CN113924151A - 交互式电子玩具系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种交互式电子玩具和一种用于向使用所述玩具的用户提供挑战的方法。所述玩具包括外壳和多个按钮，每个按钮与至少一个照明器和至少一个压力传感器相关联。所述方法包括：接收对特定挑战的选择，所述特定挑战是从与所述交互式电子玩具相关联的挑战存储库中选择的；以及向所述用户提供完成所述特定挑战的指令。所述方法还包括：接收来自所述用户的挑战响应，其中所述用户通过以下操作中的至少一个来响应所述特定挑战：移动所述交互式电子玩具的所述外壳和按下所述多个按钮中的至少一个按钮；基于所述接收到的挑战响应向所述用户提供反馈。

Description

交互式电子玩具系统

技术领域和背景技术

在一些实施方案中，本发明涉及电子玩具领域，并且更具体地涉及具有可随机化的挑战、游戏和活动的交互式电子玩具系统。

存在许多电子玩具，其中有多个按钮，儿童按下每个按钮都会导致某些事情发生。例如，此类玩具的存在是为了教导儿童动物声音、乐器声音等。然而，这些玩具的一个缺点是每次儿童按下按钮，结果总是相同的。经过短暂的游戏时间后，儿童通常会对玩具感到厌烦，因为他已经确切地知道按下每个按钮时会发生什么，和/或他需要在哪里按下按钮才能为玩具提出的问题提供正确答案。

因此，在本领域中需要一种交互式电子玩具，其中游戏不太可预测，即使在长时间的游戏期间也需要儿童继续学习，从而使儿童的注意力保持更长的时间。

发明内容

根据本文教导内容的实施方案，提供了一种交互式电子玩具系统，所述交互式电子玩具系统包括：

挑战存储库，所述挑战存储库存储用户要使用交互式电子玩具系统完成的多个挑战或游戏；

外壳，所述外壳包括彼此附接的第一外壳部分和第二外壳部分，使得在它们之间限定中空部；

多个按钮，所述按钮中的每个按钮是可选择性地按压的并且可从外壳的外部触及，所述按钮中的每个按钮是至少部分透明的；

多个照明器，所述多个照明器设置在中空部内，使得多个按钮中的每个特定按钮具有设置在其下方的多个照明器中的至少一个对应照明器，使得至少一个对应照明器的照明通过特定按钮可见；

多个压力传感器，所述多个压力传感器设置在中空部内，所述多个压力传感器中的每个压力传感器设置在按钮中的对应按钮下方并与之相关联，并且被适配成当按钮中的对应按钮被按下或释放时提供电信号；

处理器，所述处理器在功能上与挑战存储库、多个照明器和多个传感器相关联；

非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质存储软件模块，所述软件模块包括处理器要执行的指令，所述非暂时性计算机可读存储介质存储有：

接收对特定挑战的选择的指令；

向用户提供完成特定挑战的指令的指令；

从用户接收挑战响应的指令，其中用户通过以下操作中的至少一个来响应特定挑战：移动外壳和按下多个按钮中的至少一个按钮；以及

基于接收到的挑战响应向用户提供反馈的指令；以及

至少一个电源，所述至少一个电源被适配成向多个照明器、多个压力传感器和处理器提供电力。

在一些实施方案中，挑战存储库包括设置在外壳的中空部内的存储器部件。在一些实施方案中，外壳包括用于接纳可移动存储器部件的插槽，并且其中挑战存储库包括被适配成插入到插槽中以与处理器相关联的可移动存储器部件。在一些实施方案中，交互式电子玩具系统还包括收发器，并且挑战存储库远离外壳并且经由收发器与处理器通信。

在一些实施方案中，第一外壳部分包括多个开口，这些开口中的每个开口被适配成接纳多个按钮中的一个按钮并能够触及所述一个按钮。在一些其他实施方案中，第一外壳部分包括至少一个开口，所述至少一个开口被适配成接纳多个按钮中的至少两个按钮并能够触及所述至少两个按钮。

在一些实施方案中，多个按钮中的每个按钮是可独立按压的，而不影响多个按钮中的其他按钮。

在一些实施方案中，多个照明器中的每个照明器被适配成提供多种颜色的照明。在一些此类实施方案中，多个按钮中的每个按钮与多个照明器中的单个照明器相关联，并且多个照明器中的每个照明器与多个按钮中的单个按钮相关联。

在一些实施方案中，多个按钮中的每个按钮具有设置在其下方的多个照明器中的一组照明器，所述一组照明器中的每个照明器被适配成以不同颜色照明。

在一些实施方案中，交互式电子玩具系统还包括取向传感器，所述取向传感器被适配成提供关于外壳的三维取向的信息。在一些此类实施方案中，接收挑战响应的指令包括从取向传感器接收至少一个信号的指令，所述至少一个信号指示外壳的取向作为用户对选择的挑战的响应。

在一些实施方案中，交互式电子玩具系统还包括选择开关，所述选择开关被适配成选择要玩的游戏或要呈现的挑战。在一些实施方案中，交互式电子玩具系统还包括进度按钮，所述进度按钮被适配成在游戏步骤之间或等级之间前进。在一些实施方案中，交互式电子玩具系统还包括音量控制选择器。在一些实施方案中，交互式电子玩具系统还包括启动开关，所述启动开关被适配成启动和停用玩具。

在一些实施方案中，交互式电子玩具系统还包括至少一个音频扬声器，所述至少一个音频扬声器在功能上与处理器相关联。在一些实施方案中，向用户提供完成特定挑战的指令的指令包括经由至少一个音频扬声器向用户提供音频指令的指令。在一些实施方案中，向用户提供反馈的指令包括经由至少一个音频扬声器向用户提供音频反馈的指令。

