DE102014015391A1

DE102014015391A1 - Trainingsvorrichtung für virtual reality systeme

Info

Publication number: DE102014015391A1
Application number: DE102014015391.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2016-04-21

Abstract

Mit steigender Sichtfeldabdeckung virtuellen Welten mit der Auslösung der Simulator Krankheit (Simulator Sickness) bei dem jeweiligen Nutzer zu rechnen. Dies kommt bei der Verwendung von Head Mounted Display, Projektionsaufbauten, oder sonstigen Bildschirmtechnologien von der Diskrepanz zwischen den in der virtuellen Welt erlebten Ereignissen und den dazu zeitgleich fehlenden Wahrnehmungen des Nutzers in der Echtwelt. Das Gehirn des Nutzers erwartet aufgrund der Ereignisse in der virtuellen Welt wie beispielsweise positiver oder negativer Beschleunigung, bestimmte Wahrnehmungsreize. Bleiben diese Wahrnehmungsreize in der Echtwelt des Nutzers aus, veranlasst das Gehirn des Nutzers das als Simulator Krankheit bekannte Unwohlsein bei dem Nutzer. Durch die Erzeugung von Ersatzereignissen für die Sinneswahrnehmung des Menschen wird das Auftreten der Simulator Krankheit verhindert und oder herausgezögert und oder abgeschwächt. Durch die Integration von bewegungserfassenden und bewegungsauswertenden Komponenten in eine alltagfähige und tragbare Struktur, kann in Verbindung mit reizerzeugenden Elementen, die Energiereize aus Bewegungen auf das Gleichgewichtsorgan im Alltag mit Zusatzreizen auf andere Wahrnehmungsquellen des Menschen versehen, die Ersatzreizung für das Gehirn trainiert werden.

