JP7470968B2 - 食事介護又は介助用のトレーニング装置 - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 （１）［ウェブサイトの掲載日］令和元年７月５日 ［ウェブサイトのアドレス］ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｊｓｔａｇｅ．ｊｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｉｊａｔ／１３／４／１３＿４９９／＿ａｒｔｉｃｌｅ／－ｃｈａｒ／ｊａ （２）［発行日］令和元年７月５日 ［刊行物］Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．４，ｐ４９９－５０５，富士技術出版 （３）［開催日］令和元年８月４日 ［集会名、開催場所］第１７回日本口腔ケア協会学術大会 国立大学法人旭川医科大学 看護学科棟（旭川市緑が丘東２条１－１－１） （４）［発行日］令和元年８月１２日 ［刊行物］地域ケアリング２０１９年８月号，Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．９，ｐ５９－６１，株式会社北陵館 （５）［開催日］令和元年９月１４日 ［集会名、開催場所］日本口腔看護研究会 第６回北海道地区セミナー 公立大学法人札幌市立大学 看護学部（札幌市中央区北１１条西１３丁目） （６）［発行日］令和元年１１月８日 ［刊行物］第６２回自動制御連合講演会講演論文集，ＰＤＦ，１Ｋ３－０３，日本機械学会 （７）［開催日］令和元年１１月８日 ［集会名、開催場所］第６２回自動制御連合講演会 札幌コンベンションセンター（札幌市白石区東札幌６条１丁目１－１） （８）［ウェブサイトの掲載日］令和２年３月３日 ［ウェブサイトのアドレス］ｈｔｔｐｓ：／／ｓｈｉｎｇｉ．ｊｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｌｉｓｔ／ｉｒｙｏ／２０１９＿ｉｒｙｏ．ｈｔｍｌ

本発明は、食事介護又は介助用のトレーニング装置に関する。

食事介護又は介助用のトレーニング装置の一例として特許文献１の装置がある。特許文献１の装置においては、口腔ケア（スプーンテクニック等）の訓練のため、くちびると舌に対応する部分に圧力センサーが設けられた口腔再現モデルが用いられる。そして、口腔再現モデルに対して実施された口腔ケアの訓練に関し、圧力センサーの検出結果に基づき、訓練において適切な順序で口腔ケアのステップが実施されたかが評価される。

特開２０１８－１７３５０４号公報

特許文献１の装置は、上記の通りスプーンテクニック等の口腔ケアをステップの順序の観点で評価するものである。しかしながら、かかる観点以外においても、スプーン等の食事用の器具が適切に使用されたか否かを多面的に評価する装置が求められている。

本発明の目的は、スプーン等の食事用の器具が適切に使用されたか否かを多面的に評価することができる食事介護又は介助用のトレーニング装置を提供することにある。

本発明の食事介護又は介助用のトレーニング装置は、舌が再現された弾性部材からなる舌再現モデルと、前記舌再現モデルの変形の程度を検出する変形度センサー、及び、前記舌再現モデルに印加された圧力を検出する圧力センサーの少なくともいずれかからなる、前記舌再現モデルに設けられた複数のセンサーと、前記舌再現モデルに食事用の器具が接触した場合に、前記複数のセンサーにおける検出結果に基づいて、前記舌再現モデルに接触した前記器具の位置及び接触力を評価する評価手段とを備えている。

本発明の食事介護又は介助用のトレーニング装置によると、舌再現モデルに複数のセンサーが設けられ、これらのセンサーの検出結果が示す器具の位置及び接触力に基づいて器具の使用状況が評価される。したがって、器具をモデルに接触させた際にその器具が適切に使用されているかを、器具の位置及び接触力という多面的な観点で適切に評価できる。なお、かかる評価の対象となる器具の位置とは、モデルの表面における器具の接触位置であってもよいし、モデルに接触した際の器具の姿勢（例えば、モデルに対する傾き）であってもよい。また、接触位置及び姿勢の両方が評価の対象となってもよい。

