DE102019127982A1

DE102019127982A1 - Eine auf der haut einer einsatzkraft tragbare vorrichtung und anordnung mit schutzweste und einer solchen vorrichtung

Info

Publication number: DE102019127982A1
Application number: DE102019127982.8A
Authority: DE
Inventors: Fabian Weiss; Christian Nötzel; Sebastian Miekley; Marc Dressler
Original assignee: Rheinmetall Electronics GmbH
Current assignee: Rheinmetall Electronics GmbH
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Es wird eine auf der Haut einer Einsatzkraft tragbare Vorrichtung, insbesondere Kleidungsstück oder Adapter für ein Kleidungsstück, vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Anzahl von Sensoren, wobei der jeweilige Sensor dazu eingerichtet ist, zumindest einen Vitalwert der Einsatzkraft zu erfassen, eine Anzahl von Effektoren, wobei der jeweilige Effektor dazu eingerichtet ist, einen bestimmten Effekt auf zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft zu bewirken, und eine mit den Sensoren und den Effektoren gekoppelte Steuer-Einheit, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von mittels der Sensoren aktuell erfassten Vitalwerten eine aktuelle Ansteuerung zum Ansteuern der Effektoren zu generieren und die Effektoren mittels der generierten Ansteuerung anzusteuern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine auf der Haut einer Einsatzkraft tragbare Vorrichtung, beispielsweise ein Kleidungsstück oder einen Adapter für ein Kleidungsstück. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine durch eine Einsatzkraft tragbare Anordnung mit einer Schutzweste für die Einsatzkraft und eine unter der Schutzweste und auf der Haut der Einsatzkraft tragbare Vorrichtung.
Es sind herkömmliche Schutzwesten für Einsatzkräfte, beispielsweise Soldaten, bekannt, welche eine integrierte, das heißt fest verbundene Infrastruktur zum Koppeln einer Mehrzahl von Modulen, beispielsweise Kommunikationsmodulen und Energiemodulen, aufweisen.
Ferner offenbart die nicht-veröffentliche Deutsche Patentanmeldung Nr.: 10 2019 127 146.0 einen durch eine Einsatzkraft tragbaren Westenadapter zum Verbinden einer Mehrzahl von Modulen. Der Westenadapter ist mit einer Schutzweste der Einsatzkraft lösbar koppelbar. Der Westenadapter weist zumindest einen ersten Teilbereich zum Tragen im Bereich der Brust der Einsatzkraft und einen zweiten Teilbereich zum Tragen im Bereich des Rückens der Einsatzkraft auf. Insbesondere weist der Westenadapter einen dritten Teilbereich zum Tragen im Bereich der Schultern der Einsatzkraft auf. Dabei ist der Westenadapter durch eine erste Materiallage, eine zweite Materiallage und eine zwischen der ersten und der zweiten Materiallage angeordnete Infrastruktur zum Koppeln der Module ausgebildet, wobei die Infrastruktur eine Mehrzahl von über Kabel verbundene Einheiten eines drahtgebundenen Schnittstellentyps und eine Mehrzahl von über Kabel verbundene Einheiten eines ersten drahtlosen Schnittstellentyps aufweist.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine spezifische Unterstützung für die Einsatzkraft zu schaffen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine auf der Haut einer Einsatzkraft tragbare Vorrichtung, insbesondere Kleidungsstück oder Adapter für ein Kleidungsstück, vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst:

eine Anzahl N1 von Sensoren, wobei der jeweilige Sensor dazu eingerichtet ist, zumindest einen Vitalwert der Einsatzkraft zu erfassen, mit N1 ≥ 1,
eine Anzahl N2 von Effektoren, wobei der jeweilige Effektor dazu eingerichtet ist, einen bestimmten Effekt auf zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft zu bewirken, mit N2 ≥ 1, und
eine mit den N1 Sensoren und den N2 Effektoren gekoppelte Steuer-Einheit, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von mittels der Sensoren aktuell erfassten Vitalwerten eine aktuelle Ansteuerung zum Ansteuern von N3, mit N3 < N2, der Effektoren zu generieren und die N3 Effektoren mittels der generierten Ansteuerung anzusteuern.

Die Einsatzkraft ist beispielsweise ein Soldat. Weitere Beispiele für Einsatzkräfte sind Feuerwehrleute, Polizisten, THW-Mitarbeiter, Sanitäter und dergleichen.
Beispiele für die Sensoren umfassen einen Temperatursensor zum Messen einer Temperatur der Einsatzkraft, Pulsoximeter zum Bestimmen eines Sauerstoffgehaltes des Blutes der Einsatzkraft und einer Pulsfrequenz der Einsatzkraft , ein EKG-System zum Ermitteln eines 360-Grad-EKGs der Einsatzkraft, und eine Messeinheit zum Messen einer Lungenkontraktion der Einsatzkraft.
