CN109300528A - 一种认知康复训练系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种认知康复训练系统，包括第一认知平台，被配置为向受训者提供用于在完成至少部分训练指示中所需的第一实体用具；第二认知平台，包括与第一实体用具相对应的第二实体用具；指示设备，被配置为向受训者提供训练指示，其中至少部分训练指示需要通过受训者操作第一实体用具中的部分用具实现；传感设备，其被配置为通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应；机械手，其被配置为通过操作第二实体用具中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示；和控制端，其藕接至指示设备、传感设备和机械手，并能基于响应的情况来选择性地启用机械手进行训练指导。本发明更容易操作、适用性更强且更易于受训者接受。

Description

一种认知康复训练系统及方法

技术领域

本发明涉及认知康复领域，尤其涉及一种认知康复训练系统及方法。

背景技术

认知功能是人体大脑的高级机能之一，是现代医学研究的重要课题。认知从广义上是指人脑反映、分析和认识客观事物的特点与联系，并揭示事物对人的意义与作用的心理活动。具体的说，认知包括感知觉、注意、表象、学习记忆、思维和语言等心理过程。认知是一种人们了解外界事物的活动，即知识的获得、组织和应用过程，它也是体现机能和行为的智力过程。认知是人们适应周围环境赖以生存的必要条件。另外，也有人指出认知就是人类适应于周围环境的才智。总之，认知是人们为了适应环境的需要而获得和应用信息的个体能力。然而，一些脑疾病患者具有持续的认知功能障碍，进而导致对外界环境的感知和适应困难，使其发生生活和社会适应性障碍，难以独立生活和工作，尤其是中风患者。

认知功能损害表现较复杂，其中轻度认知功能损害主要现象为：1、记忆障碍，例如：近事记忆、个人经历记忆、生活中重大事件的记忆障碍；2、定向障碍，包括时间、地点、认为的定向障碍；3、语言障碍，包括找词困难，阅读、书写和理解困难；4、视空间能力受损；5、计算能力下降；6、判断和解决问题的能力下降等。语言是人类独有的认知功能，语言符号信息在认知的加工过程中，从最初对语言符号感知辨识、理解到最终的言语表达，整个语言交流的心理过程都与认知功能(如思维、学习、记忆等)有着不可分割的联系。

认知功能障碍的康复一般要达到两个具体的目标：1、修复损害的认知过程；2、代偿功能上的缺陷。第一个目标是假定认知损害的过程是可以修补的，认知功能可以重建，认知功能可以部分恢复。第二个目标假定在认知障碍难以修复的情况下，通过其他的代偿方法解决认知缺陷引起的问题。代偿方法曾经是认知康复的主要方法，后来在脑可塑性基础上提出康复的再训练理论。

公开号为CN105963101A的中国专利文献公开了一种认知康复训练装置，包括主机和操作机构，主机用于向操作者传达操作指令，操作者通过操作机构将认知的结果传送给主机，主机对接收的结果进行保存并且与所传达的操作指令进行比较，并对比较的结果进行记忆。该发明中通过设置主机和操作机构，可以根据康复训练者的实际需要对认知训练的内容进行修改和编辑，并可以对训练结果进行记忆和评价，对训练者的康复情况进行记录的同时，可对训练的结果进行分析，从而设置个性化的训练课程，建立完善的训练档案，更加清楚和全面的了解训练者的问题所在，对薄弱的项目可重复练习，起到更好的效果；对擅长的项目可省略，减少训练时间。但是，目前的康复训练系统往往是直接通过显示装置指示操作指令，然后让用户通过电子输入装置，比如通过手写笔或者触控笔输入操作结果，由于认知相关的图像和语音都是虚拟的非实体，这对存在认知障碍的用户，尤其是状况很差的用户而言，比如认知障碍导致其根本不会使用电子设备的用户，甚至一些老年人在未存在认知障碍以前就不会使用电子设备，使得这种康复系统本身就存在很大的可操作和局限性。而且，一些患者在训练时，有时候无法根据操作指令来执行相应的操作，但是又没有其他更直观和易于接受的途径对患者进行教导，从而使得训练无法有序开展。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种认知康复训练系统和方法，本发明利用实体用具进行康复指导，并且突破性地设置两组实体用具，其中一组实体用具由受训者操作以完成训练指示，另一组实体用具在受训者根据训练指示不能正确响应的情况下由机械手操作以为受训者提供直观地训练指导，本发明具有更容易操作、适用性更强、更易于受训者接受和训练效果更好的优点。

根据一个优选实施方式，一种认知康复训练系统，包括：第一认知平台，其包括用于受训者在完成至少部分训练指示时所需的第一实体用具；第二认知平台，其包括与第一实体用具相对应的第二实体用具；指示设备，其被配置为向受训者提供训练指示，其中至少部分训练指示需要通过受训者操作第一实体用具中的部分用具实现；传感设备，其被配置为通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应；机械手，其被配置为通过操作第二实体用具中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示；和控制端，其藕接至所述指示设备、传感设备和机械手，并能基于所述响应的情况来选择性地启用所述机械手进行训练指导。

根据一个优选实施方式，所述指示设备包括显示装置和/或扬声装置，指示设备通过图像指示和/或声音指示的方式向受训者提供训练指示；在所述控制端基于所述响应的情况判断受训者在第一预设时间内没有正确响应训练指示之时，所述指示设备通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示，在受训者根据所述训练提示在第二预设时间内没有正确响应训练指示时，才确定启用所述机械手进行训练指导；其中，第二预设时间小于第一预设时间。

