DE102017220120A1

DE102017220120A1 - Vorrichtung, System, Verfahren und computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen zur Unterstützung einer Entspannung einer Person, Fortbewegungsmittel

Info

Publication number: DE102017220120A1
Application number: DE102017220120.7A
Authority: DE
Inventors: Viktor Bader
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2019-05-16

Abstract

Eine Vorrichtung, ein System, ein Verfahren und ein computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen zur Unterstützung einer Entspannung einer Person sowie ein Fortbewegungsmittel, in dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung, ein erfindungsgemäßes System oder ein erfindungsgemäßes Verfahren eingesetzt werden. In einem ersten Schritt werden Informationen zu einem Entspannungszustand der Person empfangen (30). Aus den empfangenen Informationen wird dann eine geeignete Rückmeldung bestimmt (31). Anschließend wird zumindest eine Ausgabeeinheit auf Basis der empfangenen Informationen bzw. der bestimmten Rückmeldung angesteuert (32), um eine haptisch wahrnehmbare Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person auszugeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein System, ein Verfahren und ein computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen zur Unterstützung einer Entspannung einer Person. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fortbewegungsmittel, in dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung, ein erfindungsgemäßes System oder ein erfindungsgemäßes Verfahren eingesetzt wird.
In heutigen Kraftfahrzeugen finden sich oftmals Assistenzsysteme, die die Aufmerksamkeit des Fahrers überwachen. Insbesondere sollen derartige Systeme Müdigkeit oder gar ein drohendes Einschlafen des Fahrers erkennen und gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einleiten. Ebenso sind Systeme bekannt, mit denen der Gesundheitszustand des Fahrers überwacht wird. Einige dieser Systeme nutzen die Messung von Gehirnströmen als Grundlage für die Müdigkeitserkennung. Zu diesem Zweck werden Elektroenzephalogramme aufgezeichnet. Das Verfahren der Elektroenzephalografie (EEG), d.h. der Aufzeichnung der Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche, ist bereits seit ca. 1930 bekannt und wird z.B. in Schlaflaboren eingesetzt, um die Schlafphasen von Personen zu erkennen.
DE 11 2014 001 436 T5 beschreibt Methoden zum Auswerten des Fahrerverhaltens, einschließlich der Überwachung von Fahrzeugsystemen und Fahrerüberwachungssystemen, um eine langsame Reaktionszeit, Unachtsamkeiten oder die Aufmerksamkeit eines Fahrers zu erfassen. Wenn ermittelt wird, dass ein Fahrer schläfrig ist, werden Fahrzeugsysteme angepasst. Zudem wird versucht, mittels visueller, akustischer oder taktiler Systeme die Schläfrigkeit des Fahrers zu verringern.
EP 2 254 474 B1 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung einer Aufmerksamkeit einer Person, beispielsweise des Fahrers eine Kraftfahrzeugs. Wenn die Aufmerksamkeit einen unteren Grenzwert erreicht, wird mittels visuellem, akustischem oder haptischem Feedback die Aufmerksamkeit des Fahrers gesteigert.
DE 10 2014 222 355 A1 beschreibt ein Verfahren zur Müdigkeitserkennung mit Sensoren einer Datenbrille. Die Datenbrille umfasst eine Anzeige sowie einen Sensor zur Messung einer Eigenschaft des Körpers des Trägers der Datenbrille. Zumindest ein Teil des Sensors ist dazu eingerichtet, beim bestimmungsgemäßen Tragen der Datenbrille in Kontakt zum Körper des Trägers der Datenbrille zu sein.
Im Artikel „This car headrest monitors your brain waves to stop you falling asleep at the wheel“ (http://www.wired.co.uk/article/brainwaves-stop-car-driver-tired) wird ein in einem Fahrzeug verbautes System beschrieben, bei dem eine EEG-Messung über die Distanz zwischen Kopfstütze und Kopf durchgeführt wird. Aus der EEG-Messung wird auch bei diesem System ein Aufmerksamkeits- bzw. Müdigkeitszustand eines Fahrzeuginsassen erkannt.
DE 10 2015 105 581 A1 beschreibt ein System zur Überwachung des Gesundheitszustandes eines Fahrzeuginsassen. Das System umfasst eine Steuereinheit, die folgendes umfasst: einen Empfänger zum drahtlosen Empfangen von physiologischen Parametern von mindestens einer am Körper zu tragenden Einheit, welche einen oder mehrere Sensoren zum Ermitteln von einem oder mehreren physiologischen Parametern des Fahrzeuginsassen umfasst, und ein Diagnosemodul, das dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen physiologischen Parametern Information bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustands oder von krankhaften Ereignissen abzuleiten.
In zukünftigen vollautomatisch fahrenden Fahrzeugen werden allerdings häufiger Szenarien vorkommen, bei denen Fahrzeuginsassen entspannen oder sogar unterstützt einschlafen wollen. Dabei werden Szenarien betrachtet, bei denen Mobilitätskunden mit einem vollautomatisch fahrenden Wagen z.B. über Nacht von einem Startort zu einem Zielort gebracht werden wollen.
