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ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Signalen für eine Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation. Die Erfindung betrifft weiter ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens.
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Als elektrische Muskelstimulation oder Elektromyostimulation (kurz EMS) wird eine direkte Anregung von Muskelzellen durch externe elektrische Reizsignale bezeichnet. Die elektrischen Reizsignale werden mittels an der Haut anlegbarer Oberflächenelektroden oder mittels implantierten Elektroden aufgebracht. Dabei sind sowohl Anregungen im niederfrequenten Bereich von bis zu 200 Hz und mit niedrigen Stromstärken von ca. 100 mA, als auch Anregungen mit mittelfrequentem Strom mit Frequenzen über 1000 Hz bekannt.
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EMS wird in Therapiegeräten oder Trainingsgeräten genutzt und ist zumindest als sinnvolle Ergänzung zu anderen Formen des Trainings und/oder bei verletzungsbedingten Trainingspausen anerkannt.
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Daneben sind aus dem Bereich der Spielesoftware Systeme bekannt, die zum Beispiel durch die Spielesoftware gesteuerte Vorrichtungen zur physischen Interaktion mit dem Spielenden nutzen. Eine Spielesoftware wird im Zusammenhang mit der Anmeldung auch als Computerspiel bezeichnet, wobei die Spielesoftware für einen Personal Computer, als sogenanntes PC-Spiel, oder für eine Konsole als sogenanntes Konsolenspiele oder für ein anderes Gerät, wie beispielsweise ein Smartphone konfiguriert sein kann.
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Beispielsweise ist aus
US 6,219,032 B1 eine Spielebedienungsvorrichtung (Engl. „Controller“) bekannt, in welcher Vibrationsmotoren eingebaut sind, wobei in einem Spiel angezeigte visuelle Inhalte oder Interaktionen des Spielers zu einer physikalischen Vibration in der die Spielebedienungsvorrichtung haltenden Hand des Spielers führen.
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Weiter ist aus
US 2003/0100367 A1 eine Rückkopplungs- oder Rückmeldungsvorrichtung (Engl. feedback assembly) für Computerspiele bekannt, welche Ausgabemittel zur Abgabe von Reizsignalen für eine Muskelstimulation aufweist, um Muskeln eines Körperteils eines Spielers zu stimulieren. Dabei sollen im Gebrauch Reizsignale über eine bestimmte Zeit ausgeben werden, um Ereignisse, die in einer den Spieler einbeziehenden Aktivität auftreten, abzubilden. Das Dokument beschreibt insbesondere eine Ausgabe von Reizsignalen an gezielte Stellen am Körper des Spielenden aufgrund virtueller Zusammenstöße oder Schläge bei einem Kampfspiel.
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Aus
DE 202 08 064 U1 ist ein Spielzusatzgerät mit einem Elektroschockerzeuger und mit dauerhaft mit dem Spielzusatzgerät verbundenen Elektroden bekannt. Die mit verschiedenen Körperstellen des Nutzers verbindbaren Elektroden sollen diesen kleine Schwingungen, Zucken und Stöße fühlen lassen. Der Elektroschockerzeuger ist dabei derart gestaltet, dass eine Vielzahl von verschiedenen elektrischen Pulsen und Pulszügen erzeugbar ist, die jeweils eine Situation, wie beispielsweise das Abfeuern einer Schusswaffe im Spiel, simulieren.
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AUFGABE UND LÖSUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Signalen für eine Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation zu schaffen, wobei die Signale eine an den Nutzer angepasste Anregung des Bewegungsapparats ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 3 und 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Erzeugen von Signalen für eine Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation unter Verwendung von Mediendaten aus einer Medienquelle, die einen Momentanzustand einer virtuellen Umgebung repräsentieren, geschaffen, wobei ein virtuelles Modell eines Nutzers unter Verwendung von Realdaten betreffend eine Position und/oder eine Bewegung des Nutzers erzeugt wird und die Mediendaten mit dem virtuellen Modell des Nutzers zur Erzeugung der Signale für die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation verknüpft werden.
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Die Mediendaten sind dabei vielfältigen Medienquellen, wie Spielesoftware, Filmen, Trainingssoftware o.dgl. entnehmnar, welche auf einem beliebigen Abspielgerät ablaufen.
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Erfindungsgemäß werden diese Mediendaten sowie aktuellen Informationen betreffend den Nutzer genutzt, um die Signale für die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation zu erzeugen. Im Unterschied zu den beispielsweise aus
DE 202 08 064 U1 oder
US 20030100367 A1 bekannten Vorrichtungen ist es daher möglich, einen tatsächlichen Zustand des Nutzers für eine an diesen Zustand angepasste Anregung der Muskulatur zu nutzen.
