JP7847134B2 - Information processing device, electronic device, information processing system, information processing method, and program - Google Patents
Information processing device, electronic device, information processing system, information processing method, and programInfo
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- JP7847134B2 JP7847134B2 JP2023524218A JP2023524218A JP7847134B2 JP 7847134 B2 JP7847134 B2 JP 7847134B2 JP 2023524218 A JP2023524218 A JP 2023524218A JP 2023524218 A JP2023524218 A JP 2023524218A JP 7847134 B2 JP7847134 B2 JP 7847134B2
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
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Description
本出願は、2021年5月28日に日本国に特許出願された特願2021-090694の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2021-090694, filed in Japan on 28 May 2021, and the entire disclosure of the earlier application is incorporated herein by reference.
本開示は、情報処理装置、電子機器、情報処理システム、情報処理方法及びプログラムに関する。This disclosure relates to information processing equipment, electronic equipment, information processing systems, information processing methods, and programs.
従来、ユーザの関節に加わる負荷を評価する技術が知られている。Conventionally, techniques for evaluating the load applied to a user's joints are known.
例えば、特許文献1に記載の関節負荷可視化システムでは、人物の3次元的な姿勢を計測する距離カメラと、力覚センサと、演算手段とを備える。力覚センサは、人物の手が接触する器具に加わる力及びモーメントの大きさと方向とを検出する。演算手段は、距離カメラで取得した人物の姿勢の情報、並びに、力覚センサで取得した力及びモーメントの情報に基づいて、人間を模した多関節リンクモデルの関節の負荷を算出する。For example, the joint load visualization system described in Patent Document 1 includes a distance camera for measuring a person's three-dimensional posture, a force sensor, and a calculation means. The force sensor detects the magnitude and direction of the force and moment applied to a device in contact with the person's hand. The calculation means calculates the joint load of a multi-joint link model that mimics a human, based on the posture information of the person acquired by the distance camera and the force and moment information acquired by the force sensor.
例えば、特許文献2に記載のシステムは、関節の生理機能に関する特性を検知する第1検知アセンブリと、関節の構造に関する特性を検知する第2検知アセンブリと、健康状態評価部とを備える。健康状態評価部は、第1検知アセンブリ及び第2検知アセンブリからの特性を解釈することによって、関節の健康状態の評価を行う。For example, the system described in Patent Document 2 comprises a first detection assembly that detects characteristics related to the physiological function of a joint, a second detection assembly that detects characteristics related to the structure of the joint, and a health status evaluation unit. The health status evaluation unit evaluates the health status of the joint by interpreting the characteristics from the first and second detection assemblies.
本開示の一実施形態に係る情報処理装置は、
第1センサ機器からユーザの大腿部の動きに関する第1データを取得し、
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つ前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する、制御部を備える。
An information processing apparatus according to one embodiment of this disclosure is
First data regarding the movement of the user's thigh is acquired from the first sensor device.
The system includes a control unit that estimates the timing of the user's foot landing based on at least the first data, and obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint.
本開示の一実施形態に係る情報処理装置は、
第3センサ機器からユーザの足首の動きに関する第3データを取得し、
少なくとも前記第3データに基づいて、前記ユーザの基準角速度を取得し、前記基準角速度は、足部の少なくとも一部が地面に接地している接地期内の足首の角速度であり、
前記基準角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と前記ユーザの基準角速度とに基づいて算出された前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する、制御部を備える。
An information processing apparatus according to one embodiment of this disclosure is
Third data regarding the user's ankle movement is acquired from the third sensor device.
Based on at least the third data, the user's reference angular velocity is obtained, and the reference angular velocity is the angular velocity of the ankle during the ground contact phase when at least a portion of the foot is in contact with the ground.
The system includes a control unit that acquires an estimated value of the load applied to the user's knee joint, calculated based on the correlation between the reference angular velocity and the load applied to the knee joint, and the user's reference angular velocity.
本開示の一実施形態に係る電子機器は、前記情報処理装置が取得した前記推定値の情報を報知する報知部を備える。An electronic device according to one embodiment of the present disclosure includes a notification unit that notifies the information of the estimated value acquired by the information processing device.
本開示の一実施形態に係る情報処理システムは、
第1センサ機器と、
前記第1センサ機器からユーザの大腿部の動きに関する第1データを取得する情報処理装置と、を含み、
前記情報処理装置は、少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つ前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。
An information processing system according to one embodiment of this disclosure is
First COM device and
The system includes an information processing device that acquires first data relating to the movement of the user's thigh from the first sensor device,
The information processing device estimates the timing of the user's foot landing and obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint, based at least on the first data.
本開示の一実施形態に係る情報処理方法は、
第1センサ機器からユーザの大腿部の動きに関する第1データを取得することと、
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つ前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得することと、を含む。
An information processing method according to one embodiment of this disclosure is:
To acquire first data regarding the movement of the user's thigh from the first sensor device,
This includes, at least, estimating the timing of the user's foot landing based on the first data, and obtaining an estimated value of the load applied to the user's knee joint.
本開示の一実施形態に係るプログラムは、
コンピュータに、
第1センサ機器からユーザの大腿部の動きに関する第1データを取得することと、
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つ前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得することと、を実行させる。
A program according to one embodiment of this disclosure is
On the computer,
To acquire first data regarding the movement of the user's thigh from the first sensor device,
The system is configured to estimate the timing of the user's foot landing based on at least the first data, and to obtain an estimated value of the load applied to the user's knee joint.
ユーザの関節に加わる負荷を簡便に評価する技術が求められている。本開示によれば、ユーザの関節に加わる負荷を簡便に評価する技術を提供することができる。There is a need for a technology that can easily evaluate the load applied to a user's joints. This disclosure provides a technology that can easily evaluate the load applied to a user's joints.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の図面に示す構成要素において、同じ構成要素には、同じ符号を付す。Embodiments of this disclosure will be described below with reference to the drawings. In the components shown in the following drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.
本開示において「ローカル座標系」は、センサ機器の位置を基準とする座標系である。ローカル座標系は、例えば、互いに直交する3つの軸で構成される。以下、ローカル座標系を構成する3つの軸は、各々、センサ機器から見た前後方向、左右方向及び上下方向に平行であるものとする。In this disclosure, "local coordinate system" refers to a coordinate system based on the position of the sensor device. The local coordinate system is composed of, for example, three mutually orthogonal axes. Hereinafter, the three axes constituting the local coordinate system are assumed to be parallel to the front-to-back, left-to-right, and up-and-down directions as viewed from the sensor device.
本開示において「グローバル座標系」は、ユーザが歩行する空間における位置を基準とする座標系である。グローバル座標系は、例えば、互いに直交する3つの軸で構成される。以下、グローバル座標系を構成する3つの軸は、各々、ユーザから見た前後方向、左右方向及び上下方向に平行であるものとする。In this disclosure, the "global coordinate system" is a coordinate system based on the user's position in the space in which they walk. The global coordinate system is composed of, for example, three mutually orthogonal axes. Hereinafter, the three axes constituting the global coordinate system are assumed to be parallel to the front-to-back, left-to-right, and up-and-down directions as viewed from the user.
(システムの構成)
図1に示すような情報処理システム1は、歩行中のユーザの膝関節に加わる負荷を評価することができる。情報処理システム1は、第1センサ機器10Aと、第2センサ機器10Bと、電子機器20とを含む。ただし、情報処理システム1は、第2センサ機器10Bを含まなくてよい。情報処理システム1は、第1センサ機器A及び第2センサ機器10Bの何れかに代えて、第1センサ機器A及び第2センサ機器10Bの代わりに、又は、第1センサ機器A及び第2センサ機器10Bに加えて、第3センサ機器10Cを含んでもよい。
(System configuration)
The information processing system 1 shown in Figure 1 can evaluate the load applied to the knee joint of a user while walking. The information processing system 1 includes a first sensor device 10A, a second sensor device 10B, and an electronic device 20. However, the information processing system 1 does not have to include the second sensor device 10B. The information processing system 1 may include a third sensor device 10C in place of either the first sensor device A or the second sensor device 10B, or in addition to the first sensor device A and the second sensor device 10B.
以下、第1センサ機器10Aと、第2センサ機器10Bと、第3センサ機器10Cとを特に区別しない場合、これらは、まとめて「センサ機器10」とも記載される。Hereafter, unless otherwise specified, the first sensor device 10A, the second sensor device 10B, and the third sensor device 10C will be collectively referred to as "sensor device 10."
センサ機器10と電子機器20とは、通信線を介して通信可能である。通信線は、有線及び無線の少なくとも何れかを含んで構成される。The sensor device 10 and the electronic device 20 can communicate with each other via a communication line. The communication line consists of at least one of wired and wireless connections.
第1センサ機器10Aは、ユーザの大腿部の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置する。本実施形態では、第1センサ機器10Aは、ユーザの2つの大腿部のうちの左側の大腿部の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置する。ただし、第1センサ機器10Aは、ユーザの2つの大腿部のうちの、右側の大腿部の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置してよいし、両方の大腿部の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置してよい。The first sensor device 10A is positioned to detect data indicating the movement of the user's thigh. In this embodiment, the first sensor device 10A is positioned to detect data indicating the movement of the left thigh of the user's two thighs. However, the first sensor device 10A may be positioned to detect data indicating the movement of the right thigh of the user's two thighs, or it may be positioned to detect data indicating the movement of both thighs.
第1センサ機器10Aは、例えば、ユーザの大腿部に装着される。本実施形態では、第1センサ機器10Aは、ユーザの2つの大腿部のうちの左側の大腿部に装着される。ただし、第1センサ機器10Aは、ユーザの2つの大腿部のうちの、右側の大腿部又は両方の大腿部に装着されてよい。第1センサ機器10Aは、ウェアラブル機器であってよい。第1センサ機器10Aは、任意の方法によってユーザの大腿部に装着されてよい。第1センサ機器10Aは、ベルトによってユーザの大腿部に装着されてよい。第1センサ機器10Aは、ユーザが着用するズボンの大腿部付近のポケットに入れられることにより、大腿部に装着されてよい。第1センサ機器10Aは、ズボン、下着、ショーツ、サポータ、義足又はインプラント等に設置されることにより、ユーザの大腿部に装着されてよい。The first sensor device 10A is attached, for example, to the user's thigh. In this embodiment, the first sensor device 10A is attached to the left thigh of the user's two thighs. However, the first sensor device 10A may be attached to the right thigh or both thighs of the user's two thighs. The first sensor device 10A may be a wearable device. The first sensor device 10A may be attached to the user's thigh by any method. The first sensor device 10A may be attached to the user's thigh by a belt. The first sensor device 10A may be attached to the thigh by being placed in a pocket near the thigh of the trousers worn by the user. The first sensor device 10A may be attached to the user's thigh by being installed in trousers, underwear, shorts, a supporter, a prosthesis or implant, etc.
第1センサ機器10Aは、ユーザの大腿部の動きに関する第1データを検出する。第1データは、ユーザの大腿部の動きを示すデータであってよい。第1データは、例えば、ユーザの大腿部の速度、加速度、角度及び角速度の少なくとも何れかを示すデータを含む。第1データは、例えば、第1センサ機器10Aの位置を基準とするローカル座標系のデータである。The first sensor device 10A detects first data relating to the movement of the user's thigh. The first data may be data indicating the movement of the user's thigh. The first data may include, for example, data indicating at least one of the velocity, acceleration, angle, and angular velocity of the user's thigh. The first data may be, for example, data in a local coordinate system based on the position of the first sensor device 10A.
第1センサ機器10Aの位置を基準とするローカル座標系は、例えば、後述の図3に示すような、軸A1、軸A2及び軸A3で構成される。図3には、第1センサ機器10Aの位置を破線で示す。軸A1と、軸A2と、軸A3とは、互いに直交する。軸A1と軸A2とは、例えば、矢状面に含まれる。矢状面は、例えば、ユーザの身体を左右対称に分ける面又はユーザの身体を左右対称に分ける面と並行な面である。軸A3は、例えば、矢状面に垂直に交わる。The local coordinate system based on the position of the first sensor device 10A is composed of axes A1, A2, and A3, as shown in Figure 3 below. In Figure 3, the position of the first sensor device 10A is shown by a dashed line. Axes A1, A2, and A3 are orthogonal to each other. Axes A1 and A2 are included in the sagittal plane, for example. The sagittal plane is, for example, a plane that divides the user's body symmetrically or a plane parallel to a plane that divides the user's body symmetrically. Axe A3 intersects the sagittal plane perpendicularly, for example.
第2センサ機器10Bは、ユーザの足部の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置する。本実施形態では、足部は、ユーザの足首からつま先までの部分である。本実施形態では、第2センサ機器10Bは、ユーザの2つの足部のうちの左側の足部の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置する。ただし、第2センサ機器10Bは、ユーザの2つの足部のうちの、右側の足部の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置してよいし、両方の足部の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置してよい。The second sensor device 10B is positioned to detect data indicating the movement of the user's foot. In this embodiment, the foot is the part from the user's ankle to the toes. In this embodiment, the second sensor device 10B is positioned to detect data indicating the movement of the left foot of the user's two feet. However, the second sensor device 10B may be positioned to detect data indicating the movement of the right foot of the user's two feet, or it may be positioned to detect data indicating the movement of both feet.
第2センサ機器10Bは、例えば、ユーザの足部に装着される。本実施形態では、第2センサ機器10Bは、ユーザの2つの足部のうちの左側の足部に装着される。ただし、第2センサ機器10Bは、ユーザの2つの足部のうちの、右側の足部又は両方の足部に装着されてよい。第2センサ機器10Bは、靴型のウェアラブル機器であってよい。第2センサ機器10Bは、任意の方法によって、ユーザの足部に装着されてよい。第2センサ機器10Bは、靴に設けられていてよい。第2センサ機器10Bは、アンクレット、バンド、ミサンガ、つけ爪、タトゥーのシール、サポータ、ギプス、ソックス、インソール、義足、指輪又はインプラント等に設置されることにより、ユーザの足部に装着されてよい。The second sensor device 10B is attached, for example, to the user's foot. In this embodiment, the second sensor device 10B is attached to the left foot of the user's two feet. However, the second sensor device 10B may be attached to the right foot or both feet of the user's two feet. The second sensor device 10B may be a shoe-type wearable device. The second sensor device 10B may be attached to the user's foot by any method. The second sensor device 10B may be provided in a shoe. The second sensor device 10B may be attached to the user's foot by being installed in an anklet, band, friendship bracelet, artificial nail, tattoo sticker, supporter, cast, sock, insole, prosthetic leg, ring or implant, etc.
第2センサ機器10Bは、ユーザの足部の動きに関する第2データを検出する。第2データは、ユーザの足部の動きを示すデータであってよい。第2データは、例えば、ユーザの足部の速度、加速度、角度及び角速度の少なくとも何れかを示すデータを含む。第2データは、例えば、第2センサ機器10Bの位置を基準とするローカル座標系のデータである。The second sensor device 10B detects second data relating to the movement of the user's foot. The second data may be data indicating the movement of the user's foot. The second data may include, for example, data indicating at least one of the speed, acceleration, angle, and angular velocity of the user's foot. The second data may be, for example, data in a local coordinate system based on the position of the second sensor device 10B.
第2センサ機器10Bの位置を基準とするローカル座標系は、例えば、後述の図3に示すような、軸B1、軸B2及び軸B3で構成される。図3には、第2センサ機器10Bの位置を破線で示す。軸B1と、軸B2と、軸B3とは、互いに直交する。軸B1と軸B2とは、例えば、矢状面に含まれる。軸B3は、例えば、矢状面に垂直に交わる。The local coordinate system based on the position of the second sensor device 10B is composed of axes B1, B2, and B3, as shown in Figure 3 below. In Figure 3, the position of the second sensor device 10B is shown by a dashed line. Axes B1, B2, and B3 are orthogonal to each other. Axes B1 and B2 are included in the sagittal plane, for example. Axe B3 intersects the sagittal plane perpendicularly, for example.
第3センサ機器10Cは、ユーザの足首の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置する。本実施形態では、第3センサ機器10Cは、ユーザの2つの足首のうちの左側の足首の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置する。ただし、第3センサ機器10Cは、ユーザの2つの足首のうちの、右側の足首の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置してよいし、両方の足首の動きを示すデータを検出可能な箇所に位置してよい。The third sensor device 10C is positioned to detect data indicating the movement of the user's ankle. In this embodiment, the third sensor device 10C is positioned to detect data indicating the movement of the left ankle of the user's two ankles. However, the third sensor device 10C may be positioned to detect data indicating the movement of the right ankle of the user's two ankles, or it may be positioned to detect data indicating the movement of both ankles.
第3センサ機器10Cは、例えば、ユーザの足首に装着される。本実施形態では、第3センサ機器10Cは、ユーザの2つの足首のうちの左側の足首に装着される。ただし、第3センサ機器10Cは、ユーザの2つの足首のうちの、右側の足首又は両方の足首に装着されてよい。第3センサ機器10Cは、ウェアラブル機器であってよい。第3センサ機器10Cは、ベルトによってユーザの足首に装着されてよい。第3センサ機器10Cは、任意の方法によってユーザの足首に装着されてよい。第3センサ機器10Cは、アンクレット、バンド、ミサンガ、タトゥーのシール、サポータ、ギプス、ソックス、義足又はインプラント等に設置されることにより、ユーザの足首に装着されてよい。The third sensor device 10C is attached, for example, to the user's ankle. In this embodiment, the third sensor device 10C is attached to the left ankle of the user's two ankles. However, the third sensor device 10C may be attached to the right ankle or both ankles of the user's two ankles. The third sensor device 10C may be a wearable device. The third sensor device 10C may be attached to the user's ankle by a belt. The third sensor device 10C may be attached to the user's ankle by any method. The third sensor device 10C may be attached to the user's ankle by being installed on an anklet, band, friendship bracelet, tattoo sticker, supporter, cast, sock, prosthesis or implant, etc.
