JP2007037852A - Exercise assistant system - Google Patents
Exercise assistant system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007037852A JP2007037852A JP2005227110A JP2005227110A JP2007037852A JP 2007037852 A JP2007037852 A JP 2007037852A JP 2005227110 A JP2005227110 A JP 2005227110A JP 2005227110 A JP2005227110 A JP 2005227110A JP 2007037852 A JP2007037852 A JP 2007037852A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- user
- exercise
- unit
- prescription
- health
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 230000036541 health Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 18
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 claims description 24
- 230000004118 muscle contraction Effects 0.000 claims description 14
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 claims description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 7
- 210000001217 buttock Anatomy 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 claims description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 26
- 230000008859 change Effects 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 5
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 4
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 3
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003387 muscular Effects 0.000 description 2
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 208000006820 Arthralgia Diseases 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 208000024765 knee pain Diseases 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
本発明は、家庭での運動を補助する運動補助システムに関するものである。 The present invention relates to an exercise assistance system for assisting exercise at home.
従来から宅内において手軽に運動するために提供されている運動補助装置が知られている。この種の運動補助装置には、自転車のペダル漕ぎ運動を模擬するもの、歩行運動を模擬するもの、スキーによる歩行運動を模擬するものなど種々形式のものが知られている。また、運動中の心拍数のような生体情報を検出することにより、負荷を調節することを可能とした運動補助装置も種々知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, exercise assistance devices that are provided for easily exercising in a home are known. As this type of exercise assisting device, various types of devices are known, such as a device that simulates a pedaling motion of a bicycle, a device that simulates a walking motion, and a device that simulates a walking motion by skiing. There are also known various exercise assistance devices that can adjust the load by detecting biological information such as the heart rate during exercise (see, for example, Patent Document 1).
一方、高齢者などは歩行に必要な筋力が低下することによって転倒しやすいと言われており、歩行時の筋力や歩容を計測することが要求されている。この種の技術としては、人が歩行する検出板に作用する荷重を複数個のロードセルで検出し、各ロードセルの出力データから、歩行時の体重配分、体重の移行性、歩幅や歩行速度、歩行の安定性などの各種情報を得るものが知られている(たとえば、特許文献2参照)。
特許文献1に記載の技術は、運動中の生体情報を検出することにより運動補助装置の負荷などに反映させるものであり、使用者の日常動作に必要な筋肉や筋力を考慮して運動処方を設定することはできない。 The technique described in Patent Document 1 reflects biological loads during exercise by detecting biological information during exercise. The exercise prescription is performed in consideration of muscles and muscle strength necessary for daily operations of the user. It cannot be set.
一方、特許文献2に記載の技術を採用すれば、使用者の歩行時の筋力や歩容を計測するから、歩行に必要な筋力を強化するための運動処方を考えることができるが、この計測のために専用の装置が必要であるから、計測装置を備えた施設に出向かなければ計測ができないという問題がある。
On the other hand, if the technique described in
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、住宅内で日常行動を行っている間に健康状態を検出するとともに、使用者の健康状態に適した運動処方を提供することができる運動補助システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and its object is to provide an exercise prescription suitable for a user's health condition while detecting a health condition while performing daily activities in a house. It is to provide an exercise assistance system that can.
請求項1の発明は、住宅に配置され使用者に装着せずに使用者の日常動作を検出するセンサ部と、住宅に設けられた通信ネットワークを通して転送されたセンサ部の出力データから当該使用者の健康状態を推定する健康状態推定部と、健康状態推定部により推定した健康状態に応じて当該使用者に適した運動処方を提供する運動処方提供部を備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a sensor unit that is arranged in a house and detects a user's daily operation without being worn by the user, and output data of the sensor unit transferred through a communication network provided in the house. A health condition estimation unit that estimates the health condition of the patient, and an exercise prescription provision unit that provides an exercise prescription suitable for the user according to the health condition estimated by the health condition estimation unit.
この構成によれば、住宅内で日常行動を行っている間に意識することなく健康状態を検出され、その健康状態に適した運動処方が提供されるから、運動処方に関する知識のない使用者でも適切な運動が可能になり、過不足のない運動が可能になる。しかも、センサ部の出力データを通信ネットワークを通して健康状態推定部に転送するから、センサ部と健康状態推定部とを離れた場所に配置することができ、センサ部の配置の自由度が高くなる上に、センサ部を多箇所に配置することができるから、使用者の種々の日常動作を検出することで健康状態の推定に用いる情報量を増やすことができ、使用者の健康状態を正確に推定することが可能になる。つまり、より適正な運動処方を与えることができる。 According to this configuration, a health condition is detected without being conscious while performing daily actions in a house, and an exercise prescription suitable for the health condition is provided. Appropriate exercise becomes possible, and exercise without excess and deficiency becomes possible. In addition, since the output data of the sensor unit is transferred to the health state estimation unit through the communication network, the sensor unit and the health state estimation unit can be arranged at a remote location, and the degree of freedom of arrangement of the sensor unit is increased. In addition, since the sensor unit can be arranged at multiple locations, it is possible to increase the amount of information used to estimate the health status by detecting various daily actions of the user, and accurately estimate the health status of the user It becomes possible to do. That is, a more appropriate exercise prescription can be given.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記運動処方提供部で作成した運動処方を提示する提示部を備えることを特徴とする。
The invention of
この構成によれば、運動処方を提示するから、使用者が運動処方を知ることによって使用者自身で過不足のない運動になるように運動を調節することができる。また、運動処方を確認することができるから、使用者にとって安心感が得られる。 According to this configuration, since the exercise prescription is presented, it is possible to adjust the exercise so that the user himself / herself becomes an exercise with no excess or deficiency by knowing the exercise prescription. Moreover, since an exercise prescription can be confirmed, a sense of security is obtained for the user.
