JP7849025B2 - A rehabilitation system that uses physical movement to control a robot. - Google Patents
A rehabilitation system that uses physical movement to control a robot.Info
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Description
本発明は、肢体不自由者のリハビリテーションに用いられる、ロボットを利用したリハビリテーション支援システムに関する。 This invention relates to a robot-based rehabilitation support system used in the rehabilitation of individuals with physical disabilities.
近年、病院や老人福祉施設等では、患者や高齢者のリハビリテーションを支援するため、人型ロボットの導入が行われている。 In recent years, hospitals and elderly care facilities have been introducing humanoid robots to support the rehabilitation of patients and the elderly.
このような技術として、例えば、特許文献1に示されるような人型ロボットが開発されている。特許文献1に示される人型ロボットは、鉛直方向に対し胴体の左右方向の軸の周りに所定の鋭角だけ傾いている肩ヨー軸を有することにより、ロボットの正面から見たユーザに対し、肩ヨー軸の回転で肩の上下運動を表現することができる。 As an example of such technology, a humanoid robot like the one shown in Patent Document 1 has been developed. The humanoid robot shown in Patent Document 1 has a shoulder yaw axis that is inclined at a predetermined acute angle around the left-right axis of the torso relative to the vertical direction. Therefore, from the perspective of a user viewing the robot from the front, the rotation of the shoulder yaw axis can represent the up-and-down movement of the shoulder.
特許文献1に示される人型ロボットは、人間の動きに近い動作を表現できるため、人型ロボットが体操を実演し患者や高齢者がその体操を真似ることによるリハビリテーションにおいて、インストラクターとしての活用ができる点で有効である。しかしながら、関節可動域が制限されている肢体不自由者は、人型ロボットの動作に合わせて身体を動かすことが難しいことから、人型ロボットをインストラクターとしたリハビリテーションを行う意欲を持てない場合が多いという問題があった。 The humanoid robot described in Patent Document 1 is effective because it can express movements similar to those of a human, and can be used as an instructor in rehabilitation where the humanoid robot demonstrates exercises and patients or the elderly imitate them. However, there is a problem in that people with physical disabilities whose range of motion is limited often have difficulty moving their bodies in accordance with the movements of the humanoid robot, and therefore often lack the motivation to participate in rehabilitation with the humanoid robot as an instructor.
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、身体を動かしてロボットを制御することにより、楽しく意欲的にリハビリテーションを行うことができるリハビリテーションシステムを提供することを目的とする。 This invention addresses these problems and aims to provide a rehabilitation system that allows users to perform rehabilitation in a fun and engaging way by controlling a robot through physical movement.
前記課題を解決するために、本発明のリハビリテーションシステムは、
多関節ロボットと、
使用者の部位の動作量を測定するモーションキャプチャと、
前記動作量を入力して、前記多関節ロボットに移動信号を送信する制御装置とを備え、
前記制御装置は、測定された前記動作量に対応する前記多関節ロボットの移動量を前記使用者に応じて算出し前記移動信号として送信できることを
特徴としている。
この特徴によれば、多関節ロボットの移動量を肢体不自由者の関節可動域以上の移動量に変更することにより、肢体不自由者が自分ではできない身体の動作を多関節ロボットに実演させることができるため、肢体不自由者が楽しく意欲的にリハビリテーションに取り組むことができる。
To solve the aforementioned problems, the rehabilitation system of the present invention is:
Articulated robots and
Motion capture that measures the amount of movement of the user's body parts,
The system includes a control device that receives the aforementioned amount of movement and transmits a movement signal to the articulated robot,
The control device is characterized by its ability to calculate the amount of movement of the articulated robot corresponding to the measured amount of movement, according to the user, and transmit it as a movement signal.
This feature allows for the movement of a multi-joint robot to exceed the range of motion of a person with a physical disability, enabling the robot to perform physical movements that the person with a physical disability cannot perform on their own. This allows the person with a physical disability to engage in rehabilitation in a fun and enthusiastic way.
前記制御装置は、動作量を、健常者と同等の関節可動域に増幅により変更した前記移動量を前記移動信号とすることを特徴としている。
この特徴によれば、多関節ロボットの移動量を健常者と同等の移動量に変更することにより、肢体不自由者が健常者と同じ動作を多関節ロボットに実演させることができる。例えば、肢体不自由者と健常者とがそれぞれの多関節ロボットを対戦させることによるリハビリテーションを行うことができる。
The control device is characterized in that the amount of movement is amplified to the same range of motion as that of a healthy person, and this amount of movement is used as the movement signal.
This feature allows individuals with physical disabilities to perform the same movements as able-bodied individuals by adjusting the range of motion of a multi-joint robot to match that of an able-bodied person. For example, rehabilitation can be conducted by having individuals with physical disabilities and able-bodied individuals compete against each other using their respective multi-joint robots.
前記制御装置は、算出された前記多関節ロボットの前記移動量を、前記使用者の関節可動域に応じて複数段階に変更した内の1つを前記移動信号とすることを特徴としている。
この特徴によれば、多関節ロボットの移動量を段階的に設定できるため、肢体不自由者の関節可動域のステップアップを目的としたリハビリテーションを行うことができる。
The control device is characterized in that it uses one of several steps obtained by changing the calculated amount of movement of the articulated robot according to the user's range of motion as the movement signal.
This feature allows for step-by-step adjustment of the movement range of the multi-joint robot, enabling rehabilitation aimed at gradually increasing the range of motion of the joints of people with physical disabilities.
前記制御装置は、使用者ごとの部位の関節可動域に応じて前記多関節ロボットの移動量を算出し、この移動量を記憶することを特徴としている。
この特徴によれば、複数の使用者それぞれに対応した多関節ロボットの移動量を設定できるため、複数の使用者間で一の多関節ロボットを共用することができる。また、同じ使用者が都度初期設定を行う必要がなくなる。
The control device is characterized by calculating the amount of movement of the articulated robot according to the range of motion of the joints of each user's body part, and storing this amount of movement.
This feature allows for setting the movement range of the articulated robot to suit each individual user, enabling multiple users to share a single articulated robot. Furthermore, it eliminates the need for the same user to perform initial setup each time.
