CN105807913A - 基于生物信息的可穿戴装置、系统和操作方法 - Google Patents

基于生物信息的可穿戴装置、系统和操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于生物信息的可穿戴装置、系统和操作方法。该电子装置包括生物传感器，所述生物传感器被配置为感测关于穿戴该电子装置的用户的身体的生物信息。该电子装置还包括控制器，所述控制器被配置为基于生物信息和用户周围环境的周围环境信息确定用户状态，并基于用户状态控制电子装置的功能的改变。

Description

基于生物信息的可穿戴装置、系统和操作方法
本申请要求于2015年1月19日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0008847号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的全部公开为了所有目的通过引用包含于此。
技术领域
以下描述涉及一种可穿戴电子装置、一种包括所述可穿戴电子装置的系统以及一种可穿戴电子装置的操作方法。
背景技术
随着智能电话的普及，各种移动装置已经被开发。这些移动装置给现代人的生活提供了便利。移动装置的不断增长的计算能力使用户能够执行大量任务，所述大量任务通常使用例如个人计算机(PC)来执行。
近来，可穿戴移动装置被引进。可穿戴移动装置接收智能电话经无线数据网络获取的信息。
可穿戴移动装置一旦被适当地穿戴在用户身上，这种可穿戴移动装置就不会为了舒适度、可用性和实用性而在用户上产生形变或调整。
发明内容
提供本发明内容以采用简化形式介绍将在以下具体实施方式中被进一步描述的构思的选择。本发明内容目的不在于确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不在于用来帮助确定要求保护的主题的范围。
根据实施例，提供了一种电子装置，包括：生物传感器，被配置为感测关于穿戴电子装置的用户的身体的生物信息；控制器，被配置为基于生物信息和用户周围环境的周围环境信息确定用户状态，并基于用户状态控制电子装置的功能的改变。
控制器可以被配置为基于周围环境信息以及包含在生物信息中的生物信号信息和生物信号测量信息中的至少一个确定用户状态。
生物信号测量信息可包括来自用户的用于测量用户的生物信号的输入请求。
控制器可被配置为基于生物信息和包含在周围环境信息中的运动信息确定用户的锻炼状态，并基于确定的用户的锻炼状态控制电子装置的功能的改变。
控制器可被配置为基于周围环境信息和包含在生物信息中的生物反应信息确定用户的稳定状态，并基于确定的用户的稳定状态控制电子装置的功能的改变。
控制器可被配置为基于周围环境信息和包含在生物信息中的生物信号测量信息确定用户的生物信号测量状态，并基于确定的用户的生物信号测量状态控制电子装置的功能的改变。
电子装置还可以包括被配置为感测周围环境信息的环境传感器。
周围环境信息可以从与所述电子装置通信的另一电子装置接收。
生物传感器可以被配置为响应于来自用户的输入生成感测信号，并且控制器可以被配置为响应于感测信号确定用户状态，并根据确定的用户状态控制电子装置的功能的改变。
用户状态可以是用户的生物信号测量状态。
控制器可以被配置为控制穿戴在用户的身体的一部分上的电子装置的区域的形变。
控制器可以被配置为使用包括在生物传感器中的电极来控制形变。
控制器可以被配置为通过电活性聚合物(EAP)使用电极来控制形变。
控制器还可以包括确定器，确定器被配置为通过分类器使用周围环境信息和生物信息确定用户状态。
控制器还可以包括训练器，训练器被配置为收集关于电子装置的改变的功能的反馈信息，并基于反馈信息、周围环境信息和生物信息训练分类器。
根据实施例，提供了一种电子装置的方法，包括：从穿戴所述电子装置的用户感测生物信息；基于生物信息和用户周围环境的周围环境信息确定用户状态；基于用户状态控制电子装置的功能的改变。
所述确定的步骤可以包括：基于周围环境信息以及包含在生物信息中的生物信号信息和生物信号测量信息中的至少一个确定用户状态。
生物信号测量信息可以包括来自用户的用于测量用户的生物信号的输入请求。
所述方法还可以包括：感测周围环境信息。
周围环境信息可以从与所述电子装置通信的另一电子装置接收。
所述确定的步骤可以包括：基于生物信息和包含在周围环境信息中的运动信息确定用户的锻炼状态。
所述确定的步骤可以包括：基于周围环境信息和包含在生物信息中的生物反应信息确定用户的稳定状态。
所述确定的步骤可以包括：基于周围环境信息和包含在生物信息中的生物信号测量信息确定用户的生物信号测量状态。
所述控制的步骤可以包括：控制穿戴在用户的身体的至少一部分上的电子装置的区域的形变。
所述控制的步骤可以包括：控制包括在被配置为感测生物信息的传感器中的电极的形变。
所述电极可以通过电活性聚合物(EAP)发生形变。
所述确定的步骤可以包括：通过分类器使用周围环境信息和生物信息确定用户状态。
所述方法还可以包括：收集关于电子装置的改变的功能的反馈信息；基于反馈信息、周围环境信息和生物信息训练分类器。
根据实施例，提供了一种设备，包括：传感器，被配置为感测穿戴电子装置的用户的生物信息和周围环境信息；控制器，被配置为基于生物信息和周围环境信息确定用户状态，并基于用户状态控制电子装置的可穿戴区域的形变功能。
周围环境信息可以包括光信息、温度信息、噪音信息、力信息和运动信息中的至少一个。
生物信息可以包括脉搏波、皮肤温度、脑电波、面部肌肉运动和面部温度中的至少一个。
控制器可以包括：确定器，被配置为通过分类器基于生物信息和包含在周围环境信息中的运动信息确定作为锻炼状态或稳定状态的用户的状态；训练器，被配置为收集关于电子装置的形变功能的反馈信息，并基于反馈信息、周围环境信息和生物信息训练分类器。
