用于智能可穿戴设备的身体位置优化和生物信号反馈的制作方法

用于智能可穿戴设备的身体位置优化和生物信号反馈的制作方法
【专利摘要】公开了智能可穿戴设备和方法，用于为可穿戴设备的最佳放置提供反馈。这包括系统和方法，用以如果在穿戴者上错误定位或重新定位则锁定或解锁可穿戴设备和/或通过发送通知或提供反馈来依赖于穿戴者的状态通知外部可穿戴/非可穿戴设备。公开了系统和方法，用于通过基于所获取的生物信号质量提供反馈来提供对可穿戴设备的适当放置的用户指示。在一个实施例中，生物信号质量是通过比较计算的信噪比与预期信号的信噪比来获取的。
【专利说明】
用于智能可穿戴设备的身体位置优化和生物信号反馈[0001]相关申请的交叉引用[0002]本申请要求于2014年2月24日提交的美国临时专利申请序列号61/943,837的优先 权和权益，通过引用将其全部内容并入本文。[0003]通过引用并入计算机程序附录[0004]不适用[0005]受版权保护的材料的布告[0006]本专利文件中的材料的一部分受美国及其它国家的版权法的版权保护。版权权利 的所有者不反对任何人对专利文件或专利公开内容进行传真复制，如同其在美国专利商标 局公众可用的文件或记录中呈现得那样，但另外，无论如何均保留全部版权权利。因此，版 权所有者不放弃任何使该专利文件保持保密的权利，包括但不限于其遵照37C.R.F.§1.14 的权利.
【背景技术】
[0007]1.技术领域
[0008]本技术通常涉及智能可穿戴设备。
[0009]2 ?讨论
[0010]—种类型的可穿戴设备测量与身体相关的参数，例如脉搏率、或呼吸率、或EMG、或肢体运动的空间范围等。这种测量的准确度和/或效率可以受到可穿戴设备在身体上的放置的影响。
[0011]可穿戴设备在身体上的最佳放置通常对可穿戴设备的用户/穿戴者不明白易懂。 这可能是由于多个原因。例如，用户/穿戴者通常不具有被测量的信号或用于测量的技术的足够的知识，并且因此将不知道用以经由改善的信号测量来改善可穿戴设备的性能的最佳放置。从可用性的角度看，用户不应该负担对这种知识的要求。此外，在没有详细的测量的情况下，即使生理学和生物传感器领域的专家用户也可能无法确定放置的最佳位置，因为生成的或与身体相关的感兴趣的信号是不能由用户/穿戴者直接观察到的。使用如上的ECG 感测可穿戴设备的示例，用户可能没有意识到，当可穿戴设备被垂直地放置在人的胸部上或以任意定向放置在人的下臂上时，可穿戴设备的性能规格将防止它测量ECG信号。
[0012]例如，智能手表可能无法检测它被戴在左手腕上还是右手腕上、在手臂上的哪个精确位置处、如何在手腕上紧密地配合(或宽松)。同样地，一组可穿戴智能眼镜一般不具有对穿戴者的眼睛距离、鼻子形状、或框架的分支在耳朵周围的位置的任何精确测量。这不仅影响得到穿戴者的最准确的读数，而且还影响使感测参数适应到每个个体的形态。事实上， 现今的可穿戴设备通常只依赖于用户输入参数(例如，年龄、性别、身高、体重……)来微调它们的算法，但是考虑到身体形状、内脏的定位(以及种族变化)的独特特性，这可能是非常粗糙且不精确的。
[0013]具有针对可穿戴设备的多个物理尺寸是一种原始的解决方案，但为供应商/OEM (和分销商)增加了整体成本结构，因为必须实现多个模型。因此，这导致次优感测以及可穿戴设备不能告知穿戴者其目前没有正确定位的事实或者在穿戴者的独特情况下最佳位置将在哪里。
【发明内容】

[0014]具有对可穿戴设备的最佳放置的反馈的智能可穿戴设备和方法被公开。这包括系统和方法，用于如果在穿戴者上错误定位或重新定位则锁定或解锁可穿戴设备和/或通过发送通知或提供反馈来取决于穿戴者的状态来通知外部可穿戴/非可穿戴设备。
[0015]本技术的一个方面是一种系统和方法，用于提供成为对其自身的定位(诸如在身体上、脚踝上的绝对和相对位置，以及配合的紧密度……)及其随时间的动态演进“自知”的可穿戴设备。该信息可以被可穿戴设备自身存储和使用，以及在后台上传到远程/基于云的服务器系统以用于各种决策或通知。
[0016]另一个方面是具有对可穿戴设备的最佳放置的生物信号反馈的智能可穿戴设备和方法。
[0017]本技术的其它方面是一种系统和方法，用于通过基于所获取的生物信号质量提供反馈来提供对可穿戴设备的适当放置的用户指示。在一个实施例中，生物信号质量是通过比较计算的信噪比与预期信号的信噪比来获取的。
[0018]在一个实施例中，经由发射源生成反馈信号，其中反馈信号根据生物测定信号的一个或多个信号属性指示一个或多个传感器相对于生物测定信号的接近度。在这里，在对信号属性进行估计时考虑来自不止一个传感器的信号的情况下，这些传感器可以在同一的物理设备上，或者可以跨不止一个物理设备分布。通常，这种情况下的所述不止一个物理设备感测来自同一用户的信号。
[0019]本技术的其它方面将在本说明书接下来的部分中说明，其中【具体实施方式】是为了充分公开本技术的优选实施例而不对其进行限制的目的。【附图说明】
[0020]通过参考以下附图本文中所描述的技术将被更充分地理解，附图仅用于说明性的目的:
[0021]图1是本文中所描述的智能可穿戴网络的实施例的示意图。[〇〇22]图2是本文中所描述的智能可穿戴设备的实施例的功能框图。
[0023]图3是具有位置反馈的眼镜形式的智能可穿戴设备的实施例的示意图。
[0024]图4是具有位置反馈的腕带形式的智能可穿戴设备的实施例的示意图。
[0025]图5是根据本描述的具有位置反馈的智能可穿戴设备的系统的实施例的示意性部件图。
[0026]图6示出了为如本文中所描述的可穿戴设备提供位置反馈的方法的流程图。
[0027]图7是具有生物信号反馈的智能可穿戴设备和系统的实施例的示意图。
[0028]图8是具有生物信号反馈的智能可穿戴设备的实施例的示意性部件图。
[0029]图9示出了为如本文中所描述的可穿戴设备提供生物信号反馈的方法的流程图。【具体实施方式】
