JP2020103656A - 運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システム - Google Patents

Abstract

【課題】筋活動の状態を測定できる運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システムを提供する。【解決手段】運動補助プログラムは検出部により検出された対象部位の運動の状態に関する第１状態情報を読み込む第１ステップＳ１と、第１状態情報に応じて対象部位の筋活動の状態を演算する第２ステップＳ２と、演算された筋活動の状態に関する第２状態情報を出力する第３ステップＳ３と、を制御部に実行させる。【選択図】図８

Description

本発明は運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システムに関する。

歩行動作の種類を判別する運動補助システムが知られている。従来の運動補助システムは例えば歩行動作の種類に応じて下肢の運動を補助する。特許文献１は従来の運動補助システムの一例を開示している。

特開２０１５−１３６５８２号公報

筋活動に関する情報は運動のフォームの改善に利用できると考えられる。一方、従来の運動補助システムでは、運動のフォームの改善について特に考慮していない。
本発明の目的は筋活動の状態を測定できる運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システムを提供することである。

本発明に関する運動補助プログラムの一形態は、検出部により検出された対象部位の運動の状態に関する第１状態情報を読み込む第１ステップと、前記第１状態情報に応じて前記対象部位の筋活動の状態を演算する第２ステップと、演算された筋活動の状態に関する第２状態情報を出力する第３ステップと、を制御部に実行させる。

本発明に関する運動補助システムの一形態は、身体に装着される装着部と、前記装着部に設けられる前記検出部と、前記検出部により検出された前記第１状態情報を送信する送信部と、前記運動補助プログラムとを備える。

本発明に関する運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システムによれば、筋活動の状態を測定できる。

実施の形態の運動補助システムの使用状態の一例を示す斜視図。 図１の装着部を装着した運動者の背面を示す斜視図。 図１の運動補助システムのブロック図。 特定のフォームと筋活動の状態との関係の一例を示すマップ。 対象部位と筋放電のレベルとの関係の一例を示すマップ。 特定のフォームに基づく第１状態情報の一例を示すグラフ。 特定のフォームに基づく第１状態情報の別の一例を示すグラフ。 運動補助プログラムに従う第１制御の一例を示すフローチャート。 運動補助プログラムに従う第２制御の一例を示すフローチャート。 運動補助システムの使用方法の一例を示すフローチャート。

（運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システムが取り得る形態の一例）
本発明に関する運動補助プログラムの一形態は、検出部により検出された対象部位の運動の状態に関する第１状態情報を読み込む第１ステップと、前記第１状態情報に応じて前記対象部位の筋活動の状態を演算する第２ステップと、演算された筋活動の状態に関する第２状態情報を出力する第３ステップと、を制御部に実行させる。
上記運動補助プログラムによれば、筋活動の状態を測定できる。

前記運動補助プログラムの一例によれば、前記第２ステップでは、筋活動の状態に含まれる筋放電のレベル、筋放電のタイミング、筋放電の順序、筋放電の連動、筋放電の同期、相反性抑制、および、予備緊張の少なくとも１つを演算する。
上記運動補助プログラムによれば、筋活動の状態を詳細に測定できる。

前記運動補助プログラムの一例によれば、演算された筋活動の状態に応じて、一連の変化を伴う特定のフォームに従う運動中における前記対象部位のフォームを評価する第４ステップを前記制御部にさらに実行させる。
上記運動補助プログラムによれば、一連の変化に伴う特定のフォームの改善に寄与できる。

前記運動補助プログラムの一例によれば、前記第４ステップでは、筋放電のレベルに応じて前記対象部位のフォームを評価する。
特定のフォームのフェーズにおける対象部位の筋力および安定性等は例えば筋放電のレベルに反映される。上記運動補助プログラムによれば、対象部位のフォームを好適に評価できる。

前記運動補助プログラムの一例によれば、前記特定のフォームの一連の変化を表す複数のフェーズ画像を表示部に表示させる第１指示情報、および、前記複数のフェーズ画像のそれぞれに対応する筋活動の状態を前記複数のフェーズ画像に関連付けて前記表示部に表示させる第２指示情報を演算する第５ステップを前記制御部にさらに実行させる。
上記運動補助プログラムによれば、複数のフェーズのそれぞれにおける筋活動の状態を視覚情報として運動者およびそのトレーナ等に提供できる。

本発明に関する運動補助システムの一形態は、身体に装着される装着部と、前記装着部に設けられる前記検出部と、前記検出部により検出された前記第１状態情報を送信する送信部と、前記運動補助プログラムとを備える。
上記運動補助システムによれば、筋活動の状態を測定できる。

前記運動補助システムの一例によれば、前記検出部は筋電センサ、角速度センサ、および、加速度センサの少なくとも１つを含む。
上記運動補助システムによれば、筋活動の状態を好適に測定できる。

