ES2218117T3 - Juguete interactivo. - Google Patents
Juguete interactivo.Info
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Abstract
Juguete que comprende un juguete propiamente dicho asociado a una gama de accesorios, y que comprende: u una o varias unidades centrales (1), que comprenden un microprocesador o microcontrolador, integrado en el juguete (10) propiamente dicho; u una alimentación eléctrica autónoma, destinada a alimentar dicha unidad central con energía eléctrica; u un conjunto de uno o de varios sensores (4) y/o accionadores (5), conectados a unas intercaras integradas en la o las unidades centrales (1), y destinados a asegurar la puesta en funcionamiento de funciones de naturaleza diversa; u por lo menos un acoplador inductivo (3) conectado a la o las unidades centrales (1); u unos accesorios (14, 15, 16) asociados al juguete (10) que comprenden cada uno por lo menos una etiqueta inductiva (8), destinada a entrar en interacción electromagnética con dicho acoplador inductivo (3); caracterizado: u porque la etiqueta inductiva (8) está constituida por un bucle o por una bobina conectada a un circuito integrado digital activo, u y porque el acoplador inductivo (3) conectado a la o las unidades centrales (1) está recorrido por una corriente de frecuencia determinada e intercambia con dichas etiquetas inductivas (8) unos datos binarios que corresponden a unos estados de fase o de amplitud de la modulación de la frecuencia.
Description
Juguete interactivo.
La invención se refiere a un juguete inteligente
y autoadaptable, susceptible de entrar en interacción con los
accesorios que le están asociados, accionados por un niño.
Este juguete integra una electrónica que permite
esta interacción.
El desarrollo de la electrónica y su integración
en los juguetes permiten una gran diversidad y una gran
sofisticación de las funciones propuestas.
Así, más allá de las producciones de ruidos,
motorizaciones, mandos a distancia, en la actualidad ampliamente
expandidos, los juguetes integran también unas
pseudo-inteligencias artificiales a semejanza del
juguete conocido bajo la marca registrada "TAMAGOCHI", cuya
pantalla representa un personaje que simula un ser vivo.
Se ha descrito en el documento nº
FR-A-2 297 066, un juguete
susceptible de interactuar con unos accesorios variados. Estos
accesorios están provistos de un imán, cuyo campo magnético es
susceptible de cerrar un relé REED integrado en el juguete, y que
induce de este modo una función eléctrica o electromecánica. Esta
tecnología no permite por lo tanto el reconocimiento ni la
identificación de los accesorios.
También se ha descrito, en el documento nº
US-A-5.661.470, un sistema de
reconocimiento de accesorios. Este sistema pone en funcionamiento
unos resonadores, integrados en dichos accesorios, y que son
susceptibles de entrar en resonancia cuando entran en el campo de
frecuencia de un lector, que barre la gama de frecuencias apropiada.
Sin embargo, aunque ciertamente esta tecnología constituye un
progreso con relación a la descrita en el párrafo anterior, no
permite poner en funcionamiento un número importante de accesorios,
y por otra parte, no hay intercambio posible de informaciones.
La presente invención se refiere a la realización
de una arquitectura electrónica particular y original, destinada a
equipar una gama de juguetes y sus accesorios, con funciones
inteligentes, interactivas, autoadaptables, que simulan
eventualmente a un ser vivo.
Según la invención, los juguetes equipados con
esta arquitectura electrónica están desprovistos de la intercara
tecnológica tradicional que constituyen una pantalla y un
teclado.
Ellos interactúan directamente con el niño por
medio de sensores y de accionadores pilotados por una unidad central
informática integrada en el juguete.
Evidentemente, la invención se refiere a
cualquier tipo de juguete susceptible de integrar una electrónica de
este tipo, y en particular a los juguetes con accesorios, lo
juguetes de imitación, así como los juguetes de puesta en
situación.
Entre éstos, se podrán citar más particularmente
la muñeca y su gama de ropa, de mobiliario fijo o rodante,
accesorios de tocador, de baño, de cocina, de ropa, etc. ...
En el mismo orden de ideas, también se pueden
citar las cocinas para niños con una vajilla completa, los bancos de
trabajo o talleres para niños con una colección de herramientas, los
circuitos, los garajes con flota de vehículos, los paisajes con
teoría de personajes, etc. ...