[0030]本公开内容一般涉及可穿戴设备，该可穿戴设备能够例如基于穿戴该设备的用户的一个或多个生物或生理特性执行动作。使用一个或多个传感器、处理器和在处理器上可执行的代码，可穿戴设备可以被配置成感测和处理特性，该特性包括但不限于:穿戴者的身体特性，诸如性别、体重、身高、体温、皮肤温度、心率、呼吸、血糖水平、血液葡萄糖水平、压力/疲劳、皮肤电反应、摄入(蛋白质)、消化速率、代谢速率、血液化学、汗液、核心和皮肤温度、生命体征、眼睛干燥、蛀牙、牙周病、能量存储、卡路里燃烧速率、精神警觉、心律、睡眠模式、咖啡因含量、维生素含量、水分、血氧饱和度、血液皮质醇(coritzol)水平、血压、胆固醇、乳酸水平、体脂肪、蛋白质水平、激素水平、肌肉质量、pH等。这种状况还可以包括，但不限于:位置(例如，俯卧，直立)、移动或身体状态(例如，睡眠，运动)等。
[0031]可穿戴设备可以包括一个或多个输出设备，其包括，但不限于:触觉输出设备(例如，补偿电机、电活性聚合物、电容电压发生器、珀尔贴(Pel tier)温度元件、收缩材料、盲文 (Braille)编码致动器)、遥测设备、视觉设备、听觉设备以及其它输出设备。
[0032]可穿戴设备可以包括人工智能，使得设备可以学习和适应穿戴者。该设备可以被配置成在错误的(偶然的、意外的等)和有效的感官输入之间进行准确地区分，从而形成关于穿戴者的身体状态或特性的准确结论(例如，该设备不将穿戴者在他们的睡眠中滚动解释为穿戴者在运动)。该设备还可以包括一个或多个相机或其它视觉传感器，以用于面部、 用户或其它图像识别。可穿戴设备还可以被配置成向穿戴者的数字健康历史发送信息和/ 或从穿戴者的数字健康历史检索信息。
[0033]根据设备的具体特征和功能，可穿戴设备可以被配置成将信息输出到用户、输出到另一个可穿戴设备、输出到非可穿戴设备或输出到网络。[〇〇34] A.—般化的系统实现。
[0035]图1例示了一般化的联网基础设施(例如，系统)100,其包括网络102。该网络可以例如是局域网或广域网(诸如因特网)。可以使得根据本文中所描述的技术的实施例的一个或多个智能可穿戴设备104-1至104-n能够通过有线或无线连接106与网络102进行通信。此夕卜，可以使得智能可穿戴设备中的一个或多个能够通过网络102或凭借直接的有线或无线连接108与另一智能可穿戴设备进行通信。
[0036]还可以使得智能可穿戴设备104-1至104-n中的一个或多个能够与一个或多个非可穿戴设备110-1至110-n进行通信。超出了本公开内容的范围的非可穿戴设备可以是具有处理器、相关联的操作系统以及通信接口的任意常规“智能”设备。非可穿戴设备的示例包括智能电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机和机顶盒。非可穿戴设备中的任一个可以是能够通过有线或无线连接与外部设备进行通信的类型。在那种情况下，可以使得智能可穿戴设备中的一个或多个能够凭借直接的有线或无线连接112与非可穿戴设备中的一个或多个进行通信。此外，非可穿戴设备中的一个或多个可以是能够通过标准有线或无线连接114与网络102进行通信的类型。在那种情况下，可以使得智能可穿戴设备中的一个或多个能够通过网络102与非可穿戴设备中的一个或多个进行通信。[〇〇37] 一个或多个服务器116-1至116-n可以被设置在客户端-服务器配置中，并且凭借有线或无线连接118与网络连接。该服务器可以包括独立服务器、集群服务器、联网服务器或按阵列连接以像大型计算机一样运行的服务器。在那种情况下，可以使得智能可穿戴设备中的一个或多个能够与服务器中的一个或多个进行通信。
[0038]图2例示了根据本文中所描述的技术的智能可穿戴设备的一般化的实施例。将理解的是，示出的实施例可以被修改或定制，以使得能够执行本文中所描述的功能。在示出的示例性实施例中，智能可穿戴设备包括具有处理器202、存储器204以及应用软件代码206的 “引擎”200。处理器202可以是任意合适的常规处理器。存储器204可以包括任意合适的常规 RAM型存储器和/或ROM型存储器，其具有用于存储应用编程代码206的相关联的存储空间。
[0039]根据需要，可以包括常规的有线或无线通信模块208(例如，发射器或接收器或收发器)，以用于执行本文中所描述的智能可穿戴设备的功能中的一个或多个。可以提供的无线通信能力的示例包括但不限于:蓝牙、W1-F1、红外线、蜂窝和近场通信。如果需要，还可以设置一个或多个常规接口或控制器210。接口或控制器的示例包括但不限于:模数转换器、 数模转换器、缓冲器等。
[0040]该设备可以包括用于生物或生理传感器的至少一个输入212,用于将输入提供到该设备以执行本文中所描述的功能中的一个或多个。还可以包括用于可选的传感器的传感器输入214-1至214-n。这些可选的输入传感器可以包括但不限于:加速度计、温度传感器、 海拔传感器、运动传感器、位置传感器和其它传感器，以执行本文中所描述的功能(一个或多个)。如果需要，可以为传感器设置一个或多个常规接口或控制器216。接口或控制器的示例包括但不限于:模数转换器、数模转换器、缓冲器等。
[0041]另外，该设备可以包括一个或多个输出218-1至218-n，以驱动一个或多个输出设备(和包括这些输出设备)。这些输出设备可以包括但不限于:触觉输出设备、遥测设备、视觉设备、听觉设备以及其它输出设备，以执行本文中所描述的功能。如果需要，可以为输出设备设置一个或多个常规接口或控制器220。接口或控制器的示例包括但不限于:模数转换器、数模转换器、缓冲器等。
[0042]用户输入222可以根据本文中所描述的功能被设置。用户输入可以例如启动一个或多个功能、终止一个或多个功能或者在运行过程中进行干预。用户输入可以是任意常规的输入设备，包括但不限于:手动开关、触摸传感器、磁传感器、接近度传感器等。如果需要， 可以为输出设备设置一个或多个常规接口或控制器224。接口或控制器的示例包括但不限于:模数转换器、数模转换器、缓冲器等。[〇〇43]取决于本文中所描述的功能(一个或多个)，引擎200还可以包括用于机器学习或其它自适应功能的反馈回路226。反馈回路还可以提供设备校准。
[0044]将理解的是，如本文中所描述的智能可穿戴设备将必然包括用于如上所描述的部件的外壳或载体。将进一步理解的是，如本文中所使用的，术语“智能可穿戴设备”意为将被穿戴或以其它方式与用户的身体相关联并且凭借用于感测用户的一个或多个生物或生理状况的至少一个传感器而“连接”到用户的设备。