Auch in anderen Bereichen der Mobilität, beispielsweise in der Luftfahrt, werden Möglichkeiten gesucht, um Fahrzeuginsassen in einer Fahrzeugkabine gut entspannen zu lassen oder, sofern dies gewünscht ist, beim Einschlafen zu unterstützen.
Vor diesem Hintergrund beschreibt beispielsweise DE 10 2004 058 722 A1 einen Sitz mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer elektromagnetischen Wechselwirkung in einem Aufnahmebereich, der zur Aufnahme eines Objektes eingerichtet ist. Mittels der elektromagnetischen Wechselwirkung lässt sich ein Objekt derart beeinflussen, dass beispielsweise Ermüdungserscheinungen, wie sie beispielsweise auf Langstreckenflügen auftreten, vermieden werden können. Die Einrichtung dient der Vorbeugung und Verminderung des Auftretens eines Jetlags sowie der Verminderung der Thrombosegefahr eines Passagiers und zur Steigerung des allgemeinen Wohlbefindens durch die Förderung von Entspannung, Schlaf und Stressabbau. Die elektromagnetische Wechselwirkung kann basierend auf einem gemessenen Elektroenzephalogramm gesteuert werden. Zusätzlich kann ein visuelles oder akustisches Biofeedback vermittelt werden.
WO 2014/175684 A1 beschreibt ein etwas anderes Verfahren zum Induzieren von Schlaf, der auf der Nutzung von Neurofeedback beruht. Das Verfahren misst das Gehirnstrommuster eines Probanden durch Verwendung eines Gehirnstrommessmittels, differenziert den Schlaf- und Wachzustand des Probanden durch Vergleich des gemessenen Gehirnstrommusters und eines zuvor gespeicherten Gehirnstrommusters nach dem Zustand des menschlichen Körpers und setzt den Probanden einem schlafinduzierenden Reiz aus, wenn der Zustand des Probanden als Ergebnis der Differenzierung einem schläfrigen Zustand entspricht.
Ziel des sogenannten Neurofeedbacks ist eine verbesserte Selbstregulierungsfähigkeit des Gehirns. Dazu werden die Gehirnströme des Probanden über EEG gemessen und es werden ihm in akustischer und optischer Form Rückmeldungen über seinen Gehirnzustand gegeben. Auf dieses Feedback reagiert der Proband und kann so sein Gehirn trainieren, einen gewünschten Zustand einzunehmen. Dieser Zustand kann ein Entspannungs- oder ein bestimmter Aufmerksamkeitszustand sein.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, alternative Lösungen zur Unterstützung einer Entspannung einer Person in einem Fortbewegungsmittel aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 4, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und durch ein computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen gemäß Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Unterstützung einer Entspannung einer Person auf:

- einen Eingang zum Empfangen von Informationen zu einem Entspannungszustand der Person; und
- eine Steuerungseinheit zum Ansteuern zumindest einer Ausgabeeinheit auf Basis der empfangenen Informationen zur Ausgabe einer haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein System zur Unterstützung der Entspannung einer Person auf:

- einen Sensor zum Erfassen von Informationen zu einem Entspannungszustand der Person;
- zumindest eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe einer haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person; und
- eine Steuerungseinheit zum Ansteuern der zumindest einen Ausgabeeinheit auf Basis der erfassten Informationen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Unterstützung einer Entspannung einer Person die Schritte:

- Empfangen von Informationen zu einem Entspannungszustand der Person; und
- Ansteuern zumindest einer Ausgabeeinheit auf Basis der empfangenen Informationen zur Ausgabe einer haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein computerlesbares Speichermedium Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgende Schritte zur Unterstützung einer Entspannung einer Person veranlassen:

Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Steuergeräte und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass ein Neurofeedbacksystem zum Einsatz kommen kann, um die Entspannung einer Person, beispielsweise eines Insassen eines Fortbewegungsmittels, durch Rückmeldung des Entspannungszustandes zu unterstützen. Dabei kommt anders als bei bekannten Neurofeedbacksystemen aber in erster Linie keine visuelle oder akustische Rückmeldung zum Einsatz. Für eine Rückmeldung des Entspannungszustands werden vielmehr dem Systeme genutzt, die eine haptisch wahrnehmbare Rückmeldung ermöglichen. Durch das Neurofeedback kann eine Person bei mehrfacher Anwendung erlernen, schneller in einen entspannten Zustand zu gelangen. Der Verzicht auf visuelle oder akustische Feedbacksignale hat den großen Vorteil, dass die zu entspannende Person die Augen geschlossen haben und zur Entspannung Musik, ein Hörbuch oder einfach nur Stille erleben und sich auf das Neurofeedbacksignal konzentrieren kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die Informationen zum Entspannungszustand der Person Messwerte zu einer Gehirnaktivität der Person oder aus den Messwerten abgeleitete Daten. Da sich der Entspannungszustand zuverlässig aus der Gehirnaktivität ableiten lässt, sind derartige Messwerte sehr gut als Grundlage für das Neurofeedback geeignet. Dazu kann eine EEG-Messung mittels Sensoren am Kopf des Insassen erfolgen. Diese Sensoren könnten z.B. an einer Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Brille oder an einem Stirnband angeordnet sein. Bei Verfügbarkeit geeigneter Sensoren ist auch eine berührungslose Messung möglich.