請求項3の発明では、請求項1または請求項2の発明において、使用者に他動的に筋収縮を生じさせる運動補助装置を備え、前記運動処方提供部で作成した運動処方に従って運動補助装置を駆動することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the exercise assisting device according to the first or second aspect of the present invention is provided with the exercise assisting device that causes the user to dynamically generate muscle contraction, and according to the exercise prescription created by the exercise prescription providing unit. It is characterized by driving.
この構成によれば、運動処方に従って運動補助装置が駆動されるから、使用者は運動補助装置を使用するだけで何ら意識することなく過不足のない運動が可能になる。ここに運動補助装置は、他動的に筋収縮を生じさせるものが望ましい。他動的に筋収縮を生じさせる運動補助装置には、使用者の身体の一部を支持する可動部を有し可動部を動力駆動する構成と、皮膚表面に貼着される電極を有し電気刺激によって筋収縮を生じさせる構成とが知られている。動力駆動する運動補助装置には、自転車のペダル様の可動部が回転することにより関節を屈伸させて筋収縮させる構成、使用者が足あるいは臀部を載せる可動部の位置が変化することにより支点と重心との位置を変化させバランスを保とうとする反射によって筋収縮させる構成、足を着地した状態で腰掛け状の可動部に臀部を載せ可動部を移動させることにより脚部に作用する荷重を変化させて筋収縮させる構成などが知られている。なお、この種の運動補助装置では、運動時間、運動強度、運動パターンなどを調節することにより、運動量を調節することができる。 According to this configuration, since the exercise assisting device is driven in accordance with the exercise prescription, the user can exercise without any excess or deficiency without being aware of it only by using the exercise assisting device. Here, the exercise assisting device is desirably one that causes muscle contraction dynamically. The movement assisting device that dynamically generates muscle contraction has a movable part that supports a part of the user's body and has a configuration that power-drives the movable part and an electrode that is attached to the skin surface. A configuration in which muscle contraction is caused by electrical stimulation is known. The power-driven exercise assist device has a structure in which the pedal-like movable part of the bicycle rotates and the joint is bent and stretched to contract the muscle, and the position of the movable part on which the user places the foot or the buttock changes. A structure that causes muscle contraction by reflection to change the position with the center of gravity and keep balance, and by changing the load acting on the leg by moving the movable part on the stool-like movable part with the foot landing A structure for contracting muscles is known. In this type of exercise assisting device, the amount of exercise can be adjusted by adjusting exercise time, exercise intensity, exercise pattern, and the like.
請求項4の発明では、請求項3の発明において、前記運動補助装置は、立姿勢の使用者が足を載せる足置部と、使用者の脚部に筋収縮を生じさせるように足置部を動力駆動して足置部の位置を変化させる駆動機構部とを備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the exercise assisting device includes a footrest portion on which a user in a standing posture places his / her foot and a footrest portion so as to cause muscle contraction in the leg portion of the user. And a drive mechanism section that changes the position of the footrest section by power driving.
この構成によれば、足置部を前後あるいは左右に移動(直進と傾きとの少なくとも一方)させれば、使用者はバランスを保とうとして脚部の筋肉を筋収縮させることになる。また、手摺などを把持した状態で足置部を上下に移動させれば、スクワットや足踏みのような動作が可能になり、使用者の脚部の筋肉を筋収縮させることができる。しかも、使用者が立っている状態で脚部の筋収縮が生じる運動を行うから、運動するための姿勢をとったり運動用の器具を持ったりする必要がなく、立った姿勢のままで手軽に運動をすることができ、運動に対して強い動機付けを持たない場合でも、運動をする機会を増加させることができる。 According to this configuration, when the footrest portion is moved back and forth or right and left (at least one of straight advance and tilt), the user contracts the leg muscles to maintain balance. Further, if the footrest portion is moved up and down while holding a handrail or the like, an operation such as squat or stepping becomes possible, and the muscles of the user's leg can be contracted. Moreover, since the leg muscles contract while the user is standing, there is no need to take a posture to exercise or to hold an exercise device, and it is easy to exercise while standing. Even if there is no strong motivation for exercise, the opportunity to exercise can be increased.
