CN113435549A - 一种辅助感统训练的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种辅助感统训练的设备及方法，包括控制模块，控制模块通信连接有交互模块，交互模块通信连接有识别模块、等级切换模块、语音模块，识别模块、识别模块分别与等级切换模块通信连接，方法：确定训练等级，展开相应等级的场景立体书；识别模块的RFID识别器识别到立体书中的RFID电子标签后，将整个系统切换到相应的等级；放置公仔和桌子于主控盒上；按压公仔，按钮触发语音库，调用相应的语音文件，由喇叭发声；儿童根据相应指令放置相应水果于桌上；传感器进行正确与否的判定；调用公仔语音库，喇叭发声对儿童行为进行反馈，本发明有利于不断优化训练方案，提高训练的效率，增强了趣味性，同时丰富了孩子的玩耍体验。

Description

一种辅助感统训练的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种训练的设备及方法，更具体一点说，涉及一种辅助感统训练的设备及方法，属于人机交互技术、传感技术等领域。

背景技术

根据2020年樊玲等学者所撰《浅谈儿童感觉统合失调现象及体适能运动干预的探索》，文中所指2020年中国3-13岁的儿童感觉统合失调率达到80％，并且有30％的孩子为重度感觉统合失调,即自闭症。通过感统训练改善的概率为90％。感觉统合训练最适合在家长的辅助下进行。国内懂得感统训练的婴幼儿家庭不到3％。

现有的儿童智力及自闭症的康复机构的方法包括：一对一认知、构音训练、表达训练、发音纠正训练、行为矫正训练、感觉统合训练、手功能训练、运动训练等。但需要专业人员和专业场地，耗时长，普及率低，且缺乏为家庭场景设计的感统教具、不同感觉统合训练彼此间没有联系、感觉统合训练教具没有经过情感化设计。

发明内容

为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有普适性强、训练等级科学、情境化设计等技术特点的一种辅助感统训练的设备及方法。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种辅助感统训练的设备，包括控制模块、等级切换模块、识别模块、语音模块、交互模块。

所述控制模块用于控制整个设备信息的存储、处理、传输，通信连接等级切换模块、识别模块、语音模块与交互模块；优选的，所述控制模块为单片机、PLC模块中任一种；

所述等级切换模块用于调用控制模块所存储的模式数据信息，包括RFID识别器，RFID识别器可以识别嵌入绘本的RFID电子标签，所述数个RFID电子标签与控制模块存储的模式数据信息一一对应，RFID识别器通信连接识别模块与语音模块。

所述识别模块用于识别用户在交互模块的行为信息，将数据传输给控制模块，控制模块将监测数据上传到移动终端及互联网，互联网上建立每个人的数据库以用于存储数据和建模分析。识别对象为具有实体的实物模型，实物模型间大小、颜色、重量、温度、材质、外形至少有一个或者多个区别；

所述语音模块基于控制模块传输的指令向用户传达语音信息，进行语音的输入和输出反馈；语音模块储存有多个语音信息，语音信息按照第一等级语音库、第二等级语音库、第三等级语音库、第四等级语音库、第五等级语音库分类，每个级别的语音库下储存有若干个已编码的语音信息；可以是MP3播放器、蓝牙音箱、喇叭等；

所述交互模块用于对用户的情境引导以及构建一个用户可控的模拟场景，包括主控盒，所述主控盒上设有多个按钮连接通信控制模块、识别模块，还包括绘本、公仔、桌子模型、水果模型、玩具水果刀以构成辅助认知的操作对象，所述绘本包含多个不同的场景立体书，不同的所述场景立体书上嵌入有不同的等级识别标签，所述等级识别标签间依次序进行等级划分，引导进行不同等级的交互行为，所述桌子模型、水果模型、玩具水果刀等实物模型在重量、颜色、触感等属性上具有不同的侧重，用于构建模拟场景；

所述控制模块通信连接有交互模块，所述交互模块通信连接有识别模块、等级切换模块、语音模块，所述识别模块、语音模块分别与等级切换模块通信连接；所述识别模块用于获取用户在交互模块的行为信息，将数据传输给控制模块，控制模块将监测数据上传到移动终端及互联网；所述等级切换模块用于调用控制模块所存储的模式数据信息，并将信息反馈给语音模块与识别模块；所述语音模块基于控制模块传输的指令向用户传达语音信息，进行语音的输入和输出反馈。

本发明一种辅助感统训练的方法，包括如下步骤：

步骤1)：阅读绘本中的场景立体书，确定训练等级，展开相应等级的场景立体书，场景立体书中嵌入有对应等级的RFID电子标签，将场景立体书展开放置于主控盒上；

步骤2)：RFID识别器识别到场景立体书中的RFID电子标签后，将语音模块和识别模块切换到相应的等级，将公仔和桌子模型放置于主控盒上；

步骤3)：按压公仔，触发语音模块中语音库，调用相应的语音文件并发声，儿童能够根据相应语音指令放置相应水果于桌上，传感器进行正确与否的判定，并调用语音模块中相应编码的语音库，并发声对儿童行为进行反馈。

