DE202006011058U1

DE202006011058U1 - System zur Darstellung einer virtuellen Umgebung

Info

Publication number: DE202006011058U1
Application number: DE202006011058U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2016-07-19
Also published as: RU2009105336A; CN101489632A; US20100002001A1; EP2043747A1; WO2008009320A1; JP2009543619A

Abstract

System zur Darstellung einer virtuellen Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass das System Mittel bestehend aus einem Fitnessgerät, Mittel zur zwei- und/oder dreidimensionalen visuellen Darstellung, mindestens ein akustisches Ausgabe- und/oder Aufnahmemittel und Mittel zur Erzeugung von Wind, Temperatur und/oder Geruch umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Darstellung einer virtuellen Umgebung, wobei es in den Bereichen Wellness, Fitness und/oder Medizin angewendet werden kann.
Gemäß einer Gebrauchsmusterschrift (DE 20 2004 007 273 U1) ist bereits eine Erholungs- und/oder Erlebniseinrichtung, insbesondere Wellness-Anlage, mit Filmpräsentation mittels einer Filmvorführeinrichtung und einem Filmabbildungsbereich innerhalb geschlossener Räume beschrieben, wobei diese über eine Steuereinrichtung miteinander verbundene Bewegungs-, Ton-, Wind-, Geruchs, Licht- und/oder sonstige Strahlungs-Erzeugungseinrichtungen und/oder Sensoreinrichtungen enthält, deren Aktivitäten und Funktionsweisen auf Ereignisse der Filmpräsentation zeitlich, örtlich und/oder in ihren Intensitäten abgestimmt sind.
Dabei erfolgt bei solchen und ähnlichen Systemen aber keine Aufnahme und Analyse der Körperfunktionen bzw. Zustände, so dass auch keine Kontrolle über die Wirkung oder den Erfolg der Anwendung möglich ist. Weiterhin können mit solchen Systemen keine speziellen Fitness- bzw. Trainingsprogramme und auch keine medizinischen Anwendungen durchgeführt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einem Benutzer eine virtuelle Umgebung zur Verfügung zu stellen, in der verschiedene Sinne stimuliert, spezielle Fitness-Programme absolviert und dabei die Körperfunktionen überprüft werden können.
Die Aufgabe wurde durch ein System gelöst, das ein Fitness-Gerät, ein Mittel zur zwei- und/oder dreidimensionalen visuellen Darstellung, mindestens ein akustisches Ausgabe- und/oder Aufnahmemittel und ein Mittel zur Erzeugung von Wind, Temperatur und/oder Geruch besteht.
In dieser ganzheitlichen Anlagentechnik kann ein für die Leistungs- und Breitensport wesentlich effizienteres spaß- und erlebnisorientiertes Training durchgeführt werden.
Dazu ist es vorteilhaft, dass dieses System ein Mittel für die Stimulation des Tastsinns und/oder ein Mittel zur Veränderung der Zusammensetzung der Atemluft enthält. Bei Verwendung des Systems können sowohl teuere Flüge zu Trainingsaufenthalten in Hochgebirgsregionen eingespart werden als auch die effektive Zeit zum Erzielen des gleichen konditionellen Trainingseffekts von beispielsweise zwei Stunden auf eine Stunde verkürzt werden. Parallel ist eine um bis zu 10% höhere Leistungssteigerung im Vergleich zum herkömmlichen Training erreichbar.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Komponenten über ein Computersystem miteinander verbunden und gesteuert werden, wobei das Computersystem mindestens einen Steuercomputer mit einer Benutzeroberfläche enthält und an diesem Steuercomputer über ein Netzwerk Rechner zur Bildberechnung für das rechte und linke Auge angeschlossen sind.
Weiterhin können an den Steuercomputer externe Datenspeichergeräte angeschlossen sein, wie beispielsweise ein DVD oder VCD-Player. Somit kann das System je nach Anwendung flexibel angepasst werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die vom Steuercomputer generierten Signale an einen auf dem Kopf des Nutzers getragenen Helm mit LCDs zur Erzeugung der virtuellen Umgebung (Head Mounted Display-HMD) weitergeleitet werden. Alternativ können die generierten Signale für eine Stereo-Projektion zur Erzeugung einer dreidimensionalen Darstellung auf einer Leinwand genutzt werden.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Systems ist der Steuercomputer mit einem oder mehreren Eingabegeräten, die mindestens jeweils sechs Freiheitsgrade besitzen, zur Bestimmung der Position und Orientierung verbunden, wobei die Eingabegeräte wahlweise mit einer oder mehreren Tasten ausgestattet sein können.
Vorteilhaft ist es ferner, dass beispielsweise isometrische, isotone und/oder elastische Eingabegeräte an dem Steuercomputer angeschlossen sind, wobei mit diesen Eingabegeräten beispielsweise eine Blickbewegungserfassung, Körperbewegungserfassung, Kopfbewegungserfassung und/oder Positionsbestimmung erfolgen kann. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann mit den Eingabegeräten Gestik, Mimik und/oder Sprache erfasst werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante wird als Eingabegerät beispielsweise ein Head Tracker verwendet, der auch an dem auf dem Kopf des Nutzers getragenen Helm mit LCDs zur Erzeugung der virtuellen Umgebung (Head Mounted Display-HMD) befestigt sein kann.