第3センサ機器10Cは、ユーザの足首の動きに関する第3データを検出する。第3データは、ユーザの足首の動きを示すデータであってよい。第3データは、例えば、ユーザの足首の速度、加速度、角度及び角速度の少なくとも何れかを示すデータを含む。第3データは、例えば、第3センサ機器10Cの位置を基準とするローカル座標系のデータである。The third sensor device 10C detects third data relating to the movement of the user's ankle. The third data may be data indicating the movement of the user's ankle. The third data may include, for example, data indicating at least one of the velocity, acceleration, angle, and angular velocity of the user's ankle. The third data may be, for example, data in a local coordinate system based on the position of the third sensor device 10C.
第3センサ機器10Cの位置を基準とするローカル座標系は、例えば、後述の図3に示すような、軸C1、軸C2及び軸C3で構成される。図3には、第3センサ機器10Cの位置を破線で示す。軸C1と、軸C2と、軸C3とは、互いに直交する。軸C1と軸C2とは、例えば、矢状面に含まれる。軸C3は、例えば、矢状面に垂直に交わる。The local coordinate system based on the position of the third sensor device 10C is composed of axes C1, C2, and C3, as shown in Figure 3 below. In Figure 3, the position of the third sensor device 10C is shown by a dashed line. Axes C1, C2, and C3 are orthogonal to each other. Axes C1 and C2 are included in the sagittal plane, for example. Axe C3 intersects the sagittal plane perpendicularly, for example.
以下、第1センサ機器10Aが検出する第1データと、第2センサ機器10Bが検出する第2データと、第3センサ機器10Cが検出する第3データとを特に区別しない場合、これらは、まとめて「データ」とも記載される。In the following, unless otherwise specified, the first data detected by the first sensor device 10A, the second data detected by the second sensor device 10B, and the third data detected by the third sensor device 10C will be collectively referred to as "data."
電子機器20は、歩行中のユーザによって携帯される。本実施形態では、電子機器20は、情報処理装置として機能し、センサ機器10が検出したデータに基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。電子機器20は、例えば、携帯電話機、スマートフォン又はタブレット等のモバイル機器である。The electronic device 20 is carried by the user while walking. In this embodiment, the electronic device 20 functions as an information processing device and obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on the data detected by the sensor device 10. The electronic device 20 is, for example, a mobile device such as a mobile phone, smartphone, or tablet.
図2に示すように、センサ機器10は、通信部11と、センサ部12と、記憶部13と、制御部14とを含んで構成される。As shown in Figure 2, the sensor device 10 is composed of a communication unit 11, a sensor unit 12, a storage unit 13, and a control unit 14.
通信部11は、通信線を介して電子機器20と通信可能な少なくとも1つの通信モジュールを含んで構成される。通信モジュールは、通信線の規格に対応した通信モジュールである。通信線の規格は、例えば、Bluetooth(登録商標)、Wi-Fi(登録商標)、赤外線及びNFC(Near Field Communication)等を含む近距離無線通信規格である。The communication unit 11 comprises at least one communication module capable of communicating with the electronic device 20 via a communication line. The communication module is a communication module that conforms to the communication line standard. The communication line standard is a short-range wireless communication standard that includes, for example, Bluetooth®, Wi-Fi®, infrared, and NFC (Near Field Communication).
センサ部12は、センサ機器10によって検出しようとするデータに応じた、任意のセンサを含んで構成される。センサ部12は、例えば、3軸のモーションセンサ、3軸の加速度センサ、3軸の速度センサ、3軸のジャイロセンサ、3軸の地磁気センサ及びカメラの少なくとも何れかを含んで構成される。センサ部12がカメラを含んで構成される場合、カメラがユーザの身体の部位を撮像して生成した画像を解析することにより、当該部位の動きを示すデータを検出することができる。The sensor unit 12 is configured to include any sensor corresponding to the data to be detected by the sensor device 10. For example, the sensor unit 12 is configured to include at least one of a 3-axis motion sensor, a 3-axis acceleration sensor, a 3-axis velocity sensor, a 3-axis gyroscope sensor, a 3-axis geomagnetic sensor, and a camera. If the sensor unit 12 is configured to include a camera, data indicating the movement of a part of the user's body can be detected by analyzing the image generated when the camera captures a part of that part of the user's body.
記憶部13は、少なくとも1つの半導体メモリ、少なくとも1つの磁気メモリ、少なくとも1つの光メモリ又はこれらのうちの少なくとも2種類の組み合わせを含んで構成される。半導体メモリは、例えば、RAM(Random Access Memory)又はROM(Read Only Memory)等である。RAMは、例えば、SRAM(Static Random Access Memory)又はDRAM(Dynamic Random Access Memory)等である。ROMは、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等である。記憶部13は、主記憶装置、補助記憶装置又はキャッシュメモリとして機能してよい。記憶部13は、センサ機器10の動作に用いられるデータと、センサ機器10の動作によって得られたデータとを記憶する。例えば、記憶部13は、システムプログラム、アプリケーションプログラム及び組み込みソフトウェア等を記憶する。The storage unit 13 is configured to include at least one semiconductor memory, at least one magnetic memory, at least one optical memory, or at least two combinations thereof. The semiconductor memory is, for example, RAM (Random Access Memory) or ROM (Read Only Memory). The RAM is, for example, SRAM (Static Random Access Memory) or DRAM (Dynamic Random Access Memory). The ROM is, for example, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). The storage unit 13 may function as a main memory, auxiliary memory, or cache memory. The storage unit 13 stores data used for the operation of the sensor device 10 and data obtained from the operation of the sensor device 10. For example, the storage unit 13 stores system programs, application programs, and embedded software.
制御部14は、少なくとも1つのプロセッサ、少なくとも1つの専用回路又はこれらの組み合わせを含んで構成される。プロセッサは、CPU(Central Processing Unit)若しくはGPU(Graphics Processing Unit)等の汎用プロセッサ又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、FPGA(Field-Programmable Gate Array)又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等である。制御部14は、センサ機器10の各部を制御しながら、センサ機器10の動作に関わる処理を実行する。The control unit 14 is configured to include at least one processor, at least one dedicated circuit, or a combination thereof. The processor is a general-purpose processor such as a CPU (Central Processing Unit) or GPU (Graphics Processing Unit), or a dedicated processor specialized for a specific process. The dedicated circuit is, for example, an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The control unit 14 controls each part of the sensor device 10 and executes processes related to the operation of the sensor device 10.
制御部14は、データ検出の開始を指示する信号を、電子機器20から通信部11によって受信する。制御部14は、この信号を受信すると、データ検出を開始する。例えば、制御部14は、センサ部12から、センサ部12が検出したデータを取得する。制御部14は、取得したデータを電子機器20に通信部11によって送信する。The control unit 14 receives a signal from the electronic device 20 via the communication unit 11 to instruct it to start data detection. Upon receiving this signal, the control unit 14 starts data detection. For example, the control unit 14 acquires data detected by the sensor unit 12. The control unit 14 transmits the acquired data to the electronic device 20 via the communication unit 11.
制御部14は、予め設定された時間間隔で、センサ部12からデータを取得し、取得したデータを通信部11によって送信する。この時間間隔は、一般的なユーザの歩行速度等に基づいて、設定されてよい。この時間間隔は、情報処理システム1が第1センサ機器10A及び第2センサ機器10Bを含む場合、第1センサ機器10Aと第2センサ機器10Bとにおいて、同じであってよい。この時間間隔が第1センサ機器10Aと第2センサ機器10Bとで同じであることにより、第1センサ機器10A及び第2センサ機器10Bの各々がデータを検出するタイミングを同期させることができる。この時間間隔は、情報処理システム1が第1センサ機器10A等に加えて第3センサ機器10Cを含む場合、第1センサ機器10A等と第3センサ機器10Cとにおいて同じであってもよい。つまり、この時間間隔は、情報処理システム1に含まれる全てのセンサ機器10において同じであってもよい。The control unit 14 acquires data from the sensor unit 12 at a preset time interval and transmits the acquired data via the communication unit 11. This time interval may be set based on the walking speed of a typical user. If the information processing system 1 includes a first sensor device 10A and a second sensor device 10B, this time interval may be the same for the first sensor device 10A and the second sensor device 10B. By having the same time interval for the first sensor device 10A and the second sensor device 10B, the timing at which each of the first sensor device 10A and the second sensor device 10B detects data can be synchronized. If the information processing system 1 includes a third sensor device 10C in addition to the first sensor device 10A, this time interval may be the same for the first sensor device 10A and the third sensor device 10C. In other words, this time interval may be the same for all sensor devices 10 included in the information processing system 1.
図2に示すように、電子機器20は、通信部21と、入力部22と、情報を報知する報知部と、記憶部24と、制御部25とを含んで構成される。本実施形態では、報知部は、出力部23である。ただし、報知部は、出力部23に限定されない。As shown in Figure 2, the electronic device 20 is composed of a communication unit 21, an input unit 22, a notification unit for notifying information, a storage unit 24, and a control unit 25. In this embodiment, the notification unit is an output unit 23. However, the notification unit is not limited to an output unit 23.
通信部21は、通信線を介してセンサ機器10と通信可能な少なくとも1つの通信モジュールを含んで構成される。通信モジュールは、通信線の規格に対応した通信モジュールである。通信線の規格は、例えば、Bluetooth(登録商標)、Wi-Fi(登録商標)、赤外線及びNFC等を含む近距離無線通信規格である。The communication unit 21 is configured to include at least one communication module capable of communicating with the sensor device 10 via a communication line. The communication module is a communication module that conforms to the communication line standard. The communication line standard is a short-range wireless communication standard that includes, for example, Bluetooth®, Wi-Fi®, infrared, and NFC.
通信部21は、後述の図14に示すようなネットワーク2に接続可能な少なくとも1つの通信モジュールをさらに含んで構成されてよい。通信モジュールは、例えば、LTE(Long Term Evolution)、4G(4th Generation)又は5G(5th Generation)等の移動体通信規格に対応した通信モジュールである。The communication unit 21 may further include at least one communication module that can connect to the network 2 as shown in Figure 14, which will be described later. The communication module is, for example, a communication module that supports mobile communication standards such as LTE (Long Term Evolution), 4G (4th Generation), or 5G (5th Generation).
入力部22は、ユーザからの入力を受付可能である。入力部22は、ユーザからの入力を受付可能な少なくとも1つの入力用インタフェースを含んで構成される。入力用インタフェースは、例えば、物理キー、静電容量キー、ポインティングデバイス、ディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン又はマイク等である。The input unit 22 is capable of receiving input from the user. The input unit 22 is configured to include at least one input interface capable of receiving input from the user. The input interface is, for example, a physical key, a capacitive key, a pointing device, a touchscreen integrated with a display, or a microphone.
出力部23は、データを出力可能である。出力部23は、データを出力可能な少なくとも1つの出力用インタフェースを含んで構成される。出力用インタフェースは、例えば、ディスプレイ又はスピーカ等である。ディスプレイは、例えば、LCD又は有機ELディスプレイ等である。The output unit 23 is capable of outputting data. The output unit 23 is configured to include at least one output interface capable of outputting data. The output interface is, for example, a display or a speaker. The display is, for example, an LCD or an organic EL display.
記憶部24は、少なくとも1つの半導体メモリ、少なくとも1つの磁気メモリ、少なくとも1つの光メモリ又はこれらのうちの少なくとも2種類の組み合わせを含んで構成される。半導体メモリは、例えば、RAM又はROM等である。RAMは、例えば、SRAM又はDRAM等である。ROMは、例えば、EEPROM等である。記憶部24は、主記憶装置、補助記憶装置又はキャッシュメモリとして機能してよい。記憶部24には、電子機器20の動作に用いられるデータと、電子機器20の動作によって得られたデータとが記憶される。例えば、記憶部24は、システムプログラム、アプリケーションプログラム及び組み込みソフトウェア等を記憶する。The storage unit 24 is configured to include at least one semiconductor memory, at least one magnetic memory, at least one optical memory, or a combination of at least two of these. The semiconductor memory is, for example, RAM or ROM. RAM is, for example, SRAM or DRAM. ROM is, for example, EEPROM. The storage unit 24 may function as a main memory, auxiliary memory, or cache memory. The storage unit 24 stores data used for the operation of the electronic device 20 and data obtained through the operation of the electronic device 20. For example, the storage unit 24 stores system programs, application programs, and embedded software.
制御部25は、少なくとも1つのプロセッサ、少なくとも1つの専用回路又はこれらの組み合わせを含んで構成される。プロセッサは、CPU若しくはGPU等の汎用プロセッサ又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、FPGA又はASIC等である。制御部25は、電子機器20の各部を制御しながら、電子機器20の動作に関わる処理を実行する。The control unit 25 is configured to include at least one processor, at least one dedicated circuit, or a combination thereof. The processor is a general-purpose processor such as a CPU or GPU, or a dedicated processor specialized for a specific process. The dedicated circuit is, for example, an FPGA or ASIC. The control unit 25 controls each part of the electronic device 20 and executes processes related to the operation of the electronic device 20.
制御部25は、評価処理の実行を指示する入力を、入力部22によって受け付ける。この入力は、電子機器20に、膝関節に加わる負荷を評価する処理を実行させる入力である。この入力は、例えば、センサ機器10を装着したユーザによって入力部22から入力される。ユーザは、例えば、歩行を開始する前に、この入力を入力部22から入力する。制御部25は、この入力を入力部22によって受け付けると、データ検出の開始を指示する信号をセンサ機器10に通信部21によって送信する。The control unit 25 receives an input from the input unit 22 that instructs it to execute an evaluation process. This input causes the electronic device 20 to perform a process to evaluate the load applied to the knee joint. This input is, for example, received from the input unit 22 by a user wearing the sensor device 10. The user, for example, enters this input from the input unit 22 before starting to walk. When the control unit 25 receives this input from the input unit 22, it sends a signal to the sensor device 10 via the communication unit 21 that instructs it to start data detection.
制御部25は、情報処理システム1が第1センサ機器10A及び第2センサ機器10Bを含む場合、データ検出の開始を指示する信号をブロードキャスト信号として、第1センサ機器10A及び第2センサ機器10Bに通信部21によって送信してよい。データ検出の開始を指示する信号がブロードキャスト信号として第1センサ機器10A及び第2センサ機器10Bに送信されることにより、複数のセンサ機器10は、データ検出を同時に開始することができる。制御部14は、情報処理システム1が第1センサ機器10A等に加えて第3センサ機器10Cを含む場合、データ検出の開始を指示する信号をブロードキャスト信号として第1センサ機器10A等に加えて第3センサ機器10Cに通信部21によって送信してもよい。つまり、制御部14は、情報処理システム1に含まれる全てのセンサ機器10にデータ検出の開始を指示する信号をブロードキャスト信号として通信部21によって送信してもよい。If the information processing system 1 includes a first sensor device 10A and a second sensor device 10B, the control unit 25 may transmit a signal instructing the start of data detection as a broadcast signal to the first sensor device 10A and the second sensor device 10B via the communication unit 21. By transmitting a signal instructing the start of data detection as a broadcast signal to the first sensor device 10A and the second sensor device 10B, the multiple sensor devices 10 can start data detection simultaneously. If the information processing system 1 includes a third sensor device 10C in addition to the first sensor device 10A, the control unit 14 may transmit a signal instructing the start of data detection as a broadcast signal to the third sensor device 10C in addition to the first sensor device 10A, etc. via the communication unit 21. In other words, the control unit 14 may transmit a signal instructing the start of data detection as a broadcast signal to all sensor devices 10 included in the information processing system 1 via the communication unit 21.
制御部25は、センサ機器10から、センサ機器10が検出したデータを通信部21によって受信する。制御部25は、センサ機器10からデータを受信することにより、センサ機器10からデータを取得する。制御部25は、少なくとも第1データに基づいて、ユーザの足部の後述する着地タイミングを推定し、且つユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。推定値の取得処理の詳細を説明する前に、図3から図9を参照し、膝関節に加わる負荷の推定値を取得する原理について説明する。The control unit 25 receives data detected by the sensor device 10 via the communication unit 21. The control unit 25 acquires data from the sensor device 10 by receiving the data from the sensor device 10. Based on at least the first data, the control unit 25 estimates the landing timing of the user's foot (described later) and acquires an estimated value of the load applied to the user's knee joint. Before explaining the details of the estimated value acquisition process, the principle of acquiring the estimated value of the load applied to the knee joint will be explained with reference to Figures 3 to 9.
図3を参照し、膝関節に加わる負荷の算出方法について説明する。図3には、足の構成を模式的に示す。Referring to Figure 3, the method for calculating the load on the knee joint will be explained. Figure 3 schematically shows the structure of the foot.
足30は、ユーザの2つの足のうちのユーザの左側の足である。足30は、足部31と、脛部32と、膝関節33と、大腿部34とを含む。膝関節33は、脛部32と、大腿部34との間に位置する。図3に示す模式的な構成では、脛部32及び大腿部34は、各々、軸とみなされる。Foot 30 is the user's left foot of the user's two feet. Foot 30 includes a foot portion 31, a shin portion 32, a knee joint 33, and a thigh portion 34. The knee joint 33 is located between the shin portion 32 and the thigh portion 34. In the schematic configuration shown in Figure 3, the shin portion 32 and the thigh portion 34 are each considered as axes.