請求項5の発明では、請求項3の発明において、前記運動補助装置は、座姿勢の使用者が臀部を載せる支持部と、使用者が足を載せる足置部と、足置部に足を載せた使用者の荷重のうち脚部に作用する割合を変化させるように支持部を動力駆動して支持部の位置を変化させる駆動機構部とを備え、足置部は支持部の移動位置と関わりなく膝関節の曲げ角度を一定に保った状態で使用者の脚部に筋収縮を生じさせるように移動することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the exercise assisting device includes a support unit on which a user in a sitting posture places a buttocks, a footrest portion on which the user places a foot, and a foot on the footrest portion. And a drive mechanism for changing the position of the support by driving the support so that the ratio of the load on the user placed on the leg is changed. Regardless of the movement, the knee joint is moved so as to cause muscle contraction while keeping the bending angle of the knee joint constant.
この構成によれば、使用者は支持部に腰掛けた座姿勢で使用することができ、脚部に対する負荷が軽負荷になるから、脚力の弱い使用者でも使用可能になる。また、膝関節の曲げ角度を一定に保ちながら脚部に筋収縮を生じさせるから、膝関節に痛みを持つ使用者でも膝関節の屈伸による痛みを増加させることなく使用することができる。 According to this configuration, the user can use in a sitting posture sitting on the support portion, and the load on the leg portion is light, so even a user with weak leg strength can use it. Further, muscle contraction is generated in the leg while keeping the bending angle of the knee joint constant, so that even a user who has pain in the knee joint can use it without increasing the pain due to bending and stretching of the knee joint.
請求項6の発明では、請求項1ないし請求項5のいずれかの発明において、前記健康状態推定部は前記センサ部の出力データから検出した使用者の日常動作から使用者を識別することにより識別した使用者ごとの健康状態を区別して推定し、前記運動処方提供部は健康状態推定部で識別した使用者ごとに運動処方を提供することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in any of the first to fifth aspects of the invention, the health state estimation unit is identified by identifying the user from the daily operation of the user detected from the output data of the sensor unit. The exercise prescription providing unit provides an exercise prescription for each user identified by the health state estimation unit.
この構成によれば、複数人の使用者が存在していても日常動作から各使用者を識別することができ、識別した使用者ごとの運動処方を提供することが可能になる。 According to this configuration, even when there are a plurality of users, each user can be identified from daily operations, and an exercise prescription for each identified user can be provided.
本発明の構成によれば、使用者は住宅内で日常行動を行っている間に健康状態を検出されるから、意図的に種々の測定器具を用いずに健康状態が検出されるという利点がある。また、検出された健康状態に適した運動処方が提供されるから、運動処方に関する知識のない使用者でも適切な運動が可能になり、過不足のない運動が可能になるという利点がある。 According to the configuration of the present invention, since the user can detect the health condition while performing daily activities in the house, there is an advantage that the health condition is intentionally detected without using various measuring instruments. is there. In addition, since an exercise prescription suitable for the detected health condition is provided, there is an advantage that even a user who does not have knowledge about the exercise prescription can perform appropriate exercise and exercise without excess or deficiency.
本実施形態は、住宅において主として宅内での家人(使用者)の日常動作をセンサ部で検出し、センサ部の出力データから使用者の健康状態を推定するとともに、推定した健康状態に応じた運動処方を使用者に提供するものである。使用者の日常動作を検出するセンサ部としては、使用者の日常動作を撮像するTVカメラ、赤外線を投受光するか人体から放射される赤外線を受光し受光量の変化により使用者の動作を検出する赤外線センサ、宅内の床や手摺に作用する荷重を検出する荷重センサなどを用いることができる。 In the present embodiment, a daily motion of a householder (user) in a house is mainly detected by a sensor unit in a house, and the health state of the user is estimated from output data of the sensor unit, and exercise according to the estimated health state The prescription is provided to the user. As a sensor unit that detects the user's daily movements, a TV camera that captures the user's daily movements, detects infrared rays emitted or received from the human body, and detects user movements by changing the amount of received light An infrared sensor that detects the load, a load sensor that detects a load acting on a floor or a handrail in the house, and the like can be used.
本実施形態では、センサ部として荷重センサを用いる場合を例示し、荷重センサに作用する荷重の変化により使用者の日常動作に関する種々の情報を検出し、これらの情報から使用者の健康状態を推定するものとする。なお、TVカメラを用いる場合には、撮像した画像から画像処理によって使用者を背景から分離して認識するとともに、使用者の行動パターンを分類することにより健康状態を推定する。また、赤外線センサを用いる場合には、受光量の変化パターンによって使用者の移動速度や姿勢を検出し、これらの情報を用いて使用者の健康状態を推定する。また、センサ部として複数種類を複合して用いれば多くの情報量を用いることで、健康状態に関する推定の信頼性を高めることができる。 In the present embodiment, a case where a load sensor is used as a sensor unit is exemplified, and various information relating to the daily operation of the user is detected by a change in the load acting on the load sensor, and the health state of the user is estimated from the information. It shall be. When a TV camera is used, the user is separated from the background and recognized by image processing from the captured image, and the health state is estimated by classifying the user's behavior pattern. When an infrared sensor is used, the movement speed and posture of the user are detected from the change pattern of the amount of received light, and the health state of the user is estimated using these pieces of information. Moreover, if a plurality of types are used in combination as the sensor unit, the reliability of estimation regarding the health condition can be improved by using a large amount of information.
