DE102014110476A1

DE102014110476A1 - Verfahren und System zur Übermittlung von taktilen Anweisungen an einen menschlichen Körper

Info

Publication number: DE102014110476A1
Application number: DE201410110476
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Nordin Kouache
Current assignee: KOUACHE, NORDIN, DE
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: US20180040258A1; DE102014019821A1; EP3063502A1; WO2015062579A1; JP2017504443A; DE202014010799U1; DE102014110476B4; DE102014019719B3; JP6514222B2; JP2019166327A; CN105873498A; JP6725721B2

Abstract

Vorrichtung ausgebildet zum Tragen am menschlichen Körper, mit Befestigungsmitteln, die die Vorrichtung unmittelbar an ein Köperteil legen, und mindestens einem Funktionsmodul, das mit dem Befestigungsmittel ist, wobei das Funktionsmodul einen drahtlosen Empfänger und mindestens ein taktiles Reizmodul umfasst, das Reizmodul ist ausgebildet, um taktile Reize an das Körperteil, an dem es befestig ist, weiterzugeben, und wobei der drahtlose Empfänger ausgebildet ist, um Instruktionen zu empfangen und um das Reizmodul anzusteuern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur taktilen Steuerung einer Person durch taktile Reize (vibrotaktile, elektrotaktile und mechanotaktile)
Gebiet der Erfindung
Grundlegende Problemstellung waren Klagen von Sportlern und Rehabilitanden über die Nutzung von Sport-Apps, Kardiogeräten, Pulsgurten, Pulsuhren, Smartphones, mobile Pulsoximeter (Sauerstoffsättigung des Blutes), wearable Computer(tragbare Computer jeglicher Bauweise), Sportarmbänder, mobile Blutdruckmessgeräte und alle mobilen Messgeräte, die vitale Parameter messen (Puls, Wärme, Blutdruck, Feuchtigkeit usw.), bei all diesen Geräten können die verschiedenen Parameter gemessen werden, aber es findet keine Anpassung an die Trainingsaktivität der vorliegenden Bedingungen und Voraussetzungen statt.
Einerseits soll ein zu wenig anstrengendes, d.h. insgesamt ineffektives Training, andererseits sollen aber auch Überanstrengungen, und damit ungesunde und schädigende Wirkungen, vermieden werden. Durch diese Geräte und Verfahren ist es nicht möglich ein Training optimal zu steuern.
In EP 0029166 A1 wird eine Vorrichtung zum Blutdruckmessen beschrieben, die den Ruhepuls misst.
In DE 10 2004 013 931 A1 wird ein medizinischer Brustgurt beschrieben, der die Herzsignale an der Körperoberfläche erfassen kann.
EP 2096989 B1 beschreibt eine Messvorrichtung zur nicht-invasiven Bestimmung von wenigstens einem physiologischen Parameter, mit wenigstens einer diagnostischen Sensoreinheit zur Erzeugung von Messsignalen, und mit einer Auswertungseinheit zur Verarbeitung der Messsignale.
Weitere Aspekte ergeben sich infolge der Verfügbarkeit von GPS-Systemen (Global Position System). Diese Navigationsgeräte und Navigationsverfahren erfreuen sich steigender Beliebtheit. Solche Navigationsgeräte werden im Auto eingesetzt, oder auch mobil. Ein großer Teil der Navigationsnutzung wird auch über Mobiltelefone und tragbare Geräte genutzt.
Eine Eigenart bekannter Navigationsgeräte liegt darin, dass üblicherweise die Konzentration kontinuierlich auf den Bildschirm des Smartphones (mobile Navigationsgeräte) gelenkt wird, das ein erhebliches Risiko im Straßenverkehr darstellt.
Überblick über die Erfindung:
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur individuellen taktilen Steuerung anzugeben. Hierbei sollen die individuellen Voraussetzungen des Nutzers (Vitalparameter) möglichst genau berücksichtigt werden, um ein optimales Training zu gewährleisten. Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist die Nutzung als Navigationssystem, bei dem durch die Vibrationen der Armbänder die Zielführung haptisch (mechanische Vibrationen) erfahren wird, und man sich nicht von einem Bildschirm zu sehr ablenken lässt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vielfältig einsetzbares Navigationsverfahren zu schaffen, das es ermöglicht sich während der Navigation besser auf die Umwelt zu konzentrieren.
Mit weiteren Sensoren kann die Erfindung zur Erfassung von elektrischen Signalen auf einer Körperoberfläche dienen, um entsprechende Überwachungs- und Trainingsfunktionen zu übernehmen.
