JP2019005876A - Operation support apparatus and method for controlling operation support apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動作支援装置、及び、動作支援装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an operation support apparatus and a control method for the operation support apparatus.
人間に装着され、装着した人間(以降、装着者という)の動作を支援する動作支援装置がある。例えば、動作支援装置は、装着者が重量物の持ち上げ動作を行う場合に、その動作に要する力の一部を発生させることで装着者が生み出すべき力を減少させる。このようにして、動作支援装置は、装着者が生み出す力の一部を負担することで装着者の動作を支援(アシスト)する。 There is an operation support device that is attached to a human and supports the operation of the human (hereinafter referred to as a wearer). For example, when the wearer performs a lifting operation of a heavy object, the movement support device reduces a force that the wearer should generate by generating a part of the force required for the movement. In this way, the movement support device supports (assists) the movement of the wearer by bearing a part of the force generated by the wearer.
特許文献1は、動作支援装置のオンオフの制御、又は、歩行アシスト量の制御がユーザの意思に基づいて適切になされる技術を開示する。
しかしながら、動作支援装置は、複数の人によって順次に使用されることが想定される。その場合、装着者の個人ごとに対応した動作支援がなされることが望まれる。特許文献1に開示される技術では、装着者の個人ごとに対応した動作支援を実現することができないという問題がある。
However, it is assumed that the operation support apparatus is used sequentially by a plurality of people. In that case, it is desired that operation support corresponding to each individual of the wearer is provided. In the technique disclosed in
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、装着者の個人ごとに対応した動作支援制御を行う動作支援装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an operation support apparatus that performs operation support control corresponding to each individual of a wearer.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る動作支援装置は、前記動作支援装置を装着している装着者の動作を検知するセンサと、前記センサが検知した前記動作に基づいて前記装着者の動作を支援する力を発生させるアクチュエータと、前記動作支援装置を装着している装着者の個人を認識する認識部と、前記認識部による認識の結果に基づいて、前記アクチュエータが発生させる力を制御する制御部とを備える。 In order to solve the above-described problem, an operation support apparatus according to an aspect of the present invention includes a sensor that detects an operation of a wearer wearing the operation support apparatus, and the operation based on the operation detected by the sensor. An actuator that generates a force to support the movement of the wearer, a recognition unit that recognizes the individual of the wearer wearing the movement support device, and the actuator that generates based on a recognition result of the recognition unit A control unit for controlling the force.
これによれば、動作支援装置は、認識部により装着者の個人を認識するので、装着者の個人を特定し得る識別情報の入力を要しない。そして、動作支援装置は、認識された装着者個人に基づいて、各個人に応じた動作支援を行うことができる。仮に識別情報の入力を要するとすれば、装着者が動作支援装置を装着するたびに逐一識別情報の入力を要することになり煩雑である。このように、動作支援装置は、装着者の個人ごとに対応した動作支援制御を行うことができる。 According to this, since the operation support apparatus recognizes the wearer's individual by the recognition unit, it is not necessary to input identification information that can identify the wearer's individual. The operation support apparatus can perform operation support according to each individual based on the recognized individual wearer. If it is necessary to input identification information, the identification information must be input every time the wearer wears the motion support device. In this way, the motion support device can perform motion support control corresponding to each individual wearer.
例えば、前記認識部は、生体認識により前記装着者の個人を認識し、前記制御部は、前記認識部による生体認識の結果に基づいて前記アクチュエータが発生させる力を制御してもよい。 For example, the recognition unit may recognize the individual of the wearer by biometric recognition, and the control unit may control a force generated by the actuator based on a result of biometric recognition by the recognition unit.
これによれば、動作支援装置は、認識部が行う生体認識により、装着者の個人をより正確に認識する。よって、動作支援装置は、より正確な個人の認識結果に基づいて、装着者の個人ごとに対応した動作支援を行うことができる。 According to this, the movement support device recognizes the wearer's individual more accurately by biometric recognition performed by the recognition unit. Therefore, the motion support apparatus can perform motion support corresponding to each individual wearer based on a more accurate personal recognition result.
例えば、前記制御部は、前記センサが検知する動作の方向又は大きさと、前記アクチュエータが発生させる力の方向又は大きさとの関係を示す関係式を、個人に紐付けて有しており、複数の前記関係式のうちから、前記認識部が認識した前記個人に紐付けられた前記関係式を選択し、選択した前記関係式を用いて、前記アクチュエータが発生させる力を制御してもよい。 For example, the control unit has a relational expression indicating the relationship between the direction or magnitude of the operation detected by the sensor and the direction or magnitude of the force generated by the actuator, and is associated with an individual. The relational expression associated with the individual recognized by the recognition unit may be selected from the relational expressions, and the force generated by the actuator may be controlled using the selected relational expression.
