CN107193382B - 智能可穿戴设备以及自动利用传感器来配置能力的方法 - Google Patents

智能可穿戴设备以及自动利用传感器来配置能力的方法 Download PDF

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Abstract

本发明给出了智能可穿戴设备以及自动利用传感器来配置能力的方法。实施例公开了一种具有传感器的智能可穿戴设备，所述传感器可以采集关于用户的生物输入以及环境数据。这些传感器可以采集传感器输入，从而使得智能可穿戴设备识别出需要实施的任务。如果智能可穿戴设备确定只有通过获取新能力才能正确地实施任务，则智能可穿戴设备可以从各种数据源自动获取必要的能力并且配置其自身正确地实施任务。

Description

智能可穿戴设备以及自动利用传感器来配置能力的方法
本申请是申请日为2015年2月19日、申请号为201580007373.4、发明名称为“智能可穿戴设备以及自动利用生物和环境捕获传感器来配置能力的方法”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求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，通过引用的方式将该申请全文合并在此。
计算机程序附录的合并参考
不适用
关于受到版权保护的材料的提醒
本专利文献中的一部分材料在美国和其他国家的版权法下受到版权保护。版权所有人不反对任何人按照其在美国专利商标局的公开可用文件或记录中所出现的那样对专利文献或专利公开内容进行复制再现，但是在其他方面保留所涉及的所有版权权利。版权所有人在此不放弃将本专利文献保持保密的任何权利，其中包括而不限于依据37C.F.R.§1.14的权利。
背景技术
1、技术领域
本发明的技术总体上涉及智能可穿戴设备，更具体来说涉及响应于自动识别出针对新能力的需求而自动配置智能可穿戴设备的系统、设备和方法，这是利用不可穿戴和可穿戴传感器以及具有位置情境捕获和环境分类的处理设备的系统而实现的。
2、讨论
智能设备的用户能够通过人工安装新的和更新后的软件、应用等等来增强其设备的能力和性能。但是设备的用户必须知晓对于增强或启用其设备的能力所需要的特定软件程序或应用，或者必须通知用户存在对于增强或启用其设备的能力所需要的特定软件程序或应用。对于被信任来监测用户的健康的设备，希望该设备自动感测何时需要新能力来实施适当的任务，并且随后自动获取其所需要的能力来正确地实施任务。
为此，可穿戴传感器设备的穿戴者的位置和环境情境对于设备的传感器的功能以及由该设备产生的数据的解释可能是相关的。此外，由可穿戴传感器设备以及联网的可穿戴和不可穿戴设备提供的相关联的功能的适用性也可能会受到穿戴者的当前环境的影响。设备功能的适用性以及由可穿戴设备产生的传感器数据的解释可能会随着穿戴的环境情境的改变而改变。
举例来说，来自设备的可听通知在高声噪音或音乐的环境中可能是不可听的，并且因而是没有效果的。光通知在具有明亮阳光的环境中也可能会丢失并且被用户错失。在非常热的环境中，觉得热的用户可能不会注意到加热的触觉通知。同样地，在例如图书馆之类的安静环境中，高声可能通知可能是不适当的。
因此，需要具有可以利用传感器控制、传感器数据解释、输出控制以及远程设备控制来考虑到穿戴者的环境的程序的可穿戴设备和系统，从而使得智能可穿戴设备可以在给定其环境和用户需求的情况下利用适当的软件来更新其自身。
发明内容
本公开内容的一个方面包括智能可穿戴设备以及响应于传感器输入自动配置能力的方法，这是利用考虑到穿戴者的环境的传感器数据解释和设备输出控制而实现的。
一个示例性实施例包括一种具有可以采集关于用户的生物输入的传感器的智能可穿戴设备。这些传感器可以采集生物传感器输入，从而使得智能可穿戴设备识别出需要实施的任务。如果智能可穿戴设备确定只有通过获取新能力才能正确地或者更加高效地实施任务，则智能可穿戴设备可以从各种数据源自动获取必要的能力并且配置其自身正确地或者更加高效地实施任务。
另一个示例性实施例包括一种使得智能可穿戴设备能够响应于传感器输入自动配置其自身的计算机实施的方法。在该实施例中，可以从一个或多个传感器接收输入，其中包括生物传感器或环境传感器。还可以自动确定智能可穿戴设备操作在其中的情境。响应于该传感器输入，智能可穿戴设备可以把传感器输入的一项或多项特征匹配到对于实施与所述输入有关的适当任务所相关的很容易由智能可穿戴设备获得的任何相应的算法。响应于不存在与对于实施适当的任务所相关的存在于智能可穿戴设备上的相应算法相匹配的传感器输入的特征，智能可穿戴设备可以利用一个或多个通信接口从一个或多个数据源自动请求和下载新算法(其适用于所述适当的任务和情境)。
在另一个实施例中，利用能够连续地或者周期性地收集关于可穿戴设备的穿戴者周围的环境的数据的许多类型的传感器。举例来说，GPS、海拔高度、空气污染、花粉数量、行进距离、外部温度、分贝水平、麦克风、视频以及其他传感器可以被单独或组合使用来对环境进行采样。可以在从可穿戴设备的特定用户获得的传感器数据以及设备的已编程功能的情境内考虑环境传感器数据。
传感器数据的解释以及作为响应得到的设备的输出将受益于考虑可穿戴设备的传感器和穿戴者的情境。
在一个实施例中，可穿戴设备的一个或多个传感器按照规则的间隔捕获来自设备的穿戴者周围的环境的传感器数据，或者随着时间对环境进行采样。对所采集的传感器数据进行评估，并且通过把所捕获的传感器数据与预先定义的环境传感器数据的库进行比较来对环境进行分类。随后基于传感器数据分类来修改可穿戴设备的响应和功能。还可以通过经由可穿戴设备的通信链路的命令基于环境分类来修改相关联的不可穿戴或可穿戴设备的功能。
