一种用于认知康复训练的机械辅助训练设备及其训练方法与流程

本发明涉及康复领域，尤其涉及一种用于认知康复训练的机械辅助训练设备及其训练方法。

背景技术：

认知能力是智力的重要组成部分，对日常生活中的许多能力具有重要的作用。脑损伤和脑部疾病导致的视觉空间障碍直接影响到被训练者的康复效果、日常生活能力及社会适应能力。目前，临床上缺乏专门针对空间能力障碍的系统训练。部分嵌套在认知康复系统中的空间能力训练主要为二维空间能力训练，且缺乏真实情境中的训练。

认知从广义上是指人脑反映、分析和认识客观事物的特点与联系，并揭示事物对人的意义与作用的心理活动。具体的说，认知包括感知觉、注意、表象、学习记忆、思维和语言等心理过程。认知是一种人们了解外界事物的活动，即知识的获得、组织和应用过程，它也是体现机能和行为的智力过程。认知是人们适应周围环境赖以生存的必要条件。另外，也有人指出认知就是人类适应于周围环境的才智。总之，认知是人们为了适应环境的需要而获得和应用信息的个体能力。然而，一些脑疾病患者具有持续的认知功能障碍，进而导致对外界环境的感知和适应困难，使其发生生活和社会适应性障碍，难以独立生活和工作，尤其是中风患者。

公开号为cn107239670a的中国专利文献公开了一种用于认知障碍筛查及个体化训练的系统，包括：便携式脑电图仪、用户app、后台服务器和医护人员app，其中，用户app安装在用户的智能移动终端中，便携式脑电图仪与智能移动终端蓝牙连接；智能移动终端与后台服务器无线连接，后台服务器与医护人员的电脑有线或无线连接，医护人员的电脑中安装有医护人员app；用户app用于根据用户的个体化信息为用户定制认知训练任务；用户app还用于接收便携式脑电图仪发送的用户脑电图，并将用户的认知训练任务完成情况及用户脑电图发送给后台服务器，以使后台服务器建立用户app与医护人员app的通信连接。通过本发明的技术方案，能够解决现有技术中认知训练的设施功能单一、不能普及到家庭中使用的问题。但是，对应一些曾经不会使用电子设备或者患病后不会使用电子设备的受训者来说，这种康复系统本身就存在很大的可操作和局限性。而且，一些患者在训练时，有时候无法根据操作指令来执行相应的操作，但是又没有其他的能让患者感到身临其境的场景来为患者提供更直观和易于接受的指导途径，从而使得训练无法有序、有效开展。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本发明提供了一种用于认知康复训练的机械辅助训练设备及其训练方法，本发明利用机械辅助训练设备结合实体用具进行康复指导，并且突破性地设置两组实体用具，其中一组实体用具由受训者操作以完成训练指示，另一组实体用具在受训者根据训练指示不能正确响应的情况下由辅助机械部操作以为受训者提供直观地训练指导，本发明具有更容易操作、适用性更强、更易于受训者接受和训练效果更好的优点。

根据一个优选实施方式，一种用于认知康复训练的机械辅助训练设备，包括：辅助认知平台，其包括与第一实体用具相对应的第二实体用具；传感元件，其被配置为通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应；辅助机械部，其被配置为通过操作第二实体用具中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示；和控制端，其藕接至传感元件和辅助机械部，并能基于所述响应的情况来选择性地启用所述辅助机械部进行训练指导。

根据一个优选实施方式，所述机械辅助训练设备还包括隔离部，所述隔离部使得所述受训者和患者认知平台同所述辅助机械部和辅助认知平台在空间上彼此隔离但至少在辅助机械部为受训者提供指导时受训者能观察到辅助机械部和辅助认知平台，且隔离后所述辅助机械部具有足够的动作空间以完成对受训者的指导。

根据一个优选实施方式，所述机械辅助训练设备还包括视觉遮挡部，在所述辅助机械部没有指导受训者完成训练指示的情况下，所述视觉遮挡部处于第一视觉状态，在所述辅助机械部指导受训者完成训练指示的情况下，所述视觉遮挡部处于第二视觉状态；其中，在第一视觉状态下，所述视觉遮挡部遮挡所述辅助机械部和所述辅助认知平台同受训者之间的至少部分光路以使得受训者不能观察辅助机械部和辅助认知平台；在第二视觉状态下，所述视觉遮挡部开放所述辅助机械部和所述辅助认知平台同受训者之间的至少部分光路以使得受训者能够观察辅助机械部和辅助认知平台。

根据一个优选实施方式，在所述视觉遮挡部处于第二视觉状态时，所述传感元件通过拍摄图像和/或视频的方式来采集第一实体用具在患者认知平台上的第一相对位置，所述控制端识别所述第一相对位置，在所述第一相对位置发生变化的情况下，所述控制端通知或者控制所述辅助机械部调整第二实体用具在所述辅助认知平台上的第二相对位置以使所述第二相对位置匹配于所述第一相对位置。