优选的，所述训练等级包括第一等级、第二等级、第三等级、第四等级、第五等级，所述第一等级、第二等级、第三等级、第四等级、第五等级分别为概念联系能力、概念识别动作能力、概念认知与自主意识能力、复合概念动作能力、概念数量认知能力。

本发明的益处有：

1.从最基础的概念到复杂的认知动作，形成5档难度，难度依次攀升，分阶段训练儿童的感觉统合能力。该种难度梯度可依次锻炼儿童的概念联系能力、概念识别动作能力、概念认知与自主意识能力、复合概念动作能力及概念数量认知能力，最大程度满足不同情况下的需要。

2.将五个训练等级融合在同一个主体下设计不同的分级，符合大多数儿童的概念逻辑的同时，保证训练的连贯性。

3.采用多种识别模块、检测技术可以实现对儿童训练数据的记录和挖掘，大大有利于不断优化训练方案，提高训练的效率。

4.采用语音模块，减弱了人机的隔阂感，增强了趣味性，同时丰富了孩子的玩耍体验。

5.采用交互装置进行感统训练，与儿童建立更丰富的情感联系，提供了更多的可能性。

6.可以为感统失调儿童正常生活提供帮助，还可以为其它肢体功能障碍的人群提供康复训练。

附图说明

图1是本发明辅助感统训练系统的方法图。

图2是本发明辅助感统训练系统的设备图。

图3是本发明辅助感统训练系统的具体实施方式举例图。

图4是本发明辅助感统训练系统实施方式之一的主控盒设备及道具示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图1-4所示，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

本发明运用了五阶逐级进行感统训练的方法，同时刺激多种感管(视觉，听觉，平衡感，触觉等)，加强不同感官之间的神经联系，提高儿童训练时的体验感与娱乐性；有逻辑有系统地进行辅助感统训练，较低成本地实现上述目标，且方便非专业人员的理解和应用。

本发明的目的在于辅助感觉统合能力较弱的儿童通过交互装置进行分级训练，为了实现该目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种辅助感统训练的方法包含五级分级训练，五阶分别是概念联系能力、概念识别动作能力、概念认知与自主意识能力、复合概念动作能力及概念数量认知能力，等级由低到高分别为分为概念联系能力、概念识别动作能力、概念认知与自主意识能力、复合概念动作能力及概念数量认知能力五大能力方向，由简单到复杂，逐级叠加概念认知，保证训练的连贯性和科学性；为了支撑以上方法，设备包含控制模块、等级切换模块、识别模块、语音模块及交互模块，通过等级切换模块使用者可以自主选择难度等级进行对应的训练，逐级增加难度，可以让非专业人士也能有方法论地进行训练。

如图4所示，结合本发明中提到的交互装置中的主控盒，通过绘本中立体书交互的感统训练儿童。益智玩具的控制模块包含Arduino UNO板，交互模块包含主控盒以及可搭配使用的绘本、公仔、桌子模型、水果模型、玩具水果刀，识别模块包含重量传感器，语音模块包含MP3播放器、喇叭，等级切换模块包含RFID识别器，RFID识别器搭配使用有场景立体书内的RFID电子标签，主控盒上舍友灯光系统(如LED灯)，主控盒内设有单动开关、RFID识别系统、电源系统们能够，主控盒上有主盖板，主盖板上有按钮。

对于所述设备中的控制模块，可以是单片机、PLC模块、智能模块等，用于控制整个设备和处理传输信息。采用蓄电池供电、USB供电等多种供电模式，可适配多种充电接口。

对于所述设备中的等级切换模块，可以是通过RFID技术，或者其他任何可以达到识别并调用模式数据信息的技术手段，通过操作交互模块中辅助认知的对象以按压识别，或者其他的方式与控制模块进行通信，切换不同的语音模块，以达到切换基于五阶训练法的训练等级的要求。

对于所述设备中的识别模块，可以是传感器，识别对象可以是动物、水果、积木等概念实物模型，是儿童训练的操作对象之一，概念实物模型之间的大小、颜色、重量、温度、材质、外貌等多方面中的一个或者多个有所区分，传感器可以根据概念实物模型的物理信息进行数据处理。

对于所述设备中的语音模块，可以是MP3播放器、蓝牙音箱、喇叭等，用于向用户传达语音信息，进行语音的输入和输出反馈。本发明提供主动录音模式和调用自带语库模式两种，主动录音模式可以录入父母亲人，或者儿童自己的声音，从而获得更好的训练效果；调用自带语库模式则无需录音，使用时调用已录入系统的语音库，从而减轻了使用者的负担，使得整套系统易上手。