また、本発明においては、前記複数のセンサーが、一直線状に並ばないように配置された３つのセンサーを含んでおり、前記評価手段が、前記３つのセンサーにおける前記舌再現モデル上の基準位置に前記器具が接触した際の検出値との違いに基づいて前記器具の位置を評価することが好ましい。これによると、舌再現モデルに少なくとも３つのセンサーが設けられていると共に、これらのセンサーが一直線状に並んでいない。仮に、これらのセンサーが一直線状に並んでいるとすると、かかる一直線に関して対称な２点の一方に器具が接触した場合と他方に器具が接触した場合とをセンサーの検出結果に基づいて区別しにくい。これに対し、上記の通りセンサーが一直線状に並んでいないため、器具の位置を適切に評価しやすい。

また、本発明においては、前記舌再現モデルが、前記器具が接触する表面に形成された凹部である接触側凹部を有しており、前記複数のセンサーが、前記凹部に対応する位置に配置された前記圧力センサーを含んでいることが好ましい。これによると、適切な接触位置である舌の凹部を再現するように接触側凹部を形成することで、被訓練者にとって器具の適切な接触位置の学習を可能にしている。

また、本発明においては、前記舌再現モデルが、前記器具が接触する表面と反対側の表面に形成された凹部である反対側凹部を有しており、前記反対側凹部内に突起が形成されており、前記複数のセンサーが、前記圧力センサーとして、前記突起と対向し、前記舌再現モデルに前記器具が押し付けられた際に前記突起から作用する圧力を検出するセンサーを含んでいることが好ましい。これによると、器具が接触する表面（表側）とは反対側の表面（裏側）に圧力センサーが設けられている。このため、器具をモデルに接触させる際、センサーが器具と直接接触しないので、被訓練者にとって器具が舌に接触する感覚が適切に再現されやすい。一方、センサーがモデルの裏側に設けられていることで、器具がモデルに印加する圧力をセンサーが適切に検出しにくくなるとも考えられる。しかしながら、上述の構成によると、モデルの裏側に設けられた突起がセンサーに圧力を作用させ、これをセンサーが検出する。このため、器具が押し付けられた圧力がセンサーに伝わりやすく、センサーが適切に圧力を検出しやすい。

また、本発明においては、前記舌再現モデルが、前記器具が接触する表面と反対側の表面に形成された凹部である反対側凹部を有しており、前記反対側凹部内に別の凹部が形成されており、前記複数のセンサーが、前記変形度センサーとして、前記別の凹部と対向し、前記別の凹部の内表面までの距離を検出するセンサーを含んでいることが好ましい。これによると、器具が接触する表面（表側）とは反対側の表面（裏側）に変形度センサーが設けられている。このため、器具をモデルに接触させる際、センサーが器具と直接接触しないので、被訓練者にとって器具が舌に接触する感覚が適切に再現されやすい。一方、センサーがモデルの裏側に設けられていることで、器具がモデルを変形させる度合いをセンサーが適切に検出しにくくなるとも考えられる。しかしながら、上記構成によると、反対側凹部の内表面の変動が、センサーが捉えやすい範囲内に収まるように、反対側凹部を構成することができる。したがって、センサーがモデルの変形度合いを適切に検出しやすくなる。

