互动认知的多感官交互设备与方法来评估、分析、培训和/或提高运动员和其他人群的运 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及运动训练，特别是多感官交互式训练系统和训练方法。本发明还涉及对认知功能进行评估。
【背景技术】
[0002]在运动训练中，改善运动员表现的需求日益增长。各种工具、系统和直觉式方案已经尝试过，得到不同的结果。这些尝试被视为不够的，因为这些尝试没有可衡量的评估、可衡量的基础水平、可衡量的进步，还缺乏在采用这种工具和系统后，花费的精力和相关的成果之间的明确关系。
[0003]例如，由澳大利亚公司一融合体育一设计的计时门，只能采用彩色发光二极管(LED)的信号,通过低级的认知顺序刺激运动员。由Dynavis1n(1-Span)公司开发的另一种光信号刺激设备，提供如融合体育一样的相同类型的低级认知顺序，其同时采用光和声音。韦恩工程公司开发了一个可视化的反应计时系统，使用低级的视觉刺激。尽管取得了一些运动成绩的结果，但是，不同运动员之间的可重复性较差，其结果变化很大，依赖于难以捉摸的天分，缺乏足够的清晰度。
[0004]最近的研究指出，人类大脑在运动表现上具有重要作用。
[0005]有必要在评估、改进和实现运动成绩上，减少依赖于主观的天分评估。
【发明内容】
[0006]提供了一种现有的运动上的知觉-认知刺激系统不考虑人的大脑的复杂性和在认知过程的细微之处，并在市场上已有的设备不允许相应的多感官刺激(视觉、听觉、触觉、单独或组合)。已经发现了评估、分析和训练运动员的反应，低级和高级的处理水平的认知多感官(视觉、听觉和振动)刺激可以改善运动员的表现。
[0007]已经发现，该认知处理的复杂性是相对于多种因素而言的，其包括:文化背景，环境背景，受教育程度，运动背景，专业知识水平等等，这些因素已被发现在人脑中的多种不同的认知过程进行刺激，可以影响运动员如何有效地感知、响应刺激，并做出反应，从而提闻运动表现。
[0008]已经发现，考虑到人类视觉领域的生理学特点，认知/多感官反应时间与运动表现有很大的相关性。鉴于发现，反应时间评价局限于中心视野是不够的，所提出的解决方案是在运动员的整个视野利用多种感官和认知实时刺激，进行评估、分析和反馈。
[0009]按照所提出的方案，所提供的运动表现训练的方法，包括:与运动员建立一套感官语义语言用于将一些感官信号与相应的可能的行动相互关联起来，感官语义语言对于运动员基本上是全新的；指示运动员进行涉及技巧和全身运动的体育活动；在运动过程中向运动员提供感官信号，要求运动员快速识别感官信号的语义，以正确地选择了一个可能的动作；然后确定所述运动员在运动中是否正确地响应了所选择的感官信号。
[0010]按照所提出的另一方案，所提供的运动表现训练的方法，包括:与运动员建立一套感官语义语言用于将一些感官信号与相应的可能的行动相互关联起来，感官语义语言对于运动员基本上是全新的；指示运动员进行涉及技巧和全身运动的体育活动；在运动过程中向运动员提供感官信号，要求运动员快速识别感官信号的语义，以正确地选择了一个可能的动作；然后确定所述运动员在运动中是否正确地响应了所选择的感官信号，处理所述反应时间数据包括提取一个运动员的表现信息。
[0011]根据所提出的方案的另一个方面，提供了一种运动表现训练的交互系统，该系统包括:至少一个联网的认知人机界面给运动员提供所述感官信号中选定的一个的信号，每个认知人机界面包括处理单元，其执行机器逻辑指令以在运动过程中提供所述的一个选定的感官信号；并且联网控制器被配置为:对从所述选择的感官信号的提供到针对所述感官信号做出反应的时间进行计时，所述网络控制器包括一个中央处理单元，其执行机器逻辑指令以确定运动员是否正确地响应了所述选择的感官信号，其中，运动成绩的训练，包括:与运动员建立一套感官语义语言用于将一些感官信号与相应的可能的行动相互关联起来，感官语义语言对于运动员基本上是全新的；指示运动员进行涉及技巧和全身运动的体育活动；在运动过程中向运动员提供感官信号，要求运动员快速识别感官信号的语义，以正确地选择了一个可能的动作；然后确定所述运动员在运动中是否正确地响应了所选择的感官信号。