これによれば、動作支援装置は、認識部による個人の認識の結果に基づいて、装着者個人に紐付けられた動作支援の態様により動作支援を行うことができる。 According to this, the motion support device can perform motion support in the motion support mode associated with the wearer individual based on the recognition result of the individual by the recognition unit.
例えば、前記動作支援装置は、さらに、前記認識部が認識した前記個人に紐付けて、前記動作支援装置の動作のログを出力するログ出力部を備えてもよい。 For example, the operation support device may further include a log output unit that outputs an operation log of the operation support device in association with the individual recognized by the recognition unit.
これによれば、動作支援装置は、認識部による個人の認識の結果に基づいて、装着者の個人ごとのログを出力する。これにより、動作支援装置は、装着者による明示的な識別情報の入力を要せずに、個人ごとの動作支援装置のログを記録し、管理することができる。このように管理されたログは、装着者の個人ごとの動作支援装置の使用履歴の管理に活用され、より具体的には、動作支援装置を用いた労働の対価の算定、又は、動作支援装置をレンタルする場合のレンタル料金の算定などに活用され得る。また、このように管理されたログは、動作支援装置を使用しているときに発生した事故に限り適用される損害保険の適用を受ける場合に、実際にユーザが動作支援装置を使用していたか否かについての確認にも活用され得る。 According to this, the operation support device outputs a log for each individual of the wearer based on the result of individual recognition by the recognition unit. Thereby, the operation support apparatus can record and manage the log of the operation support apparatus for each individual without requiring the input of explicit identification information by the wearer. The log managed in this way is utilized for managing the use history of the motion support device for each individual of the wearer. More specifically, the calculation of labor consideration using the motion support device or the motion support device is performed. It can be used to calculate rental fees when renting a rent. In addition, if the log managed in this way is subject to non-life insurance that is applied only to accidents that occurred while using the motion support device, was the user actually using the motion support device? It can also be used to confirm whether or not.
例えば、前記制御部は、前記動作支援装置を使用し得る個人、又は、使用し得ない個人を示すリストを保有しており、前記リストを参照することで、前記認識部が認識した前記個人が前記動作支援装置を使用し得るか否かを判定し、使用し得ると判定した場合にのみ、前記アクチュエータが力を発生させるよう制御してもよい。 For example, the control unit has a list indicating individuals who can use the motion support device or individuals who cannot use the operation support device, and the individual recognized by the recognition unit by referring to the list It may be determined whether or not the motion support device can be used, and the actuator may be controlled to generate force only when it is determined that the motion support device can be used.
これによれば、動作支援装置は、認識部による個人の認識の結果に基づいて、装着者に対する動作支援を行うか否かを制御する。これにより、動作支援装置の使用が許可されていない人による使用を禁止することができる。 According to this, the motion support device controls whether or not motion support for the wearer is performed based on the result of individual recognition by the recognition unit. Thereby, the use by the person who is not permitted to use the operation support apparatus can be prohibited.
例えば、前記認識部は、前記装着者の指紋、顔、体型、心拍、筋電、脳波、歩容、所持品若しくはパスワード、又は、前記装着者が保有している情報端末が有する認識機能を用いて、前記個人を認識してもよい。 For example, the recognition unit uses the wearer's fingerprint, face, body shape, heart rate, myoelectricity, electroencephalogram, gait, personal belongings or password, or a recognition function of an information terminal held by the wearer. The person may be recognized.
これによれば、動作支援装置は、装着者の指紋など、より具体的な情報に基づいて、認識部により装着者の個人を認識する。これにより、動作支援装置は、装着者の個人ごとに対応した動作支援を行うことができる。 According to this, the motion support apparatus recognizes the wearer's individual by the recognition unit based on more specific information such as the wearer's fingerprint. Thereby, the operation support apparatus can perform operation support corresponding to each individual of the wearer.
また、本発明の一態様に係る動作支援装置の制御方法は、前記動作支援装置は、前記動作支援装置を装着している装着者の動作を検知するセンサと、前記センサが検知した前記動作に基づいて前記装着者の動作を支援する力を発生させるアクチュエータとを備え、前記制御方法は、前記動作支援装置を装着している装着者の個人を認識する認識ステップと、前記認識ステップによる認識の結果に基づいて、前記アクチュエータが発生させる力を制御する制御ステップとを含む。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an operation support apparatus, wherein the operation support apparatus includes a sensor that detects an operation of a wearer wearing the operation support apparatus, and the operation detected by the sensor. An actuator for generating a force for supporting the movement of the wearer based on the control method, the recognition method for recognizing an individual of the wearer wearing the movement support device, and recognition by the recognition step. And a control step for controlling the force generated by the actuator based on the result.
これによれば、上記動作支援装置と同様の効果を奏する。 According to this, there exists an effect similar to the said operation | movement assistance apparatus.