Vorteilhaft ist es ferner, dass die visuelle Darstellungseinheit ein nicht bewegtes Bild, einen bewegten oder nicht bewegten Gegenstand, eine Computergrafik und/oder zwei und/oder dreidimensional bewegte Bilder oder Filme wiedergibt. Es können dazu auch konventionelle Monitore für die zweidimensionale Darstellung verwendet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die visuelle Darstellungseinheit ein Bild mit einem Sichtwinkel von 0° bis 179° wiedergeben oder für die Verwendung des Systems in den Bereichen Fitness, Wellness oder Medizin auch ein Bild mit einem Sichtwinkel von 180° oder mehr als 180° wiedergeben, wobei auch vom Benutzer vorher aufgenommene bewegte und/oder unbewegte reale Bilder dargestellt werden können.
Für die Anwendung im Fitness-Bereich ist es besonders vorteilhaft, dass als Fitness-Gerät in das System beispielsweise ein Rudergerät, Fahrrad oder Laufband integriert wird. Somit wird eine Kombination aus physischen und psychischen Reizen ermöglicht und eine Aromaanwendung oder ein Höhentraining in einem virtuellen dreidimensionalen Umfeld durchführbar. Dabei können Leis tungsdaten des Nutzers erfasst sowie medizinische Kenngrößen wie Puls oder Herzfrequenz aufgezeichnet werden. Dazu können in einer Weiterentwicklung des Systems durch die Entnahme von Blut auch genauere Blutbildanalysen vor, während und/oder nach der Benutzung durchgeführt werden. Beispielsweise kann mit Hilfe eines mit dem Computersystem verbundenen Zellanalysegeräts, vorzugsweise eines Geräts für die Durchflusszytometrie, die Zusammensetzung der Blutzellen exakt bestimmt werden. Auch ist unter Verwendung, vorzugsweise mit einem Fluoreszenzfarbstoff gekoppelter, spezifischer Antikörper eine Analyse von Oberflächenmarkern auf den Zellen möglich.
Vorteilhaft ist es weiterhin, dass die akustische Ausgabeeinheit Musikinstrumente, menschliche Stimmen, Umgebungsgeräusche wie Tierlaute, Wind, Regen, Wasserfälle, Donner und/oder Geräusche von Fahrzeugmotoren, Schüssen, Pumpen, Explosionen und/oder Erdarbeiten wiedergibt.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung können Wind, Temperatur, Geruch und/oder Luftfeuchtigkeit an die dargestellte Situation in der virtuellen Realität angepasst werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass über eine Kommunikationseinheit Anweisungen und/oder Hinweise von außerhalb des Systems an den Benutzer weitergegeben werden können. Dazu können, beispielsweise von einem qualifizierten Therapeuten, akustische oder visuelle Anweisungen an den Benutzer gegeben werden.
Dazu ist es vorteilhaft, dass der Benutzer über eine Kommunikationseinheit mit einer Person außerhalb des Systems in Kontakt treten kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann der Nutzer den Sauerstoffgehalt innerhalb von wenigen Sekunden von einem niedrigen Wert im Bereich zwischen 9% und 17% bis zu einem hohen Wert von bis zu 100% und umgekehrt verändern. Unter Anwendung dieses Systems können sich Spitzen- und Leistungssportler optimal mit Höhentrainingseinheiten im vir tuellen realitätsnahen Umfeld auf anstehende Wettkämpfe vorbereiten. Das realitätsnahe Training unter sauerstoffarmen Bedingungen zielt bei Breiten- und Freizeitsportlern eher auf die Steigerung der persönlichen Leistungsfähigkeit und des individuellen Konditionsniveaus ab. Dabei können im speziellen die kosten- und zeitintensiven Flüge und Aufenthalte in Hochgebirgsregionen eingespart werden. Weiterhin ist ein wesentlich effizienteres Training möglich, da die Anlage 24 Stunden verfügbar und logistisch leicht erreichbar ist.
Im Bereich Wellness könnte dieses System in einem virtuellen dreidimensionalen Umfeld beispielsweise eine Aromaanwendung mit einem passiven Höhentraining und einer Sauerstofftherapie kombinieren. In einer solchen Umgebung könnte eine solche Kombination aus Entspannung und Verbesserung der persönlichen Leistungsfähigkeit sowie eine Stärkung des Immunsystems erreicht werden.
Im Bereich der Medizin kann das System für eine Aromaanwendung, ein Höhentraining und/oder eine Sauerstofftherapie in einem dreidimensionalen Umfeld genutzt werden, wobei die vier Sinne Sehen, Fühlen, Riechen und Hören stimuliert werden. Durch die dabei erreichte Mobilisierung des körpereigenen Abwehrsystems ist eine Anwendung bei Personen mit Erkrankungen wie beispielsweise Krebs, Allergien und Erkrankungen des Stoffwechsels denkbar.
Weiterhin bietet besonders die Technik der dreidimensionalen Darstellung die Möglichkeit, spezielle psychische Erkrankungsverläufe, wie Ängste bei Autoimmunsystemerkrankungen, durch die Wirkung von Bildern und Geräuschen positiv zu beeinflussen.

