DE102018007321A1

DE102018007321A1 - Verfahren zum Betrieb eines Sitzsystems und Sitzsystem

Info

Publication number: DE102018007321A1
Application number: DE102018007321.2A
Authority: DE
Inventors: Dario Wassili Lampe; Gudrun Schönherr
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2020-03-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Sitzsystems (S), insbesondere zur Durchführung eines Trainingsprogrammes für einen Nutzer, umfassend einen Fahrzeugsitz (1) mit einer Mehrzahl in ein eine Sitzfläche bildendes Sitzpolster (1.1) und/oder in eine Sitzlehne (1.2) integrierter ansteuerbarer beweglicher Elemente (5). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einem aktivierten Muskeltraining ein Nutzer auf dem Fahrzeugsitz (1) aufgefordert wird, mit einem bestimmten Körperbereich auf einen vorgegebenen Bereich des Fahrzeugsitzes (1), in dem zumindest ein ansteuerbares bewegliches Element (5) angeordnet ist, Druck auszuüben, wobei eine örtliche und zeitliche Abweichung zwischen dem ausgeübten Druck als Eingangssignal (E) und einer Vorgabe als Ausgangssignal (A) ermittelt wird, wobei im autonomen Fahrbetrieb eines Fahrzeuges und/oder einem Beifahrer als Nutzer zusätzlich die Durchführung eines kognitiven Trainings angeboten wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Sitzsystem (S) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Sitzsystems mit einem Fahrzeugsitz mit einer Mehrzahl in ein eine Sitzfläche bildendes Sitzpolster und/oder in eine Sitzlehne integrierter ansteuerbarer beweglicher Elemente. Zudem betrifft die Erfindung ein Sitzsystem zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2009 036 278 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswertung einer Aktion in einem Sitz bekannt. Das Verfahren sieht vor, dass eine Eingangsgröße erfasst wird, wobei eine Abweichung bestimmt wird, indem die Eingangsgröße mit einer vorgegebenen Größe verglichen wird und in Abhängigkeit von der Abweichung eine Rückmeldung erfolgt. Die Vorrichtung umfasst eine Verarbeitungseinheit, die zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Sitzsystems und ein verbessertes Sitzsystem anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Sitzsystems durch die in Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Verfahren zum Betrieb eines Sitzsystems, insbesondere zur Durchführung eines Trainingsprogrammes für einen Nutzer, umfasst einen Fahrzeugsitz mit einer Mehrzahl in ein eine Sitzfläche bildendes Sitzpolster und/oder in eine Sitzlehne integrierter ansteuerbarer beweglicher Elemente. Erfindungsgemäß wird bei einem aktivierten Muskeltraining ein Nutzer auf dem Fahrzeugsitz aufgefordert, mit einem bestimmten Körperbereich auf einen vorgegebenen Bereich des Fahrzeugsitzes, in dem zumindest ein ansteuerbares bewegliches Element angeordnet ist, Druck auszuüben, wobei eine örtliche und zeitliche Abweichung zwischen dem ausgeübten Druck als Eingangssignal und einer Vorgabe als Ausgangssignal ermittelt wird, wobei dem Nutzer zusätzlich die Durchführung eines kognitiven Trainings angeboten wird.
Ist der Nutzer ein Fahrer des Fahrzeuges, so erfolgt das Angebot zur Durchführung des kognitiven Trainings insbesondere in einem autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeuges. Ist der Nutzer kein Fahrer, sondern beispielsweise ein Beifahrer oder ein anderer Insasse des Fahrzeuges, kann das Angebot zur Durchführung des kognitiven Trainings auch während eines nichtautonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs erfolgen.
Durch Anwendung des Verfahrens ist es möglich, sowohl motorische Fähigkeiten als auch die kognitiven Fähigkeiten des Nutzers zu trainieren. Das gleichzeitige Üben beider Fähigkeiten, bietet darüber hinaus die Möglichkeit, eine sogenannte Multitaskingfähigkeit des Nutzers zu fördern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch ein Sitzsystem und
2 schematisch ein Blockschaltbild des Sitzsystems zur Durchführung eines Muskeltrainings und eines kognitiven Trainings.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Sitzsystem S mit einem Fahrzeugsitz 1, einer Steuereinheit 2, einer Anzeigeeinheit 3 und einer Kamera 4, deren Erfassungsbereich auf den Fahrzeugsitz 1 gerichtet ist. Zudem umfasst das Sitzsystem S in ein eine Sitzfläche bildendes Sitzpolster 1.1 und in die Sitzlehne 1.2 integrierte mittels der Steuereinheit 2 ansteuerbare bewegliche Elemente 5 und Drucksensoren 6.