在另一个实施例中，可穿戴设备可以捕获穿戴者周围的音频信息，并且所得到的音频谱被传送到远程计算机以进行处理，所述处理将能够把所接收到的信息与预先定义的环境的库(例如街道、房屋、森林、面对面交谈、电话交谈、与儿童说话、看电影、听音乐、夜店等等)相匹配。基于所述匹配，可穿戴设备可以通过自动选择或下载适当的分类算法来调节其自身或者其他设备的行为，比如激活静音通知、放大通知、启用其他通知手段(光、振动)或者确定社会环境以便得出关于用户行为的结论，以及改进传感器功能。
环境中的周围声音和图像可以被用作辅助数据以便准确地确定位置或社会环境。在一个实施例中，可穿戴设备提供有麦克风，其可以捕获穿戴者周围的可听信息，并且可以更加准确地确定位置或社会环境并且对环境进行分类，并且可以使用所述信息来实施必要的行为并且获取必要的软件来实施这些行为。
在另一个实施例中，例如还提供一种方法，所述方法使用可穿戴设备上的音频输入来捕获环境噪声/声音，以便通过把所输入的音频的指纹与已知音频指纹的数据库进行比较来改进位置情境或者识别社会环境。
在另一个实施例中，对视频图像进行评估从而把主题内容识别为环境指标，以供单独使用或者作为针对传感器数据分类和设备响应程序的库的补充来使用。
在另一个示例性实施例中，一种响应于传感器输入自动配置智能可穿戴设备的系统可以包括可由智能可穿戴设备访问的数据源，以及能够响应于传感器输入从这些数据源获得新能力的智能可穿戴设备。传感器输入可以与用户的生物特性有关，并且还可以包括与用户的环境有关的输入。
在说明书的后面部分中将提到本发明的技术的其他方面，其中的详细描述是出于完全公开本发明的技术的优选实施例的目的，而不是对其作出限制。
附图说明
通过参照仅仅是出于说明性目的的附图将会更加全面地理解这里所描述的技术：
图1是这里所描述的智能可穿戴网络的一个实施例的示意图。
图2是这里所描述的智能可穿戴设备的一个实施例的功能方块图。
图3是用于检测针对新能力的需求并且从多个数据源请求新能力的智能可穿戴设备和系统的示意图。
图4是这里所描述的智能可穿戴设备的一个实施例的另一种配置的功能方块图。
图5是示出了用于检测针对新能力的需求并且从多个数据源请求新能力的方法的流程图。
具体实施方式
更加具体地参照附图，出于说明性目的，在图1到图5中总体上描述并且描绘了利用可以考虑到穿戴者的生物特征和环境的传感器数据解释和设备输出控制响应于传感器输入自动配置能力的可穿戴装置和方法的一个实施例。应当认识到，在不背离这里所公开的基本概念的情况下，所述方法在具体步骤和序列方面可以有所不同，并且所述装置在元件和结构方面可以有所不同。各个方法步骤在这些步骤可以发生的顺序方面仅仅是示例性的。各个步骤可以按照所期望的任何顺序发生，只要其仍然实现所要求保护的技术的目标即可。
本公开内容总体上涉及例如能够基于正在穿戴所述设备的用户的一项或多项生物或生理特性来实施动作的可穿戴设备。通过使用一个或多个传感器、处理器以及可以在处理器上执行的代码，可穿戴设备可以被配置成感测和处理包括而不限于穿戴者的身体特性在内的特性，比如性别、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、流电皮肤响应、摄入量(蛋白质)、消化速率、代谢率、血液化学、排汗、核心和皮肤温度、生命体征、目涩、蛀牙、牙龈疾病、能量储备、卡路里消耗率、心理警觉、心律、睡眠模式、咖啡因含量、维生素含量、水合作用、血氧饱和度、血液皮质醇水平、血压、胆固醇、乳酸水平、体脂、蛋白质水平、荷尔蒙水平、肌肉质量、pH值等等。这样的状况还可以包括而不限于体位(例如俯卧、直立)、移动或者身体状态(例如正在睡眠、锻炼)等等。
可穿戴设备可以包括一个或多个输出设备，其中包括而不限于触觉输出设备(例如偏移电动机、电活性聚合物、电容性电压发生器、Peltier温度元件、收缩材料、Braille编码致动器)、遥测设备、视觉设备、可听设备以及其他输出设备。
可穿戴设备可以包括人工智能，从而使得所述设备可以学习并且适应穿戴者。所述设备可以被配置成准确地区分错误的(意外的、非故意的等等)与有效的传感器输入，从而得到关于穿戴者的身体状态或特性的准确结论(例如所述设备不会把穿戴者在睡眠时翻身解释成穿戴者正在锻炼)。所述设备还可以包括一个或多个摄影机或其他视觉传感器以用于面部、用户或其他图像辨识。可穿戴设备还可以被配置成向/从穿戴者的数字健康历史传送信息和/或取回信息。
根据设备的具体特征和功能，可穿戴设备可以被配置成向用户、向另一个可穿戴设备、向不可穿戴设备或者向网络输出信息。
A、一般化系统实现方式。
图1示出了包括网络102的一般化联网基础设施(例如系统)100。所述网络例如可以是局域网或者例如因特网之类的广域网。根据这里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到104-n可以被允许通过有线或无线连接106与网络102进行通信。此外，其中一个或多个智能可穿戴设备可以被允许通过网络102或者通过直接有线或无线连接108与另一个智能可穿戴设备进行通信。
其中一个或多个智能可穿戴设备104-1到104-n还可以被允许与一个或多个不可穿戴设备110-1到110-n进行通信。不可穿戴设备超出本公开内容的范围，其可以是具有处理器、相关联的操作系统以及通信接口的任何传统的“智能”设备。不可穿戴设备的实例包括智能电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机以及机顶盒。任何不可穿戴设备可以是被允许通过有线或无线连接与外部设备进行通信的类型。在这种情况下，其中一个或多个智能可穿戴设备可以被允许通过直接有线或无线连接112与其中一个或多个不可穿戴设备进行通信。此外，其中一个或多个不可穿戴设备可以是被允许通过标准有线或无线连接114与网络102进行通信的类型。在这种情况下，其中一个或多个智能可穿戴设备可以被允许通过网络102与其中一个或多个不可穿戴设备进行通信。
