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WO2023238252A1 - トレーニング装置、方法およびプログラム - Google Patents

トレーニング装置、方法およびプログラム Download PDF

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WO2023238252A1
WO2023238252A1 PCT/JP2022/023006 JP2022023006W WO2023238252A1 WO 2023238252 A1 WO2023238252 A1 WO 2023238252A1 JP 2022023006 W JP2022023006 W JP 2022023006W WO 2023238252 A1 WO2023238252 A1 WO 2023238252A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
training
stimulation
muscle
subject
training device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/023006
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真人 進藤
隆司 伊勢崎
良輔 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to PCT/JP2022/023006 priority Critical patent/WO2023238252A1/ja
Priority to JP2024526092A priority patent/JP7720010B2/ja
Publication of WO2023238252A1 publication Critical patent/WO2023238252A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/16—Platforms for rocking motion about a horizontal axis, e.g. axis through the middle of the platform; Balancing drums; Balancing boards or the like

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a training device, method, and program.
  • Non-Patent Document 1 has the following problems (1) and (2).
  • This problem (1) is a problem in that the movement in response to disturbances differs from person to person, resulting in different sensation-dependent changes for each individual, and it is not possible to control the sensation that is desired to be strengthened.
  • No measures have been taken to reduce postural sway in response to disturbances. This (2) is an issue that may lead to an increase in center of gravity sway for some people, even if the desired sensory-dependent change can be induced.
  • the present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a training device, method, and program that enable subjects to strengthen the senses that they rely on to stabilize their body posture. It is about providing.
  • a training device determines the sensations to be strengthened that the subject depends on in order to stabilize the body posture, based on time-series data of the sway of the body's center of gravity when the subject performs a physical movement. is calculated by the calculation unit, which calculates the feature amount of the sway of the body posture when the subject performs an action to stabilize the body posture when no stimulation to different types of sensations is applied; determining a main action muscle to which stimulation to the different types of sensations is to be applied in order to reduce the feature amount, and presenting stimulation to the different types of sensations to the determined main action muscles; and a stimulus presentation unit.
  • the calculation unit of the training device allows the subject to stabilize his or her body posture based on time-series data of fluctuations in the center of gravity of the body when the subject performs physical movements. Calculate the feature amount of the sway of the body posture when the subject performs a movement to stabilize the body posture when no stimulation is given to a sensation of a different type than the sensation to be reinforced that depends on the
  • the stimulus presentation unit of the training device determines the main action muscle to which stimulation of the different types of sensations is applied in order to reduce the feature quantity calculated by the calculation unit, and the determined main action muscle In contrast, stimuli to the different types of sensations are presented.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of functions related to a training device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of functions related to the training device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the training device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to sensory dependence measurement/evaluation processing according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the procedure of sensory dependence measurement and evaluation processing according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to balance training processing (without stimulation intervention) according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of functions related to a training device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of functions related to the training device according to the first embodiment of the present
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the procedure of balance training processing (without stimulation intervention) according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to balance training processing (with stimulation intervention) according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the procedure of balance training processing (with stimulation intervention) according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to retraining determination processing according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a procedure for retraining determination processing according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of functions related to the training device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a training device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to sensory dependence measurement/evaluation processing according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the procedure of sensory dependence measurement and evaluation processing according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to balance training processing (with EMS intervention) according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of the procedure of balance training processing (with EMS intervention) according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to retraining determination processing according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of the procedure of retraining determination processing according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a training device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of functions related to a training device according to an embodiment of the present invention.
  • S4 post-balance training
  • steps of measuring and evaluating the degree of sensory dependence before and after balance training without this stimulation S1 (measuring and evaluating the degree of sensory dependence before post-balance training)
  • S5 post-post balance training
  • An exercise to control sensory dependence whose components include a step (S6) of measuring and evaluating the degree of sensory dependence after balance training) and comparing the results before and after balance training to determine whether retraining is necessary.
  • S6 step of measuring and evaluating the degree of sensory dependence after balance training
  • An embodiment of the present invention enables training of motor skills to control sensory dependence, incorporating balance training in which external stimuli are intervened to correct movement during disturbances. Furthermore, in stimulation intervention, parameters such as a threshold for stimulation presentation can be set for each individual based on the center of gravity sway obtained in advance.
  • ankle joint movement is corrected during disturbances by balance training in which muscle electrical stimulation (EMS (Electrical Muscle Stimulation)) is applied to ankle joint muscles in response to body sway. It becomes possible to strengthen visual dependence.
  • EMS Electro Mechanical Muscle Stimulation
  • visual stimulation that teaches the movement to be performed in response to body sway allows the trainee to voluntarily move the ankle joint in accordance with the stimulation, making it possible to strengthen the reliance on foot somatosensation.
  • the root mean square (RMS ) is calculated using the following formula (1 ).
  • x m , y m are the average values of the foot pressure center position, and n is the number of time samples. Note that the center of gravity oscillation speed, rectangular area, etc. may be used as other parameters.
  • the somatosensory dependence evaluation unit 203 inputs the calculation results of the center of gravity sway s S when standing on a stable surface and the center of gravity sway s US when standing on an unstable surface, and based on these calculation results,
  • the somatosensory dependence d p of is calculated as in the following equation (2) (S11i).
  • the somatosensory dependence degree calculated as described above before training is stored in the storage device of the training device 103 as the pre-training somatosensory dependence degree dp_pre.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to balance training processing (without stimulation intervention) according to the first embodiment of the present invention.
  • S12 is a step of implementing balance training without visual stimulus intervention, before balance training with visual stimulus intervention.
  • the motion capture system 102 includes a balance board height measurement section 301 and a balance board sway evaluation section 302, and the motion capture system 102 includes a balance board height measurement section 301 and a balance board sway evaluation section 302.
  • Balance training S12 without stimulation intervention can be realized by these 301 and 302.
  • the balance board sway evaluation unit 302 uses this stored data to calculate the balance board sway S BB as shown in equation (3) below.
  • the root mean square (RMS) is used as the balance board oscillation.
  • h m is the average height of the balance board
  • n is the number of time samples.
  • the balance board oscillation acquired in preliminary training is stored in the storage device of the training device 103 as S BB_pre .
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the procedure of balance training processing (with stimulation intervention) according to the first embodiment of the present invention.
  • S13 as a training task, one-legged standing on a balance board tilted only in the front-back direction is performed multiple times for 30 seconds each (S13a).
  • This training task may be performed on a soft floor surface in addition to a balance board.
  • the above three channels correspond to, for example, a channel that lights up "keep”, a channel that lights up "up”, and a channel that outputs "down".
  • the balance board height measurement unit 401 of the motion capture system 102 measures the height (ht) of the marker and outputs the measurement result to the training device 103 as time series data of the subject's current body motion (S13b).
  • Time series data storage unit 402 of balance board oscillation during pre-training The "time series data of balance board height" explained in S12b and S12c is stored in the time series data storage unit 402 in the training device 103 as "time series data of balance board sway in pre-training", and is It can be output to the working muscle threshold determination unit 403.
  • the main action muscle threshold determination unit 403 inputs “time series data of balance board sway in pre-training” stored in the time series data storage unit 402, and selects an appropriate main action muscle for reducing balance board sway, i.e. A threshold value h_ta and a threshold h_so for determining the main action muscle to be stimulated in order to stabilize the subject's posture are output to the main action muscle determination unit 404.
  • a threshold value h_ta and a threshold h_so for determining the main action muscle to be stimulated in order to stabilize the subject's posture are output to the main action muscle determination unit 404.
  • the subject's tibialis anterior muscle (TA) is activated as described above.
  • the main action muscle determining unit 404 determines that it is a working muscle. In addition, when the height h of the front end of the balance board shown in the time-series data of the current body movement is greater than or equal to the threshold h_so, it is assumed that the subject's soleus (soleus: SO) is the appropriate main action muscle. The muscle determination unit 404 determines. If the average value of the time series data of the height h of the front end of the balance board is h_mean, and the standard deviation of the time series data is h_std, the following equations (4) and (5) are defined.
  • h_ta h_mean - h_std...Equation (4)
  • h_so h_mean + h_std...Equation (5)
  • the height h of the front end of the balance board indicated by the time-series data of the subject's current body movement, it is assumed that the height h of the front end of the balance board is in the region of "h_ta ⁇ h ⁇ h_so", that is, it is not below the threshold h_ta but above the threshold h_so as described above. In the region where there is no balance, the subject can maintain balance relatively horizontally, so the height of the front end of the balance board can be called the "stable region.”
  • the height h of the front end of the balance board shown in the above-mentioned time-series data of the current body movement in areas other than the above-mentioned "h_ta ⁇ h ⁇ h_so", that is, in the area below the above-mentioned threshold h_ta or above the threshold h_so, the balance Because the board is highly tilted, the height h of the front edge of the balance board can be called the "unstable region.”
  • the main action muscle determination unit 404 inputs the time series data of the subject's current body motion transmitted from the balance board height measurement unit 102, and receives this time series data and the time series data output from the main action muscle threshold determination unit 403.
  • the threshold value and the height ht of the front end of the balance board at time t from the balance board height measurement unit 401 are input, and it is determined whether the height of the front end of the balance board is in a stable region or an unstable region. In other words, it is determined whether the movement of the subject to stabilize his or her body posture is stable enough to not require stimulation of the senses.
  • the main action muscle determining unit 404 transmits a trigger to the microcomputer 104 through the channel that lights up the "keep" button.
