DE102017125070A1

DE102017125070A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Eröffnung einer Mensch-Maschine-Kommunikation

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Publication number: DE102017125070A1
Application number: DE102017125070.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2019-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Mensch-Maschine-Kommunikation. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Eröffnung einer Mensch-Maschine-Kommunikation, sowie eine dazu geeignete Vorrichtung.Beim Verfahren zur Eröffnung einer Kommunikationssequenz (K1, K2) mit einer Befehle (K1, K2) annehmenden Vorrichtung, befindet sich die Befehle annehmende Vorrichtung zunächst in einem Bereitschaftsmodus (S), in welchem sie kontinuierlich mindestens einen Kommunikationskanal überwacht, indem sie laufend in einem über diesen Kommunikationskanal eingehenden Datenstrom nach Mustern (M1, M2) sucht, wobei jedes gefundene Muster (M1, M2) mit einem zuvor von einem Benutzer festgelegten Initiierungsmuster (M') verglichen wird, und wobei nur bei Übereinstimmung des im Datenstrom erkannten Musters (M1, M2) mit dem Initiierungsmuster (M') die Vorrichtung in einen Befehlsmodus (B) übergeht, in welchem sie auf eine der Erkennung nachfolgende Befehlssequenz (K) wartet. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Kommunikationskanäle überwacht, wobei der Datenstrom Daten unterschiedlicher Typen umfasst, und das Initiierungsmuster (M') eine der Anzahl der Kommunikationskanäle entsprechende Anzahl von Teilmustern (M1', M2') umfasst, welche aus den vorstehend genannten Typen bestehen.

Description

Einleitung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Mensch-Maschine-Kommunikation. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Eröffnung einer Mensch-Maschine-Kommunikation, sowie eine dazu geeignete Vorrichtung.
Stand der Technik und Nachteile
Elektronische Geräte sind aus dem Leben einer modernen Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Nicht nur in der Kommunikationstechnik, sondern auch im Haushalt, Transport und der Freizeit sind sie allgegenwärtig.
Praktisch alle diese Geräte können unterschiedliche Betriebszustände haben. Im einfachsten Falle sind dies die Zustände „An“ und „Aus“. Häufig sind jedoch auch viel komplexere Zustände möglich; bereits eine Kaffee- oder Waschmaschine, ein Fernseher oder ein Telefon bieten dem Benutzer eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen, zwischen denen er wählen kann, um bestmöglichen Gebrauch von der entsprechenden Einrichtung machen zu können.
Die einfachste Art, derartige Geräte überhaupt in einen Grund-Betriebszustand zu versetzen, besteht typischerweise in der manuellen Betätigung eines Ein-Aus-Schalters, oder einer diese Funktion bereitstellende Fernbedienung. In beiden Fällen ist jedoch eine Berührung des Geräts bzw. der Fernbedienung nötig.
Dies kann aus verschiedenen Gründen unerwünscht sein. Das Gerät, aber auch die Fernbedienung kann außerhalb der direkten Reichweite des Benutzers sein. Bei der Berührung kann sowohl das Gerät verschmutzt werden (z.B. Küchengeräte, wenn der Benutzer keine sauberen Hände hat), aber auch andere Benutzer können mit dem verschmutzten Gerät in Kontakt kommen; dies ist insbesondere im medizinischen Bereich problematisch.
Bekannt sind daher Steuerungen für die Betriebszustände elektronischer Geräte, welche beispielsweise auf Sprache reagieren. Mittels Spracherkennung, die typischerweise von einem Computer oder Smartphone durchgeführt wird, werden gesprochene Befehle „verstanden“ und die entsprechenden Aktionen durchgeführt. Dies können sowohl Befehle an das elektronische Gerät selber sein (z.B. der Wechsel des Programms bei einem sog. „Smart-TV“), als auch Befehle an die sog. „Peripherie“, wie beispielsweise das Schalten des Lichts im Rahmen eines „Smart-Home-Steuerung“.
Nachteilig an dieser Art der Steuerung ist jedoch, dass es nicht selten zu unbeabsichtigtem Auslösen von Aktionen kommen kann. Das bedeutet, dass gesprochene Sprache irrtümlicherweise von der Steuerung als Befehl interpretiert wird, worauf ein Befehl ausgeführt wird, welcher vom Benutzer überhaupt nicht gewünscht wird.
Um diesem Problem zu begegnen werden zunehmend „Initialisierungs-Befehle“ eingesetzt. Dies sind bestimmte Worte oder Wortfolgen, welche die Steuerung, die sich zunächst nur in einem Bereitschaftsmodus befindet, „aufzuwecken“ und in einen Befehlsmodus zu versetzen. Erst im Befehlsmodus wird die Spracheingabe als Befehl interpretiert. Dabei ist darauf zu achten, dass sich der Initialisierungs-Befehl möglichst deutlich von der übrigen Sprache abhebt, damit die Steuerung klar zwischen dieser und dem Initialisierungs-Befehl unterscheiden kann.