确定器可以将包含在周围环境信息和生物信息中的数据产生为包含每个数据的数值的矢量，并使用穿戴电子装置的用户的个人信息调整用户状态，其中，所述数据包括加速度数据、坐标数据和心率数据，所述个人信息包括用户的年龄、身高和体重。
响应于确定器确定用户状态是包括睡眠状态或休息状态的稳定状态，控制器可以通过放松穿戴在用户的身体的一部分上的可穿戴区域来控制可穿戴区域的形变功能。
控制器可以执行用于监测和记录以下信息中的至少一个的功能：休息时间和睡眠时间、血氧饱和度(SpO2)、电子装置的节能、音乐、以及铃声或振动模式。
响应于确定器确定用户状态是锻炼状态，控制器可以通过收紧穿戴在用户的身体的一部分上的可穿戴区域来控制可穿戴区域的形变功能。
控制器可以执行用于监测和记录以下信息中的至少一个的功能：锻炼时间、心率、肌电图(EMG)、音乐、指导锻炼、以及铃声或振动模式。
响应于确定器确定用户正在测量生物信号，控制器可以控制形变功能以使包括在传感器中的电极紧密地接触用户的皮肤。
其它特征和方面将通过以下具体实施方式、附图和权利要求变得清楚。
附图说明
图1是示出根据实施例的电子装置的示例的示图；
图2是示出根据实施例的图1的电子装置的示例的配置的示图；
图3是示出根据实施例的图2的控制器的配置的示图；
图4示出根据实施例的由图3的确定器通过分类器确定用户状态的操作的示例；
图5示出根据实施例的使用图3所述的训练器训练分类器的操作的示例；
图6是示出图1的电子装置的另一示例的配置的示图；
图7示出根据实施例的来自用户的用于控制图1的电子装置的操作的输入的示例；
图8示出根据实施例的基于用户状态的图1的电子装置的操作方法的示例；
图9示出根据实施例的基于用户状态的图1的电子装置的操作方法的另一示例；
图10示出根据实施例的基于用户状态的图1的电子装置的操作方法的另一示例；
图11是示出根据实施例的如图1所示的可穿戴区域的形变的示例的示图；
图12是示出根据实施例的图1的电子装置的操作方法的示例的流程图；
图13是示出根据实施例的穿戴在手腕上的电子装置的方法的示例的流程图；
图14是示出根据实施例的包括图1的电子装置的电子系统的示例的示图；
图15是示出根据实施例的包括图1的电子装置的电子系统的另一示例的示图；
图16是示出根据实施例的包括图1的电子装置的电子系统的另一示例的示图；
贯穿附图和具体实施方式，除非另外描述或提供，否则相同的附图标号将被理解为表示相同的部件、特征和结构。附图可能并非按比例绘制，为了清楚、说明和方便，附图中的部件的相对大小、比例和描绘可能被夸大。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的全面的理解。然而，这里描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修改和等同物对于本领域普通技术人员将会是清楚的。所描述的处理步骤和/或操作的进展是示例；然而，除了必须以特定顺序发生的步骤和/或操作以外，步骤和/或操作的顺序不仅限于这里阐明的顺序，可以如本领域公知的那样改变。此外，为了更加清楚和简明，可省略本领域普通技术人员公知的功能和构造的描述。
这里描述的特征可以以不同形式来实施，不应解释为限于这里所描述的示例。相反地，提供这里描述的示例以使本公开将是彻底的和完全的，并且将向本领域普通技术人员传达本公开的完整范围。
图1是示出根据实施例的电子装置10的示例的示图。
参照图1，电子装置10包括主体50和可穿戴区域70。
电子装置10是用户穿戴或适于穿戴的可穿戴装置。作为一个实施例，电子装置10被示出为手表。但是，手表仅作为说明性示例被提供，电子装置10可被配置为另外的电子装置，如手镯、戒指、项链坠、衣服的一部分或眼镜，因此，电子装置10可不限于此。
电子装置10以便携式装置的形式被提供。
便携式装置包括膝上型计算机、移动电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、移动网络装置(MID)、个人数字助理(PDA)、企业数字助理(EDA)、数码照相机、数码摄像机、便携多媒体播放器(PMP)、个人或便携式导航装置(PND)、手持游戏机、电子图书或智能装置。智能装置以智能手表或智能手环的形式被提供。
主体50是区别于可穿戴区域70的部分，包括对电子装置10执行整体控制的电子部件。主体50包括显示器。例如，显示器显示监测穿戴电子装置10的用户的结果。在一个实施例中，显示器以液晶显示器(LCD)的形式被提供。可选择地，显示器以触摸屏、薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器、有源矩阵OLED(AMOLED)显示器或柔性显示器的形式被提供。
提供可穿戴区域70以允许电子装置10穿戴在用户的身体的一部分上。用户的身体的一部分是例如手腕、前臂、脸部、脖子、脚踝、眼睛和膝盖。可穿戴区域70以手环的形式被提供，从而可附着到用户的身体的一部分上、可穿戴在用户的身体的一部分上、或可从用户的身体的一部分拆卸。例如，可穿戴区域70围绕将被附着到的身体的一部分。因此，电子装置10通过可穿戴区域70直接接触穿戴电子装置10的用户的身体的一部分。在可选择的配置中，电子装置10通过可穿戴区域70直接接触穿戴电子装置10的用户的全身。
可穿戴区域70被提供为主体50的组成部分或者被提供为可从主体50移除。
根据实施例，图2是示出图1所示的电子装置10的配置的示图，图3是示出图2的控制器300的配置的示图。
参照图1至图3，电子装置10包括第一传感器100，第二传感器200和控制器300。第一传感器100和第二传感器200感测将被测量的目标的状态的信息，例如，物理量和化学量。
