CN209932735U

CN209932735U - 可穿戴式智能设备

Info

Publication number: CN209932735U
Application number: CN201822206360.3U
Authority: CN
Inventors: 李晓涛; 李娟�; 王立平
Original assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Current assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2028-12-26

Abstract

本实用新型提供可穿戴式智能设备，以便捷地采集有价值的脑部信息。上述可穿戴式智能设备中的摄像装置用于采集眼部反应数据，而前脑皮层信号传感器可采集前脑皮层信号，皮肤电信号传感器可采集皮肤电信号。使用者可一直佩戴可穿戴式智能设备，因此，其具体便携性，可便捷地采集数据。同时，需要说明的是，人类大脑获取的信息大约80％来自于视觉系统，因此，大脑的情感和认知状况可通过视觉系统处理视觉信号输入的状态和水平得以判断。尤其是通过眼睛和嘴巴为主的人脸表情去判断人们的心理和精神状态，是人类交流时都在自动做的事情，因此眼部反应数据对于识别情感认知是科学的、有价值的。

Description

可穿戴式智能设备

技术领域

本实用新型涉及计算机领域，特别涉及可穿戴式智能设备。

背景技术

我们一直在努力探求智能化、科学性检测/评估人类大脑的情感认知状况的方法。

针对目前脑认知或脑疾病状态的即时解读和长期监测，传统方式上是采用脑电波检测和核磁扫描。然而，脑电波检测主要检测到的是大脑皮层的信号，检测到的很多信号还无法准确解读。至于核磁扫描，其对于人类大脑的情感认知方面的有效信息并不多。

因此，如何便捷地获取有价值的脑部信息，是目前研究的方向之一。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供可穿戴式智能设备，以便捷地采集有价值的脑部信息。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种可穿戴式智能设备，包括：

采集眼部反应数据的摄像装置；

采集前脑皮层信号的前脑皮层信号传感器，以及，采集皮肤电信号的皮肤电信号传感器。

可选的，还包括：数据输出装置。

可选的，还包括健康指数监测仪。

可选的，所述可穿戴式智能设备为智能眼镜；所述摄像装置为微型电子摄像头；其中：

所述微型电子摄像头设置在所述智能眼镜的镜片与镜柄交界处；

所述皮肤电信号传感器设置在镜柄内侧和耳朵接触的部位；

所述前脑皮层信号传感器设置在所述镜柄的中部。

可选的，所述智能眼镜的镜腿的后内侧为柔性生物电极，所述智能眼镜的两个鼻托为柔性生物电极。

可选的，还包括：

机械休眠开关或定时开关；所述机械休眠开关或定时开关设置在所述智能眼镜的镜腿与镜框连接处。

可选的，还包括：触摸屏；所述触摸屏设置在所述镜柄外侧。

可选的，还包括：可充电电池。

可选的，所述数据输出装置包括蓝牙芯片，所述蓝牙芯片内置于任一镜柄中。

可选的，所述数据输出装置包括WiFi芯片。

在本实用新型实施例中，使用者可一直佩戴可穿戴式智能设备，因此，其具体便携性，可便捷地采集数据。

具体的，可穿戴式智能设备中的摄像装置用于采集眼部反应数据，而前脑皮层信号传感器可采集前脑皮层信号，皮肤电信号传感器可采集皮肤电信号。其中，前脑皮层信号携带了前脑信息，眼部反应数据携带了后脑信息，而皮肤电信号携带了中脑信息。

同时，需要说明的是，人类大脑获取的信息大约80％来自于视觉系统，因此，大脑的情感和认知状况可通过视觉系统处理视觉信号输入的状态和水平得以判断。尤其是通过眼睛和嘴巴为主的人脸表情去判断人们的心理和精神状态，是人类交流时都在自动做的事情，因此眼部反应数据对于识别情感认知是科学的、有价值的。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的可穿戴式智能设备的示例性结构图。