根据一个优选实施方式，所述控制端连接于指示设备，所述指示设备通过图像指示和/或声音指示的方式向受训者提供训练指示；在所述控制端基于所述响应的情况判断受训者在第一预设时间内没有正确响应训练指示之时，所述指示设备通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示，在受训者根据所述训练提示在第二预设时间内没有正确响应训练指示时，才确定启用所述辅助机械部；其中，第二预设时间小于第一预设时间。

根据一个优选实施方式，在辅助机械部指导受训者时，由训练者基于当前的训练指示在藕接至控制台的操控装置上以手动控制方式控制辅助机械部或由控制端基于当前的训练指示以自动控制方式控制辅助机械部；在控制端基于当前的训练指示以自动控制方式控制辅助机械部的情况下，控制端从传感元件获取受训者在认知康复训练期间的传感数据，通过所述传感数据判断受训者的个人认知能力，控制端依据所述个人认知能力调整辅助机械部的动作连贯性。

根据一个优选实施方式，所述控制端还通过所述传感数据分析受训者在最近的预设时间段内的第一动作速度，在控制端基于当前的训练指示以自动控制方式控制辅助机械部的情况下，控制端依据所述个人认知能力调整辅助机械部的动作连贯性的同时还依据所述第一动作速度调整辅助机械部的第二动作速度。

根据一个优选实施方式，在辅助机械部指导受训者时，由控制端在基于当前的训练指示且以传感元件采集的图像和/或视频作为控制辅助机械部的位置依据的情况下采用自动控制方式控制辅助机械部。

根据一个优选实施方式，一种认知康复训练方法，包括：在受训者没有正确响应训练指示的情况下通过机械辅助训练设备为受训者提供训练指导，其中，机械辅助训练设备包括：辅助认知平台，其包括与第一实体用具相对应的第二实体用具；传感元件，其被配置为通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应；辅助机械部，其被配置为通过操作第二实体用具中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示；和控制端，其藕接至传感元件和辅助机械部，并能基于所述响应的情况来选择性地启用所述辅助机械部进行训练指导。

根据一个优选实施方式，所述机械辅助训练设备还包括隔离部，所述隔离部使得所述受训者和患者认知平台同所述辅助机械部和辅助认知平台在空间上彼此隔离但至少在辅助机械部为受训者提供指导时受训者能观察到辅助机械部和辅助认知平台，且隔离后所述辅助机械部具有足够的动作空间以完成对受训者的指导。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施方式的简化结构图；

图2是本发明的一个优选实施方式的模块连接图；

图3是本发明的一个优选实施方式的简化结构图；

图4(a)～(g)是辅助机械部的七个优选实施方式的简化结构图；

图5是控制端的主界面的一个优选图形用户界面的示意图；

图6是二维康复策略的一个优选图形用户界面的示意图；和

图7为三维康复策略的一个优选图形用户界面的示意图。

附图标记列表

100：患者认知平台110：第一实体用具

200：辅助认知平台210：第二实体用具

300：指示设备400：传感元件

500：辅助机械部600：控制端

700：隔离部800：视觉遮挡部

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要理解的是，若出现“第一”、“第二”等术语，其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，若出现术语“多个”，其含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，还需要理解的是，若出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，除非另有明确的规定和/或限定。

在本发明的描述中，还需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

本实施例公开了一种认知康复训练系统，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一个优选实施方式，参见图1、2和3，一种认知康复训练系统，可以包括机械辅助训练设备。优选地，机械辅助训练设备可以包括：辅助认知平台200、传感元件400、辅助机械部500和控制端600中的至少一个。优选地，一种认知康复训练系统，可以包括：患者认知平台100、辅助认知平台200、指示设备300、传感元件400、辅助机械部500、和控制端600中的至少一个。优选地，患者认知平台100可以被配置为向受训者提供用于在完成至少部分训练指示中所需的第一实体用具110。或者，患者认知平台100可以包括或者其上设有用于受训者在完成至少部分训练指示中所需的第一实体用具110。辅助认知平台200可以包括与第一实体用具110相对应的第二实体用具210。指示设备300可以被配置为向受训者提供训练指示，其中至少部分训练指示需要通过受训者操作第一实体用具110中的部分用具实现。传感元件400可以被配置为通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应。辅助机械部500可以被配置为通过操作第二实体用具210中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示。控制端600可以藕接或者控制连接于指示设备300、传感元件400和辅助机械部500。控制端600可以基于响应的情况来选择性地启用辅助机械部500进行训练指导。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，受训者通过接触实体来进行康复训练，这对存在认知障碍的用户，尤其是状况很差的用户而言，比如认知障碍导致其根本不会使用电子设备的用户，例如一些老年人来说，更容易操作且适用性更强；第二，在一些患者在训练时，有时候无法根据操作指令来执行相应的操作，但是又没有其他更直观和易于接受的途径对患者进行教导，从而使得训练无法有序开展，而通过本发明,能在视频或者语音指示无法奏效时，通过辅助机械部500以在辅助认知平台上操作第二实体用具的方式进行训练指导让受训者可以直观地获取训练指示的实际意图，让训练得以有序开展，且更易于受训者接受，使得训练效果更好。优选地，辅助机械部例如可以是机械手、人形机器人和带末端执行机构的起吊机械中的至少一种。优选地，参见图4(a)～4(f)，其示出了辅助机械部的七种优选机械手，箭头表示相应自由度的运动方向。为了简化，未示意末端执行机构的结构，比如手部，其可以采用现有技术。