第一传感器100感测周围环境信息。周围环境信息是与穿戴电子装置10的用户周围的环境、影响或条件有关的信息，包括光信息、温度信息、噪音信息、力信息和运动信息中的至少一个。第一传感器100感测关于用户的周围环境的周围环境信息，所述周围环境包括诸如光、温度、噪音、力、呼叫状态和运动。例如，第一传感器100感测穿戴电子装置10的用户的运动并生成包括用户的运动信息的周围环境信息。第一传感器100可以是环境传感器。
运动信息包括与穿戴电子装置10的用户执行的运动有关的加速度信号、旋转信号、方向信号和坐标信号中的至少一个。
第一传感器100包括至少一个传感器。例如，第一传感器100包括加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和全球定位系统(GPS)传感器中的至少一个。
在一个示例中，在第一传感器100包括加速度传感器的情况下，第一传感器100生成包括基于穿戴电子装置10的用户的运动的加速度信号的周围环境信息。
在另一示例中，在第一传感器100包括陀螺仪传感器的情况下，第一传感器100生成包括与穿戴电子装置10的用户执行的运动有关的旋转信号的周围环境信息。
在另一示例中，在第一传感器100包括地磁传感器的情况下，第一传感器100生成包括与穿戴电子装置10的用户执行的运动有关的方向信号的周围环境信息。
在另一示例中，在第一传感器100包括全球定位系统(GPS)传感器的情况下，第一传感器100可生成包括与穿戴电子装置10的用户执行的运动有关的坐标信号的周围环境信息。
第一传感器100将周围环境信息输出到控制器300。
为了便于描述，示出了周围环境信息包括用户的运动信息的示例。但是，周围环境信息可以包括诸如光、温度、呼叫状态或力的额外的信息作为用户周围环境的要素。
第二传感器200感测穿戴电子装置10的用户的生物信息。例如，生物信息是与穿戴电子装置10的用户的生物信号有关的信息。第二传感器200是生物传感器。生物信息包括生物信号信息和与测量生物信号有关的生物信号测量信息中的至少一个。
第二传感器200感测穿戴电子装置10的用户的生物信号并生成生物信号信息。
生物信号指示对生物体进行持续、间歇或一次性测量、监测或感测的所有类型的信号，并且是每个生物体的独一无二的信号。例如，生物信号包括从身体产生的心电图(ECG)信号、光电容积脉搏波(PPG)信号、肌电图(EMG)信号、声音信号和阻抗信号。
第二传感器200包括至少一个传感器。例如，在第二传感器200包括EMG传感器的情况下，第二传感器200生成包括穿戴电子装置10的用户的EMG信号的生物信息。EMG信号是通过穿戴电子装置10的用户的身体的一部分的肌肉收缩或放松生成的信号。例如，在所述部分是手腕的情况下，第二传感器200生成包括通过手腕的肌肉收缩或放松所产生的EMG信号的生物信息。
例如，EMG信号包括有关于穿戴电子装置10的用户的身体的一部分的肌肉生成的生物电或生物磁信号、生物阻抗信号和生物力学信号。另外，EMG信号还包括穿透穿戴电子装置10的身体的一部分的肌肉的光信号以及通过所述的身体的一部分的肌肉产生的信号(如力信号)。EMG传感器包括例如光传感器、压电传感器和力传感器。
生物信号信息包括关于用户的生物反应的生物反应信息。
例如，生物反应包括脉搏波、皮肤温度、脑电波、面部肌肉运动和面部温度。
生物反应信息包括穿戴电子装置10的用户的稳定信息。例如，稳定信息是关于穿戴电子装置10的用户的稳定状态或休息状态的信息。
在一个说明性示例中，第二传感器200包括三通道自主神经系统(ANS)传感器、脑电波传感器和捕捉传感器中的至少一个。
例如，三通道ANS传感器感测心率(HR)、心率变异性(HRV)、外围容积脉搏波(PPG)、皮肤电反应(GSR)和皮肤温度。脑电波传感器感测四通道中枢神经系统(CNS)，并基于频率范围感测θ波、α波和β波。捕捉传感器感测穿戴电子装置10的用户的面部表情变化、面部肌肉变化或行为反应。
第二传感器200将生物信号信息输出到控制器300。
在另一示例中，第二传感器200从穿戴电子装置10的用户感测生物信号测量信息。例如，生物信号测量信息包括来自穿戴电子装置10的用户的用于测量生物信号的输入信号。第二传感器200感测来自穿戴电子装置10的用户的用于测量生物信号的输入信号。在一个示例中，用户输入所述输入信号以启动生物信号的测量。第二传感器200用作感测和接收输入信号的输入接口。可选择地，输入接口被配置为用于感测和接收输入信号的单独的传感器。
第二传感器200将生物信号测量信息输出到控制器300。
尽管第一传感器100和第二传感器200在图1中被示出为单独的传感器，但是相关领域的普通技术人员将会理解，两个传感器可以是被配置为感测穿戴电子装置10的用户的周围环境信息以及用户的生物信息的单一结构的传感器。
控制器300基于从第一传感器100传输的周围环境信息以及从第二传感器200传输的生物信息确定穿戴电子装置10的用户的状态，并基于确定的用户状态控制电子装置10的功能的改变。例如，用户状态包括用户可能处于的各种情况或状态，例如，锻炼、休息、看电影、感到紧张、阅读、通话和疲劳驾驶。
参照图3，根据实施例，控制器300包括确定器310、控制处理器330和训练器350。
确定器310通过分类器基于周围环境信息和生物信息确定穿戴电子装置10的用户的状态。在一个示例中，分类器即是状态识别功能。
确定器310基于周围环境信息和包括在生物信息中的生物信号信息和生物信号测量信息中的至少一个确定用户状态。周围环境信息包括光信息、温度信息、噪音信息、力信息和运动信息中的至少一个。生物信息包括生物信号的生物信号信息和生物信号测量信息中的至少一个。
