AT521777A4

AT521777A4 - Verfahren und Vorrichtung zur Nachahmung von Katzenschnurren

Info

Publication number: AT521777A4
Application number: ATA51149/2018A
Authority: AT
Original assignee: Pascale Rasinger
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-07-15
Also published as: AT521777B1; WO2020124118A1

Abstract

Verfahren zur Nachahmung von Katzenschnurren, bei dem ein erster elektromechanischer Wandler (8) ein elektrisches Signal (7) in Vibrationen umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal (7) eine Grundfrequenz (28) aufweist und in Zeitabschnitte (26) unterteilt wird, in denen das elektrische Signal (7) mit Frequenzhüben (29), die durch einen Zufallsgenerator bestimmt werden, frequenzmoduliert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachahmung von Katzenschnurren, bei dem ein erster elektromechanischer Wandler ein

elektrisches Signal in Vibrationen umsetzt.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Nachahmung von Katzenschnurren, mit einem ersten elektromechanischen Wandler zur Umsetzung eines elektrischen Signals in Vibrationen und mit einer Verarbeitungseinheit, die das elektrische Signal

erzeugt.

Aus dem Tierreich ist bekannt, dass Katzen nicht nur bei Wohlbefinden, sondern zuweilen auch nach Verletzungen schnurren, um den Heilungsprozess zu begünstigen. Aus diesem Anlass wurden bereits mehrfach die Auswirkungen von Katzenschnurren auf den Menschen untersucht. Es hat sich dabei herausgestellt, dass sich Katzenschnurren nicht nur positiv auf das menschliche Wohlbefinden auswirkt, sondern auch Angst- und Krampfzustände lindern kann. Es wird sogar angedacht, Katzenschnurren zur Osteoporoseprophylaxe, Gesundheitsförderung, Stresslinderung und Schmerztherapie einzusetzen. Um dabei den direkten Kontakt mit Tieren zu vermeiden, sollen zu diesem Zweck Geräte entwickelt

werden, die Katzenschnurren möglichst realistisch wiedergeben.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedenste Vorrichtungen und Verfahren zur Wiedergabe von Katzenschnurren oder an-

derer tierischer Geräusche bekannt.

Beispielsweise sind sogenannte Schnurrkissen bekannt, die ein Zuvor aufgenommenes und auf einem Datenträger abgespeichertes Katzenschnurren wiedergegeben und dabei gleichzeitig in Vibrationen umsetzen. Nachteiligerweise werden aber gerade die tiefen, als angenehm empfunden Frequenzen durch Datenkompression abgeschnitten oder aufgrund ungeeigneter elektromechanischer Wandler nicht ausreichend wiedergegeben. Zudem hat sich herausgestellt, dass ein abgespieltes Katzenschnurren nicht die gleichen Effekte

erzielt wie das Schnurren einer echten Katze.

Aus der US 5,471,192 ist zudem eine künstliche Tiernachbildung bekannt, in deren Inneren ein Lautsprecher zur Wiedergabe von

Tiergeräuschen angeordnet ist. Die Geräusche werden durch einen

Detektor aktiviert, sobald ein Benutzer die Tiernachbildung berührt bzw. streichelt. Vibrationen, wie sie bei echtem Katzen-

schnurren auftreten, werden dabei jedoch nicht erzeugt.

Daneben ist aus der DE 20 2012 104 172 U1 eine Sitzvorrichtung bekannt, welche über ein inkompressibles Koppelmedium und einen Wandler Druckwellen erzeugt und über die Oberfläche der Sitzvorrichtung abgibt. In Kombination mit einer Klangtherapie soll das Wohlbefinden von Benutzern gesteigert werden. Die Sitzvorrichtung der DE 20 2012 104 172 U1 ist Jedoch für den mobilen Einsatz gänzlich ungeeignet. Zudem können zwar Druckwellen erzeugt werden, die dem Sonogramm von Katzenschnurren ähneln, ein authentisches Katzenschnurren kann aber dennoch nicht erzeugt wer-

den.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Geräte bilden Katzenschnurren für die eingangs erwähnten Zwecke nur unzulänglich ab. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu lindern oder zur Gänze zu beseitigen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine mobile Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche die Erzeugung eines künstlichen und zu-

gleich realitätsnahen Katzenschnurrens ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 9. Bevorzugte Ausführungsvarianten sind in den abhängigen

Ansprüchen angeführt.

Demnach weist das elektrische Signal eine Grundfrequenz auf und wird in Zeitabschnitte unterteilt, in denen das elektrische Signal mit Frequenzhüben, die durch einen Zufallsgenerator bestimmt

werden, frequenzmoduliert wird.

