JP7586054B2 - 使用条件提案システム、使用条件提案方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、使用条件提案システム、使用条件提案方法、及び、プログラムに関する。

座位で足漕ぎ運動を行う足漕ぎ運動機器が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平１０－０９４５７７号公報

足漕ぎ運動によれば、主として利用者の股関節、膝関節、足首関節がよく動かされる。しかし、股関節、膝関節、足首関節の可動範囲は利用者毎に異なっているのが実情である。

ここで、「各関節の可動範囲」とは、無理なく動かせる関節角度の範囲、又は、痛みを伴うことなく動かせる関節角度の範囲を意味する。これに対し、「各関節の変動範囲」とは、実際に足漕ぎ運動した際に関節角度が変動した範囲を意味する。

従って、利用者が足漕ぎ運動機器を利用するに際し、足漕ぎ運動機器の使用条件を調整して、各関節の変動範囲を対応する関節の可動範囲内に収めることが望ましい。

しかしながら、足漕ぎ運動機器の使用条件を具体的にどのように調整すれば、各関節の変動範囲がどのように変化するのか、即ち、変動範囲の最大値や最小値がどのように変化するのか予測することは極めて困難である。従って、利用者が足漕ぎ運動機器を利用するに際し、足漕ぎ運動機器の使用条件を当てずっぽうに変化させた上で足漕ぎ運動を実行し、何れかの関節に痛みが伴った場合は他の使用条件を試すなど試行錯誤が求められる。これにより、足漕ぎ運動機器の使用条件の調整に時間をとられて足漕ぎ運動をなかなか始められなかったり、調整に何らかの痛みを伴うことから足漕ぎ運動に対する嫌悪感さえ生じさせる深刻な事態を引き起こしていた。

本発明の目的は、トレーニング機器を用いてトレーニングした際の関節角度の変動範囲を望み通りに設定する技術を提供することにある。

本願発明の第１の観点によれば、利用者の身体情報とトレーニング機器の使用条件情報を含むトレーニング情報と、前記利用者が前記使用条件情報に基づいて前記トレーニング機器を用いてトレーニングした場合の前記利用者の少なくとも１つの関節の関節角度の変動範囲を示す変動範囲情報と、を含む因果関係情報を複数有する参照ＤＢと、前記利用者の身体情報の入力を受け付ける身体情報入力部と、前記利用者の前記少なくとも１つの関節の関節角度の指定した変動範囲である指定変動範囲を示す指定変動範囲情報の入力を受け付ける指定変動範囲情報入力部と、前記参照ＤＢを参照して、前記身体情報及び前記指定変動範囲情報に基づいて、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲が前記指定変動範囲との間で所定の関係性を満たすような前記因果関係情報を抽出する抽出部と、前記抽出部が抽出した前記因果関係情報の前記使用条件情報を出力する出力部と、を含む、使用条件提案システムが提供される。以上の構成によれば、トレーニング機器を用いてトレーニングした際の関節角度の変動範囲を望み通りに設定できるようになる。
好ましくは、前記所定の関係性とは、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲が前記指定変動範囲と一致している関係性である。
好ましくは、前記所定の関係性とは、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲の最大値と前記指定変動範囲の最大値の差分が第１の閾値以下である関係性であるか、又は、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲の最小値と前記指定変動範囲の最小値の差分が第２の閾値以下である関係性である。
好ましくは、前記第１の閾値と前記第２の閾値は互いに等しい。
好ましくは、前記身体情報とは、少なくとも身長を示す情報である。
好ましくは、前記使用条件情報は、前記トレーニング機器を使用する際に調整可能な複数の使用条件を示す。
好ましくは、前記使用条件情報は、静的な使用条件を示す。
好ましくは、前記トレーニング機器は、前記利用者が座位で足漕ぎ運動を行う足漕ぎ運動機器である。
好ましくは、前記少なくとも１つの関節は、股関節、膝関節、足首関節の少なくとも何れか１つである。
好ましくは、前記複数の因果関係情報は、互いに、前記身体情報又は前記使用条件情報の少なくとも何れか一方が異なっている。
本願発明の第２の観点によれば、利用者の身体情報とトレーニング機器の使用条件情報を含むトレーニング情報と、前記利用者が前記使用条件情報に基づいて前記トレーニング機器を用いてトレーニングした場合の前記利用者の少なくとも１つの関節の関節角度の変動範囲を示す変動範囲情報と、を含む因果関係情報を複数有する参照ＤＢを参照可能なコンピュータのＣＰＵが、前記利用者の身体情報の入力を受け付け、前記利用者の前記少なくとも１つの関節の関節角度の指定した変動範囲である指定変動範囲を示す指定変動範囲情報の入力を受け付け、前記参照ＤＢを参照して、前記身体情報及び前記指定変動範囲情報に基づいて、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲が前記指定変動範囲との間で所定の関係性を満たすような前記因果関係情報を抽出し、抽出した前記因果関係情報の前記使用条件情報を出力する、使用条件提案方法が提供される。以上の方法によれば、トレーニング機器を用いてトレーニングした際の関節角度の変動範囲を望み通りに設定できるようになる。
好ましくは、前記所定の関係性とは、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲が前記指定変動範囲と一致している関係性である。
好ましくは、前記所定の関係性とは、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲の最大値と前記指定変動範囲の最大値の差分が第１の閾値以下である関係性であるか、又は、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲の最小値と前記指定変動範囲の最小値の差分が第２の閾値以下である関係性である。
好ましくは、前記第１の閾値と前記第２の閾値は互いに等しい。
好ましくは、前記身体情報とは、少なくとも身長を示す情報である。
好ましくは、前記使用条件情報は、前記トレーニング機器を使用する際に調整可能な複数の使用条件を示す。
好ましくは、前記使用条件情報は、静的な使用条件を示す。
好ましくは、前記トレーニング機器は、前記利用者が座位で足漕ぎ運動を行う足漕ぎ運動機器である。
好ましくは、前記少なくとも１つの関節は、股関節、膝関節、足首関節の少なくとも何れか１つである。
好ましくは、前記複数の因果関係情報は、互いに、前記身体情報又は前記使用条件情報の少なくとも何れか一方が異なっている。
更に、コンピュータに、上記の使用条件提案方法を実行させるプログラムが提供される。