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So ist es beispielsweise denkbar, dass die Mediendaten das Einwirken einer Kraft aus einer bestimmten Richtung und in einer bestimmten Position im virtuellen Raum vorgeben. Anhand des virtuellen Modells des Nutzers ist weiter ermittelbar, welche Körperteile des Nutzers sich in welcher Ausrichtung im virtuellen Raum befinden. Durch Verknüpfung der Daten sind dann Signale für die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation erzeugbar, welche eine reale Wahrnehmung der virtuellen Situation durch den Nutzer erlauben.
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In einer Ausgestaltung ist es auch denkbar, den Nutzer passiv anhand der elektrischen Muskelstimulation zu bewegen, wobei eine durch eine Muskelstimulation erzeugte Bewegung überwacht und eine Anregung dynamisch an die realen Position des Nutzers angepasst wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die Realdaten mittels einer Sensoreinrichtung, insbesondere mittels einer nichtoptischen Sensoreinrichtung erfasst. In einer Ausgestaltung umfasst die Sensoreinrichtung Kreisel- und Beschleunigungssensoren, welche an Körpergelenken des Nutzers zur Winkelmessung zwischen den Gliedmaßen des Nutzers anbringbar sind. Weiter ist es denkbar, eine am Körper des Nutzers angebrachte Sensorik zu nutzen, welche beispielsweise in dessen Smartphone oder dergleichen eingebaut ist. Weiter ist es denkbar, Sensoren einer Zusatzeinrichtung wie einer Virtual-Reality-Brille oder eines Virtual-Reality-Helmes zu nutzen (Virtual Reality = virtuelle Realität).
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Erzeugen von Signalen für eine Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation unter Verwendung von Mediendaten, die einen Momentanzustand einer virtuellen Umgebung repräsentieren geschaffen, wobei die Vorrichtung zum Erzeugen von Signale mindestens eine Mediendaten-Schnittstelle zum Empfang der Mediendaten aus der virtuellen Umgebung, mindestens einen Signalausgang zum Bereitstellen der Signale für die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation, eine Sensor-Schnittstelle für eine Sensoreinrichtung, mittels der eine Position und/oder eine Bewegung eines Nutzers zumindest teilweise erfassbar ist, und eine Recheneinheit, die eingerichtet ist, um ein virtuelles Modell des Nutzers unter Verwendung der erfassten Position und/oder Bewegung zu erzeugen und um die Mediendaten mit dem virtuellen Modell des Nutzers zur Erzeugung der Signale für die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation zu verknüpfen, umfasst.
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Die zwischen der Medienquelle und der Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen für die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation angeordnete Vorrichtung wird im Zusammenhang mit der Anmeldung auch als EMS-Adapter bezeichnet. Im Unterschied zu bekannten Vorrichtungen nutzt der EMS-Adapter zusätzlich die über die Sensor-Schnittstelle zugeführten Realdaten betreffend den Nutzer, um so eine wirklichkeitsgetreue Anregung zu ermöglichen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die mindestens eine Mediendaten-Schnittstelle als bidirektionale Schnittstelle gestaltet. Dadurch ist es möglich, Daten betreffend das virtuelle Modell des Nutzers an die Medienquelle zurückzuführen und beispielsweise eine Anzeige des Nutzers im virtuellen Raum entsprechend einer realen Position des Nutzers zu erlauben.
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Der EMS-Adapter kann mit einer beliebigen Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation zusammenwirken. Vorzugsweise sind die Vorrichtungen aufeinander abgestimmt. Um einen Fehlanschluss einer nicht geeignet angepassten Vorrichtung zu vermeiden, weisen in vorteilhaften Ausgestaltungen der mindestens eine Signalausgang und die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation komplementäre Kopplungselemente auf. Die Kopplungselemente sind dabei vorzugsweise mechanischer Art, beispielsweise als komplementäre Elemente einer Steckverbindung. Es sind jedoch auch Ausgestaltungen denkbar, bei welchen die Kopplungselemente elektronisch realisiert sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine elektrische Baueinheit zur Signalverstärkung und/oder Signalaufbereitung. Mittels der Baueinheit werden in vorteilhaften Ausgestaltungen Störanteile aus einem Signal für die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation entfernt. Insbesondere wird in einer Ausgestaltung beispielsweise sichergestellt, dass das abgegebene Signal keine Gleichspannungsreste enthält, welche bei einem Nutzer schmerzhafte Fehlstimulation verursachen könnten. In anderen Ausgestaltungen erfolgt eine Signalaufbereitung durch die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation selbst.