前記運動補助システムの一例によれば、身体の動作を撮影する撮影部をさらに備え、前記送信部は前記検出部により検出された情報、および、前記撮影部により撮影された情報を含む前記第１状態情報を送信する。
上記運動補助システムによれば、筋活動の状態を好適に測定できる。

（実施の形態）
図１および図２を参照して、運動補助システム１の構成について説明する。
運動補助システム１は例えば運動者が行うトレーニングに利用される。トレーニングは例えば一般的な生活およびスポーツ等に関連する対象部位Ｔの運動を含む。対象部位Ｔは下肢を含む。一例では、トレーニングはサッカーに関連するキック運動を含む。キック運動は例えばインフロントキックを含む。運動補助システム１を構成する主な要素は装着体１０、端末装置４０、および、運動補助プログラムである。

装着体１０は身体に装着される。装着体１０を構成する主な要素は装着部１１、検出部２０、および、本体３０である。装着部１１は対象部位Ｔに装着される。一例では、装着部１１は臀部、大腿、および、下腿を覆うように下肢に装着される。図示される例では、装着部１１はロングタイツである。検出部２０は装着部１１に設けられる。検出部２０は左半身に対応する左半身用の検出部２０、および、右半身に対応する右半身用の検出部２０を含む。左半身用の検出部２０の構成は右半身用の検出部２０の構成と実質的に同じである。左半身用の検出部２０の配置は右半身用の検出部２０の配置と左右対称の関係を有する。

検出部２０は第１検出部２１、第２検出部２２、第３検出部２３、第４検出部２４、および、第５検出部２５を含む。第１検出部２１は例えば臀部に設けられる。一例では、第１検出部２１は装着部１１のうちの大殿筋と対応する部分に設けられる。第２検出部２２は例えば大腿前面に設けられる。一例では、第２検出部２２は装着部１１のうちの大腿四頭筋と対応する部分に設けられる。第３検出部２３は例えば大腿背面に設けられる。一例では、第３検出部２３は装着部１１のうちのハムストリングと対応する部分に設けられる。ハムストリングは半腱様筋および大腿二頭筋を含む。第４検出部２４は例えば下腿前面に設けられる。一例では、第４検出部２４は装着部１１のうちの前脛骨筋と対応する部分に設けられる。第５検出部２５は例えば下腿背面に設けられる。一例では、第５検出部２５は装着部１１のうちの腓腹筋と対応する部分に設けられる。各検出部２１〜２５に含まれるセンサの種類は同じである。

第１検出部２１は筋電センサ２１Ａ、角速度センサ２１Ｂ、および、加速度センサ２１Ｃの少なくとも１つを含む。筋電センサ２１Ａは例えば大殿筋で発生する微弱な電場の変化を検出する。角速度センサ２１Ｂは臀部の角速度を検出する。臀部の角速度は前後軸まわりの角速度、左右軸まわりの角速度、および、上下軸まわりの角速度の少なくとも１つを含む。一例では、角速度センサ２１Ｂは３軸角速度センサである。加速度センサ２１Ｃは臀部の加速度を検出する。臀部の加速度は前後軸の加速度、左右軸の加速度、および、上下軸の加速度の少なくとも１つを含む。一例では、加速度センサ２１Ｃは３軸加速度センサである。

第２検出部２２は筋電センサ２２Ａ、角速度センサ２２Ｂ、および、加速度センサ２２Ｃの少なくとも１つを含む。筋電センサ２２Ａは例えば大腿四頭筋で発生する微弱な電場の変化を検出する。角速度センサ２２Ｂは大腿前面の角速度を検出する。大腿前面の角速度は前後軸まわりの角速度、左右軸まわりの角速度、および、上下軸まわりの角速度の少なくとも１つを含む。一例では、角速度センサ２２Ｂは３軸角速度センサである。加速度センサ２２Ｃは大腿前面の加速度を検出する。大腿前面の加速度は前後軸の加速度、左右軸の加速度、および、上下軸の加速度の少なくとも１つを含む。一例では、加速度センサ２２Ｃは３軸加速度センサである。

第３検出部２３は筋電センサ２３Ａ、角速度センサ２３Ｂ、および、加速度センサ２３Ｃの少なくとも１つを含む。筋電センサ２３Ａは例えばハムストリングで発生する微弱な電場の変化を検出する。角速度センサ２３Ｂは大腿背面の角速度を検出する。大腿背面の角速度は前後軸まわりの角速度、左右軸まわりの角速度、および、上下軸まわりの角速度の少なくとも１つを含む。一例では、角速度センサ２３Ｂは３軸角速度センサである。加速度センサ２３Ｃは大腿背面の加速度を検出する。大腿背面の加速度は前後軸の加速度、左右軸の加速度、および、上下軸の加速度の少なくとも１つを含む。一例では、加速度センサ２３Ｃは３軸加速度センサである。

