emitting element and a light receiving element can be used.
  • the toe information storage section 33 stores an execution program for controlling execution of each process in the toe information processing section 32.
  • the toe information processing unit 32 calculates the distance between the toe and the ground surface at a predetermined timing in the walking cycle, based on the calculation result of the foot position detection unit 22 and the detection value detected by the toe sensor 31.
  • the toe information processing unit 32 determines that the state is a fall-inducing state, which means a state in which it is easy to stumble.
  • Condition 1 is that the distance between the toe and the ground surface at the time of heel landing is less than or equal to a preset first threshold.
  • Condition 2 is a case where the distance between the toe and the ground surface during the period from when a predetermined time has elapsed since the toe takes off until the heel lands is less than or equal to a preset second threshold.
  • the first threshold, the second threshold, and the predetermined time can be set arbitrarily.
  • the predetermined time is, for example, a time corresponding to 50 to 90% of the time required from the previous toe-off to the previous heel-landing.
  • the tactile stimulus applying section 40 includes a contracture stimulation applying section 40a that applies contractile stimulation to the somatosensory receptors of the user, and an auxiliary stimulation applying section 40b that applies sensory auxiliary stimulation. Equipped with.
  • the contracture stimulation applying unit 40a includes a contracture stimulation actuator 41 provided in the mounting device 10, and a contracture stimulation processing unit 42 and a contracture stimulation storage unit 43 provided in the information processing device 11.
  • the contracture stimulus processing unit 42 is one of: 1) one or more processors that operate according to a computer program (software); 2) an application-specific integrated circuit (ASIC) that executes at least some of various processes. It can be configured as a circuit including the above dedicated hardware circuits, or 3) a combination thereof.
  • the contracture stimulation applying section 40a applies a contracture stimulation to the user by causing the contracture stimulation actuator 41 to vibrate based on the control signal output from the contracture stimulation processing section 42.
  • the contracture stimulation actuator 41 is a vibrator for inducing a contracture reaction that causes muscles to contract by applying vibration to a specific part of the user.
  • the posture control device assists the user's posture control by utilizing a reflex action based on a contracture reaction induced in the user's foot by the vibration of the contracture stimulation actuator 41.
  • Contracture reactions induced to assist the user's posture control include, for example, contracture reactions that contract muscles in the direction of lifting the toes, and tensioning the toes so that the toes are in a state of tension. Examples include contracture reactions.
  • the arrangement of the contracture stimulation actuator 41 in the shoe, which is the wearing device 10, is set according to the type of contracture reaction to be induced.
  • the contracture reaction to be induced is a contracture reaction that causes the muscles to contract in a direction in which the toe lifts up
  • the contracture stimulation actuator 41 is arranged at a portion of the inner surface of the shoe that contacts the instep of the foot.
  • the contracture stimulation actuator 41 is arranged at a portion of the insole 10a of the shoe where the pads of the toes come into contact.
  • the mounting device 10 serves as a contracture stimulation actuator 41 that induces a contracture reaction that causes the muscles to contract in the direction in which the toe lifts.
  • a stimulation actuator 41a is provided.
  • the mounting device 10 includes a contracture stimulation actuator 41 that induces a contracture reaction that tenses the toe, which is disposed at a portion of the insole 10a where the pad of the toe contacts. 41b.
  • the vibrator constituting the contracture stimulation actuator 41 is not particularly limited as long as it can impart the desired vibration.
  • the above-mentioned vibrator may be a sheet-shaped dielectric elastomer actuator (DEA) or other electroactive polymer actuator (EPA) such as an ion-exchange polymer metal composite (IPMC). ), eccentric motors, linear resonant actuators, voice coil actuators, and piezo actuators.
  • the contracture stimulation actuator 41 includes a drive unit (not shown) that applies voltage to the contracture stimulation actuator 41 from a power source (not shown) such as a battery.
  • the contracture stimulation actuator 41 using a sheet-shaped DEA as a vibrator is particularly preferable.
  • the DEA vibrates to the user who touches its surface based on deformation such as expansion and contraction of the DEA.
  • DEA is, for example, a multilayer structure in which a sheet-like dielectric layer made of a dielectric elastomer and a plurality of positive electrodes and negative electrodes as electrode layers arranged on both sides of the dielectric layer in the thickness direction are laminated. If necessary, an insulating layer is laminated on the outermost layer of the DEA.
  • DEA when a DC voltage is applied between a positive electrode and a negative electrode, the dielectric layer is compressed in the thickness direction and in the direction along the surface of the dielectric layer, depending on the magnitude of the applied voltage. Deforms so as to stretch in the plane direction of the DEA.
  • the dielectric elastomer constituting the dielectric layer is not particularly limited, and dielectric elastomers used in known DEA can be used.
  • Examples of the dielectric elastomer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer.
  • One type of these dielectric elastomers may be used, or a plurality of types may be used in combination.
  • the thickness of the dielectric layer is, for example, 20-200 ⁇ m.
  • Examples of materials constituting the electrode layer include conductive elastomers, carbon nanotubes, Ketjen Black (registered trademark), and metal vapor deposition films.
  • Examples of the conductive elastomer include conductive elastomers containing an insulating polymer and a conductive filler.
  • Examples of the above-mentioned insulating polymer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer. One type of these insulating polymers may be used, or a plurality of types may be used in combination.
  • Examples of the conductive filler include carbon nanotubes, Ketjenblack (registered trademark), carbon black, and metal particles such as copper and silver. One type of these conductive fillers may be used, or a plurality of types may be used in combination.
  • the thickness of the positive electrode and the negative electrode is, for example, 1 to 100 ⁇ m.
  • the insulating elastomer constituting the insulating layer is not particularly limited, and any known insulating elastomer used for the insulating portion of a known DEA can be used.
  • the insulating elastomer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer.
  • One type of these insulating elastomers may be used, or two or more types may be used in combination.
  • the thickness of the insulating layer is, for example, 10 to 100 ⁇ m. Further, the thickness of DEA is preferably 0.5 to 1.5 mm, for example, from the viewpoint of ensuring flexibility and strength.
  • the contracture stimulation storage section 43 stores an execution program for controlling execution of each process in the contracture stimulation processing section 42 .
  • the contracture stimulation processing unit 42 controls the operation of the contracture stimulation actuator 41.
  • the current foot position calculated by the foot position detection section 22, the determination result by the toe distance detection section 30, and the determination result by the posture determination section 24 are input to the contracture stimulation processing section 42.
  • the contracture stimulation processing unit 42 vibrates the contracture stimulation actuator 41a to induce a contracture reaction that causes the muscles to contract in the direction of lifting the toe at the timing when the toe distance detection unit 30 determines that the fall is induced.
  • a control signal is output to the contracture stimulation actuator 41a. Therefore, the contracture stimulation applying unit 40a is activated at a first timing when the distance between the toe and the ground surface at the time of heel landing is less than or equal to the first threshold, and during a period from when a predetermined period of time has elapsed since the toe takes off until the heel lands. At least one of the second timings when the distance between the toe and the ground surface is less than or equal to the second threshold, a contracture vibration that induces a contracture reaction in which the toe lifts is applied to the user.
  • the toe may land before the heel when walking, making it easier to trip.
  • the contracture reaction induced by the contracture stimulation applying section 40a By raising the toes at a predetermined timing by the contracture reaction induced by the contracture stimulation applying section 40a, it is possible to suppress the user from stumbling. Furthermore, it is possible to guide the user to walk by first landing the heel on the ground and then landing on the toe.
  • the contracture stimulus processing section 42 performs the following operations at one or both of the timing of heel landing and the timing of toe landing at the timing when the posture determining section 24 determines that the posture control during walking of the user is in an unstable state.
  • a control signal is output to the contracture stimulation actuator 41a to vibrate the contracture stimulation actuator 41a so as to induce a contracture reaction that tenses the toe.
  • the auxiliary stimulation applying unit 40b includes an auxiliary stimulation actuator 44 provided in the wearing device 10, and an auxiliary stimulation processing unit 45 and an auxiliary stimulation storage unit 46 provided in the information processing device 11.
  • the auxiliary stimulation processing unit 45 includes 1) one or more processors that operate according to a computer program (software), and 2) one or more application-specific integrated circuits (ASICs) that execute at least some of various processes. 3) a dedicated hardware circuit, or 3) a combination thereof.
  • the auxiliary stimulation applying section 40b applies sensory auxiliary stimulation to the user by causing the auxiliary stimulation actuator 44 to vibrate based on the control signal output from the auxiliary stimulation processing section 45.
  • auxiliary stimulation actuator 44 is a vibrator that applies vibration to the sole of the user's foot in order to enhance or complement the sensitivity of the somatosensory receptors on the sole.
  • the posture control device assists the user's posture control by enhancing or supplementing the function of the somatosensory receptors on the soles of the user's feet through vibrations of the auxiliary stimulation actuator 44.
  • the auxiliary stimulation actuator 44 can apply two types of vibrations to the sole of the user's foot.
  • the first vibration applied by the auxiliary stimulation actuator 44 is a weak vibration with an intensity below a threshold that can be detected by somatosensory receptors.
  • the weak vibrations applied to the sole of the user's foot by the auxiliary stimulation actuator 44 amplify the tactile signals transmitted from the somatosensory receptors on the sole of the foot by a stochastic resonance phenomenon. This increases the sensitivity of the somatosensory receptors on the soles of the users' feet.
  • the stochastic resonance phenomenon is a phenomenon in which adding noise to a signal strengthens the signal under a certain probability and improves the response.
  • the second vibration applied by the auxiliary stimulation actuator 44 is a vibration that induces firing of a nerve impulse, and is a strong vibration that is stronger than a weak vibration.
  • This strong vibration is, for example, a vibration that provides stimulation with an intensity of 22 mN or more and 257 mN or less in the normal direction to the sole surface of the foot.