优选地，受训者操作第一实体用具110或者辅助机械部500操作第二实体用具210中的操作例如可以是指触摸、指向、抓取、移动、托起、拍打、旋转和拼搭中的至少一种。优选地，其中至少部分训练指示需要通过受训者操作第一实体用具110中的部分用具实现中的至少部分训练指示包括一部分训练指示或者全部训练指示。优选地，控制端600例如可以是手机、个人计算机、服务器、工作站或者云平台中的至少一种。

优选地，第一实体用具110和/或第二实体用具210例如可以包括具有颜色、数字和/或形状的二维和/或三维实体用具。优选地，二维实体用具和三维实体用具可以同时设置在患者认知平台或辅助认知平台上，又或者，在进行第一康复策略时仅设置二维实体用具，在进行第二康复策略时仅设置三维实体用具，由此降低训练难度。优选地，第一实体用具110和/或第二实体用具210例如可以包括训练模型、色卡和数字按键中的至少一种。训练模型例如可以包括二维的片状模型和三维的立体模型中的至少一个。片状模型例如可以包括三角形模型、四边形模型、六边形模型、圆形模型、椭圆形模型和五角星模型中的至少一种。或者，片状模型例如可以正三角形模型、等腰三角形模型、长方形模型、正方形模型、梯形模型、六边形模型、圆形模型、椭圆形模型、四角星模型和五角星模型中的至少一种。立体模型例如可以包括三棱柱模型、正方体模型、长方体模型、圆柱体模型、圆环模型、六棱柱模型和球体中的至少一种。色卡例如可以包括红色卡、蓝色卡、白色卡、黑色卡、橙色卡、绿色卡、黄色卡、黄色卡和紫色卡中的至少一种。比如，在指示设备300向受训者提供在患者认知平台100上的片状模型中用手触摸出五角星模型的训练指示时，若受训者用手触摸三角形模型，则控制端600识别到这一错误的响应，启用辅助机械部500动作指向五角星模型以指导受训者完成用手触摸出五角星模型的训练指示，若受训者用手触摸五角星模型，则控制端600识别到这一正确的响应，则通知或者控制指示设备300向受训者提供下一个训练指示。

优选地，第一实体用具110或第二实体用具210中的至少部分训练模型上可以设置完成至少部分训练指示所需的颜色和数字，由此以代替色卡和数字按键，减少训练模型的总数量，可以节约成本和给受训者减轻认知训练的心理压力。比如，训练模型中的片状模型例如可以包括正三角形模型、等腰三角形模型、长方形模型、正方形模型、梯形模型、六边形模型、圆形模型、椭圆形模型、四角星模型和五角星模型，这些片状模型可以分别涂有红色、蓝色、白色、黑色、橙色、绿色、黄色、黄色、紫色和粉色，其顺序可以调换但颜色不重复，还可以分别印刷或者粘贴有数字0～9，其顺序可以调换但数字不重复。

根据一个优选实施方式，数字按键可以是能直接向控制端600输入电信号作为响应的数字按键，也可以是不能向控制端600输入电信号作为响应的数字按键，比如数字贴或者印有数字的纯机械按键，其可以通过拍摄图像和/或视频的方式采集来自受训者对于训练指示的响应。比如，在系统指示受训者计算一加十一等于几的时候，则通过传感元件400拍摄图像和/或视频来确认受训者是否进行了先触摸或者按压数字按键1再触摸或者按压数字按键2的响应，如果是，则控制端600通过指示设备300进行后续的康复训练，如果否，则控制端600通过控制辅助机械部500在辅助认知平台200上进行先触摸或者按压数字按键1再触摸或者按压数字按键2的操作以指导受训者完成训练指示。

优选地，与第一实体用具110相对应的第二实体用具210可以是指第一实体用具110和第二实体用具210在视觉认知方面具有相同或者相应的效果。具体地，比如，第二实体用具210和第一实体用具110在形状、尺寸和颜色一致且初始摆放位置相对应，也可以是第一实体用具110和第二实体用具210的形状和颜色一致且初始摆放位置相对应，但是尺寸不同，比如第一实体用具110大于第二实体用具210以便于受训者操作和减少占用空间。但是，在空间条件的情况下，可以将患者认知平台100和辅助认知平台200设置为完全一致的结构、尺寸、颜色以及摆放位置，以在指导受训者完成至少部分训练指示时让受训者易于辨识，降低受训者的认知难度，提高训练效果。