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Um einen Betrieb sowohl mit einer nachgeschalteten Vorrichtung, welche eine Signalaufbereitung durchführt, als auch mit einer nachgeschalteten Vorrichtung ohne Signalaufbereitung zu ermöglichen, ist in vorteilhaften Ausgestaltungen eine Signalweiche vorgesehen, wobei ein von der Recheneinheit erzeugtes Signal wahlweise der elektrischen Baueinheit zuführbar ist.
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In einer Ausgestaltung ist an die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung, insbesondere eine nichtoptische Sensoreinrichtung zum Erfassen der Position und/oder Bewegung des Nutzers an der Sensor-Schnittstelle angeschlossen. Die Sensor-Schnittstelle ist je nach Anforderung für einen berührungslosen, insbesondere eine kabellosen Datenempfang und/oder einen Datenempfang mittels Kabelanschluss gestaltet.
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Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte des Verfahrens durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird. Als Computer wird dabei im Zusammenhang jedwedes Gerät oder System umfassend eine Recheneinheit bezeichnet, beispielsweise – jedoch nicht abschließend- – eine Spielekonsole, ein PC, ein Smartphone, ein Tablet etc. bezeichnet. Das Computerprogramm ist beispielsweise eine auf einem beliebigen Computer abspielbare Anwendung (App). Als Ausgangsignal wird dabei in vorteilhaften Ausgestaltungen ein Audiosignal erzeugt, wobei das Audiosignal direkt als Signal für eine Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation nutzbar oder unter Zwischenschaltung einer geeigneten Vorrichtung, insbesondere einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9 an die Vorrichtung zur elektrischen Muskelstimulation weiterleitbar ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden in den Zeichnungen einheitliche Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigen schematisch:
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1: ein virtuelles Modell eines Nutzers;
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2: eine Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Erzeugen von Signalen;
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3: eine Verwendung der Vorrichtung zur Bewegungssimulation auf physischer Basis,
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4: eine Verwendung der Vorrichtung zur als virtueller Coach und
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5: eine Verwendung der Vorrichtung zur haptischen Wahrnehmung einer virtuellen Umgebung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt schematisch ein virtuelles Modell 1 eines Nutzers 2. Das virtuelle Modell 1 ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend einer Rigging-Technik aufgebaut. Dabei wird ein virtuelles Skelett geschaffen, das die Gelenke des menschlichen Körpers realitätsnah in der virtuellen Welt nachempfindet. An dem Skelett sind verschiedene Volumenkörper 10 angekoppelt, welche die entsprechenden Muskelkörper des Nutzers repräsentieren. Dabei sind in 1 nur die Muskelkörper der Arme dargestellt. Es ist jedoch offensichtlich, dass die Muskelkörper für die weiteren Gliedmaßen ergänzt werden können.
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Die Anmeldung schafft ein Verfahren zum Erzeugen von Signalen für eine in 1 exemplarisch dargestellte Vorrichtung 4 zur elektrischen Muskelstimulation, wobei die Signale unter Verwendung von Mediendaten aus einer in 1 nicht dargestellten Medienquelle, die einen Momentanzustand einer virtuellen Umgebung repräsentieren, erzeugt werden. Erfindungsgemäß wird das virtuelles Modell 1 des Nutzers 2 unter Verwendung von Realdaten betreffend eine Position und/oder eine Bewegung des Nutzers 2 erzeugt und die Mediendaten werden mit dem virtuellen Modell 1 des Nutzers 2 zur Erzeugung der Signale für die Vorrichtung 4 zur elektrischen Muskelstimulation verknüpft.
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1 zeigt schematisch ein Kraftvolumen 3, welches basierend auf den Mediendaten der in 1 nicht dargestellten Medienquelle erstellt wird. Bewegt sich dieses Kraftvolumen 3 beispielsweise entlang des durch einen Pfeil dargestellten Pfades 30 in einen Bereich des virtuellen Volumenkörpers 10, so wird aufgrund dieser virtuellen Interaktion ein Signal für die Vorrichtung 4 geschaffen, sodass die virtuelle Interaktion in der realen Welt wahrnehmbar ist.
