CN115429221A - 具有用于在床垫上产生触觉输出的致动单元的气动式触觉设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及具有用于在床垫上产生触觉输出的致动单元的气动式触觉设备。本公开的实施方案涉及一种压力映射系统，该压力映射系统包括被配置用于放置在用户与床之间的感测垫。该感测垫可包括致动单元阵列，其中该致动单元阵列中的每个致动单元被配置为响应于流体被引入到致动单元中而致动。该感测垫还可包括压力传感器阵列，其中该压力传感器阵列中的每个压力传感器被配置为输出压力测量结果。该压力映射系统还可包括控制系统，该控制系统被配置为接收来自压力传感器阵列的压力测量结果，基于该组压力测量结果和感测垫上的压力感测单元的位置来生成用户的压力映射图，并且基于压力映射图来致动该致动单元阵列的子集。

Description

具有用于在床垫上产生触觉输出的致动单元的气动式触觉 设备

相关申请的交叉引用

本申请是2020年9月14日提交的美国专利申请第17/020585号的部分 继续申请，该美国专利申请是2019年9月19日提交的美国临时专利申请第 62/902811号的非临时性申请并且根据35U.S.C.§119(e)要求该美国临时专 利申请的权益，这些美国临时专利申请的内容如同在本文中完全公开的那 样以引用方式并入本文。

技术领域

所描述的实施方案大体上涉及用于映射用户的位置或姿势并提供触觉 输出的设备和系统。更具体地，所述实施方案涉及床上触觉设备，该床上 触觉设备具有致动单元和控制系统，该控制系统被配置为将加压空气(或 另一种流体)引入到致动单元中以映射用户的压力轮廓和/或提供触觉输出。

背景技术

电子设备可以具有用于感测定位在床上或其它支撑表面上的用户的参 数的一个或多个输入机构和向设备的用户提供触觉输出的输出机构。一般 来讲，可能有益的是，电子设备在用户卧床时识别用户的位置或姿势和/或 向用户提供触觉输出。一些传统的电子设备可向卧床用户提供触觉反馈， 但可提供的触觉反馈的类型有限，并且设备可导致用户不适。

发明内容

本公开中描述的系统、设备、方法和装置的实施方案涉及具有感测设 备阵列的床上设备，该感测设备用于映射用户与床的接触，并且使用该映 射向用户提供触觉反馈、识别用户、确定用户的姿势、测量用户的生理参 数等。

本文所述的实施方案包括床上触觉系统，该床上触觉系统包括被配置 用于放置在用户与床之间的感测垫。该感测垫可以包括：致动单元阵列， 其中该致动单元阵列中的每个致动单元被配置为响应于将流体引入到每个 致动单元中而致动；和压力传感器阵列，其中压力传感器阵列中的每个压 力传感器被配置为输出压力测量结果。床上触觉系统可以包括控制系统， 该控制系统被配置为接收来自压力传感器阵列的压力测量结果，基于压力 测量结果和感测垫上的每个压力传感器的位置来生成压力映射图，以及基 于压力映射图来致动该致动单元阵列中的致动单元。

实施方案还包括压力映射系统，该压力映射系统包括被配置为与用户 支撑结构集成的感测垫。该感测垫可以包括：致动单元阵列，该致动单元 阵列中的每个致动单元被配置为响应于将流体引入到每个致动单元中而致 动；和压力传感器阵列，其中压力传感器阵列中的每个压力传感器与致动 单元阵列中的致动单元耦接。每个压力传感器可以被配置为测量对应的致 动单元内的流体压力，并且输出指示每个致动单元的所测量的流体压力的 一个或多个信号。该感测垫可以包括控制系统，该控制系统被配置为接收 来自压力传感器阵列的一个或多个信号，确定用户接触用户支撑结构，并 且响应于确定用户接触，基于所接收到的一个或多个信号生成用户的压力 映射图。该控制系统可以基于压力映射图将用户识别为特定用户。

该实施方案还包括操作压力感测触觉设备以识别用户的姿势的方法。 该方法可以包括从定位在用户支撑结构上的压力传感器阵列接收一组压力 测量结果，并且基于该组压力测量结果和位于压力传感器阵列内的压力传 感器的位置来生成用户的压力映射图。该方法还可以包括将压力映射图与 一组存储的压力映射图进行比较，该组存储的压力映射图包括各自与特定 姿势相关联的姿势映射图，并且基于压力映射图与该组存储的压力映射图 的比较来识别用户的姿势。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中类似的附图 标号指代类似的结构元件，并且其中：

图1示出了使用床上触觉设备的示例性环境；

图2A示出了图1的示例性床上触觉设备和控制系统；

图2B至图2C示出了由图1的床上触觉设备提供的示例性触觉输出；

图3A至图3C示出了由图1的床上触觉设备提供的示例性触觉输出；

图4示出了流体耦接到床上触觉设备的控制系统的示例性框图；

图5示出了用于使用床上触觉设备提供触觉输出的示例性方法的流程 图；

图6示出了图1的床上触觉设备和控制系统的传感器阵列实施方案；

图7示出了定位在床上触觉设备上的用户的实施方案；

图8示出了用于识别触觉设备的用户和/或用户的姿势的示例性方法的 流程图；

图9A至图9G示出了示例性床上触觉设备；

图10A至图10E示出了示例性床上触觉设备；

图11A至图11B示出了包括流体耦接到床上触觉设备的各个通道的多 个管状构件的示例性连接接口；

图12A至图12B示出了示例性连接接口，其中床上触觉设备中限定的 通道被延伸以形成连接接口；

图13A至图13B示出了控制系统的示例性部件的示例性布置；

图14示出了床上触觉设备和控制系统的示例；

图15A至图15B示出了可集成到床上设备中的致动单元的示例；

图16A至图16C示出了示例性致动单元的剖视图；

图17A至图17B示出了可在床上设备中实现的示例性致动单元；并且

图18示出了可结合和/或连接到床上触觉设备的电子设备的示例性电气 框图。

附图中的交叉影线或阴影的用途通常被提供以阐明相邻元件之间的边 界并还有利于附图的易读性。因此，存在或不存在无交叉影线或阴影均不 表示或指示对特定材料、材料特性、元件比例、元件尺寸、类似图示元件 的共同性或在附图中所示的任何元件的任何其他特征、属性、或特性的任 何偏好或要求。

附加地，应当理解，各个特征部和元件(以及其集合和分组)的比例 和尺寸(相对的或绝对的)以及其间呈现的界限、间距和位置关系在附图 中被提供，以仅用于促进对本文所述的各个实施方案的理解，并因此可不 必要地被呈现或示出以进行缩放并且并非旨在指示对所示的实施方案的任 何偏好或要求，以排除结合其所述的实施方案。

具体实施方式

现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下 描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被 包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、 修改形式和等同形式。

以下公开涉及一种用于提供触觉输出的系统。该系统可包括具有致动 单元阵列的床上触觉设备。致动单元阵列中的致动单元可被配置为以预先 确定的顺序致动(例如，膨胀、收缩或以其他方式改变形状)以提供触觉 输出。触觉输出可响应于在床上触觉设备或另一电子设备处检测到的输入 或与床上触觉设备或另一电子设备处的通知、警示或其他输出相关联地提 供。

如本文所用，术语“触觉输出”可用于将沿用户身体能够通过触觉感 知的设备输出称为本质上通常为动态的一系列局部脉冲。如本文所用，术 语“局部脉冲”可用于指沿用户身体的一部分作用的短暂力。如本文所述， 触觉输出的一部分可由一个或多个致动单元形成，对所述一个或多个致动 单元充气和放气以产生可触觉感知的脉冲。

在一些情况下，致动单元被配置为响应于流体被引入到致动单元中和/ 或从致动单元移除而致动。如本文所用，“流体”可用于指不具有固定形 状的允许流动的物质，包括空气、其他气体、液体以及它们的组合。床上 触觉设备可包括被配置为在使用期间放置在用户下方的壳体。在一些情况 下，床上触觉设备可在使用期间定位在床垫和用户之间。床上触觉设备可 沿顶部外表面提供触觉输出，该触觉输出可由用户通过触觉感知(例如， 通过触摸所感测)。床上触觉设备可足够薄和/或足够柔性，使得床上触觉 设备在定位于用户下方的床中时不会引起不适。

致动单元可导致顶部外表面的变形和/或位移以提供触觉输出和/或其部 分。特定致动单元的致动可引起顶部外表面的对应部分的变形和/或位移。 如本文所用，“变形”可用于指改变表面、元件或其一部分的形状或轮廓， 并且“位移”可用于指将表面、元件或其一部分相对于一个或多个附加表 面、元件或其一部分从第一位置移动到一个或多个附加位置。一般来讲， 当表面、元件或其部分变形时，其至少一部分发生位移。例如，如果顶部外表面变形，则顶部外表面的一部分将必然相对于顶部外表面的另一部分 移动。然而，位移不一定需要变形。例如，在不改变顶部外表面的形状或 轮廓的情况下，整个顶部外表面可相对于床上触觉设备的其他部件发生位 移。

在一些情况下，由致动单元引起的变形可为局部变形。如本文所用， “局部变形”或“局部变形的”可用于指使表面或元件的局部部分变形， 而不使表面或元件的一个或多个其他部分(例如，围绕局部部分的部分) 变形。多个致动单元可配合以使床上触觉设备的顶部外表面局部变形。表 面或元件的多个部分可同时、在重叠时间段期间和/或在不同时间(例如， 顺序地)局部变形。

在一些情况下，多个致动单元可配合以产生触觉输出。顶部外表面的 多个部分可通过多个不同致动单元的致动而位移和/或变形以产生触觉输出。 在一些情况下，顶部外表面的多个不同部分根据图案位移和/或变形以提供 触觉输出。在一些情况下，以预先确定的顺序使致动单元致动可导致外表 面根据实际或模拟的随机图案(例如，没有可识别的图案)发生位移和/或 变形。例如，预先确定的顺序可模拟雨滴下落的图案。在一些情况下，以 预先确定的顺序使致动单元致动可导致外表面根据有序(例如，非随机) 图案位移和/或变形。例如，预先确定的顺序可模拟至少部分地跨床上触觉 设备的顶部外表面移动的波。

致动单元阵列中的每个致动单元可包括一个或多个囊状物，所述一个 或多个囊状物限定内部体积并且被配置为充气和/或放气以使致动单元致动 以提供触觉输出和/或触觉输出的部分。例如，对一个或多个囊状物的充气 可导致致动单元膨胀，并且对一个或多个囊状物的放气可导致致动单元收 缩。每个囊状物可被配置为响应于加压空气(或另一种流体)被引入到内 部体积中而充气和/或响应于加压空气从内部体积移除而放气。在一些情况 下，致动单元阵列中的每个致动单元被配置为在基本上横向于顶部外表面 的方向上膨胀，从而增加床上触觉设备的与该单元对应的区域的厚度。

床上触觉设备可流体耦接至控制系统，该控制系统被配置为将加压空 气引入到致动单元阵列的囊状物中和/或从致动单元阵列的囊状物移除加压 空气以提供触觉输出。控制系统可包括被配置为有利于囊状物的快速充气 和/或放气的一个或多个贮存器。在一些情况下，控制系统包括包含具有压 力高于大气压的空气的一个或多个高压贮存器和/或包含具有压力低于大气 压的空气的一个或多个真空贮存器。控制系统的阀阵列可被配置为将每个 单元(例如，每个致动单元的囊状物)选择性地流体耦接到一个或多个贮 存器。例如，控制系统(例如，控制系统的处理单元)可导致致动单元的 囊状物与高压贮存器之间的阀打开以对囊状物充气。类似地，控制系统可 致使致动单元的囊状物与真空贮存器之间的阀对囊状物放气。

在一些情况下，处理单元可向控制系统和/或床上触觉设备提供信号以 提供触觉输出。处理单元可以是床上触觉设备、控制系统或可操作地耦接 到床上触觉设备和/或控制系统的另一电子设备的部件。床上触觉设备、控 制系统和/或可操作地连接到处理单元的另一设备可包括一个或多个输入设 备(例如，接触传感器、力传感器、音频传感器、生物识别传感器、图像 传感器、光传感器等)，其被配置为检测由处理单元用来确定提供触觉输出的输入和/或要提供的触觉输出的类型。处理单元可确定触觉输出以响应 于一个或多个检测到的输入而提供，并且可控制控制系统和/或床上触觉设 备(例如，阀、泵等)的各种部件以提供触觉输出。