在一个示例中，确定器310基于生物信息和包含在周围环境信息中的运动信息确定用户的锻炼状态。
在另一示例中，确定器310基于周围环境信息和生物信息确定用户的稳定状态，例如，紧张状态和睡眠状态。在这里，生物信息包括生物信号信息，例如，生物反应信息。
在另一示例中，确定器310基于周围环境信息和生物信息确定用户的生物信号测量状态，例如，用户的生物信号正在被测量的状态和用户的生物信号将被测量的状态。
确定器310将包括在周围环境信息和生物信息中的每组数据或信号产生为矢量，例如，每组数据(诸如加速度数据、坐标数据和心率数据)的数值，并用该矢量替换分类器。
图4示出根据实施例的由图3的确定器310通过分类器确定用户状态的操作的示例的示图。
为了便于描述，如图4所示，周围环境信息包括加速度数据(ACC_pedo)和坐标数据(GPS_std)，生物信息包括心率数据(HR_mean)。但是，相关领域的普通技术人员将会理解，周围环境信息可以包括如之前关于图2和图3描述的更多或不同的数据信息。
参照图4，包括每组数据(例如，加速度数据、坐标数据和心率数据)的数值的矢量(v)经分类器(C)在特定位置被指示。确定器310基于矢量通过分类器被指示的位置确定穿戴图2的电子装置10的用户的状态，如久坐状态、锻炼状态和睡眠状态。
此外，确定器310还使用用户的个人信息(例如，用户的年龄、身高和体重)来进一步确定穿戴电子装置10的用户的状态。例如，基于与年龄、性别和病史相关的预先定义的参考数据，确定器310通过考虑用户的个人信息调整电子装置10的当前状态。因此，确定器310更加准确地确定用户的当前状态。
也被称为结构控制器的控制处理器330基于确定器310确定的用户状态改变电子装置10的功能。例如，所述功能包括外部环境功能(如电子装置10的形状)和内部环境功能(如内部功能设置和应用)。
控制处理器330基于用户状态改变电子装置10的外部环境功能，如电子装置10的形状。例如，当图1的电子装置10被穿戴在用户的身体的一部分上时，控制处理器330改变电子装置10的可穿戴区域70的形状。此外，控制处理器330改变包括在图2的第二传感器200中的电极的形状。
控制处理器330控制电子装置10的内部环境功能。例如，控制处理器330改变内部功能设置并改变或执行各种应用。
例如，在确定器310确定用户处于稳定状态(如睡眠状态、休息状态或久坐状态)的情况下，控制处理器330控制穿戴在用户的身体的一部分上的电子装置10的可穿戴区域70的形状的改变。例如，控制处理器330控制可穿戴区域70进一步放松。因此，电子装置10为当前处于稳定状态的用户提供更舒适的穿戴感受。此外，控制处理器330改变或执行与记录稳定时间(如休息时间和睡眠时间)、监测血氧饱和度(SpO2)、电子装置10的节能、选择音乐，和/或铃声或振动模式相应的功能或应用。
又例如，在确定器310确定用户锻炼的情况下，控制处理器330控制并改变可穿戴区域70的形状以允许电子装置10被穿戴在用户的身体的一部分上。控制处理器330控制可穿戴区域70的形状进一步收紧。因此，电子装置10适当地固定到穿戴电子装置10的用户的身体的一部分，而不会被摇动，其结果是，电子装置10不会阻碍用户锻炼。此外，控制处理器330改变或执行与记录锻炼时间、监测心率、测量EMG、选择音乐、指导锻炼和/或铃声或振动模式相应的功能或应用。
又例如，在确定器310确定用户正在测量生物信号的情况下，控制处理器330控制形变以允许包括在第二传感器200中的电极紧密地接触皮肤。因此，电子装置10更便利地测量生物信号并且增加了测量的准确性。此外，控制处理器330改变或执行与记录生物信号测量状态、测量结果、测量另一生物信号、选择音乐、危险警告和/或铃声或振动模式相应的功能或应用。
穿戴电子装置10的用户可以基于用户方便性或舒适性重新改变或重新调整电子装置10的控制的或改变的功能。
训练器350从电子装置10的改变的功能收集反馈信息，并基于反馈信息、周围环境信息和生物信息训练确定器310的分类器。例如，训练器350修正确定器310的分类器，例如，状态识别功能。在一个示例中，反馈信息包括关于通过处理器330的控制被控制改变的电子装置10的功能的信息以及关于基于用户方便性改变或调整电子装置10的功能的信息。
图5示出根据实施例的通过图3的训练器350训练分类器的操作的示例。
为便于描述，图5的示例示出训练器350收集与用户的睡眠状态和锻炼状态相关的反馈信息。但是，相关领域的普通技术人员将会理解，训练器350可以收集与用户的各种活动相关的其它类型的反馈信息，例如，在家中时，训练器350将收集与家务活动相关的反馈信息；或者在工作时，训练器350将收集在工作时间期间用户在办公桌旁或与步行量相关的反馈信息。
参照图5，训练器350基于反馈信息(F-DATA1和F-DATA2)、从图2的第一传感器100传输的周围环境信息以及从图2的第二传感器200传输的生物信息修正分类器，例如，状态识别功能。如图5所示，这些信息反映在每个样本中，例如，睡眠样本和锻炼样本。
根据实施例，图6是示出图1所示的电子装置10的另一示例的配置的示图，图7示出来自用户的用于控制图1的电子装置10的操作的输入的示例。
参照图1以及图3至7，电子装置10包括第一传感器100、第二传感器200、控制器300和第三传感器400。电子装置10被提供为图1所示的电子装置10的修改配置。
第三传感器400检测来自穿戴电子装置10的用户的用于测量用户的生物信号的输入。第三传感器400响应于来自用户的输入生成感测信号。来自用户的输入是用于启动测量生物信号的请求。第三传感器400可以用作用于感测和接收来自用户的输入的输入接口。穿戴电子装置10的用户可以通过触摸或者软按钮或硬按钮输入请求。