[0012]根据所提出的方案的另一个方面，提供的运动成绩分析的方法，包括:与运动员建立一套感官语义语言用于将一些感官信号与相应的可能的行动相互关联起来，感官语义语言对于运动员基本上是全新的；指示运动员进行涉及技巧和全身运动的体育活动；在运动过程中向运动员提供感官信号，要求运动员快速识别感官信号的语义，以正确地选择了一个可能的动作；然后确定所述运动员在运动中是否正确地响应了所选择的感官信号，处理所述反应时间数据包括提取一个运动员的基准水平值。
[0013]根据所提出的方案的另一个方面，提供了一种交互式装置，用于评估、分析、训练和提高训练对象的表现，该装置包括:一个第一认知界面，被配置为提供至少一个第一认知，一个第一视觉刺激，一个第一音频刺激，所述第一认知界面具有第一位置；在空间位置上不同于所述第一认知界面的第二认知界面，所述第二认知界面被配置为提供至少一个第二认知，一个第二视觉刺激，第二音频刺激，第二触觉刺激和第二振动刺激；一个控制系统用于相对于第一刺激的输出定时对训练对象输出所述第二刺激；以及确定响应于至少一种所述刺激的反馈，其中至少一个所述的刺激是与训练对象预先建立的感官语义语言。
[0014]根据所提出的方案的另一个方面，提供了一种交互式装置，用于评估、分析、训练和提高运动员和其他人群的表现，该装置包括:一个认知界面，被配置为提供一个在观察者的中央视野区域中的中央视觉刺激，所述观察者被要求集中关注所述中央视野区域，所述认知界面被进一步配置为提供至少一个外围视觉刺激，位于所述观察者的周边视野区域；和一个控制系统用于相对于所述中央视觉刺激的输出定时对训练对象输出所述外围视觉刺激以实现所述对运动员和其他人群的运动能力的评估、分析、训练和提高。
[0015]根据所提出的方案的另一个方面，提供了一种交互式装置，用于评估、分析、训练和提高运动员和其他人群的表现，该装置包括:至少一个认知界面被配置以训练对应于多个感官刺激的响应。
[0016]根据所提出的方案的另一个方面，提供了一种交互式的用于评估、分析、训练和提高运动员和其他人群的表现的方法，所述方法包括:提供信息丰富的视觉刺激，其中丰富的视觉刺激需要造成认知负荷的大脑处理水平的增加；其原因是视觉上相似的刺激；同时测量在丰富的视觉刺激条件下，观察者的分化程度。
[0017]根据所提出的方案的另一个方面，提供了一种交互式的用于评估、分析、训练和提高运动员和其他人群的表现的方法，所述方法包括:提供预刺激用于提醒后续刺激的到来；提供所述预刺激后的刺激；和测量对应于所述预刺激和刺激中任意一个的响应。
[0018]根据所提出的方案的另一个方面，提供了一种交互式的用于评估、分析、训练和提高运动员和其他人群的表现的方法，所述方法包括:提供一个在大脑的认知处理层次上低级的感官刺激；提供在大脑的认知处理层次上高级的感官刺激；和测量对应于所述低级和高级的感官刺激中任意一个的响应。
[0019]根据所提出的方案的另一个方面，提供的运动成绩评估的方法，包括:与运动员建立一套感官语义语言用于将一些感官信号与相应的可能的行动相互关联起来，感官语义语言对于运动员基本上是全新的；指示运动员进行涉及技巧和全身运动的体育活动；在运动过程中向运动员提供感官信号，要求运动员快速识别感官信号的语义，以正确地选择了一个可能的动作；从认知感官人机界面，根据至少一个所述动作，获得决策数据；根据所选择提供的感官信号的语义，处理所述决策数据以提取一个运动员的基准水平值。
[0020]根据所提出的方案的另一个方面，提供了一种运动表现评估的交互系统，该系统包括:至少一个联网的认知人机界面给运动员提供多个感官信号中选定的一个的信号，每个认知人机界面包括处理单元，其执行机器逻辑指令以在运动过程中提供所述的一个选定的感官信号；并且联网控制器被配置为:对从所述选择的感官信号的提供到针对所述感官信号做出反应的时间进行计时，所述网络控制器包括一个中央处理单元，其执行机器逻辑指令以确定运动员是否正确地响应了所述选择的感官信号，其中，运动成绩的评估，包括:与运动员建立一套感官语义语言用于将一些感官信号与相应的可能的行动相互关联起来，感官语义语言对于运动员基本上是全新的；指示运动员进行涉及技巧和全身运动的体育活动；在运动过程中向运动员提供感官信号，要求运动员快速识别感官信号的语义，以正确地选择了一个可能的动作；从认知感官人机界面，根据至少一个所述动作，获得决策数据；根据所选择提供的感官信号的语义，处理所述决策数据以提取一个运动员的基准水平值。