[0045]外壳或载体(S卩，可穿戴平台)的具体形式可以根据用于执行本文中所描述的功能的选择和适用性而改变。可穿戴平台的示例包括但不限于:手戴式设备、手指穿戴式设备、 腕戴式设备、头戴式设备、臂戴式设备、腿戴式设备、角度穿戴式设备、脚戴式设备、脚趾穿戴式设备、手表、眼镜、戒指、手镯、项链、首饰制品、服装制品、鞋、帽、接触镜片、手套等。
[0046]将进一步理解的是，如对于智能可穿戴设备的功能(一个或多个)所期望和/或适用的，输入传感器和输出设备可以被集成到可穿戴平台或者可以在可穿戴平台之外。
[0047]B.具有生物信号反馈的智能可穿戴设备
[0048]所公开的设备和方法有利于获取关于可穿戴设备在身体上的放置的可访问反馈。 如本文中所使用的，术语“身体”可以包括穿戴者自己的身体、或另一个人的身体、或另一种动物或生物的身体。如本文中所使用的，术语“可访问”指的是可以由用户使用常规感官(诸如视觉、听觉、触觉等)所感知的反馈。
[0049]图3中呈现的是用于提供相对于例如根据智能可穿戴设备104-1(见图1和图2)的可穿戴设备的位置反馈和一个或多个信号的眼镜300(例如“智能眼镜”)的示意图。除了生物/生理传感器之外，可穿戴设备300还具有嵌入、附着或以其它方式耦接到框架310的一个或多个专用传感器(一个或多个)，只用于获取位置数据以测量可穿戴设备300和/或生物/ 生理传感器相对于用户的位置/状态的目的。
[0050]例如，智能眼镜的鼻垫314b可以包括压力传感器，以检测该副眼镜何时从穿戴者的面部302抬起来。[〇〇51] 传感器314a可以是用于检测可穿戴设备300相对于用户302的位置/状态的组合目的传感器，并且还可以用于检测用户302的生物/生理信号。例如，传感器314a可以为了获取关于用户320的生物测定数据，同时还提供关于眼镜300相对于用户302的位置的信息(例如用于校准)的目的而朝着患者视网膜(例如视网膜扫描仪)发送照明信号316。[〇〇52] 传感器312可以用作专用生物测定/生理传感器，用于测量与设备300相对于用户 302的位置/状态或校准完全无关的信号318。[〇〇53]图4示出了具有外壳360和腕带352的示例性基于手腕的感测可穿戴设备350,其重复使用一个或多个现有的传感器362(其经由信号364积极参与用户304的身体参数的有用感测)以用于可穿戴设备自身的对设备350的位置/状态的校准的目的。这可以通过测量皮肤接触/导通、加速度和陀螺仪(gyroscopy)或其它感测测量的组合来实现。将理解的是，可穿戴设备350还可以具有用于校准的专用部件/传感器，如可穿戴设备300中所示出的。 [〇〇54]图3和图4中所示出的双重或唯一目的传感器除了本领域公知的其它类型的传感器之外还可以包括嵌入到面料/织物中的张力/压力敏感传感器、抖动传感器(用于检测宽松配合)、手表的腕带上的压力/接触传感器(用于获知手表的钩所附接的是哪个洞)或智能眼镜的鼻垫上的压力/接触传感器(用于检测该副眼镜何时从穿戴者的面部抬起来)中的一个或多个。
[0055]将理解的是，本公开内容的系统和方法可以在多个设备上使用以用于测量不同类型的生物测定信号，其中传感器的位置对正在获取的环境/生物数据有影响。例如，系统350 可以被配置为用于获取用于心率监测仪的脉搏率、EMG、肢体运动的空间范围、用于脉搏血氧计的血氧、温度等。[〇〇56]图5示出了包括眼镜300和腕带350的组件的系统400的示意图。将理解的是，可穿戴设备300和350还可以包括如图2中的可穿戴设备104-1中所示出的附加电路。[〇〇57] 传感器312、362可以分别接收用于校准设备300、350的信号316、364。在设备350的情况下，信号364还可以是生物测定信号，而对于设备300而言，只有信号316用于经由校准传感器314a或314b的校准，并且生物测定信号318和318是通过应用传感器318接收的。设备 300、350优选地均包括存储器，用于保持驱动处理器320上的校准过程的应用软件326,以及用于存储取决于传感器312的位置改变强度的校准设置328。在接收到生物测定信号318(或对于设备350而言为364)时，应用编程326(其可以包括图2中的代码206或其模块)还可以分析传入数据以用于各种目的。
[0058]还可以设置无线电路/接口 322、366(例如Wif1、蓝牙等)，使得可以(例如通过因特网332)(以确保隐私和匿名性的加密方式)将数据发送到远程/基于云的应用服务器330或从其接收数据，对所述远程/基于云的应用服务器330的访问将向第三方(诸如医疗保健专业人士、现场场所(live venue)、制药公司)授予(或撤销)，使得它们将设置控制可穿戴设备的位置和移除的具体规则。一旦这些规则被设置，它们就可以在可穿戴设备的内部存储器324的专门的安全(和损毁验证(temper-proof))部分(例如设置模块328)中自动地推送， 从而使得可穿戴设备的处理算法326获得最佳位置的参考，以及每当从穿戴者的身体移除可穿戴设备300、350时就用以触发的动作集。
[0059]在一个实施例中，反馈信号(未示出)可以包括指示人体上的放置的可听见的声音，其中声音的幅度随着信号强度(例如SNR等)增大而增加。
[0060]图6例示了用于为根据本描述的可穿戴设备提供位置反馈的方法500。方法500可以作为应用编程326(图5)和/或代码206(图2)而实现。在步骤502处，传感器信息(例如生物信号316或364)通过传感器(例如314a、314b或362)获取。可以在该步骤处执行预处理(例如滤波、放大、并且然后在模拟域中进行处理或被数字化并在数字域中以及在空间域和/频域中进行处理)。还可以应用模式识别来识别感兴趣的信号(在数字域或模拟域中)。[〇〇61]在步骤504处，所获取的数据被上传到远程服务器(例如应用服务器330)。还可以在远程服务器330处执行预处理和模式识别。[〇〇62] 在步骤506处，设备设置可以从远程服务器330中检索，并且然后在步骤508处存储在存储器328中。[〇〇63]在步骤510处，然后可以根据来自步骤502的所获取的数据将所检索到的设置应用到设备，以用于针对可穿戴设备300、350的日常操作，特别是考虑到感测来自用户的生物测定数据的功能性的日常操作来对该设备的一个或多个参数进行调整。