本発明によれば、前記トレーニング機器を用いてトレーニングした際の前記少なくとも１つの関節の関節角度の変動範囲を望み通りに設定できるようになる。

足漕ぎ運動機器の側面図である。 足漕ぎ運動機器の側面図である。 足漕ぎ運動機器の側面模式図である。 使用条件提案装置の機能ブロック図である。 参照ＤＢのデータ構造を示す図である。 入力画面の一例を示す図である。 出力画面の一例を示す図である。 使用条件提案装置の制御フローである。

以下、実施形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

まず、図１から図３を参照して、足漕ぎ運動機器を説明し、図４から図８を参照して、使用条件提案装置を説明する。

（足漕ぎ運動機器）
図１及び図２には、足漕ぎ運動機器１００を示している。足漕ぎ運動機器１００は、利用者Ｕが座位で足漕ぎ運動を行う運動機器である。足漕ぎ運動機器１００は、トレーニング機器の一具体例である。トレーニング機器としては、足漕ぎ運動機器１００の他に、利用者Ｕが座位で足踏み運動を行う足踏み運動機器やその他の上肢関節又は下肢関節の屈伸を伴う運動機器であってもよい。

図１及び図２は、足漕ぎ運動機器１００を側方から見た図である。なお、以下の説明では、説明の明確化のため、ＸＹＺ３次元直交座標系を用いて説明を行う。具体的には、＋Ｘ方向が前方向、－Ｘ方向が後ろ方向、＋Ｙ方向が上方向、－Ｙ方向が下方向、＋Ｚ方向は左方向、－Ｚ方向が右方向となる。前後方向、左右方向、上下方向は、利用者Ｕの運動時における標準的な視線の方向を基準とする方向である。

足漕ぎ運動機器１００は、足漕ぎ運動を行うに際し、股関節や膝関節、足首関節の変動範囲を調整可能なものである。以下の説明において、足首関節のＺ軸まわりの回転方向を底背屈方向とし、その角度を底背屈角度とする。底背屈方向は、つま先が下方に向かう方向としての底屈方向と、つま先が上方に向かう方向としての背屈方向と、を含む。

図１に示すように、足漕ぎ運動機器１００は、本体部２０、リンク３０、クランク４０、及び傾斜台５０を有している。足漕ぎ運動機器１００の後方には椅子１０が設けられている。利用者Ｕは、椅子１０に着座した状態で足漕ぎ運動を行う。利用者Ｕは、座位で足漕ぎ運動を行う。なお、椅子１０は、足漕ぎ運動機器１００と一体的に設けられていてもよく、別体として設けられていても良い。例えば、椅子１０は、利用者Ｕがいる施設や自宅などにある椅子であってもよい。つまり、利用者Ｕや補助者が椅子１０を足漕ぎ運動機器１００の後方に設置しても良い。椅子１０は、利用者Ｕが普段利用する車椅子であってもよい。

椅子１０は、着座部となるシート部１１と、背もたれ部１２とを備えている。利用者Ｕがシート部１１に座った状態で、背もたれ部１２が利用者Ｕの背中をサポートする。つまり、利用者Ｕは背もたれ部１２にもたれながら、足漕ぎ運動を行うことができる。また、椅子１０は利用者Ｕに合わせて交換可能又は調整可能となっている。例えば、より負荷の高いトレーニングを行う利用者Ｕについては、背もたれ部１２がない椅子１０を用いることができる。あるいは、背もたれ部１２はリクライニング機構を有していてもよい。そして、リクライニング機構により、背もたれ部１２の角度を調整してもよい。

なお、足漕ぎ運動機器１００において、本体部２０に取り付けられた構成要素は左右対称となっている。図２では、左右の構成要素を区別するため、本体部２０の左側の構成要素に対してＬを付しており、右側の構成要素に対してＲを付している。例えば、図２において、左の傾斜台５０が傾斜台５０Ｌとして示され、右側の傾斜台５０が傾斜台５０Ｒとして示されている。同様に、左のリンク３０、ペダル３１がリンク３０Ｌ、ペダル３１Ｌとなり、右のリンク３０、ペダル３１がリンク３０Ｒ、ペダル３１Ｒとなっている。同様に、左の足ＦＴを左足ＦＴＬとし、右の足ＦＴを右足ＦＴＲとする。尚、以下の説明において、左右の構成要素を区別しない場合、ＬとＲを省略する。