Um Zeit und Kosten zu sparen, ziehen viele Menschen die sportliche Betätigung mit Heimtrainingsgeräten dem Training im Fitnessstudio oder einer Sporthalle vor. In anderen Fällen kann die Wohnung beispielsweise einer Behinderung oder einer Erkrankung wegen nicht oder nur unter erheblichem Aufwand verlassen werden, doch es ist nicht möglich den Trainierenden genau zu steuern, da diese Geräte nur die Pulshöchstgrenze, oder Pulsuntergrenze (den Trainingsbereich) anzeigen. So ist die richtige Anpassung der Trainingsaktivität an die jeweils individuell vorliegenden Bedingungen Voraussetzungen für ein wirksames Training. Einerseits soll ein zu wenig anstrengendes, d.h. insgesamt ineffektives Training, andererseits sollen aber auch Überanstrengungen, und damit ungesunde und schädigendes Training vermieden werden.
Klagen und Bedenken von Sportlern und Rehabilitanden über die Nutzung von Sport-Apps, Kardiogeräten, Pulsgurten, Pulsuhren, Smartphones, Fahrrädern, wearable (tragbare Computer jeglicher Bauweise) und Sportarmbänder sind Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung. Bei all diesen Geräten, kann auch die Herzfrequenz gemessen werden, doch es ist nicht möglich den Trainierenden genau zu steuern, da diese Geräte nur die Pulshöchstgrenze, oder Pulsuntergrenze (den Trainingsbereich) anzeigen. Meist geschieht das durch visuelle oder akustische Signale.
Mit dem hier beschriebenen System, kann dies verhindert werden. Über taktile Reize (vibrotaktile, elektrotaktile, mechanotaktile) wird der Trainierende in die vom System nach einem Eingangstest festgelegten Trainingsbereiche geführt. Dies geschieht im Wesentlichen ohne akustische und optische Signale. Die Trainingsbereiche werden dynamisch gesteuert und taktil übermittelt. Darüber hinaus kann durch geeignete Formgebung das System in Kardiogeräten, Kleidung, Pulsgurten, Uhren, Smartphones, Walking-Stöcken, Brillen, Schuhen, Schwimmzubehör, Schmuck, Fahrrädern, tragbaren Computern, ... verbaut werden.
Im Folgenden wird ein Verfahren und Gerät beschrieben, das aufgrund seines Aufbaus zu sehr geringen Kosten hergestellt werden kann. Durch andere Formgebung, Materialauswahl, Art und Lage der Sensoren (mechanotaktile Sensoren, elektrotaktile Sensoren und vibrotaktile Sensoren) und Verarbeitung sind viele weitere Ausführungen denkbar. Daher soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass für alle denkbaren Kombinationen Schutzansprüche angemeldet werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ausgebildet zum Tragen am menschlichen Körper, mit Befestigungsmitteln, die die Vorrichtung unmittelbar an ein Köperteil legen. Hierbei können Bänder kurze Taschen in Kleidungsstücken oder Schuhen oder andere Aufnahmen genutzt werden, die sicherstellen dass die Vorrichtung in Berührungskontakt mit dem Benutzer steht. Die Vorrichtung ist vorzugsweise eine kleine mobile Einheit, so dass sie beim Tragen keinerlei Belastung darstellt. Die Formfaktor sollte 3 × 3 × 1cm möglichst nicht übersteigen. Der Formfaktor sollte den einer Armbanduhr nicht übersteigen, möglichst dieser gleichen, was ebenfalls für das Gewicht gilt. Diese Vorrichtung weist mindestens ein Funktionsmodul auf, das mit dem Befestigungsmittel verbunden ist. Das Funktionsmodul umfasst einen drahtlosen Empfänger und mindestens ein taktiles Reizmodul. Das Reizmodul ist ausgebildet, um taktile Reize an das Körperteil, an dem es befestig ist, weiterzugeben. Der drahtlose Empfänger ist ausgebildet, um Instruktionen zu empfangen und um das Reizmodul anzusteuern. In der Regel handelt sich bei dem drahtlosen Anfänger um eine Bluetooth-Einheit oder eine WLAN-Einheit und/ oder eine Zigbee Einheit, die in der Lage ist Anweisungen zu empfangen oder auch Sensordaten zu senden, wie weiter unten beschrieben wird. In der Regel wird die Verbindung zu einem mobilen Endgerät, wie einem mobilen Smartphone hergestellt, auf dem Programmcode ablaufen kann, der dann Anweisung an das Reizmodul erzeugt, die über die drahtlose Schnittstelle an die erfindungsgemäße Vorrichtung übermittelt werden. Das Funktions-Modul kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass es autonom arbeitet und lediglich über die Funkschnittstelle programmiert wird. Hierbei werden bestimmte Informationen auf dem mobilen Endgerät/Smartphone oder auch auf einem stationären Endgerät/PC vorbereitet, die dann an die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden. In diesem Fall weißt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen entsprechenden Prozessor und Arbeitsspeicher auf, und gegebenenfalls auch einen GPS Empfänger, um eine eigenständige Datenverarbeitung z.B. in Form einer Navigation, durchzuführen. Es handelt sich dabei dann um eine Einheit, die vorzugsweise offline arbeitet, wenn sie in Benutzung ist. Alternativ kann der Benutzer zwischen beiden Modi online/offline wählen.