Trotzdem sind Fälle bekannt, in denen diese Art der zusätzlichen Sicherung nicht ausgereicht hat, so dass trotzdem ein unerwünschter Befehl ausgeführt wurde, den der Benutzer nicht beabsichtigte. Ertönt z.B. aus dem Fernseh- oder Radiolautspreeher besagter Initialisierungs-Befehl, führt auch dies zu einer entsprechenden Aktivierung der Steuerung. Durch Analysieren des Sprachbefehls und Abgleich mit einer Datenbank, welche die Sprache „erlaubter“ Benutzer umfasst, kann dieses Problem verringert werden, doch schon durch Aufnahme und das spätere Abspielen eines von einem autorisierten Benutzer gesprochenen Initialisierungs-Befehl kann diese Sicherung umgangen werden, auch im Hinblick auf
(Vereinfachte Form eines sog. „Replay-Angriffs“).
Aufgabe der Erfindung und Lösung
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung bereitzustellen, welches bzw. welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Demnach soll die Erfindung dazu geeignet sein, besagte Problematik des unbeabsichtigten Erkennens vermeintlicher Befehle durch eine Befehle annehmende Vorrichtung mit großer Sicherheit zu verhindern.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, sowie durch eine Vorrichtung nach nebengeordnetem Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den jeweiligen abhängigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren zu entnehmen.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eröffnung einer Kommunikationssequenz mit einer Befehle annehmenden Vorrichtung. Die Kommunikationssequenz stellt hierbei die eigentlichen, vom Benutzer zur Ausführung vorgegebenen Befehle dar. Die Vorrichtung kann ein Computer, ein Smartphone, aber auch eine speziell für den vorgesehenen Zweck bereitgestellte andersartige Vorrichtung sein.
Zunächst befindet sich die Befehle annehmende Vorrichtung in einem Schlaf- oder Standbymodus, in welchem sie kontinuierlich mindestens einen ersten Kommunikationskanal überwacht, indem sie laufend in einem über diesen Kommunikationskanal eingehenden Datenstrom nach einem ersten Muster sucht. Der Kommunikationskanal bietet demnach die Möglichkeit der zumindest unilateralen Interaktion mit der Vorrichtung. Daten, die über diesen Kommunikationskanal bereitgestellt werden, werden von der Vorrichtung registriert und analysiert. Das bedeutet, dass in dem Datenstrom nach einem bestimmten, zuvor in geeigneter Weise abgelegten Muster gesucht wird. Im Schlafmodus nimmt die Vorrichtung keine Befehle entgegen, gleich welcher Art. Sie wartet lediglich auf ein geeignetes „Startsignal“.
Im Schlafmodus wird laufend jedes gefundene Muster mit einem zuvor von einem Benutzer festgelegten Initiierungsmuster verglichen. Nur bei Übereinstimmung des im Datenstrom erkannten ersten Musters mit dem Initiierungsmuster ist eine erste Bedingung erfüllt, damit die Vorrichtung in einen „Befehlsmodus“ übergehen kann, in welchem sie schließlich auf eine der Erkennung nachfolgende Befehlssequenz wartet.
Erfindungsgemäß wird - nach dem Erkennen einer Übereinstimmung des im Datenstrom erkannten ersten Musters mit dem Initiierungsmuster - in einem „Übergangsmodus“ von der Vorrichtung zunächst ein mit einem „Bestätigungsmuster“ korrelierendes optisches und/oder akustisches und/oder taktiles „Signal“ abgegeben. in einem folgenden Schritt zunächst abgewartet, bis ein weiteres vorgegebenes Muster empfangen wird, und nur im Falle des Empfangs dieses weiteren vorgegebenen Musters wird die Vorrichtung in einem folgenden Schritt vom Übergangs- in den Befehlsmodus überführt. Dieses „Signal“ muss somit nunmehr vom Benutzer durch ein festgelegtes, der Bestätigung des Übergangs vom Übergangsmodus in den Befehlsmodus dienendes „weiteres Muster“ bestätigt werden, bevor die Vorrichtung aus diesem Übergangsmodus schließlich in den Befehlsmodus geht. Das Vorliegen und Erkennen des weiteren Musters ist demnach die weitere Bedingung, welche erfüllt sein muss, damit die Vorrichtung eine Befehlssequenz annehmen kann.