本体部２０は、クランク４０を回転可能に保持している。例えば、本体部２０には、回転軸２１が設けられている。回転軸２１にクランク４０が連結されている。クランク４０は、回転軸２１の長手方向に対して直交する方向に延びている。クランク４０は回転軸２１周りに回転する。本体部２０はクランク４０の回転運動に対して負荷を与える負荷抵抗体を有していてもよい。なお。本体部２０は、負荷を可変とするためのギアなどを有していてもよい。

本体部２０は設置台１５の上に配置されている。設置台１５は床面に配置されている。例えば、本体部２０の前方部分が設置台１５の上に配置されており、後方部分が床面に配置されている。設置台１５は省略可能である。

利用者Ｕに応じて、本体部２０と椅子１０との前後方向距離を変えてもよい。例えば、利用者Ｕは、椅子１０を本体部２０に近づけて配置することができる。これにより、膝関節などが相対的に屈曲した状態で利用者Ｕが足漕ぎ運動を行う。あるいは、利用者Ｕは、椅子１０を本体部２０に遠ざけて配置することができる。これにより、膝関節などが相対的に伸展した状態で利用者Ｕが足漕ぎ運動を行う。このようにＸ方向における本体部２０と椅子１０との距離を変えることで、利用者Ｕの足漕ぎ運動時の姿勢が変化する。よって、利用者Ｕの足漕ぎ運動時における各関節の変動範囲を調整することができる。本体部２０と椅子１０との前後方向距離は、足漕ぎ運動機器１００の使用条件の一例である。以下、説明の便宜上、図３において、利用者Ｕの股関節と本体部２０の回転軸２１との水平方向における距離を距離Ｄ１と定義する。距離Ｄ１は、足漕ぎ運動機器１００の静的な使用条件の一具体例である。ここで、「静的な使用条件」とは、クランク４０を停止させた状態で特定できる使用条件を意味する。対照的に、例えばクランク４０の回転速度は足漕ぎ運動機器１００の動的な使用条件となる。距離Ｄ１を大きく設定すれば、股関節及び膝関節の変動範囲を伸展側にシフトさせ、足首関節の変動範囲を底屈側にシフトさせることができる。距離Ｄ１を小さく設定すれば、股関節及び膝関節の変動範囲を屈曲側にシフトさせ、足首関節の変動範囲を背屈側にシフトさせることができる。

リンク３０は、ペダル３１、及び滑走車輪３５を有している。リンク３０の前端にはクランク４０が連結され、後端には滑走車輪３５が連結されている。クランク４０とリンク３０とは回転可能に連結されている。例えば、リンク３０は、軸受けなどを介して、クランク４０に取り付けられている。ペダル３１は、リンク３０の途中に取り付けられている。ペダル３１は、利用者Ｕが足ＦＴを載せるステップ（足置き台）となる。着座中の利用者Ｕは、ペダル３１の足置き面３１ａの上に足ＦＴを載せる。図３に示すように、足漕ぎ運動機器１００の側面視において、リンク３０の長手方向とペダル３１の足置き面３１ａの間の角度θ１は調整可能に構成されている。角度θ１は、例えば、０度から４５度の間で調整可能であってもよい。角度θ１を大きく設定すれば、足首関節の変動範囲を背屈側にシフトさせることができる。角度θ１を小さく設定すれば、足首関節の変動範囲を底屈側にシフトさせることができる。角度θ１は、足漕ぎ運動機器１００の静的な使用条件の一具体例である。

滑走車輪３５は、回転軸（車軸）を介して、リンク３０に取り付けられている。つまり、リンク３０は、滑走車輪３５を回転可能に保持している。滑走車輪３５は、傾斜台５０の傾斜面を滑走する滑走部材となる。

利用者Ｕは足ＦＴをペダル３１に載せて足漕ぎ運動を行う。つまり、利用者Ｕが足ＦＴを踏み込むように、膝関節や股関節、足首関節を動かす。これにより、クランク４０が回転軸２１周りに回転する。さらに、クランク４０の回転に応じて、リンク３０とクランク４０との間の角度が変化する。つまり、クランク４０の回転角度（クランク角度ともいう）に応じて、クランク４０に対するリンク３０の相対角度が変化する。クランク角度は、典型的には、回転軸２１から前方に延びる基準線とクランク４０との間の成す角度を意味する。また、滑走車輪３５は傾斜台５０の傾斜面５０ａに接触した状態で、前後方向に移動する。これにより、足漕ぎ運動に応じて、ペダル３１が楕円軌道を描くように、クランク４０及びリンク３０が回転動作する。即ち、利用者Ｕは、ペダル３１に載せた足ＦＴを足漕ぎ運動機器１００によって規定された楕円軌道に沿って動かすことにより、主として利用者Ｕの下腿を構成する複数の筋肉に負荷を与える。

なお、ペダル３１、滑走車輪３５、リンク３０、クランク４０、傾斜台５０は、利用者Ｕの左右の足ＦＴに対してそれぞれ設けられている。つまり、本体部２０の左右それぞれに、ペダル３１、滑走車輪３５、リンク３０、クランク４０、傾斜台５０が設けられている。本体部２０の右側に設けられたペダル３１Ｒ、滑走車輪３５Ｒ、リンク３０Ｒ、傾斜台５０Ｒ等が利用者Ｕの右足ＦＴＲに対応している。本体部２０の左側に設けられたペダル３１Ｌ、リンク３０Ｌ、傾斜台５０Ｌが利用者Ｕの左足ＦＴＬに対応している。