前記制御装置は、使用者の一の部位の動作量から該使用者の他の動作量を予測し、前記一の部位の動作量に対応する前記多関節ロボットの複数の部位の移動量を算出し、前記移動信号として送信できることを特徴としている。
この特徴によれば、使用者の特定の部位の関節を動かせないことにより特定の部位の動作量から移動量を算出できなくても、別の部位の関節の動作量から特定の部位の関節の移動量を算出することができるため、多関節ロボットの複数の関節を動かし健常者に近い動作を実現できる。
The control device is characterized by its ability to predict the amount of movement of other parts of the user from the amount of movement of one part of the user, calculate the amount of movement of multiple parts of the articulated robot corresponding to the amount of movement of the one part, and transmit it as a movement signal.
This feature allows for the calculation of movement from a specific joint in a user's body, even if that joint cannot be moved. It also allows for the calculation of movement from a specific joint in a specific body using the movement of a joint in another body part. This enables the movement of multiple joints in a multi-joint robot to mimic the movements of a healthy human.
本発明に係る身体を動かしてロボットを制御するリハビリテーションシステム(以下、リハビリテーションシステムと表記する。)を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。 The following describes, based on examples, a configuration for implementing the rehabilitation system (hereinafter referred to as the "rehabilitation system") that controls a robot by moving the body according to the present invention.
実施例1に係るリハビリテーションシステムにつき、図1から図7を参照して説明する。以下、図1の正面から見て左側を使用者および多関節ロボットの右側として説明する。 The rehabilitation system according to Example 1 will be described with reference to Figures 1 to 7. Hereafter, the left side of Figure 1, as viewed from the front, will be considered the user and the right side of the articulated robot.
本発明のリハビリテーションシステムは、肢体不自由者のリハビリテーションに適用され、モーションキャプチャで測定した肢体不自由者の動作量から多関節ロボットの移動量を算出し、移動量を移動信号として多関節ロボットに送信することで、肢体不自由者ができない身体の動作を多関節ロボットに実演させるものである。 The rehabilitation system of the present invention is applied to the rehabilitation of people with physical disabilities. It calculates the movement amount of a multi-joint robot from the movement amount of the person with a physical disability measured by motion capture, and transmits this movement amount as a movement signal to the multi-joint robot, thereby allowing the multi-joint robot to perform physical movements that the person with a physical disability is unable to perform.
図1に示されるように、リハビリテーションシステム1は、使用者20の動きを測定するモーションキャプチャ30と、使用者20の動きに応じて多関節ロボット60を制御する制御装置40と、表示装置50と、多関節ロボット60と、から主に構成されている。モーションキャプチャ30、表示装置50、多関節ロボット60は、有線または無線の回線を介して制御装置40に接続されている。 As shown in Figure 1, the rehabilitation system 1 mainly consists of a motion capture device 30 that measures the movements of the user 20, a control device 40 that controls the articulated robot 60 according to the movements of the user 20, a display device 50, and the articulated robot 60. The motion capture device 30, the display device 50, and the articulated robot 60 are connected to the control device 40 via a wired or wireless connection.
図1に示されるように、モーションキャプチャ30はマーカレス式のものであり、使用者20の動作を検出するカメラ31と、カメラ31からの出力信号に基づいて使用者20の動作量を算出する処理装置32とから構成される。ここで、動作量とは、使用者20の各部位の三次元座標、回転位相から算出した各関節の屈曲角度、捩じり角度、三次元位置である。 As shown in Figure 1, the motion capture system 30 is markerless and consists of a camera 31 that detects the user's movements 20 and a processing unit 32 that calculates the amount of user 20's movements based on the output signal from the camera 31. Here, the amount of movement refers to the flexion angle, twisting angle, and three-dimensional position of each joint, calculated from the three-dimensional coordinates and rotational phase of each part of the user's body 20.
図1に示されるように、制御装置40は汎用のパーソナルコンピュータである。図2に示されるように、制御装置40は、動作量記憶部401と、関節データ記憶部402と、修正係数演算部403と、修正係数記憶部404と、移動量演算部405と、移動量記憶部406と、通信部407と、から構成されている。これらの各構成部は、制御装置40が備えるハードウェアやソフトウェア等によって構成されている。 As shown in Figure 1, the control device 40 is a general-purpose personal computer. As shown in Figure 2, the control device 40 consists of a motion amount storage unit 401, a joint data storage unit 402, a correction coefficient calculation unit 403, a correction coefficient storage unit 404, a movement amount calculation unit 405, a movement amount storage unit 406, and a communication unit 407. Each of these components is comprised of the hardware and software provided by the control device 40.
動作量記憶部401は、モーションキャプチャ30を構成する処理装置32から入力された使用者20の各関節の動作量を記憶する。 The motion data storage unit 401 stores the motion data for each joint of the user 20, which is input from the processing unit 32 that constitutes the motion capture 30.
関節データ記憶部402は、健常者の各関節の関節可動域や、多関節ロボット60の各関節の関節可動域やリンク長等を記憶する。関節可動域とは、ある関節において動かすことのできる角度範囲をいい、(最大関節角度-最小関節角度)により算出される。例えば、肘関節を屈曲する場合、掌を上に向けて前腕・上腕を水平に伸ばした状態の水平軸と前腕との間の角度が最小関節角度であり、前腕を最大限屈曲させた状態の水平軸と前腕との間の角度が最大関節角度となる。以下、肘関節を屈曲したときの関節可動域を、肘関節の屈曲角度の関節可動域という。一般的に肘関節の屈曲角度の関節可動域は、健常者で145°である。 The joint data storage unit 402 stores the range of motion of each joint in a healthy person, as well as the range of motion and link length of each joint in the multi-joint robot 60. The range of motion refers to the range of angles that a joint can move, and is calculated as (maximum joint angle - minimum joint angle). For example, when flexing the elbow joint, the minimum joint angle is the angle between the horizontal axis and the forearm when the palm is facing upwards and the forearm and upper arm are extended horizontally, and the maximum joint angle is the angle between the horizontal axis and the forearm when the forearm is flexed to its maximum extent. Hereinafter, the range of motion when the elbow joint is flexed will be referred to as the range of motion of the elbow joint flexion angle. Generally, the range of motion of the elbow joint flexion angle in a healthy person is 145°.