本発明に係る動作支援装置は、装着者の個人ごとに対応した動作支援制御を行うことができる。 The motion support apparatus according to the present invention can perform motion support control corresponding to each individual wearer.
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。 Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements that constitute a more preferable embodiment.
なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and description may be abbreviate | omitted.
(実施の形態)
本実施の形態において、装着者の個人ごとに対応した動作支援制御を行う動作支援装置について説明する。以降において、まず、動作支援装置について説明した後、装着者の個人ごとに対応した動作支援制御を行う技術を説明する。
(Embodiment)
In the present embodiment, an operation support apparatus that performs operation support control corresponding to each individual wearer will be described. In the following, first, after describing the motion support device, a technique for performing motion support control corresponding to each individual wearer will be described.
図1は、本実施の形態に係る動作支援装置1の外観斜視図である。図1は、動作支援装置1が装着者に装着される場合に、装着者の背面側から見た外観を示す図である。動作支援装置1は、装着者がしゃがみ体勢から起立体勢に至るまでの動作を支援する。なお、図1に示される動作支援装置1の構成はあくまで一例であり、この構成に限定されない。
FIG. 1 is an external perspective view of an
図1に示されるように、動作支援装置1は、背中プレート10と、背中フレーム11と、側方フレーム12と、駆動部13と、大腿抑え部14と、肩ベルト15と、連結ベルト16と、腰プレート17と、腰ベルト18とを備える。
As shown in FIG. 1, the
背中プレート10は、装着者の背中に装着される板状の剛性部材である。背中プレート10は、動作支援装置1が装着者に装着された場合に、装着者の背部(つまり、背中のほぼ中央部)に位置する。背中プレート10は、肩ベルト15により装着者の背中の位置にほぼ固定され、装着者の背中の動きに従って、位置及び角度が変化する。背中プレート10は、当該背中プレート10に固定された回動軸を介して背中フレーム11を支持する。
The
背中フレーム11は、装着者の背中に装着される棒状の剛性部材であり、具体的には、直線状、又は、湾曲した直線状の剛性部材である。背中フレーム11は、背中プレート10に固定された回動軸により回動自在に支持される。背中フレーム11は、下端部が腰プレート17に当接する。
The
側方フレーム12は、背中フレーム11から装着者の側腰部近傍へ延びる剛性部材である。側方フレーム12は、背中フレーム11に固定された回動軸により回動自在に支持される。側方フレーム12のうち、装着者の側腰部の近傍に位置する部分には駆動部13が取り付けられている。
The
駆動部13は、装着者の側腰部に装着される駆動装置である。駆動部13は、側方フレーム12と大腿抑え部14とのそれぞれに接続されて関節を構成し、両者のなす角を広げる力を発生させる。言い換えれば、駆動部13は、側方フレーム12と大腿抑え部14とのなす角を広げる方向に回転力を発生させる。駆動部13の機能については後で詳しく説明する。
The
大腿抑え部14は、装着者の大腿部に装着される剛性部材である。大腿抑え部14は、図1に示されるように棒状の部材を曲げることで構成されてもよいし、板状の部材により構成されてもよい。大腿抑え部14は、駆動部13に接続されている。
The
大腿抑え部14は、装着者の大腿部に装着され、ほぼ固定される。大腿抑え部14が装着者の大腿部にほぼ固定されている状態で駆動部13が駆動すると、装着者に対する大腿抑え部14の位置が固定された状態で、側方フレーム12が起立するように回転力が発生され、装着者が腰を伸ばす動作を支援する。
The
肩ベルト15は、帯状の柔軟性部材である。肩ベルト15は、背中プレート10に接続され、背中プレート10から装着者の肩及び身体の前面を経由して腰ベルト18に接続される。装着者は、肩ベルト15を肩にかけることで、動作支援装置1を背負うようにして装着する。
The
連結ベルト16は、背中プレート10と腰プレート17とを連結する帯状の柔軟性部材である。
The
腰プレート17は、装着者の腰部後方側に装着される剛性部材である。腰プレート17は、連結ベルト16に接続され、連結ベルト16により背中プレート10に連結されている。また、連結ベルト16により背中プレート10との距離が維持される。腰プレート17には、背中フレーム11の下端部が当接する。
The
腰ベルト18は、装着者の腰回りに装着される帯状の柔軟性部材である。腰ベルト18は、腰プレート17に一部に接続され、装着者の腰を一周して腰プレート17の別の一部に接続される。なお、装着者が動作支援装置1を着脱しやすいように、腰ベルト18の一部に、着脱機構が設けられてもよい。
The
なお、肩ベルト15、連結ベルト16及び腰ベルト18は、それぞれ、長さを調整する調整機構を備えてもよい。調整機構によって肩ベルト15等の長さを調整することで、動作支援装置1を装着者の身体に適切に装着させ、駆動部13が発生させる力を適切に装着者に伝達することができる効果がある。
The
動作支援装置1は、駆動部13が側方フレーム12と大腿抑え部14とのなす角を広げる力を発生させることで、背中フレーム11、背中プレート10及び肩ベルト15を介して、装着者の上体を起立させるための起立力を装着者に及ぼす。
The
図2は、本実施の形態に係る動作支援装置1による動作支援の説明図である。図2を参照しながら、装着者がしゃがみ体勢から起立体勢に至るまでの動作支援装置1による動作支援について説明する。
FIG. 2 is an explanatory diagram of operation support by the
図2の(a)は、装着者がしゃがみ体勢をとっている状態を示す。図2の(a)の状態において、装着者が自身の力により起立体勢になるための動作を開始する。具体的には、装着者が、曲げている膝と腰とを、少し伸ばす動作をする。 FIG. 2A shows a state where the wearer is in a squatting position. In the state of FIG. 2 (a), the wearer starts an operation to become a three-dimensional force by his / her own power. Specifically, the wearer operates to slightly stretch the bent knee and waist.