Claims

System zur Darstellung einer virtuellen Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass das System Mittel bestehend aus einem Fitnessgerät, Mittel zur zwei- und/oder dreidimensionalen visuellen Darstellung, mindestens ein akustisches Ausgabe- und/oder Aufnahmemittel und Mittel zur Erzeugung von Wind, Temperatur und/oder Geruch umfasst.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Mittel für die Stimulation des Tastsinns und/oder ein Mittel zur Veränderung der Zusammensetzung der Atemluft enthält.
System nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten über ein Computersystem miteinander verbunden und gesteuert werden.
System nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem mindestens einen Steuercomputer mit einer Benutzeroberfläche enthält.
System nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Steuercomputer über ein Netzwerk Rechner zur Bildberechnung für das rechte und linke Auge angeschlossen sind.
System nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die generierten Signale an einen auf dem Kopf des Nutzers getragenen Helm mit LCDs zur Erzeugung der virtuellen Umgebung (Head Mounted Display-HMD) weitergeleitet werden.
System nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die generierten Signale für eine Stereo-Projektion zur Erzeugung einer dreidimensionalen Darstellung auf einer Leinwand genutzt werden.
System nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuercomputer mit einem oder mehreren Eingabegeräten mit mindestens sechs Freiheitsgraden zur Bestimmung der Position und Orientierung verbunden ist und die Eingabegeräte wahlweise mit einer oder mehreren Tasten ausgestattet sind.
System nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass isometrische, isotone und/oder elastische Eingabegeräte an den Steuercomputer angeschlossen sind.
System nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Eingabegeräten eine Blickbewegungserfassung, Körperbewegungserfassung, Kopfbewegungserfassung und/oder Positionsbestimmung erfolgt.
System nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Eingabegeräten Gestik, Mimik und/oder Sprache erfasst werden.
System nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingabegerät ein Head Tracker verwendet wird.
System nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die visuelle Darstellungseinheit ein nicht bewegtes Bild, einen bewegten oder nicht bewegten Gegenstand, eine Computergrafik und/oder zwei- und/oder dreidimensionale bewegte Bilder oder Filme wiedergibt.
System nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die visuelle Darstellungseinheit ein Bild mit einem Sichtwinkel von 0° bis 179° wiedergibt.
System nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die visuelle Darstellungseinheit für die Verwendung des Systems in den Bereichen Fitness, Wellness oder Medizin ein Bild mit einem Sichtwinkel von 180° oder mehr als 180° wiedergeben kann.
System nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die visuelle Darstellungseinheit vom Benutzer aufgenommene bewegte und/oder unbewegte Bilder wiedergibt.
System nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Fitnessgerät beispielsweise ein Rudergerät, Fahrrad oder Laufband verwendet wird.
System nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsdaten erfasst sowie medizinische Kenngrößen des Nutzers, wie Puls oder Herzfrequenz, aufgezeichnet werden.
System nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Ausgabeeinheit Musikinstrumente, menschliche Stimmen, Umgebungsgeräusche wie Tierlaute, Wind, Regen, Wasserfälle, Donner und/oder Geräusche von Fahrzeugmotoren, Schüssen, Pumpen, Explosionen und/oder Erdarbeiten wiedergibt.
System nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Wind, Temperatur, Geruch, und/oder Luftfeuchtigkeit an die dargestellte Situation in der virtuellen Realität angepasst werden können.
System nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Kommunikationseinheit Anweisungen und/oder Hinweise von außerhalb des Systems an den Benutzer gegeben werden können.
System nach den Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Benutzer über eine Kommunikationseinheit mit einer Person außerhalb des Systems in Kontakt treten kann.
System nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzer den Sauerstoffgehalt innerhalb von wenigen Sekunden von einem niedrigen Wert im Bereich zwischen 9% und 17% bis zu einem hohen Wert von bis zu 100% und umgekehrt verändern kann.
System nach den Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Computersystem ein Zellanalysegerät, vorzugsweise ein Gerät für die Durchflusszytometrie, verbundenen ist.