修正係数演算部403は、使用者20の動作量から多関節ロボット60の移動量を算出するための修正係数を算出する。ここで、移動量とは、多関節ロボット60に動作させたい各関節の関節角度であり、以下、多関節ロボット60が肘関節を伸長状態から屈曲したときの移動量を、肘関節の屈曲角度の移動量という。また、修正係数とは、健常者の一の関節の関節可動域を、対応する使用者20の一の関節の関節可動域で除した値であり、以下、肘関節を屈曲したときの修正係数を、肘関節の屈曲角度の修正係数という。具体的には、健常者の肘関節の屈曲角度の関節可動域が145°であり、使用者20の肘関節の屈曲角度の関節可動域が40°である場合、使用者20の肘関節の屈曲角度の修正係数は145°/40°により3.6となる。 The correction coefficient calculation unit 403 calculates a correction coefficient to calculate the movement amount of the articulated robot 60 from the movement amount of the user 20. Here, the movement amount is the joint angle of each joint that the articulated robot 60 is to be moved. Hereafter, the movement amount when the articulated robot 60 flexes its elbow joint from an extended state is called the movement amount of the elbow joint flexion angle. The correction coefficient is the value obtained by dividing the range of motion of one joint of a healthy person by the range of motion of one joint of the corresponding user 20. Hereafter, the correction coefficient when the elbow joint is flexed is called the correction coefficient of the elbow joint flexion angle. Specifically, if the range of motion of the elbow joint flexion angle of a healthy person is 145° and the range of motion of the elbow joint flexion angle of the user 20 is 40°, then the correction coefficient of the elbow joint flexion angle of the user 20 is 145°/40°, which is 3.6.
修正係数記憶部404は、算出された各関節の修正係数を記憶する。 The correction coefficient storage unit 404 stores the calculated correction coefficients for each joint.
移動量演算部405は、動作量記憶部401に記憶された動作量と修正係数記憶部404に記憶された修正係数とから、移動量を算出する。移動量は、使用者20の一の関節の動作量に、対応する使用者20の一の関節の修正係数を乗ずることにより算出される。具体的には、使用者20の肘関節の屈曲角度の動作量が30°,使用者20の肘関節の屈曲角度の修正係数が2.5である場合、使用者20の肘関節の屈曲角度の移動量は30°×2.5により75°となる。 The movement amount calculation unit 405 calculates the movement amount from the movement amount stored in the movement amount storage unit 401 and the correction coefficient stored in the correction coefficient storage unit 404. The movement amount is calculated by multiplying the movement amount of one joint of the user 20 by the corresponding correction coefficient for that joint of the user 20. Specifically, if the movement amount of the flexion angle of the user 20's elbow joint is 30° and the correction coefficient for the flexion angle of the user 20's elbow joint is 2.5, then the movement amount of the flexion angle of the user 20's elbow joint is 30° × 2.5 = 75°.
移動量記憶部406は、算出された各関節の移動量を記憶する。 The movement amount storage unit 406 stores the calculated movement amounts of each joint.
通信部407は、移動量記憶部406に記憶された各関節の移動量を移動信号に変換し多関節ロボット60に送信する。 The communication unit 407 converts the movement amounts of each joint stored in the movement amount storage unit 406 into movement signals and transmits them to the articulated robot 60.
図1に示されるように、表示装置50は汎用パーソナルコンピュータのディスプレイである。表示装置50には初期設定画面やリハビリテーション時の動作量、移動量等が表示される。本実施例1では、表示装置50として汎用コンピュータのディスプレイを用いているが、これに限らず、例えばタブレット、スマートフォン等のモバイル機器を用いてもよい。 As shown in Figure 1, the display device 50 is the display of a general-purpose personal computer. The display device 50 displays the initial setup screen, the amount of movement during rehabilitation, the amount of motion, etc. In this embodiment 1, a general-purpose computer display is used as the display device 50, but it is not limited to this; for example, a mobile device such as a tablet or smartphone may also be used.
図1に示されるように、多関節ロボット60は複数の関節を有する人型のロボット(ヒューマノイドロボット)である。多関節ロボット60の内部には駆動装置が組み込まれており、制御装置40からの指示によって様々な動作を行う。多関節ロボット60に実演させる動作としては、例えば、上肢の各関節の屈曲・伸展、下肢の各関節の屈曲・伸展、歩行等、主に肢体不自由者のリハビリテーションにおいて行われる動作が想定されるが、これらの動作に限られない。 As shown in Figure 1, the articulated robot 60 is a humanoid robot with multiple joints. A drive mechanism is incorporated inside the articulated robot 60, and it performs various movements according to instructions from the control device 40. The movements that the articulated robot 60 can perform are, for example, flexion and extension of the joints of the upper limbs, flexion and extension of the joints of the lower limbs, walking, etc., mainly movements performed in rehabilitation for people with physical disabilities, but are not limited to these movements.
次に、実施例1に係るリハビリテーションシステム1の使用方法について説明する。なお、実施例1では、説明を単純化するため、複数の動作量の内、伸長状態から屈曲させた肘関節の屈曲角度を例に説明する。使用者20は、まず、初期設定を行った後、リハビリテーションを行う。 Next, the method of using the rehabilitation system 1 according to Example 1 will be described. In Example 1, for the sake of simplicity, the explanation will focus on the flexion angle of the elbow joint, from an extended state to a flexed state, among several ranges of motion. The user 20 first performs the initial setup, and then performs the rehabilitation.
図3は、使用者20の修正係数算出の一連の処理を示すフローチャートである。図3のフローチャートに沿って修正係数の算出方法を説明する。まず使用者20は、表示装置50に表示されたモード選択画面500(図5参照)から、初期設定(修正係数算出)モードボタンP1を選択し操作する(S1)。これにより、表示装置50には初期設定(修正係数算出)モード画面510(図6参照)が表示される。 Figure 3 is a flowchart showing the series of processes for calculating the correction factor for user 20. The method for calculating the correction factor will be explained following the flowchart in Figure 3. First, user 20 selects and operates the initial setting (correction factor calculation) mode button P1 from the mode selection screen 500 (see Figure 5) displayed on the display device 50 (S1). This displays the initial setting (correction factor calculation) mode screen 510 (see Figure 6) on the display device 50.
次に、使用者20は、初期設定(修正係数算出)モード画面510に表示されている開始ボタンP3を操作する(S2)。これにより、使用者20の各関節の修正係数の算出が可能になる。 Next, user 20 operates the start button P3 displayed on the initial setup (correction coefficient calculation) mode screen 510 (S2). This enables the calculation of the correction coefficients for each joint of user 20.