在一些实施方案中，向用户提供完成特定挑战的指令的指令包括通过使至少一个照明器照明来向用户呈现特定挑战的指令。

在一些实施方案中，向用户提供反馈的指令包括经由照明器中的至少一个照明器向用户提供视觉反馈的指令。在一些此类实施方案中，视觉反馈包括照明器中的至少一个照明器的照明。在一些此类实施方案中，视觉反馈包括照明器中的至少一个照明器的停用。

在一些实施方案中，交互式电子玩具系统还包括收发器。在一些此类实施方案中，接收对特定挑战的选择的指令包括经由收发器从远离外壳的第二装置接收选择的指令。在一些此类实施方案中，提供反馈的指令包括经由收发器向远离外壳的第二装置提供反馈的指令。

在一些实施方案中，特定挑战选自由以下各者组成的组：颜色识别挑战；形状识别挑战；字母识别挑战；号码识别挑战；书写挑战；记忆挑战；迷宫挑战；语言挑战；数学挑战；情绪智力挑战；音乐挑战；以及编码挑战。

在一些实施方案中，提供特定挑战的指令包括使特定挑战的至少一个方面随机化的指令。

根据本文教导内容的另一实施方案，提供了一种使用交互式电子玩具向用户提供挑战的方法，所述交互式电子玩具包括外壳和多个按钮，每个按钮与至少一个照明器和至少一个压力传感器相关联，所述方法包括：

接收对特定挑战的选择，所述特定挑战是从与交互式电子玩具相关联的挑战存储库中选择的；

向用户提供完成特定挑战的指令；

接收来自用户的挑战响应，其中用户通过以下操作中的至少一个来响应特定挑战：移动交互式电子玩具的外壳和按下多个按钮中的至少一个按钮；以及

基于接收到的挑战响应向用户提供反馈。

在一些实施方案中，接收选择包括从挑战存储库接收选择，所述挑战存储库形成为插入到交互式电子玩具的外壳中的对应插槽中的可移动存储器部件。在一些实施方案中，挑战存储库远离交互式电子外壳，并且接收选择包括经由形成交互式电子玩具的一部分的收发器从远程挑战存储库接收选择。

在一些实施方案中，接收挑战响应包括从至少一个压力传感器接收对应于用户按下的多个按钮中的至少一个按钮的信号。在一些实施方案中，接收挑战响应包括从形成外壳的一部分的取向传感器接收取向信号，所述取向信号指示外壳的取向作为用户对选择的挑战的响应。

在一些实施方案中，所述方法还包括使用形成外壳的一部分的选择开关来接收对要玩的游戏或要呈现的挑战的选择。在一些实施方案中，所述方法还包括使用形成外壳的一部分或安装在外壳中的进度按钮在游戏的步骤或级别之间前进。

在一些实施方案中，向用户提供完成特定挑战的指令包括经由形成交互式电子玩具的一部分的至少一个音频扬声器向用户提供音频指令。在一些实施方案中，向用户提供反馈包括经由至少一个音频扬声器向用户提供音频反馈。

在一些实施方案中，所述方法还包括在接收到挑战响应之前，通过使至少一个照明器照明来向用户呈现特定挑战。

在一些实施方案中，向用户提供反馈包括经由照明器中的至少一个照明器向用户提供视觉反馈，所述视觉反馈包括使至少一个照明器照明或停用至少一个照明器。

在一些实施方案中，交互式电子玩具在功能上与远离其的第二装置相关联，并且其中提供反馈包括经由收发器向第二装置提供反馈。

在一些实施方案中，特定挑战选自由以下各者组成的组：颜色识别挑战；形状识别挑战；字母识别挑战；号码识别挑战；书写挑战；记忆挑战；迷宫挑战；语言挑战；数学挑战；情绪智力挑战；音乐挑战；以及编码挑战。

在一些实施方案中，提供特定挑战包括使特定挑战的至少一个方面随机化。

附图说明

本文参考附图描述了本发明的一些实施方案。本说明书连同附图使得本领域普通技术人员明白可以如何实践本发明的一些实施方案。附图是出于说明性讨论的目的，并且没有试图比基本理解本发明所必需的更详细地示出实施方案的结构细节。为了清楚起见，附图中所描绘的一些对象未按比例绘制。

在附图中：

图1是根据本文教导内容的实施方案的交互式电子玩具的透视图图示；

图2A、图2B、图2C和图2D分别是图1的交互式电子玩具的俯视图图示、前视图图示、后视图图示和侧视图图示；

图3是图1的交互式电子玩具的局部分解图；

图4是根据本文教导内容的实施方案的交互式电子玩具的示意性框图；并且

图5A和图5B是使用图1至图4的交互式电子玩具的示例性方法的两个实施方案的流程图。

具体实施方式

在一些实施方案中，本发明涉及电子玩具领域，并且更具体地涉及具有可随机化的挑战、游戏和活动的交互式电子玩具系统。

参考所附描述和附图可以更好地理解本文的教导内容的原理、使用和实施方式。在仔细阅读本文呈现的描述和附图后，本领域的技术人员无需过度努力或实验就能够实施本发明。

在详细解释本发明的至少一个实施方案案之前，应当理解，本发明的应用不限于在以下描述中阐述和/或在附图和/或示例中示出的部件和/或方法的构造和布置的细节。本发明可以用其他实施方案来实施，并且可以以各种方式来实践或执行。还应当理解，本文所使用的措辞和术语是用于描述性目的，而不应被视为限制性的。

本文描述的系统和方法旨在提供一种交互式环境，其中用户(通常是儿童)通过按下电子装置上的按钮进行游戏。然而，在每次挑战或游戏期间，或在每次使用装置期间，向用户呈现不同的要求，并且不同的按钮具有不同的效果。按钮的效果以及用户必须按下的特定位置可能会被随机化。

例如，交互式电子玩具可以包括挑战，其中指示用户按下所有显示为绿色的按钮。然后，交互式电子玩具可以在装置上的第一组位置中呈现多个绿色按钮，并等待感测到用户已按下所有正确的按钮。然后，可以重新开始挑战，只有绿色按钮会位于装置上不同于第一组位置的第二组位置中。因此，用户将无法记住他必须按下哪些按钮，而是需要再次找到绿色按钮的位置。下文提供另外的示例。

