肢体交互式学习方法与装置的制作方法

专利名称：肢体交互式学习方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种肢体交互式学习方法与装置，尤其是涉及一种可协助使用者在不同使用情境下，通过身体的摆动设计进行不同的学习模式并结合互动模式的情境仿真，从而增加使用者的学习效果。
背景技术：
学习语言或音乐方面的技能，往往十分地不容易，因为环境未被塑造成有利学习的环境，学习的效能常常是事倍功半。个体经验而获得的行为改变，当一生物体可以知觉并改变行为，便可以称为学习。学习是一种习惯。举例来说，学习语言的最佳途径就是直接听对方怎么说，并且常常听，最后养成习惯，小
时候我们就是这样学习母语的。实际上，语言就是一个一个格式(pattern)所组成的串行，要不断听、不断练习，直到可分辨出不同的pattern,但是在学习外国语时，因为无法置身在外国的环境，不知外国人是怎么念这段文章或这个字或是听不清楚想再听一次时，市售的语言学习机可能就是解决此一问题的最好工具。
市面上语言学习机所具备的功能大同小异，像是播放声音文件、音乐文件，A-B段重复播放、可调整播放速度、进行练习、测验等，这些都是直接通过产品所设计的按键进行语言学习的操作，而且在过程中使用者大多只能依照语言学习教材内容的节奏进行，往往无法掌握自己的学习节奏而产生学习不适应的情况。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种肢体交互式学习方法与装置，以协助使用者在不同使用情境下，通过身体的摆动设计进行不同的学习模式并结合互动模式的情境仿真以期增加使用者的学习效果。
为了实现上述目的，本发明提供了一种肢体交互式学习方法，其特点在于，包含有
(A) 开启肢体交互式学习装置电源，并选择功能模式；
(B) 使用者将肢体互动学习装置的动作传感器配置于身体肢体；
(C) 该动作传感器检测使用者肢体振动，并将检测的振动信号传送至一 运算处理单元；
(D) 该运算处理单元判断该振动信号是否有效，若判断该振动信号为有 效则进行步骤(E)，反之，若判断该振动信号为无效则进行步骤(C);
(E) 使用者以肢体振动信号来控制数据储存单元内学习内容的播放、暂 停、录制、时间点设定、时间点搜寻、播放速度调整、或进行互动应答；
(F) 在学习内容播放结束前，使用者都可持续以步骤(C)依功能模式产生 肢体振动信号来进行肢体交互式学习，或也可以在学习内容播放结束前按下学 习装置上停止键或通过使用者产生特定的肢体振动信号以结束学习内容并进
入(G)步骤；以及
(G) 结束。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(A)的肢体交互式学习 装置为便携式装置。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(A)的开启肢体交互式 学习装置电源的电源来源为电池或太阳能其中之一。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(B)的动作传感器可内 建于肢体交互式学习装置或是独立于肢体交互式学习装置之外，并以有线或无 线方式与肢体交互式学习装置作信号传送沟通。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(B)的动作传感器配置 于身体肢体部位包含手部、脚部、腰部或头部其中之一。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(E)的以肢体振动信号 来控制数据储存单元内学习内容的该学习内容，包含影像或声音其中之一。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(E)的以肢体振动信号 来控制数据储存单元内学习内容的该学习内容，可以通过学习装置的数据传输 单元以有线或无线方式连接至一外部数据处理装置或另一个肢体交互式学习 装置，以进行该学习内容的传送，其中该数据传输单元可为具有蓝芽或红外线 或IEEE 802. ll或WiFi等数据传输协议的通讯接口，或为具有USB数据传输接口的连接器，或为具有IEEE 1394数据传输接口的连接器其中之一。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(E)的以肢体振动信号 来控制数据储存单元内学习内容的录制，是指使用者以肢体振动信号激活学习 内容的录制，在录制过程中使用者以肢体振动信号对录制内容设定任意个学习 内容时间点(播放暂停记录点)，当该学习装置播放该录制学习内容时，学习内 容播放至该设定时间点时会自动暂停，使用者可以回放键反复播放该设定时间 点至前一个设定时间点的内容，或是取消回放键并以肢体振动信号来播放该设 定时间点至下 一 个设定时间点的内容。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(E)的以肢体振动信号 来控制数据储存单元内学习内容时间点设定，指使用者以肢体振动信号对录制 内容或播放内容设定任意个学习内容时间点。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(E)的以肢体振动信号 来控制数据储存单元内学习内容的时间点搜寻，是指使用者以肢体振动信号对 播放内容往前或往后搜寻特定的设定时间点或以按键单元输入特定时间点编 号，并从该特定时间点进行学习内容播放。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(E)的以肢体振动信号 来控制数据储存单元内学习内容的播放速度调整，是指使用者以产生肢体振动 信号的时间间隔来选择并改变学习内容的播放速度。