Beispiele für Effektoren umfassen einen Stimulus-Geber zur Stimulierung eines bestimmten Muskels der Einsatzkraft, eine elektrothermische Wandler-Einheit zum Wärmen und/oder Kühlen zumindest eines Körperteils der Einsatzkraft, eine Pneumatik-Einheit zur Ausübung eines Drucks auf zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft und eine Medikations-Einheit zur Verabreichung eines bestimmten Medikaments in ein Körperteil der Einsatzkraft.
Durch die vorliegende Vorrichtung kann die Einsatzkraft sehr spezifisch, d. h. abhängig von ihren aktuellen Vitalwerten, und insbesondere autark (aktiv) unterstützt werden.
Wenn die Steuer-Einheit beispielsweise aus den aktuellen Vitalwerten ableitet, dass die Einsatzkraft, beispielsweise ein getroffener Soldat, Schmerzen hat, so kann sie die Medikations-Einheit ansteuern, dass diese der Einsatzkraft einen Schmerzhemmer verabreicht.
Wenn aber die Steuer-Einheit aus den aktuellen Vitalwerten ableitet, dass der Soldat, beispielsweise bei mehrstündigem Halten einer bestimmten Stellung im Feld, müde ist, so kann die Steuer-Einheit den Stimulus-Geber zur Stimulierung der Muskulatur der Einsatzkraft ansteuern und/oder die Medikations-Einheit ansteuern. Somit wird die Wahrnehmung der Einsatzkraft verbessert. Sein Situationsbewusstsein (Situational Awareness) wird verlängert und seine Durchhaltefähigkeit kann verbessert und verlängert werden.
Insbesondere umfasst die Vorrichtung eine Anzahl von integrierten Einheiten, welche die Anzahl N1 von Sensoren, die Anzahl N2 von Effektoren und die Steuer-Einheit integrieren. Die jeweilige integrierte Einheit ist insbesondere zwischen zwei Materiallagen der Vorrichtung, beispielsweise ein Kleidungsstück, angeordnet oder mit einer Materiallage des Kleidungsstücks verbunden, insbesondere lösbar oder unlösbar verbunden.
Die Vorrichtung kann insbesondere auch als smartes Textil bezeichnet werden und ist beispielsweise ein Kleidungsstück, wie ein Unterhemd, für den Soldaten. Zumindest eine der Materiallagen des smarten Textils ist dazu eingerichtet, den Rücken der Einsatzkraft, insbesondere bei Stürzen, als Traumaschutz, bei Beschuss oder beim Überstrecken des Rückens, zu schützen. Der Adapter ist insbesondere für das Kleidungsstück geeignet. Alternativ kann der Adapter auch auf der Haut der Einsatzkraft befestigt werden, beispielsweise durch Kleben.
Das smarte Textil ist unabhängig von anderen Ausrüstungsgegenständen, wie z. B. jeglichen Schutzwesten, durch die Einsatzkraft tragbar. Insbesondere kann das smarte Textil unter der Schutzweste des Soldaten getragen werden.
Die Steuer-Einheit kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die Steuer-Einheit als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor, ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die Steuer-Einheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikations-Netzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
N1, N2 und N3 sind insbesondere natürliche Zahlen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Kleidungsstück ein unter einer Schutzweste der Einsatzkraft tragbares smartes Textil. Das smarte Textil ist insbesondere ein smartes Unterwäschestück, bevorzugt ein smartes Unterhemd. Das smarte Textil kann auch als intelligentes Textil bezeichnet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die N2 Effektoren zumindest einen Stimulus-Geber, welcher dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung durch die Steuer-Einheit zumindest einen Muskel der Einsatzkraft zu stimulieren.
Der Stimulus-Geber ist beispielsweise als ein Vibrations-Geber, als ein Ultraschall-Geber, als ein Elektro-Stimulator oder als ein Gedächtnismetall ausgebildet.
Durch den Stimulus-Geber kann beispielsweise die Muskulatur der Einsatzkraft stimuliert werden, um eine bessere Durchblutung zu erzeugen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Einsatzkraft länger an einem bestimmten Ort verbleiben muss, ohne sich zu bewegen. Der Stimulus-Geber, beispielsweise das Gedächtnismetall, kann auch als Linear-Stellmotor und damit als Kraftverstärker für die Einsatzkraft wirken. Dabei kann die Vorrichtung auch eine Kraftverteilung bewirken. Hierbei kann eine Entlastung des Körpers der Einsatzkraft, z. B. beim Tragen von Ausrüstung, durch die Kraftverteilung auf eine größere Fläche erzielt werden, und somit kann beispielsweise Weichgewebe der Einsatzkraft geschützt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die N2 Effektoren zumindest eine elektrothermische Wandler-Einheit, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung durch die Steuer-Einheit zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft zu erwärmen oder zu kühlen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die elektrothermische Wandler-Einheit eine Anzahl von Peltier-Elementen und/oder ein smartes Textil zum Heizen und/oder Kühlen.