本発明の一実施形態に係る食事介護又は介助用のトレーニング装置の概略構成図である。 図１のトレーニング装置に設けられた舌モデルを表側から見た図である。 図１のトレーニング装置に設けられた舌モデルを裏側から見た図である。 図２のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図２のＶ－Ｖ線断面図である。 図１のトレーニング装置に設けられた舌モデルに取り付けられたセンサーユニットを、舌モデルの表側から見た図である。 図１のトレーニング装置に設けられた舌モデルを用いた第１実験例において荷重を加えた位置を示す図である。 図１のトレーニング装置に使用される***モデルを用いた第２実験例の状況を示す図である。 第２実験例の結果を示すグラフである。 第２実験例の別の結果を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係る食事介護又は介助用のトレーニング装置１について、図１～図１０を参照しつつ説明する。トレーニング装置１は、スプーン、フォーク等の食事用の器具を用いた食事介護又は介助を被訓練者に訓練させるために使用される。トレーニング装置１は、図１に示すように、被介護者の頭部を再現した頭部モデル１０及び頭部モデル１０と接続された制御部２００（本発明における評価手段）を備えている。頭部モデル１０は、上顎部１１、下顎部１２、顎関節部１３、サーボモーター１４及び舌モデル１００（本発明における舌再現モデル）を含んでいる。下顎部１２は上顎部１１に対し、顎関節部１３を介して開閉可能に取り付けられている。サーボモーター１４は、下顎部１２を上顎部１１に対して開閉させる。舌モデル１００は、上顎部１１と下顎部１２の間に挟まれている。下顎部１２が上顎部１１に対して閉じた位置にあるときには、舌モデル１００が上顎部１１と下顎部１２の間に収容された状態となる。下顎部１２が上顎部１１に対して開いた位置（図１に示す位置）にあるときには、舌モデル１００が外部に露出した状態（図１に示す状態）となる。舌モデル１００には、後述の通り、食事用の器具の接触状況を検出する複数のセンサーが設けられている。制御部２００は、サーボモーター１４を制御する制御処理や、舌モデル１００に設けられたセンサーからの検出信号に基づいて、食事用の器具が適切に使用されたかどうかを評価する評価処理を実行するコンピュータを備えている。コンピュータは、
ＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のハードウェアがソフトウェアに従って演算処理、入出力処理等の各種の情報処理を実行する。これにより、制御部２００は、上記制御処理及び評価処理を実行する。

なお、本実施形態においては上記の通り、舌モデル１００のセンサーを用いて食事用の器具が適切に使用されたかどうかを評価する。しかし、舌モデル１００に加えて***モデル３００を頭部モデル１０に設け、この***のモデルにセンサー（例えば、後述の第２実験例におけるセンサーユニット３１０）を設けてもよい。***モデル３００は、上顎部１１の前方に設けられた固定部１９を介して、歯の前方に配置されるように頭部モデル１０に固定される。この場合、器具が適切に使用されたかどうかが、舌モデル１００への器具の接触状況のみならず、***のモデルへの器具の接触状況にも基づいて評価可能になる。

次に、舌モデル１００についてより詳細に説明する。以下の舌モデル１００の説明において、上顎部１１側を表側とし、下顎部１２側を裏側とする。図２に示す舌モデル１００の表面が表側の面となり、図３に示す舌モデル１００の表面が裏側の面になる。また、以下の記載において、舌モデル１００に形成された凹部等の形状の説明は、立体形状に関する旨の断りのない限り、図２中又は図３中の形状（平面形状）の説明を示すものとする。舌モデル１００は、人体の舌を再現したモデルであり、シリコン等の合成樹脂製の弾性を有する部材からなる。舌モデル１００は、図２及び図３に示すように、舌の先端及び付け根を結ぶ方向（以下、「縦方向」という。）に沿った一平面Ｃに関して概ね対称な立体形状を有している。舌モデル１００は、図２～図４に示すように、舌の立体形状を反映した本体部１０１と、本体部１０１における舌の付け根側の端部と連結した固定部１０２とを有している。固定部１０２は顎関節部１３に固定されている。

図２、図４及び図５に示すように、舌モデル１００の表側の面には、本体部１０１及び固定部１０２に跨る楕円状の凹部１００ａ（本発明における接触側凹部）が形成されている。凹部１００ａは、浅いすり鉢状の内面を有する立体形状となるように形成されている。凹部１００ａにおける表側の面からの深さが最も大きい最深点は、食事用の器具が載置されるべき適切な位置１００ｂ（以下、器具適切位置１００ｂという。）に対応する。図３、図４及び図５に示すように、舌モデル１００の裏側の面には、舌モデル１００の外形と概ね相似な外形を有する凹部１１１が、本体部１０１及び固定部１０２の両方に跨って形成されている。図３に示すように、凹部１１１内における本体部１０１側の領域には、台形状の凹部１１２（本発明における反対側凹部）が形成されている。凹部１１２内には１個の円形の突起１２１及び２個の円形の凹部１２２が形成されている。突起１２１は、凹部１１２の内表面から下顎部１２に向かって突出している。突起１２１は、縦方向に関して凹部１１２の中央よりやや舌の付け根側に配置されている。２個の凹部１２２は、凹部１１２における舌の先端側の端部付近に、平面Ｃに関して互いに対称に配置されている。凹部１１２における舌の付け根側の端部には１個の円形の凹部１２３が形成されている。凹部１２３は平面Ｃと舌モデル１００の表面との交線上に配置されている。凹部１１１、１１２、１２２及び１２３は、舌モデル１００の裏側の面からの深さに関し、図４及び図５に示すように、凹部１１１→凹部１１２→凹部１２２（１２３）の順に深くなっている。なお、凹部１２２の深さと凹部１２３の深さは等しい。