膝関節33に加わる負荷は、膝関節33の反力Fyと、膝関節33の角速度ωzとの積によって算出される。The load applied to the knee joint 33 is calculated by the product of the reaction force Fy of the knee joint 33 and the angular velocity ωz of the knee joint 33.
膝関節33の反力Fyは、例えば、脛部32の軸方向に沿う力である。膝関節33の反力Fyの正方向は、例えば、脛部32の軸方向のうち、足部31から膝関節33に向かう方向である。膝関節33の反力Fyは、膝関節33が大腿部34及び腰から上の上体部の自重によって脛部32を押し付ける力と、脛部32が足部31を介して地面から受ける床反力によって大腿部34に押し付けられる反力と、膝関節33を動かす筋肉の張力とを加算したものとなる。これらの力が反力Fyの負方向に作用することにより、これらの力の向きは、反力Fyの負方向となる。膝関節33を動かす筋肉は、例えば、外側広筋及び中間広筋等を含む。The reaction force Fy of the knee joint 33 is, for example, a force along the axial direction of the shin 32. The positive direction of the reaction force Fy of the knee joint 33 is, for example, the direction from the foot 31 toward the knee joint 33 within the axial direction of the shin 32. The reaction force Fy of the knee joint 33 is the sum of the force with which the knee joint 33 presses the shin 32 due to the weight of the thigh 34 and the upper body above the waist, the reaction force with which the shin 32 is pressed against the thigh 34 by the ground reaction force received from the ground via the foot 31, and the tension of the muscles that move the knee joint 33. Because these forces act in the negative direction of the reaction force Fy, the direction of these forces is the negative direction of the reaction force Fy. The muscles that move the knee joint 33 include, for example, the vastus lateralis and the vastus intermedius.
膝関節33の角度は、膝関節33が伸びた状態をゼロ度とする大腿部34に対する脛部32の相対角度として表される。膝関節33の角度の正方向は、例えば、矢状面における膝関節33を中心とする回転方向のうち、大腿部34からユーザの後方に向かう回転方向である。膝関節33の角速度ωzは、矢状面における膝関節33の角速度である。膝関節33の角速度ωzの正方向は、膝関節33の角度と同じく、例えば、矢状面における膝関節33を中心とする回転方向のうち、大腿部34からユーザの後方向に向かう回転方向である。The angle of the knee joint 33 is expressed as the relative angle of the tibia 32 with respect to the thigh 34, with the extended state of the knee joint 33 being zero degrees. The positive direction of the angle of the knee joint 33 is, for example, the direction of rotation from the thigh 34 toward the user's rear, among the rotational directions around the knee joint 33 in the sagittal plane. The angular velocity ωz of the knee joint 33 is the angular velocity of the knee joint 33 in the sagittal plane. The positive direction of the angular velocity ωz of the knee joint 33 is, like the angle of the knee joint 33, for example, the direction of rotation from the thigh 34 toward the user's rear, among the rotational directions around the knee joint 33 in the sagittal plane.
図4を参照し、ユーザの歩行周期について説明する。図4の上側の部分には、ユーザの歩行の様子を示す。図4では、ユーザの左側の足には、Lの文字を付す。右側の足には、Rの文字を付す。図4には、ユーザの歩行の様子として、左側の足部が地面に着地してから左側の足部が地面に再び着地するまでの様子を示す。Refer to Figure 4 to explain the user's gait cycle. The upper part of Figure 4 shows the user's gait. In Figure 4, the user's left foot is labeled with the letter L, and the right foot is labeled with the letter R. Figure 4 shows the user's gait from the moment the left foot lands on the ground until the left foot lands on the ground again.
歩行周期は、ユーザの2つの足部のうちの一方の足部が地面に着地してから再び地面に着地するまでの期間である。歩行周期の起点及び終点は、ユーザの2つの足部のうちの一方の足部の着地タイミングとなる。着地タイミングは、足部が地面に着地するタイミングである。例えば、図4では、歩行周期は、ユーザの2つの足部のうちの左側の足部が地面に着地してから再び着地するまでの期間である。歩行周期は、立脚期と、遊脚期とを含む。The gait cycle is the period from when one of the user's two feet lands on the ground until it lands again. The start and end points of the gait cycle are the landing timing of one of the user's two feet. Landing timing is the moment when the foot lands on the ground. For example, in Figure 4, the gait cycle is the period from when the left foot of the user's two feet lands on the ground until it lands again. The gait cycle includes the stance phase and the swing phase.
立脚期は、ユーザの2つの足部のうちの一方の足部が地面に着地してから離れるまでの期間である。立脚期の起点は、ユーザの2つの足部のうちの一方の足部の着地タイミングである。図4では、立脚期は、ユーザの左側の足部が地面に着地してから離れるまでの期間である。The stance phase is the period from when one of the user's two feet touches the ground until it leaves the ground. The starting point of the stance phase is the moment when one of the user's two feet touches the ground. In Figure 4, the stance phase is the period from when the user's left foot touches the ground until it leaves the ground.
接地期は、ユーザの2つの足部のうちの一方の足部の少なくとも一部が地面に接地している期間である。接地期は、ユーザの2つの足部のうちの一方の足部の任意の部分が地面に接地している期間であってよい。接地期は、立脚期の一部である。本実施形態では、接地期は、ユーザの2つの足部のうちの一方の足部の着地タイミングから、当該一方の足部の踵が地面から離れるまでの期間である。接地期は、踵接地期を含んでよい。踵接地期は、ユーザの2つの足部のうちの一方の足部の踵が地面に接地している期間である。図4では、接地期は、左側の足部の着地タイミングから左側の足部の踵が地面から離れるまでの期間である。The ground contact phase is the period during which at least a portion of one of the user's two feet is in contact with the ground. The ground contact phase may be the period during which any portion of one of the user's two feet is in contact with the ground. The ground contact phase is part of the stance phase. In this embodiment, the ground contact phase is the period from the landing of one of the user's two feet until the heel of that foot leaves the ground. The ground contact phase may include the heel strike phase. The heel strike phase is the period during which the heel of one of the user's two feet is in contact with the ground. In Figure 4, the ground contact phase is the period from the landing of the left foot until the heel of the left foot leaves the ground.
遊脚期は、ユーザの2つの足部のうちの一方の足部が地面から離れてから地面に着地するまでの期間である。遊脚期の起点は、立脚期の終点である。図4では、遊脚期は、ユーザの左側の足部が地面から離れてから地面に着地するまでの期間である。The swing phase is the period from when one of the user's two feet leaves the ground until it lands on the ground. The start of the swing phase is the end of the stance phase. In Figure 4, the swing phase is the period from when the user's left foot leaves the ground until it lands on the ground.
図5及び図6を参照し、膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間に相関関係が存在することを説明する。Referring to Figures 5 and 6, we will explain that there is a correlation between the angular velocity of the knee joint and the load applied to the knee joint.
図5に、膝関節に加わる負荷が大きい被験者の膝関節の角度[deg]、膝関節の角速度[deg/s]、外側広筋の張力[N]、膝関節の反力[N]及び膝関節に加わる負荷[N・deg/s]のグラフを示す。Figure 5 shows graphs of knee joint angle [deg], knee joint angular velocity [deg/s], vastus lateralis muscle tension [N], knee joint reaction force [N], and knee joint load [N・deg/s] for subjects with high loads on the knee joint.
図6に、膝関節に加わる負荷が小さい被験者の膝関節の角度[deg]、膝関節の角速度[deg/s]、外側広筋の張力[N]、膝関節の反力[N]及び膝関節に加わる負荷[N・deg/s]のグラフを示す。Figure 6 shows graphs of knee joint angle [deg], knee joint angular velocity [deg/s], vastus lateralis muscle tension [N], knee joint reaction force [N], and knee joint load [N・deg/s] for subjects with a small load on the knee joint.
図5及び図6の横軸は、歩行周期に対応する。図5及び図6の横軸では、歩行周期を、0から1までの正規化した数値として示す。立脚期は、横軸の0から0.75までの期間に対応する。接地期は、横軸の0から0.4までの期間に対応する。遊脚期は、横軸の0.75から1までの期間に対応する。The horizontal axes in Figures 5 and 6 correspond to the gait cycle. In Figures 5 and 6, the gait cycle is shown as a normalized value from 0 to 1. The stance phase corresponds to the period from 0 to 0.75 on the horizontal axis. The ground contact phase corresponds to the period from 0 to 0.4 on the horizontal axis. The swing phase corresponds to the period from 0.75 to 1 on the horizontal axis.
図5及び図6に示す膝関節の角速度、外側広筋の張力及び膝関節に加わる負荷のデータは、逆動力学計算によって取得されたものである。図5及び図6に示す膝関節の角度及び膝関節の反力は、逆動力学計算に用いられたものである。逆動力学計算は、計測によって得られた被験者の動きを実現するために、必要となる関節の角速度及び筋力等を計算する手法である。逆動力学計算に用いられた被験者の膝関節の角度等のデータは、「小林吉之、肥田直人、中嶋香奈子、藤本雅大、持丸正明、“2019:AIST歩行データベース2019”、[Online]、[令和3年5月24日検索]、インターネット<https://unit.aist.go.jp/harc/ExPART/GDB2019_e.html>」において提供されるデータから取得された。この歩行データベースには、複数の被験者の歩行データが登録されている。この被験者の歩行データは、モーションキャプチャシステムと、床反力計とによって検出されたものである。逆動力学計算の手法としては、「Scott L. Delpら著、“OpenSim: Open-Source Software to Create and Analyze Dynamic Simulations of Movement”、IEEE Transactions on Biomedical Engineering、2007年、Volume: 54、Issue: 11、p.1940-1950」に記載の手法、「[Online]、[令和3年5月24日検索]、インターネット<https://simtk-confluence.stanford.edu/display/OpenSim/Getting+Started+with+CMC>」に記載の手法及び「Thelen D.G.ら著、 “Generating dynamic simulations of movement using computed muscle control”、Journal of Biomechanics、2003年、Volume: 36、p.321-328」に記載の手法を用いた。The data for knee joint angular velocity, vastus lateralis muscle tension, and load applied to the knee joint shown in Figures 5 and 6 were obtained by inverse dynamics calculations. The knee joint angle and knee joint reaction force shown in Figures 5 and 6 were also used in the inverse dynamics calculations. Inverse dynamics calculations are a method for calculating the joint angular velocity and muscle force necessary to realize the subject's movement obtained through measurements. The data for the subject's knee joint angle, etc., used in the inverse dynamics calculations were obtained from data provided in "Yoshiyuki Kobayashi, Naoto Hida, Kanako Nakajima, Masahiro Fujimoto, Masaaki Mochimaru, "2019: AIST Walking Database 2019", [Online], [Retrieved May 24, 2021], Internet <https://unit.aist.go.jp/harc/ExPART/GDB2019_e.html>". This walking database contains walking data from multiple subjects. This subject's walking data was detected by a motion capture system and a force plate. The methods used for inverse dynamics calculations were those described in "OpenSim: Open-Source Software to Create and Analyze Dynamic Simulations of Movement" by Scott L. Delp et al., IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2007, Volume: 54, Issue: 11, pp. 1940-1950, the method described in "[Online] [Retrieved May 24, 2021], Internet <https://simtk-confluence.stanford.edu/display/OpenSim/Getting+Started+with+CMC>", and the method described in "Generating dynamic simulations of movement using computed muscle control" by Thelen D.G. et al., Journal of Biomechanics, 2003, Volume: 36, pp. 321-328.
図5に示すように、膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、膝関節の角度は、横軸の0から0.4までの接地期、0[deg]以上になる。つまり、膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、接地期、膝関節は、曲がった状態になる。また、膝関節の角度は、接地期において横軸の0.1付近で正のピーク値になる。As shown in Figure 5, in subjects with a large load on the knee joint, the knee joint angle is greater than 0 degrees during the ground contact phase, from 0 to 0.4 on the horizontal axis. In other words, in subjects with a large load on the knee joint, the knee joint is bent during the ground contact phase. Furthermore, the knee joint angle reaches a positive peak value around 0.1 on the horizontal axis during the ground contact phase.
図6に示すように、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、膝関節の角度は、横軸の0から0.4までの接地期、ほぼ0[deg]にすなわち一定値に維持される。つまり、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、接地期、膝関節は、ほぼ伸びた状態に維持される。As shown in Figure 6, in subjects with a small load on the knee joint, the knee joint angle is maintained at approximately 0 degrees (i.e., a constant value) during the ground contact phase, from 0 to 0.4 on the horizontal axis. In other words, in subjects with a small load on the knee joint, the knee joint is maintained in an almost extended state during the ground contact phase.
図5に示すように、膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、膝関節の角速度は、横軸の0から0.4までの接地期、変動を示す。膝関節の角速度は、横軸の0.04付近で正のピーク値になる。この正のピーク値は、膝関節の角速度において、着地タイミングからの最初の正のピーク値となる。膝関節の角速度は、横軸の0.04付近から0.2付近に向けて下がる。膝関節の角速度は、横軸の0.2付近で負のピーク値になる。この負のピーク値は、膝関節の角速度において、着地タイミングからの最初の負のピーク値となる。As shown in Figure 5, in subjects with a large load on the knee joint, the angular velocity of the knee joint shows fluctuations during the ground contact period from 0 to 0.4 on the horizontal axis. The angular velocity of the knee joint reaches a positive peak value around 0.04 on the horizontal axis. This positive peak value is the first positive peak value of the knee joint angular velocity from the landing timing. The angular velocity of the knee joint decreases from around 0.04 to around 0.2 on the horizontal axis. The angular velocity of the knee joint reaches a negative peak value around 0.2 on the horizontal axis. This negative peak value is the first negative peak value of the knee joint angular velocity from the landing timing.
図6に示すように、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、膝関節の角速度は、横軸の0から0.4までの接地期、ほぼ0[deg/s]にすなわち一定値に維持される。膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、接地期、膝関節がほぼ伸びた状態になるため、膝関節の角速度がほぼ0[deg/s]に維持される。As shown in Figure 6, in subjects with a small load on the knee joint, the angular velocity of the knee joint is maintained at approximately 0 [deg/s], i.e., a constant value, during the ground contact phase from 0 to 0.4 on the horizontal axis. In subjects with a small load on the knee joint, the knee joint is almost extended during the ground contact phase, so the angular velocity of the knee joint is maintained at approximately 0 [deg/s].
図5に示すように、膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、外側広筋の張力は、横軸の0から0.4までの接地期、0[N]を超える。膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、接地期、膝関節が曲がった状態になるため、膝関節を動かす外側広筋の張力が0[N]を超える。また、外側広筋の張力は、横軸の0.1付近で正のピーク値になる。As shown in Figure 5, in subjects with a heavy load on the knee joint, the tension of the vastus lateralis muscle exceeds 0 [N] during the ground contact phase, from 0 to 0.4 on the horizontal axis. In subjects with a heavy load on the knee joint, the knee joint is bent during the ground contact phase, so the tension of the vastus lateralis muscle, which moves the knee joint, exceeds 0 [N]. Also, the tension of the vastus lateralis muscle reaches a positive peak value around 0.1 on the horizontal axis.
図6に示すように、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、外側広筋の張力は、横軸の0から0.4までの接地期、ほぼ0[N]に維持される。膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、接地期、膝関節がほぼ伸びた状態に維持されるため、膝関節を動かす外側広筋の張力は、ほぼ0[N]に維持される。As shown in Figure 6, in subjects with a small load on the knee joint, the tension of the vastus lateralis muscle is maintained at approximately 0 [N] during the ground contact phase, from 0 to 0.4 on the horizontal axis. In subjects with a small load on the knee joint, the knee joint is maintained in a nearly extended state during the ground contact phase, and therefore the tension of the vastus lateralis muscle, which moves the knee joint, is maintained at approximately 0 [N].
図5に示すように、膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、膝関節の反力は、横軸の0から0.4までの接地期、図6に示すような膝関節に加わる負荷が小さい被験者よりも、大きな変動を示す。図3を参照して上述したように、膝関節の反力は、膝関節が足部等を介して地面から受ける床反力から、膝関節を動かす外側広筋及び中間広筋等の筋肉の張力を減算したものとなる。膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、膝関節の反力は、外側広筋の張力が正のピーク値となる横軸の0.1付近で負のピーク値となる。As shown in Figure 5, in subjects with a large load on the knee joint, the knee joint reaction force shows greater fluctuations during the ground contact phase from 0 to 0.4 on the horizontal axis compared to subjects with a small load on the knee joint, as shown in Figure 6. As described above with reference to Figure 3, the knee joint reaction force is obtained by subtracting the tension of the muscles that move the knee joint, such as the vastus lateralis and vastus intermedius, from the ground reaction force that the knee joint receives from the ground via the foot, etc. In subjects with a large load on the knee joint, the knee joint reaction force has a negative peak value around 0.1 on the horizontal axis, where the tension of the vastus lateralis muscle reaches a positive peak value.