由处理单元接收的输入可用于确定用于提供触觉输出的触发器。触发 器可包括指示用户是入睡还是醒来、在场或不在场、打鼾还是不打鼾等的 用户条件。用户条件可通过分析来自输入设备(例如，接触传感器、力传 感器、音频传感器、生物识别传感器、图像传感器、光传感器等)的信号 来确定。例如，处理单元可以通过确定呼吸信息(例如，瞬时呼吸率、平 均呼吸率、最大呼吸率、最小呼吸率)、用户移动或存在信息(例如，使 用力或压力传感器或换能器)、从接触传感器、力传感器、音频传感器、 生物识别传感器等确定的心脏信息(例如，瞬时心率、平均心率、最大心率、 最小心率)。触发器还可包括从床上触觉设备和/或其他设备接收的原始输入、 由设备提供的输出(例如，音频输出、视频输出、触觉输出、警示或告警 等)以及其他条件(例如，一天中的时间、温度、湿度、天气和其他环境 条件)。响应于检测到或确定一个或多个触发器，处理单元可确定要提供 的一个或多个触觉输出并使得控制系统和/或床上触觉设备提供触觉输出。

在一些情况下，系统可以在检测模式下操作以确定用户的轮廓、位置、 姿势或其它生理参数。设备可以包括传感器阵列，该传感器被配置为当用 户接触设备时沿着用户的身体生成压力映射图。压力映射图可用于识别特 定用户、确定用户的姿势或位置、区分定位在设备上的多个用户和/或识别 与用户接触的致动单元或其它传感器的子集。在一些情况下，定位和/或姿 势/位置数据可用于向用户提供触觉反馈。例如，可以选择致动单元的子集 以基于用户在设备上的位置来提供触觉反馈。在其它示例中，压力映射图 可以用于分析用户身体的一部分诸如其躯干区段上的压力分布。该压力分 布可以被分析并且用于向用户提供关于其姿势的反馈，该反馈可以包括对 用户进行建议以改变其姿势或位置。在一些情况下，压力分布可以用于局 部控制设备的沿用户身体的不同部分的刚度，例如通过增加各个致动单元 中的压力。该局部刚度变化可用于帮助改变用户的压力分布和/或促使用户 改变位置。在一些情况下，压力映射图可以用于选择用于执行用户的生理 测量的传感器子集，该生理测量可以包括监测心率、其它心脏活动、呼吸 等。

在一些情况下，致动单元可被单独寻址。如本文所用，“单独寻址” 可用于指可彼此独立控制的致动单元。在一些情况下，每个致动单元可独 立于致动单元阵列中的所有其他致动单元进行控制。在一些情况下，可将 致动单元分组为单元组，并且将单元组中的致动单元一起控制，但独立于 其他单元组和/或致动单元。

控制系统可包括一个或多个泵，所述泵被配置为建立和保持贮存器的 压力。控制系统可包括增压泵，该增压泵被配置为增加高压贮存器中的压 力和/或保持高压贮存器中的增加的压力。控制系统可包括真空泵，该真空 泵被配置为降低真空贮存器中的压力和/或保持真空贮存器中的降低的压力。 使用贮存器对床上触觉设备的各个致动单元的囊状物充气和/或放气可允许 各个单元比使用泵对囊状物充气和/或放气更快地充气和/或放气。控制系统 的泵可在提供触觉输出以对贮存器进行“充注”之前在长时间段内对贮存 器加压或减压，使得可发生更快的压力变化。此外，使用贮存器对床上触 觉设备的囊状物进行充气和/或放气可减少通过使用泵进行充气和/或放气会 产生的潜在干扰(例如，声音、振动等)。例如，控制系统的泵可在使用 床上触觉设备之前(例如，当用户不在时)对贮存器加压或减压，从而最 小化对用户的干扰。

控制系统可包括将控制系统(例如，贮存器)流体耦接到床上触觉设 备的一个或多个连接器。床上触觉设备可包括将致动单元阵列中的致动单 元和对应的囊状物流体耦接到一个或多个连接器的通道。连接器和通道可 配合以限定流体路径，该流体路径将贮存器流体耦接到致动单元阵列中的 致动单元。如上所述，一个或多个阀(例如，阀阵列)可操作以控制贮存 器和致动单元之间的流体耦接。例如，可打开阀以经由一个或多个连接器将一个或多个囊状物流体耦接到贮存器，使得流体可在囊状物和贮存器之 间流动。类似地，可关闭阀以终止流体耦接，使得流体可不在囊状物和贮 存器之间流动。阀可定位在沿着贮存器和一个或多个囊状物之间的流体路 径的任何合适的位置处，包括在控制系统、连接器、通道或致动单元内。 控制系统的连接器允许控制系统和床上触觉设备彼此分开定位。在一些情 况下，控制系统可位于离床上触觉设备(和用户)足够远的位置，诸如在 另一个房间中，使得由控制系统产生的潜在干扰(例如，声音、振动等) 可能不会干扰用户。

在一些情况下，床上触觉设备的厚度远小于其长度和/或宽度。例如， 床上触觉设备的厚度(例如，顶表面与底表面之间的距离)可小于床上触 觉设备的宽度的大约百分之十、百分之五或甚至百分之一。床上触觉设备 的厚度可小于床上触觉设备的长度的大约百分之一、百分之一的一半或甚 至百分之一的十分之一。床上触觉设备的尺寸可提供许多优点，包括增加 床上触觉设备的柔性、改善床上触觉设备的舒适度、和/或降低使用期间用户对床上触觉设备的可感知性。

如本文所用的术语“附接”可用于指两个或更多个元件、结构、物体、 部件、零件等物理地固定、紧固和/或彼此保持。如本文所用，术语“耦接” 可以用于指两个或更多个元件、结构、物体、部件、零件等彼此物理地附 接、彼此操作、彼此通信、彼此电连接，和/或以其他方式彼此交互。因此， 当彼此附接的元件彼此联接时，不需要颠倒。如本文所用，“可操作地耦 接”可用于指两个或更多个设备以任何合适的方式(包括有线地、无线地 或其某个组合)耦接以用于操作和/或通信。如本文所用，“流体耦接”可 用于指彼此流体连通的两个或更多个体积、元件结构、对象部件、部件等， 使得流体可在两个或更多个体积、元件结构、对象部件、部件等之间或之 中流动。

以下参考图1至图18来论述这些实施方案和其他实施方案。然而，本 领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅 出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。

图1示出了使用床上触觉设备100(以虚线示出)的示例性环境。如图 1所示，当用户卧床104时，床上触觉设备100可被定位在用户102下方。 床上触觉设备100可适于向用户提供触觉输出。由床上触觉设备100提供的 触觉输出可响应于在床上触觉设备或另一电子设备处检测到的输入，或与 床上触觉设备或另一电子设备处的通知、警示或其他输出相关联地提供。

在一些情况下，床上触觉设备100适于定位在用户102与床104的床垫 106之间。床上触觉设备100可足够薄和/或足够柔性，使得床上触觉设备在 定位于用户102下方的床104中时不会引起不适。在一些情况下，床上触觉 设备100的厚度远小于其长度和/或宽度。例如，床上触觉设备100的厚度 (例如，顶表面与底表面之间的距离)可小于床上触觉设备的宽度的大约 百分之十、百分之五或甚至百分之一。床上触觉设备100的厚度可小于床上触觉设备的长度的大约百分之一、百分之一的一半或甚至百分之一的十分 之一。床上触觉设备100的尺寸可提供许多优点，包括增加床上触觉设备的 柔性、改善床上触觉设备的舒适度、和/或降低使用期间用户对床上触觉设 备的可感知性。

床上触觉设备100可包括致动单元阵列，该致动单元阵列被配置为膨 胀和/或收缩以提供触觉输出和/或其部分。致动单元阵列中的致动单元可被 配置为以预先确定的顺序致动(例如，膨胀、收缩或以其他方式改变形状) 以提供触觉输出。在一些情况下，致动单元包括一个或多个囊状物，所述 囊状物被配置为充气和/或放气以使致动单元致动。床上触觉设备100可包 括被配置为在使用期间放置在用户102下方的壳体。床上触觉设备100可沿 壳体的顶部外表面提供可由用户102触觉感知的触觉输出。在一些情况下， 壳体的顶部外表面限定可修改的轮廓，并且致动单元的致动修改可修改的 轮廓以提供触觉输出。

床上触觉设备100可以是被配置为检测用户102的一个或多个生理参数 的传感器阵列。该传感器阵列可以包括可用于生成用户的压力映射图的压 力传感器，该压力映射图可以用于确定用户的轮廓、位置、姿势或其它参 数。在一些情况下，传感器可以与致动单元集成以测量每个致动单元内的 流体压力。除此之外或另选地，传感器阵列可以包括其它类型的传感器， 诸如温度传感器、接近传感器、电容传感器、压电传感器、基于应变的传 感器、声学传感器和振动传感器等。

在各种实施方案中，床上触觉设备100和/或控制系统150可连接到配 套设备，该配套设备被配置为提供触发器，该触发器用于提供触觉输出、 控制信号和其他信息。配套设备可以是任何合适的电子设备，包括睡眠监 测器、可穿戴电子设备、计时设备、健康监测或健身设备、便携式计算设 备、移动电话(包括智能电话)、平板计算设备、数字媒体播放器、虚拟 现实设备、音频设备(包括耳塞和耳机)等。

在一些情况下，触觉输出可对应于床上触觉设备或另一电子设备处的 输入、输出、警示或通知。又如，触觉输出可对应于在床上触觉设备100或 所连接设备处接收的警示或通知，诸如电话呼叫、所接收的消息、推送通 知等。在一些情况下，警示可对应于用户102的生物特征或类似特征。例如， 触觉输出可响应于由床上触觉设备100或另一设备检测到的心率、呼吸率或 其他生物特征下降到高于或低于预先确定的阈值而提供。

在各种实施方案中，可在用户醒来或入睡时提供触觉输出。在一些情 况下，床上触觉设备100或另一设备可检测用户是否醒来或入睡，并且可响 应于该确定来提供、修改或停止触觉输出。

床上触觉设备100可定位在床垫106和/或床104的床架110的上方或 下方。床上触觉设备100可被定位在床104的被褥上方或下方，包括床垫保 护器、床单、毯子等。在一些情况下，床上触觉设备100定位在床垫106上 方和被褥的至少一些层的下方。例如，床上触觉设备100可被定位在床垫保 护器上方，但在被褥的底下床单下方。在一些情况下，床上触觉设备100包 括沿着一个或多个表面的粘合剂，使得床上触觉设备100可附接或耦接到床 垫106或被褥(例如，床垫保护器)。在一些情况下，床上触觉设备100被 放置在距离枕头108大约10厘米和40厘米之间。床上触觉设备100可在用 户102的睡眠区域中居中。

尽管相对于床104主要描述了床上触觉设备100，但是应当理解，本文 描述的设备可以在各种其它使用案例中实施。例如，本文所述的设备可以 被配置为用于与家具、汽车、病床、婴儿床或其它合适的结构一起使用， 其在本文中通常可被称为“用户支撑结构”。触觉设备可用于确定坐在各 种用户支撑结构上或以其它方式与各种用户支撑结构接合的用户的压力映 射图。如本文所述，压力映射图可用于识别特定用户，或确定用户的姿势、 位置或其它参数。在一些情况下，压力映射图数据可以用于向用户提供反 馈，这可包括向用户提供关于其姿势或位置的提示或建议，向用户提供触 觉反馈，和/或向用户提供其它提示或反馈。在一些情况下，基于压力映射 图的用户的身份可以用于控制与用户接合的支撑结构，诸如调整汽车座椅、 调整病床，或控制其它用户支撑结构。

床上触觉设备100可以可操作地和/或流体耦接至控制系统150。控制 系统150可被配置为将加压空气引入到一个或多个致动单元(例如，引入到 床上触觉设备100的囊状物的内部体积中)和/或以预先确定的顺序从床上 触觉设备的一个或多个致动单元(例如，从囊状物的内部体积)移除加压 空气以提供触觉输出。如下文相对于图4更详细所述，控制系统150可响应 于从处理单元(例如，控制系统150的处理单元或另一电子设备的处理单元) 接收到信号而导致由床上触觉设备100提供的触觉输出。

控制系统150和/或床上触觉设备100可包括将控制系统流体耦接到床 上触觉设备的一个或多个连接器112。控制系统150的连接器112允许控制 系统和床上触觉设备100彼此分开定位。在一些情况下，控制系统150可位 于离床上触觉设备100(和用户102)足够远的位置，诸如在另一房间中， 使得由控制系统150产生的潜在干扰(例如，声音、振动等)可能不会干扰 用户102。连接器112还可以将传感器阵列耦接到床上触觉设备并耦接到控制系统150。在一些情况下，传感器阵列可以被配置为将传感器数据无线地 传输到控制系统150和/或其它电子设备，诸如本文所述的配套设备。