第４検出部２４は筋電センサ２４Ａ、角速度センサ２４Ｂ、および、加速度センサ２４Ｃの少なくとも１つを含む。筋電センサ２４Ａは例えば前脛骨筋で発生する微弱な電場の変化を検出する。角速度センサ２４Ｂは下腿前面の角速度を検出する。下腿前面の角速度は前後軸まわりの角速度、左右軸まわりの角速度、および、上下軸まわりの角速度の少なくとも１つを含む。一例では、角速度センサ２４Ｂは３軸角速度センサである。加速度センサ２４Ｃは下腿前面の加速度を検出する。下腿前面の加速度は前後軸の加速度、左右軸の加速度、および、上下軸の加速度の少なくとも１つを含む。一例では、加速度センサ２４Ｃは３軸加速度センサである。

第５検出部２５は筋電センサ２５Ａ、角速度センサ２５Ｂ、および、加速度センサ２５Ｃの少なくとも１つを含む。筋電センサ２５Ａは例えば腓腹筋で発生する微弱な電場の変化を検出する。角速度センサ２５Ｂは下腿背面の角速度を検出する。下腿背面の角速度は前後軸まわりの角速度、左右軸まわりの角速度、および、上下軸まわりの角速度の少なくとも１つを含む。一例では、角速度センサ２５Ｂは３軸角速度センサである。加速度センサ２５Ｃは下腿背面の加速度を検出する。下腿背面の加速度は前後軸の加速度、左右軸の加速度、および、上下軸の加速度の少なくとも１つを含む。一例では、加速度センサ２５Ｃは３軸加速度センサである。

本体３０は例えば各種の電気的な要素を収容する。本体３０は装着部１１に設けられる。一例では、本体３０は外部に露出するように装着部１１に設けられる。図示される例では、本体３０は装着部１１のうちの腰まわりと対応する部分に設けられる。本体３０は装着部１１に対して着脱可能に設けられてもよい。本体３０は各検出部２１〜２５と電気的に接続される。本体３０は有線または無線によって端末装置４０と電気的に通信可能に構成される。一例では、本体３０は端末装置４０と無線通信可能に構成される。

端末装置４０は装着体１０とは別体に設けられる。端末装置４０はスマートデバイスおよびパーソナルコンピュータの少なくとも一方を含む。スマートデバイスはスマートウォッチ等のウェアラブルデバイス、スマートフォン、および、タブレットコンピュータの少なくとも１つを含む。図１に示される例では、端末装置４０はタブレットコンピュータを含む。端末装置４０は本体３０とペアリングすることによって、本体３０と無線通信できる。ペアリングに必要な通信要素は本体３０および端末装置４０のそれぞれに含まれる。端末装置４０は装着部１１に取り付けられてもよい。

図３を参照して、運動補助システム１の具体的な構成について説明する。図３に示される装着体１０は一方の検出部２０を省略している。
本体３０は送信部３１および電源３２を収容する。送信部３１は検出部２０により検出された第１状態情報を送信する。第１状態情報は対象部位Ｔの運動の状態に関する情報を含む。一例では、送信部３１は検出部２１〜２５に含まれる複数のセンサ２１Ａ〜２１Ｃ、２２Ａ〜２２Ｃ、２３Ａ〜２３Ｃ、２４Ａ〜２４Ｃ、２５Ａ〜２５Ｃの少なくとも１つにより検出された第１状態情報を端末装置４０に送信する。電源３２は装着体１０に含まれる各種の電気的な要素に電力を供給する。

運動補助システム１は身体の動作を撮影する撮影部Ｃをさらに備える。撮影部Ｃはビデオカメラを含む。撮影部Ｃは本体３０と電気的に接続される。送信部３１は検出部２０により検出された情報、および、撮影部Ｃにより撮影された情報を含む第１状態情報を送信する。運動補助システム１は撮影部Ｃを省略して構成されてもよい。

端末装置４０を構成する主な要素は制御部４１、操作部４２、報知部４３、および、電源４４である。操作部４２は例えば運動補助システム１の操作に関する情報を入力可能に構成される。報知部４３は例えば運動補助システム１に関する情報を報知可能に構成される。報知部４３はスピーカ４３Ａおよび表示部４３Ｂの少なくとも一方を含む。スピーカ４３Ａは運動補助システム１に関する情報を音で報知する。表示部４３Ｂは運動補助システム１に関する情報を画像で報知する。一例では、表示部４３Ｂはディスプレイを含む。表示部４３Ｂは操作部４２と一体に構成されてもよい。この場合、表示部４３Ｂはタッチパネルディスプレイを含む。電源４４は端末装置４０を構成する各種の電気的な要素に電力を供給する。