根据一个优选实施方式，所述控制端内存储有至少一种康复策略，所述控制端根据相应的康复策略通过指示设备向受训者提供训练指示以使受训者按照康复策略进行康复训练；其中，所述至少一种康复策略包括第一康复策略和/或第二康复策略；第一康复策略是二维康复策略，包括平面特征形状识别、平面颜色识别、平面形状拼接、二维角度识别、二维角度匹配、平面特征对比训练、平面逻辑构型和计算训练中的至少一种；第二康复策略是三维康复策略，包括三维形状识别、三维颜色识别、三维角度识别、三维角度匹配、三维特征对比训练和三维逻辑构型中的至少一种。

根据一个优选实施方式，所述至少一种康复策略还包括第三康复策略，所述第三康复策略是以所述至少一张全身照为训练指示的基础参照物进行训练的策略；所述控制端接收受训者认识或者曾经认识的至少两个人的至少包含头像的待处理照片并将所述至少两个人和受训者之间的人员关系进行关联，所述控制端通过图像处理技术将所述待处理照片处理为包含有第一实体用具中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的至少一张全身照，所述控制端基于第三康复策略使用所述至少一张全身照进行包含人员关系辨别的至少一部分认知康复训练。

根据一个优选实施方式，所述控制端通过图像处理技术将所述待处理照片处理为包含有第一实体用具中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的全身照的处理包括：所述控制端通过图像识别技术识别待处理照片中至少两个人的头像后进行抠图，所述控制端将抠出的头像通过图像拼接技术拼接到至少一张底图上形成至少一张全身照，其中，所述至少一张底图上包含有第一实体用具中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状。

根据一个优选实施方式，所述至少一张底图上包含的第一实体用具中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的形成方式是通过实拍第一实体用具获取相应的颜色和/或形状并通过图像拼接技术将相应的颜色和/或形状设置在所述至少一张底图上。

根据一个优选实施方式，所述控制端被配置为先按照依次执行第一康复策略、第二康复策略和第三康复策略的顺序为受训者提供康复训练，经过至少两轮后，控制端获取传感设备采集的图像和/或视频并由此通过微表情分析受训者对各个康复策略的第一兴趣程度，然后依据所述第一兴趣程度调整各康复策略的执行顺序和/或次数；和控制端还根据获取的传感设备采集的图像和/或视频通过微表情分析受训者对各个康复策略中的子策略的第二兴趣程度，然后依据所述第二兴趣程度调整各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数。

根据一个优选实施方式，控制端依据所述第一兴趣程度调整各康复策略的执行顺序和/或次数后将调整的结果与该受训者关联，并在该受训者参加下次认知康复训练时作为控制端选择各康复策略的执行顺序和/或次数的依据；和/或控制端依据所述第二兴趣程度调整各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数后将调整的结果与该受训者关联，并在该受训者参加下次认知康复训练时作为控制端选择各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数的依据。

根据一个优选实施方式，一种认知康复训练方法，包括让受训者通过使用认知康复训练系统来进行认知康复训练，所述系统包括：第一认知平台，其包括用于受训者在完成至少部分训练指示时所需的第一实体用具；第二认知平台，其包括与第一实体用具相对应的第二实体用具；指示设备，其被配置为向受训者提供训练指示，其中至少部分训练指示需要通过受训者操作第一实体用具中的部分用具实现；传感设备，其被配置为通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应；机械手，其被配置为通过操作第二实体用具中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示；和控制端，其藕接至所述指示设备、传感设备和机械手，并能基于所述响应的情况来选择性地启用所述机械手进行训练指导。

根据一个优选实施方式，所述指示设备包括显示装置和/或扬声装置，指示设备通过图像指示和/或声音指示的方式向受训者提供训练指示；在所述控制端基于所述响应的情况判断受训者在第一预设时间内没有正确响应训练指示之时，所述指示设备通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示，在受训者根据所述训练提示在第二预设时间内没有正确响应训练指示时，才确定启用进行训练指导；其中，第二预设时间短于第一预设时间。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施方式的简化结构图；

图2是本发明的一个优选实施方式的模块连接图；

图3是本发明的一个优选实施方式的简化结构图；

图4(a)～(g)是机械手的七个优选实施方式的简化结构图；

图5是控制端的主界面的一个优选图形用户界面的示意图；

图6是二维康复策略的一个优选图形用户界面的示意图；和

图7为三维康复策略的一个优选图形用户界面的示意图。

附图标记列表

100：第一认知平台 110：第一实体用具

200：第二认知平台 210：第二实体用具

300：指示设备 400：传感设备

500：机械手 600：控制端

700：隔离部 800：视觉遮挡部

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要理解的是，若出现“第一”、“第二”等术语，其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，若出现术语“多个”，其含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，还需要理解的是，若出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，除非另有明确的规定和/或限定。