现在参考图1、图2A、图2B、图2C和图2D、图3和图4，图1是根据本文教导内容的实施方案的交互式电子玩具100的透视图图示，图2A、图2B、图2C和图2D分别是交互式电子玩具100的俯视图图示、前视图图示、后视图图示和侧平面视图图示，图3是交互式电子玩具100的局部分解图，图4是根据本文教导内容的实施方案的交互式电子玩具的示意性框图。

如图1、图3和图4中可见，交互式电子玩具100包括外壳102(图4)，所述外壳通常包括上部外壳部分102a和下部外壳部分102b，所述上部外壳部分和所述下部外壳部分之间形成中空部。

上部外壳部分102a包括上表面框架104，所述上表面框架中设置有按钮接收表面106，所述按钮接收表面包括用于接纳如下所述的按钮的开口108的网格。在上表面框架104的前侧上设置有：选择器开关110，所述选择器开关被适配用于选择要玩的游戏或要呈现的挑战；进度按钮112，所述进度按钮被适配成使用户能够在游戏的步骤之间或在游戏的等级之间前进；以及音量控件114。例如，在要求用户识别号码的游戏中，可以使用进度按钮112跳过用户已熟悉的较低号码，并使用户直接识别用户仍然需要掌握的较高号码(例如，6、7、8)。

侧表面116从上表面框架104、在其两个相对侧上向下延伸。在一些实施方案中，侧表面被成形并配置成使得玩具100具有特定的外观，例如动物的外观。在此类实施方案中，侧表面116的下端可以具有特定轮廓，所述特定轮廓被选择用于形成特定外观。在所示的实施方案中，特定轮廓为波浪形，使得整个玩具100的形状使人想起毛毛虫的形状。

下部外壳部分102b包括底表面120。前表面122和后表面124从底表面120朝向上表面框架104向上延伸。侧基部126从底表面120侧向延伸，并且在一些实施方案中部分地向上延伸，所述侧基部被配置成接合上部外壳部分102a的侧表面116。如图1中可见，当上部外壳部分102a连接到下部外壳部分102b时，形成封闭结构，从而防止用户触及外壳内部。

下部外壳部分102b的前表面122包括至少一个音频扬声器128，所述至少一个音频扬声器在此示出为一对音频扬声器。音频扬声器128被适配成向用户提供音频指令，如下文进一步详细解释的。

下部外壳部分102b的后表面124包括：启动开关130，所述启动开关被适配成启动和停用玩具；以及端口132，所述端口用于将玩具100连接到外部电源(诸如电源插座)，所述外部电源用于为玩具100供电或用于为其电池充电，如下文进一步详细解释。在一些实施方案中，开关130可以是三步开关，其包括“关”位置，“低音量”位置和“高音量”位置。在一些此类实施方案中，可以省略音量控件114。

按钮表面140设置在玩具100的中空部内，并且包括多个按压式按钮142。在一些实施方案(诸如所示的实施方案)中，在按钮142之间可能存在空间。如图1中可见，按钮表面140被布置成使得按钮142中的每个按钮都延伸穿过按钮接收表面106的对应开口108。在一些未示出的实施方案中，按钮142可以彼此非常接近，或者甚至彼此接触，只要按钮142可以各自被单独按压而不影响相邻的按钮。在一些此类实施方案中，按钮接收表面106可以包括单个大开口108，使得所有按钮一起设置在单个大开口108内。

在按钮142中的每个按钮下方设置有至少一个对应的照明器144，诸如LED灯。按钮142是至少部分透明的，使得在特定按钮142下方的特定照明器144的操作期间，所述按钮表现为被照明的。在一些实施方案中，每个照明器144被适配成提供多种颜色的照明。在其他实施方案中，每个按钮142具有设置在其下方的多个照明器，所述多个照明器中的每个照明器被适配成以不同颜色照明。在一些实施方案中，照明器144中的每个照明器对应于单个按钮142，使得在每个照明器144与按钮142之间都存在一对一的关系。在其他实施方案中，或在一些播放模式中，照明器144可以与按钮142解耦。

在按钮142中的每个按钮下方还设置有至少一个对应的传感器146，诸如压力传感器，其被适配成在上面的按钮142被按下时提供电信号。传感器146中的每个传感器对应于单个按钮142，使得在每个传感146与按钮142之间存在一对一的关系。

电子电路148设置在玩具100的中空部内，并具有设置在其上的照明器144和传感器146。电子电路148还将音频扬声器128和开关110、112、114和130连接到处理器150(在图4中清楚地示出)，所述处理器可以安装到电子电路148上或专用印刷电路板(未明确示出)上。处理器150被适配成控制玩具100的操作，如下面参考图5A和图5B进一步详细解释的。处理器150在功能上与非暂时性计算机可读存储介质152(在图4中清楚地示出)相关联，所述非暂时性计算机可读存储介质存储软件模块，所述软件模块包括处理器150要执行的指令。存储介质152可以设置在电子电路148上，设置在也保持处理器150的单独印刷电路板上，或设置在专用印刷电路板(未明确示出)上。

玩具100还包括至少一个挑战存储库156，或在功能上与所述至少一个挑战存储库相关联，所述至少一个挑战存储库存储处理器150要实施并经由音频扬声器128和按钮142呈现给用户的挑战和/或游戏。

挑战存储库156可以是用于存储数字数据的任何合适的存储元件，诸如数据库、计算机存储器或缓冲存储器。挑战存储库156对于玩具100可以是本地的。例如，挑战存储库156可以是数据存储元件的形式，诸如插入到玩具100中的专用插槽(未示出)中的可移动存储卡，或者建立到玩具100中的数据库或存储器部件。例如，存储库156可以安装到电子电路148上，或者安装到另一印刷电路板(例如，保持处理器150的电路板)上。在一些实施方案中，挑战存储库156可以远离玩具100。例如，挑战存储库156可以是远离玩具100的数据库，并且经由网络与所述玩具通信，例如与处理器150通信。