图2A示出了图1的床上触觉设备100和控制系统150。如上所述，床 上触觉设备100可包括被配置为致动(例如，膨胀、收缩或以其他方式改变 形状)以提供触觉输出和/或其部分的致动单元201阵列(在图2A中以虚线 示出)。床上触觉设备100可包括壳体214或至少部分地围绕致动单元201 和/或床上触觉设备100的其他部件的其他外层。壳体214可包含和/或保护 床上触觉设备100的致动单元201和/或其他部件。在一些情况下，壳体214 是柔性的。壳体214的一个或多个表面可包括被配置为将床上触觉设备100 保持在适当位置的粘合剂或高摩擦材料。

壳体214可限定床上触觉设备100的顶部外表面216。在各种实施方案 中，由床上触觉设备100提供的触觉输出可在顶部外表面216处和/或通过 顶部外表面216提供。在一些情况下，顶部外表面216限定可修改的轮廓， 并且致动单元的致动修改可修改的轮廓以提供触觉输出。在各种实施方案 中，壳体214可不完全包封或围绕床上触觉设备100的部件。例如，壳体 214可由顶层和底层限定，其中床上触觉设备100的部件位于两者之间，在这种情况下，床上触觉设备100的侧面可不被壳体214包封。在一些情况 下，壳体214具有开放顶部(例如，壳体214不包封床上触觉设备的顶部的 至少一部分)。例如，致动单元阵列可限定顶部外表面216的至少一部分。

床上触觉设备100可包括致动单元201阵列，该致动单元被配置为以预 先确定的顺序膨胀和/或收缩以提供触觉输出。致动单元阵列中的每个致动 单元201可包括一个或多个囊状物，所述一个或多个囊状物限定内部体积并 且被配置为充气和/或放气以使致动单元致动以提供触觉输出和/或触觉输出 的部分。例如，对一个或多个囊状物的充气可导致致动单元201膨胀，并且 对一个或多个囊状物的放气可导致致动单元收缩。每个囊状物可被配置为 响应于加压空气(或另一种流体)被引入到内部体积中而充气和/或响应于 加压空气从内部体积移除而放气。在一些情况下，致动单元阵列中的每个 致动单元201被配置为在基本上横向于顶部外表面216的方向上膨胀，从而 增加床上触觉设备100的与该单元201对应的区域的厚度。床上触觉设备 100在图2A中被示出为具有以二维阵列排序的二十一个致动单元201。这 是一个示例，并且并非旨在进行限制。本文所述的床上触觉设备可包括以 任何合适的方式布置的任何合适数量的致动单元。

如上所述，每个致动单元201可被单独寻址。在一些情况下，每个致 动单元201可独立于致动单元阵列中的所有其他致动单元进行控制。例如， 提供触觉输出可包括对第一致动单元201充气，同时保持相邻致动单元201 处于未充气状态。在一些情况下，可将致动单元201分组为单元组，并且将 单元组中的致动单元一起控制，但独立于其他单元组和/或致动单元。为了 有利于致动单元201的独立控制，每个致动单元可独立地流体耦接(或能够流体耦接)到控制系统150。例如，每个致动单元201可通过在床上触觉设 备100、连接器112和/或控制系统150中限定的一个或多个流体路径流体耦 接至控制系统150。在一些情况下，如下文结合图4更详细地讨论，一个或 多个阀可沿着每个致动单元201和控制系统150之间的流体路径定位，以控 制流体耦接。

致动单元201可导致顶部外表面216的变形和/或位移以提供触觉输出 和/或其部分。特定致动单元201的致动可引起顶部外表面216的对应部分 的变形和/或位移。例如，致动单元201可(部分地或完全地)充气以提供 触觉输出的第一部分(例如，第一局部脉冲)，并且可(部分地或完全地) 放气以提供触觉输出的第二部分(例如，第一局部脉冲)。此外，致动单 元201可在触觉输出期间(例如，在充气或放气之间或在一个或多个其他致 动单元充气或放气时)保持静止(例如，放气、部分充气或完全充气)。

如上所述，如本文所用，术语“触觉输出”可用于指可沿用户的身体 通过触觉感知为本质上大致动态的一系列局部脉冲的设备输出，并且术语 “局部脉冲”可用于指沿用户身体的一部分作用的短暂力。触觉输出或其 一部分可通过一个或多个致动单元201的致动(例如，充气或放气)来提供。 在一些情况下，致动单元201的致动的持续时间，诸如充气周期(例如，致 动单元正在充气的持续时间)或放气周期(例如，致动单元正在放气的持 续时间)可在持续时间上足够短，使得充气和/或放气被用户感知为局部脉 冲。在一些情况下，致动的持续时间小于约0.5秒。在一些情况下，致动的 持续时间小于约一秒。在一些情况下，致动的持续时间小于约五秒。

在一些情况下，致动的持续时间可相对较长(例如，大于约五秒、大 于约10秒)。相似地，静态周期(例如，致动单元201不充气或放气的持 续时间)可相对较短(例如，小于约0.5秒、小于约1秒、小于约5秒)或 相对较长(大于约5秒、大于约10秒)。充气周期、放气周期和静态周期 的长度可变化以提供变化的触觉输出或触觉输出的部分。例如，相对较短 的充气周期、放气周期和/或静态周期可被感知为较高能量脉冲或轻击，而 相对较长的充气周期、放气周期和/或静态周期可被感知为较低能量输出。

在一些情况下，触觉输出包括由一个或多个致动单元201产生的局部 触觉输出，其中顶部外表面216的一部分相对于顶部外表面的其他部分局部 位移(例如，移动)和/或变形(例如，改变形状)。局部触觉输出可模拟 脉冲或轻击。在一些情况下，触觉输出包括全局触觉输出，其中许多致动 单元201协作以使顶部外表面的全部或基本上全部(例如，大于75％)位移 和/或变形。

在一些情况下，多个致动单元201可配合以产生触觉输出。顶部外表 面216的多个部分可通过多个不同致动单元201的致动而位移和/或变形以 产生触觉输出。在一些情况下，顶部外表面216的多个不同部分根据图案以 不同方式位移和/或变形以提供触觉输出。在一些情况下，以预先确定的顺 序使致动单元201致动可导致外表面216根据实际或模拟的随机图案(例 如，没有可识别的有序图案)发生位移和/或变形。在一些情况下，例如， 实际或模拟的随机图案可模拟雨滴落下的图案。例如，第一组一个或多个 致动单元201可在如图2B所示的第一时间或预先确定的顺序的一部分处 (部分地或完全地)充气，并且第二组一个或多个致动单元201可在如图 2C所示的第二时间或预先确定的顺序的一部分处(部分地或完全地)充气。 致动单元阵列中的不同致动单元201在触觉输出期间可具有不同长度的充气 周期、放气周期和/或静态周期。类似地，相同的致动单元201在触觉输出 期间可具有不同长度的充气周期、放气周期和/或静态周期。在一些情况下， 在触觉输出期间，致动单元201的充气周期、放气周期和/或静态周期可在 时间上与其他致动单元的充气周期、放气周期和/或静态周期重叠。

在一些情况下，以预先确定的顺序使致动单元201致动可导致外表面 216根据有序(例如，非随机)图案位移和/或变形。多个致动单元201可配 合以使外表面216根据有序图案位移和/或变形。例如，如图3A至3C所示， 有序图案可使由一个或多个致动单元201形成的特征部318沿着外表面216 移动。在一些情况下，例如，有序图案可模拟至少部分地跨床上触觉设备 100的外表面216移动的波或其他特征部。

床上触觉设备100、控制系统150和/或包括处理单元和/或可操作地连 接到该处理单元的另一设备可包括一个或多个输入设备(例如，接触传感 器、力传感器、音频传感器、生物识别传感器、图像传感器、光传感器 等)，其被配置为检测由处理单元用来确定提供触觉输出的输入和/或要提 供的触觉输出的类型。处理单元可确定触觉输出以响应于一个或多个检测 到的输入而提供，并且可控制控制系统150和/或床上触觉设备100(例如，阀、泵等)的各种部件以提供触觉输出。下文参考图4和图5更详细地讨论 输入设备和检测到的输入。

如上所述，床上触觉设备可流体耦接至控制系统，所述控制系统被配 置为将加压空气引入到致动单元中和/或从致动单元移除加压空气。图4示 出了流体耦接到床上触觉设备400的控制系统450的示例性框图。控制系统 450和床上触觉设备400可类似于上述控制系统150和床上触觉设备，并且 可包括类似的结构和/或功能。

控制系统450可包括高压贮存器454、真空贮存器456、泵458a、458b、 阀阵列452和处理单元460。床上触觉设备可包括致动单元401a、401b、 401c、401d阵列，这些致动单元被配置为以预先确定的顺序致动(例如， 膨胀、收缩或以其他方式改变形状)以提供触觉输出。在一些情况下，每 个致动单元401包括一个或多个囊状物，所述囊状物被配置为充气和/或放 气以使致动单元致动。

控制系统450可包括一个或多个贮存器454、456，所述一个或多个贮 存器454、456能够有利于致动单元401的囊状物的快速充气和/或放气。在 一些情况下，控制系统450包括包含具有压力高于大气压的空气(或另一流 体)的一个或多个高压贮存器454和/或包含具有压力低于大气压的空气 (或另一流体)的一个或多个真空贮存器456。贮存器454、456可以是具 有固定或可变容积的任何合适的容器，诸如罐、囊状物等。贮存器454、 456可由任何合适的材料形成，包括聚合物(例如PVC、聚氨酯、NOMEX、 HYPALON、热塑性塑料、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维素等)、橡胶、合成橡 胶、金属(例如铝、铜等)、纤维增强材料、复合材料等。

控制系统450可包括一个或多个泵458a、458b，所述泵被配置为形成 和保持贮存器454、456的压力。控制系统450可包括增压泵458a，该增压 泵被配置为增加高压贮存器中的压力和/或保持高压贮存器454中的增加的 压力。控制系统可包括真空泵458b，该真空泵被配置为降低真空贮存器中 的压力和/或保持真空贮存器456中的降低的压力。

使用贮存器454、456对床上触觉设备400的各个致动单元401的囊状 物充气和/或放气可允许各个单元比使用泵对囊状物充气和/或放气更快地充 气和/或放气。控制系统450的泵458a、458b可在提供触觉输出以对贮存器 454、456进行“充注”之前在长时间段内对贮存器加压或减压，使得可发 生更快的压力变化。此外，使用贮存器454、456对床上触觉设备400的囊 状物进行充气和/或放气可减少通过使用泵进行充气和/或放气会产生的潜在 干扰(例如，声音、振动等)。例如，控制系统450的泵458a、458b可在 使用床上触觉设备400之前(例如，当用户不在时)对贮存器454、456加 压或减压，从而最小化对用户的干扰。泵458a、458b可以是任何合适类型 的泵或压缩机，包括隔膜型、活塞型或往复运动型、柱塞型、旋转型、滚 动型、扩散型、升华型、吸附型、离子型等。在一些情况下，泵458a、 458b被组合在能够对贮存器454、456加压和减压的单个压缩机/真空泵中。 泵458a、458b可以足够安静，使得其不会在用户睡觉时打扰用户。例如， 泵458a、458b可包括滚动型或旋转型或扩散型压缩机或泵。

床上触觉设备400可通过一个或多个连接器412a、412b、412c、412d 流体耦接至控制系统450。在一些情况下，每个连接器412a、412b、412c、 412d将控制系统450的一个或多个贮存器454、456连接到相应的致动单元 401a、401b、401c、401d。如上所述，每个致动单元401可被单独寻址。为 了有利于致动单元401的独立控制，每个致动单元可独立地流体耦接(或能 够流体耦接)到控制系统450。例如，每个致动单元401可通过在床上触觉 设备400、连接器412a、412b、412c、412d和/或控制系统450中限定的一 个或多个流体路径流体耦接至控制系统450。连接器412a、412b、412c和 412d中的每一个可限定贮存器454、456与相应致动单元401a、401b、401c、 401d的囊状物之间的流体路径的至少一部分。

在一些情况下，连接器412a、412b、412c和412d与床上触觉设备400 和/或控制系统450中限定的通道配合，以将控制系统450的一个或多个贮 存器454、456流体耦接到相应的致动单元401a、401b、401c、401d。控制 系统450的连接器412允许控制系统450和床上触觉设备400彼此分开定 位。在一些情况下，控制系统450可位于离床上触觉设备400(和用户)足 够远的位置，诸如在另一个房间中，使得由控制系统产生的潜在干扰(例 如，声音、振动等)可能不会干扰用户。

