JP7452838B2 - Physical function training device, physical function training method, program, and recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、身体機能訓練装置、身体機能訓練方法、プログラム、及び、記録媒体に関する。 The present invention relates to a physical function training device, a physical function training method, a program, and a recording medium.
脳卒中による片麻痺患者等に用いられるリハビリテーションシステムとして、指示に従う患者の動きを撮像し、取得された画像を用いて当該患者の運動機能を評価するものが提案されている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art As a rehabilitation system used for hemiplegia patients due to stroke, a system has been proposed that images the patient's movements according to instructions and uses the acquired images to evaluate the patient's motor function (Patent Document 1).
リハビリテーション等の身体機能訓練においては、ユーザのモチベーションの維持が重要となる。 In physical function training such as rehabilitation, maintaining user motivation is important.
そこで、本発明は、ユーザのモチベーションを維持可能な身体機能訓練装置、及び、身体機能訓練方法の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a physical function training device and a physical function training method that can maintain user motivation.
前記目的を達成するために、本発明の身体機能訓練装置は、
動き情報取得部、動き情報変換部、及び、画像情報生成部を含み、
前記動き情報取得部は、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し、
前記動き情報変換部は、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換し、
前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成する、装置である。
In order to achieve the above object, the physical function training device of the present invention includes:
including a motion information acquisition unit, a motion information conversion unit, and an image information generation unit,
The movement information acquisition unit acquires movement information of the entire or part of the user's body,
The motion information converter converts the acquired motion information into training motion information,
The image information generation unit is a device that generates training virtual space image information in which the training motion information is reflected on a virtual space.
本発明の身体機能訓練方法は、
動き情報取得工程、動き情報変換工程、及び、画像情報生成工程を含み、
前記動き情報取得工程は、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し、
前記動き情報変換工程は、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換し、
前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成する、方法である。
The physical function training method of the present invention includes:
including a motion information acquisition step, a motion information conversion step, and an image information generation step,
The movement information acquisition step acquires movement information of the entire or part of the user's body,
The motion information conversion step converts the acquired motion information into training motion information,
The image information generation step is a method of generating training virtual space image information in which the training motion information is reflected on a virtual space.
本発明によれば、身体機能訓練において、ユーザのモチベーションを維持可能である。 According to the present invention, a user's motivation can be maintained in physical function training.
本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記動き情報変換部は、現在位置計測部、及び、訓練用位置情報生成部を含み、前記現在位置計測部は、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測し、前記訓練用位置情報生成部は、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成し、前記動き情報変換部において、前記訓練用動き情報が、前記訓練用位置情報を含み、前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記訓練用位置情報を反映させた前記訓練用仮想空間情報を生成する、という態様であってもよい。 In the physical function training device of the present invention, for example, the movement information conversion unit includes a current position measurement unit and a training position information generation unit, and the current position measurement unit calculates the user's The training position information generation unit calculates a current speed from the position information, and generates training position information by adding or subtracting a set speed to the current speed. , in the motion information conversion unit, the training motion information includes the training position information, and the image information generation unit generates the training virtual space information in which the training position information is reflected on a virtual space. It may be possible to generate the information.
本発明の身体機能訓練装置は、例えば、さらに、制御部を含み、前記制御部は、訓練の目的に応じ、前記設定速度の調整及び前記設定速度の加減を制御する、という態様であってもよい。 The physical function training device of the present invention may, for example, further include a control section, and the control section may control adjustment of the set speed and increase/decrease of the set speed according to the purpose of training. good.
本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記制御部は、ガイド情報生成部、及び、音声情報生成部を含み、前記ガイド情報生成部は、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成し、前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成し、前記音声情報生成部は、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する、という態様であってもよい。 In the physical function training device of the present invention, for example, the control unit includes a guide information generation unit and a voice information generation unit, and the guide information generation unit generates guide information that guides the user's movements, and The image information generation section reflects the guide information on a virtual space to generate the training virtual space image information, and the audio information generation section reflects the guide information to generate training audio information. This may be an aspect.
本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記制御部は、スコア判定部を含み、前記スコア判定部は、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する、という態様であってもよい。 In the physical function training device of the present invention, for example, the control unit includes a score determination unit, and the score determination unit determines the movement information of the user with respect to the guide information in the training virtual space image information. It may also be possible to generate score determination information.