  • the main action muscle determining unit 404 determines whether the appropriate main action muscle should be the tibialis anterior (TA) or the soleus (SO) (S13c ). When it is determined that the tibialis anterior muscle is an appropriate main action muscle, the main action muscle determining unit 404 transmits a trigger to the microcomputer 104 through the channel that lights up the above-mentioned "up”. Furthermore, when it is determined that the soleus muscle is an appropriate main action muscle, the main action muscle determining unit 404 transmits a trigger to the microcomputer 104 through the channel that causes the above-mentioned "down" to be output.
  • TA tibialis anterior
  • SO soleus
  • ⁇ Visual stimulus presentation section 405 When the microcomputer 104 receives the trigger signal transmitted when the unstable region is determined, the visual stimulus presentation unit 405 presents a visual stimulus that causes the main action muscle corresponding to the trigger channel to operate (S13d). The trainee confirms that "up” is lit and performs an action to raise the front end of the balance board, and confirms that "down” is lit and performs an action to lower the front end of the balance board. Further, when the microcomputer 104 receives the transmitted trigger signal when the unstable region is determined, the visual stimulus presentation unit 405 presents a visual stimulus that maintains the stable region, corresponding to the trigger channel "keep”. (S13e). The trainee confirms that the above-mentioned "keep” is lit and performs an action to maintain the balance board in the same state. After S13d or S13e, the process returns to S13b with the time count advanced.
  • Post-balance training step S1 is a step of performing balance training without intervention after balance training with visual stimulus intervention, and is the same step as S12.
  • the configuration and flowchart are as shown in FIGS. 6 and 7.
  • Post-training sensory dependence evaluation step S15 is a step of measuring and evaluating the sensory dependence after training, and is similar to S11. The configuration and flowchart are as shown in FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to retraining determination processing according to the first embodiment of the present invention.
  • S16 compares the somatosensory dependence (d p_pre , d p_post ) and balance board sway (S BB_pre , S BB_post ) before and after balance training using visual stimulation, and determines whether retraining of balance training is necessary. This is the step of determining whether or not.
  • the training device 103 has a retraining determination unit 501, and S16 can be realized by this 501.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a procedure for retraining determination processing according to the first embodiment of the present invention.
  • -Retraining determination unit 501 In S16, first, the retraining determination unit 501 reads out the balance board sway before and after balance training and the somatosensory dependence degree before and after balance training, which were stored in advance in the storage device of the training device 103. First, the balance board sway before and after balance training is compared (S16a).
  • the retraining determining unit 501 determines whether the balance board sway after training has been reduced compared to the balance board sway before training (S16b).
  • the retraining determination unit 501 compares the degree of somatosensory dependence read above before and after the balance training (S16c).
  • the retraining determination unit 501 determines that the somatosensory dependence is It is determined that learning of the motor skill to be strengthened has progressed, and the training is terminated. If not (No in S16c), retraining in S13 is performed.
  • Steps of balance training in which EMS is not intervened S22 (pre-balance training), S24 (post-balance training)
  • steps of measuring and evaluating the degree of sensory dependence before and after balance training in which EMS is not intervened S21, A motor skill training that strengthens visual dependence will be described, the components of which are S25) and a step of comparing the results before and after balance training to determine whether retraining is necessary (S26).
  • the floor reaction force meter 101, motion capture system 102, and microcomputer 104a are connected to a training device 103a, and an electrical stimulation device 105a is connected to the training device 103a via the microcomputer 104a.
  • the floor reaction force meter 101 measures the position of the center of foot pressure when the subject is standing, and this measurement result is used in S21 and S25 above, that is, the steps of sensory dependence measurement and evaluation processing after balance training. It will be done.
  • the motion capture system 102, the microcomputer 104a, and the electrical stimulation device 105a are used in S22, S23, and S24, that is, various balance training steps.
  • the motion capture system 102 measures the position of a subject's body or object by attaching a dedicated infrared reflective marker to an arbitrary location on the subject's body or object. According to the measured movement of the marker, a trigger is transmitted from the training device 103a to the microcomputer 104a, and at the timing of receiving this trigger, the microcomputer 104a transmits a signal to start electrical stimulation to the electrical stimulation device 105a.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to sensory dependence measurement/evaluation processing according to the second embodiment of the present invention.
  • S21 is a step of evaluating the degree of sensory dependence before balance training.
  • the floor reaction force meter 101 has a center of gravity sway measuring section 201
  • the training device 103a has a center of gravity sway evaluation section 202 and a visual dependence evaluation section 203a.
  • the sensory dependence measurement/evaluation process S21 before form-based balance training can be realized by these 201 to 203a.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the procedure of sensory dependence evaluation processing according to the second embodiment of the present invention.
  • the subject first stands with both feet open on the ground reaction force meter 101 (on a stable surface) for 30 seconds (S21a), and then with both feet closed on the ground reaction force meter 101 (on a stable surface) for 30 seconds (S21a). Repeat 30 seconds (S21b) multiple times.
  • the standing time is just an example, and may be set to 60 seconds, for example.
  • the center of gravity sway evaluation unit 202 inputs the measurement result of the foot pressure center position (x t , y t ) when standing with both feet open, and stores it in the storage device in the training device 103a as time series data of the foot pressure center position. (S21e).
  • the training device 103a uses this stored data to calculate the center of gravity sway S EO when standing with eyes open, and outputs the calculation result to the visual dependence evaluation unit 203a (S21f).
  • the visual dependence evaluation unit 203a inputs the calculation results of the center of gravity sway S EO when standing with eyes open and the center of gravity sway S EC when standing with eyes closed, and based on these calculation results, evaluates the visual dependence before training.
  • d e is calculated as shown in equation (7) below (S21i).
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of the procedure of balance training processing (with EMS intervention) according to the second embodiment of the present invention.
  • electrical stimulation electrodes are attached to the tibialis anterior muscle and soleus muscle of the subject's ankle, respectively, and connected to each channel of the electrical stimulation device 105a.
  • the electrical stimulation device 105a can present EMS to each muscle of the subject to contract the muscle. Further, only two channels in total are connected between the external trigger output device attached to the training device 103a and the microcomputer 104a, and the electric stimulation device 105a is connected to the training device 103a via the microcomputer 104.
  • S23 as a training task, one-legged standing on a balance board tilted only in the front-back direction is performed multiple times for 30 seconds each (S23a).
  • This training task may be performed on a soft floor surface in addition to a balance board.
  • the balance board height measurement unit 401 of the motion capture system 102 measures the height (ht) of the marker and outputs this measurement result to the training device 103a (S23b).
  • time series data of balance board height explained in S12b and S12c in the first embodiment is "time series data of balance board sway during pre-training".
  • the data is stored in the time series data storage section 402 in the training device 103a as “series data,” and can be output to the main action muscle threshold determination section 403.
  • the balance in the region of "h_ta ⁇ h ⁇ h_so", the balance can be maintained relatively horizontally, so the height of the front end of the balance board can be called the “stable region”.
  • the balance board in areas other than the above "h_ta ⁇ h ⁇ h_so", the balance board is significantly tilted, so the height of the front end of the balance board is called the "unstable area”. I can do it.
  • the main action muscle determining unit 404 determines whether the appropriate main action muscle should be the tibialis anterior (TA) or the soleus (SO) (S23c ), sends a trigger to the channel that stimulates the muscle determined to be the appropriate prime mover muscle.
  • TA tibialis anterior
  • SO soleus
  • Post-training sensory dependence evaluation step S25 is a step of measuring and evaluating the sensory dependence after training, and is similar to S21.
  • the configuration and flowchart are as shown in FIGS. 14 and 15.
  • FIG. 18 is a block diagram showing an example of a functional configuration related to retraining determination processing according to the second embodiment of the present invention.
  • S26 compares the degree of visual dependence (d e_pre , d e_post ) and the balance board sway (S BB_pre , S BB_post ) before and after balance training in which EMS has been intervened, and determines whether retraining of balance training is necessary.
  • This step is to As shown in FIG. 18, the training device 103a has a retraining determination unit 501a, and S26 can be realized by this 501a.
  • the retraining determining unit 501 determines whether the balance board sway after training has been reduced compared to the balance board sway before training (S26b).
  • the process advances to the next determination block. If not (No in S26), retraining in S23 is performed. When it is determined Yes in the above S26b, the retraining determination unit 501 compares the read visual dependence degrees before and after the balance training (S26c).
  • the time-series data of body movements in pre-training or the calculation results of each degree of dependence may be stored in advance in a storage device (not shown) in the server 106.
  • the main action muscle threshold determination unit 403 or the main action muscle determination unit 404 of the training device 103 requests distribution (acquisition) of the stored data to the server 106 via the communication network, as necessary.
  • the distribution unit (not shown) of the server 106 transmits the stored data to the training device 103, which is the source of the distribution request, via the communication network. can be delivered to.
  • the threshold determined by the main action muscle threshold determination unit 403 described above may be stored in advance in a storage device (not shown) in the server 105 as threshold data.
  • the main action muscle determining unit 404 of the training device 103 requests the server 106 to distribute the above-mentioned threshold value data, so-called a download request, via the communication network, and the distribution unit of the server 106
  • the stored threshold data can be distributed via the communication network to the training device 103 that is the source of the distribution request.
  • an external stimulus is applied to correct movement during a disturbance, and the stimulation timing is determined from the center of gravity sway measured in advance for each individual subject. , the subject can control sensory dependence to stabilize body posture.
  • FIG. 20 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a training device according to an embodiment of the present invention.
  • the training device 103 according to the above embodiment is configured by, for example, a server computer or a personal computer, and includes a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit). hardware processor) 611A.
  • a program memory 611B, a data memory 612, an input/output interface 613, and a communication interface 614 are connected to the hardware processor 611A via a bus 615.