図6に示すように、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、膝関節の反力は、横軸の0から0.4までの接地期、図5に示すような膝関節に加わる負荷が大きい被験者よりも、小さな変動を示す。図3を参照して上述したように、膝関節の反力は、膝関節が足部等を介して地面から受ける床反力から、膝関節を動かす外側広筋及び中間広筋等の筋肉の張力を減算したものとなる。上述したように、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、接地期、外側広筋の張力がほぼ0[N]に維持される。膝関節を動かす外側広筋等の筋肉の張力がほぼ0[N]に維持されることにより、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、膝関節の反力は、主に、膝関節が地面から受ける床反力の影響を受けたものとなる。As shown in Figure 6, in subjects with a small load on the knee joint, the knee joint reaction force shows smaller fluctuations during the ground contact phase (from 0 to 0.4 on the horizontal axis) compared to subjects with a large load on the knee joint, as shown in Figure 5. As described above with reference to Figure 3, the knee joint reaction force is obtained by subtracting the tension of the muscles that move the knee joint, such as the vastus lateralis and vastus intermedius, from the ground reaction force that the knee joint receives from the ground via the foot, etc. As described above, in subjects with a small load on the knee joint, the tension of the vastus lateralis is maintained at approximately 0 [N] during the ground contact phase. Because the tension of the muscles that move the knee joint, such as the vastus lateralis, is maintained at approximately 0 [N], in subjects with a small load on the knee joint, the knee joint reaction force is mainly influenced by the ground reaction force that the knee joint receives from the ground.
図5に示すように、膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、膝関節に加わる負荷は、横軸の0から0.4までの接地期、図6に示すような膝関節に加わる負荷が小さい被験者よりも、大きな変動を示す。図3を参照して上述したように、膝関節に加わる負荷は、膝関節の反力と、膝関節の角速度との積によって算出される。膝関節に加わる負荷は、接地期、膝関節の角速度が正のピーク値となる横軸の0.04付近で、負のピーク値となる。As shown in Figure 5, in subjects with a large load on the knee joint, the load on the knee joint shows greater fluctuations during the ground contact phase from 0 to 0.4 on the horizontal axis compared to subjects with a small load on the knee joint, as shown in Figure 6. As described above with reference to Figure 3, the load on the knee joint is calculated by the product of the knee joint reaction force and the knee joint angular velocity. During the ground contact phase, the load on the knee joint has a negative peak value around 0.04 on the horizontal axis, where the knee joint angular velocity has a positive peak value.
図6に示すように、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、膝関節に加わる負荷は、横軸の0から0.4までの接地期、ほぼ0[N・deg/s]に維持される。図3を参照して上述したように、膝関節に加わる負荷は、膝関節の反力と、膝関節の角速度との積によって算出される。膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、接地期、膝関節の角速度がほぼ0[deg/s]に維持されるため、関節に加わる負荷もほぼ0[N・deg/s]に維持される。As shown in Figure 6, in subjects with a small load on the knee joint, the load on the knee joint is maintained at approximately 0 [N·deg/s] during the ground contact phase, from 0 to 0.4 on the horizontal axis. As described above with reference to Figure 3, the load on the knee joint is calculated by the product of the knee joint reaction force and the knee joint angular velocity. In subjects with a small load on the knee joint, the knee joint angular velocity is maintained at approximately 0 [deg/s] during the ground contact phase, and therefore the load on the joint is also maintained at approximately 0 [N·deg/s].
このように接地期内の膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間には、相関関係が存在する。例えば、図5示すように、膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、膝関節に加わる負荷は、膝関節の角速度が正のピーク値となる横軸の0.04付近で、負のピーク値となる。また、図6に示すように、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、膝関節に加わる負荷は、膝関節の角速度がほぼ0[deg/s]に維持されるため、関節に加わる負荷もほぼ0[N・deg/s]に維持される。Thus, a correlation exists between the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase and the load applied to the knee joint. For example, as shown in Figure 5, in subjects with a large load on the knee joint, the load on the knee joint peaks negatively around 0.04 on the horizontal axis, where the angular velocity of the knee joint peaks positively. Also, as shown in Figure 6, in subjects with a small load on the knee joint, the load on the knee joint is maintained at approximately 0 [N·deg/s] because the angular velocity of the knee joint is maintained at approximately 0 [deg/s].
したがって、ユーザの接地期内の膝関節の角速度が取得できれば、接地期内の膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係に基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷を取得することができる。Therefore, if the angular velocity of the knee joint during the user's ground contact phase can be obtained, the load applied to the user's knee joint can be determined based on the correlation between the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase and the load applied to the knee joint.
図7及び図8を参照し、大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間に相関関係が存在することを説明する。Referring to Figures 7 and 8, we will explain that there is a correlation between the angular velocity of the thigh and the load applied to the knee joint.
図7に、膝関節に加わる負荷が大きい被験者の大腿部の角速度[deg/s]のグラフを示す。図7には、ローカル座標系及びグローバル座標系の各々の、被験者の大腿部の角速度[deg/s]のグラフを示す。図7には、図5に示す膝関節の角度[deg]及び膝関節の角速度[deg/s]のグラフを併せて示す。Figure 7 shows a graph of the angular velocity [deg/s] of the thigh of subjects with high loads on the knee joint. Figure 7 also shows graphs of the angular velocity [deg/s] of the thigh of subjects in both the local and global coordinate systems. Figure 7 also shows the graphs of the knee joint angle [deg] and knee joint angular velocity [deg/s] shown in Figure 5.
図8に、膝関節に加わる負荷が小さい被験者の大腿部の角速度[deg/s]のグラフを示す。図8には、ローカル座標系及びグローバル座標系の各々の、被験者の大腿部の角速度[deg/s]のグラフを示す。図8には、図6に示す膝関節の角度[deg]及び膝関節の角速度[deg/s]のグラフを併せて示す。Figure 8 shows a graph of the angular velocity [deg/s] of the thigh of subjects with a small load on the knee joint. Figure 8 also shows graphs of the angular velocity [deg/s] of the thigh of subjects in both the local and global coordinate systems. Figure 8 also shows the graphs of the knee joint angle [deg] and knee joint angular velocity [deg/s] shown in Figure 6.
図7及び図8の横軸は、図5及び図6の横軸と同じく、歩行周期に対応する。The horizontal axes in Figures 7 and 8, like the horizontal axes in Figures 5 and 6, correspond to the gait cycle.
図7及び図8に示す大腿部の角速度のデータは、図5及び図6に示す膝関節の角速度等のデータと同じ又は類似に、逆動力学計算によって取得されたものである。The angular velocity data for the thigh shown in Figures 7 and 8 were obtained by inverse dynamics calculations, in the same or similar manner as the data for the angular velocity of the knee joint shown in Figures 5 and 6.
図7及び図8に示すように、グローバル座標系の大腿部の角速度は、ローカル座標系の大腿部の角速度とほぼ同じである。つまり、第1センサ機器10Aが検出するローカル座標系の大腿部の角速度は、グローバル座標系の大腿部の角速度として用いられてよい。以下、グローバル座標系の大腿部の角速度と、ローカル座標系の大腿部の角速度とを特に区別しない場合、これらは、まとめて「大腿部の角速度」とも記載される。As shown in Figures 7 and 8, the angular velocity of the thigh in the global coordinate system is approximately the same as the angular velocity of the thigh in the local coordinate system. In other words, the angular velocity of the thigh in the local coordinate system detected by the first sensor device 10A may be used as the angular velocity of the thigh in the global coordinate system. Hereafter, when there is no particular distinction between the angular velocity of the thigh in the global coordinate system and the angular velocity of the thigh in the local coordinate system, these will be collectively referred to as "angular velocity of the thigh."
図7に示すように、膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、大腿部の角速度は、膝関節の角速度と類似の変動を示す。例えば、上述したように、膝関節の角速度は、横軸の0.04付近から0.2付近に向けて下がる。膝関節の角速度と類似に、大腿部の角速度は、横軸の0すなわち着地タイミングから横軸の0.2付近に向けて下がる。また、大腿部の角速度は、膝関節の角速度と類似に、横軸の0.2付近で負のピーク値になる。As shown in Figure 7, in subjects with a large load on the knee joint, the angular velocity of the thigh shows similar fluctuations to the angular velocity of the knee joint. For example, as mentioned above, the angular velocity of the knee joint decreases from around 0.04 to around 0.2 on the horizontal axis. Similar to the angular velocity of the knee joint, the angular velocity of the thigh decreases from 0 on the horizontal axis, i.e., the landing timing, to around 0.2 on the horizontal axis. Also, similar to the angular velocity of the knee joint, the angular velocity of the thigh reaches a negative peak value around 0.2 on the horizontal axis.
図8に示すように、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、大腿部の角速度は、膝関節の角速度と類似の変動を示す。例えば、上述したように、膝関節の角速度は、横軸の0から4までの接地期、ほぼ0[deg/s]にすなわち一定値に維持される。膝関節の角速度と類似に、大腿部の角速度は、横軸の0から4までの接地期、負の一定値に維持される。As shown in Figure 8, in subjects with a small load on the knee joint, the angular velocity of the thigh shows similar fluctuations to the angular velocity of the knee joint. For example, as mentioned above, the angular velocity of the knee joint is maintained at approximately 0 [deg/s], i.e., a constant value, during the ground contact period from 0 to 4 on the horizontal axis. Similar to the angular velocity of the knee joint, the angular velocity of the thigh is maintained at a negative constant value during the ground contact period from 0 to 4 on the horizontal axis.
このように接地期において大腿部の角速度は、膝関節の角速度と類似の変動を示す。その理由の1つは、大腿部と膝関節とが連係して動くためである。ここで、上述したように、接地期内の膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間には、相関関係が存在する。接地期において大腿部の角速度が膝関節の角速度と類似の変動を示すことにより、膝関節の角速度と類似に、接地期内の大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間には、相関関係が存在する。Thus, during the ground contact phase, the angular velocity of the thigh shows similar fluctuations to those of the knee joint. One reason for this is that the thigh and knee joint move in coordination. As mentioned above, there is a correlation between the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase and the load applied to the knee joint. Because the angular velocity of the thigh shows similar fluctuations to those of the knee joint during the ground contact phase, there is a correlation between the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint, similar to the angular velocity of the knee joint.
図9に、大腿部の角速度に対する膝関節に加わる負荷の分布を示す図を示す。図9の横軸は、接地期における大腿部の角速度の負のピーク値である。図9の縦軸は、接地期における膝関節に加わる負荷の負のピーク値である。図9に示す分布に対して回帰分析を実行することにより、回帰式(y=-64.72x-4267.2)が取得された。相関係数は、0.8であった。接地期内の大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間には、強い相関関係があることが分かる。Figure 9 shows the distribution of the load applied to the knee joint in relation to the angular velocity of the thigh. The horizontal axis of Figure 9 represents the negative peak value of the angular velocity of the thigh during the ground contact phase. The vertical axis of Figure 9 represents the negative peak value of the load applied to the knee joint during the ground contact phase. By performing regression analysis on the distribution shown in Figure 9, the regression equation (y = -64.72x - 4267.2) was obtained. The correlation coefficient was 0.8. It can be seen that there is a strong correlation between the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint.
このように接地期内の大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間には、相関関係が存在する。したがって、ユーザの接地期内の大腿部の角速度が取得できれば、接地期内の大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係に基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷を取得することができる。Thus, a correlation exists between the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint. Therefore, if the angular velocity of the user's thigh during the ground contact phase can be obtained, the load applied to the user's knee joint can be determined based on the correlation between the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint.
図10及び図11を参照し、足首の角速度と膝関節に加わる負荷との間に相関関係が存在することを説明する。Referring to Figures 10 and 11, we will explain that there is a correlation between the angular velocity of the ankle and the load applied to the knee joint.
図10に、膝関節に加わる負荷が大きい被験者の膝関節の角度[deg]、足首の角速度[deg/s]、外側広筋の張力[N]、膝関節の反力[N]及び膝関節に加わる負荷[N・deg/s]のグラフを示す。これらのグラフのうち、足首の角速度[deg/s]のグラフ以外のグラフは、図5に示すグラフと同じである。Figure 10 shows graphs of knee joint angle [deg], ankle angular velocity [deg/s], vastus lateralis muscle tension [N], knee joint reaction force [N], and knee joint load [N・deg/s] for subjects with high knee joint loads. Of these graphs, all except the ankle angular velocity [deg/s] graph are the same as those shown in Figure 5.
図11に、膝関節に加わる負荷が小さい被験者の膝関節の角度[deg]、足首の角速度[deg/s]、外側広筋の張力[N]、膝関節の反力[N]及び膝関節に加わる負荷[N・deg/s]のグラフを示す。これらのグラフのうち、足首の角速度[deg/s]のグラフ以外のグラフは、図6に示すグラフと同じである。Figure 11 shows graphs of knee joint angle [deg], ankle angular velocity [deg/s], vastus lateralis muscle tension [N], knee joint reaction force [N], and knee joint load [N・deg/s] for subjects with a small load on the knee joint. Of these graphs, all except the ankle angular velocity [deg/s] graph are the same as those shown in Figure 6.
図10及び図11の横軸は、図5及び図6の横軸と同じく、歩行周期に対応する。The horizontal axes in Figures 10 and 11 correspond to the gait cycle, just like the horizontal axes in Figures 5 and 6.
図10及び図11に示す足首の角速度のデータは、図5及び図6に示す膝関節の角速度等のデータと同じ又は類似に、逆動力学計算によって取得されたものである。The ankle angular velocity data shown in Figures 10 and 11 were obtained by inverse dynamics calculations, in the same or similar manner as the knee joint angular velocity data shown in Figures 5 and 6.
図10及び図11において、足首の角速度は、矢状面における足首の角速度である。In Figures 10 and 11, the ankle angular velocity is the ankle angular velocity in the sagittal plane.
図10に示すように、膝関節に加わる負荷が大きい被験者では、足首の角速度は、横軸の0から0.4までの接地期、変動を示す。足首の角速度は、横軸の0.04付近で負のピーク値になる。この負のピーク値は、足首の角速度において、着地タイミングからの最初の負のピーク値となる。足首の角速度は、横軸の0.04付近から0.2付近に向けて上がる。足首の角速度は、横軸の0.2付近で正のピーク値になる。この正のピーク値は、足首の角速度において、着地タイミングからの最初の正のピーク値となる。この足首の角速度の変動は、図5に示す膝関節の角速度の変動と類似する。As shown in Figure 10, in subjects with a large load on the knee joint, the ankle angular velocity shows fluctuations during the ground contact period from 0 to 0.4 on the horizontal axis. The ankle angular velocity reaches a negative peak value around 0.04 on the horizontal axis. This negative peak value is the first negative peak value of the ankle angular velocity from the landing timing. The ankle angular velocity increases from around 0.04 to around 0.2 on the horizontal axis. The ankle angular velocity reaches a positive peak value around 0.2 on the horizontal axis. This positive peak value is the first positive peak value of the ankle angular velocity from the landing timing. This fluctuation in ankle angular velocity is similar to the fluctuation in knee joint angular velocity shown in Figure 5.
図11に示すように、膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、足首の角速度は、横軸の0から0.4までの接地期、ほぼ0[deg/s]にすなわち一定値に維持される。膝関節に加わる負荷が小さい被験者では、接地期、膝関節がほぼ伸びた状態になる。そのため、足首の角速度は、ほぼ0[deg/s]に維持される。この足首の角速度の変動は、図6に示す膝関節の角速度の変動と類似する。As shown in Figure 11, in subjects with a small load on the knee joint, the ankle angular velocity is maintained at approximately 0 [deg/s], i.e., a constant value, during the ground contact phase from 0 to 0.4 on the horizontal axis. In subjects with a small load on the knee joint, the knee joint is almost extended during the ground contact phase. Therefore, the ankle angular velocity is maintained at approximately 0 [deg/s]. This variation in ankle angular velocity is similar to the variation in knee joint angular velocity shown in Figure 6.
このように接地期において足首の角速度は、図5及び図6に示す膝関節の角速度と類似の変動を示す。その理由の1つは、足首と膝関節とが連係して動くためである。ここで、上述したように、接地期内の膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間には、相関関係が存在する。接地期において足首の角速度が膝関節の角速度と類似の変動を示すことにより、膝関節の角速度と類似に、接地期内の足首の角速度と膝関節に加わる負荷との間には、相関関係が存在する。Thus, during the ground contact phase, the angular velocity of the ankle shows similar fluctuations to those of the knee joint, as shown in Figures 5 and 6. One reason for this is that the ankle and knee joints move in coordination. As mentioned above, there is a correlation between the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase and the load applied to the knee joint. Because the angular velocity of the ankle shows similar fluctuations to those of the knee joint during the ground contact phase, a correlation exists between the angular velocity of the ankle during the ground contact phase and the load applied to the knee joint, similar to the correlation between the angular velocity of the knee joint and those applied to the knee joint.
図12に、足首の角速度に対する膝関節に加わる負荷の分布を示す図を示す。図12の横軸は、接地期における足首の角速度の負のピーク値である。図12の縦軸は、接地期における膝関節に加わる負荷の負のピーク値である。図12に示す分布に対して回帰分析を実行することにより、回帰式(y=-0.0008x+0.0686)が取得された。相関係数は、0.6456であった。接地期内の足首の角速度と膝関節に加わる負荷との間には、強い相関関係があることが分かる。Figure 12 shows the distribution of the load applied to the knee joint in relation to the angular velocity of the ankle. The horizontal axis of Figure 12 represents the negative peak value of the angular velocity of the ankle during the ground contact phase. The vertical axis of Figure 12 represents the negative peak value of the load applied to the knee joint during the ground contact phase. By performing regression analysis on the distribution shown in Figure 12, the regression equation (y = -0.0008x + 0.0686) was obtained. The correlation coefficient was 0.6456. It can be seen that there is a strong correlation between the angular velocity of the ankle during the ground contact phase and the load applied to the knee joint.
