CN109431524A - 基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统，包括移动佩戴装置，所述移动佩戴装置用于佩戴在自闭症儿童的手、和/或颈部，以表情图像展示出患者情绪，所述基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统内置在该移动佩戴装置，该系统分为采集层、识别层和应用层，采集层连接识别层，识别层连接应用层，该系统能够实时获取自闭症儿童情绪信息，并以表情图像呈现厌恶或生气或悲伤或恐惧或快乐或中性或惊讶或暴躁或忧郁或敌意或多疑或焦虑或压抑或愤怒或沮丧情绪。以一种非接触式的方式来完成识别工作,可灵活、高效、实时的对自闭症儿童进行监护、交互和异常行为预警。为自闭症儿童病患不明显地融入学校和家庭提供了一种解决方案。

Description

基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统

技术领域

本发明涉及自闭症诊断领域，尤指一种基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统。

背景技术

“自闭症”作为包括诸如亚斯伯格综合征和亚斯伯格症候群(在社会性、兴趣和沟通方面存在异常的广泛性发育障碍)等的自闭症相关疾病的统称。自闭症是以社会性障碍作为主要症状的发育障碍之一(据称患病率为1％)。对于儿童自闭症如果误诊或未发现可能对儿童的日常生活和学校生活带来严重障碍，是广泛性发育障碍的代表性疾病。根据美国疾病控制和预防中心的研究，每88个美国孩子就有一个被诊断为自闭症儿童，而世界上更有着高达千万的自闭症病患。这种疾病普遍表现出包括自发性行为异常、缺乏交流、突然发作等症状。自闭症让孩子很难适应正常的社会，导致孩子未来在社会中处于劣势，且至今没有有效的治疗手段。相比特殊学校，专家普遍认为自闭症孩童在主流学校里接受教育更为有利，因为在那里他们可以学习相互交往，控制和修正他们的行为。但是，自闭症孩子交流能力弱，情绪经常不愿意表达，增加与其他正常人群间的社会隔阂。同时若因常不沟通，导致情绪难以排解形成暴力行为，而监护人因无法与自闭症孩子正常交流而可能对其异常行为进行非正常行为监护，以致矛盾更一步恶化。

表征(representation),又称心理表征或知识表征，是认知心理学的重要概念之一，指信息或知识在心理活动中的表现和记载方式，表征是外部事物在心理活动中的内部再现，因此，它一方面反映客观事物，代表客观事物，另一方面又是心理活动进一步加工的对象，表征具有不同的方式，可以是具体形象的，也可以是语言的或抽象的，人体气味是人一种生物信息，体味语言是人体气味的语言特征，人体气味是一种信号语言。人的体味非常奇妙，每个人都拥有自己独一无二的气味。医学研究表明，人体每一平方厘米皮肤上大约有300万个细胞，100个汗腺，20多个溢脂毛孔和10来根汗毛，但每个人的数量又都不一样，这是大家的体味有的浓烈，有的寡淡的原因。经气味化学家测定，体味中所含有能检测到的物质多达数百种，包括二氧化碳、一氧化碳、硫化氢，还有醛、酮、酯、醚、酚、苯、卤代烃等衍生物，分别通过呼吸、尿液、粪便和汗液几大排泄系统排出。某些疾病的患者，体味也有特殊性，体味还会受到情绪的影响。惊恐、焦虑、兴奋和紧张等都会引起体内激素代谢变化，进而影响体味。经研究，目前人体气味中常见的25种组分，分别为十八烷、壬酸、己醛、环十二醇、辛醛、十七烷、雪松醇和5,9-十一烷酸内酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、十九烷、庚醛、辛酸和癸醛、2-苯基-2-丁烯、1-茨酮、2,6-二甲基-5,7-辛二烯、1,3-丁二烯和2,3,3-三甲基环丁酮/十六烷/丁酸二乙基酯和十四酰酸/十二烷醛。焦虑、压抑、愤怒、沮丧等情绪的波动，会带来一些身体上的微妙变化。在每个人的体内，都有一张关于情绪的地图,如何通过人体气味成分的分析，结合现代检测设备，最终可以图像形式呈现，以了解“自闭症”患者的情绪，用于自闭症儿童沟通，是本发明希望解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种通过体味与监护人进行简单沟通的基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统，且体积轻巧，便于携带，有助于自闭症儿童融入社会。