クランク４０は、左右の足ＦＴに対して逆位相となるように、本体部２０の回転軸２１に取り付けられている。つまり、左足用のクランク４０と右足用のクランク４０は回転角度が１８０°ずれている。利用者Ｕが左脚及び右脚を交互に伸縮させて、足漕ぎ運動を行う。

リンク３０の後端には、滑走車輪３５が取り付けられている。滑走車輪３５は、傾斜台５０の傾斜面５０ａを滑走する車輪を有している。傾斜台５０は後方に行くほど高くなっていくような傾斜面５０ａを有している。滑走車輪３５は、リンク３０の回転運動に応じて、Ｘ方向（前後方向）に往復移動する。図１のように、利用者Ｕが右脚を伸ばして、かつ左脚を曲げる方向に足漕ぎ運動している間、右側の滑走車輪３５が前方に移動し、左側の滑走車輪３５が後方に移動する。図２のように、利用者Ｕが左脚を伸ばして、かつ右脚を曲げる方向に足漕ぎ運動している間、左側の滑走車輪３５が前方に移動し、右側の滑走車輪３５が後方に移動する。

滑走車輪３５は、傾斜台５０の傾斜面５０ａに沿って高さが変化する。傾斜台５０は、後方に行くほど傾斜面５０ａの高さが高くなっている。つまり、傾斜台５０は、後方に移動する滑走車輪３５に対して上り坂となっている。よって、滑走車輪３５が後方に進んでいる間、滑走車輪３５が徐々に高くなっていく。反対に、滑走車輪３５が前方に進んでいる間、滑走車輪３５が徐々に低くなっていく。滑走車輪３５の高さに応じて、リンク３０の角度が規定される。

ここで、滑走車輪３５の高さに応じて、リンク３０に設けられたペダル３１の角度が制限される。つまり、滑走車輪３５が高くなると、ペダル３１が底屈方向に回転する。滑走車輪３５が低くなると、ペダル３１が背屈方向に回転する。したがって、傾斜台５０の傾斜面５０ａの傾斜角度に応じて、足首関節の底背屈角度の変動範囲を調整することができる。図３に示すように、傾斜台５０の傾斜面５０ａの水平に対する傾斜角度θ２は、足漕ぎ運動機器１００の静的な使用条件の一具体例である。傾斜角度θ２を大きく設定すると、足首関節の変動範囲は底屈側にシフトする。傾斜角度θ２を小さく設定すると、足首関節の変動範囲は背屈側にシフトする。

傾斜台５０の前端部５０ｂと回転軸２１との水平方向における距離Ｄ２は、足漕ぎ運動機器１００の静的な使用条件の一具体例である。距離Ｄ２を大きくすると、足首関節の変動範囲は背屈側にシフトする。距離Ｄ２を小さくすると、足首関節の変動範囲は底屈側にシフトする。

傾斜台５０の使用は任意であって、傾斜台５０を使用せずに足漕ぎ運動を行ってもよい。この場合、傾斜台５０の有無も、足漕ぎ運動機器１００の静的な使用条件の一具体例と言えよう。

引き続き図３を参照して、ペダル３１の足置き面３１ａは、足ＦＴの全長よりも長い。従って、利用者Ｕは、足ＦＴをペダル３１の足置き面３１ａの先端寄り（つま先寄り）に置くこともできるし、ペダル３１の足置き面３１ａの後端寄り（踵寄り）に置くこともできる。足置き面３１ａの長手方向における中央から足首関節までの距離を距離Ｄ３と定義する。距離Ｄ３は、足漕ぎ運動機器１００の静的な使用条件の一具体例である。距離Ｄ３は、足ＦＴをペダル３１の足置き面３１ａの先端寄りに置くと小さくなり、足ＦＴをペダル３１の足置き面３１ａの後端寄りに置くと大きくなる。

利用者Ｕは、主として下肢のトレーニングのために足漕ぎ運動機器１００で足漕ぎ運動を行う。つまり、利用者Ｕが足漕ぎ運動を行うことで、下肢や体幹部分の筋肉に負荷を与えることができる。足漕ぎ運動機器１００で鍛えることができる筋肉としては、腹直筋、大殿筋、外閉鎖筋、脊柱起立筋、内側広筋、中間広筋、大腿直筋、腓腹筋、短内転筋、大腿二頭筋、中殿筋、足底筋、ヒラメ筋、小殿筋、膝窩筋、前脛骨筋、腸骨筋、大腰筋、大腿方形筋が挙げられる。

本実施形態では、足漕ぎ運動機器１００の静的な使用条件の具体例として、図３に示す距離Ｄ１、距離Ｄ２、距離Ｄ３、角度θ１、傾斜角度θ２を取り上げている。しかし、これらに限定されず、椅子１０のシート部１１の高さやリンク３０のリンク長、滑走車輪３５の直径も、もし調整可能であれば、足漕ぎ運動機器１００の静的な使用条件となり得る。

上述したように、足漕ぎ運動機器１００の複数の静的な使用条件を変更することで、股関節や膝関節、足首関節の変動範囲を調整することができる。ここで、「変動範囲を調整する」とは、変動範囲の最大値を調整すること、変動範囲の最小値を調整すること、変動範囲の最大値及び最小値を調整すること、の何れかを意味する。

従って、例えば、股関節や膝関節、足首関節の変動範囲が利用者Ｕの股関節や膝関節、足首関節の可動範囲に一致するように股関節や膝関節、足首関節の変動範囲を調整すれば、利用者Ｕは、無理なく足漕ぎ運動を行うことができるようになるだろう。