本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記制御部は、訓練環境切替部を含み、前記訓練環境切替部は、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する、という態様であってもよい。 In the physical function training device of the present invention, for example, the control unit includes a training environment switching unit, and the training environment switching unit switches the training environment in the training virtual space image information based on the score determination information. In addition, at least one of the training audio information may be switched.
本発明の身体機能訓練装置は、例えば、さらに、記憶部を含み、前記記憶部は、前記スコア判定情報を記憶する、という態様であってもよい。 The physical function training device of the present invention may, for example, further include a storage section, and the storage section may store the score determination information.
本発明の身体機能訓練装置は、例えば、さらに、通信部を含み、前記通信部により、外部の装置と通信可能である、という態様であってもよい。 The physical function training device of the present invention may, for example, further include a communication section, and the communication section can communicate with an external device.
本発明の身体機能訓練装置は、例えば、さらに、位置センサ部、及び、表示部を含み、前記位置センサ部は、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し、前記表示部は、前記画像情報生成部で生成された前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示する、という態様であってもよい。 The physical function training device of the present invention further includes, for example, a position sensor unit and a display unit, and the position sensor unit detects position information of the entire or part of the user's body and converts it into the movement information. However, the display unit may display the training virtual space image based on the training virtual space image information generated by the image information generation unit.
本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記表示部は、ヘッドセットであり、前記ヘッドセットは、表示装置、及び、前記位置センサ部を含む、という態様であってもよい。 In the physical function training device of the present invention, for example, the display section may be a headset, and the headset may include a display device and the position sensor section.
本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記ユーザの身体の全体又は一部の動きは、前記ユーザの上肢の動きである、という態様であってもよい。 In the physical function training device of the present invention, for example, the movement of the entire or part of the user's body may be a movement of the user's upper limbs.
本発明の身体機能訓練方法において、例えば、前記動き情報変換工程は、現在位置計測工程、及び、訓練用位置情報生成工程を含み、前記現在位置計測工程は、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測し、前記訓練用位置情報生成工程は、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成し、前記動き情報変換工程において、前記訓練用動き情報が、前記訓練用位置情報を含み、前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記訓練用位置情報を反映させた前記訓練用仮想空間画像情報を生成する、という態様であってもよい。 In the physical function training method of the present invention, for example, the movement information converting step includes a current position measuring step and a training position information generating step, and the current position measuring step is performed based on the acquired movement information. The step of generating positional information for training calculates a current speed from the positional information, and generates positional information for training by adding or subtracting a set speed to the current speed. , in the motion information conversion step, the training motion information includes the training position information, and in the image information generation step, the training virtual space image information in which the training position information is reflected on a virtual space. may be generated.
本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、制御工程を含み、前記制御工程は、訓練の目的に応じ、前記設定速度の調整及び前記設定速度の加減を制御する、という態様であってもよい。 The physical function training method of the present invention may further include, for example, a control step, and the control step may be configured to control adjustment of the set speed and increase/decrease of the set speed according to the purpose of training. good.
本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、ガイド情報生成工程、及び、音声情報生成工程を含み、前記ガイド情報生成工程は、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成し、前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成し、前記音声情報生成工程は、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する、という態様であってもよい。 The physical function training method of the present invention further includes, for example, a guide information generation step and a voice information generation step, and the guide information generation step generates guide information that guides the user's movement, and the image information generation step In the step, the guide information is reflected on a virtual space to generate the training virtual space image information, and in the audio information generation step, the guide information is reflected to generate training audio information. There may be.
本発明の身体機能訓練方法において、例えば、前記制御工程は、スコア判定工程を含み、前記スコア判定工程は、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する、という態様であってもよい。 In the physical function training method of the present invention, for example, the control step includes a score determination step, and the score determination step determines the movement information of the user with respect to the guide information in the training virtual space image information. It may also be possible to generate score determination information.
本発明の身体機能訓練方法において、例えば、前記制御工程は、訓練環境切替工程を含み、前記訓練環境切替工程は、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する、という態様であってもよい。 In the physical function training method of the present invention, for example, the control step includes a training environment switching step, and the training environment switching step includes switching the training environment in the training virtual space image information based on the score determination information; In addition, at least one of the training audio information may be switched.
本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、記憶工程を含み、前記記憶工程は、前記スコア判定情報を記憶する、という態様であってもよい。 The physical function training method of the present invention may further include, for example, a storage step, and the storage step may store the score determination information.
本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、通信工程を含み、前記通信工程により、外部の装置と通信可能である、という態様であってもよい。 For example, the physical function training method of the present invention may further include a communication step, and the communication step may allow communication with an external device.