このとき、駆動部13のセンサが、側方フレーム12と大腿抑え部14とのなす角が広げられるように回転したことを検出する。このような回転が検出された場合に、駆動部13のモータは、側方フレーム12と大腿抑え部14とのなす角を広げる方向に回転力41及び42を発生させる。
At this time, the sensor of the
駆動部13により回転力41が発生されると、側方フレーム12は、装着者の上半身を後ろ側に引く方向に変位しようとする。この力は、背中フレーム11及び背中プレート10を介して肩ベルト15に伝わり、装着者の肩又は胸部を、前側から後ろ側へ押す力43として装着者に作用する。
When the
一方、回転力42が発生されると、大腿抑え部14が装着者の大腿部を下方向へ押す力44として装着者に作用する。
On the other hand, when the
上記のように、動作支援装置1が力43及び44を装着者に作用することで、装着者は、しゃがみ体勢から中腰体勢に変化する。
As described above, when the
図2の(b)は、装着者が中腰体勢をとっている状態を示す。図2の(b)の状態においても、図2の(a)の状態と同様に、駆動部13が回転力41及び42を発生させる。
FIG. 2 (b) shows a state where the wearer is in the middle waist position. Also in the state of FIG. 2B, the
駆動部13により発生される回転力41は、図2の(a)の場合と同様に、装着者の肩又は胸部を、前側から後ろ側へ押す力43として装着者に作用する。
Similar to the case of FIG. 2A, the
一方、回転力42は、装着者の大腿部表面を垂直に押し下げる力、つまり、やや後方向きの下方向へ押す力44として装着者に作用する。
On the other hand, the
上記のように、動作支援装置1が力43及び44を装着者に作用することで、装着者は、中腰体勢から起立体勢に変化する。
As described above, when the
図2の(c)は、装着者が起立体勢をとっている状態を示す。図2の(c)の状態において、駆動部13のセンサが検出した側方フレーム12と大腿抑え部14とのなす角の角度が、装着者が起立体勢であるときの角度として定められた角度に等しくなると、駆動部13のモータは、回転力41及び42を発生させることを停止する。
(C) of FIG. 2 shows the state where the wearer is taking a standing posture. In the state of FIG. 2 (c), the angle formed by the
上記のように、動作支援装置1が力43及び44を装着者に作用することで、装着者は、自身がそれほど大きな力を生み出すことなく、動作支援装置1による支援を受けながら、しゃがみ体勢から中腰体勢を経て起立体勢に変化する。
As described above, when the
次に、動作支援装置1の駆動部13の機能構成を詳しく説明する。図3は、本実施の形態に係る駆動部13の機能構成を示すブロック図である。なお、以下では、駆動部13が、側方フレーム12と大腿抑え部14とを接続する関節を駆動する場合を例として説明するが、他の関節にも適用され得る。
Next, the functional configuration of the
図3に示されるように、動作支援装置1は、センサ21と、モータ22と、認識部23と、制御部24と、ログ出力部25とを備える。
As illustrated in FIG. 3, the
センサ21は、動作支援装置1の関節の角度を検出するセンサである。センサ21は、検出した関節の角度に基づいて装着者の動作を検知する。センサ21の一例は、側方フレーム12と大腿抑え部14との関節の角度を検出する角度センサ(例えばエンコーダ)である。センサ21は、上記関節の角度の変化を検出することで、装着者Uの動作の方向及び大きさを検出する。
The
モータ22は、側方フレーム12と大腿抑え部14とのなす角を広げる方向の力、より具体的には回転力41及び42(図2参照)を発生させるモータである。モータ22が発生させる力は、制御部24により制御される。モータ22は、アクチュエータの一例である。
The motor 22 is a motor that generates a force in a direction to widen an angle formed by the
認識部23は、動作支援装置1を装着している装着者Uの個人を認識する処理部である。認識部23は、装着者Uの個人を特定し得る情報を用いて装着者Uの個人を認識する。具体的には、認識部23は、人の身体的特徴又は行動的特徴を用いた生体認識により装着者Uの個人を認識する。より具体的には、認識部23は、装着者Uの指紋、顔、体型(身長、体重、身体の所定部位の寸法)、心拍、筋電、脳波、歩容、所持品若しくはパスワード、又は、装着者Uが保有している情報端末が有する認識機能を用いて個人を認識する。
The
制御部24は、認識部23による認識の結果に基づいて、モータ22が発生させる力を制御する制御部である。制御部24は、モータドライバと、モータ22が発生させる力の大きさを調整してモータドライバに提供するプロセッサ等を備える。制御部24は、装着者Uの個人ごとに紐付けた設定情報を保有しており、保有している設定情報に基づいて、モータ22が発生させる力を制御する。設定情報は、センサ21が検出する装着者Uの動作の方向又は大きさと、モータ22が発生させる力の方向又は大きさとの関係を示す関係式を少なくとも含む。
The
具体的には、制御部24は、センサ21が検出した装着者Uの動作の方向及び大きさを取得する。そして、制御部24は、保有している複数の関係式のうちから、認識部23が認識した個人に紐付けられた関係式を選択し、選択した関係式を用いて、モータ22が発生させる力を制御する。
Specifically, the
また、制御部24は、動作支援装置1を使用し得る個人、又は、使用し得ない個人を示すリストを保有している。そして、リストを参照することで、認識部23が認識した個人が動作支援装置1を使用し得るか否かを判定し、使用し得ると判定した場合にのみ、モータ22が力を発生させるよう制御する。