Description

Mit steigender Sichtfeldabdeckung von dem Sehapparat des Nutzers ist bei Systemen zur visuellen Abbildung von virtuellen Welten mit der Auslösung der Simulator Krankheit (Simulator Sickness) bei dem jeweiligen Nutzer zu rechnen. Dies kommt bei der Verwendung von Head Mounted Displays, Projektionsaufbauten oder sonstigen Bildschirmtechnologien von der Diskrepanz zwischen den in der virtuellen Welt erlebten Ereignissen und den dazu zeitgleich fehlenden Wahrnehmungen des Nutzers in der Echtwelt. Das Gehirn des Nutzers erwartet aufgrund der Ereignisse in der virtuellen Welt wie positive oder negative Beschleunigung bestimmte Wahrnehmungsreize. Im Besonderen ist hier das Gleichgewichtsorgan des Nutzers zu erwähnen. Bleiben diese Wahrnehmungsreize in der Echtwelt des Nutzers aus, veranlasst das Gehirn des Nutzers das als Simulator Krankheit bekannte Unwohlsein bei dem Nutzer. Durch verschiedene von mir, Marc Ebel zum Patent angemeldet Vorrichtungen wird versucht dass Auftreten der Simulator Krankheit zu verhindern, und oder herauszuzögern, und oder abzuschwächen. Dies soll erreicht werden durch die Erzeugung oder die Verwendung von Ersatzereignissen für andere Wahrnehmungsquellen des Körpers eines Nutzers, die zeitgleich und symbolhaft die auf den Nutzer in der virtuellen Realität einwirkenden Energieniveaus in der Echtwelt darstellen und so einen alternativen Reitz für das Gehirn des Nutzers darstellen. Schnell, oder nach einer Eingewöhnungsphase oder nach einigen Trainingseinheiten bei denen der Reizersatz wiederholt dem Gehirn zur Verfügung gestellt wird, treten Minderungseffekte oder sogar eine Ausbleiben der Simulator Krankheit ein. Hier sind Unterschiede bei den jeweiligen Nutzern zu erwarten.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dem Nutzer eine Möglichkeit zu bieten, die Ersatzreizungen parallel mit realen Energiereizungen in Alltagsbewegungen, sogar im Alltag zu trainieren.
Diese Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Durch die Integration von Bewegungserfassenden- und Bewegungsauswertenden Komponenten und oder Beschleunigungserfassenden- Beschleunigungsauswertenden Komponenten in eine alltagfähige und tragbare Struktur, kann in Verbindung mit reizerzeugenden Elementen, die Energiereize aus Alltagsbewegungen auf das Gleichgewichtsorgan mit Zusatzreizen auf andere Wahrnehmungsquellen des Menschen versehen, die Ersatzreizung für das Gehirn trainiert werden. Denn wenn die Zusatzreize bei bestimmten Bewegungen im Alltag den Ersatzreizen bei entsprechenden Bewegungen in Anwendungen von virtuellen Realitäten gleich sind oder ähneln, kann dann das Ausbleiben von Reitzungen des menschlichen Gleichgewichtsorganes bei Anwendungen von virtuellen Realitäten trainiert werden, da ja die Ersatzreizungen bei Anwendungen von virtuellen Realitäten die im Alltag trainierte Zusatzreizung darstellt und vorhanden ist bei Anwendungen von virtuellen Realitäten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Patentanspruch 2 angeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 ermöglicht es die bewegungserfassenden und bewegungsauswertenden Komponenten und oder beschleunigungserfassenden- beschleunigungsauswertenden Komponenten eines Mobiltelefons sowie dessen Energieversorgung zu Nutzen, wenn das Mobiltelefon zum Beispiel mittels einer USB Verbindung mit beispielsweise den Vibrationselementen, die zur Reizung der Wahrnehmung des Menschen verwendet werden, in der am Körper getragenen Struktur verbunden ist.