[0064]位置优化系统和方法可以在广泛的各种应用中使用，诸如但不限于:[〇〇65]1)基于患者自己的身体状况或治疗告知患者健康追踪器的最佳定位位置。这种设备还可以包括硬件和软件，所述硬件和软件用于在如下情况下通知医疗保健专业人员:这一位置保持次优达某一时间段，或当可穿戴设备被从穿戴者的身体完全移除，而它应该被穿戴给定特定时间段时。
[0066]2)在可穿戴娱乐设备中实现(诸如用于视频游戏的可穿戴控制，例如身体穿戴式游戏控制器)，从而取消了对通过用户的手动校准的需要。
[0067]3)确保遵守医疗保健监测，例如确保患者确实保持他们的可穿戴设备在由医疗保健专业人员或制药公司所配置的所有时间跟踪他们的身体信号。[〇〇68]4)避免伪造或非法使用(例如在这种情况下，可穿戴设备300、350还在存储器324中保持与游乐园、场所或实况事件的电子票证对应的信息，并且(如由传感器362、312等例如经由体温或其它生物测定信号318、364所感测到的)可穿戴设备300、350从穿戴者A到穿戴者B的移动将自动使信用或交易失效。
[0069]C.具有生物信号反馈的智能可穿戴设备
[0070]所公开的设备和方法有利于获取关于可穿戴设备在身体上的放置的可访问反馈。 如本文中所使用的，术语“身体”可以包括穿戴者自己的身体、或另一个人的身体、或另一种动物或生物的身体。如本文中所使用的，术语“可访问”指的是可以由用户使用常规感官(诸如视觉、听觉、触觉等)所感知的反馈。该反馈可以提供给穿戴者，或提供给除了设备的穿戴者之外的人。在后一情况下，非穿戴者可能正将设备附接到穿戴者。
[0071]图7中呈现的是用于提供相对于例如根据智能可穿戴设备104-1(参见图1和图2) 的可穿戴设备的位置反馈和一个或多个生物测定信号的系统600的示意图。图7示出了示例性ECG感测可穿戴设备600,其可以包括胸部安装件610、手腕安装件620、或两者。胸部安装件外壳610可以包括多个传感器612和胸带614,而基于手腕的设备可以包括腕带620和传感器622。还要理解的是，外壳610还可以包括通常用于ECG电极/引线领域中的基于粘合剂的泡沫/布/条带衬里(没有带)。[〇〇72]要理解的是，图7的系统600如在优选实施例中被作为ECG监测设备示出。然而，本发明的系统和方法可以在多个设备上使用，以用于测量不同类型的生物测定信号，其中传感器的位置对正在获取的环境/生物数据有影响。例如，系统600可以被配置为用于获取脉搏率、心率或呼吸率，或EMG、肢体动作的空间范围、来自脉搏血氧计的血氧、温度等。
[0073]如图7中所看到的，胸部安装件610沿着用户的躯干610可以既具有垂直安装位置变化又具有水平安装位置变化，而手腕设备620沿着臂的长度以及围绕臂旋转可以具有变化的位置。
[0074]图8示出了胸部安装的可穿戴设备610的部件的示意图。要理解的是，可穿戴设备 600还可以包括如图2中的可穿戴设备104-1中所示的附加电路。外壳610被配置成与皮肤相邻布置，以从用户的躯干616接收生物测定信号。传感器612可以接收取决于传感器612的位置改变强度的生物测定信号618a和618b。在接收到生物测定信号618a、618b时，应用编程 632(其可以包括图2中的代码206或其模块)分析来自生物测定信号的传入数据，并且经由发射器/扬声器634提供反馈信号626。[〇〇75]在一个实施例中，反馈信号626可以包括(例如来自扬声器634的)指示人体上的放置的可听见的声音，其中声音的幅度随着(当与已知ECG波形的模板相比时作为信号的SNR 测量的)信号强度增大而增加。在这个初始放置阶段(其可以持续几分钟)之后，反馈声音信号326可以自动地或由用户禁用。如果SNR下降至低于某一阈值，指示可穿戴设备需要被重新定位，则用户或设备可以在将来的任意时间重新启用反馈信号326,以给人提供反馈。
[0076]要理解的是，信号强度是可以用于将放置信息提供给用户的许多反馈信号中的一个。在一个可选的实施例中，中继到用户的反馈数据可以是两个电极之间(例如电极612、 622或它们的组合的左和右实例之间)的阻抗的函数。这种阻抗数据可以提供与穿戴者的皮肤616接触的质量的指示。除了感兴趣的信号(例如上面示例中的ECG)的SNR或者其它信号特性之外该阻抗反馈还可以被提供，或者独立于感兴趣的信号(例如上面示例中的ECG)的 SNR或者其它信号特性该阻抗反馈可以被提供。[〇〇77]图9例示了用于为根据本描述的可穿戴设备提供生物信号反馈的方法650。方法 650可以作为应用编程632(图8)和/或代码206(图2)而实现。在步骤652处，传感器信号(例如生物信号618a和618b)由传感器获取。接着，在步骤656处执行预处理(例如滤波、放大、以及然后在模拟域中进行处理或者被数字化并在数字域中和在空间域和/频域中进行处理)。 然后在步骤656处识别信号属性。可以应用模式识别来识别感兴趣的信号(在数字域或模拟域中)。在步骤658处，所识别的信号属性然后可以与预定度量相比较，其可以可选地被用于确定传感器距离最佳放置有多远(例如距离测量步骤660)。在步骤662处，输出信号626可以以体积、强度、频率、音调等发射，以提供对传感器与理想放置的接近度的可听见的指示。如果在步骤664处可穿戴设备610的位置不是最佳的，则可穿戴设备可以继续获取信号(返回步骤652)，直到获得最佳或可接受的放置。在该时间期间，用户可以调整可穿戴设备610的位置，并接收强度增加/减小的信号，以指示它们到理想放置是“更远”还是“更近”。[〇〇78]要理解的是，可以可选地采用关于“SNR”过程的变化。应当注意的是，“信噪”比在这里仅用作笼统的术语，作为所测量的感兴趣的信号的质量的指示。因此，“SNR”可以取决于由设备对信号执行的处理的类型。对于非固定或准周期信号而言尤其如此。然而，在所有情况下，可以估计度量，该度量在用于测量的感兴趣的信号的情况下指示被测量的信号的 “强度”或“质量”。
