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DE69633246T2 - Berührungsübertragungsvorrichtung und verfahren - Google Patents

Berührungsübertragungsvorrichtung und verfahren

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Publication number
DE69633246T2
DE69633246T2 DE1996633246 DE69633246T DE69633246T2 DE 69633246 T2 DE69633246 T2 DE 69633246T2 DE 1996633246 DE1996633246 DE 1996633246 DE 69633246 T DE69633246 T DE 69633246T DE 69633246 T2 DE69633246 T2 DE 69633246T2
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DE
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Grant
Patent type
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DE1996633246
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DE69633246D1 (de )
Inventor
Gilbert Rene Gonzales
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Gonzales Gilbert Rene Scottsdale
Original Assignee
Gonzales, Gilbert Rene, Scottsdale
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B21/00Teaching, or communicating with, the blind, deaf or mute
    • G09B21/001Teaching or communicating with blind persons
    • G09B21/003Teaching or communicating with blind persons using tactile presentation of the information, e.g. Braille displays
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B6/00Tactile signalling systems, e.g. personal calling systems

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • [0001]
    Die Erfindung bezieht sich auf eine Kommunikationsvorrichtung, insbesondere auf eine Tastkommunikationsvorrichtung, wie beispielsweise eine persönliche Kommunikationsvorrichtung zum Empfangen von Nachrichten.
  • Hintergrund der Erfindung
  • [0002]
    Kommunikationsverfahren und -vorrichtungen beruhen traditionell auf audiovisuellen Verfahren, um eine Nachricht von einem Sender zu einem Empfänger zu übertragen. Audiovisuelle Verfahren können erhebliche Informationsmengen innerhalb eines angemessenen Zeitraumes mit einer akzeptablen Genauigkeit übertragen. Die primären audiovisuellen Verfahren zur Kommunikation beruhen auf den Augen und Ohren des Empfängers.
  • [0003]
    Ein weniger bekanntes und relativ ungewöhnliches Verfahren zur Kommunikation ist die Tastkommunikation. Wie weiter unten genauer beschrieben, waren die Bemühungen, dieses Kommunikationsverfahren weiterzuentwickeln, begrenzt und typischerweise auf eine Verbesserung des Kommunikationsempfanges für behinderte, hörgeschädigte oder sehbehinderte Menschen gerichtet. Tastkommunikation wird in der breiten Bevölkerung nicht verwendet, weil diese zum überwiegenden Teil audiovisuelle Kommunikationsverfahren verwendet.
  • [0004]
    Die Entwicklung von Kommunikationsvorrichtungen, die den Tastsinn verwenden, war im allgemeinen unzureichend, weil es an einem allgemeinen Wissen über die Funktionsweise des Tastsinnes fehlte. Ferner ist der Tastsinn nicht besonders ausgebildet, wenn dieser mit der Fähigkeit des Hörsinnes oder Sehsinnes verglichen wird. Bei einem Vergleich zeigt der Tast sinn Schwierigkeiten bei der Lokalisierung und Wahrnehmung einer Anregung. Menschen können extrem feine Muster von Oberflächenunebenheiten erkennen, die sich dennoch so glatt wie Glas anfühlen. Die relativ geringe Ausbildung des Tastsinnes bleibt im Licht der Myriaden von Endorganrezeptorarten erstaunlich, die das Gehirn mit Tastinformationen über unsere Umgebung versorgen, die durch den Tastsinn erfaßt werden.
  • [0005]
    Bei einem menschlichen Körper werden die Tastbedingungen durch eine Wechselwirkung eines Neuronendorganrezeptors innerhalb der Haut und inneren Organen sowie dem Muskelskelettsystem des menschlichen Körpers überwacht. Eine Anregung von Tastendorganen sendet eine Anregung von dem Neuron dieses Endorganes zu dem sensorischen Kortex des Menschen, der von den Informationen abhängig ist, die typischerweise von diesen Nerven übertragen werden. Es gibt eine Anzahl von verschiedenen Endorganeffektorarten innerhalb eines menschlichen Körpers. Die allgemeinen Bereiche der sensorischen Modalität, die von Hautrezeptoren erfaßt werden, fallen in die Kategorien von einer feinen oder leichten Tastempfindung, einer rauhen Tastempfindung, Vibration, Druck, Schmerz, Wärme und Kälte. Mechanoendorganrezeptoren befinden sich in dem menschlichen Körper in Muskeln, Sehnen und Gelenken und stellen eine wichtige Information bereit, die die Positionierung des Muskelskelettes und eine Bewegung desselben betrifft. Dementsprechend kann der Tastsinn in zwei allgemeine Kategorien unterschieden werden, von denen die erste die exterozeptive sensorische Modalität ist und die zweite Kategorie die propriozeptive sensorische Modalität ist. Der allgemeine Gegenstand dieser Erfindung wird in erster Linie die exterozeptive sensorische Tastmodalität betreffen.
  • [0006]
    Die Neuronendorganeffektoren in der exterozeptiven Modalität sind eine verschiedene Anordnung von Organellen. Es gibt freie Nervenenden, Merkel-Scheiben, Meissner-Körperchen, Pacini-Körperchen und Ruffinienden, die eine Tastempfindung an die Haut liefern. Freie Nervenenden dominieren und werden im allgemeinen in dem gesamten Hautoberflächenbereich gefunden. Freie Nervenenden innervieren typischerweise die Hautschichten als nicht myelisierte Fasern, die hauptsächlich Schmerz wie auch heiß, kalt und eine leichte Tastemp findung weiterleiten. Freie Nervenenden mit durchschnittlich myelisierten Fasern sind mit Haarfollikeln in der Haut verbunden und leiten hauptsächlich leichte Tastempfindungen.
  • [0007]
    Die Meissner-Körperchen sind hauptsächlich mit der dickeren Haut der Handflächen und der Fingerspitzen einer Hand sowie der Fußsohle und den Zehenspitzen verbunden und ermöglichen in diesen Bereichen hauptsächlich die Wahrnehmung von leichten Tastempfindungen. Die hohe Dichte der Meissner-Körperchen in den Händen und Füßen bildet die anatomische Basis für die relativ außergewöhnlichen Tastempfindungsmöglichkeiten, die mit den Händen und Füßen und einer Zweipunkt-Diskreminierung verbunden sind. Im Gegensatz dazu sind die Meissner-Körperchen anderswo in der dünneren Haut des menschlichen Körpers rar. Trotz einer Verringerung der Anzahl von Meissner-Körperchen bei einem relativen Anstieg der Anzahl von Haarfollikeln und verbundenen freien Nervenenden, sind die Fasern, die die sensorische Modalität für leichte Tastempfindungen in diesen Hautbereichen ermöglichen, nicht mit den Handflächen oder Fußsohlen des Körpers verbunden. Daher liegen die Unterschiede bei leichten Tastempfindungen zwischen den Handflächen und den Fußsohlen sowie der übrigen Haut des Körpers nicht nur in den unterschiedlichen Neuronendorganeffektoren, sondern auch darin, ob die Nervenfaser myelisiert ist oder nicht. Die Merkel-Körperchen erhöhen hauptsächlich die Fähigkeit, Vibrationen zu erfassen. Daher weisen die Merkel-Körperchen eine geringe Ortssenitivität und Zweipunkt-Diskreminierung auf, ermöglichen jedoch eine äußerst genaue, räumliche Auflösung von komplexen Oberflächenmustern, wenn die Finger über ein Objekt gleiten oder das Objekt über die Finger bewegt wird.
  • [0008]
    Die Qualität der sensorischen Fähigkeit hängt von der Fähigkeit eines Endorganeffektors (oder eines freien Nervenendes) ab, das Vorhandensein einer Anregung zu erfassen, auf die Anregung durch ein Weiterleiten eines Signales entlang der Länge des Neurons zu reagieren, das Neuron nach seinem Feuern erneut zu laden und die Sensitivität für eine Anregung wiederherzustellen, die dem Empfang der vorhergehenden Anregung folgt. Diese allgemeinen Bereiche einer Bildung einer Nervenfunktion sind Schwellwert, Leitungsgeschwindigkeit, Refrakterität und Adaption. Nicht myelisierte Fasern leiten im allgemeinen langsamer, haben höhere Refrakterzeiten und passen sich schnell an externe Anregungen an, im Vergleich zu myelisierten Fasern, und die Umkehrung ist gültig, das heißt je höher das Ausmaß der Myelisierung ist, je höher ist die Leitungsgeschwindigkeit, desto kürzer die Refrakterzeit und desto unempfänglicher wird der Nerv für eine Adaption. Ferner weisen die komplexer ausgebildeten Neuronendorgane, wie beispielsweise ein Pacini-Körperchen, ein Merkel-Körperchen, ein Meissner-Körperchen und ein Ruffini-Körperchen, eine komplexere Ausbildung auf, was die Struktur betrifft, und sind mit durchschnittlich myelisierten Fasern verbunden. Im Gegensatz dazu werden relativ stark myelisierte Fasern in der propriozeptiven sensorischen Modalität verwendet, wobei der Lagesinn, die Muskelkontraktionskraft und die Gelenkposition relativ fein und komplex sind, und es uns ermöglichen, eine ziemlich komplexe, feinmotorische, athletische Bewegung auszuführen. Die stark myelisierten Fasern haben die höchste Leitungsgeschwindigkeit, die kürzeste Refrakterzeit und die geringste Anpassungsfähigkeit.