对于所述设备中的交互模块，可以是构建模拟场景的盒子即主控盒，所配置道具的重量、颜色、大小、材料、触感、温度等等方面在本发明中都有设定不同，以达到七感层面的多维度、全方面的训练，相比只具备单一变量的认知设计具有更高的训练有效性。盒子可以采用PVC材质制成的规则形盒体，盒体内部容纳有控制模块、识别模块、语音模块以及等级切换模块，识别模块通过按钮触发识别程序，控制模块将数据传输出语音模块。盒体外部作为模拟场景的载体用于搭配绘本、绘本中包含的立体书、其它道具等构建模拟场景，方法展示说明道具可以是绘本，绘本中包含的立体书等、辅助认知道具可以是玩具水果刀，桌子模型，情感道具可以是公仔，学习道具可以是水果模型等，用于用户了解训练方法，正确使用设备，是儿童训练的操作对象之一。

所述设备正常工作，交互模块引导用户构建场景，绘本中包含的立体书触发等级切换模块，由等级切换模块传输信息于语音模块与识别模块调整至相应工作状态，识别模块将交互模块中新产生的交互行为数据通过按钮触发传输给控制模块，控制模块对数据进行处理并发出指令至语音模块，同时控制模块将监测数据上传到智能手机及互联网，互联网上建立每个人的数据库，用于存储数据和建模分析。日常在医疗机构检测的数据也可以上传，用于校正模型。

实施例1

当本发明用于第一等级，概念联系等级，此等级中运用到交互模块中的水果模型为红苹果(一个)、青苹果(一个)、柠檬(一个)、香蕉(一个)、西瓜(整个)、猕猴桃(一个)：

将水果店场景立体书、公仔、桌子模型放置在主控盒上，主控盒中的RFID识别器识别到立体书中第一等级的RFID电子标签，将语音模块及识别模块切换到第一等级。儿童从交互模块中的水果模型中挑选一个放于桌子模型上，主控盒内与桌子模型保持同一方位的传感器进行概念识别，喇叭发声说出“XXX真好吃”，主控盒将数据实时上传。

实施例2

当本发明用于第二等级，概念识别等级，此等级中运用到交互模块中的水果模型为红苹果(一个)、青苹果(一个)、柠檬(一个)、香蕉(一个)、西瓜(一个、可被切成两半)、猕猴桃(一个)，以红苹果为例：

将客厅场景立体书、公仔、桌子模型放置在主控盒上，主控盒中的RFID识别器识别到立体书中第二等级的RFID电子标签，将语音模块及识别模块切换到第二等级。通过按压公仔来按压主控盒上公仔位置的按钮，按钮通信连接控制模块，控制模块传递信息给语音模块以调用第二等级语音库，每次按压公仔，控制模块会随机生成一个编码，以调用第二等级语音库中的一条语音数据，例如按压公仔，喇叭发声说“我想要红苹果”，儿童根据指令进行认知，拿起红苹果，并放在桌子模型上，桌子明显下的传感器进行概念识别，如果拿对，喇叭发声说“谢谢你真好吃”，如果拿错，喇叭发声说“不对哦，再试一次吧”，主控盒将数据实时上传。

实施例3

当本发明用于第三等级，概念认知与自主意识等级，此等级中运用到交互模块中的水果模型为红苹果(一个)、青苹果(一个)、柠檬(一个)、香蕉(一个)、西瓜(整个)、猕猴桃(一个)：

将水果店场景立体书、公仔、桌子模型放置在主控盒上，主控盒中的RFID识别器识别到立体书中第三等级的RFID电子标签，将语音模块及识别模块切换到第三等级。通过按压公仔来按压主控盒上公仔位置的按钮，按钮通信连接控制模块，控制模块传递信息给语音模块以调用第三等级语音库，喇叭发声说“我饿了”，儿童进行概念认知判断，随机拿起水果中的一个，并放在桌子模型上，桌子明显下的传感器进行概念识别，喇叭发声说“XXX的味道真不错”，主控盒将数据实时上传。

实施例4

当本发明用于第四等级，复合概念动作等级，此等级中运用到交互模块中的水果模型为红苹果(一个)、青苹果(一个)、柠檬(一个)、香蕉(一个)、西瓜(整个)、猕猴桃(一个)以香蕉为例：