舌モデル１００の裏側の面には、図６に示すセンサーユニット１３０が固定されている。センサーユニット１３０は、基板１３１並びに基板１３１の一表面に固定された圧力センサー１３２及び変形度センサー１３３～１３５を有している。センサーユニット１３０は、凹部１１１の外形と概ね相似であり且つこれよりやや小さい外形を有している。センサーユニット１３０は、基板１３１において上記センサーが固定された表面が凹部１１１の内表面と向かい合うように凹部１１１内に嵌め込まれている。この状態において、図４～図６に示すように、圧力センサー１３２が突起１２１と、変形度センサー１３３及び１３４が２個の凹部１２２と、変形度センサー１３５が凹部１２３とそれぞれ向かい合っている。変形度センサー１３３～１３５は、圧力センサー１３２を内部に含む二等辺三角形の頂点の位置に配置されている。つまり、これらのセンサーは一直線状に配置されていない。

圧力センサー１３２は、静電容量方式のセンサーであり、突起１２１が接触するとその接触圧を検出する。変形度センサー１３３～１３５のそれぞれは、発光素子及び受光素子を有する距離センサーである。発光素子が光を出射すると、その光は物体に当たって反射し、その反射光が受光素子に受け取られる。この光の飛翔時間に基づいてセンサーから物体までの距離の検出が可能である。これに基づき、変形度センサー１３３及び１３４は、これらと向かい合った凹部１２２の内面までの距離を検出する。変形度センサー１３５は、これと向かい合った凹部１２３の内面までの距離を検出する。圧力センサー１３２及び変形度センサー１３３～１３５の検出結果を示す信号は、これらのセンサーから制御部２００に送信される。例えば、これらのセンサーからの信号は電圧信号であり、その電圧値がこれらのセンサーが検出した圧力又は距離を示す。なお、各凹部１２２は、変形度センサー１３３、１３４が凹部１２２の内表面に生じた変動を検出しやすいように、また、凹部１２３は変形度センサー１３５が凹部１２３の内表面に生じた変動を検出しやすいように調整されている。つまり、変形度センサー１３３及び１３４から凹部１２２の内表面までの距離、および変形度センサー１３５から凹部１２３の内表面までの距離がこれらのセンサーによる検出に適した範囲に調整されている。

次に、トレーニング装置１を用いた食事介護又は介助の訓練において制御部２００が実行する処理について説明する。訓練が開始すると、制御部２００は、下顎部１２が上顎部１１に対して閉じた位置にある状態から、サーボモーター１４を制御して上顎部１１に対して開いた状態となるように下顎部１２を駆動する。これにより、舌モデル１００がトレーニング装置１の外部へと露出する。これに応じ、訓練者は、スプーン、フォーク等の食事用の器具を舌モデル１００上に載置する。このとき、食事用の器具が押し付けられることで舌モデル１００が変形する。これによって突起１２１が圧力センサー１３２へと圧力を作用させると共に、凹部１２２と変形度センサー１３３及び１３４の距離並びに凹部１２３と変形度センサー１３５の距離が変動する。かかる圧力及び距離の変動が圧力センサー１３２及び変形度センサー１３３～１３５によって検出され、検出結果を示す信号が制御部２００へと送信される。制御部２００は、かかる信号に基づき、食事用の器具の接触位置が図２に示す器具適切位置１００ｂ（本発明における基準位置）からどちらにどれだけずれたかを評価する。