Evidentemente, estos ejemplos no son en modo
alguno limitativos del alcance de la presente invención.
Según la invención, este juguete comprende un
juguete propiamente dicho asociado a una gama de accesorios y
comprende:
- \bullet
- una o varias unidades centrales, que comprenden un microprocesador o microcontrolador, integrado en el juguete propiamente dicho;
- \bullet
- una alimentación eléctrica autónoma, destinada a alimentar dicha o dichas unidades centrales con energía eléctrica;
- \bullet
- un conjunto de uno o de varios sensores y/o accionadores, conectados a unas intercaras integradas en la o las unidades centrales, y destinados a asegurar la puesta en funcionamiento de funciones de naturaleza diversa;
- \bullet
- por lo menos un acoplador inductivo conectado a por lo menos la unidad central;
- \bullet
- unos accesorios asociados al juguete que comprenden cada uno por lo menos una etiqueta inductiva, destinada a entrar en interacción electromagnética con dicho acoplador inductivo;
Según la invención:
- \bullet
- la etiqueta inductiva está constituida por un bucle o por una bobina conectada un circuito integrado digital activo,
- \bullet
- el acoplador inductivo conectado a la unidad central está recorrido por una corriente de frecuencia determinada e intercambia con dichas etiquetas inductivas unos datos binarios que corresponden a unos estados de fase o de amplitud de la modulación de la frecuencia.
Según una característica ventajosa de la
invención, la unidad central comprende un dispositivo de
reconocimiento y de identificación múltiple de la información, de
tal modo que permite la lectura secuencial o simultánea de varias
etiquetas inductivas situadas en el campo de lectura del acoplador
inductivo.
Según otra característica ventajosa de la
invención, la unidad central comprende un dispositivo de
reconocimiento y de identificación de la información, de tal modo
que permite la escritura de informaciones binarias y/o hexadecimales
en una o en varias etiquetas inductivas situadas en el campo de
lectura del acoplador inductivo.
La manera en la que se puede realizar la
invención y las ventajas que de ella se derivan, se pondrán más
claramente de manifiesto a partir del ejemplo de realización
siguiente dado a título indicativo y no limitativo, con el apoyo de
las figuras anexas.
La figura 1 es una representación esquemática de
la realización del principio aplicado en una pepona.
La figura 2 es una representación esquemática de
la interacción entre la unidad central y los accesorios.
En el seno de la figura 1, se ha esquematizado
una pepona (10), que integra por lo menos una unidad central (1).
Ventajosamente, comprende dos unidades centrales, una dedicada más
específicamente a la gestión de la lectura de las señales, la otra
dedicada más especialmente a la gestión del sonido, respectivamente,
cuando la pepona, y de manera general el juguete está provisto
efectivamente de una parte de sonido.
Se ha materializado a nivel de uno de los dos
ojos un electroimán (11), destinado a accionar la apertura o el
cierre de los ojos. Este sensor está unido por una conexión de hilo
(13) con la unidad central (1).
Por otra parte, se ha representado por dos bucles
cerrados (12) y (17), respectivamente a nivel del tronco y de la
boca de la pepona, unos acopladores inductivos, unidos también por
una conexión de hilo con la unidad central (1). Estos acopladores, a
nivel de los cuales circula una corriente eléctrica de frecuencia
determinada, están destinados a cooperar, y en particular a
intercambiar datos con unas etiquetas inductivas, dispuestas en el
seno de los accesorios, tales como un vaso (14), un biberón (15) o
una cuchara (16). Tal como se puede observar en la figura 1, cada
uno de estos accesorios está provisto de una etiqueta inductiva,
materializada en forma de un bucle cerrado (17).
Se ha representado en la figura 2 la interacción
entre la unidad central (1), y los diferentes sensores, accionadores
o acopladores de la invención.
Esta unidad central (1) integra fundamentalmente
un circuito integrado digital activo y más particularmente un
microcontrolador o microprocesador, provisto de todas las funciones
tradicionales, de memoria, de reloj, y de intercaras con los
sensores y accionadores.