Durch die Bestimmung der Frequenzhübe mittels Zufallsgenerator können vorteilhafterweise Vibrationen erzeugt werden, die dem natürlichen Katzenschnurren besonders nahekommen, da die Grundfrequenz von Katzenschnurren, bedingt durch Atmung und andere Körperfunktionen, ebenfalls zufallsbedingten Frequenzfluktuatio-

nen unterliegt. Erfindungsgemäß wird in jedem Zeitabschnitt die

Grundfrequenz bzw. das elektrische Signal mit einem zufällig bestimmten Frequenzhub moduliert. Somit ist Jedem Zeitabschnitt ein mit dem Zufallsgenerator bestimmter Frequenzhub zugeordnet, mit dem das elektrische Signal für die Dauer des Zeitabschnittes moduliert wird. Für die Dauer der Zeitabschnitte bleibt die modulierte Frequenz des elektrischen Signals im Wesentlichen konstant; lediglich zu Beginn und/oder am Ende jedes Zeitabschnitts kann eine Einschwingphase vorgesehen sein. Wie bei natürlichem Katzenschnurren wird somit die Frequenz des erzeugten elektrischen Signals zufallsbedingt in zeitlichen Abständen verändert bzw. moduliert. Die Dauer der Zeitabschnitte entspricht vorzugsweise im Wesentlichen der halben natürlichen Atmungsperiode einer Katze und liegt daher bevorzugt im Bereich zwischen 50 Millisekunden (ms) und 3000 ms, besonders bevorzugt zwischen 100 ms und 2000 ms. Die Dauer der einzelnen Zeitabschnitte kann dabei

konstant sein oder variieren.

Der Zufallsgenerator bestimmt die Höhe der Frequenzhübe, mit denen die Grundfrequenz moduliert wird. Als Frequenzhub wird die Differenz zwischen der Grundfrequenz und der Frequenz des veränderten, d.h. modulierten Signals bezeichnet. Der Frequenzhub wird daher in der Einheit Hertz (Hz) angegeben und weist für zumindest einen Zeitabschnitt ein positives oder ein negatives Vorzeichen auf, so dass der Frequenzhub ungleich Null ist. Vereinzelt kann der Frequenzhub aber auch Null sein, so dass die modulierte Frequenz der Grundfrequenz entspricht. Der Zufallsgenerator bestimmt also, ob die Grundfrequenz des elektrischen Signals in den Jeweiligen Zeitabschnitten erhöht, verringert oder vereinzelt auch beibehalten wird. Vorzugsweise ist aber vorgesehen, dass aufeinanderfolgende Zeitabschnitte Frequenzhübe mit jeweils unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen. Das bedeutet, dass die Vorzeichen der Frequenzhübe aufeinanderfolgender Zeitabschnitte alternieren. Somit liegt die Frequenz des modulierten elektrischen Signals aufeinanderfolgender Zeitabschnitte abwechselnd unter bzw. über der Grundfrequenz. Der Betrag der Frequenzhübe wird aber weiterhin von dem Zufallsgenerator bestimmt. Vereinzelt kann auch ein Frequenzhub von Null vorgesehen sein, muss aber nicht. Diese zufallsbedingte Frequenzmodulation ermöglicht die Erzeugung eines laufend synthetisch generierten

Signals, das dem Schnurren einer Katze sehr nahekommt.

liches vorgesehen sein.

Um das Katzenschnurren besonders realitätsnah nachzubilden, kann die auch Dauer der Zeitabschnitte von dem Zufallsgenerator bestimmt werden. Demnach sind die Zeitabschnitte bei dieser Ausführungsform von unregelmäßiger Dauer. Für die Bestimmung der Dauer der Zeitabschnitte kann alternativ ein eigenständiger, zweiter Zufallsgenerator vorgesehen sein. Wie der Zufallsgenerator kann auch der zweite Zufallsgenerator digital oder analog implementiert sein und gegebenenfalls eine eigenständige Einheit bilden. Bevorzugt wäre aber auch der zweite Zufallsgenerator zusammen mit dem restlichen Verfahren in der Verarbeitungseinheit, wie beispielsweise einem Mikroprozessor oder einem Mikrocontroller, in Form eines Programms implementiert. Bevorzugt wird aber aus ökonomischen Gründen die Dauer der Zeitabschnitte mit dem gleichen Zufallsgenerator bestimmt, der auch die Frequenzhübe

bestimmt.