制御部４１は１つまたは複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部４１は第１状態情報および操作部４２の操作に関する操作情報の少なくとも一方に基づいて各種の制御を実行する。制御部４１は情報読込部４１Ａ、状態演算部４１Ｂ、情報出力部４１Ｃ、フォーム評価部４１Ｄ、および、指示演算部４１Ｅを含む。情報読込部４１Ａは検出部２０により検出された対象部位Ｔの運動の状態に関する情報、および、撮影部Ｃにより撮影された身体の動作に関する情報の少なくとも一方を含む第１状態情報を読み込む。情報読込部４１Ａは第１状態情報を状態演算部４１Ｂに出力する。

状態演算部４１Ｂは第１状態情報に応じて対象部位Ｔの筋活動の状態を演算する。状態演算部４１Ｂは例えば第１状態情報に応じて対象部位Ｔの運動を判定し、対象部位Ｔの運動に伴う対象部位Ｔの筋活動の状態を演算する。一例では、状態演算部４１Ｂは第１状態情報に応じてキック運動のフェーズを判定し、そのフェーズ毎の対象部位Ｔの筋活動の状態を演算する。キック運動のフェーズは例えば下肢の振り上げ、踏み込み、ボールインパクト、および、フォロースルー等を含む。状態演算部４１Ｂは例えば検出部２０に含まれる各種のセンサの衝撃ピーク、左右差、周期性、方向・回転、および、測定部位等に基づいてキック運動のフェーズを判定する。

踏み込みにおける軸足の下腿（前脛骨筋、腓腹筋）の加速度は地面との接触による衝撃力によりピークを検出する。軸足はボールを蹴る蹴足とは反対側の下肢を示す。踏み込みが強い場合に検出される加速度のピークは相対的に大きい。踏み込みが弱い場合に検出される加速度のピークは相対的に小さい。ボールインパクトにおける蹴足の下腿（前脛骨筋、腓腹筋）の加速度はボールとの接触による衝撃力によりピークを検出する。ボールインパクトが強い場合に検出される加速度のピークは相対的に大きい。ボールインパクトが弱い場合に検出される加速度のピークは相対的に小さい。この点を踏まえ、状態演算部４１Ｂは第１状態情報に応じて対象部位Ｔの運動を判定する。一例では、状態演算部４１Ｂは筋活動の状態に含まれる筋放電のレベル、筋放電のタイミング、筋放電の順序、筋放電の連動、筋放電の同期、相反性抑制、および、予備緊張の少なくとも１つを演算する。

状態演算部４１Ｂは対象部位Ｔの筋活動の状態に関する演算結果を情報出力部４１Ｃに出力する。情報出力部４１Ｃは演算された筋活動の状態に関する第２状態情報を出力する。一例では、情報出力部４１Ｃは第２状態情報をフォーム評価部４１Ｄおよび指示演算部４１Ｅの少なくとも一方に出力する。

フォーム評価部４１Ｄは第２状態情報に応じて対象部位Ｔのフォームを評価する。フォーム評価部４１Ｄは例えば演算された筋活動の状態に応じて、一連の変化を伴う特定のフォームに従う運動中における対象部位Ｔのフォームを評価する。特定のフォームはインフロントキックのフォームを含む。一例では、フォーム評価部４１Ｄは筋放電のレベルに応じて対象部位Ｔのフォームを評価する。フォームの評価は対象部位Ｔのフォームの良否判定を含む。フォーム評価部４１Ｄは例えば踏み込みにおける軸足の前脛骨筋の筋放電が持続し、軸足が安定しているか否かによって対象部位Ｔのフォームを評価する。フォーム評価部４１Ｄは例えばボールインパクト直前の下肢（ハムストリング、腓腹筋）の筋放電の有無に基づいて、屈曲から伸張への力を蓄える蹴足の一瞬の静止時間が認められるか否かによって対象部位Ｔのフォームを評価する。フォーム評価部４１Ｄは例えばボールインパクトにおける大殿筋の筋放電のレベルにおいて、パワーを発揮すべき強さに対するずれの有無によって対象部位Ｔのフォームを評価する。

筋放電のレベルおよびタイミングの閾値を設定するための筋活動の開始・消失は、例えば事前に安静時の筋活動の平均値に対する標準偏差をσとして定義する。一例では、平均値＋３σを上回る時点を筋活動開始と定義し、平均値＋３σを下回る時点を筋活動消失と定義する。