In addition, the
ログ出力部25は、認識部23が認識した個人に紐付けて、動作支援装置1の動作ログを出力する処理部である。ログ出力部25が出力するログの形式については後で説明する。
The
図4は、本実施の形態に係る認識部23が個人の認識に用いる情報の例を示す説明図である。図4に示されるように、認識部23は、例えば、(a)指紋、(b)顔、(c)心電位、(d)筋電位、(e)歩容、(f)情報端末による認証結果、及び、(g)ユーザIDとパスワード、などによって装着者Uの個人を認識する。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of information used by the
(a)指紋による認識を用いる場合、認識部23は、指紋センサによって動作支援装置1を装着している装着者Uの指紋を取得し、取得した指紋と、予め保有している複数の人の指紋とを照合することで、装着者Uの個人を認識する。
(A) When using recognition by fingerprint, the
(b)顔による認識を用いる場合、認識部23は、カメラによって動作支援装置1を装着している装着者Uの顔の画像を取得し、取得した顔の画像と、予め保有している複数の人の顔の画像とを照合することで、装着者Uの個人を認識する。
(B) When using recognition by face, the
(c)心電位による認識を用いる場合、認識部23は、心電計によって動作支援装置1を装着している装着者Uの心電位(心電波形)を計測し、計測した心電位の変動の態様と、予め保有している複数の人の心電位の変動の態様とを照合することで、装着者Uの個人を認識する。なお、心電位の変動として、心電波形の代わりに、心拍数などの数値を採用することもできる。
(C) When using recognition based on an electrocardiogram, the recognizing
(d)筋電位による認識を用いる場合、認識部23は、筋電位計によって動作支援装置1を装着している装着者Uの筋電位を計測し、計測した筋電位の変動の態様と、予め保有している複数の人の筋電位の変動の態様とを照合することで、装着者Uの個人を認識する。
(D) When using recognition based on myoelectric potential, the recognizing
(e)歩容による認識を用いる場合、認識部23は、センサ21が検出している関節の角度を取得する。そして、関節の角度の時間変化などに基づいて、装着者Uの歩容の特徴(例えば、歩行周期、歩幅、歩行時の関節の角度の特徴的変化など)を取得する。そして、予め保有している複数の人の歩容の特徴と照合することで、装着者Uの個人を認識する。なお、この場合、認識部23は、装着者Uの歩容の特徴をより多く得るためのセンサを利用することもできる。例えば、つまさき又はかかとに対応する位置に設置される圧力センサを採用し得る。
(E) When the recognition by the gait is used, the
(f)情報端末による認証を利用した認識を用いる場合、認識部23は、装着者Uが保有している情報端末のユーザ認証機能(例えばパターンロック認証)による認証情報を無線通信などによって取得する。そして、認識部23は、認証情報に基づいて装着者Uの個人を認識する。上記情報端末は、例えば、装着者Uが身につけて使用する情報端末を指し、具体的には、携帯電話、スマートフォン、スマートウォッチ、又は、活動量計などが該当する。上記無線通信は、比較的短距離(例えば数m程度)以内の通信に用いられる近距離無線通信(例えば、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、Wi−fi(登録商標))を採用し得る。なお、情報端末の認証情報の代わりに、情報端末との無線通信が可能であることをもって装着者Uの個人を認識することも可能である。
(F) When using recognition using authentication by an information terminal, the
(g)ユーザIDとパスワードによる認証を用いる場合、認識部23は、装着者UからユーザIDとパスワードの組の入力を受け付ける。そして、予め保有している複数のユーザIDとパスワードの組と照合することで、装着者Uの個人を認識する。
(G) When using authentication by a user ID and a password, the
なお、上記の各場合に、認識部23は、指紋センサ、カメラ、心電計又は筋電位計などを備えていてもよいし、指紋センサ等を備えずに外部の指紋センサ等によって取得された情報を取得してもよい。認識部23が指紋センサ等を備える場合には、他の装置を要せずに動作支援装置1単体で個人の認識ができる利点がある。一方、外部の指紋センサ等によって取得された情報を取得する場合には、動作支援装置1が情報を受信するインタフェースを有するだけでよいので、指紋センサ等を備える分の製造コストを低減させられる利点がある。
In each of the above cases, the
図5は、本実施の形態に係る制御部24が保有するリストの説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a list held by the
図5に示されるリストは、動作支援装置1を使用し得る個人を示す識別情報を含む許可ユーザリスト50である。許可ユーザリスト50では、識別情報がそれぞれA、B及びCである装着者Uによる動作支援装置1の使用が許可されていることが示されている。制御部24は、認識部23が認識した装着者Uが許可ユーザリスト50に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合にのみ、モータ22が力を発生させるよう制御する。
The list shown in FIG. 5 is an authorized