  • the strong vibrations applied to the soles of the user's feet by the auxiliary stimulation actuator 44 are applied to somatosensory receptors whose functions have significantly decreased, thereby inducing the firing of nerve impulses from the somatosensory receptors. do. This supplements the function of somatosensory receptors that have deteriorated in function.
  • one or more auxiliary stimulation actuators 44 are arranged in each of the toe region R1, central region R2, and heel region R3 of the sole of the foot in the insole 10a.
  • the toe region R1 is a region in front of the front end of the arch of the sole of the foot
  • the heel region R3 is a region behind the rear end of the arch of the sole of the foot
  • the central region R2 is a region in the toe region This is the area between R1 and heel area R3.
  • the number and arrangement of the auxiliary stimulation actuators 44 are not particularly limited, it is preferable that two or more are arranged in a distributed manner in each of the toe region R1, the central region R2, and the heel region R3. .
  • the vibrator constituting the auxiliary stimulation actuator 44 is not particularly limited as long as it can impart the desired vibration.
  • a vibrator similar to the vibrator exemplified for the contracture stimulation actuator 41 can be exemplified.
  • the auxiliary stimulation actuator 44 includes a drive unit (not shown) that applies voltage to the auxiliary stimulation actuator 44 from a power source (not shown) such as a battery.
  • the auxiliary stimulation storage unit 46 stores an execution program for controlling execution of each process in the auxiliary stimulation processing unit 45.
  • the auxiliary stimulation processing unit 45 independently controls the operation of each auxiliary stimulation actuator 44.
  • the auxiliary stimulation processing unit 45 generates control signals for vibrating the auxiliary stimulation actuators 44 so that weak vibrations are always applied to the user from all the auxiliary stimulation actuators 44 while the wearing device 10 is being worn. Output to the auxiliary stimulation actuator 44.
  • the current foot position calculated by the foot position detection unit 22 and the determination result of the posture determination unit 24 are input to the auxiliary stimulation processing unit 45.
  • the determination result of the posture determining section 24 is input to the auxiliary stimulation processing section 45 immediately after the determination.
  • the auxiliary stimulation processing unit 45 sends strong vibrations to the user that induce firing of nerve impulses.
  • a control signal for vibrating the auxiliary stimulation actuator 44 so as to provide the auxiliary stimulation actuator 44 is output to the auxiliary stimulation actuator 44 .
  • the auxiliary stimulation processing unit 45 applies strong vibrations instead of the above-mentioned fine vibrations to the specific auxiliary stimulation actuator 44 placed near the part of the sole indicated by the estimation result of the posture determination unit 24. control so that The period during which strong vibrations are applied can be set arbitrarily.
  • the above-mentioned period is, for example, a period until a cancellation operation is performed by the user or a period until a preset time elapses.
  • the auxiliary stimulation processing unit 45 controls the specific auxiliary stimulation actuator 44 so that fine vibrations are applied instead of the strong vibrations.
  • the extra-tactile stimulus applying unit 50 includes an extra-tactile stimulus actuator 51 provided in the mounting device 10, and a non-tactile stimulus processing unit 52 and a non-tactile stimulus storage unit 53 provided in the information processing device 11.
  • the extra-tactile stimulus processing unit 52 is one of: 1) one or more processors that operate according to a computer program (software); 2) an application-specific integrated circuit (ASIC) that executes at least some of various processes. It can be configured as a circuit including the above dedicated hardware circuits, or 3) a combination thereof.
  • the extra-tactile stimulation applying section 50 applies extra-tactile stimulation to the user by operating the extra-tactile stimulation actuator 51 based on the control signal output from the extra-tactile stimulation processing section 52 .
  • the extra-tactile stimulation actuator 51 provides the user with extra-tactile stimulation that is received by sensory receptors that control sensations other than tactile sensation.
  • Non-tactile stimuli include, for example, auditory stimulation, visual stimulation, olfactory stimulation, gustatory stimulation, and stimulation of somatic sensations other than tactile sensation.
  • Stimulations for somatic sensations other than tactile sensations include stimulations for superficial sensations such as thermal stimulation and electrical stimulation.
  • the extra-tactile stimulation may be stimulation through deep senses, such as auditory stimulation using bone conduction.
  • the extra-tactile stimulus is at least one of an auditory stimulus and a visual stimulus.
  • the extra-tactile stimulation is preferably stimulation through the skin, such as auditory stimulation using bone conduction.
  • the extra-tactile stimulus actuator 51 may provide only one type of extra-tactile stimulus, or may be a combination of two or more different types.
  • the posture control device may be one that provides two types of different sensory stimulations, including the tactile stimulation provided by the tactile stimulation providing unit 40, or one that provides three or more different sensory stimulations. It may be.
  • the extra-tactile stimulation actuator 51 examples include a light emitter, a sound generator, a heat generator, and an electrical stimulation generator.
  • the extra-tactile stimulation actuator 51 is a light emitting device 51a that performs visual stimulation, and a sound generator 51b that performs auditory stimulation by bone conduction.
  • the light emitter 51a is placed on the upper surface of the shoe, which is the wearing device 10, so that the light emitted from the light emitter 51a enters the user's field of vision.
  • the sound generator 51b is placed on the inner surface of the shoe in a portion that contacts the ankle of the foot in order to perform auditory stimulation using bone conduction.
  • the extra-tactile stimulus storage unit 53 stores an execution program for controlling execution of each process in the extra-tactile stimulus processing unit 52.
  • the extra-tactile stimulus processing section 52 controls the operation of the extra-tactile stimulus actuator 51.
  • human posture control is not performed solely based on tactile stimulus input applied to the soles of the feet.
  • input tactile stimulation and non-tactile stimuli such as visual stimulation and auditory stimulation that are input together with the tactile stimulation are sensory integrated in the central nervous system. Then, actions are performed to control the posture based on the integrated sensory information.
  • the extra-tactile stimulation processing unit 52 outputs a control signal to the extra-tactile stimulation actuator 51 for operating the extra-tactile stimulation actuator 51 so as to provide the user with extra-tactile stimulation that assists posture control.
  • the extra-tactile stimulus provided by the extra-tactile stimulus processing unit 52 is an extra-tactile stimulus that is sensory integrated with the tactile stimulus applied to the sole of the user's feet during walking, and is used to adjust the posture performed based on the integrated sensory information. It is an extra-tactile stimulus that has a positive influence on controlling movements.
  • the details of the extra-tactile stimulus are individually set according to the state of postural control of the user. be done. In other words, a test is conducted on the user in advance to measure the current state of postural control, and according to the test results, details of extra-tactile stimulation suitable for improving the state of postural control are set. .
  • the extra-tactile stimulus processing unit 52 controls the extra-tactile stimulus actuator 51 so that the extra-tactile stimulus is provided according to the details of the set extra-tactile stimulus. Note that the details of the set extra-tactile stimulus are written in advance in the execution program stored in the extra-tactile stimulus storage section 53.
  • extra-tactile stimulation that strengthens the recognition of landing upon landing.
  • Examples of the extra-tactile stimulus that strengthens the recognition of landing when the user A lands on the ground include extra-tactile stimuli that strengthens the signal of the tactile stimulus applied to the sole of the user A's foot.
  • a task is performed to search for and determine an extra-tactile stimulus that strengthens the signal of the tactile stimulus applied to the sole of user A's foot. After that, for the determined extra-tactile stimulation, a task is performed to determine the intensity at which the signal of the tactile stimulation applied to the sole of the foot is at an appropriate strength. Through these tasks, details of extra-tactile stimulation suitable for stabilizing user A's postural control will be determined.
  • another non-tactile stimulus that enhances the recognition of landing upon landing includes a non-tactile stimulus that replaces or supplements the sensation of landing based on the sense of touch.
  • the details of the extra-tactile stimulus are set so that a certain extra-tactile stimulus, such as sound or light, is generated each time the user lands while walking.
  • a certain extra-tactile stimulus such as sound or light
  • user A comes to recognize the timing at which the non-tactile stimulation is input as the timing of landing, or You will be able to predict the timing of your landing.
  • user A's tactile sensation of landing is replaced or supplemented by extra-tactile stimulation, allowing user A to recognize or predict the timing of landing.
  • user A's posture control is stabilized.
  • the posture control device includes a posture information detecting section 20, a tactile stimulation applying section 40 configured to apply tactile stimulation to the somatosensory receptors of the user, and a tactile stimulation applying section 40 configured to apply non-tactile stimulation to the user. and an extra-tactile stimulus applying section 50 configured as shown in FIG.
  • the posture information detection unit 20 is configured to detect ground pressure at a plurality of locations on the sole of the foot, and to detect changes in posture based on temporal changes in the detected ground pressure.
  • the extra-tactile stimulus applying section 50 provides an extra-tactile stimulation that assists the user's posture control by sensory integration with the tactile stimulus provided by the tactile stimulus applying section 40 at a predetermined timing based on the detection result of the posture information detecting section 20.
  • the device is configured to provide stimulation to the user.
  • a combination of tactile stimulation and non-tactile stimulation which are stimulations of different sensory systems, is provided to the user.
  • the extra-tactile stimulus given to the user is adjusted so as to be sensually integrated with the tactile stimulus given by the tactile stimulus giving unit 40 in controlling the user's posture.
  • Postural control that is carried out unconsciously by intervening in the postural control that the user is unconsciously performing by giving the user tactile stimulation and extra-tactile stimulation that are sense-integrated in postural control at appropriate times. It is possible to encourage specific actions based on This makes it possible to provide various and effective assistance for stabilizing the user's posture in accordance with the state of the user's posture control.
  • the extra-tactile stimulus provided by the extra-tactile stimulus providing section 50 is at least one of an auditory stimulus and a visual stimulus.
  • visual and auditory stimuli have a great influence on postural control because they are easily integrated with tactile stimulation in human postural control. Therefore, when auditory stimulation and visual stimulation are applied, it is easier to adjust the user's posture control in a direction that stabilizes it, compared to when other non-tactile stimulation is applied.