第三传感器400可以如图6所示被单独配置。在可选择的配置中，第三传感器400可以被包括在第一传感器100、第二传感器200或控制器300中。
控制器300响应于从第三传感器400输出的感测信号确定用户状态，并基于确定的用户状态控制电子装置10的形变。例如，用户状态可以是用户正在睡眠或者锻炼的生物信号测量状态。
图6所示的第一传感器100、第二传感器200和控制器300的配置和操作可以与图2和图3所示的第一传感器100、第二传感器200和控制器300的配置和操作实质相同。
参照图1至图7，通过识别用户执行的各种动作或运动、确定用户状态、并基于确定的用户状态自动控制电子装置10的功能的改变，电子装置10向穿戴电子装置10的用户提供高度便利性。
此外，尽管在图1至图7中，第一传感器100和第二传感器200被示出为单独的传感器，但是相关领域的普通技术人员将会理解，两个传感器可以是被配置为感测穿戴电子装置10的用户的周围环境信息以及用户的生物信息的单一结构的传感器。
图8示出根据实施例的基于用户状态的图1的电子装置10的操作方法的示例。
参照图8，电子装置10可以被穿戴在用户的手腕上。
第一传感器100感测穿戴电子装置10的用户的周围环境的周围环境信息。第一传感器100将感测的周围环境信息输出到控制器300。例如，周围环境信息可包括光信息、温度信息、噪音信息、力信息和运动信息中的至少一个。
第二传感器200感测穿戴电子装置10的用户的生物信息。第二传感器200将生物信息输出到控制器300。例如，生物信息包括生物信号信息和生物信号测量信息中的至少一个。
控制器300基于周围环境信息和生物信息确定用户的锻炼状态，并基于确定的用户的锻炼状态控制电子装置10的功能的改变。
控制器300改变电子装置10的内部环境功能(例如，内部功能设置)，或可以基于用户的锻炼状态改变或执行电子装置10中的各种应用。
在一个说明性示例中，控制器300控制用于使电子装置10能够安全有效地穿戴在用户的身体的一部分上的可穿戴区域70的形变。控制器300控制可穿戴区域70在穿戴可穿戴区域70的用户的身体的一部分上进一步收紧，以确保电子装置10不会从用户身上掉落并且能够有效地接收、处理和监测用户的生物信号。控制器300使得可穿戴区域70更紧密地接触用户皮肤。此外，控制器300改变或执行与记录锻炼时间、监测心率、测量EMG、选择音乐、指导锻炼和/或铃声或振动模式相应的功能或应用。
图9示出根据实施例的基于用户状态的图1的电子装置10的操作方法的另一示例。
参照图9，电子装置10可被穿戴在用户的手腕上。
第一传感器100可产生关于穿戴电子装置10的用户的周围环境的周围环境信息。第一传感器100将周围环境信息输出到控制器300。例如，周围环境信息包括光信息、温度信息、噪音信息、力信息和运动信息中的至少一个。
第二传感器200感测穿戴电子装置10的用户的生物信息。例如，生物信息包括穿戴电子装置10的用户的生物反应信息。例如，生物反应信息包括脉搏波、皮肤温度、脑电波、面部肌肉运动和面部温度。第二传感器200将生物反应信息输出到控制器300。
控制器300基于周围环境信息和生物信息确定用户的稳定状态(如睡眠状态和休息状态)，并基于确定的用户的稳定状态控制电子装置10的形变。
控制器300改变电子装置10的内部环境功能(如内部功能设置)，或者基于用户的稳定状态改变或执行电子装置10中的各种应用。
在一个示例中，控制器300控制用于使电子装置10穿戴在用户的身体的一部分上的可穿戴区域70的形变。控制器300控制可穿戴区域70进一步放松。此外，控制器300的控制处理器330改变或执行与记录稳定时间(如休息时间或睡眠时间)、监测SpO2、电子装置10的节能、选择音乐和/或铃声或振动模式相应的功能或应用。
图10示出根据实施例的基于用户状态的图1的电子装置10的操作方法的另一示例。
参照图10，第一传感器100生成穿戴电子装置10的用户的周围环境的周围环境信息。第一传感器100将周围环境信息输出到控制器300。
传感器(例如，第二传感器200或第三传感器400)感测穿戴电子装置10的用户。
在一个示例中，第二传感器200从穿戴电子装置10的用户感测生物信息。生物信息包括生物信号信息和生物信号测量信息中的至少一个。生物信号测量信息可包括来自穿戴电子装置10的用户的请求测量生物信号的输入。
在另一个示例中，第三传感器400感测来自用户的请求测量生物信号的输入。第三传感器400响应于来自用户的输入生成感测信号。来自用户的输入是用于启动生物信号的测量的输入。
控制器300基于从传感器(例如，第二传感器200或第三传感器400)输出的感测结果确定穿戴电子装置10的用户的状态，并基于确定的用户状态控制电子装置10的可穿戴区域70的形变。在一个示例中，控制器300基于周围环境信息和从第二传感器200输出的生物信息确定用户的生物信号测量状态，并基于用户的生物信号测量状态控制电子装置10的可穿戴区域70的形变。在另一个示例中，控制器300响应于从第三传感器400输出的感测信号确定用户的生物信号测量状态，并基于用户的生物信号测量状态控制电子装置10的形变。
控制器300可改变电子装置10的内部环境功能(如内部功能设置)，或者基于用户的生物信号测量状态改变或执行电子装置10中的各种应用。
在一个说明性示例中，控制器300控制包括在第二传感器200中的电极的形变，以使电极更紧密地接触用户的皮肤。
参照图10，第二传感器200包括电极233和电活性聚合物(EAP)235。电极233是用于从穿戴电子装置10的用户感测生物信号的电极。控制器300通过EAP235控制形变以使电极233更紧密地接触皮肤。此外，控制器300的控制处理器330改变或执行与记录生物信号测量状态、测量结果、测量另一生物信号、选择音乐、警告和/或铃声或振动模式相应的功能或应用。