なお、許可ユーザリスト50の代わりに、動作支援装置1を使用し得ない個人を示す識別情報を含む禁止ユーザリスト(不図示)を用いることもできる。この場合、制御部24は、認識部23が認識した装着者Uが禁止ユーザリストに含まれているかを判定し、含まれていないと判定した場合にのみ、モータ22が力を発生させるよう制御する。
Instead of the permitted
図6は、本実施の形態に係る制御部24が保有する設定情報リスト55の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the setting
図6に示される設定情報リスト55は、複数の装着者(A、B、・・・)それぞれに紐付けられている設定情報(例えば、設定情報を記載したファイルのファイル名“Setting_A”等)を示したリストである。設定情報は、装着者Uの個人ごとに紐付けられた、モータ22が発生させる力の方向又は大きさとの関係を示す関係式を少なくとも含む。
The setting
図7は、本実施の形態に係るログ出力部25が出力するログ60の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the
ログ60は、動作支援装置1を装着している装着者Uの識別情報と、関節の角度と、モータ22が発生させる力(トルク)とを時系列で示すログ情報である。例えば、ログ60に含まれるエントリL1は、時刻「2017年1月1日 11時11分11秒」に、装着者Aが動作支援装置1を装着しており、関節の角度がA1であって、モータ22が発生させるトルクがT1であったことを示している。また、ログ60に含まれるエントリL2は、時刻「2017年1月2日 12時12分12秒」に、装着者Bが動作支援装置1を装着しており、関節の角度がA3であって、モータ22が発生させるトルクがT3であったことを示している。このように、ログ60に含まれる各エントリは、装着者Uを示す情報に紐付けて、動作支援装置1の状態を示している。なお、ログ60には、上記の他にも、動作支援装置の機体情報(例えば電池残量)、環境情報(稼動場所、湿度、温度)、ユーザの身体情報(体温、心拍等)等が記録されてもよい。
The
このように管理されたログ60は、装着者の個人ごとの動作支援装置1の使用履歴の管理に活用され、より具体的には、動作支援装置1を用いた労働の対価の算定、又は、動作支援装置1をレンタルする場合のレンタル料金の算定などに活用され得る。また、このように管理されたログ60は、動作支援装置を使用しているときに発生した事故に限り適用される損害保険の適用を受ける場合に、実際にユーザが動作支援装置を使用していたか否かについての確認にも活用され得る。
The
図8は、本実施の形態に係る動作支援装置1の制御方法を示すフロー図である。
FIG. 8 is a flowchart showing a control method of the
ステップS101において、認識部23は、動作支援装置1を装着している装着者Uの個人を認識する。個人の認識の仕方は、上述のように、指紋による認識、顔による認識などさまざまな方法があり得る。ステップS101は、認識ステップに相当する。
In step S <b> 101, the
ステップS102において、制御部24は、ステップS101で認識部23が認識した装着者Uの識別情報が、許可ユーザリスト50に含まれているか否かを判定する。上記識別情報が許可ユーザリスト50に含まれていると判定した場合(ステップS102でYes)には、ステップS103に進み、そうでない場合(ステップS102でNo)には、ステップS111に進む。なお、本ステップの処理の代わりに、禁止ユーザリストを用いた判定を採用することもできる。
In step S <b> 102, the
ステップS103において、制御部24は、モータ22の制御を許可する。これ以降、制御部24は、センサ21が検知した装着者Uの動作に基づいて装着者Uの動作を支援する力をモータ22により発生させるよう制御を行う。
In step S <b> 103, the
ステップS104において、制御部24は、ステップS101で認識された装着者Uの個人に紐付けられたパラメータを含む関係式を取得する。
In step S104, the
ステップS105において、制御部24は、センサ21により検知された装着者Uの動作と、ステップS104で取得された関係式とに基づいてモータ22を制御する。なお、このとき、ログ出力部25は、現時点における動作支援装置1を装着している装着者U、関節の角度、モータ22が発生させている力(トルク)をログとして出力してもよい。このようにログ出力部25によって出力されたログが蓄積されたものが、図7に示されるログ60に相当する。ステップS105は、制御ステップに相当する。
In step S105, the
ステップS111において、制御部24は、モータ22の制御を禁止する。
In step S <b> 111, the
ステップS105又はステップS111を終えると、動作支援装置1は、装着者Uの動作の支援に係る一連の処理を終了する。
When step S105 or step S111 is completed, the
図8に示される一連の処理によって、動作支援装置1は、認識部23により装着者Uの個人を認識し、認識した装着者Uの個人に応じた制御を行う。このように、動作支援装置1は、装着者の個人ごとに対応した動作支援制御を行う。
Through the series of processes shown in FIG. 8, the