本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、位置センサ工程、及び、表示工程を含み、前記位置センサ工程は、位置センサ部を用いて、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し、前記表示工程は、前記画像情報生成工程で生成された前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示する、という態様であってもよい。 The physical function training method of the present invention further includes, for example, a position sensor step and a display step, and the position sensor step detects position information of the entire or part of the user's body using a position sensor section. The training virtual space image may be converted into the motion information, and the display step may display a training virtual space image based on the training virtual space image information generated in the image information generation step.
本発明の身体機能訓練方法は、例えば、前記表示工程において、ヘッドセットを用い、前記ヘッドセットは、表示装置、及び、前記位置センサ部を含む、という態様であってもよい。 In the physical function training method of the present invention, for example, a headset may be used in the display step, and the headset may include a display device and the position sensor unit.
本発明の身体機能訓練方法において、例えば、前記ユーザの身体の全体又は一部の動きは、前記ユーザの上肢の動きである、という態様であってもよい。 In the physical function training method of the present invention, for example, the movement of the entire or part of the user's body may be a movement of the user's upper limbs.
本発明のプログラムは、本発明の方法をコンピュータ上で実行可能なプログラムである。 The program of the present invention is a program that can execute the method of the present invention on a computer.
本発明の記録媒体は、本発明のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 The recording medium of the present invention is a computer-readable recording medium that records the program of the present invention.
次に、本発明の実施形態について図を用いて説明する。本発明は、以下の実施形態には限定されない。以下の各図において、同一部分には、同一符号を付している。また、各実施形態の説明は、特に言及がない限り、互いの説明を援用でき、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。また、各実施形態では、ユーザのリハビリテーションでの上肢の訓練への利用を中心に説明するが、本発明はこれに限定されず、例えば、リハビリテーションでの下肢及び身体全体の訓練、スポーツ、ダンス等における上肢、下肢及び身体全体の訓練等に、幅広く利用可能である。 Next, embodiments of the present invention will be described using figures. The present invention is not limited to the following embodiments. In each figure below, the same parts are given the same reference numerals. In addition, the explanations of each embodiment can refer to each other unless otherwise mentioned, and the configurations of the embodiments can be combined unless otherwise mentioned. Furthermore, in each embodiment, the explanation will be centered on the use for training the upper limbs in the user's rehabilitation, but the present invention is not limited thereto. It can be widely used for training the upper limbs, lower limbs, and the entire body.
[実施形態1]
図1は、本実施形態の身体機能訓練装置1の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、身体機能訓練装置1は、動き情報取得部11、動き情報変換部12、画像情報生成部13、及び、制御部14を含む。本発明の身体機能訓練装置は、本発明のプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータ(PC、例えば、ノート型、デスクトップ型)、ヘッドセット等であってもよい。なお、本発明において、制御部14は、任意の構成要素であり、必須ではない。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a physical