Beispielsweise bei kalten Umwelttemperaturen kann die Einsatzkraft durch den Einsatz der elektrothermischen Wandler-Einheit gewärmt werden. Außerdem kann die Einsatzkraft bei sehr heißen oder tropischen Temperaturen durch die Wandler-Einheit auch gekühlt werden. Bei höheren Temperaturen wird die Einsatzkraft insbesondere im Nackenbereich und im Lendenbereich gekühlt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die N2 Effektoren zumindest eine Pneumatik-Einheit, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung durch die Steuer-Einheit einen bestimmten Druck auf zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft auszuüben.
Wenn ein Soldat beispielsweise durch einen Schuss verletzt wurde, so kann die Pneumatik-Einheit einen Druck auf das durch den Schuss verletzte Körperteil des Soldaten ausüben, um den Blutfluss zu stillen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Hydraulik-Einheit eingesetzt werden. Des Weiteren kann auch ein Gedächtnismetall derart eingesetzt werden, um einen solchen Blutfluss zu stillen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die N2 Effektoren zumindest eine Medikations-Einheit, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung durch die Steuer-Einheit eine bestimmte Medikation in ein bestimmtes Körperteil der Einsatzkraft zu verabreichen.
Solche Medikationen umfassen beispielsweise Adrenalin, Schmerzhemmer oder andere Medikamente. Wenn die Steuer-Einheit beispielsweise aus den Vitalwerten ableitet, dass ein verwundeter Soldat starke Schmerzen hat, so kann die Medikations-Einheit dem verwundeten Soldaten entsprechende Medikamente unmittelbar verabreichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die N2 Effektoren eine Defibrillator- Einheit.
Wenn aus den Vitalwerten der Einsatzkraft ableitbar ist, dass die Einsatzkraft unter Herzrhythmusstörungen leidet, so kann die Steuer-Einheit die Defibrillator-Einheit derart ansteuern, dass sie eine Defibrillation bei der Einsatzkraft ausübt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die N1 Sensoren:

einen Temperatursensor zum Messen einer Temperatur der Einsatzkraft,
ein Pulsoximeter zum Bestimmen eines Sauerstoffgehaltes des Blutes der Einsatzkraft und einer Pulsfrequenz der Einsatzkraft,
ein EKG-System zum Ermitteln eines 360-Grad-EKGs der Einsatzkraft, und/oder
eine Messeinheit zum Messen einer Lungenkontraktion der Einsatzkraft.

Auch der Einsatz weiterer Sensoren zur Messung anderer Vitalwerte, z. B. des Zuckergehalts der Einsatzkraft, ist denkbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Sensorik-Einheit zur Erfassung einer Anzahl von Umgebungsparametern in dem smarten Textil integriert. Dabei ist die Steuer-Einheit dazu eingerichtet, die aktuelle Ansteuerung in Abhängigkeit der aktuell erfassten Vitalwerte der Einsatzkraft und von der Sensorik-Einheit aktuell erfassten Umgebungsparametern zu generieren.
Wenn beispielsweise die Umgebungsparameter angeben, dass sich die Einsatzkraft in einer sehr kalten Umgebung befindet, so kann die Steuer-Einheit insbesondere die elektrothermische Wandler-Einheit ansteuern, um die Einsatzkraft zu wärmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Positionsbestimmungs-Einheit in dem smarten Textil integriert, welche dazu eingerichtet ist, eine Position und/oder Ausrichtung der Einsatzkraft zu erfassen. Dabei ist die Steuer-Einheit dazu eingerichtet, die aktuelle Ansteuerung in Abhängigkeit der aktuell erfassten Vitalwerte und in Abhängigkeit der aktuell erfassten Position und/oder der aktuell erfassten Ausrichtung der Einsatzkraft zu generieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Speicher-Einheit in dem smarten Textil integriert. Die Speicher-Einheit ist zum Speichern der von den Sensoren erfassten Vitalwerte der Einsatzkraft eingerichtet.
Die von der Speicher-Einheit gespeicherten Vitalwerte der Einsatzkraft können genutzt werden, um diese zu analysieren und die Unterstützung der Einsatzkraft zu verbessern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Schnittstellenmodul. Das Schnittstellenmodul umfasst insbesondere eine Transceiver-Einheit.