Según la invención, la unidad central (1) está
controlada por un programa que define las funciones en términos de
comportamiento y de interacciones del juguete en el cual está
integrada esta unidad central (1).
Este programa está implantado en las memorias
asociadas a la unidad central (no representadas).
Según la invención, la electrónica es autónoma y
comprende su propia fuente de energía. Esta fuente está constituida
típicamente por una batería recargable o una pila, igualmente no
representada.
Según la invención, la electrónica comprende una
gama de sensores, cuyos dos principales tipos son los
siguientes:
- \bullet
- uno o varios contactores de tipo switch o interruptores (6);
- \bullet
- uno o varios sensores de posición gravimétrica (4).
Evidentemente, puede ser posible integrar uno o
varios sensores distintos, tales como por ejemplo unos fotodiodos,
susceptibles de percibir lo visible o el infrarrojo, pero también
otras intercaras de comunicación, en particular ópticas, que emiten
en el campo visible o infrarrojo por medio de diodos
electroluminiscentes (LED).
Según la invención, la electrónica comprende un
único tipo de accionador (5), del tipo electromagnético, tal como
uno o varios electroimanes o unos motores.
Por último, según una característica de la
invención, el circuito electrónico de la unidad central (1)
comprende la asociación de dos intercaras de comunicaciones:
- \bullet
- una primera intercara, de naturaleza sonora, que comprende un micrófono y un altavoz (2); eventualmente, el micrófono y el altavoz pueden estar integrados en un transductor único bidireccional; esta intercara sonora actúa al lado del niño materializado por la referencia (7), reproduciendo un cierto número de sonidos, palabras, músicas, en función del programa asociado a la unidad central (1); esta intercara reacciona ante el niño, a sus palabras y a sus ruidos. En función del grado de sofisticación del programa, posibilita así una discriminación de madurez de timbre vocal, una identificación vocal, incluso un reconocimiento léxico o gramatical;
- \bullet
- la segunda intercara de comunicación es de naturaleza inductiva. Se trata de un acoplador inductivo (3, 12, 13), que se presenta en forma de una bobina o de un bucle recorrido por una corriente de frecuencia determinada.
Según la invención, la unidad central (1) está
conectada a por lo menos un acoplador inductivo (3), cuya
colocación, en el interior del juguete propiamente dicho, estará en
función del tipo de interacción buscada, y en particular de la gama
de accesorios, con los cuales está destinado a entrar en
interacción.
Este acoplador está destinado a reaccionar con
unas etiquetas inductivas pasivas o activas (8), es decir autónomas
o desprovistas de cualquier fuente de energía propia. Estas
etiquetas están solidarizadas con los accesorios complementarios del
juguete propiamente dicho, así como ya se ha mencionado en relación
con la descripción de la figura 1.
La interacción con la etiqueta inductiva se
efectúa en forma de un intercambio de datos binarios,
correspondiendo el 0 y el 1 a unos estados de fase o de amplitud de
la modulación de la frecuencia.
Físicamente, se realiza por el acoplamiento
inductivo débil entre la bobina o el bucle del sensor (3), y el
bucle o la bobina de la etiqueta (8).
La etiqueta inductiva está constituida por un
bucle o una bobina, conectada a un circuito integrado digital
activo, más comúnmente denominado "chip", y por ejemplo
constituido por un microcontrolador asociado eventualmente a una
batería miniatura.
Según la invención, cada accesorio comprende por
lo menos una etiqueta inductiva.
Se describirán con mayor detalle las
interacciones y las conexiones entre los diferentes elementos que
constituyen el juguete y los accesorios de acuerdo con la
invención.
El microprocesador o microcontrolador de la
unidad central (1) rige todas las interacciones con los diferentes
elementos, en particular de intercaras de naturaleza sonora (2), de
naturaleza inductiva (3), así como los sensores o los accionadores
(4, 5, 6).
En cambio, no existe interacción directa entre
estos diferentes elementos.
Según la invención, las conexiones entre la
unidad central (1) y sus diferentes elementos son eléctricas y por
ejemplo con hilos conductores o por medio de pistas conductoras de
circuito impreso.