一台或多台服务器116-1到116-n可以被提供在客户端-服务器配置中，并且通过有线或无线连接118连接到网络。所述服务器可以包括独立式服务器、集群服务器、联网服务器或者连接在阵列中以便像大型计算机那样运作的服务器。在这种情况下，其中一个或多个智能可穿戴设备可以被允许与其中一台或多台服务器进行通信。
图2示出了根据这里所描述的技术的智能可穿戴设备的一个一般化实施例。应当认识到，所示出的实施例可以被修改或定制，以便允许实施这里所描述的功能。在所示出的示例性实施例中，智能可穿戴设备包括“引擎”200，其具有处理器202、存储器204以及应用软件代码206。处理器202可以是任何适当的传统处理器。存储器204可以包括任何适当的传统RAM类型存储器和/或ROM类型存储器，其具有用于存储应用程序代码206的相关联的存储空间。
可以按照需要包括传统的有线或无线通信模块208(例如传送器或接收器或收发器)，以用于实施这里所描述的智能可穿戴设备的其中一项或多项功能。可以提供的无线通信能力的实例包括而不限于Bluetooth、Wi-Fi、红外、蜂窝以及近场通信。如果需要的话还可以提供一个或多个传统接口或控制器210。接口或控制器的实例包括而不限于模拟到数字转换器、数字到模拟转换器、缓冲器等等。
所述设备可以包括用于生物或生理传感器的至少一个输入212，以用于向设备提供输入以便实施这里所描述的其中一项或多项功能。还可以包括用于可选传感器的传感器输入214-1到214-n。这些可选输入传感器可以包括而不限于加速度计、温度传感器、海拔高度传感器、运动传感器、位置传感器以及用以实施这里所描述的(多项)功能的其他传感器。如果需要的话，可以对于传感器提供一个或多个传统接口或控制器216。接口或控制器的实例包括而不限于模拟到数字转换器、数字到模拟转换器、缓冲器等等。
此外，所述设备可以包括一个或多个输出218-1到218-n，以便驱动一个或多个输出设备(并且包括这些输出设备)。这些输出设备可以包括而不限于触觉输出设备、遥测设备、视觉设备、可听设备以及用以实施这里所描述的功能的其他输出设备。如果需要的话，可以对于输出设备提供一个或多个传统接口或控制器220。接口或控制器的实例包括而不限于模拟到数字转换器、数字到模拟转换器、缓冲器等等。
根据这里所描述的功能，可以提供用户输入222。用户输入例如可以发起一项或多项功能、终止一项或多项功能或者干预运行中的处理。所述用户输入可以是任何传统输入设备，其中包括而不限于人工开关、触摸传感器、磁性传感器、邻近传感器等等。如果需要的话，可以对于输出设备提供一个或多个传统接口或控制器224。接口或控制器的实例包括而不限于模拟到数字转换器、数字到模拟转换器、缓冲器等等。
取决于这里所描述的(多项)功能，引擎200还可以包括用于机器学习或其他自适应功能的反馈回路226。所述反馈回路还可以提供设备校准。
应当认识到，这里所描述的智能可穿戴设备将必然包括对应于前面描述的组件的外罩或载体。还应当认识到，这里所使用的术语“智能可穿戴设备”意味着设备将由用户的身体穿戴或者通过其他方式与用户的身体相关联，并且通过用于感测用户的一项或多项生物或生理状况的至少一个传感器“连接”到用户。
所述外罩或载体(即可穿戴平台)的具体形式可以根据对于实施这里所描述的功能的选择和适当性而有所不同。可穿戴平台的实例包括而不限于：手部穿戴设备、手指穿戴设备、腕部穿戴设备、头部穿戴设备、手臂穿戴设备、腿部穿戴设备、踝部穿戴设备、足部穿戴设备、脚趾穿戴设备、手表、眼镜、指环、手镯、项链、首饰、衣物、鞋、帽、隐形眼镜、手套等等。
还应当认识到，按照对于智能可穿戴设备的(多项)功能所期望和/或适当的那样，输入传感器和输出设备可以被集成到可穿戴平台中，或者可以处于可穿戴平台的外部。
B、用以响应于例如环境捕获之类的传感器输入自动配置其自身的智能可穿戴设备。
现在参照图3，其中所示出的示意图300示出了包括一个或多个传感器214-1、214-n、420-470(参见图2和图4)的系统和智能可穿戴设备104-1，这些传感器当中的至少一个是被配置成采集关于用户的生物传感器输入的生物传感器212。与其中一项或多项用户的生物特性有关的生物传感器输入的实例包括血糖、压力、疲劳、焦虑、警觉、心率、流电皮肤响应、体重、营养、消化速率、代谢率、体温、皮肤温度、呼吸、过敏、睡眠模式、水合作用、药物水平、出汗以及血液分析。应当提到的是，这一实例列表绝不是限制性的。
在该实施例中示出的智能可穿戴设备104-1例如可以从生物传感器212接收传感器输入302。响应于接收到传感器输入302，智能可穿戴设备104-1可以自动识别与所接收到的输入有关的适当任务。相应地，智能可穿戴设备可以把传感器输入的特征匹配到对于实施适当的任务所相关的很容易由智能可穿戴设备104-1获得的任何相应的算法(能力)。如果智能可穿戴设备104-1无法把传感器输入的特征匹配到存在于智能可穿戴设备104-1上的相应算法，则智能可穿戴设备可以自动从几个数据源请求新算法304。作为举例而非限制，所述数据源可以包括例如平板电脑和智能电话之类的不可穿戴设备306、其他可穿戴设备308以及例如云端存储之类的存储系统310。智能可穿戴设备104-1可以自动下载312新算法，以便实施对应于所接收到的传感器输入302的适当任务。
根据本公开内容的可穿戴设备的一个实施例可以具有从可穿戴设备的穿戴者周围的环境采集情境数据的至少一个传感器。所述设备可以把所采集的数据存储在存储器中以便利用设备的处理器进行处理，或者可以通过可选的通信链路把数据传送到远程计算机以供处理或者传送到云端存储。可穿戴装置还具有若干输出设备和控制能力。