Das Schnittstellenmodul umfasst insbesondere eine Anzahl N4 von drahtlosen Schnittstellentypen, beispielsweise umfassend WiFi (Wireless Fidelity), Bluetooth, eine Induktionssendeempfangseinheit (Near-Field-Magnetic-Induction-Einheit) und NFC (Near-Field Communication), mit N4 ≥ 1.
Das Schnittstellenmodul ist dazu eingerichtet, Daten und/oder Energie drahtlos zu übertragen.
Die Transceiver-Einheit ist insbesondere in dem smarten Textil integriert. Die Transceiver-Einheit ist dazu eingerichtet, die in der Speicher-Einheit gespeicherten Vitalwerte der Einsatzkraft an einen vorbestimmten Empfänger, insbesondere eines Führungssystems, zu übertragen und/oder Befehle von einem vorbestimmten Sender, insbesondere des Führungssystems, zu empfangen. Dabei ist die Steuer-Einheit dazu eingerichtet, die aktuelle Ansteuerung in Abhängigkeit der aktuell erfassten Vitalwerte und der empfangenen Befehle zu generieren.
Beispielsweise kann ein Bediener des Führungssystems, beispielsweise ein Kommandant, mittels der Transceiver-Einheit direkt auf die Steuer-Einheit zugreifen, dabei nur auf eine Untermenge der Funktionen der Steuer-Einheit zugreifen, und die vorliegende Vorrichtung steuern. Wenn beispielsweise ein Soldat im Feld bewusstlos ist, dies über die Vitalwerte des Soldaten festgestellt ist und über die Speicher-Einheit und die Transceiver-Einheit dem Führungssystem kommuniziert ist, so kann der Kommandant mittels der Transceiver-Einheit einen entsprechenden Befehl an die Steuer-Einheit senden, dass diese die Medikations-Einheit derart ansteuert, dass dem bewusstlosen Soldaten ein bestimmtes Medikament automatisch injiziert wird. Des Weiteren kann der Bediener des Führungssystems über die Transceiver-Einheit und die Steuer-Einheit auch den Soldaten führen, informieren, leiten und warnen. Beispielsweise können die Befehle des Führungssystems, empfangen durch die Transceiver-Einheit, in haptische Effekte oder haptische Signale für die Einsatzkraft gewandelt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Adapter mit einem Kleidungsstück der Einsatzkraft, insbesondere mit einem Unterwäschestück, bevorzugt mit einem Unterhemd, lösbar koppelbar.
Der Adapter ist an dem Kleidungsstück der Einsatzkraft lösbar koppelbar, das heißt lösbar befestigbar. Mit anderen Worten kann der Adapter an dem Kleidungsstück, insbesondere oberhalb, innerhalb oder unterhalb des Kleidungsstücks, befestigt werden und diese Befestigung kann wieder gelöst werden. Beispiele für Befestigungsvorrichtungen zum Befestigen des Adapters an dem Kleidungsstück umfassen Clipse, Klemmverbindungen, Steckverbindungen, Reißverschlüsse und/oder Klettverschlussverbindungen.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine durch eine Einsatzkraft tragbare Anordnung mit einer Schutzweste für die Einsatzkraft und einer unter der Schutzweste und auf der Haut der Einsatzkraft tragbaren Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder einer der Ausführungsformen des ersten Aspekts vorgeschlagen.
Hierbei kann die Einsatzkraft ihre akzeptierte Schutzweste, oft individualisierte Schutzweste, weitertragen und die Vorrichtung unter der akzeptierten Schutzweste tragen.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines smarten Textils; und
2 bis 6 zeigen schematische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels eines smarten Textils.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines smarten Textils 10. Das smarte Textil 10 ist beispielsweise als ein smartes Unterhemd für eine Einsatzkraft, beispielsweise einen Soldaten, ausgebildet.
Ferner sei angemerkt, dass das smarte Textil 10 als ein Kleidungsstück ein Beispiel für eine auf der Haut einer Einsatzkraft tragbare Vorrichtung ist. Eine alternative Ausführungsform zu dem in 1 gezeigten smarten Textil 10 ist ein Adapter für ein Kleidungsstück. Ein solcher Adapter ist mit dem Kleidungsstück der Einsatzkraft insbesondere lösbar koppelbar, d. h. lösbar befestigbar. Mit anderen Worten, kann der Adapter an dem Kleidungsstück, insbesondere oberhalb, innerhalb oder unterhalb des Kleidungsstückes, befestigt werden, und diese Befestigung kann wieder gelöst werden. Beispiele für Befestigungsvorrichtungen zum Befestigen des Adapters an dem Kleidungsstücks umfassen Clipse, Klemmverbindungen, Steckverbindungen, Reißverschlüsse und/oder Klettverschlussverbindungen.