Um die beim Katzenschnurren durch die Atmung hervorgerufenen

Fluktuationen noch besser nachzubilden, ist es günstig, wenn in zeitlichen Abständen eine Phasenverschiebung des elektrischen Signals durchgeführt wird. Die Phasenverschiebung kann sprunghaft durchgeführt werden. Um akustische Artefakte durch Signal oder Potentialsprünge zu vermeiden und die elektromechanischen Wandler zu schützen, erfolgt die Phasenverschiebung jedoch bevorzugt rampenförmig. Die Phasenverschiebung findet somit nicht instantan, sondern über einen vorgegebenen Zeitraum statt, in der die Phase des Signals gemäß einer zu- oder abnehmenden Rampenfunktion kontinuierlich verschoben wird. Vorzugsweise beträgt die Höhe der Phasenverschiebung +/- 180°, kann jedoch beliebig groß sein und ein beliebiges Vorzeichen aufweisen. Die Höhe der Phasenverschiebung kann auch mit dem Zufallsgenerator zufallsbestimmt sein oder mit dem Zufallsgenerator bestimmten zufallsbe-

dingten Fluktuationen unterliegen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Phasenverschiebung des elektrischen Signals zu Beginn eines jeden Zeitabschnitts stattfindet. Damit können die durch die Atmung einer Katze bedingten Fluktuationen besonders gut nachgebildet werden. Wie bei der Frequenzmodulation kann auch bei der Phasenverschiebung zu Beginn eines Jeden Zeitabschnittes eine Einschwingphase vorgesehen sein. Vorzugsweise wird das elektrische Signal in aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten abwechselnd um im Wesentlichen 180° gemäß einer Rampenfunktion nach vor (+180°) und zurück (-180°) verschoben. Die Rampe stellt dabei quasi die Einschwingphase dar. Nach der Einschwingphase findet für die verbleibende Zeit des Zeitabschnittes keine weitere Phasenverschiebung mehr statt. Vorzugsweise wird das elektrische Signal in Zeitabschnitten mit positiven Frequenzhüben um ca. 180° nach vor und in Zeitabschnitten mit negativen Frequenzhüben

um ca. -180° nach hinten verschoben.

ES kann vorgesehen sein, dass dem elektrischen Signal ein Rauschen überlagert wird, wobei das Rauschen vorzugsweise durch eine variable Bandbegrenzung begrenzt ist, deren Parameter in Zeitabständen durch den Zufallsgenerator verändert werden. Durch das überlagerte Rauschen wirkt das Katzenschnurren auf den Benutzer besonders authentisch, da durch das Rauschen Strömungsge-

räusche, wie sie bei der Atmung einer Katze entstehen, abgebil-

det werden können. Bei dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Bandbegrenzung einstellbar ist. Die Bandbegrenzung kann durch ein Bandpassfilter, einen Hochpassfilter, einen Tiefpassfilter oder eine Reihenschaltung aus Hochpass- und Tiefpassfilter erzeugt werden. Die Filter sind ebenfalls vorzugsweise in einem Programm der Verarbeitungseinheit implementiert. Der Zufallsgenerator kann in Zeitabständen die Bandbegrenzung, also die Grenzfrequenzen des Bandpass-, des Hochpass- und/oder Tiefpassfilters, verändern. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Zeitabstände jeweils den Zeitabschnitten entsprechen. Während der Zeitdauer eines Zeitabschnittes bleiben die Parameter vor-

zugsweise konstant.

Um die Illusion eines Katzenschnurrens zu verstärken, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein zweiter elektromechanischer Wandler, insbesondere ein Lautsprecher, vorgesehen, der das elektrische Signal in ein akustisches Signal umsetzt. Bevorzugt geben der erste und der zweite elektromechanische Wandler das gleiche elektrische Signal wieder. Zu diesem Zweck können zwei Ausgänge an einer das Verfahren ausführenden Verarbeitungseinheit oder an einer mit der Verarbeitungseinheit verbundenen Verstärkerstufe vorgesehen sein, die das gleiche elekt-

rische Signal zur Verfügung stellen.

Hinsichtlich einer realitätsnahen Nachbildung des Katzenschnurrens hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Grundfrequenz im Bereich zwischen 5 Hz und 40 Hz oder im Bereich zwischen 10 und 35 Hz, vorzugsweise im Bereich zwischen 13 Hz und 32 Hz oder im Bereich zwischen 17 Hz und 30 Hz, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 22 und 28 Hz oder im Bereich zwischen 25,5 Hz und 27,5 Hz , insbesondere bei im Wesentlichen 26,5 Hz liegt. Dadurch wird das künstliche Katzenschnurren als besonders authentisch

empfunden.