[0079]在另一实施例中，在身体上的初始放置期间，用户可以执行某些任务，以估计在执行生活中的正常任务或执行与设备的使用相关的特定任务期间的SNR，而不只是当穿戴者是静止的或在另一松弛位置时的初始放置期间的SNR。
[0080]输出信号626还可以被配置成随着可穿戴设备610被远离最佳位置定位而反向改变(例如具有减小的强度)。输出信号626还可以利用SNR以不同方式改变，使得代替声音或除了声音之外还可以提供其它类型的反馈。例如，信号626可以包括经由作为发射器634的 LED的光发射(在可穿戴设备对人可见的情况下)。[〇〇81] 发射器634还可以被配置成将振动和其它触觉方式(tactile method)(用于更加个人或离散的指示)、经由骨传导的声音传输(出于隐私)、对人或穿戴者的身体的轻微电刺激或无线传输发射到远程设备，其中人(其可以是穿戴者或监视者或其他人，诸如照顾者) 使用光、声音、触觉反馈等来通知，或被简单地记录以供将来参考。
[0082]在另一个实施例中，可以不仅基于如上讨论的信号特性，而且还基于传感器在用户的身体上的解剖位置(例如通过使用光学或其它感测检测眉眶)将反馈呈现给用户。传感器在身体上的位置可以通过传感器自身来估计，或者通过同一设备上的另一传感器估计。
[0083]可以参照根据本技术的实施例的方法和系统的流程图例示和/或算法、公式或其它计算描述(其还可以作为计算机程序产品来实现)来描述本技术的实施例。在这方面，流程图的每个块或步骤以及流程图中的块(和/或步骤)的组合、算法、公式、或计算描述可以通过各种方式来实现，诸如通过包括以计算机可读程序代码逻辑来体现的一个或多个计算机程序指令的软件和/或固件、硬件来实现。如将理解的，任何这种计算机程序指令都可以被加载到计算机，包括但不限于通用计算机或专用计算机，或者用以产生机器的其它可编程处理装置，使得在计算机上或其它可编程处理装置上执行的计算机程序指令创建用于实现流程图(一个或多个)的块(一个或多个)中指定的功能的单元。
[0084]相应地，流程图的块、算法、公式或计算描述支持用于执行指定功能的单元的组合、用于执行指定功能的步骤的组合以及用于执行指定功能的诸如以计算机可读程序代码逻辑单元来体现的计算机程序指令。还将理解的是，本文中所描述的流程图例示的每个块、 算法、公式或计算描述以及它们的组合可以通过执行指定功能或步骤的专用基于硬件的计算机系统或专用硬件和计算机可读程序代码逻辑单元的组合来实现。
[0085]此外，诸如以计算机可读程序代码逻辑来体现的这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，该计算机程序指令可以指示计算机或其它可编程处理装置以特定方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生制造物品，该制造物品包括实现流程图(一个或多个)的块(一个或多个)中指定的功能的指令单元。该计算机程序指令还可以被加载到计算机或其它可编程处理装置上，以使得在该计算机或其它可编程处理装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程处理装置上执行的指令提供用于实现在流程图(一个或多个)的块(一个或多个)、算法(一个或多个)、公式 (一个或多个)或计算描述(一个或多个)中指定的功能。
[0086]将进一步理解的是，如本文中所使用的“编程”指的是可以由处理器执行以执行本文中所描述的功能的一个或多个指令。该编程可以以软件、固件、或软件和固件的组合来体现。编程可以本地于设备而存储在非暂态介质中，或者可以诸如在服务器上远程地存储，或者编程的全部或部分可以本地存储和远程存储。远程存储的编程可以通过用户启动下载 (推送)到设备，或基于一个或多个因素(诸如，例如位置、定时事件、物体的检测、面部表情的检测、位置的检测、位置变化的检测或其它因素)自动下载(推送)到设备。还将理解的是， 如本文中所使用的，术语处理器、中央处理器(CPU)以及计算机被同义使用，以表示能够执行编程以及与输入/输出接口和/或外围设备通信的设备。
[0087]从以上的讨论中，将理解的是，本技术可以以各种方式来体现，包括但不限于以下:
[0088]1.—种可穿戴设备，包括:(a)外壳，其中所述外壳支撑可穿戴设备的一个或多个部件；(b)—个或多个环境传感器，其中至少一个传感器被配置为感测与用户的生物或生理特性对应的生物测定信号；(c)处理器;以及(d)存储在非暂态介质中的编程，其中所述编程能够被所述处理器读取和执行，并且其中所述编程执行步骤，所述步骤包括:(i )从所述一个或多个环境传感器获取生物测定信号；(ii)关于所述生物测定信号获取与所述一个或多个环境传感器或外壳的位置对应的位置数据；以及(iii)根据所获取的位置数据调整可穿戴设备的操作。[〇〇89]2.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述位置数据是从所述一个或多个环境传感器获取的。
[0090]3.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述位置数据是从与所述一个或多个环境传感器分离的专用传感器获取的。
[0091]4.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备:其中所述编程被进一步配置为将可穿戴设备耦接到远程服务器；以及从所述远程服务器接收一个或多个设备设置;其中所述一个或多个设备设置调整可穿戴设备的操作。[〇〇92]5.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个设备设置是所获取的位置数据的函数。
[0093]6.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，所述一个或多个设备设置修改生物测定信号从所述一个或多个环境传感器的获取。[〇〇94]7.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个设备设置被存储在可穿戴设备中的存储器中。