Wie bereits oben ausgeführt wurde kann das Befestigungsmittel ein verschließbares Band (Armband/Fussband) und/oder Gurt(Oberkörpergut) und/oder Mütze/Stirnband und/oder eine Tasche/Aufnahmefach in Kleidungsstücken, Uhren, Smartphones, Walking-Stöcke, Brillen, Schuhe, Handschuhe, Schwimmzubehör, Schmuck, Fahrradgriffe und/oder Sattel sein, die einen unmittelbaren Kontakt mit einem Körperteil erlauben.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mehrere Reizmodule, an unterschiedlichen räumlich beabstandeten Positionen innerhalb des Funktionsmoduls, so dass die unterschiedliche Position vom Körperteil erfassbar ist. Dies ermöglicht, dass der Benutzer erkennt, welches Reizmodul aktiviert wurde. Jedem Reizmodul kann dann eine unterschiedliche logische Funktion zugeordnet werden. So kann das linke Reizmodul dafür stehen, dass links abgebogen werden soll, das rechte Reizmodul dafür, dass rechts abgebogen werden soll. Beide Reizmodule können für einen Start oder für einen Stopp stehen. Die logische Bedeutung der Reiz-Module kann auf dem Smartphone in der entsprechenden Anwendung eingestellt werden. Es versteht sich natürlich, dass auch eine Vielzahl von Reizmodulen in einer Vorrichtung integriert sein kann, die alle für eine unterschiedliche Funktion stehen.
Zur Bereitstellung von weiteren Informationen zur Unterscheidung der Informationen kann das Reizmodul unterschiedliche taktile Reizmuster erzeugt, die von außen ansteuerbar sind, umfassend einen oder mehrere der folgenden Parameter: Intensität, Frequenz, Zeitdauer, Zeitabstand, Signalfolge.
Bei der Intensität kann es sich um die Stärke der Vibration handeln. Bei der Frequenz kann es sich um das Wiederholen der Vibration handeln, oder um die Vibrationsfrequenz selber. Bei der Zeitdauer kann es sich um die Länge der Vibration handeln. Beim Zeit-Abstand kann es sich um den Abstand zwischen den einzelnen Vibrationsintervallen handeln. Bei einer Signalfolge kann es sich um ein langsames Ansteigen des Vibrierens handeln oder um bestimmte Muster von Vibrationsfolgen.
Das Reizmodul kann auf vibrotaktile, elektrotaktile und mechanotaktile Weise arbeiten. Bei der vibrotatkilen Art werden Vibrationen durch ein Element erzeugt, das zum Beispiel mit einer Unruhe/Unwucht arbeitet oder mit Piezo-Elementen. Es wird folglich eine Vibration erzeugt. Bei der elektrotaktilen Arbeitsweise werden kleine Ströme fließen, die zu einem Reiz auf der Haut führen. Bei der mechanotaktilen Arbeitsweise werden mechanische Elemente bewegt, die dann einen Kontakt mit der Haut des Benutzers erzeugen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens zwei Einheiten mit jeweils einem Befestigungsmittel, Funktionsmodul und Reizmodul, die räumlich getrennt voneinander an einem Körperteil anordenbar sind, die jedoch durch eine zentrale Einheit gemeinsam und/oder selektiv steuerbar sind, wobei die zentrale Einheit vorzugsweise eine Navigations-Anwendung aufweist, und die Richtungshinweise an die jeweiligen Einheiten übermittelbar sind. Dieser Ansatz erlaubt es zum Beispiel mit zwei Armbänder zu arbeiten, in denen die erfindungsgemäßen Einheiten jeweils integriert sind, so dass bei einem laufenden Benutzer eine Navigationsanweisung derart gestaltet sein kann, dass die linke Einheit anzeigt, dass links abgebogen werden soll, und die rechte Einheit anzeigt, dass rechts abgebogen werden soll. Ferner kann auf den Einheiten noch ein Knopf vorhanden sein, durch dessen Drücken der Benutzer eine Navigationsanweisung erzwingen kann. Alternativ kann auch das heftige Schütteln einer der Einheiten erkannt werden und als Informationseingabe gewertet werden. Sollte sich zum Beispiel ein Benutzer auf eine Kreuzung zu bewegen, und eine Navigationsanweisung ist nicht erfolgt, so kann der Benutzer durch Drücken des Knopfes erzwingen, dass ein Navigations-Hinweis übermittelt wird. Insbesondere kann auch ein Reiz an beiden Einheiten anzeigen, dass geradeaus gelaufen werden soll. Alternativ kann ein besonderes Vibrationsmuster der beiden Einheiten für den Start oder das Erreichen des Zieles stehen. Eine Vielzahl von Vibrationen bzw. Reizmustern ist denkbar. In Kombination mit Sensoren kann auch die linke Einheit dafür stehen, dass ein bestimmter Schwellenwert unterschritten wurde und die rechte Einheit dafür stehen, dass ein bestimmter Schwellenwert überschritten wurde. All diese Formationen können an den Benutzer übermittelt werden, ohne dass dieser auf ein Display eines Gerätes schauen muss.