在一些实施方案中，挑战存储库156被适配成至少临时存储5MB至500MB范围内的大量数据。在挑战存储库156对于玩具100是本地的实施方案中，所述挑战存储库使得玩具100即使在不与网络或不与另一远程装置通信时也能够操作。挑战存储库156可以是易失性或非易失性存储器，诸如闪存存储器装置，即使在电源断开和接通时也保持所存储的数据，从而加速装置启动时间。

在一些实施方案中，玩具100还包括至少一个取向传感器(未明确示出)，诸如加速度计。取向传感器被适配成向处理器150提供关于玩具100的三维空间取向的信息(例如，在滚动、俯仰和横摆方面)，该信息可以用于确定用户是否遇到特定挑战或完成特定游戏，如下文进一步详细解释的。

一个或多个电源158被适配成向玩具100及其部件提供电力，这些部件包括音频扬声器128、照明器144、传感器146、处理器150和/或挑战存储库156。电源158可以是任何合适的电源，诸如电池或可充电电池(例如，可经由端口132充电)，或玩具100经由端口132连接到的外部电源。在一些实施方案中，玩具100是便携式的，并且被设计成可在不连接到外部电源的情况下操作，或者在距外部电源大于1米的距离处操作，在1至4小时的不间断操作范围内，可操作延长的持续时间。

在一些实施方案中，玩具100还可以包括收发器160(在图4中示出)，所述收发器使得能够例如经由局域网(LAN)、广域网(WAN)或经由因特网与联网环境进行双向通信。双向通信可以是有线通信或无线通信，并且可以使用本领域已知的任何合适的协议。在此类实施方案中，电源158也向收发器提供电力。

当挑战存储库156远离玩具100时，收发器特别有用，使得可以从挑战存储库156中选择挑战并将其经由收发器提供给处理器150。

在一些实施方案中，玩具100可以经由收发器160在功能上与外部计算装置(未明确示出)(诸如平板计算机、膝上型计算机或智能电话)相关联。在一些此类实施方案中，外部计算装置的用户接口(例如，形成与玩具100交互的专用应用程序的一部分)可以接收用户输入，所述用户输入可以从外部计算装置传输到处理器150以用于控制玩具100的操作和/或用于响应当前正使用玩具100完成的特定游戏或挑战。处理器150还可以例如经由收发器160向外部计算装置提供输出，诸如挑战完成反馈输出。

在一些实施方案中，玩具100还可以包括不活动感测功能，所述不活动感测功能被适配成识别玩具100何时已不活动预定持续时间，并向处理器150提供此类信息以适应玩具100的操作，以便在玩具100不活动时保持其功率消耗。

在一些实施方案中，响应于由不活动感测功能检测到不活动，处理器150可以运行被适配成在玩具100中节省功率的低功率效率功率方案，和/或可以向用户提供玩具已不活动并且正在关闭的音频指示。

在一些实施方案中，玩具100还可以包括热传感器，所述热传感器被适配成在玩具100中的温度水平超过预定阈值时向处理器150提供输入。然后，处理器150可以操作温度控制模块以例如通过关闭玩具100，或通过向用户通知升高的温度来将玩具100的操作调整到升高的温度水平，从而提供安全和稳健的装置操作。

现在另外参考图5A和图5B，图5A和图5B是使用图1至图4的交互式电子玩具100的示例性方法的流程图实施方案。

在图5A的流程图中，一旦选择了挑战或游戏，所有用户交互都是与玩具100进行的。如图5A中可见，在步骤200处，例如，由处理器150接收对用户要完成的挑战或游戏的选择，所述处理器实施指令以从存储介质152接收此类选择。通常从挑战存储库156中选择挑战。在一些实施方案中，使用上部外壳部分102a的选择器110来选择挑战。

在一些实施方案中，挑战存储库156可以包括单个挑战，并且可以通过将挑战存储库与处理器150相关联来执行对挑战的选择。例如，挑战存储库可以是包括单个挑战的计算机存储驱动器，诸如SD卡、USB驱动器等。因此，通过选择合适的挑战存储库并将其插入玩具100中的合适插槽或端口来选择挑战，以便将计算机存储驱动器与处理器150相关联。

在一些实施方案中，挑战存储库对于玩具100是本地的，例如形成其电子电路148的一部分，或者通过插入到如上所述的专用端口中而与处理器150相关联。

在其他实施方案中，挑战存储库156可以远离玩具100，例如位于外部服务器或计算装置上。在此类实施方案中，可以通过用户与外部服务器或计算装置的用户界面的交互来选择挑战，并且可以例如经由收发器160将选择的挑战传输到处理器150。

挑战可以是可以由玩具100提供给用户的任何合适的挑战或游戏，如本文所述。在一些实施方案中，挑战可以包括以下类型的挑战中的任一者或多者：

·颜色识别挑战；

·形状识别挑战；

·字母识别挑战；

·号码识别挑战；

·书写挑战；

·记忆挑战；

·迷宫挑战；

·语言挑战；

·数学挑战；

·情绪智力挑战；

·音乐挑战；以及

·编码挑战。

在步骤202处，例如，通常由处理器150经由音频扬声器128向用户提供完成挑战的指令，所述处理器实施从存储介质152提供此类用户指令的指令。

在其中用户必须按下以特定颜色(例如，绿色)照明的所有按钮的第一颜色识别挑战示例中，可以由音频扬声器提供指令，所述音频扬声器提供句子“按下所有绿色按钮！”。可以由处理器150在提供指令时例如以随机方式选择要识别的特定颜色。