上述肢体交互式学习方法，其点征在于，该步骤(E)的数据储存单元内 学习内容，可通过一回放键进行反复播放功能。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(E)的数据储存单元内 学习内容可通过一显示单元或一扬声器的至少其中之一输出至外界。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该显示单元是指LED、 LCD显示器、 LED显示器、等离子显示器以及CRT显示器其中之一
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该肢体交互式学习方法可应用于 语言学习、音乐或节奏学习。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该肢体交互式学习方法可应用于 语言学习、音乐或节奏学习以及任何能以自然记忆方式学习的知识领域。
上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该动作传感器为加速规、陀螺仪、 力量感测器、位移传感器或机械式振动传感器的至少其中之一所构成。
9上述肢体交互式学习方法，其特点在于，该步骤(D)可利用一强度准位调整单元进行使用者肢体振动信号有效与否判断的最大临界值准位的调整。
本发明还提供一种利用肢体交互式学习装置来学习语言的方法，其特点在于，包含有(Al)开启学习装置电源以及使用者将肢体互动学习装置的动
作传感器配置于身体肢体；(A2)选择模式；(A3)使用者肢体动作检测；(A4)问题播放；(A5)使用者肢体动作检测；(A6)答案播放；(A7)记录使用者肢体动作时间间距；(A8)判断是否启动重复播放，若结果为是，执行步骤(A4)重复播放同一问题，若结果为否，执行步骤(A9); (A9)依据使用者肢体动作时间间距选择播放速度意即使用者通过肢体振动的节奏控制学习内容的播放速度；(A10)更新问题；(All)判断使用者是否按下停止键或产生特定的肢体振动以结束播放，若结果为是，执行步骤(A12)结束播放，若结果为否，则执行步骤(A3)进行使用者动作检测以播放新的问题并以步骤(A9)选择的播放速度播放新的问题；以及(A12)结束。
上述利用肢体交互式学习装置来学习语言的方法，其特点在于，该步骤(A3)或(A5)的使用者肢体动作检测为通过加速规、陀螺仪、力量传感器、位移传感器或机械式振动传感器中至少一个所构成。
本发明还提供一种利用肢体交互式学习装置来学习音乐的方法，其特点在于，包含有(Bl)开启学习装置电源以及使用者将肢体互动学习装置的动作传感器配置于身体肢体；(B2)选择模式；(B3)使用者肢体动作检测；(B4)间隔时间设定；(B5)播放音乐；(B6)比较间隔时间与使用者肢体动作记录时间；(B7)判断音乐内容是否己结束、或使用者是否按下停止键或产生特定的肢体振动以结束播放音乐，若结果为是，执行步骤(B8);若结果为否，则执行步骤(B3) ; (B8)依据(B6)计算误差率；以及(B9)显示误差率。
上述利用肢体交互式装置来学习音乐的方法，其特点在于，该步骤(B3)的动作检测为通过加速规、陀螺仪、力量传感器、位移传感器或机械式振动传感器中至少一个所构成。
本发明还提供一种利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特点在于，包含有(Cl)开启学习装置电源以及使用者将肢体互动学习装置的动作传感器配置于身体肢体；(C2)选择模式；(C3)问题播放；(C4)使用者肢体动作检测；(C5)判断该肢体动作是否代表正确答案，若结果为是，
10执行步骤(C6);若结果为否，则执行步骤(C7) ; (C6)以影音显示方式告知使用者答案正确，执行步骤(C9); (C7)以影音显示方式告知使用者答案不正确，执行步骤(C8); (C8)显示正确答案；(C9)更新问题；(C10)判断使用者是否按下停止键或产生特定的肢体振动以结束问题播放，若结果为是，
执行步骤(C11)结束播放，若结果为否，则执行步骤(C3)问题播放以播放新的问题；以及(C11)结束。
上述利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特点在于，该步骤(C4)的使用者肢体动作检测为通过加速规、陀螺仪、力量传感器、位移传感器或机械式振动传感器中至少一个所构成。