根据一个优选实施方式，指示设备300可以包括显示装置和/或扬声装置。指示设备300通过图像指示和/或声音指示的方式向受训者提供训练指示。优选地，在控制端600基于响应的情况启用辅助机械部500之前，指示设备300通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示，在受训者根据训练提示仍然没有正确响应训练指示时，才确定启用辅助机械部500。优选地，在控制端600基于响应的情况判断受训者在第一预设时间内没有正确响应训练指示之时，指示设备300通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示，在受训者根据训练提示在第二预设时间内仍没有正确响应训练指示时，才确定启用辅助机械部500；其中，第二预设时间小于第一预设时间。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，通过图像提示和/或声音提示可以比之前的图像指示和/或声音指示更为明显地提供需要受训者完成的训练任务，而通过辅助机械部500指导受训者则是比图像提示和/或声音提示更为明显地让受训者模仿辅助机械部500的动作，但是，因为辅助机械部500的动作，训练耗时也会相应的增加，因此本发明通过该方式逐级的降低训练难度，既能评判受训者的实际认知能力，又能合理地针对训练者的认知能力充分的利用时间以在更短的时间内完成训练；第二，训练提示是一个为非实体的图像和/或声音提示，而辅助机械部500的指导是实体状态下的操作提示，让受训者从不同的认知训练视角理解训练指示的意图，能够加深对训练指示的意图的理解，提高认知训练的效果；第三，第二预设时间比第一预设时间更短，是为了先给受训者提供更多的独立思考的时间，在提供训练提示时，由于给出了更明显的指示，如果受训者不能更快地给出正确的响应，那说明图像和声音指示对受训者来说依然很难理解，因此，将第二预设时间比第一预设时间更短可以利用更短的时间实现更好的训练效果。比如，在指示设备300向受训者提供在患者认知平台100上的片状模型中用手触摸出五角星模型的训练指示时，但受训者却用手触摸三角形模型或者在第一预设时间5s内没有响应，则控制端600识别到这一错误的响应，但是在启用辅助机械部500指导受训者完成用手触摸出五角星模型的训练指示之前，指示设备300通过在显示装置上以高亮、闪烁和箭头提示中的至少一种图像提示和/或声音提示向受训者发出训练提示，但是在提供训练提示后，受训者在第二预设时间3s或者4s内依然做出了错误的响应，比如用手触摸六边形模型或者未触摸任何模型，才确定启用辅助机械部500指导受训者完成相应的训练指示，随后辅助机械部500根据训练指示，在辅助认知平台200上触摸五角星模型，以向受训者直观地展示训练指示的实际意图。

根据一个优选实施方式，传感元件400例如可以包括摄像头、运动传感器和距离传感器中的至少一种，以采集受训者对训练指示的响应的数据。比如，传感元件400可以包括用于通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应的第一摄像头。比如，第一摄像头组件仅包括一个设置在患者认知平台100和辅助认知平台200上方的深度摄像头，通过深度图像和/或视频即可辨别受训者是否进行了正确的响应。又比如，可以采用多个摄像头，比如在患者认知平台100和辅助认知平台200的上、左、右和后部各放置至少第一、第二、第三和第四摄像头，通过这些摄像头的拍摄的图像和/或视频的综合对比来辨别受训者是否进行了正确的响应，由此提高准确性。

根据一个优选实施方式，在辅助机械部500通过操作第二实体用具210中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示之时，控制端600可以通过传感元件400拍摄的图像和/或视频来为辅助机械部500提供运动参考。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：能够利用传感元件400来为辅助机械部500提供运动参考，而无需另设一套感测元件，可以降低感测元件的数量，减少成本。

根据一个可选的实施方式，参见图1，系统可以包括隔离部700，隔离部700使得受训者和患者认知平台100同辅助机械部500和辅助认知平台200在空间上彼此隔离，且隔离后辅助机械部500具有足够的动作空间以完成对受训者的指导。比如，隔离部700可以是玻璃罩，将辅助机械部500和辅助认知平台200罩在其内，以实现隔离。又比如，隔离部700可以是玻璃隔板，将一个室内空间分为两个彼此隔开的空间。再比如，隔离部700可以是带有透明窗的混凝土墙。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：将患者认知平台100和辅助认知平台200相隔离，能够防止受训者将患者认知平台100上的第一实体用具110的部分或全部放到辅助认知平台200，从而引发安全问题或者导致辅助机械部500无法提供正确的指导。