次に、使用者20は、モーションキャプチャ30を構成するカメラ31の前で所定の動作を行い、各関節の動作量を測定する(S3)。所定の動作とは、使用者20の各関節の関節可動域が測定できる動作をいう。例えば、掌を上に向けて上肢を前方に伸ばし、肘関節を最小関節角度から最大関節角度まで屈曲させる動作が挙げられるが、関節可動域が測定できればその内容は特に限られない。カメラ31は、使用者20の動作を検出し処理装置32に信号を出力する。処理装置32は入力された信号から、使用者20の各関節の動作量を算出する。 Next, the user 20 performs a predetermined movement in front of the camera 31 that constitutes the motion capture system 30, and the amount of movement of each joint is measured (S3). The predetermined movement refers to a movement that allows the range of motion of each joint of the user 20 to be measured. For example, this could be a movement where the palm is facing upwards, the upper limb is extended forward, and the elbow joint is flexed from the minimum joint angle to the maximum joint angle; however, the content of the movement is not particularly limited as long as the range of motion can be measured. The camera 31 detects the user 20's movement and outputs a signal to the processing unit 32. The processing unit 32 calculates the amount of movement of each joint of the user 20 from the input signal.
次に、モーションキャプチャ30を構成する処理装置32は、算出した使用者20の各関節の動作量を制御装置40に出力し、動作量記憶部401に記憶する(S4)。 Next, the processing unit 32, which constitutes the motion capture 30, outputs the calculated movement amounts of each joint of the user 20 to the control device 40 and stores them in the movement amount storage unit 401 (S4).
次に、修正係数演算部403は、動作量記憶部401に記憶された各関節の動作量から対応する各関節の関節可動域を算出する(S5)。なお、本実施例では説明の単純化のため、最小関節角度は0°である場合を例に説明する。また、使用者によっては、最小関節角度が0°よりも大きな角度である場合もあるが、その場合、最小関節角度を0°に修正した上で関節可動域を算出するものとする。具体的には、肘関節の屈曲角度の最小関節角度が0°,最大関節角度が40°である場合、使用者20の肘関節の屈曲角度の関節可動域は40°となる。 Next, the correction coefficient calculation unit 403 calculates the range of motion of each joint corresponding to the joint from the amount of motion of each joint stored in the motion amount storage unit 401 (S5). For simplicity of explanation, this embodiment describes the case where the minimum joint angle is 0°. In some cases, the minimum joint angle may be greater than 0°; in such cases, the minimum joint angle is corrected to 0° before calculating the range of motion. Specifically, if the minimum joint angle of the elbow joint flexion angle is 0° and the maximum joint angle is 40°, the range of motion of the elbow joint flexion angle for user 20 will be 40°.
次に、修正係数演算部403は、算出した各関節の関節可動域と、関節データ記憶部402に記憶されている健常者の各関節の関節可動域とから、各関節の修正係数を算出する(S6)。関節の修正係数は、健常者の関節の関節可動域を、対応する使用者20の関節の関節可動域で除することにより算出される。具体的には、健常者の肘関節の屈曲角度の関節可動域が145°,使用者20の肘関節の屈曲角度の関節可動域が40°である場合、使用者20の肘関節の屈曲角度の修正係数は3.6となる。 Next, the correction coefficient calculation unit 403 calculates a correction coefficient for each joint from the calculated range of motion of each joint and the range of motion of each joint of a healthy person stored in the joint data storage unit 402 (S6). The correction coefficient for a joint is calculated by dividing the range of motion of the healthy person's joint by the range of motion of the corresponding joint of the user 20. Specifically, if the range of motion for the flexion angle of the elbow joint of a healthy person is 145°, and the range of motion for the flexion angle of the elbow joint of user 20 is 40°, then the correction coefficient for the flexion angle of the elbow joint of user 20 will be 3.6.
次に、各関節の最小関節角度、最大関節角度、関節可動域、修正係数のそれぞれの値が修正係数記憶部404に記憶される(S7)。 Next, the minimum joint angle, maximum joint angle, range of motion, and correction coefficient values for each joint are stored in the correction coefficient storage unit 404 (S7).
次に、修正係数記憶部404に記憶された各関節の最小関節角度、最大関節角度、関節可動域、修正係数の値が、初期設定(修正係数算出)モード画面510にそれぞれ表示される(S8)。図6に示されるように、初期設定(修正係数算出)モード画面510には、肘関節(屈曲)について、最小関節角度0°,最大関節角度40°,関節可動域40°,修正係数3.6がそれぞれ表示されている。ここで、肘関節(屈曲)とは、肘関節の屈曲角度を意味する。 Next, the minimum joint angle, maximum joint angle, range of motion, and correction coefficient values for each joint, stored in the correction coefficient storage unit 404, are displayed on the initial setting (correction coefficient calculation) mode screen 510 (S8). As shown in Figure 6, the initial setting (correction coefficient calculation) mode screen 510 displays the following values for the elbow joint (flexion): minimum joint angle 0°, maximum joint angle 40°, range of motion 40°, and correction coefficient 3.6. Here, "elbow joint (flexion)" refers to the flexion angle of the elbow joint.
次に、初期設定(修正係数算出)モード画面510の決定ボタンP4を操作することにより(S9)、再びモード選択画面500が表示される(S10)。これにより、各関節の修正係数算出の一連の処理が終了する。 Next, by operating the confirmation button P4 on the initial setup (correction coefficient calculation) mode screen 510 (S9), the mode selection screen 500 is displayed again (S10). This completes the series of processes for calculating the correction coefficients for each joint.
次いで、リハビリテーションについて説明する。図4は、リハビリテーションの一連の処理を示すフローチャートである。図4のフローチャートに沿ってリハビリテーションの流れを説明する。まず、使用者20は、表示装置50に表示されたモード選択画面500から、リハビリテーションモードボタンP2を選択し操作する(S11)。これにより、表示装置50にはリハビリテーションモード画面520(図7参照)が表示される。 Next, we will explain rehabilitation. Figure 4 is a flowchart showing the series of rehabilitation processes. We will explain the rehabilitation process following the flowchart in Figure 4. First, the user 20 selects and operates the rehabilitation mode button P2 from the mode selection screen 500 displayed on the display device 50 (S11). This displays the rehabilitation mode screen 520 (see Figure 7) on the display device 50.
次に、リハビリテーションモード画面520に表示されている開始ボタンP5を操作する(S12)。これにより、使用者20の各関節の動作量の測定が可能になる。 Next, operate the start button P5 displayed on the rehabilitation mode screen 520 (S12). This enables measurement of the range of motion of each joint of the user 20.
次に、使用者20は、モーションキャプチャ30を構成するカメラ31の前で例えば図示しないタブレット端末等の動画中のインストラクターによる動作を模して様々な動作を行う、これにより各関節の動作量が測定される(S13)。カメラ31は、使用者20の動作を検出し処理装置32に信号を出力する。処理装置32は入力された信号から、使用者20の各関節の動作量を算出する。 Next, the user 20 performs various movements in front of the camera 31 that constitutes the motion capture system 30, mimicking the movements of an instructor in a video on a tablet device (not shown), thereby measuring the amount of movement of each joint (S13). The camera 31 detects the user 20's movements and outputs a signal to the processing unit 32. The processing unit 32 calculates the amount of movement of each joint of the user 20 from the input signal.