Bevorzugt liegt der Frequenzhub im Bereich zwischen -5 Hz und 10 Hz, vorzugsweise im Bereich zwischen -4 Hz und 8 Hz oder im Bereich zwischen -3 Hz und 6 Hz, besonders bevorzugt im Bereich zwischen -2 und 5 Hz, insbesondere im Bereich zwischen -1,5 und 3,5 Hz.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiters vorgesehen, dass die Amplitude des elektrischen Signals mit Amplitudenhüben variiert wird. Dabei wird eine Basisamplitude der Grundschwingung erhöht oder verringert. Die Differenz der Basisamplitude und der veränderten Amplitude des elektrischen Signals wird als Amplitudenhub bezeichnet. Der Amplitudenhub kann wie der Frequenzhub positive oder negative Werte annehmen oder auch Null sein. Es kann vorgesehen sein, dass, ähnlich wie bei der Frequenzmodulation, das Signal in Zeitabschnitte unterteilt wird, in denen das Signal in der Amplitude variiert wird. Vorzugsweise sind die Zeitabschnitte für Variation der Amplitude mit den Zeitabschnitten für die Frequenzmodulation ident. Die Amplitude des amplitudenmodulierten elektrischen Signals kann für die Dauer der Zeitabschnitte konstant sein, es kann aber eine Einschwingphase zu Beginn oder am Ende eines jeden Zeitabschnittes vorgesehen sein. Es hat sich herausgestellt, dass es günstig ist, wenn auch die Werte des Amplitudenhubs für jeden Zeitabschnitt mit Hilfe des Zufallsgenerators bestimmt werden. Vorteilhaft ist, wenn aufeinanderfolgende Zeitabschnitte Amplitudenhübe mit Jeweils unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen. Das bedeutet, dass die Vorzeichen der Amplitudenhübe aufeinanderfolgender Zeitabschnitte alternieren. Somit liegt die Amplitude des in der Amplitude variierten elektrischen Signals aufeinanderfolgender Zeitabschnitte abwechselnd unter bzw. über der Basisamplitude. Der Betrag der Amplitudenhübe wird aber weiterhin von dem Zufallsgenerator bestimmt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Amplitudenhübe positiv sind, wenn die Frequenzhübe positiv sind, und negativ sind, wenn die Frequenzhübe negativ sind. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Amplitude im Übergang zwischen den Zeitabschnitten, also zu Beginn und/oder am Ende eines jeden Zeitabschnittes verringert oder gar

kurzzeitig zu Null gemacht wird.

Aus Ekonomischen Gründen werden sämtliche zufallsbedingte Größen von einem gemeinsamen Zufallsgenerator bestimmt. Es kann jedoch

auch vorgesehen sein, dass für jede zufallsbedingte Größe (Fre-

quenzhub, Amplitudenhub, Dauer der Zeitabschnitte, Höhe der Phasenverschiebung etc.) ein eigenständiger Zufallsgenerator vorgesehen ist. Beispielsweise kann für den Frequenzhub ein erster

Zufallsgenerator, für die Dauer der Zeitabschnitte ein zweiter

Zufallsgenerator etc. vorgesehen sein. Wie der Zufallsgenerator können auch die eigenständigen Zufallsgeneratoren digital oder analog implementiert sein und gegebenenfalls eigenständige Einheiten bilden. Bevorzugt wären aber auch die eigenständigen Zufallsgenerator zusammen mit dem restlichen Verfahren in der Verarbeitungseinheit, wie beispielsweise einem Mikroprozessor oder einem Mikrocontroller, in Form eines Programms implementiert.

Es stellt für die Erfindung keinen Unterschied dar, ob die Zufallsgeneratoren getrennt voneinander oder durch einen gemeinsamen Zufallsgenerator gebildet werden. Die Implementierung wird Jedenfalls vereinfacht, wenn sämtliche Zufallsgeneratoren durch einen gemeinsamen Zufallsgenerator in einem Programm gebildet

werden.