图11是示出根据实施例的图1所示的可穿戴区域70的形变的示例的示图。
参照图1至图11，可穿戴区域70包括至少一个长度调整构件73和至少一个支撑构件75。
长度调整构件73将主体50连接到支撑构件75。另外，长度调整构件73将多个支撑构件75连接在一起。
基于主体50中的控制器300的控制，长度调整构件73的长度、拉力和弹力可以被改变。长度调整构件73以金属线、细绳、弹性体、线缆、手环、绳索或带子的形式被提供。长度调整构件73的材料可以是任何刚性或柔性材料，例如，塑料、树脂、金属、铝或聚氨酯材料。
支撑构件75在用户的身体的部分上支撑，以使电子装置10能够穿戴在用户的身体的一部分上。
控制器300控制可穿戴区域70(例如，长度调整构件73)的形变，以使电子装置10能够穿戴在用户的身体的一部分上。例如，长度调整构件73的长度、拉力或弹力基于控制器300的控制而改变。此外，长度调整构件73的形状可以基于控制器300的控制而改变。
如参照图8所述，当确定用户当前正在锻炼时，控制器300控制长度调整构件73的长度、拉力、形状或弹力改变，以收紧可穿戴区域70。
如参照图9所述，当确定用户当前正在休息时，控制器300控制长度调整构件73的长度、拉力、形状或弹力改变，以放松可穿戴区域70。
尽管图11的示例示出可穿戴区域70的圆周长度可以被控制为通过长度调整构件73改变，但是收紧或放松可穿戴区域70的功能的改变可以通过空气喷注控制。
为便于描述，示出了用户的锻炼状态、稳定状态(如紧张状态或睡眠状态)以及生物信号测量状态。但是，实施例可以扩展到用户可能所处的各种状态或情况。
图12是示出根据实施例的图1的电子装置10的操作方法的示例的流程图。
参照图12，在操作1110，电子装置10通过感测穿戴电子装置10的用户确定用户状态。
在操作1120，电子装置10基于确定的用户状态控制电子装置10的功能的改变。
图13是示出根据实施例的穿戴在手腕上的电子装置10的方法的示例的流程图。
在操作1310，所述方法通过第一传感器100感测穿戴电子装置10的用户的周围环境的周围环境信息。
在操作1312，所述方法通过第二传感器200感测穿戴电子装置10的用户的生物信息。
在操作1314，周围环境信息和生物信息被控制器300接收并且用户状态(如锻炼状态或休息状态)基于周围环境信息和生物信息被确定。
在操作1316，基于确定的用户状态，控制器300控制电子装置10的功能的改变。
在操作1318，基于用户状态，使用控制器300改变电子装置10的内部环境功能(例如，内部功能设置)，或者控制器300改变或执行电子装置10中的各种应用。在一个说明性示例中，控制器300中的方法控制用于使电子装置10能够安全有效地穿戴在用户的身体的一部分上的可穿戴区域70的形变。控制器300中的方法控制可穿戴区域70在穿戴可穿戴区域70的用户的身体的一部分上进一步收紧，以确保电子装置10不会从用户掉落并且能够有效地接收、处理和监测用户的生物信号。此外，控制器300中的方法改变或执行与记录锻炼时间、监测心率、测量EMG、选择音乐、指导锻炼和/或铃声或振动模式相应的功能或应用。
图14是示出根据实施例的包括图1的电子装置10的电子系统1100的示例的示图。
参照图14，电子系统1100包括电子装置10和另一电子装置1110。
电子装置1100被配置为个人计算机(PC)、数据服务器或便携式装置。
便携式装置包括膝上型计算机、移动电话、智能电话、平板PC、MID、PDA、EDA、数码照相机、数码摄像机、PMP、PND、手持游戏机、电子图书或智能装置。
智能装置以智能手表或智能手环的形式被提供。
例如，电子装置1110是用户穿戴或适于穿戴的可穿戴装置。
电子装置10和电子装置1110彼此通信。第一传感器100被配置为生成周围环境信息并且被包括在电子装置1100中。电子装置1110将周围环境信息发送到电子装置10。
例如，在电子装置1110是移动电话或智能电话的情况下，电子装置1110可将包括呼叫信息的周围环境信息发送到电子装置10。例如，尽管呼叫信息可以通过第一传感器100获取，但是呼叫信息可以通过电子装置1110直接获取。
电子装置10的控制器300基于从电子装置1110发送的周围环境信息以及第二传感器200生成的生物信息确定用户状态，并控制电子装置10的功能的改变。例如，用户状态包括锻炼状态、休息状态、看电影状态、紧张状态、阅读状态、通话状态、疲劳驾驶状态和用户可能处于的其他各种状态或情况。
图14所示的第一传感器100、第二传感器200和控制器300的配置和操作可与图2和图3所示的第一传感器100、第二传感器200和控制器300的配置和操作实质相同。
图15是示出包括图1的电子装置10的电子系统1200的另一示例的示图。
参照图15，电子系统1200包括电子装置10和主机1210。
除了参照图1提供的描述以外，电子装置10可以是病人监护仪、ECG装置、呼吸率传感器、脉搏率传感器、体温传感器、电导传感器或者医学成像装置。
电子装置10和主机1210彼此通信。例如，电子装置10和主机1210彼此联网。电子装置10控制主机1210，或者主机1210控制电子装置10。
主机1210以便携式电子装置的形式被提供。便携式电子装置包括膝上型计算机、移动电话、智能电话、平板PC、MID、PDA、EDA、数码照相机、数码摄像机、PMP、PND、手持游戏机、电子图书或智能装置。
智能装置以智能手表或智能手环的形式被提供。
主机1210连续地监测穿戴电子装置10的用户的状态。例如，用户状态是健康状态、生理状态或者医疗状态。
图16是示出根据实施例的包括图1的电子装置10的电子系统1300的另一示例的示图。
参照图16，电子系统1300包括电子装置10、网关1310和主机1330。电子系统1300可以是健康监测系统。