  • [0009]
    Der Schwellwert einer Nervenfaser wird zum großen Teil von der Art des Neuronendorganeffektors abhängen, der in dieser Nervenfaser vorliegt. Der Schwellwert zum Feuern wird ebenso von der Art der Anregung abhängen, die dem Neuronendorgan präsentiert wird. Freie Nervenenden entlang einer Basalmembran der Hautschicht der Haut weisen eine geringe, falls überhaupt, Endorganstruktur für diese auf und haben relativ geringe Schwellwerte für das Feuern. Freie Nervenenden werden ferner als ziemlich diffus empfunden, da sich die freien Endorgane mehrmals verzweigen und einen großen Bereich der Haut im Vergleich zu der Größe der Nervenfaser, die den Bereich versorgt, innervieren. Daher weist die Qualität des Signales, das von den freien Nervenenden empfangen wird, einen im allgemeinen diffusen Charakter auf, der nur geringfügig lokalisiert ist, wenn man dies mit den leichten Tastempfindungen vergleicht, die von einem Meissner-Körperchen bereitgestellt werden. Ein Meissner-Körperchen ist in einer gestaffelten Anordnung von Epithelzellen innerhalb des Körperchens angeordnet, wobei die Hauptachse des Körperchens senkrecht zu der Oberfläche der Haut verläuft. Die gestaffelte Anordnung, die stark einem Stapel von Pfannkuchen ähnelt, wobei jeder Pfannkuchen eine spezialisierte Epithelzelle darstellt und ein Nervenende zwischen den Pfannkuchen angeordnet ist, ist so angeordnet, daß diese sehr empfindlich für geringe Drücke ist, die entlang ihrer Hauptachse ausgeübt werden, und relativ unempfindlich für Drücke ist, die aus einer lateralen Richtung kommen. Diese Richtungsabhängigkeit eines Meissner- Körperchens trägt zu seiner größeren Fähigkeit bei, letztlich genau von zwei verschiedenen Punkten zu diskriminieren und lokalisieren. Im Gegensatz zu einem Meissner-Körperchen ist ein Pacini-Körperchen im wesentlichen ein laminierter Körper, der ein einzelnes Nervenende umgibt. Dieser Lamellenaufbau, bei dem das Nervenende in der Mitte angeordnet ist, ermöglicht eine erhöhte Sensibilität für Drücke aus allen Richtungen, jedoch ist die Sensitivität, die Größe und Lage der Druckanregung zu bestimmen, geringer, da eine Orientierung nicht vorliegt.
  • [0010]
    Die Leitungsgeschwindigkeit ist ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der ein Nerv die Tatsache an den sensorischen Kortex des Gehirnes überträgt, daß eine Anregung an dem Nervenendorgan angekommen ist. Eine Myelisierung ermöglicht höhere Leitungsgeschwindigkeiten, da mehr Myelin mit höheren Leitungsgeschwindigkeiten verbunden ist.
  • [0011]
    Wenn der Schwellwert eines Nerves erreicht ist, feuert der Nerv und leitet eine Signalanregung entlang seiner Länge und muß dann den Nerv erneut laden, um fähig zu sein, auf die nächste Anregung zu reagieren. Die Zeitdauer, die ein Nerv entladen ist, ist als Refrakterzeit bekannt. Die Refrakterzeit entspricht einem Zustand der Nicht-Ansprechbarkeit dieses Teiles des Nerves insofern, als dieser auf eine fortwährende, äußere Anregung während dieses Zeitraumes nicht reagieren kann.
  • [0012]
    Die neuronale Adaption ist die Fähigkeit eines Nervens, das Sensitivitätsniveau an Veränderungen der Umgebung anzupassen. Tatsächlich gewöhnt sich das Neuron an die externe Anregung und bildet eine neue Reaktionsschwelle für Anregungen aus.
  • [0013]
    Eine Tastkommunikation beruht nicht nur auf der Fähigkeit, zu Erfassen, daß eine Tastempfindung tatsächlich stattgefunden hat, sondern auch darauf, die Natur der Tastempfindung zu bestimmen. Die Tastempfindung sollte eine nützliche Information übertragen. Ein Beispiel könnte das Anordnen eines Autoschlüssels in den Händen einer Person sein, deren Augen verbunden sind. Die Person sollte in der Lage sein, ihnen nicht nur mitzuteilen, daß deren Hand tatsächlich berührt wurde, sondern sollte anhand des Anregungsmusters auch in der Lage sein, wahrzunehmen, daß ein Autoschlüssel in deren Hand angeordnet wurde. Dieses Wahrnehmungsniveau wird als Stereognosie definiert, die das Erkennen einer Form eines Objektes mit Hilfe einer Tastempfindung bezeichnet. Durch das Wahrnehmen eines Schlüssels ist die Person in der Lage, tastend eine kontinuierliche Oberfläche und Kante zu fühlen. In Anbetracht der Anatomie und Verteilung von Neuronendorganen, die zur Tastwahrnehmung beitragen, ist die räumliche Auflösung durch den Abstand einzelner Nervenfasern in dem unmittelbar umliegenden Bereich, nahe zu dem der einzelnen Nervenfaser und deren Endorganes, begrenzt. Wie im Falle der Fingerspitze und der hohen Dichte der Meissner-Körperchen, würde die Wahrnehmung einer räumlichen Form auf der Haut der Fingerspitze von einem neuronalen Bild der Anregung abhängen, das von der Dichte der Meissner-Körperchen erstellt würde. Je höher die Dichte ist, desto höher ist die Wahrnehmungsfähigkeit, Komplexität wahrzunehmen, und desto größer ist die räumliche Auflösung. Die Auswirkung dieses Dichtemusters von Neuronendorganen wird sehr augenscheinlich beim Betrachten der Fähigkeit einer Person, zwischen zwei Punkten zu unterscheiden. Unsere Tastfähigkeit, eine Form räumlich aufzulösen, wird verstärkt, wenn wir folgend unsere Finger über das Objekt, beispielsweise ein Schlüssel, reiben. Die scannende Bewegung etabliert eine vibratorische Empfindung, auf die die Merkel-Körperchen reagieren können. Die vibratorische Empfindung erzeugt ein Bild, das in Größenordnungen auflösbar ist, die geringer als 1 mm sind.
  • [0014]
    In dem Artikel „The Perception of Two Points is not the Spatial Resolution Threshold", K. O. Johnson et. al., in Touch, Temperature, Pain and Health Diseases: Mechanisms and Assessments, Progress and Pain Research and Management, Vol. 3, herausgegeben von J. Boivie und anderen, diskutieren die Autoren den Tastunterschied beim Wahrnehmen einer Zweipunkt-Diskreminierung im Vergleich zu Wahrnehmungsschwellwerten von räumlichen Mustern. In ihrer Übersicht diskutieren Johnson et al. die Reaktionen, die von Ein- und Zweipunkt-Anregungen hervorgerufen werden, im Vergleich zu den neuronalen Mechanismen, die mit der räumlichen Tastauflösung verbunden sind. Die Ergebnisse zeigen, daß es einen bestimmten unterschiedlichen Reaktionsmechanismus bei einer menschlichen Person gibt, wenn dieser eine einzelne Sonde, eine doppelte Sonde oder ein komplexeres vibratorisches Muster präsentiert wird. Ferner konnten sie zeigen, daß eine Reaktion auf Ein- und Zweipunktanregungen unterschiedliche Empfindungen hervorrufen wird, abhängig von den longitudinalen oder transversalen Orientierungen der Sonden, was eine Diskriminierung zwischen Ein- und Zweipunktanregungen auf der Basis von Aktivitäten ermöglichen würde, die nichts mit der räumlichen Auflösung zu tun gehabt haben. Ferner konnte sie zeigen, daß der Schwellwert der räumlichen Tastauflösung unabhängig von dem Zweipunkt-Diskriminierungsschwellwert blieb. Es wurde gezeigt, daß das neurologische System, das für die tastende Raummustererkennung verantwortlich ist, an seinen Auflösungsgrenzen das langsam adaptierende Typ 1 (Slowly Adapting Type – SAI) afferente Fasersystem ist. Die einzelnen SAI afferenten Fasern enden in Merkel-Rezeptoren und haben ein hohes räumliches Auflösungsvermögen. Im Gegensatz dazu weisen die schnell adaptierenden (rapidly adapting – RA) afferenten Fasern, die in Meissner-Körperchen enden, ein geringes räumliches Auflösungsvermögen auf. Die Meissner-Körperchen haben eine relativ hohe Dichte in den Fingerspitzen, Handflächen, Zehen und Fußsohlen. Wie zuvor beschrieben, ermöglicht diese hohe Dichte eine wesentlich höhere Zweipunkt-Diskriminierungsauflösung, das heißt die Fähigkeit einer Person, festzustellen, ob sie von einer einzelnen Sonde oder von zwei getrennten Sonden gleichzeitig berührt wird. Betrachtet man eine Vielzahl von Sonden, die in einem räumlichen Muster, beispielsweise dem Buchstaben „A", angeordnet sind, den Fall, daß alle Sonden gleichzeitig in Kontakt mit der Hautoberfläche einer Fingerspitze kommen, so kommt die Frage auf, ob die Person in der Lage sein wird, die räumliche Anordnung dieser Vielzahl von Sonden zu unterscheiden und aufzulösen, wenn die Sonden voneinander einen Abstand aufweisen, der geringer ist als der Zweipunkt-Diskriminierungsschwellwert, oder wenn die Sonden einen größeren Abstand als den Zweipunkt-Diskriminierungsschwellwert aufweisen.