Die gemessenen Gehirnaktivitäten, insbesondere die Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche, können an eine geeignete Vorrichtung übertragen und dort verarbeitet werden, um den aktuellen Entspannungszustand einer Person und auch dessen Veränderung, d.h. dessen Tendenz zu mehr oder weniger Entspannung, zu erkennen. Alternativ kann das Messsignal hinsichtlich des Entspannungszustands bereits vorverarbeitet an die Vorrichtung übergeben werden, um damit Funktionen für den Neurofeedback zu steuern. Die Vorverarbeitung kann dabei beispielsweise durch einen Microcontroller einer Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Brille erfolgen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit eingerichtet, auf Basis der empfangenen Informationen einen zeitlichen Abstand, eine Amplitude oder eine Frequenz der haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung zu steuern. In der Regel wird eine Person eine große Amplitude, einen kurzen zeitlichen Abstand oder eine hohe Frequenz der Rückmeldung als eher unruhig und aufgeregt empfinden und mit einer geringen Entspannung assoziieren. Eine kleine Amplitude, ein größerer zeitlicher Abstand oder eine niedrige Frequenz der Rückmeldung strahlen hingegen eine gewisse Ruhe aus, so dass die Person sie mit einer großen Entspannung verbindet. Der zeitliche Abstand, die Amplitude oder die Frequenz der haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung sind daher gut geeignet, in ihrer Bedeutung intuitiv von der betroffenen Person erfasst zu werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die zumindest eine Ausgabeeinheit in einem Sitz für die Person verbaut. Da Personen beim Sitzen mit einem verhältnismäßig großen Anteil ihrer Körperoberfläche in Kontakt mit dem Sitz sind, ergeben sich vielfältige Möglichkeiten der haptischen Rückmeldung. Zudem sind in den meisten Fortbewegungsmitteln Sitze verbaut, so dass die Lösung universell einsetzbar ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die zumindest eine Ausgabeeinheit eingerichtet, eine Bewegung, eine Vibration, eine Formänderung, eine Änderung einer Sitzbelüftung oder eine Änderung einer Kontakttemperatur zumindest eines Teils des Sitzes hervorzurufen. Die Änderung der Sitzbelüftung kann beispielsweise eine Änderung des Volumenstroms oder der Lufttemperatur umfassen. Die zumindest eine Ausgabeeinheit weist entsprechend ein Stellelement, eine Massagevorrichtung, ein Vibrationselement, eine verstellbare Lordosenstütze, ein Heizelement oder ein Lüftungselement auf. Viele dieser Elemente sind bereits in hochwertigen Sitzen verbaut, beispielsweise als Massagefunktion, zur Sitzklimatisierung oder als Signalgeber für einen Spurhalteassistenten. Sie können daher ohne Zusatzkosten für die Rückmeldung des Entspannungszustands genutzt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit eingerichtet, bei Erreichen eines festgelegten Entspannungszustands den Sitz in eine Liegeposition zu verfahren. Zum einen kann dadurch ein besonders tiefer Entspannungszustand signalisiert werden, zum anderen kann durch die Liegeposition das Einschlafen der betroffenen Person weiter unterstützt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die zumindest eine Ausgabeeinheit ein auf die Person ausrichtbares Gebläse oder ein auf die Person ausgerichtetes schaltbares Heiz- oder Kühlelement auf. Durch ein Verschwenken der Ausströmer des Gebläses, durch ein Pulsieren des erzeugten Luftstroms oder durch ein kurzzeitiges Wärme- oder Kälteempfinden auf der Haut ist es ebenfalls möglich, eine haptisch wahrnehmbare Rückmeldung zu vermitteln. Diese Lösung ist insbesondere von Vorteil, falls im Sitz keine Möglichkeiten zur Rückmeldung vorhanden sind. Natürlich ist aber auch eine Kombination der verschiedenen Ansätze möglich.