电子装置10和主机1330可以通过网关1310彼此通信。
网关1310以便携式电子装置的形式被提供。便携式电子装置包括膝上型计算机、移动电话、智能电话、平板PC、MID、PDA、EDA、数码照相机、数码摄像机、PMP、PND、手持游戏机、电子图书或智能装置。
主机1330是医疗机构的医疗系统。
执行这里关于如图12至13所描述的操作的图1至11和图14至16所示的设备、处理器、模块、装置和其它部件通过硬件部件实现。硬件部件的示例包括控制器、传感器、发生器、驱动器和其它任何本领域普通技术人员公知的电子元件。在一个示例中，硬件部件由一个或更多个处理器或计算机实现。处理器或计算机由一个或更多个处理元件实现，所述处理元件诸如逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或任何本领域普通技术人员公知的其它装置或装置的组合，这些装置或装置的组合能够以定义的方式响应并执行指令以得到想要的结果。在一个示例中，处理器或计算机包括或连接到存储被处理器或计算机执行的指令或软件的一个或更多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件部件执行指令或软件，如操作系统(OS)和一个或更多个在OS上运行以执行这里关于图12至13描述的操作的软件应用。硬件部件还响应于指令或软件的执行来访问、操作、处理、创建和存储数据。简单起见，这里描述的示例中使用单数术语“处理器”或“计算机”，但是在其它示例中，使用多个处理器或计算机，或者一个处理器或计算机包括多个处理元件或多类型的处理元件，或者应用以上两种形式。在一个示例中，硬件部件包括多个处理器，在另一个示例中，硬件部件包括一个处理器和一个控制器。硬件部件具有不同的处理配置中的任何一个或更多个，所述不同处理配置的示例包括单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理、以及多指令多数据(MIMD)多处理。
执行这里关于图1至11和14至16所描述的操作的图12至13所示的方法被由如上描述的执行指令或软件以执行这里描述的操作的处理器或计算机执行。
控制处理器或计算机以实现硬件部件并执行如上所述的方法的指令或软件被写为计算机程序、代码段、指令或它们的任何组合，用于单独或共同指示或配置处理器或者计算机作为机器或专用计算机操作，以执行如上所述的由硬件部件和方法所执行的操作。在一个示例中，指令或软件包括被处理器或计算机直接执行的机器代码，如编译器产生的机器代码。在另一个示例中，指令或软件包括被处理器或计算机使用解释器执行的高级代码。本领域普通技术程序员能够很容易地基于附图中示出的方框图或流程图以及说明书中的相应描述来编写指令或软件，这些方框图或流程图以及说明书中的相应描述公开了用于执行如上所述的由硬件部件和方法所执行的操作的算法。
控制处理器或计算机以实现硬件部件并执行如上所述的方法的指令或软件、以及任何关联数据、数据文件和数据结构被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-RLTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘以及本领域普通技术人员公知的任何装置，所述本领域普通技术人员公知的任何装置能够以非暂时性方式存储指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构，并能向处理器或计算机提供指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构，以使处理器或计算机能执行指令。在一个示例中，指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构被分布在联网的计算机系统上，以使指令和软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构被处理器或计算机以分布方式存储、访问和执行。
虽然本公开包括具体示例，但是本领域普通技术人员清楚的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以对这些示例进行形式和细节上的各种改变。这里描述的示例被认为只具有描述性意义，而不用于限制的目的。每个示例中的特征和方面的描述被认为可适用于其它示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术和/或如果描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式组合和/或由其他组件及其等同物替换或补充，则可以得到合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且权利要求及其等同物的范围内的所有变化被解释为包括在本公开中。

Claims (38)

1.一种电子装置，包括：
生物传感器，被配置为感测关于穿戴所述电子装置的用户的身体的生物信息；
控制器，被配置为基于生物信息和用户周围环境的周围环境信息确定用户状态，并基于用户状态控制所述电子装置的功能的改变。
2.如权利要求1所述的电子装置，其中，控制器被配置为基于周围环境信息以及包含在生物信息中的生物信号信息和生物信号测量信息中的至少一个确定用户状态。
3.如权利要求2所述的电子装置，其中，生物信号测量信息包括来自用户的用于测量用户的生物信号的输入请求。
4.如权利要求1所述的电子装置，其中，控制器被配置为基于生物信息和包含在周围环境信息中的运动信息确定用户的锻炼状态，并且基于确定的用户的锻炼状态控制所述电子装置的功能的改变。