以下に説明する実施形態では、図2に示すように、住宅HSにおいて、床FL(階段の踏み面も含む)に床荷重センサ1aを配置し、手摺HN(廊下の手摺を示しているが図3に示すように階段の手摺でもよい)に手摺荷重センサ1bを配置している。
In the embodiment described below, as shown in FIG. 2, in the house HS, the
床荷重センサ1aは複数個設けられ、使用者Hの歩行時における歩幅を検出できるように配置される。たとえば、1枚の床材に複数個の床荷重センサ1aを互いに離間させて配置すれば、各床荷重センサ1aに作用する荷重の分布から荷重の作用している位置を算出することができるから、位置変化によって歩幅や歩隔を求めることができる。また、手摺荷重センサ1bは手摺HNに作用する荷重を検出することができればよいから、最小構成では1箇所でもよいが複数の手摺荷重センサ1bで荷重を検出し平均値などを求めることにより、手摺HNに作用する荷重の計測値の信頼度を高めることができる。複数の手摺荷重センサ1bを用いることで手摺HNに荷重が作用している位置を算出することも可能である。
A plurality of
なお、床荷重センサ1aをあらかじめ設けた住宅用床材や、手摺荷重センサ1bをあらかじめ設けた住宅用手摺部材を用いれば、施工時において床荷重センサ1aや手摺荷重センサ1bを取り付ける手間が省け省施工になる。
In addition, if the floor material for houses which provided the
床荷重センサ1aおよび手摺荷重センサ1bは、図1に示すように、床荷重センサ1aおよび手摺荷重センサ1bの出力データをデータ通信により転送する通信部1cとともにセンサ部1を構成する。通信部1cでは床荷重センサ1aおよび手摺荷重センサ1bの出力データをA/D変換するとともにデータ圧縮し、床荷重センサ1aおよび手摺荷重センサ1bの出力データごとに識別符号と検出時刻とを付与してパケット化する。したがって、各床荷重センサ1aと各手摺荷重センサ1bとで検出した荷重の時系列データをパケットとして伝送することができる。
As shown in FIG. 1, the
センサ部1の出力データは、住宅HSの宅内に敷設された通信ネットワーク5を通してサーバ2に転送される。サーバ2は、コンピュータであって宅内に設置されており、センサ部1の出力データを用いて使用者Hの健康状態を推定する。使用者Hの健康状態とは、本実施形態では、基本的には筋力の状態を意味しているが、脚の障害(けがや痛み)の有無や歩行可能か否か(倒れていないか)などの情報も健康状態として推定することができる。
The output data of the sensor unit 1 is transferred to the
いま、筋力に着目するとすれば、使用者Hの筋力の低下によって歩行時に床FLから足を引き上げる高さが減少すると小さい段差に躓きやすくなり、結果的に転倒しやすくなるから、このような状態になれば歩行のための筋力を強化する運動が必要になる。歩行に必要な筋力の低下は歩行姿勢や歩幅からも推定でき、歩行時に前屈みの姿勢になっている場合や歩幅が身長に対して所定割合以下になっていると、歩行に必要な筋力が低下していると言える。 Now, if we focus on muscle strength, if the height of lifting the foot from the floor FL during walking decreases due to the decrease in the muscle strength of the user H, it will be easier to hit a small step, and as a result, it will be easier to tip over. If it becomes, the exercise | movement which strengthens the muscular strength for a walk will be needed. The decrease in muscle strength required for walking can also be estimated from the walking posture and stride, and the muscle strength required for walking decreases if the posture is bent forward during walking or if the stride is less than a predetermined percentage of the height. I can say that.