[0021]根据所提出的解决方案的另一个方面，提供了评估脑震荡的方法，包括:获得在可能引起脑震荡的一个受伤事件之前的第一时间点的第一基准水平值；获得在可能引起脑震荡的受伤事件之后的第二基准水平值；比较所述第一基准水平值与所述第二基准水平值，以确定由于所述脑震荡带来认知障碍的量。
[0022]根据所提出的解决方案的另一个方面，提供了一种交互式系统，用于评估脑震荡，包括:一个计算机系统，用于获得第一基准水平值；第一基准水平值存储单元，配置为在可能引起脑震荡的一个受伤事件之前的第一时间点的第一基准水平值；比较单元，被配置为用于比较所述第一基准水平值和所述受伤事件之后的第二基准水平值，以确定由于所述脑震荡带来认知障碍的量。
[0023]根据所提出的解决方案的另一个方面，提供了评估一个受伤事件的方法，包括:获得一个的基准水平值；存储所说的基准水平值作为初始基准水平值；受伤事件发生后指示运动员进行涉及技巧和全身运动的体育活动；在运动过程中向运动员提供感官信号，要求运动员快速识别感官信号的语义，以正确地选择了一个可能的动作；从认知感官人机界面，根据至少一个所述动作，获得决策数据；根据所选择提供的感官信号的语义，处理所述决策数据以提取一个运动员的伤后基准水平值；并获得所述初始基准水平值和所述伤后基准水平值的运动能力差别数据；并根据上述运动能力差别数据，确定运动员是否在所述受伤事件中出现了脑震荡。
[0024]根据所提出的解决方案的另一个方面，提供了评估一个受伤事件的交互式系统，该系统包括:至少一个联网的认知人机界面给运动员提供多个感官信号中选定的一个的信号，每个认知人机界面包括处理单元，其执行机器逻辑指令以在运动过程中提供所述的一个选定的感官信号；并且联网控制器被配置为:对从所述选择的感官信号的提供到针对所述感官信号做出反应的时间进行计时，所述网络控制器包括一个中央处理单元，其执行机器逻辑指令以确定运动员是否正确地响应了所述选择的感官信号，其中，受伤事件的评估，包括:获得一个的基准水平值；存储所说的基准水平值作为初始基准水平值；受伤事件发生后指示运动员进行涉及技巧和全身运动的体育活动；在运动过程中向运动员提供感官信号，要求运动员快速识别感官信号的语义，以正确地选择了一个可能的动作；从认知感官人机界面，根据至少一个所述动作，获得决策数据；根据所选择提供的感官信号的语义，处理所述决策数据以提取一个运动员的伤后基准水平值；并获得所述初始基准水平值和所述伤后基准水平值的运动能力差别数据；并根据上述运动能力差别数据，确定运动员是否在所述受伤事件中出现了脑震荡。
[0025]根据所提出的解决方案的另一个方面，提供了伤后运动员能力改善的方法，包括:在运动员受伤后，获得上述运动能力差别数据；受伤事件发生后指示运动员进行涉及技巧和全身运动的体育活动；在运动过程中向运动员提供感官信号，要求运动员快速识别感官信号的语义，以正确地选择了一个可能的动作；基于上述运动能力差别数据选择所述感官信号，以提高伤后基准水平值，以接近初始基准水平值。
[0026]根据所提出的解决方案的另一个方面，提供了伤后运动员能力改善的交互式系统，该系统包括:至少一个联网的认知人机界面给运动员提供多个感官信号中选定的一个的信号，每个认知人机界面包括处理单元，其执行机器逻辑指令以在运动过程中提供所述的一个选定的感官信号；并且联网控制器被配置为:对从所述选择的感官信号的提供到针对所述感官信号做出反应的时间进行计时，所述网络控制器包括一个中央处理单元，其执行机器逻辑指令以确定运动员是否正确地响应了所述选择的感官信号，其中，伤后运动员能力改善的方法，包括:在运动员受伤后，获得上述运动能力差别数据；受伤事件发生后指示运动员进行涉及技巧和全身