在本发明的描述中，还需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

本实施例公开了一种认知康复训练系统，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一个优选实施方式，参见图1和2，一种认知康复训练系统，可以包括：第一认知平台100、第二认知平台200、指示设备300、传感设备400、机械手500、和控制端600中的至少一个。优选地，第一认知平台100可以被配置为向受训者提供用于在完成至少部分训练指示中所需的第一实体用具110。第一认知平台100可以包括用于受训者在完成至少部分训练指示时所需的第一实体用具110。第二认知平台200可以包括与第一实体用具110相对应的第二实体用具210。指示设备300可以被配置为向受训者提供训练指示，其中至少部分训练指示需要通过受训者操作第一实体用具110中的部分用具实现。传感设备400可以被配置为通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应。机械手500可以被配置为通过操作第二实体用具210中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示。控制端600可以藕接或者控制连接于指示设备300、传感设备400和机械手500。控制端600可以基于响应的情况来选择性地启用机械手500进行训练指导。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，受训者通过接触实体来进行康复训练，这对存在认知障碍的用户，尤其是状况很差的用户而言，比如认知障碍导致其根本不会使用电子设备的用户，例如一些老年人来说，更容易操作且适用性更强；第二，在一些患者在训练时，有时候无法根据操作指令来执行相应的操作，但是又没有其他更直观和易于接受的途径对患者进行教导，从而使得训练无法有序开展，而通过本发明,能在视频或者语音指示无法奏效时，通过机械手500以在第二认知平台上操作第二实体用具的方式进行训练指导让受训者可以直观地获取训练指示的实际意图，让训练得以有序开展，且更易于受训者接受，使得训练效果更好。优选地，参见图4(a)～4(f)，其示出了机械手的七种优选实施方式，箭头表示相应自由度的运动方向。为了简化，未示意末端执行机构的结构，比如手部，其可以采用现有技术。

优选地，受训者操作第一实体用具110或者机械手500操作第二实体用具210中的操作例如可以是指触摸、指向、抓取、移动、托起、拍打、旋转和拼搭中的至少一种。优选地，其中至少部分训练指示需要通过受训者操作第一实体用具110中的部分用具实现中的至少部分训练指示包括一部分训练指示或者全部训练指示。优选地，控制端600例如可以是手机、个人计算机、服务器、工作站或者云平台中的至少一种。

优选地，第一实体用具110和/或第二实体用具210例如可以包括具有颜色、数字和/或形状的二维和/或三维实体用具。优选地，二维实体用具和三维实体用具可以同时设置在第一认知平台或第二认知平台上，又或者，在进行第一康复策略时仅设置二维实体用具，在进行第二康复策略时仅设置三维实体用具，由此降低训练难度。优选地，第一实体用具110和/或第二实体用具210例如可以包括训练模型、色卡和数字按键中的至少一种。训练模型例如可以包括二维的片状模型和三维的立体模型中的至少一个。片状模型例如可以包括三角形模型、四边形模型、六边形模型、圆形模型、椭圆形模型和五角星模型中的至少一种。或者，片状模型例如可以正三角形模型、等腰三角形模型、长方形模型、正方形模型、梯形模型、六边形模型、圆形模型、椭圆形模型、四角星模型和五角星模型中的至少一种。立体模型例如可以包括三棱柱模型、正方体模型、长方体模型、圆柱体模型、圆环模型、六棱柱模型和球体中的至少一种。色卡例如可以包括红色卡、蓝色卡、白色卡、黑色卡、橙色卡、绿色卡、黄色卡、黄色卡和紫色卡中的至少一种。比如，在指示设备300向受训者提供在第一认知平台100上的片状模型中用手触摸出五角星模型的训练指示时，若受训者用手触摸三角形模型，则控制端600识别到这一错误的响应，启用机械手500动作指向五角星模型以指导受训者完成用手触摸出五角星模型的训练指示，若受训者用手触摸五角星模型，则控制端600识别到这一正确的响应，则通知或者控制指示设备300向受训者提供下一个训练指示。

优选地，第一实体用具110或第二实体用具210中的至少部分训练模型上可以设置完成至少部分训练指示所需的颜色和数字，由此以代替色卡和数字按键，减少训练模型的总数量，可以节约成本和给受训者减轻认知训练的心理压力。比如，训练模型中的片状模型例如可以包括正三角形模型、等腰三角形模型、长方形模型、正方形模型、梯形模型、六边形模型、圆形模型、椭圆形模型、四角星模型和五角星模型，这些片状模型可以分别涂有红色、蓝色、白色、黑色、橙色、绿色、黄色、黄色、紫色和粉色，其顺序可以调换但颜色不重复，还可以分别印刷或者粘贴有数字0～9，其顺序可以调换但数字不重复。

根据一个优选实施方式，数字按键可以是能直接向控制端600输入电信号作为响应的数字按键，也可以是不能向控制端600输入电信号作为响应的数字按键，比如数字贴或者印有数字的纯机械按键，其可以通过拍摄图像和/或视频的方式采集来自受训者对于训练指示的响应。比如，在系统指示受训者计算一加十一等于几的时候，则通过传感设备400拍摄图像和/或视频来确认受训者是否进行了先触摸或者按压数字按键1再触摸或者按压数字按键2的响应，如果是，则控制端600通过指示设备300进行后续的康复训练，如果否，则控制端600通过控制机械手500在第二认知平台200上进行先触摸或者按压数字按键1再触摸或者按压数字按键2的操作以指导受训者完成训练指示。

优选地，与第一实体用具110相对应的第二实体用具210可以是指第一实体用具110和第二实体用具210在视觉认知方面具有相同或者相应的效果。具体地，比如，第二实体用具210和第一实体用具110在形状、尺寸和颜色一致且初始摆放位置相对应，也可以是第一实体用具110和第二实体用具210的形状和颜色一致且初始摆放位置相对应，但是尺寸不同，比如第一实体用具110大于第二实体用具210以便于受训者操作和减少占用空间。但是，在空间条件的情况下，可以将第一认知平台100和第二认知平台200设置为完全一致的结构、尺寸、颜色以及摆放位置，以在指导受训者完成至少部分训练指示时让受训者易于辨识，降低受训者的认知难度，提高训练效果。