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2 zeigt schematisch eine Vorrichtung 6 zur Erzeugung von Signalen für ein EMS-Gerät 4 und/oder für eine oder mehrere EMS-Elektroden 5. Das EMS-Gerät 4 und die EMS-Elektroden 5 werden im Folgenden allgemein als Vorrichtungen zur elektrischen Muskelstimulation oder EMS-Stimulatoren bezeichnet. Mittels der dargestellten Vorrichtung 6 sind wahlweise Eingangssignale eines analogen Abspielgeräts 7 oder eines digitalen Abspielgeräts 8 zu Ausgangssignalen für die EMS-Stimulatoren 4, 5 verarbeitbar. Die auf den Abspielgeräten 7, 8 ablaufenden Programme, Filme, Bilder etc. werden auch als Medienquellen bezeichnet.
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Die Vorrichtung 6 ist vorzugsweise in einem Gehäuse verbaut und wird über ein nicht dargestelltes Netzteil und/oder eine Batterie mit Energie versorgt. Für eine Kopplung mit den Abspielgeräten 7, 8 und/oder mit den EMS-Stimulatoren 4, 5 sind Steckeingänge und/oder Empfangseinrichtungen für eine kontaktlose Datenübertragung, beispielsweise eine Funkdatenübertragung, vorgesehen. Insbesondere bei Verwendung von Steckeingängen befinden sich in vorteilhaften Ausgestaltungen die Steckeingänge für die Abspielgeräte 7, 8 an einer Hinterseite eines Gehäuses der Vorrichtung 6. Steckeingänge für EMS-Stimulatoren 4, 5 befinden sich in einer Ausgestaltung ebenfalls an einer Hinterseite. In anderen Ausgestaltungen sind die Steckeingänge für die EMS-Stimulatoren 4, 5 und/oder für die Abspielgeräte 7, 8 an einer Vorderseite und/oder einer Oberseite des Gehäuses der Vorrichtung 6 vorgesehen.
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Für eine geeignete Kommunikation der Vorrichtung 6 mit den EMS-Stimulatoren 4, 5 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzliche Adapter 40, 50 vorgesehen. Diese sind in anderen Ausgestaltungen wahlweise in die Vorrichtung 6 und/oder die EMS-Stimulatoren 4, 5 integriert.
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Die Vorrichtung 6 umfasst eine manuelle Benutzerschnittstelle 60 sowie elektronische Bauelemente 61, ..., 68 für einen Empfang und eine Verarbeitung der von den Medienquellen kommenden Eingangssignale, welche im Folgenden detaillierter beschrieben werden. Insbesondere ist eine Recheneinheit 62 vorgesehen.
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Die Vorrichtung 6 umfasst weiter eine Sensor-Schnittstelle 69 für eine Sensoreinrichtung 9. Mittels der Sensoreinrichtung 9 ist eine Position und/oder eine Bewegung des in 1 dargestellten Nutzers 2 zumindest teilweise erfassbar.
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Die Recheneinheit 62 ist eingerichtet, um das virtuelles Modell 1 des Nutzers 2 unter Verwendung der mittels der Sensoreinrichtung 9 erfassten Position und/oder Bewegung zu erzeugen, und um die von den Abspielgeräten 7, 8 kommenden Mediendaten mit dem virtuellen Modell 1 (vgl. 1) des Nutzers zur Erzeugung der Signale für die Vorrichtungen 4, 5 zur elektrischen Muskelstimulation zu verknüpfen.
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Die Verarbeitung der über die Abspielgeräte 7, 8 zugeführten Mediendaten und der Sensordaten der Sensoreinrichtung 9 wird im Folgenden beschrieben.
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Zunächst wird eine Verarbeitung der Mediendaten des digitalen Abspielgeräts 8 beschrieben. Das Abspielgerät 8 ist über einen geeigneten Anschluss 61, beispielsweise einen USB-Anschluss, einen seriellen Anschluss, einen parallelen Anschluss, einen berührungslosen Anschluss, insbesondere einen Bluetooth-Anschluss o.dgl. mit der Vorrichtung 6 für eine Übertragung der Mediendaten, die einen Momentanzustand einer virtuellen Umgebung repräsentieren, verbunden.
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An dem digitalen Abspielgerät 8 wird in einer Ausgestaltung auf eine geeignete Weise detektiert, dass entweder durch eine Eingabe des Nutzers und/oder ein Ereignis im angezeigten Inhalt eine bestimmte Bewegung am Körper des Nutzers simuliert werden soll. Die Eingabe des Nutzers erfolgt beispielsweise mittels Bedienung eines Spielekontrollers und/oder durch eine Körperbewegung des Nutzers.