Bei den beweglichen Elementen 5 handelt es sich insbesondere um sogenannte Massageblasen, die in vorgegebenen Bereichen des Sitzpolsters 1.1 und der Sitzlehne 1.2 angeordnet sind.
Ein als Massagesitz ausgebildeter Fahrzeugsitz 1, welcher eine Interaktion mit einem Nutzer erfordert, ist aus dem Stand der Technik bekannt.
Sitzen führt zu kaum oder zu einseitig statischer Muskelarbeit des Nutzers, wodurch Schmerzen und Unwohlsein auftreten können. In Abhängigkeit von einer Zusatzaufgabe für den Nutzer ist Sitzen oftmals von Monotonie geprägt. Monotonie tritt vergleichsweise häufig bei langen Autobahnfahrten auf, wobei Monotonie beim Sitzen auch bei verhältnismäßig langer Bürotätigkeit auftreten kann. Monotonie kann Müdigkeit und mitunter zu relativ langen Reaktionszeiten führen, was ein Indiz für eine vergleichsweise niedrige Aufmerksamkeit gibt.
Um neben einem Komfort, insbesondere einem Sitzkomfort, eine körperliche Aktivität motorischer Funktionen, insbesondere koordinative Fähigkeiten, des Nutzers auf dem Fahrzeugsitz 1 zu verbessern, ist das Sitzsystem S und ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen.
Das Verfahren in Bezug auf das Sitzsystem S kann bei jeglicher sitzender Tätigkeit angewendet werden, wobei die Anwendung nicht nur auf den Fahrzeugsitz 1, der in jedwedem Fahrzeug angeordnet sein, beschränkt ist. Denkbar ist auch, dass das Sitzsystem S ein Möbelstück, insbesondere einen Bürostuhl umfassen kann.
Das Sitzsystem S ist derart ausgebildet, dass dieses eine von dem Nutzer auszuführende Bewegung in Form eines Muskeltrainings vorgibt. Dabei erfolgt eine Rückmeldung an den Nutzer als Interaktion.
Wie oben beschrieben, umfasst das Sitzsystem S dazu die beweglichen Elemente 5 und die Drucksensoren 6, wobei der Nutzer die Möglichkeit hat, die Durchführung des Muskeltrainings zu aktivieren und zu deaktivieren.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird mittels einer optischen Ausgabe auf der Anzeigeeinheit 3 eine Aufforderung zur Durchführung eines Muskeltrainings an den Nutzer auf dem Fahrzeugsitz 1 ausgegeben.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Signal als Aufforderung auch akustisch und/oder haptisch ausgegeben werden.
Bevorzugt erfolgt eine Einweisung in haptischer Form durch Ansteuerung der beweglichen Elemente 5, wobei eine optische Verdeutlichung über die Anzeigeeinheit 3 denkbar ist.
Der Nutzer kann die Durchführung des Muskeltrainings bestätigen oder auch ablehnen.
Beispielsweise wird der Nutzer aufgefordert, mit seiner rechten Schulter gegen die Sitzlehne 1.2 zu drücken. Mittels zumindest eines in dem entsprechenden Bereich der Sitzlehne 1.2 angeordneten Drucksensors 6 wird der mit der Schulter auf diesen Bereich ausgeübte Druck erfasst. Anhand erfasster Signale des Drucksensors 6, die der Steuereinheit 2 zugeführt werden, wird eine zeitliche und örtliche Übereinstimmung der ausgeführten Bewegung des Nutzers mit einer Vorgabe des Sitzsystems S ermittelt. Es wird also eine Abweichung zwischen dem ausgeübten Druck als Eingangssignal E und einer Vorgabe als Ausgangssignal A ermittelt, wie mittels des Blockschaltbildes in 2 gezeigt ist.
Insbesondere wird anhand der erfassten Eingangssignale E des zumindest einen Drucksensors 6 im Vergleich zum Ausgangssignal A ermittelt, ob der Nutzer so schnell wie möglich und an der richtigen Stelle des Fahrzeugsitzes 1 drückt, wobei zudem ermittelt wird, ob mehr Körperbereiche an der Druckausübung beteiligt sind, als erforderlich. Ziel des Muskeltrainings ist es also, dass der Nutzer lernen soll, seine Bewegung präziser auszuführen.