（使用条件提案装置）
続いて図４から図８を参照して、使用条件提案装置１を説明する。使用条件提案装置１は、使用条件提案システムの一具体例である。使用条件提案装置１は、利用者Ｕの身長を入力して利用者Ｕの各関節の変動範囲を指定するだけで、その変動範囲を実現するための足漕ぎ運動機器１００の複数の静的な使用条件を利用者Ｕやその補助者に対して提案するものである。使用条件提案装置１によれば、股関節や膝関節、足首関節の変動範囲が利用者Ｕの股関節や膝関節、足首関節の可動範囲に一致するように試行錯誤する必要がないので、利用者Ｕにとって適切な条件下で足漕ぎ運動を速やかに開始できるし、試行錯誤に伴う痛みとも決別することができる。

図４には、使用条件提案装置１の機能ブロック図を示している。図４に示すように、中央演算処理器としてのCPU１ａ（Central Processing Unit）と、読み書き自由のRAM１ｂ（Random Access Memory）、読み出し専用のROM１ｃ（Read Only Memory）を備えている。使用条件提案装置１は、更に、タッチパネルディスプレイ１ｄを備えている。使用条件提案装置１は、更に、参照ＤＢ１ｅを備えている。参照ＤＢ１ｅは、典型的には、図示しないＨＤＤに格納されたデータベースである。しかし、使用条件提案装置１が参照ＤＢ１ｅを備えることに代えて、外部サーバが有する参照ＤＢに使用条件提案装置１がインターネットを経由してアクセスするようにしてもよい。

そして、CPU１ａがROM１ｃに記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで、制御プログラムは、CPU１ａなどのハードウェアを身体情報入力部６０、指定変動範囲情報入力部６１、抽出部６２、出力部６３として機能させる。

参照ＤＢ１ｅは、複数の因果関係情報を含むデータベースである。図５には、参照ＤＢ１ｅのデータ構造を示している。図５に示すように、本実施形態において、参照ＤＢ１ｅは、21600個の因果関係情報を含む。即ち、参照ＤＢ１ｅは、因果関係情報No.1から因果関係情報No.21600を含む。

各因果関係情報は、トレーニング情報と変動範囲情報を含む。各因果関係情報は、トレーニング情報と、このトレーニング情報に対応する変動範囲情報と、を含む。

トレーニング情報は、利用者Ｕの身体情報と足漕ぎ運動機器１００の使用条件情報を含む。

利用者Ｕの身体情報は、利用者Ｕの身体の大きさを示す情報であって、利用者Ｕの身長、大腿長、下腿長、足首関節の足底面からの高さ（以下、単に足首関節高さ）の少なくとも何れか１つ又は複数を示す情報である。本実施形態において、利用者Ｕの身体情報は、利用者Ｕの身長を示す。しかし、これに代えて、利用者Ｕの身体情報は、大腿長、下腿長、足首関節高さの何れか１つであってもよい。一般に身長と大腿長、下腿長、足首関節高さの間には正の相関関係が存在しており、これらの寸法の何れか１つから他の３つを導き出すことができるとされているからである。

使用条件情報は、足漕ぎ運動機器１００を使用する際に調整可能な複数の静的な使用条件を示す。図５の例において、複数の使用条件は、使用条件１、使用条件２、使用条件３、使用条件４、使用条件５を含む。

使用条件１は、図３の傾斜角度θ２に対応している。
使用条件２は、図３の距離Ｄ２に対応している。
使用条件３は、図３の距離Ｄ３に対応している。
使用条件４は、図３の距離Ｄ１に対応している。
使用条件５は、図３の傾斜角度θ１に対応している。

使用条件情報は、５つの使用条件を示すことに代えて、１つの使用条件のみを示すものであってもよく、６つ以上の使用条件を示すものであってもよい。

変動範囲情報は、対応する身体情報を有する利用者Ｕが対応する使用条件情報に基づいて足漕ぎ運動機器１００を用いて足漕ぎ運動した場合の利用者Ｕの股関節、膝関節、足首関節の関節角度の変動範囲を示す。関節角度は、何れも、ピッチ軸まわりの関節角度である。

即ち、対応する身体情報を有する利用者Ｕが対応する使用条件情報に基づいて足漕ぎ運動機器１００を用いて足漕ぎ運動した場合、股関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値は図５に示す通りとなる。膝関節及び足首関節についても同様である。ただし、図５においてこれらの値は省略的に「・」と表記されている。

そして、複数の因果関係情報は、互いに、身体情報又は使用条件情報の少なくとも何れか一方が異なっている。因果関係情報No.1からNo.4320までは、身長が140cmである利用者Ｕに関する因果関係情報であって、５つの使用条件が示す寸法のあらゆる組み合わせが可能な限り網羅されている。本実施形態では、傾斜角度θ２（使用条件１）が４通りに振られており、距離Ｄ２（使用条件２）が５通りに振られており、距離Ｄ３（使用条件３）が６通りに振られており、距離Ｄ１（使用条件４）が９通りに振られており、角度θ１（使用条件５）が４通りに振られている。従って、身長が140cmである利用者Ｕに関する因果関係情報として、4×5×6×9×4=4320通りの因果関係情報が用意されている。そして、利用者Ｕの身長は140cmから160cmまで5cm刻みで５通りに振られている。従って、参照ＤＢ１ｅが有する因果関係情報は、4320×5=21600通りである。