El microprocesador de la unidad central (1)
recibe unas señales analógicas del sensor (6), y unas señales
digitales o analógicas de los sensores (4), (3) y (2). La unidad
central (1) está por lo tanto equipada de convertidores
analógicos-digitales de entrada de estas
señales.
La unidad central (1) emite una señal de potencia
lógica o analógica en dirección del accionador (5), y unas señales
analógicas en dirección de las intercaras (2) y (3). La unidad
central (1) está por lo tanto equipada de convertidores
digitales-analógicos de salida.
La relación entre el niño (7) y el micrófono
altavoz (2) es sonora, y transmite los sonidos, los ruidos, las
músicas y las palabras.
La conexión entre los acopladores (3, 12, 13) y
las etiquetas inductivas (8) es de naturaleza inductiva y transmite
unos bits de datos.
El niño (7) manipula los accesorios que contienen
las etiquetas (8) y juega con el juguete que contiene la unidad
central (1). Las interacciones son físicas, mecánicas y sonoras.
Si la unidad central (1) está provista de
sensores ópticos, las interacciones pueden ser visuales y
ópticas.
El programa implantado en la memoria asociada al
microprocesador (1), define y sincroniza las interacciones y las
reacciones del juguete con el niño y los accesorios, en función de
la naturaleza del juguete.
El circuito electrónico aplicado a los juguetes
según la invención, equipa por ejemplo una muñeca o una pepona. Las
etiquetas (8) están repartidas en todos los accesorios, ropas,
cochecitos, cuna, bañera, etc. ...
La muñeca interactúa con el niño y con los
accesorios según unos escenarios programados, instruye un diálogo,
reconoce al niño por el timbre vocal, reacciona a la manipulación y
a la de los accesorios, reacciona a las caricias, abre y cierra los
párpados oportunamente, etc. ...
El diálogo está sincronizado por ejemplo con la
percepción del timbre del niño.
La manipulación se detecta por los contactores
switch (6) y por el sensor gravimétrico (4).
La apertura de los párpados se rige por un
electroimán.
La muñeca identifica los accesorios después de un
intercambio de código de identificación entre el acoplador de
inducción (3) y la etiqueta inductiva (8) integrada en el accesorio,
tal como se ha precisado. En consecuencia, la muñeca reacciona a su
entorno y a las intervenciones del niño. También puede invitar al
niño a un juego que requiere los accesorios, y a controlar su buen
uso.
La extrema riqueza de las interacciones posibles
no permite por supuesto una descripción exhaustiva, no constituyendo
estas interacciones las características fundamentales de la
invención.
En una variante, el sistema electrónico según la
invención equipa una cocina para niños. Las etiquetas (8) están
colocadas en la vajilla y en las cacerolas. Los ruidos producidos
(de cocción por ejemplo) están sincronizados con relación a las
acciones del niño,
etc. ...
etc. ...
En otra aplicación, el sistema electrónico de
acuerdo con la invención equipa un banco de trabajo o un taller,
siempre para un niño. Las etiquetas inductivas (8) están entonces
integradas en las herramientas. Se puede instruir un diálogo en
función de un bricolaje imaginario o real.
El sistema electrónico de acuerdo con la
invención puede equipar en otra aplicación un garaje, un circuito de
automóviles, estando integradas las etiquetas inductivas (8) en los
vehículos. Los ruidos producidos y los diálogos se adaptan a la
circulación de los vehículos.
En otra aplicación, el sistema electrónico de
acuerdo con la invención equipa una representación de un paisaje,
una montaña, una granja, una obra de arte, una construcción, etc.
..., a la escala del niño. Las etiquetas inductivas (8) están
colocadas en los personajes y en los animales, los ruidos
producidos identifican a los animales y se narran los escenarios al
niño en interacción con sus manipulaciones.
En una versión de la invención, la unidad central
(1) integra un sistema que permite evitar cualquier colisión de
informaciones durante la realización de las interacciones
juguete-accesorios.
Según otra versión de la invención, la unidad
central comprende un sistema de reconocimiento y de identificación
múltiple de la información, de tal modo que permite la lectura
secuencial o simultánea de varias etiquetas inductivas situadas en
el campo de lectura del acoplador inductivo.