根据一个优选实施方式，再次参见图1，系统可以包括视觉遮挡部800，在辅助机械部500没有指导受训者完成训练指示的情况下，视觉遮挡部800处于第一视觉状态，在辅助机械部500指导受训者完成训练指示的情况下，视觉遮挡部800处于第二视觉状态；其中，在第一视觉状态下，视觉遮挡部800遮挡辅助机械部500和辅助认知平台200同受训者之间的至少部分光路以使得受训者不能观察辅助机械部500和辅助认知平台200；在第二视觉状态下，视觉遮挡部800开放辅助机械部500和辅助认知平台200同受训者之间的至少部分光路以使得受训者能够观察辅助机械部500和辅助认知平台200。比如，视觉遮挡部800是遮光帘，如图1，图1示出的遮挡靠近受训者的一面仅仅是一种优选实施方式，还可以其他三个侧面中的至少一个，以及顶部的至少一部分。或者，视觉遮挡部800和隔离部700是同一部件，比如隔离部700采用电致变色玻璃，通过控制端600电控实现颜色变化以实现遮挡和开放至少部分光路。优选地，视觉遮挡部800可以按照以不能被受训者接触的方式设置在隔离部700之内或者之中。优选地，光路可以是指光的传播路径。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，因为人们都有对新事物的好奇心，并且会主动或者潜意识地关注身边的运动事物，所以辅助机械部500的存在可能让受训者的注意力转移，特别是在刚开始使用本系统的期间，所以本发明通过视觉遮挡部800可以在受训者不需要辅助机械部500指导的情况下让受训者不能观察到辅助机械部500和辅助认知平台200，以此让受训者更专注于训练，提高训练效率；第二，减轻受训者的心理依赖，提高训练速度和效果。

根据一个优选实施方式，在视觉遮挡部800处于第二视觉状态时，传感元件400通过拍摄图像和/或视频的方式来采集第一实体用具110在患者认知平台100上的第一相对位置，控制端600识别第一相对位置，在第一相对位置发生变化的情况下，控制端600可以通知或者控制辅助机械部500调整第二实体用具210在辅助认知平台200上的第二相对位置以使第二相对位置匹配于第一相对位置。优选地，第二相对位置匹配于第一相对位置可以是指第二实体用具210与辅助认知平台200的相对位置关系和第一实体用具110与患者认知平台100的相对位置关系一致或者大致相同。大致相同可以是指第一相对位置和第二相对位置有差别但是通过人的视觉不能直接分辨该差别。优选地，第一相对位置和第二相对位置可以是指第一实体用具110和第二实体用具210中的各个子用具相对于患者认知平台100和辅助认知平台200的位置。比如，在指示设备300向受训者提供在患者认知平台100上的立体模型中拿起长方体模型的训练指示时，受训者正确拿起了长方体模型，但是放回过程中改变了长方体模型相对于患者认知平台100的第一相对位置，则控制端600识别到这一状态，将辅助认知平台200上的长方体模型的相对于辅助认知平台200的第二相对位置进行调整以使之和第一相对位置保持一致。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，在第二视觉状态下调整第二相对位置，不会转移受训者的注意力，以保证受训效率；第二，让第二相对位置在辅助机械部500的调整下和第一相对位置保持一致能够让受训者在需要辅助机械部500指导的情况下，通过一致的指导场景快速、直观地领悟训练指示的意图，极大地改善和保证了训练效果；第三，第二相对位置调整是利用无需指导的空闲时间即时调整的，相对于集中调整而言能降低位置调整对训练进程的影响，从而保证训练的连贯性和效率。

优选地，传感元件400通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者和辅助机械部500的第三相对位置和隔离部700的状态，控制端600识别第三相对位置和隔离部700的状态，并在控制部根据第三相对位置和隔离部700的状态判断辅助机械部500的进一步动作会造成受训者被辅助机械部500撞击的情况下暂停辅助机械部500的动作。比如，隔离部700已被受训者敲碎而出现隔离失效且受训者将肢体伸入到正在动作的辅助机械部500的动作范围内，则此时控制部暂停辅助机械部500的动作。

根据另一个可选的实施方式，受训者和患者认知平台100同辅助机械部500和辅助认知平台200在空间上可以是彼此连通的。辅助机械部500和受训者之间设有安全距离以使辅助机械部500在运动过程中不会触及到受训者。即，两者之间没有隔离部700。在没有隔离部700的情况下，传感元件400通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者和辅助机械部500的第三相对位置，控制端600识别第三相对位置，在控制部根据第三相对位置判断辅助机械部500的进一步动作会造成受训者被辅助机械部500撞击的情况下暂停辅助机械部500的动作。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：本发明充分地考虑了患者的使用安全，特别是辅助机械部500操纵过程中的安全控制和相对位置检测，因此在进行康复训练过程中，安全性得以保证。

根据一个优选实施方式，控制端600内存储有至少一种康复策略，控制端600根据相应的康复策略通过指示设备300向受训者提供训练指示以使受训者按照康复策略进行康复训练。优选地，至少一种康复策略包括第一康复策略、第二康复策略和第三康复策略中的至少一种。优选地，控制端600可以被配置为先按照执行第一康复策略、第二康复策略和第三康复策略的顺序依次为受训者提供康复训练，经过至少两轮后，控制端600获取传感元件400采集的图像和/或视频并由此通过微表情分析受训者对各个康复策略的第一兴趣程度，然后依据所述第一兴趣程度调整各康复策略的执行顺序和/或次数。比如，控制端600获取传感元件400采集的图像和/或视频并由此通过微表情分析受训者最感兴趣的两种康复策略，然后将这两种康复策略重复执行至少两轮后结束本次认知康复训练。控制端还根据获取的传感元件400采集的图像和/或视频通过微表情分析受训者对各个康复策略中的子策略的第二兴趣程度，然后依据所述第二兴趣程度调整各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数。优选地，控制端依据所述第一兴趣程度调整各康复策略的执行顺序和/或次数后将调整的结果与该受训者关联，并在该受训者参加下次认知康复训练时作为控制端选择各康复策略的执行顺序和/或次数的依据。优选地，据所述第二兴趣程度调整各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数后将调整的结果与该受训者关联，并在该受训者参加下次认知康复训练时作为控制端选择各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数的依据。优选地，控制端被配置为先执行对第一兴趣程度的分析后才执行第二兴趣程度的分析。

