一种面向阿尔兹海默人群的振动音乐手套及系统

1.本发明属于机械领域，尤其涉及一种面向阿尔兹海默人群的振动音乐手套及系统。


背景技术：

2.阿尔兹海默(alzheimer)是一种神经退行性疾病，是脑变性疾病引发的痴呆症。俗称的老年痴呆包含了阿尔茨海默症，以及其他脑血管病、脑外伤等引起的痴呆症。其中阿尔茨海默病是最主要、研究最多的老年痴呆症。阿尔兹海默影响认知功能、行为层面、功能性生理机能多个临床领域，以其病情发展隐蔽、治疗手段较少、照料成本较高等，成为严重社会疾病负担。罹患阿尔兹海默症的老人，不仅自身会出现认知、行为、情绪障碍，还会因病情的发展增大罹患老年抑郁的风险。近年来，阿尔兹海默患者的相关社会紧急情况时常发生，威胁老年健康与安全，同时为护理带来巨大压力。因此，由于患病人数巨大，病情危害严重，阿尔兹海默疾病成为亟待重视的社会问题。
3.相对于正常的人体机能老化，阿尔兹海默患者的各种机能退化更加快速、不可逆且退化程度高，其不可逆的神经退化，会产生严重的情绪、行为、认知障碍。
4.阿尔兹海默症早期，可以通过药物和非药物的干预延缓病情发展，例如认知刺激疗法、音乐疗法、综合艺术疗法、园艺疗法等。其中音乐疗法实施相对简单，个性化音乐干预材料易得，对阿尔兹海默患者的认知、行为、情绪均有提升作用。
5.但是现有的音乐疗法形式更多的是简单的聆听音乐，无法通过多重感官刺激提升音乐体验。且音乐疗法活动对音乐治疗师及活动场地依赖性较大，不利于在中国养老国情下进行推广。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明提供了一种面向阿尔兹海默人群的振动音乐手套及系统。本发明以音乐为基础，设计与音乐匹配的触觉和视觉刺激，从而达到听觉、视觉、触觉三种感官融合的体验，有效缓解或改善阿尔兹海默患者病情，提升其认知能力、积极行为和积极情绪。
7.为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：
8.一种面向阿尔兹海默人群的振动音乐手套，包括手套本体，手套本体上安装有扬声器2，扬声器2通过集成主板电连接有处于指尖处的振动装置4和压力传感器5。
9.进一步的改进，所述所述手套本体包括套设在手掌上的掌套1和套设在指尖的指套7；扬声器2和集成主板固定在掌套1背面，振动装置4固定在指套7外侧，压力传感器5处于指套7内侧。
10.进一步的改进，所述掌套1的手背面由硅胶制成，手掌面由弹性布6制成；所述扬声器2与集成主板固定在abs塑料壳体3内。
11.进一步的改进，所述还包括与扬声器2及压力传感器5无线连接的显示屏；压力传
感器5为压力传感器或陀螺仪。
12.进一步的改进，所述集成主板通过导线1电连接振动装置4和压力传感器5。
13.一种面向阿尔兹海默人群的振动音乐系统，包括手指尖处安装有振动装置4和压力传感器5的手套、与振动装置4和压力传感器5有线或无线连接的音乐播放系统，与音乐播放系统有线或无线连接的影像显示单元；
14.所述音乐播放系统用于播放音乐，并将音乐转化成振动传递到振动电机转化为振动信号或接受压力传感器5发送的动作信号发出对应的声音；
15.所述振动装置4为多个，分别对应人的指尖，根据音乐振幅范围，不同的振动装置4进行振动；优选振动装置4为四个，分别对应除大拇指外其他指尖。
16.所述影像显示单元用于根据音乐播放系统播放的音乐播出不同的影像，所述影像中包括反馈元素，所述反馈元素根据压力传感器5的信号进行变化。
17.进一步的改进，所述反馈元素包括太阳、河水、雨水和影像亮度。