次に、モーションキャプチャ30を構成する処理装置32は、算出した使用者20の各関節の動作量を制御装置40に出力し、動作量記憶部401に記憶する(S14)。 Next, the processing unit 32, which constitutes the motion capture 30, outputs the calculated movement amounts of each joint of the user 20 to the control device 40 and stores them in the movement amount storage unit 401 (S14).
次に、制御装置40に記憶された各関節の動作量は、リハビリテーションモード画面520に経時的に表示される(S15)。図7に示されるように、リハビリテーションモード画面520には、時刻15.21.12から1秒間隔ごとに、肘関節の屈曲角度の動作量(実測値)20.0°,22.3°,24.5°が表示されている。 Next, the amount of movement of each joint stored in the control device 40 is displayed over time on the rehabilitation mode screen 520 (S15). As shown in Figure 7, the rehabilitation mode screen 520 displays the amount of movement (measured value) of the elbow joint flexion angle at 20.0°, 22.3°, and 24.5° at 1-second intervals starting from time 15.21.12.
次に、移動量演算部405は、動作量記憶部401に記憶された各関節の動作量から対応する各関節の移動量を算出する(S16)。各関節の移動量は、使用者20の各関節の動作量に、対応する使用者20の各関節の修正係数を乗じることにより算出される。なお、本実施例では説明の単純化のため、算出される移動量については複数の動作量の内、肘関節を例に説明し、また複数の動作量の内、伸長状態から屈曲させた屈曲角度を例に説明する。 Next, the movement amount calculation unit 405 calculates the movement amount of each joint corresponding to the movement amount of each joint stored in the movement amount storage unit 401 (S16). The movement amount of each joint is calculated by multiplying the movement amount of each joint of the user 20 by the corresponding correction coefficient for each joint of the user 20. For the sake of simplicity in this embodiment, the calculated movement amount will be explained using the elbow joint as an example among multiple movement amounts, and the flexion angle from the extended state to the flexed state will be explained as an example among multiple movement amounts.
次に、算出された各関節の移動量は、移動量記憶部406に記憶される(S17)。 Next, the calculated movement amounts of each joint are stored in the movement amount storage unit 406 (S17).
次に、各関節の移動量は、リハビリテーションモード画面520に経時的に表示される(S18)。図7に示されるように、リハビリテーションモード画面520には、時刻15.21.12から1秒間隔ごとに、肘関節の屈曲角度の移動量(指令値)72.0°,80.3°,88.2°が表示されている。 Next, the amount of movement of each joint is displayed over time on the rehabilitation mode screen 520 (S18). As shown in Figure 7, the rehabilitation mode screen 520 displays the amount of movement (command value) of the elbow joint flexion angle at 72.0°, 80.3°, and 88.2° at 1-second intervals starting from time 15.21.12.
次に、通信部407は、各関節の移動量を移動信号に変換して多関節ロボット60に送信する(S19)。多関節ロボット60は、移動信号を受信し、各関節の移動量が反映された動作を実演する(S20)。すなわち、多関節ロボット60は、使用者20である肢体不自由者の各関節の関節可動域以上の関節の動作を実演することができる。 Next, the communication unit 407 converts the movement amount of each joint into a movement signal and transmits it to the articulated robot 60 (S19). The articulated robot 60 receives the movement signal and performs an action that reflects the movement amount of each joint (S20). In other words, the articulated robot 60 can perform joint movements that exceed the range of motion of each joint of the user 20, who is a person with a physical disability.
次に、リハビリテーションモード画面520の終了ボタンP6を操作することにより(S21)、再びモード選択画面500が表示される(S22)。これにより、リハビリテーションの一連の処理が終了する。 Next, by operating the exit button P6 on the rehabilitation mode screen 520 (S21), the mode selection screen 500 is displayed again (S22). This completes the series of rehabilitation processes.
なお、リハビリテーションの一連の処理において、カメラ31による使用者20の動作量の検出から多関節ロボット60の実演までの処理は、リアルタイムに行われる。 Furthermore, in the entire rehabilitation process, the detection of the user's (20) movements by the camera (31) and the demonstration of the articulated robot (60) are performed in real time.
次に、実施例2に係るリハビリテーションシステムにつき、図8,図9を参照して説明する。尚、前記実施例1と同一構成で重複する構成を省略する。 Next, the rehabilitation system according to Example 2 will be described with reference to Figures 8 and 9. Note that components identical to those in Example 1 will be omitted.
図8に示されるように、表示装置50に表示されるモード選択画面600には、初期設定(修正係数算出)モードボタンP11、修正係数選択モードボタンP12、リハビリテーションモードボタンP13が表示されている。モード選択画面600から修正係数選択モードボタンP12を選択し操作することにより、表示装置50には修正係数選択モード画面610(図9参照)が表示される。 As shown in Figure 8, the mode selection screen 600 displayed on the display device 50 shows the initial setting (correction coefficient calculation) mode button P11, the correction coefficient selection mode button P12, and the rehabilitation mode button P13. By selecting and operating the correction coefficient selection mode button P12 from the mode selection screen 600, the correction coefficient selection mode screen 610 (see Figure 9) is displayed on the display device 50.