Es wird also das Ausgangssignal A mit dem Eingangssignal E verglichen, wobei sich der Vergleich auf die zeitliche sowie die örtliche Korrelation zwischen dem Ausgangssignal A und dem Eingangssignal E bezieht. Das Eingangssignal E wird also nicht nur in Bezug auf eine Amplitude der Druckausübung sondern auch dahingehend ausgewertet, ob der dem geforderten Bereich zugeordnete Drucksensor 6 zu einer bestimmten Zeit angesteuert wurde.
Ein solcher Algorithmus zum Vergleich des Eingangssignals E mit dem Ausgangssignal A ermöglicht eine Aussage über eine Koordination des Nutzers. Mittels der Anzeigeeinheit 3 kann als Information das Maß der Erfüllung der Bewegungsaufgabe angezeigt werden.
Die Kamera 4 als Bestandteil des Sitzsystems S erfasst fortlaufend Bilddaten, wobei zusätzliche Bewegungen des Nutzers im Raum erfasst und gegebenenfalls bei der Ausführung des Muskeltrainings berücksichtigt werden können. Somit können nicht nur quasi isometrische Bewegungen, sondern auch komplexere Bewegungen im Raum, insbesondere im Fahrzeug, erfasst werden.
In einer Ausführung des Sitzsystems S wird die Atmung des Nutzers während der Durchführung einer motorischen Aufgabe, also während einer Trainingseinheit, erfasst. Dabei wird dem Nutzer entsprechend wissenschaftlicher Literatur ein Hinweis gegeben, während einer Muskelkontraktion, also während der Druckausübung auf den geforderten Bereich des Fahrzeugsitzes 1, auszuatmen und während der Entlastung der Muskeln einzuatmen.
Ein Rhythmus der Atmung des Nutzers wird mit einem vorgegebenen Rhythmus verglichen, wobei eine Abweichung ermittelt wird und dem Nutzer angezeigt wird, ob seine Atmung im vorgegebenen Rhythmus erfolgt.
Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass dem Nutzer auf der Grundlage der erfassten Eingangssignale E und der Ausgangssignale A ein Trainingsprozess angeboten wird. Mittels eines entsprechenden Algorithmus wird der Nutzer anhand der erfassten Eingangssignale E des Sitzsystems S einem Trainingsstand zugeordnet, welcher dem Nutzer als Rückmeldung angezeigt werden kann. Während eines Trainingsprozesses werden immer schwierigere Abläufe, also Trainingseinheiten, angeboten, wodurch die Komplexität des Muskeltrainings gesteigert wird.
Je nach ermitteltem Trainingsstand kann eine Übung als nächste Trainingseinheit für den Nutzer ausgewählt werden, so dass der Trainingsstand des Nutzers und ein Trainingsziel berücksichtigt werden. Mittels des Sitzsystems S ist, nachdem der Nutzer das Sitzsystem S mehrmals genutzt hat, ein nutzergebundenes Muskeltraining möglich. Beispielsweise kann der Nutzer anhand erfasster Signale der Drucksensoren 6 und/oder anhand erfasster Bildsignale der Kamera 4 und/oder anhand sonstiger im Fahrzeug bereitgestellter Informationen identifiziert werden. Ist der Nutzer erkannt, kann die Auswahl einer geeigneten Trainingseinheit, auch in Abhängigkeit des Trainingsstandes in Bezug auf vorangegangene Muskeltrainings erfolgen. Hierzu können beispielsweise Nutzerdaten N erfasst und gespeichert werden.
Eine weitere mögliche Ausführungsform sieht vor, die Eingangssignale E und die Ausgangssignale A zu nutzen, um das Muskeltraining dem Nutzer in spielerischer Form anzubieten. Hierzu können insbesondere Körperbewegungen des Nutzers als Steuersignal für da Spiel verwendet werden. Auch ist es möglich, dass die Körperbewegungen des Nutzers auf dem Fahrzeugsitz 1 ergänzend als weiteres Eingabe- und/oder Steuerelement, gegebenenfalls ergänzend zu einem Joystick genutzt werden.
Sind mehrere Fahrzeugsitze 1 Bestandteil des Sitzsystems S können die Eingangssignale E der Fahrzeugsitze 1 miteinander verglichen werden, so dass ein Vergleich zwischen mehreren Nutzern möglich ist. Die Nutzer können so beispielsweise ein gemeinsames Muskeltraining und/oder einen Wettbewerb durchführen. Der Wettbewerb kann ebenfalls gegen eine nicht näher dargestellte Rechnereinheit durchgeführt werden.