Weiter mit Bezug zur 1 hat das smarte Textil 10 eine in ihrem Rückenbereich angeordnete integrierte Einheit IE, welche insbesondere zwischen zwei Materiallagen des smarten Textils 10 angeordnet ist oder mit einer Materiallage des smarten Textils 10 verbunden, insbesondere lösbar oder unlösbar verbunden, ist.
Die integrierte Einheit IE der 1 umfasst eine Anzahl N1 von Sensoren 21, 22 und eine Anzahl N2 von Effektoren 31, 32. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit sind N1 und N2 gleich 2 in 1 (N1 = 2, N2 = 2).
Der jeweilige Sensor 21, 22 ist dazu eingerichtet, zumindest einen Vitalwert VW der Einsatzkraft, wie beispielsweise eine Körpertemperatur der Einsatzkraft oder einen Sauerstoffgehalt des Blutes der Einsatzkraft, zu erfassen.
Der jeweilige Effektor 31, 32 ist dazu eingerichtet, einen bestimmten Effekt, wie zum Beispiel einen Druck oder eine Kraftunterstützung, auf zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft zu bewirken.
Zwischen den Sensoren 21, 22 und den Effektoren 31, 32 ist eine Steuer-Einheit 40 gekoppelt. Die Steuer-Einheit 40 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von mittels der Sensoren 21, 22 aktuell erfassten Vitalwerten VW eine aktuelle Ansteuerung A zum Ansteuern von N3, mit N3 ≤ N2, der Effektoren 31, 32 zu generieren und die N3 Effektoren 31, 32 mittels der generierten Ansteuerung A anzusteuern. Für das Beispiel der 1 mit den beiden Effektoren 31, 32 kann demnach die Steuer-Einheit 40 jeweils einen der beiden Effektoren 31, 32 oder beide Effektoren 31, 32 mittels der jeweiligen aktuellen Ansteuerung A ansteuern.
Beispielsweise kann einer der Effektoren 31, 32 als ein Stimulus-Geber ausgebildet sein, welcher dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung A durch die Steuer-Einheit 40 zumindest einen Muskel der Einsatzkraft zu stimulieren.
Weiter kann beispielsweise auch einer der Effektoren 31, 32 als eine elektrothermische Wandler-Einheit ausgebildet sein, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung A durch die Steuer-Einheit 40 zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft zu erwärmen oder - je nach Ansteuerung A - zu kühlen. Beispielsweise umfasst die elektrothermische Wandler-Einheit eine Anzahl von Peltier-Elementen.
Weiter kann der jeweilige Effektor 31, 32 auch als eine Pneumatik-Einheit ausgebildet sein, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung A durch die Steuer-Einheit 40 einen bestimmten Druck auf zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft auszuüben. Wenn die Einsatzkraft beispielsweise ein Soldat ist, der durch einen Schuss im Feld verletzt wurde, so kann es vorteilhaft sein, auf das durch den Schuss verletzte Körperteil des Soldaten einen hohen Druck auszuüben, um den Blutfluss zu stillen.
Des Weiteren kann auch einer der Effektoren 31, 32 als eine Medikations-Einheit ausgebildet sein, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung A durch die Steuer-Einheit 40 eine bestimmte Medikation in ein bestimmtes Körperteil der Einsatzkraft zu verabreichen. In Ausführungsformen kann auch einer der Effektoren 31, 32 als eine Defibrillator-Einheit ausgebildet sein.
Der jeweilige Sensor 21, 22 kann beispielsweise als ein Temperatursensor, als ein Pulsoximeter, als ein EKG-System oder eine Messeinheit zum Messen einer Lungenkontraktion ausgebildet sein. Details hierzu sind mit Bezug zu den 2 bis 6 näher beschrieben.
Die 2 bis 6 zeigen schematische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels des smarten Textils 10. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind an oder in der Rückseite des smarten Textils 10 sechs integrierte Einheiten IE1 bis IE6 angeordnet.
Bei den 2 bis 6 ist jeweils links das zweite Ausführungsbeispiel des smarten Textils 10 als Ganzes abgebildet, wobei jeweils rechts bei den 2 bis 6 eine oder mehrere der integrierten Einheiten I1 bis I6 zur genaueren Erläuterung vergrößert dargestellt sind. Die sechs integrierten Einheiten IE1 bis IE6 sind im Mittenbereich an der Rückseite des smarten Textils 10 vertikal verteilt angeordnet (siehe 2 bis 6). Die jeweilige integrierte Einheit IE1 bis IE6 ist insbesondere zwischen zwei Materiallagen des smarten Textils 10 angeordnet oder mit einer Materiallage des smarten Textils 10 verbunden, insbesondere lösbar oder unlösbar verbunden.