  • the extra-tactile stimulus applied by the extra-tactile stimulus applying section 50 is stimulation through the skin.
  • the extra-tactile stimulation actuator 51 which is configured to generate extra-tactile stimulation in the extra-tactile stimulation applying section 50, can be attached to an inconspicuous position such as inside clothes.
  • the extra-tactile stimulation applying unit 50 includes an extra-tactile stimulation actuator 51 configured to generate extra-tactile stimulation.
  • the extra-tactile stimulation actuator 51 is placed in a mounting device 10 configured to be worn on a user's foot beyond the ankle.
  • the only device that the user wears is the wearing device 10 that is worn on the foot, which simplifies the wearing work required of the user. Since the user's eyes and ears are not blocked by the device worn by the user, the posture control device does not interfere with the acquisition of normal non-tactile and auditory information obtained from the outside.
  • the tactile stimulation applying unit 40 includes a contracture stimulation applying unit 40a configured to apply contracture vibration to the user that induces a contractile reaction that tenses the toes.
  • a contracture stimulation applying unit 40a configured to apply contracture vibration to the user that induces a contractile reaction that tenses the toes.
  • the tactile stimulation applying unit 40 includes a contracture stimulation applying unit 40a configured to apply contracture vibration to the user that induces a contracture reaction in which the toe lifts. According to the above configuration, stumbling due to insufficient lifting of the toes can be suppressed. As a result, the walking posture becomes more stable.
  • the posture control device includes a toe distance detection section 30 configured to detect the distance between the toe and the ground surface.
  • the contracture stimulation applying unit 40a is configured to apply a contracture stimulus to the toe at a first timing when the distance between the toe and the ground surface at the time of heel landing is less than or equal to the first threshold, and during a period from when a predetermined period of time has elapsed since the toe takes off until the heel lands. It is configured to apply contracture vibration that induces a contracture reaction in which the toe lifts at at least one of the second timings when the distance to the ground contact surface is less than or equal to the second threshold.
  • the tactile stimulation applying section 40 includes an auxiliary stimulation applying section 40b configured to apply to the sole of the foot a weak vibration that strengthens the tactile signal transmitted from the sole of the foot when the foot touches the ground based on stochastic resonance.
  • the tactile signal transmitted from the somatosensory receptors on the sole of the foot is amplified by the stochastic resonance phenomenon. This makes it possible to improve the situation where posture control is unstable due to weak and insufficient tactile signals necessary for posture control.
  • the tactile stimulation applying section 40 includes an auxiliary stimulation applying section 40b configured to apply strong vibrations that induce firing of nerve impulses to the sole of the foot.
  • the function of the somatosensory receptor whose function has deteriorated is complemented by the strong vibration applied by the auxiliary stimulation applying section 40b. Thereby, it is possible to improve the state where posture control is unstable due to a decline in the function of somatosensory receptors.
  • the posture control device is configured to determine whether or not the walking state is abnormal based on the temporal change in the center of gravity during walking calculated from the ground pressure detected by the posture information detection unit 20.
  • a posture determining section 24 is provided.
  • the auxiliary stimulation applying section 40b is configured to apply tactile stimulation to the sole of the foot when the determination result of the posture determining section 24 is that the walking state is abnormal.
  • the posture determination unit 24 is configured to output an estimation result of a region in the sole of the foot where the function of somatosensory receptors is decreased in response to an input of the change in the center of gravity over time during walking of the user.
  • the center of gravity change model 25a is used to estimate a region in the sole of the user's foot where the function of somatosensory receptors is decreased.
  • the auxiliary stimulation applying unit 40b is capable of applying tactile stimulation to multiple locations on the sole of the foot independently, and applies tactile stimulation to the area where the function of somatosensory receptors is estimated to be decreased by the posture determining unit 24.
  • the device is configured to provide tactile stimulation.
  • the tactile stimulation can be locally applied by the auxiliary stimulation applying section 40b to a region that requires assistance.
  • efficient assistance can be provided to areas where somatosensory receptor function is impaired.
  • the posture control device may include a second mounting device that is mounted on a region of the user's foot that is different from the region beyond the ankle.
  • An extra-tactile stimulation actuator 51 is arranged on the second mounting device.
  • the second wearing device may be, for example, a wearing tool such as an earphone that is worn on the ear.
  • the second wearing device may be, for example, a wearing tool such as eyeglasses that is worn on the head.