现在参照图4，其中在功能方面详细示出了可穿戴设备400的一种配置。所述可穿戴设备具有一个或多个传感器，其与处理模块410连接以用于传感器数据处理和存储。在图4所示出的实施例中，所述传感器阵列包括音频传感器420、光或视频传感器430、运动传感器440、温度传感器450、GPS位置传感器460以及时钟470。虽然这些环境传感器被作为实例示出，但是其他传感器也可以被用来感测可穿戴设备的环境状况。在其他实施例中，从可穿戴设备的穿戴者采集生物或身体数据的至少一个传感器也可以被包括在所述传感器阵列中。
处理模块410可以具有传感器数据处理功能480，其所具有的程序从其中一个或多个传感器收集传感器数据并且把传感器数据与对应于每一种类型的传感器的已分类传感器数据的库490进行比较，以便为所采集的数据给出分类。所述程序还可以包括对应于每一个分类或分类组的输出命令或指令，其涉及外部设备控制500、可穿戴传感器控制510以及通知或警报520或者由特定可穿戴传感器设备配置所提供的其他功能。
数据处理480程序对传感器数据的分类还可以通过通信链路530被远程实施。在一个实施例中，来自一个或多个传感器的未经处理或经过处理的数据被传送到远程计算机540或其他不可穿戴设备500以供分类。传感器分类的库可以处在远程计算机540上，可穿戴设备上的数据处理480存储并且传输数据。通信链路530可以提供用以在远程计算机与可穿戴设备之间传送程序命令的接口，所述程序命令可以控制全部二者的各个组件的功能。几个可穿戴设备还可以是具有一台远程计算机540的设备网络的一部分。
所述装置还可以把在处理器480或远程计算机540处经过处理的数据通过通信网络(例如Bluetooth、WiFi之类的LAN以及/或者例如因特网或蜂窝网络之类的WAN)传送到另一个设备500。举例来说，处理器480可以通过通信链路530与例如蜂窝电话之类的其他外部设备500进行通信，并且可以与外部设备500发送和接收控制命令，其中包括基于来自可穿戴设备的传感器数据的分类的命令。
处理器480处的程序还可以在发生特定环境分类的情况下控制可穿戴传感器设备的传感器510。根据当前环境和传感器数据分类，一些传感器可以被激活或关闭一段时间。
处理器480处的程序还可以利用一个或多个触觉设备和非触觉设备提供通知或警报功能，其可以向可穿戴传感器设备的穿戴者通知多种设备的发生。举例来说，当分类导致可穿戴设备的功能改变时，所述警报可以致动。当与外部设备的通信发生时，当可穿戴设备已自动更新其软件时，或者当环境的外部温度超出所选择的高或低时，还可以发生具有特定频率下的振动的形式的通知。
传感器数据的环境分类还可以包括来自音频或视频数据分析的附加输入。对于背景声音的分析可以常常被用来帮助准确地确定可穿戴设备的位置或社会环境。举例来说，在一个实施例中，利用语音或单词辨识程序对音频传感器420输出进行评估。所辨识出的单词的含义被与其他传感器数据相结合使用来准确地确定位置或环境。举例来说，与食物或吃饭有关的单词可以被用来暗示进餐或餐厅环境，并且可以自动更新地图和餐厅列表。
在另一个实施例中，可以利用面部辨识或其他主题内容识别程序对来自视频摄影机的视频数据进行评估，以便帮助准确地确定可穿戴设备的穿戴者的环境或场景。面部的存在和数目可以帮助准确地确定可穿戴设备的环境或位置。
在另一个实施例中，可穿戴设备可以检测到低光环境并且可以调暗其显示器，这是由程序确定提高显示器的亮度以使得信息易读的做法将不值得增加的功率耗用。因此，所显示的信息的一个子集可以被切换到可听或触觉反馈。关于这种做法如何可以奏效的一个实例是其中通过听觉方式或者通过触觉通知传送关于穿戴者的脉搏的信息。虽然通过触觉反馈传送穿戴者的实际心率的做法可能过于强烈(例如触觉反馈中的每分钟140次心搏，或者在一分钟内响140次的音调)，可穿戴设备可以被编程来确定穿戴者的脉搏率落在两个或三个范围当中的哪一个范围内，并且生成特定于该特定范围的音调或触觉响应。脉搏范围的一个实例可以是：<100心搏/分钟；100-120心搏/分钟；130-140心搏/分钟；>140心搏/分钟。低光环境可以由程序基于用户输入其正在跑步或者输入跑步锻炼或者通过检测日间时来确定。
在另一个实施例中，可穿戴设备可以与另一个设备(电话或云端服务器)同步，并且可以访问穿戴者的日历。如果可穿戴设备检测到例如竞赛之类的事件，则可穿戴设备可以随后改变其跑步程序或训练程序以便与直到竞赛为止的剩余天数相符合，以便改进表现。随着可穿戴设备的程序逐渐地修改间隔简档以提高强度(步速、高强度间隔的持续时间等等)，可以在后续的跑步中提高用户的身体素质和速度。举例来说，在跑步期间通过触觉或听觉方式向用户传达步速信息(更多搏动可以表明更快的步速)。
在该实施例中示出的智能可穿戴设备400可以从一个或多个环境传感器420、430、440、450、460和470接收传感器输入。响应于接收到传感器输入，智能可穿戴设备可以自动识别与所接收到的输入有关的适当任务。相应地，智能可穿戴设备400可以把传感器输入的特征匹配到对于实施适当任务所相关的很容易由智能可穿戴设备400获得的任何相应的算法(能力)。如果智能可穿戴设备400无法把传感器输入的特征匹配到存在于智能可穿戴设备400上的相应算法，则智能可穿戴设备可以从几个数据源自动请求新算法304。作为举例而非限制，所述数据源可以包括例如平板电脑和智能电话之类的不可穿戴设备306、其他可穿戴设备308以及例如云端存储之类的存储系统310。智能可穿戴设备400可以自动下载312新算法以便实施对应于所接收到的传感器输入的适当任务。
