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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren von Kinetose. Demgemäß ist vorgesehen:
- ein Verfahren zum Detektieren von Kinetose eines Passagiers in einem Fahrzeug mit den folgenden Schritten: Überwachen einer elektrodermalen Aktivität eines Passagiers anhand von EDA-Daten, indem Veränderungen eines tonischen Anteils und eines phasischen Anteils der elektrodermalen Aktivität registriert werden; Überwachen einer Körpertemperatur des Passagiers; Detektieren von Kinetose aufgrund der Veränderungen des tonischen Anteils, des phasischen Anteils, der Körpertemperatur sowie aufgrund einer Auswertung zurückliegender EDA-Daten des Passagiers mittels künstlicher Intelligenz.
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Kinetose nennt man körperliche Reaktionen wie Blässe, Schwindel, Kopfschmerz, Übelkeit und Erbrechen, die durch ungewohnte Bewegungen, etwa in einem Verkehrsmittel oder in einem Wolkenkratzer ohne ausreichende Schwingungstilgung, ausgelöst werden können. Seekrankheit, Luftkrankheit, Raumkrankheit oder die Landkrankheit von Seeleuten auf Landgang sind bekannte Formen von Kinetose. Passive Bewegung in Reisebussen, Autos, Zügen mit Neigetechnik, Flugzeugen, Achterbahnen kann ebenfalls Kinetose hervorrufen. Charakteristisch ist, dass die Fahrer des jeweiligen Fahrzeugs fast nie an Kinetose erkrankt sind.
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Auch in Fahr- und Flugsimulatoren und Erlebniskinos kann es zum Auftreten von Kinetose kommen. Erstere Form der Kinetose wird als Simulator Sickness (Simulatorkrankheit) bezeichnet; relativ neu sind Erkrankungsfälle unter Computerspielern (Gaming Sickness oder Spielübelkeit), insbesondere bei Nutzung von VR-Brillen (VR-Krankheit).
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Die elektrodermale Aktivität (EDA; englisch Galvanic skin response, GSR, Skin Conductance Response, SCR, oder Electrodermal response, EDR) ist eine kurzzeitige Veränderung des elektrischen Leitungswiderstandes der Haut, bewirkt durch die typische Erhöhung des Sympathikotonus bei emotional-affektiven Reaktionen. Dabei kommt es zu einer erhöhten Schweißsekretion, entsprechend zu einer Zunahme der Hautleitfähigkeit.
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Die EDA dient als Oberbegriff für tonische oder phasische Phänomene der Haut. Die tonischen Anteile entsprechen dem Leitwertniveau („level“). Sie ändern sich nur langsam. Das Leitwertniveau als solches ergibt sich aus der Füllung der Schweißdrüsengänge, der Durchfeuchtung des Corneums und den Permeabilitätsveränderungen der Schweißdrüsengänge.
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Das tonische Leitwertniveau der meisten Menschen liegt zwischen 0 und 10 µS/cm2. Allerdings können individuell auch Werte bis zu 100 µS/cm2 auftreten. Daher ist die Verwendung von Änderungen der tonischen Anteile oder die Berücksichtigung des individuellen Leitwertniveaus eines Menschen vorteilhaft. Die tonischen Anteile werden überlagert von kurzfristigen elektrodermalen Amplitudenanstiegen unter Ruhebedingungen, den sog. Spontanfluktuationen. Diese geben Aufschluss über die physiologische Aktivierung. Hierbei treten individuelle Schwankungen auf.
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Die Erfassung von Spontanfluktuationen kann vorteilhaft sein, wenn keine klar abgrenzbaren Reize bekannt sind bzw. wenn die Reize relativ schwach sind.
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Es ist vorteilhaft, Artefakte von Fluktuationen abzugrenzen, die durch Reize wie Bewegen, Sprechen, Husten, Räuspern, tiefes Einatmen oder dergleichen ausgelöst werden. Die Definition einer Fluktuation erfolgt über die Bestimmung eines sogenannten Amplitudenkriteriums. Bei Überschreitung einer vorher bestimmten Amplitude liegt demnach eine Spontanfluktuation vor. Dabei kann es sich um einen absoluten Wert handeln, wie z. B. 0,01 µS, oder um eine Angabe in Prozent von der Grundlinie wie z. B. 0,1 %.