上述利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特点在于，该步骤(C5)的判断该肢体动作是否代表正确答案，包含判断肢体动作次数、动作姿态或动作顺序中至少一个。
上述利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特点在于，该步骤(C6)及(C7)的影音显示方式包含灯号显示、声音提示、影像显示中至少
一个o
上述利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特点在于，该
步骤(C8)的显示正确答案包含声音提示或影像显示中至少一个。
本发明的功效在于，通过使用者自行调整学习装置肢体振动强度判断准位的机制，让使用者以更自在地肢体振动或更适合该环境的肢体振动达到良好的学习效果。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。


图l为本发明肢体交互式学习装置的功能方块示意图2A为本发明肢体交互式学习装置的第一实施状态示意图2B为本发明肢体交互式学习装置的第二实施状态示意图2C为本发明肢体交互式学习装置的第三实施状态示意图；图3为本发明肢体交互式学习方法流程图；图4A、 4B为本发明肢体交互式学习装置针对不同学习功能的流程图5为本发明肢体交互式学习方法针对学习语言的时间设定示意图6为本发明肢体交互式学习方法针对学习音乐的时间设定示意图7为本发明肢体交互式学习方法针对互动问答学习的时间设定示意图8为本发明学习装置将动作传感器所感测的信号经过特定分析的运算示
图9为本发明肢体交互式学习装置应用一调整装置来控制动作传感器灵敏度的波形示意图。
其中，附图标记
A1:第一您室 糸 口宋A2:第二答案
A3:第二您室 糸—■ 口宋A4:第四答案
M1:第一动作检测触发信号M2:第二动作检测触发信号
M3:第三动作检测触发信号M4:第四动作检测触发信号
Q1:第一问题Q2:第二问题
T1:第一肢体动作时间T2:第二肢体动作时间
T3:第三肢体动作时间T4:第四肢体动作时间
TV :第一间隔时间TV :第二间隔时间
IV :第三间隔时间TV :第四间隔时间
△T1:第一时间差△T2:第二时间差
△T3:第三时间差1:肢体交互式学习装置
11:运算处理单元12:动作传感器
13:显示单元14:扬声器
15:数据储存单元16:暂存记忆单元
17:数据传输单元18:按键单元
19:声音输入孔20:声音输出孔
21、22、 25:肢体交互式学习装置23、26:动作传感器24、 27:感应线
31:开启肢体交互式学习装置电源，并选择功能模式32:使用者将肢体互动学习装置的动作传感器配置于身体肢体33
该动作传感器检测使用者肢体振动，并将检测信号传送至一运算处理单元
34:该运算处理单元判断振动信号是否为有效
35:使用者以有效的肢体振动信号来控制数据储存单元内学习内容的播放、暂停、录制、时间点设定、时间点搜寻、播放速度调整、或进行互动应答
36:在学习内容播放结束前使用者可按下学习装置上停止键或通过使用者产生特定的肢体振动以结束学习内容
重复播放更新问题
结束
间隔时间设定
37:结束
41:选择功能模式412:问题播放414:416:418:420:
422:424:425:427:432:434:435:436:438:
51:
40:开启电源
411:使用者肢体动作检测
413:使用者肢体动作检测
415:记录L时间
417:依据TA选择播放速度
419:停止播放
421:使用者肢体动作检测
423:播放音乐
比对间隔时间与使用者肢体振动记录时间
判断是否结束音乐 426:计算误差率
显示误差率 431:问题播放
使用者肢体动作检测 433:判断肢体动作是否正确
以影音显示方式告知使用者正确以影音显示方式告知使用者不正确
显示正确答案 437:更新问题
停止播放 439:结束
最大临界值准位 52:第二临界值准位
53:最小临界值准位
具体实施例方式
配合下列

本发明的详细结构及其连结关系。
请参阅图l所示，为本发明肢体交互式学习装置的功能方块示意图，其包
括 一运算处理单元ll、 一动作传感器12、 一显示单元13、 一扬声器14、 一数据储存单元15、 一暂存记忆单元16、 一数据传输单元17、 一按键单元18、 一声音输入孔19、 一声音输出孔20。其中，该显示单元13，用以显示播放学习内容 的相关信息；动作传感器12用以感测肢体振动信号并将信号送给运算处理单元 ll进行肢体动作信号分析处理，按键单元18用以提供使用者选择学习模式，其 主要用以提供使用者学习装置功能操作的按键，其可包括play/pause键(播 放键)、power键(电源键)、r印eat键(回放键)、录音键及快转/快退键等， 或是用以选择语言、音乐或机智问答等学习项目的选择键等，以上仅为列举一、 两个功能，熟习本技术领域的技术人员可增加或删减按键，以符合需求；声音 输入孔19及声音输出孔20用以提供声音输入与输出的界面；运算处理单元ll 用以做肢体振动信号分析判断、执行多媒体数据处理和其它通讯传输；数据储 存单元15用以存取系统本体内10的所有功能模式内的数据；暂存记忆单元16 用以暂存记忆的缓冲空间；数据传输单元17做所有连接接口的数据交换一般而 言常采用的数据传输单元为USB界面，但并非以此为限，以无线连接而言，该 数据传输单元可为具有蓝牙(bluetooth)或红外线或IEEE 802. ll或WiFi等数 据传输协议的通讯接口，而以有线连接而言，该数据传输单元可为具有IEEE 1394数据传输接口的连接器；扬声器14用以提供系统所需的警告声响或音源输 出。
