JP7849025B2 - 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 - Google Patents

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。

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。

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。

特開２０１６－５２７１０号公報（第５頁～第９頁、図１）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施例１におけ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を示す模式図である。 実施例１におけ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を示すブロック図である。 実施例１における初期設定（使用者の修正係数算出）のフローチャートを示す図である。 実施例１におけるリハビリテーション実施のフローチャートを示す図である。 実施例１における表示装置に表示されるモード選択画面を示す図である。 実施例１における表示装置に表示される初期設定（修正係数算出）モード画面を示す図である。 実施例１における表示装置に表示されるリハビリテーションモード画面を示す図である。 本発明の実施例２における表示装置に表示されるモード選択画面を示す図である。 実施例２における表示装置に表示される初期設定（修正係数選択モード）画面を示す図である。 本発明の実施例３における表示装置に表示される使用者ＩＤ・パスワード入力画面を示す図である。 実施例３における表示装置に表示される使用者専用画面を示す図である。 本発明の実施例４における表示装置に表示される初期設定（修正係数算出）モード画面を示す図である。 実施例４における健常者モデルの関節の動作パターンを示す図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (4)

1. 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。
2. 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する請求項１に記載のリハビリテーションシステム。
3. 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する請求項１又は２に記載のリハビリテーションシステム。
4. 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する請求項３に記載のリハビリテーションシステム。