  • [0015]
    Um diese Frage zu untersuchen, betrachte eine Vorrichtung, die als Optacon bekannt ist, von Bliss entwickelt wurde und in dem Artikel „Summary of Optacon Related Cutaneous Experiment" erwähnt ist, auf der Konferenz über Cutaneous Communication Systems and Devices, F. A. Geldard, Herausgeber der Psychonomic Society, 1974. Der Optacon verwendet eine Anordnung von 144 Sonden, die in einem Muster von 12 × 12 angeordnet sind. Die Anordnungen ist ca. 1 bis 1,5 cm auf jeder Seite lang. Dementsprechend ist der Abstand von einer Sonde zu seinem nächsten Nachbarn ca. 1 mm. Das Optacon nimmt eine visuelle Darstellung eines Buchstabens oder einer Zahl als Eingabe und verlängert die entsprechende Anzahl von Sonden von der Oberfläche der Anordnung, um räumlich dem Buchstaben oder der Zahl zu entsprechen, die visualisiert ist. Zum Beispiel kann der Buchstabe „A" 30 hervorstehende Sonden verwenden, die gleichzeitig die Haut einer Fingerspitze einer Person berühren, wobei jede Sonde nicht mehr als ca. 1 mm von seinem nächsten Nachbarn entfernt ist. Falls der Zweipunkt-Diskriminierungsschwellwert 2 mm ist, werden daher alle 30 hervorstehenden Sonden der Anordnung untereinander nicht unterscheidbar sein und als einzelne Sonde wahrgenommen werden, die eine relativ große Größe aufweist.
  • [0016]
    Wie gezeigt und zuvor beschrieben, sind die Meissner-Körperchen überwiegend verantwortlich für die Zweipunkt-Diskriminierung. Im Gegensatz dazu sind die Merkel-Scheiben für die räumliche Auflösung verantwortlich. Um jedoch den Vorteil einer Anregung durch eine Merkel-Scheibe zu nutzen, verwenden das Optacon und ähnliche Vorrichtungen, wie beispielsweise US Patent Nr. 3,229,387, am 18. Januar 1966 an Linvill erteilt, mehrere Sonden in einer relativ großen Anordnung, wie beispielsweise der 12 × 12 Anordnung des Optacons. Die Anordnung wird verwendet, um über eine Seite von Buchstaben und Zahlen zu verfahren, während diese an einer Oberfläche einer Fingerspitze angeordnet ist, und die Buchstaben und Zahlen werden sodann durch hervorstehende, vibrierende Sonden gefühlt, als ob sie über die Fingerspitze geführt werden, ähnlich der Ausgabe eines Fernschreibers, die über einen Lauftext verläuft. Zum Beispiel gleitet das Optacon über den Buchstaben „A" und der Buchstabe „A" wird gefühlt, als ob er über die Fingerspitze des Trägers des Optacons gleitet. Eine sequentielle Anzahl von Sonden in dem Muster „A" steht aus der Oberfläche der Anordnung hervor und vibriert mit einer gegebenen Frequenz. Abhängig von der Größe des Buchstabens können dreißig oder vierzig Sonden hervorstehen, die gleichzeitig gegen die Oberfläche der Fingerspitze der Person vibrieren. Es ist die Kombination aus dem Ändern der Reihenfolge der gleichzeitig vibrierenden Sonden und der Vibration der Sonden, die dazu beiträgt, daß die Person über ihre Wahrnehmung die räumliche Auflösung des Buchstabens identifiziert. Falls der Buchstabe nicht vorbei geführt würde, sondern statisch bliebe, wobei die ca. dreißig Sonden in einem Buchstaben angeordnet wären, jedoch gegen die Fingerspitze der Person vi brierten, so würde die Person das Muster nicht in irgendeinen nützlichen, erkennbaren, alphanumerischen Wert auflösen können. Wie zuvor beschrieben, konnte gezeigt werden, daß die SAI-Fasern, die in Merkel-Scheiben enden, zu der räumlichen Auflösung beitragen, die eine Person erreicht, die eine Vorrichtung verwendet, die dem Optacon ähnelt.
  • [0017]
    Tastanreger können allgemein in zwei Gruppen unterteilt werden: Die synthetischen Systeme und die analogischen Systeme. Diese Systeme sind Vorrichtungen, in denen das sensorische System der Haut dazu bestimmt ist, einen der anderen sensorischen Systeme zu ersetzen, meistens das Sehen oder das Hören. Beispiele dieser analogischen Audiosysteme sind Kochlearimplantate, die Geräusche, wie beispielsweise Sprache, in Tastempfindungen umwandeln, die von einer Person an einem Ort gefühlt werden, der dazu ausgelegt ist, von der Vorrichtung verwendet zu werden. Die Möglichkeit, Sprache an die Haut mittels eines einzelnen, vibrierenden Wandlers zu übertragen, scheiterte im allgemeinen schon im Versuchsstadium. Fortgesetzte Arbeit in diesem Bereich führte zu der Entwicklung von Systemen, die das Sprachspektrum elektronisch in verschiedene Frequenzbänder unterteilen. Diese verschiedenen Bänder können bezüglich ihrer Zeitverzögerungsschemata und Anordnung verändert werden, um die Richtung der eigentlichen Geräuschquelle näher anzuordnen.
  • [0018]
    Andere Audiotasthilfen sind als Vocoder bekannt. Eine Anzahl von Vocodervorrichtungen wurde getestet und eine Auswertung von zwei Mehrkanaltasthilfen kann in dem Artikel „Evaluation of Two Multichannel Tactile Aids for the Hearing Impaired", Weisenberger und andere, in der Zeitschrift Acoustical Society of America, Vol. 86 (5), Seiten 1764–1775, November 1989, gefunden werden. Die zwei beschriebenen Vocodervorrichtungen verwendeten lineare Vibratoranordnungen mit 16 Elementen, die eine Aktivität in 16 überlappenden Frequenzkanälen anzeigen. Die 16 Elemente vibrierten gleichzeitig, wobei die Frequenzbereiche eine Bandbreite von ca. einem Drittel einer Oktave aufwiesen, die gleichmäßig über den Frequenzbereich zwischen 140 bis 6350 Hz verteilt waren. Die Genauigkeit der Kommunikation mit diesen Vocodern war begrenzt, wobei die Personen fähig waren, nur 70% einer 250 Wortetestliste zu identifizieren, selbst wenn dies mit Lippenlesen kombiniert wurde.
  • [0019]
    Alle diese analogischen Systeme, die das Hören ersetzen, verwenden mehrere vibrierende Tastsonden, die gleichzeitig mit Frequenzen vibrieren, die ungefähr der eigentlichen Sprache entsprechen. Es zeigte sich, daß diese Systeme schwierig einzusetzen sind und es schwierig ist, sich auf diese genau zu verlassen.
  • [0020]
    Visuelle analogische Systeme werden durch Vorrichtungen wie dem Optacon oder einem Tastsehinformationssystem (tactile vision information system – TVIS), wie in „Effective Tactile Stimulation Pulse Characteristics on Sensation Threshold and Power Consumption", Nuziata und andere, Annals of Biomedical Engineering, Vol. 17, Seiten 423–435, 1989 beschrieben, repräsentiert. Die Autoren beschreiben die Grundfunktion des TVIS als das Erstellen eines optischen Bildes mit einer Videokamera und die Transformation des Bildes oder eines Teiles des Bildes in ein vibrierendes Muster auf einem bestimmten Bereich der Haut. Wie das Optacon verwendet das TVIS eine vibrierende Tastanordnung, die mit einem geeigneten, elektronischen Frequenzfilter verbunden ist, um ein räumliches Analogon der visuellen Ansicht zu erzeugen, die von der Videokamera aufgenommen wurde. Jeder Vibrator verwendet eine Grundfrequenz von 250 Hz. Die Wahl von 250 Hz war abhängig von dem minimalen Schwellwert für eine Tastempfindung, bei der Pacini-Körperchen verwendet werden, die die reaktionsfreudigsten Endorganrezeptoren bei Anregungsfrequenzen im Bereich von 250 Hz sind. Sowohl das Optacon wie auch das TVIS verwenden mehrere vibrierende Sonden, die in einem räumlichen Muster angeordnet sind, um eine vibrierende, tastbare Nachricht zu erzeugen, die von der Person erkannt wird, die die Vorrichtung verwendet.
  • [0021]
    Bei einem analogischen System wie dem Optacon, bei dem die Vorrichtung mehrere, gleichzeitig vibrierende Tastsonden verwendet, um eine komplexe räumliche Form zu erzeugen, wurden Irritationen und Schwierigkeiten bei der Wahrnehmung beobachtet. In dem Artikel „The Effects of Complexity on the Perception of Vibrotactile Patterns", Horner, Perception and Psychophysics, Zeile 49 (6), Seite 51–62, 1991, berichtet der Autor über eine Tastirritation bei Buchstaben mit einer größeren Anzahl von Linien, wie beispielsweise bei den Buchstaben M, W, B und K. Obwohl der räumliche Schwellwert erheblich geringer als der Zweipunkt-Diskriminierungsschwellwert ist, der Unterschied von 0,9 mm gegenüber ca. 2 mm für die überdeckende Haut einer Fingerspitze beträgt, bleibt die Komplexität der räumlichen Form ein Hindernis, das schwierig zu überwinden ist.
  • [0022]
    Synthetische Systeme verwenden ein Kommunizieren in Sprachen, die synthetische Codes verwenden. Braille ist das nützlichste, bekannteste und älteste Beispiel der synthetischen Familien von Tastcodes. Braille verwendet eine 2 × 3 Anordnung, um einzelne Muster zu bilden, die unterscheidbar sind, wie das Alphabet. Dementsprechend ähnelt die Tasterfahrung sowohl der visuellen wie auch der hörbaren Erfahrung, die mit dem Buchstaben verbunden ist, für den das Muster steht, nicht. Einfach ausgedrückt, erfordern es die synthetischen Systeme, daß die Verwender des Systems den zusätzlichen Sprachsatz lernen, der von dem synthetischen System verwendet wird.