Según la invención, la interactividad y la
inteligencia del juguete residen en la riqueza de su programa. Para
cada aplicación, muñeca, cocina, garaje, etc. ..., se memoriza un
programa específico en la memoria asociada a la unidad central (1),
y para cada aplicación, se define una arquitectura específica y una
repartición de los sensores.
Según una versión evolucionada de la invención,
el programa es evolutivo e intercambiable. Para ello, se realiza una
acometida con un microordenador.
Por esta razón, está prevista una conexión de
tipo módem, serie o paralelo, con el circuito electrónico de la
unidad central. La conexión con el ordenador está entonces asegurada
después de enchufar la línea módem, serie o paralelo, y permite
entonces cualquier intervención en el contenido de la
programación.
Se concibe desde entonces todo el interés del
dispositivo de acuerdo con la invención, que, debido al gran número
de interactividades posibles, permite declinar hasta el infinito las
aplicaciones, lúdicas en particular, de los juguetes.
Claims (10)
1. Juguete que comprende un juguete propiamente
dicho asociado a una gama de accesorios, y que comprende:
- \bullet
- una o varias unidades centrales (1), que comprenden un microprocesador o microcontrolador, integrado en el juguete (10) propiamente dicho;
- \bullet
- una alimentación eléctrica autónoma, destinada a alimentar dicha unidad central con energía eléctrica;
- \bullet
- un conjunto de uno o de varios sensores (4) y/o accionadores (5), conectados a unas intercaras integradas en la o las unidades centrales (1), y destinados a asegurar la puesta en funcionamiento de funciones de naturaleza diversa;
- \bullet
- por lo menos un acoplador inductivo (3) conectado a la o las unidades centrales (1);
- \bullet
- unos accesorios (14, 15, 16) asociados al juguete (10) que comprenden cada uno por lo menos una etiqueta inductiva (8), destinada a entrar en interacción electromagnética con dicho acoplador inductivo (3);
caracterizado:
- \bullet
- porque la etiqueta inductiva (8) está constituida por un bucle o por una bobina conectada a un circuito integrado digital activo,
- \bullet
- y porque el acoplador inductivo (3) conectado a la o las unidades centrales (1) está recorrido por una corriente de frecuencia determinada e intercambia con dichas etiquetas inductivas (8) unos datos binarios que corresponden a unos estados de fase o de amplitud de la modulación de la frecuencia.
2. Juguete según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad central (1) está pilotada por
un programa que define las funciones en términos de comportamiento y
de las interacciones del juguete en el que está integrada esta
unidad central
(1).
(1).
3. Juguete según una de las reivindicaciones 1 y
2, caracterizado porque el juguete propiamente dicho
comprende además un transductor sonoro (2), conectado a la unidad
central (1).
4. Juguete según una de las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque la unidad central comprende un
dispositivo de reconocimiento y de identificación múltiple de la
información, de tal modo que permite la lectura secuencial o
simultánea de varias etiquetas inductivas situadas en el campo de
lectura del acoplador inductivo.
5. Juguete según una de las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque la unidad central comprende un
dispositivo de reconocimiento y de identificación de la información,
de tal modo que permite la escritura de informaciones binarias y/o
hexadecimales en una o en varias etiquetas inductivas situadas en el
campo de lectura del acoplador inductivo.
6. Juguete según una de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque el juguete es una muñeca o una
pepona, y porque los accesorios están constituidos en particular por
las ropas de dicha muñeca o de dicha pepona, muebles, objetos de
tocador, de
cocina.
cocina.
7. Juguete según una de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque el juguete es una cocina para niño y
porque los accesorios asociados comprenden en particular la vajilla,
las cacerolas.
8. Juguete según una de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque el juguete es un banco de trabajo o
un taller de bricolaje para niño, y porque los accesorios asociados
comprenden en particular las herramientas.
9. Juguete según una de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque el juguete es un elemento
seleccionado de entre el grupo que comprende los paisajes, las obras
de arte, las construcciones, y porque los accesorios asociados están
constituidos por unos animales o unos personajes.
10. Juguete según una de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque el juguete es un garaje o un circuito
de automóviles para niño, y porque los accesorios asociados están
constituidos por unos vehículos.
Applications Claiming Priority (2)
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