[推定値の取得処理]
制御部25は、少なくとも第1データに基づいて、ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つユーザの基準角速度を取得する。基準角速度は、接地期内の大腿部の角速度又は膝関節の角速度である。上述したように、接地期内の大腿部の角速度又は膝関節の角速度は、膝関節に加わる負荷との間に相関関係を有する。したがって、基準角速度は、膝関節に加わる負荷との間に相関関係を有する。
[Process for obtaining estimated values]
The control unit 25 estimates the timing of the user's foot landing based on at least the first data and obtains the user's reference angular velocity. The reference angular velocity is the angular velocity of the thigh or the knee joint during the ground contact phase. As described above, the angular velocity of the thigh or the knee joint during the ground contact phase has a correlation with the load applied to the knee joint. Therefore, the reference angular velocity has a correlation with the load applied to the knee joint.
制御部25は、基準角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係とユーザの基準角速度とに基づいて算出された、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を、取得する。制御部25は、相関関係として、図9に示すような分布から取得された回帰式を用いてよいし、基準角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を学習した学習モデルを用いてよい。制御部25は、相関関係として回帰式を用いる場合、取得したユーザの基準角速度と回帰式とによって膝関節に加わる負荷の推定値を算出することにより、当該推定値を取得する。学習モデルは、例えば、ニューラルネットワークの学習モデルである。学習モデルは、基準角速度の情報が入力されると、膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを算出して出力するものであってよい。制御部25は、相関関係として学習モデルを用いる場合、取得したユーザの基準角速度の情報を学習モデルに入力し、学習モデルが算出した膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを取得する。回帰式又は学習モデルは、例えば、予め取得され、記憶部24に格納される。The control unit 25 obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint, calculated based on the correlation between the reference angular velocity and the load applied to the knee joint, and the user's reference angular velocity. The control unit 25 may use a regression equation obtained from a distribution as shown in Figure 9 as the correlation, or it may use a learning model that has learned the correlation between the reference angular velocity and the load applied to the knee joint. When using a regression equation as the correlation, the control unit 25 obtains the estimated value of the load applied to the knee joint by calculating it using the acquired user's reference angular velocity and the regression equation. The learning model is, for example, a neural network learning model. The learning model may calculate and output a score indicating the estimated value of the load applied to the knee joint when reference angular velocity information is input. When using a learning model as the correlation, the control unit 25 inputs the acquired user's reference angular velocity information into the learning model and obtains a score indicating the estimated value of the load applied to the knee joint calculated by the learning model. The regression equation or learning model is, for example, acquired in advance and stored in the memory unit 24.
以下、基準角速度が大腿部の角速度である場合の例と、基準角速度が膝関節の角速度である場合の例とを説明する。The following examples illustrate cases where the reference angular velocity is the angular velocity of the thigh, and cases where the reference angular velocity is the angular velocity of the knee joint.
<例1>
基準角速度は、接地期内の大腿部の角速度であってよい。つまり、制御部25は、接地期内の大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と、ユーザの接地期内の大腿部の角速度とに基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得してよい。この場合、制御部25は、少なくとも第1データに基づいて、ユーザの着地タイミングを推定し、且つユーザの接地期内の大腿部の角速度を取得する。制御部25は、相関関係に応じたユーザの大腿部の角速度を取得してよい。
<Example 1>
The reference angular velocity may be the angular velocity of the thigh during the ground contact phase. In other words, the control unit 25 may obtain an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on the correlation between the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint, and the user's angular velocity of the thigh during the ground contact phase. In this case, the control unit 25 estimates the user's landing timing and obtains the user's angular velocity of the thigh during the ground contact phase based on at least the first data. The control unit 25 may obtain the user's angular velocity of the thigh according to the correlation.
一例として、制御部25は、接地期における大腿部の角速度の負のピーク値と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を用いてよい。この場合、制御部25は、相関関係に応じたユーザの大腿部の角速度として、接地期におけるユーザの大腿部の角速度の負のピーク値を取得する。例えば、制御部25は、後述するように、第1データ又は第2データに基づいて、着地タイミングを推定する。制御部25は、着地タイミングを推定すると、第1データのみによって、着地タイミングから最初のユーザの大腿部の角速度の負のピーク値を取得する。図7から分かるように、着地タイミングから最初の大腿部の角速度の負のピーク値は、接地期における大腿部の角速度の負のピーク値となる。ここで、図8に示すように、膝関節に加わる負荷が小さいユーザでは、接地期において大腿部の角速度の負のピーク値が現れない場合がある。この場合、接地期において大腿部の角速度の負のピーク値が取得できないことが予想される。そこで、制御部25は、着地タイミングから図8に示すような第1時間T1a内に大腿部の角速度の負のピーク値を取得できない場合、着地タイミングから第2時間T2経過した時点のユーザの大腿部の角速度を第1データによって取得してよい。第1時間T1aは、接地期の長さの平均値等に基づいて、設定されてよい。第2時間T2は、着地タイミングから、大腿部の角速度において負のピーク値が現れるまでの時間の平均値等に基づいて、設定されてよい。As an example, the control unit 25 may use the correlation between the negative peak value of the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint. In this case, the control unit 25 obtains the negative peak value of the user's thigh angular velocity during the ground contact phase as the user's thigh angular velocity according to the correlation. For example, as will be described later, the control unit 25 estimates the landing timing based on the first data or the second data. Once the landing timing is estimated, the control unit 25 obtains the first negative peak value of the user's thigh angular velocity from the landing timing using only the first data. As can be seen from Figure 7, the first negative peak value of the thigh angular velocity from the landing timing is the negative peak value of the thigh angular velocity during the ground contact phase. Here, as shown in Figure 8, for users with a small load applied to the knee joint, the negative peak value of the thigh angular velocity may not appear during the ground contact phase. In this case, it is expected that the negative peak value of the thigh angular velocity cannot be obtained during the ground contact phase. Therefore, if the control unit 25 cannot obtain a negative peak value of the angular velocity of the thigh within the first time T1a as shown in Figure 8 from the landing timing, it may obtain the user's thigh angular velocity at the time after the second time T2 has elapsed from the landing timing using the first data. The first time T1a may be set based on the average value of the length of the contact period, etc. The second time T2 may be set based on the average value of the time from the landing timing until a negative peak value appears in the angular velocity of the thigh, etc.
他の例として、制御部25は、着地タイミングにおける大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を用いてよい。この場合、制御部25は、相関関係に応じたユーザの大腿部の角速度として、着地タイミングにおけるユーザの大腿部の角速度を取得する。例えば、制御部25は、後述するように、第1データ又は第2データに基づいて、着地タイミングを推定する。制御部25は、着地タイミングを推定すると、第1データのみによって、着地タイミングにおけるユーザの大腿部の角速度を取得する。As another example, the control unit 25 may use the correlation between the angular velocity of the thigh at the landing timing and the load applied to the knee joint. In this case, the control unit 25 obtains the user's thigh angular velocity at the landing timing as the user's thigh angular velocity according to the correlation. For example, as will be described later, the control unit 25 estimates the landing timing based on the first data or the second data. Once the landing timing is estimated, the control unit 25 obtains the user's thigh angular velocity at the landing timing using only the first data.
ここで、制御部25は、第1データのみに基づいて、着地タイミングを推定してよい。制御部25は、第1データに含まれる大腿部の加速度及び大腿部の角速度の少なくとも何れかに基づいて、床反力を推定することにより、着地タイミングを推定してよい。ユーザの大腿部は、足部等を介して地面から床反力を受ける。ユーザの大腿部が床反力を受けることにより、大腿部の加速度及び大腿部の角速度は、床反力の変動に伴い変動する。つまり、大腿部の加速度及び大腿部の角速度の少なくとも何れかの変動から、床反力の変動を推定することができる。また、床反力は、ユーザの足部が地面に着地することにより、変動する。つまり、大腿部の加速度及び大腿部の角速度の少なくとも何れかに基づいて床反力の変動を推定することにより、着地タイミングを推定することができる。Here, the control unit 25 may estimate the landing timing based only on the first data. The control unit 25 may estimate the landing timing by estimating the ground reaction force based on at least one of the acceleration of the thigh and the angular velocity of the thigh included in the first data. The user's thigh receives a ground reaction force from the ground via the foot, etc. As the user's thigh receives the ground reaction force, the acceleration of the thigh and the angular velocity of the thigh fluctuate in accordance with the fluctuation of the ground reaction force. In other words, the fluctuation of the ground reaction force can be estimated from the fluctuation of at least one of the acceleration of the thigh and the angular velocity of the thigh. Furthermore, the ground reaction force fluctuates when the user's foot lands on the ground. In other words, the landing timing can be estimated by estimating the fluctuation of the ground reaction force based on at least one of the acceleration of the thigh and the angular velocity of the thigh.
制御部25は、第2データに基づいて、着地タイミングを推定してよい。第2データが足部の動きを示すデータであることにより、第2データによって足部が地面に着地するタイミングである着地タイミングを推定することができる。足部の動きを示す第2データを用いることにより、着地タイミングを精度良く推定することができる。The control unit 25 may estimate the landing timing based on the second data. Since the second data represents the movement of the foot, the landing timing, which is the moment the foot touches the ground, can be estimated using the second data. By using the second data representing the movement of the foot, the landing timing can be estimated with high accuracy.
制御部25は、ユーザの大腿部の角速度を取得すると、相関関係と、取得したユーザの大腿部の角速度とに基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。一例として、制御部25は、相関関係として、図9に示すような大腿部の角速度に対する膝関節に加わる負荷の分布から取得された回帰式を用いてよい。この場合、制御部25は、取得したユーザの大腿部の角速度と回帰式とによって膝関節に加わる負荷の推定値を計算することにより、当該推定値を取得する。他の例として、制御部25は、相関関係として、大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を学習した学習モデルを用いてよい。学習モデルは、大腿部の角速度の情報が入力されると、膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを算出して出力するものであってよい。この場合、制御部25は、取得したユーザの大腿部の角速度の情報を学習モデルに入力し、学習モデルが算出した膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを取得する。When the control unit 25 obtains the angular velocity of the user's thigh, it obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on the correlation and the obtained angular velocity of the user's thigh. As an example, the control unit 25 may use a regression equation obtained from the distribution of the load applied to the knee joint with respect to the angular velocity of the thigh, as shown in Figure 9, as the correlation. In this case, the control unit 25 obtains the estimated value of the load applied to the knee joint by calculating the estimated value of the load applied to the knee joint using the obtained angular velocity of the user's thigh and the regression equation. As another example, the control unit 25 may use a learning model that has learned the correlation between the angular velocity of the thigh and the load applied to the knee joint as the correlation. The learning model may calculate and output a score indicating the estimated value of the load applied to the knee joint when information on the angular velocity of the thigh is input. In this case, the control unit 25 inputs the information on the angular velocity of the user's thigh into the learning model and obtains a score indicating the estimated value of the load applied to the knee joint calculated by the learning model.
<例2>
基準角速度は、接地期内の膝関節の角速度であってよい。つまり、制御部25は、接地期内の膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と、ユーザの接地期内の膝関節の角速度とに基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得してよい。この場合、制御部25は、少なくとも第1データに基づいて、ユーザの着地タイミングを推定し、且つユーザの接地期内の膝関節の角速度を取得する。制御部25は、相関関係に応じたユーザの膝関節の角速度を取得してよい。
<Example 2>
The reference angular velocity may be the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase. In other words, the control unit 25 may obtain an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on the correlation between the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase and the load applied to the knee joint, and the user's angular velocity of the knee joint during the ground contact phase. In this case, the control unit 25 estimates the user's landing timing and obtains the user's angular velocity of the knee joint during the ground contact phase based on at least the first data. The control unit 25 may obtain the user's angular velocity of the knee joint according to the correlation.
一例として、制御部25は、接地期における膝関節の角速度の正又は負のピーク値と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を用いてよい。この場合、制御部25は、相関関係に応じたユーザの膝関節の角速度として、接地期におけるユーザの膝関節の角速度の正又は負のピーク値を取得する。例えば、制御部25は、上述したように、第1データ又は第2データに基づいて、着地タイミングを推定する。制御部25は、着地タイミングを推定すると、センサ機器10が検出したデータに基づいて、着地タイミングから最初のユーザの膝関節の角速度の正又は負のピーク値を取得する。図5から分かるように、着地タイミングから最初の膝関節の角速度の正又は負のピーク値は、接地期における膝関節の角速度の正又は負のピーク値となる。制御部25は、後述するように、第1データと第2データとによって、ユーザの膝関節の角速度を取得してよい。ここで、図6に示すように、膝関節に加わる負荷が小さいユーザでは、接地期において膝関節の角速度の正及び負のピーク値が現れない場合がある。この場合、接地期において膝関節の角速度の正及び負のピーク値が取得できないことが予想される。そこで、制御部25は、膝関節の角速度の正のピーク値が採用される場合に、図6に示すような着地タイミングから第1時間T1b内に膝関節の角速度の正のピーク値を取得できない場合、着地タイミングから第3時間T3経過した時点のユーザの膝関節の角速度を第1データ又は第2データによって取得してよい。第1時間T1bは、接地期の長さの平均値等に基づいて、設定されてよい。第1時間T1bは、図8に示すような第1時間T1aと同じであってよいし、図8に示すような第1時間T1aとは異なってよい。第3時間T3は、着地タイミングから、膝関節の角速度において正のピーク値が現れるまでの時間の平均値等に基づいて、設定されてよい。また、制御部25は、膝関節の角速度の負のピーク値が採用される場合に、図6に示すような着地タイミングから第1時間T1b内に膝関節の角速度の負のピーク値を取得できない場合、着地タイミングから第4時間T4経過した時点のユーザの膝関節の角速度を第1データ又は第2データによって取得してよい。第4時間T4は、着地タイミングから、膝関節の角速度において負のピーク値が現れるまでの時間の平均値等に基づいて、設定されてよい。As an example, the control unit 25 may use the correlation between the positive or negative peak value of the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase and the load applied to the knee joint. In this case, the control unit 25 obtains the positive or negative peak value of the user's knee joint angular velocity during the ground contact phase as the user's knee joint angular velocity according to the correlation. For example, as described above, the control unit 25 estimates the landing timing based on the first data or the second data. Once the landing timing is estimated, the control unit 25 obtains the first positive or negative peak value of the user's knee joint angular velocity from the landing timing based on the data detected by the sensor device 10. As can be seen from Figure 5, the first positive or negative peak value of the knee joint angular velocity from the landing timing is the positive or negative peak value of the knee joint angular velocity during the ground contact phase. The control unit 25 may obtain the user's knee joint angular velocity using the first data and the second data, as will be described later. Here, as shown in Figure 6, for users with a small load on the knee joint, the positive and negative peak values of the knee joint angular velocity may not appear during the ground contact phase. In this case, it is expected that the positive and negative peak values of the knee joint angular velocity cannot be obtained during the ground contact phase. Therefore, if the control unit 25 is to adopt the positive peak value of the knee joint angular velocity, and cannot obtain the positive peak value of the knee joint angular velocity within the first time T1b from the landing timing as shown in Figure 6, it may obtain the user's knee joint angular velocity at the third time T3 elapsed from the landing timing using first or second data. The first time T1b may be set based on the average value of the length of the ground contact phase, etc. The first time T1b may be the same as the first time T1a as shown in Figure 8, or it may be different from the first time T1a as shown in Figure 8. The third time T3 may be set based on the average value of the time from the landing timing until the positive peak value of the knee joint angular velocity appears, etc. Furthermore, if a negative peak value of the angular velocity of the knee joint is adopted, and the control unit 25 cannot obtain the negative peak value of the angular velocity of the knee joint within the first time T1b from the landing timing as shown in Figure 6, it may obtain the user's knee joint angular velocity at the fourth time T4 elapsed from the landing timing using the first or second data. The fourth time T4 may be set based on the average value of the time from the landing timing until a negative peak value appears in the angular velocity of the knee joint.
他の例として、制御部25は、着地タイミングにおける膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を用いてよい。この場合、制御部25は、相関関係に応じたユーザの膝関節の角速度として、着地タイミングにおけるユーザの膝関節の角速度を取得する。例えば、制御部25は、上述したように、第1データ又は第2データに基づいて、着地タイミングを推定する。制御部25は、着地タイミングを推定すると、センサ機器10が検出したデータに基づいて、着地タイミングにおけるユーザの膝関節の角速度を取得する。制御部25は、後述するように、第1データと第2データとによって、ユーザの膝関節の角速度を取得してよい。As another example, the control unit 25 may use the correlation between the angular velocity of the knee joint at the landing timing and the load applied to the knee joint. In this case, the control unit 25 obtains the user's knee joint angular velocity at the landing timing as the user's knee joint angular velocity according to the correlation. For example, as described above, the control unit 25 estimates the landing timing based on the first data or the second data. Once the landing timing is estimated, the control unit 25 obtains the user's knee joint angular velocity at the landing timing based on the data detected by the sensor device 10. The control unit 25 may obtain the user's knee joint angular velocity using the first data and the second data, as will be described later.
ここで、制御部25は、第1データと第2データとによって、ユーザの膝関節の角速度を推定して取得してよい。図3に示すように、膝関節は、大腿部と足部との間に位置する。膝関節が大腿部と足部との間に位置することにより、大腿部の動きを示す第1データと足部の動きを示す第2データとによって、膝関節の角速度を推定することができる。Here, the control unit 25 may estimate and obtain the angular velocity of the user's knee joint based on the first data and the second data. As shown in Figure 3, the knee joint is located between the thigh and the foot. Because the knee joint is located between the thigh and the foot, the angular velocity of the knee joint can be estimated using the first data, which represents the movement of the thigh, and the second data, which represents the movement of the foot.