根据一个优选实施方式，指示设备300可以包括显示装置和/或扬声装置。指示设备300通过图像指示和/或声音指示的方式向受训者提供训练指示。优选地，在控制端600基于响应的情况启用机械手500之前，指示设备300通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示，在受训者根据训练提示仍然没有正确响应训练指示时，才确定启用机械手500进行训练指导。优选地，在控制端600基于响应的情况判断受训者在第一预设时间内没有正确响应训练指示之时，指示设备300通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示，在受训者根据训练提示在第二预设时间内仍没有正确响应训练指示时，才确定启用机械手500进行训练指导。优选地，第二预设时间小于第一预设时间。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，通过图像提示和/或声音提示可以比之前的图像指示和/或声音指示更为明显地提供需要受训者完成的训练任务，而通过机械手500指导受训者则是比图像提示和/或声音提示更为明显地让受训者模仿机械手500的动作，但是，因为机械手500的动作，训练耗时也会相应的增加，因此本发明通过该方式逐级的降低训练难度，既能评判受训者的实际认知能力，又能合理地针对训练者的认知能力充分的利用时间以在更短的时间内完成训练；第二，训练提示是一个为非实体的图像和/或声音提示，而机械手500的指导是实体状态下的操作提示，让受训者从不同的认知训练视角理解训练指示的意图，能够加深对训练指示的意图的理解，提高认知训练的效果；第三，第二预设时间比第一预设时间更短，是为了先给受训者提供更多的独立思考的时间，在提供训练提示时，由于给出了更明显的指示，如果受训者不能更快地给出正确的响应，那说明图像和声音指示对受训者来说依然很难理解，因此，将第二预设时间比第一预设时间更短可以利用更短的时间实现更好的训练效果。比如，在指示设备300向受训者提供在第一认知平台100上的片状模型中用手触摸出五角星模型的训练指示时，但受训者却用手触摸三角形模型或者在第一预设时间5s内没有响应，则控制端600识别到这一错误的响应，但是在启用机械手500指导受训者完成用手触摸出五角星模型的训练指示之前，指示设备300通过在显示装置上以高亮、闪烁和箭头提示中的至少一种图像提示和/或声音提示向受训者发出训练提示，但是在提供训练提示后，受训者在第二预设时间3s或者4s内依然做出了错误的响应，比如用手触摸六边形模型或者未触摸任何模型，才确定启用机械手500指导受训者完成相应的训练指示，随后机械手500根据训练指示，在第二认知平台200上触摸五角星模型，以向受训者直观地展示训练指示的实际意图。

根据一个优选实施方式，传感设备400可以包括用于通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应的第一摄像头。比如，第一摄像头组件仅包括一个设置在第一认知平台100和第二认知平台200上方的深度摄像头，通过深度图像和/或视频即可辨别受训者是否进行了正确的响应。又比如，可以采用多个摄像头，比如在第一认知平台100和第二认知平台200的上、左、右和后部各放置至少第一、第二、第三和第四摄像头，通过这些摄像头的拍摄的图像和/或视频的综合对比来辨别受训者是否进行了正确的响应，由此提高准确性。

根据一个优选实施方式，在机械手500通过操作第二实体用具210中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示之时，控制端600可以通过传感设备400拍摄的图像和/或视频来为机械手500提供运动参考。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：能够利用传感设备400来为机械手500提供运动参考，而无需另设一套感测元件，可以降低传感器数量，减少成本。

根据一个可选的实施方式，参见图3，系统可以包括隔离部700，隔离部700使得受训者和第一认知平台100同机械手500和第二认知平台200在空间上彼此隔离，且隔离后机械手500具有足够的动作空间以完成对受训者的指导。比如，隔离部700可以是玻璃罩，将机械手500和第二认知平台200罩在其内，以实现隔离。又比如，隔离部700可以是玻璃隔板，将一个室内空间分为两个彼此隔开的空间。再比如，隔离部700可以是带有透明窗的混凝土墙。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：将第一认知平台100和第二认知平台200相隔离，能够防止受训者将第一认知平台100上的第一实体用具110的部分或全部放到第二认知平台200，从而引发安全问题或者导致机械手500无法提供正确的指导。

根据一个优选实施方式，再次参见图3，系统可以包括视觉遮挡部800，在机械手500没有指导受训者完成训练指示的情况下，视觉遮挡部800处于第一视觉状态，在机械手500指导受训者完成训练指示的情况下，视觉遮挡部800处于第二视觉状态；其中，在第一视觉状态下，视觉遮挡部800遮挡机械手500和第二认知平台200同受训者之间的至少部分光路以使得受训者不能观察机械手500和第二认知平台200；在第二视觉状态下，视觉遮挡部800开放机械手500和第二认知平台200同受训者之间的至少部分光路以使得受训者能够观察机械手500和第二认知平台200。比如，视觉遮挡部800是遮光帘，如图3，图3示出的遮挡靠近受训者的一面仅仅是一种优选实施方式，还可以其他三个侧面中的至少一个，以及顶部的至少一部分。或者，视觉遮挡部800和隔离部700是同一部件，比如隔离部700采用电致变色玻璃，通过控制端600电控实现颜色变化以实现遮挡和开放至少部分光路。优选地，视觉遮挡部800可以按照以不能被受训者接触的方式设置在隔离部700之内或者之中。优选地，光路可以是指光的传播路径。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，因为人们都有对新事物的好奇心，并且会主动或者潜意识地关注身边的运动事物，所以机械手500的存在可能让受训者的注意力转移，特别是在刚开始使用本系统的期间，所以本发明通过视觉遮挡部800可以在受训者不需要机械手500指导的情况下让受训者不能观察到机械手500和第二认知平台200，以此让受训者更专注于训练，提高训练效率；第二，减轻受训者的心理依赖，提高训练速度和效果。