Diese beiden Einheiten können Armbänder/Fußbänder sein, die vorzugsweise am rechten Arm/Fuss und linken Arm/Fuss befestigbar sind, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen. Oder die Einheiten sind am linken und rechten Schuh befestigbar, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen. Auch können die Einheiten an dem linken und rechten Griff eines Fahrradlenkers befestigt sein, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen. Andere Fahrzeuge und deren Lenker bzw. Lenkräder sind ebenfalls mit solchen Sensoren im rechten und linken Bereich zu Versehen. Fahrzeuge können sein, Autos, Motorräder, Schiffe, Flugzeuge etc.
Die Einheiten können auch in linken und rechten Handschuhen befestigbar sein bzw. integriert sein, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen.
Die Einheiten sind in linken und rechten Bereichen eines Kleidungsstücks befestigt, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Funktionsmodul Sensoren zur Erfassung von Zuständen des Benutzers auf, insbesondere einen oder mehrere der Folgenden: Pulssensor, Blutdrucksensor, Beschleunigungssensor, Thermosensor, Infrarotsensor;
die erfasst werden, und vorzugsweise mit einem Sender im Funktionsmodul, an zentrale mobile Einheiten übermittelbar sind. Durch diese Sensoren sind Bewegungsformen des Benutzers zu erfassen, wie zum Beispiel Kniebeugen, schnelles oder langsames Laufen. Auch kann die Vorrichtung einen Zustand des Benutzers erfasst werden, insbesondere über den Pulssensor und den Blutdrucksensor. Das Gleiche gilt für den Terrorsensor, der erfassen kann ob ein Fieberzustand gegeben ist. Aufgrund dieser Informationen kann ein entsprechendes Feedback an den Benutzer unmittelbar gegeben werden, dass dieser erkennt, dass ein Gesundheitszustand nicht im normalen Bereich liegt und er entsprechende Gegenschritte einleiten sollte. Alternativ sind natürlich auch Trainingsprogramme erfassbar, aus denen ersichtlich ist, wie häufig und wie schnell ein Benutzer mit einer bestimmten Intensität trainiert hat. Diese Daten können dann in eine Datenbank einfließen und einen Trainingsüberblick geben. Durch die entsprechenden Reizmodule kann ein Benutzer auch aufgefordert werden schneller oder langsamer zu trainieren, wenn entsprechende Trainingsparameter in Form von Schwellwerten und Kurven unterschritten bzw. überschritten wurden. In der Regel laufen die Auswertungsprogramme auf dem Smartphone ab, mit der die erfindungsgemäße Vorrichtung verbunden ist, jedoch können auch Teile der Überwachung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung selber durchgeführt werden. Insbesondere das Überwachen von Parameter Schwellwerten und entsprechenden Trainingskurven kann durch einfache Algorithmen durch die Einheiten selber übernommen werden. Die entsprechenden Kurven werden im Vorfeld auf die Einheiten drahtlos oder über eine USB Schnittstelle übertragen. Durch die Sensoren wird somit ein Ansteuern der Reizmodule ausgelöst, insbesondere wenn Grenzwerte über/unterschritten werden und/oder Kurvenverläufe und/oder Steigerungsdaten über/unterschritten werden.
Die Reizmodule sind auf der Basis der Informationen der Sensoren so ansteuerbar, dass Trainingsmethoden und Belastungsnormativa, wie Umfang, Belastungsdauer, Pausenlänge, Wiederholungen, Intensität wie Frequenz, Geschwindigkeit, Last steuerbar sind.
Bei der Nutzung von zwei Einheiten kann eine Einheit als Master dienen, die die andere Einheit steuert, wobei die Einheit, die als Master dient, vorzugsweise, weitere Module aufweisen kann, die ein eigenständiges Navigieren, und/oder erfassen und verarbeiten von Sensor Informationen erlaubt, um so Steuersignale an die Slave – Einheiten zu übermitteln. Wie bereits oben beschrieben wird, werden dadurch die offline Funktionalität in die Einheiten implementiert. In einem Onlinemodus werden die Einheiten entsprechend konfiguriert, um dann eigenständig zu arbeiten. Vor der Tatsache, dass nicht beide Einheiten die gleiche komplexe Logik benötigen, kann die eine Einheit mit mehr Funktionsmodulen ausgestattet sein. Ein solches Modul kann zum Beispiel ein Telekommunikationsmodul sein, das über eine SIM Karte verfügt. Hierdurch können online Parameter wie Straßenverlauf und Ähnliches abgerufen werden. Auch können im Internet Statistiken abgerufen und abgelegt werden. Datenbanken die sich im Internet befinden, können mit sprechenden Daten versorgt werden, die sich der Benutzer später anschauen kann. Auch können Informationen an Kommunikationspartner in entsprechenden Netzwerken (Facebook) übertragen werden. Ferner ist es denkbar, dass Alarmmeldungen an Krankenhäuser oder entsprechende Ärzte übermittelt werden, wenn die Sensorparameter anzeigen, dass der Benutzer sich in einem kritischen Zustand befindet.
