ORPHE、モーションセンサを用いた床反力推定の特許を取得

大阪大学大学院医学系研究科スポーツ医学教室との共同研究により、これまで専用の実験環境が必要だった「1歩ごとの床反力特徴量推定」を小型のセンサーデバイスで計測可能に

株式会社ORPHEは足部に装着したモーションセンサを用いて床反力の特徴量を推定する手法を大阪大学大学院医学系研究科スポーツ医学教室との共同研究で開発し、本技術に関する特許を取得しました。

センサーデバイス ORPHE CORE 2.0

▼背景・課題

床反力（歩行・走行時に人が床・地面から受ける力）には、衝撃の大きさや蹴り出しの強さなど運動能力を評価するさまざまな情報が含まれます。これらの情報は、日常生活における傷害リスクやスポーツ動作におけるパフォーマンスの評価など、幅広い分野で活用されています。

このように床反力の有用性が示されている一方で、床反力の計測には高額な専用機器（フォースプレート）を設置した実験室環境が必要になるため、計測の汎用性が乏しいことが課題としてあげられます。


▼本特許取得技術の特徴
 

本特許取得技術は、足部に装着した小型6軸（3軸加速度、3軸角速度）モーションセンサから得られる情報と身体情報を用いて、歩行・走行中の床反力に含まれる特徴的な値を推定することを可能にしました（関連学術情報：鵜野ら、「シューズに内蔵した6軸モーションセンサを用いた歩行/走行時の床反力特徴量の推定」、日本臨床バイオメカニクス学会、2021）。

足部に装着したセンサで1歩ごとの床反力特徴量を推定することができるため、計測場所を選ばずに歩行・走行の力学的評価が可能になります。


株式会社ORPHEはスポーツ、ヘルスケア、医療といった多方面に向けてスマートシューズを製品化しています。本共同研究の成果により「靴を履くだけで」日常生活やスポーツ中の床反力特徴量が取得可能になるため、スポーツパフォーマンスの改善やリハビリの最適化、術前術後における病状の可視化などについて、これまでに難しかったリアルワールドデータと紐づけた研究が可能になり、多くの市場に影響を与える新たなサービスを生み出せると考えています。
弊社では、スマートシューズから得られるデータを研究領域でご活用いただくために、研究者向けの動作解析ツールORPHE ANALYTICSを提供しています。加えて、ORPHE ANALYTICSを通じて開発されたアルゴリズムやノウハウを迅速にサービス化するためのSDKも提供しており、研究者や他の事業会社がスマートシューズを活用した新たなアプリケーションを開発可能な環境を整備しています。また製品開発と同時に、スマートシューズを世界中に提供するための流通販売体制も構築しつつあり、世界に影響を与えるエコシステムの形成を目指しています。
様々な共創を通じて本技術を浸透させ、誰もが楽しく歩いているだけで健康になれる社会を実現していきたいと思います。
― 株式会社ORPHE CEO/Founder 菊川裕也


大阪大学大学院医学系研究科スポーツ医学教室ではスポーツをはじめとする身体活動に伴う外傷や障害の診断や治療、予防の臨床的研究や基礎研究、橋渡し研究を行っています。特に近年は、オリンピックに向けてスポーツ現場で活用可能なパフォーマンス評価の研究に注力してきました。今後はより裾野を広げ、より多くの人の健康な生活に還元したいと考えています。
本共同研究の成果は、従来は主に研究室で評価されてきた歩行・走行時の力の評価を誰もが日常生活内で行うことを可能にします。この技術により、患者のリハビリ、健康人の日常活動評価、ランナーをはじめ多くのスポーツ選手のパフォーマンス評価をより身近なものにし、新たな医療や健康分野でのDX（デジタルトランスフォーメーション）の促進につながると期待しています。
― 大阪大学大学院医学系研究科スポーツ医学教室 中田研 教授


▼特許情報​
 

• 特許番号: 7008306号
• 登録日: 令和4年1月13日（2022年1月13日）
• 発明の名称: 床反力指標推定システム、床反力指標推定方法及び床反力指標推定プログラム
• 特許出願人: 国立大学法人大阪大学、株式会社ORPHE

▼大阪大学大学院医学系研究科スポーツ医学教室について

大阪大学大学院医学系研究科スポーツ医学教室では、「分子メカノバイオロジー研究」「関節鏡視下再生医療・バイオメカニクス研究」、「ヒューマン運動力学・パフォーマンス研究」の3つを柱とし、スポーツをはじめとした身体活動に伴う外傷や障害の診断や治療、予防の臨床的研究や基礎研究、橋渡し研究を行っています。スポーツ庁受託事業 「スポーツ研究イノベーション研究プロジェクト （Sports Research Innovation Project; SRIP）(2015–2021)」を推進しています。