Dabei zeigt die 2 links das smarte Textil 10 und rechts (vergrößert dargestellt) die erste integrierte Einheit IE1.
Die erste integrierte Einheit IE1 der 2 umfasst einen Stimulus-Geber 33, eine Sensorik-Einheit 50, eine Positionsbestimmungs-Einheit 60 und eine Nahfeldkommunikations-Einheit 70.
Der Stimulus-Geber 33 kann als Warneinheit zum Warnen der Einsatzkraft dienen. Hierzu umfasst der Stimulus-Geber 33 der 2 eine Strom-Quelle 37 zum Ausgeben eines Stromes geringer Stromstärke an die Einsatzkraft sowie einen Vibrations-Geber 38 zur Ausbildung eines haptischen Effektes auf die Einsatzkraft, insbesondere zum Zwecke der Warnung.
Die Sensorik-Einheit 50 der 2 ist dazu eingerichtet, eine Anzahl von Umgebungsparametern der Einsatzkraft zu erfassen. Hierzu umfasst die Sensorik-Einheit 50 der 2 ein Magnetometer 51, einen Beschleunigungsmesser 52, ein Gyroskop 53, einen Temperatursensor 54 zum Messen der Umgebungstemperatur, ein Barometer 55 und einen oder mehrere Gassensoren 56. Hierbei kann die Steuer-Einheit 40 (siehe 3, integriert in der zweiten integrierten Einheit IE2) dazu eingerichtet sein, die aktuelle Ansteuerung A für die Effektoren 31-38 in Abhängigkeit der aktuell erfassten Vitalwerte VW der Einsatzkraft und von der Sensorik-Einheit 50 aktuell erfassten Umgebungsparameter zu generieren.
Ferner umfasst die erste integrierte Einheit IE1 der 2 eine Positions-Bestimmungseinheit 60, beispielsweise umfassend eine Anzahl unterschiedlicher Bestimmungseinheiten für unterschiedliche Satellitensysteme, wie eine Bestimmungseinheit 61 für GPS, eine Bestimmungseinheit 62 für GLONASS, eine Bestimmungseinheit 63 für GALILEO und eine Bestimmungseinheit 64 für BEIDOU. Die Positions-Bestimmungseinheit 60 ist dazu eingerichtet, eine Position und/oder Ausrichtung der Einsatzkraft zu erfassen. Hierbei kann die Steuer-Einheit 40 (siehe 3) dazu eingerichtet sein, die aktuelle Ansteuerung A in Abhängigkeit der aktuell erfassten Vitalwerte VW und in Abhängigkeit der aktuell erfassten Position und/oder der aktuell erfassten Ausrichtung der Einsatzkraft zu generieren.
Des Weiteren umfasst die erste integrierte Einheit IE1 der 2 eine Nahfeld-Kommunikationseinheit 70, beispielsweise umfassend eine WLAN-Einheit 71, eine Bluetooth-Einheit 72, eine RFID-Einheit 73 sowie eine Induktionssendeempfangseinheit 74 (Near-Field-Magnetic-Induction-Einheit).
Weiter zeigt die 3 eine detaillierte Ansicht der zweiten integrierten Einheit IE2. Die zweite integrierte Einheit IE2 der 3 umfasst die Steuer-Einheit 40, eine Speicher-Einheit 80, eine elektrothermische Wandler-Einheit 34 sowie ein Schnittstellenmodul 81.
Wie oben bereits ausgeführt, ist die Steuer-Einheit 40 dazu eingerichtet, die jeweils aktuelle Ansteuerung A für die Effektoren 31-38 zu generieren.
Die Speicher-Einheit 80 ist dazu eingerichtet, die von den Sensoren 21-26 erfassten Vitalwerte VW der Einsatzkraft zu speichern.
Das Schnittstellenmodul 81 umfasst mitunter eine Transceiver-Einheit. Die Transceiver-Einheit ist dazu eingerichtet, die in der Speicher-Einheit 80 gespeicherten Vitalwerte VW der Einsatzkraft an einen vorbestimmten Empfänger zu übertragen und/oder Befehle von einem vorbestimmten Sender zu empfangen. Hierbei kann die Steuer-Einheit 40 dazu eingerichtet sein, die aktuelle Ansteuerung A in Abhängigkeit der aktuell erfassten Vitalwerte VW und der empfangenen Befehle zu generieren.