フォーム評価部４１Ｄは例えば筋放電のレベルと予め設定された閾値との関係に基づいて、対象部位Ｔのフォームの改善を促す情報を演算する。閾値は端末装置４０に搭載されるメモリ（図示略）に格納される。一例では、閾値は筋肉の状態等に基づいて規定される。具体的には、閾値はコーチ・トレーナの考え方または理論、運動者の体型に基づく筋肉の使い方、好調時の運動者の筋放電のレベルに関するデータ、および、模範者の筋放電のレベルに関するデータの少なくとも１つに基づいて規定される。フォーム評価部４１Ｄは例えば踏み込みにおける軸足の前脛骨筋の筋放電が持続せず、軸足が安定していないと判定した場合、対象部位Ｔのフォームの改善を促す情報を演算する。フォーム評価部４１Ｄは例えばボールインパクト直前の下肢（ハムストリング、腓腹筋）の筋放電の有無に基づいて、屈曲から伸張への力を蓄える蹴足の一瞬の静止時間が極端に長いまたは極端に短いと判定した場合、対象部位Ｔのフォームの改善を促す情報を演算する。フォーム評価部４１Ｄは例えばボールインパクトにおける大殿筋の筋放電のレベルがパワーを発揮すべき強さに対して小さいと判定した場合、対象部位Ｔのフォームの改善を促す情報を演算する。

フォーム評価部４１Ｄは対象部位Ｔのフォームの評価に関する情報、および、対象部位Ｔのフォームの改善を促す情報の少なくとも一方を含む評価情報を情報出力部４１Ｃに出力する。情報出力部４１Ｃは評価情報を報知部４３に出力する。報知部４３は評価情報を報知する。フォーム評価部４１Ｄは評価情報を指示演算部４１Ｅに出力してもよい。

指示演算部４１Ｅは第２状態情報および評価情報の少なくとも一方に応じて各種の指示情報を演算する。指示演算部４１Ｅは例えば特定のフォームの一連の変化を表す複数のフェーズ画像ＩＰを表示部４３Ｂに表示させる第１指示情報、および、複数のフェーズ画像ＩＰのそれぞれに対応する筋活動の状態を複数のフェーズ画像ＩＰに関連付けて表示部４３Ｂに表示させる第２指示情報を演算する。指示演算部４１Ｅは演算した第１指示情報および第２指示情報を情報出力部４１Ｃに出力する。情報出力部４１Ｃは第１指示情報および第２指示情報を表示部４３Ｂに出力する。表示部４３Ｂは第１指示情報および第２指示情報に従って、複数のフェーズ画像ＩＰと、複数のフェーズ画像ＩＰのそれぞれに対応する筋活動の状態とを関連付けて表示する。

図４に示されるように、表示部４３Ｂは例えばインフロントキックに関する複数のフェーズ画像ＩＰと、複数のフェーズ画像ＩＰのそれぞれに対応する大殿筋および大腿四頭筋の筋活動の状態とを関連付けて表示する。表示部４３Ｂは複数のフェーズ画像ＩＰ上の対象部位Ｔと筋活動の状態とを関連付けて表示してもよい。図４に示される筋活動の状態は例えば筋放電のレベルに応じて色付けされる。図４に示される例では、ドットが細かくなるほど筋放電のレベルが高いことを示す。

指示演算部４１Ｅは例えば特定のフォームに関する１つのフェーズにおいて、対象部位Ｔと筋放電のレベルとを関連付けて表示部４３Ｂに表示させる第３指示情報を演算する。指示演算部４１Ｅは演算した第３指示情報を情報出力部４１Ｃに出力する。情報出力部４１Ｃは第３指示情報を表示部４３Ｂに出力する。表示部４３Ｂは第３指示情報に従って、特定のフォームに関する１つのフェーズにおける対象部位Ｔと筋放電のレベルとを関連付けて表示する。

図５に示されるように、表示部４３Ｂは例えばインフロントキックに関する踏み込みにおいて、大殿筋、大腿四頭筋、ハムストリング、前脛骨筋、および、腓腹筋と筋放電のレベルとを関連付けて表示する。一例では、表示部４３Ｂは対象部位Ｔと筋放電のレベルとを５段階で表示する。図５は軸足の対象部位Ｔと筋放電のレベルとの関係の一例を示す。図５に示される例では、踏み込みにおける軸足の前脛骨筋の筋放電のレベルが低く、軸足が安定していないことが把握される。

運動補助システム１は運動補助プログラムに従って各種の制御を実行する。運動補助プログラムは検出部２０により検出された対象部位Ｔの運動の状態に関する第１状態情報を読み込む第１ステップＳ１と、第１状態情報に応じて対象部位Ｔの筋活動の状態を演算する第２ステップＳ２と、演算された筋活動の状態に関する第２状態情報を出力する第３ステップＳ３と、を制御部４１に実行させる。運動補助プログラムによれば、筋活動の状態を測定できる。第２ステップでは、筋活動の状態に含まれる筋放電のレベル、筋活動のタイミング、筋活動の順序、筋活動の連動、筋活動の同期、相反性抑制、および、予備緊張の少なくとも１つを演算する。運動補助プログラムによれば、筋活動の状態を詳細に測定できる。