図2に、身体機能訓練装置1のハードウエア構成のブロック図を例示する。図2に示すように、身体機能訓練装置1は、例えば、CPU(中央処理装置)101、メモリ102、バス103、記憶部104、入力装置106、表示部107、通信部108等を有する。身体機能訓練装置1の各部は、例えば、それぞれのインターフェース(I/F)により、バス103を介して接続されている。
FIG. 2 illustrates a block diagram of the hardware configuration of the physical
CPU101は、身体機能訓練装置1の全体の制御を担う。身体機能訓練装置1において、CPU101により、例えば、本発明のプログラムやその他のプログラムが実行され、また、各種情報の読み込みや書き込みが行われる。具体的には、例えば、CPU101が、動き情報取得部11、動き情報変換部12、画像情報生成部13、及び、制御部14として機能する。なお、本発明において、CPUに代えてGPU等の他の演算装置を用いてもよい。
The
バス103は、例えば、外部の装置とも接続できる。前記外部装置は、例えば、サーバ、病院の端末(例えば、PC、タブレット端末、スマートフォン等、以下同様。)、介護施設の端末、スポーツジムの端末等があげられる。身体機能訓練装置1は、例えば、バス103に接続された通信部108により、通信回線網に接続でき、前記通信回線網を介して、前記外部装置と通信することもできる。前記通信回線網は、特に制限されず、公知のネットワークを使用でき、例えば、有線でも無線でもよい。前記通信回線網は、例えば、インターネット回線、WWW(World Wide Web)、電話回線、LAN(Local Area Network)、Wifi(Wireless Fidelity)等があげられる。このように、身体機能訓練装置1が、通信部108を介して、病院の端末、介護施設の端末、スポーツジムの端末等の外部装置と通信可能であれば、例えば、ユーザの自宅等の所望の場所で、いつでも身体機能の訓練を行うことができる。
For example, the
メモリ102は、例えば、メインメモリを含み、前記メインメモリは、主記憶装置ともいう。CPU101が処理を行う際には、例えば、後述する記憶部104に記憶されている本発明のプログラム等の種々の動作プログラム105を、メモリ102が読み込み、CPU101は、メモリ102からデータを受け取って、プログラム105を実行する。前記メインメモリは、例えば、RAM(ランダムアクセスメモリ)である。メモリ102は、例えば、さらに、ROM(読み出し専用メモリ)を含む。
The
記憶部104は、例えば、前記メインメモリ(主記憶装置)に対して、いわゆる補助記憶装置ともいう。前述のように、記憶部104には、本発明のプログラムを含む動作プログラム105が格納されている。記憶部104は、例えば、記憶媒体と、前記記憶媒体に読み書きをするドライブとを含む。前記記憶媒体は、特に制限されず、例えば、内蔵型でも外付け型でもよく、HD(ハードディスク)、FD(フロッピー(登録商標)ディスク)、CD-ROM、CD-R、CD-RW、MO、DVD、フラッシュメモリー、メモリーカード等があげられ、前記ドライブは、特に制限されない。記憶部104は、例えば、記憶媒体とドライブとが一体化されたハードディスクドライブ(HDD)であってもよい。
The
身体機能訓練装置1は、例えば、さらに、入力装置106、表示部107を有する。入力装置106は、例えば、キーボード、マウス等である。表示部107は、例えば、図16に例示する表示装置を含むヘッドセット、LEDディスプレイ、液晶ディスプレイ等があげられる。
The physical
身体機能訓練装置1において、メモリ102及び記憶部104は、ユーザからのアクセス情報及びログ情報、並びに、外部データベース(図示せず)から取得した情報を記憶することも可能である。
In the physical
身体機能訓練装置1は、例えば、図13及び図14に示すように、さらに、位置センサ部15を含んでもよい。位置センサ部15の詳細については、後述する。
The physical
次に、本実施形態の身体機能訓練装置における処理の一例を、図1及び図13のブロック図、並びに、図3及び図15のフローチャートに基づき説明する。 Next, an example of processing in the physical function training device of this embodiment will be described based on the block diagrams in FIGS. 1 and 13 and the flowcharts in FIGS. 3 and 15.
まず、動き情報取得部11により、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得する(S11)。前記ユーザの身体の全体又は一部の動きは、例えば、前記ユーザの上肢の動き、前記ユーザの下肢の動き、前記ユーザの全身の動き等があげられる。前記動き情報の取得は、例えば、図13に示す位置センサ部15が、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し(図15に示すS15)、それを動き情報取得部11が取得することで実施されてもよい。
First, the movement
図17に、位置センサ部15を用いて、ユーザの身体の全体又は一部の動きとして、ユーザの上肢20aの動き情報を取得する態様の一例を示す。図17に示すように、位置センサ部15は、ユーザの上肢20aの位置情報を検知して前記動き情報に変換し、動き情報取得部11がそれを取得する。位置センサ部15は、図16に例示するように、ヘッドセット(表示部)107に含まれていてもよい。すなわち、本発明の身体機能訓練装置は、例えば、図16に示すように、位置センサ部15と、ディスプレイ(表示部)107を含むノート型PC等との二部材で構成されていてもよいし、図17に示すように、表示装置、及び、位置センサ部15を含むヘッドセット(表示部)107のようなオールインワンの装置であってもよい。なお、図16において、符号20は、ユーザを示す。位置センサ部15としては、例えば、従来公知のセンサを用い得る。
FIG. 17 shows an example of a mode in which the
図17に例示する上肢20aの機能訓練は、例えば、図19に示すように、ユーザ20が椅子30に座った状態で、テーブル40上で行ってもよい。図示してないが、図16に例示するヘッドセット(表示部)107を用いた上肢20aの機能訓練も、例えば、椅子に座った状態で行ってもよい。
The functional training of the upper limb 20a illustrated in FIG. 17 may be performed, for example, on the table 40 with the