歩行時に前屈みの姿勢になっているか否かは、図3に示すように、階段や廊下などの手摺HNに作用する荷重と、床(階段の踏み面も含む)に作用する荷重との比率から推定することができる。つまり、脚の筋力が低下すると脚力だけではなく手摺などにつかまって腕力も利用しようとするから、図3(a)のように前屈みになり、一方、脚部や腰背部の筋力が適正であれば、図3(b)のように背筋を伸ばして階段を昇降する。したがって、床荷重センサ1aにより検出されている荷重と手摺荷重センサ1bにより検出されている荷重との比率を用いることで、歩行時の姿勢を推定することができる。手摺荷重センサ1bによって使用者Hが手摺HNを持つ位置を検出することができる場合には、床荷重センサ1aで検出した足の位置と、手摺荷重センサ1bで検出した手の位置との関係によって歩行時の姿勢を推定することが可能である。
As shown in FIG. 3, whether or not the body is in a forward bending posture is determined from the ratio between the load acting on the handrail HN such as the stairs and the corridor and the load acting on the floor (including the tread of the stairs). Can be estimated. In other words, if the muscle strength of the legs decreases, the arm strength is used not only by the leg strength but also by the handrail, so that it bends forward as shown in FIG. 3 (a), while the muscle strength of the legs and lower back is appropriate. For example, as shown in FIG. Therefore, the posture during walking can be estimated by using the ratio between the load detected by the
サーバ2は、使用者Hの健康状態を推定するためにセンサ情報処理部2aを備え、センサ情報処理部2aでは、センサ部1から転送された時系列データに含まれる荷重の変化パターンの特徴抽出を行う。たとえば、床荷重センサ1aからは床反力として知られている情報が得られるから、床反力の変化パターンから複数種類の特徴パラメータを抽出する。抽出した特徴パラメータは数値化されているから、健康状態推定部2bに格納されている既知データと照合することにより、右一歩時間、左一歩時間、右歩幅、左歩幅、歩隔などの情報を得ることができる。また、床反力からは使用者Hの体重や歩行時の蹴り出しの力なども求めることができる。健康状態推定部2bには、特徴パラメータをデータベースに格納した既知データと照合する構成を用いているが、特徴パラメータを用いて使用者Hの健康状態を複数種類に分類する場合には、ニューラルネットワークを用いる構成を採用してもよい。
The
健康状態推定部2bでは、上述したように、右一歩時間、左一歩時間、右歩幅、左歩幅、歩隔、体重などの情報を抽出するから、これらの情報の組合せを用いることにより、使用者Hの歩行の癖や体重などにより使用者Hを区別することができる。したがって、ニューラルネットワークなどを分類器に用いて、あらかじめ使用者Hごとの情報を教示しておけば、センサ部1の出力データによって使用者Hを特定することができる。そこで、使用者Hが複数人である場合には、健康状態推定部2bでは各使用者Hごとに求めた健康状態を使用者Hに対応付けて記憶する。このように使用者Hごとの健康状態を蓄積しておくことにより健康状態の履歴を判断することができるから、健康状態の変動傾向によって筋力の変化や障害(けがや痛み)の可能性を判断することが可能になる。
As described above, the health
なお、1箇所に複数人が存在するときには、各使用者Hごとの情報(床荷重センサ1aの出力データと手摺荷重センサ1bの出力データ)を区別することが難しく、各使用者Hごとに健康状態を求めることが難しい。したがって、体重によって複数人の存在が認められるときには、健康状態推定部2bでは健康状態の推定を行わないようにするのが望ましい。
When there are a plurality of people in one place, it is difficult to distinguish the information for each user H (the output data of the
サーバ2には後述する運動補助装置3の動作を決める運動処方提供部2cも設けられている。運動処方提供部2cは、健康状態推定部2bで推定した健康状態に応じて、使用者Hに適した運動の種類や運動強度や運動時間などの組合せを運動処方として提供する。運動処方提供部2cには、健康状態推定部2bで推定される種々の健康状態に対応付けた運動処方があらかじめ登録されており、健康状態推定部2bでの推定結果が得られると、その推定結果に対応した運動処方を選択して出力する。なお、サーバ2には通信ネットワーク5に接続するための通信部2dが設けられている。
The
上述の構成から明らかなように、使用者Hは住宅HSの中で廊下や階段を歩行している間にセンサ部1によって歩行の際の日常動作が検出され、センサ部1の出力データから健康状態が推定されるから、使用者H自身が健康状態を計測するための測定器具を身に着ける必要がなく、日常動作の間に意識することなく健康状態の計測が行われることになる。また、日常動作を検出するセンサ部1と健康状態を推定するサーバ2とが通信ネットワーク5を通してデータを転送しているから、センサ部1とサーバ2とは離れた場所に配置することができ、センサ部1の配置の自由度が高くなる。しかも、センサ部1を多箇所に配置することにより、使用者の日常動作の検出に用いる情報量を増やして使用者の健康状態を正確に推定することができる。
As is clear from the above-described configuration, the user H detects a daily motion during walking while walking in the hallway or staircase in the house HS, and the health data is output from the output data of the sensor unit 1. Since the state is estimated, it is not necessary for the user H to wear a measuring instrument for measuring the health state, and the health state is measured without being conscious during daily operations. In addition, since the sensor unit 1 that detects daily operations and the
健康状態推定部2bで求めた使用者Hの健康状態と、運動処方提供部2cで提供する運動処方とは、液晶表示器などを用いた提示部としての表示部6aに表示することができる。表示部6aは図示しないスイッチからなる操作部と並設されており、操作部を操作することにより健康状態推定部2bに蓄積されている健康状態や運動処方提供部2cが提供する運動処方を呼び出して表示部6aに表示することができるようにしてある。図示例では、表示部6aが通信部6bを介して通信ネットワーク5に接続される構成を採用し、表示部6aをサーバ2とは分離しているが、表示部6aをサーバ2に設けることも可能である。操作部は表示部6aとは並設していなくてもよく、たとえば、表示部6aをタッチパネル式として操作部と兼用すれば、表示部6aの画面に触れることによって、必要な情報を表示部6aに表示させることが可能になる。健康状態推定部2aで推定した健康状態や運動処方提供部2cが提供する運動処方を表示部6aに表示するから、使用者Hが健康状態や運動処方を自身で確認することができる。なお、提示部としては、表示部6aに限らずプリンタを用いて健康状態や運動処方を印刷出力する構成や音声によりアドバイスを与える構成などを採用してもよい。
The health condition of the user H obtained by the health
運動処方提供部2cから提供される運動処方には、運動補助装置3の制御データも含まれる。運動補助装置3としては種々形態のものを用いることが可能であるが、使用者Hに他動的に筋収縮を生じさせる構成のものを用いる。他動的に筋収縮を生じさせるとは、使用者が意識して筋力を発揮するのではなく、運動補助装置3の動作によって使用者Hに筋収縮を自動的に生じさせることを意味する。この種の運動補助装置3には、使用者Hの身体の一部を支持する可動部を有し可動部を動力駆動する構成と、皮膚表面に貼着される電極を有し電気刺激によって筋収縮を生じさせる構成とがある。
The exercise prescription provided from the exercise prescription providing unit 2c includes control data of the