運動補助プログラムは演算された筋活動の状態に応じて、一連の変化に伴う特定のフォームに従う運動中における対象部位Ｔのフォームを評価する第４ステップＳ４を制御部４１にさらに実行させる。運動補助プログラムによれば、一連の変化に伴う特定のフォームの改善に寄与できる。第４ステップＳ４では、筋放電のレベルに応じて対象部位Ｔのフォームを評価する。特定のフォームのフェーズにおける対象部位Ｔの筋力および安定性等は例えば筋放電のレベルに反映される。運動補助プログラムによれば、対象部位Ｔのフォームを好適に評価できる。

運動補助プログラムは特定のフォームの一連の変化を表す複数のフェーズ画像ＩＰを表示部４３Ｂに表示させる第１指示情報、および、複数のフェーズ画像ＩＰのそれぞれに対応する筋活動の状態を複数のフェーズ画像ＩＰに関連付けて表示部４３Ｂに表示させる第２指示情報を演算する第５ステップＳ５を制御部４１にさらに実行させる。運動補助プログラムによれば、複数のフェーズのそれぞれにおける筋活動の状態を視覚情報として運動者およびそのトレーナ等に提供できる。

図６を参照して、キック運動に基づく第１状態情報の一例について説明する。図６に示されるグラフは高評価のフォームと第１状態情報との関係の一例を示す。
踏み込みにおける軸足の下腿（前脛骨筋）の加速度は地面との接触による衝撃によりピークを検出する。踏み込みにおける軸足の下腿の加速度のピークが相対的に大きいため、踏み込みが強いことが示唆される。ボールインパクトにおける蹴足の下腿（前脛骨筋）の加速度はボールとの接触による衝撃によりピークを検出する。ボールインパクトにおける蹴足の下腿の加速度のピークが相対的に大きいため、ボールインパクトが強いことが示唆される。図６に示される加速度センサの値は３軸の合成値を示す。図６に示される二点鎖線はボールインパクトの瞬間を示す。図６に示される破線はセンサ値が０を示す。

踏み込みにおける軸足の前脛骨筋の筋放電が持続しているため、軸足が安定していることが示唆される。ボールインパクトにおける大殿筋の筋放電のレベルが相対的に高いため、パワーを発揮すべき強さに対するずれが小さいことが示唆される。ボールインパクト直前において下肢（腓腹筋）の筋放電が存在しないため、屈曲から伸張への力を蓄える蹴足の一瞬の静止時間が認められる。

図７を参照して、キック運動に基づく第１状態情報の一例について説明する。図７に示されるグラフは低評価のフォームと第１状態情報との関係の一例を示す。
踏み込みにおける軸足の下腿（前脛骨筋）の加速度は地面との接触による衝撃によりピークを検出する。踏み込みにおける軸足の下腿の加速度のピークが相対的に小さいため、踏み込みが弱いことが示唆される。ボールインパクトにおける蹴足の下腿（前脛骨筋）の加速度はボールとの接触による衝撃によりピークを検出する。ボールインパクトにおける蹴足の下腿の加速度のピークが相対的に小さいため、ボールインパクトが弱いことが示唆される。図７に示される加速度センサの値は３軸の合成値を示す。図７に示される二点鎖線はボールインパクトの瞬間を示す。図７に示される破線はセンサ値が０を示す。

踏み込みにおける軸足の前脛骨筋の筋放電が持続していないため、軸足が安定していないことが示唆される。ボールインパクトにおける大殿筋の筋放電のレベルが相対的に低いため、パワーを発揮すべき強さに対するずれが大きいことが示唆される。ボールインパクト直前において下肢（腓腹筋）の筋放電が存在するため、屈曲から伸張への力を蓄える蹴足の一瞬の静止時間が認められない。

運動補助システム１は例えば運動補助プログラムに従って第１制御および第２制御の少なくとも一方を実行する。第１制御は評価情報を出力する制御を含む。第２制御は各種の指示情報を出力する制御を含む。一例では、操作部４２の操作に基づいて第１制御および第２制御の少なくとも一方が実行される。運動補助システム１は運動補助プログラムに従って第１制御および第２制御を並行して実行してもよい。