Besonders vorteilhaft werden ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Fortbewegungsmittel eingesetzt, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, einem Schienenfahrzeug, einem Luftfahrzeug oder einem Wasserfahrzeug.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Unterstützung der Entspannung einer Person;
2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Unterstützung der Entspannung einer Person;
3 stellt schematisch ein Kraftfahrzeug als Beispiel für ein Fortbewegungsmittel dar, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist;
4 zeigt schematisch ein Verfahren zur Unterstützung der Entspannung einer Person;
5 zeigt einen Systementwurf einer erfindungsgemäßen Lösung zur Unterstützung der Entspannung einer Person;
6 zeigt schematisch den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist;
7 zeigt ein in seiner Amplitude modulierbares hochfrequentes Vibrationssignal als Neurofeedbacksignal, bei dem sich die maximale Amplitude mit größerer Entspannung verringert;
8 zeigt ein in seiner Frequenz modulierbares hochfrequentes Vibrationssignal als Neurofeedbacksignal, bei dem sich die Vibrationsfrequenz mit größerer Entspannung verringert; und
9 zeigt ein in seinen zeitlichen Abständen modulierbares hochfrequentes Vibrationssignal als Neurofeedbacksignal, bei dem sich der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Vibrationen mit größerer Entspannung vergrößert.

Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Dabei werden die Ausführungsformen am Beispiel eines Kraftfahrzeugs erläutert. Selbstverständlich sind die erfindungsgemäßen Lösungen auch bei anderen Fortbewegungsmitteln einsetzbar, beispielsweise in Bussen, Flugzeugen oder Schiffen. Daneben können sie auch in Sitz- und Liegemöbeln genutzt werden. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zur Unterstützung einer Entspannung einer Person. Die Vorrichtung 10 hat einen Eingang 11, über den Daten eines Sensors 19 empfangen werden können. Bei den empfangenen Daten kann es sich beispielsweise um Messwerte zu einer Gehirnaktivität der Person oder aus den Messwerten abgeleitete Daten handeln. Die Vorrichtung 10 hat zudem eine Verarbeitungseinheit 12 zum Bestimmen einer geeigneten Rückmeldung anhand einer Auswertung der empfangenen Daten. Eine Steuerungseinheit 13 steuert dann über einen Ausgang 16 zumindest eine Ausgabeeinheit 18 auf Basis der empfangenen Informationen bzw. der bestimmten Rückmeldung an 32, um eine haptisch wahrnehmbare Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person auszugeben. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit 13 einen zeitlichen Abstand, eine Amplitude oder eine Frequenz der haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung steuern.
Die Verarbeitungseinheit 12 und die Steuerungseinheit 13 können von einer Kontrolleinheit 14 gesteuert werden. Über eine Nutzerschnittstelle 17 können gegebenenfalls Einstellungen der Verarbeitungseinheit 12, der Steuerungseinheit 13 oder der Kontrolleinheit 14 geändert werden. Die in der Vorrichtung 10 anfallenden Daten können bei Bedarf in einem Speicher 15 der Vorrichtung 10 abgelegt werden, beispielsweise für eine spätere Auswertung oder für eine Nutzung durch die Komponenten der Vorrichtung 10.
Die Verarbeitungseinheit 12, die Steuerungseinheit 13 sowie die Kontrolleinheit 14 können als dedizierte Hardware realisiert sein, beispielsweise als integrierte Schaltungen. Natürlich können sie aber auch teilweise oder vollständig kombiniert oder als Software implementiert werden, die auf einem geeigneten Prozessor läuft, beispielsweise auf einer GPU. Der Eingang 11 und der Ausgang 16 können als getrennte Schnittstellen oder als eine kombinierte bidirektionale Schnittstelle implementiert sein.
Vorzugsweise ist die Ausgabeeinheit 18 in einem Sitz für die Person angeordnet. Die Ausgabeeinheit 18 ist dann z.B. eingerichtet, eine Bewegung, eine Vibration, eine Formänderung, eine Änderung einer Sitzbelüftung oder eine Änderung einer Kontakttemperatur zumindest eines Teils des Sitzes hervorzurufen. Dazu kann die Ausgabeeinheit 18 ein Stellelement, eine Massagevorrichtung, ein Vibrationselement, eine verstellbare Lordosenstütze, ein Heizelement oder ein Lüftungselement aufweisen. Zudem kann die Steuerungseinheit 13 eingerichtet sein, bei Erreichen eines festgelegten Entspannungszustands den Sitz in eine Liegeposition zu verfahren. Als weitere Option kann die Ausgabeeinheit 18 ein auf die Person ausrichtbares Gebläse oder ein auf die Person ausgerichtetes schaltbares Heiz- oder Kühlelement aufweisen. Die Ausgabeeinheit 18 kann auch in einer Fuß- oder Armauflage, einer Kopfstütze, einer vom Insassen getragenen Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Brille, einem Stirnband, einem Armband, einer Smartwatch oder einem Fingerring verbaut sein. Insbesondere kann auch die gesamte Vorrichtung 10 zur Unterstützung einer Entspannung in einem dieser vom Insassen getragenen Accessoires integriert sein.