参照ＤＢ１ｅが保有する21600通りの因果関係情報は、例えば人体コンピュータモデルを用いたシミュレータにより生成することができる。即ち、シミュレータは、トレーニング情報に基づいて人体モデル及び運動機器モデルを生成し、クランク角度の変化に伴う各関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値を記録する。これに代えて、身長が140cm、145cm、150cm、155cm、160cmである複数の利用者Ｕに各使用条件情報に従って足漕ぎ運動機器１００で実際に足漕ぎ運動を行ってもらい、そのときのクランク角度の変化に伴う各関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値を測定し、この測定値に基づいて因果関係情報を生成してもよい。

身体情報入力部６０は、これから足漕ぎ運動機器１００を利用する利用者Ｕの身体情報の入力を受け付ける。本実施形態において、身体情報は、前述した通り身長を示している。

指定変動範囲情報入力部６１は、利用者の少なくとも１つの関節の関節角度の指定した変動範囲である指定変動範囲を示す指定変動範囲情報の入力を受け付ける。本実施形態において指定変動範囲情報は、利用者の股関節、膝関節、足首関節の少なくとも何れか１つの関節角度の指定した変動範囲である指定変動範囲を示す。変動範囲は、典型的には、その最大値及び最小値により指定する。しかし、変動範囲は、最大値のみで指定してもよく、最小値のみで指定してもよい。例えば、膝関節の関節角度の伸展側に痛みを感じるが、屈曲側では痛みを感じない場合、変動範囲は最大値のみで指定されるだろう。なお、指定する主体は、典型的には、利用者Ｕ本人又は補助者である。

図６には、タッチパネルディスプレイ１ｄの表示画面６４に表示された身体情報及び指定変動範囲情報の入力画面を例示している。利用者Ｕ本人又は補助者は、利用者の身長を表示画面６４に表示されたテキストボックス６５ａに入力する。同様に、利用者Ｕ本人又は補助者は、股関節の関節角度の所望の変動範囲の最大値及び最小値をテキストボックス６５ｂ及びテキストボックス６５ｃにそれぞれ入力する。同様に、利用者Ｕ本人又は補助者は、膝関節の関節角度の所望の変動範囲の最大値及び最小値をテキストボックス６５ｄ及びテキストボックス６５ｅにそれぞれ入力する。同様に、利用者Ｕ本人又は補助者は、足首関節の関節角度の所望の変動範囲の最大値及び最小値をテキストボックス６５ｆ及びテキストボックス６５ｇにそれぞれ入力する。

なお、利用者Ｕ本人又は補助者は、テキストボックス６５ｂからテキストボックス６５ｇまでのすべてに入力する必要はなく、例えば、股関節の関節角度の変動範囲の最大値だけを指定したい場合は、テキストボックス６５ｂにのみ希望する値を入力すればよい。図６の例では、膝関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値のみを指定した場合を例示しており、この場合、膝関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値に対応するテキストボックス６５ｄ及びテキストボックス６５ｅのみに希望する値が入力されている。これに代えて、膝関節及び足首関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値を指定してもよく、足首関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値と膝関節の関節角度の変動範囲の最大値とを指定してもよい。

抽出部６２は、図６に示す抽出処理開始ボタン６６が押下されたら、参照ＤＢ１ｅを参照して、身体情報及び指定変動範囲情報に基づいて、参照ＤＢ１ｅの変動範囲情報が示す変動範囲が指定変動範囲との間で所定の関係性を満たすような因果関係情報を抽出する。

図６の例では、利用者Ｕの身長が155cmであると入力されており、膝関節の関節角度の変動範囲の最大値が-70deg.であり、最小値が-100deg.と入力されている。従って、出力部６３は、参照ＤＢ１ｅを参照して、身長情報が155であり、変動範囲情報が示す膝関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値がそれぞれ-70deg.及び-100deg.である因果関係情報を抽出する。

しかし、現実問題として、変動範囲情報が示す膝関節の関節角度の変動範囲の最大値が-70deg.である因果関係情報は存在しないだろう。なぜなら、例え、参照ＤＢ１ｅが21600通りの因果関係情報を有していたとしても、その数が有限である以上、膝関節の関節角度の変動範囲の最大値が指定した最大値と完全に一致することは極めて稀だからである。従って、本実施形態において、出力部６３は、参照ＤＢ１ｅを参照して、身長情報が155であり、変動範囲情報が示す膝関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値がそれぞれ-70deg.±5deg.及び-100deg.±5deg.である因果関係情報を抽出する。このように検索対象となる最大値及び最小値を点ではなく範囲で捉えることで、該当する因果関係情報が存在しないという事態を回避することができる。

上記に代えて、抽出部６２は、参照ＤＢ１ｅを参照して、身長情報が155であり、変動範囲情報が示す膝関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値がそれぞれ-70deg.±3deg.及び-100deg.±5deg.である因果関係情報を抽出するようにしてもよく、変動範囲情報が示す膝関節の関節角度の変動範囲の最大値及び最小値がそれぞれ-70deg.±5deg.及び-100deg.±3deg.である因果関係情報を抽出するようにしてもよい。身長情報についても同様である。

