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_4

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球。优选的人机界面间进行无线通信,然而这不是一个必然的要求,人机界面是在运动员进行运动的球场区域之外的。值得注意的是,足垫的触觉子人机界面被要求不妨碍运动员,这样的触觉子人机界面间的无线通讯将有助于减少这种干扰。
[0107]在主人机界面发出指令开始训练项目前,可以启动一个检查程序,以确保整体认知多感官刺激系统的所有部件相互通信正常并保证数据采集、表现计算、可能性信息提取的准备就绪,评价,分析或训练计划包括不同类型目标,包括:循环来计算得分,提取相对于所述训练人员的一个表现的水平信息值,这将在下文中描述的。
[0108]提取水平信息值后,认知-多感官刺激系统可以,例如通过主人机界面,推荐优化程序。优化程序使用特定的循环和计算来训练被测试人员的水平信息值中的至少一些还有待提高的方面。例如,可以通过比较被测试人员的水平信息值与该具体的体育/工作和角色的期望的表现值之间的差距来确定所需要提高的方面。
[0109]在一个计时运动的情况下,为实现体育运动员在最佳的速度和精度之间的平衡,可以进行下面的示例过程:
[0110]每当一个运动员(主体)需要执行试验(测试),教练(作为认知多感官刺激系统的操作员)要求运动员站在一个基线位置。在基线位置,运动员必须始终看看认知主人机界面的中央液晶面板。基线位置处于主人机界面的前方位置,因此,主人机界面的辐条臂延伸到运动员的视觉的周边视野,而主人机界面的显示中心位于运动员的视觉的中心区域。调节主人机界面的高度,例如在运动员的眼睛的水平高度,确保试验过程中运动员舒适地观看,也可能是重要的因素。认知主人机界面的这种调整是体育相关的,或许也与相对的运动位置有关。图17B和17C说明一个篮球运动员站在基线位置,而图18显示了一个冰球运动员膝盖弯曲的站在基线位置。
[0111]通过采用多种组件来实现运动员被正确定位,需要平衡认知-多感官刺激系统的处理能力、复杂程度,以防止阻碍运动员的成绩发挥。例如,在主人机界面的中央液晶屏可以有一个单向显示膜,液晶显示器定位略低于运动员的眼睛水平,略微面朝上,使得运动员可以舒适地看到该液晶屏,无论其他组件是如何设置的。作为另一个例子,在臂上的视觉提示刺激的LED可以被配置为单向地提供光输出刺激的图案,是与运动员位于基线位置时运动员的面部相交。这两个例子都说明了确定运动员的基线位置时要考虑不阻碍运动员的可运动性。另一个运动员基线定位的例子,当使用足垫触觉子人机界面时,可根据确定的子人机界面的定位图案来形成基线位置。使用足垫触觉子人机界面可用来定义基线的位置而不妨碍运动员,例如当测试本身需要死区。例如,在图17A所示的篮球运动员,其位于由足垫触觉子人机界面形成的菱形图案而确定的基线位置,其中要求运动员执行远距离投篮和闪避倒下的运动员。在图18所示的示例显示了冰球运动员在一条足垫触觉子人机界面定义的线前面的基线位置,进行击球射门动作,而基线位置周围的足垫触觉子人机界面的菱形图案可能会干扰滑冰,且阻碍运动员。不限制本发明,如图3A所示,也可组合使用部件,其中,在一个菱形图案的足垫触觉子人机界面和一个存在子人机界面用来限制运动员在基线位置的身体取向。最后,但并非最不重要的,基线位置可以通过要求运动员触碰触觉子人机界面来定义,如棒球选手触垒一样。
[0112]按照一个复杂的例子中,运动员的视线可通过带有面部识别部件的照相机来监测,和/或通过配置有确定运动员的眼睛所指向的部件的照相机监视。按照另一个复杂的例子,运动员在基线位置的身体形状,也可以通过使用由微软公司提供的Kinect?器具来确保。限定的基线位置仅受限于认知多感官刺激系统中使用的可用处理能力和部件。
[0113]回到篮球训练的情况下,运动员在手臂的长度的距离上,观察主人机界面中央的液晶显示屏(运动员站在大约距离主人机界面一米处的基线位置),可以确保在主人机界面臂部的周边视觉刺激投射到运动员的视觉领域。