図８を参照して、運動補助システム１が実行する第１制御の一例について説明する。
制御部４１はステップＳ１１において、第１状態情報を読み込む。具体的には、情報読込部４１Ａは検出部２０により検出された対象部位Ｔの運動の状態に関する第１状態情報を読み込む。ステップＳ１１は第１ステップＳ１に相当する。制御部４１はステップＳ１２において、筋活動の状態を演算する。具体的には、状態演算部４１Ｂは第１状態情報に応じて対象部位Ｔの筋活動の状態を演算する。換言すれば、第１状態情報に応じて筋活動の状態が測定される。ステップＳ１２は第２ステップＳ２に相当する。制御部４１はステップＳ１３において、第２状態情報を出力する。具体的には、情報出力部４１ＣはステップＳ１２において演算された筋活動の状態に関する第２状態情報をフォーム評価部４１Ｄに出力する。ステップＳ１３は第３ステップＳ３に相当する。

制御部４１はステップＳ１４において、フォームを評価する。具体的には、フォーム評価部４１Ｄは第２状態情報に応じて対象部位Ｔのフォームを評価する。ステップＳ１４は第４ステップＳ４に相当する。制御部４１はステップＳ１５において、評価情報を出力する。具体的には、情報出力部４１Ｃは対象部位Ｔのフォームの評価に関する情報、および、対象部位Ｔのフォームの改善を促す情報の少なくとも一方を含む評価情報を報知部４３に出力する。報知部４３は評価情報を報知する。

以上の処理を経て、ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理を終了する。制御部４１は運動補助システム１が利用される期間において、ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理を含む第１制御を繰り返し実行してもよい。

図９を参照して、運動補助システム１が実行する第２制御の一例について説明する。
第２制御に含まれるステップＳ２１〜ステップＳ２２の処理は、第１制御に含まれるステップＳ１１〜ステップＳ１２の処理と同じである。制御部４１はステップＳ２３において、第２状態情報を出力する。具体的には、情報出力部４１ＣはステップＳ２２において演算された筋活動の状態に関する第２状態情報を指示演算部４１Ｅに出力する。ステップＳ２３は第３ステップＳ３に相当する。

制御部４１はステップＳ２４において、各種の指示情報を演算する。具体的には、指示演算部４１Ｅは第２状態情報および評価情報の少なくとも一方に応じて第１指示情報、第２指示情報、および、第３指示情報の少なくとも１つを演算する。ステップＳ２４において評価情報が用いられる場合、ステップＳ２４の前にステップＳ１３〜ステップＳ１４の処理が実行される。ステップＳ２４は第５ステップＳ５に相当する。制御部４１はステップＳ２５において、指示情報を出力する。具体的には、情報出力部４１ＣはステップＳ２４において演算された指示情報を表示部４３Ｂに出力する。表示部４３Ｂは指示情報に応じた各種の情報を表示する。

以上の処理を経て、ステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理を終了する。制御部４１は運動補助システム１が利用される期間において、ステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理を含む第２制御を繰り返し実行してもよい。

図１０を参照して、運動補助システム１の使用方法の一例について説明する。
運動者は例えば以下のステップに従って運動補助システム１を利用する。運動者はステップＳ３１において、運動補助システム１の電源を投入する。運動補助システム１の電源が投入されると、検出部２０に含まれるセンサの基準値がキャリブレーションされる。運動者はステップＳ３２において、装着体１０と端末装置４０とのペアリングを実行する。一例では、操作部４２の操作に応じて本体３０と端末装置４０とがペアリングされる。運動者はステップＳ３３において、装着部１１を対象部位Ｔに装着する。運動者はステップＳ３４において、各種のトレーニングを実施する。運動者はトレーニングを実施する前に、運動補助システム１が実行する運動補助プログラムの内容を操作部４２の操作によって設定してもよい。運動補助プログラムの内容が設定されない場合、例えば前回利用時と同様の運動補助プログラムが実行される。

ステップＳ３５において、運動補助プログラムが実行される。一例では、制御部４１は運動補助プログラムに従って第１制御および第２制御の少なくとも一方を実行する。第１制御では、評価情報が報知部４３により報知される。第２制御では、指示情報に応じた各種の情報が表示部４３Ｂにより表示される。運動者を補助するトレーナはステップＳ３６において、報知部４３により報知される各種の情報を確認する。トレーナは例えば報知部４３により報知される各種の情報に基づいて、トレーニングに関するフォームの改善等を指示する。運動者はステップＳ３１またはステップＳ３２の前に、装着部１１を対象部位Ｔに装着してもよい。ステップＳ３６では、運動者が報知部４３により報知される情報を確認してもよい。運動補助システム１によれば、運動補助プログラムに従って各種の制御が実行されるため、運動者が自身のフォームを改善できる。このため、運動者は適切なフォームを身に付けることができる。

（変形例）
上記実施の形態に関する説明は本発明に関する運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システムが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システムは例えば以下に示される上記実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。