相应地，在图4中描述的程序允许可穿戴设备自动生成适当的响应，这是通过由可穿戴传感器设备和相关联的不可穿戴设备在没有穿戴者的任何干预的情况下考虑到穿戴者的生物状态或者可穿戴设备的当前环境而实现的。
图5是一种方法的流程图500，所述方法响应于在给定用户信号的情况下自动确定应当实施适当的任务而利用从其他设备和数据存储系统下载的传感器算法(能力)自动配置智能可穿戴设备，其中所述用户信号比如是生物或生理信号或者设备现在操作在其中的新情境。在图5所示出的示例性实施例中，智能可穿戴设备可以从位于智能可穿戴设备中或者处于智能可穿戴设备外部的至少一个生物传感器接收输入510。智能可穿戴设备还可以可选地从例如环境传感器之类的其他传感器接收输入520。利用该输入，智能可穿戴设备可以随后自动识别将要实施的适当任务或者设备正在其中操作的新情境530。新情境的一个实例可以是醒着的用户(一种情境)已经进入睡眠(新情境)。新情境的另一个实例可以是当智能可穿戴设备接收到来自用户的生物输入的改变时，所述生物输入比如是睡眠模式、心率和皮肤温度。这些改变可以使得智能可穿戴设备预测到用户可能存在特定病况，并且随后自动请求和下载新算法以便微调其自身的算法，从而更加密切地监测用户的生命体征并且调节对于新情境所必要的输出。
智能可穿戴设备随后可以把传感器输入的特征匹配到很容易由智能可穿戴设备获得(即存在于智能可穿戴设备上)的对于实施适当任务或者操作在新情境中所相关的任何相应的算法540。响应于不存在与很容易由智能可穿戴设备获得的对于实施适当任务或者操作在新情境中所相关的算法相匹配的特征，智能可穿戴设备可以从一个或多个数据源请求新算法550。智能可穿戴设备可以自动确定来自其他数据源的新算法是否适用于新任务和/或新情境。可以由智能可穿戴设备自动下载新算法560，其可以允许智能可穿戴设备自动配置其自身570来实施新任务并且操作在新情境中。
结论
智能可穿戴设备上的传感器的数目可以是有限的，但是传感器融合算法利用这些传感器，并且产生远大于存在于设备上的数值。此外，由于这里所描述的智能可穿戴设备具有感测用户的身体、生物和环境状况的能力，因此希望设备还应当能够智能地搜索其在新情境中所需要的能力。
本发明的技术的实施例可以参照根据所述技术的实施例的方法和系统的流程图说明以及/或者算法、公式或其他计算描绘来进行描述，其也可以被实施成计算机程序产品。在这方面，流程图的每一个方块或步骤、流程图中的方块(和/或步骤)的组合、算法、公式或者计算描绘可以通过多种方式来实施，比如硬件、固件以及/或者包括具体实现在计算机可读程序代码逻辑中的一条或多条计算机程序指令的软件。应当认识到，任何此类计算机程序指令都可以被加载到计算机(其中包括而不限于通用计算机或专用计算机)或者其他可编程处理装置上从而产生一台机器，从而使得在所述计算机或其他可编程处理装置上执行的计算机程序指令产生用于实施在(多幅)流程图的(多个)方块中规定的功能的部件。
因此，流程图的方块、算法、公式或计算描绘支持用于实施指定功能的部件的组合、用于实施指定功能的步骤的组合以及用于实施指定功能的计算机程序指令(其例如被具体实现在计算机可读程序代码逻辑部件中)。还应当理解的是，这里所描述的流程图图示的每一个方块、算法、公式或计算描绘及其组合可以通过实施指定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统来实施，或者通过专用硬件与计算机可读程序代码逻辑部件的组合来实施。
此外，比如具体实现在计算机可读程序代码逻辑中的这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读存储器中，其可以引导计算机或其他可编程处理装置按照特定方式运作，从而使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实施在(多幅)流程图的(多个)方块中规定的功能的指令部件的制造产品。所述计算机程序指令还可以被加载到计算机或其他可编程处理装置上，以使得在计算机或其他可编程处理装置上实施一系列操作步骤以便产生计算机实施的处理，从而使得在计算机或其他可编程处理装置上执行的指令提供用于实施在(多幅)流程图的(多个)方块、(多种)算法、(多个)公式或者(多项)计算描绘中规定的功能的步骤。
还应当认识到，这里所使用的“程序”指的是可以由处理器执行来实施这里所描述的功能的一条或多条指令。程序可以通过软件、固件或者软件与固件的组合来具体实现。程序可以被存储在设备本地的非瞬时性介质中，或者可以被远程存储(比如存储在服务器上)，或者程序的全部或一部分可以被本地和远程存储。远程存储的程序可以通过用户发起被下载(推送)到设备，或者基于一个或多个因素而被自动下载，所述因素比如有位置、定时时间、检测到物体、检测到面部表情、检测到位置、检测到位置改变或者其他因素。还应当认识到，这里所使用的术语“处理器”、“中央处理单元(CPU)”和计算机被同义地使用来表示能够执行程序以及与输入/输出接口和/或外围设备的通信的设备。
从前面的讨论将认识到，本发明的技术可以通过多种方式来具体实现，其中包括而不限于以下方式：
1、一种智能可穿戴设备，所述设备包括：(a)外罩，其中所述外罩封装可穿戴智能设备的各个组件；(b)一个或多个传感器，其中至少一个传感器是被配置成采集生物输入的生物传感器；(c)存储器；(d)一个或多个通信接口；(e)处理器；以及(f)驻留在非瞬时性计算机可读介质中的程序，其中所述程序可由计算机处理器执行并且被配置成：(i)从所述一个或多个传感器接收输入，以便自动识别与所述输入有关的适当任务以及所述设备正在其中操作的情境；(ii)把传感器输入的特征匹配到对于实施所需任务所相关的很容易由可穿戴智能设备获得的任何相应的算法；(iii)响应于不存在与对于实施所需任务或者操作在新情境中所相关的存在于可穿戴智能设备上的相应算法相匹配的传感器输入的特征，经由所述一个或多个通信接口从一个或多个数据源自动请求新算法，其中所述新算法适用于所述适当的任务和新情境；以及(iii)把新算法自动下载到智能可穿戴设备，以便实施所述适当的任务或者操作在新情境中。