  • the number of second mounting devices may be one type, or two or more types.
  • the information processing device 11 may be mounted on the mounting device 10.
  • the auxiliary stimulation applying section 40b constantly applies weak vibrations to the user while wearing the wearing device 10, but it applies weak vibrations only during a specific period or timing. It's okay. For example, in the same way as strong vibrations that induce the firing of nerve impulses, weak vibrations are applied when the posture determination unit 24 inputs the estimation results of areas where the function of somatosensory receptors in the soles of the feet is decreased. You may.
  • the auxiliary stimulation applying unit 40b applies weak vibrations from all the auxiliary stimulation actuators 44, it may apply weak vibrations only to a specific part of the sole. For example, when the estimation result of a part of the sole of the foot where the function of somatosensory receptors is decreased is input, a specific Weak vibrations are applied only from the auxiliary stimulation actuator 44.
  • the area where the function of somatosensory receptors on the sole of the foot is decreased is estimated, but the area where the function of somatosensory receptor is decreased on the sole of the user's foot is identified in advance. Then, one or both of weak vibration and strong vibration may be applied to the specified region.
  • the auxiliary stimulation applying section 40b may be configured to apply only one of weak vibrations and strong vibrations that induce firing of nerve impulses. - One of the contracture stimulation applying section 40a and the auxiliary stimulation applying section 40b may be omitted.
  • the posture control device may be configured to include a model generation unit that generates a learned stimulus application model constructed by machine learning of input/output patterns that reflect the user's individual posture control state. .
  • the tactile stimulation applying section 40 and the extra-tactile stimulation applying section 50 determine the details of the tactile stimulation to be applied and the details of the extra-tactile stimulation to be applied, using the stimulation application model generated by the model generating section. is preferred.
  • a storage unit is provided for accumulating and storing data on the position of the foot and the two-dimensional coordinates of the center of gravity.
  • the stimulation application model learns the data accumulated in the storage unit and generates a tactile stimulus applied by the tactile stimulation application unit 40 suitable for stabilizing posture control with respect to the input two-dimensional coordinates of the center of gravity.
  • the details of the extra-tactile stimulation applied by the extra-tactile stimulation applying section 50 are provided.
  • the posture state that can be assisted by the posture control device is not limited to only the walking state, but may be any state in which posture control is performed based on tactile stimulation applied to the soles of the feet.
  • the posture control device may assist the user's posture when standing still.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

姿勢制御装置は、姿勢情報検出部（２０）と、ユーザーの体性感覚受容器に触覚刺激を付与するように構成された触覚刺激付与部（４０）と、ユーザーに触覚外刺激を付与するように構成された触覚外刺激付与部（５０）とを備える。姿勢情報検出部（２０）は、足裏の複数箇所における接地圧力を検出するとともに、検出した接地圧力の経時的変化に基づいて姿勢変化を検出するように構成されている。触覚外刺激付与部（５０）は、姿勢情報検出部（２０）の検出結果に基づく所定のタイミングにおいて、触覚刺激付与部（４０）により付与される触覚刺激と感覚統合されることによりユーザーの姿勢制御を補助する触覚外刺激をユーザーに付与するように構成されている。

Description

姿勢制御装置
　本発明は、姿勢制御装置に関する。
　特許文献１は、ユーザーの姿勢変化を検出可能な検出手段から出力される姿勢変化に関する情報に基づいて、皮膚感覚刺激をユーザーに付与する皮膚感覚刺激装置を開示する。特許文献１の皮膚感覚刺激装置は、皮膚感覚刺激をユーザーに付与することにより、ユーザーに対する姿勢変化の注意喚起、又は所望の動作の誘導を行う。
特許第４６９０８９０号公報
　特許文献１の皮膚感覚刺激装置は、皮膚感覚刺激の付与によって姿勢変化をユーザーに認識させることにより、姿勢維持のための動作をユーザーに促す。一方、ヒトの姿勢維持などの姿勢制御に関する動作は、無意識にて遂行されることがほとんどである。特許文献１の皮膚感覚刺激装置は、無意識にて遂行される姿勢制御に関する動作を促すことについて改善の余地があった。
　上記課題を解決する姿勢制御装置は、ユーザーの姿勢を補助するように構成された姿勢制御装置であって、姿勢情報検出部と、ユーザーの体性感覚受容器に触覚刺激を付与するように構成された触覚刺激付与部と、ユーザーに触覚外刺激を付与するように構成された触覚外刺激付与部とを備え、前記姿勢情報検出部は、足裏の複数箇所における接地圧力を検出するとともに、検出した接地圧力の経時的変化に基づいて姿勢変化を検出するように構成されており、前記触覚外刺激付与部は、前記姿勢情報検出部の検出結果に基づく所定のタイミングにおいて、前記触覚刺激付与部により付与される触覚刺激と感覚統合されることにより前記ユーザーの姿勢制御を補助する前記触覚外刺激を前記ユーザーに付与するように構成されている。
　姿勢制御装置の一態様における、前記触覚外刺激付与部により付与される前記触覚外刺激は、聴覚刺激及び視覚刺激の少なくとも一方である。
　姿勢制御装置の一態様における、前記触覚外刺激付与部により付与される前記触覚外刺激は、皮膚を通じた刺激である。
　姿勢制御装置の一態様における、前記触覚外刺激付与部は、触覚外刺激を発生させるように構成された触覚外刺激アクチュエータを備え、前記触覚外刺激アクチュエータは、前記ユーザーの足の足首より先の部位に装着されるように構成された装着デバイスに配置される。
　姿勢制御装置の一態様における、前記触覚刺激付与部は、足趾を緊張させる拘縮反応、及びつま先が持ち上がる拘縮反応の少なくとも一方を誘導する拘縮振動を前記ユーザーに付与するように構成された拘縮刺激付与部を備える。
　姿勢制御装置の一態様は、つま先と接地面との距離を検出するように構成されたつま先距離検出部を備え、前記拘縮刺激付与部は、第１タイミング及び第２タイミングの少なくとも一方において、つま先が持ち上がる拘縮反応を誘導する前記拘縮振動を前記ユーザーに付与するように構成されており、前記第１タイミングは、踵の着地時におけるつま先と接地面との距離が第１閾値以下であるタイミングであり、前記第２タイミングは、つま先離地から所定時間経過してから踵着地までの期間におけるつま先と接地面との距離が第２閾値以下であるタイミングである。
　姿勢制御装置の一態様における、前記触覚刺激付与部は、接地時に足裏から伝わる触覚信号を確率共鳴に基づいて強める微弱振動、及び神経インパルスの発火を誘起する強振動の少なくとも一方の触覚刺激を足裏に付与するように構成された補助刺激付与部を備える。
　姿勢制御装置の一態様は、前記姿勢情報検出部により検出した接地圧力から算出される歩行時の重心の時間変化に基づいて、異常な歩行状態であるか否かを判定するように構成された姿勢判定部を備え、前記補助刺激付与部は、前記姿勢判定部の判定結果が異常な歩行状態である場合に、触覚刺激を足裏に付与するように構成されている。
　姿勢制御装置の一態様における、前記姿勢判定部は、前記ユーザーの歩行時の重心の時間変化の入力に対して、足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位の推定結果を出力するように構成された重心変化モデルを用いて、前記ユーザーの足裏における前記体性感覚受容器の機能が低下している部位を推定するように構成されており、前記補助刺激付与部は、足裏の複数箇所に対して触覚刺激を独立して付与可能であり、前記姿勢判定部により前記体性感覚受容器の機能が低下していると推定された部位に対して触覚刺激を付与するように構成されている。
図１は、姿勢制御装置のブロック図である。 図２は、装着デバイスの説明図である。 図３は、圧力センサ、拘縮刺激アクチュエータ及び補助刺激アクチュエータの配置の説明図である。 図４は、歩行周期の説明図である。 図５は、圧力センサにより検出された足裏における部位毎の検出値の時間変化を表す波形データである。
　以下、姿勢制御装置の一実施形態について説明する。
　［姿勢制御装置］
　図１に示すように、姿勢制御装置は、ユーザーに装着されるように構成された装着デバイス１０と、情報処理装置１１とを備える。