优选地，第一康复策略可以是二维康复策略，可以包括平面特征形状识别、平面颜色识别、平面形状拼接、二维角度识别、二维角度匹配、平面特征对比训练、平面逻辑构型和计算训练中的至少一种。优选地，康复策略中的例如平面颜色识别的这类子项目也可以称为子策略。平面特征形状识别可以包括图形识别和/或数字识别。比如，平面特征形状识别时，控制端600通过扬声装置让受训者从辅助认知平台200上找出正方形模型并将手指按压在其上。如果受训者在设定的时间内没有正确地找出正方形模型则控制端600通过显示设备放出正方形模型的图片以为受训者提供训练提示，如果受训者在设定的时间内还没有正确地找出正方形模型，则控制端600根据当前的训练指示来通知或者控制辅助机械部500为受训者提供指导，辅助机械部500动作并在辅助认知平台200上指出正方形模型以直观地为受训者提供指导。二维角度识别例如可以是控制端600通过显示装置和/或扬声装置让受训者从患者认知平台100上的片状模型中找出锐角、直角或钝角。二维角度匹配例如可以是控制端600通过显示装置给出一个标有角度的角度图形，比如60°，让受训者从患者认知平台100上找出带有该角度的模型。平面特征对比训练例如可以是片状模型中找出具有最长边长的多边形、找出边数最少的图形或者找出具有最大夹角的图形。平面逻辑构型例如可以是在显示装置中展示能由片状模型中的至少两种模型拼成的待拼平面图形以指示受训者找出相应的模型拼出该待拼平面图形。

优选地，第二康复策略可以是三维康复策略，可以包括三维形状识别、三维颜色识别、三维角度识别、三维角度匹配、三维特征对比训练和三维逻辑构型中的至少一种。三维颜色识别例如可以是从涂有单一颜色的多个立体模型中按照训练指示选择相应的颜色，又或者，可以是从涂有多个颜色的单个立体模型上找出带有相应颜色的面。三维角度识别例如可以是从一个立体模型上找出锐角、钝角或者直角。三维角度匹配例如可以是在显示装置中通过图像展示一个立体模型的摆放角度，让受训者在第一认识平台上重现这一摆放角度。比如，让受训者将正方体模型摆放为让其中一个面正对受训者的摆放角度。三维特征对比训练例如可以是找出最高的立体模型、最矮的立体模型、边数最少的立体模型。三维逻辑构型例如可以是在显示装置中展示能由立体模型中的至少两种模型拼成的待拼立体图形以指示受训者找出相应的模型拼出该待拼立体图形。

根据一个优选实施方式，在辅助机械部500指导受训者时，由训练者基于当前的训练指示在藕接至控制台的操控装置上以手动控制方式控制辅助机械部500或由控制端600基于当前的训练指示以自动控制方式控制辅助机械部500。传感元件400采集的图像和/或视频可以作为控制辅助机械部500的位置依据。

优选地，在训练指导的过程中，控制端600从传感元件400获取受训者在认知康复训练期间的传感数据，通过传感数据判断受训者的个人认知能力，在控制端600基于当前的训练指示以自动控制方式控制辅助机械部500的情况下，控制端600依据个人认知能力调整辅助机械部500的动作连贯性。比如，控制端600根据传感元件400采集的图像和/或视频判断受训者的个人认知能力评判为好和不好。训练指示为用若干个立体模型拼出一个特定造型的房子模型，则对于个人认知能力被评判为好的受训者，辅助机械部500可以通过一次性的连贯动作完成当前的训练指示的方式来实现指导。而对于个人认知能力被评判为不好的受训者，辅助机械部500可以通过逐步的分解动作完成当前的训练指示的方式来实现指导。

优选地，控制端600还通过传感数据分析受训者在最近的预设时间段内的第一动作速度，在控制端600基于当前的训练指示以自动控制方式控制辅助机械部500的情况下，控制端600依据个人认知能力调整辅助机械部500的动作连贯性的同时还依据第一动作速度调整辅助机械部500的第二动作速度。通过调整辅助机械部500的动作连贯性和第二动作速度，让受训者在被指导的过程中更适于受训者个人的实际情况，让相应的受训者更易于跟上指导的节奏，提高训练效果。