将餐厅场景立体书、公仔、桌子放置在主控盒上，主控盒中的RFID识别器识别到立体书中第四等级的RFID电子标签，将语音模块及识别模块切换到第四等级。通过按压公仔来按压主控盒上公仔位置的按钮，按钮通信连接控制模块，控制模块传递信息给语音模块以调用第四等级语音库，每次按压公仔，控制模块会随机生成一个编码，以调用第四等级语音库中的一条语音数据。在本例中，按压公仔，喇叭发出“我想吃黄黄的软软的水果”，儿童进行复合概念认知，并将香蕉放在桌子模型上，桌子模型下的传感器进行概念识别，如果拿对，喇叭发声说“谢谢你拿给我的香蕉”，如果拿错，喇叭发声说“我想吃的不是这个哦，请再试试吧”，主控盒将数据实时上传。

实施例5

当本发明用于第五等级，概念数量认知能力等级，此等级中运用到交互模块中的水果模型为红苹果(一个或多个)、青苹果(一个或多个)、柠檬(一个或多个)、香蕉(一个或多个)、西瓜(整个或半个)、猕猴桃(一个或多个)，以半个西瓜为例：

将果园场景立体书、公仔、桌子模型放置在主控盒上，主控盒中的RFID识别器识别到立体书中第五等级的RFID电子标签，将语音模块及识别模块切换到第五等级。通过按压公仔来按压主控盒上公仔位置的按钮，按钮通信连接控制模块，控制模块传递信息给语音模块以调用第五等级语音库，每次按压公仔，控制模块会随机生成一个编码，以调用第五等级语音库中的一条语音数据。在本例中，按压公仔，喇叭发声说“我想吃半个西瓜”，儿童根据复合概念进行认知判断并进行相关动作，用玩具水果刀将西瓜切成两半后，将其中的一半放于桌上模型，桌子模型下的传感器进行概念识别，公仔调用语音库，喇叭发声说“西瓜的味道真不错”，如果放上错误的水果或者错误数量的水果，喇叭发声说：“不对哦，请再试一次吧”，主控盒将数据实时上传。

最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种辅助感统训练的设备，其特征在于：包括控制模块，所述控制模块通信连接有交互模块，所述交互模块通信连接有识别模块、等级切换模块、语音模块，所述识别模块、语音模块分别与等级切换模块通信连接，所述控制模块用于控制整个设备信息的存储、处理、传输；所述语音模块用于向用户传达语音信息，进行语音的输入和输出反馈；识别模块将数据传给控制模块，控制模块将监测数据上传到移动终端及互联网，互联网上建立每个人的数据库以用于存储数据和建模分析，所述等级切换模块用于调用控制模块所存储的模式数据信息，所述交互模块用于对用户的情境引导以及构建一个用户可控的模拟场景。

2.根据权利要求1所述的一种辅助感统训练的设备，其特征在于：所述控制模块为单片机、PLC模块中任一种，所述控制模块包含Arduino UNO板；

所述识别模块为传感器，所述识别模块的识别对象为具有实体的实物，实物间大小、颜色、重量、温度、材质、外形至少有一个或者多个区别；

所述语音模块为MP3播放器、蓝牙音箱、喇叭中任一种，所述语音模块储存有多个语音信息，语音信息按照第一等级语音库、第二等级语音库、第三等级语音库、第四等级语音库、第五等级语音库分类，每个级别的语音库下储存有若干个已编码的语音信息；

所述交互模块包括主控盒，所述主控盒上设有多个按钮连接通信控制模块、识别模块，还包括绘本、公仔、桌子、水果、玩具水果刀以构成辅助认知的操作对象，所述绘本包含多个不同的场景立体书，不同的所述场景立体书上嵌入有不同的RFID电子标签，所述RFID电子标签间依次序进行等级划分引以导进行不同等级的交互行为，所述RFID电子标签共有5个等级；

所述等级切换模块用于调用控制模块所存储的模式数据信息，包括RFID识别器以识别嵌入绘本的RFID电子标签，数个所述RFID电子标签与控制模块存储的模式数据信息一一对应，RFID识别器通信连接识别模块与语音模块。

3.一种辅助感统训练的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤1)：阅读绘本中的场景立体书，确定训练等级，展开相应等级的场景立体书，场景立体书中嵌入有对应等级的RFID电子标签，将场景立体书展开放置于主控盒上；

步骤2)：RFID识别器识别到场景立体书中的RFID电子标签后，将语音模块和识别模块切换到相应的等级，将公仔和桌子放置于主控盒上；

步骤3)：按压公仔，触发语音模块中语音库，调用相应的语音文件并发声，儿童能够根据相应语音指令放置相应水果于桌上，传感器进行正确与否的判定，调用公仔对应在语音模块中语音库，并发声对儿童行为进行反馈。

4.根据权利要求3所述的一种辅助感统训练的方法，其特征在于：所述训练等级包括第一等级、第二等级、第三等级、第四等级、第五等级，所述一等级、第二等级、第三等级、第四等级、第五等级分别为概念联系能力、概念识别动作能力、概念认知与自主意识能力、复合概念动作能力、概念数量认知能力。

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