・制御部４１の配置は任意に変更可能である。第１例では、制御部４１はサーバに含まれる。この場合、装着体１０および端末装置４０はインターネットを介して通信する。第２例では、制御部４１は本体３０に含まれる。この場合、制御部４１と端末装置４０とが電気的に通信可能に構成される。この例では、運動補助システム１は端末装置４０を省略して構成されてもよい。

・装着部１１の装着対象は任意に変更可能である。第１例では、装着部１１は下腿に装着される。この場合、対象部位Ｔは下腿を含む。第２例では、装着部１１は大腿を含む。この場合、対象部位Ｔは大腿を含む。第３例では、装着部１１は上半身を含む。この場合、対象部位Ｔは上半身を含む。特定のフォームはピッチングのフォームを含む。

・装着体１０の構成は任意に変更可能である。一例では、装着体１０は装着部１１を含まない。この場合、検出部２０は直接的に身体に取り付けられる。例えば、検出部２０を覆うようにテープ等が身体に巻き付けられることによって、検出部２０が身体に固定される。本体３０は検出部２０と同様に身体に取り付けられてもよい。

・運動補助システム１の構成は任意に変更可能である。一例では、運動補助システム１は人工知能（Artificial Intelligence：ＡＩ）を搭載する。換言すれば、運動補助プログラムは人工知能を含む。人工知能は例えば多層構造のニューラルネットワークを用いたディープランニング等を含む。

本発明に関する運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システムは、家庭用および業務用をはじめとする各種の運動補助システムに利用できる。

１ ：運動補助システム
１１ ：装着部
２０ ：検出部
２１ ：第１検出部（検出部）
２１Ａ ：筋電センサ
２１Ｂ ：角速度センサ
２１Ｃ ：加速度センサ
２２ ：第２検出部（検出部）
２２Ａ ：筋電センサ
２２Ｂ ：角速度センサ
２２Ｃ ：加速度センサ
２３ ：第３検出部（検出部）
２３Ａ ：筋電センサ
２３Ｂ ：角速度センサ
２３Ｃ ：加速度センサ
２４ ：第４検出部（検出部）
２４Ａ ：筋電センサ
２４Ｂ ：角速度センサ
２４Ｃ ：加速度センサ
２５ ：第５検出部（検出部）
２５Ａ ：筋電センサ
２５Ｂ ：角速度センサ
２５Ｃ ：加速度センサ
３１ ：送信部
４１ ：制御部
４３Ｂ ：表示部
Ｃ ：撮影部
ＩＰ ：フェーズ画像
Ｓ１ ：第１ステップ
Ｓ２ ：第２ステップ
Ｓ３ ：第３ステップ
Ｓ４ ：第４ステップ
Ｓ５ ：第５ステップ
Ｔ ：対象部位

Claims (8)

1. 検出部により検出された対象部位の運動の状態に関する第１状態情報を読み込む第１ステップと、
   前記第１状態情報に応じて前記対象部位の筋活動の状態を演算する第２ステップと、
   演算された筋活動の状態に関する第２状態情報を出力する第３ステップと、を制御部に実行させる
   運動補助プログラム。
2. 前記第２ステップでは、筋活動の状態に含まれる筋放電のレベル、筋放電のタイミング、筋放電の順序、筋放電の連動、筋放電の同期、相反性抑制、および、予備緊張の少なくとも１つを演算する
   請求項１に記載の運動補助プログラム。
3. 演算された筋活動の状態に応じて、一連の変化を伴う特定のフォームに従う運動中における前記対象部位のフォームを評価する第４ステップを前記制御部にさらに実行させる
   請求項１または２に記載の運動補助プログラム。
4. 前記第４ステップでは、筋放電のレベルに応じて前記対象部位のフォームを評価する
   請求項３に記載の運動補助プログラム。
5. 前記特定のフォームの一連の変化を表す複数のフェーズ画像を表示部に表示させる第１指示情報、および、前記複数のフェーズ画像のそれぞれに対応する筋活動の状態を前記複数のフェーズ画像に関連付けて前記表示部に表示させる第２指示情報を演算する第５ステップを前記制御部にさらに実行させる
   請求項３または４に記載の運動補助プログラム。
6. 身体に装着される装着部と、
   前記装着部に設けられる前記検出部と、
   前記検出部により検出された前記第１状態情報を送信する送信部と、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の運動補助プログラムとを備える
   運動補助システム。
7. 前記検出部は筋電センサ、角速度センサ、および、加速度センサの少なくとも１つを含む
   請求項６に記載の運動補助システム。
8. 身体の動作を撮影する撮影部をさらに備え、
   前記送信部は前記検出部により検出された情報、および、前記撮影部により撮影された情報を含む前記第１状態情報を送信する
   請求項６または７に記載の運動補助システム。