  • [0023]
    Eine Übersetzung von Braille in eine vibrierende Tastvorrichtung würde notwendigerweise eine 2 × 3 Anordnung und die Möglichkeit, gleichzeitig bis zu sechs Sonden vibrieren zu lassen, erfordern. Um die kleinere Baugröße zu erreichen und den geringeren Schwellwert zu verwenden, der mit der räumlichen Auflösung von komplexen Formen verbunden ist, müßten die Braillemuster notwendigerweise über die Hautoberfläche geführt werden, bevorzugt die Spitze eines Fingers, wie bei einem Optacon. Dementsprechend müßte eine Vorrichtung, die verwendet werden kann, um tastend Braillefiguren anzuzeigen, eine Anordnung mit wesentlich mehr als sechs vibromechanischen Sonden erfordern. Ohne die Möglichkeit des (Vorbei)führens, würde eine Vorrichtung, die Braille als die zugrundeliegende, zu interpretierende Sprache beinhaltet, ein Minimum von sechs vibromechanischen Sonden verwenden, wobei jede einen Abstand zwischen den Sonden benötigt, der größer ist als der Zweipunkt-Diskriminierungsschwellwert. Dieser minimale Abstand ist nötig, um es der Person, die die Vorrichtung trägt, zu ermöglichen, zwischen zwei oder mehr Sonden zu unterscheiden, da die Braillezeichen eine Anzahl von einer bis sechs gleichzeitig vibrierenden Sonden benötigen.
  • [0024]
    Die zuvor beschriebenen Kommunikationssysteme wurden als Vorrichtungen entwickelt, um Kommunikationsvorrichtungen für Personen bereitzustellen, die andernfalls mit ihren Seh- oder Hörfähigkeiten beeinträchtigt wären, zu kommunizieren. Ob synthetische oder analogische, diese Systeme beruhen im allgemeinen auf Merkel-Scheiben, die in hoher Dichte in Fingerspitzen vorliegen, um räumliche Auflösungsschwellwerte zu erreichen, die klein genug sind, um komplexe räumliche Formen zu kommunizieren, wie beispielsweise Buchstaben und Zahlen.
  • [0025]
    Es gibt andere Tastphänomene, die nicht gut verstanden werden. Ein Beispiel eines solchen Tastphänomenes ist in dem Artikel „Apparent Haptic Movement" von Sherrick et al. in Perceptions and Psychophysics, Vol. 1, Seiten 175–180, 1966, beschrieben, in dem der Autor das Hervorrufen einer Bewegungsempfindung beschreibt, die durch ortsfeste Vibratoren ausgelöst wird, die sequentiell über der Oberfläche des Körpers der Person aktiviert werden. Die Autoren beschreiben ein Beispiel, bei dem eine intensive Empfindung einer Rotationsbewegung ausgelöst wurde, durch ein successives Aktivieren von sechs Vibratoren, die um einen Brustkörper der Person angeordnet waren. Die Autoren untersuchten ferner die Empfindung einer haptokinetischen Bewegung der Person, bei der eine Vorrichtung mit zwei Vibratoren verwendet wurde, die in unterschiedlichen Abständen von 4 bis 22 cm entlang der Länge eines Beines der Person angeordnet waren. Es wurde der Person ermöglicht, die Dauer der beiden vibrierenden Tastaktivitäten wie auch die Intervallzeit zwischen dem Beginn der beiden vibrierenden Tastaktivitäten zu steuern. Auf diese Weise war die Person in der Lage, die sequentielle Aktivität der beiden Vibratoren einzustellen, um eine maximale Wahrnehmung der haptischen Bewegung zwischen den beiden Vibratoren zu erreichen. Bei jedem Versuchdurchlauf vibrierten die Vibratoren mit 150 Hz, wobei die Zeitdauer der Aktivität von 25 bis 400 Millisekunden reichte, was 4 bis 60 Vibrationen pro Aktivität entspricht. Die Zeitdauer zwischen Aktivitätsanfängen reichte von 75 bis 400 Millisekunden.
  • [0026]
    Ein anderes Tastphänomen wurde bei Personen hervorgerufen, die ein System verwendeten, das etwas anders als das zuvor beschriebene System ist und das in dem Zeitschriftenartikel „The Cutaneous 'Rabbit': A Perceptual Illusion" von Geldard und anderen in Science, Vol. 176, Seiten 178–179, 13. Oktober 1972, beschrieben ist. Diese Autoren verwendeten zwei bis fünf Vibratoren, die aus einer kurzen Plexiglasstange, mit ca. 0,6 cm Durchmesser und einer abgerundeten Spitze, die fest an bimorphen Clevitebiegungen angeordnet war, bestanden und die von einem Pulsgenerator angetrieben wurden, der Rechteckwellenimpulse von 2 msec Zeitdauer erzeugte. Jeder Vibrator empfing fünf Impulse, wobei die Impulse untereinander zwischen 40 und 80 msec getrennt waren. Die Vibratoren wurden in einer linearen Anordnung über einem Unterarm und einem Oberarm der Person ausgerichtet, wobei diese einen Abstand von 2 bis 35 cm, im Durchschnitt ca. 10 cm, voneinander aufwiesen. Das Phänomen, das die Personen in dem Test erfuhren, war die Empfindung einer sanften Folge von Sprüngen oder Schlägen auf den Arm zwischen den sukzessiv aktivierten Vibratoren. Es wurde so beschrieben, als ob ein kleiner Hase von einem Vibrator zu dem nächsten springen würde. Wenn die Anzahl der Vibratorschläge für jeden Vibrator erhöht wird, werden die Sprünge kürzer und sind näher aneinander, wobei der gegenteilige Effekt ebenso bemerkt wird. Die Autoren unterschieden diesen Haseneffekt von der vibrierenden Tastbewegung, die zuvor von Sherrick und anderen beschrieben wurde, auf der Grundlage, daß der Haseneffekt die Empfindung einer diskontinuierlichen Sprungbewegung hervorruft, die als diskrete Schläge zwischen den Anregungsorten beschrieben wurden, die das Gegenteil der kontinuierlich vibrierenden Furchenempfindung in der Haut zwischen Orten ist, die die Vorstellung der vibrierenden Tastbewegung oder einer haptokinetischen Bewegung erfahren.
  • [0027]
    Die Vorrichtungen, die versuchen, das Sehen oder Hören zu ersetzen, tun dies mit Hilfe von mehreren Vibratoren, die gleichzeitig aktiviert sind, um entweder eine komplexe räumliche Anordnung, wie beispielsweise einen Buchstaben oder eine Zahl, zu reproduzieren, oder um die Schwingungen erneut zu erzeugen, die mit der Sprache verbunden sind. Diese Systeme verbrauchen eine erhebliche Menge an Energie, um die vielen Vibratoranordnungen gleichzeitig zu aktivieren, und sind in ihrer Wechselwirkung von Merkel-Scheiben, Meissner-Körperchen oder Pacini-Körperchen abhängig, um die Information der Nachricht von der vibromechanischen Vorrichtung in die bewußte Wahrnehmung des Empfängers zu überführen.
  • [0028]
    Die Wahrnehmungsphänomene, die mit der haptokinetischen Bewegung oder der vibrierenden Tastbewegung und dem Haseneffekt beschrieben wurden, scheinen unabhängig von den Meissner-Körperchen, den Merkel-Scheiben oder den Pacini-Körperchen zu sein, da die vi bromechanischen Anreger unabhängig von ihrem Abstand zwischen jedem Ort sind (tatsächlich kann dieser verändert werden) und weiterhin die Vorstellung einer Bewegung zwischen den Anregungsorten erzeugen. Diese Phänomene scheinen mehr eine Funktion der Wahrnehmung auf der Höhe des sensorischen Kortex zu sein, da die Anregungen in Echtzeit rekonstruiert und auf der Höhe einer bewußten Wahrnehmung von der Person bemerkt werden. Es scheint daher, daß diese Phänomene unabhängig von der Zweipunkt-Diskriminierung und den räumlichen Auflösungsschwellwerten sind.
  • [0029]
    Bisher existiert keine vibromechanische Tastkommunikationseinrichtung, die für eine universelle Verwendung geeignet ist, die eine Information empfangen und an einen Träger übertragen kann, einfach oder genau.
  • [0030]
    WO 93/03468 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kommunikation mittels des Tastsinnes, die eine Irritation an Hautstellen des Trägers der Vorrichtung durch Druck oder Hitze hervorruft.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • [0031]
    Die Erfindung stellt eine Tastanregungseinrichtung und ein Tastkommunikationsverfahren entsprechend den Ansprüche 1 und 16 bereit.
  • [0032]
    Die Erfindung offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung für vibromechanische Tastkommunikationen, die anpassbar sind, von jedem verwendet zu werden, der in der Lage ist, alphanumerische Nachrichten in einer Sprache oder in anderen Symbolen, die ihm bekannt ist, zu erkennen. Die Erfindung verwendet eine Reihe von sequentiell aktivierten, vibromechanischen Anregern, die gegen eine geeignete, tastempfindliche Oberfläche des Trägers, wie beispielsweise die Haut oder die bukkale Mukosa, vibrieren, um ein Phänomen einer Vorstellung einer linearen Kontinuität hervorzurufen. Diese Vorstellung einer linearen Kontinuität, von vibromechanischen Anregern erzeugt, die auf eine geeignete, tastempfindliche Oberfläche des Trägers einwirken, kann verwendet werden, um einfache oder komplexe Musteranordnungen zu erzeugen, die von dem Träger der Einrichtung als gezeichnete Linien wahrgenommen werden, wie beispielsweise alphanumerische Werte oder andere Symbole, die von dem Träger erkennbar sind. Obwohl der Träger diskrete Schläge auf den Oberflächenbereich erhält, werden die gemusterten, vibratorischen Anregungen bewußt als ununterbrochenes Ziehen eines stumpfen Stilettes über die Haut der Person wahrgenommen. Das am nächsten kommende, somatosensorische Äquivalent dieses Phänomenes ist die Tastempfindung und kognitive Empfindung, die als Graphestesia bekannt ist. In der Erfindung sind die elektromechanischen Vibratoren in einer Anordnung angeordnet. Jeder Vibrator in der Anordnung weist von seinem nächsten Nachbarn einen Abstand auf, der kleiner ist als der Zweipunkt-Diskriminierungsschwellwertabstand für den geeigneten, tastempfindlichen Oberflächenbereich, der angeregt wird. Jeder vibromechanische Anreger wird getriggert, um einzeln und sequentiell von einem Anreger zu dem nächsten, folgenden Anreger in dem gewählten Muster zu vibrieren, das in der Nachricht übertragen werden soll.