为解决上述问题，本发明提供了基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统，包括移动佩戴装置，所述移动佩戴装置用于佩戴在自闭症儿童的手、和/或颈部，以表情图像展示出患者情绪，所述基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统内置在该移动佩戴装置，该系统分为采集层、识别层和应用层，采集层连接识别层，识别层连接应用层，该系统能够实时获取自闭症儿童情绪信息，并以表情图像呈现厌恶或生气或悲伤或恐惧或快乐或中性或惊讶或暴躁或忧郁或敌意或多疑或焦虑或压抑或愤怒或沮丧情绪；该系统利用采集层对自闭症儿童体味进行采集，将患者体味数据传输到存储器进行储存；之后利用识别层将存储器存储的体味数据进行体味识别，并将体味识别结果利用应用层通过Internet读取远端数据库的体味档案库中数据进行类比，把类比信息的结果转化成为厌恶或生气或悲伤或恐惧或快乐或中性或惊讶或暴躁或忧郁或敌意或多疑或焦虑或压抑或愤怒或沮丧的的表情图像，把表情图像通过移动佩戴装置的显示介面展示出来。

其中，所述的移动佩戴装置包含一外接体味检测器和一通讯模组，

该体味检测器用以进行人体体味采集，具有一连接端口，用于将测得的数据向外传输；

该通讯模组，用以上传数据至一远端数据库或自该远端数据库下载数据，该通讯模组至少包含：

传输端口，作为该体味检测器的连接端，与该体味检测器的连接端口相连，接收该端口测得的数据；

微处理器，耦合于该体味检测器，用以接收、计算及处理体味检测器测得的数据以及接收来自远端数据库的数据；

存储器，连接于该微处理器，用以储存该微处理器所处理过的数据并在该微处理器需要时提供所需数据；

通讯单元，耦合于该微处理器，将该微处理器处理后的该体味检测器测得数据传送给远端数据库，以进行数据类比；

显示介面，耦合于该微处理器，用以表情图像展现自闭症儿童情绪。

其中，所述的移动佩戴装置至少包含：

检测模组,用于进行人体体味采集，并提供测量数据；

微处理器，耦合于该体味检测器，用以接收、计算及处理体味检测器测得的数据以及接收来自远端数据库的数据；

存储器，连接于该微处理器，用以储存该微处理器所处理过的数据并在该微处理器需要时提供所需数据；

通讯单元，耦合于该微处理器，将该微处理器处理后的该体味检测器测得数据传送给远端数据库，以进行数据类比；

显示介面，耦合于该微处理器，用以表情图像展现自闭症儿童情绪。

本发明揭示了基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统，通过对体味采集和分析,从而完成自闭症儿童情绪的识别,是以一种非接触式的方式来完成识别工作,这一点对于实现自然、和谐的人机交互至关重要。运用体味识别技术系统，患者情绪通过系统记录识别结果，并以可视化的形式呈现给与其接触的周围人群，更易于自闭症儿童接受，监护人对自闭症儿童进行灵活、高效、实时的监护、交互和异常行为预警。为自闭症儿童病患不明显地融入学校和家庭提供了一种解决方案，并可观地提升他们的生活方式。

附图说明

图1是本发明移动佩戴装置的实施例一结构图。

图2是本发明移动佩戴装置的实施例二结构图。

图3是本发明移动佩戴装置的实施例三结构图。

具体实施方式

本发明关于请参考图1-3，图1为本发明基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统，包括移动佩戴装置，所述移动佩戴装置用于佩戴在自闭症儿童的手、和/或颈部，以表情图像展示出患者情绪，所述基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统内置在该移动佩戴装置，该系统分为采集层、识别层和应用层，采集层连接识别层，识别层连接应用层，该系统能够实时获取自闭症儿童情绪信息，并以表情图像呈现厌恶或生气或悲伤或恐惧或快乐或中性或惊讶或暴躁或忧郁或敌意或多疑或焦虑或压抑或愤怒或沮丧情绪；该系统利用采集层对自闭症儿童体味进行采集，将患者体味数据传输到存储器进行储存；之后利用识别层将存储器存储的体味数据进行体味识别，并将体味识别结果利用应用层通过Internet读取远端数据库的体味档案库或气味分辨实验室或气味档案库中数据进行类比，把类比信息的结果转化成为厌恶或生气或悲伤或恐惧或快乐或中性或惊讶或暴躁或忧郁或敌意或多疑或焦虑或压抑或愤怒或沮丧的的表情图像，把表情图像通过移动佩戴装置的显示介面展示出来。