　装着デバイス１０は、ユーザーの足における足首より先の部位に装着して用いられる部分を含む装着具である。装着デバイス１０としては、例えば、靴、靴下、インソールが挙げられる。図２に示すように、本実施形態では、一例として、装着デバイス１０が靴である場合について説明する。情報処理装置１１は、例えば、サーバ、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット端末である。
　図１に示すように、装着デバイス１０は、送受信部１２を備える。情報処理装置１１は、送受信部１３を備える。送受信部１２及び送受信部１３は、有線又は無線の通信手段を有し、公知の通信方式にて相互の通信を行う。公知の通信方式としては、例えば、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）通信等の近距離無線通信が挙げられる。
　姿勢制御装置は、機能的な構成要素として、姿勢情報検出部２０と、つま先距離検出部３０と、触覚刺激付与部４０と、触覚外刺激付与部５０とを備える。以下、各構成要素について具体的に説明する。
　［姿勢情報検出部］
　図１に示すように、姿勢情報検出部２０は、装着デバイス１０に設けられる圧力センサ２１、並びに情報処理装置１１に設けられる足位置検出部２２、重心検出部２３、姿勢判定部２４、及び姿勢情報記憶部２５を備える。足位置検出部２２、重心検出部２３、及び姿勢判定部２４は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。姿勢情報検出部２０は、圧力センサ２１により検出された圧力情報に基づいて、ユーザーの姿勢変化を示す姿勢情報を検出する。
　（圧力センサ）
　圧力センサ２１は、靴のインソール１０ａに取り付けられているセンサであり、ユーザーの足裏に加わる接地圧力を検出する。
　図３に示すように、圧力センサ２１は、踵センサ２１ａ、つま先センサ２１ｂ、内側センサ２１ｃ、及び外側センサ２１ｄの４種のセンサを含む。インソール１０ａにおいて、踵センサ２１ａは、踵の荷重がかかる部分に配置され、足裏の踵にかかる圧力を検出する。つま先センサ２１ｂは、第２～４足指の足趾の付け根の荷重がかかる部分のいずれかに配置され、足裏のつま先にかかる圧力を検出する。内側センサ２１ｃは、踵センサ２１ａとつま先センサ２１ｂを結ぶ線Ｌ１よりも内側であって、母指球の荷重がかかる部分に配置され、足裏の内側部分にかかる圧力を検出する。外側センサ２１ｄは、線Ｌ１よりも外側であって、小指球の荷重がかかる部分に配置され、足裏の外側部分にかかる圧力を検出する。
　換言すると、踵センサ２１ａ及びつま先センサ２１ｂは、足裏における前後方向に離間する第１位置及び第２位置の圧力を検出するように配置されている。内側センサ２１ｃ及び外側センサ２１ｄは、第１位置及び前記第２位置を結ぶ線Ｌ１を跨いで左右方向に離間する第３位置及び第４位置の圧力を検出するように配置されている。
　圧力センサ２１は、それぞれ独立して、所定時間ごとに足裏にかかる部位ごとの圧力を検出する。上記所定時間は、例えば、５～３０ミリ秒である。圧力センサ２１としては、圧電素子等を用いた公知の感圧センサを用いることができる。特に、足裏に配置されるという使用状況に鑑みると、伸縮性及び耐久性の観点から、誘電エラストマーを利用したエラストマー製の静電容量型センサを用いることが好ましい。上記誘電エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。
　エラストマー製の静電容量型センサは、例えば、誘電エラストマーからなるシート状の誘電層と、誘電層の厚さ方向の両側に配置された電極層とを備えた多層構造体である。必要に応じて、静電容量型センサの最外層には、絶縁層が積層され得る。エラストマー製の静電容量型センサは、圧力によって伸長又は収縮する。この変形により、一対の電極層がなすコンデンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化を判定回路等によって判定することにより、誘電エラストマーに作用した圧力を検出する。
　誘電層を構成する誘電エラストマーは特に限定されるものではなく、公知の静電容量型センサに用いられる誘電エラストマーを用いることができる。上記誘電エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら誘電エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。誘電層の厚さは、例えば、２０～２００μｍである。
　電極層を構成する材料としては、例えば、導電エラストマー、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック（登録商標）、金属蒸着膜が挙げられる。上記導電エラストマーとしては、例えば、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーが挙げられる。
　上記絶縁性高分子としては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁性高分子のうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。上記導電性フィラーとしては、例えば、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子が挙げられる。これら導電性フィラーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。正極電極及び負極電極の厚さは、例えば、１～１００μｍである。
　絶縁層を構成する絶縁エラストマーは特に限定されるものではなく、公知の静電容量型センサの絶縁部分に用いられる公知の絶縁エラストマーを用いることができる。上記絶縁エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。絶縁層の厚さは、例えば、１０～１００μｍである。また、静電容量型センサの厚さは、柔軟性及び強度の確保の観点から、例えば、０．３～１．５ｍｍであることが好ましい。
　なお、エラストマー製の静電容量型センサは、誘電エラストマーが架橋されたポリロタキサンを構成成分とすること、特に、誘電層及び電極層を構成する誘電エラストマーが架橋されたポリロタキサンであることが好ましい。この場合、静電容量型センサに加えられる圧力の変化に対する静電容量の変化を示す出力曲線は、対数曲線となる。ヒトの感覚の大きさは、受ける刺激の強さの対数に比例するというウェーバー・フェヒナーの法則から、上記構成の静電容量型センサにおける圧力の大きさに応じた検出感度の変化は、ヒトの感覚特性に近似する。したがって、上記構成の静電容量型センサを用いた場合には、ヒトの皮膚が備える圧力を感知する体性感覚受容器に近似した出力を得ることができる。
　（足位置検出部、重心検出部、姿勢判定部、及び姿勢情報記憶部）
　足位置検出部２２は、圧力センサ２１の検出値である圧力情報の変化に基づいて、歩行周期における現在の足の位置を算出する。図４に示すように、本実施形態において、歩行周期は、歩行における、踵接地からつま先接地及び踵離地を経てつま先離地へと至る期間を意味する。足位置検出部２２により算出された歩行周期における現在の足の位置は、ユーザーの姿勢変化を示す姿勢情報である。なお、以下では、踵接地を踵着地と記載し、つま先接地をつま先着地と記載する場合がある。
　図５は、各圧力センサ２１により検出された片足の足裏における部位毎の検出値の時間変化を表す波形データの一例である。図５において、実線は、踵センサ２１ａの検出値を示し、一点鎖線は、つま先センサ２１ｂの検出値を示し、二点鎖線は、内側センサ２１ｃの検出値を示し、破線は、外側センサ２１ｄの検出値を示す。
　歩行時の波形データは、圧力値が略一定の区間と検出値が変化する区間とを周期的に繰り返す波形となる。歩行時の波形データにおいて、検出値が略一定の区間が地面から足が離れている区間であり、検出値が変化している区間Ａが地面に足が接している区間である。
　足位置検出部２２は、各圧力センサ２１により検出された検出値の時間変化に基づいて、歩行周期における現在の足の位置を算出する。例えば、足位置検出部２２は、踵センサ２１ａの検出値が閾値以上となったタイミングを踵接地のタイミングと判定するとともに、踵センサ２１ａの検出値が閾値以下となったタイミングを踵離地のタイミングと判定する。同様に、足位置検出部２２は、つま先センサ２１ｂの検出値が閾値以上となったタイミングをつま先接地のタイミングと判定するとともに、つま先センサ２１ｂの検出値が閾値以下となったタイミングをつま先離地のタイミングと判定する。また、圧力センサ２１の検出値に代えて、圧力センサ２１の検出値の単位時間当たりの変化量に基づいて判定を行ってもよい。
　重心検出部２３は、検出時間毎の重心の二次元座標（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））を算出する。Ｘ（ｔ）は、時刻ｔにおける重心の左右方向座標であり、Ｙ（ｔ）は、時刻ｔにおける重心の前後方向座標である。重心の二次元座標は、同じ検出時間に検出された４つの圧力センサ２１の検出値から求めることができる。重心検出部２３により検出された重心の二次元座標は、姿勢情報記憶部２５に蓄積して記憶される。重心検出部２３により算出された重心の二次元座標は、ユーザーの姿勢変化を示す姿勢情報である。
　姿勢判定部２４は、ユーザーの歩行時の重心の時間変化に基づいて、異常な歩行状態であるか否かを判定する。姿勢判定部２４による上記の判定には、姿勢情報記憶部２５に記憶されている重心変化モデル２５ａが利用される。重心変化モデル２５ａは、ユーザーの歩行時の重心の二次元座標の時間変化の入力に対して、異常な歩行状態であるか否かの推定結果、及び足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位の推定結果を出力するように構成されている。重心変化モデル２５ａは、例えば、対象者の歩行時の重心の二次元座標の時間変化と、対象者の歩行状態の検査結果及び対象者の足裏の体性感覚受容器の機能の検査結果とを教師データとして学習させることにより構築できる。
　なお、歩行時の姿勢制御が不安定状態である人は、歩行時の重心の搖動が大きくなる傾向がある。また、足裏における一部の部位の体性感覚受容器の機能が低下している人は、体性感覚受容器の機能が低下している部位に加わる荷重が小さくなる又は大きくなるように歩行する結果、重心の時間変化が特徴的なものとなる傾向がある。重心変化モデル２５ａは、こうした傾向を利用している。
　姿勢情報記憶部２５は、取得した圧力情報、及び重心の二次元座標を記憶して蓄積する。また、姿勢情報記憶部２５には、重心変化モデル２５ａ、並びに足位置検出部２２、重心検出部２３、及び姿勢判定部２４における各処理の実行を制御するための実行プログラムが記憶されている。
　［つま先距離検出部］
　図１に示すように、つま先距離検出部３０は、装着デバイス１０に設けられるつま先センサ３１、並びに情報処理装置１１に設けられるつま先情報処理部３２及びつま先情報記憶部３３を備える。つま先情報処理部３２は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。つま先距離検出部３０は、つま先センサ３１により検出されたつま先の位置情報に基づいて、歩行周期のタイミングにおけるつま先と接地面との距離を算出するとともに、ユーザーが転倒誘発状態であるか否かを判定する。
　（つま先センサ）
　つま先センサ３１は、ユーザーのつま先の位置を検出するためのセンサである。つま先センサ３１は、装着デバイス１０である靴の靴裏におけるつま先に対応する位置に取り付けられている。
　つま先センサ３１は、所定時間ごとに、つま先と接地面との間の距離を示す検出値を非接触で検出する。上記所定時間は、例えば、５～３０ミリ秒である。つま先センサ３１としては、投光素子及び受光素子を用いた光センサ等の公知の非接触型のセンサを用いることができる。
　（つま先情報処理部及びつま先情報記憶部）
　つま先情報記憶部３３には、つま先情報処理部３２における各処理の実行を制御するための実行プログラムが記憶されている。
　つま先情報処理部３２は、足位置検出部２２の算出結果、及びつま先センサ３１により検出された検出値に基づいて、歩行周期における所定のタイミングにおけるつま先と接地面との距離を算出する。そして、つま先情報処理部３２は、つま先と接地面との距離が下記の条件１及び条件２の一方を満たした場合に、躓きやすい状態を意味する転倒誘発状態であると判定する。上記条件１は、踵着地時におけるつま先と接地面との距離が予め設定された第１閾値以下であることである。上記条件２は、つま先離地から所定時間経過してから踵着地までの期間におけるつま先と接地面との距離が予め設定された第２閾値以下である場合である。第１閾値、第２閾値、及び上記所定時間は、任意に設定できる。上記所定時間は、例えば、前回のつま先離地から前回の踵着地までに要した時間の５０～９０％に相当する時間である。
　［触覚刺激付与部］