次に、動き情報変換部12により、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換する(S12)。動き情報変換部12は、例えば、図1及び図2に示すように、現在位置計測部12a、及び、訓練用位置情報生成部12bを含んでもよい。
Next, the motion
まず、現在位置計測部12aは、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測する(S12a)。前記位置情報の計測は、例えば、前述の位置センサ部15を用いて実施してもよい。
First, the current
次に、訓練用位置情報生成部12bは、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成する(S12b)。このとき、例えば、制御部14が、訓練の目的に応じ、前記設定速度の調整及び前記設定速度の加減を制御してもよい。例えば、訓練の目的が、麻痺患者のリハビリテーションであれば、ユーザの麻痺が軽度の場合、前記現在速度に設定速度を加えて、前記現在速度よりも遅い訓練用位置情報を含む前記訓練用動き情報を生成する。これにより、ユーザは、前記現在速度のままとするよりも多くの運動量が求められることとなる。一方、ユーザの麻痺が重度の場合、前記現在速度から設定速度を減じて、前記現在速度よりも速い訓練用位置情報を含む前記訓練用動き情報を生成する。これにより、ユーザは、前記現在速度のままとするよりも速く身体の全体又は一部を動かしている感覚を得られる。このように、例えば、ユーザの麻痺の程度に応じて前記現在速度に設定速度を加減した訓練用位置情報を含む前記訓練用動き情報を生成することで、身体機能訓練におけるユーザのモチベーションを維持できる。前記設定速度の加減には、例えば、従来公知の一般的な技術を用いてよい。具体的には、例えば、次のようにして、前記設定速度を加減する。すなわち、まず、ユーザの身体の全体又は一部(例えば、手先)のスタート位置から目標位置への移動において、スタート位置及び目標位置の位置情報から、前記現在速度を算出する。次に、前記現在速度をもとに、前記加減の値を設定(調整)する。前記設定(調整)は、例えば、予め症例毎の加減の値の設定パターンを保持しておき、その中から選択することで実施してもよい。なお、前記加減後の速度は、後述の訓練用仮想空間画像とともに、表示部107に表示してもよい。前記加減の制御は、自動制御でもよいし、マニュアル制御でもよい。
Next, the training position
次に、画像情報生成部13により、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成する(S13)。前記仮想空間への前記訓練用動き情報の反映には、例えば、従来公知の一般的な技術を用いてよい。
Next, the image
次に、図3に例示するように、表示部107により、前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示してもよい(S107)。表示部107は、例えば、図16に示す表示装置を含むヘッドセットであってもよいし、図17に示すノート型PCのディスプレイであってもよい。なお、本発明において、表示工程S107は、任意の構成要素であり、必須ではない。これらの点は、後述の実施形態2から4において同様である。
Next, as illustrated in FIG. 3, the
[実施形態2]
次に、身体機能訓練装置1の制御部14が、さらに、ガイド情報生成部14a、及び、音声情報生成部14bを含む実施形態を説明する。図4及び図5に示すように、本実施形態の身体機能訓練装置1は、制御部14が、さらに、ガイド情報生成部14a、及び、音声情報生成部14bを含む。その他の構成は、実施形態1と同様である。
[Embodiment 2]
Next, an embodiment in which the
次に、本実施形態の身体機能訓練装置における処理の一例を、図4のブロック図及び図6のフローチャートに基づき説明する。 Next, an example of processing in the physical function training device of this embodiment will be described based on the block diagram of FIG. 4 and the flowchart of FIG. 6.
まず、実施形態1と同様にして、動き情報取得部11により、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し(S11)、動き情報変換部12により、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換する(S12)。
First, in the same manner as in the first embodiment, the motion
次に、ガイド情報生成部14aにより、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成する(S14a)。前記ガイド情報とは、例えば、ユーザの麻痺側の手先の移動先に関する情報(例えば、X-Y平面(水平面)座標、X-Y-Z空間(立体)座標等)である。
Next, the guide
次に、画像情報生成部13により、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成する(S13)。本工程においては、例えば、図18(A)及び(B)に示すように、X-Y平面又はX-Y-Z空間においてユーザが手先を移動すべき先を数字の「2」等で示した前記訓練用仮想空間画像情報を生成してもよい。
Next, the image
次に、音声情報生成部14bにより、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する(S14b)。
Next, the audio
リハビリテーションにおいては、視覚及び聴覚への働きかけが重要である。本実施形態によれば、ガイド情報として、画像上での情報及び音声ガイドを含むことで、さらにユーザのモチベーションを維持可能である。 In rehabilitation, it is important to work on visual and auditory senses. According to this embodiment, by including information on images and audio guidance as guide information, it is possible to further maintain the user's motivation.