  • the data memory 612 is a tangible storage medium that is used in combination with the above-mentioned nonvolatile memory and volatile memory such as RAM (Random Access Memory), and is used to perform various processes. It is used to store various data acquired and created during the process.
  • RAM Random Access Memory
  • each embodiment can be applied to a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk) as a program (software means) that can be executed by a computer (computer). etc.), optical discs (CD-ROM, DVD, MO, etc.), semiconductor memories (ROM, RAM, Flash memory, etc.), and are stored in recording media, or transmitted and distributed via communication media. can be done.
  • the programs stored on the medium side also include a setting program for configuring software means (including not only execution programs but also tables and data structures) in the computer to be executed by the computer.

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Abstract

一実施形態に係るトレーニング装置は、被験者が身体動作を行なったときの身体の重心の動揺の時系列データに基づいて、前記被験者が身体姿勢を安定させるために依存する強化対象の感覚とは異なる種別の感覚への刺激を与えないときの、前記被験者が身体姿勢を安定させるための動作を行なったときの身体姿勢の動揺の特徴量を計算する計算部と、前記計算部により計算された特徴量を低減させるための、前記異なる種別の感覚への刺激を与える対象である主動作筋を判定し、この判定された主動作筋に対して、前記異なる種別の感覚へ与える刺激を提示する刺激提示部と、を有する。

Description

トレーニング装置、方法およびプログラム
　本発明の実施形態は、トレーニング装置、方法およびプログラムに関する。
　ヒトは、立位または歩行等の基礎運動時に身体姿勢、例えば身体動揺、を安定させるために姿勢制御を自ら行なう。ヒトの姿勢制御では、主に視覚（目）、体性感覚（足裏など）、および前庭感覚（三半規管など）でなる３つの感覚器により外界の情報を受け取り、これらの情報が脳の中枢神経系で正しく感覚統合されることで姿勢を安定させることが分かっており、感覚統合において各個人が特定の感覚に依存する傾向が知られている。
　このような感覚依存性の偏りが長年にわたり続くと、強く依存した感覚器の機能が将来的な加齢によって低下したときに、姿勢制御が、より困難になるという問題が生じる。　
　将来的な加齢に伴う感覚器の機能低下は個人差が大きく予測が困難であることを踏まえると、どの感覚が機能低下しても姿勢を安定できるスキル、つまり視覚、体性感覚および前庭感覚のそれぞれに対する感覚依存を強めた状態で姿勢を安定させるスキル（skill）、すなわち感覚依存性を制御する運動スキル、を健常なうちに身に付けておくことが必要となる。　
　これにより、不安定な状況下、例えば軟らかい床面など、において、劣化していない感覚に依存を強めて姿勢を安定させることが可能となる。
　様々な感覚依存状態への遷移を促す従来の訓練方法としては、感覚器または外部環境を通じて外乱を与える方法があり、不安定面上立位も、その一つである（例えば非特許文献１を参照）。
板谷厚（Atsushi ITAYA）; 木塚朝博（Tomohiro KIZUKA）. 不安定板上における立位制御と体性感覚入力への重みづけ（Postural Control during Standing on An Unstable Board and the Weight of Somatosensory Inputs from Lower Extremities）. バイオメカニズム学会誌（Journal of the Society of Biomechanisms）, 2010, 34.2: 142-148.
　しかしながら、上記非特許文献１に開示されるような、感覚器または外部環境を通じて外乱を与える方法では、以下の課題（１）、（２）が挙げられる。
　（１）　目的の感覚依存性変化を引き起こすことが困難である。　
　この（１）は、外乱に対する運動が個人ごとに異なるため、結果として個人ごとに異なる感覚依存変化が生じており、強めたい感覚を制御できていない課題である。　
　（２）　外乱に対して重心動揺（postural sway）を低減させる工夫が施されていない。　
　この（２）は、目的の感覚依存性変化を引き起こせたとしても、人によっては重心動揺の増大を招く可能性がある課題である。
　この発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、被験者が身体姿勢を安定させるために依存する感覚を強化することができるようにしたトレーニング装置、方法およびプログラムを提供することにある。
　本発明の一態様に係るトレーニング装置は、被験者が身体動作を行なったときの身体の重心の動揺の時系列データに基づいて、前記被験者が身体姿勢を安定させるために依存する強化対象の感覚とは異なる種別の感覚への刺激を与えないときの、前記被験者が身体姿勢を安定させるための動作を行なったときの身体姿勢の動揺の特徴量を計算する計算部と、前記計算部により計算された特徴量を低減させるための、前記異なる種別の感覚への刺激を与える対象である主動作筋を判定し、この判定された主動作筋に対して、前記異なる種別の感覚へ与える刺激を提示する刺激提示部と、を備える。
　本発明の一態様に係るトレーニング方法は、前記トレーニング装置の計算部により、被験者が身体動作を行なったときの身体の重心の動揺の時系列データに基づいて、前記被験者が身体姿勢を安定させるために依存する強化対象の感覚とは異なる種別の感覚への刺激を与えないときの、前記被験者が身体姿勢を安定させるための動作を行なったときの身体姿勢の動揺の特徴量を計算し、前記トレーニング装置の刺激提示部により、前記計算部により計算された特徴量を低減させるための、前記異なる種別の感覚への刺激を与える対象である主動作筋を判定し、この判定された主動作筋に対して、前記異なる種別の感覚へ与える刺激を提示する。
　本発明によれば、被験者が身体姿勢を安定させるために依存する感覚を強化することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係るトレーニング（training）装置に係る機能の一例を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るトレーニング装置に係る機能の一例を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係るトレーニング装置の機能構成例を示すブロック図である。 図４は、本発明の第１の実施形態による感覚依存度計測・評価処理に係る機能構成例を示すブロック図である。 図５は、本発明の第１の実施形態による感覚依存度計測・評価処理の手順の一例を示すフローチャート(flowchart)である。 図６は、本発明の第１の実施形態によるバランス訓練（balance training）処理（刺激介入なし）に係る機能構成例を示すブロック図である。 図７は、本発明の第１の実施形態によるバランス訓練処理（刺激介入なし）の手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、本発明の第１の実施形態によるバランス訓練処理（刺激介入あり）に係る機能構成例を示すブロック図である。 図９は、本発明の第１の実施形態によるバランス訓練処理（刺激介入あり）の手順の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の第１の実施形態による再訓練判定処理に係る機能構成例を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第１の実施形態による再訓練判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の第２の実施形態に係るトレーニング装置に係る機能の一例を示す図である。 図１３は、本発明の第２の実施形態に係るトレーニング装置の機能構成例を示すブロック図である。 図１４は、本発明の第２の実施形態による感覚依存度計測・評価処理に係る機能構成例を示すブロック図である。 図１５は、本発明の第２の実施形態による感覚依存度計測・評価処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１６は、本発明の第２の実施形態によるバランス訓練処理（ＥＭＳ介入あり）に係る機能構成例を示すブロック図である。 図１７は、本発明の第２の実施形態によるバランス訓練処理（ＥＭＳ介入あり）の手順の一例を示すフローチャートである。 図１８は、本発明の第２の実施形態による再訓練判定処理に係る機能構成例を示すブロック図である。 図１９は、本発明の第２の実施形態による再訓練判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図２０は、本発明の一実施形態に係るトレーニング装置のハードウエア（hardware）構成の一例を示すブロック図である。