根据一个优选实施方式，控制端600接收受训者认识或者曾经认识的至少两个人的至少包含头像的待处理照片并将至少两个人和受训者之间的人员关系进行关联，控制端600通过图像处理技术将待处理照片处理为包含有第一实体用具110中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的至少一张全身照，控制端600基于第三康复策略使用至少一张全身照进行包含人员关系辨别的至少一部分认知康复训练。优选地，至少部分形状包括二维形状和/或三维形状。优选地，第三康复策略是以至少一张全身照为训练指示的基础参照物进行训练的策略，例如可以包括：服饰颜色识别、局部纹饰形状识别和局部纹饰拼搭中的至少一种。局部纹饰形状识别例如可以是让受训者从第一实体用具110中找出与相应的全身照上的人员的左手袖口上的纹饰形状相同的片状模型。局部纹饰拼搭例如可以包括二维纹饰拼接和三维纹饰搭建。三维纹饰搭建例如可以是在衣服的衣领部位给出一个用正方体和长方体搭接的纹饰，让受训者找到这个纹饰并用立体模型搭建出该三维纹饰。

优选地，控制端600通过图像处理技术将待处理照片处理为包含有第一实体用具110中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的全身照的处理包括：控制端600通过图像识别技术识别待处理照片中至少两个人的头像后进行抠图，控制端600将抠出的头像通过图像拼接技术拼接到至少一张底图上形成至少一张全身照，其中，至少一张底图上包含有第一实体用具110中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状。优选地，控制端600基于全身照进行平面颜色识别的训练。比如，控制端600接收受训者的儿子张某某和张某某父亲的两个人的单人照或者合照，并将两个人的头像自动地抠下来分别拼接第一底图和第二底图上形成第一全身照和第二全身照，然后通过第一全身照和第二全身照进行包含人员关系辨别的至少一部分认知康复训练。比如，在显示装置上仅示出第一全身照并通过扬声装置发出“请找出第一实体用具110中和您儿子张某某的衣服颜色相同的至少一个用具”的训练指示。又比如，在显示装置上仅示出第二全身照并通过扬声装置发出“请找出第一实体用具110中和张某某父亲的裤子颜色相同的至少一个用具”的训练指示。又比如，在显示装置中同时示出第一全身照和第二全身照并通过扬声装置发出“请找出第一实体用具110中和张某某父亲的袜子颜色相同的至少一个用具”。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，由于一些认知障碍的受训者对亲人朋友的辨别也存在一定的障碍，因此，本发明通过包含人员关系辨别的至少一部分认知康复训练能够让受训者在训练同时保持和加深对亲人朋友的辨识能力，而且该方式也更容易引起受训者的兴趣，由此提高训练效果；第二，由于人员的照片背景和衣着千差万别，颜色也很难和第一实体用具110相匹配，若直接用于认知康复训练，则开展难度大且受训者很难辨识，因此，本发明仅利用人员的头像拼接到预设的底图上形成全身照，即预设的底图上有头部以下部位的预设部位图像，通过头像和预设部位图像进行拼接形成全身照，并利用全身照进行康复训练，使得本发明的可操作性更强且受训者更容易辨识，使得训练效果更好；第三，由于医护人员的图片处理能力不强，让医务人员进行手动抠图拼接也浪费时间，因此本发明通过控制端600自动抠图和拼接，仅需要录入照片和关联照片中人员与受训者的关系即可，可以减轻医务人员的工作强度、提高工作效率并让本发明更易于使用。

根据一个优选实施方式，至少一张底图上包含的第一实体用具110中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状可以是通过实拍第一实体用具110获取相应的颜色和/或形状并通过图像拼接技术将相应的颜色和/或形状拼在至少一张底图上。优选地，底图的处理是在出厂前完成的，由制造者预存在控制端600内以备调用。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：让训练指导的颜色和/或形状与第一实体用具110的对应颜色和/或形状高度匹配，以降低受训者的识别难度，提高训练效率。

实施例2

本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了一种认知康复训练方法，该方法可以由本发明的系统和/或其他可替代的零部件实现。比如，通过使用本发明的系统中的各个零部件实现本发明的方法。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