Bei der Nutzung eines Navigations-Gerätes oder eines Smartphones, auf dem ein Navigationsprogramm abläuft, kann durch eine bestimmte Funktionstaste oder eine entsprechende Steuerung die Navigation an die erfindungsgemäße Vorrichtungen übergeben werden. Hierbei wird von dem visuellen Modus in den taktilen Modus umgeschaltet. Dies kann zum Beispiel von Vorteil sein, wenn man mit einem Fahrzeug in ein Parkhaus fährt und dann zu Fuß weiter zu seinem Ziel gehen möchte.
In einer weiteren Ausführungsform sind Sensoren vorhanden, die das räumliche Zusammenführen der Einheiten erkennen, um dadurch eine Funktion auszulösen. Diese Module können als Funkmodule ausgebildet sein, die erkennen, wie weit entfernt sich das jeweilige andere Gerät befindet, aufgrund der Tatsache wie stark die jeweiligen Signale des anderen Gerätes sind. Sollten zum Beispiel beide Geräte dicht beieinander sein, so kann dadurch das Starten oder das Anhalten der Navigation gesteuert werden. Zusätzlich ist es ebenfalls denkbar, dass die erfindungsgemäßen Vorrichtungen ein kleines Display in Form eines Pfeiles aufweisen, der in eine Richtung zeigt, in die zu laufen ist.
In einer möglichen Ausführungsform ist die Einheit in einem wasserdichten Gehäuse angeordnet, dass stoß- und schlagsicher ist. So könnte es sich um ein Kunststoffgehäuse handeln, das in ein Kautschukarmband integriert sein kann. Die Einheit kann somit in das Kautschukarmband eingeführt werden und dort benutzt werden kann aber auch alternativ an anderen Stellen des Körpers getragen werden, wie oben beschrieben wurde. Das Gehäuse ist dabei vorzugsweise leicht gewölbt,. so dass das Reizmodul sich optimal an den Körper anlegen kann. Auch ist es denkbar, dass die Kontaktflächen eine leicht gewölbte Kautschukoberfläche aufweist, die sich optimal an die Haut des Benutzers anschmiegt.
Die Energieversorgung kann durch Umwandlung von mechanischer Bewegungsenergien in elektrische Energie erfolgen. Auch Solarzellen sind denkbar. Ebenfalls kann die Energie durch einen Akku gespeichert werden, der durch eine externe Schnittstelle geladen wird. Insbesondere kann eine USB Schnittstelle zum Laden verwendet werden.
Weitere Teile der Erfindung sind Navigationsverfahren unter Verwendung einer Vorrichtung, wie sie oben beschrieben werden, wobei Navigationsanweisungen als taktile Reize an einen Benutzer weitergeleitet werden.
Noch ein weiterer Teil der Erfindung ist ein Trainingsverfahren und/oder Überwachungsverfahren unter Verwendung einer Vorrichtung, wie Sie oben beschrieben wurde, wobei Trainingsinformationen oder Überwachungsinformationen für einen Benutzer als taktile Reize an den Benutzer weitergeleitet werden.
Als ein Ausführungsbeispiel dient hier die Sportausübung eines Marathonlaufes. Der Läufer benötigt um ein optimales Ergebnis zu erzielen eine konstante Überwachung der Herzfrequenz und Steuerung dieser. Sollte er außerhalb eines optimalen Herzfrequenzbereichs liegen wird ihm über verschiedene haptische Signale die Notwendigkeit zur Anpassung seiner Herzfrequenz (positiv wie negativ) vermittelt.
Durch das hier beschriebene Gerät und Verfahren ist es möglich, die eingangs beschriebenen Verfahren und Geräte zu verbessern und einen hohen Mehrwert, durch die individuelle taktile Trainingssteuerung, und verbundenen Applikationen (Software für Tablets, Phones, Computer), zu schaffen.
Figurenbeschreibung:
im Folgenden werden die Figuren beschrieben, die sich die folgende detaillierte Beschreibung bezieht.
Es zeigt
1 eine Prinzip Skizze eines Armbands mit den wesentlichen funktionalen Elementen, die am erfinderischen Verfahren beteiligt sind;
2 zeigt ein Armband mit zwei Vibrationselementen, die rechts und links angeordnet sind;
3 zeigt ein Armband mit Sensoren zur Erfassung von Daten;
4 zeigt die Anordnung der Armbänder am Körper eines Menschen;
5 zeigt die Screen-Shots einer App/Anwendung, die die Armbänder steuert.
6 zeigt eine Navigationsanwendung/APP, die die Einheiten der Erfindung jeweils ansteuert.
Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung:
Die 1 zeigt ein mögliches Armband durch eine Prinzip Skizze mit den wesentlichen funktionalen Elementen, die am erfinderischen Verfahren und der Vorrichtung beteiligt sind.
Die in 1 dargestellten mechanische Vibratoren/Reizmodule 2, dienen als Signalgeber. Durch das Empfangsmodul wird es ermöglicht, auch mehrere Vorrichtungen/Armbänder/Reizmodule getrennt voneinander anzusprechen und über haptisches Empfinden (mechanische Vibrationen) das Navigieren zu ermöglichen. Sie können in ihrer Bauart, Lage, Material und Form verschieden sein. Eine Batterie 3, die wieder aufladbar ist, kann durch Anbindung an eine Anschlussmöglichkeit 5 eines Stromzuführenden Kabels (nicht dargestellt) geladen werden. Alternativ kann auch ein Stromgenerator vorhanden sein, der durch Kinetische-Energie Strom erzeugt, der dann in der Batterie gepuffert wird. Eine mögliche Ausführung könnte eine kabellose induktive Aufladung sein. Eine weitere denkbare Ausführung könnte ein piezoelektrischer Kunstsoff (Nanogenrator) sein. Jegliche weitere Energieversorgung der Bänder wäre denkbar.
Ein Empfangsmodul 4 ist vorgesehen, das eingehende Signale verarbeitet, und die Steuerung der Vibratoren/Reizmodule und des Displays übernimmt. Im Empfangsmodul können jegliche weitere Bauelemente integriert sein, die Signale empfangen oder steuern können.
Eine Anschlussmöglichkeit 5 dient zum Kontakt mit einem stromführendes Kabel, oder einer Energieversorgung wie zuvor beschrieben. Auch ist es denkbar, Daten herunterzuladen oder eine Konfiguration des Empfangsmoduls vorzunehmen.
Ein Display 6 hat verschiedene Darstellungsmöglichkeiten. Es können auch Pfeile, Striche, Symbole, alphanummerische Zeichen, Bilder und Bewegt-Bild dargestellt werden. Des Weiteren sind auch Leds denkbar, die Informationen darstellen können.
Ein Ein- und Ausschalter, der es ermöglicht, das Gerät ein oder auszuschalten, des Weiteren kann man dort auch die Sprachsteuerung wählen, oder ausschalten. Auch ist es denkbar, über eine bestimmte zeitliche Tastenkommunikation das Zusammenführen/Paaren von Armband mit dem externen Navigationsgerät zu initiieren. Ferner wird ein Bewegungssensor 8 eingesetzt, der es ermöglicht, Distanzen zu messen, oder Bewegung im dreidimensionalen Raum zu erkennen. Hierbei kann es sich um einen Gyroskopen handeln. Bei dem Navigationssystem der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass durch die Vibrationen der Armbänder die Zielführung haptisch (mechanische Vibrationen) erfahren wird, und man sich nicht von einem Bildschirm zu sehr ablenken lässt. Hierdurch wird ein vielfältig einsetzbares Navigationsverfahren geschaffen, das es ermöglicht, sich während der Navigation besser auf die Umwelt zu konzentrieren. Ein solches Navigationssystem ermöglicht es, sich im Verkehr, Wandern, Sporttreiben und in fremder Umgebung besser zu orientieren.
2 zeigt eine Vorrichtung nach 1 mit zwei Reizmodulen 2a/2b, die rechts und links angeordnet sind, und jeweils durch das Empfangsmodul 4 ansteuerbar sind. Es können auch noch weitere Reizmodule verbaut werden, die nicht dargestellt wurden. 4 zeigt die Vorrichtung nach 2 mit einem weiteren Sensor 9, der z.B. den Puls, den Blutdruck, Temperatur etc. erfassen kann, um diesen an die zentrale Einheit zu senden.
Die 4 zeigt die möglichen Anordnungsformen, am Arm (rechts/links) 10a/10c), am Oberkörper 10b und an den Beinen 10d/10e.
Durch andere Formgebung, Materialauswahl, Art und Lage der Vibrationssensoren und Verarbeitung sind viele weitere Ausführungen denkbar. Deswegen dienen die beiliegenden Figuren lediglich des besseren Verständnisses, sie stellen nur eine einzige von vielen möglichen Ausführungsvarianten dar. Das Navigationsgerät für das Navigationsverfahren umfasst z.B. zwei deckungsgleiche Armbänder 10a/10c, in denen mechanische Vibrationselemente/sensoren verbaut sind. Sie dienen als Signalgeber. In den Armbändern sind Empfangsmodule verbaut, die durch ein Sendermodul von einem mobilen Endgerät (Smartphone) angesprochen werden. Über Funk (Bluetooth/Zigbee) werden die Signale empfangen, und lösen an den Armbändern mechanische Vibrationen aus, die es ermöglichen, getrennt voneinander die einzelnen Armbänder anzusprechen und über haptisches Empfinden (Mechanische Vibrationen) das Navigieren zu ermöglichen. In einer Ausführungsform besteht die Möglichkeit, durch unterschiedliche Signalfolgen, Richtung, Richtungswechsel und andere Signale zu übertragen.