Anders ausgedrückt, die Vorrichtung gibt dem Benutzer nach dem Erkennen des ersten Musters zunächst ein Signal, mit welchem der Benutzer dieses erfolgreiche Erkennen nachprüfen kann, und auf welches er reagieren muss. Dieses Signal kann ein Ton, ein lichtoptisches Signal, oder auch ein taktiles Signal sein (z.B. Vibration bei einem Smartphone). Nun geht die Vorrichtung jedoch noch nicht unmittelbar in den o.g. Befehlsmodus über, sondern erwartet im Übergangsmodus eine weitere Bestätigung („Quittierung“) seitens des Benutzers, welche wiederum in der Präsentation desselben oder eines anderen, jedoch dem Benutzer bekannten zweiten Musters besteht. Erst bei Bestätigung durch dieses zweite (Bestätigungs-)Muster wird die Vorrichtung in den Befehlsmodus versetzt.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass ein versehentliches Auslösen der Vorrichtung praktisch ausgeschlossen ist. Da immer (mindestens) eine zweite Aktion vom Benutzer erforderlich ist, um die Kommunikationssequenz zu eröffnen, wird die Vorrichtung nur in gewünschten Fällen vom Schlaf- über den Übergangs- in den Befehlsmodus übergehen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mehrere Kommunikationskanäle überwacht, wobei der Datenstrom Daten unterschiedlicher Typen umfasst, und das erste Muster eine der Anzahl der Kommunikationskanälen entsprechenden Anzahl von Teilmustern umfasst, welche diesen Typen zugeordnet werden können.
Anders ausgedrückt: Die Vorrichtung prüft laufend nicht nur einen, sondern mindestens zwei Kommunikationskanäle unterschiedlicher Art (z.B. einen optischen und einen akustischen Kanal), und das erste Muster umfasst zwei Teilmuster dieser beiden Arten, also z.B. ein optisches und ein akustisches Teilmuster. Beide Teilmuster gemeinsam müssen das Initiierungsmuster ergeben, um die o.g. erste Bedingung zu erfüllen.
Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt in einer weiteren Verbesserung der Sicherheit. Wenn ein Benutzer beispielsweise gerade den akustischen Teil des ersten Initiierungsmusters sagt, ist es leicht zu vermeiden, zugleich den optischen Teil desselben (z.B. eine bestimmte Geste) zu vollführen. Rein akustische Befehle, wie sie beim o.g. Replay-Angriff möglich sind, führen ebenfalls zu keinem Übergang in den Befehlsmodus. Auf diese Weise ist die Sicherheit hinsichtlich der Steuerung elektronischer Geräte durch berührungsloses Betätigen deutlich verbessert.
Es ist auch denkbar, einen mehr als zweistufigen Initialisierungsprozess vorzugeben. In diesem Fall muss nach dem ersten (ggf. aus ersten Teilmustern zusammengesetzten) Muster noch ein weiteres (oder mehrere weitere) Muster erkannt werden, um die erste Bedingung zum Erreichen des Befehlsmodus zu erfüllen. Die einzelnen Initialisierungsmuster können identisch, aber auch unterschiedlich sein. Je größer die Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Auslösen des Befehlsmodus ist, und/oder je einfacher die einzelnen Initialisierungsmuster sind, desto größer sollte die Anzahl der „Stufen“ gewählt werden.
Erst nach dem Erkennen des letzten dieser Muster wartet die Vorrichtung auf das zweite Muster, welches mit dem Bestätigungsmuster korrelieren muss, um in den Befehlsmodus zu wechseln.
Nach einer Ausführungsform umfasst der Datenstrom des Kommunikationskanals optische und/oder akustische und/oder taktile und/oder olfaktorische Daten.
Optische Daten sind demnach Daten, die durch Licht übertragen werden, wobei das Licht im sichtbaren oder unsichtbaren (z.B. infraroten) Bereich liegen kann.
Akustische Daten sind Daten, welche in Form von Schall übertragen werden. Auch hier kommt hörbarer wie auch unhörbarer (Ultra- oder Infraschall) in Betracht.
Taktile Daten sind Daten, welche z.B. Berührungen, das Erfassen von Gewichten oder Vibrationen umfassen.
Olfaktorische Daten sind Daten, die durch chemo-rezeptive Sensoren erfasst werden können, also Gerüche, Gase, bestimmte Konzentrationen oder Mischungen von Gasen und dergleichen.
Insbesondere Daten taktiler und olfaktorischer Natur bieten nahezu perfekten Schutz gegen Kopieren bzw. Angriffsversuche durch Dritte, da diese durch Geräte wie Radios oder Fernseher nicht wiedergegeben und somit auch nicht für einen Replay-Angriff genutzt werden können.
Es ist klar, dass es vorteilhaft ist, wenn auch das Ende Befehlssequenz sicher erkannt und aktiv vom Benutzer abgeschlossen wird. Somit ist es bevorzugt, dass dasselbe (erste oder zweite, ggf. auch Teilmuster umfassendes) Muster, oder ein anderes, ebenfalls vorgegebenes Muster als „Beendigungsmuster“ am Ende der Befehlssequenz zum Beenden des Befehlsmodus führt.
Das Beendigungsmuster kann im Voraus vom Benutzer festgelegt worden sein. Es ist aber auch möglich, dass das Beendigungsmuster von der Vorrichtung vorgegeben wird, worauf weiter unten noch eingegangen wird.