连接器412a、412b、412c、412d可彼此分开(例如，软管、管等)， 或者可以是穿过一个或多个共享部件的通道。连接器412a、412b、412c、 412d由任何合适的材料形成，包括聚合物(例如PVC、聚氨酯、NOMEX、 HYPALON、热塑性塑料、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维素等)、橡胶、合成橡 胶、金属(例如铝、铜等)、纤维增强材料、复合材料等。

控制系统450可包括被配置为控制每个致动单元401a、401b、401c、 401d(例如，每个致动单元401的囊状物)与一个或多个贮存器454、456 之间的流体耦接的一个或多个阀(例如，阀阵列452)。可打开阀阵列452 中的阀以经由一个或多个连接器将一个或多个囊状物流体耦接到贮存器454、 456，使得流体可在囊状物和贮存器之间流动。类似地，阀阵列452中的阀 可被关闭以终止流体耦接，使得流体可不在囊状物与贮存器454、456之间 流动。控制系统450的处理单元460可使致动单元401的囊状物与高压贮存 器454之间的阀打开以对囊状物充气。类似地，控制系统450可使致动单元 401的囊状物与真空贮存器456之间的阀对囊状物放气。在一些情况下，阀 可用于调节致动单元401和贮存器454、456之间的流量。例如，可使用阀 来减小或增加流量。

阀(例如，阀阵列452)可沿流体路径定位在贮存器454、456与一个 或多个囊状物之间的任何合适的位置处，包括位于控制系统450、连接器 412、床上触觉设备400或致动单元401内。阀阵列452中的阀可通过连接 器464c可操作地耦接到处理单元460。阀阵列可包括一个或多个电机、伺 服机构等，以响应于从处理单元460接收的信号来控制(例如，打开、关闭) 阀。阀阵列452中的阀可以是任何合适类型的阀，包括球形阀、蝶形阀、节 流阀、隔膜阀或薄膜阀、闸门阀、球心阀、刀阀、针阀、夹管阀、活塞阀、 旋塞波形阀、电磁阀、短管阀等。

床上触觉设备400可通过连接器464d可操作地耦接至处理单元460。 处理单元460可从床上触觉设备400接收信号(例如，传感器信号等)并将 信号(例如，阀控制信号等)提供至床上触觉设备。在一些情况下，处理 单元460确定响应于从床上触觉设备400接收的信号而提供触觉输出和/或 待提供的触觉输出的类型。处理单元460可被定位在床上触觉设备400、控 制系统450或另一设备(例如，配套设备)内和/或为其部件。

床上触觉设备400、控制系统450和/或包括处理单元和/或可操作地连 接到该处理单元460的另一设备可包括一个或多个输入设备(例如，接触传 感器、力传感器、音频传感器、生物识别传感器、图像传感器、光传感器 等)，其被配置为检测由处理单元用来确定提供触觉输出的输入和/或要提 供的触觉输出的类型。处理单元460可确定触觉输出以响应于一个或多个检 测到的输入而提供，并且可控制控制系统450和/或床上触觉设备400(例 如，阀、泵等)的各种部件以提供触觉输出。

在一些情况下，输入设备包括用于检测用于提供触觉输出的输入信号 的一个或多个力感测机构。力感测机构能够检测用户是否卧床、用户在床 上的定位、心脏信息、呼吸信息等。力感测机构可包括电容感测机构、压 电式感测机构等。在一些情况下，输入设备包括用于检测用于提供触觉输 出的输入信号的一个或多个接触感测机构(例如，触摸和/或接近感测机 构)。接触感测机构可能够例如通过检测到用户正在接触床和/或床上触觉 设备400来检测用户是否在床上。接触感测机构可另外能够检测用户在床上 的定位(例如，用户正仰卧、侧卧还是俯卧、用户在床上的相对定位等)。 接触感测机构和/或力感测机构可使用互电容感测技术和/或自电容感测技术。 接触感测机构和/或力感测机构可包括基板和电容式、压电式和/或其他感测 机构，所述感测机构包括一个或多个电极，该一个或多个电极用于确定用 户是否与床上触觉设备400或另一设备接触、邻近和/或在其上施加力。

在一些情况下，输入设备包括用于检测音频输入的麦克风。在一些情 况下，音频输入可用于在使用床上触觉设备400时检测打鼾或其他音频数据。

由处理单元460接收的输入可用于确定用于提供触觉输出的触发器。 触发器可指示将产生触觉输出和/或触觉输出的特征，并且相对于图5更详 细地讨论触发器。响应于检测到或确定一个或多个触发器，处理单元460可 确定要提供的一个或多个触觉输出并使得控制系统450和/或床上触觉设备 400提供触觉输出。

图5示出了用于使用床上触觉设备提供触觉输出的示例性方法500的流 程图。在框502处，泵(例如，泵458a、458b)在一个或多个贮存器(例 如，贮存器454、456)内充入(例如，加压或减压)空气或另一种流体。例如， 如上所述，在一些情况下，控制系统(例如，控制系统450)包括容纳加压 空气的高压贮存器和容纳减压空气的真空贮存器。在一些情况下，处理单 元(例如，处理单元460)使得泵对贮存器进行充注。如上所述，对贮存器 充注可允许对用于提供触觉输出的致动单元进行更快速且更频繁的充气和/ 或放气。

在框504处，处理单元检测指示应使用床上触觉设备产生触觉输出的 触发器。触发器可包括指示用户是入睡还是醒来、在场或不在场、打鼾还 是不打鼾等的用户条件。用户条件可通过分析来自输入设备(例如，接触 传感器、力传感器、音频传感器、生物识别传感器、图像传感器、光传感 器等)的信号来确定。例如，处理单元可以通过确定呼吸信息(例如，瞬 时呼吸率、平均呼吸率、最大呼吸率、最小呼吸率)、用户移动或存在信 息、从接触传感器、力传感器、音频传感器、生物识别传感器、图像传感 器、光传感器等确定的心脏信息(例如，瞬时心率、平均心率、最大心率、 最小心率)。触发器还可包括从床上触觉设备和/或其他设备接收的原始输入、 由设备提供的输出(例如，音频输出、视频输出、触觉输出、警示或告警 等)以及其他条件(例如，一天中的时间、温度、湿度、天气和其他环境 条件)。在一些情况下，处理单元可确定所接收的输入或所确定的触发器 是否超过阈值水平。在一些情况下，仅当输入或触发器超过阈值水平时该 方法才继续。

在框506处，处理单元确定要产生的触觉输出。响应于检测到或确定 一个或多个触发器，处理单元可确定要提供的一个或多个触觉输出。例如， 处理单元可确定与触觉输出相关联的模式、预先确定的顺序等。在一些情 况下，响应于在框504处检测到触发器而确定触觉输出。在一些情况下，触 觉输出对应于由输入设备检测到的输入的一个或多个特征。

在一些情况下，确定触觉输出可包括确定要产生的触觉反馈的量(例 如，触觉输出的量值、触觉输出的长度等)。处理单元可至少部分地基于 由输入设备检测到的输入的特征来确定要产生的触觉反馈的量。

在框508处，处理单元使得加压流体(例如，空气)被引入到床上触 觉设备的一个或多个致动单元中以产生触觉输出。如上所述，可根据预先 确定的顺序将加压空气引入到一个或多个致动单元中。在一些情况下，提 供触觉输出包括使一个或多个致动单元放气(例如，从致动单元移除流 体)。例如，致动单元可(部分地或完全地)充气以提供触觉输出的第一 部分，并且可(部分地或完全地)放气以提供触觉输出的第二部分。此外， 致动单元可在触觉输出期间(例如，在充气或放气之间或在一个或多个其 他致动单元充气或放气时)保持静止(例如，放气、部分充气或完全充 气)。

如上所述，致使加压流体被引入到致动单元中和/或从致动单元移除可 包括打开和/或关闭阀阵列中的一个或多个阀，以控制控制系统的贮存器与 致动单元的一个或多个囊状物之间的流体耦接。控制系统的处理单元可使 致动单元的囊状物与高压贮存器之间的阀打开以对囊状物充气。类似地， 控制系统可致使致动单元的囊状物与真空贮存器之间的阀对囊状物放气。

使用贮存器对床上触觉设备的各个致动单元的囊状物充气和/或放气可 允许各个单元比使用泵对囊状物充气和/或放气更快地充气和/或放气。控制 系统450的泵可在提供触觉输出以对贮存器进行“充注”之前在长时间段内 对贮存器加压或减压，使得可发生更快的压力变化。此外，使用贮存器对 床上触觉设备的囊状物进行充气和/或放气可减少通过使用泵进行充气和/或 放气会产生的潜在干扰(例如，声音、振动等)。例如，控制系统的泵可 在使用床上触觉设备之前(例如，当用户不在时)对贮存器加压或减压， 从而最小化对用户的干扰。

图6示出了图1的床上触觉设备100和控制系统150的传感器阵列实施 方案。如上所述，床上触觉设备100可以包括感测设备601阵列(在图6中 以虚线示出)，该感测设备被配置为感测位于床上触觉设备100上的用户的 一个或多个参数。在一些情况下，每个感测设备601可以被配置为感测压力 并将指示感测到的压力的信号发送到控制系统150。控制系统150可以使用 压力测量结果和每个感测设备601的位置来生成压力映射图。例如，控制系 统150可以将从第一压力感测设备601a接收到的压力测量结果与第一压力 感测设备601a沿外壳214的位置相关联。类似地，控制系统150可以将来 自第二压力感测设备601b的压力测量结果与第二压力感测设备601b沿外壳 214的位置相关联。就这一点而言，控制系统150可以聚合来自压力感测设 备601的压力测量，以生成位于床上触觉设备100上的用户的压力映射图。

在一些情况下，每个感测设备601可被实施为致动单元。例如，每个 感测设备601可以包括压力传感器，该压力传感器被配置为感测对应的致动 单元内部的流体压力。控制系统150可以在执行测量时监测和调整每个致动 单元内的流体压力。例如，在用户躺在触觉设备100上或坐在该触觉设备上 之前，控制系统150可以将每个致动单元加压到限定的压力，并且一旦用户 躺在触觉设备100上或坐在该触觉设备上，控制系统150可以被配置为基于 来自对应压力传感器的测量结果确定每个致动单元中的压力变化。在其它 情况下，控制器150可以被配置为在压力测量期间调整压力感测设备601阵 列中的压力。在第一组示例中，压力感测设备601的致动单元可以被加压到 第一压力，并且控制器可以被配置为向压力感测设备601的致动单元提供加 压空气并测量每个压力感测设备601中的压力变化和/或体积变化。压力感 测设备601的压力-体积响应可用于生成定位在触觉设备100上的用户的压 力映射图。在第二组示例中，可以在用户躺在触觉设备100上或以其它方式 定位在该触觉设备上时调整压力感测设备601。这可用于增大感测设备601 的动态感测范围。例如，如果用户在触觉设备100上施加的压力完全压缩致 动单元中的一个或多个致动单元，则控制器150可以被配置为增加致动单元 中的压力以使单元重新充气，使得压力传感器可以继续测量压力变化。如 本文所述，控制系统150可以被配置为独立地控制每个致动单元中的压力和 /或体积。因此，在每个感测设备601包括致动单元的实施方案中，控制系 统150可以独立地测量和控制压力感测设备601阵列的每个致动单元内的压 力。

压力感测设备601阵列能够以多种不同方式实施。在一些情况下，触 觉设备100可以仅包括感测设备601阵列，并且可以不包括致动单元。在其 它情况下，触觉设备100可以包括感测设备601阵列，该感测设备独立于致 动单元阵列。例如，床上触觉设备100可以包括两个阵列：如本文所述的致 动单元的第一阵列和感测设备601的第二阵列。在这些情况下，致动单元和 感测设备601能够以不同的配置定位，诸如交替布置、重叠或任何其它合适的布置。在这方面，致动单元和感测设备601可以是独立的，因为感测设备 601直接测量触觉设备100上的用户的压力，而不是测量每个致动单元内的 流体压力或流体压力的变化。

除此之外或另选地，床上触觉设备100可以包括其它传感器，该其它 传感器用于生成阵列数据以确定用户的轮廓、位置或姿势。其它传感器可 以如本文所述被配置为阵列，并且包括温度传感器、接近传感器、声学传 感器或其它类型的传感器。例如，声学传感器可以包括麦克风，该麦克风 用于检测用户的声音，诸如心跳或呼吸。相对声音水平可以用于确定用户 的姿势，例如其是仰卧、侧卧还是处于其他位置。在其它示例中，传感器 阵列可以包括用于振动触觉设备100的一个或多个马达，并且传感器可以测 量振动的谐振频率的变化，该谐振频率的变化可以用于确定用户的位置、 姿势或其它参数。在其它情况下，接近传感器诸如天线系统可用于确定传 感器阵列上的高度变化，该高度变化可以用于确定用户的躯干的姿势、位 置、弯曲度或用户的其它生理参数。触觉设备100可以包括本文所述的各种 传感器的组合，并且来自各种传感器的输出可以由控制系统150分析和/或 组合，以生成定位在触觉设备100上的用户的压力和/轮廓映射图，或用户 的其它生理参数，诸如姿势、位置、心跳和/或呼吸。