请参阅图2A所示，为本发明肢体交互式学习装置的第一实施状态示意图， 其中该肢体交互式学习装置21内部设置一动作传感器(图中未示)，例如该 肢体交互式学习装置21被设计成一腕带或脚带或可装置于腰部或头部的形式， 当使用者振动他的肢体(手或脚)或扭动腰部或摆动头部时，动作传感器就可 一并被带动，进而产生感应信号，即可产生后续动作。
请参阅图2B所示，为本发明肢体交互式学习装置的第二实施状态示意图， 其中该肢体交互式学习装置22与一动作传感器23是利用一感应线24做电性连 接，同时动作传感器23被设计成腕带或脚带或可装置于腰部或头部的形式，当 使用者振动他的肢体(手或脚)或扭动腰部或摆动头部时，动作传感器23就可 一并被带动产生感应信号，通过感应线24传递至该肢体交互式学习装置1，即 可产生后续动作；当然熟习本领域技术的技术人员，也可利用射频(RF)或蓝 牙(Blue Tooth)等无线技术来取代感应线24，使用者于做出对应动作时可更 加无拘束，上述无线传输技术也为本发明所囊括。
请参阅图2C所示，为本发明肢体交互式学习装置的第三实施状态示意图，其中该肢体交互式学习装置25与一动作传感器26是利用一感应线27做电性连接。动作传感器26是被设计成腕带或脚带或可装置于腰部或头部的形式，而肢体交互式学习装置25被设计成一液晶屏幕的形式，且将图l所有揭示的构件置入液晶屏幕的电路中。当使用者注意液晶屏幕而对应其问题而振动他的肢体(手或脚)或扭动腰部或摆动头部时，动作传感器26就可一并被带动产生感应信号，通过感应线27传递至该肢体交互式学习装置25，即可产生后续动作；当然熟习本领域技术的技术人员也可利用射频(RF)或蓝牙(Blue Tooth)等无线技术来取代感应线24，使用者于做出对应动作时可更加无拘束，上述无线传输技术也为本发明所包含。
请参阅图3所示，为本发明肢体交互式学习方法流程图，其包括有下列步骤31，开启肢体交互式学习装置电源，并选择功能模式；步骤32，使用者将肢体互动学习装置的动作传感器配置于身体肢体；步骤33，该动作传感器检测使用者肢体动作，并将检测信号传送至一运算处理单元；
步骤34，该运算处理单元判断该动作信号是否为有效，若判断信号为有效则进行步骤35，反之若判断信号为无效，则进行步骤33;
步骤35，使用者以有效的肢体动作信号来控制数据储存单元内学习内容的播放、暂停、录制、时间点设定、时间点搜寻、播放速度调整、或进行互动应答；
步骤36，在学习内容播放结束前，使用者都可持续以步骤33依功能模式产
生肢体振动进行肢体交互式学习，或也可以在学习内容播放结束前按下学习装置上停止键或通过使用者产生特定的肢体动作以结束学习内容并进入步骤37;
以及
步骤37，结束。
以上仅为利用肢体交互式学习装置来进行学习的方法通则，而实施例则需参考下述各附图的说明。第一实施例
请同时参阅图1、图4A、 4B及图5所示，当选取欲执行的模式后，图1所揭露的运算处理单元11接收到一按键单元18所传输的电子信号后，自暂存记忆单元16内获取对应的模式，即如图4A所揭露的选择模式41，自图4A左数第一列流程所示，其包括有开启电源40、选择功能模式41、使用者肢体
动作检测411、问题播放412、使用者肢体动作检测413、答案播放414、记录 L时间415 (此TA时间为以上两个肢体动作时间的间距)、重复播放416、依 据TA选择播放速度417、更新问题418、停止播放419、结束420。例如以 本发明装置进行英文单字背颂练习为例，首先使用者选择对应的单字背诵模 式，接着使用者产生肢体振动，由动作传感器12检测到该振动信号后，通过 运算处理单元11针对该振动信号进行信号分析判断，其是否为有效的肢体振 动信号(学习装置对于无效的肢体振动信号将不会产生后续的对应作动)，再 由数据储存单元15取出一对应英文单字的中文题目QJ如图4A揭露步骤问 题播放412、图5的第一问题Q》，并通过扬声器(Speaker) 14产生对应题 目的中文发音-"集会"，此时使用者可以通过口说或手写的方式，去回答该 中文题目所对应的英文单字，当使用者已回答该单字，并想要进一步确认答案 是否正确，或是不知道答案而想确认正确答案为何，使用者再通过产生肢体振 动并由动作传感器12检测(如图4A的步骤动作检测413)，通过运算处理 单元11判断为有效肢体振动信号后(例如图5所揭露第一动作检测触发信 号Mh第二动作检测触发信号M2、第三动作检测触发信号M3及第四动作检测 触发信号MJ ，并由数据储存单元15取出对应该中文题目Qj勺正确英文单字 答案Ai (如图4A的步骤答案播放414、图5的第一答案A,)，并通过扬声 器14产生对应答案的英文发音-"Session, s-e-s-s-i-o-n"，而从Ql至产 生Al之间的使用者练习及答案时间间隔即为《(图4A中步骤记录L时间 415),会被记录并储存于暂存记忆单元16中，此时即完成第一题英文单字的 练习；若按下按键单元18的回放键，则当下一次动作传感器12再检测到使用 者肢体振动信号时，将重复执行同一英文单字题目的播放(如图4A中的步骤 重复播放416)，即可重复播放中文题目Ql与英文发音A1，直到重复键被解 除为止。