動力駆動する運動補助装置としては、自転車のペダルと同様に回転する可動部を備えその可動部に足や手を載せることにより可動部の回転に伴って関節を屈伸させて筋収縮させる構成、使用者が足あるいは臀部を載せる可動部を備えその可動部の位置が変化することにより支点と重心との位置を変化させバランスを保とうとする反射によって筋収縮させる構成、足を着地した状態で腰掛け状の可動部に臀部を載せ可動部を移動させることにより脚部に作用する荷重を変化させて筋収縮させる構成などがある。 As an exercise assistance device that is driven by power, it has a movable part that rotates like a pedal of a bicycle, and it has a structure that uses muscles and contracts by bending and stretching the joint as the movable part rotates by placing a foot or hand on the movable part A structure in which a person has a movable part on which a foot or a buttock is placed and the position of the movable part changes so that the position of the fulcrum and the center of gravity changes, and the muscles contract by reflection to maintain the balance. For example, there is a configuration in which the heel portion is placed on the movable portion and the movable portion is moved to change the load acting on the leg portion to contract the muscle.
本実施形態では、立姿勢で足を載せて使用しバランスを保とうとする反射によって筋収縮させる構成と、足を着地した状態の座姿勢で使用し臀部の位置を変化させることにより脚部に作用する荷重を変化させる構成とを例示する。どちらの構成も、モータのような動力源を備え可動部3aを動力駆動する駆動機構部3bを備える。また、制御データが与えられることによって、駆動機構部3bによる運転時間や運動速度や動作パターンを制御する制御部3cを備える。制御部3cは通信部3dを介して通信ネットワーク5に接続され、運動処方提供部2cからの運動処方に含まれる制御データを受け取ることができるようになっている。
In the present embodiment, the muscle is contracted by reflex that is used in a standing posture to keep balance and the leg is acted on by changing the position of the buttock while using the sitting posture with the foot landing. The structure which changes the load to perform is illustrated. Both configurations include a
なお、通信ネットワーク5上には情報提供部4を接続してあり、情報提供部4には通信部4bを介して接続したデータベース4aを設けてある。このデータベース4aには使用者Hの健康状態とは関係なく種々の運動処方を蓄積してあり、この運動処方を読み出して運動補助装置3を動作させたり提示部に提示したりすることもできるようにしてある。
An information providing unit 4 is connected on the
図4は立姿勢で使用する運動補助装置3であって、基台(図示せず)の上に可動部3aとしての足置部7bを設けた装置本体7を有している。図示例では、基台を床FLに埋め込む形で床FLに固定してあり、足置部7bは無端ベルト状であって上面を左右方向に移動させることが可能になっている。つまり、トレッドミルの無端ベルトを前後方向ではなく左右方向に配置した形を有する。また、足置部7bは駆動機構部3bにより左右に往復移動するように動力駆動される。
FIG. 4 shows an
図示例では装置本体7を洗面化粧台CBの前に設置してある。したがって、使用者Hが洗面化粧台CBに設けた手摺HNを把持し、足置部7bに載った状態で装置本体7の運転を開始させると、使用者Hの荷重を支える支点である足と使用者Hの重心位置との位置関係が変化し、使用者Hはバランスを保とうとする反射によって脚部、腹部、腰背部などの筋肉を筋収縮させることになる。
In the illustrated example, the apparatus
図示のように洗面化粧台CBの前に装置本体7を設置している場合には、使用者Hは洗面時に意識することなく可動部3aの上に載るから、単にスイッチを投入して装置本体7の運転を開始させるだけで他動的な運動を行うことができる。スイッチは、手摺HNに設けておけば、手摺HNを握ったまま操作することができるから便利である。また手摺HNを持って使用するから使用者Hは転倒することなく安全に運動を行うことができる。しかも、住宅HSに据え付けた洗面化粧台CBに手摺HNを設けているから、装置本体7に手摺を設ける場合に比較すると装置本体7の設置スペースを小さくすることができる。
When the apparatus
なお、運動時に使用者Hが把持する手摺HNは洗面化粧台CBに限らず、システムキッチンなどの他の設備に設けてもよく、また住宅HSの壁などに設けてもよい。いずれの場合も装置本体7を使用する使用者Hが把持できる位置に手摺HNを設ける。装置本体7は、必ずしも床FLに埋設したものに限らず、床FL上に固定したものでもよく、また床FLに固定せずに床FLに載置するものでもよい。床FLに載置する構成の装置本体7では手摺HNを一体に設けていると、使用者Hが足置部7bに載る際に手摺HNに横向き荷重が作用して装置本体7が転倒する可能性があるが、本実施形態のように手摺HNを装置本体7とは分離し、住宅HSないし住宅HSに据え付けた設備に手摺HNを設けていることにより、装置本体7を安全に使用することができる。
In addition, the handrail HN which the user H hold | grips at the time of an exercise | movement may be provided not only in the bathroom vanity CB but in other facilities, such as a system kitchen, and may be provided in the wall etc. of the house HS. In either case, the handrail HN is provided at a position where the user H who uses the apparatus
上述の例では足置部7bを左右に往復移動させる例を示したが、足置部7bが、前後方向あるいは上下方向に往復移動する構成、あるいはまた前後方向あるいは左右方向の傾斜角度が変化する構成、あるいはまた上下軸回りで往復回転する構成などを採用してもよい。あるいはまた、これらのいずれか2種類以上を組み合わせる動作を採用してもよい。
In the above example, the
座姿勢で使用する運動補助装置3としては、図5に示す構成がある。この構成では、基台7aの上に、使用者Hが片方ずつの足を載せる足置部7bが設けられ、さらに足置部7bに足を載せた使用者Hの臀部を支持する座席状の支持部7cが設けられている。支持部7cは、基台7aに立設した支持脚7dの上端部に設けた駆動機構部3bによって傾き角度を変化させるように駆動される。また、足置部7bも駆動機構部3bによる支持部7cの傾動に同期して位置が変化するように駆動される。つまり、足置部7bと支持部7cとが可動部3aになる。
The
この構成は、使用者Hの膝関節の屈伸を伴わずに脚部の筋肉を筋収縮させようとするものであり、支持部7cの傾斜角度を変化させることにより、足置部7bに作用する使用者Hの荷重と支持部7cに作用する使用者Hの荷重との割合を変化させ、結果的に使用者Hの脚部に作用する荷重を変化させるようになっている。また、支持部7cの傾斜角度が変化しても膝関節の角度が変化しないように、支持部7cに連動させて足置部7bの位置を変化させるようになっている。さらに、支持部7cが傾く方向は膝関節に剪断力が作用しない方向としてあり、この動作によって膝痛を持つ使用者Hでも使用することが可能になっている。
This configuration is intended to contract the muscles of the legs without flexing or stretching the knee joint of the user H, and acts on the
なお、足置部7bと支持部7cとに荷重センサを配置し、脚部のリンクモデルに対して荷重センサの出力データを適用することで膝関節に作用する力を推定し、膝関節に剪断力が作用しないように駆動機構部3bをフィードバック制御する構成を採用することも可能である。あるいはまた、足置部7bには適宜のばねによる復帰力を作用させ、支持部7cの傾斜角度のみを変化させる構成を採用してもよい。この場合でも、足置部7bに復帰力を作用させるばねを適切に設計すれば、膝関節の屈伸を伴わずに脚部に作用する荷重を変化させることが可能である。図5に示す構成では、基台7aに立設した支柱7eの上端に手摺HNを設けているが、図4に示した構成例と同様に住宅HSの壁や設備に手摺HNを設けてもよい。