Vorteilhaft ist hierbei natürlich wenn das Mobiltelefon in einer am Kopf des Nutzers getragenen Struktur vorhanden oder integriert ist, also zum Beispiel in der eingenähten Tasche eines Stirnbandes, da bewegungserfassende und oder beschleunigungserfassende Komponenten die Kopfbewegung und Kopfausrichtung erfassen, sowie die Fortbewegung des Nutzers im Raum, da der bewegungserfasste Kopf mit dem Körper des Nutzer im Raum bewegt wird. Wenn die Raumbewegung des Nutzers ausreichend ist, kann sich das Mobiltelefon auch irgendwo in der Kleidung des Nutzers an dessen Körper befinden, und so die Körperbewegung im Raum ermitteln und die Funktionsdaten für die Ersatz- oder Zusatzreize erzeugenden Elemente in beispielsweise einem Stirnband bereitstellen, mit denen das Mobiltelefon über Funk oder USB Kabel verbunden sein könnte. Wobei in dem Fall einer Funkverbindung mit der an dem Körper getragenen Struktur, hier beispielsweise eine Stirnband, diese über eine eigene Stromversorgung, wie zum Beispiel Batterien, verfügen müsste
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Patentanspruch 3 angeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 3 ermöglicht ausschließlich ein Mobiltelefon für die Zusatzreizung im Alltag zu verwenden. Das Mobiltelefon kann daher nur in oder an ohnehin vorhanden Kleidungsstücken getragen werden, wie in der Brusttasche eines Hemdes, oder mittels dessen eigener Halterung and dem Gürtel getragen werden, oder in den Rand einer Wollmütze gesteckt werden, und das je nach Körperposition das Mobiltelefon nun Bewegungsdaten sammelt und aber nur in akustischer Form in Verbindung mit Kopfhörern, oder als Vibration bei Berieb der eigenen Vibrationsfunktion als Ersatzreizungen dem Nutzer zur Verfügung stellen kann. Oder wenn das Mobiltelefon in oder an einem Fahrzeug angebracht wird, die Ersatzreizung auf Basis der Beschleunigungsdaten des Fahrzeuges berechnet werden und ebenso via Kopfhörern dem Nutzer zuführt werden.
Mit den folgenden Passagen sollen einige, der in den Patentansprüchen erwähnten Möglichkeiten im Einsatz beschrieben werden. Es dient nur als ein Beispiel der vielen Kombinationsmöglichkeiten, die sich aus den in den Patentansprüchen erwähnten Eigenschaften ableiten lassen. Ebenso sind erwähnte Technologietypen nur beispielhaft für die Möglichkeiten, die sich aus den Patentansprüchen ergeben, vor allem aber sind erwähnte Schallmuster und oder Frequenzen nur eine Ansatz dessen, was verwendet werden könnte.
Beispiel 1:
In einen Baumwollstirnband mit eingearbeiteten Gummizügen sind Vibrationselemente über den gesamten Umfang, also die Länge eingenäht. Das Stirnband hat eine schriftlich ausgezeichnete Vorder- und Rückseite. Ebenso in das Stirnband sind Beschleunigungssensoren sowie ein 3-Achsen Gyrometer integriert. Ein FGPA basierter Controller Prozessor verbindet die Sensoren mit den Vibrationselementen und steuert deren Betrieb. Alle Komponenten beziehen ihren Energiebedarf aus einem ebenso in das Stirnband integrierten Akku auf Lithium-Ionen Basis. Ein Nutzer trägt das Stirnband. Vom Nutzer nun gemachte Bewegungen werden von den Sensoren aufgezeichnet und von dem Controller ausgewertet. Jeder Bewegung, sowie deren Geschwindigkeit, wird nun von dem Controller ein passendes Betriebssignal für entsprechende Vibrationselemente zugeordnet, sodass durch das auslösen der Vibrationselemente jede Bewegung des Nutzers mit einem vibrationsbasierten Zusatzreiz am Kopf begleitet wird. Wenn der Nutzer dann bei der nächsten Anwendung von virtuellen Realitäten beispielsweise einen Head Mounted Display trägt, der ebenso mit Vibrationselementen ausgestattet ist, und deren Steuerung der Computer übernimmt der auch die virtuellen Welten erzeugt, dann kann der Nutzer mit bereits trainierten Ersatzreizen konfrontiert werden. Als Basis für den Betrieb der Vibrationselemente an dem Head Mounted Display werden die in der virtuellen Welt herrschenden Beschleunigungen des Nutzers verwendet, die denen gleich oder ähnlich sind die der Nutzer in der Echtwelt bei ähnlichen oder gleichen Bewegungen erlebt. Somit wird der Nutzer mit den gleichen Vibrationsreizen angesprochen wie auch in der Echtwelt. Dem Gehirn des Nutzers dienen diese Vibrationsreize nun als Ersatz für die fehlenden Energiereizungen des Gleichgewichtsorgans.