So können die Sensoren für mechanische Vibrationen (haptisches Empfinden) auch in Kleidung verarbeitet sein, um dadurch das Navigieren zu ermöglichen. Alternativ ist es denkbar die Sensoren für mechanische Vibrationen (haptisches Empfinden) auch in Schuhen zu verarbeiten, um dadurch das Navigieren zu ermöglichen. Denkbar ist auch, dass die Sensoren für mechanische Vibrationen (haptisches Empfinden) in Handschuhen verarbeitet sind, um dadurch das Navigieren zu ermöglichen.
In einer möglichen Ausführungsform ist ein einzelnes Band mit einer Smartwatch (Handy-Uhr), gekoppelt, und die Uhr fungiert als zweites Band (durch entsprechende Programmierung), um das Navigieren zu ermöglichen.
Bei der Kopplung mit einem Autonavigationsgerät kann eine Funktionstaste vorgesehen sein, nach deren Betätigung die Armbänder beim Verlassen des Fahrzeuges die Zielführung (Navigation) übernehmen.
Die Armbänder können das Navigieren in großen Gebäuden (Indoor), Messen und Hotels ermöglichen.
In einer möglichen Ausführungsform werden die Armbänder auch direkt mit einer SIM-Karte versehen, und ermöglichen so das Navigieren (ohne Smartphone) in eigenständiger Form. Ferner kann so die Laufstrecke unmittelbar direkt im sozialen Netzwerk angezeigt werden.
Die Armbänder können im Tourismus für Freizeitparks, Städteführer, Strände, Einkaufspassagen und Sportveranstaltungen (Marathon / Freizeitveranstaltungen) das Navigieren ermöglichen. In einer weiteren Ausführungsform haben die Armbänder eine Konfiguration, die beim Zusammenführen der Armbänder eine Audiodatei abspielt, die es ermöglicht in fremder Umgebung touristische Informationen abzurufen. So ist es ebenfalls denkbar die Zielsuche auch über Sprachsteuerung einzugeben.
In einer weiteren Ausführungsform werden Vibrationsarmbänder auch zur Trainingsteuerung (Sport) verwendet. Durch mechanische Vibrationen kann dem Sportler signalisiert werden, ob er schneller oder langsamer laufen soll, oder ob er sich in der richtigen Intensität befindet. Hierbei werden durch den Bewegungssensor im Armband Bewegungen erkannt und aufgezeichnet werden (z.B. Kniebeuge usw.).
In einer Ausführungsform sind mindestens zwei brustseitige Elektroden mit hohem Eingangswiderstand und mindestens eine rückenseitige Referenzelektrode vorhanden, über die der Status des Körpers erfasst werden kann.
Die Figuren zeigen eine Anwendung, bei der spezifische Parameter auf einem mobilen Endgerät (Smartphone) eingestellt werden, die dann zu einer Steuer und Überwachung des Trainings führen. So werden die individuellen Daten der Person und das Trainingsprofil eingegeben. Über einen Kalender kann dann der Trainingsverlauf und die Leistung visualisiert werden.
Alternativ ist noch die Spracheingabe über ein Microfon bei der vorliegenden Erfindung möglich
Die 6 zeigt eine Navigations-App, die ausgebildet ist, um Signale an die Einheiten zu übermitteln, die sich rechts und links am Körper befinden. So kann ein Fußgänger bereits im Vorfeld einer Abzweigung immer wieder leichte Reize übermittelt bekommen, so dass er in Kenntnis ist, dass er bald abbiegen muss. Wenn er dann dicht an der Abzweigung ist, bzw. abzweigen soll, so verstärken sich die Reize und werden zu einem durchgängigen intensiven Reiz. Diese Reize können auch von der Bewegungsgeschwindigkeit abhängen. Das heißt, bei einer hohen Geschwindigkeit werden diese Reize, die eine Abzweigung Vorhersagen, früher ausgegeben. Auch ist es denkbar, dass eine Kombination von linken und rechten Reizen anzeigen soll, dass lediglich halb rechts abzubiegen ist bzw. das geradeaus zu fahren. Die kann im Bereich einer Kreuzung hilfreich sein. Es sind somit eine Vielzahl von kombinierten Reizen denkbar, die eine Navigations-Anweisung darstellen soll. Der Benutzer kann auf seinem Navigations-Gerät individuell eine Anpassung/Einstellung vornehmen, so dass die Reize für ihn leicht verständlich und intuitiv sind.
Bezugszeichenliste

1: Prinzip Skizze mit den wesentlichen funktionalen Elementen
2: Mechanische Vibratoren/Reizmodul
3: Batterie
4: Empfangsmodul
5: Anschlussmöglichkeit für ein stromführendes Kabel, oder eine Energieversorgung.