2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung 20 zur Unterstützung einer Entspannung einer Person. Die Vorrichtung 20 weist einen Prozessor 22 und einen Speicher 21 auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 20 um einen Computer oder ein Steuergerät. Im Speicher 21 sind Instruktionen abgelegt, die die Vorrichtung 20 bei Ausführung durch den Prozessor 22 veranlassen, die Schritte gemäß einem der beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Speicher 21 abgelegten Instruktionen verkörpern somit ein durch den Prozessor 22 ausführbares Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren realisiert. Die Vorrichtung 20 hat einen Eingang 23 zum Empfangen von Daten eines Sensors, beispielsweise von Messwerten zu einer Gehirnaktivität der Person oder von aus den Messwerten abgeleiteten Daten. Vom Prozessor 22 generierte Daten werden über einen Ausgang 24 bereitgestellt. Darüber hinaus können sie im Speicher 21 abgelegt werden. Der Eingang 23 und der Ausgang 24 können zu einer bidirektionalen Schnittstelle zusammengefasst sein.
Der Prozessor 22 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten umfassen, beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder Kombinationen daraus.
Die Speicher 15, 21 der beschriebenen Ausführungsformen können sowohl volatile als auch nicht-volatile Speicherbereiche aufweisen und unterschiedlichste Speichergeräte und Speichermedien umfassen, beispielsweise Festplatten, optische Speichermedien oder Halbleiterspeicher.
3 stellt schematisch ein Kraftfahrzeug 40 als Beispiel für ein Fortbewegungsmittel dar, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist. Das Kraftfahrzeug 40 weist eine Vorrichtung 10 zur Unterstützung einer Entspannung einer Person auf. Die Vorrichtung 10 verarbeitet Daten eines Sensors 19, beispielsweise Messwerte zu einer Gehirnaktivität des Fahrers oder Beifahrers oder aus den Messwerten abgeleitete Daten. Der Sensor 19 kann beispielsweise in einer Kopfstütze des Fahrer- oder Beifahrersitzes angeordnet sein. Alternativ kann der Sensor 19 Bestandteil einer Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Brille oder an einem Stirnband angeordnet sein. Aus den empfangenen Informationen wird durch die Vorrichtung 10 eine geeignete Rückmeldung bestimmt, um eine haptisch wahrnehmbare Rückmeldung des Entspannungszustands an die jeweilige Person auszugeben. Dazu wird zumindest eine Ausgabeeinheit 18 im Kraftfahrzeug 40 von der Vorrichtung 10 entsprechend der gewünschten Rückmeldung angesteuert. Weitere Komponenten des Kraftfahrzeugs 40 sind eine Sensorik 43, ein Navigationssystem 44, eine Datenübertragungseinheit 45 sowie eine Reihe von Assistenzsystemen 46, von denen eines exemplarisch dargestellt ist. Mittels der Datenübertragungseinheit 45 kann beispielsweise eine Verbindung zu Dienstanbietern aufgebaut werden. Durch die Sensorik 43 kann unter anderem erfasst werden, ob eine Entspannung des Fahrers zum jeweiligen Zeitpunkt möglich ist oder eine erhöhte Aufmerksamkeit des Fahrers erforderlich ist. Zur Speicherung von Daten ist ein Speicher 47 vorhanden. Der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten des Kraftfahrzeugs 40 erfolgt über ein Netzwerk 48. Über eine Nutzerschnittstelle 49 können Einstellungen insbesondere der Vorrichtung 10 angepasst werden.
4 zeigt schematisch ein Verfahren zur Unterstützung einer Entspannung einer Person. In einem ersten Schritt werden Informationen zu einem Entspannungszustand der Person empfangen 30. Bei den Informationen kann es sich beispielsweise um Messwerte zu einer Gehirnaktivität der Person oder aus den Messwerten abgeleitete Daten handeln. Aus den empfangenen Informationen wird dann eine geeignete Rückmeldung bestimmt 31. Anschließend wird zumindest eine Ausgabeeinheit auf Basis der empfangenen Informationen bzw. der bestimmten Rückmeldung angesteuert 32, um eine haptisch wahrnehmbare Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person auszugeben. Bei der Ansteuerung kann beispielsweise ein zeitlicher Abstand, eine Amplitude oder eine Frequenz der haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung gesteuert werden. Vorzugsweise ist die Ausgabeeinheit in einem Sitz für die Person angeordnet. Die Ausgabeeinheit ist dann z.B. eingerichtet, eine Bewegung, eine Vibration, eine Formänderung, eine Änderung einer Sitzbelüftung oder eine Änderung einer Kontakttemperatur zumindest eines Teils des Sitzes hervorzurufen. Dazu kann die Ausgabeeinheit ein Stellelement, eine Massagevorrichtung, ein Vibrationselement, eine verstellbare Lordosenstütze, ein Heizelement oder ein Lüftungselement aufweisen. Bei der Ansteuerung kann zudem vorgesehen sein, dass der Sitz bei Erreichen eines festgelegten Entspannungszustands in eine Liegeposition verfahren wird. Als weitere Möglichkeit kann die Ausgabeeinheit ein auf die Person ausrichtbares Gebläse oder ein auf die Person ausgerichtetes schaltbares Heiz- oder Kühlelement aufweisen. Die Ausgabeeinheit 18 kann auch in einer Fuß- oder Armauflage, einer Kopfstütze, einer vom Insassen getragenen Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Brille, einem Stirnband, einem Armband, einer Smartwatch oder einem Fingerring verbaut sein. Insbesondere kann auch die Bestimmung 31 der Rückmeldung und die Ansteuerung 32 der Ausgabeeinheit durch Komponenten erfolgen, die in einem dieser vom Insassen getragenen Accessoires integriert sind.