一种认知康复训练方法，包括让受训者通过使用认知康复训练系统来进行认知康复训练。

实施例3

本实施例可以是对实施例1、2或者其结合的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一个优选实施方式，本发明的认知康复训练系统可以包括辅助机械部500、传感元件400、指示设备300、控制端600、辅助认知平台200和患者认知平台100中的至少一个。辅助机械部500可以包括多自由度机械臂，图1的六自由度机械臂仅为示例，只要自由度大于等于4(不包括末端执行机构的自由度)并且至少包括两个旋转自由度的机械臂均可满足该系统的需求。传感元件400可以为单目摄像头，可以用于拍摄辅助认知平台的康复策略。指示设备300用于进行康复策略的指示，给患者进行相应的训练指示。的控制端600只要内存>2g即可满足要求。控制端600有内置的图形用户界面，可以用于医务人员对系统的控制和康复策略的选择以及康复数据和患者信息的统计。康复策略可以包括二维康复策略和三维康复策略。其中二维康复策略可以包括：平面特征形状识别(包括数字、图形等等)、平面颜色识别、平面形状拼接、水平角度识别和匹配、平面逻辑构型等；三维康复策略包括：三维颜色识别、三维角度识别和匹配、三维形状识别、三维逻辑构型、零件装配零件定位等。辅助认知平台200和患者认知平台100可以是完全一致的结构和尺寸，并且平台上康复策略中训练零件的摆放位置也完全一致。辅助认知平台200和患者认知平台100的尺寸都是可以调整的，并且患者认知平台100和机械臂的距离是安全的。优选地，参见图1，首先可以由医务人员在辅助认知平台200和患者认知平台100上配置相同的康复策略，然后在控制端600的图形用户界面中选择对应的康复策略，即图5中的2d或3d，之后对应的2d图形用户界面或者3d图形用户界面会弹出，分别对应图6和图7，选择对应的具体康复策略即可。随后对应的训练指示，即患者所需完成的任务，会显现在指示设备300上；首先由患者独立根据指示设备300进行康复训练，当患者无法完成任务时，医务人员可以通过控制端600的图形用户界面进行第一步提示，本次提示通过指示设备300传达给患者，患者可以根据提示中的高亮零件或者操作步骤的分解说明完成康复训练；如果患者通过第一步的提示仍然无法完成训练，则医务人员可通过操纵控制端600的图形用户界面操纵辅助机械部500和传感元件400进行完整的分步骤康复演示，患者可以跟着机械臂的每一步动作完成康复训练，其中针对不同的患者的需求，机械臂可以一次性连贯完成整套康复训练，也可以逐步分解的完成康复训练。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，本发明根据可以针对患有认知障碍的患者，通过康复策略的选择，实现二维和三维的认识策略的选择，通过该系统对患者进行认知康复的辅助，可以降低医疗人员的人工成本，提高工作效率；第二，本发明拥有较广阔的市场前景。考虑了系统的安全性以及用户的体验，简易可靠，同时便于组装和搬运，具有较高的使用寿命；第三，本发明充分的考虑了患者的使用安全，特别是机械臂操纵过程中的安全控制和距离检测，因此在进行康复训练过程中，安全性得以保证；第四，本发明的工作平台具有可调整尺寸的特点，可以针对不同类型的康复策略，进行工作平台的调整，提高了其通用性；第五，本发明只需要通过电脑就可以完成对图形用户界面，显示器，以及机械臂的操纵，实现对患有认知障碍的患者进行康复辅助。

实施例4

本实施例可以是对实施例1、2、3或者其结合的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了一种机械辅助训练设备，尤其是一种用于认知康复训练的机械辅助训练设备，该设备不仅可以作为一种用于认知障碍患者的认知辅助训练设备，还可以作为一种幼儿或者青少年的机械辅助认知训练设备。不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一个优选实施方式，一种机械辅助训练设备，尤其是，一种用于认知康复训练的机械辅助训练设备，可以包括：辅助认知平台200、传感元件400、辅助机械部500和控制端600中的至少一个种。控制端600可以连接至传感元件400和辅助机械部500，并能基于响应的情况来选择性地启用辅助机械部500进行训练指导。

根据一个优选实施方式，机械辅助训练设备可以包括隔离部700。

根据一个优选实施方式，机械辅助训练设备可以包括视觉遮挡部800。

根据一个优选实施方式，控制端600可以连接于指示设备300。指示设备300可以通过图像指示和/或声音指示的方式向受训者提供训练指示。在控制端600基于响应的情况判断受训者在第一预设时间内没有正确响应训练指示之时，指示设备300可以通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示。在受训者根据训练提示在第二预设时间内没有正确响应训练指示时，控制端600可以启用辅助机械部500辅助机械部500进行训练指导。优选地，第二预设时间小于第一预设时间。

根据一个优选实施方式，在辅助机械部500指导受训者时，由训练者基于当前的训练指示在藕接至控制台的操控装置上以手动控制方式控制辅助机械部500或由控制端600基于当前的训练指示以自动控制方式控制辅助机械部500；在控制端600基于当前的训练指示以自动控制方式控制辅助机械部500的情况下，控制端600从传感元件400获取受训者在认知康复训练期间的传感数据，通过传感数据判断受训者的个人认知能力，控制端600依据个人认知能力调整辅助机械部500的动作连贯性。

根据一个优选实施方式，控制端600还通过传感数据分析受训者在最近的预设时间段内的第一动作速度，在控制端600基于当前的训练指示以自动控制方式控制辅助机械部500的情况下，控制端600依据个人认知能力调整辅助机械部500的动作连贯性的同时还依据第一动作速度调整辅助机械部500的第二动作速度。

根据一个优选实施方式，在辅助机械部500指导受训者时，由控制端600在基于当前的训练指示且以传感元件400采集的图像和/或视频作为控制辅助机械部500的位置依据的情况下采用自动控制方式控制辅助机械部500。

根据本发明的另一方面，本实施例还公开了一种认知康复训练方法，包括：在受训者没有正确响应训练指示的情况下通过机械辅助训练设备为受训者提供训练指导。

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。