所揭示的移动佩戴装置的第一实施例结构示意图，本发明的移动佩戴装置100，佩戴在自闭症儿童的手腕、和/或脚腕，和/或颈部，包含了一通讯模组200；及一体味检测器300，用以进行人体气体的监测。其中，通讯模组200，还包含一通讯单元210，来接收由远端数据库透过无线网络或广播系统所传送的数据或讯号，并将其解码还原成数据，再传送至一微处理器220，以进行讯号数据的解读与计算，也可将微处理器所传送的数据，以无线网络或广播的形式向外发送，形成一双向沟通的模式，至于所使用的通讯协定，可使用(但不限定于)GSM、CDMA、PHS、或双向呼叫通讯协定；微处理器220连接至一存储器230，以在需要的时候从存储器元件230中载出所需要的数据、数据或应用程序，也可将所接收的数据及处理过的数据储存至存储器230中；使用者可以透过一显示介面240，来读取由微处理器210所处理过的所有讯息；另外，通讯模组还包含一传输端口260，做为体味检测器300的连接端，以将来自体味检测器300的讯号数据传输至微处理器220中。

上述的移动佩戴装置100，还包括了一电源供应270连接于通讯模组200上，以提供操作时所需的电力。电源供应270可包含了DC配接器及电池模组。其中，可使用DC配接器连接一交流电源来供应电力，或是选择使用电池模组，例如一般锂电池，来供应电力。另外，在微处理器320中内建充电电路及程序，可直接对锂电池进行充电的操作。

本发明的通讯模组200所外接的体味检测器300，至少包含了以下元件：一检测模组310，用以进行特定气体的监测；一微处理器320，连接于检测模组310，对检测模组310所测得的数据进行计算及判读，并透过一连接端口330将所测得的数据传送至通讯模组200的显示介面240上以提供使用者检测结果，使用者可透过通讯模组200将所测得的数据数据上传至远端数据库以进行数据的监控比对；另外，微处理器320内建有一触发程序，当微处理器320所判读的数据超过了正常安全数值时，触发程式会启动一警报装置340，对使用者发出警告，并将警示数据透过连接端口传输至通讯模组200以上传至远端数据库或是监管单位。另外，体味检测器300亦包含一电源供应350，提供运作所需电源。

远端数据库可能为人体气味数据库，体味检测器300，其可为半导体所构成的半导体感测器、红外线检测器、或是奈米碳管检测器。检测模组310也可以采用如下结构，例如从犬鼻粘膜上皮组织取出，浸泡在培养液中培养而成，当嗅觉细胞的嗅纤维接受到异味时，细胞膜电位开始变化，并能在仪表上以数的方式显示出变化的电位值，根据数字的变化，即可判定气味的种类。也可以采用气相色普仪，分析仪与物质微粒接触时改变其化学、电子、放射性或其他参数，进而确定气味种类。

请参考图2，是本发明第二实施例结构示意图。以对微处理器220进行程式更新等工作；微处理器220，用以进行数据的计算及处理，除了接收来自通讯单元210所下载的各种数据外，更可处理及计算透过一传输端口260所传送来自体味检测器所检测得的数据及数据；微处理器220连接至一存储器230，以将所处理的数据传送至存储器230储存，并在需要的时候自存储器230读取所需的数据及应用程式；操作者可透过一显示介面240来知晓佩戴患者的情绪变化。

本发明的通讯模组200所外接的体味检测器300，包含了一检测模组310，用以进行人体气味的监测；及一连接端口330，用以连接通讯模组200的传输端口260，以将检测模组310所测得的数据传输到微处理器230中进行判读及计算。

本发明的移动佩戴装置100，还包括了一电源供应270连接于通讯模组上，以提供移动佩戴装置100运作时所需的电力。类似上述的第一实施例，电源供应可包含DC配接器其电池模组。其中，体味检测器300的启动与否由通讯模组200上的电源供应270所控制。体味检测器可使用电化学感测器、半导体感测器、或奈米碳管检测器等。

请参考图3，是本发明第三实施例结构示意图。在本移动佩戴装置100中，包含了一检测模组310、一微处理器220、一存储器230、一通讯单元240、一显示介面240。其中，微处理器220，除了计算及判读各种数据外，更连接于检测模组310，用以处理及计算检测模组310进行人体气味监测所传送过来的数据。存储器230，连接于微处理器220，用以储存各种来自微处理器220的数据、数据或程序及在需要时提供各种数据给予微处理器220。通讯单元210，连接于微处理器220，以将各种来自微处理器220的数据透过无线网络或广播系统上传至远端数据库，或是接收来自远端数据库的各种数据，形成一双向沟通的模式，所使用的通讯协定可为GSM、CDMA、PHS、或双向呼叫通讯协定等。另外，相似于上述二实施例，使用者可透过显示介面240，直观观察到患者的情绪。