根据一个优选实施方式，在视觉遮挡部800处于第二视觉状态时，传感设备400通过拍摄图像和/或视频的方式来采集第一实体用具110在第一认知平台100上的第一相对位置，控制端600识别第一相对位置，在第一相对位置发生变化的情况下，控制端600可以通知或者控制机械手500调整第二实体用具210在第二认知平台200上的第二相对位置以使第二相对位置匹配于第一相对位置。优选地，第二相对位置匹配于第一相对位置可以是指第二实体用具210与第二认知平台200的相对位置关系和第一实体用具110与第一认知平台100的相对位置关系一致或者大致相同。大致相同可以是指第一相对位置和第二相对位置有差别但是通过人的视觉不能直接分辨该差别。优选地，第一相对位置和第二相对位置可以是指第一实体用具110和第二实体用具210中的各个子用具相对于第一认知平台100和第二认知平台200的位置。比如，在指示设备300向受训者提供在第一认知平台100上的立体模型中拿起长方体模型的训练指示时，受训者正确拿起了长方体模型，但是放回过程中改变了长方体模型相对于第一认知平台100的第一相对位置，则控制端600识别到这一状态，将第二认知平台200上的长方体模型的相对于第二认知平台200的第二相对位置进行调整以使之和第一相对位置保持一致。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，在第二视觉状态下调整第二相对位置，不会转移受训者的注意力，以保证受训效率；第二，让第二相对位置在机械手500的调整下和第一相对位置保持一致能够让受训者在需要机械手500指导的情况下，通过一致的指导场景快速、直观地领悟训练指示的意图，极大地改善和保证了训练效果；第三，第二相对位置调整是利用无需指导的空闲时间即时调整的，相对于集中调整而言能降低位置调整对训练进程的影响，从而保证训练的连贯性和效率。

优选地，传感设备400通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者和机械手500的第三相对位置和隔离部700的状态，控制端600识别第三相对位置和隔离部700的状态，并在控制部根据第三相对位置和隔离部700的状态判断机械手500的进一步动作会造成受训者被机械手500撞击的情况下暂停机械手500的动作。比如，隔离部700已被受训者敲碎而出现隔离失效且受训者将肢体伸入到正在动作的机械手500的动作范围内，则此时控制部暂停机械手500的动作。

根据另一个可选的实施方式，受训者和第一认知平台100同机械手500和第二认知平台200在空间上可以是彼此连通的。机械手500和受训者之间设有安全距离以使机械手500在运动过程中不会触及到受训者。即，两者之间没有隔离部700。在没有隔离部700的情况下，传感设备400通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者和机械手500的第三相对位置，控制端600识别第三相对位置，在控制部根据第三相对位置判断机械手500的进一步动作会造成受训者被机械手500撞击的情况下暂停机械手500的动作。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：本发明充分地考虑了患者的使用安全，特别是机械手500操纵过程中的安全控制和相对位置检测，因此在进行康复训练过程中，安全性得以保证。

根据一个优选实施方式，控制端600内存储有至少一种康复策略，控制端600根据相应的康复策略通过指示设备300向受训者提供训练指示以使受训者按照康复策略进行康复训练。优选地，至少一种康复策略包括第一康复策略、第二康复策略和第三康复策略中的至少一种。优选地，控制端600可以被配置为先按照执行第一康复策略、第二康复策略和第三康复策略的顺序依次为受训者提供康复训练，经过至少两轮后，控制端600获取传感设备400采集的图像和/或视频并由此通过微表情分析受训者对各个康复策略的第一兴趣程度，然后依据所述第一兴趣程度调整各康复策略的执行顺序和/或次数。比如，控制端600获取传感设备400采集的图像和/或视频并由此通过微表情分析受训者最感兴趣的两种康复策略，然后将这两种康复策略重复执行至少两轮后结束本次认知康复训练。控制端还根据获取的传感设备400采集的图像和/或视频通过微表情分析受训者对各个康复策略中的子策略的第二兴趣程度，然后依据所述第二兴趣程度调整各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数。优选地，控制端依据所述第一兴趣程度调整各康复策略的执行顺序和/或次数后将调整的结果与该受训者关联，并在该受训者参加下次认知康复训练时作为控制端选择各康复策略的执行顺序和/或次数的依据。优选地，据所述第二兴趣程度调整各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数后将调整的结果与该受训者关联，并在该受训者参加下次认知康复训练时作为控制端选择各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数的依据。优选地，控制端被配置为先执行对第一兴趣程度的分析后才执行第二兴趣程度的分析。