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Die Mediendaten des digitalen Abspielgeräts 8 und die Realdaten der Sensoreinrichtung 9 werden der Recheneinheit 62 zugeführt und durch diese ein situations- und nutzerabhäniges Signal zur elektrischen Muskelstimulation erzeugt.
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Das Signal wird einer Signalweiche 63 zugeführt. Von der Signalweiche 63 kann das Signal direkt einem Ausgang 66 für eine Vorrichtung 5 zur elektrischen Muskelstimulation zur Verfügung gestellt werden. Eine Signalnachbearbeitung um Störanteile zu beseitigen o.dgl. kann dabei in der Vorrichtung 4 erfolgen. Zudem wird das Signal von der Signalweiche 63 einem in die Vorrichtung 6 integrierten Signalverstärker 64 zur Verfügung gestellt und gelangt dann zu dem Ausgang 65.
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Beim digitalen Signalweg ist in der Treiber-Software auf dem Abspielgerät 8 zudem definierbar, welcher Ausgangskanal für welche Muskelgruppe zu nutzen ist.
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Nachfolgend wird eine Verarbeitung der Eingangssignale des analogen Abspielgeräts 7 beschrieben. Bei dem Abspielgerät 7 handelt es sich beispielsweise um eine Soundkarte in einem Computer, einem Smartphone oder einem anderen Kommunikationsendgerät. Ein derartiges Abspielgerät 7 ist derart ansteuerbar, dass es auf einem seiner Audioausgänge eine Wellenform ausgibt. Die Anzahl der von dem Abspielgerät 7 ausgegebenen Signale ist dabei abhängig von der Anzahl der Kanäle des Abspielgeräts 7. Die Vorrichtung 6 ist beispielsweise derart gestaltet, dass bis zu acht Kanäle in einen analogen Eingang 67 der Vorrichtung 6 einspeisbar sind. Dem analogen Eingang 67 ist in einer Ausgestaltung eine analoge Signalanpassung nachgeschaltet. Mittels der analogen Signalanpassung werden beispielsweise Störanteile aus dem Signal entfernt. Die analoge Signalanpassung umfasst beispielsweise einen Entkopplungstransformator. Mittels diesem kann sicherstellt werden, dass das weitergeleitete Signal keine Gleichspannungsreste enthält, welche bei einem Nutzer schmerzhafte Fehlstimulation verursachen können.
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Das von dem analogen Abspielgerät 7 kommende Signal wird durch ein Ereignis in einem angezeigten Inhalt (Film, Software) in bestimmter Amplitude sowie Länge erzeugt. Die Wellenform wird in der Vorrichtung 6 zugeführt.
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Das von dem analogen Abspielgerät 7 kommende Signal kann in einer Ausgestaltung direkt an die EMS-Stimulatoren 4, 5 weitergeleitet werden. Dabei ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass auf dem Abspielgerät eine Anwendung 70 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens installiert ist.
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In anderen Ausgestaltungen wird das analoge Signal der Recheneinheit 62 zugeführt und in der Recheneinheit 62 mit dem Modell 1 des Nutzers verknüpft, sodass eine Anpassung des Signals zur Muskelstimulation erfolgt.
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Mittels der manuellen Benutzerschnittstelle 60 ist eine Nachregelung der Intensität des abgeben Signals möglich.
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Die Kommunikation zwischen der Recheneinheit 62 und den Mediendaten-Schnittstellen 61, 67 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bidirektional. Dadurch ist es möglich, Daten betreffend das virtuelle Modell des Nutzers an die Medienquelle zurückzuführen und beispielsweise eine Anzeige des Nutzers im virtuellen Raum entsprechend einer realen Position des Nutzers zu erlauben.
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3 zeigt schematisch eine Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 6 in Kombination mit einer Vorrichtung 4 zur elektrischen Muskelstimulation und einem digitalen Abspielgerät 8, nämlich einem PC. Mittels des digitalen Abspielgerät 8 wird ein Bildschirm 80 angesteuert, um die Mediendaten wiederzugeben. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Wasserlandschaft dargestellt. Die auf dem Abspielgerät 8 ablaufenden Mediendaten werden zudem der Vorrichtung 6 zugeführt. Mittels des virtuellen Modell 1 des menschlichen Körpers und Muskelsystems (vgl. 1) ist eine virtuelle Bewegung realitätsgetreu und dynamisch geprüft durch Elektrostimulation in die physische Welt umsetzbar. So ist es zum Beispiel möglich, realitätsgetreu Gefühle wie das Waten durch Wasser zu simulieren: Je nach Position des Beines des Nutzers im virtuellen Wasser sowie der Bewegungsgeschwindigkeit des Nutzers (Schleichen, Rennen) ist der physisch vom Nutzer gefühlte Wasserwiderstand größer oder kleiner.