  • [0033]
    Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine Tastkommunikationseinrichtung zur Verwendung bei einem Menschen, der die Einrichtung an einer Haut des Menschen trägt und die einen Kommunikationsdatenstrom empfängt und in eine Nachricht umwandelt, die haptisch oder kognitiv von dem Menschen wahrnehmbar ist. Die Einrichtung umfaßt ein Gehäuse, umfassend: eine elektrische Energiequelle, eine Tastanregeranordnung, die in dem Gehäuse anordbar ist und mehrere vibromechanische Anreger umfaßt, die in einer zweidimensionalen Anordnung anordbar sind, wobei die Anordnung an einem geeigneten, tastempfindlichen Oberflächenbereich des Menschens anliegend positionierbar ist, und die mehreren vibromechanischen Anreger elektrisch mit der elektrischen Energiequelle verbunden sind, einen Steuerschaltkreis, der elektrisch mit der elektrischen Energiequelle und der Tastanregeranordnung verbunden ist, um unabhängig und sequentiell jeden vibratorischen Anreger zu steuern, wobei der Steuerschaltkreis umfaßt: einen Kommunikationsempfänger, um digitale, alphanumerische Werte und andere Symbolkommunikationsdatenströme elektronisch zu empfangen, einen analogen Musterschaltkreis, um eine gemusterte Sequenz von Einschalten und Abschal ten mindestens eines vibratorischen Anregers von den mehreren vibromechanischen Anregern zu speichern, die einem jeden gespeicherten alphanumerischen Wert und Symbol entspricht, und einem Umwandlungsschaltkreis, um die empfangenen, digitalen, alphanumerischen Werte und einen anderen Symbolkommunikationsdatenstrom in einen analogen Datenstrom umzuwandeln, entsprechend dem entsprechenden analogen Muster, so daß für jeden alphanumerischen Wert und jede Symbolgröße innerhalb des analogen Datenstromes, beginnend mit der ersten Größe, das entsprechende analoge Muster verwendet wird, um eine Sequenz von vibromechanischen Anregern ein- und abzuschalten, ein vibratorischer Anreger nach dem anderen, wobei der Mustersequenz für jede alphanumerische Größe gefolgt wird, die von dem digitalen Datenstrom umgewandelt wurde.
  • [0034]
    Die Erfindung verkörpert ein Tastkommunikationsverfahren zum Empfangen und zum Umwandeln eines Kommunikationsdatenstromes in eine Nachricht, die von einem Menschen haptisch erkannt werden kann, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt von einem Befestigen eines Gehäuses an dem Menschen, wobei das Gehäuse eine elektrische Energiequelle umfaßt, einem Anbringen einer Tastanregeranordnung innerhalb des befestigten Gehäuses, wobei die Anregeranordnung mehrere vibromechanische Anreger in einer zweidimensionalen Anordnung umfaßt, einem Positionieren der Tastanregeranordnung angrenzend an einen Oberflächenabschnitt der Haut des Menschen, einem elektrischen Verbinden der mehreren vibromechanischen Anreger mit der elektrischen Energiequelle, einem Speichern eines analogen Musters für jedes alphanumerische und andere Symbol, einem Steuern eines jeden vibratorischen Anregers, unabhängig und sequentiell, wobei das gespeicherte, analoge Muster für jedes Symbol verwendet wird, einem elektronischen Empfangen eines digitalen, alphanumerischen Datenstromes oder eines anderen Symboldatenstromes, einem Umwandeln des empfangenen, digitalen Datenstromes in einen analogen Datenstrom, entsprechend den entsprechenden, gespeicherten, analogen Mustern, einem Einschalten und Ausschalten einer Folge vibromechanischer Anreger, ein vibromechanischer Anreger pro Zeitpunkt, entsprechend dem entsprechenden, gespeicherten, analogen Muster für jede alphanumerische Größe innerhalb des analogen Datenstromes, beginnend mit der ersten alphanumerischen Größe, so daß die Folge der vibrierenden Anreger auf der Haut von dem Menschen tastend als Kommunikationsnachricht wahrgenommen wird, und einem Steuern der Folge der Ein- und Ausschaltzeiten und der zwischen den Vibrationen liegenden Ruhezeit der vibrierenden Anreger, so daß die Vorstellung eines linearen Kontinuitätsphänomenes erfahren wird und die vollständige oder gesamte alphanumerische Nachricht und eine andere Symbolnachricht kognitiv erfahren wird, nachdem die gesamte Folge für die alphanumerischen Werte angegeben ist.
  • [0035]
    Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung für Tastkommunikationen für Personen bereitzustellen, die sehen und hören können, wie auch für Personen, die blind und/oder taub sind. Von der Einrichtung der Erfindung wird erwartet, daß sie eine Nachricht an den Träger der Einrichtung genau übermittelt, selbst wenn der Träger mit einer anderen Aktivität befaßt ist, wie beispielsweise fahren oder fliegen.
  • [0036]
    Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung bereitzustellen, die genaue und zeitgerechte Tastkommunikationen in vielen, wenn nicht allen, bekannten Schriftsprachen wie auch in komplexen Symbolen und Codes, die wechselseitig zwischen dem Sender der Nachricht und dem Träger der Einrichtung bekannt sind, ermöglicht.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • [0037]
    Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
  • [0038]
    1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das äußere Gehäuse zur besseren Klarheit durchsichtig dargestellt ist, die elektronischen Komponenten in einem Blockdiagramm dargestellt sind und ein Teil der Anordnung zur Klarheit teilweise weggebrochen ist;
  • [0039]
    2 eine untere Draufsicht auf das Gehäuse der Ausführungsform ist, die in 1 dargestellt;
  • [0040]
    3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3, in 2 dargestellt;
  • [0041]
    4 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der 1 als eine Ausführungsform der Erfindung, die auf der Haut eines Trägers getragen wird;
  • [0042]
    5 eine weitere perspektivische Ansicht der Ausführungsform der 1;
  • [0043]
    6 eine untere Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • [0044]
    7 eine untere Draufsicht auf eine weitere, zusätzliche Ausführungsform der Erfindung und
  • [0045]
    8a bis k repräsentative Beispiele, wie eine Ausführungsform der Erfindung funktioniert, um Tastkommunikationen zu erzeugen.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • [0046]
    1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung als eine Tastkommunikationseinrichtung 30, die ein Steuermodul 32, eine Anregeranordnung 34, eine Energiequelle 36 und ein Gehäuse 38 umfaßt. Die Tastkommunikationseinrichtung 30 ist eine elektromechanische Einrichtung, die in der Lage ist, Nachrichten von einer internen Quelle zu empfangen, die an die Tastkommunikationseinrichtung 30 von einer entfernten Einrichtung übertragen wurden, und dann die Nachricht an den Verwender der Tastkommunikationseinrichtung 30 als eine tastbare und kognitiv erkennbare Nachricht zu übermitteln.
  • [0047]
    Das Steuermodul 32 umfaßt einen Datenempfänger 40, ein Musterspeichermodul 42 und ein Umwandlungsmodul 44. Der Datenempfänger 40 umfaßt eine elektronische Datenempfangseinheit, bevorzugt als elektronische Radiofrequenzkommunikationseinrichtung. Als Empfänger wird der Datenempfänger 40 Nachrichten in Form eines Datenstromes empfangen. Der Datenstrom selbst kann analoge, digitale oder Kombinationen dieser Formen oder andere Formen umfassen. Der Datenempfänger 40 ist elektronisch mit dem Musterspeichermodul 42 mittels eines Speicherdatentransferbuses 54 verbunden. Der Datenempfänger 40 ist ebenso elektronisch mit dem Umwandlungsmodul 44 über einen Nachrichtendatentransferbus 52 verbunden. Das Musterspeichermodul 42 ist elektronisch mit dem Umwandlungsmodul 44 über einen Speicherdatentransferbus 54 verbunden. Der Datenempfänger 40 ist elektronisch mit dem Musterspeichermodul 42 über einen Speicherüberschreibtransferbus 56 verbunden.
  • [0048]
    Die Energiequelle 36 liefert elektrische Energie durch elektrische Verbindungen 50. Wie dargestellt, erhält die Anregeranordnung 34 Energie durch mehrere elektrische Verbindungen 48 zwischen dem Steuermodul 32 und der Anregeranordnung 34.
  • [0049]
    Die Anregeranordnung 34 umfaßt mehrere vibromechanische Anreger, wie beispielsweise eine Anordnung von elektrischen Solenoiden 46. Geeignete alternative vibromechanische Anreger sind verfügbar, wie beispielsweise bimorphe Keramiken und piezoelektrische Materialien. Die Anregeranordnung 34 ist ausgelegt als zweidimensionale Anordnung vibromechanischer Anreger über eine Gehäusefläche 58, die entsprechende Gehäuseflächenöffnungen 60 aufweist, durch die jeder vibromechanische Anreger herausragen kann und einen Tasteffektorabschnitt eines jeden vibromechanischen Anregers zurückziehen kann.