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Die phasischen Anteile ändern sich im Sekundenbereich. Phasische Reaktionen treten typischerweise als Reaktionen auf einzelne Reize auf. Bei den phasischen Niveauverschiebungen ist es vorteilhaft, aufgrund der kleinen Messwerte eine Verstärkung zu nutzen, um die Amplituden bestimmen zu können. Phasische Änderungen unterscheiden sich von tonischen Spontanfluktuationen dadurch, dass diese innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters nach einem Reiz auftreten. Phasische Fluktuationen sind also reizbedingte Änderungen.
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Mit Hilfe von Messungen der elektrodermalen Aktivität lassen sich psychophysiologische Zusammenhänge objektivieren, da jede physiologische Erregung, wie sie mit Emotionen oder Stress einhergeht, die Hautleitfähigkeit verändert.
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Die Körpertemperatur ist die Temperatur eines menschlichen Körpers. Von dem Begriff ist die Temperatur des Körperinneren sowie die Oberflächentemperatur der Haut umfasst.
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Ein Sensor, auch als Detektor, (Messgrößen- oder Mess-)Aufnehmer oder (Mess-)Fühler bezeichnet, ist ein technisches Bauteil, das bestimmte physikalische, chemische Eigenschaften oder Zustände, z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Geschwindigkeit, Helligkeit, Beschleunigung, pH-Wert, Ionenstärke, elektrochemisches Potential und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfassen kann. Diese Größen werden mittels physikalischer oder chemischer Effekte erfasst und als Sensordaten in ein weiterverarbeitbares elektrisches Signal umgeformt. Fahrzeugsensoren sind an einem Fahrzeug montiert, um eine Fahrzeugumgebung zu erfassen. Sensordaten, die von Fahrzeugsensoren erfasst werden, sind fahrzeugumgebungsbezogene Sensordaten.
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Intelligenter Algorithmus bedeutet, dass der Algorithmus Mittel der künstlichen Intelligenz, also der Automatisierung intelligenten Verhaltens und dem Maschinenlernen, umfasst. Ein intelligenter Algorithmus ist zum Beispiel ein künstliches neuronales Netzwerk.
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Fahrzeuge sind Land-, Luft-, oder Wasserfahrzeuge. In dieser Patentanmeldung sind von dem Fahrzeugbegriff auch Fahrzeugsimulatoren umfasst.
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Eine Tendenz beschreibt, in welche Richtung sich ein Wert ändert, d.h. ob der Wert zunimmt, gleichbleibt oder abnimmt.
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Ein vollautomatisierter Prozess arbeitet ohne menschliche Unterstützung. Ein teilautomatisierter Prozess unterstützt einen verantwortlichen Menschen bei Tätigkeiten oder Entscheidungen.
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Bewegungen eines Fahrzeugs verursachen Reize auf Passagiere in dem Fahrzeug. Bei einer anhaltenden Bewegung des Fahrzeugs überlagern sich die Reize und führen zu einem Reizniveau.
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Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, eine Körpertemperatur sowie eine elektrodermale Aktivität, im Folgenden auch kurz mit EDA bezeichnet, eines Passagiers während einer Fahrt in einem Fahrzeug zu überwachen und eine Kinetose aufgrund von Veränderungen eines tonischen Anteils und eines phasischen Anteils der elektrodermalen Aktivität, der Körpertemperatur sowie aufgrund einer Auswertung zurückliegender Daten zur elektrodermalen Aktivität des Passagiers mittels künstlicher Intelligenz zu detektieren.
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Dabei neigen Menschen unterschiedlich stark zu Kinetose. Eine Neigung zur Entwicklung einer Kinetose kann genetisch veranlagt, altersbedingt oder gewohnheitsbedingt sein. So neigen beispielsweise Kinder häufig zu Kinetose, wohingegen Menschen, die entsprechenden Reizen häufig exponiert sind, seltener unter Kinetose leiden.
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Dementsprechend ist vorgesehen, aus zurückliegenden EDA-Daten und Körpertemperaturdaten über die individuelle Entstehung von Kinetose eines Passagiers bzw. über dessen Veranlagung zu Kinetose zu lernen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird ein Kinetoseindex aufgrund von aktuellen und zurückliegenden EDA-Daten sowie aktuellen und zurückliegenden Körpertemperaturwerten des Passagiers ermittelt.