[0095]8.—种可穿戴设备，包括:(a) —个或多个环境传感器，其中至少一个传感器被配置为感测与用户的生物或生理特性对应的生物测定信号；(b)处理器；以及(c)存储在非暂态介质中的编程，其中所述编程能够被所述处理器读取和执行，并且其中所述编程执行步骤，所述步骤包括:(i)从所述一个或多个环境传感器获取生物测定信号；(ii)关于所述生物测定信号获取与所述一个或多个环境传感器的位置对应的位置数据；以及(iii)根据所获取的位置数据调整可穿戴设备的操作。
[0096]9.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述位置数据是从所述一个或多个环境传感器获取的。[〇〇97]10.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述位置数据是从与所述一个或多个环境传感器分离的专用传感器获取的。[〇〇98]11.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备:其中所述编程被进一步配置为将可穿戴设备耦接到远程服务器；以及从所述远程服务器接收一个或多个设备设置;其中所述一个或多个设备设置调整可穿戴设备的操作。
[0099]12.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个设备设置是所获取的位置数据的函数。
[0100]13.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，所述一个或多个设备设置修改生物测定信号从所述一个或多个环境传感器的获取。
[0101]14.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个设备设置被存储在可穿戴设备中的存储器中。
[0102]15.—种用于为可穿戴设备提供生物测定信号的方法，所述方法包括:从一个或多个环境传感器获取生物测定信号，所述生物测定信号对应于用户的生物或生理特性;关于所述生物测定信号获取与所述一个或多个环境传感器的位置对应的位置数据；以及根据所获取的位置数据调整可穿戴设备的操作。
[0103]16.根据先前实施例中的任一所述的方法，其中所述位置数据是从所述一个或多个环境传感器获取的。
[0104]17.根据先前实施例中的任一所述的方法，其中所述位置数据是从与所述一个或多个环境传感器分离的专用传感器获取的。[〇105]18.根据先前实施例中的任一所述的方法，还包括:将可穿戴设备耦接到远程服务器;从所述远程服务器接收一个或多个设备设置；以及基于所获取的一个或多个设备设置调整所述可穿戴设备的操作。
[0106]19.根据先前实施例中的任一所述的方法，其中所述一个或多个设备设置是所获取的位置数据的函数。
[0107]20.根据先前实施例中的任一所述的方法，所述一个或多个设备设置修改生物测定信号从所述一个或多个环境传感器的获取。
[0108]21.—种可穿戴设备，该设备包括:(a)外壳，其中所述外壳支撑可穿戴设备的一个或多个部件；(b)—个或多个传感器，其中至少一个传感器被配置为感测与用户的生物或生理特性对应的生物测定信号；(c)发射源；(d)处理器；以及(e)存储在非暂态介质中或从外部非暂态介质或储存器下载到所述处理器的编程，其中所述编程能够被所述处理器读取和执行，并且其中所述编程执行步骤，所述步骤包括:(i)从所述一个或多个传感器获取生物测定信号；(ii)关于所述生物测定信号识别信号的一个或多个属性，一个或多个信号属性对应于所述一个或多个传感器的位置；以及(iii)经由所述发射源输出反馈信号，所述反馈信号根据所述生物测定信号的所述一个或多个信号属性指示所述一个或多个传感器相对于所述生物测定信号的接近度。
[0109] 22.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个信号属性包括信号的强度。
[0110] 23.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个信号属性包括信号的信噪比(SNR)。
[0111] 24.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述编程被进一步配置为比较一个或多个所识别的属性与预定度量;以及基于所述比较改变所述反馈信号的输出。
[0112] 25.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中输出反馈信号随着强度、幅值、频率或音调中的一个或多个而改变，以指示所述一个或多个传感器相对于用户上的最佳位置的接近度。
[0113] 26.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中输出反馈信号包括发射如下中的一个或多个:光、声音、振动、电刺激或无线传输。
[0114] 27.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述生物测定信号包括ECG 波形。
[0115] 28.—种可穿戴设备，所述设备包括:(a)—个或多个传感器，其中至少一个传感器被配置为感测与用户的生物或生理特性对应的生物测定信号；(b)处理器；以及(c)存储在非暂态介质中的编程，其中所述编程能够被所述处理器读取和执行，并且其中所述编程执行步骤，所述步骤包括:(i)从所述一个或多个传感器获取生物测定信号；(ii)关于所述生物测定信号识别信号的一个或多个属性，一个或多个信号属性对应于所述一个或多个传感器的位置；以及(iii)输出反馈信号，根据所述生物测定信号的所述一个或多个信号属性的所述一个或多个传感器相对于生物测定信号的接近度。[〇116] 29.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个信号属性包括信号的强度。[〇117] 30.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个信号属性包括信号的信噪比(SNR)。