  • [0050]
    Eine Ausführungsform der zweidimensionalen Anordnung der Gehäuseflächenöffnungen 60 in der Gehäusefläche 58 ist in 2 dargestellt. Dort sind achtzehn Gehäuseflächenöffnungen 60 dargestellt, die in drei Zeilen von fünf und einer Zeile von drei Gehäuseflächenöffnungen 60 angeordnet sind.
  • [0051]
    3 zeigt ein Beispiel eines vibromechanischen Anregers mit einem Tasteffektorabschnitt in Form eines Solenoiden 46 mit seinen elektrischen Verbindungen 48 und einem Solenoidkolben 62. Wie dargestellt, befindet sich der Solenoidkolben 62, der als ein Tasteffektor wirkt, in einer zurückgezogenen Position und beim Zuführen von Energie in den Solenoid 46 wird der Solenoidkolben 62 aus der Öffnung 60 durch die Gehäusefläche 58 bewegt.
  • [0052]
    Die Tastkommunikationseinrichtung 30 ist in 4 dargestellt, wobei ein Band 64 verwendet wird, um das Gehäuse 38 an der Haut eines Trägers, so beispielsweise einem Unterarm 66, zu befestigen, wie bei einem Tragen einer Uhr. Wie dargestellt, ist die Orientierung derart, daß die Gehäusefläche 58 an einer Oberfläche der Haut des Trägers anliegt. In dieser Orientierung werden die vibromechanischen Anreger in Kontakt mit der Oberfläche der Haut des Trägers kommen, wenn die Anreger mit Energie versorgt sind. Ein Beispiel ist in 5 dargestellt, in der einer der Solenoidkolben 62 durch seine entsprechende Gehäuseflächenöffnung 60 hervorsteht und sich über eine Grenzfläche der Oberfläche der Gehäusefläche 58 erstreckt. Beim Tragen an einer Haut des Trägers oder einer anderen, geeigneten, tastempfindlichen Oberfläche, wirkt das Hervorstehen irgendeines der Solenoidkolben 62 auf die Haut des Trägers ein und überträgt eine Tastanregung an den Träger.
  • [0053]
    Die 6 und 7 zeigen zwei weitere Ausführungsformen von vielen möglichen Ausführungsformen für die Anzahl und die zweidimensionale Positionierung der Gehäuseflächenöffnungen. Die Erfindung erkennt, daß viele verschiedene, zweidimensionale Anordnungen möglich sind, sowohl in räumlicher Orientierung wie auch in der Gesamtanzahl von vibromechanischen Anregern, die verwendet werden. Zum Beispiel gibt es einundzwanzig Gehäuseflächenöffnungen, wobei zwanzig in einer Gehäuseflächenöffnungsanordnung 68 angeordnet sind, die vier Zeilen mit fünf Öffnungen umfaßt, wie in 6 dargestellt. Es gibt eine zusätzliche Öffnung 70, die an einer Seite der Öffnungsanordnung 68 angeordnet ist, als eine asymmetrische Anordnung, wodurch diese Ausführungsform eine Öffnungsanordnung aufweist, die im Stande ist, die asymmetrische Öffnung 70 innerhalb der gesamten Anordnung zu verwenden oder alternativ die Öffnung 70 und ihren entsprechenden vibromechanischen Anreger zu verwenden, um eine asymmetrische Anregung bereitzustellen, die eine zusätzliche Bedeutung übertragen kann. Ein Beispiel könnte das Triggern des vibromechanischen Anregers durch die Öffnung 70 sein, um anzuzeigen, daß die Tastkommunikationseinrichtung bald damit anfängt, eine Nachrichtenübertragung zu beginnen, oder von einem Alphabet auf numerische Werte umschaltet oder möglicherweise nur anzeigt, daß das nächste Zeichen, das übertragen wird, ein bekanntes, komplexes Muster ist, wodurch der Träger alarmiert ist, dem nächsten Zeichen eine erhöhte Aufmerksamkeit zu widmen, um seine wahre Bedeutung zu erkennen. Eine weitere Verwendung einer asymmetrischen Öffnung, wie beispielsweise der Öffnung 70, wird weiter unten diskutiert.
  • [0054]
    7 zeigt eine Ausführungsform, die einundzwanzig Öffnungen in einer Gehäuseflächenöffnungsanordnung 72 umfaßt, die die Form eines Stundenglases in ihrer zweidimensionalen Anordnung aufweist. Diese besondere Anordnung, die durch die Öffnungsanordnung 72 gezeigt ist, wurde durch Untersuchungen erhalten, die durchgeführt wurden, um das effektivste zweidimensionale Anordnungsmuster zu bestimmen, das in der Lage ist, alle Buchstaben des englischen Alphabetes und alle arabischen Zahlen darzustellen, wie weiter unten beschrieben wird. Die Darstellung dieser drei Öffnungsanordnungen sollte keinesfalls als Begrenzung der eigentlichen Anzahl von nützlichen, zweidimensionalen Anordnungen, die für die Erfindung verfügbar sind, verstanden werden. Weitere zweidimensionale Muster wurden untersucht, obwohl diese nicht offenbart sind, und nützliche Anordnungen wurden von Mustern hergestellt, die neun bis dreißig vibromechanische Anreger verwendeten. Die Anordnungen, die fünfzehn bis dreiundzwanzig vibromechanische Anreger verwenden, erweisen sich als höchst praktikabel, was die höchste Effektivität bei den geringsten Kosten betrifft, wobei trotzdem eine genaue Darstellung der empfangenen Nachricht möglich ist.
  • [0055]
    Im Betrieb wird die Tastkommunikationseinrichtung 30 durch eine interne Energiequelle 36 mit Energie versorgt, bevorzugt eine Energiequelle, die fähig ist, intermittierend hohe Strompeaks zu liefern, die geeignet sind, die ausgewählten, vibromechanischen Anreger mit Energie zu versorgen, und ferner einen anhaltenden Niedrigstrom bereitstellt, der für Radioempfänger und integrierte Schaltkreise geeignet ist, sowohl digitale wie auch analogische.
  • [0056]
    Der Datenempfänger 40 umfaßt einen geeigneten Radioempfänger mit einer Antenne zum Empfang eines Radiosignales, das die Nachricht trägt, die an den Träger der Einrichtung kommuniziert werden soll. Die Nachricht kann in Form eines digitalen oder analogen Datenstromes vorliegen und der Datenempfänger 40 ist dementsprechend eingerichtet. Ein weiterer Betriebsmodus des Datenempfängers 40 ist der Empfang von Befehlen für sowohl das Ändern von Programmen wie auch der Symbolmuster, die in dem Musterspeichermodul 42 gespeichert sind. Die bevorzugten und häufigsten Muster, die gespeichert sind, werden diejenigen sein, die aus dem Alphabet von A bis Z und dem Satz von arabischen Zahlen bestehen. Das Symbolmuster ist in dem Musterspeichermodul 42 gespeichert, so daß das geeignete Symbol, das zu dem Symbol paßt, das in dem Datenstrom an den Datenempfänger 40 gesendet wurde, von dem Mustermodul 42 über den Speicherdatentransferbus 54 an das Umwandlungsmodul 44 gesendet werden kann. Die Erfindung erkennt, daß andere Symbolsätze von der Erfindung verwendet werden können, beispielsweise codierte Symbolsätze, wenn ein Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsschema zwischen der Quelle der verschlüsselten Nachricht und dem Träger der Einrichtung geteilt wird, das kyrillische Alphabet, das griechische Alphabet und selbst, jedoch nicht beschränkt auf, chinesische und japanische Zeichen. Mit jedem Symbol wird das dargelegte digitale oder analogische Äquivalent gespeichert während die Nachricht von dem Datenempfänger 40 empfangen wird. Der Datenstrom wird sodann zu dem Umwandlungsmodul 44 über den Transferbus 52 für empfangene Daten transportiert und das entsprechende Symbolmuster wird sodann über den Speicherdatentransferbus 54 geleitet. Das Umwandlungsmodul 44 vergleicht sodann den digitalen oder analogischen Datenstrom mit dem digitalen oder analogischen Äquivalent der Muster, die jedes der Symbole repräsentieren, das von dem Musterspeichermodul 42 empfangen wurde.
  • [0057]
    Das Umwandlungsmodul 44, das das entsprechende Muster für die empfangenen, digitalen oder analogischen Daten verwendet, aktiviert sequentiell eine Folge von vibromechanischen Anregern, wobei einer nach dem anderen aktiviert wird, bis das alphanumerische Muster und/oder das Symbol über den geeigneten, tastempfindlichen Bereich des Trägers gezeichnet ist. Wie in 1 gezeigt, verwendet das Umwandlungsmodul 44 elektrische Solenoidverbindungen 48, um die mehreren Solenoide 46 mit Energie zu versorgen, die in der Anregeranord nung 34 verwendet werden. Ein Beispiel eines sequentiellen Aktivierens dieser Solenoiden zum Zeichnen der arabischen Zahlen 0 bis 9 ist in den 8a bis k dargestellt. Die bestimmte Folge des sequentiellen Aktivierens der vibromechanischen Anreger, die in 8 gezeigt ist, ist nicht die einzige Folge von Mustern, die der Erfindung zur Verfügung stehen. Die Erfindung erkennt, daß viele andere Aktivierungsfolgen zum Erzeugen von Mustern irgendeines Alphabetes, irgendwelcher Zahlen oder irgendwelcher Symbole möglich sind, die in irgendeiner der geschriebenen Sprachen zur Verfügung stehen. Die Erfindung erkennt ebenso, daß es möglich ist, künstliche Sprachen und Codes zu verwenden, die verwendet werden können, um mit Hilfe der Erfindung zu kommunizieren.