优选地，第一康复策略可以是二维康复策略，可以包括平面特征形状识别、平面颜色识别、平面形状拼接、二维角度识别、二维角度匹配、平面特征对比训练、平面逻辑构型和计算训练中的至少一种。平面特征形状识别可以包括图形识别和/或数字识别。比如，平面特征形状识别时，控制端600通过扬声装置让受训者从第二认知平台200上找出正方形模型并将手指按压在其上。如果受训者在设定的时间内没有正确地找出正方形模型则控制端600通过显示设备放出正方形模型的图片以为受训者提供训练提示，如果受训者在设定的时间内还没有正确地找出正方形模型，则控制端600根据当前的训练指示来通知或者控制机械手500为受训者提供指导，机械手500动作并在第二认知平台200上指出正方形模型以直观地为受训者提供指导。二维角度识别例如可以是控制端600通过显示装置和/或扬声装置让受训者从第一认知平台100上的片状模型中找出锐角、直角或钝角。二维角度匹配例如可以是控制端600通过显示装置给出一个标有角度的角度图形，比如60°，让受训者从第一认知平台100上找出带有该角度的模型。平面特征对比训练例如可以是片状模型中找出具有最长边长的多边形、找出边数最少的图形或者找出具有最大夹角的图形。平面逻辑构型例如可以是在显示装置中展示能由片状模型中的至少两种模型拼成的待拼平面图形以指示受训者找出相应的模型拼出该待拼平面图形。

优选地，第二康复策略可以是三维康复策略，可以包括三维形状识别、三维颜色识别、三维角度识别、三维角度匹配、三维特征对比训练和三维逻辑构型中的至少一种。三维颜色识别例如可以是从涂有单一颜色的多个立体模型中按照训练指示选择相应的颜色，又或者，可以是从涂有多个颜色的单个立体模型上找出带有相应颜色的面。三维角度识别例如可以是从一个立体模型上找出锐角、钝角或者直角。三维角度匹配例如可以是在显示装置中通过图像展示一个立体模型的摆放角度，让受训者在第一认识平台上重现这一摆放角度。比如，让受训者将正方体模型摆放为让其中一个面正对受训者的摆放角度。三维特征对比训练例如可以是找出最高的立体模型、最矮的立体模型、边数最少的立体模型。三维逻辑构型例如可以是在显示装置中展示能由立体模型中的至少两种模型拼成的待拼立体图形以指示受训者找出相应的模型拼出该待拼立体图形。

根据一个优选实施方式，在机械手500指导受训者时，由训练者基于当前的训练指示在藕接至控制台的操控装置上以手动控制方式控制机械手500或由控制端600基于当前的训练指示以自动控制方式控制机械手500。传感设备400采集的图像和/或视频可以作为操控机械手500的位置依据。

优选地，在训练指导的过程中，控制端600从传感设备400获取受训者在认知康复训练期间的传感数据，通过传感数据判断受训者的个人认知能力，在控制端600基于当前的训练指示以自动控制方式控制机械手500的情况下，控制端600依据个人认知能力调整机械手500的动作连贯性。比如，控制端600根据传感设备400采集的图像和/或视频判断受训者的个人认知能力评判为好和不好。训练指示为用若干个立体模型拼出一个特定造型的房子模型，则对于个人认知能力被评判为好的受训者，机械手500可以通过一次性的连贯动作完成当前的训练指示的方式来实现指导。而对于个人认知能力被评判为不好的受训者，机械手500可以通过逐步的分解动作完成当前的训练指示的方式来实现指导。

优选地，控制端600还通过传感数据分析受训者在最近的预设时间段内的第一动作速度，在控制端600基于当前的训练指示以自动控制方式控制机械手500的情况下，控制端600依据个人认知能力调整机械手500的动作连贯性的同时还依据第一动作速度调整机械手500的第二动作速度。通过调整机械手500的动作连贯性和第二动作速度，让受训者在被指导的过程中更适于受训者个人的实际情况，让相应的受训者更易于跟上指导的节奏，提高训练效果。

根据一个优选实施方式，控制端600接收受训者认识或者曾经认识的至少两个人的至少包含头像的待处理照片并将至少两个人和受训者之间的人员关系进行关联，控制端600通过图像处理技术将待处理照片处理为包含有第一实体用具110中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的至少一张全身照，控制端600基于第三康复策略使用至少一张全身照进行包含人员关系辨别的至少一部分认知康复训练。优选地，至少部分形状包括二维形状和/或三维形状。优选地，第三康复策略是以至少一张全身照为训练指示的基础参照物进行训练的策略，例如可以包括：服饰颜色识别、局部纹饰形状识别和局部纹饰拼搭中的至少一种。局部纹饰形状识别例如可以是让受训者从第一实体用具110中找出与相应的全身照上的人员的左手袖口上的纹饰形状相同的片状模型。局部纹饰拼搭例如可以包括二维纹饰拼接和三维纹饰搭建。三维纹饰搭建例如可以是在衣服的衣领部位给出一个用正方体和长方体搭接的纹饰，让受训者找到这个纹饰并用立体模型搭建出该三维纹饰。