[0118] 31.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述编程被进一步配置为比较一个或多个所识别的属性与预定度量;以及基于所述比较改变所述反馈信号的输出。
[0119] 32.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中输出反馈信号随着强度、幅值、频率或音调中的一个或多个而改变，以指示所述一个或多个传感器相对于用户上的最佳位置的接近度。
[0120] 33.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中输出反馈信号包括发射如下中的一个或多个:光、声音、振动、电刺激或无线传输。
[0121] 34.根据先前实施例中的任一所述的可穿戴设备，其中所述生物测定信号包括ECG 波形。
[0122] 35、一种用于为可穿戴设备提供生物测定信号反馈的方法，所述方法包括:(i)从一个或多个传感器获取生物测定信号；(ii)关于所述生物测定信号识别所述生物测定信号的一个或多个属性，一个或多个信号属性对应于所述一个或多个传感器的位置；以及(iii) 输出反馈信号，根据所述生物测定信号的所述一个或多个信号属性的所述一个或多个传感器相对于所述生物测定信号的接近度。
[0123]36.根据先前实施例中的任一所述的方法，其中所述一个或多个信号属性包括信号的强度。
[0124]37、根据先前实施例中的任一所述的方法，其中所述生物测定信号包括ECG波形； 以及其中所述一个或多个信号属性包括ECG波形的信噪比(SNR)。
[0125]38.根据先前实施例中的任一所述的方法，还包括:比较一个或多个所识别的属性与预定度量;以及基于所述比较改变所述反馈信号的输出。
[0126]39.根据先前实施例中的任一所述的方法，其中输出反馈信号随着强度、幅值、频率或音调中的一个或多个而改变，以指示所述一个或多个传感器相对于用户上的最佳位置的接近度。
[0127]40.根据先前实施例中的任一所述的方法，其中输出反馈信号包括发射如下中的一个或多个:光、声音、振动、电刺激或无线传输。
[0128]尽管以上的描述包含许多细节，但是这些不应该解释为对本技术的范围的限制， 而仅作为提供本技术的当前优选实施例中的一些的例示。因此，将理解的是，本技术的范围完全包含可以变得对本领域技术人员明显的其它实施例，并且本技术的范围相应地仅仅由随附权利要求所限定，其中除非明确地这样指出否则对单数形式的元素的引用不意味着 “一个且仅一个”，而是意味着“一个或多个”。对本领域技术人员已知的如上所述的优选实施例的元素的结构、化学以及功能等价物通过引用清楚地并入本文中并且意在被本权利要求所包含。此外，设备或方法不必解决本技术寻求解决的每个问题，因为其将被本权利要求所包含。此外，本公开内容中没有元素、部件或方法步骤意在贡献于公众，而不管该元素、部件或方法步骤是否清楚地在权利要求中记述。将不在35U.S.C.112条款的规定下解释本文中的任何权利要求元素，除非使用短语“用于……的单元”或“用于……的步骤”来清楚地记述该元素。
【主权项】
1.一种可穿戴设备，包括: (a)外壳，其中所述外壳支撑可穿戴设备的一个或多个部件； (b)—个或多个环境传感器，其中至少一个传感器被配置为感测与用户的生物或生理特性对应的生物测定信号； (c)处理器；以及 (d)存储在非暂态介质中的编程，其中所述编程能够被所述处理器读取和执行，并且其中所述编程执行步骤，所述步骤包括: (i)从所述一个或多个环境传感器获取生物测定信号； (ii)关于所述生物测定信号获取与所述一个或多个环境传感器或外壳的位置对应的位置数据；以及 (iii)根据所获取的位置数据调整所述可穿戴设备的操作。2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中所述位置数据是从所述一个或多个环境传感器获取的。3.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中所述位置数据是从与所述一个或多个环境传感器分离的专用传感器获取的。4.根据权利要求1所述的可穿戴设备: 其中所述编程被进一步配置为将所述可穿戴设备耦接到远程服务器；以及 从所述远程服务器接收一个或多个设备设置； 其中所述一个或多个设备设置调整所述可穿戴设备的操作。5.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个设备设置是所获取的位置数据的函数。6.根据权利要求5所述的可穿戴设备，所述一个或多个设备设置修改生物测定信号从所述一个或多个环境传感器的获取。7.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个设备设置被存储在所述可穿戴设备中的存储器中。8.—种可穿戴设备，包括: (a)—个或多个环境传感器，其中至少一个传感器被配置为感测与用户的生物或生理特性对应的生物测定信号； (b)处理器；以及 (c)存储在非暂态介质中的编程，其中所述编程能够被所述处理器读取和执行，并且其中所述编程执行步骤，所述步骤包括: (i)从所述一个或多个环境传感器获取生物测定信号； (ii)关于所述生物测定信号获取与所述一个或多个环境传感器的位置对应的位置数据；以及 (iii)根据所获取的位置数据调整所述可穿戴设备的操作。9.根据权利要求8所述的可穿戴设备，其中所述位置数据是从所述一个或多个环境传感器获取的。10.根据权利要求8所述的可穿戴设备，其中所述位置数据是从与所述一个或多个环境传感器分离的专用传感器获取的。11.根据权利要求8所述的可穿戴设备:其中所述编程被进一步配置为将所述可穿戴设备耦接到远程服务器；以及从所述远程服务器接收一个或多个设备设置；其中所述一个或多个设备设置调整所述可穿戴设备的操作。12.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个设备设置是所获取的位 置数据的函数。13.根据权利要求12所述的可穿戴设备，所述一个或多个设备设置修改生物测定信号 从所述一个或多个环境传感器的获取。14.