制御部25は、膝関節の角速度を取得すると、相関関係と、取得したユーザの膝関節の角速度とに基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。一例として、制御部25は、相関関係として、膝関節の角速度に対する膝関節に加わる負荷の分布から取得された回帰式を用いてよい。この場合、制御部25は、取得したユーザの膝関節の角速度と回帰式とによって膝関節に加わる負荷の推定値を算出することにより、当該推定値を取得する。他の例として、制御部25は、相関関係として、膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を学習した学習モデルを用いてよい。学習モデルは、膝関節の角速度の情報が入力されると、膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを算出して出力するものであってよい。この場合、制御部25は、取得したユーザの膝関節の角速度の情報を学習モデルに入力し、学習モデルが算出した膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを取得する。When the control unit 25 acquires the angular velocity of the knee joint, it obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on the correlation and the acquired angular velocity of the user's knee joint. As an example, the control unit 25 may use a regression equation obtained from the distribution of the load applied to the knee joint with respect to the angular velocity of the knee joint as the correlation. In this case, the control unit 25 obtains the estimated value of the load applied to the knee joint by calculating the estimated value of the load applied to the knee joint using the acquired angular velocity of the user's knee joint and the regression equation. As another example, the control unit 25 may use a learning model that has learned the correlation between the angular velocity of the knee joint and the load applied to the knee joint as the correlation. The learning model may calculate and output a score indicating the estimated value of the load applied to the knee joint when information on the angular velocity of the knee joint is input. In this case, the control unit 25 inputs the information on the angular velocity of the user's knee joint that it has acquired into the learning model and obtains a score indicating the estimated value of the load applied to the knee joint calculated by the learning model.
[推定値の取得処理の他の例]
基準角速度は、接地期内の足首の角速度であってよい。以下、推定値の取得処理の他の例として、基準角速度が接地期内の足首の角速度である場合について説明する。
[Other examples of processes for obtaining estimated values]
The reference angular velocity may be the angular velocity of the ankle during the ground contact phase. Below, we will explain another example of the estimation process, specifically the case where the reference angular velocity is the angular velocity of the ankle during the ground contact phase.
制御部25は、少なくとも第3データに基づいて、ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つユーザの足首の角速度を取得する。制御部25は、接地期内の足首の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と、ユーザの接地期内の足首の角速度とに基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。制御部25は、相関関係に応じたユーザの足首の角速度を取得してよい。The control unit 25 estimates the timing of the user's foot landing and obtains the angular velocity of the user's ankle based on at least the third data. The control unit 25 obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on the correlation between the angular velocity of the ankle during the ground contact phase and the load applied to the knee joint, and the angular velocity of the user's ankle during the ground contact phase. The control unit 25 may obtain the angular velocity of the user's ankle according to the correlation.
一例として、制御部25は、接地期における足首の角速度の正又は負のピーク値と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を用いてよい。この場合、制御部25は、相関関係に応じたユーザの足首の角速度として、接地期におけるユーザの足首の角速度の正又は負のピーク値を取得する。例えば、制御部25は、上述したように、第1データ又は第2データに基づいて、着地タイミングを推定する。制御部25は、着地タイミングを推定すると、第3センサ機器10Cが検出した第3データに基づいて、着地タイミングから最初のユーザの膝関節の角速度の正又は負のピーク値を取得する。図10から分かるように、着地タイミングから最初の足首の角速度の正又は負のピーク値は、接地期における足首の角速度の正又は負のピーク値となる。ここで、図11に示すように、膝関節に加わる負荷が小さいユーザでは、接地期において足首の角速度の正及び負のピーク値が現れない場合がある。この場合、接地期において足首の角速度の正及び負のピーク値が取得できないことが予想される。そこで、制御部25は、足首の角速度の負のピーク値が採用される場合に、図11に示すような着地タイミングから第1時間T1c内に膝関節の角速度の正のピーク値を取得できない場合、着地タイミングから第5時間T5経過した時点のユーザの足首の角速度を第3データによって取得してよい。第1時間T1cは、接地期の長さの平均値等に基づいて、設定されてよい。第1時間T1cは、図8に示すような第1時間T1aと同じであってよいし、図8に示すような第1時間T1aとは異なってよい。第5時間T5は、着地タイミングから、足首の角速度において負のピーク値が現れるまでの時間の平均値等に基づいて、設定されてよい。また、制御部25は、足首の角速度の正のピーク値が採用される場合に、図11に示すような着地タイミングから第1時間T1c内に足首の角速度の正のピーク値を取得できない場合、着地タイミングから第6時間T6経過した時点のユーザの足首の角速度を第3データによって取得してよい。第6時間T6は、着地タイミングから、足首の角速度において正のピーク値が現れるまでの時間の平均値等に基づいて、設定されてよい。As an example, the control unit 25 may use the correlation between the positive or negative peak value of the ankle angular velocity during the ground contact phase and the load applied to the knee joint. In this case, the control unit 25 obtains the positive or negative peak value of the user's ankle angular velocity during the ground contact phase as the user's ankle angular velocity according to the correlation. For example, as described above, the control unit 25 estimates the landing timing based on the first or second data. Once the landing timing is estimated, the control unit 25 obtains the first positive or negative peak value of the user's knee joint angular velocity from the landing timing based on the third data detected by the third sensor device 10C. As can be seen from Figure 10, the first positive or negative peak value of the ankle angular velocity from the landing timing is the positive or negative peak value of the ankle angular velocity during the ground contact phase. Here, as shown in Figure 11, for users with a small load applied to the knee joint, the positive and negative peak values of the ankle angular velocity may not appear during the ground contact phase. In this case, it is expected that the positive and negative peak values of the ankle angular velocity cannot be obtained during the ground contact phase. Therefore, if the control unit 25 adopts a negative peak value of the ankle angular velocity and cannot obtain a positive peak value of the knee joint angular velocity within the first time T1c from the landing timing as shown in Figure 11, it may obtain the user's ankle angular velocity at the fifth time T5 elapsed from the landing timing using third data. The first time T1c may be set based on the average value of the length of the ground contact phase, etc. The first time T1c may be the same as the first time T1a as shown in Figure 8, or it may be different from the first time T1a as shown in Figure 8. The fifth time T5 may be set based on the average value of the time from the landing timing until a negative peak value appears in the ankle angular velocity, etc. Furthermore, if the control unit 25 is adopting a positive peak value for the ankle angular velocity, and it is not possible to obtain a positive peak value for the ankle angular velocity within the first time T1c from the landing timing as shown in Figure 11, it may obtain the user's ankle angular velocity at the sixth time T6 elapsed from the landing timing using third data. The sixth time T6 may be set based on the average value of the time from the landing timing until a positive peak value appears in the ankle angular velocity.
他の例として、制御部25は、着地タイミングにおける足首の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を用いてよい。この場合、制御部25は、相関関係に応じたユーザの足首の角速度として、着地タイミングにおけるユーザの足首の角速度を取得する。例えば、制御部25は、上述したように、第1データ又は第2データに基づいて、着地タイミングを推定する。制御部25は、着地タイミングを推定すると、第3センサ機器10Cが検出した第3データに基づいて、着地タイミングにおけるユーザの足首の角速度を取得する。As another example, the control unit 25 may use the correlation between the angular velocity of the ankle at the landing timing and the load applied to the knee joint. In this case, the control unit 25 obtains the user's ankle angular velocity at the landing timing as the user's ankle angular velocity according to the correlation. For example, as described above, the control unit 25 estimates the landing timing based on the first data or the second data. Once the landing timing is estimated, the control unit 25 obtains the user's ankle angular velocity at the landing timing based on the third data detected by the third sensor device 10C.
ここで、制御部25は、第3データに基づいて、着地タイミングを推定してよい。第3データが足首の動きを示すデータであることにより、第3データによって足部が地面に着地するタイミングである着地タイミングを推定することができる。足首の動きを示す第3データを用いることにより、着地タイミングを精度良く推定することができる。Here, the control unit 25 may estimate the landing timing based on the third data. Since the third data is data indicating the movement of the ankle, the landing timing, which is the timing when the foot touches the ground, can be estimated using the third data. By using the third data indicating the movement of the ankle, the landing timing can be estimated with high accuracy.
制御部25は、足首の角速度を取得すると、相関関係と、取得したユーザの足首の角速度とに基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。一例として、制御部25は、相関関係として、足首の角速度に対する膝関節に加わる負荷の分布から取得された回帰式を用いてよい。この場合、制御部25は、取得したユーザの足首の角速度と回帰式とによって膝関節に加わる負荷の推定値を算出することにより、当該推定値を取得する。他の例として、制御部25は、相関関係として、足首の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を学習した学習モデルを用いてよい。学習モデルは、足首の角速度の情報が入力されると、膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを算出して出力するものであってよい。この場合、制御部25は、取得したユーザの足首の角速度の情報を学習モデルに入力し、学習モデルが算出した膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを取得する。When the control unit 25 acquires the ankle angular velocity, it obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on the correlation and the acquired user's ankle angular velocity. As an example, the control unit 25 may use a regression equation obtained from the distribution of the load applied to the knee joint with respect to the ankle angular velocity as the correlation. In this case, the control unit 25 obtains the estimated value of the load applied to the knee joint by calculating the estimated value of the load applied to the knee joint using the acquired user's ankle angular velocity and the regression equation. As another example, the control unit 25 may use a learning model that has learned the correlation between the ankle angular velocity and the load applied to the knee joint as the correlation. The learning model may calculate and output a score indicating the estimated value of the load applied to the knee joint when ankle angular velocity information is input. In this case, the control unit 25 inputs the acquired user's ankle angular velocity information into the learning model and obtains a score indicating the estimated value of the load applied to the knee joint calculated by the learning model.
[報知処理]
制御部25は、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を示す情報を、報知部としての出力部23に報知させてよい。制御部25は、推定値を学習モデルから出力されるスコアとして取得した場合、スコアを示す情報を、報知部としての出力部23に報知させてよい。報知の一例として、制御部25は、出力部23に、膝関節に加わる負荷の推定値又はスコアを示す情報を出力させてよい。膝関節に加わる負荷の推定値又はスコアを示す情報が出力部23から出力されることにより、ユーザは、自身の膝関節に加わる負荷が大きいか否か等を把握することができる。
[Notification Processing]
The control unit 25 may have the output unit 23, which acts as a notification unit, provide information indicating an estimated value of the load applied to the user's knee joint. If the control unit 25 obtains the estimated value as a score output from the learning model, it may have the output unit 23, which acts as a notification unit, provide information indicating the score. As an example of notification, the control unit 25 may have the output unit 23 output information indicating an estimated value or score of the load applied to the knee joint. By outputting information indicating an estimated value or score of the load applied to the knee joint from the output unit 23, the user can understand whether or not the load applied to their knee joint is large.
報知の他の例として、制御部25は、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を示す情報又はスコアを示す情報を、音声として出力部23のスピーカに出力させてよい。膝関節に加わる負荷の推定値又はスコアを示す情報が音声として出力されることにより、ユーザの歩行を妨げる可能性が低減する。As another example of notification, the control unit 25 may output information indicating an estimated value or score of the load applied to the user's knee joint as audio to the speaker of the output unit 23. Outputting information indicating an estimated value or score of the load applied to the knee joint as audio reduces the possibility of interfering with the user's walking.
制御部25は、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値又はスコアを示す信号を、通信部21によって外部機器に送信してよい。例えばユーザがイヤホンを装着している場合、制御部25は、外部機器としてのイヤホンに、膝関節に加わる負荷の推定値又はスコアを示す信号を通信部21によって送信する。このような構成により、ユーザが装着しているイヤホンから、膝関節に加わる負荷の推定値又はスコアを示す情報が音声として出力される。関節に加わる負荷の推定値又はスコアを示す情報が音声としてイヤホンから出力させることにより、ユーザの歩行を妨げる可能性が低減する。The control unit 25 may transmit a signal indicating an estimated value or score of the load applied to the user's knee joint to an external device via the communication unit 21. For example, if the user is wearing earphones, the control unit 25 transmits a signal indicating an estimated value or score of the load applied to the knee joint to the earphones, which are external devices, via the communication unit 21. With this configuration, information indicating an estimated value or score of the load applied to the knee joint is output as audio from the earphones worn by the user. By outputting information indicating an estimated value or score of the load applied to the joint as audio from the earphones, the possibility of hindering the user's walking is reduced.
制御部25は、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を、例えば記憶部24に、予め設定された設定期間、蓄積させてよい。設定期間は、ユーザが歩行する頻度等に基づいて、設定されてよい。制御部25は、蓄積させた推定値が閾値を超えるか否かを判定してよい。制御部25は、蓄積させた推定値が閾値を超えると判定した場合、警告を示す情報を報知部としての出力部23に報知させてよい。報知の一例として、制御部25は、警告を示す情報を出力部23に出力させてよい。閾値は、膝関節に蓄積されることにより膝関節の病気を引き起こす可能性がある負荷の量に基づいて、設定されてよい。警告を示す情報が報知部としての出力部23によって報知されることにより、ユーザは、自身の膝関節に蓄積させた負荷がある程度大きいことを把握することができる。The control unit 25 may store an estimated value of the load applied to the user's knee joint in the storage unit 24 for a preset period, for example. The preset period may be set based on the frequency of the user's walking, etc. The control unit 25 may determine whether the stored estimated value exceeds a threshold. If the control unit 25 determines that the stored estimated value exceeds the threshold, it may have the output unit 23, which acts as a notification unit, send warning information. As an example of notification, the control unit 25 may output warning information to the output unit 23. The threshold may be set based on the amount of load that, when accumulated in the knee joint, could cause knee joint disease. By having the output unit 23, which acts as a notification unit, send warning information, the user can understand that the load accumulated in their knee joint is somewhat large.
制御部25は、蓄積させた推定値が閾値を超えると判定した場合、警告を示す信号を、通信部21によって外部機器に送信してよい。例えば、ユーザがイヤホンを装着している場合、制御部25は、外部機器としてのイヤホンに、警告を示す信号を通信部21によって送信する。このような構成により、ユーザが装着しているイヤホンから、警告を示す情報が音声として出力される。警告を示す情報が音声としてイヤホンから出力されることにより、ユーザの歩行を妨げる可能性が低減する。If the control unit 25 determines that the accumulated estimated value exceeds a threshold, it may transmit a warning signal to an external device via the communication unit 21. For example, if the user is wearing earphones, the control unit 25 transmits a warning signal to the earphones, which are considered an external device, via the communication unit 21. With this configuration, the warning information is output as audio from the earphones worn by the user. By outputting the warning information as audio from the earphones, the possibility of hindering the user's walking is reduced.
(システムの動作)
図13は、図1に示す電子機器20が実行する評価処理の動作を示すフローチャートである。この動作は、本実施形態に係る情報処理方法の一例に相当する。制御部25は、例えば、評価処理の実行を指示する入力を入力部22によって受け付けると、ステップS10の処理からの評価処理を開始する。以下、基準角速度は、接地期内の大腿部の角速度であるものとする。また、制御部25は、接地期内の大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を学習した学習モデルによって、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得するものとする。
(System operation)
Figure 13 is a flowchart showing the operation of the evaluation process performed by the electronic device 20 shown in Figure 1. This operation corresponds to an example of the information processing method according to this embodiment. When the control unit 25 receives an input from the input unit 22 instructing it to perform the evaluation process, for example, it starts the evaluation process from the process in step S10. Hereinafter, the reference angular velocity will be the angular velocity of the thigh during the ground contact phase. The control unit 25 will also obtain an estimated value of the load applied to the user's knee joint using a learning model that has learned the correlation between the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint.
制御部25は、評価処理の実行を指示する入力を、入力部22によって受け付ける(ステップS10)。この入力は、センサ機器10を装着したユーザによって入力部22から入力される。The control unit 25 receives an input from the input unit 22 instructing it to execute the evaluation process (step S10). This input is provided by the user wearing the sensor device 10 through the input unit 22.
制御部25は、データ検出の開始を指示する信号を、第1センサ機器10Aに通信部21によって送信する(ステップS11)。制御部25は、情報処理システム1が第1センサ機器10A及び第2センサ機器10Bを含む場合、データ検出の開始を指示する信号をブロードキャスト信号として、第1センサ機器10A及び第2センサ機器10Bに通信部21によって送信してよい。ステップS11の処理が実行された後、センサ機器10から電子機器20へ、センサ機器10が検出したデータが送信される。The control unit 25 transmits a signal to the first sensor device 10A via the communication unit 21 to instruct it to start data detection (step S11). If the information processing system 1 includes the first sensor device 10A and the second sensor device 10B, the control unit 25 may transmit the signal to instruct it to start data detection as a broadcast signal to the first sensor device 10A and the second sensor device 10B via the communication unit 21. After the processing in step S11 is executed, the data detected by the sensor device 10 is transmitted from the sensor device 10 to the electronic device 20.
制御部25は、センサ機器10から、センサ機器10が検出したデータを通信部21によって受信する(ステップS12)。The control unit 25 receives data detected by the sensor device 10 via the communication unit 21 (step S12).
制御部25は、ステップS12の処理で受信したデータに基づいて、ユーザの着地タイミングを推定する(ステップS13)。制御部25は、ユーザの接地期内の大腿部の角速度を取得する(ステップS14)。The control unit 25 estimates the user's landing timing based on the data received in step S12 (step S13). The control unit 25 obtains the angular velocity of the user's thigh during the ground contact period (step S14).