图7示出了定位在床上触觉设备700上的用户的实施方案。床上触觉设 备700是本文所述的触觉设备的示例，并且包括如本文所述的传感器阵列 702和控制系统750。传感器阵列702可以包括感测设备706(其中两个感 测设备为清楚起见被标记)，感测设备可以是本文描述的感测设备和/或传 感器的示例。

控制系统750可以操作传感器阵列702以识别可用于执行测量和/或向 用户701提供反馈的传感器706的一个或多个子集。例如，控制系统750可 以被配置为操作传感器阵列以确定用户701相对于传感器阵列702的位置。 这可以包括识别由用户701接触的感测设备706a的第一子集和未被用户701 接触的感测设备706b的第二子集。在传感器阵列702包括压力感测设备的 情况下，识别感测设备706a的第一子集和感测设备706b的第二子集可以基 于根据传感器阵列702的输出确定的压力映射图。除此之外或另选地，传感 器阵列702可以包括温度传感器、接近传感器和电容传感器，其可以用于识 别感测设备706a的第一子集和感测设备706b的第二子集。

在一些情况下，感测设备706的不同子集可用于提供目标触觉反馈和/ 或执行附加感测功能。例如，感测设备706a的第一子集可以各自包括致动 囊状物，并且控制系统750可以致动第一组感测设备706a内的各个致动囊 状物，以提供用户的目标触觉反馈。在一些情况下，压力映射图数据可用 于识别用户的姿势和/或位置，其可以用于将不同的感测设备704与用户的 解剖特征相关联。例如，控制系统750可以被配置为确定感测设备706a的第一子集定位在用户701的躯干区段下方。控制系统750可以使用此来向特 定解剖特征提供触觉反馈，这可包括对特定的致动单元充气或放气。

在一些情况下，感测设备706a的子集可用于用户的目标生理感测。例 如，响应于确定感测设备706的第一子集位于用户下方，控制系统750可以 使用感测设备706a的第一子集中的一个或多个感测设备704来测量用户701 的心率、呼吸率或其它生理参数，在一些情况下，传感器702阵列可以包括 可用于不同感测目的的多种类型的感测设备704。例如，感测设备704可以 包括压力传感器诸如本文所述的致动单元以及声学传感器。在此示例中， 压力传感器可用于产生压力映射图，该压力映射图用于识别压力感测设备 706a的第一子集，并且声学传感器可用于测量用户的生理参数，其可包括 心跳、呼吸率等。

图8示出了用于从一组用户中识别触觉设备的用户作为特定用户的示 例性方法800的流程图。方法800可以由本文所述的设备执行，诸如床上触 觉设备。

在步骤802处，方法800包括执行触觉设备的用户注册过程。这可以包 括控制系统或配套设备，诸如指示特定用户躺在传感器阵列上或以其它方 式接触传感器阵列的智能设备。该控制系统可以操作触觉设备以生成用户 的映射图数据，并且将映射图数据与执行注册过程的特定用户相关联。映 射图数据可包括如本文所述的压力映射图、温度映射图、接近数据或其它 传感器数据。在一些情况下，控制系统和/或配套设备可将多个不同的映射 图数据集与特定用户相关联。例如，在步骤802处，可以指示用户躺在特定 位置，这可以包括指示用户仰卧、侧卧、俯卧或躺在其它位置。在一些情 况下，可以在每个位置进行多次测量，并且对多次测量进行平均或以其它 方式将其组合以生成用于特定位置的复合映射图数据集。

在步骤804处，方法800可以包括在感测模式中操作传感器阵列，该感 测模式用于从一组保存的用户识别特定用户。该组保存的用户可以包括已 在步骤802处执行注册过程的用户。来自感测阵列的输出可用于生成如本文 所述的用户的映射图。在感测阵列包括压力传感器的情况下，该映射图可 以是压力映射图。在其它示例中，除了压力感测设备之外或另选地，传感 器阵列可以包括其它类型的传感器。例如，感测阵列可以包括温度传感器，并且可以生成用户的温度映射图。作为另一示例，感测阵列可以包括接近 传感器，并且可以生成用户的轮廓映射图，该轮廓映射图可以包括关于相 对于传感器阵列的用户的姿势和/或位置的信息。

在步骤806处，方法800可以包括使用映射图数据(例如，压力映射 图、温度映射图等)来将用户识别为特定用户。例如，可以将用户的压力 映射图与各自与特定用户相关联的一组注册的压力映射图进行比较。可以 使用各种方法来将用户的压力映射图与存储的压力映射图进行匹配，诸如 使用拟合技术、回归、机器学习、图像差异比较和/或其它合适的技术。该 匹配可用于识别接触传感器阵列的用户。

除了步骤806之外或另选地，在步骤808处，方法800可以包括使用映 射图数据来识别用户的姿势。例如，可以将用户的压力映射图与各自与不 同姿势相关联的一组注册的压力映射图进行比较。可以基于将用户的映射 图数据与不同姿势相关联的注册的映射图数据进行匹配来确定传感器阵列 上的用户的姿势。

图9A示出了示例性床上触觉设备900。床上触觉设备900可类似于本 文所讨论的床上触觉设备(例如，床上触觉设备100、400)，并且可包括 类似的结构和/或功能。床上触觉设备900可包括壳体914，该壳体限定可提 供触觉输出的顶部外表面916。

图9B示出了图9A的示例性床上触觉设备900的分解图。床上触觉设 备900可包括限定顶部外表面916的顶层930和限定床上触觉设备900的底 部外表面的底层932。顶层930和底层932可配合以限定壳体914的至少一 部分。顶层930可由能够变形和/或位移以提供触觉输出的任何合适的柔性 材料形成。在一些情况下，顶层930由柔性织物(例如，包括尼龙、聚酯、 棉等中的一者或多者的织造织物)形成。在其他情况下，层930可由任何合 适的材料形成，包括柔性聚合物(例如，聚氨酯、PVC、聚乙烯、聚酰亚 胺、纤维素等)、橡胶、合成橡胶、纤维增强材料、复合材料等。

在一些情况下，底层932被配置为定位在床垫的顶表面上方并且面向 床垫的顶表面。底层932可由允许床上触觉设备900的底部外表面粘附或夹 持所在表面(例如床垫、床单、床、床垫保护器或另一表面)的材料或材 料组合形成。底层932可由夹持材料诸如热塑性聚氨酯形成。底层932可由 任何合适的材料形成，包括织物、柔性聚合物(例如，聚氨酯、PVC、聚 乙烯、聚酰亚胺、纤维素等)、橡胶、合成橡胶、纤维增强材料、复合材 料等。在一些情况下，顶层930具有小于底层932的刚度的刚度。这可允许 致动单元的致动使顶层930变形和/或位移超过底层932，以改善由床上触觉 设备900提供的触觉输出。

床上触觉设备900可包括定位在顶层930和底层932之间的致动单元 (例如，囊状物940)阵列。囊状物940可被配置为充气和/或放气以使顶部 外表面916变形和/或位移以提供触觉输出。下文相对于图9C更详细地讨论 囊状物940。

床上触觉设备900可包括定位在囊状物940下方的通道构件970。每个 通道构件970可限定将囊状物940流体耦接到控制系统的一个或多个连接器 和/或一个或多个贮存器的一个或多个通道。如图9B所示，每个通道构件 970可对应于致动单元阵列中的一行囊状物940。每个通道构件970可限定 一个或多个通道，该一个或多个通道将通道构件970对应的一个行中的每个 囊状物940单独地流体耦接。下文相对于图9D更详细地讨论通道构件970。

床上触觉设备900可包括定位在顶层930和底层932之间的粘合剂层 938。在一些情况下，粘合剂层938将顶层930粘附至底层932以将床上触 觉设备900的部件附接在一起并形成壳体914。在一些情况下，粘合剂层 938和通道构件970定位在单个层中。例如，粘合剂层938可至少部分地围 绕一个或多个通道构件970。在一些情况下，粘合剂层938定位在两个或更 多个通道构件970之间的空间中。粘合剂层938可由任何合适类型的材料形 成，包括热塑性粘合剂、压敏粘合剂、反应性膜粘合剂、热活化膜等。

图9C是图9B的示例性囊状物940的分解图。囊状物940可包括顶片 942、底片946以及附接顶片942和底片946以限定内部体积的粘合剂环944。 底片946可包括用于将内部体积与通道构件970的通道流体耦接的开口947。 可使用定位在开口947周围的粘合剂环948将底片946附接到通道构件970。 顶片942和底片926可由任何合适的材料形成，包括织物、柔性聚合物(例 如，聚氨酯、PVC、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维素等)、橡胶、合成橡胶、 纤维增强材料、复合材料等。粘合剂环944和948可由任何合适类型的材料 形成，包括热塑性粘合剂、压敏粘合剂、反应性膜粘合剂、热活化膜等。

图9D是图9B的示例性通道构件970的分解图。通道构件970可包括 顶片971、底片972和设置在顶片和底片之间的沟槽构件976。通道构件970 还可包括粘合剂层974和978，其分别将顶片971附接到沟槽构件976并且 将沟槽构件附接到底片972。沟槽构件976可与顶片971、底片972和/或粘 合剂层974、978配合以限定从在顶片971中限定的开口973延伸的通道和 通道构件970的端部。开口973可将通道流体耦接到囊状物940(例如，经 由囊状物的开口947)，并且通道可用于将囊状物940流体耦接到连接器、 贮存器等，以用于使用囊状物提供触觉输出。通道构件970的端部可连接到 连接器以将囊状物940流体耦接到控制系统。

沟槽构件976可包括从沟槽构件976的一端延伸至与开口973对应的位 置的一个或多个沟槽977。图9E示出了图9D的截面1-1的细部图，其示出 了沟槽977。沟槽977可包括与开口973对应的部分993。每个沟槽977的 每个部分993可与开口973对准，以将一个或多个囊状物940流体耦接到沟 槽977。沟槽977可限定每个通道的侧壁，顶片971可限定每个通道的顶壁， 并且底片972可限定每个通道的底壁。

在一些情况下，如图9D所示，粘合剂层974、978可包括与沟槽构件 976的沟槽977对应的沟槽975。这些沟槽可防止粘合剂层974、978导致通 道被阻塞。沟槽构件976、顶片971和底片972可由任何合适的材料形成， 包括织物、柔性聚合物(例如，聚氨酯、PVC、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维 素等)、橡胶、合成橡胶、纤维增强材料、复合材料等。在一些情况下， 沟槽构件976由热塑性聚氨酯形成。粘合剂层974、978可由任何合适类型 的材料形成，包括热塑性粘合剂、压敏粘合剂、反应性膜粘合剂、热活化 膜等。

图9F示出了沿图9A的剖面线A-A截取的囊状物940和通道构件970 的局部剖视图。如图9F所示，通道构件970限定通道980a、980b和980c。 通道980c将囊状物940流体耦接到控制系统，以用于使用囊状物940提供 触觉输出。图9F示出了处于塌缩或未充气状态的囊状物940。图9G示出了 处于充气状态的囊状物940，例如在加压空气已被引入到囊状物940的内部 体积941之后。

在一些情况下，沟槽(例如，沟槽977)可被配置为至少部分地控制流 体流动到一个或多个囊状物。例如，沟槽可具有沿沟槽的长度减小的横截 面积。这可限制流体的流动并且导致囊状物沿床上触觉设备的长度在不同 的时间和/或速率下充气。例如，第一囊状物可更靠近床上触觉设备的第一 端定位，并且流体耦接到囊状物的第一沟槽可在第一囊状物的位置处具有 第一横截面积。第二囊状物可位于离床上触觉设备的第一端更远的位置， 并且流体耦接到囊状物的第二沟槽可在第二囊状物的位置处具有小于第一 横截面积的第二横截面积。第二沟槽在第二囊状物位置处的较小横截面积 可导致第二囊状物以比第一囊状物更慢的速率和/或更晚的时间充气。这可 用于提供触觉输出，该触觉输出根据沿着床上触觉设备的表面的位置而变 化，诸如相对于图3A至图3C所述的波。

在一些情况下，每个囊状物可耦接到两个(或更多个)沟槽。流体耦 接到囊状物的第一沟槽的横截面积可沿着沟槽的长度在第一方向上增大， 并且流体耦接到囊状物的第二沟槽的横截面积可在第一方向上减小。这样， 使用囊状物提供的波或类似触觉输出可以双向方式提供，这取决于使用哪 些沟槽将流体引入到囊状物。