Die gestellte Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, das elektrische Signal mit einer Grundfrequenz zu erzeugen und in Zeitabschnitte zu unterteilen, wobei die Verarbeitungseinheit einen Zufallsgenerator aufweist, mit welchem eine Reihe von Frequenzhüben bestimmt werden, mit denen eine Frequenzmodulation des

elektrischen Signals in den Zeitabschnitten vorgesehen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Zwecks Vermeidung von Wiederholungen wird hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorteile der Vorrichtung auf vorstehende Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen. Gleiche Vorteile, Effekte und Merkmale ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Vor-

richtung.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Vorrichtung um eine tragbare Vorrichtung für den mobilen Einsatz, wie etwa ein Handgerät. Insbesondere kann die gesamte Vorrichtung von einer Polsterung umgeben oder innerhalb eines Kissens angeordnet sein. Die Vorrichtung kann zur Energieversorgung sämtlicher Einheiten einen Energiespeicher, wie beispielsweise einen Akkumulator oder eine Batterie, aufweisen. Darüber hinaus kann die Verarbeitungseinheit über eine Verstärkerstufe und einen Digital/Analog-Wandler

verfügen oder mit diesen verbunden sein. Der erste elektromecha-

nische Wandler und gegebenenfalls auch der zweite elektromechanischer Wandler können jeweils mit einem Ausgang der Verstärker-

stufe verbunden sein.

Die Vorrichtung kann zudem eine Sende- und/oder Empfangseinheit, insbesondere eine Bluetooth Sende- und/oder Empfangseinheit, aufweisen. Über die Sende- und/oder Empfangseinheit können Daten zwischen der Vorrichtung und einer weiteren Sende- und/oder Empfangseinheit ausgetauscht werden. Diese Daten können beispielsweise Befehle enthalten, die die Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens aktivieren bzw. die Durchführung des Verfahrens beenden. Die Daten können auch sogenannte Firmware-Updates enthalten, welche von der weiteren Sende- und/oder Empfangseinheit auf einen Speicher der Vorrichtung übertragen werden. Der Speicher kann einen Teil der Verarbeitungseinheit bilden. Die weitere Sende- und/oder Empfangseinheit kann unter anderem ein Teil eines Smartphones oder eines Computers sein. Somit kann ein Benutzer die Vorrichtung mittels Smartphone einschalten und das Verfahren aktivieren und Parameter anpassen. Es ist beispielsweise möglich, dass mit dem Smartphone die Lautstärke des zweiten elektromechanischen Wandlers justiert oder

deaktiviert werden kann.

Des Weiteren ist es möglich, dass die weitere Sende- und/oder Empfangseinheit einen Teil eines sogenannten Bio-FeedbackSystems bildet. Das Bio-Feedback-System bestimmt mittels einer Messeinrichtung biologische Parameter des Körpers eines Benutzers, um dessen Entspannungsgrad festzustellen. Diese Parameter können beispielsweise die Herzfrequenz und ihre Variabilität, die Hautleitfähigkeit, die Körpertemperatur oder ähnliches sein. Wenn der Entspannungsgrad, genauer die Parameter, die diesen festlegen, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen, so aktiviert das Bio-Feedback-System über die Sende- und/oder Empfangseinheit die Vorrichtung und steuert die Amplitude des erzeugten Signals, um den Entspannungsgrad des Benutzers anzuzeigen. Liegen die Parameter, die den Entspannungsgrad festlegen, außerhalb dieses vorgegebenen Bereiches, so kann über die Sendeund/oder Empfangseinheit die Vorrichtung und das Verfahren deak-

tiviert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Temperatursensor zum Schutz vor Überhitzung vorgesehen. Der Temperatursensor kann die Vorrichtung, insbesondere den ersten und zweiten elektromechanischen Wandler und die Verarbeitungseinheit, deaktivieren, sobald eine vorgegebene Temperatur innerhalb der Vorrichtung

überschritten wird.

Um die Vorrichtung, insbesondere den ersten elektromechanischen Wandler, vor Schäden zu schützen, kann die Vorrichtung einen Beschleunigungssensor und/oder einen Gyroskopsensor aufweisen. Sobald eine Beschleunigung der Vorrichtung festgestellt wird, die über einem vorgegebenen Schwellwert liegt, wird der erste elekt-

romechanischen Wandler deaktiviert, um Schäden zu vermeiden.

Im Folgenden wir die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform anhand von Figuren beschrieben, auf die sie allerdings

nicht beschränkt sein soll.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrich-

tung zur Nachahmung von Katzenschnurren.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Schrägansicht von oben. Es handelt sich um eine beispielhafte Gehäuse-

Konstruktion.

Fig. 3a zeigt einen beispielhaften Frequenzverlauf eines

elektrischen Signals.