Zusammengefasst erfolgt somit zunächst eine aktive Eröffnung der eigentlichen Befehlssequenz aus dem Schlafmodus heraus durch Präsentieren des (mehrstufigen und ggf. mehrkanaligen und/oder mehrteiligen) ersten Musters; es folgt der vorstehend beschriebene Übergang in den Übergangsmodus, dann ein weiterer Übergang in den Befehlsmodus, in dem die eigentliche Befehlssequenz gegeben wird, die zu erwünschten Aktionen seitens der Vorrichtung führt; und schließlich erfolgt vorzugsweise eine aktive Beendigung des Befehlsmodus durch Präsentieren des (ggf. wiederum mehrkanaligen und/oder mehrteiligen) Beendigungsmusters.
Nach einer Ausführungsform, bei welcher der Datenstrom optische Daten umfasst, ist (oder umfasst) das erste und/oder weitere Muster ein(en) Augenkontakt mit, oder eine Geste vor, oder ein Erscheinen im Blickfeld von einer zur Aufnahme der optischen Daten geeigneten Einrichtung.
Diese Einrichtung kann eine Kamera, aber auch - je nach Art des Musters - ein einfacher, lichtempfindlicher Sensor sein. Insbesondere das Erscheinen vor der Einrichtung kann mit einem solchen Sensor auf sehr einfache und wirkungsvolle Weise detektiert werden.
Eine Kamera wie auch besagter Sensor kann durch eine oder mehrere Einrichtungen bereitgestellt sein; da derartige Komponenten auch typischer Bestandteil von handelsüblichen Smartphones sind, sind auch solche Geräte als entsprechende Einrichtung verwendbar.
Nach einer anderen Ausführungsform umfasst der Datenstrom akustische Daten, und das erste und/oder weitere Muster ist ein gesprochener Befehl, oder eine erkannte Stimme, oder ein erkanntes Gangmuster, oder ein akustisches Klopfmuster im Hörbereich einer zur Aufnahme der akustischen Daten geeigneten Einrichtung, oder es umfasst (bei Mehrteiligkeit und/oder Mehrkanaligkeit) derartige Typen von Mustern.
Der gesprochene Befehl kann, wie auch die übrigen Muster, vom Benutzer vorgegeben oder im Vorfeld bestimmt worden sein. Stimmerkennung bedeutet, dass ein beliebiger Befehl ausreichen kann, sofern er von einer bestimmten Stimme ausgesprochen wird; das Muster ist dann die Stimme des Benutzers. Da unterschiedliche Personen auch einen charakteristischen Gang aufweisen, kann dieses Gangmuster ebenfalls als wiedererkennbares Initiierungsmuster genutzt werden. Durch Klopfen kann eine akustische Folge von klar abgegrenzten Tönen erzeugt werden, welche als Muster dienen kann.
Es ist klar, dass diese Aufzählung nicht abschließend ist und noch andere Muster akustischer (wie auch anderer Art) denkbar sind, welche als erstes wie auch als weiteres Muster Verwendung finden können.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst der Datenstrom taktile Daten, und das erste und/oder weitere Muster ist ein taktiles Klopfmuster im Detektionsbereich einer zur Aufnahme der taktilen Daten geeigneten Einrichtung.
Im Unterschied zur vorstehend genannten Art eines akustischen Klopfmusters handelt es sich hier um ein durch Vibrationen übertragenes Muster. So kann ein Klopfsensor an einem Tisch, einer Wand oder einer Tür dazu dienen, besagte Vibrationen aufzunehmen. Auch in diesem Fall kann der Bewegungssensor eines Smartphones als erfassende Einrichtung dienen. Weitere Arten von taktilen Daten sind Berührungen, oder auch das Erfassen von Gewichten; so kann die Anwesenheit einer beliebigen Person detektiert werden, aber es kann auch zwischen Personen unterschiedlichen Gewichts unterschieden werden.
Vorzugsweise wird das mit dem Bestätigungsmuster korrelierende optische Signal mittels eines Bildschirms oder eines Lichtpunkts, und/oder das akustische Signal mittels eine Lautsprechers, und/oder das taktile Signal mittels eines Vibrationsmotors dargeboten.
Demnach wird das Bestätigungsmuster mittels einer „Anzeige“ von der Vorrichtung vorgegeben. Dies bedeutet zunächst, dass der Benutzer an der Aktivierung der Anzeige erkennt, dass das erste Muster erkannt worden ist. Es bedeutet aber auch, dass das Bestätigungsmuster nicht zwingend vom Benutzer im Voraus gekannt werden muss, sondern diesem optisch, akustisch oder taktil vorgegeben wird, indem z.B. ein Display (eine grafische Oberfläche), ein Lautsprecher oder eine Vibrationen erzeugende Komponente ein nachzuahmendes Muster vorgibt, welches vom Benutzer dann wiederholt werden muss, um als Quittierung akzeptiert zu werden.