Nachfolgend sollen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der 5 bis 7 beschrieben werden.
5 zeigt einen Systementwurf der erfindungsgemäßen Lösung zur Unterstützung der Entspannung einer Person. Ein Sensor 19 erfasst Daten zu einem Entspannungszustand der betroffenen Person, insbesondere Messwerte zu einer Gehirnaktivität der Person. Diese Daten werden entweder direkt an eine Vorrichtung zur Unterstützung einer Entspannung ausgegeben, beispielsweise als gemessenes Elektroenzephalogramm, oder es wird ein daraus abgeleiteter Entspannungswert übermittelt. Eine Verarbeitungseinheit 12 der Vorrichtung 10 ermittelt aus den empfangenen Informationen eine geeignete Rückmeldung und übergibt Informationen zu dieser Rückmeldung an eine Steuerungseinheit 13. Die Steuerungseinheit 13 erzeugt dann ein Steuersignal für zumindest eine Ausgabeeinheit 18, die daraufhin eine haptisch wahrnehmbare Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person bewirkt.
6 zeigt schematisch den Innenraum eines Kraftfahrzeugs 40, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist. Neben zwei Sitzen 41 weist das Kraftfahrzeug 40 ein Gebläse 42 auf, das auf den Fahrer oder Beifahrer ausgerichtet werden kann. Daten zu einem Entspannungszustand des Fahrers oder Beifahrers werden in diesem Beispiel von Sensoren 19 erfasst, die in ein Stirnband integriert sind, das von der betroffenen Person getragen wird. Die Daten werden mittels einer kabelgebundenen oder kabellosen Datenverbindung an eine Vorrichtung 10 zur Unterstützung einer Entspannung übermittelt, die auf Grundlage dieser Daten zumindest eine Ausgabeeinheit 18 im Kraftfahrzeug 40 ansteuert. Im Beispiel umfasst die zumindest eine Ausgabeeinheit 18 einerseits das Gebläse, andererseits in den Sitzen 41 verbaute Elemente, beispielsweise ein Stellelement, eine Massagevorrichtung, ein Vibrationselement, eine verstellbare Lordosenstütze, ein Heizelement oder ein Lüftungselement. Ebenso kann die Ausgabeeinheit 18 Komponenten im Stirnband ansteuern, z.B. ein im Stirnband integriertes Vibrationselement (nicht dargestellt). Die Ausgabeeinheit 18 kann auch in einer Fuß- oder Armauflage, einer Kopfstütze, einer vom Insassen getragenen Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Brille, einem Stirnband, einem Armband, einer Smartwatch oder einem Fingerring verbaut sein. Insbesondere kann auch die Vorrichtung 10 zur Unterstützung einer Entspannung in einem dieser vom Insassen getragenen Accessoires integriert sein. Über eine Nutzerschnittstelle 49 können Einstellungen für die Erzeugung des Neurofeedbacks angepasst werden.
Nachfolgend sollen beispielhaft Möglichkeiten der Umsetzung eines Neurofeedback-Systems mit einer aktiv unterstützenden Entspannung eines Fahrzeuginsassen erläutert werden, wobei die 7 bis 9 von einem Neurofeedback mittels Vibrationen ausgehen.
7 zeigt ein in seiner Amplitude modulierbares hochfrequentes Vibrationssignal als Neurofeedbacksignal, bei dem sich die maximale Amplitude mit größerer Entspannung verringert. Aufgetragen ist die Amplitude A über der Zeit t. 7a) zeigt das Vibrationssignal bei geringer Entspannung, 7b) das Vibrationssignal bei größerer Entspannung. Je größer die Entspannung der Person ist, desto geringer wird die Amplitude der Vibrationen, bis schließlich keine Vibrationen mehr ausgeführt werden. Wenn der Fahrzeuginsasse wieder angespannter ist, wird die Amplitude der Vibration wieder erhöht, um auch dies als Rückmeldung zu geben.
8 zeigt ein in seiner Frequenz modulierbares hochfrequentes Vibrationssignal als Neurofeedbacksignal, bei dem sich die Vibrationsfrequenz mit größerer Entspannung verringert. Aufgetragen ist die Amplitude A über der Zeit t. 8a) zeigt das Vibrationssignal bei geringer Entspannung, 8b) das Vibrationssignal bei größerer Entspannung. Je größer die Entspannung der Person ist, desto geringer wird die Vibrationsfrequenz, bis schließlich keine Vibrationen mehr ausgeführt werden. Wenn der Fahrzeuginsasse wieder angespannter ist, wird die Vibrationsfrequenz wieder erhöht, um auch dies als Rückmeldung zu geben.