5.如权利要求1所述的电子装置，其中，控制器被配置为基于周围环境信息和包含在生物信息中的生物反应信息确定用户的稳定状态，并且基于确定的用户的稳定状态控制所述电子装置的功能的改变。
6.如权利要求1所述的电子装置，其中，控制器被配置为基于周围环境信息和包含在生物信息中的生物信号测量信息确定用户的生物信号测量状态，并且基于确定的用户的生物信号测量状态控制所述电子装置的功能的改变。
7.如权利要求1所述的电子装置，还包括：
环境传感器，被配置为感测周围环境信息。
8.如权利要求1所述的电子装置，其中，周围环境信息从与所述电子装置通信的另一电子装置接收。
9.如权利要求1所述的电子装置，其中，生物传感器被配置为响应于来自用户的输入生成感测信号，并且
控制器被配置为响应于感测信号确定用户状态，并基于确定的用户状态控制所述电子装置的功能的改变。
10.如权利要求9所述的电子装置，其中，用户状态是用户的生物信号测量状态。
11.如权利要求1所述的电子装置，其中，控制器被配置为控制穿戴在用户的身体的一部分上的所述电子装置的区域的形变。
12.如权利要求1所述的电子装置，其中，控制器被配置为使用包括在生物传感器中的电极来控制形变。
13.如权利要求12所述的电子装置，其中，控制器被配置为通过电活性聚合物(EAP)使用电极来控制形变。
14.如权利要求1所述的电子装置，其中，控制器包括：
确定器，被配置为通过分类器使用周围环境信息和生物信息确定用户状态。
15.如权利要求14所述的电子装置，其中，控制器还包括：
训练器，被配置为收集关于电子装置的改变的功能的反馈信息，并基于反馈信息、周围环境信息和生物信息训练分类器。
16.一种电子装置的方法，包括：
从穿戴所述电子装置的用户感测生物信息；
基于生物信息和用户周围环境的周围环境信息确定用户状态；
基于用户状态控制电子装置的功能的改变。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述确定的步骤包括：
基于周围环境信息与包含在生物信息中的生物信号信息和生物信号测量信息中的至少一个确定用户状态。
18.如权利要求17所述的方法，其中，生物信号测量信息包括来自用户的用于测量用户的生物信号的输入请求。
19.如权利要求16所述的方法，还包括：
感测周围环境信息。
20.如权利要求16所述的方法，其中，周围环境信息从与所述电子装置通信的另一电子装置接收。
21.如权利要求16所述的方法，其中，所述确定的步骤包括：
基于生物信息和包含在周围环境信息中的运动信息确定用户的锻炼状态。
22.如权利要求16所述的方法，其中，所述确定的步骤包括：
基于周围环境信息和包含在生物信息中的生物反应信息确定用户的稳定状态。
23.如权利要求16所述的方法，其中，所述确定的步骤包括：
基于周围环境信息和包含在生物信息中的生物信号测量信息确定用户的生物信号测量状态。
24.如权利要求16所述的方法，其中，所述控制的步骤包括：
控制穿戴在用户的身体的一部分上的电子装置的区域的形变。
25.如权利要求16所述的方法，其中，所述控制的步骤包括：
使用包括在被配置为感测生物信息的传感器中的电极来控制形变。
26.如权利要求25所述的方法，其中，电极通过电活性聚合物(EAP)发生形变。
27.如权利要求16所述的方法，其中，所述确定的步骤包括：
通过分类器使用周围环境信息和生物信息确定用户状态。
28.如权利要求27所述的方法，还包括：
收集关于电子装置的改变的功能的反馈信息；
基于反馈信息、周围环境信息和生物信息训练分类器。
29.一种设备，包括，
传感器，被配置为感测穿戴电子装置的用户的生物信息和周围环境信息；
控制器，被配置为基于生物信息和周围环境信息确定用户状态，并基于用户状态控制电子装置的可穿戴区域的形变功能。
30.如权利要求29所述的设备，其中，周围环境信息包括光信息、温度信息、噪音信息、力信息和运动信息中的至少一个。
31.如权利要求29所述的设备，其中，生物信息包括脉搏波、皮肤温度、脑电波、面部肌肉运动和面部温度中的至少一个。
32.如权利要求29所述的设备，其中，控制器包括：
确定器，被配置为通过分类器基于生物信息和包含在周围环境信息中的运动信息确定作为用户的锻炼状态或稳定状态的状态；
训练器，被配置为收集关于电子装置的形变功能的反馈信息，并基于反馈信息、周围环境信息和生物信息训练分类器。
33.如权利要求32所述的设备，其中，确定器将包含在周围环境信息和生物信息中的数据产生为包含每个数据的数值的矢量，并使用穿戴电子装置的用户的个人信息调整用户状态，其中，所述数据包括加速度数据、坐标数据和心率数据，所述个人信息包括用户年龄、身高和体重。
34.如权利要求32所述的设备，其中，响应于确定器确定用户状态是包括睡眠状态或休息状态的稳定状态，控制器通过放松穿戴在用户的身体的一部分上的可穿戴区域来控制可穿戴区域的形变功能。
35.如权利要求34所述的设备，其中，控制器执行用于监测和记录以下信息中的至少一个的功能：休息时间和睡眠时间、血氧饱和度(SpO2)、电子装置的节能、音乐、以及铃声或振动模式。
36.如权利要求32所述的设备，其中，响应于确定器确定用户状态是锻炼状态，控制器通过收紧穿戴在用户的身体的一部分上的可穿戴区域来控制可穿戴区域的形变功能。
37.如权利要求36所述的设备，其中，控制器执行监测和记录以下信息中的至少一个的功能：锻炼时间、心率、肌电图(EMG)、音乐、指导锻炼、以及铃声或振动模式。
38.如权利要求32所述的设备，其中，响应于确定器确定用户正在测量生物信号，控制器控制形变功能以使包括在传感器中的电极紧密地接触用户的皮肤。
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