出力部６３は、抽出部６２が抽出した因果関係情報の使用条件情報を図７に示すようにタッチパネルディスプレイ１ｄの表示画面６４に出力する。抽出部６２が複数の因果関係情報を抽出した場合、出力部６３は、抽出部６２が抽出した複数の因果関係情報のうち所定のルールに従って選択された因果関係情報の使用条件情報をタッチパネルディスプレイ１ｄの表示画面６４に出力する。ここで、「所定のルール」とは、典型的には、抽出部６２が時間軸上で最初に抽出したものを選択するものである。その他、「所定のルール」としては、例えば、変動範囲の最大値と指定変動範囲の最大値の差分が最も小さいものを選択するものが挙げられる。

次に、図８を参照して、使用条件提案装置１の動作を説明する。使用条件提案装置１は、典型的には、１台のパーソナルコンピュータによって実現される。しかし、使用条件提案装置１は、双方向通信可能に構成された複数のパーソナルコンピュータによる分散処理で実現されてもよい。

S100:
まず、身体情報入力部６０は、利用者Ｕの身体情報の入力を受け付ける。

S110:
次に、指定変動範囲情報入力部６１は、指定変動範囲情報の入力を受け付ける。

S120-S130:
抽出処理開始ボタン６６が押下されたら（S120:YES）、抽出部６２は、参照ＤＢ１ｅを参照して、指定変動範囲情報に合致する因果関係情報を抽出する。

S140:
出力部６３は、抽出部６２が抽出した因果関係情報の使用条件情報をタッチパネルディスプレイ１ｄの表示画面６４に出力する。

以上に、本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特徴を有する。

使用条件提案装置１（使用条件提案システム）は、利用者Ｕの身体情報と足漕ぎ運動機器１００（トレーニング機器）の使用条件情報を含むトレーニング情報と、利用者Ｕが使用条件情報に基づいて足漕ぎ運動機器１００を用いて足漕ぎ運動（トレーニング）した場合の利用者Ｕの少なくとも１つの関節の関節角度の変動範囲を示す変動範囲情報と、を含む因果関係情報を複数有する参照ＤＢ１ｅを備える。使用条件提案装置１は、利用者Ｕの身体情報の入力を受け付ける身体情報入力部６０と、利用者Ｕの少なくとも１つの関節の関節角度の指定した変動範囲である指定変動範囲を示す指定変動範囲情報の入力を受け付ける指定変動範囲情報入力部６１と、参照ＤＢ１ｅを参照して、身体情報及び指定変動範囲情報に基づいて、変動範囲情報が示す変動範囲が指定変動範囲との間で所定の関係性を満たすような因果関係情報を抽出する抽出部６２と、抽出部６２が抽出した因果関係情報の使用条件情報を出力する出力部６３と、を含む。以上の構成によれば、足漕ぎ運動機器１００を用いて足漕ぎ運動した際の少なくとも１つの関節の関節角度の変動範囲を望み通りに設定できるようになる。

抽出部６２は、参照ＤＢ１ｅを参照して、入力された身体情報及び指定変動範囲情報に基づいて、入力された身体情報と同一又は最寄りの身体情報を有する因果関係情報のうち、変動範囲情報が示す変動範囲が指定変動範囲との間で所定の関係性を満たす因果関係情報を抽出する。

上記の所定の関係性とは、変動範囲情報が示す変動範囲が指定変動範囲と一致している関係性である。以上の構成によれば、指定変動範囲に従って足漕ぎ運動機器１００を用いて足漕ぎ運動できるようになる。

上記の所定の関係性とは、変動範囲情報が示す変動範囲の最大値と指定変動範囲の最大値の差分が第１の閾値以下である関係性であるか、又は、変動範囲情報が示す変動範囲の最小値と指定変動範囲の最小値の差分が第２の閾値以下である関係性である。以上の構成によれば、変動範囲情報が示す変動範囲と指定変動範囲の完全な一致までは求められないので、抽出部６２が条件に見合う因果関係情報を抽出できない事態を回避できる。

上記の第１の閾値と第２の閾値は互いに等しい。しかし、上記の第１の閾値と第２の閾値は互いに異なっていてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、更に、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭを含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、更に、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１ 使用条件提案装置
１ａ CPU
１ｃ ROM
１ｂ RAM
１ｄ タッチパネルディスプレイ
１ｅ 参照ＤＢ
１０ 椅子
１１ シート部
１２ 背もたれ部
１５ 設置台
２０ 本体部
２１ 回転軸
３０ リンク
３０Ｌ リンク
３０Ｒ リンク
３１ ペダル
３１Ｌ ペダル
３１Ｒ ペダル
３１ａ 足置き面
３５ 滑走車輪
３５Ｒ 滑走車輪
４０ クランク
５０ 傾斜台
５０Ｌ 傾斜台
５０Ｒ 傾斜台
５０ａ 傾斜面
５０ｂ 前端部
６０ 身体情報入力部
６１ 指定変動範囲情報入力部
６２ 抽出部
６３ 出力部
６４ 表示画面
６５ａ テキストボックス
６５ｂ テキストボックス
６５ｃ テキストボックス
６５ｄ テキストボックス
６５ｅ テキストボックス
６５ｆ テキストボックス
６５ｇ テキストボックス
６６ 抽出処理開始ボタン
１００ 足漕ぎ運動機器
θ１ 角度
θ２ 傾斜角度
Ｕ 利用者
ＦＴ 足
ＦＴＬ 左足
ＦＴＲ 右足
Ｄ１ 距離
Ｄ２ 距離
Ｄ３ 距離

Claims (13)