6: Display
7: An- und Ausschalter
8: Bewegungssensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0029166 A1 [0004]
DE 102004013931 A1 [0005]
EP 2096989 B1 [0006]

Claims

Vorrichtung, ausgebildet zum Tragen am menschlichen Körper, mit Befestigungsmitteln, die die Vorrichtung unmittelbar an ein Köperteil legen, und mindestens einem Funktionsmodul, das mit dem Befestigungsmittel verbunden ist, wobei das Funktionsmodul einen drahtlosen Empfänger und mindestens ein taktiles Reizmodul umfasst; wobei das Reizmodul ist ausgebildet ist, um taktile Reize an das Körperteil, an dem es befestig ist, weiterzugeben, und wobei der drahtlose Empfänger ausgebildet ist, um Instruktionen zu empfangen und um das Reizmodul anzusteuern.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Befestigungsmittel ein verschließbares Band und/oder eine Tasche/Aufnahmefach in Kleidungsstücken, Uhren, Smartphones, Walking-Stöcke, Brillen, Schuhe, Handschuhe, Schwimmzubehör, Schmuck, Fahrradgriffe und/oder Sattel sind, die einen unmittelbaren Kontakt mit einem Körperteil erlauben.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere Reizmodule, an unterschiedlichen räumlich beabstandeten Positionen innerhalb des Funktionsmoduls, so dass die unterschiedliche Position vom Körperteil erfassbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reizmodul unterschiedliche taktile Reizmuster erzeugt, die von außen ansteuerbar sind umfassend einen oder mehrere der folgenden Parameter: Intensität, Frequenz, Zeitdauer, Zeitabstand, Signalfolge.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reizmodul auf vibrotaktile, elektrotaktile und mechanotaktile Weise arbeitet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens zwei Einheiten mit jeweils einem Befestigungsmittel, Funktionsmodul und Reizmodul, die räumlich getrennt voneinander an einem Körperteil anordenbar sind, die jedoch durch eine zentrale Einheit gemeinsam und/oder selektiv steuerbar sind, wobei die zentrale Einheit vorzugsweise eine Navigations-Anwendung aufweist, und die Richtungshinweise an die jeweiligen Einheiten übermittelbar sind.
Vorrichtung nach einem dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zwei Einheiten Armbänder/Fußbänder sind, die vorzugsweise am rechten Arm/Fuß und linken Arm/Fuß befestigbar sind, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen, und/oder in die zwei Einheiten im linken und rechten Schuhen befestigbar sind, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen, und/oder wobei die Einheiten in linken und rechten Bereichen eines Lenkers eines Fahrzeuges befestigbar sind, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen, und/oder wobei die Einheiten in linken und rechten Handschuhen befestigbar sind, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen, und/oder wobei die Einheiten in linken und rechten Bereichen eines Kleidungsstücks befestigbar sind, um rechte und linke Reize von den Reizmodulen zu empfangen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Funktionsmodul Sensoren zur Erfassung von Zuständen des Benutzers aufweist, insbesondere einen oder mehrere der folgenden: Pulssensor, Blutdrucksensor, Beschleunigungssensor, Thermosensor, Infrarotsensor; die erfasst werden, und vorzugsweise mit einem Sender im Funktionsmodul, an zentrale mobile Einheiten übermittelbar sind.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei auf der Basis der Sensoren-Informationen, die Reizmodule ansteuerbar sind, insbesondere wenn Grenzwerte über/unterschritten werden und/oder Kurvenverläufe und/oder Steigerungsdaten über/unterschritten werden.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden zwei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reizmodule auf der Basis der Informationen der Sensoren so ansteuerbar sind, dass Trainingsmethoden und Belastungsnormativa, wie Umfang, Belastungsdauer, Pausenlänge, Wiederholungen, Intensität wie Frequenz, Geschwindigkeit und/oder Last steuerbar sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Nutzung von zwei Einheiten eine Einheit als Master dient, die die andere Einheit steuert, wobei die Einheit, die als Master dient, vorzugsweise, weitere Module aufweisen kann, die ein eigenständiges Navigieren, und/oder erfassen und verarbeiten von Sensor Informationen erlaubt, um so Steuersignale an die Einheiten zu übermitteln.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mastereinheit eine Aufnahme für eine SIM-Karte aufweist und drahtlose Funktionsmodule aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Übergabe der Navigation durch eine Funktionstaste von einer visuellen Navigation an eine taktile Navigation.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei Sensoren vorhanden sind, die das räumliche Zusammenführen der Einheiten erkennen, um dadurch eine Funktion auszulösen.
Navigationsverfahren unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei Navigationsanweisungen als taktile Reize an einen Benutzer weitergeleitet werden.
Trainingsverfahren und/oder Überwachungsverfahren unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, wobei Trainingsinformationen oder Überwachungsinformationen für einen Benutzer als taktile Reize an den Benutzer weitergeleitet werden.