動物用ならびに動物体と協動する人用歩行周期ゆらぎ測定装置

【課題】動物や人の歩行周期ゆらぎの測定を簡易にできるようにした歩行周期ゆらぎ測定装置を提供すること。
【解決手段】動物の四肢末端部ならびに動物体と協働する人の靴に歩行面との離接に応じて作動するタッチ式センサ４と１３の取り付け位置を装着機材３と１２により調節可能にし、歩様および靴の形状ならびに性状に起因する荷重の偏りがあっても確実に歩行面との離接に応じて作動する構成とする。また、送信機２と９ならびに受信機８と１０を携帯可能なものにして、動物の行動ならびに動物体と協働する人の動物との協働を妨げずないように装着する装着機材６と１１で装着、動物ならびに動物体と協働する人の行動を自由にし、屋内外を問わず動物ならびに動物体と協働する人の歩行周期ゆらぎを移動しながら測定できる構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動物ならびに動物体と協動する人の歩行周期を移動しながら検出し、検出した動物ならびに動物体と協動する人の歩行周期のゆらぎの特性を測定する動物用ならびに動物体と協動する人用歩行周期ゆらぎ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
健常人の歩行周期は１／ｆゆらぎを示す。このゆらぎを測定することにより人の健康状態は判断可能である。人の場合、このゆらぎは、外傷等による運動器官の障害、運動器官系の内科的疾患、中枢神経系の障害、精神的障害、ストレスなどにより変化する。しかし、動物の歩行周期のゆらぎに関しては一切明らかにされていない。また、人の歩行周期のゆらぎが動物体と協動することによりどのように変化するかも明らかでない。
【０００３】
人の歩行周期のゆらぎを測定する装置には様々なものがあり、床面平行設置式（非特許文献１）や自作歩行路式（非特許文献２）などが開示されている。また、特許文献１には人の足裏の踵につけるフットスイッチが開示されている。しかし、測定は受信機に電波の届く範囲内に制限されている。
【０００４】
動物体の歩行周期を測定する装置として、特許文献２には撮影した動画像から抽出するシステムが特許請求されているが、記録された歩行周期からゆらぎを測定する装置ではない。
【０００５】
【非特許文献１】ＣＲＯＵＳＥＪ，ＷＡＬＬＪＣａｎｄＭＡＲＢＬＥＡＥ；Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｇａｉｔｕｓｉｎｇａｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｂａｓｅｄｓｙｓｔｅｍ．Ｊ．ｂｉｏｍｅｄ．Ｅｎｇｎｇ９，６４−６８，１９８７．
【非特許文献２】ＧＡＲＤＮＥＲＧＭ，ＭＵＲＲＡＹＭＰ；Ａｍｅｔｈｏｄｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｄｕｒａｔｉｏｎｏｆｆｏｏｔ−ｆｌｏｏｒｃｏｎｔａｃｔｄｕｒｉｎｇｗａｌｋｉｎｇ．Ｐｈｙｓ．Ｔｈｅｒ．１１，７５１−７５６，１９７５．
【特許文献１】特開２００４−１１３２５６号公報
【特許文献２】特願平３−２０４５０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上はいずれも人の歩行周期ゆらぎ測定装置もしくは動物体から歩行周期を抽出する装置であり、動物用歩行周期ゆらぎ測定装置は開発されていない。
また、動物に装着する送信機は動物の行動を妨げるものであってはならない。そして、動物の行動圏は広いので、受信機は動物の行動に合わせどこにでも携帯可能でかつ動物体との協働を妨げてはならない。
【０００７】
人が動物体と協働する場合、靴を履いて行動する屋外が多い。しかし、靴に装着するタイプの歩行周期ゆらぎ測定装置は開発されていない。靴に装着する場合、靴の形状ならびに性状により荷重の位置が代わるので、タッチ式センサの取り付け位置を調整する必要がある。また動物体と協働する人に装着する送信機は動物体との協働を妨げてはならない。
また、その受信機は小型で屋内外を問わずどこにでも携帯可能かつ動物体との協働を妨げないように装着する必要がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされており、屋内外の場所を問わず、動物ならびに動物体と協働する人の歩行周期ゆらぎ測定を場所の如何に関わらず実現することを目的としている。
【課題を解決する手段】
【０００９】