具体实施方式

本实用新型提供可穿戴式智能设备，以便捷地采集有价值的脑部信息。

上述可穿戴式智能设备包括采集眼部反应数据的摄像装置；采集前脑皮层信号的前脑皮层信号传感器，以及，采集皮肤电信号的皮肤电信号传感器。

使用者可一直佩戴可穿戴式智能设备，因此，其具体便携性，可便捷地采集数据。

同时，需要说明的是，人类大脑获取的信息大约80％来自于视觉系统，因此，大脑的情感和认知状况可通过视觉系统处理视觉信号的状态和水平得以判断。尤其是通过眼睛和嘴巴为主的人脸表情去判断人们的心理和精神状态，是人类交流时自动做的事情，因此眼部反应数据对于识别情感认知是科学的、有价值的。

上述眼部反应数据、皮肤电信号、前脑皮层信号可通过无线传输方式传输给智能终端，由智能终端进行数据处理，得到包含眼部反应参数值的脑部反应参数值，再将脑部反应参数值输入机器学习模型，由人工智能算法基于脑部反应参数值进行分析，得到情感认知识别结果。

当然，上述可穿戴式智能设备还可包括各类健康指数监测仪，从而可将脑部反应数据范围扩大到涵盖各类健康指数数据，从而可采集到更全面的数据。

由于可穿戴式智能设备操作起来方便快捷，也便于携带或佩载，因此可用于对大脑的情感认知进行长期监测或即时评估。

举例来讲，上述可穿戴式智能设备与智能终端构成的识别系统可用于评估、监测甚至预测一些脑认知相关的疾病，从而可用于慢性精神疾病的长期监测和护理。当然，也可用于对精神疾病病情恶化或发作进行即时监测。识别系统甚至可以输出干预调节措施和建议，例如但不限于输出呼吸调整建议、音乐治疗措施/建议、光感治疗措施/建议或认知行为疗法的治疗措施/建议等。

至于即时监测，除前述提及的，对精神疾病病情恶化或发作进行即时监测，上述识别系统也可即时评估和监测使用者的注意力和疲劳度，输出干预调节措施和建议，以提醒使用者健康、科学地用脑，从而提高使用者的工作或学习效率。

此外，上述识别系统还可用于监测使用者观看商业广告的心理反应(即商品广告效应的检测)、是否疲劳驾驶、进行心理测谎等。

使用者还可输入当前场合(场景)或即将进入的场合(场景)，识别系统可结合场合给出针对性的建议。例如，使用者输入面试场合，若识别出使用者当前的注意力不够集中，可提醒使用者集中注意力。

因此，本实用新型提供的可穿戴式智能设备具有相当广泛的使用前景。

上述可穿戴式智能设备具体可为智能眼镜。

请参见图1，在智能眼镜的镜片两侧，即镜片跟镜柄交界处各有一个微型电子摄像头1(即前述的摄像装置)。

微型电子摄像头1可持续近距离摄取眼部视频。当然，智能眼镜可工作在两个工作模式间切换：固定时间记录模式和持续记录模式。

当工作在固定时间记录模式，微型电子摄像头1可每天固定两次摄取眼部视频；而当工作在持续记录模式下，微型电子摄像头1将持续摄取眼部视频。微型电子摄像头1可具有双向摄影的镜头。

除微型摄像头1外，在镜柄内侧和耳朵接触的部位可设置皮肤电信号传感器(例如对皮肤生物电敏感的电子元件)。

皮肤电信号传感器具体可为PPG传感器，其采用PPG技术采集跟自主神经系统相关的PPG数据，包括心率、血压和呼吸频率等。PPG技术多采用绿光或红光能作为测量光源。PPG传感器进一步包括LED灯2，以及光电传感器。