　以下、図面を参照しながら、この発明に係わる一実施形態を説明する。　
　（共通説明）
　ここでは、後述する第１および第２の実施形態に共通する事項について説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係るトレーニング装置に係る機能の一例を示す図である。　
　本発明の一実施形態では、図1に示すように、身体動揺に応じた刺激が介入されたバランス訓練（Ｓ３）と、この訓練の前後における、刺激が介入されないバランス訓練（Ｓ２（事前バランス訓練）、Ｓ４（事後バランス訓練））と、この刺激を介入しないバランス訓練の前後における、感覚依存度を計測および評価するステップ（Ｓ１（事後バランス訓練前の感覚依存度計測・評価）、Ｓ５（事後バランス訓練後の感覚依存度計測・評価））、バランス訓練の前後の結果を比較して再訓練が必要か否かを判定するステップ（Ｓ６）を構成要素とする、感覚依存性を制御する運動スキルの訓練について説明する。
　また、上記の、身体動揺に応じた刺激が介入されたバランス訓練（Ｓ３）には、Ｓ２で事前に取得された重心動揺に基づき、安定または不安定状態が判定され、刺激の提示に係る閾値を決定する機能が含まれる。
　本発明の一実施形態により、外乱中に運動を矯正するための外部的な刺激が介入されるバランス訓練を取り入れた、感覚依存性を制御する運動スキルの訓練を実現できる。　
　さらに、刺激介入において、事前に取得された重心動揺に基づき、個人ごとに刺激提示の閾値などのパラメータ（parameter）が設定され得る。
　さらに、上記刺激を介入させたバランス訓練の前後に、刺激を介入させないバランス訓練と、バランス訓練後の感覚依存度を計測および評価することにより、感覚依存性を制御する運動スキルの学習状態を定量的に確認することが可能となる。　
　さらに、バランス訓練の前後の結果を比較して再訓練が必要か判定することにより、学習状態に応じて再訓練を繰り返して、確実に学習を進めることができる。
　また、後述する第１の実施形態では、身体動揺に応じて行なうべき運動を教示する視覚刺激により、訓練者自身が刺激に従って足関節運動を随意的に動作させるため、足部体性感覚依存を強めることが可能となる。
　さらに、後述する第２の実施形態では、身体動揺に応じた足関節筋に対する筋電気刺激（EMS(Electrical Muscle Stimulation)）が介入されたバランス訓練により、外乱中に足関節運動を矯正して、視覚依存を強めることが可能となる。
　（第１の実施形態）
　次に、第１の実施形態について説明する。ここでは、体性感覚依存を強める運動スキルの訓練について説明する。　
　第１の実施形態の背景について説明する。ヒトは立位または歩行等の基礎運動時に身体姿勢、例えば身体動揺を安定させるために姿勢制御を自ら行なう。ヒトの姿勢制御では、主に視覚（目）、足部体性感覚（足裏、足関節周辺など）、前庭感覚（三半規管など）でなる3つの感覚器により外界の情報を受け取り、これらの情報が脳の中枢神経系で正しく感覚統合されることで姿勢を安定させることが分かっており、感覚統合において各個人が特定の感覚に依存する傾向が知られている。
　このような感覚依存性の偏りが長年にわたり続くと、強く依存した感覚器の機能が将来的な加齢によって低下したときに、姿勢制御が、より困難になるという問題が生じる。　
　将来的な加齢に伴う感覚器の機能低下は個人差が大きく予測が困難であることを踏まえると、どの感覚が機能低下しても姿勢を安定できるスキル、つまり視覚、足部体性感覚および前庭感覚のそれぞれに対する感覚依存が強い状態に遷移させる運動スキルを健常なうちに身に付けておくことが必要となる。　
　これにより、不安定な状況下、例えば軟らかい床面など、において、劣化していない感覚に依存を強めて姿勢を安定させることが可能となる。
　上記非特許文献１によれば、不安定面上立位は視覚依存を強める効果があると述べられている。ゆえに、この訓練を適用しても、将来的に視覚が機能低下したときは、不安定な状況下で姿勢の安定を保てない可能性が高い。そこで、本発明の第１の実施形態では、不安定面上立位において、足部体性感覚に依存を強めて姿勢を安定させるスキルの訓練を実現する形態について説明する。
　図２は、本発明の第１の実施形態に係るトレーニング装置に係る機能の一例を示す図である。　
　本発明の第１の実施形態では、図２に示されように、不安定面上立位訓練時に、身体動揺に応じて行うべき運動を教示する機能を有する刺激である視覚刺激が介入されたバランス訓練のステップ（Ｓ１３）と、この訓練の前後における、視覚刺激が介入されないバランス訓練のステップ（Ｓ１２（事前バランス訓練）、Ｓ１４（事後バランス訓練））と、この視覚刺激が介入されないバランス訓練の前後における、体性感覚依存度を計測および評価するステップ（Ｓ１１、Ｓ１５）、およびバランス訓練の前後の結果を比較して再訓練が必要か否かを判定するステップ（Ｓ１６）を構成要素とする、足部体性感覚依存性を強める運動スキルの訓練について説明する。
　本発明の第１の実施形態により、不安定面上立位訓練時に、身体動揺に応じて行うべき運動を教示する機能を有する視覚刺激が介入された訓練を取り入れた、足部体性感覚依存を強める運動スキルの訓練を実現できる。
　さらに、身体動揺に応じて行うべき運動を教示する視覚刺激により、訓練者自身が刺激に従って足関節運動を随意的に動作させるため、足部体性感覚依存を強めることが可能となる。
　さらに、上記視覚刺激が介入されたバランス訓練の前後に、視覚刺激が介入されないバランス訓練と、バランス訓練後の感覚依存度を計測および評価することにより、足部体性感覚依存を強める運動スキルの学習状態を定量的に確認することが可能となる。　
　さらに、バランス訓練前後の結果を比較して再訓練が必要か判定することにより、学習状態に応じて再訓練を繰り返して、確実に学習を進めることができる。
　図３は、本発明の第１の実施形態に係るトレーニング装置の機能構成例を示すブロック図である。　
　図３に示されるように、本発明の第１の実施形態に係るトレーニングシステム１００は、床反力計１０１、モーションキャプチャシステム（motion capture system）１０２、トレーニング装置１０３、マイクロコンピュータ（microcomputer）（マイコン）１０４、視覚刺激用のモニタ１０５、およびサーバ（server）１０６を有する。
　床反力計１０１とモーションキャプチャシステム１０２、およびマイコン１０４はトレーニング装置１０３に接続され、このトレーニング装置１０３にはマイコン１０４を介してモニタ１０５が接続されている。このうち、床反力計１０１は、被験者の立位時の足圧中心位置を計測し、この計測結果は、上記Ｓ１１とＳ１５、すなわちバランス訓練後の感覚依存度計測および評価処理のステップで用いられる。　
　モーションキャプチャシステム１０２、マイコン１０４、およびモニタ１０５は、上記Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、すなわち各種バランス訓練処理のステップで用いられる。　
　モーションキャプチャシステム１０２は、専用の赤外線反射マーカー（marker）（単にマーカーと称することがある）を被験者の身体または物体の任意の場所に貼り付けることで、その位置を計測する。計測されたマーカーの動きに応じて、トレーニング装置１０３からマイコン１０４へ制御信号であるトリガ（trigger）信号が送信され、このトリガ信号を受信したタイミング（timing）で、マイコン１０４がモニタ１０５へ視覚刺激に関する信号を送信する。
　Ｓ１１：訓練前の感覚依存度計測・評価ステップ
　図４は、本発明の第１の実施形態による感覚依存度計測・評価処理に係る機能構成例を示すブロック図である。　
　Ｓ１１は、バランス訓練前の感覚依存度を計測評価するステップである。図４に示されるように、床反力計１０１は、重心動揺計測部２０１を有し、トレーニング装置１０３は、重心動揺評価部２０２および体性感覚依存度評価部２０３を有し、第１の実施形態によるバランス訓練前の感覚依存度計測・評価処理Ｓ１１は、これらの２０１～２０３により実現され得る。
　図５は、本発明の第１の実施形態による感覚依存度評価処理の手順の一例を示すフローチャートである。　
　Ｓ１１では、まず、被験者は、床反力計１０１の上（安定面上）で両足立位30秒間（Ｓ１１ａ）と、床反力計１０１の上に軟らかいマットを置いた上（不安定面上）で両足立位30秒間（Ｓ１１ｂ）を複数回繰り返す。なお立位時間は例であり、例えば60秒などとしても良い。
　・重心動揺計測部２０１
　重心動揺計測部２０１は、安定面立位時において、床反力計１０１により足圧中心位置(xt、 yt)を計測し、この計測結果をトレーニング装置１０３に出力する（Ｓ１１ｃ）。　
　同様に、重心動揺計測部２０１は、不安定面立位時において、床反力計１０１により足圧中心位置(xt、 yt)を計測し、この計測結果をトレーニング装置１０３に出力する（Ｓ１１ｄ）。
　・重心動揺評価部２０２
　重心動揺評価部２０２は、安定面立位時において、足圧中心位置(xt、 yt)の計測結果を入力し、足圧中心位置の時系列データ（time series data）としてトレーニング装置１０３内の記憶装置に格納する（Ｓ１１ｅ）。　
　トレーニング装置１０３は、この格納されたデータを用いて、安定面立位時の重心動揺sSを計算し、この計算結果を体性感覚依存度評価部２０３へ出力する（Ｓ１１ｆ）。
　同様に、重心動揺評価部２０２は、不安定面立位時において、足圧中心位置(xt、 yt)の計測結果を入力し、足圧中心位置の時系列データとしてトレーニング装置１０３内の記憶装置に格納する（Ｓ１１ｇ）。　
　トレーニング装置１０３は、この格納されたデータを用いて、不安定面立位時の重心動揺sUSを計算し、この計算結果を体性感覚依存度評価部２０３へ出力する（Ｓ１１ｈ）。
　本実施形態では、重心動揺、すなわち安定面立位時の重心動揺sSと、不安定面立位時の重心動揺sUSとして二乗平均平方根（Root Mean Square(RMS)）を以下の式（１）のように計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、xm, ymは足圧中心位置の平均値であり、nは時間サンプル（sample）数である。なお、他のパラメータとして重心動揺速度または矩形面積などが用いられても良い。