根据权利要求11所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个设备设置被存储在所述 可穿戴设备中的存储器中。15.—种用于为可穿戴设备提供生物测定信号反馈的方法，所述方法包括:从一个或多个环境传感器获取生物测定信号，所述生物测定信号对应于用户的生物或 生理特性；关于所述生物测定信号获取与所述一个或多个环境传感器的位置对应的位置数据；以 及根据所获取的位置数据调整所述可穿戴设备的操作。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述位置数据是从所述一个或多个环境传感器 获取的。17.根据权利要求15所述的方法，其中所述位置数据是从与所述一个或多个环境传感 器分离的专用传感器获取的。18.根据权利要求15所述的方法，还包括:将所述可穿戴设备耦接到远程服务器；从所述远程服务器接收一个或多个设备设置；以及基于所获取的一个或多个设备设置调整所述可穿戴设备的操作。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述一个或多个设备设置是所获取的位置数据 的函数。20.根据权利要求19所述的方法，所述一个或多个设备设置修改生物测定信号从所述 一个或多个环境传感器的获取。21.—种可穿戴设备，所述设备包括:(a)外壳，其中所述外壳支撑可穿戴设备的一个或多个部件；(b)—个或多个传感器，其中至少一个传感器被配置为感测与用户的生物或生理特性 对应的生物测定信号；(c)发射源；(d)处理器；以及(e)存储在非暂态介质中的编程，其中所述编程能够被所述处理器读取和执行，并且其 中所述编程执行步骤，所述步骤包括:(i)从所述一个或多个传感器获取生物测定信号；(ii)关于所述生物测定信号识别信号的一个或多个属性，一个或多个信号属性对应于 所述一个或多个传感器的位置;以及(iii)经由所述发射源输出反馈信号，所述反馈信号根据所述生物测定信号的所述一 个或多个信号属性指示所述一个或多个传感器相对于所述生物测定信号的接近度。22.根据权利要求21所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个信号属性包括信号的强度。23.根据权利要求21所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个信号属性包括信号的信 噪比(SNR)。24.根据权利要求21所述的可穿戴设备，其中所述编程被进一步配置为比较一个或多 个所识别的属性与预定度量;以及基于所述比较改变所述反馈信号的输出。25.根据权利要求21所述的可穿戴设备，其中输出反馈信号随着强度、幅值、频率或音 调中的一个或多个而改变，以指示所述一个或多个传感器相对于用户上的最佳位置的接近度。26.根据权利要求21所述的可穿戴设备，其中输出反馈信号包括发射如下中的一个或 多个:光、声音、振动、电刺激或无线传输。27.根据权利要求21所述的可穿戴设备，其中所述生物测定信号包括ECG波形。28.—种可穿戴设备，所述设备包括:(a)—个或多个传感器，其中至少一个传感器被配置为感测与用户的生物或生理特性 对应的生物测定信号；(b)处理器；以及(c)存储在非暂态介质中的编程，其中所述编程能够被所述处理器读取和执行，并且其 中所述编程执行步骤，所述步骤包括:(i)从所述一个或多个传感器获取生物测定信号；(ii)关于所述生物测定信号识别信号的一个或多个属性，一个或多个信号属性对应于 所述一个或多个传感器的位置;以及(iii)输出反馈信号，根据所述生物测定信号的所述一个或多个信号属性的所述一个 或多个传感器相对于所述生物测定信号的接近度。29.根据权利要求28所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个信号属性包括信号的强度。30.根据权利要求28所述的可穿戴设备，其中所述一个或多个信号属性包括信号的信 噪比(SNR)。31.根据权利要求28所述的可穿戴设备，其中所述编程被进一步配置为比较一个或多 个所识别的属性与预定度量;以及基于所述比较改变所述反馈信号的输出。32.根据权利要求28所述的可穿戴设备，其中输出反馈信号随着强度、幅值、频率或音 调中的一个或多个而改变，以指示所述一个或多个传感器相对于用户上的最佳位置的接近度。33.根据权利要求28所述的可穿戴设备，其中输出反馈信号包括发射如下中的一个或 多个:光、声音、振动、电刺激或无线传输。34.根据权利要求28所述的可穿戴设备，其中所述生物测定信号包括ECG波形。35.—种用于为可穿戴设备提供生物测定信号反馈的方法，所述方法包括:(i)从一个或多个传感器获取生物测定信号；(ii)关于所述生物测定信号识别所述生物测定信号的一个或多个属性，一个或多个信 号属性对应于所述一个或多个传感器的位置;以及(iii)输出反馈信号，根据所述生物测定信号的所述一个或多个信号属性的所述一个 或多个传感器相对于生物测定信号的接近度。36.根据权利要求35所述的方法，其中所述一个或多个信号属性包括信号的强度。37.根据权利要求35所述的方法:其中所述生物测定信号包括ECG波形；以及其中所述一个或多个信号属性包括ECG波形的信噪比(SNR)。38.根据权利要求35所述的方法，还包括:比较一个或多个所识别的属性与预定度量；以及 基于所述比较改变所述反馈信号的输出。39.根据权利要求35所述的方法，其中输出反馈信号随着强度、幅值、频率或音调中的 一个或多个而改变，以指示所述一个或多个传感器相对于用户上的最佳位置的接近度。40.根据权利要求35所述的方法，其中输出反馈信号包括发射如下中的一个或多个: 光、声音、振动、电刺激或无线传输。
【文档编号】A61N1/39GK105980008SQ201580007379
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月19日
【发明人】田中伸生, V·埃尔戈特, J·丹尼尔森, A·卡拉切夫, J·翁, B·达科斯塔, U·R·比哈特, L·科普里, 片冈将己
【申请人】索尼公司, 美国索尼公司