类似上述二实施例，本发明的移动佩戴装置100，包括了一电源供应270于通讯模组100上，以提供操作时所需的电力。电源供应270可包含了DC配接器及电池模组。其中，可使用DC配接器连接依交流电源以供应电力，或是使用电池模组，例如一般手机所使用的锂电池来供应电力。另外，在微处理器220中内建有充电电路及程序，可直接对锂电池进行充电的操作。

本发明所提及的体味档案库或气味分辨实验室或气味档案库由140个样本相应的特征向量组成，样本包含10个人的情绪人体气味，假设每个人有15种情绪，分别为厌恶、生气、悲伤、恐惧、快乐、中性、惊讶、暴躁、忧郁、敌意、多疑、焦虑、压抑、愤怒、沮丧，当出现上述情绪时，分别采集到十八烷、壬酸、己醛、环十二醇、辛醛、十七烷、雪松醇和5,9-十一烷酸内酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、十九烷、庚醛、辛酸和癸醛、2-苯基-2-丁烯、1-茨酮、2,6-二甲基-5、7-辛二烯。

本发明中移动佩戴装置的体味检测器、通讯模组、微处理器、存储器、通讯单元、显示介面为现有技术人员很容易得知的技术问题，并非本申请关键技术要点，故申请人在此不加以详细说明。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统，其特征在于：包括移动佩戴装置，所述移动佩戴装置用于佩戴在自闭症儿童的手、和/或颈部，以表情图像展示出患者情绪，所述基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统内置在该移动佩戴装置，该系统分为采集层、识别层和应用层，采集层连接识别层，识别层连接应用层，该系统能够实时获取自闭症儿童情绪信息，并以表情图像呈现厌恶或生气或悲伤或恐惧或快乐或中性或惊讶或暴躁或忧郁或敌意或多疑或焦虑或压抑或愤怒或沮丧情绪；该系统利用采集层对自闭症儿童体味进行采集，将患者体味数据传输到存储器进行储存；之后利用识别层将存储器存储的体味数据进行体味识别，并将体味识别结果利用应用层通过Internet读取远端数据库的体味档案库中数据进行类比，把类比信息的结果转化成为厌恶或生气或悲伤或恐惧或快乐或中性或惊讶或暴躁或忧郁或敌意或多疑或焦虑或压抑或愤怒或沮丧的的表情图像，把表情图像通过移动佩戴装置的显示介面展示出来。

2.根据权利要求1所述的基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统，其特征在于：所述的移动佩戴装置包含一外接体味检测器和一通讯模组，

该体味检测器用以进行人体体味采集，具有一连接端口，用于将测得的数据向外传输；

该通讯模组，用以上传数据至一远端数据库或自该远端数据库下载数据，该通讯模组至少包含：

传输端口，作为该体味检测器的连接端，与该体味检测器的连接端口相连，接收该端口测得的数据；

微处理器，耦合于该体味检测器，用以接收、计算及处理体味检测器测得的数据以及接收来自远端数据库的数据；

存储器，连接于该微处理器，用以储存该微处理器所处理过的数据并在该微处理器需要时提供所需数据；

通讯单元，耦合于该微处理器，将该微处理器处理后的该体味检测器测得数据传送给远端数据库，以进行数据类比；

显示介面，耦合于该微处理器，用以表情图像展现自闭症儿童情绪。

3.根据权利要求1所述的基于人体体味识别辅助自闭症儿童监护的系统，其特征在于：所述的移动佩戴装置至少包含：

检测模组,用于进行人体体味采集，并提供测量数据；

微处理器，耦合于该体味检测器，用以接收、计算及处理体味检测器测得的数据以及接收来自远端数据库的数据；

存储器，连接于该微处理器，用以储存该微处理器所处理过的数据并在该微处理器需要时提供所需数据；

通讯单元，耦合于该微处理器，将该微处理器处理后的该体味检测器测得数据传送给远端数据库，以进行数据类比；

显示介面，耦合于该微处理器，用以表情图像展现自闭症儿童情绪。