  • [0058]
    Wie in 8a dargestellt, wurde jedes Element in der Gehäuseflächenöffnungsanordnung 60 in der Gehäusefläche 58 durchgehend von 1 bis 18 numeriert. Bei einer Verwendung ist die Tastkommunikationseinrichtung 30 umgekehrt auf der Haut des Trägers, so daß das auf der Haut gezeichnete Muster von der Person normal wahrgenommen werden kann, wird jedoch notwendigerweise invertiert, wenn man direkt auf die Öffnungsanordnung 60 schaut. Die 8b zeigt eine der möglichen Folgen zum Erzeugen der Zahl „1" durch sequentielles Aktivieren der vibromechanischen Anreger, die mit den Öffnungen verbunden sind, die mit 1, 2, 3, 4 und 5 bezeichnet sind. Das Muster, das gezeichnet wird, beginnt mit dem alleinigen Aktivieren des vibromechanischen Anregers, der mit der Öffnung 1 verbunden ist, und dann sequentiell gefolgt von dem vibromechanischen Anreger der Öffnungsnummer 2, dann der Nummer 3, dann der Nummer 4 und endend mit der Nummer 5. In der 8c ist die Zahl „ 2" mit Hilfe der folgenden Aktivierungsfolge 2, 6, 9, 15, 11, 7, 4, 5, 8, 13 und endend mit der Öffnung 18 zeichenbar. Die Zahl „3" hat die in 8d gezeigte Aktivierungsfolge 1, 6, 9, 14, 10, 7, 12, 18, 13, 8 und 5. Die Zahlen „5", „6" und „7", wie in den 8f 8g und 8h dargestellt, setzen das lineare, sequentielle Aktivieren der vibromechanischen Anreger durch diese Öffnungen fort, wie in jeder dieser drei Figuren gezeigt.
  • [0059]
    Zahlen wie beispielsweise „4", „8" und „9" sind in den 8e, 8i und 8j dargestellt und involvieren komplexere Muster. Zum Beispiel verwendet die Zahl „4" in 8e ein sequentielles Aktivieren von zwei linearen Mustern. Das erste sequentielle Aktivieren beginnt mit 1 und setzt sich fort mit 2, 3, 7, 11 und endet mit 16. Das Zahl „4"-Muster wird dann mit der zweiten Aktivierungsfolge vollendet, die mit 9 beginnt, 10, 11, 12 folgen und mit 13 endet. Beachte, daß der vibromechanische Anreger, der mit der Öffnung 11 verbunden ist, zu zwei verschiedenen Zeitpunkten während des Zeichnens des Musters verwendet wird.
  • [0060]
    Die 8i zeigt eine Aktivierungsfolge, die für die Zahl „8" nützlich ist, beginnend mit der Öffnung 16, dann durch die Folge 15, 14, 9, 6, 1, 2, 3, 7, 11 schreitend und zurückkehrend zu der 16. Die 16 zum dritten Mal feuernd, fährt die Folge fort mit 17, 18, 13, 8, 5, 4, 3, 7, 11 und schließlich zurück zu 16. Wie dargestellt, wurde der vibromechanische Anreger an der Öffnung 16 dreimal verwendet und die drei Anreger an den Öffnungen 3, 7 und 11 wurden zweimal verwendet.
  • [0061]
    Das Spurmuster für die Zahl „9", wie in 8j dargestellt, beginnt an der Öffnung 14 und schreitet fort durch die Öffnungen 9, 6, 1, 2, 3, 7, 11, 16, 15 und dann erneut die 14. 14 ist nach einer leichten Verzögerung sodann erneut aktiviert und die Folge endet durch 15, 16, 17, mit 18 endend. Die Zahl „9" könnte genauso einfach auf lineare Weise erzeugt sein, beispielsweise durch Invertieren des „6"-Musters der 8g. Das Muster in 8j wurde gewählt, wie auch die Muster für „4" und „8" in den 8e und 8i gewählt wurden, weil diese Muster dem näherkommen, wie diese Zahlen tatsächlich geschrieben werden. Es konnte gezeigt werden, daß sich das Erkennen und die Genauigkeit verbessern, wenn der Aufbau der Muster dem tatsächlichen Zeichnen folgen kann, daß man verwenden würde, um die Zahlen auf Papier zu erzeugen.
  • [0062]
    Es sollte verstanden werden, daß die Erfindung nicht notwendigerweise auf solche engen Darstellungen beschränkt ist. Ein Beispiel eines nützlichen, alternativen Musters kann in 8k gefunden werden, bei dem nur zwei vibromechanische Anreger verwendet werden, um die Zahl Null zu übermitteln, wie in 8k dargestellt. Die Zahl Null wird dadurch gezeichnet, daß der vibromechanische Anreger an der Öffnung 5 beginnt, dann ein Sprung zu der 14 erfolgt und folgend die Nummer 5 ein zweites Mal aktiviert wird. Es ist selbstverständlich, daß der Träger der Tastkommunikationseinrichtung notwendigerweise wissen müßte, daß dieses besondere Muster für die Zahl Null steht. Eine offensichtliche Alternative ist es, eine Anregerfolge zu programmieren, die soweit aktiviert, daß eine Null durchgezeichnet wird.
  • [0063]
    Wie zuvor beschrieben, wird die Vorstellung einer linearen Kontinuität entsprechend der Erfindung, bei der Buchstaben, Zahlen und andere komplexe Symbole kognitiv anhand von Tastmustern erkennbar sind, die von einer zweidimensionalen Anordnung von vibromechanischen Anregern erzeugt werden, begleitet von einem Anordnen der vibromechanischen Anreger innerhalb des Zweipunkt-Diskriminierungsschwellwertes des tastsensitiven Bereiches, der angeregt werden soll, und einem Verwenden der vibromechanischen Anreger in einer Folge, wobei ein Anreger zu einem Zeitpunkt verwendet wird. Würden zwei oder mehr Anreger gleichzeitig verwendet werden, würde die Vorstellung einer linearen Kontinuität nicht erzeugt werden, weil die zwei oder mehr gleichzeitig aktivierten, vibromechanischen Anreger nicht als einzelne oder diskrete vibromechanische Anreger wahrgenommen würden, sondern als einzelner Punkt. Die Erfindung verwendet keine (Vorbei-)Führtechnik zum Aktivieren mehrerer vibromechanischer Anreger, um einen Buchstaben, eine Zahl oder ein komplexes Muster über den tastempfindlichen Bereich zu führen und daher wird die räumliche Auflösung eines Buchstabens, einer Zahl oder eines komplexen Symboles bei der Erfindung nicht benötigt. Eine Anzahl von vibromechanischen Anregern sind Fachleuten verfügbar und umfassen Solenoiden, bimorphe Keramiken und piezoelektrische Kristalle und Keramiken.
  • [0064]
    In einer Anzahl von Untersuchungen, die Solenoiden als vibromechanische Anreger verwendeten, wurden verschiedene Variablen bestimmt, die Einfluß nehmen auf das Erzeugen der Vorstellung einer linearen Kontinuität und einer Fähigkeit des Trägers, Buchstaben, Zahlen und komplexe Symbole kognitiv zu erkennen. Diese variablen Parameter waren: die Gesamtanzahl von Vibrationen für jeden Solenoiden, der verwendet wird, um ein Zeichen zu erzeugen, die Verzögerungszeit zwischen einem Aktivieren eines Solenoiden und dem Aktivieren des nächsten Solenoiden, die Aktivierungszeit für den Solenoiden und die Verzögerungszeit zwischen dem Ende des Erzeugens eines Zeichens und dem Anfang des Erzeugens des nächsten Zeichens. Geeignete elektronische Schaltkreise zum Erzeugen und Übertragen elektri scher Impulse an die Solenoiden wurden entwickelt und sind Fachmännern bekannt. Verwendete Komponenten umfassen eine geeignete Energiequelle, einen Empfänger, einen Impulsgenerator, einen Mustersatz, der in einen Zwischenspeicher programmiert ist, und einen Steuerschaltkreis zum Vergleichen der empfangenen Nachrichtkomponenten mit dem Mustersatz in dem Speicher und Erzeugen einer Folge von Impulsen, die in eine geeignete Folge von Solenoiden übertragbar ist, um die Muster der Nachricht tastbar zu übermitteln. Elektronische Schaltkreise, die in der Lage sind, die zuvor genannten Parameter zu ändern, wurden gewählt.
  • [0065]
    Untersuchungen, die eine Einrichtung zum Übermitteln von arabischen Zahlen verwenden, wurden verwendet, um einen sinnvollen Wertebereich für die variablen Parameter, die zuvor beschrieben wurden, zu bestimmen. Der Bereich der Gesamtanzahl der Vibrationen pro Solenoid betrug 2 bis 15 Vibrationen, wobei 5 die bevorzugte Anzahl der Vibrationen ist. Die Solenoidaktivierungszeit wurde mit zwei Variablen und unter Verwendung eines Rechteckwellenimpulses getestet: die eigentliche Zeit, die der Solenoid eingeschaltet ist, in Millisekunden, und die Zeit, die der Solenoid ausgeschaltet ist, in Millisekunden. Ein sinnvoller Bereich für die Zeit, die der Solenoid eingeschaltet ist, reicht von 2 bis 20 Millisekunden. Ein sinnvoller Bereich für die Zeit, die der Solenoid ausgeschaltet ist, reicht von 2 bis 10 Millisekunden. Die bevorzugte Solenoidaktivierungszeit betrug 50%, wobei der Solenoid 10 Millisekunden eingeschaltet ist und ein Solenoid 10 Millisekunden ausgeschaltet ist. Daher beträgt die gesamte Solenoidaktivierungszykluszeit bevorzugt 20 Millisekunden, mit einem Bereich von 4 bis 30 Millisekunden. Dies entspricht einem Vibrationsfrequenzbereich von 33 bis 250 Hz, mit einer bevorzugten Frequenz von 50 Hz.