Claims

Am Körper des Menschen tragbare Struktur oder Strukturen, wobei diese in Form und oder Verarbeitung und oder den Grundbestandteilen auch Kleiderstücken sehr ähnlich sein können, wie beispielsweise Stirnbändern, Mützen, Hemden, Hosen, Ganzkörperanzügen, oder elastische Bänder die jeweils um ein Körperteil gezogen werden können, wie beispielsweise um einen Arm, ein Bein, den Brustkorb, den Buch oder Kopf, oder am Körper tragbare festere Strukturen die beispielsweise ähnlich einem Kranz oder einer Krone oder einem Kopfhörergestell sind und beispielsweise am Kopf halt finden, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturen mit Sensortechnik versehen sind, die die Kopfbewegung des Nutzers erfassen kann, also beispielsweise Headtracking, und oder dessen verändernde Oberkörperposition im Raum erfassen kann, also beispielsweise Positionaltracking, und oder die Fortbewegung des Nutzers im Raum erfassen kann, und oder das Verhalten einzelner Gliedmaßen erfassen kann, und das für diese Erfassung zum Beispiel Beschleunigungssensoren, Gyrometer, Kamerasysteme oder sonstige Technologien verwendet werden, und das die Sensordaten beispielsweise an eine oder mehrere ebenso in der Struktur integrierte Prozessoren und oder Mikroprozessoren geleitet werden, wie beispielsweise ein FGPA um Zeitverzögerungen zu minimieren, oder das der oder die Prozessoren und oder Mikroprozessoren außerhalb, also extern der am Körper getragenen Struktur oder Strukturen liegen, und beispielsweise in einem Gehäuse untergebracht sind das beispielsweise am Gürtel oder in der Westentasche der Nutzers getragen wird, und das dann der oder die Prozessoren und oder Mikroprozessoren beispielsweise per Kabel oder Funk mit den Sensoren kommunizieren, und das ebenso in der oder den am Körper getragenen Strukturen dann Elemente zur Reizung der Wahrnehmung des Menschen, also des Nutzers vorhanden sind, also beispielsweise Vibrationselemente zur Vibrationsreizung der Haut des Nutzers, wie sie beispielsweise in Mobiltelefonen verwendet werden, oder beispielsweise wärmeerzeugende Elemente zur Temperaturreizung der Haut des Nutzers, wie beispielsweise LEDs, oder beispielsweise Elektroden in Verbindung mit einem Pulsgenerator zur impulsbasierten Reizung der Haut des Nutzers, oder beispielsweise Lautsprecher die möglichst auf den Ohren des Nutzern aufliegen und die Trommelfelle und oder das Gleichgewichtsorgan des Nutzers mit Schall reizen, und das der oder die Prozessoren und oder Mikroprozessoren die erhaltenen Sensordaten dafür verwenden, Funktionssignale für die Elemente zur Reizung der Wahrnehmung des Nutzers zu erzeugen und somit deren Betrieb zu steuern, oder im Fall der Elektroden den Pulsgenerator Steuern der dann die Elektroden betreibt, und das bei diesem Prozess möglichst genau die bei den Bewegungen des Nutzers entstehenden Energien, die auf ihn und seine Gleichgewichtsorgan einwirken, also beispielsweise positive oder negative Beschleunigungen, symbolhaft mit den Elementen zur Reizung der Wahrnehmung des Nutzers abgebildet werden, wobei in dem beispielhaften Fall eines Stirnbandes das der Nutzer am Kopf trägt, und das mit dem oder den Prozessoren und oder Mikroprozessoren und dem oder den Elementen zur Reizung der Wahrnehmung des Nutzers versehen ist, also beispielsweise Vibrationselementen in dem gesamten Umfang des Stirnbandes, beispielsweise dass dann eine Vorwärtsbewegung des Nutzer beispielsweise mit einem Vibrieren des oder der Vibrationselemente an der Stirnposition des Stirnbandes begleitet wird, und beispielsweise eine Rückwärtsbewegung beispielsweise mit einer Vibration des oder der Vibrationselemente an der Hinterkopfposition des Stirnbandes begleitet wird, sowie beispielsweise eine Bewegung des Nutzers nach rechts beispielsweise mit einem Auslösen der Vibrationselemente der rechten Seite des Stirnbandes und damit der rechten Kopfseite des Nutzers begleitet wird, und beispielsweise eine Drehung des Nutzers nach rechts um die eigene Achse beispielsweise mit einem Auslösen der Vibrationselemente der rechten Seite des Stirnbandes