具体的には、制御部２００は、器具適切位置１００ｂに器具が接触した場合における圧力センサー１３２及び変形度センサー１３３～１３５（以下、「４つのセンサー」という。）のそれぞれに関する基準値を保有している。そして、制御部２００は、４つのセンサーのそれぞれにおける検出値を基準値に照らし、もって、器具の接触位置を評価する。例えば、変形度センサー１３３及び１３４における検出結果が、器具適切位置１００ｂに器具が接触した場合と比べて変形度合いが大きいことを示すと共に、圧力センサー１３２及び変形度センサー１３５における検出結果が、器具適切位置１００ｂに器具が接触した場合と比べて変形度合いが小さいことを示したとする。この場合、器具の接触位置が器具適切位置１００ｂより舌の先端側にずれていると評価される。これは、器具適切位置１００ｂよりも舌の先端側に配置された変形度センサー１３３及び１３４において変形度合いが大きくなったことと、器具適切位置１００ｂよりも舌の付け根側に配置された変形度センサー１３５において変形度合いが小さくなったこととを各センサーの検出結果が示したためである。また、センサーの検出値と基準値の差の大きさに応じて、器具の接触位置と器具適切位置１００ｂのずれの大きさが評価される。

そして、制御部２００は、器具の接触位置が器具適切位置１００ｂの近傍にある場合に、圧力センサー１３２における検出結果に基づいて、舌モデル１００への器具の接触力の大きさを評価する。かかる評価の結果、器具の接触力が適切な範囲内にある場合には、制御部２００は、器具が適切に使用されたと評価する。一方、器具の接触力が適切な範囲内にない場合や、器具の接触位置が器具適切位置１００ｂの近傍にない場合に、制御部２００は、器具が適切に使用されていないと評価する。なお、器具の接触力が適切な範囲からどれだけずれているかや、器具の接触位置が器具適切位置１００ｂからどれだけずれているかに基づき、制御部２００が器具の使用の適切度を段階的に評価してもよい。制御部２００は、評価結果をディスプレイ等の出力手段に表示させる。これに加えて、又は代えて、評価結果が制御部２００によって各種の記録媒体に記録されてもよい。

［第１実験例］
以下、舌モデル１００及びセンサーユニット１３０に関して実施された第１実験例について説明する。本実験例では、舌モデル１００に荷重を加えた場合の各センサーの検出信号（電圧信号）について、荷重を加える位置を変更しつつ電圧を測定した。まず、舌モデル１００を平らな面上に水平に載置し、その上にスプーンを載置した。スプーンの接触位置は、舌モデル１００に対して図７に示すように設定されたｘｙ座標に関し、原点Ｏ（（ｘ，ｙ）＝（０，０））の位置とした。なお、原点Ｏは、器具適切位置１００ｂに対応する。ｘ方向は、図２及び図３に示す平面Ｃと直交する方向に対応する。ｙ方向は、図２及び図３に示す縦方向に対応する。そして、スプーン上に様々な分銅を乗せることで舌モデル１００に種々の大きさの荷重を加えつつ、４つのセンサーのそれぞれについて検出信号が示す検出値（電圧値（Ｖ））を測定した。その結果、スプーンによる舌モデル１００に対する通常の接触力の範囲において、荷重に対する各センサーの検出値がいずれも概ね線形に変化した。

次に、荷重を一定に保持しつつ、舌モデル１００へのスプーンの接触位置を変えながら、各センサーの検出信号を測定した。表１はその結果を示す。表１の“位置”は荷重を加えた位置を上記ｘｙ座標系に従って示したものである。表１は、位置（０，０）の検出値を基準としたとき、その他の各位置における検出値が増加したか減少したかに応じてスプーンの接触位置が器具適切位置１００ｂからいずれの方向にずれたかを判定できることを以下の通り示している。第１に、表１における位置（０，－５）に係る検出値の通り、変形度センサー１３５の検出値が基準から増加すると共にその他３つのセンサーの検出値が基準から減少することは、スプーンの接触位置が器具適切位置１００ｂから－ｙ方向にずれていることを示している。第２に、表１における位置（０，５）に係る検出値の通り、変形度センサー１３３及び１３４の検出値が基準から増加すると共にその他２つのセンサーの検出値が基準から減少することは、スプーンの接触位置が器具適切位置１００ｂから＋ｙ方向にずれていることを示している。第３に、表１における位置（－５，０）に係る検出値の通り、変形度センサー１３３の検出値が基準から増加すると共にその他３つのセンサーの検出値が基準から減少することは、スプーンの接触位置が器具適切位置１００ｂから－ｘ方向にずれていることを示している。第４に、表１における位置（５，０）に係る検出値の通り、変形度センサー１３４の検出値が基準から増加すると共にその他３つのセンサーの検出値が基準から減少することは、スプーンの接触位置が器具適切位置１００ｂから＋ｘ方向にずれていることを示している。