9 zeigt ein in seinen zeitlichen Abständen modulierbares hochfrequentes Vibrationssignal als Neurofeedbacksignal, bei dem sich der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Vibrationen mit größerer Entspannung vergrößert. 9a) zeigt das Vibrationssignal bei geringer Entspannung, 9b) das Vibrationssignal bei größerer Entspannung. Aufgetragen ist die Amplitude A über der Zeit t. Je größer die Entspannung der Person ist, desto größer werden die Zeitspannen ohne Vibration zwischen Zeitspannen mit kurzzeitiger Vibration, bis schließlich keine Vibrationen mehr ausgeführt werden. Wenn der Fahrzeuginsasse wieder angespannter ist, werden die Zeiten ohne Vibration wieder verkürzt, um auch dies als Rückmeldung zu geben.
Anstelle einer Vibration kann auch ein Druck auf den Insassen ausgeübt werden, z.B. mittels eines Elements in einer Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Brille, einem Armband oder einer Smartwatch, einer Arm- oder Fußauflage, einem Sitz, einer Kopfstütze oder eines Handgriffs. Die Modulation in Abhängigkeit vom Entspannungszustand kann analog der oben beschriebenen Modulation für Vibrationen erfolgen.
Bei einer aktiv unterstützenden Entspannung eines Fahrzeuginsassen kommt in einer anderen Ausführungsform ein Sitzmassage in der Art zum Einsatz, dass mit erhöhter erkannter Entspannung des Fahrzeuginsassen die Zeitspannen zwischen Durchläufen der Massage immer größer werden, bis schließlich keine Massage mehr stattfindet. Entsprechend kann mit einer elektrisch einstellbaren Lordose verfahren werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Wedelfunktion von elektrisch einstellbaren Ausströmern eines Gebläses genutzt, um mit der Frequenz der Wedelfunktion den Entspannungszustand widerzuspiegeln. Dabei können beispielsweise die Ausströmer entsprechend der gewünschten Frequenz zwischen einer ersten Stellung, in der Luft in Richtung des Insassen strömt, und einer zweiten Stellung, in der dies nicht der Fall ist, wechseln. Alternativ oder zusätzlich kann die durch die Ausströmer strömende Luftmenge gesteuert werden, d.h. die Gebläsestärke. Entsprechend kann umgegangen werden mit kurzzeitigen kalten Luftimpulsen oder kurzen Impulsen durch Aktivierung einer Sitzbelüftung, um mit deren Frequenz den Entspannungszustand zu demonstrieren. Auch mit niederfrequenten Bewegungen im Kontaktbereich zum Insassen, z.B. durch eine Armlehne, kann dem Insassen ein Neurofeedback gegeben werden. Zudem kann ein schaltbarer Infrarotstrahler oder ein anderes schaltbares Heiz- oder Kühlelement vorgesehen sein, um mit dem kurzzeitigen Wärme- oder Kälteempfinden auf der Haut ein Feedback zum Entspannungszustand zu geben.
Natürlich sind auch Kombination der oben genannten Möglichkeiten der Rückmeldung möglich, bei denen abhängig vom Entspannungszustand unterschiedliche Arten der Rückmeldung genutzt werden. So kann z.B. zunächst die Wedelfunktion der Ausströmer bis zu einem bestimmten Entspannungsniveau zum Einsatz kommen. Ab diesem Entspannungsniveau wird dann bei weiterer Steigerung der Entspannung die Vibrationsfunktion im Sitz genutzt, um den Entspannungszustand widerzuspiegeln.
Weiterhin sind auch Kombinationen der oben genannten Möglichkeiten der Rückmeldung möglich, bei denen unterschiedliche Arten der Rückmeldung gekoppelt sind. So kann z.B. die an den Entspannungszustand gekoppelte Frequenz bei der Wedelfunktion der Ausströmer gekoppelt sein mit einer veränderten Frequenz bei der Aktivierung der Sitzbelüftung.
Natürlich können die genannten Möglichkeiten der Rückmeldung zur Umsetzung des Neurofeedbacks auch in Kombination mit akustischen oder visuellen Rückmeldungen genutzt werden, wahlweise gleichzeitig oder in zeitlicher Abfolge.
Wenn eine Person im Fahrzeug eine Entspannungsunterstützung aktiviert, kann vorgesehen sein, dass ab einem bestimmten Entspannungsniveau automatisch als Neurofeedback die Liegeposition für die entspannende Person eingestellt wird. Hierbei ist es sinnvoll, wenn der Sitz im Grenzbereich der Entspannungsniveaus nicht entsprechend dem Gehirnaktivitätssignal zwischen der Liegeposition und einer aufrechten Sitzposition hin und herwechselt, sondern der Sitz in der Liegeposition verbleibt und das Entspannungsniveau des Insassen nach der Umstellung des Sitzes stattdessen beispielsweise durch ein Vibrationssignal dargestellt wird.