接着，若使用者欲进行下一问题，通过该动作传感器12检测到使用者的 肢体振动信号，则重新自数据储存单元15及暂存记忆单元16中获取新的英文 单字所对应的中文题目Q2，例如下一题目Q2的中文发音-"同意"，此时 使用者可以通过口说或手写的方式，去回答该中文题目所对应的英文单字，当 使用者练习完该单字，并想要确认答案是否正确，或是想确认正确答案为何，
16此时使用者再通过产生肢体振动并由动作传感器12检测，通过运算处理单元11判断为有效的肢体振动信号后，并由数据储存单元15取出对应该中文题目Q2的正确英文单字答案A2，并通过扬声器14产生对应答案的英文发音-"Agree, a-g-r-e-e"，而从Q2至产生A2之间的使用者练习及答案时间间隔，即为新的^会被记录并储存于暂存记忆单元16中，此时即完成第二题英文单字的练习，以此类推进行接下来的练习。
在练习的过程中，使用者可依据对于题目的熟练度，来调整本身肢体振动的频率来改变问题与答案播放的节奏，借此功能达到训练难易度的调整，以及进阶练习的目的；例如当使用者练习第N题作答练习时间为7，此时若使用者判断对题目的熟练度足够，或是想进行更进阶的练习，当进行第N+1题的练习时便能够以较短的时间作答，此时作答练习时间为4w，通过运算处理单元ll判断得知7V";，使用者便可根据该结果来选取较快的特定播放速度(如图4B的步骤依据TA选择播放速度417)，则当使用者进行第N+2题的练习时，题目Qw+2以及答案A^的内容，便依据较快的特定速度，再由扬声器14进行播放；或是使用者可利用肢体振动频率加快，用以縮短调整K的时间，通过加快出题的速度，来达到熟练度练习与进阶练习的目的，使同一教材内容在使用者不同的肢体振动频率可以表现不同的难易度训练，通过使用者自行掌握学习节奏进而提升使用者学习的自信心与学习意愿。第二实施例
请同时参阅图1、 4A、 4B、 6所示，为本发明第二实施例的示意图，本实施例可应用于学习音乐或节奏，其运算处理单元11除了第一实施例所揭露的方法外，也可自暂存记忆单元16内选用对应的另一模式，并搭配一显示单元13，以方便使用者得知目前状态信息，并可进行不同模式的选择(如图4A所揭露由选择模式41至动作检测421)。本实施例与第一实施例的不同点在于本实施例为一种使用者依据固定节奏的学习方式。如图4A左数第二列流程所示，其包括有开启电源40、选择功能模式41、使用者肢体振动检测421、间隔时间设定422、播放音乐423、比较间隔时间与使用者肢体振动记录时间424、判断是否结束音乐425、依据比对间隔时间与使用者肢体振动记录时间的结果计算误差率426、显示误差率427。以乐曲的学习为例，首先使用者选择对应的固定节奏学习模式，当使用者欲进行特定乐曲的节奏学习，将特定乐曲信息储存于数据储存单元15，此时使用者以肢体振动(如图4A步骤动作
检测421)启动乐曲播放(如图4A步骤播放音乐424)，乐曲播放时间点为7)，当扬声器14自数据储存单元15播放该特定乐曲信息时，使用者应该在乐曲信息固定小节正确的间隔时间点，进行肢体振动以达到音乐节奏学习的目的，而当动作传感器12检测到使用者肢体振动的信号后(例如图6所揭露第一动作检测触发信号M^第二动作检测触发信号M2、第三动作检测触发信号M3及第四动作检测触发信号M4)，此时时间点为(如图6所示)，经由运算处理单元11计算与7;相差的间隔时间Ar' = (7^-r》，并与该特定乐曲正确节奏间隔时间^ = (7/-7;)进行比较并计算误差率(如图6所示，以及图4A步骤比对间隔时间与肢体动作记录424)，接着由运算处理单元11判断乐曲是否播放结束(如图4A步骤结束音乐425)，若乐曲尚未结束，则运算处理单元11继续比对下一个乐曲小节，得到该使用者肢体振动的间隔时间与该特定乐曲正确节奏间隔时间的误差率；若运算处理单元11判断乐曲已经播放结束，则计算各小节所得到的误差率信息(如图4B步骤计算误差率426)，最后输出使用者学习该首乐曲的节奏误差率，并由显示单元13显示该误差率(如图4B步骤显示误差率427)以告知使用者。而此固定节奏的学习方式也可运用于其它节奏感的训练使用。第三实施例