図9に示されるように、修正係数選択モード画面610には、修正係数を選択できる部位として、肘関節(屈曲)、肘関節(捩れ)、手首関節(掌屈)、肩関節(屈曲)、肩関節(伸展)の各関節が表示されている。ここで、肘関節(捩れ)は肘関節の捩れ角度、手首関節(掌屈)は手首関節の掌屈角度、肩関節(屈曲)は肩関節の屈曲角度、肩関節(伸展)は肩関節の伸展角度、をそれぞれ意味する。また、各関節ごとに、1.0,2.0,3.0,4.0の修正係数ボタンP14が表示されている。使用者20は、各関節について修正係数ボタンP14を操作することにより、修正係数を選択することができる。図9に示されるように、肘関節(屈曲)には3.0が、肘関節(捩れ)には3.0が、手首関節(掌屈)には2.0が、肩関節(屈曲)には1.0が、肩関節(伸展)には1.0が、それぞれ選択されている。例えば、使用者が肘関節(捩れ)のリハビリが順調にすすんでいると感じており、負荷をあげたいという場合には、肘関節(捩れ)の修正係数ボタン14を押し「3.0」から「2.0」に修正することができる。 As shown in Figure 9, the correction factor selection mode screen 610 displays the following joints as areas from which correction factors can be selected: elbow joint (flexion), elbow joint (torsion), wrist joint (palmar flexion), shoulder joint (flexion), and shoulder joint (extension). Here, elbow joint (torsion) refers to the torsional angle of the elbow joint, wrist joint (palmar flexion) refers to the palmar flexion angle of the wrist joint, shoulder joint (flexion) refers to the flexion angle of the shoulder joint, and shoulder joint (extension) refers to the extension angle of the shoulder joint. In addition, correction factor buttons P14 for 1.0, 2.0, 3.0, and 4.0 are displayed for each joint. The user 20 can select a correction factor by operating the correction factor button P14 for each joint. As shown in Figure 9, a value of 3.0 is selected for the elbow joint (flexion), 3.0 for the elbow joint (torsion), 2.0 for the wrist joint (palmar flexion), 1.0 for the shoulder joint (flexion), and 1.0 for the shoulder joint (extension). For example, if the user feels that their elbow joint (torsion) rehabilitation is progressing well and wants to increase the load, they can press the elbow joint (torsion) adjustment coefficient button 14 to change it from "3.0" to "2.0".
修正係数の選択が終了した場合は、修正係数選択モード画面610に表示されている決定ボタンP15を操作する。これにより、選択された各関節の修正係数が制御装置40の修正係数記憶部404に記憶されると共に、表示装置50に再びモード選択画面600が表示される。 Once the selection of correction coefficients is complete, operate the OK button P15 displayed on the correction coefficient selection mode screen 610. This stores the selected correction coefficients for each joint in the correction coefficient storage unit 404 of the control device 40, and the mode selection screen 600 is displayed again on the display device 50.
モード選択画面600に表示されているリハビリテーションモードボタンP13を選択することにより、修正係数選択モード画面610で選択された各関節の修正係数を用いたリハビリテーションシステム1を使用することができる。 By selecting the rehabilitation mode button P13 displayed on the mode selection screen 600, the rehabilitation system 1 can be used with the correction coefficients for each joint selected on the correction coefficient selection mode screen 610.
次に、実施例3に係るリハビリテーションシステムにつき、図10,図11を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。 Next, the rehabilitation system according to Example 3 will be described with reference to Figures 10 and 11. Note that components identical to those shown in the previous examples are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
図10に示されるように、表示装置50に表示される使用者ID・パスワード入力画面700には、使用者ID入力ボックスP21、パスワード入力ボックスP22、ログインボタンP23がそれぞれ表示されている。使用者20は、これに先立って使用者登録の際に設定した使用者IDを使用者ID入力ボックスP21に、パスワードをパスワード入力ボックスP22に、それぞれ入力し、ログインボタンP23を操作する。これにより、表示装置50には、使用者専用画面710(図11参照)が表示される。 As shown in Figure 10, the user ID and password input screen 700 displayed on the display device 50 shows a user ID input box P21, a password input box P22, and a login button P23. The user 20 enters the user ID (which was set during user registration) into the user ID input box P21 and the password into the password input box P22, and then operates the login button P23. As a result, the user-specific screen 710 (see Figure 11) is displayed on the display device 50.
図11に示されるように、使用者専用画面710には使用者20に関する情報として、使用者氏名、使用者ID、担当医氏名、理学療法士氏名がそれぞれ表示されている。また、使用者専用画面710には、初期設定(修正係数算出)モードボタンP24、修正係数選択モードボタンP25、リハビリテーションモードボタンP26がそれぞれ表示されている。 As shown in Figure 11, the user-specific screen 710 displays information about the user 20, including the user's name, user ID, attending physician's name, and physical therapist's name. The user-specific screen 710 also displays buttons for initial setup (correction coefficient calculation) mode P24, correction coefficient selection mode P25, and rehabilitation mode P26.
使用者20は、初期設定(修正係数算出)モードボタンP24、または、修正係数選択モードボタンP25のいずれかを選択することにより、修正係数を決定することができる。また、使用者20は、リハビリテーションモードボタンP26を操作することにより、決定した修正係数を反映させたリハビリテーションを行うことができる。これにより、複数の使用者20それぞれに対応した多関節ロボット60の移動量を設定できるため、複数の使用者20間で一の多関節ロボット60を共用することができる。 User 20 can determine the correction coefficient by selecting either the initial setting (correction coefficient calculation) mode button P24 or the correction coefficient selection mode button P25. Furthermore, user 20 can perform rehabilitation reflecting the determined correction coefficient by operating the rehabilitation mode button P26. This allows for setting the movement amount of the articulated robot 60 to correspond to each of multiple users 20, thus enabling multiple users 20 to share a single articulated robot 60.
使用者20は、使用者専用画面710に表示されているログアウトボタンP27を操作することにより、使用者専用画面710から退出することができる。これにより、使用者20に関連する情報を保護することができる。 User 20 can exit the user-only screen 710 by operating the logout button P27 displayed on the user-only screen 710. This protects information related to user 20.
次に、実施例4に係るリハビリテーションシステムにつき、図12,図13を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。 Next, the rehabilitation system according to Example 4 will be described with reference to Figures 12 and 13. Note that components identical to those shown in the previous examples are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
図12に示されるように、表示装置50に表示される初期設定(修正係数算出)モード画面800に表示されている開始ボタンP31を操作することにより、修正係数の算出が可能になる。部位欄の左側には予測欄が設けられており、各部位の予測欄ごとに、yesボタンP33、noボタンP34が表示されている。yesボタンP33を選択すると修正係数(予測修正係数)欄には予測修正係数が表示され、noボタンP34を選択すると修正係数(予測修正係数)欄には修正係数が表示される。 As shown in Figure 12, the calculation of the correction coefficient becomes possible by operating the start button P31 displayed on the initial setting (correction coefficient calculation) mode screen 800 shown on the display device 50. A prediction column is provided to the left of the body part column, and a yes button P33 and a no button P34 are displayed for each body part's prediction column. Selecting the yes button P33 displays the predicted correction coefficient in the correction coefficient (predicted correction coefficient) column, while selecting the no button P34 displays the correction coefficient in the correction coefficient (predicted correction coefficient) column.