Über ein Neurofeedbacksystem kann nicht nur die aktive Entspannung für eine Person angelernt werden, dies ist vielmehr auch für andere gewünschte Aktivitätszustände möglich, die über Messsignale der Gehirnaktivität erfasst werden können. Beispiele dafür sind eine erhöhte Aufmerksamkeit oder eine Konzentration.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
11: Eingang
12: Verarbeitungseinheit
13: Steuerungseinheit
14: Kontrolleinheit
15: Speicher
16: Ausgang
17: Nutzerschnittstelle
18: Ausgabeeinheit
19: Sensor
20: Vorrichtung
21: Speicher
22: Prozessor
23: Eingang
24: Ausgang
30: Empfangen von Informationen zu einem Entspannungszustand
31: Bestimmen einer geeigneten Rückmeldung
32: Ansteuern einer Ausgabeeinheit
40: Kraftfahrzeug
41: Sitz
42: Gebläse
43: Sensorik
44: Navigationssystem
45: Datenübertragungseinheit
46: Assistenzsystem
47: Speicher
48: Netzwerk
49: Nutzerschnittstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112014001436 T5 [0003]
EP 2254474 B1 [0004]
DE 102014222355 A1 [0005]
DE 102015105581 A1 [0007]
DE 102004058722 A1 [0010]
WO 2014/175684 A1 [0011]

Claims

Vorrichtung (10) zur Unterstützung einer Entspannung einer Person, mit: - einem Eingang (11) zum Empfangen (30) von Informationen zu einem Entspannungszustand der Person; und - einer Steuerungseinheit (13) zum Ansteuern (32) zumindest einer Ausgabeeinheit (18) auf Basis der empfangenen Informationen zur Ausgabe einer haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit (13) eingerichtet ist, auf Basis der empfangenen Informationen einen zeitlichen Abstand, eine Amplitude oder eine Frequenz der haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung zu steuern.
Vorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Informationen zum Entspannungszustand der Person Messwerte zu einer Gehirnaktivität der Person oder aus den Messwerten abgeleitete Daten umfassen.
System zur Unterstützung der Entspannung einer Person, mit: - einem Sensor (19) zum Erfassen von Informationen zu einem Entspannungszustand der Person; - zumindest einer Ausgabeeinheit (18) zur Ausgabe einer haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person; und - einer Steuerungseinheit (13) zum Ansteuern (32) der zumindest einen Ausgabeeinheit (18) auf Basis der erfassten Informationen.
System gemäß Anspruch 4, wobei die zumindest eine Ausgabeeinheit (18) in einem Sitz (41) für die Person verbaut ist.
System gemäß Anspruch 4, wobei die zumindest eine Ausgabeeinheit (18) eingerichtet ist, eine Bewegung, eine Vibration, eine Formänderung, eine Änderung einer Sitzbelüftung oder eine Änderung einer Kontakttemperatur zumindest eines Teils des Sitzes (41) hervorzurufen.
System gemäß Anspruch 6, wobei die zumindest eine Ausgabeeinheit (18) ein Stellelement, eine Massagevorrichtung, ein Vibrationselement, eine verstellbare Lordosenstütze, ein Heizelement oder ein Lüftungselement aufweist.
System gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Steuerungseinheit (13) eingerichtet ist, bei Erreichen eines festgelegten Entspannungszustands den Sitz (41) in eine Liegeposition zu verfahren.
System gemäß Anspruch 4, wobei die zumindest eine Ausgabeeinheit (18) ein auf die Person ausrichtbares Gebläse (42), ein auf die Person ausgerichtetes schaltbares Heizelement oder ein auf die Person ausgerichtetes schaltbares Kühlelement aufweist.
Verfahren zur Unterstützung einer Entspannung einer Person, mit den Schritten: - Empfangen (30) von Informationen zu einem Entspannungszustand der Person; und - Ansteuern (32) zumindest einer Ausgabeeinheit (18) auf Basis der empfangenen Informationen zur Ausgabe einer haptisch wahrnehmbaren Rückmeldung des Entspannungszustands an die Person.
Computerlesbares Speichermedium mit Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der Schritte des Verfahrens gemäß Anspruch 10 zur Unterstützung der Entspannung einer Person veranlassen.
Fortbewegungsmittel (40) für zumindest eine Person, dadurch gekennzeichnet, dass das Fortbewegungsmittel (40) eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder ein System gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9 zur Unterstützung einer Entspannung der zumindest einen Person aufweist oder eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß Anspruch 10 zur Unterstützung der Entspannung der zumindest einen Person auszuführen.
Fortbewegungsmittel (40) gemäß Anspruch 12, wobei das Fortbewegungsmittel (40) ein Kraftfahrzeug, ein Schienenfahrzeug, ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug ist.