　図１に示すように、触覚刺激付与部４０は、ユーザーの体性感覚受容器に対して、拘縮刺激を付与する拘縮刺激付与部４０ａと、感覚補助刺激を付与する補助刺激付与部４０ｂとを備える。
　＜拘縮刺激付与部＞
　拘縮刺激付与部４０ａは、装着デバイス１０に設けられる拘縮刺激アクチュエータ４１、並びに情報処理装置１１に設けられる拘縮刺激処理部４２及び拘縮刺激記憶部４３を備える。拘縮刺激処理部４２は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。拘縮刺激付与部４０ａは、拘縮刺激処理部４２から出力される制御信号に基づいて拘縮刺激アクチュエータ４１が振動することにより、ユーザーに拘縮刺激を付与する。
　（拘縮刺激アクチュエータ）
　拘縮刺激アクチュエータ４１は、ユーザーの特定部位に振動を付与することにより、筋肉を収縮させる拘縮反応を誘導するための振動子である。姿勢制御装置は、拘縮刺激アクチュエータ４１の振動によってユーザーの足に誘導された拘縮反応に基づく反射動作を利用することにより、ユーザーの姿勢制御を補助する。
　ユーザーの姿勢制御を補助するために誘導される拘縮反応としては、例えば、つま先が持ち上がる方向に筋肉を収縮させる拘縮反応、足趾に力が入った状態になるように足趾を緊張させる拘縮反応が挙げられる。
　装着デバイス１０である靴における拘縮刺激アクチュエータ４１の配置は、誘導する拘縮反応の種類に合わせて設定される。誘導する拘縮反応が、つま先が持ち上がる方向に筋肉を収縮させる拘縮反応である場合、拘縮刺激アクチュエータ４１は、靴の内面における足の甲に接する部分に配置される。誘導する拘縮反応が、足趾を緊張させる拘縮反応である場合、拘縮刺激アクチュエータ４１は、靴のインソール１０ａにおける足趾の腹が接する部分に配置される。
　本実施形態では、一例として、つま先が持ち上がる方向に筋肉を収縮させる拘縮反応、及び足趾を緊張させる拘縮反応を誘導させる構成について説明する。図２に示すように、装着デバイス１０は、つま先が持ち上がる方向に筋肉を収縮させる拘縮反応を誘導する拘縮刺激アクチュエータ４１として、靴の内面における足の甲に接する部分に配置される拘縮刺激アクチュエータ４１ａを備える。また、図３に示すように、装着デバイス１０は、足趾を緊張させる拘縮反応を誘導する拘縮刺激アクチュエータ４１として、インソール１０ａにおける足趾の腹が接する部分に配置される拘縮刺激アクチュエータ４１ｂを備える。
　拘縮刺激アクチュエータ４１を構成する振動子は、目的の振動を付与できるものであれば特に限定されない。上記振動子としては、シート状の誘電エラストマーアクチュエータ（ＤＥＡ：Dielectric Elastomer Actuator）、イオン交換ポリマーメタル複合体（ＩＰＭＣ：Ionic Polymer Metal Composite）等の他の電場応答性高分子アクチュエータ（ＥＰＡ：Electroactive Polymer Actuator）、偏心モータ、リニア共振アクチュエータ、ボイスコイルアクチュエータ、ピエゾアクチュエータが挙げられる。拘縮刺激アクチュエータ４１は、バッテリ等の電源（図示略）から拘縮刺激アクチュエータ４１に電圧を印加する駆動部（図示略）を備えている。
　なお、シート状のＤＥＡを振動子とする拘縮刺激アクチュエータ４１が特に好ましい。ＤＥＡは、その表面に触れたユーザーに対して、ＤＥＡの伸縮等の変形に基づいて振動する。ＤＥＡは、例えば、誘電エラストマーからなるシート状の誘電層と、誘電層の厚さ方向の両側に配置された電極層としての正極電極及び負極電極とが複数積層された多層構造体である。必要に応じて、ＤＥＡの最外層には、絶縁層が積層されている。ＤＥＡは、正極電極と負極電極との間に直流電圧が印加されると、印加電圧の大きさに応じて、誘電層が厚さ方向に圧縮されるとともに誘電層の面に沿った方向であるＤＥＡの面方向に伸張するように変形する。
　誘電層を構成する誘電エラストマーは特に限定されるものではなく、公知のＤＥＡに用いられる誘電エラストマーを用いることができる。上記誘電エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら誘電エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。誘電層の厚さは、例えば、２０～２００μｍである。
　電極層を構成する材料としては、例えば、導電エラストマー、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック（登録商標）、金属蒸着膜が挙げられる。上記導電エラストマーとしては、例えば、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーが挙げられる。
　上記絶縁性高分子としては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁性高分子のうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。上記導電性フィラーとしては、例えば、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子が挙げられる。これら導電性フィラーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。正極電極及び負極電極の厚さは、例えば、１～１００μｍである。
　絶縁層を構成する絶縁エラストマーは特に限定されるものではなく、公知のＤＥＡの絶縁部分に用いられる公知の絶縁エラストマーを用いることができる。上記絶縁エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。絶縁層の厚さは、例えば、１０～１００μｍである。また、ＤＥＡの厚さは、柔軟性及び強度の確保の観点から、例えば、０．５～１．５ｍｍであることが好ましい。
　（拘縮刺激処理部及び拘縮刺激記憶部）
　拘縮刺激記憶部４３には、拘縮刺激処理部４２における各処理の実行を制御するための実行プログラムが記憶されている。
　拘縮刺激処理部４２は、拘縮刺激アクチュエータ４１の動作を制御する。拘縮刺激処理部４２には、足位置検出部２２により算出された現在の足の位置、つま先距離検出部３０による判定結果、及び姿勢判定部２４による判定結果が入力される。
　拘縮刺激処理部４２は、つま先距離検出部３０が転倒誘発状態であると判定結果したタイミングにおいて、つま先が持ち上がる方向に筋肉を収縮させる拘縮反応を誘導するように拘縮刺激アクチュエータ４１ａを振動させる制御信号を拘縮刺激アクチュエータ４１ａへ出力する。したがって、拘縮刺激付与部４０ａは、踵の着地時におけるつま先と接地面との距離が第１閾値以下である第１タイミング、及びつま先離地から所定時間経過してから踵着地までの期間におけるつま先と接地面との距離が第２閾値以下である第２タイミングの少なくとも一方において、つま先が持ち上がる拘縮反応を誘導する拘縮振動をユーザーに付与する。
　足の筋肉の機能が低下している場合、歩行時に踵着地の前につま先が着地してしまうことにより躓きやすくなる。拘縮刺激付与部４０ａにより誘導される拘縮反応によって、所定のタイミングでつま先が持ち上げられた状態とすることにより、ユーザーの躓きを抑制できる。また、ユーザーに対して、踵を着地させてからつま先を着地させる歩行を誘導することができる。
　拘縮刺激処理部４２は、姿勢判定部２４により、ユーザーの歩行時の姿勢制御が不安定状態であると判定されたタイミングにおいて、踵着地のタイミング及びつま先着地のタイミングの一方又は両方にて、足趾を緊張させる拘縮反応を誘導するように拘縮刺激アクチュエータ４１ａを振動させる制御信号を拘縮刺激アクチュエータ４１ａへ出力する。足趾が緊張した状態になることにより、足趾が接地したときの足趾把持力が強化される。そのため、ユーザーの足裏にて体重をしっかりと支えることができるようになる。
　＜補助刺激付与部＞
　補助刺激付与部４０ｂは、装着デバイス１０に設けられる補助刺激アクチュエータ４４、並びに情報処理装置１１に設けられる補助刺激処理部４５及び補助刺激記憶部４６を備える。補助刺激処理部４５は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。補助刺激付与部４０ｂは、補助刺激処理部４５から出力される制御信号に基づいて補助刺激アクチュエータ４４が振動することにより、ユーザーに感覚補助刺激を付与する。
　（補助刺激アクチュエータ）
　補助刺激アクチュエータ４４は、ユーザーの足裏に対して、足裏の体性感覚受容器の感度を高めるため、又は補完するための振動を付与する振動子である。姿勢制御装置は、補助刺激アクチュエータ４４の振動によってユーザーの足裏の体性感覚受容器の機能を高める又は補完することにより、ユーザーの姿勢制御を補助する。
　補助刺激アクチュエータ４４は、ユーザーの足裏に対して２種類の振動を付与することができる。補助刺激アクチュエータ４４が付与する第１の振動は、体性感覚受容器が検出できる閾値以下の強さの微弱振動である。補助刺激アクチュエータ４４によりユーザーの足裏に付与された微弱振動は、足裏の体性感覚受容器から伝達される触覚信号を確率共鳴現象により増幅させる。これにより、ユーザーの足裏の体性感覚受容器の感度が向上する。なお、確率共鳴現象は、信号にノイズを加えることで、ある確率の下で信号が強まり、反応が向上する現象である。
　補助刺激アクチュエータ４４が付与する第２の振動は、神経インパルスの発火を誘起する振動であり、微弱振動よりも強い強振動である。この強振動は、例えば、足裏面に対して法線方向に２２ｍＮ以上２５７ｍＮ以下の強度の刺激を与える振動である。補助刺激アクチュエータ４４によりユーザーの足裏に付与された強振動は、機能が著しく低下している体性感覚受容器に付与されることにより、当該体性感覚受容器からの神経インパルスの発火を誘起する。これにより、機能低下した体性感覚受容器の機能が補完される。
　図３に示すように、補助刺激アクチュエータ４４は、インソール１０ａにおいて、足裏のつま先領域Ｒ１、中央領域Ｒ２、及び踵領域Ｒ３の各領域のそれぞれに単数又は複数、配置されている。つま先領域Ｒ１は、足裏の土踏まずのアーチの前端よりも前側の領域であり、踵領域Ｒ３は、足裏の土踏まずのアーチの後端よりも後ろの領域であり、中央領域Ｒ２は、つま先領域Ｒ１と踵領域Ｒ３の間の領域である。補助刺激アクチュエータ４４の数及び配置は特に限定されるものではないが、つま先領域Ｒ１、中央領域Ｒ２、及び踵領域Ｒ３の各領域のそれぞれにおいて、２以上が分散して配置されていることが好ましい。
　補助刺激アクチュエータ４４を構成する振動子は、目的の振動を付与できるものであれば特に限定されない。上記振動子としては、拘縮刺激アクチュエータ４１について例示した振動子と同様のものを例示できる。補助刺激アクチュエータ４４は、バッテリ等の電源（図示略）から補助刺激アクチュエータ４４に電圧を印加する駆動部（図示略）を備えている。
　（補助刺激処理部及び補助刺激記憶部）
　補助刺激記憶部４６には、補助刺激処理部４５における各処理の実行を制御するための実行プログラムが記憶されている。
　補助刺激処理部４５は、各補助刺激アクチュエータ４４の動作を独立して制御する。補助刺激処理部４５は、装着デバイス１０を装着している間、常時、全ての補助刺激アクチュエータ４４から微弱振動がユーザーに付与されるように、補助刺激アクチュエータ４４を振動させるための制御信号を各補助刺激アクチュエータ４４へ出力する。
　また、補助刺激処理部４５には、足位置検出部２２により算出された現在の足の位置、及び姿勢判定部２４の判定結果が入力される。姿勢判定部２４の判定結果は、判定の直後に補助刺激処理部４５に入力される。姿勢判定部２４から、足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位の推定結果が入力された場合、補助刺激処理部４５は、神経インパルスの発火を誘起する強振動をユーザーに付与するように補助刺激アクチュエータ４４を振動させるための制御信号を補助刺激アクチュエータ４４へ出力する。
　このとき、補助刺激処理部４５は、姿勢判定部２４の推定結果が示す足裏の部位の近傍に配置されている特定の補助刺激アクチュエータ４４について、上記の微細振動に代えて強振動が付与されるように制御する。強振動が付与される期間は、任意に設定することができる。上記期間は、例えば、ユーザーによる解除操作が行われるまでの期間、予め設定された時間が経過するまでの期間である。強振動が付与される期間の終了後、補助刺激処理部４５は、強振動に代えて微細振動が付与されるように特定の補助刺激アクチュエータ４４制御する。
　［触覚外刺激付与部］
　図１に示すように触覚外刺激付与部５０は、装着デバイス１０に設けられる触覚外刺激アクチュエータ５１、並びに情報処理装置１１に設けられる触覚外刺激処理部５２及び触覚外刺激記憶部５３を備える。触覚外刺激処理部５２は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。触覚外刺激付与部５０は、触覚外刺激処理部５２から出力される制御信号に基づいて触覚外刺激アクチュエータ５１を動作させることにより、ユーザーに触覚外刺激を付与する。
