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_3

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,允许针对他/她的专业领域,提取其特定方面的基准水平值,根据其特定的需要来设计特定的任务和专业领域训练,提高其运动表现和能力。
[0071]提出一种针对一个基准水平值得改进训练,可以被理解为:包括一个值的提高方案,以从基准水平值提高到一个期望(理想)值,可以通过特定专业领域(体育,军事,特种部队等)的特定任务来训练。
[0072]根据提出的该解决方案的实施例,运动员在评估、分析和训练过程中与一个认知-多感官刺激系统进行交互:
[0073]根据提出的解决方案的实施例,该系统包括一个主人机界面,和可选的至少一个由主人机界面进行控制的子人机界面。可以理解的是,这样的人机界面可以是计算机系统,和/或可以由计算机系统来驱动。
[0074]图7根据一个硬件实施例,示出了主人机界面的功能组件。主人机界面,如图8A到8D所示,包括底部壳体。参照图8B和8C中示出的分解视图,主人机界面包括:主电脑板,一个控制板,可充电电池组,扬声器模块,标识模块,和一个可选的驱动电机。主人机界面可设置有轮子,以提高便携性。从底部壳体延伸的是一个支撑部分,它包括框架杆和安装在所述框架杆的一个线性驱动器,其用于调节刺激部,以允许相对于运动员(或被测物)的高度垂直调整刺激部的高度。参考图8A-8D所示的实施例,刺激部有一个整体的辐条和中央的外观。刺激部包括一组位于中央的如毂状的组件,具有,但不限于:液晶屏模块,(RGB)LED灯,一个存在探测器,和一个照相机。(RGB) LED灯优选(但不是必需的)分布式地装配到刺激部的中央的臂部。所述臂部被构造成提供外围视觉刺激,当运动员位于主人机界面的前方相应的距离时,主人机界面前面的LED灯围绕所述人的视野。
[0075]主人机界面的主电脑板包括,不限制本发明:一个操作系统的中央处理单元(CPU)执行的机器逻辑指令(计算机系统),例如MacOSX, linux, Android, Windows等;至少一个数字输入/输出控制器;主存储器;可移动存储器;声音控制器;一个视频控制器;和一个无线模块。不限制本发明,多个组件,可以在一个单独的控制电路板上实现,如图8C所示,然而也可以在主电脑板上实现这样的组件。控制电路板包括被配置为从传感器、主/子人机界面的主电脑板接收传感器信息的微控制器,该微控制器控制主界面的臂部的LED灯,与主/子主电脑板的数字输入/输出信号交换信息。可选地,控制板和微控制器中的一个包括至少一个模拟输入/输出控制器。
[0076]该微控制器包括编码逻辑存储;CPU和微控制器执行已编码实现的功能逻辑指令,
[0077]包括但不限于:
[0078]-运动员/训练人员的身份标识(ID);
[0079]-确定在主人机界面附近的运动员/训练人员的存在;
[0080]-优选,无线控制多个子人机界面之间的所有交互;
[0081]-产生认知-多感官刺激的指令,优选地以无线方式控制主人机界面和子人机界面的认知-多感官刺激输出;
[0082]-评估人的运动相对于认知/多感官视觉刺激的反应时间;
[0083]-存储被测试训练人员/运动员的一个互动;
[0084]-存储被测试训练人员/运动员和子人机界面之间产生的互动;
[0085]-存储评估、分析和训练的数据;
[0086]-加载逻辑指令和执行逻辑指令,以控制主认知训练和评估方案;和
[0087]-执行逻辑指令,通过认知-多感官系统的主/子人机界面对其进行评估或进行训练,计算训练人员/运动员的表现。
[0088]主人机界面被配置成控制:至少一个子人机界面,所有子人机界面之间的相互作用,和训练人员/运动员和每个人机界面之间的相互作用。
[0089]参考图9,认知子人机界面,如图10A-10F所示的一个具体实施方案,包括与主人机界面基本相似的功能电子元件,如:主电脑板,可充电电池组,标识模块等等,不过由于较低的处理要求,可以实现所述子人机界面的电池工作时间。可以确定的是,子人机界面不必使用如主人机界面相同的操作系统。不限制本发明,控制器板可以是与主人机界面相同的,即可以是或可以由计算机系统来驱动,然而配置了特定的传感器或刺激器,对应于认知子人机界面的作用,并配合整体认知/多感官刺激系统内,主人机界面驱动和协调的评价或训练程序。