[実施形態3]
次に、身体機能訓練装置1の制御部14が、さらに、スコア判定部14cを含む実施形態を説明する。図7及び図8に示すように、本実施形態の身体機能訓練装置1は、制御部14が、さらに、スコア判定部14cを含む。それ以外の構成は、実施形態2と同様である。
[Embodiment 3]
Next, an embodiment in which the
次に、本実施形態における身体機能訓練装置における処理の一例を、図7のブロック図及び図9のフローチャートに基づき説明する。 Next, an example of processing in the physical function training device in this embodiment will be described based on the block diagram of FIG. 7 and the flowchart of FIG. 9.
まず、実施形態2と同様にして、動き情報取得部11による動き情報の取得(S11)、動き情報変換部12による訓練用動き情報への変換(S12)、ガイド情報生成部14aによるガイド情報の生成(S14a)、画像情報生成部13による前記訓練用仮想空間画像情報の生成(S13)、及び、音声情報生成部14bによる訓練用音声情報の生成(S14b)を行う。
First, in the same manner as in the second embodiment, the motion
次に、スコア判定部14cにより、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する(S14c)。例えば、ユーザが、所定時間内に画像上のガイドで指示された位置に手先を移動できれば、スコア(点数)をアップする。前記所定時間は、訓練の状況に応じて、適宜変更可能である。前記スコア判定情報は、スコア(点数)に限られず、スコア(点数)に加え若しくは代えて、移動距離、移動時間、軌道線、可動域範囲等があげられる。
Next, the
次に、図9に例示するように、記憶部104により、前記スコア判定情報を記憶してもよい(S104)。なお、本発明において、記憶工程S104は、任意の構成要素であり、必須ではない。この点は、後述の実施形態4において同様である。記憶部104は、前記スコア判定情報に加え若しくは代えて、ユーザの属性(例えば、ID(identification、身分証明)、氏名、性別、生年月日、既往歴、リハビリテーションの経歴等)、医療関係者(例えば、リハビリテーション医師、作業療法士等)に関する情報等を記憶してもよい。
Next, as illustrated in FIG. 9, the score determination information may be stored in the storage unit 104 (S104). Note that in the present invention, the storage step S104 is an optional component and is not essential. This point is the same in Embodiment 4, which will be described later. In addition to or in place of the score determination information, the
本実施形態によれば、スコア判定情報を生成することで、さらにユーザのモチベーションを維持可能である。 According to this embodiment, the user's motivation can be further maintained by generating score determination information.
[実施形態4]
次に、身体機能訓練装置1の制御部14が、さらに、訓練環境切替部14dを含む実施形態を説明する。図10及び図11に示すように、本実施形態の身体機能訓練装置1は、制御部14が、さらに、訓練環境切替部14dを含む。それ以外の構成は、実施形態3と同様である。
[Embodiment 4]
Next, an embodiment in which the
次に、本実施形態における身体機能訓練装置における処理の一例を、図10のブロック図及び図12のフローチャートに基づき説明する。 Next, an example of processing in the physical function training device in this embodiment will be described based on the block diagram of FIG. 10 and the flowchart of FIG. 12.
まず、実施形態3と同様にして、動き情報取得部11による動き情報の取得(S11)、動き情報変換部12による訓練用動き情報への変換(S12)、ガイド情報生成部14aによるガイド情報の生成(S14a)、画像情報生成部13による前記訓練用仮想空間画像情報の生成(S13)、音声情報生成部14bによる訓練用音声情報の生成(S14b)、及び、スコア判定部14cによるスコア判定情報の生成(S14c)を行う。
First, in the same manner as in the third embodiment, the motion
次に、訓練環境切替部14dにより、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する(S14d)。本工程においては、例えば、ユーザが、所定時間内に画像上のガイドで指示された位置に手先を移動できたときに、画像情報生成部13による色の切替、及び、音声情報生成部14bによる音の切替の少なくとも一方を実施する。
Next, the training
本実施形態によれば、訓練環境を切替えることで、さらにユーザのモチベーションを維持可能である。 According to this embodiment, the user's motivation can be further maintained by switching the training environment.
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や条件には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes can be made to the configuration and conditions of the present invention that can be understood by those skilled in the art within the scope of the present invention.