2、在任一个先前实施例中引述的设备，其中，所述一个或多个数据源是从由以下各项构成的一组数据源当中选择的：云端存储系统、不可穿戴设备以及另一个可穿戴设备。
3、在任一个先前实施例中引述的设备，其中，至少一个传感器是被配置成采集关于设备的环境的输入的环境传感器。
4、在任一个先前实施例中引述的设备，其中，所述智能可穿戴设备具有从由以下各项构成的一组当中选择的平台：手部穿戴设备、手指穿戴设备、腕部穿戴设备、头部穿戴设备、手臂穿戴设备、腿部穿戴设备、踝部穿戴设备、足部穿戴设备、脚趾穿戴设备、手表、眼镜、指环、手镯、项链、首饰、衣物、鞋、帽、隐形眼镜以及手套。
5、在任一个先前实施例中引述的设备，其中，所述一个或多个通信接口是从由以下各项构成的一组当中选择的：有线通信接口、无线通信接口、蜂窝通信接口、WiFi通信接口、近场通信接口、红外通信接口以及Bluetooth通信接口。
6、在任一个先前实施例中引述的设备，其中，所述智能可穿戴设备的用户可以把新算法人工下载到智能可穿戴设备以便实施所需任务。
7、在任一个先前实施例中引述的设备，其中，所述传感器输入涉及由以下各项构成的用户生物特性当中的一项或多项：血糖、压力、疲劳、焦虑、警觉、心率、流电皮肤响应、体重、营养、消化速率、代谢率、体温、皮肤温度、呼吸、过敏、睡眠模式、水合作用、药物水平、出汗以及血液分析。
8、一种用于允许智能可穿戴设备响应于传感器输入自动配置其自身的计算机实施的方法，所述方法包括：(a)提供智能可穿戴设备，所述设备包括：(i)外罩，其中所述外罩封装可穿戴智能设备的各个组件；(ii)一个或多个传感器，其中至少一个传感器是被配置成采集生物输入的生物传感器；(iii)存储器；(iv)一个或多个通信接口；以及(v)处理器；(b)从一个或多个传感器接收输入，以便自动识别与所述输入有关的适当任务以及智能可穿戴设备正在其中操作的情境，其中至少一个或多个传感器是被配置成采集生物输入的生物传感器；(c)把传感器输入的一项或多项特征匹配到对于实施与输入有关的适当任务以及智能可穿戴设备正在其中操作的情境所相关的很容易由可穿戴智能设备获得的任何相应的算法；(d)响应于不存在与对于实施所需任务所相关的存在于可穿戴智能设备上的相应算法相匹配的传感器输入的特征，经由所述一个或多个通信接口从一个或多个数据源自动请求新算法，其中所述新算法适用于与输入有关的适当任务以及智能可穿戴设备正在其中操作的情境；以及(e)把新算法自动下载到智能可穿戴设备，以便实施与输入有关的适当任务并且操作在智能可穿戴设备正在其中操作的所识别出的情境中；(f)其中所述方法是通过在至少一个计算机处理器上执行程序来实施的，所述程序驻留在可由计算机处理器读取的非瞬时性介质上。
9、在任一个先前实施例中引述的方法，其中，所述一个或多个数据源是从由以下各项构成的一组数据源当中选择的：云端存储系统、不可穿戴设备以及另一个可穿戴设备。
10、在任一个先前实施例中引述的方法，其中，所述智能可穿戴设备具有从由以下各项构成的一组当中选择的平台：手部穿戴设备、手指穿戴设备、腕部穿戴设备、头部穿戴设备、手臂穿戴设备、腿部穿戴设备、踝部穿戴设备、足部穿戴设备、脚趾穿戴设备、手表、眼镜、指环、手镯、项链、首饰、衣物、鞋、帽、隐形眼镜以及手套。
11、在任一个先前实施例中引述的方法，其中，所述一个或多个通信接口是从由以下各项构成的一组当中选择的：有线通信接口、无线通信接口、蜂窝通信接口、WiFi通信接口、近场通信接口、红外通信接口以及Bluetooth通信接口。
12、在任一个先前实施例中引述的方法，其中，所述智能可穿戴设备的用户可以把新算法人工下载到智能可穿戴设备，以便实施与输入有关的适当任务并且操作在所识别出的情境中。
13、在任一个先前实施例中引述的方法，其中，所述传感器输入涉及由以下各项构成的用户生物特性当中的一项或多项：血糖、压力、疲劳、焦虑、警觉、心率、流电皮肤响应、体重、营养、消化速率、代谢率、体温、皮肤温度、呼吸、过敏、睡眠模式、水合作用、药物水平、出汗以及血液分析。
14、在任一个先前实施例中引述的方法，其中，至少一个传感器是被配置成采集关于设备的环境的输入的环境传感器。
15、一种响应于传感器输入自动配置智能可穿戴设备的系统，所述系统包括：(a)一个或多个数据源；以及(b)可穿戴智能设备，其包括：(i)外罩，其中所述外罩封装可穿戴智能设备的各个组件；(ii)一个或多个传感器，其中至少一个传感器是被配置成采集生物输入的生物传感器；(iii)存储器；(iv)一个或多个通信接口；(v)处理器；以及(vi)驻留在非瞬时性计算机可读介质中的程序，其中所述程序可由计算机处理器执行并且被配置成：从所述一个或多个传感器接收输入，以便自动识别与所述输入有关的适当任务以及所述设备正在其中操作的情境；把传感器输入的特征匹配到对于实施所需任务所相关的很容易由可穿戴智能设备获得的任何相应的算法；响应于不存在与对于实施所需任务或者操作在新情境中所相关的存在于可穿戴智能设备上的相应算法相匹配的传感器输入的特征，经由所述一个或多个通信接口从一个或多个数据源自动请求新算法，其中所述新算法适用于所述适当的任务和新情境；以及把新算法自动下载到智能可穿戴设备，以便实施所述适当的任务或者操作在新情境中。
16、在任一个先前实施例中引述的系统，其中，所述一个或多个数据源是从由以下各项构成的一组数据源当中选择的：云端存储系统、不可穿戴设备以及另一个可穿戴设备。
17、在任一个先前实施例中引述的系统，其中，所述智能可穿戴设备具有从由以下各项构成的一组当中选择的平台：手部穿戴设备、手指穿戴设备、腕部穿戴设备、头部穿戴设备、手臂穿戴设备、腿部穿戴设备、踝部穿戴设备、足部穿戴设备、脚趾穿戴设备、手表、眼镜、指环、手镯、项链、首饰、衣物、鞋、帽、隐形眼镜以及手套。
18、在任一个先前实施例中引述的系统，其中，所述一个或多个通信接口是从由以下各项构成的一组当中选择的：有线通信接口、无线通信接口、蜂窝通信接口、WiFi通信接口、近场通信接口、红外通信接口以及Bluetooth通信接口。
19、在任一个先前实施例中引述的系统，其中，所述智能可穿戴设备的用户可以把新算法人工下载到智能可穿戴设备以便实施所需任务。
20、在任一个先前实施例中引述的系统，其中，所述传感器输入涉及由以下各项构成的用户生物特性当中的一项或多项：血糖、压力、疲劳、焦虑、警觉、心率、流电皮肤响应、体重、营养、消化速率、代谢率、体温、皮肤温度、呼吸、过敏、睡眠模式、水合作用、药物水平、出汗以及血液分析。
21、一种具有环境捕获的可穿戴传感器装置，其包括：(a)具有存储器的计算机处理器；(b)可操作地耦合到处理器的多个传感器；(c)对应于多个传感器的预先定义的环境传感器数据的库；以及(d)非瞬时性计算机可读介质中的程序，其可以在计算机处理器上执行以用于实施以下步骤：(i)随着时间以规则间隔捕获传感器数据；(ii)通过把所捕获的传感器数据与所述预先定义的环境传感器数据的库进行比较，对所捕获的传感器数据进行分类；以及(iii)基于所述传感器数据分类来修改可穿戴设备功能。
22、在任一个先前实施例中引述的装置，其中，所述传感器是从由以下各项构成的一组传感器当中选择的传感器：声音传感器、光传感器、温度传感器、海拔高度传感器、运动传感器、视频传感器以及位置传感器。
23、在任一个先前实施例中引述的装置，其中，所述程序还包括以下步骤：对所捕获的声音传感器数据进行评估以便检测单词；以及把所检测到的单词的含义使用在当前环境的分类过程中。
24、在任一个先前实施例中引述的装置，其中，所述程序还包括以下步骤：对所捕获的视频摄影机传感器数据进行评估以便检测面部的存在；以及把所检测到的面部的存在使用在当前环境的分类过程中。
25、在任一个先前实施例中引述的装置，所述可穿戴装置还包括：耦合到处理器的通知输出设备，其被配置成向可穿戴装置的穿戴者通知修改事件。
26、在任一个先前实施例中引述的装置，其中，所述通知输出设备包括从由以下各项构成的一组触觉设备当中选择的触觉设备：振动设备、加热元件、冷却元件、电活性聚合物、电容性电压发生器以及Braille编码致动器。
27、在任一个先前实施例中引述的装置，其中，所述通知输出设备包括从由以下各项构成的一组非触觉设备当中选择的非触觉设备：光生成设备以及声音生成设备。
28、在任一个先前实施例中引述的装置，所述可穿戴装置还包括：(a)可操作地耦合到处理器的通信链路，所述链路具有传送器和接收器；以及(b)非瞬时性计算机可读介质中的程序，其可以在计算机处理器上执行以用于实施以下步骤：(i)把所采集的传感器数据传送到远程计算机；(ii)从远程计算机接收环境分类和程序命令；以及(iii)执行接收自远程计算机的程序命令。
29、在任一个先前实施例中引述的装置，其中，所述远程计算机包括不可穿戴设备。
30、在任一个先前实施例中引述的装置，其中，可穿戴设备与远程计算机之间的通信是从由以下各项构成的一组系统当中选择的无线通信系统：Bluetooth、Wi-Fi、红外、蜂窝以及近场通信。
31、一种用于监测可穿戴传感器和位置情境的计算机实施的方法，所述方法包括：(a)提供对应于不同类型的传感器的预先定义的环境传感器数据的库；(b)随着时间从可穿戴传感器设备的传感器捕获传感器数据；(c)通过把所捕获的传感器数据与预先定义的环境传感器数据的库进行比较来对所捕获的传感器数据进行分类；以及(d)基于传感器数据分类来修改可穿戴设备功能；(e)其中所述方法是通过在至少一个计算机处理器上执行程序来实施的，所述程序驻留在可由计算机处理器读取的非瞬时性介质上。
32、在任一个先前实施例中引述的方法，其还包括：致动通知输出设备，以便向可穿戴装置的穿戴者通知功能修改事件。
33、在任一个先前实施例中引述的方法，其还包括：捕获声音传感器数据；对所捕获的声音传感器数据进行评估以便检测单词；以及把所检测到的单词的含义使用在当前环境传感器数据的分类过程中。
34、在任一个先前实施例中引述的方法，其还包括：捕获视频摄影机传感器数据；对所捕获的视频摄影机传感器数据进行评估以便检测面部的存在；以及把所检测到的面部的存在使用在当前环境传感器数据的分类过程中。
35、在任一个先前实施例中引述的方法，其还包括：通过通信链路把所采集的传感器数据传送到远程计算机；从远程计算机接收用于可穿戴设备的程序命令；以及执行接收自远程计算机的程序命令。
36、在任一个先前实施例中引述的方法，其还包括：基于所采集的传感器数据分类指定用于远程计算机功能的控制的程序命令；以及通过通信链路从可穿戴设备向远程计算机传送程序命令；其中，通过可穿戴传感器数据分类来发起指定远程计算机功能的控制。
虽然前面的描述包含许多细节，但是这些细节不应当被解释成限制本发明的技术的范围，而应当被解释成仅仅提供对于本发明的技术的其中一些当前优选的实施例的说明。因此应当认识到，本发明的技术的范围完全涵盖本领域技术人员将会想到的其他实施例，因此本发明的技术的范围应当仅由所附权利要求书限定，其中除非明确地另行表明，否则在以单数提到某一单元时不意图表明“一个并且仅有一个”，而是意图表明“一个或多个”。本领域技术人员所知晓的前面所描述的优选实施例的单元的所有结构、化学和功能等效方案都被明确地合并在此以作参考，并且意图由本发明的权利要求书所涵盖。此外，为了被本发明的权利要求书所涵盖，一种设备或方法不必解决通过本发明的技术所寻求解决的每一个问题。此外，不管本公开内容中的单元、组件或方法步骤是否被明确地引述在权利要求书中，所述单元、组件或方法步骤都不意图被公之于众。除非这里的权利要求单元被利用短语“用于...的部件”或“用于...的步骤”明确地引述，否则不应当在35U.S.C.112的规定下解释所述单元。