It should be noted that load sensors are arranged on the
上述した実施形態では、センサ部1として床荷重センサ1aと手摺荷重センサ1bとを用いているが、サーバ2において床荷重センサ1aの出力データから荷重変化のパターンを検出する場合には、手摺荷重センサ1bを設けずに荷重移動の変化パターンから使用者の姿勢を推定することが可能である。
In the embodiment described above, the
1 センサ部
2b 健康状態推定部
2c 運動処方提供部
3 運動補助装置
3b 駆動機構部
5 通信ネットワーク
6a 表示部
7b 足置部
7c 支持部
H 使用者
HN 手摺
HS 住宅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005227110A JP4720349B2 (en) | 2005-08-04 | 2005-08-04 | Exercise assistance system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005227110A JP4720349B2 (en) | 2005-08-04 | 2005-08-04 | Exercise assistance system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007037852A true JP2007037852A (en) | 2007-02-15 |
| JP4720349B2 JP4720349B2 (en) | 2011-07-13 |
Family
ID=37796359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005227110A Expired - Fee Related JP4720349B2 (en) | 2005-08-04 | 2005-08-04 | Exercise assistance system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4720349B2 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007037851A (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Matsushita Electric Works Ltd | Health management system |
| WO2008093406A1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Walking capacity diagnosing system |
| JP2008250996A (en) * | 2007-03-06 | 2008-10-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Personal authentication system |
| JP2009106538A (en) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Toe exercise device and passive exercise device provided with the same |
| JP2009219557A (en) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Simulation method and apparatus for exercise action with passive motion training device |
| JP2010061294A (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Home health management room |
| JP2014068659A (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Panasonic Corp | Exercise assisting device |
| JP2019204451A (en) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Physical fitness measurement method, activity support method, program, and physical fitness measurement system |
| CN113995627A (en) * | 2020-07-28 | 2022-02-01 | 丰田自动车株式会社 | Presentation system, presentation method, and program |
| JP2023072398A (en) * | 2021-11-12 | 2023-05-24 | トヨタ自動車株式会社 | Processing system, processing method, and program |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001137199A (en) * | 2000-08-24 | 2001-05-22 | Toto Ltd | Biological information collecting and recording system for health management |
| JP2001190527A (en) * | 2000-01-12 | 2001-07-17 | Sharp Corp | Personal recognition device and personal recognition method |
| JP2004038990A (en) * | 2000-04-17 | 2004-02-05 | Nec Corp | Method and system of health management service provision for people staying at home |
| JP2005027712A (en) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Og Giken Co Ltd | Falling prevention training device |
| JP2005168907A (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Exercise assisting apparatus |
-
2005
- 2005-08-04 JP JP2005227110A patent/JP4720349B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001190527A (en) * | 2000-01-12 | 2001-07-17 | Sharp Corp | Personal recognition device and personal recognition method |
| JP2004038990A (en) * | 2000-04-17 | 2004-02-05 | Nec Corp | Method and system of health management service provision for people staying at home |
| JP2001137199A (en) * | 2000-08-24 | 2001-05-22 | Toto Ltd | Biological information collecting and recording system for health management |
| JP2005027712A (en) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Og Giken Co Ltd | Falling prevention training device |
| JP2005168907A (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Exercise assisting apparatus |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007037851A (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Matsushita Electric Works Ltd | Health management system |
| JPWO2008093406A1 (en) * | 2007-01-30 | 2010-05-20 | パナソニック電工株式会社 | Walking ability diagnosis system |