优选地，控制端600通过图像处理技术将待处理照片处理为包含有第一实体用具110中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的全身照的处理包括：控制端600通过图像识别技术识别待处理照片中至少两个人的头像后进行抠图，控制端600将抠出的头像通过图像拼接技术拼接到至少一张底图上形成至少一张全身照，其中，至少一张底图上包含有第一实体用具110中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状。优选地，控制端600基于全身照进行平面颜色识别的训练。比如，控制端600接收受训者的儿子张强和父亲张永贵的两个人的单人照或者合照，并将两个人的头像自动地抠下来分别拼接第一底图和第二底图上形成第一全身照和第二全身照，然后通过第一全身照和第二全身照进行包含人员关系辨别的至少一部分认知康复训练。比如，在显示装置上仅示出第一全身照并通过扬声装置发出“请找出第一实体用具110中和您儿子张强的衣服颜色相同的至少一个用具”的训练指示。又比如，在显示装置上仅示出第二全身照并通过扬声装置发出“请找出第一实体用具110中和您父亲张永贵的裤子颜色相同的至少一个用具”的训练指示。又比如，在显示装置中同时示出第一全身照和第二全身照并通过扬声装置发出“请找出第一实体用具110中和您父亲张永贵的袜子颜色相同的至少一个用具”。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，由于一些认知障碍的受训者对亲人朋友的辨别也存在一定的障碍，因此，本发明通过包含人员关系辨别的至少一部分认知康复训练能够让受训者在训练同时保持和加深对亲人朋友的辨识能力，而且该方式也更容易引起受训者的兴趣，由此提高训练效果；第二，由于人员的照片背景和衣着千差万别，颜色也很难和第一实体用具110相匹配，若直接用于认知康复训练，则开展难度大且受训者很难辨识，因此，本发明仅利用人员的头像拼接到预设的底图上形成全身照，即预设的底图上有头部以下部位的预设部位图像，通过头像和预设部位图像进行拼接形成全身照，并利用全身照进行康复训练，使得本发明的可操作性更强且受训者更容易辨识，使得训练效果更好；第三，由于医护人员的图片处理能力不强，让医务人员进行手动抠图拼接也浪费时间，因此本发明通过控制端600自动抠图和拼接，仅需要录入照片和关联照片中人员与受训者的关系即可，可以减轻医务人员的工作强度、提高工作效率并让本发明更易于使用。

根据一个优选实施方式，至少一张底图上包含的第一实体用具110中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状可以是通过实拍第一实体用具110获取相应的颜色和/或形状并通过图像拼接技术将相应的颜色和/或形状拼在至少一张底图上。优选地，底图的处理是在出厂前完成的，由制造者预存在控制端600内以备调用。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：让训练指导的颜色和/或形状与第一实体用具110的对应颜色和/或形状高度匹配，以降低受训者的识别难度，提高训练效率。

实施例2

本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了一种认知康复训练方法，该方法可以由本发明的系统和/或其他可替代的零部件实现。比如，通过使用本发明的系统中的各个零部件实现本发明的方法。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

一种认知康复训练方法，包括让受训者通过使用认知康复训练系统来进行认知康复训练。

实施例3

本实施例可以是对实施例1、2或者其结合的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。本实施例公开了，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一个优选实施方式，本发明的认知康复训练系统可以包括机械手500、传感设备400、指示设备300、控制端600、第二认知平台200和第一认知平台100中的至少一个。机械手500可以包括多自由度机械臂，图1的六自由度机械臂仅为示例，只要自由度大于等于4(不包括末端执行机构的自由度)并且至少包括两个旋转自由度的机械臂均可满足该系统的需求。传感设备400可以为单目摄像头，可以用于拍摄第二认知平台的康复策略。指示设备300用于进行康复策略的指示，给患者进行相应的训练指示。的控制端600只要内存>2G即可满足要求。控制端600有内置的图形用户界面，可以用于医务人员对系统的控制和康复策略的选择以及康复数据和患者信息的统计。康复策略可以包括二维康复策略和三维康复策略。其中二维康复策略可以包括：平面特征形状识别(包括数字、图形等等)、平面颜色识别、平面形状拼接、水平角度识别和匹配、平面逻辑构型等；三维康复策略包括：三维颜色识别、三维角度识别和匹配、三维形状识别、三维逻辑构型、零件装配零件定位等。第二认知平台200和第一认知平台100可以是完全一致的结构和尺寸，并且平台上康复策略中训练零件的摆放位置也完全一致。第二认知平台200和第一认知平台100的尺寸都是可以调整的，并且第一认知平台100和机械臂的距离是安全的。优选地，参见图1，首先可以由医务人员在第二认知平台200和第一认知平台100上配置相同的康复策略，然后在控制端600的图形用户界面中选择对应的康复策略，即图5中的2D或3D，之后对应的2D图形用户界面或者3D图形用户界面会弹出，分别对应图6和图7，选择对应的具体康复策略即可。随后对应的训练指示，即患者所需完成的任务，会显现在指示设备300上；首先由患者独立根据指示设备300进行康复训练，当患者无法完成任务时，医务人员可以通过控制端600的图形用户界面进行第一步提示，本次提示通过指示设备300传达给患者，患者可以根据提示中的高亮零件或者操作步骤的分解说明完成康复训练；如果患者通过第一步的提示仍然无法完成训练，则医务人员可通过操纵控制端600的图形用户界面操纵机械手500和传感设备400进行完整的分步骤康复演示，患者可以跟着机械臂的每一步动作完成康复训练，其中针对不同的患者的需求，机械臂可以一次性连贯完成整套康复训练，也可以逐步分解的完成康复训练。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，本发明根据可以针对患有认知障碍的患者，通过康复策略的选择，实现二维和三维的认识策略的选择，通过该系统对患者进行认知康复的辅助，可以降低医疗人员的人工成本，提高工作效率；第二，本发明拥有较广阔的市场前景。考虑了系统的安全性以及用户的体验，简易可靠，同时便于组装和搬运，具有较高的使用寿命；第三，本发明充分的考虑了患者的使用安全，特别是机械臂操纵过程中的安全控制和距离检测，因此在进行康复训练过程中，安全性得以保证；第四，本发明的工作平台具有可调整尺寸的特点，可以针对不同类型的康复策略，进行工作平台的调整，提高了其通用性；第五，本发明只需要通过电脑就可以完成对图形用户界面，显示器，以及机械臂的操纵，实现对患有认知障碍的患者进行康复辅助。