[0090]根据提出的解决方案的一种实施例,如图10A-10F所示,认知子人机界面,包括:(高功率RGB)的LED刺激器产生的光图案,形成在子人机界面的周围,上部、中部和下部检测传感器,均具有环绕着认知子界面360°的检测区域;上部和下部光束收发单元,按角度布置在认知子界面的周围;液晶显示模块;一个声音模块等等。图11示出了认知子人机界面的远程组件,其配合如图10A-10F所示的认知子人机界面的收发单元使用。例如,远程组件包括一个:反射平面镜,角反射器等等元件;组合为光束中断传感器。可以确定的是,如图1OA至1F中所示的认知子人机界面的形状和设置不是必须的;也可以如图2B提到的部件组合形成认知子人机界面。
[0091]认知子人机界面被配置为配合认知多感官刺激系统的整体操作,例如,通过从主人机界面接收指令,根据训练计划,产生的图像到液晶显示器模块上,通过声音模块产生声音,和/或由该LED产生发光图案。从主人机界面收到的指令是整个训练计划中的评估、评价和训练所特定的。按照主人机界面的指示,例如,主或子人机界面的特定的检测传感器被触发后,图像被显示在LCD显示模块上,和/或声音/发光图案被输出。子人机界面可以环绕本身360°向主人机界面传输信号,接收运动表现的计算的时间事件(任务的计时方式)。
[0092]其他类型的特定的子人机界面包括:认知,触觉,超声波,视觉,振动等等被小尺寸的电子封装元件驱动的特定刺激部件。这种子人机界面可以包括由电子封装元件读取的传感器。每个子人机界面可以与其他种子人机界面和主人机界面交换信息,优选地通过无线通信。例如:
[0093]如图12所示,脚启动的触觉子人机界面的一个例子。触觉子人机界面可以包括:与主人机界面相同或小尺寸的电子产品功能组件(主电脑板,控制板,可充电电池组,标识模块)与已配置的I/o芯片接口的压力传感器模块。不限制本发明,图12示出的触觉子人机界面被踩踏,所提出的方案可被实现检测脚踢,肩推,手触碰,开关翻转,等等适当的配置。
[0094]按照一个方案,由主人机界面驱动时,训练人员被期待对认知命令作出响应。触觉子人机界面通过记录训练人员的运动反应,参与认知运动方面的评估、分析和训练。多个触觉子人机界面根据运动/性能和/或角色,被布置在选择的空间位置上。响应于由主人机界面直接地或通过一个子人机界面发送的命令,训练人员/运动员将击打/推动/触碰一个给定的触觉子人机界面。训练人员/运动员在时间(何时)和空间(何地)做出了运动反应,优选地,被无线传输到主人机界面,计算运动表现。这样计算得到认知运动的反应时间。
[0095]如图3A所示,一个存在子人机界面的例子。存在子人机界面可以包括:与主人机界面相同或小尺寸的电子产品功能组件(主电脑板,控制板,可充电电池组,标识模块)与已配置的I/O芯片接口的超声换能器模块。不限制本发明,图3A示出了具有由一个投射超声波束限定的检测区域的存在子人机界面,根据所提出的方案,通过适当光束形状和信号检测级的设置,可检测超声波束散射回来的变化。
[0096]如图3B,13A,13B,图13C和13D所述,另一个触发子人机界面的例子。触发子人机界面可以包括:与主人机界面相同或小尺寸的电子产品功能组件(主电脑板,控制板,可充电电池组,标识模块)与已配置的I/o芯片接口的光束中断检测模块。不限制本发明,图3B示出了具有在美式足球中使用的、通过多个反射的光束限定的检测图案来限定检测区域的触发子人机界面;图13A显示了具有激光束检测篮球落下穿过篮筐的触发子人机界面,而图13B示出了具有光束检测球踢的触发子人机界面,等。复杂的触发事件可以通过配置多个触发子人机界面来检测,如图13C所示的曲棍球,如图13D所示的美国足球。
[0097]主人机界面协调部分的评估方案,可以预期其确定运动/性能的结果。认知-多感官刺激系统通过使用触发子人机界面检测和发送到所述主人机界面,可以测量训练对象扔一个物体到目标上或通过一个特定的区域(例如冰球进球或篮球入筐)的能力,可以预期空间事件的结果(冰球进球)。主人机界面获取信息,进行计算。