另外，请参阅图4A、 4B所示的左数第三列的流程所示，其包括有开启电源40、选择功能模式41、问题播放431、使用者肢体动作检测432、判断该肢体动作内容是否代表正确答案433、以影音显示(如文字、灯号或发出声音等)方式告知使用者正确434、以影音显示(如文字、灯号或发出声音等)方式告知使用者不正确435、显示正确答案436、更新问题437、停止播放438、结束439。本实施例在说明使用者与本发明装置的互动学习模式功能(可应用于互动问答)，当使用者选择互动模式(如图4A步骤选择功能模式41)，并自数据储存单元15中选择欲进行互动学习的学习题库数据后，接着由运算处理单元ll传送对应的问题信息(如图4A步骤问题播放431)，并由显示单
元13或是扬声器14以声音或影像的方式对使用者进行发问，例如此时使用者可以肢体振动的次数来进行答案的动作(例如当动作传感器装置在手腕上时，挥手一下代表答案为(A)，挥手两下代表答案为(B)…，依此类推)，由运算处理单元11判断动作传感器12所检测到的肢体振动次数(如图4A步骤
动作检测432)，是否符合对应问题的答案选项(如图4A步骤判断该肢体动作内容是否代表正确答案433)，再通过显示单元13或是扬声器14以声音、影像或灯号的方式告知使用者答案为正确；若运算处理单元11判断由动作传感器12所检测的肢体振动次数，非为对应问题的答案选项，则除了会通过显示单元13或是扬声器14以声音、影像或灯号的方式告知使用者答案不正确之外，也可同时以显示单元13或是扬声器14以声音或影像的方式告知使用者正确的答案信息(如图4B步骤显示正确答案436)，再由运算处理单元ll传送下一题的问题信息给使用者(如图4B步骤更新问题437)，直到运算处理单元11判断题库题目结束或是使用者以肢体动作结束互动模式。第四实施例
请参阅图1及图7所示，为本发明第4实施例，若以文章的默写或默读为例，当使用者欲进行特定文章的默写或默读练习时，将该特定文章信息储存于数据储存单元15，接着使用者选择本实施例的应用模式进行默写或默读练习，待使用者开始针对该特定文章内容进行默写或默读，当进行至特定段落或特定字数时，此时使用者欲核对默写或默读的内容是否正确，即可以产生肢体振动，并通过动作传感器12检测到该振动信号后，通过运算处理单元11自数据储存单元15中获取该对应特定段落或字数的第一答案A (泛指一般文字或图形信息)，并通过显示单元13或是扬声器14以声音或影像的方式，告知使用者该对应特定段落或字数的第一答案A,，以提供使用者进行内容核对，待使用者核对结束后，即可继续进行下一段落文章的默写或默读，并依前述的肢体振动方式进行第二答案A2的核对，直到运算处理单元ll判断文章内容结束，或是使用者自行结束应用模式，而第三答案A3或第四答案A4则依上述模式进行运作。
请参阅图8所示，为本发明学习装置将动作传感器所感测的信号经过特定分析的运算示意图。当使用者通过肢体振动，并利用动作传感器12检测振动信号后，送入运算处理单元11进行特定分析，当检测到第一个超过最大临界值准位51信号时，由运算处理单元ll开始进行时间计数，若于设定的AT计数时间内有N个大于第二临界值准位52信号，以及N个小于最小临界值准位53信号，则当AT时间到达时，运算处理单元ll会计算出有一个肢体振动信号产生，同时运算处理单元11根据该信号特定的学习模式操作学习装置作动。通过此肢体振动信号分析的运算，其运算处理单元11可以判读得到有效的使用者肢体振动信号并依据此有效的肢体振动信号来处理学习装置的后续作动，也即不会因为只单纯判断任一输入信号的振幅大小或频率，而误判振动信号并进而导致学习装置操作上的误动作，因此可以确保学习的过程更顺利且更为正确。
请参阅图9所示，为本发明肢体交互式学习装置应用一调整装置来控制动作传感器灵敏度的波形示意图。当不同对象，例如男生和女生在使用本发明所用的学习装置时，其肢体振动所产生的振动力量不尽相同，此时使用者可以利用一强度准位调整单元(图中未示)进行肢体振动信号最大临界值准位的自行调整，以调到最适合个人使用的强度准位，如此个人可以依据自己出力的不同达到相同的操作结果，而不用特别费力或很不舒服的去进行肢体振动学习的动作；因男生的力量一般而言较大，其最大临界值准位(如上波形图)会较女
生(如下波形图)为高，而使两者所产生的肢体运动信号为相同，因此动作传感器即可正常作动。
当使用者调整该强度准位调整单元(图中未示)此时运算处理单元11会依据调整的结果改变计算一个正确肢体振动信号的最大临界值准位。另一可能情境为当使用环境改变，如使用环境中有稳定频率的振动时(例如搭乘交通工具)，此时为了不让运算处理单元11误判环境中的振动为有效的肢体振动信号，则可利用该强度准位调整单元(图中未示)提高最大临界值准位，以达到于特殊环境中仍可正常使用的目的。通过使用者可自行调整学习装置肢体振动强度判断准位的机制，让使用者以更自在的肢体振动或更适合该环境的肢体振动达到良好的学习效果。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种肢体交互式学习方法，其特征在于，至少包含有(A)开启肢体交互式学习装置电源，并选择功能模式；(B)使用者将肢体互动学习装置的动作传感器配置于身体肢体；(C)该动作传感器检测使用者肢体振动，并将检测所得的振动信号传送至一运算处理单元；(D)该运算处理单元判断该振动信号是否有效，若判断该振动信号为有效则进行步骤(E)，反之若判断该振动信号为无效则进行步骤(C)；(E)使用者以肢体振动信号来控制该学习装置的数据储存单元内学习内容之播放、暂停、录制、时间点设定、时间点搜寻、播放速度调整或进行互动应答；(F)在学习内容播放结束前，使用者持续以步骤(C)产生肢体振动信号来进行交互式学习，或在学习内容播放结束前按下学习装置上的停止键、或通过使用者产生特定的肢体振动信号以结束学习内容并进入(G)步骤；以及(G)结束。