In einer möglichen Weiterbildung kann das Absolvieren einer Trainingseinheit zum Beispiel anhand einer Punktzahl dargestellt werden, wobei die Punktzahlen mehrerer Nutzer über einen digitalen Weg, beispielsweise mittels eines Anwendungsprogrammes auf einem jeweiligen mobilen Endgerät des jeweiligen Nutzers verglichen werden.
Beispielsweise kann die Durchführung des Muskeltrainings zur Erfassung eines Fahrerzustandes genutzt werden. Beispielsweise kann die Trainingseinheit als Trainings- oder Spielempfehlung während eines Fahrbetriebes so gewählt werden, dass die Trainingseinheit zur Fahrerzustandsoptimierung beiträgt.
Denkbar ist ebenfalls, dass dem Nutzer in Abhängigkeit eines anhand erfasster Bilddaten der Kamera 4 ermittelten Zustandes Z die Durchführung einer Trainingseinheit angeboten wird, um die Aufmerksamkeit des Nutzers zu erhöhen, also den Zustand Z in Bezug auf den Fahrbetrieb zu verbessern.
Alternativ oder zusätzlich stellen erfasste Fahrzeugdaten D Eingangsgrößen des Sitzsystems S dar. Beispielsweise werden als Fahrzeugdaten D eine erfasste momentane Fahrzeugposition und/oder erfasste Signale zumindest eines Beschleunigungssensors des Fahrzeuges verwendet. Anhand der Fahrzeugdaten D kann eine momentane Fahrsituation berücksichtigt werden, um ein für den Nutzer zumindest optimiertes Trainingsniveau vorgeben zu können. Insbesondere zur Fahrerzustandsverbesserung, z. B. um einer Monotonie des Fahrbetriebes entgegenzuwirken, erscheint die Einbeziehung der Fahrzeugdaten D als sinnvoll.
Um die sogenannte Multitaskingfähigkeit des Nutzers zu fördern, insbesondere wenn das Fahrzeug im autonomen Fahrbetrieb bewegt wird oder der Nutzer ein Beifahrer oder ein anderer Insasse des Fahrzeuges ist, ist vorgesehen, zusätzlich zu dem Muskeltraining ein kognitives Training durchzuführen. Die durch das Muskeltraining durchgeführte motorische Aufgabe wird also mit einer kognitiven Aufgabe kombiniert, dadurch wird dem Nutzer ein Doppelaufgabentraining angeboten. Insbesondere kann das Üben einer Doppelaufgabe zu deren Verbesserung führen.
Eine gezielte Nebentätigkeit kann jegliche Art von Kognition beanspruchen, wobei als kognitives Training zum Beispiel Gedächtnisaufgaben, Reaktionsaufgaben und/oder Entscheidungsaufgaben gestellt werden können.
Eine Aufgabenstellung kann, wie oben beschrieben, über die Anzeigeeinheit 3 ausgegeben werden, wobei alternativ oder zusätzlich eine akustische Ausgabe vorgesehen sein kann. Ebenfalls erfolgt die Rückmeldung in Bezug auf das durchgeführte kognitive Training mittels der Anzeigeeinheit 3, wobei die Rückmeldung alternativ oder zusätzlich akustisch und/oder haptisch erfolgen kann.
In Abhängigkeit der gestellten kognitiven Aufgabe wird eine Erfüllung derselben mittels einer Sensorik erfasst. Beispielsweise ist die Sensorik hierzu als zumindest ein haptischer Sensor, insbesondere als Drucksensor, ausgeführt, welcher z. B. genutzt werden kann, um eine Reaktionsaufgabe durchzuführen, indem auf einen bestimmten Bereich einer Instrumententafel des Fahrzeuges Druck ausgeübt wird. Hierzu kann auch die Eingabe einer Antwort mittels eines Bedienelementes zur Beantwortung einer Fragestellung und zur Überprüfung einer Gedächtnisfähigkeit des Nutzers zählen. Die Eingabe der Antwort kann auch akustisch erfolgen, wobei hierzu eine Sprachsteuerung des Fahrzeuges die Rückmeldemöglichkeit bildet.