Fig. 3b zeigt einen beispielhaften Verlauf einer Phase für Pha-

sensverschiebungen des elektrischen Signals.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zur Nachahmung von Katzenschnurren. Die Vorrichtung 1 ist in einem Kissen

2 angeordnet, welches an einer Seite 3 eine Öffnung 4 aufweist,

durch welche die Vorrichtung 1 eingeführt und im Bedarfsfall

wieder entnommen werden kann.

Die Vorrichtung 1 weist eine Verarbeitungseinheit 5 in Form eines Mikrocontrollers 6 zur Erzeugung eines elektrischen Signals

7 (siehe Fig. 3a) auf. Das elektrische Signal 7 wird an einem

Ausgang 40 des Mikrocontrollers 6 digital zur Verfügung gestellt. Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 einen ersten elektromechanischen Wandler 8 und einen zweiten elektromechanischen Wandler 9 auf. Der erste elektromechanische Wandler 8 ist ein Körperschallwandler 10, der zweite elektromechanische Wandler 9 ist ein Lautsprecher 11. Zwischen dem Mikrocontroller 6 und dem ersten 8 bzw. zweiten elektromechanischen Wandler 9 ist zur Verstärkung sowie zur Umsetzung des elektrischen Signals 7 in ein analoges Signal ein Signalverstärker 12 sowie ein Digital/Analog-Wandler 13 (beide Einheiten in einem Block dargestellt) vorgesehen. Sowohl der erste 8, als auch der zweite elektromechanischen Wandler 9 werden über einen eigenen Ausgang 14 des Signalverstärkers 12 gespeist. Der Ausgang 40 des Mikrocontrollers 6 ist somit über den Digital/Analog-Wandler 13 und den Signalverstärker 12 mit dem ersten 8 und dem zweiten elekt-

romechanischen Wandler 9 verbunden.

Die Vorrichtung 1 verfügt des Weiteren über einen Energiespeicher 15, der über einen Anschluss 16, insbesondere einen MicroUSB-Anschluss, geladen werden kann. Zum Schutz vor Überladung und zur Regelung des Ladestroms ist in der gezeigten Ausfüh-

rungsform ein Laderegler 17 zwischengeschaltet.

Zur Kommunikation mit einem Smartphone, einem Computer oder einem anderen Gerät (nicht dargestellt) kann die Vorrichtung 1 eine Sende- und/oder Empfangseinheit 18, beispielsweise ein Bluetooth-Modul, aufweisen. Über die Sende- und/oder Empfangseinheit 18 kann die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aktiviert bzw. deaktiviert werden. Zudem kann vorgesehen sein, dass über die Sende- und/oder Empfangseinheit 18 Firmwareupdates in den Mikrocontroller 6 eingespielt werden können. Dazu ist die Sende- und/oder Empfangseinheit 18 mit dem Mikrocontroller 6

verbunden.

Das andere Gerät kann beispielsweise ein Smartphone, ein Computer oder ein Bio-Feedbacksystem sein. Ein solches BioFeedbacksystem bestimmt über Körperparameter den Entspannungsgrad einer Person. Wenn die Körperparameter, zum Beispiel Herzfrequenzvariabilität, Hautleitfähigkeit oder Körpertemperatur,

innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen, so aktiviert das

Bio-Feedbacksystem über die Sende- und/oder Empfangseinheit die Vorrichtung und zeigt dem Benutzer mittels der vom ersten elektromechanischen Wandler 8 erzeugten Vibration und/oder dem vom zweiten elektromechanischen Wandler 9 erzeugten akustischen Signal den Entspannungszustand an, wobei die Amplitude des von der Verarbeitungseinheit 5 zu Verfügung gestellten elektrischen Signals 7 in ihrer Höhe dem Entspannungsgrad folgen kann. Sobald die Parameter wieder außerhalb des Bereichs liegen, kann die Vorrichtung deaktiviert oder in einen anderen Modus geschaltet

werden.

Um die Vorrichtung 1 vor Beschädigungen zu schützen, kann diese einen Beschleunigungssensor 19 und/oder einen Gyroskopsensor 20 aufweisen. Sobald eine Beschleunigung der Vorrichtung festgestellt wird, die über einem vorgegebenen Schwellwert liegt, wird der erste elektromechanischen Wandler 8 deaktiviert, um Schäden zu vermeiden. Dazu ist der Beschleunigungssensor 19 und/oder einen Gyroskopsensor 20 mit dem Mikrocontroller 6 verbunden.