上述LED灯具体可包括红光LED与红外LED灯，当然，也可将红光LED 与红外LED灯替换为绿光LED灯。

此外，镜柄中间段可设置前脑皮层信号传感器(例如对脑电信号敏感的元件)，前脑皮层信号传感器具体可为EEG传感器，其采用EEG技术收集相关脑电波信号。

目前EEG信号的精准度主要取决于导线的数量，市场上的EEG产品很多只有2根导线(简称2导)，很难提高准确率，以达到医学要求。

可选的，智能眼镜的两镜腿与鼻托均为柔性生物电极设计，具体的，镜腿的后内侧为柔性生物电极3，两个鼻托4为柔性生物电极。此种设计在保证眼镜的舒适性同时，保证了电信号的3导设计，而多导相对于单导和双导设计来说，可以有效降低噪声干扰、提升采集信号的精度和后续算法的准确度。

除了结合EEG和PPG技术外，也可以再结合其它相关技术，比如但不限于EOG(眼动电图)、ERG(视网膜电图)、EMG(肌电图)等技术。

可选的，在智能眼镜的镜腿与镜框连接处，还可设置机械休眠开关或定时开关5。

设置机械休眠开关可实现在眼镜折叠合上后，可自动进入休眠状态。

而设置定时开关，可实现由使用者手动设置定时时间，到达定时时间进入休眠状态。

可在一侧设置机械休眠开关或定时开关，也可在两侧设置机械休眠开关或定时开关。

在镜柄外侧可设置触摸屏6，使用者可通过点击、双击、向前滑动、向后没去等不同手势来操作不同功能。

此外，在镜框与镜腿的交接处，还可设置开关感应器(开关传感器)，以检测镜腿的开合状态。

上述智能眼镜包含了多种传感器，可以相互弥补不同的传感器缺陷，做到精确度的多重保障。

此外，利用上述多种传感器，还可检测使用者是否佩戴着智能眼镜：

例如，可检测镜腿的开合；显然，当检测到处于关闭状态时，使用者并未佩戴智能眼镜；

再例如，可通过双侧的PPG传感器接收红光与红外光吸收率不同来检测是否接触皮肤，因PPG传感器位于镜柄内侧和耳朵接触的部位，所以当智能眼镜放在腿上时并不会产生PPG信号，这样可避免出现眼镜放在腿上的时候被误以为仍在佩戴眼镜从而记录不实数据的情况。

可在同时检测到PPG信号和EEG信号，并且检测到镜腿处于开启状态时，判定使用者佩戴着智能眼镜。

此外，智能眼镜还可包括物理输出装置。物理输出装置可包括电源系统和数据输出装置。其中，电源系统包括但不限于可充电电池7。

在一个示例中，可充电电池7设置在眼镜柄端，一次充完电至少可以持续工作2小时。

而数据输出装置包括但不限于蓝牙或WiFi装置，具体的，可在镜柄中内置蓝牙芯片8。

此外，智能眼镜还可包括语音采集装置(例如微型麦克风)。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及模型步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或模型的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、WD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种可穿戴式智能设备，其特征在于，包括：

采集眼部反应数据的摄像装置；

采集前脑皮层信号的前脑皮层信号传感器，以及，采集皮肤电信号的皮肤电信号传感器；

机械休眠开关或定时开关；

其中，所述可穿戴式智能设备为智能眼镜；所述摄像装置为微型电子摄像头；

所述皮肤电信号传感器设置在镜柄内侧和耳朵接触的部位；

所述前脑皮层信号传感器设置在所述镜柄的中部；

所述智能眼镜的镜腿的后内侧为柔性生物电极，所述智能眼镜的两个鼻托为柔性生物电极；

所述机械休眠开关或定时开关设置在所述智能眼镜的镜腿与镜框连接处。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：数据输出装置。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括健康指数监测仪。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：触摸屏；所述触摸屏设置在所述镜柄外侧。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：可充电电池。

6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述数据输出装置包括蓝牙芯片，所述蓝牙芯片内置于任一镜柄中。

7.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述数据输出装置包括WiFi芯片。