2、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(A) 的肢体交互式学习装置为便携式装置。
3、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(A) 的开启肢体交互式学习装置电源的电源来源为电池或太阳能其中之一。
4、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(B) 的动作传感器可内建于肢体交互式学习装置或是独立于肢体交互式学习装置 之外，并以有线或无线方式与肢体交互式学习装置作信号传送沟通。
5、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(B) 的动作传感器配置于身体肢体部位包含手部、脚部、腰部或头部其中之一。
6、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(E) 的以肢体振动信号来控制数据储存单元内学习内容的该学习内容，包含影像或 声音其中之一。
7、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(E) 的以肢体振动信号来控制数据储存单元内学习内容的该学习内容，可以通过学习装置的数据传输单元以有线或无线方式连接至一外部数据处理装置或另一 个肢体交互式学习装置，以进行该学习内容的传送，其中该数据传输单元可为具有蓝芽或红外线或IEEE 802. ll或WiFi等数据传输协议的通讯接口，或为具 有USB数据传输接口的连接器，或为具有IEEE 1394数据传输接口的连接器其中之一。
8、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(E) 的以肢体振动信号来控制数据储存单元内学习内容的录制，是指使用者以肢体 振动信号激活学习内容的录制，在录制过程中使用者以肢体振动信号对录制内 容设定任意个学习内容时间点(播放暂停记录点)，当该学习装置播放该录制学 习内容时，学习内容播放至该设定时间点时会自动暂停，使用者可以回放键反 复播放该设定时间点至前一个设定时间点的内容，或是取消回放键并以肢体振 动信号来播放该设定时间点至下一个设定时间点的内容。
9、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(E) 的以肢体振动信号来控制数据储存单元内学习内容时间点设定，指使用者以肢 体振动信号对录制内容或播放内容设定任意个学习内容时间点。
10、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(E) 的以肢体振动信号来控制数据储存单元内学习内容的时间点搜寻，是指使用者 以肢体振动信号对播放内容往前或往后搜寻特定的设定时间点或以按键单元 输入特定时间点编号，并从该特定时间点进行学习内容播放。
11、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(E) 的以肢体振动信号来控制数据储存单元内学习内容的播放速度调整，是指使用 者以产生肢体振动信号的时间间隔来选择并改变学习内容的播放速度。
12、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(E) 的数据储存单元内学习内容，可通过一回放键进行反复播放功能。
13、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(E) 的数据储存单元内学习内容可通过一显示单元或一扬声器的至少其中之一输 出至外界。
14、 根据权利要求13所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该显示单 元是指LED、 LCD显示器、LED显示器、等离子显示器以及CRT显示器其中之一 。
15、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该肢体交 互式学习方法可应用于语言学习、音乐或节奏学习。
16、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该肢体交 互式学习方法可应用于语言学习、音乐或节奏学习以及任何能以自然记忆方式 学习的知识领域。
17、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该动作传 感器为加速规、陀螺仪、力量感测器、位移传感器或机械式振动传感器的至少 其中之一所构成。