［表１］

表１に基づくスプーンの接触位置の評価方法について説明する。例えば、スプーンの接触力が本実験例の条件と大きく変わらない場合には、次の方法が採用されてよい。まず、表１の位置（０，０）のときの４つのセンサーによる検出値を基準値として制御部２００に保持させておく。そして、トレーニング装置１を用いた食事介護又は介助の訓練において、各センサーにおける実際の検出値と基準値とを制御部２００に比較させる。この比較結果に基づき、各センサーにおける実際の検出値が基準値からどのようにずれているかに基づいて制御部２００にスプーンの接触位置を評価させる。例えば、変形度センサー１３３の検出値が基準値より大きいと共にその他３つのセンサーの検出値が基準値より小さい場合には、上記の通り、スプーンの接触位置が器具適切位置１００ｂから－ｘ方向にずれていると制御部２００に評価させる。また、変形度センサー１３３及び１３４の検出値が基準値より大きいと共にその他２つのセンサーの検出値が基準値より小さい場合には、スプーンの接触位置が器具適切位置１００ｂから＋ｙ方向にずれていると制御部２００に評価させる。

また、スプーンの接触力が本実験例の条件からある程度変化する場合には、次の方法が採用されてよい。まず、スプーンによる舌モデル１００への接触力を様々に変えるとともに、上記のようにスプーンの接触位置を変更しつつ、４つのセンサーによる検出値を取得する。これにより、接触力ごとに表１のような検出値のテーブルが取得される。かかる接触力ごとのテーブルを、接触力の大きさ及び器具適切位置１００ｂからのずれの方向と検出値を互いに対応付けつつ制御部２００に保持させる。そして、トレーニング装置１を用いた食事介護又は介助の訓練において、４つのセンサーによる実際の検出値を上記基準テーブルと照らし合わせ、テーブルに含まれる値のうち、実際の検出値と最も近いものと対応する接触力の大きさ及びずれの方向を抽出させることにより、制御部２００に接触位置及び接触力を評価させる。

［第２実験例］
頭部モデル１０に加える***のモデルである***モデル３００及びこれに固定されたセンサーユニット３１０を図８に示すように作製した。***モデル３００は、人体の***を再現したモデルであり、円弧状に湾曲した平板型の形状を有し、シリコン等の合成樹脂製の弾性を有する部材からなる。センサーユニット３１０は、センサー３１１～３１３及び樹脂製の基板３１４を有している。センサー３１１～３１３は、変形度センサー１３５と同様の構成を有する変形度センサーであり、基板３１４内に固定されている。センサー３１１～３１３は、***モデル３００の延びる方向に沿って並んでおり、各位置において***モデル３００の変形の程度を検出する。実験Ａとして、かかる***モデル３００及びセンサーユニット３１０を平らな面上に水平に載置し、さらにその上に分銅を置くことでセンサーユニット３１０に荷重を加えた。かかる操作を荷重の大きさを変えつつ実施し、各センサーにおける検出値を取得した。また、実験Ｂとして、***モデル３００及びセンサーユニット３１０を平らな面上に置かれたスプーン上に載置し、さらにその上に分銅を置くことでセンサーユニット３１０に荷重を加えた。かかる操作を荷重の大きさを変えつつ実施し、各センサーにおける検出値を取得した。なお、実験Ｂは、***モデル３００及びセンサーユニット３１０を頭部モデル１０に設け、これに対してスプーンで訓練を行った場合に、スプーンが***モデル３００の下部に接触してこれに荷重を加える状況を模擬的に再現したものである。

実験Ａの結果が図９に、実験Ｂの結果が図１０にそれぞれ示されている。図９及び図１０において、横軸は荷重の大きさ（ｇ重）を示し、縦軸は検出値（Ｖ）を示す。これらのグラフによると、訓練において検出が必要である１００～２００ｇ重の範囲を含めて、実験Ａ及びＢのいずれにおいても検出値が荷重に比例して上昇している。したがって、***モデル３００及びセンサーユニット３１０は接触力を適切に検出することが可能な構成であることが分かる。