　・体性感覚依存度評価部２０３
　体性感覚依存度評価部２０３は、安定面立位時の重心動揺sSと、不安定面立位時の重心動揺sUSの計算結果を入力し、これらの計算結果に基づいて、訓練前の体性感覚依存度dpを以下の式（２）のように計算する（Ｓ１１ｉ）。
　ｄｐ＝ＳＵＳ／ＳＳ　…式（２）
　この式（２）では、dpが大きいほど体性感覚依存度が強いことを意味する。
　本実施形態では、訓練前に上記のように計算された体性感覚依存度を訓練前の体性感覚依存度dp_preとして、トレーニング装置１０３の記憶装置に保存される。
　Ｓ１２：事前バランス訓練ステップ
　図６は、本発明の第１の実施形態によるバランス訓練処理（刺激介入なし）に係る機能構成例を示すブロック図である。　
　Ｓ１２は、視覚刺激が介入されるバランス訓練の前の、視覚刺激介入無しのバランス訓練を実施するステップである。図６に示されるように、モーションキャプチャシステム１０２は、バランスボード（balance board）高さ計測部３０１と、バランスボード動揺評価部３０２を有し、第１の実施形態によるバランス訓練の前の、視覚刺激介入無しのバランス訓練Ｓ１２は、これらの３０１および３０２により実現され得る。
　図７は、本発明の第１の実施形態によるバランス訓練処理（刺激介入なし）の手順の一例を示すフローチャートである。　
　Ｓ１２では、訓練タスク（task）として、前後方向にのみ傾くバランスボード上での片足立位を30秒間ずつ複数回実施する（Ｓ１２ａ）。この訓練タスクはバランスボードの他、軟らかい床面などで実施されても良い。
　次に、事前準備として、バランスボード前端にモーションキャプチャ計測用マーカーを貼り付け、トレーニング装置１０３に電気的に接続する。本実施形態では、バランスボードの動揺を、バランスボード前端に取り付けられたマーカーの高さ（ht）の動揺とする。なお、バランスボードの両端にマーカーを取り付けた構成で、角度を計算し、この角度の変化を動揺としても良く、複数個のマーカーが被験者の身体骨盤に取り付けられた状態での角度の計算結果の変化骨盤動揺としても良い。
　・バランスボード高さ計測部３０１
　モーションキャプチャシステム１０２のバランスボード高さ計測部３０１は、バランスボードの高さとしてマーカーの高さ（ht）を計測し、この計測結果をトレーニング装置１０３に出力する（Ｓ１２ｂ）。
　・バランスボード動揺評価部３０２
　バランスボード動揺評価部３０２は、マーカーの高さ（ht）の計測結果を入力し、「バランスボードの高さの時系列データ」としてトレーニング装置１０３内の記憶装置に格納する（Ｓ１２ｃ）。
　バランスボード動揺評価部３０２は、この格納されたデータを用いて、バランスボード動揺SBBを以下の式（３）のように計算する。本実施形態では、バランスボード動揺として二乗平均平方根（RMS）が用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、hmはバランスボードの高さの平均値であり、nは時間サンプル数である。
　本実施形態では、事前訓練で取得されたバランスボード動揺がSBB_preとして、トレーニング装置１０３の記憶装置に保存される。
　Ｓ１３：バランス訓練ステップ
　図８は、本発明の第１の実施形態によるバランス訓練処理（刺激介入あり）に係る機能構成例を示すブロック図である。　
　Ｓ１３は、視覚刺激を介入するバランス訓練を実施するステップである。図８に示されるように、モーションキャプチャシステム１０２は、バランスボード高さ計測部４０１を有し、トレーニング装置１０３は、時系列データ格納部４０２、主動作筋（agonist muscle）閾値判定部４０３、および主動作筋判定部４０４を有し、マイコン１０４は、視覚刺激提示部４０５を有し、第１の実施形態による視覚刺激を介入するバランス訓練は、これら４０１～４０５により実現され得る。時系列データ格納部４０２には、事前訓練におけるバランスボード動揺の時系列データが格納される。この訓練では、バランスボードの高さが計測されてトレーニング装置１０３に送信され、その値に応じてマイコン１０４にトリガが送信され、このトリガに応じて視覚刺激が提示される。
　図９は、本発明の第１の実施形態によるバランス訓練処理（刺激介入あり）の手順の一例を示すフローチャートである。　
　Ｓ１３では、訓練タスクとして、前後方向にのみ傾くバランスボード上での片足立位を30秒間ずつ複数回実施する（Ｓ１３ａ）。この訓練タスクはバランスボードの他、軟らかい床面などで実施されても良い。
　次に、事前準備として、トレーニング装置１０３に取り付けられた外部トリガ出力機とマイコン１０４を計3つのチャンネルだけ接続し、トレーニング装置１０３にはマイコン１０４を介して視覚刺激用のモニタが接続される。上記３つのチャンネルは、例えば「keep」を点灯させるチャンネルと、「up」を点灯させるチャンネルと、「down」を出力させるチャンネルに対応する。
　・バランスボード高さ計測部４０１
　モーションキャプチャシステム１０２のバランスボード高さ計測部４０１は、マーカーの高さ（ht）を計測し、この計測結果を被験者の現在の身体動作の時系列データとしてトレーニング装置１０３に出力する（Ｓ１３ｂ）。
　・事前訓練におけるバランスボード動揺の時系列データ格納部４０２
　Ｓ１２ｂおよびＳ１２ｃで説明した「バランスボードの高さの時系列データ」は、「事前訓練におけるバランスボード動揺の時系列データ」としてトレーニング装置１０３内の時系列データ格納部４０２に格納されており、主動作筋閾値判定部４０３に出力され得る。
　・主動作筋閾値判定部４０３
　主動作筋閾値判定部４０３は、時系列データ格納部４０２に格納される「事前訓練におけるバランスボード動揺の時系列データ」を入力し、バランスボード動揺を低減させるための適切な主動作筋、すなわち被験者の姿勢を安定させるために刺激が与えられるべき主動作筋が判定されるための閾値h_taおよび閾値h_soを主動作筋判定部４０４に出力する。　
　本実施形態では、被験者の現在の身体動作の時系列データで示されるバランスボード前端の高さｈが閾値h_ta以下のときは、被験者の前脛骨筋（tibialis anterior muscle: TA）が上記適切な主動作筋であると主動作筋判定部４０４により判定される。また、上記現在の身体動作の時系列データで示されるバランスボード前端の高さｈが閾値h_so以上のときは、被験者のヒラメ筋（soleus:SO）が上記適切な主動作筋であると主動作筋判定部４０４により判定される。　
　バランスボード前端の高さhの時系列データの平均値をh_meanとし、当該時系列データ標準偏差をh_stdとすると、以下の式（４）、（５）が定義される。
　h_ta = h_mean - h_std　…式（４）
　h_so = h_mean + h_std　…式（５）
　ここで、被験者の現在の身体動作の時系列データで示されるバランスボード前端の高さhについて、「h_ta < h < h_so」の領域、すなわち上記のような、閾値h_ta以下でなく閾値h_so以上でもない領域では、被験者は比較的水平にバランスを維持出来ているため、バランスボード前端の高さが「安定領域」であると呼ぶことができる。
　また、上記現在の身体動作の時系列データで示されるバランスボード前端の高さhについて、上記「h_ta < h < h_so」以外の領域、すなわち上記の閾値h_ta以下または閾値h_so以上の領域では、バランスボードが大きく傾いているため、バランスボード前端の高さhが「不安定領域」であると呼ぶことができる。
　・主動作筋判定部４０４
　主動作筋判定部４０４は、バランスボード高さ計測部１０２から送信された、被験者の現在の身体動作の時系列データを入力し、この時系列データと、主動作筋閾値判定部４０３から出力された閾値と、バランスボード高さ計測部４０１からの、時刻tにおけるバランスボード前端の高さｈｔを入力し、バランスボード前端の高さが安定領域であるか不安定領域かを判定する。すなわち、被験者が身体姿勢を安定させるための動作が感覚への刺激を与えることを要しない安定性を有しているか否かが判定される。安定領域と判定されたときは、主動作筋判定部４０４は、上記「keep」を点灯させるチャンネルを通じてマイコン１０４へトリガを送信する。
　また、不安定領域と判定されたときは、主動作筋判定部４０４は、上記適切な主動作筋が前脛骨筋（TA）とヒラメ筋（SO）のどちらであるべきかを判定する（Ｓ１３ｃ）。　
　前脛骨筋が適切な主動作筋であると判定された場合、主動作筋判定部４０４は、上記「up」を点灯させるチャンネルを通じてマイコン１０４へトリガを送信する。　
　また、ヒラメ筋が適切な主動作筋であると判定された場合、主動作筋判定部４０４は、上記「down」を出力させるチャンネルを通じてマイコン１０４へトリガを送信する。
　・視覚刺激提示部４０５
　上記不安定領域と判定されたときの送信されたトリガ信号をマイコン１０４が受信すると、視覚刺激提示部４０５は、トリガのチャンネルに対応する主動作筋を動作させる視覚刺激を提示する（Ｓ１３ｄ）。訓練者は、上記「up」の点灯を確認してバランスボードの前端を上げる動作を行ない、上記「down」の点灯を確認してバランスボードの前端を下げる動作を行なう。
　また、上記不安定領域と判定されたときの送信されたトリガ信号をマイコン１０４が受信すると、視覚刺激提示部４０５は、トリガのチャンネル「keep」に対応する、安定領域を維持させる視覚刺激を提示する（Ｓ１３ｅ）。訓練者は、上記「keep」の点灯を確認してバランスボードをそのままの状態に維持する動作を行なう。　
　Ｓ１３ｄまたはＳ１３ｅの後は、時刻のカウントを進めた状態でＳ１３ｂに戻る。
　Ｓ１４：事後バランス訓練ステップ
　Ｓ１は、視覚刺激を介入するバランス訓練の後の、介入無しのバランス訓練を実施するステップであり、Ｓ１２と同様のステップである。構成およびフローチャートは図６および図７に示される通りである。
　ただし、上記Ｓ１２では、事前訓練で取得されたバランスボード動揺は、SBB_preとし、トレーニング装置１０３の記憶装置に保存されると説明したが、Ｓ１４では、事後訓練で取得されたバランスボード動揺は、SBB_postとして、トレーニング装置１０３の記憶装置に保存される。
　Ｓ１５：訓練後感覚依存度評価ステップ