在其中用户必须按下形成特定形状(例如，方块)的所有照明按钮的第二形状识别挑战示例中，可以由音频扬声器提供指令，所述音频扬声器提供句子“按下一起形成方块的所有按钮！”。可以由处理器150在提供指令时例如以随机方式选择要识别的特定形状。

在其中用户必须按下按钮以形成特定字母的第三书写挑战示例中，可以由音频扬声器提供指令，所述音频扬声器提供句子“按下按钮以形成大写字母“L””。可以由处理器150在提供指令时例如以随机方式选择要书写的特定字母。

在其中用户必须记住以特定颜色(例如，红色)照明的所有按钮的位置的第四记忆挑战示例中，可以由音频扬声器提供指令，所述音频扬声器提供句子“仔细观察按钮，记住哪些按钮是红色。关灯后，按下所有红色按钮！”。可以由处理器150在提供指令时例如以随机方式选择要记住的特定颜色。

在其中用户必须倾斜装置使得光沿特定路径移动的第五迷宫挑战示例中，可以由音频扬声器提供指令，所述音频扬声器提供句子“倾斜玩具，将黄色点从绿色方块移动到红色方块，而不撞到蓝色墙”。可以由处理器150在提供指令时例如以随机方式来选择蓝色墙的特定长度和位置，以及用于墙、起点和终点和用于穿过迷宫的元素的特定颜色。

在其中用户必须沿特定路径移动光的第六编码挑战示例中，可以由音频扬声器提供指令，所述音频扬声器提供句子“使用操作按钮来创建将黄色点从绿色方块移动到红色方块而不撞到蓝色墙的指令，然后查看计划是否因执行指令而奏效”。可以由处理器150在提供指令时例如以随机方式来选择蓝色墙的特定长度和位置，以及用于墙、起点和终点和用于穿过迷宫的元素的特定颜色。

在一些实施方案中，在步骤204处，例如，通过处理器150照明玩具100的至少一些按钮142，以便向用户呈现挑战，所述处理器实施来自存储介质152的指令来以特定颜色照明特定按钮。在一些实施方案中，要照明的按钮的数量和/或要照明的按钮的位置可能会至少部分地随机化。回到上文提供的示例：

在第一示例中，所有按钮142都被照明，使得只有按钮的子集以绿色照明，而其余按钮以其他颜色照明。当向用户呈现挑战时，可以由处理器150随机地、实时地选择以绿色照明的按钮的特定数量和以绿色照明的按钮的特定位置。

在第二示例中，选择的按钮142被照明以示出多种形状，例如红色三角、蓝色方块和绿色矩形。当向用户呈现挑战时，可以由处理器150随机地、实时地选择照明形状的特定颜色、照明形状的尺寸和照明形状的位置。

在第四示例中，所有按钮142都被照明，使得只有按钮的子集以红色照明，而其余按钮以其他颜色照明。当向用户呈现挑战时，可以由处理器150随机地、实时地选择以红色照明的按钮的特定数量和以红色照明的按钮的特定位置。在允许用户记住红色按钮的位置的预定持续时间之后，处理器150控制照明器144关闭所有按钮142下方的照明。

在第五示例中，一些按钮142以蓝色照明以形成“墙”，单个按钮142以绿色照明而另一单个按钮142以红色照明以形成迷宫的起点和终点，并且第三单个按钮142以黄色照明以形成必须穿过迷宫的点。当向用户呈现挑战时，可以由处理器150随机地、实时地选择形成“墙”的按钮的特定数量和照明按钮的特定位置。

在第六编码挑战示例中，一些按钮142以蓝色照明以形成“墙”，单个按钮142以绿色照明而另一单个按钮142以红色照明以形成迷宫的起点和终点，并且第三单个按钮142以黄色照明以形成必须穿过迷宫的点。另外，一些按钮被照明以形成操作按钮，例如，一些按钮可以是用于对黄色点完成迷宫必须实现的移动或操作序列进行编码的移步按钮，以及表示“根据编码序列移动点”的另一个实施按钮。在一个实施方案中，移步按钮可以包括“向左走一步”、“向右走一步”、“向上走一步”和“向下走一步”按钮。在另一个实施方案中，移步按钮可以包括“向前走一步”、“向右转90度”和“向左转90度”按钮。当向用户呈现挑战时，可以由处理器150随机地、实时地选择形成“墙”的按钮的特定数量和照明按钮的特定位置。

在其他实施方案中，其中挑战指示用户按下特定按钮以使它们被照明，而不是以照明按钮开始挑战，可以省略步骤204。返回参考上面的第三示例，由于用户被指示按下按钮以书写字母“L”，因此按钮142中初始没有一个被照明。

在向用户提供挑战之后，在步骤206处，处理器150从用户接收挑战响应，通过从一个或多个传感器接收信号来接收该响应。对于一些挑战，诸如上述第一示例、第二示例、第三示例、第四示例和第六示例的一些挑战，通过从一个或多个传感器146接收用户已按下与所述一个或多个传感器对应的按钮142的信号来接收响应。

在一些情况下，存储从用户接收的挑战响应以提供稍后的反馈。例如，在第六编码示例中，挑战响应包括从与移步按钮相关联的传感器接收序列信号，其中用户指示黄色点应如何移动。例如，所述序列可以包括向上3步、向左4步、向下2步、向左3步。通常，挑战响应还包括按照与移步按钮相关联的信号序列，从与实施按钮相关联的传感器接收信号。

对于一些挑战，诸如上面第五示例的挑战，通过从取向传感器接收玩具100的取向已以特定方式改变的信号来接收响应。

在步骤208处，处理器150基于接收到的响应向用户提供反馈。反馈可以包括一个或多个按钮142的熄灭、一个或多个按钮142的照明和/或经由音频扬声器128的音频反馈提供。在一些实施方案中，每次用户按下按钮时提供反馈。在其他实施方案中，仅在完成整个挑战后提供反馈。