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Somit lässt sich das Verfahren zum Detektieren von Kinetose auch für menschliche Fahrzeugführer einfach, schnell und übersichtlich auswerten.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird eine Tendenz des Kinetoseindex ermittelt. Somit lässt sich darüber informieren, ob der Kinetoseindex gerade ansteigt oder abfällt. Diese Information kann hilfreich für einen Fahrzeugführer bei der Planung von bevorstehenden Fahrmanövern sein.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Passagier, dessen elektrodermale Aktivität überwacht wird, teilautomatisiert oder vollautomatisiert erkannt, um diesem zurückliegende Daten zuzuordnen.
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So kann beispielsweise vorgesehen sein, einen Passagier aufgrund von biometrischen Merkmalen vollautomatisiert zu erkennen, wenn zu diesem bereits Daten gespeichert sind. Alternativ kann vorgesehen sein, einem menschlichen Entscheider verschiedene bekannte Passagiere vorzuschlagen. Dabei werden bei einer teilautomatisierten Erkennung von Passagieren, vorhandene Informationen durch einen Computer berücksichtigt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird ein Reizniveau aufgrund einer Fahrzeugbewegung ermittelt und dem Reizniveau werden EDA-Daten zugeordnet. Das Reizniveau kann dabei anhand eines Reizniveauindex aufgrund von einer Fahrzeugbewegung beurteilt werden. Hierbei können beispielsweise Geschwindigkeiten des Fahrzeugs, Längsbeschleunigungen und/oder Querbeschleunigungen berücksichtigt werden.
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Zweckmäßigerweise wird bei der Zuordnung eines Reizniveaus zu EDA-Daten eine Verzögerung zwischen der körperlichen Wahrnehmung eines Reizes und einer körperlichen Reaktion anhand der elektrodermalen Aktivität berücksichtigt.
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Dabei ist es auch zweckmäßig, wenn eine Steuerempfehlung zum Steuern des Fahrzeugs aufgrund eines aktuellen Reizniveaus sowie aufgrund eines durch Zuordnung ermittelten Zusammenhangs zwischen dem Reizniveau und den EDA-Daten ermittelt wird.
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Eine Steuerempfehlung zum Steuern eines Fahrzeugs kann beispielsweise eine Empfehlung zum Reduzieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, zum Reduzieren einer Beschleunigung des Fahrzeugs oder auch zum Herablassen von Fensterscheiben sein. Dabei kann auch vorgesehen sein, eine zu einem an Kinetose erkrankten Passagier benachbarte Fensterscheibe zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, Steuerempfehlungen für Unterhaltungsprogramme, wie etwa Radio oder TV, sofern diese die Entstehung von Kinetose beeinflussen, zu ermitteln.
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Es versteht sich, dass ein Bausatz zum Durchführen eines Verfahrens wie es vorstehend beschrieben wurde, welcher einen mobilen Sensor zum Überwachen von einer elektrodermalen Aktivität und einer Körpertemperatur, und eine Recheneinheit aufweist, wobei die Recheneinheit mit dem Sensor datenverbunden ist, um aktuelle EDA-Daten und Körpertemperatur-Daten zu erhalten und zu speichern, wobei die Recheneinheit ein künstliches Intelligenz-Modul aufweist oder mit einem künstlichen Intelligenz-Modul verbunden ist, um aktuelle und zurückliegende EDA-Daten und Körpertemperaturdaten hinsichtlich einer Detektion von Kinetose auszuwerten, vorteilhaft ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
- 1 ein schematisches Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dem Schritt S1 wird eine elektrodermale Aktivität eines Passagiers anhand von EDA-Daten überwacht, indem Veränderungen eines tonischen Anteils und eines phasischen Anteils der elektrodermalen Aktivität registriert werden.
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In dem Schritt S2 wird eine Körpertemperatur des Passagiers überwacht. In dem Schritt S3 wird eine Kinetose aufgrund von Veränderungen des tonischen Anteils, des phasischen Anteils, der Körpertemperatur sowie aufgrund einer Auswertung zurückliegender EDA-Daten des Passagiers mittels künstlicher Intelligenz detektiert.
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Bezugszeichenliste
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- S1-S3
- Verfahrensschritte