Der Vorteil dieser Anzeige liegt darin, dass der Benutzer sich keine weiteren Muster merken muss. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass das Bestätigungsmuster auch zufallserzeugt sein kann, so dass es von einem Angreifer, der von der Anzeige keine Kenntnis nehmen kann, nicht antizipiert werden kann. Zudem ist es möglich, die Anzeige auf optischer Grundlage bereitzustellen (z.B. Display), dort jedoch eine Anweisung für die Wiedergabe eines akustisches Bestätigungsmusters anzuzeigen (z.B. Vorlesen eines bestimmten Wortes, Wiedergabe eines Klopfmusters). Ebenso kann die Anzeige durch einen Lautsprecher erfolgen, aus dem ein Befehl zum Vollführen einer bestimmten Geste ertönt, usw.
Vorzugsweise ist oben genanntes Bestätigungsmuster eine bestimmte Bewegung des Blicks, ein Zwinkern mit einem oder beiden Augen, eine Kopfbewegung, eine Finger- oder Handgeste, oder ein Laut oder eine Lautfolge. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das Bestätigungsmuster von anderer Art als das Initiierungsmuster ist, um die Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Auslösen des Befehlsmodus weiter zu verringern.
Selbstverständlich sind auch andere als die beschriebenen Arten von Bestätigungsmustern möglich. Zudem kann auch die Dauer der Präsentation als Parameter, also als „Muster“ Verwendung finden; eine zu kurze oder zu lange Präsentation, z.B. der Blick in eine bestimmte, für die Präsentation des Musters vorgesehene Richtung (die im Übrigen nicht zwingend in Richtung z.B. einer Kamera sein muss) führt demnach ebenfalls nicht zu einer Erkennung eines Musters.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird auch das erste Muster oder ein Schema desselben mittels einer geeigneten (optischen, akustischen, ...) Anzeige von der Vorrichtung vorgegeben. Die Vorteile entsprechen somit im wesentlichen den vorstehend genannten Vorteilen hinsichtlich der Verwendung einer Anzeige für das Bestätigungsmuster. Der Begriff „Schema“ bedeutet, dass nicht das Initiierungs- oder Bestätigungsmuster selber, sondern ein dieses ausreichend präzise beschreibender „Stellvertreter“ angezeigt wird. Dieser wird vom Benutzer interpretiert, welcher dann das entsprechende Muster darbietet.
Sinngemäß trifft die Aussage besagten „Schemas“ auch auf das o.g. „Signal“ zu, d.h., auch dieses kann lediglich ein Stellvertreter für ein Muster anderen Typs sein, z.B. kann das Signal in gesprochener Sprache erfolgen, und den Benutzer zur Durchführung einer bestimmten Geste auffordern.
Die Erfindung betrifft auch eine Befehle annehmende Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
Demnach umfasst die Vorrichtung Einrichtungen, mittels welcher mindestens ein Kommunikationskanal überwachbar ist, der zur Aufnahme eines Datenstroms (z.B. eines optischen, akustischen, taktilen oder olfaktorischen Datenstroms) vorgesehen ist. Zudem umfasst die Vorrichtung Mittel, mittels derer aus dem mindestens einen Datenstrom ein Muster extrahierbar ist; vorzugsweise kann dies ein mit einem oder mehreren geeigneten Sensoren verbundener Mikroprozessor sein. Ferner umfasst die Vorrichtung Mittel zum Vergleich eines abgespeicherten Initiierungsmusters mit dem Muster, so dass bei Erkennen einer Übereinstimmung zwischen diesem Muster und dem Initiierungsmusters sowie zwischen einem weiteren Muster und einem ebenfalls abgespeicherten, mittels einer Anzeige in Form eines Signals darstellbaren Bestätigungsmuster die Vorrichtung von einem Schlafmodus, in welchem von ihr keine Befehle annehmbar und ausführbar sind, über einen Überhangsmodus in einen Befehlsmodus versetzbar ist, in dem von ihr Befehle annehmbar und ausführbar sind.
Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obenstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
Nach einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mehrere Einrichtungen zur Überwachung mehrerer Kommunikationskanäle zur Aufnahme unterschiedlicher Datenströme. Auf diese Weise können mehrere Typen von Mustern, z.B. optische und akustische Muster, zum Initiieren der Befehlssequenz verwendet werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung Mittel, mit welchen aus jedem der Kommunikationskanäle ein Teilmuster extrahierbar ist, und außerdem Mittel, mittels derer die Teilmuster zu einem Muster zusammensetzbar sind.
Das bedeutet, dass sowohl das erste als auch das weitere Muster aus Teilmustern bestehen können, und dass Teilmuster über denselben oder auch unterschiedliche Kommunikationskanäle von der Vorrichtung aufgenommen werden.
Die Erfindung betrifft schließlich auch ein computerlesbares (Speicher)medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren/die Schritte des Verfahrens auszuführen. Anders ausgedrückt, die Erfindung umfasst einen Datenträger mit einem Computerprogramm, wobei das Computerprogramm Befehle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß obiger Beschreibung enthält und zur Ausführung auf einem PC, einem Smartphone, oder einem eingebetteten System geeignet ist. Das bedeutet, dass auch ein Programm, mittels welchem eine geeignete Vorrichtung gesteuert werden kann, Teil der Erfindung ist. Konkret weist das Programm Komponenten zur Abfrage mindestens eines Kommunikationskanals, zur Analyse des Datenstroms, zur Extraktion von Mustern aus dem Datenstrom, zum Vergleich dieser Muster mit abgespeicherten Mustern, zur Präsentation des Signals und Entgegennahme einer Befehlssequenz auf.