1. 利用者の身体情報とトレーニング機器の使用条件情報を含むトレーニング情報と、前記利用者が前記使用条件情報に基づいて前記トレーニング機器を用いてトレーニングした場合の前記利用者の股関節、膝関節、足首関節の関節角度の変動範囲を示す変動範囲情報と、を含む因果関係情報を複数有する参照ＤＢと、
   前記利用者の身体情報の入力を受け付ける身体情報入力部と、
   前記利用者の前記股関節、膝関節、足首関節の関節角度の指定した変動範囲である指定変動範囲を示す指定変動範囲情報の入力を受け付ける指定変動範囲情報入力部と、
   前記参照ＤＢを参照して、前記身体情報及び前記指定変動範囲情報に基づいて、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲が前記指定変動範囲との間で所定の関係性を満たすような前記因果関係情報を抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出した前記因果関係情報の前記使用条件情報を出力する出力部と、
   を含む、
   使用条件提案システム。
2. 前記トレーニング機器は、前記利用者が座位で足漕ぎ運動を行う運動機器であり、
   前記トレーニング機器は、足漕ぎ運動を行うに際し、股関節、膝関節、足首関節の変動範囲を調整可能に構成されている、
   請求項１に記載の使用条件提案システム。
3. 前記トレーニング機器は、
   本体部と、
   前記本体部に回転可能に保持されたクランクと、
   前端が前記クランクに連結され、後端に滑走車輪が設けられ、前記利用者が足を載せるペダルが搭載された、リンクと、
   前記滑走車輪が滑走する傾斜面を有する傾斜台と、
   を含み、
   前記リンクの長手方向と前記ペダルの足置き面の間の角度θ１は調整可能に構成されており、
   前記傾斜面は、前記利用者から見て後方に行くほど高くなるように傾斜しており、
   前記傾斜台の前端部と前記クランクの回転軸との水平方向における距離D2は調整可能に構成されており、
   前記トレーニング機器の使用条件は、前記トレーニング機器を使用する際に調整可能な複数の使用条件を示し、
   前記複数の使用条件は、少なくとも、前記角度θ１と、前記傾斜面の傾斜角度と、前記距離D2と、を含む、
   請求項２に記載の使用条件提案システム。
4. 前記所定の関係性とは、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲が前記指定変動範囲と一致している関係性である、
   請求項３に記載の使用条件提案システム。
5. 前記所定の関係性とは、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲の最大値と前記指定変動範囲の最大値の差分が第１の閾値以下である関係性であるか、又は、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲の最小値と前記指定変動範囲の最小値の差分が第２の閾値以下である関係性である、
   請求項３に記載の使用条件提案システム。
6. 前記第１の閾値と前記第２の閾値は互いに等しい、
   請求項５に記載の使用条件提案システム。
7. 前記身体情報とは、少なくとも身長を示す情報である、
   請求項１から６までの何れか１項に記載の使用条件提案システム。
8. 前記使用条件情報は、静的な使用条件を示す、
   請求項１から７までの何れか１項に記載の使用条件提案システム。
9. 前記複数の因果関係情報は、互いに、前記身体情報又は前記使用条件情報の少なくとも何れか一方が異なっている、
   請求項１から８までの何れか１項に記載の使用条件提案システム。
10. 利用者の身体情報とトレーニング機器の使用条件情報を含むトレーニング情報と、前記利用者が前記使用条件情報に基づいて前記トレーニング機器を用いてトレーニングした場合の前記利用者の股関節、膝関節、足首関節の関節角度の変動範囲を示す変動範囲情報と、を含む因果関係情報を複数有する参照ＤＢを参照可能なコンピュータのＣＰＵが、
    前記利用者の身体情報の入力を受け付け、
    前記利用者の前記股関節、膝関節、足首関節の関節角度の指定した変動範囲である指定変動範囲を示す指定変動範囲情報の入力を受け付け、
    前記参照ＤＢを参照して、前記身体情報及び前記指定変動範囲情報に基づいて、前記変動範囲情報が示す前記変動範囲が前記指定変動範囲との間で所定の関係性を満たすような前記因果関係情報を抽出し、
    抽出した前記因果関係情報の前記使用条件情報を出力する、
    使用条件提案方法。
11. 前記トレーニング機器は、前記利用者が座位で足漕ぎ運動を行う運動機器であり、
    前記トレーニング機器は、足漕ぎ運動を行うに際し、股関節、膝関節、足首関節の変動範囲を調整可能に構成されている、
    請求項１０に記載の使用条件提案方法。
12. 前記トレーニング機器は、
    本体部と、
    前記本体部に回転可能に保持されたクランクと、
    前端が前記クランクに連結され、後端に滑走車輪が設けられ、前記利用者が足を載せるペダルが搭載された、リンクと、
    前記滑走車輪が滑走する傾斜面を有する傾斜台と、
    を含み、
    前記リンクの長手方向と前記ペダルの足置き面の間の角度θ１は調整可能に構成されており、
    前記傾斜面は、前記利用者から見て後方に行くほど高くなるように傾斜しており、
    前記傾斜台の前端部と前記クランクの回転軸との水平方向における距離D2は調整可能に構成されており、
    前記トレーニング機器の使用条件は、前記トレーニング機器を使用する際に調整可能な複数の使用条件を示し、
    前記複数の使用条件は、少なくとも、前記角度θ１と、前記傾斜面の傾斜角度と、前記距離D2と、を含む、
    請求項１１に記載の使用条件提案方法。
13. コンピュータに、請求項１０に記載の使用条件提案方法を実行させるプログラム。

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