制御部25は、ステップS14で取得したユーザの大腿部の角速度を学習モデルに入力することにより、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを取得する(ステップS15)。ステップS15の処理では、制御部25は、スコアが示す推定値を記憶部24に蓄積させる。The control unit 25 inputs the angular velocity of the user's thigh, acquired in step S14, into the learning model to obtain a score indicating an estimated value of the load applied to the user's knee joint (step S15). In the process of step S15, the control unit 25 stores the estimated value indicated by the score in the storage unit 24.
制御部25は、ステップS15の処理で取得したスコアを示す情報を、報知部としての出力部23に報知させる(ステップS16)。The control unit 25 causes the output unit 23, which acts as a notification unit, to notify the output unit 23 of the information indicating the score obtained in the processing of step S15 (step S16).
制御部25は、蓄積させた推定値が閾値を超えるか否かを判定する(ステップS17)。制御部25は、蓄積させた推定値が閾値を超えると判定した場合(ステップS17:YES)、ステップS18の処理に進む。一方、制御部25は、蓄積させた推定値が閾値を超えると判定しない場合(ステップS17:NО)、評価処理を終了する。The control unit 25 determines whether the accumulated estimated value exceeds a threshold (step S17). If the control unit 25 determines that the accumulated estimated value exceeds the threshold (step S17: YES), it proceeds to the process in step S18. On the other hand, if the control unit 25 does not determine that the accumulated estimated value exceeds the threshold (step S17: NO), it terminates the evaluation process.
ステップS18の処理では、制御部25は、警告を示す情報を報知部としての出力部23に報知させる。ステップS18の処理を実行した後、制御部25は、評価処理を終了する。In step S18, the control unit 25 causes the output unit 23, which acts as a notification unit, to send warning information. After executing step S18, the control unit 25 terminates the evaluation process.
制御部25は、評価処理を終了した後、任意の時間間隔で、評価処理を再び実行してよい。この時間間隔は、一般的なユーザの歩行速度等に基づいて、設定されてよい。再び実行する評価処理では、制御部25は、ステップS11の処理から開始してよい。制御部25は、評価処理の終了を指示する入力を入力部22から受け付けるまで、評価処理を繰り返し実行してよい。この入力は、例えば、ユーザによって入力部22から入力される。ユーザは、例えば、歩行を終了すると、この入力を入力部22から入力する。The control unit 25 may execute the evaluation process again at any time interval after completing the evaluation process. This time interval may be set based on the walking speed of a typical user, etc. In the evaluation process executed again, the control unit 25 may start from the process of step S11. The control unit 25 may repeatedly execute the evaluation process until it receives an input from the input unit 22 indicating the end of the evaluation process. This input is, for example, provided by the user through the input unit 22. For example, the user provides this input through the input unit 22 when they have finished walking.
このように情報処理装置としての電子機器20では、制御部25は、少なくとも第1データに基づいて、ユーザの着地タイミングを推定し、且つユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。つまり、本実施形態では、ユーザの着地タイミング等を推定するためのデータを検出可能なセンサ機器10があれば、例えば床反力等を検出する荷重センサ等がなくても、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得することができる。したがって、本実施形態によれば、ユーザの関節に加わる負荷を簡便に評価する技術を提供することができる。In this electronic device 20, which functions as an information processing device, the control unit 25 estimates the user's landing timing and obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on at least the first data. In other words, in this embodiment, if there is a sensor device 10 capable of detecting data for estimating the user's landing timing, etc., an estimated value of the load applied to the user's knee joint can be obtained even without a load sensor that detects, for example, ground reaction force. Therefore, according to this embodiment, a technology for easily evaluating the load applied to the user's joints can be provided.
さらに、基準角速度は、接地期内の大腿部の角速度であってよい。つまり、制御部25は、接地期内の大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と、ユーザの接地期内の大腿部の角速度とに基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得してよい。この場合、制御部25は、第1センサ機器10Aが検出した第1データのみに基づいて、着地タイミングを推定してよい。制御部25は、第1センサ機器10Aが検出した第1データのみによって、ユーザの大腿部の角速度を取得してよい。このような構成により、第1センサ機器10Aが検出した第1データのみによって、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得することができる。つまり、ユーザは、第1センサ機器10Aの1つのみを装着すればよい。したがって、ユーザの利便性が向上する。Furthermore, the reference angular velocity may be the angular velocity of the thigh during the ground contact phase. In other words, the control unit 25 may obtain an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on the correlation between the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint, and the user's angular velocity of the thigh during the ground contact phase. In this case, the control unit 25 may estimate the landing timing based only on the first data detected by the first sensor device 10A. The control unit 25 may obtain the user's thigh angular velocity using only the first data detected by the first sensor device 10A. With this configuration, an estimated value of the load applied to the user's knee joint can be obtained using only the first data detected by the first sensor device 10A. In other words, the user only needs to wear one of the first sensor devices 10A. Therefore, user convenience is improved.
また、基準角速度は、接地期内の膝関節の角速度であってよい。つまり、制御部25は、接地期内の膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と、ユーザの接地期内の膝関節の角速度とに基づいて、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得してよい。図3を参照して上述したように、膝関節に加わる負荷は、膝関節の反力と、膝関節の角速度との積によって算出される。膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間には、例えば大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間よりも、強い相関関係が存在する。したがって、接地期内の膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係等を用いることにより、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値をより精度良く取得することができる。Furthermore, the reference angular velocity may be the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase. In other words, the control unit 25 may obtain an estimated value of the load applied to the user's knee joint based on the correlation between the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase and the load applied to the knee joint, and the user's angular velocity of the knee joint during the ground contact phase. As described above with reference to Figure 3, the load applied to the knee joint is calculated by the product of the knee joint reaction force and the knee joint angular velocity. There is a stronger correlation between the angular velocity of the knee joint and the load applied to the knee joint than, for example, between the angular velocity of the thigh and the load applied to the knee joint. Therefore, by using the correlation between the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase and the load applied to the knee joint, it is possible to obtain an estimated value of the load applied to the user's knee joint with greater accuracy.
ここで、近年、歩行は、手軽な運動として注目されている。ただし、歩行中のユーザには、前方又は付近の障害物に注意を向けることが求められる。歩行中のユーザに前方又は付近の障害物に注意を向けることが求められることにより、歩行中のユーザが自身の姿勢に注意を向けることができない場合がある。歩行中のユーザが自身の姿勢に注意を向けることができないと、ユーザは、自身が気付かないうちに、正しくない姿勢で歩行をしてしまう場合がある。ユーザが正しくない姿勢で歩行をしてしまうと、ユーザの膝関節に加わる負荷が過剰になってしまう場合がある。膝関節に加わる負荷が過剰な状態でユーザが歩行を続けてしまうと、ユーザの膝関節に、変形性膝関節症等の疾患を生じさせてしまう場合がある。In recent years, walking has gained attention as an easy form of exercise. However, users are required to pay attention to obstacles in front of or near them while walking. Because users are required to pay attention to obstacles in front of or near them while walking, they may not be able to pay attention to their own posture. If users are unable to pay attention to their own posture while walking, they may walk with an incorrect posture without realizing it. If a user walks with an incorrect posture, the load on the user's knee joint may become excessive. If a user continues to walk with an excessive load on their knee joint, it may cause diseases such as osteoarthritis of the knee in the user's knee joint.
本実施形態に係る電子機器20では、制御部25は、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値又はスコアを示す情報を出力部23等に出力させることができる。このような構成により、ユーザは、自身の膝関節に加わる負荷が大きいか否か等を把握することができる。ユーザが自身の膝関節に加わる負荷が大きいか否か等を把握することができるため、ユーザが膝関節に加わる負荷が過剰な状態で歩行を続けてしまう可能性が低減する。ユーザが膝関節に加わる負荷が過剰な状態で歩行を続けてしまう可能性が低減することにより、ユーザの膝関節に、変形性膝関節症等の疾患を生じさせてしまう可能性が低減する。In the electronic device 20 according to this embodiment, the control unit 25 can output information indicating an estimated value or score of the load applied to the user's knee joint to the output unit 23, etc. With this configuration, the user can understand whether or not the load applied to their knee joint is excessive. Because the user can understand whether or not the load applied to their knee joint is excessive, the possibility of the user continuing to walk with an excessive load on their knee joint is reduced. By reducing the possibility of the user continuing to walk with an excessive load on their knee joint, the possibility of the user developing diseases such as osteoarthritis of the knee is reduced.
(他のシステムの構成)
図14は、本開示の他の実施形態に係る情報処理システム101の構成を示す機能ブロック図である。
(Configuration of other systems)
Figure 14 is a functional block diagram showing the configuration of an information processing system 101 according to another embodiment of the present disclosure.
情報処理システム101は、センサ機器10と、電子機器20と、サーバ40とを含む。情報処理システム101では、サーバ40が、情報処理装置として機能し、ユーザの膝関節に加わる負荷を評価する。The information processing system 101 includes a sensor device 10, an electronic device 20, and a server 40. In the information processing system 101, the server 40 functions as an information processing device and evaluates the load applied to the user's knee joint.
電子機器20と、サーバ40とは、ネットワーク2を介して通信可能である。ネットワーク2は、移動体通信網及びインターネット等を含む任意のネットワークであってよい。The electronic device 20 and the server 40 can communicate with each other via the network 2. The network 2 may be any network, including mobile communication networks and the Internet.
電子機器20の制御部25は、情報処理システム1と同じ又は類似に、センサ機器10から、センサ機器10が検出したデータを通信部21によって受信する。情報処理システム101では、制御部25は、センサ機器10が検出したデータを、ネットワーク2を介してサーバ40に、通信部21によって送信する。The control unit 25 of the electronic device 20 receives data detected by the sensor device 10 from the sensor device 10 via the communication unit 21, in the same or similar manner as the information processing system 1. In the information processing system 101, the control unit 25 transmits the data detected by the sensor device 10 to the server 40 via the network 2 using the communication unit 21.
サーバ40は、例えば、クラウドコンピューティングシステム又はその他のコンピューティングシステムに属するサーバである。サーバ40は、通信部41と、記憶部42と、制御部43とを有する。Server 40 is, for example, a server belonging to a cloud computing system or other computing system. Server 40 has a communication unit 41, a storage unit 42, and a control unit 43.
通信部41は、ネットワーク2に接続可能な少なくとも1つの通信モジュールを含んで構成される。通信モジュールは、例えば、有線LAN(Local Area Network)又は無線LAN等の規格に対応した通信モジュールである。通信部41は、通信モジュールによって有線LAN又は無線LANを介して、ネットワーク2に接続される。The communication unit 41 is configured to include at least one communication module that can connect to the network 2. The communication module is, for example, a communication module compatible with standards such as wired LAN (Local Area Network) or wireless LAN. The communication unit 41 is connected to the network 2 via the communication module through the wired LAN or wireless LAN.
記憶部42は、少なくとも1つの半導体メモリ、少なくとも1つの磁気メモリ、少なくとも1つの光メモリ又はこれらのうちの少なくとも2種類の組み合わせを含んで構成される。半導体メモリは、例えば、RAM又はROM等である。RAMは、例えば、SRAM又はDRAM等である。ROMは、例えば、EEPROM等である。記憶部42は、主記憶装置、補助記憶装置又はキャッシュメモリとして機能してよい。記憶部42には、サーバ40の動作に用いられるデータと、サーバ40の動作によって得られたデータとが記憶される。例えば、記憶部42は、システムプログラム、アプリケーションプログラム及び組み込みソフトウェア等を記憶する。The storage unit 42 is configured to include at least one semiconductor memory, at least one magnetic memory, at least one optical memory, or at least two combinations thereof. The semiconductor memory is, for example, RAM or ROM. The RAM is, for example, SRAM or DRAM. The ROM is, for example, EEPROM. The storage unit 42 may function as a main memory, auxiliary memory, or cache memory. The storage unit 42 stores data used for the operation of the server 40 and data obtained through the operation of the server 40. For example, the storage unit 42 stores system programs, application programs, and embedded software.
制御部43は、少なくとも1つのプロセッサ、少なくとも1つの専用回路又はこれらの組み合わせを含んで構成される。プロセッサは、CPU若しくはGPU等の汎用プロセッサ又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、FPGA又はASIC等である。制御部43は、サーバ40の各部を制御しながら、サーバ40の動作に関わる処理を実行する。The control unit 43 is configured to include at least one processor, at least one dedicated circuit, or a combination thereof. The processor is a general-purpose processor such as a CPU or GPU, or a dedicated processor specialized for a specific process. The dedicated circuit is, for example, an FPGA or ASIC. The control unit 43 controls each part of the server 40 and executes processes related to the operation of the server 40.
制御部43は、ネットワーク2を介して電子機器20から、センサ機器10が検出したデータを通信部41によって受信する。制御部43は、電子機器20を介してセンサ機器10が検出したデータを受信することにより、センサ機器10が検出したデータを取得する。制御部43は、上述した電子機器20の制御部25による処理と同じ又は類似の処理を実行することにより、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。例えば、制御部43は、少なくとも第1データに基づいて、ユーザの着地タイミングを推定し、且つユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する。The control unit 43 receives data detected by the sensor device 10 from the electronic device 20 via the network 2 using the communication unit 41. The control unit 43 acquires the data detected by the sensor device 10 by receiving the data detected by the sensor device 10 via the electronic device 20. The control unit 43 acquires an estimated value of the load applied to the user's knee joint by performing the same or similar processing as the processing performed by the control unit 25 of the electronic device 20 described above. For example, the control unit 43 estimates the user's landing timing based on at least the first data and acquires an estimated value of the load applied to the user's knee joint.
制御部43は、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を示す信号を、ネットワーク2を介して電子機器20に通信部41によって送信する。制御部43は、推定値を学習モデルから出力されるスコアとして取得した場合、スコアを示す信号を、ネットワーク2を介して電子機器20に通信部41によって送信してよい。電子機器20では、制御部25は、ネットワーク2を介してサーバ40から、推定値を示す信号又はスコアを示す信号を通信部21によって受信する。制御部25は、推定値を示す情報又はスコアを示す情報を、報知部としての出力部23に報知させる。報知の一例として、制御部25は、推定値を示す情報又はスコアを示す情報を、出力部23に出力させる。The control unit 43 transmits a signal indicating an estimated value of the load applied to the user's knee joint to the electronic device 20 via the network 2 using the communication unit 41. If the control unit 43 obtains the estimated value as a score output from the learning model, it may transmit a signal indicating the score to the electronic device 20 via the network 2 using the communication unit 41. In the electronic device 20, the control unit 25 receives a signal indicating the estimated value or a signal indicating the score from the server 40 via the network 2 using the communication unit 21. The control unit 25 causes the output unit 23, which acts as a notification unit, to notify the information indicating the estimated value or the information indicating the score. As an example of notification, the control unit 25 causes the output unit 23 to output the information indicating the estimated value or the information indicating the score.
制御部43は、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を、例えば記憶部42に、上記設定期間、蓄積させてよい。制御部43は、蓄積させた推定値が上記閾値を超えると判定した場合、警告を示す信号を、ネットワーク2を介して電子機器20に、通信部41によって送信してよい。電子機器20では、制御部25は、ネットワーク2を介してサーバ40から、警告を示す信号を通信部21によって受信する。制御部25は、警告を示す情報を、報知部としての出力部23に報知させる。報知の一例として、制御部25は、警告を示す情報を出力部23に出力させる。The control unit 43 may store an estimated value of the load applied to the user's knee joint in, for example, the storage unit 42 for the set period. If the control unit 43 determines that the stored estimated value exceeds the threshold, it may send a warning signal to the electronic device 20 via the network 2 using the communication unit 41. In the electronic device 20, the control unit 25 receives the warning signal from the server 40 via the network 2 using the communication unit 21. The control unit 25 causes the output unit 23, which acts as a notification unit, to notify the warning information. As an example of notification, the control unit 25 causes the output unit 23 to output the warning information.
(他のシステムの動作)
図15及び図16は、図14に示す情報処理システム101が実行する評価処理の動作を示すシーケンス図である。この動作は、本実施形態に係る情報処理方法の一例に相当する。電子機器20が歩行評価の実行を指示する入力を受け付けると、情報処理システム101は、図15に示すようなステップS20の処理から評価処理を開始する。以下、基準角速度は、接地期内の大腿部の角速度であるものとする。また、制御部43は、接地期内の大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係を学習した学習モデルによって、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得するものとする。
(Operation of other systems)
Figures 15 and 16 are sequence diagrams showing the operation of the evaluation process performed by the information processing system 101 shown in Figure 14. This operation corresponds to an example of the information processing method according to this embodiment. When the electronic device 20 receives an input instructing the execution of a gait evaluation, the information processing system 101 starts the evaluation process from step S20 as shown in Figure 15. Hereinafter, the reference angular velocity will be the angular velocity of the thigh during the ground contact phase. The control unit 43 will acquire an estimated value of the load applied to the user's knee joint using a learning model that has learned the correlation between the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint.
電子機器20では、制御部25は、評価処理の実行を指示する入力を、入力部22によって受け付ける(ステップS20)。制御部25は、データ検出の開始を指示する信号を、センサ機器10に通信部21によって送信する(ステップS21)。制御部25は、情報処理システム101が第1センサ機器10A及び第2センサ機器10Bを含む場合、データ検出の開始を指示する信号をブロードキャスト信号として、第1センサ機器10A及び第2センサ機器10Bに通信部21によって送信してよい。In the electronic device 20, the control unit 25 receives an input instructing the execution of the evaluation process via the input unit 22 (step S20). The control unit 25 transmits a signal instructing the start of data detection to the sensor device 10 via the communication unit 21 (step S21). If the information processing system 101 includes a first sensor device 10A and a second sensor device 10B, the control unit 25 may transmit the signal instructing the start of data detection as a broadcast signal to the first sensor device 10A and the second sensor device 10B via the communication unit 21.