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4 zeigt schematisch eine alternative Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 6 in Kombination mit der Vorrichtung 4 zur elektrischen Muskelstimulation und dem digitalen Abspielgerät 8. Dabei soll die Vorrichtung 4 dazu dienen, mittels Muskelstimulation einen Aufbau und ein Training der Muskulatur des Nutzers zu erzielen. Ohne, dass der Nutzer tatsächlich Gewichte in der Hand hält, ist es dabei denkbar, eine durch die Gewichte einwirkende Kraft durch die Vorrichtung 4 zur elektrischen Muskelstimulation zu simulieren.
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Dabei ist es möglich, ganz spielerisch den Nutzer an sportliches Training heranzuführen. Muskelwachstum, Kräftigung und Ausdauer werden durch Anpassung der Amplitude für die Vorrichtung 4 zur elektrischen Muskelstimulation auf das Trainingsziel spezifisch unterstützt. Dank der Sensoreinrichtung, welche die Position und/oder Bewegung des Nutzers erfasst, ist es möglich festzustellen, wie eine Bewegung ausgeführt wird. Dies erlaubt die Ausgabe gezielter Trainingshinweise und/oder Rückschlüsse auf den Muskelapparat des Nutzers. Je nach Trainingsziel (Muskelwachstum, Kräftigung oder Ausdauer) können spezifische Trainingsreize mit der Vorrichtung 4 zur elektrischen Muskelstimulation ausgelöst werden und somit ein konkludentes Trainingsziel erreicht werden. Die Folge von Trainingsreizen und Muskelzuwachs ist außerdem eine erhöhte Fettverbrennung. Ein virtueller Trainingscoach kann diese Effekte weiter unterstützen. So könnte dieser Übungen (wie beispielsweise Kniebeugen) zur Nachahmung durch den Nutzer vorführen und dabei sogar kontrollieren, ob die richtige Körperhaltung beim Training eingehalten wird. Wird so etwa beim virtuellen Gewichtheben das Handgelenk gekippt, können dynamisch weitere Elektrodenpaare zugeschalten werden die den Arm wieder in die korrekte Position bringen.
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5 zeigt schematisch eine weitere alternative Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 6 in Kombination mit der Vorrichtung 4 zur elektrischen Muskelstimulation und dem digitalen Abspielgerät 8 in einer Spieleumgebung. Die Körperhaltung des Nutzers wird dabei mittels einer geeigneten Sensoreinrichtung erfasst und ebenfalls an das Abspielgerät 8 übertragen. Dadurch ist eine Interaktion mit den dort angezeigten Gegenständen möglich. Besonders an Wichtigkeit gewinnt dieser Nutzen in sogenannten Virtual-Reality Anwendungen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist daher zudem eine Verwendung einer sogenannten Virtual-Reality Brille 82 vorgesehen. Die Brille 82 bewirkt, dass der Nutzer vor seinem eigenen Auge die virtuelle Welt wahrnimmt, als ob es sich um die physische Welt handelt. Beispielsweise ist es denkbar, in der virtuellen Umgebung einen Gegenstand, wie eine Kiste, anzuzeigen. Nähert er sich der Nutzer dieser Kiste an und streckt die Arme aus, fühlt er durch die Stimulation der passenden Muskelgruppen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 6, dass er diese Kiste vor sich herschieben kann als ob er eine Kiste des gleichen Gewichts in der physischen Welt vor sich herschieben würde. Dies ist nur möglich, da die Reizstromsignale für die Vorrichtung 4 zur elektrischen Muskelstimulation in Abhängigkeit der aktuellen Körperposition exakt auf den in der virtuellen Welt sichtbaren Gegenstand abgestimmt werden können. Ebenso ist es denkbar, einen Rückstoß einer Feuerwaffe realitätsgetreu und unter Berücksichtigung der aktuellen Armposition des Nutzers an dem Nutzer zu simulieren.
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Die dargestellten Verwendungen sind lediglich beispielhaft und die Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6219032 B1 [0005]
- US 2003/0100367 A1 [0006]
- DE 20208064 U1 [0007, 0012]
- US 20030100367 A1 [0012]