本発明によれば、ユーザのモチベーションを維持可能な身体機能訓練装置及び身体機能訓練方法を提供できる。本発明は、リハビリテーション、スポーツ、ダンス等における身体機能の訓練に幅広く利用可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a physical function training device and a physical function training method that can maintain user motivation. The present invention can be widely used for physical function training in rehabilitation, sports, dance, etc.
1 身体機能訓練装置
11 動き情報取得部
12 動き情報変換部
12a 現在位置計測部
12b 訓練用位置情報生成部
13 画像情報生成部
14 制御部
14a ガイド情報生成部
14b 音声情報生成部
14c スコア判定部
14d 訓練環境切替部
15 位置センサ部
20 ユーザ
20a 上肢
30 椅子
40 テーブル
101 CPU(中央処理装置)
102 メモリ
103 バス
104 記憶部
105 プログラム
106 入力装置
107 表示部
108 通信部
1 Physical
102
Claims (22)
前記動き情報取得部は、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し、
前記動き情報変換部は、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換し、
前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成し、
前記動き情報変換部は、現在位置計測部、及び、訓練用位置情報生成部を含み、
前記現在位置計測部は、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測し、
前記訓練用位置情報生成部は、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成し、
前記設定速度は、前記現在速度を加速又は減速させるための速度であり、
前記動き情報変換部において、前記訓練用動き情報が、前記訓練用位置情報を含み、
前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記訓練用位置情報を反映させた前記訓練用仮想空間画像情報を生成し、
前記制御部は、ガイド情報生成部を含み、
前記ガイド情報生成部は、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成し、
前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成する、
身体機能訓練装置。 including a motion information acquisition unit, a motion information conversion unit , an image information generation unit , and a control unit ,
The movement information acquisition unit acquires movement information of the entire or part of the user's body,
The motion information converter converts the acquired motion information into training motion information,
The image information generation unit generates training virtual space image information that reflects the training motion information on a virtual space,
The motion information conversion unit includes a current position measurement unit and a training position information generation unit,
The current position measurement unit measures position information of the entire or part of the user's body from the acquired movement information,
The training position information generation unit calculates a current speed from the position information, and generates training position information by adding or subtracting a set speed to the current speed,
The set speed is a speed for accelerating or decelerating the current speed,
In the motion information conversion unit, the training motion information includes the training position information,
The image information generation unit generates the training virtual space image information in which the training position information is reflected on the virtual space,
The control unit includes a guide information generation unit,
The guide information generation unit generates guide information that guides the movement of the user,
The image information generation unit generates the training virtual space image information by reflecting the guide information on the virtual space.
Physical function training device.
請求項1記載の身体機能訓練装置。 The control unit controls adjustment of the set speed and increase/decrease of the set speed according to the purpose of training.
The physical function training device according to claim 1.
前記音声情報生成部は、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する、
請求項1または2記載の身体機能訓練装置。 The control unit includes an audio information generation unit ,
The audio information generation unit generates training audio information by reflecting the guide information.
The physical function training device according to claim 1 or 2.
前記スコア判定部は、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する、
請求項3記載の身体機能訓練装置。 The control unit includes a score determination unit,
The score determination unit determines the movement information of the user with respect to the guide information in the training virtual space image information to generate score determination information.
The physical function training device according to claim 3.
前記訓練環境切替部は、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する、
請求項4記載の身体機能訓練装置。 The control unit includes a training environment switching unit,
The training environment switching unit switches at least one of the training environment in the training virtual space image information and the training audio information based on the score determination information.
The physical function training device according to claim 4.
前記記憶部は、前記スコア判定情報を記憶する、
請求項4又は5記載の身体機能訓練装置。 Furthermore, it includes a storage section,
The storage unit stores the score determination information.
The physical function training device according to claim 4 or 5.
前記通信部により、外部の装置と通信可能である、
請求項1から6のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置。 In addition, it includes a communications department;
The communication unit is capable of communicating with an external device;
The physical function training device according to any one of claims 1 to 6.
前記位置センサ部は、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し、
前記表示部は、前記画像情報生成部で生成された前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置。 Furthermore, it includes a position sensor section and a display section,
The position sensor section detects position information of the entire or part of the user's body and converts it into the movement information,
The display unit displays a training virtual space image based on the training virtual space image information generated by the image information generation unit.
A physical function training device according to any one of claims 1 to 7.
前記ヘッドセットは、表示装置、及び、前記位置センサ部を含む、
請求項8記載の身体機能訓練装置。 The display unit is a headset,
The headset includes a display device and the position sensor section.