[0114]根据提出的解决方案,运动员位于基线位置,在接受每个周围的视觉刺激之前,运动员必须配合一个通过预刺激的属性定义的预刺激命令。根据由教练选择的训练或评价项目,运动员可以配备无线听觉和/或振动的子人机界面,而预刺激的属性可以包括:
[0115]视觉认知:可在中央的液晶屏显示不同程度的视觉认知命令;
[0116]感官:听觉或振动刺激;
[0117]多感官:视觉-听觉,音频-振动,视觉-振动或视觉-听觉-振动的刺激组合;
[0118]感官认知:混合(图20A和20B)的视觉认知性(图19)和一个感官刺激;或
[0119]认知多感官:一个视觉认知和多感官刺激的混合。
[0120]为了强调,本发明并不限于特定的运动,如图21所示,冰球项目中,响应于所述预刺激命令,可以预期足垫触发子人机界面被驱动。触觉子人机界面(足垫)的数目可以由教练根据在预刺激的过程中子人机界面的识别和相互作用,被改变以增加其难度(例如:2,4或6个垫等)。
[0121]预刺激命令,例如但不限于,如附图(4,5,)图19,图20A和20B中示出,例如,如图22在主人机界面中显示,当在主人机界面的臂部的周边视觉刺激被显示时,对应的触觉人机界面的标识被触发。触觉人机界面的标识可以由教练通过预刺激的属性来选择,以增加认知识别过程的难度(例如:希腊字母α ω β,配合单音或双音、臂部的单或双振动)。
[0122]预刺激命令显示之后,周边视觉刺激被呈现在一个主人机界面的臂部的LED灯上。在一个主人机界面的臂部的周边视觉刺激的位置,预刺激命令和周边视觉刺激之间的相互延迟时间是随机的和由主人机界面的程序控制。随机化保证了运动员的高度关注。接收到周边视觉刺激后,运动员必须触发对应于所述预刺激命令的识别的相应的触觉人机界面(足垫)。处理过程包括预刺激命令,周边视觉刺激和运动反应(触发足垫),被称为视觉认知/多感官的反应时间循环。连续的视觉认知反应时间的循环数可由给定的评估或训练方案的一个教练进行设置。系统使用视觉认知/多感官反应时间循环,来构建如图6A或6B的运动员认知/多感官反应时间的映射。这个映射是计算运动能力的一部分。
[0123]一组视觉认知/多感官的反应时间循环后,在主人机界面显示一个预决策命令。运动员必须配合并针对通过预决策的属性定义的预决策命令进行一个技巧化的反应,其中包括:
[0124]视觉认知:可在中央的液晶屏显示不同程度的视觉认知命令;
[0125]感官:由听觉和振动子人机界面输出的听觉或振动刺激;
[0126]多感官:视觉-听觉,音频-振动,视觉-振动或视觉-听觉-振动的刺激;
[0127]感官认知:混合的视觉认知性和一个感官预刺激;或
[0128]认知多感官:一个视觉认知和多感官预刺激的混合。
[0129]这些通过主人机界面显示的预决策命令对应一个运动中该运动员必须执行的全身运动的具体动作(移动,射门,传球,铲球,断球,晃动等)。参照图22和17B所示,该命令指示一个篮球运动员,“踏右足垫和射球在绿色面板上的篮筐里”。参考图22和21所示,该命令指示冰球球员,“向右移动和用绿色冰球射门”。优选的,具体的运动动作需要“熟练的全身运动”,意思是在一个运动的(工作)的表现下,一个物理上相似的,或者一个通常的做法,其中涉及某个表现的领域内运动员的熟练的物理运动。
[0130]运动员必须认知性的配合预决策命令,尽可能快地执行一个运动的具体行动,例如,预期的全身运动,在最短的时间内,向适当的方向的预先放置的认知子人机界面移动(不考虑技巧,例如短跑)。所述预决策命令的复杂性可以由教练通过预决策的属性来选择,以增加认知识别过程的难度(例如:希腊字母α ω β,配合单音或双音、臂部的单或双振动)。
[0131]根据提出的解决方案,参照预刺激命令和预决策命令,通过选择属性来使用感官语义语言。可以确定的是,感官语义语言不限于如图19,图20Α和20Β所示的可显示的命令,并且可以包括其他感官刺激模式。多个子人机界面和适当的主人机界面,个别或同时结合使用,以创造一个互动的环境,提供了丰富的,复杂多样的,相对于人的行为产生互动的场景,感官语义语言提供了一种相应的可能的运动项目(工作)的行动的映射。它将被理解的是,使用计算机系统,从一个大的被选中的感官刺激中选择感官语义语言,也可能是随机选出的,该感官刺激不一定是视觉或听觉的;在感觉语义语言的选择之间可以保留有些息,以减少重复。