在一些情况下，多个沟槽可流体耦接到单个囊状物或多个囊状物。在 一些情况下，与触觉输出的第一波形相关联的第一组囊状物可连接到第一 公共沟槽，并且与触觉输出的第二波形相关联的第二组囊状物可连接到第 二公共沟槽。这样，可基于是否将流体引入到第一公共沟槽和/或第二公共 沟槽中来提供第一波形和/或第二波形，而无需复杂的阀控制来单独地控制 组中的每个囊状物。

图10A示出了示例性床上触觉设备1000。床上触觉设备1000可类似于 本文所讨论的床上触觉设备(例如，床上触觉设备100、400、900)，并且 可包括类似的结构和/或功能。床上触觉设备1000可包括壳体1014，该壳体 限定可提供触觉输出的顶部外表面1016。床上触觉设备1000可包括定位在 顶部外表面1016下方的致动单元1001阵列(在图10A中以虚线示出)。如 本文所述，致动单元1001可被配置为充气和/或放气以使顶部外表面1016 变形和/或位移以提供触觉输出。床上触觉设备1000可包括连接接口1013， 该连接接口将致动单元1001流体耦接到一个或多个附加连接器和/或控制系 统，诸如本文所述。

图10B示出了图10A的示例性床上触觉设备1000的分解图。床上触觉 设备可包括构成致动单元1001的囊状物1040阵列。在一些情况下，每个致 动单元1001包括叠堆中的多个囊状物1040。例如，可堆叠三个囊状物1040 以形成致动单元1001。图10C示出了图10B的截面2-2的细部图，其示出 了堆叠在彼此顶部上的三个囊状物1040a、1040b、1040c。在每个致动单元 1001中包括多个囊状物可增加致动单元可使顶表面1016变形和/或位移的 量。下文相对于图10E更详细地讨论囊状物1040。

床上触觉设备1000可包括限定顶部外表面1016的至少一部分的顶层 1030和限定床上触觉设备1000的底部外表面的底层1032。床上触觉设备1000还可包括限定顶部外表面1016的一部分的第二层1071。在一些情况 下，第二层具有比顶层1030更大的表面区域，如图10B所示。床上触觉设 备1000可包括将顶层1030附接到第二层1071的一个或多个致动部件1079。 在一些情况下，致动部件1079是柔性的并且能够允许顶层1030相对于第二 层1071移动。在一些情况下，致动部件1079被配置为至少部分地围绕致动 单元1001，以防止污染物与致动单元接触和/或防止其他类型的损坏。

顶层1030、底层1032、第二层1071和致动部件1079可配合以限定壳 体1014的至少一部分。顶层1030可由能够变形和/或位移以提供触觉输出 的任何合适的柔性材料形成。在一些情况下，顶层1030由柔性织物(例如， 包括尼龙、聚酯、棉等中的一者或多者的织造织物)形成。在其他情况下， 顶层1030可由任何合适的材料形成，包括织物、柔性聚合物(例如，聚氨 酯、PVC、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维素等)、橡胶、合成橡胶、纤维增强 材料、复合材料等。底层1032可由允许床上触觉设备1000的底部外表面粘 附或夹持所在表面(例如床垫、床单、床、床垫保护器或另一表面)的材 料或材料组合形成。底层1032可由夹持材料诸如热塑性聚氨酯形成。底层 1032、第二层1071和致动部件1079可由任何合适的材料形成，包括织物、 柔性聚合物(例如，聚氨酯、PVC、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维素等)、橡 胶、合成橡胶、纤维增强材料、复合材料等。

床上触觉设备1000可包括定位在第二层1071和底层1032之间的沟槽 层1076。床上触觉设备1000还可包括粘合剂层1074和1078，该粘合剂层 分别将第二片1071附接到沟槽层1076并且将沟槽层附接到底片1072。沟 槽层1076可与第二片1071、底片1072和/或粘合剂层1074、1078配合以限 定从在第二片1071中限定的开口1073延伸的通道和连接接口1013。开口 1073可将通道流体耦接到致动单元1001(例如，致动单元的囊状物1040)， 并且通道可用于将致动单元流体耦接到连接器、贮存器等，以用于使用囊 状物提供触觉输出。

沟槽层1076可包括从沟槽层1076的端部(例如，连接接口1013的一 部分)延伸到与开口1073对应的位置的一个或多个沟槽1077。图10C示出 了图10B的截面2-2的细部图，其示出了沟槽1077。沟槽1077可包括与开 口1073对应的部分1093。每个沟槽1077的每个部分1093可与开口1073对 准以将致动单元1001流体耦接到沟槽1077。在一些情况下，沟槽层1076和 一个或多个附加层(例如，第二片1071和底片1072)可形成通道构件，诸 如上文关于图9A至图9G所述的通道构件970。沟槽1077的侧壁可限定每 个通道的侧壁，第二片1071可限定每个通道的顶壁，并且底片1072可限定 每个通道的底壁。

在一些情况下，如图10B所示，粘合剂层1074、1078可包括与沟槽层 1076的沟槽1077对应的沟槽1075。这些沟槽可防止粘合剂层1074、1078 导致通道被阻塞。沟槽层1076，其顶部可由任何合适的材料形成，包括柔 性聚合物(例如，聚氨酯、PVC、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维素等)、橡胶、 合成橡胶、纤维增强材料、复合材料等。在一些情况下，沟槽层1076由热塑性聚氨酯形成。粘合剂层1074、1078可由任何合适类型的材料形成，包 括热塑性粘合剂、压敏粘合剂、反应性膜粘合剂、热活化膜等。

图10E示出了图10B的致动单元1001阵列的分解图。如相对于图10C 所述，每个致动单元1001包括堆叠在彼此顶部上的三个囊状物1040a、 1040b、1040c。在每个致动单元1001中包括多个囊状物可增加致动单元可 使顶表面1016变形和/或位移的量。每个囊状物1040a、1040b、1040c包括 顶部构件1042a、1042b、1042c、底部构件1046a、1046b、1046c以及将顶 部构件附接到底部构件的粘合剂环1044a、1044b、1044c。每个囊状物可包 括用于将囊状物流体耦接到致动单元中的其他囊状物和/或床上触觉设备的 通道的一个或多个开口。例如，每个囊状物1040a可包括位于底部构件 1046a中的开口1047a，以用于将囊状物1040a流体耦接到同一致动单元 1001的囊状物1040b。每个囊状物1040b可包括顶部构件1042b中的与开口 1047a对准的开口1049b，以用于将囊状物1040b流体耦接到同一致动单元 1001的囊状物1040a。每个囊状物1040b还可包括位于底部构件1046b中的 开口1047b，以用于将囊状物1040b流体耦接到同一致动单元1001的囊状 物1040c。每个囊状物1040c可包括顶部构件1042c中的与开口1047b对准 的开口1049c，以用于将囊状物1040c流体耦接到同一致动单元1001的囊状 物1040b。每个囊状物1040c还可包括在底部构件1046c中的开口1047c， 以用于将囊状物1040c流体耦接到床上触觉设备1000中的通道。

每个致动单元1001还可包括定位在囊状物1040a与囊状物1040b之间 并且附接囊状物1040a和囊状物1040b的粘合剂环1048a(类似于参照图9C 所述的粘合剂环948)。粘合剂环1048a可围绕开口1047a和开口1049b定 位。每个致动单元1001还可包括定位在囊状物1040b与囊状物1040c之间 并且附接囊状物1040b和囊状物1040c的粘合剂环1048b。粘合剂环1048a 可围绕开口1047b和开口1049c定位。每个致动单元1001还可包括粘合剂 环1048c，该粘合剂环定位在囊状物1040c下方并且被配置为将致动单元附 接到第二片10101。粘合剂环1048c可围绕第二片1071的开口1047c和开口 1073定位。

如图10C所示，多个致动单元1001的部件可组合成材料的单个片或部 件和/或由材料的单个片或部件形成。例如，用于致动单元阵列中的多个致 动单元1001的顶部构件1042a、1042b、1042c、底部构件1046a、1046b、 1046c和粘合剂环1044a、1044b、1044c可由单个片形成。这可通过减少用 于形成床上触觉设备1000的部件的总体数量来简化制造。

如上所述，本文所述的床上触觉设备可包括用于将床上触觉设备的通 道耦接到连接器和/或控制系统的连接接口(例如，连接接口1013)。图 11A至图11B示出了示例性连接接口。

图11A示出了包括流体耦接到床上触觉设备1100的各个通道的多个管 状构件的示例性连接接口1113。床上触觉设备1100可类似于本文所述的触 觉设备，并且可包括类似的结构和/或功能。图11B示出了沿图11A的剖面 线B-B截取的床上触觉设备1100的剖视图。如图11B所示，管状构件1115 被定位在触觉设备1100的第一层1171与第二层1132之间。如图11A所示， 在一些情况下，管状构件1115可从触觉设备1100的壳体1114延伸。管状 构件1115可为密封的。例如，管状构件1115可由填充管状构件周围的间隙 或空隙的固化粘合剂或填料至少部分地封装。

图12A示出了示例性连接接口1213，其中床上触觉设备1200中限定的 通道被延伸以形成连接接口1213。床上触觉设备1200可类似于本文所述的 触觉设备，并且可包括类似的结构和/或功能。图12B示出了沿图12A的剖 面线C-C截取的床上触觉设备1200的剖视图。如图12B所示，通道1280定 位在触觉设备1200的第一层1271与第二层1232之间。

如上所述，本文所讨论的床上触觉设备可流体耦接至控制系统，该控 制系统被配置为将加压空气引入到致动单元阵列的囊状物中和/或从致动单 元阵列的囊状物移除加压空气以提供触觉输出。图13A至图13B示出了控 制系统模块1350的示例性部件的示例性布置。控制系统模块1350可类似于 本文所述的控制系统，并且可包括类似的结构和/或功能。控制系统模块 1350的部件可布置在紧凑型封装中以减小控制系统的总体尺寸，这可改善 用户体验。控制系统模块1350包括泵1358a、1358b、贮存器1354、1356、 阀阵列1352、处理单元1360和连接器1312。图13B示出了沿图13A的剖 面线D-D截取的示例性控制系统1350的横截面。如图13B所示，贮存器 1354、1356可配合以限定凹陷部，并且处理单元1360可至少部分地定位在 凹陷部内。

在一些情况下，可组合多个控制系统模块1350以形成控制系统。例如， 控制系统模块1350可与一个或多个附加控制系统模块堆叠或以其他方式布 置，以扩展系统的容量和/或扩展可使用控制系统致动的致动单元的数量。

图14示出了床上触觉设备1400和控制系统1450的示例。床上触觉设 备1400可包括被配置为致动(例如，膨胀、收缩或以其他方式改变形状) 以提供触觉输出的电子传感器条1401和致动单元1402(在图14中以虚线 示出)。床上触觉设备1400可包括至少部分地围绕传感器条1401和/或致 动单元1402和/或床上触觉设备1400的其他部件的壳体1410或其他外层。 壳体1410可包含和/或保护传感器条1401和/或致动单元1401和/或床上触 觉设备1400的其他部件。在一些情况下，壳体1410是柔性的。壳体1410 的一个或多个表面可包括被配置为将床上触觉设备1400保持在适当位置的 粘合剂或高摩擦材料。床上触觉设备1400还可包括一个或多个连接器1412， 该一个或多个连接器将控制系统1450和/或其他系统部件诸如流体泵、阀、 贮存器等耦接到壳体1410。

传感器条1401可包括用于测量定位在该条上方的用户的生理参数的一 个或多个传感器。在一些实施方案中，传感器条1401可以是压电传感器， 诸如差分压电传感器，其可操作以感测用户的移动、呼吸、心跳或其他生 理参数。在一些实施方案中，传感器条1401可包括一个或多个温度传感器， 该一个或多个温度传感器沿壳体定位并且可操作以检测用户的体温。在另 外的示例中，传感器条1401可包括用于检测一个或多个参数诸如用户的重量、位置、姿势和/或移动的电容传感器、应变传感器、加速度计等。在一 些情况下，传感器条1401可包括不同类型的传感器的组合，诸如压电传感 器、温度传感器、电容传感器、基于应变的传感器等的组合。传感器条1401可包括集成到单个条中的各种传感器。在其他情况下，传感器条1401 可包括定位在壳体1410内或其上的各个位置处的多个分立传感器。

致动单元1402还可与壳体1410集成。致动单元1402可包括一个或多 个密封囊状物，该一个或多个密封囊状物被配置为响应于加压空气(或另 一种气体或流体)被引入到囊状物的内部体积中而膨胀，和/或响应于加压 空气从囊状物的内部体积中移除而放气。在一些情况下，致动单元1402被 配置为在基本上横向于床的顶部外表面的方向上膨胀，从而增加床上触觉 设备100的区域的厚度。