  • [0066]
    Der Zeichenverzögerungswert ist die programmierbare Zeit zwischen der Vollendung einer Folge für einen Buchstaben, eine Zahl oder ein komplexes Symbol bis zu dem Beginn des Schreibens des nächsten Buchstabens, der nächsten Zahl oder des nächsten komplexen Symboles. Untersuchungen haben gezeigt, daß dieser Bereich relativ groß ist, wobei eine Verzögerungszeit von 10 Millisekunden bis zu mehr als 3 Sekunden reichen kann. Es scheint keine physikalische Begrenzung für diese Verzögerung zu geben. Vielmehr wird eine kognitive Wahrnehmung eines Zeichens eine funktionale Begrenzung. Die Person sollte in der Lage sein, daß gerade eingeschriebene Zeichen auf einem kognitiven Niveau zu erkennen, bevor mit dem nächsten Zeichen begonnen wird, das übermittelt werden soll. Der Parameter reduziert die Fähigkeit der Person, kognitiv zu verstehen, was tastbar übermittelt wird, bevor das nächste Zeichen empfangen wird. Dieser Zeichenverzögerungswert wird ein funktioneller Geschwindigkeitswert für die Trägerperson und bestimmt allgemein, wie schnell eine Nachricht an die Person übermittelt wird. Dieser Steuerparameter ist daher einer individuellen Vorliebe unterworfen. Der Träger sollte in der Lage sein, die Geschwindigkeit zu steuern, mit der eine Nachricht übermittelt wird.
  • [0067]
    Wie zuvor zu 6 beschrieben, wurde die Öffnung 70 mit ihrem zugehörigen, vibromechanischen Anreger eingangs als eine asymmetrisch angeordnete Öffnung für bestimmte Zwecke des kurzfristigen Mitteilens („Prompters"), daß ein bisheriger Umstand sich ändern kann, beschrieben. Die Verwendung eines vibromechanischen Anregerprompters war in Untersuchungen nützlich, um einige Personen zu unterstützen, die Schwierigkeiten bei einigen Buchstaben, Zahlen oder anderen komplexen Zeichen hatten. Die Untersuchung zeigte, daß es bei einigen Personen ein paar Symbole gab, nur eine geringe Anzahl aus der Gesamtzahl, bei denen die Person Schwierigkeiten hatte, das tastbar übermittelte Symbol genau wahrzunehmen. Wenn der Person kurz vor dem Übermitteln des schwierigen Buchstabens, der schwierigen Zahl oder des schwierigen komplexen Zeichens ein Signal gegeben wurde, war die Person kurzfristig unterrichtet, daß das nächste Zeichen eines dieser wenigen sein würde. Diese Art der kurzfristigen Mitteilung erhöht wesentlich sowohl die Geschwindigkeit des Übermittelns von Nachrichten wie auch die Genauigkeit. Wie zuvor beschrieben, ist die Verwendung eines Prompters ebenso ideal in Fällen, bei denen die Trägerperson unterrichtet werden soll, daß es eine Änderung in der Nachricht gibt. Zum Beispiel einem Umschalten von Buchstaben auf Zahlen oder auf komplexe Zeichen, die mit alternativen Bedeutungen belegt wurden. Ferner können relativ einfache Zustandsänderungen schnell mitgeteilt werden, wie beispielsweise zum Unterscheiden von a. m. und p. m., wenn eine Zeitnachricht empfangen wird.
  • [0068]
    Die vorangehende Beschreibung wird lediglich als beschreibend für die Prinzipen der Erfindung angesehen und es ist nicht gewünscht, da viele Modifikationen und Änderungen für Fachmänner augenscheinlich sind, die Erfindung auf den genauen Aufbau und Arbeitsablauf, die gezeigt und beschrieben wurden, zu begrenzen. Dementsprechend sollten alle möglichen Modifikationen und Äquivalente so betrachtet werden, daß sie in den Bereich der Erfindung fallen.

Claims (16)

  1. Tastanregungseinrichtung (30), die zur Nutzung benachbart zu einer geeignet empfindlichen Oberfläche eines Menschen geeignet ist, mit: – einer Tastanregeranordnung (34) mit mehreren vibromechanischen Anregern (46), bei der jeder der Anreger in der Anordnung von seinen nächsten Nachbarn in einem Abstand innerhalb des Zweipunkt-Diskriminierung-Schwellwertabstands für den geeignet empfindlichen Oberflächenbereich, der angeregt wird, angeordnet ist, wobei die Tastanregeranordnung (34) in der Nähe der geeignet empfindlichen Oberfläche positionierbar ist, und wobei die vibromechanischen Anreger (46) ein Tastwirkmittel (62) aufweisen, daß zum Einwirken auf die geeignet empfindliche Oberfläche geeignet ist; und – Mitteln (32) zum unabhängigen und sequentiellen Steuern jedes vibromechanischen Anregers (46) nacheinander, um zu einem Zeitpunkt nur einen vibromechanischen Anreger (46) zu triggern, wobei einer Musterfolge sequentiell gefolgt wird, bei der einer und dann ein nächster vibromechanischer Anreger (46) in dem Muster getriggert werden, und wobei die geeignet empfindliche Oberfläche des Menschen tastend angeregt wird, um eine Vorstellung einer linearen Kontinuität zu erzeugen.
  2. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel Empfangsmittel zum elektronischen Empfangen eines Kommunikationsdatenstroms umfassen, so daß der empfangene Kommunikationsdatenstrom in ein Tastsymbolmuster auf der geeignet empfindlichen Oberfläche des Trägers umgewandelt wird, was eine kognitiv erkennbare Nachricht ist, die äquivalent zu dem empfangenen Kommunikationsdatenstrom ist.
  3. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel einen Radioempfänger umfassen.
  4. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel einen Ultraschallempfänger umfassen.
  5. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel einen Infrarotempfänger umfassen.
  6. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel eine Schnittstelle umfassen, die zum Eingeben eines Kommunikationsdatenstroms von einem Computer geeignet ist.
  7. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Zeitmeßmodul, welches zum Eingeben eines Datums- und Zeit-Kommunikationsdatenstroms an die Steuermittel geeignet ist.
  8. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel ein Musterspeichermittel zum Speichern von Symbolmusterdaten umfassen.
  9. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel ein Dateneingabemodul zum Eingeben von Programmier- und Symbolmusterdaten umfassen.
  10. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum geeigneten Anbringen der Anordnung an einem Anhänger des Menschen.
  11. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum geeigneten Anbringen der Anordnung auf einer Oberfläche, die zum Greifen durch den Menschen geeignet ist.
  12. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geeignet empfindliche Oberfläche eine geeignet tastempfindliche Schleimhautmembran des Menschen ist.
  13. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren vibromechanischen Anreger mehrere elektromechanische Solenoide umfassen.
  14. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren vibromechanischen Anreger mehrere Stangen eines piezoelektrischen Materials umfassen.
  15. Tastanregungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrere vibromechanischen Anreger mehrere Stangen eines bimorphischen Keramikmaterials umfassen.
  16. Tastkommunikationsverfahren zum Empfangen und zum Umwandeln eines Kommunikationsdatenstroms in eine Nachricht, die von einem Menschen tastbar erkannt werden kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) Anbringen eines Gehäuses an dem Menschen, wobei das Gehäuse eine elektrische Energiequelle umfaßt; (b) Montieren einer Tastanregeranordnung innerhalb des Anbringgehäuses mit mehreren elektromechanischen vibromechanischen Anregern in einer zweidimensionalen Anordnung, wobei jeder der Anreger in der Anordnung von seinen nächsten Nachbarn in einem Abstand innerhalb des Zweipunkt-Diskriminierung-Schwellwertabstandes für einen Oberflächenabschnitt der Haut des Menschens angeordnet ist; (c) Positionieren der Tastanregeranordnung angrenzend über dem Oberflächenabschnitt der Haut des Menschen; (d) elektrisches Verbinden der mehreren vibromechanischen Anreger mit der elektrischen Energiequelle; und (e) Vorsehen eines Steuermittels, welches mit der elektrischen Energiequelle und der Tastanregeranordnung elektrisch verbunden ist, zum unabhängigen und sequentiellen Steuern jedes vibromechanischen Anregers, wobei das Steuermittel die folgenden Schritte umfaßt: (e1) Speichern eines analogen Musters für jedes alphanumerische Symbol für eine Musterfolge des An- und Ausschaltens wenigstens eines vibromechanischen Anregers der mehreren vibromechanischen Anreger entsprechend jedem gespeicherten alphanumerischen Symbol; (e2) elektronisches Empfangen eines digitalen alphanumerischen Datenstroms; (e3) Umwandeln des empfangenen digitalen alphanumerischen Datenstroms in einen analogen alphanumerischen Datenstrom nach dem entsprechenden analogen Muster; und (e4) Einschalten und Ausschalten einer Folge vibromechanischer Anreger mit einem vibromechanischen Anreger pro Zeitpunkt nach dem entsprechenden gespeicherten analogen Muster für jede alphanumerische Größe innerhalb des analogen Datenstroms, beginnend mit der ersten alphanumerischen Größe; so daß die Folge von vibrierenden Anregern, die die Haut tastend anregen, von dem Menschen als die Kommunikationsnachricht einer Vorstellung linearer Kontinuität kognitiv empfunden wird.
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