　Ｓ１５は、訓練後の感覚依存度を計測および評価するステップであり、Ｓ１１と同様である。構成およびフローチャートは図４および図５に示される通りである。
　ただし、上記Ｓ１１では、訓練前に取得された体性感覚依存度はdp_preとして、トレーニング装置１０３の記憶装置に保存されると説明したが、Ｓ１５では、訓練後に計算した体性感覚依存度はdp_postとして、トレーニング装置１０３の記憶装置に保存される。
　Ｓ１６：再訓練判定ステップ
　図１０は、本発明の第１の実施形態による再訓練判定処理に係る機能構成例を示すブロック図である。　
　Ｓ１６は、視覚刺激が介入されたバランス訓練の前後の体性感覚依存度（dp_pre, dp_post）とバランスボード動揺（SBB_pre, SBB_post）をそれぞれ比較し、バランス訓練の再訓練が必要か否かを判定するステップである。図６に示されるように、トレーニング装置１０３は、再訓練判定部５０１を有し、Ｓ１６は、この５０１により実現され得る。
　図１１は、本発明の第１の実施形態による再訓練判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。　
　・再訓練判定部５０１
　Ｓ１６では、初めに、再訓練判定部５０１は、予めトレーニング装置１０３の記憶装置に保存されていた、バランス訓練の前後のバランスボード動揺、およびバランス訓練の前後の体性感覚依存度を読み出して、まず、バランス訓練の前後のバランスボード動揺を比較する（Ｓ１６ａ）。
　再訓練判定部５０１は、訓練前のバランスボード動揺と比べて、訓練後のバランスボード動揺が低減されたか否かを判定する（Ｓ１６ｂ）。
　訓練前のバランスボード動揺と比べて、訓練後のバランスボード動揺が低減された場合（SBB_pre > SBB_post）（Ｓ１６ｂのＹｅｓ）、次の判定ブロックに進む。そうでない場合（Ｓ１６のＮｏ）、Ｓ１３の再訓練が実施される。
　上記Ｓ１６ｂでＹｅｓと判定されたときは、再訓練判定部５０１は、上記読み出した、バランス訓練の前後の体性感覚依存度を比較する（Ｓ１６ｃ）。
　訓練前の体性感覚依存度と比べて、訓練後の体性感覚依存度が強まっている場合（dp_pre < dp_post）（Ｓ１６ｃのＹｅｓ）、再訓練判定部５０１は、体性感覚依存を強める運動スキルの学習が進んだと判定し、訓練を終了する。そうでない場合（Ｓ１６ｃのＮｏ）、Ｓ１３の再訓練が実施される。
　（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態について説明する。ここでは、視覚依存を強める運動スキルの訓練について説明する。　
　第１の実施形態の背景について説明する。ヒトは立位または歩行等の基礎運動時に身体姿勢、例えば身体動揺を安定させるために姿勢制御を自ら行なう。ヒトの姿勢制御では、主に視覚（目）、体性感覚（足裏など）、前庭感覚（三半規管など）でなる3つの感覚器により外界の情報を受け取り、これらの情報が脳の中枢神経系で正しく感覚統合されることで姿勢を安定させることが分かっており、感覚統合において各個人が特定の感覚に依存する傾向が知られている。
　このような感覚依存性の偏りが長年にわたり続くと、強く依存した感覚器の機能が将来的な加齢によって低下したときに、姿勢制御が、より困難になるという問題が生じる。　
　将来的な加齢に伴う感覚器の機能低下は個人差が大きく予測が困難であることを踏まえると、どの感覚が機能低下しても姿勢を安定できるスキル、つまり視覚、体性感覚、および前庭感覚のそれぞれに対する感覚依存が強い状態に遷移させる運動スキルを健常なうちに身に付けておくことが必要となる。　
　これにより、不安定な状況下、例えば軟らかい床面など、において、劣化していない感覚に依存を強めて姿勢を安定させることが可能となる。
　上記非特許文献１によれば、不安定面上立位は視覚依存を強める効果があると述べられている。しかしながら、非特許文献１のような、感覚器または外部環境を通じて外乱を与える技術の場合、外乱に対する運動が個人ごとに異なるため、結果として個人ごとに異なる感覚依存変化が生じるという問題がある。ゆえに、視覚依存を強める運動スキルの訓練としては不十分である。そこで、本発明の第２の実施形態では、外乱中に運動を矯正するための外部的な刺激を介入する訓練を取り入れた、視覚依存を強める運動スキルの訓練を実現する形態について説明する。
　図１２は、本発明の第２の実施形態に係るトレーニング装置に係る機能の一例を示す図である。　
　本発明の第１の実施形態では、図２に示されるように、身体動揺に応じた足関節筋に対する筋電気刺激（EMS）が介入されたバランス訓練のステップ（Ｓ２３）と、この訓練の前後に、EMSが介入されないバランス訓練のステップ（Ｓ２２（事前バランス訓練）、Ｓ２４（事後バランス訓練））と、このEMSが介入されないバランス訓練の前後における、感覚依存度を計測および評価するステップ（Ｓ２１、Ｓ２５）、およびバランス訓練の前後の結果を比較して再訓練が必要か否か判定するステップ（Ｓ２６）を構成要素とする、視覚依存性を強める運動スキルの訓練について説明する。
　本発明の第２の実施形態により、外乱中に運動を矯正するための外部的な刺激が介入される訓練を取り入れた、視覚依存を強める運動スキルの訓練を実現できる。
　さらに、身体動揺に応じた足関節筋に対するEMSが介入されたバランス訓練により、外乱中に足関節運動を矯正し、視覚に依存を強めることが可能となる。
　さらに、上記EMSが介入されたバランス訓練の前後にEMSが介入されないバランス訓練と、バランス訓練後に感覚依存度を計測および評価することにより、視覚依存を強める運動スキルの学習状態を定量的に確認することが可能となる。
　さらに、バランス訓練の前後の結果を比較して再訓練が必要か判定することにより、学習状態に応じて再訓練を繰り返して、確実に学習を進めることができる。
　図１３は、本発明の第２の実施形態に係るトレーニング装置の機能構成例を示すブロック図である。　
　図１３に示されるように、本発明の第２の実施形態に係るトレーニングシステム１００ａは、床反力計１０１、モーションキャプチャシステム１０２、トレーニング装置１０３ａ、マイクロコンピュータ（マイコン）１０４ａ、電気刺激装置１０５ａ、およびサーバ１０６を有する。
　床反力計１０１とモーションキャプチャシステム１０２、およびマイコン１０４ａは、トレーニング装置１０３ａに接続され、このトレーニング装置１０３ａにはマイコン１０４ａを介してと電気刺激装置１０５ａが接続されている。このうち、床反力計１０１は、被験者の立位時の足圧中心位置を計測し、この計測結果は、上記Ｓ２１とＳ２５、すなわちバランス訓練後の感覚依存度計測および評価処理のステップで用いられる。
　モーションキャプチャシステム１０２、マイコン１０４ａ、および電気刺激装置１０５ａは、上記Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、すなわち各種バランス訓練ステップで用いられる。
　モーションキャプチャシステム１０２は、専用の赤外線反射マーカーを被験者の身体または物体の任意の場所に貼り付けることで、その位置を計測する。計測されたマーカーの動きに応じて、トレーニング装置１０３ａからマイコン１０４ａへトリガが送信され、このトリガを受信したタイミングで、マイコン１０４ａが電気刺激装置１０５ａへ電気刺激開始の信号を送信する。
　Ｓ２１：訓練前の感覚依存度計測・評価ステップ
　図１４は、本発明の第２の実施形態による感覚依存度計測・評価処理に係る機能構成例を示すブロック図である。　
　Ｓ２１は、バランス訓練前の感覚依存度を評価するステップである。図１４に示されるように、床反力計１０１は、重心動揺計測部２０１を有し、トレーニング装置１０３ａは、重心動揺評価部２０２と、視覚依存度評価部２０３ａを有し、第２の実施形態によるバランス訓練前の感覚依存度計測・評価処理Ｓ２１は、これらの２０１～２０３ａにより実現され得る。
　図１５は、本発明の第２の実施形態による感覚依存度評価処理の手順の一例を示すフローチャートである。　
　Ｓ２１では、まず、被験者は、床反力計１０１の上（安定面上）で開眼両足立位30秒間（Ｓ２１ａ）と、同じく床反力計１０１の上（安定面上）で閉眼両足立位30秒間（Ｓ２１ｂ）を複数回繰り返す。なお立位時間は例であり、例えば60秒などとしても良い。
　・重心動揺計測部２０１
　重心動揺計測部２０１は、開眼両足立位時において、床反力計１０１により足圧中心位置(xt, yt)を計測し、この計測結果をトレーニング装置１０３ａに出力する（Ｓ２１ｃ）。
　同様に、重心動揺計測部２０１は、閉眼両足立位時において、床反力計１０１により足圧中心位置(xt、 yt)を計測し、この計測結果をトレーニング装置１０３ａに出力する（Ｓ２１ｄ）。
　・重心動揺評価部２０２
　重心動揺評価部２０２は、開眼両足立位時において、足圧中心位置(xt, yt) の計測結果を入力し、足圧中心位置の時系列データとしてトレーニング装置１０３ａ内の記憶装置に格納する（Ｓ２１ｅ）。　
　トレーニング装置１０３ａは、この格納されたデータを用いて、開眼立位時の重心動揺ＳEOを計算し、この計算結果を視覚依存度評価部２０３ａへ出力する（Ｓ２１ｆ）。
　同様に、重心動揺評価部２０２は、閉眼両足立位時において、足圧中心位置(xt、 yt)の計測結果を入力し、足圧中心位置の時系列データとしてトレーニング装置１０３ａ内の記憶装置に格納する（Ｓ２１ｇ）。　
　トレーニング装置１０３ａは、この格納されたデータを用いて、閉眼立位時の重心動揺ＳECを計算し、この計算結果を視覚依存度評価部２０３ａへ出力する（Ｓ２１ｈ）。
　本実施形態では、重心動揺、すなわち開眼立位時の重心動揺ＳEOおよび閉眼立位時の重心動揺ＳECとして二乗平均平方根（RMS）が以下の式（６）のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、上記式（１）と同様に、xm, ymは足圧中心位置の平均値であり、nは時間サンプル数である。なお、他のパラメータとして重心動揺速度または矩形面積などが用いられても良い。
　・視覚依存度評価部２０３ａ
　視覚依存度評価部２０３ａは、開眼立位時の重心動揺ＳEOと、閉眼立位時の重心動揺ＳECがの計算結果を入力し、これらの計算結果に基づいて、訓練前の視覚依存度deを以下の式（７）のように計算する（Ｓ２１ｉ）。