ここで、予測修正係数とは、ある関節を動かすことができないため該関節の修正係数が該関節の動作量から直接算出できない場合に、該関節角度は他の関節角度に連動して変化するという動作パターンを予測して、他の関節の修正係数から算出された修正係数をいう。 Here, the predicted correction coefficient refers to a correction coefficient calculated from the correction coefficients of other joints, when a joint cannot be moved and therefore its correction coefficient cannot be directly calculated from the range of motion of that joint. This is done by predicting a movement pattern in which the joint angle changes in conjunction with the angles of other joints.
予測修正係数の算出方法について、手首関節(掌屈)を例として説明する。図13(a)に示されるように、健常者モデル200の右腕201は、肩関節202、上腕部203、肘関節204、前腕部205、手首関節206、手部207、が略一直線状に垂直下方に伸ばされている。掌208は身体の前方に向けられている。この時、手首関節の掌屈角度の最小関節角度はθ1、肘関節の屈曲角度の最小関節角度はθ´1で表される。 The method for calculating the prediction correction coefficient will be explained using the wrist joint (palmar flexion) as an example. As shown in Figure 13(a), the right arm 201 of the healthy person model 200 has the shoulder joint 202, upper arm 203, elbow joint 204, forearm 205, wrist joint 206, and hand 207 extended vertically downward in a nearly straight line. The palm 208 is facing forward. At this time, the minimum joint angle of palmar flexion at the wrist joint is represented by θ1, and the minimum joint angle of flexion at the elbow joint is represented by θ'1.
図13(b)に示されるように、健常者モデル200の手首関節206および肘関節204は、最大限屈曲されている。手首関節206と肘関節204とは連動して変化するものと予測する。この時、手首関節の掌屈角度の最大関節角度はθ2、肘関節の屈曲角度の最大関節角度はθ´2で表される。ここで、手首関節の掌屈角度は、(θ2-θ1)で表される。また、手首関節の掌屈角度の関節可動域の、肘関節(屈曲)の関節可動域に対する割合wは、(θ2-θ1)/(θ´2-θ´1)で表される。そうすると、手首関節の掌屈角度の予測修正係数は、肘関節の屈曲角度の修正係数にwを乗じることにより算出される。 As shown in Figure 13(b), the wrist joint 206 and elbow joint 204 of the healthy individual model 200 are maximally flexed. It is predicted that the wrist joint 206 and elbow joint 204 change in conjunction. In this case, the maximum joint angle of wrist flexion is represented by θ2, and the maximum joint angle of elbow flexion is represented by θ'2. Here, the wrist flexion angle is represented by (θ2 - θ1). Furthermore, the ratio w of the range of motion of the wrist flexion angle to the range of motion of the elbow joint (flexion) is represented by (θ2 - θ1) / (θ'2 - θ'1). Therefore, the predicted correction coefficient for the wrist flexion angle is calculated by multiplying the correction coefficient for the elbow flexion angle by w.
具体的には、健常者の手首関節の掌屈角度の関節可動域が90°、健常者の肘関節の屈曲角度の関節可動域が145°の場合、wは0.6となる。そうすると、肘関節の屈曲角度の修正係数3.6に、wの値0.6を乗じることにより、手首関節の掌屈角度の予測修正係数2.2が算出される。 Specifically, if a healthy person's wrist joint has a range of motion of 90° for palmar flexion and 145° for elbow flexion, then w is 0.6. Then, by multiplying the correction factor for elbow flexion (3.6) by the value of w (0.6), a predictive correction factor of 2.2 for wrist joint palmar flexion is calculated.
算出された予測修正係数は、修正係数記憶部404に記憶される。 The calculated prediction correction coefficient is stored in the correction coefficient storage unit 404.
図12に示されるように、表示装置50に表示される初期設定(修正係数算出)モード画面800では、手首関節(掌屈)の予測欄でyesボタンP33が選択されているため、修正係数(予測修正係数)欄には予測修正係数である2.2が表示されている。また、使用者20の手首関節は動かせないため、初期設定(修正係数算出)モード画面800の手首関節(掌屈)については、最小関節角度、最大関節角度、関節可動域は表示されていない。ここで、予測欄のyesボタンP33、NoボタンP34は、使用者や理学療法士がこれらボタンP33,34を押して設定してもよいし、モーションキャプチャ30の検出画像を解析して制御装置40が設定してもよい。 As shown in Figure 12, in the initial setup (correction coefficient calculation) mode screen 800 displayed on the display device 50, the "yes" button P33 is selected in the wrist joint (palmar flexion) prediction field, so the correction coefficient (predicted correction coefficient) of 2.2 is displayed in the correction coefficient (predicted correction coefficient) field. Furthermore, since the user 20's wrist joint cannot be moved, the minimum joint angle, maximum joint angle, and range of motion are not displayed for the wrist joint (palmar flexion) on the initial setup (correction coefficient calculation) mode screen 800. Here, the "yes" button P33 and "No" button P34 in the prediction field can be set by the user or physical therapist by pressing these buttons P33 and 34, or the control device 40 can set them by analyzing the detected images from the motion capture 30.
初期設定(修正係数算出)モード画面800に表示されている決定ボタンP32を操作することにより、各関節の修正係数算出および予測修正係数算出の一連の処理が終了する。 By operating the confirmation button P32 displayed on the initial setup (correction coefficient calculation) mode screen 800, the series of processes for calculating the correction coefficient for each joint and the predicted correction coefficient are completed.
動作量に予測修正係数を乗じることにより移動量が算出される。例えば、手首関節の掌屈角度の移動量は、リハビリテーションで測定された肘関節の屈曲角度の動作量に、手首関節の掌屈角度の予測修正係数を乗じることで算出される。算出された移動量は移動量記憶部406に記憶される。 The amount of movement is calculated by multiplying the amount of motion by a predictive correction factor. For example, the amount of movement in the palmar flexion angle of the wrist joint is calculated by multiplying the amount of motion in the elbow joint flexion angle, measured during rehabilitation, by a predictive correction factor for the palmar flexion angle of the wrist joint. The calculated amount of movement is stored in the movement amount storage unit 406.
手首関節の掌屈角度の移動量は、通信部407により移動信号として多関節ロボット60に送信され、多関節ロボット60は手首関節の掌屈角度の移動量を反映した動作を実演する。すなわち、使用者20である肢体不自由者が、拘縮等により手首関節を動かせなくても、肘関節を動かすことにより、多関節ロボット60に手首関節の動きを実演させることができる。 The amount of movement in the wrist joint's palmar flexion angle is transmitted as a movement signal to the articulated robot 60 by the communication unit 407, and the articulated robot 60 performs a movement that reflects the amount of movement in the wrist joint's palmar flexion angle. In other words, even if the user 20, a person with a physical disability, cannot move their wrist joint due to contractures or other reasons, they can make the articulated robot 60 demonstrate the movement of the wrist joint by moving their elbow joint.