回到上文提供的示例：

在第一示例中，处理器可以通过以下操作向用户提供反馈：熄灭用户按下的所有绿色按钮；当按下绿色按钮时，提供确认的可听声音(例如，拍手的声音)；和/或当按下另一种颜色的按钮时，提供否定或拒绝的可听声音。

在第二示例中，处理器可以通过以下操作向用户提供反馈：当用户按下属于方块的按钮时，熄灭这些按钮；当按下属于方块的按钮中的一个按钮时，或当按下属于方块的所有按钮时，提供确认的可听声音；和/或当按下另一种形状的按钮时，提供否定或拒绝的可听声音。

在上面第三示例中，处理器可以通过以下操作向用户提供反馈：照明用户在形成字母“L”的过程中按下的按钮；和/或当按下的按钮组形成字母“L”时，提供确认的可听声音。

在第四示例中，处理器可以通过以下操作向用户提供反馈：重新照明用户按下的最初以红色照明的按钮；当用户按下最初以红色照明的按钮时，提供确认的声音(即，记住红色按钮的位置)；和/或当用户按下最初以红色以外的颜色照明的按钮时，提供否定或拒绝的可听声音(即，记错红色按钮的位置)。

在第五示例中，处理器从加速度计接收指示用户正在倾斜玩具100的信号。作为反馈，处理器可以使当前以黄色照明的按钮熄灭，并使相邻按钮(在玩具100的倾斜方向上)以黄色照明，从而根据用户倾斜玩具100的方向沿迷宫“移动”黄色“点”。另外，处理器可以通过以下操作提供反馈：当用户倾斜玩具以在正确的方向上“移动”黄色点时或当用户已设法使黄色点穿过整个迷宫时，提供确认的可听声音；和/或当用户在错误的方向上“移动”黄色点或使黄色点“撞到墙”时，提供否定或拒绝的可听声音。

在第六编码挑战示例中，可以响应于从与实施按钮相关联的传感器接收到信号来提供反馈。作为反馈，处理器可以使当前以黄色照明的按钮熄灭，并在根据用户以从移步按钮接收的信号序列提供的指令确定的方向上使相邻按钮以黄色照明，从而根据用户编码的移步沿迷宫“移动”黄色“点”。另外，处理器可以通过以下操作提供反馈：当由用户编码的指令成功地“移动”黄色点穿过整个迷宫时，提供确认的可听声音；和/或当由用户编码的指令使黄色点“撞到墙”时，提供否定或拒绝的可听声音。

在一些实施方案中，在可选步骤210处，还可以将关于完成挑战的反馈提供给远程装置或位置，诸如由父母、教师、治疗师或其他指南操作的装置。可以经由收发器从处理器150提供此类反馈。

本发明的特定特征在于，在完成挑战时，如果用户选择重复相同的挑战或挑战类型，则处理器150呈现相同类型的挑战，但以某种方式改变。

在一些实施方案中，改变可能是挑战的创建随机化的结果。在其他实施方案中，改变可能是特定挑战或游戏按顺序重复多次的结果，在这种情况下，处理器可能会增加挑战的难度。在此类实施方案中，存储器部件152可以包括学习模块，所述学习模块指示处理器150周期性地或连续地学习用户完成挑战的级别，以便在成功完成挑战时以更高的难度级别提供挑战，或者如果用户完成挑战有困难，则使挑战更容易。

使用上述第一示例，在用户请求重复挑战时，处理器150可以再次改变用户要识别和要按下的按钮的颜色、用户要识别和要按下的按钮的位置和/或用户要识别和要按下的按钮的数量。作为第一示例的另一替代方案，在用户第一次完成挑战时，所有按钮仅以两种强对比色照明，这使得较容易找到绿色按钮，并且在随后的挑战完成时，按钮以对比不太强的颜色和/或以多种颜色照明，使得找到绿色按钮变得较难，并增加挑战级别。

转到图5B，图5B涉及其中用户交互的一部分经由外部计算装置(诸如平板计算机或智能电话)进行的实施方案，所述外部计算装置通常运行专用于与玩具100交互的适当软件应用程序。如下文进一步详细解释的，在此类实施方案中，用户还可以经由外部计算装置的用户接口提供用户输入。

如图5B中可见，在步骤220处，由处理器150接收对用户要完成的挑战或游戏的选择。如上文关于图5A的步骤200所述，挑战可以从本地或从远程挑战存储库接收，并且可以包括任何合适的挑战或游戏。

图5B所示的方法将在下文参考上文提供的示例性编码挑战来描述。

在步骤222处，向用户提供完成挑战的指令。在一些实施方案中，可以经由玩具100的音频扬声器128提供指令，如上文关于图5A的步骤202所述。在一些实施方案中，指令还可以或替代地经由外部计算装置的用户接口元件提供，诸如经由外部计算装置的音频扬声器提供或显示在外部计算装置的显示屏幕上。

回到上文关于图5A提供的编码挑战示例，在一些实施方案中，可以由音频扬声器128和/或远程计算装置的音频扬声器提供指令，所述音频扬声器提供句子“使用操作按钮来创建将黄色点从绿色方块移动到红色方块而不撞到蓝色墙的指令，然后查看计划是否因执行指令而奏效”。在一些实施方案中，可以在外部计算装置的显示屏幕上可视地(以书写、绘图、图标或动画示例的形式)显示指令。

如上文所讨论的，蓝色墙的特定长度和位置，以及用于墙、起点和终点和用于穿过迷宫的元件的特定颜色，可以由处理器150和/或远程计算装置的处理器在提供指令时例如以随机方式来选择。

在一些实施方案中，在步骤224处，将玩具100的至少一些按钮142照明，以便向用户呈现挑战，基本上如上所述。

在编码挑战示例中，一些按钮142以蓝色照明以形成“墙”，单个按钮142以绿色照明而另一单个按钮142以红色照明以形成迷宫的起点和终点，并且第三单个按钮142以黄色照明以形成必须穿过迷宫的点。当向用户呈现挑战时，可以由处理器150随机地、实时地选择形成“墙”的按钮的特定数量和照明按钮的特定位置。在一些实施方案中，照明按钮可以另外包括特定的“完整编码”按钮142(例如，以诸如黑色的另一种颜色照明)，一旦编码完成，就使用所述按钮来确定编码是否正确。