Nachfolgend werden einige ergänzende Beispiele der Erfindung bzw. ihrer Implementierung gegeben.
So ist es denkbar, dass durch Verwendung einer zusätzlichen Kontrollinstanz, z.B. einer Smartwatch, eines Smartphones, oder eines RFID-Tags die Sicherheit erhöht wird. So kann das erste oder weitere Muster nur dann zu einem Übergang in den Übergangs- und/oder Befehlsmodus führen, wenn besagte Kontrollinstanz passiv vorhanden (und detektiert), oder gar aktiv vom Benutzer betätigt wird. Insofern kann auch das Vorhandensein bzw. Betätigen der Kontrollinstanz als weiteres Muster angesehen werden.
Die Erfindung kann z.B. zum Starten eines Computers oder anderen elektronischen Gerätes verwendet werden, indem eine bereitgestellte Anzeige für einen vorbestimmten Zeitraum angeblickt wird (erstes Muster), ein zweites Muster (Signal) vorgegeben wird, beispielsweise eine grafische Figur, und der Benutzer durch Nachahmen dieser Figur z.B. durch eine Kopfbewegung das zweite Muster präsentiert. Die Kommunikationssequenz besteht dann in dem gewünschten Start des elektronischen Geräts, ist demnach vorgegeben und wird automatisiert bei Wechsel in den Befehlsmodus ausgeführt.
Ist die Anzeige ein Bildschirm beispielsweise eines Personal Computers (PCs), kann diese auf einfache Weise das Signal anzeigen, und auch die Bestätigung erfolgt z.B. mittels Blickverfolgung („eye tracking“), Fingerberührung oder Mauszeiger. Das zweite Muster kann z.B. ein einfaches oder mehrfaches Zwinkern mit den Augen sein; in Analogie mit der bekannten Bedienung von PCs kann das rechte Auge für die rechte Maustaste und das linke Auge für die linke Maustaste stehen, etc.
Das Verfahren kann auch eingesetzt werden, um Daten von einem Gerät auf ein anderes, oder von einem Ort zu einem anderen zu kopieren. Hierzu kann das entsprechende Programm auch auf den entsprechenden Speicher (z.B. Smartphone, Smartwatch, PC, Cloudspeicher, ...) zugreifen.
Das Verfahren kann auch vollständig auf einem elektronischen Gerät ablaufen. So kann beispielsweise durch einen ersten Blick oder Fingerdruck bestimmter Länge an eine bestimmte Stelle einer Anzeige das erste Muster präsentiert, und durch Darstellung eines Symbols auf dieser Anzeige das zu bestätigende Signal vorgegeben werden, auf welches der Benutzer mit dem zweiten Muster reagieren muss. Anschließend kann z.B. auf dem Gerät ein Video gestartet, gestoppt, kopiert, ... werden.
Bestehende Geräte können durch geringfügige Erweiterung mit der Anzeige und ggf. eines kleinen eingebetteten Systems („embedded system“) dazu befähigt werden, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. So kann beispielsweise ein Aufzug dazu befähigt werden, berührungslos und ohne die Gefahr von Fehlbedienungen gesteuert zu werden. Viele elektronische Geräte weisen bereits entsprechende Mikroprozessoren auf, so dass lediglich die Anzeige und ggf. die Möglichkeit der Nutzung mindestens eines Kommunikationskanals sowie eine geeignete Software ergänzt werden müssen.
Auch elektrisch betätigbare Türen, Fenster und andere Komponenten eines „intelligenten Hauses“ („smart homes“) können mittels der Erfindung mit einer sicheren und berührungslosen Steuerung ausgestattet werden.
Figurenliste

1 zeigt das Ablaufdiagramm im Falle des Nicht-Vorliegens eines ersten Musters.
2 zeigt das Ablaufdiagramm im Falle des Nicht-Vorliegens eines weiteren Musters.
3 zeigt das Ablaufdiagramm im Falle des Vorliegens sowohl eines ersten als auch eines weiteren Musters.

In der 1 ist das Ablaufdiagramm im Falle des Nicht-Vorliegens eines ersten Musters dargestellt.
Ein Benutzer erzeugt nacheinander zwei Teilmuster M11 und M12, die auf unterschiedlichen Kommunikationskanälen präsentiert werden (unterschiedliche Schraffur). Dies kann beispielsweise ein Laut (akustischer Kanal) und ein Blick (optischer Kanal) sein. (Nach einer nicht gezeigten Ausführungsform kann das erste Muster M1 auch aus einem einzelnen Muster bestehen, das dann auch nur durch einen einzigen Kommunikationskanal dargeboten wird.)