　ｄｅ＝ＳＥＣ／ＳＥＯ　…式（７）
　この式（７）では、deが大きいほど視覚依存度が強いことを意味する。　
　本実施形態では、訓練前に上記のように計算された視覚依存度をde_preとして、トレーニング装置１０３ａの記憶装置に保存される。
　Ｓ２２：事前バランス訓練ステップ
　Ｓ２２はEMSが介入されるバランス訓練（Ｓ２３）の前の、介入無しのバランス訓練を実施するステップであり、第１の実施形態で説明したＳ１２と同様のステップである。構成およびフローチャートは図６および図７に示される通りである。
　Ｓ２３：バランス訓練ステップ
　図１６は、本発明の第２の実施形態によるバランス訓練処理（ＥＭＳ介入あり）に係る機能構成例を示すブロック図である。　
　Ｓ２３は、EMSが介入されるバランス訓練を実施するステップである。図１６に示されるように、モーションキャプチャシステム１０２は、バランスボード高さ計測部４０１を有し、トレーニング装置１０３ａは、時系列データ格納部４０２と、主動作筋閾値判定部４０３、および主動作筋判定部４０４を有し、マイコン１０４ａは、電気刺激提示部４０５ａを有し、第２の実施形態によるＥＭＳを介入するバランス訓練は、これら４０１～４０５ａにより実現され得る。時系列データ格納部４０２には、事前訓練におけるバランスボード動揺の時系列データが格納される。
　図１７は、本発明の第２の実施形態によるバランス訓練処理（ＥＭＳ介入あり）の手順の一例を示すフローチャートである。　
　Ｓ２３の事前準備として、被験者の足関節前脛骨筋およびヒラメ筋に電気刺激用電極をそれぞれ貼り付け、電気刺激装置１０５ａの各チャンネルへ接続する。電気刺激装置１０５ａは、被験者の各筋にEMSを提示して筋肉を収縮させることができる。また、トレーニング装置１０３ａに取り付けられた外部トリガ出力機とマイコン１０４ａを計2つのチャンネルだけ接続し、トレーニング装置１０３ａにはマイコン１０４を介して電気刺激装置１０５ａが接続される。上記２つのチャンネルは、例えば前脛骨筋を刺激するチャンネルと、ヒラメ筋を刺激するチャンネルに対応する。本実施形態では、バランスボードの動揺に応じて、被験者の前脛骨筋またはヒラメ筋に対してEMSが提示される。
　Ｓ２３では、訓練タスクとして、前後方向にのみ傾くバランスボード上での片足立位を30秒間ずつ複数回実施する（Ｓ２３ａ）。この訓練タスクはバランスボードの他、軟らかい床面などで実施されても良い。
　・バランスボード高さ計測部４０１
　モーションキャプチャシステム１０２のバランスボード高さ計測部４０１は、マーカーの高さ（ht）を計測し、この計測結果をトレーニング装置１０３ａに出力する（Ｓ２３ｂ）。
　・事前訓練におけるバランスボード動揺の時系列データ
　第１の実施形態におけるＳ１２ｂおよびＳ１２ｃで説明した「バランスボードの高さの時系列データ」は、本実施形態では、「事前訓練におけるバランスボード動揺の時系列データ」としてトレーニング装置１０３ａ内の時系列データ格納部４０２に格納されており、主動作筋閾値判定部４０３に出力され得る。
　・主動作筋閾値判定部４０３
　主動作筋閾値判定部４０３は、時系列データ格納部４０２に格納される「事前訓練におけるバランスボード動揺の時系列データ」を入力し、バランスボード動揺を低減させるための適切な主動作筋が判定されるための閾値h_taおよび閾値h_soを「事前訓練におけるバランスボード動揺の時系列データ」ともに主動作筋判定部４０４に出力する。　
　本実施形態では、バランスボード前端の高さｈが閾値h_ta以下のときは、被験者の前脛骨筋が上記適切な主動作筋であると主動作筋判定部４０４により判定される。また、バランスボード前端の高さｈが閾値h_so以上のときは、被験者のヒラメ筋が上記適切な主動作筋であると主動作筋判定部４０４により判定される。　
　バランスボード前端の高さhの時系列データの平均値をh_meanとし、当該時系列データの標準偏差をh_stdとしたときの上記閾値との関係は第１の実施形態で説明した式（４）および式（５）で示される。
　ここで、第１の実施形態と同様に、バランスボード前端の高さhについて、「h_ta < h < h_so」の領域では、比較的水平にバランスを維持できているため、バランスボード前端の高さが「安定領域」と呼ぶことができる。　
　また、バランスボード前端の高さhについて、上記「h_ta < h < h_so」以外の領域では、バランスボードが大きく傾いているため、バランスボード前端の高さが「不安定領域」であると呼ぶことができる。
　・主動作筋判定部４０４
　主動作筋判定部４０４は、主動作筋閾値判定部４０３か出力された閾値と、バランスボード高さ計測部４０１からの、時刻tにおけるバランスボード前端の高さｈｔを入力し、バランスボード前端の高さが安定領域であるか不安定領域であるかを判定する。安定領域と判定されたときは、主動作筋判定部４０４は、マイコン１０４ａへトリガを送信しない。
　また、不安定領域と判定されたときは、主動作筋判定部４０４は、上記適切な主動作筋が前脛骨筋（TA）とヒラメ筋（SO）のどちらであるべきかを判定する（Ｓ２３ｃ）、適切な主動作筋と判定された筋を刺激するチャンネルにトリガを送信する。
　・電気刺激提示部４０５ａ
　上記不安定領域と判定されたときの送信されたトリガ信号をマイコン１０４ａが受信すると、電気刺激提示部４０５ａは、電気刺激装置１０５ａによりEMSを提示する（Ｓ２３ｄ）。被験者の前脛骨筋（TA）にEMSが提示された場合、足関節背屈によるバランスボードの前端を上げる動作を不随意的に引き起こす。また、被験者のヒラメ筋（SO）にEMSが提示された場合、足関節底屈によるバランスボードの前端を下げる動作を不随意的に引き起こす。　
　Ｓ２３ｄまたはＳ２３ｅの後は、時刻のカウントを進めた状態でＳ２３ｂに戻る。
　Ｓ２４：事後バランス訓練ステップ
　Ｓ２４は、EMSを介入するバランス訓練の後の、介入無しのバランス訓練を実施するステップであり、第１の実施形態で説明したＳ１４と同様のステップである。構成およびフローチャートは図６および図７に示される通りである。
　Ｓ２５：訓練後感覚依存度評価ステップ
　Ｓ２５は、訓練後の感覚依存度を計測および評価するステップであり、Ｓ２１と同様である。構成およびフローチャートは図１４および、図１５に示される通りである。
　ただし、上記Ｓ２１では、訓練前に取得された視覚依存度はde_preとして、トレーニング装置１０３ａの記憶装置に保存されると説明したが、Ｓ２５では、訓練後に計算した視覚依存度はde_postとして、トレーニング装置１０３ａの記憶装置に保存される。
　Ｓ２６：再訓練判定ステップ
　図１８は、本発明の第２の実施形態による再訓練判定処理に係る機能構成例を示すブロック図である。　
　Ｓ２６は、EMSが介入されたバランス訓練前後の視覚依存度（de_pre, de_post）とバランスボード動揺（SBB_pre, SBB_post）をそれぞれ比較し、バランス訓練の再訓練が必要か否かを判定するステップである。図１８に示されるように、トレーニング装置１０３ａは、再訓練判定部５０１ａを有し、Ｓ２６は、この５０１ａにより実現され得る。
　図１９は、本発明の第２の実施形態による再訓練判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。　
　・再訓練判定部５０１ａ
　Ｓ２６では、初めに、再訓練判定部５０１ａは、予めトレーニング装置１０３ａの記憶装置に保存されていた、バランス訓練の前後のバランスボード動揺、およびバランス訓練の前後の視覚依存度を読み出して（Ｓ２６ａ）、まず、バランス訓練の前後のバランスボード動揺を比較する。
　再訓練判定部５０１は、訓練前のバランスボード動揺と比べて、訓練後のバランスボード動揺が低減されたか否かを判定する（Ｓ２６ｂ）。
　訓練前のバランスボード動揺と比べて、訓練後のバランスボード動揺が低減された場合（SBB_pre > SBB_post）（Ｓ２６ｂのＹｅｓ）、次の判定ブロックに進む。そうでない場合（Ｓ２６のＮｏ）、Ｓ２３の再訓練を実施される。　
　上記Ｓ２６ｂでＹｅｓと判定されたときは、再訓練判定部５０１は、上記読み出した、バランス訓練前後の視覚依存度を比較する（Ｓ２６ｃ）。
　訓練前の視覚依存度と比べて、訓練後の視覚依存度が強まっている場合（de_pre < de_post）（Ｓ２６ｃのＹｅｓ）、再訓練判定部５０１は、視覚依存を強める運動スキルの学習が進んだと判定し、訓練を終了する。そうでない場合（Ｓ２６ｃのＮｏ）、Ｓ２３の再訓練が実施される。
　次に、本実施形態に係るバリエーション（variation）について、以下の（１）～（３）にて説明する。　
　（１）　上記の時系列データ格納部４０２に格納される、事前訓練における身体動作の時系列データ、または各依存度の計算結果は、サーバ１０６内の図示しない記憶装置に予め記憶されてもよい。この場合、必要に応じて、トレーニング装置１０３の主動作筋閾値判定部４０３または主動作筋判定部４０４が、通信ネットワークを介して、サーバ１０６への上記記憶されるデータなどの配信（取得）要求、いわゆるダウンロード（download）のリクエスト（request）を行ない、サーバ１０６の図示しない配信部は、この配信要求に応じて、上記記憶されるデータを、通信ネットワークを介して配信要求元であるトレーニング装置１０３に配信することができる。
　（２）　上記の主動作筋閾値判定部４０３により判定される閾値は、サーバ１０５内の図示しない記憶装置に閾値データとして予め記憶されてもよい。　
　この場合、必要に応じて、トレーニング装置１０３の主動作筋判定部４０４が、通信ネットワークを介して、サーバ１０６への上記閾値データの配信要求、いわゆるダウンロードのリクエストを行ない、サーバ１０６の配信部は、この配信要求に応じて、上記記憶される閾値のデータを、通信ネットワークを介して配信要求元であるトレーニング装置１０３に配信することができる。
　（３）　上記の主動作筋閾値判定部４０３により判定される閾値を求めるための式は、上記の式（４）および（５）に示されたような一通りの式に限らず、複数の種類の閾値、例えばプロ選手（professional player）用の式と、アマチュア（amateur）選手用の式から利用者が任意に選択できる構成でもよい。プロ用の式は、例えばプロ選手が取り扱える比較的複雑なパラメータなどが含まれる式であり、アマチュア用の式は、例えばアマチュア選手が取り扱える比較的簡易なパラメータなどが含まれる式である。