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种认知康复训练系统，其特征在于，包括：

第一认知平台(100)，其包括用于受训者在完成至少部分训练指示时所需的第一实体用具(110)；

第二认知平台(200)，其包括与第一实体用具(110)相对应的第二实体用具(210)；

指示设备(300)，其被配置为向受训者提供训练指示，其中至少部分训练指示需要通过受训者操作第一实体用具(110)中的部分用具实现；

传感设备(400)，其被配置为通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应；

机械手(500)，其被配置为通过操作第二实体用具(210)中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示；和

控制端(600)，其藕接至所述指示设备(300)、传感设备(400)和机械手(500)，并能基于所述响应的情况来选择性地启用所述机械手(500)进行训练指导。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述指示设备(300)包括显示装置和/或扬声装置，指示设备(300)通过图像指示和/或声音指示的方式向受训者提供训练指示；

在所述控制端(600)基于所述响应的情况判断受训者在第一预设时间内没有正确响应训练指示之时，所述指示设备(300)通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示，在受训者根据所述训练提示在第二预设时间内没有正确响应训练指示时，才确定启用所述机械手(500)进行训练指导；

其中，第二预设时间小于第一预设时间。

3.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述控制端(600)内存储有至少一种康复策略，所述控制端(600)根据相应的康复策略通过指示设备(300)向受训者提供训练指示以使受训者按照康复策略进行康复训练；

其中，所述至少一种康复策略包括第一康复策略和/或第二康复策略；

第一康复策略是二维康复策略，包括平面特征形状识别、平面颜色识别、平面形状拼接、二维角度识别、二维角度匹配、平面特征对比训练、平面逻辑构型和计算训练中的至少一种；

第二康复策略是三维康复策略，包括三维形状识别、三维颜色识别、三维角度识别、三维角度匹配、三维特征对比训练和三维逻辑构型的至少一种。

4.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述至少一种康复策略还包括第三康复策略，所述第三康复策略是以所述至少一张全身照为训练指示的基础参照物进行训练的策略；

所述控制端(600)接收受训者认识或者曾经认识的至少两个人的至少包含头像的待处理照片并将所述至少两个人和受训者之间的人员关系进行关联，所述控制端(600)通过图像处理技术将所述待处理照片处理为包含有第一实体用具(110)中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的至少一张全身照，所述控制端(600)基于第三康复策略使用所述至少一张全身照进行包含人员关系辨别的至少一部分认知康复训练。

5.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述控制端(600)通过图像处理技术将所述待处理照片处理为包含有第一实体用具(110)中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的全身照的处理包括：所述控制端(600)通过图像识别技术识别待处理照片中至少两个人的头像后进行抠图，所述控制端(600)将抠出的头像通过图像拼接技术拼接到至少一张底图上形成至少一张全身照，其中，所述至少一张底图上包含有第一实体用具(110)中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状。

6.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述至少一张底图上包含的第一实体用具(110)中所具有的至少部分颜色和/或至少部分形状的形成方式是通过实拍第一实体用具(110)获取相应的颜色和/或形状并通过图像拼接技术将相应的颜色和/或形状设置在所述至少一张底图上。

7.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，所述控制端(600)被配置为先按照依次执行第一康复策略、第二康复策略和第三康复策略的顺序为受训者提供康复训练，经过至少两轮后，控制端(600)获取传感设备(400)采集的图像和/或视频并由此通过微表情分析受训者对各个康复策略的第一兴趣程度，然后依据所述第一兴趣程度调整各康复策略的执行顺序和/或次数；和

控制端(600)还根据获取的传感设备(400)采集的图像和/或视频通过微表情分析受训者对各个康复策略中的子策略的第二兴趣程度，然后依据所述第二兴趣程度调整各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数。

8.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，控制端(600)依据所述第一兴趣程度调整各康复策略的执行顺序和/或次数后将调整的结果与该受训者关联，并在该受训者参加下次认知康复训练时作为控制端(600)选择各康复策略的执行顺序和/或次数的依据；和/或

控制端(600)依据所述第二兴趣程度调整各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数后将调整的结果与该受训者关联，并在该受训者参加下次认知康复训练时作为控制端(600)选择各个康复策略中的子策略的执行顺序和/或次数的依据。

9.一种认知康复训练方法，包括让受训者通过使用认知康复训练系统来进行认知康复训练，其特征在于，所述系统包括：

第一认知平台(100)，其包括用于受训者在完成至少部分训练指示时所需的第一实体用具(110)；

第二认知平台(200)，其包括与第一实体用具(110)相对应的第二实体用具(210)；

指示设备(300)，其被配置为向受训者提供训练指示，其中至少部分训练指示需要通过受训者操作第一实体用具(110)中的部分用具实现；

传感设备(400)，其被配置为通过拍摄图像和/或视频的方式来采集受训者对于训练指示的响应；

机械手(500)，其被配置为通过操作第二实体用具(210)中的至少部分用具来指导受训者完成至少部分训练指示；和

控制端(600)，其藕接至所述指示设备(300)、传感设备(400)和机械手(500)，并能基于所述响应的情况来选择性地启用所述机械手(500)进行训练指导。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述指示设备(300)包括显示装置和/或扬声装置，指示设备(300)通过图像指示和/或声音指示的方式向受训者提供训练指示；

在所述控制端(600)基于所述响应的情况判断受训者在第一预设时间内没有正确响应训练指示之时，所述指示设备(300)通过图像提示和/或声音提示的方式向受训者提供训练提示，在受训者根据所述训练提示在第二预设时间内没有正确响应训练指示时，才确定启用所述机械手(500)进行训练指导；

其中，第二预设时间短于第一预设时间。