Die Vorrichtung (angedeutet durch die breite, gestrichelte Linie) detektiert den Datenstrom auf diesen beiden Kommunikationskanälen und erkennt das Vorliegen von Mustern. Beide Muster M11, M12 werden durch die Vorrichtung zu einem Muster M1 kombiniert.
In einem Speicher (rechte Hälfte des die Vorrichtung symbolisierenden Rechtecks) ist ein Initiierungsmuster M1' abgelegt. Vorliegend besteht auch dieses aus zwei Teilmustern, M11' und M12'. Das Initiierungsmuster M1' wird mit dem zusammengesetzten Muster M1 des Benutzers verglichen. Im vorliegenden Fall unterscheiden sich die Muster M1 und M1'. Die Vorrichtung bleibt somit im Schlafmodus S (Bereich oberhalb der oberen, dick und gestrichelt gezeichneten horizontalen Trennlinie), und analysiert weiterhin den eingehenden Datenstrom hinsichtlich des Vorliegens möglicher Muster M1 bzw. deren Teilmuster M11, M12.
Gemäß dem in 2 gezeigten Fall präsentiert der Benutzer nunmehr zwei Muster M11, M12, wiederum auf separaten Kommunikationskanälen, welche, zusammengesetzt zu Muster M1, dem Initialisierungsmuster M1' entsprechen.
Nunmehr geht die Vorrichtung in den Übergangsmodus Ü über, ruft aus dem Speicher ein Bestätigungsmuster M2' ab und stellt dieses als Signal dem Benutzer dar, angedeutet durch den gestrichelten, geschlossenen Ring, der beispielsweise für eine kreisförmige Bewegung stehen kann.
Der Benutzer muss nun das Signal bestätigen. Im vorliegenden Fall tut er dies nur unzureichend, angedeutet durch den offenen Ring. Vorliegend nutzt er dazu einen dritten Kommunikationskanal, beispielsweise eine Geste, angedeutet wiederum durch eine weitere Schraffur. Die Vorrichtung vergleicht das zweite Muster M2 mit dem Bestätigungsmuster M2'. Im vorliegenden Fall sind die Muster nicht identisch, somit springt die Vorrichtung zurück in den Schlafmodus S und wartet auf das Vorliegen passender erster Teilmuster M11, M12 bzw. erster Muster M1. Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Vorrichtung auch stattdessen weiterhin auf das Vorliegen eines passenden zweiten Musters M2 warten (Verharren im Übergangsmodus Ü), die Erkennung eines ersten Musters M1 ist dann nicht nochmals nötig. Es ist auch denkbar, nur innerhalb einer bestimmten Wartezeit auf ein Erkennen des ersten Musters zu verzichten.
In der 3 dargestellten Situation stimmen nunmehr auch das Bestätigungsmuster M2' mit dem zweiten Muster M2 überein, was von der Vorrichtung erkannt wird.
Somit geht die Vorrichtung in den Befehlsmodus B über (Bereich unterhalb der unteren, dicken und gestrichelt gezeichneten Linie). In diesem Modus kann der Benutzer eine Kommunikationssequenz K, die vorliegend Befehle K1, K2, umfasst, an die Vorrichtung geben, welche diese selber ausführen kann (z.B. Kopieren einer Datei, wenn die Vorrichtung ein Computer ist), oder in geeigneter Form weitergegeben kann (z.B. Steuersignal zum Öffnen einer Tür, wenn die Vorrichtung entsprechend verbunden ist) (jeweils nicht gezeigt). Es ist klar, dass eine Kommunikationssequenz K auch einen einzigen Befehl K1 umfassen kann.
Nicht dargestellt ist die Möglichkeit, das Ende der Kommunikationssequenz K mittels einem weiteren, einen oder mehrere Kommunikationskanäle umfassenden Muster zu beenden. Denkbar ist auch, nach einer bestimmten Wartezeit in den Schlafmodus überzugehen. Denkbar ist ferner, dass die Vorrichtung das zum Übergang in diesem Modus zu bestätigende Muster wiederum mittels oben genannter Anzeige vorgibt.