　（触覚外刺激アクチュエータ）
　触覚外刺激アクチュエータ５１は、触覚以外の感覚を司る感覚受容器にて受容される刺激である触覚外刺激をユーザーに付与する。触覚外刺激は、例えば、聴覚刺激、視覚刺激、嗅覚刺激、味覚刺激、触覚以外の体性感覚に対する刺激である。触覚以外の体性感覚に対する刺激としては、熱刺激、電気刺激などの表在感覚に対する刺激が挙げられる。また、触覚外刺激は、骨伝導を利用した聴覚刺激のように、深部感覚を通じた刺激であってもよい。これらの中でも、触覚外刺激は、聴覚刺激及び視覚刺激の少なくとも一方であることが好ましい。また、触覚外刺激は、骨伝導を利用した聴覚刺激のように、皮膚を通じた刺激であることが好ましい。
　また、触覚外刺激アクチュエータ５１により付与される触覚外刺激は、１種のみであってもよいし、異なる２種以上の組み合わせであってもよい。つまり、姿勢制御装置は、触覚刺激付与部４０により付与される触覚刺激を含めて、２種の異なる感覚刺激を付与するものであってもよいし、３種以上の異なる感覚刺激を付与するものであってもよい。
　触覚外刺激アクチュエータ５１としては、例えば、発光器、発音器、発熱器、電気刺激発生装置が挙げられる。本実施形態では、一例として、触覚外刺激アクチュエータ５１が視覚刺激を行う発光器５１ａ、及び骨伝導により聴覚刺激を行う発音器５１ｂである場合について説明する。図２に示すように、発光器５１ａは、発光器５１ａから発せられた光がユーザーの視界に入るように、装着デバイス１０である靴の上面に配置されている。発音器５１ｂは、骨伝導を利用した聴覚刺激を行うために、靴の内面における足の踝に接する部分に配置されている。
　（触覚外刺激処理部及び触覚外刺激記憶部）
　触覚外刺激記憶部５３には、触覚外刺激処理部５２における各処理の実行を制御するための実行プログラムが記憶されている。
　触覚外刺激処理部５２は、触覚外刺激アクチュエータ５１の動作を制御する。ここで、ヒトの姿勢制御は、足裏に加えられる触覚刺激の入力のみに基づいて行われているのではない。ヒトの姿勢制御においては、入力された触覚刺激と、その触覚刺激と共に入力された視覚刺激や聴覚刺激等の触覚外刺激とが中枢神経系で感覚統合される。そして、統合された感覚情報に基づいて姿勢を制御するための動作が行われる。
　触覚外刺激処理部５２は、姿勢制御を補助する触覚外刺激をユーザーに付与するように触覚外刺激アクチュエータ５１を動作させるための制御信号を触覚外刺激アクチュエータ５１へ出力する。触覚外刺激処理部５２により付与される触覚外刺激は、歩行時のユーザーの足裏に加わる触覚刺激と感覚統合される触覚外刺激であって、統合された感覚情報に基づいて行われる姿勢を制御するための動作に好ましい影響を与える触覚外刺激である。
　触覚外刺激アクチュエータ５１からユーザーに付与される触覚外刺激の種類、出力の大きさ、触覚外刺激を付与するタイミング等の触覚外刺激の詳細は、ユーザーの姿勢制御の状態に応じて個別に設定される。つまり、事前に、ユーザーに対して、現在の姿勢制御の状態を測定する検査を実施し、その検査結果に応じて、姿勢制御の状態を改善するために適した触覚外刺激の詳細を設定する。
　触覚外刺激処理部５２は、設定された触覚外刺激の詳細に応じた内容の触覚外刺激が付与されるように触覚外刺激アクチュエータ５１を制御する。なお、設定された触覚外刺激の詳細は、触覚外刺激記憶部５３に記憶されている実行プログラムに予め書き込まれている。
　一例として、現在の姿勢制御の状態に関する上記検査において、体性感覚受容器の機能低下により、足裏に加わる触覚刺激の信号が不足するために、姿勢制御が不安定であると診断されたユーザーＡを仮定する。このユーザーＡは、歩行時において、足裏がしっかりと着地した状態であっても、まだ着地の途中であると認識してしまう。そのため、ユーザーＡは、歩行中の着地に伴う動作を適切に行うことができなくなり、その結果、歩行が不安定になる。
　このようなユーザーＡに対しては、着地した際における着地の認識を強める触覚外刺激を付与することが好ましい。着地した際における着地の認識を強める触覚外刺激としては、ユーザーＡの足裏に加わる触覚刺激の信号を強める触覚外刺激が挙げられる。触覚外刺激付与部５０によって、着地時の触覚刺激の信号を強める触覚外刺激が付与されることにより、ユーザーＡは、着地時の感覚を強く認識できるようになり、その結果、ユーザーＡの姿勢制御が安定化する。
　この場合、ユーザーＡの足裏に加わる触覚刺激の信号を強める触覚外刺激を探索して決定する作業を行う。その後、決定した触覚外刺激について、足裏に加わる触覚刺激の信号が適度な強さになる強度を決定する作業を行う。これらの作業を通じて、ユーザーＡの姿勢制御の安定化に適した、触覚外刺激の詳細を決定する。
　また、着地した際における着地の認識を強める別の触覚外刺激としては、触覚に基づく着地の感覚を代替又は補助する触覚外刺激が挙げられる。例えば、歩行中において、着地するごとに一定の触覚外刺激、例えば、音や光が発生するように、触覚外刺激の詳細を設定する。この場合、ユーザーＡは、歩行時において、着地するごとに一定の触覚外刺激が入力されることが繰り返される結果、触覚外刺激が入力されたタイミングを着地のタイミングと認識するようになる、又は着地のタイミングを予測するようになる。このようにユーザーＡの触覚に基づく着地の感覚が、触覚外刺激により代替又は補助されることにより、ユーザーＡは、着地時のタイミングを認識又は予測できるようになる。その結果、ユーザーＡの姿勢制御が安定化する。
　次に、本実施形態の姿勢制御装置の作用及び効果について説明する。
　（１）姿勢制御装置は、姿勢情報検出部２０と、ユーザーの体性感覚受容器に触覚刺激を付与するように構成された触覚刺激付与部４０と、ユーザーに触覚外刺激を付与するように構成された触覚外刺激付与部５０とを備える。姿勢情報検出部２０は、足裏の複数箇所における接地圧力を検出するとともに、検出した接地圧力の経時的変化に基づいて姿勢変化を検出するように構成されている。触覚外刺激付与部５０は、姿勢情報検出部２０の検出結果に基づく所定のタイミングにおいて、触覚刺激付与部４０により付与される触覚刺激と感覚統合されることによりユーザーの姿勢制御を補助する触覚外刺激をユーザーに付与するように構成されている。
　上記構成によれば、異なる感覚系の刺激である触覚刺激及び触覚外刺激を組み合わせてユーザーに付与している。ユーザーに付与される触覚外刺激は、ユーザーの姿勢制御において、触覚刺激付与部４０により付与される触覚刺激と感覚統合されるように調整されている。姿勢制御において感覚統合される触覚刺激及び触覚外刺激が適切なタイミングでユーザーに付与されることにより、ユーザーが無意識にて遂行している姿勢制御に介入して、無意識にて遂行される姿勢制御に基づく特定の動作を促すことができる。これにより、ユーザーの姿勢制御の状態に合わせた、姿勢を安定化させるための補助を、多様かつ効果的に行うことが可能になる。
　（２）触覚外刺激付与部５０により付与される触覚外刺激は、聴覚刺激及び視覚刺激の少なくとも一方である。
　触覚外刺激の中でも、視覚刺激及び聴覚刺激は特に、ヒトの姿勢制御において触覚刺激と感覚統合されやすいため、姿勢制御に大きな影響を与える。そのため、聴覚刺激及び視覚刺激を付与した場合には、他の触覚外刺激を付与した場合と比較して、ユーザーの姿勢制御を安定化させる方向に調整することが容易である。
　（３）触覚外刺激付与部５０により付与される触覚外刺激は、皮膚を通じた刺激である。
　上記構成によれば、触覚外刺激付与部５０における触覚外刺激を発生させる構成である触覚外刺激アクチュエータ５１を、服の中などの目立たない位置に装着できる。
　（４）触覚外刺激付与部５０は、触覚外刺激を発生させるように構成された触覚外刺激アクチュエータ５１を備える。触覚外刺激アクチュエータ５１は、ユーザーの足の足首より先の部位に装着されるように構成された装着デバイス１０に配置される。
　上記構成によれば、ユーザーが装着するデバイスは、足に装着する装着デバイス１０のみでよいため、ユーザーに要求される装着作業が簡易になる。ユーザーが装着するデバイスによってユーザーの目や耳が塞がれないため、外部から得られる通常の触覚外情報や聴覚情報の取得を妨げない姿勢制御装置となる。
　（５）触覚刺激付与部４０は、足趾を緊張させる拘縮反応を誘導する拘縮振動をユーザーに付与するように構成された拘縮刺激付与部４０ａを備える。
　上記構成によれば、足趾が接地したときの足趾把持力が強化されることにより、ユーザーの足裏にて体重をしっかりと支えることができる。その結果、着地時の姿勢が安定化する。
　（６）触覚刺激付与部４０は、つま先が持ち上がる拘縮反応を誘導する拘縮振動をユーザーに付与するように構成された拘縮刺激付与部４０ａを備える。
　上記構成によれば、つま先の持ち上がりの不足による躓きを抑制できる。その結果、歩行時の姿勢が安定化する。
　（７）姿勢制御装置は、つま先と接地面との距離を検出するように構成されたつま先距離検出部３０を備える。拘縮刺激付与部４０ａは、踵の着地時におけるつま先と接地面との距離が第１閾値以下である第１タイミング、及びつま先離地から所定時間経過してから踵着地までの期間におけるつま先と接地面との距離が第２閾値以下である第２タイミングの少なくとも一方において、つま先が持ち上がる拘縮反応を誘導する拘縮振動を付与するように構成されている。
　上記構成によれば、ユーザーに対して、踵を着地させてからつま先を着地させる歩行を誘導することができる。
　（８）触覚刺激付与部４０は、接地時に足裏から伝わる触覚信号を確率共鳴に基づいて強める微弱振動を足裏に付与するように構成された補助刺激付与部４０ｂを備える。
　上記構成によれば、足裏の体性感覚受容器から伝達される触覚信号が確率共鳴現象により増幅される。これにより、姿勢制御に必要な触覚信号が弱く不足していることに起因して姿勢制御が不安定になっている状態を改善できる。
　（９）触覚刺激付与部４０は、神経インパルスの発火を誘起する強振動を足裏に付与するように構成された補助刺激付与部４０ｂを備える。
　上記構成によれば、補助刺激付与部４０ｂにより付与された強振動により、機能低下した体性感覚受容器の機能が補完される。これにより、体性感覚受容器の機能低下に起因して姿勢制御が不安定になっている状態を改善できる。
　（１０）姿勢制御装置は、姿勢情報検出部２０により検出した接地圧力から算出される歩行時の重心の時間変化に基づいて、異常な歩行状態であるか否かを判定するように構成された姿勢判定部２４を備える。補助刺激付与部４０ｂは、姿勢判定部２４の判定結果が異常な歩行状態である場合に、触覚刺激を足裏に付与するように構成されている。
　上記構成によれば、補助刺激付与部４０ｂによる触覚刺激の付与を適切なタイミングで行うことができる。そのため、必要以上に触覚刺激が付与されることを抑制できる。
　（１１）姿勢判定部２４は、ユーザーの歩行時の重心の時間変化の入力に対して、足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位の推定結果を出力するように構成された重心変化モデル２５ａを用いて、ユーザーの足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位を推定するように構成されている。補助刺激付与部４０ｂは、足裏の複数箇所に対して触覚刺激を独立して付与可能であり、姿勢判定部２４により体性感覚受容器の機能が低下していると推定された部位に対して触覚刺激を付与するように構成されている。
　上記構成によれば、補助刺激付与部４０ｂによる触覚刺激の付与を、補助が必要な部位に対して局所的に行うことができる。つまり、体性感覚受容器の機能低下している部位に対する効率的な補助を行うことができる。
　なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・姿勢制御装置は、ユーザーの足における足首より先の部位とは異なる部位に装着される第２の装着デバイスを備えていてもよい。第２の装着デバイスには、触覚外刺激アクチュエータ５１が配置される。例えば、触覚外刺激アクチュエータ５１が聴覚刺激を付与するものである場合の第２の装着デバイスとしては、例えば、耳に装着されるイヤホン等の装着具が挙げられる。触覚外刺激アクチュエータ５１が視覚刺激を付与するものである場合の第２の装着デバイスとしては、例えば、頭部に装着される眼鏡等の装着具が挙げられる。また、第２の装着デバイスは、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。
　・情報処理装置１１は、装着デバイス１０に搭載されていてもよい。