そして、本発明は上記目的を達成するために動物の四肢各末端部の特異な形状ならびに性状に合わせた装着機材により取り付ける歩行面との離接に応じて作動するタッチ式センサが、動物独特の歩様により生ずる荷重の偏りがあっても確実に歩行面との離接に応じて作動するよう該タッチ式センサの取り付け位置が調節可能であり、該動物の四肢末端の歩行面との離接に応じて確実に作動することを可能せしめることにより、動物の四肢の各歩行周期を確実に検出するものである。
【００１０】
検出した動物の四肢の各歩行周期に基づき、該動物の四肢の各歩行周期のそれぞれのゆらぎの特性を移動測定する動物用歩行周期ゆらぎ測定装置において、前記タッチ式センサの作動状態を無線により送信するための装置を負荷なく動物に装着できる送信機用装着機材により装着された動物用送信機と、該動物用送信機が送信した作動状態を受信する受信機が、動物体と協働する人の動物体との協働を妨げないように受信機用装着機材で動物と協働する人に装着された携行受信機と、該動物用送信機が作成した信号を前記小型携行受信機が受信した信号が変化した時点の時間間隔を計時する計時手段とを備え、該計時手段が複数回計時した各時間間隔に基づき、前記ゆらぎの特性を測定すべくなしてあることを特徴とする動物用歩行周期ゆらぎ測定装置である。
【００１１】
また、第２の課題の解決手段は、動物と協働する人の靴の形状ならびに性状に合わせた装着機材により取り付ける歩行面との離接に応じて作動するタッチ式センサが、取り付けられる靴の形状ならびに性状により生ずる荷重の偏りがあっても確実に歩行面との離接に応じて作動するよう該タッチ式センサの取り付け位置が調節可能であり、該靴の歩行面との離接に応じて確実に作動することを可能せしめることにより、動物体と協働する人の歩行周期を確実に検出するものである。
【００１２】
検出した歩行周期に基づき、該動物体と協働する人の歩行周期のゆらぎの特性を移動測定する動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置において、前記タッチ式センサの作動状態を無線により送信するための動物体との協働を妨げないように送信機用装着機材で動物体と協働する人に装着された動物体と協働する人用送信機と、該動物体と協働する人用送信機が送信した作動状態を受信する受信機が、動物体と協働する人の動物体との協働を妨げないように受信機用装着機材で動物体と協働する人に装着された携帯受信機と、該動物体と協働する人用送信機が作成した信号を前記小型携行受信機が受信した信号が変化した時点の時間間隔を計時する計時手段とを備え、該計時手段が複数回計時した各時間間隔に基づき、前記ゆらぎの特性を測定すべくなしてあることを特徴とする動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置である。
【発明の効果】
【００１３】
上述したように本発明の動物用歩行周期ゆらぎ測定装置は、動物の四肢末端の形状と性状ならびに動物独特の歩様による荷重の偏りの如何を問わず動物の歩行周期ゆらぎの測定を可能にする。また、動物に装着する送信機は動物の行動を妨げない。そして、受信機は小型で携帯可能なので、動物体と協働しながらの測定が可能であり、屋内外を問わず移動しながらの測定が可能でありかつ動物体との協働を妨げない。
【００１４】
また、動物体と協働する人の歩行周期ゆらぎ測定に際しては、タッチ式センサを靴に装着することにより、屋内外を問わず動物体と協働する人の歩行周期ゆらぎの測定を可能にする。靴に取り付けるタッチ式センサは取り付ける靴の形状ならびに性状に合わせて取り付け位置が調節できる。また、受信機は小型で携帯可能であり屋内外を問わず移動しながらの測定が可能でありかつ動物体との協働を妨げない。
【発明の実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【００１６】
図１は動物の四肢末端に装着するタッチ式センサならびに送信機の装着形態を示す説明図である。動物１の四肢末端に取り付けるタッチ式センサ４は、取り付け位置が装着機材３により調節可能であり、荷重の偏り方に合わせて最適な位置にスイッチを取り付けられる。そのタッチ式センサ４は送信機用の装着機材６により動物に装着した送信機２に、フレキシブルなコード５により接続されている。
【００１７】
図２はその利用形態である。四肢末端に取り付けるタッチ式センサ４のオン／オフは、送信機２で確認される。その信号は動物と協働する人７が携帯する受信機８に蓄えられる。
受信機８はどこにでも携帯可能なので、測定の場所は制限されず、屋内外を問わず移動しながらかつ動物体との協働を妨げずに測定をする。
【００１８】
図３は動物と協働する人の靴に取り付けるタッチ式センサならびに人に装着する送信機の装着形態を示す説明図である。靴に取り付けるタッチ式センサ１３は、取り付け位置が装着機材１２により調節可能であり、取り付ける靴の形状ならびに性状に起因する荷重の偏り方に合わせて最適な位置にタッチ式センサ１３を取り付ける。そのタッチ式センサ１３は人に動物体との協働を妨げないように装着機材１１で装着された送信機１０に、フレキシブルなコード１４により接続されている。
【００１９】
図４はその利用形態である。靴に取り付けたタッチ式センサ１３のオン／オフは、送信機９で確認される。その信号は動物体と協働する人が携帯する受信機１０に蓄えられる。
受信機１０はどこにでも携帯可能なので、屋内外を問わず移動しながらの測定をし、かつ動物体との協働を妨げないように装着する。
【００２０】
図５は、図２に示す動物用歩行周期ゆらぎ測定装置の要部構成例を示すブロック図である。この動物用歩行周期ゆらぎ測定装置１５は、動物に装着した送信機１６に四肢末端に取り付けたタッチ式センサ１７が接続されている。タッチ式センサ１７からの情報は、動物用送信機１６から無線通信により小型携帯受信機内の無線受信モジュール１８に伝達され、ＵＳＢインターフェース１９、サウスブリッジ２０、ノースブリッジ２１を経てＣＰＵ２２において処理が行われる。
【００２１】
タッチ式センサ１７からの情報に変化が認められた場合には、次に変化が認められるまでの間、μ秒オーダーの計時処理が行われ、その計時結果はノースブリッジ２１からグラフィックスインターフェース２３を通しモニタ画面２４に出力される。またほぼ同時にこの計時結果はノースブリッジ２１からサウスブリッジ２０を経てリアルタイムにＩＤＥデバイス２５に記録される。
【００２２】
計時結果はそのまま表計算ソフトで処理でき、フーリエ解析結果の図示や歩行周期のゆらぎ特性の評価を行うことができる。ゆらぎ測定の開始や中止などの操作はキーボード、マウス３０で行う。小型携帯受信機は無線ＬＡＮ２６に接続されておりインターネット２７や、プリンタ２８、サーバ２９などの資源を利用できる。このため記録可能なデータ量はＩＤＥデバイス２５の容量に依存しない。またプリンタ２８へのゆらぎ評価結果などの出力も容易である。
【００２３】
小型携行受信機は、動物と協働する人が背部に背負う収納器に納められている。
【００２４】
図６は、図４に示す動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置の要部構成例を示すブロック図である。この動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置３１は、人が装着する送信機３２と靴に取り付けたタッチ式センサ３３が接続されている。タッチ式センサ３３からの情報は、人用送信機３２から無線通信により小型携帯受信機内の無線受信モジュール３４に伝達され、ＵＳＢインターフェース３５、サウスブリッジ３６、ノースブリッジ３７を経てＣＰＵ３８において処理が行われる。
【００２５】
タッチ式センサ３３からの情報に変化が認められた場合には、次に変化が認められるまでの間、μ秒オーダーの計時処理が行われ、その計時結果はノースブリッジ３７からグラフィックスインターフェース３９を通しモニタ画面４０に出力される。またほぼ同時にこの計時結果はノースブリッジ３７からサウスブリッジ３６を経てリアルタイムにＩＤＥデバイス４１に記録される。
【００２６】
計時結果はそのまま表計算ソフトで処理でき、フーリエ解析結果の図示や歩行周期のゆらぎ特性の評価を行うことができる。ゆらぎ測定の開始や中止などの操作はキーボード、マウス４２で行う。小型携帯受信機は無線ＬＡＮ４３に接続されておりインターネット４４や、プリンタ４５、サーバ４６などの資源を利用できる。このため記録可能なデータ量はＩＤＥデバイス４１の容量に依存しない。またプリンタ４５へのゆらぎ評価結果などの出力も容易である。
【００２７】
小型携行受信機は、動物と協働する人が背部に背負う収納器に納められている。
【００２８】
図７は、動物用歩行周期ゆらぎ測定装置の動作を示すフローチャートである。キーボード、マウス３０でゆらぎ測定開始を指示する（Ｓ２）と計時用アプリケーションソフトが起動し（Ｓ４）まず空のデータファイル（ｃｓｖ形式）をＩＤＥデバイス２５内に生成してから計時を開始する（Ｓ６）。
【００２９】
四肢末端のタッチ式センサ１７からの信号を連続的に検出し信号の変化の有無を調べ信号に変化が認められた場合は（Ｓ８）、計時停止の処理を行い信号に変化が認められるまでにかかった時間がμ秒オーダーの精度で算出される（Ｓ１０）。
【００３０】
この計時結果はノースブリッジ２１からグラフィックスインターフェース２３を通しモニタ画面２４に出力される（Ｓ１２）。またほぼ同時にこの計時結果はノースブリッジ２１からサウスブリッジ２０を経てリアルタイムにＩＤＥデバイス２５に上記のデータファイル（ｃｓｖ形式）として書き加えられ（Ｓ１４）計時を再開する（Ｓ１６）。
【００３１】
四肢末端のタッチ式センサ１７からの信号に変化が認められない場合（Ｓ８）は変化が認められるまで計時しながら待機する。キーボード、マウス３０で計測終了の指示があると（Ｓ１８）、計時用アプリケーションが終了する（Ｓ２０）。
【００３２】
生成されたデータファイル（ｃｓｖ形式）をキーボード、マウス３０でＥｎｔｅｒ、またはダブルクリックすると表計算ソフトにデータファイル（ｃｓｖ形式）が読み込まれる。
【００３３】
表計算ソフトのマクロ機能を用いたフーリエ解析により（Ｓ２２）、解析結果の図示が行われ歩行周期のゆらぎ特性の評価を行うことができる（Ｓ２４）。
【００３４】
図８は、動物と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置の動作を示すフローチャートである。キーボード、マウス４２でゆらぎ測定開始を指示する（Ｓ２６）と計時用アプリケーションソフトが起動し（Ｓ２８）まず空のデータファイル（ｃｓｖ形式）をＩＤＥデバイス４１内に生成してから計時を開始する（Ｓ３０）。
【００３５】
靴に取り付けたタッチ式センサ３３からの信号を連続的に検出し信号の変化の有無を調べ信号に変化が認められた場合は（Ｓ３２）、計時停止の処理を行い信号に変化が認められるまでにかかった時間がμ秒オーダーの精度で算出される（Ｓ３４）。
【００３６】
この計時結果はノースブリッジ３７からグラフィックスインターフェース３９を通しモニタ画面４０に出力される（Ｓ３６）。またほぼ同時にこの計時結果はノースブリッジ３７からサウスブリッジ３６を経てリアルタイムにＩＤＥデバイス４１に上記のデータファイル（ｃｓｖ形式）として書き加えられ（Ｓ３８）計時を再開する（Ｓ４０）。
【００３７】
靴に取り付けたタッチ式センサ３３からの信号に変化が認められない場合は（Ｓ３２）変化が認められるまで計時しながら待機する。キーボード、マウス４２で計測終了の指示があると（Ｓ４２）、計時用アプリケーションが終了する（Ｓ４４）。
【００３８】
生成されたデータファイル（ｃｓｖ形式）をキーボード、マウス４２でＥｎｔｅｒ、またはダブルクリックすると表計算ソフトにデータファイル（ｃｓｖ形式）が読み込まれる。
【００３９】
表計算ソフトのマクロ機能を用いたフーリエ解析により（Ｓ４６）、解析結果の図示が行われ歩行周期のゆらぎ特性の評価を行うことができる（Ｓ４８）。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
動物用歩行周期ゆらぎ測定装置により、動物の健康状態を非侵襲的かつ非観血的に測定することを可能にする。すなわち、動物福祉ならびに動物愛護に最大限配慮した測定法であり、獣医学・畜産学・実験動物学・動物行動学的利用が見込まれる。
【００４１】
また、動物用歩行周期ゆらぎ測定装置は、人と協働しながらの測定が可能であるので、人と協働している時の介助動物体の健康状態の把握に利用が見込まれる。
【００４２】
動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置は、動物体と協働している時の人の健康状態の把握に利用が見込まれる。
【００４３】
また、動物用歩行周期ゆらぎ測定装置と動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置を併用することにより、動物体と人が協働している時の動物体と人それぞれのストレス状態の把握を可能にし、動物体と人の関係性改善の指標として利用が見込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】動物の四肢末端部に取り付けるタッチ式センサならびに送信機の装着形態を示す説明図である。
【図２】動物用歩行周期ゆらぎ測定装置の実施の形態を示す説明図である。
【図３】動物と協働する人の靴に取り付けるタッチ式センサならびに背部に背負う受信機の装着形態を示す説明図である。
【図４】動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置の実施の形態を示す説明図である。
【図５】動物用歩行周期ゆらぎ測定装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図６】動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図７】動物用歩行周期ゆらぎ測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１動物
２動物用送信機（送信する手段）
３装着機材（タッチ式センサを装着する手段）
４タッチ式センサ
５フレキシブルコード（タッチ式センサの信号を送信する手段）
６送信機用装着機材
７動物体と協働する人
８携帯受信機（動物体から信号を受信する手段）
９動物体と協働する人用送信機（送信する手段）
１０携帯受信機（動物体と協働する人からの信号を受信する手段）
１１送信機用装着機材
１２装着機材（タッチ式センサを靴に装着する手段）
１３タッチ式センサ
１４フレキシブルコード（タッチ式センサの信号を送信する手段）
１５動物用歩行周期ゆらぎ測定装置
１６動物に装着した送信機
１７四肢末端に取り付けたタッチ式センサ
１８無線受信モジュール
１９ＵＳＢインターフェース
２０サウスブリッジ
２１ノースブリッジ
２２ＣＰＵ
２３グラフィックスインターフェース
２４モニタ画面
２５ＩＤＥデバイス
２６キーボード、マウス
２７無線ＬＡＮ
２８インターネット
２９プリンタ
３０サーバ
３１動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置
３２人が装着する送信機
３３靴に取り付けたタッチ式センサ
３４無線受信モジュール
３５ＵＳＢインタフェース
３６サウスブリッジ
３７ノースブリッジ
３８ＣＰＵ
３９グラフィックスインターフェース
４０モニタ画面
４１ＩＤＥデバイス
４２キーボード、マウス
４３無線ＬＡＮ
４４インターネット
４５プリンタ
４６サーバ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物の四肢各末端部の特異な形状ならびに性状に合わせた装着機材により取り付ける歩行面との離接に応じて作動するタッチ式センサが、動物独特の歩様により生ずる荷重の偏りがあっても確実に歩行面との離接に応じて作動するよう該タッチ式センサの取り付け位置が調節可能であり、該動物の四肢末端の歩行面との離接に応じて確実に作動することを可能せしめることにより、動物の四肢の各歩行周期を確実に検出し、検出した動物の四肢の各歩行周期に基づき、該動物の四肢の各歩行周期のそれぞれのゆらぎの特性を移動測定する動物用歩行周期ゆらぎ測定装置において、
前記タッチ式センサの作動状態を無線により送信するための装置を負荷なく動物に装着できる送信機用装着機材により装着された動物用送信機と、該動物用送信機が送信した作動状態を受信する受信機が、動物体と協働する人の動物との協働を妨げないように受信機用装着機材により動物体と協働する人に装着された携帯受信機と、該動物用送信機が作成した信号を前記携行受信機が受信した信号が変化した時点の時間間隔を計時する計時手段とを備え、該計時手段が複数回計時した各時間間隔に基づき、前記ゆらぎの特性を測定すべくなしてあることを特徴とする動物用歩行周期ゆらぎ測定装置。
【請求項２】
動物体と協働する人の靴の形状ならびに性状に合わせた装着機材により取り付ける歩行面との離接に応じて作動するタッチ式センサが、装着される靴の形状により生ずる荷重の偏りがあっても確実に歩行面との離接に応じて作動するよう該タッチ式センサの取り付け位置が調節可能であり、該靴の歩行面との離接に応じて確実に作動することを可能せしめることにより、動物体と協働する人の歩行周期を確実に検出し、検出した歩行周期に基づき、該動物体と協働する人の歩行周期のゆらぎの特性を移動測定する動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置において、
前記タッチ式センサの作動状態を無線により送信するための動物体と協働する人の動物体との協働を妨げないように送信機用装着機材で動物体と協働する人に装着された動物体と協働する人用送信機と、該動物体と協働する人用送信機が送信した作動状態を受信する受信機が、動物体と協働する人の協働を妨げないように受信機用機材により動物体と協働する人に装着された携帯受信機と、該動物体と協働する人用送信機が作成した信号を前記携行受信機が受信した信号が変化した時点の時間間隔を計時する計時手段とを備え、該計時手段が複数回計時した各時間間隔に基づき、前記ゆらぎの特性を測定すべくなしてあることを特徴とする動物体と協働する人用歩行周期ゆらぎ測定装置。

【図１】