センサ機器10では、制御部14は、データ検出の開始を指示する信号を、電子機器20から通信部11によって受信する(ステップS22)。制御部14は、この信号を受信すると、データ検出を開始する。制御部14は、センサ部12からセンサ部12が検出したデータを取得し、取得したデータを電子機器20に通信部11によって送信する(ステップS23)。In the sensor device 10, the control unit 14 receives a signal from the electronic device 20 via the communication unit 11 to instruct the start of data detection (step S22). Upon receiving this signal, the control unit 14 starts data detection. The control unit 14 acquires the data detected by the sensor unit 12 from the sensor unit 12 and transmits the acquired data to the electronic device 20 via the communication unit 11 (step S23).
電子機器20では、制御部25は、センサ機器10からデータを通信部21によって受信する(ステップS24)。制御部25は、センサ機器10が検出したデータを、ネットワーク2を介してサーバ40に、通信部21によって送信する(ステップS25)。In the electronic device 20, the control unit 25 receives data from the sensor device 10 via the communication unit 21 (step S24). The control unit 25 transmits the data detected by the sensor device 10 to the server 40 via the network 2 using the communication unit 21 (step S25).
サーバ40では、制御部43は、ネットワーク2を介して電子機器20から、センサ機器10が検出したデータを通信部41によって受信する(ステップS26)。制御部43は、ステップS26の処理で受信したデータに基づいて、ユーザの着地タイミングを推定する(ステップS27)。制御部43は、ステップS26の処理で受信したデータに基づいて、ユーザの接地期内の大腿部の角速度を取得する(ステップS28)。制御部43は、ステップS28の処理で取得したユーザの大腿部の角速度を学習モデルに入力することにより、ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を示すスコアを取得する(ステップS29)。ステップS29の処理では、制御部43は、スコアが示す推定値を記憶部42に蓄積させる。制御部43は、ネットワーク2を介して電子機器20に、スコアを示す信号を、通信部41によって送信する(ステップS30)。In the server 40, the control unit 43 receives data detected by the sensor device 10 from the electronic device 20 via the network 2 using the communication unit 41 (step S26). Based on the data received in step S26, the control unit 43 estimates the user's landing timing (step S27). Based on the data received in step S26, the control unit 43 obtains the angular velocity of the user's thigh during the ground contact period (step S28). By inputting the angular velocity of the user's thigh obtained in step S28 into a learning model, the control unit 43 obtains a score indicating an estimated value of the load applied to the user's knee joint (step S29). In step S29, the control unit 43 stores the estimated value indicated by the score in the storage unit 42. The control unit 43 transmits a signal indicating the score to the electronic device 20 via the network 2 using the communication unit 41 (step S30).
情報処理システム101は、ステップS30の処理を実行した後、図16に示すようなステップS31の処理に進む。After executing the process in step S30, the information processing system 101 proceeds to the process in step S31, as shown in Figure 16.
電子機器20では、制御部25は、ネットワーク2を介してサーバ40から、スコアを示す信号を通信部21によって受信する(ステップS31)。制御部25は、スコアを示す情報を、報知部としての出力部23に報知させる(ステップS32)。In the electronic device 20, the control unit 25 receives a signal indicating the score from the server 40 via the network 2 using the communication unit 21 (step S31). The control unit 25 then broadcasts the score information to the output unit 23, which acts as a notification unit (step S32).
サーバ40では、制御部43は、蓄積させた推定値が閾値を超えるか否かを判定する(ステップS33)。制御部43は、蓄積させた推定値が閾値を超えると判定した場合(ステップS33:YES)、警告を示す信号を、ネットワーク2を介して電子機器20に、通信部41によって送信する(ステップS34)。ステップS34の処理の実行後、情報処理システム101は、ステップS35の処理に進む。一方、制御部43が蓄積させた推定値が閾値を超えると判定しない場合(ステップS33:NО)、情報処理システム101は、評価処理を終了する。In the server 40, the control unit 43 determines whether the accumulated estimated value exceeds a threshold (step S33). If the control unit 43 determines that the accumulated estimated value exceeds the threshold (step S33: YES), it transmits a warning signal to the electronic device 20 via the network 2 using the communication unit 41 (step S34). After the execution of step S34, the information processing system 101 proceeds to step S35. On the other hand, if the control unit 43 does not determine that the accumulated estimated value exceeds the threshold (step S33: NO), the information processing system 101 terminates the evaluation process.
ステップS35の処理では、電子機器20の制御部25は、ネットワーク2を介してサーバ40から、警告を示す信号を通信部21によって受信する(ステップS35)。制御部25は、警告を示す情報を、報知部としての出力部23に報知させる(ステップS36)。ステップS36の処理を実行した後、情報処理システム101、評価処理を終了する。In step S35, the control unit 25 of the electronic device 20 receives a warning signal from the server 40 via the network 2 using the communication unit 21 (step S35). The control unit 25 then broadcasts the warning information to the output unit 23, which acts as a notification unit (step S36). After executing the process in step S36, the information processing system 101 terminates the evaluation process.
情報処理システム101は、評価処理を終了した後、上述したような任意の時間間隔で、評価処理を再び実行してよい。再び実行する評価処理では、情報処理システム101は、ステップS23の処理から開始してよい。情報処理システム101は、電子機器20が評価処理の終了を指示する入力を入力部22から受け付けるまで、評価処理を繰り返し実行してよい。The information processing system 101 may execute the evaluation process again at any time interval as described above after completing the evaluation process. In the evaluation process executed again, the information processing system 101 may start from the process in step S23. The information processing system 101 may repeatedly execute the evaluation process until it receives an input from the input unit 22 indicating that the electronic device 20 has finished the evaluation process.
情報処理システム101は、情報処理システム1と同じ又は類の効果を奏することができる。Information processing system 101 can achieve the same or similar effects as information processing system 1.
本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は改変を行うことが可能であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。While embodiments relating to this disclosure have been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can make various modifications or alterations based on this disclosure. Therefore, it should be noted that these modifications or alterations are within the scope of this disclosure. For example, the functions included in each component can be rearranged in a logically consistent manner, and multiple components can be combined into one or separated.
例えば、センサ機器10の通信部11は、図14に示すようなネットワーク2に接続可能な少なくとも1つの通信モジュールをさらに含んで構成されてよい。通信モジュールは、例えば、LTE、4G又は5G等の移動体通信規格に対応した通信モジュールである。この場合、図14に示すような情報処理システム101では、センサ機器10の制御部15は、ネットワーク2を介してサーバ40に、センサ機器10が検出したデータを通信部11によって送信してよい。For example, the communication unit 11 of the sensor device 10 may further include at least one communication module that can be connected to a network 2 as shown in Figure 14. The communication module is, for example, a communication module compatible with a mobile communication standard such as LTE, 4G, or 5G. In this case, in the information processing system 101 as shown in Figure 14, the control unit 15 of the sensor device 10 may transmit the data detected by the sensor device 10 to the server 40 via the network 2 using the communication unit 11.
例えば、汎用のコンピュータを、本実施形態に係る電子機器20として機能させる実施形態も可能である。具体的には、本実施形態に係る電子機器20の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、汎用のコンピュータのメモリに格納し、プロセッサによって当該プログラムを読み出して実行させる。したがって、本実施形態に係る構成は、プロセッサが実行可能なプログラム又は当該プログラムを記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体としても実現可能である。For example, it is also possible to use a general-purpose computer as the electronic device 20 according to this embodiment. Specifically, a program describing the processing content that realizes each function of the electronic device 20 according to this embodiment is stored in the memory of the general-purpose computer, and the processor reads and executes the program. Therefore, the configuration according to this embodiment can also be realized as a program that can be executed by a processor or as a non-temporary computer-readable medium that stores said program.
本開示において「第1」及び「第2」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第1」及び「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1センサ機器は、第2センサ機器と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も、当該構成は、区別される。識別子は、削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第1」及び「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈及び小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。In this disclosure, the designations "First," "Second," etc., are identifiers used to distinguish the configurations. Configurations distinguished by the designations "First," "Second," etc., in this disclosure may have their numbers swapped. For example, the first sensor device may have its identifiers "First" and "Second" swapped with those of the second sensor device. The identifier swapping occurs simultaneously. Even after the identifier swapping, the configurations remain distinguishable. Identifiers may be deleted. Configurations from which identifiers have been deleted are distinguished by codes. The designations "First," "Second," etc., in this disclosure should not be used solely as a basis for interpreting the order of the configurations or for determining the existence of smaller numbered identifiers.
1,101 情報処理システム
2 ネットワーク
10 センサ機器
10A 第1センサ機器
10B 第2センサ機器
10C 第3センサ機器
11 通信部
12 センサ部
13 記憶部
14 制御部
20 電子機器
21 通信部
22 入力部
23 出力部
24 記憶部
25 制御部
30 足
31 足部
32 脛部
33 膝関節
34 大腿部
40 サーバ
41 通信部
42 記憶部
43 制御部
1,101 Information Processing System 2 Network 10 Sensor Equipment 10A First Sensor Equipment 10B Second Sensor Equipment 10C Third Sensor Equipment 11 Communication Unit 12 Sensor Unit 13 Memory Unit 14 Control Unit 20 Electronic Equipment 21 Communication Unit 22 Input Unit 23 Output Unit 24 Memory Unit 25 Control Unit 30 Foot 31 Foot Section 32 Shin Section 33 Knee Joint 34 Thigh Section 40 Server 41 Communication Unit 42 Memory Unit 43 Control Unit
Claims (14)
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つ前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する、制御部を備え、
前記制御部は、
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの基準角速度を取得し、前記基準角速度は、足部の少なくとも一部が地面に接地している接地期内の大腿部の角速度又は膝関節の角速度であり、
前記基準角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と前記ユーザの基準角速度とに基づいて算出された前記推定値を取得し、
前記相関関係として、前記相関関係を学習した学習モデルを用いる、情報処理装置。 First data regarding the movement of the user's thigh is acquired from the first sensor device.
The system includes a control unit that estimates the timing of the user's foot landing based on at least the first data, and obtains an estimated value of the load applied to the user's knee joint ,
The control unit,
Based on at least the first data, the user's reference angular velocity is obtained, and the reference angular velocity is the angular velocity of the thigh or the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase when at least a portion of the foot is in contact with the ground.
The estimated value is obtained based on the correlation between the reference angular velocity and the load applied to the knee joint and the user's reference angular velocity .
An information processing device that uses a learning model that has learned the aforementioned correlation .
第2センサ機器から前記ユーザの足部の動きに関する第2データを取得し、
前記第2データに基づいて、前記ユーザの着地タイミングを推定する、請求項1に記載の情報処理装置。 The control unit,
Second data regarding the movement of the user's foot is acquired from the second sensor device.
The information processing device according to claim 1 , which estimates the user's landing timing based on the second data.
前記相関関係は、前記接地期内の大腿部の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係であり、
前記制御部は、
前記第1データのみによって、前記ユーザの前記接地期内の大腿部の角速度を取得する、請求項2に記載の情報処理装置。 The aforementioned reference angular velocity is the angular velocity of the thigh during the ground contact period.
The aforementioned correlation is the correlation between the angular velocity of the thigh during the ground contact phase and the load applied to the knee joint.
The control unit,
The information processing device according to claim 2 , which obtains the angular velocity of the user's thigh during the ground contact period using only the first data.
前記相関関係は、前記接地期内の膝関節の角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係であり、
前記制御部は、
前記第1データと、第2センサ機器が検出したユーザの足部の動きを示す第2データとによって、前記ユーザの前記接地期内の膝関節の角速度を推定して取得する、請求項2に記載の情報処理装置。 The aforementioned reference angular velocity is the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase.
The aforementioned correlation is the correlation between the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase and the load applied to the knee joint.
The control unit,
The information processing device according to claim 2, which estimates and obtains the angular velocity of the user's knee joint during the ground contact period based on the first data and the second data indicating the movement of the user's foot detected by the second sensor device.
少なくとも前記第3データに基づいて、前記ユーザの基準角速度を取得し、前記基準角速度は、足部の少なくとも一部が地面に接地している接地期内の足首の角速度であり、
前記基準角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と前記ユーザの基準角速度とに基づいて算出された前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得する、制御部を備え、
前記制御部は、前記相関関係として、前記相関関係を学習した学習モデルを用いる、情報処理装置。 Third data regarding the user's ankle movement is acquired from the third sensor device.
Based on at least the third data, the user's reference angular velocity is obtained, and the reference angular velocity is the angular velocity of the ankle during the ground contact phase when at least a portion of the foot is in contact with the ground.
The system includes a control unit that acquires an estimated value of the load applied to the user's knee joint, calculated based on the correlation between the reference angular velocity and the load applied to the knee joint and the user's reference angular velocity .
The control unit is an information processing device that uses a learning model that has learned the correlation as the correlation .
前記制御部は、前記推定値を示す情報を前記報知部に報知させる、請求項1から6までの何れか一項に記載の情報処理装置。 Furthermore, with the addition of a news department,
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the control unit causes the notification unit to report information indicating the estimated value.
前記制御部は、蓄積させた前記推定値が閾値を超える場合、警告を示す情報を前記報知部に報知させる、請求項1から6までの何れか一項に記載の情報処理装置。 Furthermore, with the addition of a news department,
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the control unit causes the notification unit to notify information indicating a warning when the accumulated estimated value exceeds a threshold.
前記制御部は、前記推定値を示す信号を前記通信部によって外部機器に送信する、請求項1から6までの何れか一項に記載の情報処理装置。 With an additional communications unit,
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the control unit transmits a signal indicating the estimated value to an external device via the communication unit.
前記制御部は、蓄積させた前記推定値が閾値を超える場合、警告を示す信号を前記通信部によって外部機器に送信する、請求項1から6までの何れか一項に記載の情報処理装置。 With an additional communications unit,
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the control unit transmits a warning signal to an external device via the communication unit when the accumulated estimated value exceeds a threshold.
前記第1センサ機器からユーザの大腿部の動きに関する第1データを取得する情報処理装置と、を含み、
前記情報処理装置は、
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つ前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得し、
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの基準角速度を取得し、前記基準角速度は、足部の少なくとも一部が地面に接地している接地期内の大腿部の角速度又は膝関節の角速度であり、
前記基準角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と前記ユーザの基準角速度とに基づいて算出された前記推定値を取得し、
前記相関関係として、前記相関関係を学習した学習モデルを用いる、情報処理システム。 First COM device and
The system includes an information processing device that acquires first data relating to the movement of the user's thigh from the first sensor device,
The aforementioned information processing device is
Based at least the first data, the timing of the user's foot landing is estimated, and an estimated value of the load applied to the user's knee joint is obtained .
Based on at least the first data, the user's reference angular velocity is obtained, and the reference angular velocity is the angular velocity of the thigh or the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase when at least a portion of the foot is in contact with the ground.
The estimated value is obtained based on the correlation between the reference angular velocity and the load applied to the knee joint and the user's reference angular velocity .
An information processing system that uses a learning model that has learned the aforementioned correlation .
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つ前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得することと、
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの基準角速度を取得することであって、前記基準角速度は、足部の少なくとも一部が地面に接地している接地期内の大腿部の角速度又は膝関節の角速度である、ことと、
前記基準角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と前記ユーザの基準角速度とに基づいて算出された前記推定値を取得することと、
前記相関関係として、前記相関関係を学習した学習モデルを用いることと、を含む、情報処理方法。 To acquire first data regarding the movement of the user's thigh from the first sensor device,
Based at least the first data, the timing of the user's foot landing is estimated, and an estimated value of the load applied to the user's knee joint is obtained.
The method involves obtaining the user's reference angular velocity based on at least the first data, wherein the reference angular velocity is the angular velocity of the thigh or the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase when at least a portion of the foot is in contact with the ground.
Obtaining the estimated value calculated based on the correlation between the reference angular velocity and the load applied to the knee joint and the user's reference angular velocity,
An information processing method comprising using a learning model that has learned the correlation as the correlation .
第1センサ機器からユーザの大腿部の動きに関する第1データを取得することと、
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの足部の着地タイミングを推定し、且つ前記ユーザの膝関節に加わる負荷の推定値を取得することと、
少なくとも前記第1データに基づいて、前記ユーザの基準角速度を取得することであって、前記基準角速度は、足部の少なくとも一部が地面に接地している接地期内の大腿部の角速度又は膝関節の角速度である、ことと、
前記基準角速度と膝関節に加わる負荷との間の相関関係と前記ユーザの基準角速度とに基づいて算出された前記推定値を取得することと、
前記相関関係として、前記相関関係を学習した学習モデルを用いることと、を実行させるプログラム。 On the computer,
To acquire first data regarding the movement of the user's thigh from the first sensor device,
Based at least the first data, the timing of the user's foot landing is estimated, and an estimated value of the load applied to the user's knee joint is obtained.
The method involves obtaining the user's reference angular velocity based on at least the first data, wherein the reference angular velocity is the angular velocity of the thigh or the angular velocity of the knee joint during the ground contact phase when at least a portion of the foot is in contact with the ground.
Obtaining the estimated value calculated based on the correlation between the reference angular velocity and the load applied to the knee joint and the user's reference angular velocity,
The aforementioned correlation is defined as a program that uses a learning model that has learned the aforementioned correlation .
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