　・上記実施形態では、補助刺激付与部４０ｂは、装着デバイス１０を装着している間、常時、微弱振動をユーザーに付与していたが、特定の期間又はタイミングに限定して微弱振動を付与してもよい。例えば、神経インパルスの発火を誘起する強振動と同様に、姿勢判定部２４から、足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位の推定結果が入力された場合に微弱振動を付与してもよい。
　・補助刺激付与部４０ｂは、全ての補助刺激アクチュエータ４４から微弱振動を付与していたが、足裏における特定の部位のみに微弱振動を付与してもよい。例えば、足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位の推定結果が入力された場合に、姿勢判定部２４の推定結果が示す足裏の部位の近傍に配置されている特定の補助刺激アクチュエータ４４のみから微弱振動を付与する。
　・上記実施形態では、足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位を推定していたが、ユーザーの足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位を予め特定しておき、特定された部位に対して微弱振動及び強振動の一方又は両方を付与してもよい。
　・補助刺激付与部４０ｂは、微弱振動及び神経インパルスの発火を誘起する強振動のいずれか一方のみを付与する構成であってもよい。
　・拘縮刺激付与部４０ａ及び補助刺激付与部４０ｂの一方を省略してもよい。
　・姿勢制御装置は、ユーザー個人の姿勢制御の状態が反映された入出力のパターンを機械学習することにより構築された学習済みの刺激付与モデルを生成するモデル生成部を備える構成であってもよい。この場合、触覚刺激付与部４０及び触覚外刺激付与部５０は、モデル生成部により生成された刺激付与モデルを用いて、付与する触覚刺激の詳細、及び付与する触覚外刺激の詳細を決定することが好ましい。
　例えば、同じユーザーに対して、触覚刺激付与部４０により付与された触覚刺激の詳細、及び触覚外刺激付与部５０により付与された触覚外刺激の詳細、並びに触覚刺激付与時及び触覚外刺激付与時における足の位置及び重心の二次元座標の各データを蓄積して記憶する記憶部を設ける。刺激付与モデルは、上記記憶部に蓄積されたデータを学習させ、入力された重心の二次元座標に対して、姿勢制御を安定化させるために適した、触覚刺激付与部４０により付与する触覚刺激の詳細、及び触覚外刺激付与部５０により付与する触覚外刺激の詳細を出力するように構成される。
　・姿勢制御装置により補助できる姿勢の状態は、歩行状態のみに限定されるものではなく、足裏に加えられる触覚刺激に基づいて姿勢制御が行われる状態であればよい。例えば、姿勢制御装置は、静止立位時におけるユーザーの姿勢を補助するものであってもよい。

Claims (9)

  1. 　ユーザーの姿勢を補助するように構成された姿勢制御装置であって、
    　姿勢情報検出部と、
    　ユーザーの体性感覚受容器に触覚刺激を付与するように構成された触覚刺激付与部と、
    　ユーザーに触覚外刺激を付与するように構成された触覚外刺激付与部とを備え、
    　前記姿勢情報検出部は、足裏の複数箇所における接地圧力を検出するとともに、検出した接地圧力の経時的変化に基づいて姿勢変化を検出するように構成されており、
    　前記触覚外刺激付与部は、前記姿勢情報検出部の検出結果に基づく所定のタイミングにおいて、前記触覚刺激付与部により付与される触覚刺激と感覚統合されることにより前記ユーザーの姿勢制御を補助する前記触覚外刺激を前記ユーザーに付与するように構成されている姿勢制御装置。
  2. 　前記触覚外刺激付与部により付与される前記触覚外刺激は、聴覚刺激及び視覚刺激の少なくとも一方である請求項１に記載の姿勢制御装置。
  3. 　前記触覚外刺激付与部により付与される前記触覚外刺激は、皮膚を通じた刺激である請求項１又は請求項２に記載の姿勢制御装置。
  4. 　前記触覚外刺激付与部は、触覚外刺激を発生させるように構成された触覚外刺激アクチュエータを備え、
    　前記触覚外刺激アクチュエータは、前記ユーザーの足の足首より先の部位に装着されるように構成された装着デバイスに配置される請求項１～３のいずれか一項に記載の姿勢制御装置。
  5. 　前記触覚刺激付与部は、足趾を緊張させる拘縮反応、及びつま先が持ち上がる拘縮反応の少なくとも一方を誘導する拘縮振動を前記ユーザーに付与するように構成された拘縮刺激付与部を備える請求項１～４のいずれか一項に記載の姿勢制御装置。
  6. 　つま先と接地面との距離を検出するように構成されたつま先距離検出部を備え、
    　前記拘縮刺激付与部は、第１タイミング及び第２タイミングの少なくとも一方において、つま先が持ち上がる拘縮反応を誘導する前記拘縮振動を前記ユーザーに付与するように構成されており、
    　前記第１タイミングは、踵の着地時におけるつま先と接地面との距離が第１閾値以下であるタイミングであり、
    　前記第２タイミングは、つま先離地から所定時間経過してから踵着地までの期間におけるつま先と接地面との距離が第２閾値以下であるタイミングである請求項５に記載の姿勢制御装置。
  7. 　前記触覚刺激付与部は、接地時に足裏から伝わる触覚信号を確率共鳴に基づいて強める微弱振動、及び神経インパルスの発火を誘起する強振動の少なくとも一方の触覚刺激を足裏に付与するように構成された補助刺激付与部を備える請求項１～６のいずれか一項に記載の姿勢制御装置。
  8. 　前記姿勢情報検出部により検出した接地圧力から算出される歩行時の重心の時間変化に基づいて、異常な歩行状態であるか否かを判定するように構成された姿勢判定部を備え、
    　前記補助刺激付与部は、前記姿勢判定部の判定結果が異常な歩行状態である場合に、触覚刺激を足裏に付与するように構成されている請求項７に記載の姿勢制御装置。
  9. 　前記姿勢判定部は、前記ユーザーの歩行時の重心の時間変化の入力に対して、足裏における体性感覚受容器の機能が低下している部位の推定結果を出力するように構成された重心変化モデルを用いて、前記ユーザーの足裏における前記体性感覚受容器の機能が低下している部位を推定するように構成されており、
    　前記補助刺激付与部は、足裏の複数箇所に対して触覚刺激を独立して付与可能であり、前記姿勢判定部により前記体性感覚受容器の機能が低下していると推定された部位に対して触覚刺激を付与するように構成されている請求項８に記載の姿勢制御装置。
PCT/JP2022/014074 2022-03-24 2022-03-24 姿勢制御装置 WO2023181288A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/014074 WO2023181288A1 (ja) 2022-03-24 2022-03-24 姿勢制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/014074 WO2023181288A1 (ja) 2022-03-24 2022-03-24 姿勢制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023181288A1 true WO2023181288A1 (ja) 2023-09-28

Family

ID=88100736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/014074 WO2023181288A1 (ja) 2022-03-24 2022-03-24 姿勢制御装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023181288A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004103244A1 (ja) * 2003-05-22 2004-12-02 Hokkaido Technology Licensing Office Co., Ltd. 皮膚感覚刺激を付与する装置および方法
US20200147382A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-14 Gtx Medical B.V. Control system for movement reconstruction and/or restoration for a patient
JP2021126172A (ja) * 2020-02-10 2021-09-02 株式会社今仙電機製作所 歩行支援装置、歩行支援装置の制御方法及びそのプログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004103244A1 (ja) * 2003-05-22 2004-12-02 Hokkaido Technology Licensing Office Co., Ltd. 皮膚感覚刺激を付与する装置および方法
US20200147382A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-14 Gtx Medical B.V. Control system for movement reconstruction and/or restoration for a patient
JP2021126172A (ja) * 2020-02-10 2021-09-02 株式会社今仙電機製作所 歩行支援装置、歩行支援装置の制御方法及びそのプログラム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019264535B2 (en) Mobility aid
EP3256045B1 (en) System and method for assistive gait intervention and fall prevention
KR102510874B1 (ko) 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들
JP6701321B2 (ja) 装着式歩容検知装置、歩行能力改善システム及び装着式歩容検知システム
US20060162464A1 (en) Pressure-sensitive sensor and monitor using the pressure-sensitive sensor
KR20160133306A (ko) 웨어러블 디바이스 및 웨어러블 디바이스의 피드백 제공 방법
KR20160056402A (ko) 보행 단계 판정을 위한 발모듈, 이를 이용한 보행 단계 판정 방법, 보행 분석 시스템 및 능동형 보행 보조 장치
GB2538445A (en) System for aiding a user to move
JP5320012B2 (ja) 姿勢改善支援装置
KR20180008135A (ko) 다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템
Anlauff et al. VibeWalk: Foot-based tactons during walking and quiet stance
WO2023181288A1 (ja) 姿勢制御装置
CN111297362A (zh) 鞋型装置和鞋型装置的控制方法
KR20180079786A (ko) 보행 재활 훈련 장치
Jirattigalachote et al. Virtual pebble: a haptic state display for pedestrians
Sakai et al. Characteristics of illusory vibration in the toe pad induced by vibration applied to toenail and toe force to surface
CN114269242B (zh) 振动触觉反馈装置
JP2021102043A (ja) 靴型装置及び靴型装置の制御方法
KR101407910B1 (ko) 가속도감지 및 전기자극을 이용한 귀걸이형 졸음방지장치
JP6988252B2 (ja) 低周波治療器
JP7495853B2 (ja) 電気刺激装置
US20210186376A1 (en) Biofeedback system and methods of using same
Engsberg Patterned Plantar Stimulation During Gait
KR20230132770A (ko) 감각 자극
JP2023077151A (ja) 歩行補助機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22933428

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024509603

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A