[0098]除了以上所述输入型的子人机界面的例子,以下代表输出型的提供感官线索的子人机界面:
[0099]如图14所示,一个视觉提示子人机界面的例子。视觉子人机界面可以包括:与主人机界面相同或小尺寸的电子产品功能组件(主电脑板,控制板,可充电电池组,标识模块)与已配置的I/o芯片驱动的发光元件。不限制本发明,图14示出了在篮球训练中具有发光边框的视觉子人机界面,所提出的方案也可以为一个LED,光板,投射光束等,以作为运动/行动的具体线索。
[0100]主人机界面协调部分的评估方案,其确定训练人员/运动员相应于视觉命令和线索的反应。视觉命令和线索通过一种视觉子人机界面被显示,例如,响应于来自主人机界面的命令而被激活。通过一个子人机界面记录训练人员/运动员所产生的认知-运动反应,例如,但不限于:一个认知子人机界面,触觉子人机界面,触发子人机界面,存在子人机界面,等,并将该反应发送到主人机界面计算。
[0101]如图15所示,一个听觉提示子人机界面的例子。听觉子人机界面可以包括:与主人机界面相同或小尺寸的电子产品功能组件(主电脑板,控制板,可充电电池组,标识模块)与已配置的I/o芯片驱动的发声元件。不限制本发明,图15示出了听觉子人机界面具有优选的无线个人声音回放设备,例如耳机或耳塞,所提出的方案也可以为全向蜂鸣器,铃铛,公用系统的广播等,以作为运动/行动的具体线索。
[0102]主人机界面协调部分的评估方案,其确定训练人员/运动员相应于听觉命令和线索的反应。听觉命令和线索通过一种便携式听觉子人机界面被输出,例如,响应于来自主人机界面的命令而被激活。通过一个子人机界面记录训练人员/运动员所产生的认知-运动反应,例如,但不限于:一个认知子人机界面,触觉子人机界面,触发子人机界面,存在子人机界面,等,并将该反应发送到主人机界面计算。
[0103]如图16所示,一个振动提示子人机界面的例子。振动子人机界面可以包括:与主人机界面相同或小尺寸的电子产品功能组件(主电脑板,控制板,可充电电池组,标识模块)与已配置的I/o芯片驱动的振动产生元件。不限制本发明,图16示出了振动子人机界面具有优选的臂带装置中的无线振动传感器,所提出的方案也可以为腰带,手套,袜子,胸部保护板,背面保护板,鞋底,球板/球拍/桨/棒手柄等,以作为运动/行动的具体线索。为了在评估、分析和训练中,尽可能接近实际体育运动/工作实践中的真实,振动子人机界面应该是最复杂的。
[0104]主人机界面协调部分的评估方案,其确定训练人员/运动员相应于振动命令和线索的反应。振动命令和线索通过一种便携式振动子人机界面被输出,例如,响应于来自主人机界面的命令而被激活。通过一个子人机界面记录训练人员/运动员所产生的认知-运动反应,例如,但不限于:一个认知子人机界面,触觉子人机界面,触发子人机界面,存在子人机界面,等,并将该反应发送到主人机界面计算。
[0105]在运用中,通过按照教练/评估者的需求,建立一个场景,对运动/工作的具体表现/能力进行评估、分析和训练。一个主人机界面和至少一个子人机界面被设置。
[0106]按照所提出的方案,描述一个篮球运动中认知-多感官刺激系统操作的示例。如图17A所示,在半个篮球场上设置认知-多感官系统。例如,主人机界面放置在球场中央的三分线附近。四个触觉子人机界面,形成触觉足垫,可设置在主人机界面的一米左右的前面,形成期望的图案。触觉子人机界面被设置为:由训练人员的/运动员的脚在篮球运动中,脚步位移(一般是全身运动)激活,这在篮球运动中的每一个阶段都是非常重要的。左侧和右侧的触觉足垫,即认知子人机界面可以定位在,例如,6米(18英尺),12米(37英尺)处。在图示的例子中,四个篮球板被使用并相对于所述主人机界面和认知子人机界面设置在不同的位置和取向。每个篮球板上装有一个视觉子人机界面,而一个触发子人机界面设置在篮筐的环上,以检测所述球是否进入篮筐。触发子人机界面不必是如图13A所示的,它可以是简单的一个翼片。球架可根据运动员的需要设置在左侧和右侧,以提供
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