Ferner zeigt die 4 die dritte integrierte Einheit IE3, die vierte integrierte Einheit IE4 und die fünfte integrierte Einheit IE5. In der dritten integrierten Einheit IE3 ist eine Energiemanagement-Einheit 82 vorgesehen, welche die Balancierung der Energie des smarten Textils 10 managt und verwaltet. Dies führt die Energiemanagement-Einheit 82 vorzugsweise in Abhängigkeit des Zustandes der Einsatzkraft durch.
In der vierten integrierten Einheit IE4 ist eine Energiespeicherungs-Einheit 83 vorgesehen, welche eine Anzahl von Energie-Speichern umfasst. Die Anzahl von Energie-Speichern weist beispielsweise einen oder mehrere Akkumulatoren, einen oder mehrere Kondensatoren und/oder eine oder mehrere Wasserstoffzellen auf.
In der fünften integrierten Einheit IE5 ist eine Energiegewinnungs-Einheit 84 vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, Energie zu gewinnen bzw. rückzugewinnen, beispielsweise aus der Körpertemperatur der Einsatzkraft.
Des Weiteren zeigt die 5 die Details zu der sechsten integrierten Einheit IE6, welche eine Sensorik-Einheit 90 zum Erfassen, insbesondere redundanten Erfassen, von Umgebungsparametern der Einsatzkraft und Lage sowie Tätigkeit (z.B. Laufen, Gehen, Robben und Ruhen) der Einsatzkraft umfasst. Beispielsweise umfasst die Sensorik-Einheit 90 der 5 ein Magnetometer 91, einen Beschleunigungssensor 92, ein Gyroskop 93 und einen Temperatursensor 94.
Des Weiteren zeigt die 6, dass die Sensoren und Effektoren des smarten Textils 10 verteilt über die integrierten Einheiten IE1 - IE6 angeordnet sein können. Dies insbesondere deshalb, weil es vorteilhaft ist, Vitalwerte VW an unterschiedlichen Stellen des Körpers der Einsatzkraft aufzunehmen, und, weil es weiterhin vorteilhaft ist, die Effektoren zur Bewirkung unterschiedlicher Effekte auf den Körper der Einsatzkraft auch an unterschiedlichen Stellen des Körpers der Einsatzkraft anzuordnen. Im Detail zeigt die 6 als Beispiele für die Sensoren 21-26 einen Temperatursensor 23, ein Pulsoximeter 24, ein 360-EKG-System 25 (auch an der Brust der Einsatzkraft) und eine Messeinheit 26 zum Messen einer Lungenkontraktion der Einsatzkraft. Als Beispiele für die Effektoren 31-38 zeigt die 6 einen Stimulus-Geber 33, eine elektrothermische Wandlereinheit 34, eine Pneumatik-Einheit 35 sowie eine Medikations-Einheit 36.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung, insbesondere Kleidungstück oder smartes Textil
21: Sensor
22: Sensor
23: Temperatursensor
24: Pulsoximeter
25: EKG-System
26: Messeinheit
31: Effektor
32: Effektor
33: Stimulus-Geber
34: elektrothermische Wandler-Einheit
35: Pneumatik-Einheit
36: Medikations-Einheit
37: Strom-Quelle
38: Vibrations-Geber
40: Steuer-Einheit
50: Sensorik-Einheit
51: Magnetometer
52: Beschleunigungssensor
53: Gyroskop
54: Temperatursensor
55: Barometer
56: Gassensor
60: Positionsbestimmungs-Einheit
61: Bestimmungseinheit für GPS
62: Bestimmungseinheit für GLONASS
63: Bestimmungseinheit für GALILEO
64: Bestimmungseinheit für BEIDOU
70: Nahfeld-Kommunikationseinheit
71: WLAN-Einheit
72: Bluetooth-Einheit
73: RFID-Einheit
74: Induktionssendeempfangseinheit
80: Speicher-Einheit
81: Schnittstellenmodul
82: Energiemanagement-Einheit
83: Energiespeicherungs-Einheit
84: Energiegewinnungs-Einheit
90: Sensorik-Einheit
91: Magnetometer
92: Beschleunigungssensor
93: Gyroskop
94: Temperatursensor
IE: integrierte Einheit
IE1: erste integrierte Einheit
IE2: zweite integrierte Einheit
IE3: dritte integrierte Einheit
IE4: vierte integrierte Einheit
IE5: fünfte integrierte Einheit
IE6: sechste integrierte Einheit
A: Ansteuerung
VW: Vitalwerte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019127146 [0003]

Claims

Eine auf der Haut einer Einsatzkraft tragbare Vorrichtung (10), insbesondere Kleidungsstück oder Adapter für ein Kleidungsstück, mit: einer Anzahl N1 von Sensoren (21-26), wobei der jeweilige Sensor (21-26) dazu eingerichtet ist, zumindest einen Vitalwert (VW) der Einsatzkraft zu erfassen, mit N1 ≥ 1, einer Anzahl N2 von Effektoren (31-38), wobei der jeweilige Effektor (31-38) dazu eingerichtet ist, einen bestimmten Effekt auf zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft zu bewirken, mit N2 ≥ 1, und einer mit den N1 Sensoren (21-26) und den N2 Effektoren (31-38) gekoppelten Steuer-Einheit (40), welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von mittels der Sensoren (40) aktuell erfassten Vitalwerten (VW) eine