Bezugszeichenliste

K: Kommunikationssequenz
K1, K2: Befehle
S: Schlafmodus
Ü: Übergangsmodus
B: Befehlsmodus
M1: erstes Muster
M2: weiteres Muster, zweites Muster
M11: erstes Teilmuster
M12: zweites Teilmuster
M1': Initiierungsmuster
M2': Bestätigungsmuster

Claims

Verfahren zur Eröffnung einer Kommunikationssequenz (K) mit einer Befehle (K1, K2) annehmenden Vorrichtung, wobei sich die Befehle annehmende Vorrichtung zunächst in einem Schlafmodus (S) befindet, in welchem sie kontinuierlich mindestens einen ersten Kommunikationskanal überwacht, indem sie laufend in einem über diesen Kommunikationskanal eingehenden Datenstrom nach einem ersten Muster (M1) sucht, und wobei jedes gefundene Muster (M1) mit einem zuvor von einem Benutzer festgelegten Initiierungsmuster (M1') verglichen wird, und wobei nur bei Übereinstimmung des im Datenstrom erkannten ersten Musters (M1) mit dem Initiierungsmuster (M1') die Vorrichtung in einen Befehlsmodus (B) übergeht, in welchem sie auf eine der Erkennung nachfolgende Befehlssequenz (K) wartet, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erkennen einer Übereinstimmung des im Datenstrom erkannten ersten Musters (M1) mit dem Initiierungsmuster (M1') von der Vorrichtung in einem Übergangsmodus (Ü) zunächst ein mit einem Bestätigungsmuster (M2') korrelierendes optisches und/oder akustisches und/oder taktiles Signal abgegeben wird, wobei in einem folgenden Schritt abgewartet wird, bis ein weiteres vorgegebenes Muster (M2) empfangen wird, und nur im Falle des Empfangs dieses weiteren vorgegebenen Musters (M2) die Vorrichtung in einem folgenden Schritt vom Übergangsmodus (Ü) in den Befehlsmodus (B) überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung mehrere Kommunikationskanäle überwacht, und wobei der Datenstrom Daten unterschiedlicher Typen umfasst, und das erste Muster eine der Anzahl der Kommunikationskanälen entsprechenden Anzahl von Teilmustern (M11, M12) umfasst, welche diesen Typen zugeordnet werden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei nach dem ersten Muster (M1) noch eines oder mehrere weitere Muster erkannt werden müssen, bevor das zweite Muster (M2) erkannt werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Datenstrom des Kommunikationskanals optische und/oder akustische und/oder taktile und/oder olfaktorische Daten umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dasselbe Muster (M1, M2) oder ein anderes vom Benutzer festgelegtes Muster als Beendigungsmuster am Ende der Befehlssequenz (K) zum Beenden des Befehlsmodus (B) führt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Datenstrom optische Daten umfasst, und das erste und/oder weitere Muster (M1, M2) ein Augenkontakt mit, oder eine Geste vor, oder ein Erscheinen im Blickfeld von einer zur Aufnahme der optischen Daten geeigneten Einrichtung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Datenstrom akustische Daten umfasst, und das erste und/oder weitere Muster (M1, M2) ein gesprochener Befehl, oder eine erkannte Stimme, oder ein erkanntes Gangmuster, oder ein akustisches Klopfmuster im Hörbereich einer zur Aufnahme der akustischen Daten geeigneten Einrichtung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Datenstrom taktile Daten umfasst, und das erste und/oder weitere Muster (M1, M2) ein taktiles Klopfmuster im Detektionsbereich einer zur Aufnahme der taktilen Daten geeigneten Einrichtung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mit dem Bestätigungsmuster (M2') korrelierende optische Signal mittels eines Bildschirms oder eines Lichtpunkts, und/oder das akustische Signal mittels eine Lautsprechers, und/oder das taktile Signal mittels eines Vibrationsmotors dargeboten wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bestätigungsmuster (M2') eine bestimmte Bewegung des Blicks, ein Zwinkern mit einem oder beiden Augen, eine Kopfbewegung, eine Finger- oder Handgeste, oder ein Laut oder eine Lautfolge ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Muster (M1) oder ein Schema desselben mittels einer geeigneten Anzeige von der Vorrichtung vorgegeben wird.
Befehle (K1, K2) annehmende Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Einrichtungen, mittels welcher mindestens ein Kommunikationskanal überwachbar ist, der zur Aufnahme eines Datenstroms vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung Mittel umfasst, mittels derer aus dem mindestens einen Datenstrom ein Muster (M1, M2) extrahierbar ist, und ferner Mittel zum Vergleich eines abgespeicherten Initiierungsmusters (M') mit dem Muster (M1, M2) umfasst, so dass bei Erkennen einer Übereinstimmung zwischen einem ersten Muster (M1) und Initiierungsmuster (M1') sowie zwischen einem weiteren Muster (M2) und einem ebenfalls abgespeicherten, mittels einer Anzeige in Form eines Signals darstellbaren Bestätigungsmuster (M2') die Vorrichtung von einem Schlafmodus (S), in welchem von ihr keine Befehle annehmbar und ausführbar sind, über einen Übergangsmodus in einen Befehlsmodus (B) versetzbar ist, in dem von ihr Befehle (K1, K2) annehmbar und ausführbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei dieselbe mehrere Einrichtungen zur Überwachung mehrerer Kommunikationskanäle zur Aufnahme unterschiedlicher Datenströme umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Vorrichtung Mittel umfasst, mit welchen aus jedem der Kommunikationskanäle ein Teilmuster (M11, M12) extrahierbar ist, und die Vorrichtung Mittel umfasst, mittels derer die Teilmuster (M11, M12) zu einem Muster (M1, M2) zusammensetzbar sind.
Computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.