[0132]运动的具体行动可以适应于:
[0133]-有针对性的运动;
[0134]-球队中的运动员的特定角色(队中的位置);
[0135]-战术;
[0136]-学习特定运动的基础;和
[0137]-具体的动作的控制/学习方面(生物力学的,能力等)。
[0138]预决策命令和运动的特定移动(例如参照图23,带足球的全身冲刺移动到一个特定的区域中)被称为视觉认知/多感官决策循环。从主/子人机界面获得的数据被用于计算运动表现。
[0139]运动员执行了这项运动的具体移动动作(全身运动)之后,运动员到达认知子人机界面的检测区域内。认知子人机界面可以根据正在评估或接受培训的不同的运动、不同的角色和不同的动作而变化。例如,图2B为足球,图3B/13D为美式足球,图13C为冰球。无论好或坏的决策(移动到相应的认知子人机界面),检测到运动员的存在的认知子人机界面根据运动环境,向正在训练的角色或动作显示一个适当的运动命令(认知/多感官刺激)。这包括一个如图2B/13C的计时指示,统计数据,低于/高于单个阈值,如图6A中示出的一个响应的映射,等等。
[0140]运动员必须配合相应的运动的技能命令,以产生预期的符合环境的动作,例如,向篮板投篮。例如预期的运动动作可以是:
[0141]-有针对性的运动;
[0142]-球队中的运动员的特定角色(队中的位置);
[0143]-战术;
[0144]-学习特定运动的基础(投篮或传球等);和
[0145]-具体的动作的控制/学习方面(生物力学的,能力等)。
[0146]包括运动技能命令和运动的动作的这部分被称为动作控制/学习过程。从主/子人机界面获得的数据被用于计算运动表现。
[0147]本发明并不限于上文所述的反应时间的循环,认知-多感官刺激系统可以被配置为:根据运动、球队中的位置、体育动作演练的不同,执行和评估其它反应时间循环。其中一个例子是物理反应时间循环,它涉及运动员在运动中重新定位他/她自己的能力(交换防守/进攻的位置,排球后进行网球练习等)。同样的,从适当的主/子人机界面获得的数据被用于计算运动表现。
[0148]按照所提出的方案,所述评估/分析/训练的方案包括连续的认知/多感官反应时间循环,视觉认知决策循环和动作控制/学习循环,而必须在一个最佳的速度和精确之间进行平衡。相对于教练选择的项目,不同的循环被随机地显示给训练人员,以获得所需的数据,用于计算运动表现。
[0149]所提出的认知-多感官刺激系统被设置成,适应于给定运动的特殊性,在适当的运动相关的位置设置主人机界面和恰当的子人机界面。此外,视觉认知决策循环和动作控制/学习循环可以设置为根据所进行的训练,施加实际的特定的认知和感觉运动约束。一个以周边视觉能力的映射为形式、从多个选定的运动员/训练人员选择或确定的所期望的水平信息被输入。另外,运动员可以挑战他/她自己,调整针对其能力映射的一般或特定阈值。
[0150]运动计算的结果是获取当前周边视野映射的评估/能力信息,其中的一个例子示于图6A中。
[0151]一般的,所提出的解决方案,客观评价和训练决策项目,通过不同的认知/多感官认知的人机界面,如真实的体育/工作一样刺激训练人员。提出的解决方案提供了一个真正的运动/工作中的一个客观的评价和训练具体基础动作/控制学习的项目。客观的水平信息值实现了客观的运动员排名,减少了主观因素。按照所提出的方案,用不同水平的评估获得不同的水平信息数据进行组合,能够获取运动员的客观的水平信息值,减少主观性,并推荐一个特定的客观训练项目,以优化所提取的水平信息。
[0152]通过优化测量手段,可以客观地建议改进水平的方案,例如认知/多感官刺激的随机设置有利于争取实现更均匀的水平信息的获取,最终,如图6B中示出获得更高吻合度的优化水平信息。可以确定的是,本发明并不限定于在图6A和6B中示出的水平信息表示,该水平信息的表示方法可以采取沿各种多维参数的不同的视觉代
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