18.进一步的改进，还包括音乐档案生成单元，所述音乐档案生成单元用于根据阿尔兹海默患者听到音乐的反应记录大于预设反应阈值的音乐；所述反应包括按压压力传感器5的力度和频率。
19.进一步的改进，还包括互动单元，所述互动单元用于通过压力传感器5感应阿尔兹海默患者听到音乐后摆出的指谱，并进行对应的评分；压力传感器5为压力传感器或陀螺仪。
20.进一步的改进，所述压力传感器5为压力传感器，音乐播放系统用于播放音乐接受压力传感器发送的动作信号发出对应的声音。
21.本发明的优点如下：
22.(1)基于音乐疗法的多感官设计一致性、音乐主体性、交互性、创新性原则，提出振动触觉与视觉提升音乐疗法不同层次体验的多感官设计新思路，提高对阿尔兹海默人群的多感官刺激，从而达到提升积极情绪、主动行为、认知能力的效果。
23.(2)构建了音乐与不同感官形式之间的转化方法。通过提取音乐、振动触觉、可视化视觉图像的特征，将音乐响度、节奏与振动的强度、节奏特征建立映射关系，将音乐响度、节奏、内容特征与视觉图像的大小、节奏、图像语意之间通过通感映射和数字化映射的方法建立映射关系。
24.(3)通过振动触觉与音乐，振动触觉、音乐和视觉的方式，对阿尔兹海默患者情绪、行为、认知三个层面的产生积极效果，同时获得最佳音乐类型为怀旧音乐，最佳振动部位为手指位置的设计指导，并应用于本发明系统。
附图说明
25.图1为面向阿尔兹海默人群的振动音乐手套结构示意图。
具体实施方式
26.以下通过具体实施方式并且结合附图对本发明的技术方案作具体说明。
27.实施例1
28.如图1所示，产品造型：造型设计上，产品采用半包裹式的可穿戴造型，类似无指手
套。
29.设计主体分为手掌部件、手指部件和导线三个主要部分。通常情况下，硬件的控制主体模块设置在手腕、手心、手背三个部位。为方便冬天时身着厚衣服时方便穿戴，用户手部活动更加灵活，将核心部件放置于手背处。整体外观造型以圆润的曲线为主，手背承载核心功能模块的壳体采用具有关怀涵意的心形造型，强调一体性。另外，产品尺寸选取中国成年男性p
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的手部尺寸进行设计，以满足更多老年人的手部穿戴需求。
30.产品配色：产品的主色采用中性的白色、浅灰色作为主色调，装饰色选用相较于蓝色更加温暖的金色。亮度更高的金色与浅灰色形成对比，增加产品精致感的，在大面积浅色的沉静感中增加色彩的温暖感。
31.产品材质：为了保证老年人在佩戴设备进行音乐活动时可以具有更好的触觉体验，本设计的材质考虑机构元件的承载性和用户接触的舒适性两个方面。储存模块、蓝牙模块的集成芯片和电池放置在手背上，使用硬性的、轻量的abs材料进行承载。与人手背贴合的曲面采用硅胶材质，更加柔软，隔绝了硬性材料可能会给皮肤带来的不适，紧贴皮肤的一面使用柔软织布进行覆盖，防止皮肤与硅胶材质直接接触闷汗。手心处为了满足不同大小手型的需求，采用具有高弹性和高透气性的弹力布，连接处使用魔术贴方便进行扣紧。
32.产品表面加工工艺：高光泽度的产品太过耀眼，与产品的低存在感的设计原则不符，可能会对老人佩戴产品进行交互产生一定影响。因此本产品选择磨砂工艺，使其表面触感细腻，具有微光泽感，突出沉静内敛的感觉。通过移印将logo、不同手指指示数字印制在产品表面，丰富产品细节。