Ist eine Steigerung einer kognitiven Arbeitsbelastung einem Kontext entsprechend angemessen, so kann ein Schwierigkeitsgrad des kognitiven Trainings mittels der Steuereinheit 2 gesteuert und angepasst werden. Wie bei dem Muskeltraining wird die kognitive Aufgabe mittels der Steuereinheit 2 ausgewertet sowie an einen Trainings- und/oder Wissensstand des Nutzers angepasst. Auch hier kann die Ausführung des kognitiven Trainings, wie oben in Bezug auf das Muskeltraining spielerisch erfolgen.
Zudem kann vorgesehen sein, dass bei der Ausgestaltung einer gezielten Nebentätigkeit ein Anspruch zwischen kognitiver Aufgabe und motorischer Aufgabe variabel verteilt werden kann, da eine verbesserte Förderung einer Doppelaufgabenfähigkeit im Wesentlichen postuliert werden kann.
Als Weiterbildung des Verfahrens wird aufgrund der Eingangssignale E und der Ausgangssignale A sowohl in Bezug auf das Muskeltraining als auch in Bezug auf das kognitive Training ein Trainingsprozess angeboten, wobei der Nutzer einem Trainingsstand zugeordnet wird. Je nach Trainingsstand kann der Nutzer eine nächste Übungskombination auswählen, so dass der Trainingsstand und ein Trainingsziel berücksichtigt werden.
Auch hier kann die Ausgestaltung der Übungskombination in Abhängigkeit von Nutzerdaten N erfolgen. Auch kann die Ausgestaltung des Trainings auf einer Erkennung des Nutzers erfolgen, ohne dass ein Training zuvor durchgeführt wurde.
Wie oben beschrieben, können mehrere Fahrzeugsitze 1 Bestandteil des Sitzsystems S sein, so dass mehrere Nutzer das motorische und kognitive Training und dieses auch als Wettbewerb durchführen können. Möglich ist auch das motorische und kognitive Training in einem Wettbewerb mit einer Rechnereinheit durchzuführen.
Insbesondere ist es möglich das kombinierte Muskel- und kognitive Training analog der oben beschriebenen, auf das Muskeltraining bezogene Ausführungsformen durchzuführen, so dass auch der Zustand Z des Nutzers und/oder erfasste Fahrzeugdaten D berücksichtigt werden.
Darüber hinaus kann das Sitzsystem S, wie oben beschrieben, dahingehend genutzt werden, dass das Sitzsystem S selbst Informationen zur Bestimmung des Zustandes Z des Nutzers liefert. Dabei kann die Erhebung aktueller kognitiver Leistungen des Nutzers sowie einer Doppelaufgabenfähigkeit genutzt werden, um zu bestimmen, ob die Leistungen von einem gewöhnlichen Niveau des Nutzers abweichen. Zusammen mit weiteren Parametern zur Zustandsbestimmung kann diese Abweichung Hinweise auf einen kognitiven Ermüdungszustand des Nutzers geben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009036278 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Sitzsystems (S), insbesondere zur Durchführung eines Trainingsprogrammes für einen Nutzer, umfassend einen Fahrzeugsitz (1) mit einer Mehrzahl in ein eine Sitzfläche bildendes Sitzpolster (1.1) und/oder in eine Sitzlehne (1.2) integrierter ansteuerbarer beweglicher Elemente (5), dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aktivierten Muskeltraining ein Nutzer auf dem Fahrzeugsitz (1) aufgefordert wird, mit einem bestimmten Körperbereich auf einen vorgegebenen Bereich des Fahrzeugsitzes (1), in dem zumindest ein ansteuerbares bewegliches Element (5) angeordnet ist, Druck auszuüben, wobei eine örtliche und zeitliche Abweichung zwischen dem ausgeübten Druck als Eingangssignal (E) und einer Vorgabe als Ausgangssignal (A) ermittelt wird, wobei dem Nutzer zusätzlich die Durchführung eines kognitiven Trainings angeboten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als kognitives Training eine Gedächtnisaufgabe, eine Reaktionsaufgabe und/oder eine Entscheidungsaufgabe gestellt werden bzw. wird.
Sitzsystem (S) zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch - eine Steuereinheit (2) zur Aufforderung des Nutzers auf dem Fahrzeugsitz (1), zur Ansteuerung der beweglichen Elemente (5) und zur Ermittlung einer örtlichen und zeitlichen Abweichung zwischen dem ausgeübten Druck als Eingangssignal (E) und einer Vorgabe als Ausgangssignal (A) sowie zur Erzeugung und Ausgabe und Überprüfung des kognitiven Trainings und - zumindest einen Drucksensor (6) zur Erfassung des Eingangssignals (E).