以上のように、本発明に係る動作支援装置は、認識部により装着者の個人を認識するので、装着者の個人を特定し得る識別情報の入力を要せずに、装着者の個人を認識することができる。動作支援装置は、認識された装着者個人に基づいた動作支援を行うことができる。仮に識別情報の入力を要するとすれば、装着者が動作支援装置を装着するたびに逐一識別情報の入力を要することになり煩雑である。このように、動作支援装置は、装着者の個人ごとに対応した動作支援制御を行うことができる。 As described above, since the motion support device according to the present invention recognizes the wearer's individual by the recognition unit, it recognizes the wearer's individual without requiring input of identification information that can identify the wearer's individual. can do. The motion support device can perform motion support based on the recognized individual wearer. If it is necessary to input identification information, the identification information must be input every time the wearer wears the motion support device. In this way, the motion support device can perform motion support control corresponding to each individual wearer.
また、動作支援装置は、認識部が行う生体認識により、装着者の個人をより正確に認識する。よって、動作支援装置は、より正確な個人の認識結果に基づいて、装着者の個人ごとに対応した動作支援を行うことができる。 In addition, the motion support device recognizes the wearer's individual more accurately through biometric recognition performed by the recognition unit. Therefore, the motion support apparatus can perform motion support corresponding to each individual wearer based on a more accurate personal recognition result.
また、動作支援装置は、認識部による個人の認識の結果に基づいて、装着者の個人に紐付けられた動作支援の態様により動作支援を行うことができる。 In addition, the motion support device can perform motion support in a motion support mode associated with the wearer's individual based on the recognition result of the individual by the recognition unit.
また、動作支援装置は、認識部による個人の認識の結果に基づいて、装着者の個人ごとのログを出力する。これにより、動作支援装置は、装着者による明示的な情報の入力を要せずに、個人ごとのログを記録し、管理することができる。このように管理されたログは、装着者の個人ごとの動作支援装置の使用履歴の管理に活用され、より具体的には、動作支援装置を用いた労働の対価の算定、又は、動作支援装置をレンタルする場合のレンタル料金の算定などに活用され得る。 In addition, the motion support device outputs a log for each individual wearer based on the result of personal recognition by the recognition unit. As a result, the operation support apparatus can record and manage a log for each individual without requiring an explicit input of information by the wearer. The log managed in this way is utilized for managing the use history of the motion support device for each individual of the wearer. More specifically, the calculation of labor consideration using the motion support device or the motion support device is performed. It can be used to calculate rental fees when renting a rent.
また、動作支援装置は、認識部による個人の認識の結果に基づいて、装着者に対する動作支援を行うか否かを制御する。これにより、動作支援装置の使用が許可されていない人による使用を禁止することができる。 The motion support device controls whether to perform motion support for the wearer based on the result of individual recognition by the recognition unit. Thereby, the use by the person who is not permitted to use the operation support apparatus can be prohibited.
また、動作支援装置は、より具体的な情報に基づいて、認識部により装着者の個人を認識することで、装着者の個人ごとに対応した動作支援を行うことができる。 Further, the motion support device can perform motion support corresponding to each individual of the wearer by recognizing the wearer's individual by the recognition unit based on more specific information.