Claims (16)

1.一种具有环境捕获功能的可穿戴传感器装置，包括：
(a)具有存储器的计算机处理器；
(b)可操作地耦合到处理器的多个传感器；
(c)用于多个传感器的预先定义的环境传感器数据的库；以及
(d)非瞬时性计算机可读介质中的程序，其能够在计算机处理器上执行以用于实施以下步骤：
(i)随着时间以规则间隔捕获传感器数据；
(ii)通过把所捕获的传感器数据与所述预先定义的环境传感器数据的库进行比较，对所捕获的传感器数据进行分类；以及
(iii)基于所述传感器数据分类来修改可穿戴传感器装置功能，其中修改可穿戴传感器装置功能包括基于所述传感器数据分类将所述传感器中的至少一个传感器关闭一段时间。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器是从由以下各项构成的一组传感器当中选择的传感器：声音传感器、光传感器、温度传感器、海拔高度传感器、运动传感器、视频传感器以及位置传感器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述程序还包括以下步骤：
对所捕获的声音传感器数据进行评估以便检测单词；以及
把所检测到的单词的含义使用在当前环境的分类过程中。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述程序还包括以下步骤：
对所捕获的视频摄影机传感器数据进行评估以便检测面部的存在；以及
把所检测到的面部的存在使用在当前环境的分类过程中。
5.根据权利要求1所述的装置，所述可穿戴传感器装置还包括：
耦合到处理器的通知输出设备，其被配置成向可穿戴传感器装置的穿戴者通知修改事件。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述通知输出设备包括从由以下各项构成的一组触觉设备当中选择的触觉设备：振动设备、加热元件、冷却元件、电活性聚合物、电容性电压发生器以及Brai1le编码致动器。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述通知输出设备包括从由以下各项构成的一组非触觉设备当中选择的非触觉设备：光生成设备以及声音生成设备。
8.根据权利要求1所述的装置，所述可穿戴传感器装置还包括：
(a)可操作地耦合到处理器的通信链路，所述链路具有传送器和接收器；以及
(b)非瞬时性计算机可读介质中的程序，其能够在计算机处理器上执行以用于实施以下步骤：
(i)把所采集的传感器数据传送到远程计算机；
(ii)从远程计算机接收环境分类和程序命令；以及
(iii)执行接收自远程计算机的程序命令。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述远程计算机包括不可穿戴设备。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述可穿戴传感器装置与所述远程计算机之间的通信是从由以下各项构成的一组系统当中选择的无线通信系统：Bluetooth、Wi-Fi、红外、蜂窝以及近场通信。
11.一种用于监测可穿戴传感器设备和位置情境的计算机实施的方法，所述方法包括：
(a)提供用于不同类型的传感器的预先定义的环境传感器数据的库；
(b)随着时间从可穿戴传感器设备的传感器捕获传感器数据；
(c)通过把所捕获的传感器数据与预先定义的环境传感器数据的库进行比较来对所捕获的传感器数据进行分类；以及
(d)基于传感器数据分类来修改可穿戴传感器设备功能，其中修改可穿戴传感器设备功能包括基于所述传感器数据分类将所述传感器中的至少一个传感器关闭一段时间；
(e)其中所述方法是通过在至少一个计算机处理器上执行程序来实施的，所述程序驻留在可由计算机处理器读取的非瞬时性介质上。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
致动通知输出设备，以便向可穿戴传感器设备的穿戴者通知功能修改事件。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括：
捕获声音传感器数据；
对所捕获的声音传感器数据进行评估以便检测单词；以及
把所检测到的单词的含义使用在当前环境传感器数据的分类过程中。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括：
捕获视频摄影机传感器数据；
对所捕获的视频摄影机传感器数据进行评估以便检测面部的存在；以及
把所检测到的面部的存在使用在当前环境传感器数据的分类过程中。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：
通过通信链路把所采集的传感器数据传送到远程计算机；
从远程计算机接收用于可穿戴传感器设备的程序命令；以及
执行接收自远程计算机的程序命令。
16.根据权利要求11所述的方法，还包括：
基于所采集的传感器数据分类指定用于远程计算机功能的控制的程序命令；以及
通过通信链路从可穿戴传感器设备向远程计算机传送程序命令；
其中，通过可穿戴传感器数据分类来发起指定远程计算机功能的控制。
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