The physical function training device according to claim 8.
請求項1から9のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置。 The movement of the whole or part of the user's body is a movement of the user's upper limbs,
A physical function training device according to any one of claims 1 to 9.
前記動き情報取得工程は、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し、
前記動き情報変換工程は、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換し、
前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成し、
前記動き情報変換工程は、現在位置計測工程、及び、訓練用位置情報生成工程を含み、
前記現在位置計測工程は、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測し、
前記訓練用位置情報生成工程は、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成し、
前記設定速度は、前記現在速度を加速又は減速させるための速度であり、
前記動き情報変換工程において、前記訓練用動き情報が、前記訓練用位置情報を含み、
前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記訓練用位置情報を反映させた前記訓練用仮想空間画像情報を生成し、
前記制御工程は、ガイド情報生成工程を含み、
前記ガイド情報生成工程は、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成し、
前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成する、
前記各工程がコンピュータにより実行される身体機能訓練装置の処理方法。 including a motion information acquisition step, a motion information conversion step , an image information generation step , and a control step ,
The movement information acquisition step acquires movement information of the entire or part of the user's body,
The motion information conversion step converts the acquired motion information into training motion information,
The image information generation step generates training virtual space image information in which the training motion information is reflected on a virtual space;
The movement information conversion step includes a current position measurement step and a training position information generation step,
The current position measuring step measures position information of the entire or part of the user's body from the acquired movement information,
The training position information generation step calculates a current speed from the position information, adds or subtracts a set speed to the current speed to generate training position information,
The set speed is a speed for accelerating or decelerating the current speed,
In the motion information conversion step, the training motion information includes the training position information,
The image information generation step generates the training virtual space image information in which the training position information is reflected on the virtual space,
The control step includes a guide information generation step,
The guide information generation step generates guide information that guides the movement of the user,
The image information generation step reflects the guide information on a virtual space to generate the training virtual space image information.
A processing method for a physical function training device in which each of the steps described above is executed by a computer .
請求項11記載の身体機能訓練装置の処理方法。 The control step controls adjustment of the set speed and increase/decrease of the set speed according to the purpose of training.
A method for processing a physical function training device according to claim 11.
前記音声情報生成工程は、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する、
請求項12記載の身体機能訓練装置の処理方法。 The control step includes a voice information generation step ,
The audio information generation step includes generating training audio information by reflecting the guide information.
A method for processing a physical function training device according to claim 12.
前記スコア判定工程は、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する、
請求項13記載の身体機能訓練装置の処理方法。 The control step includes a score determination step,
The score determination step determines the movement information of the user with respect to the guide information in the training virtual space image information to generate score determination information.
A method for processing a physical function training device according to claim 13.
前記訓練環境切替工程は、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する、
請求項14記載の身体機能訓練装置の処理方法。 The control step includes a training environment switching step,
The training environment switching step includes switching at least one of the training environment in the training virtual space image information and the training audio information based on the score determination information.
A method for processing a physical function training device according to claim 14.
前記記憶工程は、前記スコア判定情報を記憶する、
請求項14又は15記載の身体機能訓練装置の処理方法。 Furthermore, it includes a storage step,
The storage step stores the score determination information.
A method for processing a physical function training device according to claim 14 or 15.
前記通信工程により、外部の装置と通信可能である、
請求項11から16のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置の処理方法。 Furthermore, it includes a communication process,
Through the communication step, it is possible to communicate with an external device;
A method for processing a physical function training device according to any one of claims 11 to 16.
前記位置センサ工程は、位置センサ部を用いて、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し、
前記表示工程は、前記画像情報生成工程で生成された前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示する、
請求項11から17のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置の処理方法。 Furthermore, it includes a position sensor step and a display step,
The position sensor step uses a position sensor unit to detect position information of the entire or part of the user's body and convert it into the movement information,
The display step displays a training virtual space image based on the training virtual space image information generated in the image information generation step.
A method for processing a physical function training device according to any one of claims 11 to 17.
前記ヘッドセットは、表示装置、及び、前記位置センサ部を含む、
請求項18記載の身体機能訓練装置の処理方法。 In the display step, using a headset,
The headset includes a display device and the position sensor section.
A method for processing a physical function training device according to claim 18.
請求項11から19のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置の処理方法。 The movement of the whole or part of the user's body is a movement of the user's upper limbs,
A method for processing a physical function training device according to any one of claims 11 to 19.
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