33.四个手指上还添加了柔性压力传感器，用来感知手指点动压力，传输数据至电脑，实现电脑屏幕上视觉的对应变化。压力传感器可以识别手指点动，并将点动数值传输至arduino，识别按压或误触的压力大小，在按压范围内的数值则识别为主动交互按压，传输至processing，屏幕上对应手指的图像显现出来。为了让原型设备更加轻便，并未将arduino开发板粘贴至手背上，而是将导线延长，连接上开发板，并通过usb连接上电脑或无线连接电脑。音乐的发声采用电脑发声，对于听力受损较为严重的老人，方便采用耳机进行聆听辅助。
34.产品主要包含手背上的集成功能主板，电池模块、扬声器、控制按键，手指上的压力传感器、振动电机。细节上，产品按键主要包含开关键、蓝牙连接键、振动大小调节旋钮、音量大小调节旋钮、切歌按键，产品充电口位于手背，手指部分为了满足不同人手指粗细，可拉出弹性布料
35.本原型的可用性测试已在振动、音乐、视觉感官实验中进行验证，其可用性有效性已经得到证实。
36.本发明设计借鉴使用音乐疗法的具体活动形式，可以进行三种类型的活动体验。
37.第一种模式：音乐聆听。即只需要开启手部可穿戴即可播放内部音乐模块存储的音乐，并进行手指振动的一致刺激。方便用户随时随地进行音乐的聆听，不受屏幕限制。
38.第二种模式：音乐探索。此方式给予用户听觉、触觉、视觉三种感官形式的体验，同时视觉显示需要用户点击交互参与，才能构建一副完整的音乐图像，旨在让用户参与到现有音乐中来。此模式也是本研究的主要设计模式。
39.第三种模式：音乐创作。仅设置简单背景音乐，用户点击手部可穿戴即可发出不同
声音，出现不同振动反馈，对应的屏幕出现不同图像符号，让用户自行创造音乐和音乐图像。此模式是对于产品系统的预期模式，将在今后的研究中进行设计和验证。
40.相较于传统音乐疗法，此设计的优势在于：
41.(1)使用可穿戴产品搭配软件系统，解决了当前中国音乐治疗师缺失的问题，不同养老条件下用户都可使用此产品系统进行多感官的音乐活动。另外本设计并不否认音乐治疗师的专业性，而是将音乐治疗师远程参与软件端的个人评估和效果进程指导，进一步保证音乐活动的专业性。
42.(2)更加易得的多感官活动形式。仅需佩戴可穿戴产品、打开屏幕，即可获得视觉、听觉、触觉三种相匹配的感官体验和互动，而传统多感官参与的音乐活动则需要更加复杂的感官环境刺激的设置。
43.(3)可拓展的活动形式。让拓展游戏化音乐活动的可能性增大。
44.系统的核心功能是提供与音乐、交互动作相匹配的视觉化显示，也是本文发明的终点部分。考虑到软件系统的完整性，需要研究整个软件交互流程，但本研究不做深入，只提供功能定位。软件部分的基础功能包括用户进行歌曲的上传与搜索，播放歌曲，生成歌曲播放列表。图像显示上，系统自动识别歌曲内容信息，从图像库中调取设置更符合歌曲内容情感的图像进行显示，实现与歌曲内容一致的视觉表达。另外用户管理上，软件支持用户进行及时的个人音乐偏好、病情评估，针对评估结果制定活动计划。阶段性的活动后，生成可视化的多感官音乐治疗干预后的病情进展图。基础功能还包括对软件端的基础设置。软件端的辅助功能，例如活动中鼓励反馈、每日曲目推荐、专业医师连线等，是对用户情感化需求的满足。
45.数字化映射建立音乐动态设计如下例所示。
46.选择第一幅场景的阴雨的大小、第二幅图的春水的涨跌，第三幅图的阳光的大小，与音乐响度大小建立映射关系，随着音乐的播放，这些元素相应的视觉特征变化，达到与音乐时间一致的动态体验，例如所音乐大小雨量变大或变小，春水涨或跌，太阳变大或变小等。
47.上述仅为本发明的一个具体导向实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明的保护范围的行为。