在步骤225处，在远程计算装置的显示屏幕上向用户显示用于提供挑战完成输入的用户界面。在本文使用的编码示例中，用户界面可以包括操作界面元素(例如图标或按钮)。例如，所述界面元素中的一些可以是用于对黄色点完成迷宫必须完成的移步序列进行编码的移步图标。另一界面元素可以是“完整编码”图标。在一个实施方案中，移步图标可以包括“向左走一步”、“向右走一步”、“向上走一步”和“向下走一步”图标。在另一实施方案中，移步图标可以包括“向前走一步”、“向右转90度”和“向左转90度”图标。

在向用户提供挑战和用户界面之后，在步骤226处，处理器150从用户接收挑战响应，该响应的至少一部分经由收发器160从外部计算装置接收。在一些实施方案中，通过从玩具100的一个或多个传感器接收信号来接收一些响应，如上文关于图5A所述。

在当前编码示例中，用户可以通过以特定序列使用移步图标来提供挑战响应输入，指示黄色点应如何穿过迷宫。例如，所述序列可以包括使用向上移步图标3次，使用向左移步图标4次，使用向下移步图标2次，以及使用向左移步图标3次。一旦用户对黄色点穿越迷宫的方法进行了编码，用户就通过使用外部计算装置的用户界面上的对应图标或通过按下玩具100上的对应按钮142来提供“完整编码”输入。随后，将用户使用移步图标生成的编码的指令序列例如经由收发器160从外部计算装置传输到处理器150。

在步骤228处，处理器150基于接收到的响应向用户提供反馈。反馈可以包括一个或多个按钮142的熄灭、一个或多个按钮142的照明、经由音频扬声器128的音频反馈提供和/或经由外部计算装置的用户接口的反馈提供。

在编码挑战示例中，可以响应于“完整编码”信号的接收而提供反馈。作为反馈，处理器可以使当前以黄色照明的按钮142熄灭，并在根据编码移步序列确定的方向上使相邻按钮以黄色照明，从而根据用户编码的移步沿迷宫“移动”黄色“点”。另外，处理器可以通过以下操作提供反馈：当由用户编码的指令成功地“移动”黄色点穿过整个迷宫时，提供确认的可听声音；和/或当由用户编码的指令使黄色点“撞到墙”时，提供否定或拒绝的可听声音。

在一些实施方案中，还可以向外部计算装置或经由外部计算装置提供关于完成挑战的反馈。

应当理解，为了清楚起见，在单独实施方案的背景下描述的本发明的某些特征也可以在单个实施方案中组合提供。相反地，为了简洁起见，在单个实施方案的背景下描述的本发明的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合提供或如在本发明的任何其他描述的实施方案中合适地提供。在各种实施方案的背景下描述的某些特征不应被视为那些实施方案的基本特征，除非没有那些元件，所述实施方案不起作用。

应当理解，为了清楚起见，在单独实施方案的背景下描述的本发明的某些特征也可以在单个实施方案中组合提供。相反地，为了简洁起见，在单个实施方案的背景下描述的本发明的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合提供。

尽管已结合本发明的具体实施方案描述了本发明，但很明显，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明旨在包括落入所附权利要求的精神和宽范围内的所有这些替代、修改和变化。本说明书中提及的所有公布、专利和专利申请在本文以全文引用方式并入本说明书中，其程度与每个单独的公布、专利或专利申请明确且单独地指示为以引用方式并入本文相同。此外，本申请中任何参考文献的引用或标识不应解释为承认此类参考文献可作为本发明的现有技术。

Claims (28)

1.一种交互式电子玩具系统，其包括：

挑战存储库，所述挑战存储库存储用户要使用所述交互式电子玩具系统完成的多个挑战或游戏；

外壳，所述外壳包括彼此附接的第一外壳部分和第二外壳部分，使得在它们之间限定中空部；

多个按钮，所述按钮中的每个按钮是可选择性地按压的并且可从所述外壳的外部触及，所述按钮中的每个按钮是至少部分透明的；

多个照明器，所述多个照明器设置在所述中空部内，使得所述多个按钮中的每个特定按钮具有设置在其下方的所述多个照明器中的至少一个对应照明器，使得所述至少一个对应照明器的照明通过所述特定按钮可见；

多个压力传感器，所述多个压力传感器设置在所述中空部内，所述多个压力传感器中的每个压力传感器设置在所述按钮中的对应按钮下方并与之相关联，并且被适配成当所述按钮中的所述对应按钮被按下或释放时提供电信号；

处理器，所述处理器在功能上与所述挑战存储库、所述多个照明器和所述多个传感器相关联；

非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质存储软件模块，所述软件模块包括所述处理器要执行的指令，所述非暂时性计算机可读存储介质存储有：

接收对特定挑战的选择的指令；

向所述用户提供完成所述特定挑战的指令的指令；

接收来自所述用户的挑战响应的指令，其中所述用户通过以下操作中的至少一者来响应所述特定挑战：移动所述外壳和按下所述多个按钮中的至少一个按钮；以及

基于所述接收到的挑战响应向所述用户提供反馈的指令；以及

至少一个电源，所述至少一个电源被适配成向所述多个照明器、所述多个压力传感器和所述处理器提供电力。

2.根据权利要求1所述的交互式电子玩具系统，其中所述第一外壳部分包括多个开口，所述开口中的每个开口被适配成接纳所述多个按钮中的一个按钮并能够触及所述一个按钮。

3.根据权利要求1所述的交互式电子玩具系统，其中所述第一外壳部分包括至少一个开口，所述至少一个开口被适配成接纳所述多个按钮中的至少两个按钮并能够触及所述至少两个按钮。