Zudem kann ein Temperatursensor 21 vorgesehen sein, der die Vorrichtung, insbesondere den ersten 8 und zweiten elektromechanischen Wandler 9 und die Verarbeitungseinheit 5, deaktiviert, sobald eine vorgegebene Temperatur innerhalb der Vorrichtung 1

überschritten wird.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung 1 in einem beispielhaften Gehäuse 22 aus Kunststoff ohne umgebendes Kissen 2. Zum Einschalten der Vorrichtung kann ein Druckknopf 23 vorgesehen sein. Um Überhitzungen zu vermeiden und die Akustik zu verbessern, verfügt das Gehäuse 22 zudem über Lüftungsschlitze 24. Zum Schutz vor St6ßen ist das Gehäuse umfangsseitig von einem Silikonschutz 25 umge-

ben. Es können aber auch andere Gehäuse 22 vorgesehen sein.

Fig. 3a zeigt einen beispielhaften zeitlichen Frequenzverlauf des elektrischen Signals 7, wobei auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate die Frequenz in Hertz des elektrischen Signals 7 aufgetragen ist. Die Bezugsziffer 7 deutet lediglich an, dass das elektrische Signal 7 dem gezeigten Frequenzverlauf unterliegt. Das elektrische Signal 7 ist in mehrere Zeitabschnitte 26 unterteilt. Das elektrische Signal 7 wird in

den Zeitabschnitten 26 frequenzmoduliert und ändert sich daher

mit der Zeit in der Frequenz. Die Frequenz bleibt aber über die Dauer der Zeitabschnitte 26 im Wesentlichen konstant, es sind lediglich Einschwingvorgänge 27 zu Beginn eines jeden Zeitabschnittes vorgesehen. Das elektrische Signal 7 verfügt über eine Grundfrequenz 28, welche in dem gezeigten Beispiel 26,5 Hz beträgt. Das elektrische Signal 7 bzw. dessen Grundfrequenz 28 wird in jedem Zeitabschnitt 26 frequenzmoduliert, wobei in jedem Zeitabschnitt 26 ein eigener, mittels eines Zufallsgenerators (nicht gezeigt) festgelegter Frequenzhub 29 verwendet wird. Als Frequenzhub 29 wird dabei jene Differenz in Hz bezeichnet, die zwischen der Grundfrequenz 28 und der Frequenz des modulierten elektrischen Signals liegt. Die Höhe der Frequenzhübe 29, welche positiv, negativ oder auch Null sein kann, ist auf der Ordinate ablesbar. Der Zufallsgenerator bestimmt für jeden Zeitabschnitt 26 einen zufällig ausgewählten Frequenzhub 29, Vorzugsweise ist vorgesehen, dass aufeinanderfolgende Zeitabschnitte 26 Frequenzhübe 29 mit unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen. Das bedeutet, dass die Vorzeichen der Frequenzhübe 29 aufeinanderfolgender Zeitabschnitte 26 alternieren. Somit liegt die Frequenz des elektrischen Signals 7 aufeinanderfolgender Zeitabschnitte 26 abwechselnd unter bzw. über der Grundfrequenz 28, In den Einschwingvorgängen 27 nähert sich die Frequenz stetig, im gezeigten Ausführungsbeispiel rampenförmig, dem Frequenzhub 29 des je-

weiligen Zeitabschnittes 26.

In der gezeigten Ausführungsform ist zudem vorgesehen, dass die Zeitabschnitte 26 eine unterschiedliche Dauer besitzen. Die Dauer wird bevorzugt durch den Zufallsgenerator (nicht gezeigt) bestimmt und liegt zwischen 100 und 2000 ms. Diese Dauer ent-

spricht in etwa der halben Atmungsperiode einer Katze.

Es ist vorgesehen, dass der Zufallsgenerator, wie auch der restliche Verfahrensablauf, durch ein Programm realisiert werden, welches von dem Mikrocontroller 6 durchgeführt wird. Natürlich können für jede zufallsbestimmte Größe auch eigenständige Zufallsgeneratoren vorgesehen sein. Aus SÖkonomischen Gründen ist Jedoch nur ein einziger Zufallsgenerator vorgesehen, aus dessen ausgegebenen Werte sich die einzelnen Größen (Dauer der Zeitab-

schnitte, Frequenzhübe, Amplitudenhübe etc.) ableiten lassen.