　以上説明した、本発明の一実施形態では、外乱中に運動を矯正するための外部的な刺激を介入し、かつ、被験者の個人ごとに事前に測定した重心動揺から刺激タイミングを判定することで、被験者が身体姿勢を安定させるための感覚依存性を制御することができる。
　図２０は、本発明の一実施形態に係るトレーニング装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。　
　図４に示された例では、上記の実施形態に係るトレーニング装置１０３は、例えばサーバコンピュータ（server computer）またはパーソナルコンピュータ（personal computer）により構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウエアプロセッサ（hardware processor）６１１Ａを有する。そして、このハードウエアプロセッサ６１１Ａに対し、プログラムメモリ（program memory）６１１Ｂ、データメモリ（data memory）６１２、入出力インタフェース（interface）６１３及び通信インタフェース６１４が、バス（bus）６１５を介して接続される。図１に示されたマイコン１０４、およびサーバ１０６、ならびに図１２に示されたトレーニング装置１０３ａ、マイコン１０４ａ、および電気刺激装置１０５ａについても同様であり、サーバ１０６は上記のサーバコンピュータにより構成され得る。
　通信インタフェース６１４は、例えば１つ以上の無線の通信インタフェースユニットを含んでおり、通信ネットワーク（network）ＮＷとの間で情報の送受信を可能にする。無線インタフェースとしては、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの小電力無線データ通信規格が採用されたインタフェースが使用される。
　入出力インタフェース６１３には、図１に示される床反力計１０１、モーションキャプチャシステム１０２、マイコン１０４、およびその他の図示しない入力デバイス、出力デバイスが接続される。　
　入出力インタフェース６１３は、キーボード、タッチパネル（touch panel）、タッチパッド（touchpad）、マウス（mouse）等の入力デバイスを通じて利用者などにより入力された操作データを取り込むことができ、出力データを液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等が用いられた表示デバイスを含む出力デバイスへ出力して表示させる処理を行なうことができる。なお、入力デバイスおよび出力デバイスには、トレーニング装置１０３に内蔵されたデバイスが使用されてもよく、また、ネットワークＮＷを介してトレーニング装置１０３と通信可能である他の情報端末の入力デバイスおよび出力デバイスが使用されてもよい。
　プログラムメモリ６１１Ｂは、非一時的な有形の記憶媒体として、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）等の随時書込みおよび読出しが可能な不揮発性メモリ（non-volatile memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリとが組み合わせて使用されたもので、一実施形態に係る各種制御処理等を実行する為に必要なプログラムが格納されている。
　データメモリ６１２は、有形の記憶媒体として、例えば、上記の不揮発性メモリと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリ（volatile memory）とが組み合わせて使用されたもので、各種処理が行なわれる過程で取得および作成された各種データが記憶される為に用いられる。
　本発明の一実施形態に係るトレーニング装置１０３は、ソフトウエア（software）による処理機能部として、図４、５などに示される各部を有するデータ処理装置として構成され得る。
　トレーニング装置１０３の各部によるワークメモリ（working memory）などとして用いられる各情報記憶部および時系列データ格納部４０２は、図２０に示されたデータメモリ６１２が用いられることで構成され得る。ただし、これらの構成される記憶領域はトレーニング装置１０３内に必須の構成ではなく、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどの外付け記憶媒体、又はクラウド（cloud）に配置されたデータベースサーバ（database server）等の記憶装置に設けられた領域であってもよい。
　上記の処理機能部は、いずれも、プログラムメモリ６１１Ｂに格納されたプログラムを上記ハードウエアプロセッサ６１１Ａにより読み出させて実行させることにより実現され得る。なお、これらの処理機能部の一部または全部は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの集積回路を含む、他の多様な形式によって実現されてもよい。
　また、各実施形態に記載された手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク（Floppy disk）、ハードディスク（hard disk）等）、光ディスク（optical disc）（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash memory）等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布され得る。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブル（table）、データ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
　　１００，１００ａ…トレーニングシステム
　　１０１…床反力計
　　１０２…モーションキャプチャシステム
　　１０３，１０３ａ…トレーニング装置
　　１０４，１０４ａ…マイクロコンピュータ（マイコン）
　　１０５…モニタ
　　１０５ａ…電気刺激装置
　　１０６…サーバ
　　２０１…重心動揺計測部
　　２０２…重心動揺評価部
　　２０３…体性感覚依存度評価部
　　２０３ａ…視覚依存度評価部
　　３０１，４０１…バランスボード高さ計測部
　　３０２…バランスボード動揺評価部
　　４０２…時系列データ格納部
　　４０３…主動作筋閾値判定部
　　４０４…主動作筋判定部
　　４０５…視覚刺激提示部
　　４０５ａ…電気刺激提示部
　　５０１，５０１ａ…再訓練判定部

Claims (7)

  1. 　被験者が身体動作を行なったときの身体の重心の動揺の時系列データに基づいて、前記被験者が身体姿勢を安定させるために依存する強化対象の感覚とは異なる種別の感覚への刺激を与えないときの、前記被験者が身体姿勢を安定させるための動作を行なったときの身体姿勢の動揺の特徴量を計算する計算部と、
    　前記計算部により計算された特徴量を低減させるための、前記異なる種別の感覚への刺激を与える対象である主動作筋を判定し、この判定された主動作筋に対して、前記異なる種別の感覚へ与える刺激を提示する刺激提示部と、
    　を備えるトレーニング装置。
  2. 　前記刺激提示部は、
    　　被験対象物の身体動作の時系列データに基づいて、前記被験者が身体姿勢を安定させるための動作が前記異なる種別の感覚への刺激を与えることを要しない安定性を有しているか否かを判定し、
    　　前記安定性を有していないと判定したときに、前記異なる種別の感覚への刺激を与える対象である前記被験者の主動作筋を判定し、この判定された主動作筋に対して、前記異なる種別の感覚への刺激を提示する、
    　請求項１に記載のトレーニング装置。
  3. 　前記計算部により計算された特徴量は、通信ネットワークを介して接続可能な外部装置に記憶されており、
    　前記刺激提示部は、
    　　前記外部装置に記憶される前記特徴量を前記通信ネットワークを介して取得し、この取得された特徴量を低減させるための、前記異なる種別の感覚への刺激を与える対象である主動作筋を判定し、この判定された主動作筋に対して、前記異なる種別の感覚へ与える刺激を提示する、
    　請求項１に記載のトレーニング装置。
  4. 　前記依存する感覚は、前記被験者の足部体性感覚であり、
    　前記刺激提示部は、
    　　前記計算部により計算された特徴量を低減させるための、前記被験者の視覚への刺激を与える対象である主動作筋を判定し、この判定された主動作筋を動作させる、前記視覚への刺激を提示する、
    　請求項１に記載のトレーニング装置。
  5. 　前記依存する感覚は、前記被験者の視覚であり、
    　前記刺激提示部は、
    　　前記計算部により計算された特徴量を低減させるための、前記被験者の足関節筋への刺激を与える対象である主動作筋を判定し、この判定された主動作筋に対して、前記足関節筋への刺激を提示する、
    　請求項１に記載のトレーニング装置。
  6. 　トレーニング装置により行なわれる方法であって、
    　前記トレーニング装置の計算部により、被験者が身体動作を行なったときの身体の重心の動揺の時系列データに基づいて、前記被験者が身体姿勢を安定させるために依存する強化対象の感覚とは異なる種別の感覚への刺激を与えないときの、前記被験者が身体姿勢を安定させるための動作を行なったときの身体姿勢の動揺の特徴量を計算し、
    　前記トレーニング装置の刺激提示部により、前記計算部により計算された特徴量を低減させるための、前記異なる種別の感覚への刺激を与える対象である主動作筋を判定し、この判定された主動作筋に対して、前記異なる種別の感覚へ与える刺激を提示する、
    　トレーニング方法。
  7. 　請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトレーニング装置の前記各部としてプロセッサを機能させるプログラム。
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