在一些实施方案中，致动单元1402可操作以向用户提供触觉输出，如 本文所述。在其他情况下，致动单元1402可操作以感测用户的一个或多个 参数。例如，致动单元1402可操作以测量用户在床上的存在、用户的移动、 用户的姿势或位置、床上不同人(或动物)的数量和/或位置、生理参数诸 如心率、呼吸率等，或它们的组合。为了操作致动单元1402以测量用户的 一个或多个参数，致动单元1402可部分地充气以保持囊状物内的正气压。囊状物内气压的变化可被测量并用来确定用户的一个或多个参数。例如， 可使用一个或多个压力传感器来测量囊状物的流体压力。在一些情况下， 压力传感器可包括电阻、电容或其他压力测量技术。在一些情况下，触觉 设备1400可包括多个致动单元1402，并且每个单元内的压力可用于确定用 户的参数。例如，可比较不同致动单元1402之间的内部压力以确定用户在 床上的位置。在其他情况下，致动单元1402可包括通过一个或多个流体通 道流体耦接的多个囊状物。在这些情况下，致动单元1402可包括位于囊状 物中的不同囊状物处的多个压力传感器，并且来自不同传感器的压力测量 结果可用于确定用户的参数。例如，可使用来自多个压力传感器的比较数 据来识别行进穿过囊状物的压力脉冲，该压力脉冲可对应于用户的心跳或 其他运动。

控制系统1450可为本文所述的控制系统的示例。控制系统1450可包括 一个或多个泵、贮存器、阀阵列、处理单元、压力传感器等。控制系统 1450可通过一个或多个连接器1412耦接到传感器条1401和致动单元1402。 在一些情况下，泵、贮存器、阀、压力传感器和/或处理单元中的一者或多 者可集成到壳体1410中。

连接器1412可包括将电力电缆、信号线和流体管(例如，气动管或液 压管)集成以将控制系统1450耦接到传感器条1402和致动单元1402的混 合电缆。在一些情况下，连接器1412可包括包封电力电缆、信号线和气动 管或液压管的外壳。在一些情况下，连接器1412可包括多个电力电缆、信 号线和/或流体管。

图15A示出了可集成到如本文所述的床上设备中的致动单元1500的示 例。致动单元1500可包括囊状物，该囊状物限定被配置为保持流体诸如空 气、气体或液体的密封的内部体积。在一些情况下，致动单元1500可形成 细长管结构，该细长管结构与床上设备集成以跨睡眠表面诸如床的宽度延 伸。致动单元1500可由柔性材料形成，诸如硅树脂、聚氨酯、橡胶、合成 橡胶、纤维增强材料、复合材料等。当放气时，致动单元1500可自身塌缩 以形成不包含流体(或包含少量或更少流体)的基本上平坦的结构。当充 气时，致动单元1500可膨胀以形成如本文所述的凸起结构。在图15A所示 的示例中，致动单元1500沿其周边1501密封以限定封闭体积。致动单元 1500的尺寸可被设定成当用户躺在床上设备上时该致动单元延伸跨过用户 躯干的全部或一部分。

图15B示出了可集成到如本文所述的床上设备中的致动单元1502的另 一示例。致动单元1502可包括囊状物，该囊状物具有一个或多个连接部 1504以在囊状物充气时形成表面特征部。例如，连接部1504可沿着致动单 元1502的长度延伸以沿着囊状物的外表面形成多个圆柱形特征部。在一些 情况下，这些圆柱形特征部可彼此平行并且平行于致动单元1502的长度尺 寸延伸。当充气时，这些表面特征部可通过产生凸起部分和下降部分的不同图案来向用户施加不同的触觉体验，所述凸起部分和下降部分向用户施 加不同水平的压力。图15B示出了可形成的表面特征部的一个示例，并且 致动单元1502的不同部分可连接以在充气时形成各种不同的表面特征部。 当放气时，致动单元1502可自身塌缩以形成不包含流体(或包含少量或更 少流体)的基本上平坦的结构。在一些情况下，通过将致动单元的顶部部 分耦接到致动单元的底部部分来形成连接部1504，这可使用热粘结技术诸 如热密封、粘合剂、机械套管或任何其他合适的技术来实现。

图16A示出了沿图15A所示的线E-E截取的致动单元1500的示例性剖 视图。如图16A所示，致动单元1500在充气时可呈现圆形或半圆形构型。 可通过沿着接缝1510将顶部区段1506与底部区段1508接合以形成密封的 内部体积来形成致动单元1500。就这一点而言，致动单元1500的外轮廓在 充气时可基于顶片1506和底片1508的形状和/或不同片密封在一起的位置 而呈现不同的形状。例如，图16B示出了致动单元1520的另选的示例性剖 视图。致动单元1520可包括多个堆叠结构，其可用于增加致动单元1520的 膨胀高度。致动单元1520可包括被接合以形成密封内部体积的多个圆形或 半圆形横截面结构。当致动单元1520充气时，致动单元1520的高度可为圆 柱形区段中的每个圆柱形区段的直径的约两倍。图16C示出了可在床上设 备中实现的致动单元1530的另一个示例性剖视图。在13C的示例中，致动 单元1530可包括用于修改致动单元1530的外轮廓的内部结构1535。例如， 内部结构1535可将致动单元1530的相对侧耦接在一起，以在致动单元1530 充气时限制这些区段之间的运动。就这一点而言，可通过将一个或多个内 部结构1535结合到致动单元1530中来控制致动单元1530的外轮廓。在示 出的示例中，可通过限制相对侧远离彼此的运动来增加致动单元1530的高 度。内部结构1535可为流体可渗透的结构，使得致动单元1530形成单个连 续体积。在其他情况下，内部结构1535可为流体不可渗透的，并且用于在 致动单元1530内形成多个密封体积。

图17A示出了可在如本文所述的床上设备中实现的致动单元1700的示 例。致动单元1700可包括连接多个可充气囊状物1704的密封流体通道1702。 可充气囊状物1704在床上设备内的定位可被配置为针对用户形成不同的触 觉体验。例如，如图17A所示，可充气囊状物1704可沿着跨越床宽度的第 一尺寸定位。就这一点而言，囊状物1704中的不同囊状物可位于用户下方 的不同位置处。因此，当充气或放气时，可充气囊状物1704可产生局限于与用户的特定接触区域的触觉输出。在图17A所示的示例中，多个囊状物 1704能够以并联构型耦接到流体通道。在一些情况下，可选的阀和/或泵 1706可设置在每个可充气单元1704与流体通道之间，该流体通道可用于对 每个可充气囊状物独立地进行充气或放气。例如，流体通道1702可选择性 地耦接到如本文所述的高压贮存器和/或低压贮存器，并且可控制每个阀 1706独立地对每个囊状物1704充气或放气。

在一些实施方案中，致动单元1700和流体通道1702限定单个密封体 积，该单个密封体积经由阀与泵和/或贮存器耦接。在其他情况下，多个阀 和/或泵1706可耦接到致动单元1700的各个位置。例如，每个可充气囊状 物1704可包括阀1706，该阀可用于增加致动单元1700的放气速率。在一 些情况下，多个阀1706的操作可由控制系统协调，以允许可充气囊状物 1704中的一些可充气囊状物在与可充气囊状物1704中的其他可充气囊状物 不同的时间和/或速率下放气。例如，处理单元可被配置为控制多个阀1706 以使各个囊状物1724以限定的顺序放气。就这一点而言，可基于不同的可 充气囊状物1704相对于彼此充气或放气的顺序或速度来形成不同的触觉输 出。在另外的示例中，每个可充气囊状物可例如使用专用阀单独控制，该 专用阀控制往返于囊状物的气流，如本文所述。使用不同的阀1706单独控 制各个囊状物1704的充气或放气可增加致动单元1700的放气速率，这可针 对用户产生更明显或更清晰的触觉响应。

图17B示出了可在如本文所述的床上设备中实现的致动单元1720的另 一示例。致动单元1720可包括通过一个或多个流体通道1722耦接在一起的 多个可充气囊状物1724。在图17B所示的示例中，可充气囊状物1720能够 以串联构型耦接。在一些情况下，所有可充气囊状物1720可形成连续体积， 使得它们共同充气和/或放气。在其他示例中，一个或多个阀1726可耦接到 单独的可充气囊状物1724和/或耦接在可充气囊状物1724中的各个可充气 囊状物之间。在这些情况下，可经由阀控制不同的可充气囊状物1724或各 组可充气囊状物1724的充气和放气。例如，处理单元可被配置为控制多个 阀1726以使各个囊状物1724以限定的顺序放气。就这一点而言，可执行不 同顺序的充气或放气以形成不同的触觉输出。

图18示出了可结合和/或连接到床上触觉设备的电子设备1800的示例 性电气框图。在一些情况下，电子设备可采取任何合适的电子设备的形式， 包括如本文所述的床上触觉设备、睡眠监测器、可穿戴电子设备、计时设 备、健康监测或健身设备、便携式计算设备、移动电话(包括智能电话)、 平板计算设备、数字媒体播放器、虚拟现实设备、音频设备(包括耳塞和 耳机)等。电子设备1800可包括显示器1805(例如，发光显示器)、处理 单元1810、电源1815、存储器1820或存储设备、传感器1825，输入设备 1830和输出设备1832(例如，床上触觉设备)。

处理单元1810可控制电子设备1800的一些或全部操作。处理单元1810 可直接或间接地与电子设备1800的一些或全部部件通信。例如，系统总线 或其他通信机构1835可提供处理单元1810、电源1815、存储器1820、传 感器1825、以及输入设备1830和输出设备1832之间的通信。

处理单元1810可被实现为能够处理、接收或传输数据或指令的任何电 子设备。例如，处理单元1810可为微处理器、中央处理单元(CPU)、专 用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或此类设备的组合。如本 文所述，术语“处理单元”意在涵盖单个处理器或处理单元、多个处理器、 多个处理单元或其他适当配置的一个或多个计算元件。

应当指出的是，电子设备1800的部件可由多个处理单元控制。例如， 电子设备1800的选择部件(例如，传感器1825)可由第一处理单元控制， 并且电子设备1800的其他部件(例如，显示器1805)可由第二处理单元控 制，其中第一处理单元和第二处理单元可相互通信，也可不相互通信。在 一些情况下，处理单元1810可确定电子设备的用户的生物参数，诸如用户 的ECG。

电源1815可用能够向电子设备1800提供能量的任何设备来实现。例 如，电源1815可为一个或多个电池或可再充电电池。除此之外或另选地， 电源1815可为将电子设备1800连接到另一电源诸如壁装电源插座的电源连 接器或电源线。

存储器1820可存储可由电子设备1800使用的电子数据。例如，存储器 1820可以存储电数据或内容，诸如例如音频文件和视频文件、文档和应用 程序、设备设置和用户偏好、定时信号、控制信号以及数据结构或数据库。 存储器1820可被配置作为任何类型的存储器。仅以举例的方式，存储器 1820可被实现为随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器、可移动存储 器、其他类型的存储元件或此类设备的组合。

电子设备1800还可包括定位在电子设备1800上的几乎任何位置处的一 个或多个传感器1825。传感器1825可被配置为感测一个或多个类型的参数， 诸如但不限于压力数据、光数据、触摸数据、热数据、移动数据、相对运 动数据、生物计量数据(例如，生物参数)等。例如，传感器1825可包括 热传感器、位置传感器、光或光学传感器、加速度计、压力换能器、陀螺 仪、磁力仪、健康监测传感器等。此外，一个或多个传感器1825可利用任 何合适的感测技术，包括但不限于电容、超声波、电阻、光学、超声、压 电和热感测技术。在一些示例中，传感器1825可包括接触传感器、力传感 器(例如，压力换能器)和/或本文所述的电极(例如，如本文所述的分层 传感器中的一个或多个电极)中的一者或多者。

在各种实施方案中，显示器1805提供例如与电子设备1800的操作系 统、用户界面和/或应用程序相关联的图形输出。在一个实施方案中，显示 器1805包括一个或多个传感器并且被配置为触敏显示器(例如，单点触摸、 多点触摸)和/或力敏显示器以接收来自用户的输入。例如，显示器1805可 与触摸传感器(例如，电容式触摸传感器)和/或力传感器集成以提供触敏 显示器和/或力敏显示器。显示器1805能够操作地耦接到电子设备1800的处理单元1810。