und damit der rechten Kopfseite des Nutzers begleitet wird, wobei bei der Drehung beispielsweise eine intervallmäßig unterbrochenes Vibrationssignal vorliegt, dessen Kürze oder Länge der Unterbrechungen die Geschwindigkeit der Drehung des Nutzers ausdrückt, oder in dem beispielhaften Fall einer beispielhaften kopfhörerartigen Struktur um den Kopf des Nutzers mit Lautsprechern auf den Ohren des Nutzers, das dann dass dann eine Vorwärtsbewegung des Nutzer beispielsweise mit einem 16000 Herz Ton auf beiden Lautsprechern begleitet wird, und beispielsweise eine Rückwärtsbewegung beispielsweise mit einem 80 Herz Ton auf beiden Lautsprechern begleitet wird, sowie beispielsweise eine Bewegung des Nutzers nach rechts beispielsweise mit einem 16000 Herz Ton auf dem rechten Lautsprecher begleitet wird, und beispielsweise eine Drehung des Nutzers nach rechts um die eigene Achse beispielsweise mit einem 16000 Herz Ton auf dem rechten Lautsprecher begleitet wird, wobei bei der Drehung beispielsweise eine intervallmäßige Unterbrechung des 16000 Herz Tones vorliegt, dessen Kürze oder Länge der Unterbrechungen die Geschwindigkeit der Drehung des Nutzers ausdrückt, und das in der oder den am Körper getragenen Strukturen eine Energiequelle integriert ist, wie Beispielsweise ein wiederaufladbarer Akku oder Batterien der oder die über eine Kabelverbindung zu Prozessoren, Sensoren und Elementen zu Wahrnehmungsreizung verfügen, oder eine Energiequelle externe zu der oder den an dem Körper getragenen Struktur oder Strukturen vorhanden ist und beispielsweise ebenso über einen wiederaufladbaren Akku oder Batterien verfügt, und beispielsweise in der Westentasche oder am Gürtel getragen werden kann und beispielsweise über eine Kabelverbindung zu Prozessoren, Sensoren und Elementen zu Wahrnehmungsreizung verfügt.
Struktur nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mobiltelefon darin integriert werden kann, vorzugsweise am Kopf und damit beispielsweise in einer stirnbandartigen Struktur, beispielsweise durch eine eingenähte Tasche, oder dass das Mobiltelefon irgendwo am Körper getragen werden kann und ein Kabel oder eine Funkverbindung mit der am Körper getragenen Struktur besteht, und das beispielsweise die Sensoren und oder Prozessoren und oder die Energieversorgung des Mobiltelefons verwendet werden können, und somit nicht in der am Körper getragenen Struktur vorhanden sein müssten und oder zusätzlich genutzt werden können, und dass das Mobiltelefon vorzugsweise mit seinen eigenen Sensoren und Prozessoren die Steuerung der Elemente zur Reizung der Wahrnehmung des Menschen in der am Köper getragenen Struktur übernimmt, und dass das Mobiltelefon beispielsweise über einer USB Verbindung mit den Elementen zur Reizung der Wahrnehmung des Menschen verbunden ist, und dass wenn ausreichend auch beispielsweise die nur Vibrationsfunktion des Mobiltelefons verwendet werden kann um Vibrationsmuster auszuführen an der jeweiligen Position des Mobiltelefons in der am Körper getragenen Struktur, und somit auch Vibrationselemente zur Reizung der Wahrnehmung des Nutzers nicht vorhanden sein müssten, und oder das die Audiofunktionen des Mobiltelefons in Verbindung mit Kopfhörern die akustische Reizung vornehmen.
Struktur nach Anspruch 1 und oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass ein Mobiltelefon in einer bereits vorhandenen Kleidungsstruktur, also beispielsweise einer Westentaschen, oder einer Mobiltelefontasche am Körper des Nutzers getragen wird, oder in einem Fahrzeug angebracht wird, und die Sensortechnik und die Recheneinheiten des Mobiltelefons akustische, bewegungsabhängige Reizsignale für Trommelfelle und oder das Gleichgewichtsorgan des Nutzers produzieren auf Basis der beispielsweise Bewegungssensoren des Mobiltelefons, die dann über Funk oder ein Lautsprecherkabel zu den Lautsprechern auf dem Ohren des Nutzers übermittelt werden können, oder ausschließlich oder zusätzlich die Vibrationsfunktion des Mobiltelefons genutzt wird zur bewegungsabhängigen Vibrationsreizung des Nutzers, wenn das Mobiltelefon Körperkontakt hat.