18、 根据权利要求l所述的肢体交互式学习方法，其特征在于，该步骤(D) 可利用一强度准位调整单元进行使用者肢体振动信号有效与否判断的最大临 界值准位的调整。
19、 一种利用肢体交互式学习装置来学习语言的方法，其特征在于，包含有(Al)开启学习装置电源以及使用者将肢体互动学习装置的动作传感器 配置于身体肢体；； (A2)选择模式； (A3)使用者肢体动作检测； (A4)问题播放； (A5)使用者肢体动作检测； (A6)答案播放；(A7)记录使用者肢体动作时间间距；(A8)判断是否启动重复播放，若结果为是，执行步骤(A4)重复播放同一 问题，若结果为否，执行步骤(A9);(A9)依据使用者肢体动作时间间距选择播放速度，意即使用者通过肢体 振动的节奏控制学习内容的播放速度；(A10)更新问题；(All)判断使用者是否按下停止键或产生特定的肢体振动以结束播放， 若结果为是，执行步骤(A12)结束播放，若结果为否，则执行步骤(A3)进行使 用者动作检测以播放新的问题并以步骤(A9)选择的播放速度播放新的问题；以(A12)结束。
20、 根据权利要求19所述的利用肢体交互式学习装置来学习语言的方法， 其特征在于，该步骤(A3)或(A5)的使用者肢体动作检测为通过加速规、陀 螺仪、力量传感器、位移传感器或机械式振动传感器中至少一个所构成。
21、 一种利用肢体交互式学习装置来学习音乐的方法，其特征在于，包含有(Bl)开启学习装置电源以及使用者将肢体互动学习装置的动作传感器配置于身体肢体；；(B2)选择模式； (B3)使用者肢体动作检测； (B4)间隔时间设定； (B5)播放音乐；(B6)比较间隔时间与使用者肢体动作记录时间；(B7)判断音乐内容是否己结束、或使用者是否按下停止键或产生特定 的肢体振动以结束播放音乐，若结果为是，执行步骤(B8);若结果为否， 则执行步骤(B3);(B8)依据(B6)计算误差率；以及(B9)显示误差率。
22、 根据权利要求21所述的利用肢体交互式装置来学习音乐的方法，其特 征在于，该步骤(B3)的动作检测为通过加速规、陀螺仪、力量传感器、位移 传感器或机械式振动传感器中至少一个所构成。
23、 一种利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特征在于， 包含有(Cl)开启学习装置电源以及使用者将肢体互动学习装置的动作传感器配 置于身体肢体；；(C2)选择模式； (C3)问题播放； (C4)使用者肢体动作检测；(C5)判断该肢体动作是否代表正确答案，若结果为是，执行步骤(C6); 若结果为否，则执行步骤(C7);(C6)以影音显示方式告知使用者答案正确，执行步骤(C9);(C7)以影音显示方式告知使用者答案不正确，执行步骤(C8);(C8)显示正确答案；(C9)更新问题；(C10)判断使用者是否按下停止键或产生特定的肢体振动以结束问题播放，若结果为是，执行步骤(C11)结束播放，若结果为否，则执行步骤(C3)问题播放以播放新的问题；以及(C11)结束。
24、 根据权利要求23所述的利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特征在于，该步骤(C4)的使用者肢体动作检测为通过加速规、陀螺仪、力量传感器、位移传感器或机械式振动传感器中至少一个所构成。
25、 根据权利要求23所述的利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特征在于，该步骤(C5)的判断该肢体动作是否代表正确答案，包含判断肢体动作次数、动作姿态或动作顺序中至少一个。
26、 根据权利要求23所述的利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特征在于，该步骤(C6)及(C7)的影音显示方式包含灯号显示、声音提示、影像显示中至少一个。
27、 根据权利要求23所述的利用肢体交互式学习装置来做互动问答学习的方法，其特征在于，该步骤(C8)的显示正确答案包含声音提示或影像显示中至少一个。
全文摘要
本发明涉及一种肢体交互式学习方法，至少包含A.开启肢体交互式学习装置电源，选择功能模式；B.使用者将肢体互动学习装置的动作传感器配置于身体肢体；C.该传感器检测肢体振动，并将检测到的振动信号传送至运算处理单元；D.运算处理单元判断振动信号是否有效，若判断无效则进行步骤C；E.若判断有效，则使用者以振动信号来控制学习装置的数据储存单元内学习内容的播放、暂停、录制、时间点设定、时间点搜寻、播放速度调整或进行互动应答；F.在学习内容播放结束前，使用者持续以步骤C产生肢体振动信号来进行交互式学习，或在学习内容播放结束前按下学习装置上的停止键、或通过使用者产生特定的肢体振动信号以结束学习内容并结束。
文档编号G09B5/00GK101499216SQ20081000670
公开日2009年8月5日 申请日期2008年1月28日 优先权日2008年1月28日
发明者刘清益, 曾秋升, 游鸿修, 王维汉 申请人:财团法人工业技术研究院;台北市私立柏拉图文理短期补习班