显示器1805可以用任何合适的技术来实现，该技术包括但不限于液晶 显示器(LCD)技术、发光二极管(LED)技术、有机发光显示器(OLED) 技术、有机电致发光(OEL)技术，或另一类型的显示器技术。在一些情 况下，显示器1805定位在形成电子设备1800的壳体的至少一部分的覆盖片 下方并且能够透过该覆盖片可见。

在各种实施方案中，输入设备1830可包括用于检测输入的任何合适的 部件。输入设备1830的示例包括音频传感器(例如，麦克风)、光学或视 觉传感器(例如，相机、可见光传感器或不可见光传感器)、接近传感器、 触摸传感器、力传感器、机械设备(例如，冠部、开关、按钮或按键)、 振动传感器、取向传感器、运动传感器(例如，加速度计或速度传感器)、位置传感器(例如，全球定位系统(GPS)设备)、热传感器、通信设备 (例如，有线或无线通信设备)、电阻传感器、磁传感器、电活性聚合物 (EAP)、应变仪、电极等，或它们的某种组合。每个输入设备1830可被 配置为检测一个或多个特定类型的输入并提供与所检测到的输入对应的信 号(例如，输入信号)。例如，可将该信号提供给处理单元1810。

如上所讨论，在一些情况下，输入设备1830包括与显示器1805集成以 提供触敏显示器的触摸传感器(例如，电容式触摸传感器)。类似地，在 一些情况下，输入设备1830包括与显示器1805集成以提供力敏显示器的力 传感器(例如，电容式力传感器)。

输出设备1832可包括用于提供输出的任何合适的部件。输出设备1832 的示例包括本文所讨论的床上触觉设备、音频输出设备(例如，扬声器)、 视觉输出设备(例如，灯或显示器)、触感输出设备(例如，触觉输出设 备)、通信设备(例如，有线或无线通信设备)等或它们的某种组合。每 个输出设备1832可被配置为接收一个或多个信号(例如，由处理单元1810 提供的输出信号)并提供对应于该信号的输出。

在一些情况下，输入设备1830和输出设备1832一起实现为单个设备。 例如，输入/输出设备或端口可经由通信网络诸如无线和/或有线网络连接传 输电信号。无线和有线网络连接的示例包括但不限于蜂窝网络、Wi-Fi、蓝 牙、IR和以太网连接。

处理单元1810可能够操作地耦接到输入设备1830和输出设备1832。 处理单元1810可适用于与输入设备1830和输出设备1832交换信号。例如， 处理单元1810可从输入设备1830接收与由输入设备1830检测到的输入对 应的输入信号。处理单元1810可解释所接收的输入信号以确定是否响应于 该输入信号提供和/或改变一个或多个输出。处理单元1810随后可向一个或 多个输出设备1832发送输出信号，以根据需要提供和/或改变输出。

如上所述，本技术的一个方面在于采集和使用得自各种来源的数据以 提供触觉反馈等。本公开预期，在一些实例中，这些所采集的数据可包括 唯一地识别或可用于联系或定位特定人员的个人信息数据。此类个人信息 数据可包括人口统计数据、基于定位的数据、电话号码、电子邮件地址、 twitter ID、家庭地址、与用户的健康或健身等级相关的数据或记录(例如， 生命信号测量、药物信息、锻炼信息)、出生日期、或任何其他识别信息 或个人信息。

本公开认识到在本发明技术中使用此类个人信息数据可用于使用户受 益。例如，个人信息数据可用于提供对用户定制的触觉输出。此外，本公 开还预期个人信息数据有益于用户的其他用途。例如，健康和健身数据可 用于向用户的总体健康状况提供见解，或者可用作使用技术来追求健康目 标的个人的积极反馈。

本公开设想负责采集、分析、公开、传输、存储或其他使用此类个人 信息数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。具体地，此类实体 应当实行并坚持使用被公认为满足或超出对维护个人信息数据的隐私性和 安全性的行业或政府要求的隐私政策和实践。此类政策应该能被用户方便 地访问，并应随着数据的采集和/或使用变化而被更新。来自用户的个人信 息应当被收集用于实体的合法且合理的用途，并且不在这些合法使用之外 共享或出售。此外，应在收到用户知情同意后进行此类采集/共享。此外， 此类实体应考虑采取任何必要步骤，保卫和保障对此类个人信息数据的访 问，并确保有权访问个人信息数据的其他人遵守其隐私政策和流程。另外， 这种实体可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和 实践。此外，应当调整政策和实践，以便采集和/或访问的特定类型的个人 信息数据，并适用于包括管辖范围的具体考虑的适用法律和标准。例如， 在美国，对某些健康数据的收集或获取可能受联邦和/或州法律的管辖，诸 如健康保险流通和责任法案(HIPAA)；而其他国家的健康数据可能受到 其他法规和政策的约束并应相应处理。因此，在每个国家应为不同的个人 数据类型保持不同的隐私实践。

不管前述情况如何，本公开还预期用户选择性地阻止使用或访问个人 信息数据的实施方案。即本公开预期可提供硬件元件和/或软件元件，以防 止或阻止对此类个人信息数据的访问。例如，在触觉输出的情况下，本技 术可被配置为在注册服务期间或随后的任何时间允许用户选择“选择加入” 或“选择退出”参与对个人信息数据的收集。除了提供“选择加入”和 “选择退出”选项外，本公开设想提供与访问或使用个人信息相关的通知。例如，可在下载应用时向用户通知其个人信息数据将被访问，然后就在个 人信息数据被应用访问之前再次提醒用户。

此外，本公开的目的是应管理和处理个人信息数据以最小化无意或未 经授权访问或使用的风险。一旦不再需要数据，通过限制数据收集和删除 数据可最小化风险。此外，并且当适用时，包括在某些健康相关应用程序 中，数据去标识可用于保护用户的隐私。可在适当时通过移除特定标识符 (例如，出生日期等)、控制所存储数据的量或特异性(例如，在城市级 别而不是在地址级别收集位置数据)、控制数据如何被存储(例如，在用 户之间聚合数据)、和/或其他方法来促进去标识。

因此，虽然本公开广泛地覆盖了使用个人信息数据来实现一个或多个 各种所公开的实施方案，但本公开还预期各种实施方案也可在无需访问此 类个人信息数据的情况下被实现。即，本发明技术的各种实施方案不会由 于缺少此类个人信息数据的全部或一部分而无法正常进行。例如，可基于 非个人信息数据或绝对最小量的个人信息(诸如与用户相关联的设备处的 事件或状态、其他非个人信息或公开可用信息)来提供触觉输出。

上述描述为了进行解释使用了特定命名来提供对所述实施方案的彻底 理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体细 节，以便实践所述实施方案。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对本 文所述的具体实施方案的前述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方 案限制到所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见 的是，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可行的。

Claims (20)

1.一种床上触觉系统，所述床上触觉系统包括：

感测垫，所述感测垫被配置用于放置在用户与床之间并且包括：

致动单元阵列，所述致动单元阵列中的每个致动单元被配置为响应于流体被引入到每个致动单元中而致动；和

压力传感器阵列，所述压力传感器阵列中的每个压力传感器被配置为输出压力测量结果；和

控制系统，所述控制系统被配置为：

从所述压力传感器阵列接收所述压力测量结果；

基于所述压力测量结果和所述感测垫上的每个压力传感器的位置生成所述用户的压力映射图；以及

基于所述压力映射图致动所述致动单元阵列中的致动单元。

2.根据权利要求1所述的床上触觉系统，其中：

所述压力传感器阵列中的每个压力传感器与所述致动单元阵列中的一致动单元相关联，并且被配置为感测对应的致动单元内部的流体压力；

所述控制系统被配置为对所述致动单元阵列中的各个单元加压；并且

所述控制系统被配置为接收在对所述各个单元加压期间获得的压力测量结果。

3.根据权利要求1所述的床上触觉系统，其中所述控制系统被配置为：

将所述压力映射图与一组存储的压力映射图数据进行比较；以及

基于所述比较确定所述用户的姿势。

4.根据权利要求3所述的床上触觉系统，其中所述一组存储的压力映射图数据包括与所述用户的不同姿势对应的压力映射图。

5.根据权利要求1所述的床上触觉系统，其中所述控制系统被配置为：

将所述压力映射图与一组存储的压力映射图数据进行比较；以及

基于所述比较从一组一个或多个用户确定特定用户。

6.根据权利要求1所述的床上触觉系统，其中所述控制系统被配置为：

确定定位在所述用户下方的所述致动单元阵列的子集；以及

将加压空气引入到所述致动单元阵列的所述子集中的每一个致动单元中以提供触觉输出。

7.根据权利要求1所述的床上触觉系统，其中所述控制系统被配置为：

确定定位在所述用户下方的所述致动单元阵列的子集；以及

使用来自所述压力传感器阵列的与所述致动单元阵列的所述子集对应的压力传感器来确定所述用户的生理参数。

8.根据权利要求1所述的床上触觉系统，其中所述控制系统被配置为：

确定未被所述用户接触的所述致动单元阵列的子集；以及

停用与所述致动单元阵列的所述子集相关联的压力传感器。

9.一种压力映射系统，所述压力映射系统包括：

感测垫，所述感测垫被配置为与用户支撑结构集成并且包括：

致动单元阵列，所述致动单元阵列中的每个致动单元被配置为响应于流体被引入到致动单元中而致动；和

压力传感器阵列，所述压力传感器阵列中的每个压力传感器与所述致动单元阵列中的所述致动单元耦接，所述压力传感器阵列被配置为测量对应的致动单元内的流体压力，并输出指示每个致动单元的所测量的流体压力的一个或多个信号；和

控制系统，所述控制系统被配置为：

从所述压力传感器阵列接收所述一个或多个信号；

确定用户正接触所述用户支撑结构；

响应于确定所述用户接触，基于所接收的一个或多个信号生成所述用户的压力映射图；以及

基于所述压力映射图将所述用户识别为特定用户。

10.根据权利要求9所述的压力映射系统，其中所述控制系统被配置为通过将所述压力映射图与各自跟特定用户相关联的一组注册的压力映射图进行比较来识别所述用户。

11.根据权利要求10所述的压力映射系统，其中所述控制系统被进一步配置为：

将所述压力映射图与跟所述用户相关联的一组注册的姿势映射图进行比较；以及

基于所述压力映射图与所述一组注册的压力映射图的所述比较来确定所述用户的姿势。

12.根据权利要求9所述的压力映射系统，其中所述控制系统被进一步配置为：

从所述压力传感器阵列中识别定位在所述用户下方的压力传感器的子集；以及

操作所述压力传感器的子集以测量所述用户的生理参数。

13.根据权利要求9所述的压力映射系统，其中：

所述压力传感器阵列中的压力传感器包括第一传感器类型；

所述感测垫进一步包括第二传感器阵列，所述第二传感器阵列包括不同于所述第一传感器类型的第二传感器类型；并且

所述控制系统被配置为操作所述第二传感器阵列以基于来自所述第二传感器阵列的输出来生成所述用户的第二映射图。

14.根据权利要求13所述的压力映射系统，其中所述控制系统被进一步配置为：

从所述第二传感器阵列识别定位在所述用户下方的传感器的子集；以及

操作来自所述第二传感器阵列的所述传感器的子集以测量所述用户的生理参数。

15.根据权利要求13所述的压力映射系统，其中所述第二传感器类型包括温度传感器、声学传感器、接近传感器、谐振传感器、应变传感器或它们的组合中的至少一者。

16.一种操作压力感测触觉设备以识别用户的姿势的方法，所述方法包括：

从定位在用户支撑结构上的压力传感器阵列接收一组压力测量结果；

基于所述一组压力测量结果和所述压力传感器阵列内的压力传感器的位置来生成所述用户的压力映射图；

将所述压力映射图与一组存储的压力映射图进行比较，所述一组存储的压力映射图包括各自与特定姿势相关联的姿势映射图；以及

基于所述压力映射图与所述一组存储的压力映射图的所述比较来识别所述用户的所述姿势。

17.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括：

基于所述压力映射图识别定位在所述用户下方的一组致动器；以及

响应于识别所述一组致动器，使所述压力感测触觉设备致动所述一组致动器中的一个或多个致动器，以向所述用户提供触觉反馈。

18.根据权利要求17所述的方法，其中使所述压力感测触觉设备致动所述一个或多个致动器包括使所述压力感测触觉设备对耦接到所述压力感测触觉设备的一组致动囊状物充气。

19.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括：

基于所述压力映射图识别定位在所述用户下方的一组传感器；以及

响应于识别所述一组传感器，使所述一组传感器中的一个或多个传感器测量所述用户的生理参数。

20.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括在接收到所述一组压力测量结果之前，使所述压力感测触觉设备对耦接到所述压力感测触觉设备的一组致动囊状物充气，其中所述一组压力测量结果包括所述一组致动囊状物内的流体压力测量结果。

Images