以上、本発明の動作支援装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 Although the operation support apparatus of the present invention has been described based on the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the meaning of this invention, the form which carried out the various deformation | transformation which those skilled in the art can think to this embodiment, and the structure constructed | assembled combining the component in different embodiment is also contained in the scope of the present invention. .
本発明は、装着者の個人ごとに対応した動作支援制御を行う動作支援装置に適用できる。 The present invention can be applied to an operation support apparatus that performs operation support control corresponding to each individual wearer.
1 動作支援装置
10 背中プレート
11 背中フレーム
12 側方フレーム
13 駆動部
14 大腿抑え部
15 肩ベルト
16 連結ベルト
17 腰プレート
18 腰ベルト
21 センサ
22 モータ
23 認識部
24 制御部
25 ログ出力部
41、42 回転力
43、44 力
50 許可ユーザリスト
55 設定情報リスト
60 ログ
A、B、U 装着者
L1、L2 エントリ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記動作支援装置を装着している装着者の動作を検知するセンサと、
前記センサが検知した前記動作に基づいて前記装着者の動作を支援する力を発生させるアクチュエータと、
前記動作支援装置を装着している装着者の個人を認識する認識部と、
前記認識部による認識の結果に基づいて、前記アクチュエータが発生させる力を制御する制御部とを備える
動作支援装置。 An operation support device,
A sensor for detecting a motion of a wearer wearing the motion support device;
An actuator for generating a force for supporting the operation of the wearer based on the operation detected by the sensor;
A recognition unit for recognizing the individual of the wearer wearing the motion support device;
An operation support apparatus comprising: a control unit that controls a force generated by the actuator based on a result of recognition by the recognition unit.
前記制御部は、前記認識部による生体認識の結果に基づいて前記アクチュエータが発生させる力を制御する
請求項1に記載の動作支援装置。 The recognizing unit recognizes the individual of the wearer by biometric recognition,
The operation support apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls a force generated by the actuator based on a result of biological recognition by the recognition unit.
前記センサが検知する動作の方向又は大きさと、前記アクチュエータが発生させる力の方向又は大きさとの関係を示す関係式を、個人に紐付けて有しており、
複数の前記関係式のうちから、前記認識部が認識した前記個人に紐付けられた前記関係式を選択し、選択した前記関係式を用いて、前記アクチュエータが発生させる力を制御する
請求項1又は2に記載の動作支援装置。 The controller is
A relational expression indicating the relationship between the direction or magnitude of the operation detected by the sensor and the direction or magnitude of the force generated by the actuator is linked to an individual,
2. The relational expression associated with the individual recognized by the recognition unit is selected from a plurality of the relational expressions, and the force generated by the actuator is controlled using the selected relational expression. Or the operation | movement assistance apparatus of 2.
前記認識部が認識した前記個人に紐付けて、前記動作支援装置の動作のログを出力するログ出力部を備える
請求項1〜3のいずれか1項に記載の動作支援装置。 The operation support device further includes:
The operation support apparatus according to claim 1, further comprising: a log output unit that outputs an operation log of the operation support apparatus in association with the individual recognized by the recognition unit.
前記動作支援装置を使用し得る個人、又は、使用し得ない個人を示すリストを保有しており、
前記リストを参照することで、前記認識部が認識した前記個人が前記動作支援装置を使用し得るか否かを判定し、使用し得ると判定した場合にのみ、前記アクチュエータが力を発生させるよう制御する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の動作支援装置。 The controller is
Possesses a list indicating individuals who can use the operation support device or individuals who cannot use the device,
By referring to the list, it is determined whether or not the individual recognized by the recognition unit can use the motion support device, and only when it is determined that the individual can use the actuator, the actuator generates a force. The operation support apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の動作支援装置。 The recognition unit, using the wearer's fingerprint, face, body shape, heart rate, myoelectricity, electroencephalogram, gait, personal belongings or password, or a recognition function possessed by the information terminal held by the wearer, The operation support apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the person is recognized.
前記動作支援装置は、
前記動作支援装置を装着している装着者の動作を検知するセンサと、
前記センサが検知した前記動作に基づいて前記装着者の動作を支援する力を発生させるアクチュエータとを備え、
前記制御方法は、
前記動作支援装置を装着している装着者の個人を認識する認識ステップと、
前記認識ステップによる認識の結果に基づいて、前記アクチュエータが発生させる力を制御する制御ステップとを含む
制御方法。 A method for controlling an operation support device, comprising:
The operation support device includes:
A sensor for detecting a motion of a wearer wearing the motion support device;
An actuator that generates a force that supports the operation of the wearer based on the operation detected by the sensor;
The control method is:
A recognition step for recognizing the individual of the wearer wearing the motion support device;
A control step of controlling a force generated by the actuator based on a result of recognition by the recognition step.
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