［実施形態の効果］
以上説明した本実施形態によると、４つのセンサーを含むセンサーユニット１３０が舌モデル１００に設けられ、これらのセンサーの検出結果が示す器具の接触位置及び接触力に基づいて器具の使用状況が評価される。したがって、器具を舌モデル１００に接触させた際にその器具が適切に使用されているかを、器具の接触位置及び接触力という多面的な観点で適切に評価できる。

また、本実施形態においては、上記の通り、センサーユニット１３０に設けられた４つのセンサーが一直線状に並んでいない。仮に、これらのセンサーが一直線状に並んでいるとすると、かかる一直線に関して対称な２点の一方に器具が接触した場合と他方に器具が接触した場合とをセンサーの検出結果に基づいて区別しにくい。これに対し、上記の通りセンサーが一直線状に並んでいないため、器具の接触位置を適切に評価しやすい。なお、センサーユニット１３０には、一直線状に並んでいない３つのセンサーが設けられてもよいし、一直線状に並んでいない５つの以上のセンサーが設けられてもよい。

また、本実施形態においては、舌モデル１００に凹部１００ａが形成されており、この凹部１００ａの最深点が、器具の最適位置である器具適切位置１００ｂとなっている。したがって、適切な接触位置である舌の凹部を再現するように凹部１００ａを形成することで、被訓練者にとって器具の適切な接触位置の学習を可能にしている。

また、本実施形態においては、器具が接触する表面（表側）とは反対側の表面（裏側）に圧力センサー１３２が設けられている。このため、器具を舌モデル１００に接触させる際、圧力センサー１３２が器具と直接接触しないので、被訓練者にとって器具が舌に接触する感覚が適切に再現されやすい。一方、圧力センサー１３２が舌モデル１００の裏側に設けられていることで、器具が舌モデル１００に印加する圧力を圧力センサー１３２が適切に検出しにくくなるおそれもある。しかしながら、本実施形態の構成によると、舌モデル１００の裏側に設けられた突起１２１が圧力センサー１３２に圧力を作用させ、これを舌モデル１００が検出する。このため、器具が押し付けられた圧力が圧力センサー１３２に伝わりやすく、圧力センサー１３２が適切に圧力を検出しやすい。

また、本実施形態においては、器具が接触する表面（表側）とは反対側の表面（裏側）に変形度センサー１３３～１３５が設けられている。このため、器具を舌モデル１００に接触させる際、変形度センサー１３３～１３５が器具と直接接触しないので、被訓練者にとって器具が舌に接触する感覚が適切に再現されやすい。一方、変形度センサー１３３～１３５が舌モデル１００の裏側に設けられていることで、器具が舌モデル１００を変形させる度合いをセンサーが適切に検出しにくくなることも考えられる。しかしながら、本実施形態の構成によると、凹部１２２又は１２３の内表面までの距離を変形度センサー１３３～１３５が検出する。そして、凹部１２２又は１２３は、変形度センサー１３３～１３５が凹部１２２又は１２３の内表面に生じた変動を検出しやすいように調整されている。したがって、変形度センサー１３３～１３５における検出結果に基づいて舌モデル１００の変形度合いを適切に検出しやすい。

＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態においては、圧力センサー１３２並びに変形度センサー１３３～１３５における検出結果に基づいて舌モデル１００への器具の接触位置が評価されている。しかし、これら４つのセンサーにおける検出結果に基づいて舌モデル１００に接触した器具の姿勢（例えば、舌モデル１００に対する傾き）が評価されてもよい。舌モデル１００への器具の接触位置が同じであっても、器具の姿勢によって４つのセンサーにおける検出結果が異なった結果になる場合がある。そこで、器具の姿勢を種々に変更した場合における４つのセンサーの検出結果を基準値として制御部２００に保持させておき、訓練においては、４つのセンサーからの検出結果と基準値との比較に基づき、制御部２００に器具の姿勢を評価させてもよい。