Vorzugsweise wird bei dem elektrischen Signal 7 zusätzlich zu den obigen Maßnahmen in zeitlichen Abständen eine Phasenverschiebung des elektrischen Signals 7 durchgeführt (vgl. Fig. 3b). Fig. 3b zeigt einen beispielhaften Verlauf der Phasenverschiebung 30 des elektrischen Signals 7. Auf der Abszisse ist die Zeit in Sekunden aufgetragen, die Ordinate gibt die Phase der Phasenverschiebung 30 in Grad wieder. Die die Phasenverschiebung 30 kann aber grundsätzlich eine beliebige Höhe aufweisen. In dem gezeigten Beispiel ist zu erkennen, dass zu Beginn eines jeden Zeitabschnittes eine Phasenverschiebung 30 des elektrischen Signals 7 stattfindet. Allerdings setzt die Phasenverschiebung 30 nicht instantan ein, sondern folgt einer Rampenfunktion, bis ein Endwert der Phasenverschiebung 30 erreicht wird. Nach Beendigung der Rampe findet für die verbleibende Zeit des entsprechenden Zeitabschnitts 26 keine weitere Phasenverschiebung 30 des elektrischen Signals 7 mehr statt. Die Höhe der Phasenverschiebung 30 beträgt in Fig. 3b im Wesentlichen 180° (Differenz zwischen 0° und -180°). Der Verlauf der Phasenverschiebung 30 gibt zu erkennen, dass die Phase des elektrischen Signals 7 in Zeitabschnitten 26 mit positiven Frequenzhüben 29 gemäß einer Rampenfunktion um 180° angehoben wird und in Zeitabschnitten 26 mit negativen Frequenzhüben 29 gemäß einer Rampenfunktion um -180° wieder gesenkt wird. Die Höhe der Phasenverschiebungen 30 kann auch mit dem Zufallsgenerator zufallsbestimmt werden oder zufallsbestimmten Fluktuationen unterliegen. Der Betrag der Höhe der Phasenverschiebung nach Beendigung der

Rampe liegt aber im Bereich von 180°,

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Nachahmung von Katzenschnurren, bei dem ein erster elektromechanischer Wandler (8) ein elektrisches Signal (7) in Vibrationen umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal (7) eine Grundfrequenz (28) aufweist und in Zeitabschnitte (26) unterteilt wird, in denen das elektrische Signal (7) mit Frequenzhüben (29), die durch einen Zufallsgene-

rator bestimmt werden, frequenzmoduliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Zeitabschnitte (26) von dem Zufallsgenerator bestimmt

wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in zeitlichen Abständen eine Phasenverschiebung (30) des

elektrischen Signals (7) durchgeführt wird.

4, Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebung (30) des elektrischen Signals (7) zu Beginn eines jeden Zeitabschnitts (26) stattfindet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem elektrischen Signal (7) ein Rauschen überlagert wird, wobei das Rauschen vorzugsweise durch eine variable Bandbegrenzung begrenzt ist, deren Parameter in Zeitabständen

durch den Zufallsgenerator verändert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfrequenz (28) im Bereich zwischen 5 Hz und 40 Hz oder im Bereich zwischen 10 und 35 Hz, vorzugsweise im Bereich zwischen 13 Hz und 32 Hz oder im Bereich zwischen 17 Hz und 30 Hz, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 22 und 28 Hz oder im Bereich zwischen 25,5 Hz und 27,5 Hz , insbesondere bei

im Wesentlichen 26,5 Hz liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzhübe (29) im Bereich zwischen -5 Hz

und 10 Hz, vorzugsweise im Bereich zwischen -4 Hz und 8 Hz oder

im Bereich zwischen -3 Hz und 6 Hz, besonders bevorzugt im Bereich zwischen -2 und 5 Hz, insbesondere im Bereich zwischen 1,5 und 3,5 Hz Liegen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter elektromechanischer Wandler (9), insbesondere ein Lautsprecher (11), vorgesehen ist, der das elekt-

rische Signal (7) in ein akustisches Signal umsetzt.

9. Vorrichtung (1) zur Nachahmung von Katzenschnurren, mit einem ersten elektromechanischen Wandler (8) zur Umsetzung eines elektrischen Signals (7) in Vibrationen und mit einer Verarbeitungseinheit (5), die das elektrische Signal (7) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (5) dazu eingerichtet ist, das elektrische Signal (7) mit einer Grundfrequenz (28) zu erzeugen und in Zeitabschnitte (26) zu unterteilen, wobei die Verarbeitungseinheit (5) einen Zufallsgenerator aufweist, mit welchem eine Reihe von Frequenzhüben (29) bestimmt werden, mit denen eine Frequenzmodulation des elektrischen Sig-

nals (7) in den Zeitabschnitten (26) vorgesehen wird.

10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

dass ein Temperatursensor (21) zum Schutz vor Überhitzung vorge-

sehen ist.