4.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，其中所述多个按钮中的每个按钮是可独立按压的，而不影响所述多个按钮中的其他按钮。

5.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，其中所述多个照明器中的每个照明器被适配成提供多种颜色的照明。

6.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，其中所述多个按钮中的每个按钮与所述多个照明器中的单个照明器相关联，并且所述多个照明器中的每个照明器与所述多个按钮中的单个按钮相关联。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的交互式电子玩具系统，其中所述多个按钮中的每个按钮具有设置在其下方的所述多个照明器中的一组照明器，所述一组照明器中的每个照明器被适配成以不同颜色照明。

8.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，所述交互式电子玩具系统还包括取向传感器，所述取向传感器被适配成提供关于所述外壳的三维取向的信息。

9.根据权利要求8所述的交互式电子玩具系统，其中所述接收所述挑战响应的指令包括从所述取向传感器接收至少一个信号的指令，所述至少一个信号指示所述外壳的取向作为所述用户对所述选择的挑战的响应。

10.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，所述交互式电子玩具系统还包括以下各者中的至少一者：

选择开关，所述选择开关被适配用于选择要玩的游戏或要呈现的挑战；

进度按钮，所述进度按钮被适配成在游戏的步骤之间或等级之间前进；

音量控制选择器；以及

启动开关，所述启动开关被适配成启动和停用所述玩具。

11.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，所述交互式电子玩具系统还包括至少一个音频扬声器，所述至少一个音频扬声器在功能上与所述处理器相关联，并且其中以下各者中的至少一者为真：

所述向所述用户提供完成所述特定挑战的指令的指令包括经由所述至少一个音频扬声器向所述用户提供音频指令的指令；或者

所述向所述用户提供反馈的指令包括经由所述至少一个音频扬声器向所述用户提供音频反馈的指令。

12.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，其中所述向所述用户提供完成所述特定挑战的指令的指令包括通过使所述照明器中的至少一者照明来向所述用户呈现所述特定挑战的指令。

13.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，其中所述向所述用户提供反馈的指令包括经由所述照明器中的至少一个照明器向所述用户提供视觉反馈的指令，所述视觉反馈包括所述照明器中的至少一个照明器的照明或所述照明器中的至少一个照明器的停用中的至少一者。

14.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，所述交互式电子玩具系统还包括收发器，其中所述接收对所述特定挑战的所述选择的指令包括经由所述收发器从远离所述外壳的第二装置接收所述选择的指令。

15.根据权利要求14所述的交互式电子玩具系统，其中所述提供反馈的指令包括经由所述收发器向远离所述外壳的第二装置提供所述反馈的指令。

16.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，其中所述特定挑战选自由以下各者组成的组：

颜色识别挑战；

形状识别挑战；

字母识别挑战；

号码识别挑战；

书写挑战；

记忆挑战；

迷宫挑战；

语言挑战；

数学挑战；

情绪智力挑战；

音乐挑战；

以及编码挑战。

17.根据前述权利要求中任一项所述的交互式电子玩具系统，其中所述提供所述特定挑战的指令包括使所述特定挑战的至少一个方面的指令随机化。

18.一种使用交互式电子玩具向用户提供挑战的方法，所述交互式电子玩具包括外壳和多个按钮，每个按钮与至少一个照明器和至少一个压力传感器相关联，所述方法包括：

接收对特定挑战的选择，所述特定挑战是从与所述交互式电子玩具相关联的挑战存储库中选择的；

向所述用户提供完成所述特定挑战的指令；

接收来自所述用户的挑战响应，其中所述用户通过以下操作中的至少一个来响应所述特定挑战：移动所述交互式电子玩具的所述外壳和按下所述多个按钮中的至少一个按钮；以及

基于所述接收到的挑战响应向所述用户提供反馈。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述接收所述选择包括从挑战存储库接收所述选择，所述挑战存储库形成为插入到所述交互式电子玩具的所述外壳中的对应插槽中的可移动存储器部件。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述挑战存储库远离所述交互式电子外壳并且所述接收所述选择包括经由形成所述交互式电子玩具的一部分的收发器从所述远程挑战存储库接收所述选择。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中所述接收所述挑战响应包括从至少一个压力传感器接收对应于所述用户按下的所述多个按钮中的所述至少一个按钮的信号。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其中所述接收所述挑战响应包括从形成所述外壳的一部分的取向传感器接收取向信号，所述取向信号指示所述外壳的取向作为用户对所述选择的挑战的响应。

23.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，其中以下各者中的至少一者为真：

所述向所述用户提供完成所述特定挑战的指令包括经由形成所述交互式电子玩具的一部分的至少一个音频扬声器向所述用户提供音频指令；或者

所述向所述用户提供反馈包括经由所述至少一个音频扬声器向所述用户提供音频反馈。

24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述接收所述挑战响应之前，通过使所述照明器中的至少一个照明器照明来向所述用户呈现所述特定挑战。

25.根据权利要求18至24中任一项所述的方法，其中所述向所述用户提供所述反馈包括经由所述照明器中的至少一个照明器向所述用户提供视觉反馈，所述视觉反馈包括使所述照明器中的至少一个照明器照明或停用所述照明器中的至少一个照明器。

26.根据权利要求18至25中任一项所述的方法，其中所述交互式电子玩具在功能上与远离其的第二装置相关联，并且其中所述提供所述反馈包括经由收发器将所述反馈提供给所述第二装置。

27.根据权利要求18至26中任一项所述的方法，其中所述特定挑战选自由以下各者组成的组：

颜色识别挑战；

形状识别挑战；

字母识别挑战；

号码识别挑战；

书写挑战；

记忆挑战；

迷宫挑战；

语言挑战；

数学挑战；

情绪智力挑战；

音乐挑战；以及

编码挑战。

28.根据权利要求18至27中任一项所述的方法，其中所述提供所述特定挑战包括使所述特定挑战的至少一个方面随机化。

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