また、上述の実施形態では、器具が適切に使用されたか否かに係る評価結果が出力手段に表示されるものとしている。しかしながら、評価結果が、頭部モデル１０の顎関節部１３に取り付けられたサーボモーター１４により下顎部１２を閉じさせることで示されてもよい。あるいは、トレーニング装置１の任意の位置に取り付けられたＬＥＤの発光やスピーカーからの音声等によって評価結果が示されてもよい。

また、上述の実施形態に加え、上顎部１１に***モデル３００及びセンサーユニット３１０を取り付けると共に、サーボモーター１４が下顎部１２を閉じさせることにより、モデルに器具をくわえさせ、さらに、その状態から器具を引き抜く際に器具が***モデル３００に与える刺激の大きさ及び位置を、センサーユニット３１０における検出結果に基づいて制御部２００に評価させてもよい。この場合、センサー３１１～３１３はセンサーユニット３１０上で一直線上に並んでいないことが好ましい。さらに、各センサーにおける検出結果に基づき、舌モデル１００への器具の接触力の大きさ及び位置と、***モデル３００への器具の接触力の大きさ及び位置とが、いずれも所定の基準条件を満たした場合に、下顎部１２を閉じさせる動作と咀嚼動作（開閉動作）とを行うように制御部２００がサーボモーター１４を制御してもよい。

また、上述の実施形態に加え、頭部モデル１０の咽頭部に当たる位置に視覚センサーを設けると共に、当該視覚センサーから取得される画像に画像処理（画像認識処理）を施すことによって器具の動きを検出し、この動きを制御部２００に評価させてもよい。

また、上述の実施形態に加え、器具の動きをより適切に検出するために上顎部１１の任意の位置に１つまたは複数のセンサーを取り付けてもよい。

１ トレーニング装置
１００ａ、１１１、１１２、１２１～１２３ 凹部
１００ｂ 器具適切位置
１００ 舌モデル
１３０、３１０ センサーユニット
１３２ 圧力センサー
１３３～１３５ 変形度センサー
２００ 制御部
３００ ***モデル
３１１～３１３ センサー

Claims (4)

1. 舌が再現された弾性部材からなる舌再現モデルと、
   前記舌再現モデルの変形の程度を検出する変形度センサー、及び、前記舌再現モデルに印加された圧力を検出する圧力センサーの少なくともいずれかからなる、前記舌再現モデルに設けられた複数のセンサーと、
   前記舌再現モデルに食事用の器具が接触した場合に、前記複数のセンサーにおける検出結果に基づいて、前記舌再現モデルに接触した前記器具の位置及び接触力を評価する評価手段とを備えており、
   前記舌再現モデルが、前記器具が接触する表面と反対側の表面に形成された凹部である反対側凹部を有しており、
   前記反対側凹部内に別の凹部が形成されており、
   前記複数のセンサーが、前記変形度センサーとして、前記別の凹部と対向し、前記別の凹部の内表面までの距離を検出するセンサーを含んでいることを特徴とする食事介護又は介助用のトレーニング装置。
2. 前記複数のセンサーが、一直線状に並ばないように配置された３つのセンサーを含んでおり、
   前記評価手段が、前記３つのセンサーにおける前記舌再現モデル上の基準位置に前記器具が接触した際の検出値との違いに基づいて前記器具の位置を評価することを特徴とする請求項１に記載の食事介護又は介助用のトレーニング装置。
3. 前記舌再現モデルが、前記器具が接触する表面に形成された凹部である接触側凹部を有しており、
   前記複数のセンサーが、前記接触側凹部に対応する位置に配置された前記圧力センサーを含んでいることを特徴とする請求項1又は２に記載の食事介護又は介助用のトレーニング装置。
4. 前記舌再現モデルが、前記器具が接触する表面と反対側の表面に形成された凹部である反対側凹部を有しており、
   前記反対側凹部内に突起が形成されており、
   前記複数のセンサーが、前記圧力センサーとして、前記突起と対向し、前記舌再現モデルに前記器具が押し付けられた際に前記突起から作用する圧力を検出するセンサーを含んでいることを特徴とする請求項１～３のいずれか1項に記載の食事介護又は介助用のトレーニング装置。

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