| WO2008093406A1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Walking capacity diagnosing system |
| JP4862895B2 (en) * | 2007-01-30 | 2012-01-25 | パナソニック電工株式会社 | Walking ability diagnosis system |
| US7972246B2 (en) * | 2007-01-30 | 2011-07-05 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Walking ability diagnosis system |
| JP2008250996A (en) * | 2007-03-06 | 2008-10-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Personal authentication system |
| JP2009106538A (en) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Toe exercise device and passive exercise device provided with the same |
| JP2009219557A (en) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Simulation method and apparatus for exercise action with passive motion training device |
| JP2010061294A (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Home health management room |
| JP2014068659A (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Panasonic Corp | Exercise assisting device |
| JP2019204451A (en) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Physical fitness measurement method, activity support method, program, and physical fitness measurement system |
| CN113995627A (en) * | 2020-07-28 | 2022-02-01 | 丰田自动车株式会社 | Presentation system, presentation method, and program |
| CN113995627B (en) * | 2020-07-28 | 2024-01-09 | 丰田自动车株式会社 | Prompt system, prompt method and procedure |
| JP2023072398A (en) * | 2021-11-12 | 2023-05-24 | トヨタ自動車株式会社 | Processing system, processing method, and program |
| JP7674224B2 (en) | 2021-11-12 | 2025-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | Processing system, processing method, and program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4720349B2 (en) | 2011-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100542637C (en) | Exercise assisting device | |
| KR101134433B1 (en) | Walking ability diagnosis system | |
| KR100635906B1 (en) | Leg Rehabilitation Training Device and Leg Rehabilitation Training Method Using Weight Load and Joint Angle as Variables | |
| US20180289579A1 (en) | Powered Walking Assistant and Associated Systems and Methods | |
| JP4148120B2 (en) | Exercise assistance device | |
| US11745056B2 (en) | Motivative exercise training device for realizing automatic assessment of the optimal exercise information | |
| US10952660B2 (en) | Berg balance testing apparatus and method for the same | |
| US20170352288A1 (en) | Method and system for physical training and rehabilitation | |
| KR20100105746A (en) | Powered exercise equipment for use in standing posture | |
| JP4720349B2 (en) | Exercise assistance system | |
| KR20100132524A (en) | Exercise equipment | |
| CN116115971A (en) | Processing system, processing method, and non-transitory storage medium | |
| KR102185448B1 (en) | Exercise apparatus for squat | |
| JP4661440B2 (en) | Health management system | |
| US20200323727A1 (en) | Powered Walking Assistant and Associated Systems and Methods | |
| KR102262462B1 (en) | Control method of walking exercise device | |
| Dune et al. | Can smart rollators be used for gait monitoring and fall prevention? | |
| JP6439153B2 (en) | Fall risk check system and fall risk check program | |
| JP4517938B2 (en) | Exercise assistance device | |
| KR101945338B1 (en) | Strength improvement system for physical strength measurement diagnosis | |
| JP6492375B2 (en) | Operating method of walking measuring machine | |
| JP7435363B2 (en) | Training system, training plan generation method and program | |
| EP4643838A1 (en) | Wearable apparatus providing exercise mode based on disease of user and operating method of wearable apparatus | |
| JP7335470B2 (en) | Standing assist type smart handrail device | |
| JP5069782B2 (en) | Exercise assistance device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080410 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100712 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100727 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100927 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101130 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110131 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110308 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110321 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |