负荷减轻辅助设备、负荷减轻辅助系统、负荷减轻辅助方法、程序以及用于存储程序的存储介质

摘要

一种负荷减轻辅助设备，设置有：获取单元，所述获取单元被配置成获取穿戴负荷减轻设备的用户的位置信息，所述负荷减轻设备减轻所述用户的负荷；状况检测单元，所述状况检测单元被配置成基于所述用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及操作控制单元，所述操作控制单元被配置成致使所述负荷减轻设备以所提取的操作模式进行操作。

说明书

技术领域

本发明涉及负荷减轻辅助设备、负荷减轻辅助系统、负荷减轻辅助方法、程序以及用于存储程序的存储介质。

背景技术

已知一种负荷减轻设备，当用户穿戴所述设备时，执行对诸如用户的行走运动的负荷的辅助，并且缓解用户所携带的行李的负荷。如果负荷减轻设备是人可穿戴的，则所述负荷减轻设备有时被称为机甲服。

一些机甲服通过从致动器输出扭矩以辅助肌肉力量从而驱动提供在用户的腿上的连杆机构来辅助行走移动。专利文献1公开了一种可穿戴动作支持装置，所述可穿戴动作支持装置基于穿戴者的肌电位(生物统计信号)，而改变在致动器上生成的扭矩以控制辅助力来反映穿戴者的意图。

引用列表

专利文献

[专利文件1]日本未审专利申请公开No.2005-230099

发明内容

本发明要解决的问题

然而，取决于用户正在行走的通道的状态以及诸如天气的周围环境，有可能无法根据假定的用户操作来提供适当的负荷减轻控制。

因此，本发明的示例目的是提供一种能够解决上面提及的问题的负荷减轻辅助设备、负荷减轻辅助系统、负荷减轻辅助方法、程序以及用于在其中存储该程序的存储介质。

解决问题的手段

根据本发明的第一方面，一种负荷减轻辅助设备设置有：获取单元，所述获取单元被配置成获取穿戴负荷减轻设备的用户的位置信息，所述负荷减轻设备减轻用户的负荷；状况检测单元，所述状况检测单元被配置成基于用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及操作控制单元，所述操作控制单元被配置成致使负荷减轻设备以提取的操作模式进行操作。

根据本发明的第二方面，一种负荷减轻辅助系统包括：负荷减轻辅助设备以及负荷减轻设备，所述负荷减轻设备减轻用户的负荷。负荷减轻辅助设备设置有：获取单元，所述获取单元被配置成获取用户的位置信息；状况检测单元，所述状况检测单元被配置成基于用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及操作控制单元，所述操作控制单元被配置成致使负荷减轻设备以提取的操作模式进行操作。

根据本发明的第三方面，一种负荷减轻辅助方法包括：获取穿戴负荷减轻设备的用户的位置信息，所述负荷减轻设备减轻用户的负荷；基于用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及致使负荷减轻设备以提取的操作模式进行操作。

根据本发明的第四方面，存储在存储介质中的程序致使负荷减轻辅助设备的计算机执行处理。所述处理包括：获取穿戴负荷减轻设备的用户的位置信息，所述负荷减轻设备减轻用户的负荷；基于用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及致使负荷减轻设备以提取的操作模式进行操作。

根据本发明的第五方面，程序致使负荷减轻辅助设备的计算机执行处理。所述处理包括：获取穿戴负荷减轻设备的用户的位置信息，所述负荷减轻设备减轻用户的负荷；基于用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及致使负荷减轻设备以提取的操作模式进行操作。

本发明的有利效果

根据本发明，能够根据用户的情况提供更合适的负荷减轻控制。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的负荷减轻辅助系统的配置的图解。

图2是示出根据本发明的第一实施例的机甲服的配置的图解。

图3是示出根据本发明的第一实施例的控制设备的硬件配置的图解。

图4是根据本发明的第一实施例的控制设备的功能框图。

图5是示出根据本发明的第一实施例的负荷减轻辅助设备的硬件配置的图解。

图6是根据本发明的第一实施例的负荷减轻辅助设备的功能框图。

图7是示出根据本发明的第一实施例的负荷减轻辅助系统的处理流程的图解。

图8是示出根据本发明的第二实施例的负荷减轻辅助系统的处理流程的图解。

图9是示出根据本发明的第二实施例的操作模式选择屏幕的示例的图像图解。

图10是示出本发明的控制设备的另一示例的图解。

图11是示出本发明的负荷减轻辅助设备的最小配置的图解。

图12是示出具有多个用户情况获取传感器和机甲服的负荷减轻辅助系统的配置的图解。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述根据本发明的实施例的负荷减轻辅助设备、负荷减轻辅助系统、负荷减轻辅助方法、程序以及用于存储该程序的存储介质。

(第一实施例)

首先，将描述第一实施例。

图1是示出根据本发明的第一实施例的负荷减轻辅助系统的配置的图解。

如该图中所示，本实施例的负荷减轻辅助系统S1设置有例如：机甲服(poweredsuit)100、用户情况获取传感器300、负荷减轻辅助设备400以及主机系统500。

机甲服100是减轻用户的负荷的负荷减轻设备的一个方面。

作为示例，用户情况获取传感器300设置有生物统计信息获取传感器310和位置信息获取传感器320，并且获取指示用户的情况的用户情况信息。生物统计信息获取传感器310例如是温度计或心率监视器，并且获取诸如用户的体温和心率的生物统计信息。位置信息获取传感器320是例如GPS(全球定位系统)，并且获取用户的位置信息。用户情况获取传感器300被预先附接至例如用户的衣服。由此，因为用户可以仅通过穿上衣服就穿戴上用户情况获取传感器300，所以处置极为容易。

负荷减轻辅助设备400是辅助机甲服100的操作的计算机。

主机系统500是诸如命令系统的服务器设备，所述服务器设备以集中化方式控制负荷减轻辅助系统S1。主机系统500由一个或多个计算机组成。

负荷减轻辅助设备400与用户情况获取传感器300和机甲服100无线地通信。负荷减轻辅助设备400和主机系统500经由诸如互联网的广域通信网络有线或无线地彼此通信。

在图1的示例中，负荷减轻辅助系统图示了用户情况获取传感器300和机甲服100的一种组合。然而，本发明不限于该示例。负荷减轻辅助系统可具有用户情况获取传感器300和机甲服100的多个组合。在这种情况下，负荷减轻辅助设备400与多个组合中的每个进行通信。

图2是示出根据本实施例的机甲服的配置的图解。

机甲服100是负荷减轻设备的一个方面。机甲服100由骨架部分11、皮带12、髋部致动器13、膝盖致动器14、踝部致动器15、鞋底板16、脚束具17、鞋底负荷传感器18、脚底负荷传感器19、加载平台20、控制设备21、电池22、髋关节传感器23、膝关节传感器24、踝关节传感器25、显示单元30等构成。举例来说，骨架部分11大致分为第一骨架部分111、第二骨架部分112和第三骨架部分113。

如图所示，机甲服100如下构成，以便支撑加载平台20，举例来说该加载平台20为用于固持行李的机构的一方面。也就是说，机甲服100设置有第一骨架部分111，并且左、右髋部致动器13可旋转地耦合至第一骨架部分111和第二骨架部分112，该第一骨架部分和第二骨架部分分别对应于穿戴机甲服100的用户的左大腿部分或右大腿部分。左、右膝盖致动器14沿着穿戴机甲服100的用户的左或右小腿部分可旋转地耦合至对应的第二骨架部分112的左侧或右侧以及对应的第三骨架部分113。踝部致动器15可旋转地耦合至对应第三骨架部分113的左侧或右侧，以及提供在穿戴机甲服100的用户的左侧或右侧上的脚束具17背面的对应鞋底板16。

髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15是输出力矩的驱动机构，所述力矩用于旋转地驱动连接在用户的每条腿的每个关节处的连杆(框架)，以减轻用户的负荷。第一骨架部分111和第二骨架部分112是与髋部致动器13连接的连杆。第二骨架部分112和第三骨架部分113是与膝盖致动器14连接的连杆。第三骨架部分113和鞋底板16是与踝部致动器15连接的连杆。每个连杆和驱动机构构成了连杆机构。

髋关节传感器23安装在髋部致动器13中，并且通过编码器检测髋关节角度，也就是第一骨架部分111与第二骨架部分112之间形成的角度。膝关节传感器24安装在膝盖致动器14中，并且通过编码器检测膝关节角度，也就是第二骨架部分112与第三骨架部分113之间的角度。踝关节传感器25安装在踝部致动器15中，并且通过编码器检测踝关节角度，也就是第三骨架部分113与鞋底板16之间的角度。髋关节传感器23、膝关节传感器24和踝关节传感器25检测用户的每条腿的每个关节的角度(下文中称为“关节角度”)。

鞋底负荷传感器18提供在脚束具17的底部上，对应于用户所穿的鞋子。鞋底负荷传感器18提供在将机甲服100和行李的重量传输至地面接触表面的鞋底板16，以及将用户的重量传输至地面接触表面的脚束具17的地面接触表面侧上，以便覆盖鞋底板16和脚束具17的整个背表面。脚底负荷传感器19提供在脚束具17中，以便覆盖脚的整个下侧，以便能够测量从用户的脚底施加的重量。

举例来说，在鞋底负荷传感器18和脚底负荷传感器19中的薄片状绝缘体的正面和背面上以矩阵形式布置电极。鞋底负荷传感器18和脚底负荷传感器19测量电极的晶格点的电阻，并将测量值输出到控制设备21。控制设备21基于每个晶格点的电阻值而计算施加至每个晶格点的压力和传感器片的整个表面上的负荷。

显示单元30是诸如有机EL(电致发光)显示器或液晶显示器的显示设备。显示单元30连接至控制设备21。触摸面板布置在显示单元30的显示表面上，并且显示单元30接收来自用户的输入。

穿戴机甲服100的用户将他/她的左脚和右脚插入对应的脚束具17中，并且利用皮带12将第一骨架部分111固定至腰部，以使得第一骨架部分111紧密地附接至腰部。机甲服100具有一种结构，其中行李的负荷和机甲服100的负荷的大部分经由骨架部分11和髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15而释放至与脚底接触的地面。用户打开机甲服100的控制设备21。控制设备21控制髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15，以便经由骨架部分11和髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15将尽可能多的设备重量传输至行走表面，所述设备重量是加载在加载平台20上的行李的负荷以及机甲服100的重量的和。由此，机甲服100缓解了穿戴机甲服100并执行各种运动的用户的负担，诸如行李的负荷。

图3是示出根据本实施例的控制设备的硬件配置的图解。

如该图中所示，控制设备21是设置有诸如CPU(中央处理单元)101、ROM(只读存储器)102、RAM(随机存取存储器)103、信号输入/输出设备104和无线通信设备105的硬件的计算机。

信号输入/输出设备104输入从鞋底负荷传感器18、脚底负荷传感器19、髋关节传感器23、膝关节传感器24和踝关节传感器25输出的信号。信号输入/输出设备104输出用于控制髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15的控制信号。控制设备21通过从电池22供应的电力进行操作。

无线通信设备105与负荷减轻辅助设备400通信地连接。

图4是控制设备的功能框图。

当打开电源按钮时，基于从电池22供应的电力而激活控制设备21。起动之后，控制设备21执行控制程序。因此，控制设备21至少设置有驱动控制单元211、信息获取单元212、通信单元213、存储单元214和显示控制单元215的功能配置。

驱动控制单元211控制髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15。驱动控制单元211以从负荷减轻辅助设备400通知的用户合适的操作模式驱动髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15，以减轻施加给用户的负荷。根据用户的动作类型，操作模式包括“跑步”、“行走”、“停止”等。预先在控制设备21中设置对应于每个操作模式的控制模型。驱动控制单元211使用对应于每个操作模式的控制模型来计算由髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15输出的扭矩。然后，驱动控制单元211将计算出的扭矩输出至髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15。

信息获取单元212从鞋底负荷传感器18、脚底负荷传感器19、髋关节传感器23、膝关节传感器24和踝关节传感器25获取感测信息。鞋底负荷传感器18和脚底负荷传感器19的感测信息是指示对应于每个传感器的晶格点的压力(负荷)的电阻值的负荷信息。髋关节传感器23、膝关节传感器24和踝关节传感器25的感测信息是指示检测到的关节角度的关节角度信息。

通信单元213与负荷减轻辅助设备400无线地通信。

存储单元214存储诸如腿部的每个关节处的角度参考的各种信息片段。

显示控制单元215控制显示单元30的显示。例如，显示控制单元215在显示单元30上显示从负荷减轻辅助设备400通知的参考信息以及操作模式。

图5是示出根据本实施例的负荷减轻辅助设备的硬件配置的图解。

如该图中所示，负荷减轻辅助设备400是配备有诸如CPU 401、ROM 402、RAM 403、大容量存储设备404和通信模块405的硬件的计算机。

图6是根据本实施例的负荷减轻辅助设备的功能框图。

当接通电源时，负荷减轻辅助设备400起动，并执行预先存储的操作程序。由此，负荷减轻辅助设备400至少设置有：获取单元41、状况检测单元42、操作控制单元43、存储单元44和通信单元45的功能配置。

获取单元41从用户情况获取传感器300(图1)获取穿戴机甲服100的用户的用户情况信息。用户情况信息包括用户的位置信息和用户的生物统计信息。获取单元41还获取机甲服100的运作状态。运作状态包括由鞋底负荷传感器18、脚底负荷传感器19、髋关节传感器23、膝关节传感器24、踝关节传感器25检测出的感测信息以及当前操作模式。

状况检测单元42根据机甲服100的运作状态，基于用户的位置信息的周围环境状态以及基于用户的生物统计信息的身体疲劳状态，提取机甲服100的操作模式。周围环境状态包括天气、通道状态、关于目的地的状况、同伴或其他用户情况中的任何一种。

操作控制单元43将提取到的操作模式通知给机甲服100的控制设备21，以在操作模式下操作机甲服100。操作控制单元43将基于周围环境状态和疲劳状态的参考信息连同提取的操作模式一起通知给控制设备21。

存储单元44存储各种信息片段。例如，存储单元44存储诸如用户的正常体温和心跳的生物统计信息。另外，存储单元44存储指示与其他用户的熟悉度的信息，指示协作高度的信息等。

通信单元45与机甲服100、用户情况获取传感器300或主机系统500通信地连接。

图7是示出根据本实施例的负荷减轻辅助系统的处理流程的图解。在图7的示例中，图示了负荷减轻辅助设备400与一个控制设备21通信的情况，但这同样适用于负荷减轻辅助设备400与多个控制设备21进行通信的情况。

首先，用户穿上机甲服100。此时，用户将脚底负荷传感器19插入脚束具17内。对于脚底负荷传感器19的面积，可使用适合于用户的脚的大小的大小。用户将鞋底负荷传感器18附接至脚束具17或机甲服100的鞋底板16的地面接触表面侧。对于鞋底负荷传感器18的面积，可使用适合于脚束具17的大小，其对应于用户的脚的大小。

用户操作提供在机甲服100中的控制设备21的电源按钮以打开电源。由此，起动控制设备21(步骤S101)。

控制设备21的显示控制单元215在显示单元30上显示目的地输入屏幕，并接受目的地信息的输入(步骤S102)。在目的地输入屏幕上，可以输入目的地和目标到达时间作为目的地信息。目标到达时间是到达目的地的目标时间。用户在目的地输入屏幕中输入目的地信息。显示单元30将输入的目的地信息输出至控制设备21。

控制设备21的通信单元213将目的地信息传输至负荷减轻辅助设备400(步骤S103)。负荷减轻辅助设备400的获取单元41接收并获取从控制设备21传输来的目的地信息(步骤S104)。获取单元41将接收到的目的地信息写入存储单元44。

用户在穿戴机甲服100的同时行走。用户可以将行李加载在机甲服100的加载平台20上，并且行走。控制设备21的驱动控制单元211控制髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15，以便减轻由于行李和机甲服100的重量而给用户带来的负荷。由此，机甲服100跟踪用户的各种运动。

在驱动控制设备21的同时，信息获取单元212以预定间隔从鞋底负荷传感器18、脚底负荷传感器19、髋关节传感器23、膝关节传感器24和踝关节传感器25获取感测信息作为运作状态信息(步骤S105)。预定间隔例如是每个短时间，诸如每10毫秒。信息获取单元212将以预定间隔获取的运作状态信息以关联的方式记录在存储单元214中。通信单元213经由无线通信设备105将当前操作模式添加至记录在存储单元214中的运作状态信息，并将该信息传输至负荷减轻辅助设备400(步骤S106)。

负荷减轻辅助设备400的获取单元41接收并获取从控制设备21传输来的运作状态信息(步骤S107)。获取单元41从用户情况获取传感器300接收并获取用户情况信息(步骤S108)。

状况检测单元42根据已经获取的运作状态信息和用户情况信息来提取机甲服100的推荐的操作模式(步骤S109)。例如，首先，状况检测单元42基于运作状态信息而分析用户的当前行为。该行为包括例如“跑步”、“行走”、“停止”等。随后，状况检测单元42基于用户情况信息中包括的生物统计信息而确定用户身体的疲劳状态。例如，状况检测单元42将用户的正常体温和心跳与通过从存储单元44读取而获取的生物统计信息进行比较，并基于该差异而确定疲劳状态。状况检测单元42基于用户情况信息中包括的位置信息而确定周围环境状态。具体地，状况检测单元42获取周围环境状态，诸如用户的当前位置的天气、通道状态、目的地状态、用户的同伴或其他用户的状态。

通道的状态包括：通道是否平坦，通道在行进方向上是上坡还是下坡，通道是否是铺砌的道路等。目的地状态包括：从当前位置到目的地的距离，到达目的地的估计时间，目的地的天气等。估计到达时间是到达目的地的时间。用户的同伴包括关于陪同用户的同伴的信息。其他用户的状态包括其他用户的位置信息。状况检测单元42根据用户的同伴来确定与同伴的协作状态。例如，如果同伴是靠近用户的人，则状况检测单元42确定协作状态为高，而如果同伴不是人，则确定协作状态为低。

然后，状况检测单元42基于当前用户行为、当前操作模式、疲劳状态和周围环境状态而提取推荐的操作模式。例如，当当前用户行为是“行走”，操作模式是“跑步”并且疲劳状态为“高”时，状况检测单元42提取“行走”作为推荐的操作模式。当当前用户行为是“行走”并且通道状态是“上坡”时，状况检测单元42提取辅助力比正常“行走”更强的“上坡行走”作为推荐的操作模式。辅助力是用于减轻负荷的力，并且具体来说是由髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15输出的扭矩的量级。当与同伴的协作状态为高时，状况检测单元42提取辅助力比通常的“行走”弱的“协作行走”作为推荐的操作模式。

操作控制单元43将由状况检测单元42提取的推荐的操作模式通知给控制设备21(步骤S110)。此时，操作控制单元43可以将其他参考信息连同推荐的操作模式一起通知给控制设备21。操作控制单元43确定是否结束过程(步骤S111)。当过程没有结束时，负荷减轻辅助设备400执行控制以重复从步骤S107开始的过程。由此，负荷减轻辅助设备400重复基于运作状态信息和用户情况信息而提取推荐的操作模式并通知给机甲服100的过程。

控制设备21的驱动控制单元211以从负荷减轻辅助设备400通知的推荐的操作模式来驱动髋部致动器13、膝盖致动器14以及踝部致动器15(步骤S112)。推荐的操作模式可以是指示由驱动控制单元211计算并输出至髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15的控制参数(诸如，校正每个扭矩值的校正系数)的操作模式。驱动控制单元211用对应于推荐的操作模式的校正系数乘以由预定扭矩计算公式计算出并输出至髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15的每个扭矩的值。驱动控制单元211将因此获得的扭矩值输出至髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15。

具体地，驱动控制单元211从存储单元等获取对应于推荐的操作模式的控制模式的控制参数。然后，驱动控制单元211使用指示每个关节的当前值和角度参考的感测信息，基于对应于所确定的运动的控制参数和算法而计算由髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15输出的校正前的扭矩的目标值。驱动控制单元211使用指示从鞋底负荷传感器18、脚底负荷传感器19、髋关节传感器23、膝关节传感器24、踝关节传感器25或加速度传感器26中的至少一个获取的当前值的感测信息。

驱动控制单元211基于扭矩的目标值而用角度控制器K

由此，由用户施加的在服装和人员之间的交互力F

应当注意，驱动控制单元211使用以下扭矩计算公式作为示例来计算扭矩τ。在该扭矩计算公式(1)中，“(θ)/G(s)”指示对驱动控制单元211的反馈因子。“F

τ＝K

当将参考信息添加到推荐的操作模式时，显示控制单元215可以在显示单元30上显示参考信息。驱动控制单元211确定是否结束过程(步骤S113)。当控制设备21没有结束过程时，控制设备21执行控制以重复从步骤S105开始的过程。因此，控制设备21重复将运作状态信息传输至负荷减轻辅助设备400的过程。

根据以上处理，负荷减轻辅助设备400的状况检测单元42基于用户情况信息和运作状态信息而提取机甲服100的推荐的操作模式，并且操作控制单元43通知该推荐的操作模式。因此，负荷减轻辅助设备400以推荐的操作模式操作机甲服100。因此，能够通过利用诸如用户的疲劳状态、机甲服100的运作状态、周围环境状态以及与同伴的协作状态的各种信息片段来将机甲服100的操作模式设置为最佳状态。因此，能够提供更适合用户的负荷减轻和疲劳减轻。

另外，通过以上处理，当在具有许多同伴的团队中行动时，可以基于诸如属于团队的每个用户的疲劳状态的用户情况信息而提取作为团队的最佳推荐的操作模式，并且可以执行使用推荐的操作模式的扭矩控制。因此，与单独行动或携带行李而不使用机甲服100的情况相比，能够执行更有效的负荷减轻。

(第二实施例)

接着，将描述第二实施例。

因为本实施例的负荷减轻辅助系统S1的配置与第一实施例的配置相同，所以将省略其说明。在第一实施例中，负荷减轻辅助设备400仅提取一种推荐的操作模式并通知控制设备21。第二实施例与第一实施例的不同点在于，负荷减轻辅助设备400提取多个推荐的操作模式并通知控制设备21，而控制设备21允许用户从多个推荐的操作模式中选择一个操作模式。

也就是说，负荷减轻辅助设备400的状况检测单元42根据机甲服100的运作状态、基于用户的位置信息的周围环境状态以及基于用户的生物统计信息的疲劳状态而提取机甲服100的多个操作模式。

操作控制单元43将所提取的多个操作模式通知给机甲服100的控制设备21。

控制设备21的显示控制单元215在显示单元30上显示所通知的多个操作模式，以使得用户可以进行选择。

驱动控制单元211以用户在显示单元30上选择的操作模式来驱动髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15，以减轻用户的负荷。

图8是示出根据本实施例的负荷减轻辅助系统的处理流程的图解。在图8的示例中，图示了负荷减轻辅助设备400与一个控制设备21进行通信的情况，但这同样适用于负荷减轻辅助设备400与多个控制设备21进行通信的情况。

因为从步骤S201至步骤S208的过程与上述从步骤S102至步骤S108的过程相同，所以将省略其描述。

在步骤S208之后，状况检测单元42根据获取的运作状态信息和用户情况信息来提取机甲服100的多个推荐的操作模式(步骤S209)。

例如，状况检测单元42以优先级从高到低的顺序提取预定数目的推荐的操作模式。

操作控制单元43将由状况检测单元42提取的多个推荐的操作模式连同其优先级一起通知给控制设备21(步骤S210)。此时，操作控制单元43可以将其他参考信息连同推荐的操作模式一起通知给控制设备21。操作控制单元43确定是否结束过程(步骤S211)。当负荷减轻辅助设备400未结束过程时，负荷减轻辅助设备400执行控制以重复从步骤S207开始的过程。因此，负荷减轻辅助设备400重复基于运作状态信息和用户情况信息而提取推荐的操作模式并通知给机甲服100的过程。

控制设备21的显示控制单元215在显示单元30上显示从负荷减轻辅助设备400通知的多个推荐的操作模式，以可供用户选择(步骤S212)。此时，如果已将参考信息添加至推荐的操作模式，则显示控制单元215可以在显示单元30上显示参考信息。

图9是示出根据本实施例的操作模式选择屏幕的示例的图像图解。

在该图中示出的示例中，显示控制单元215在选择屏幕中以优先级从高到低的顺序选择性地显示推荐的操作模式“连续行走几km”91、“跑步几km”92、“从当前位置疏散”93、“在当前位置处停止”94以及“关闭”95。操作模式“关闭”是不提供负荷减轻即不驱动髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15的操作模式。

显示控制单元215还在选择屏幕上显示参考信息96。在该示例中，显示控制单元215在选择屏幕中显示以下信息作为参考信息：“天气：晴朗”，当前位置处的天气、“通道：平坦”，通道的状态以及“用户A和用户B邻近”，给予附近的其他用户通知。显示控制单元215还在选择屏幕中显示以下信息作为参考信息：“目的地的天气晴朗并且估计的到达时间是12：00”，该信息提供了目的地的天气和估计的到达时间；以及“疲劳度：高-休息一会儿”，该信息通知用户的疲劳状态。

应当注意，当给予附近的其他用户通知时，显示控制单元215可以显示地图，并且可以在地图上指示其他用户的位置。显示控制单元215可以在地图上显示推荐的位置，指示相对于目的地用户当前应在的位置以及用户的当前位置。

返回图8，用户从显示单元30上显示的多个推荐的操作模式中选择一个。显示单元30接收推荐的操作模式的选择输入(步骤S213)，并且将选定的推荐的操作模式输出至控制设备21。控制设备21的驱动控制单元211以由用户选择的推荐的操作模式驱动髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15(步骤S214)。驱动控制单元211确定是否结束过程(步骤S215)。当控制设备21没有结束过程时，控制设备21执行控制以重复从步骤S205开始的过程。由此，控制设备21重复将运作状态信息传输至负荷减轻辅助设备400的过程。

根据以上处理，负荷减轻辅助设备400的状况检测单元42基于用户情况信息和运作状态信息而提取机甲服100的多个推荐的操作模式，并且操作控制单元43通知所述多个推荐的操作模式。然后，机甲服100的显示控制单元215以可选择的方式向用户显示关于已经给出了哪种通知的多个推荐的操作模式。驱动控制单元211以由用户选择的推荐的操作模式驱动髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15。由此，除了第一实施例中的效果之外，能够提供反映用户的意图的最佳负荷减轻和疲劳减轻。

在上述第一实施例和第二实施例中，当基于属于一个团队的多个用户的运作状态信息和用户情况信息而指定推荐的操作模式时，负荷减轻辅助设备400还可以借助于机器学习使用综合判断功能数来指定推荐的操作模式。

图12是示出具有多个用户情况获取传感器300和机甲服100的负荷减轻辅助系统的配置的图解。图12中示出的负荷减轻辅助系统S1设置有多个负荷减轻单元601和602，所述多个负荷减轻单元各自包括用户情况获取传感器300和机甲服100。

负荷减轻辅助设备400从多个用户情况获取传感器300中的每个获取包括用户的位置信息的状态信息。状态信息可以包括例如疲劳状态和周围环境状态。负荷减轻辅助设备400使用所获取的关于多个用户的状态信息，根据机器学习来提取参考模型。也就是说，负荷减轻辅助设备400根据机器学习来提取多个机甲服100中的每个的推荐的操作模式。负荷减轻辅助设备400根据提取的推荐的操作模式来操作每个机甲服100。

例如，负荷减轻辅助设备400基于行为模式而指定使用机甲服100的多个用户所属的团队的理想移动模式以及参考模型。负荷减轻辅助设备400对可以针对当前多个用户反复获取的各种感测数据(疲劳状态、周围环境状态等)进行机器学习，并提取包括多个用户的推荐的操作模式的参考模型。也就是说，负荷减轻辅助设备400基于多个用户的疲劳状态和周围环境状态而指定实现多个用户的最佳协作行为的参考模型。

参考模型的多个推荐的操作模式在多个用户之中可能是相同的，或者可能彼此不同。当多个用户之中的推荐的操作模式彼此不同时，根据例如感测数据来指定每个用户的推荐的操作模式。

负荷减轻辅助设备400将指定的参考模型与从每个用户的感测数据中提取的当前操作模式进行比较，并提取差异。对于多个用户，负荷减轻辅助设备400基于该差异而确定用户的操作。

驱动控制单元211根据负荷减轻辅助设备400所确定的操作，用控制模式来控制多个用户的输出扭矩。也就是说，控制设备21获取每个用户的对应于来自预先存储在存储单元等中的多个参考模型的指定参考模型的控制模式。

然后，驱动控制单元211根据所确定的当前操作模式与参考模型之间的差异来设置针对多个用户的最佳控制参数。驱动控制单元211使用指示每个关节的当前值和角度参考的感测信息，基于对应于所确定的操作的控制参数和算法而计算由髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15输出的扭矩的目标值。驱动控制单元211使用指示从以下中的至少一个获取的当前值的感测信息：鞋底负荷传感器18、脚底负荷传感器19、髋关节传感器23、膝关节传感器24、踝关节传感器25、或加速度传感器26。驱动控制单元211将当前时间处的通过扭矩计算公式使用扭矩的目标值计算出的扭矩τ输出至每条腿的计算出的髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15。

上面提及的多个用户所属的团队可以是例如行政单位，诸如消防队、警察部队、山地部队、与核事故有关的部队或沿海海域救援部队。

当消防队在例如大规模的灭火活动中使用机甲服100时，负荷减轻辅助设备400在断定周围情况后识别出火灾严重的地方以及排水路线难以确保的地方。然后，负荷减轻辅助设备400能够根据充当属于消防队的多个用户的消防员的布置，按照推荐的操作模式执行经适当协调的负荷减轻处理。

例如，当被警察部队使用时，机甲服100可以识别道路拥塞状态和用于跟踪肇事者的路线状况，并且可以通过根据充当属于警察部队的用户的警察部队成员的推荐的操作模式来执行适当的负荷减轻处理。因此，作为多个用户的警官可以根据他们相应推荐的操作模式彼此协作，并有效地执行追捕肇事者的动作。

例如，当被山地部队使用时，机甲服100可以指定周围状况，诸如山地救援工作中搜索范围的坡度梯度和宽度以及最佳路线，并且可以通过根据山地成员的推荐的操作模式来执行适当的负荷减轻处理。因此，作为多个用户的山地成员可以根据他们相应推荐的操作模式彼此协作并且执行有效的救援活动。

例如，当在与事故有关的工作单位中使用时，机甲服100可以例如在工作单位成员的工作中执行工作环境的指定，指定周围的损坏情况，并通过根据工作单位成员的推荐的操作模式执行适当的负荷减轻处理。因此，作为多个用户的工人可以根据他们相应推荐的操作模式彼此协作，并执行有效的事故响应工作。

例如，当被沿海海域救援队使用时，机甲服100在团队成员的救援工作中指定海洋和水下周围的状况(散砾石的存在、软地形的存在、崎岖地形的存在等)。然后，机甲服100可以通过根据团队成员的推荐的操作模式执行适当的负荷减轻处理。因此，作为多个用户的成员可以根据他们相应推荐的操作模式彼此协作并且执行有效的救援工作。

虽然上面已经描述了本发明的一个实施例，但是本发明不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的精神的范围内做出各种修改。

例如，鞋底负荷传感器18可以预先提供在机甲服100的鞋底板16的地面接触表面的一侧上。而且，脚底负荷传感器19可以预先插入到脚束具17内。

在以上描述中，示出了鞋底负荷传感器18具有覆盖脚束具17的整个下侧的区域，并且脚底负荷传感器19具有覆盖脚束具17中的脚的整个下侧的区域。然而，即使在施加负荷的位置偏离的情况下，鞋底负荷传感器18也能够测量从鞋底板16或脚束具17施加到地面接触表面的负荷。

在以上描述中，图示了控制机甲服100的情况，但是控制设备21不限于此，并且可以应用于具有非线性模式转变的多关节机器人等(例如，人形机器人)的一般控制。

在以上描述中，机甲服100设置有分别对应于每个关节的髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15，但是不限于此。机甲服100可具有髋部致动器13、膝盖致动器14和踝部致动器15中的至少一个。例如，机甲服100可至少设置有髋部致动器13和膝盖致动器14，并且不必设置有踝部致动器15。替代地，踝部致动器15可能是不使用控制信号的致动器，诸如机械板簧。

在以上描述中，机甲服100设置有鞋底负荷传感器18和脚底负荷传感器19两者，但是不限于此，并且可以提供鞋底负荷传感器18和脚底负荷传感器19中的任何一个。

图10是示出控制设备的另一示例的图解。

在以上示例中，使用了通过无线通信连接控制设备21和负荷减轻辅助设备400的情况以便解释。然而，负荷减轻辅助设备400也可以装备在控制设备21的内部，也可以设置在机甲服100内。通过将负荷减轻辅助设备400提供在控制设备21的内部，可以防止数据传输/收发的延迟。因此，甚至能够实时响应用户的突然操作而没有延迟。

图11是示出负荷减轻辅助设备的最小配置的图解。

负荷减轻辅助设备可以至少具有获取单元41、状况检测单元42和操作控制单元43的功能。

获取单元41获取用户的位置信息。

状况检测单元42基于用户的位置信息而根据周围环境状态提取机甲服100的操作模式。

操作控制单元43致使机甲服100以提取的操作模式操作。

上面提及的每个设备还可以是设置有诸如CPU(中央处理单元)101、ROM(只读存储器)102、RAM(随机存取存储器)103、HDD(硬盘驱动器)104和无线通信设备105的硬件的计算机。

上述每个设备的内部具有计算机系统。上述每个处理的过程以程序的形式存储在计算机可读记录介质中，其中该过程由读取并执行该程序的计算机来执行。在此，计算机可读记录介质是指磁盘、磁光盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。该计算机程序可以经由通信线路被分发至计算机，并且接收到该分发的计算机可以执行该程序。

此外，上面提及的程序可以用于实现上述功能中的一些。

此外，上面提及的程序可能是可与已经记录在计算机系统中的程序结合实现上面提及的功能的所谓的差分文件(差分程序)。

可以在以下附记中描述上述实施例中的一些或全部，但不限于此。

(附记1)一种负荷减轻辅助系统，所述负荷减轻辅助系统设置有负荷减轻辅助设备和负荷减轻设备，所述负荷减轻设备减轻用户的负荷，其中所述负荷减轻辅助设备设置有：获取单元，所述获取单元被配置成获取所述用户的位置信息；状况检测单元，所述状况检测单元被配置成基于所述用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及操作控制单元，所述操作控制单元被配置成致使所述负荷减轻设备以所提取的操作模式进行操作。

(附记2)根据附记1所述的负荷减轻辅助系统，其中获取单元还获取所述用户的生物统计信息，并且所述状况检测单元根据基于所述用户的生物统计信息的疲劳状态提取操作模式。

(附记3)根据附记1或附记2所述的负荷减轻辅助系统，其中所述获取单元还获取负荷减轻设备的运作状态，并且状况检测单元基于负荷减轻设备的运作状态而提取操作模式。

(附记4)根据附记1至附记3中任一项所述的负荷减轻辅助系统，其中状况检测单元提取多个操作模式，操作控制单元将多个操作模式通知给负荷减轻设备，并且负荷减轻设备设置有：显示单元，所述显示单元被配置成以用户可选择的方式显示已接收到其通知的多个操作模式；以及驱动机构，所述驱动机构被配置成以由用户选择的操作模式来减轻用户的负荷。

(附记5)根据附记1至附记4中任一项所述的负荷减轻辅助系统，其中所述操作控制单元基于周围环境状态以及所述操作模式而将参考信息通知给所述负荷减轻设备，并且负荷减轻设备还包括显示单元，所述显示单元被配置成显示已接收到其通知的参考信息。

(附记6)根据附记1至附记5中任一项所述的负荷减轻辅助系统，其中周围环境状态包括天气、通道状态、同伴或其他用户情况中的任何一个。

(附记7)一种负荷减轻辅助设备，设置有：获取单元，所述获取单元被配置成获取穿戴负荷减轻设备的用户的位置信息，所述负荷减轻设备减轻用户的负荷；状况检测单元，所述状况检测单元被配置成基于用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及操作控制单元，所述操作控制单元被配置成致使负荷减轻设备以提取的操作模式进行操作。

(附记8)根据附记7所述的负荷减轻辅助设备，其中获取单元还获取所述用户的生物统计信息，并且所述状况检测单元根据基于所述用户的生物统计信息的疲劳状态提取操作模式。

(附记9)根据附记7或附记8所述的负荷减轻辅助设备，其中所述获取单元还获取所述负荷减轻设备的运作状态，并且所述状况检测单元基于负荷减轻设备的运作状态而提取操作模式。

(附记10)根据附记7至附记9中任一项所述的负荷减轻辅助设备，其中状况检测单元提取多个操作模式，并且操作控制单元通过通知多个操作模式来致使负荷减轻设备以用户可选择的方式显示多个操作模式。

(附记11)根据附记7至附记10中任一项所述的负荷减轻辅助设备，其中操作控制单元通过基于周围环境状态以及所述操作模式将参考信息通知给所述负荷减轻设备，致使负荷减轻设备显示参考信息。

(附记12)根据附记7至附记11中任一项所述的负荷减轻辅助设备，其中周围环境状态包括天气、通道状态、同伴或其他用户情况中的任何一个。

(附记13)一种负荷减轻辅助方法，包括：获取穿戴负荷减轻设备的用户的位置信息，所述负荷减轻设备减轻用户的负荷；基于用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及致使负荷减轻设备以提取的操作模式进行操作。

(附记14)一种存储程序的存储介质，所述程序致使负荷减轻辅助设备的计算机执行以下处理，所述处理包括：获取穿戴负荷减轻设备的用户的位置信息，所述负荷减轻设备减轻用户的负荷；基于用户的位置信息而提取所述负荷减轻设备的对应于周围环境状态的操作模式；以及致使负荷减轻设备以提取的操作模式进行操作。

本申请要求于2018年11月13日提交的日本专利申请No.2018-212804的优先权，所述日本专利申请的内容以引用的方式并入本文中。

工业实用性

根据本发明，能够提供对应于用户的情况的更合适的负荷减轻控制。

[附图标记列表]

S1：负荷减轻辅助系统

100：机甲服

11：骨架部分

12：皮带

13：髋部致动器

14：膝盖致动器

15：踝部致动器

16：鞋底板

17：脚束具

18：鞋底负荷传感器

19：脚底负荷传感器

20：加载平台

21：控制设备

22：电池

23：髋关节传感器

24：膝关节传感器

25：踝关节传感器

30：显示单元

211：驱动控制单元

212：信息获取单元

213：通信单元

214：存储单元

215：显示控制单元

300：用户情况获取传感器

310：生物统计信息获取传感器

320：位置信息获取传感器

400：负荷减轻辅助设备

41：获取单元

42：状况检测单元

43：操作控制单元

44：存储单元

45：通信单元

500：主机系统