aktuelle Ansteuerung (A) zum Ansteuern von N3, mit N3 ≤ N2, der Effektoren (31-38) zu generieren und die N3 Effektoren (31-38) mittels der generierten Ansteuerung (A) anzusteuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kleidungsstück (10) ein unter einer Schutzweste der Einsatzkraft tragbares smartes Textil, insbesondere ein smartes Unterwäschestück, bevorzugt ein smartes Unterhemd, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die N2 Effektoren (31-38) zumindest einen Stimulus-Geber (33) umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung (A) durch die Steuer-Einheit (40) zumindest einen Muskel der Einsatzkraft zu stimulieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die N2 Effektoren (31-38) zumindest eine elektrothermische Wandler-Einheit (34) umfassen, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung (A) durch die Steuer-Einheit (40) zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft zu erwärmen oder zu kühlen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrothermische Wandler-Einheit (34) eine Anzahl von Peltier-Elementen umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die N2 Effektoren (31-38) zumindest eine Pneumatik-Einheit (35) umfassen, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung (A) durch die Steuer-Einheit (40) einen bestimmten Druck auf zumindest ein Körperteil der Einsatzkraft auszuüben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die N2 Effektoren (31-38) zumindest eine Medikations-Einheit (36) umfassen, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer aktuellen Ansteuerung (A) durch die Steuer-Einheit (40) eine bestimmte Medikation in ein bestimmtes Körperteil der Einsatzkraft zu verabreichen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die N2 Effektoren (31-38) eine Defibrillator-Einheit umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, dass die N1 Sensoren (21-26) umfassen: einen Temperatursensor (23) zum Messen einer Temperatur der Einsatzkraft, ein Pulsoximeter (24) zum Bestimmen eines Sauerstoffgehaltes des Blutes der Einsatzkraft und einer Pulsfrequenz der Einsatzkraft, ein EKG-System (25) zum Ermitteln eines 360-Grad-EKGs der Einsatzkraft, und/oder eine Messeinheit (26) zum Messen einer Lungenkontraktion der Einsatzkraft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorik-Einheit (50) zur Erfassung einer Anzahl von Umgebungsparametern in dem smarten Textil (10) integriert ist, wobei die Steuer-Einheit (40) dazu eingerichtet ist, die aktuelle Ansteuerung (A) in Abhängigkeit der aktuell erfassten Vitalwerte (VW) der Einsatzkraft und von der Sensorik-Einheit (50) aktuell erfassten Umgebungsparametern zu generieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10. dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionsbestimmungs-Einheit (60) in dem smarten Textil (10) integriert ist, welche dazu eingerichtet ist, eine Position und/oder Ausrichtung der Einsatzkraft zu erfassen, wobei die Steuer-Einheit (40) dazu eingerichtet ist, die aktuelle Ansteuerung (A) in Abhängigkeit der aktuell erfassten Vitalwerte (VW) und in Abhängigkeit der aktuell erfassten Position und/oder der aktuell erfassten Ausrichtung der Einsatzkraft zu generieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speicher-Einheit (80) in dem smarten Textil integriert ist, welche zum Speichern der von den Sensoren (21-26) erfassten Vitalwerte (VW) der Einsatzkraft eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transceiver-Einheit in dem smarten Textil integriert ist, welche dazu eingerichtet ist, die in der Speicher-Einheit (80) gespeicherten Vitalwerte (VW) der Einsatzkraft an einen vorbestimmten Empfänger, insbesondere eines Führungssystems, zu übertragen und/oder Befehle von einem vorbestimmten Sender, insbesondere des Führungssystems, zu empfangen, wobei die Steuer-Einheit (40) dazu eingerichtet ist, die aktuelle Ansteuerung (A) in Abhängigkeit der aktuell erfassten Vitalwerte (VW) und der empfangenen Befehle zu generieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter mit einem Kleidungsstück (10) der Einsatzkraft, insbesondere mit einem Unterwäschestück, bevorzugt mit einem Unterhemd, lösbar koppelbar ist.
Eine durch eine Einsatzkraft tragbare Anordnung mit einer Schutzweste für die Einsatzkraft und einer unter der Schutzweste und auf der Haut der Einsatzkraft tragbaren Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.