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configurations are not limited to these embodiments, and any modifications or additions that do not depart from the spirit of the present invention are also included.
例えば、前記実施例1~4において、リハビリテーションシステムは、肢体不自由者に用いられる態様について説明したが、これに限らず、高齢者や健常者が用いてもよい。 For example, in the above-described embodiments 1 to 4, the rehabilitation system was described in a manner used for individuals with physical disabilities, but it is not limited to this and may also be used by the elderly or healthy individuals.
また、前記実施例1~4において、リハビリテーションシステムは、リハビリテーションに用いられる態様について説明したが、これに限らず、ヘルスケア分野やアミューズメント分野で用いられてもよい。 Furthermore, while the rehabilitation system was described in Examples 1 to 4 as being used for rehabilitation, it is not limited to this and may also be used in the healthcare or amusement fields.
また、前記実施例1~4において、リハビリテーションシステムは、1台の多関節ロボットが制御される態様について説明したが、これに限らず、2台以上の多関節ロボットが制御されてもよい。 Furthermore, while the rehabilitation system in embodiments 1 to 4 described above involves the control of a single articulated robot, it is not limited to this configuration; two or more articulated robots may be controlled.
また、前記実施例1~4において、モーションキャプチャは、マーカレス式のものが用いられたが、これに限らず、例えばマーカー式のもの、加速度を測定するもの等、他の汎用のモーションキャプチャを用いてもよい。 Furthermore, while markerless motion capture systems were used in Examples 1 to 4, the system is not limited to this. Other general-purpose motion capture systems, such as marker-based systems or those that measure acceleration, may also be used.
1 リハビリテーションシステム
20 使用者
30 モーションキャプチャ
31 カメラ
32 処理装置
40 制御装置
50 表示装置
60 多関節ロボット
200 健常者モデル
202 肩関節
203 上腕部
204 肘関節
205 前腕部
206 手首関節
207 手部
401 動作量記憶部
402 関節データ記憶部
403 修正係数演算部
404 修正係数記憶部
405 移動量演算部
406 移動量記憶部
407 通信部
500,600 モード選択画面
510,800 初期設定(修正係数算出)モード画面
520 リハビリテーションモード画面
610 修正係数選択モード画面
700 使用者ID・パスワード入力画面
710 使用者専用画面
1 Rehabilitation System 20 User 30 Motion Capture 31 Camera 32 Processing Unit 40 Control Unit 50 Display Unit 60 Multi-joint Robot 200 Healthy Person Model 202 Shoulder Joint 203 Upper Arm 204 Elbow Joint 205 Forearm 206 Wrist Joint 207 Hand 401 Motion Amount Storage Unit 402 Joint Data Storage Unit 403 Correction Coefficient Calculation Unit 404 Correction Coefficient Storage Unit 405 Movement Amount Calculation Unit 406 Movement Amount Storage Unit 407 Communication Unit 500, 600 Mode Selection Screen 510, 800 Initial Setup (Correction Coefficient Calculation) Mode Screen 520 Rehabilitation Mode Screen 610 Correction Coefficient Selection Mode Screen 700 User ID/Password Input Screen 710 User-Only Screen
Claims (4)
使用者の部位の動作量を測定するモーションキャプチャと、
前記動作量を入力して、前記多関節ロボットに移動信号を送信する制御装置とを備え、
前記制御装置は、測定された前記動作量に対応する前記多関節ロボットの移動量を前記使用者に応じて算出し前記移動信号として送信し、
前記制御装置は、前記動作量を、健常者と同等の関節可動域に増幅により変更した前記移動量を前記移動信号とすることを特徴とするリハビリテーションシステム。 Articulated robots and
Motion capture that measures the amount of movement of the user's body parts,
The system includes a control device that receives the aforementioned amount of movement and transmits a movement signal to the articulated robot,
The control device calculates the amount of movement of the articulated robot corresponding to the measured amount of movement according to the user and transmits it as the movement signal .
The control device is a rehabilitation system characterized in that the amount of movement is amplified to the same range of motion as that of a healthy person, and the resulting amount of movement is used as the movement signal .
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010520561A (en) | 2007-03-07 | 2010-06-10 | モーテック・ビー.ブイ. | A method to interactively visualize muscle strength and joint torque in the human body in real time |
| JP2019523145A (en) | 2016-07-21 | 2019-08-22 | オートデスク,インコーポレイテッド | Robot camera control via motion capture |
| CN112381003A (en) | 2020-11-16 | 2021-02-19 | 网易(杭州)网络有限公司 | Motion capture method, motion capture device, motion capture equipment and storage medium |
| US20220009104A1 (en) | 2018-10-26 | 2022-01-13 | Franka Emika Gmbh | Robot |
| CN114602138A (en) | 2022-03-01 | 2022-06-10 | 国家康复辅具研究中心 | Personalized rehabilitation training method and system for upper limbs based on human motion model |
| JP2022536439A (en) | 2020-06-01 | 2022-08-17 | 深▲せん▼華鵲景医療科技有限公司 | Upper limb function evaluation device and method, and upper limb rehabilitation training system and method |
| JP2022158694A (en) | 2021-04-02 | 2022-10-17 | 三菱ケミカルグループ株式会社 | program, method, information processing device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3606033B2 (en) * | 1998-03-13 | 2005-01-05 | 松下電工株式会社 | Back pain prevention training device |
-
2022
- 2022-10-19 JP JP2022167903A patent/JP7849025B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010520561A (en) | 2007-03-07 | 2010-06-10 | モーテック・ビー.ブイ. | A method to interactively visualize muscle strength and joint torque in the human body in real time |
| JP2019523145A (en) | 2016-07-21 | 2019-08-22 | オートデスク,インコーポレイテッド | Robot camera control via motion capture |
| US20220009104A1 (en) | 2018-10-26 | 2022-01-13 | Franka Emika Gmbh | Robot |
| JP2022536439A (en) | 2020-06-01 | 2022-08-17 | 深▲せん▼華鵲景医療科技有限公司 | Upper limb function evaluation device and method, and upper limb rehabilitation training system and method |
| CN112381003A (en) | 2020-11-16 | 2021-02-19 | 网易(杭州)网络有限公司 | Motion capture method, motion capture device, motion capture equipment and storage medium |
| JP2022158694A (en) | 2021-04-02 | 2022-10-17 | 三菱ケミカルグループ株式会社 | program, method, information processing device |
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