ES2663126B2 - Sistema de entrenamiento visuo-motor basado en la restricción de la mirada - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de entrenamiento visuo-motor basado en la restricción de la mirada.

Sector de la técnica

La presente invención se encuadra en el sector de entrenamiento para facilitar que un usuario lleve la dirección de la mirada en determinadas direcciones, o alternativamente evite llevarla en otras direcciones. En un caso particular, se encuadra en el sector de entrenamiento deportivo en el que la persona debe responder a dos estímulos simultáneamente y esto limita las posibilidades para fijar la vista en uno de ellos. En este caso concreto, más en particular, se trata del manejo de un balón en un campo deportivo de manera que el deportista necesita fijar la atención en los adversarios y por lo tanto debe mirar menos al balón.

Estado de la técnica

En los últimos años se han desarrollado numerosas innovaciones en el entrenamiento del sistema visuo-motor, y en concreto en el entrenamiento de deportistas. En el entrenamiento de deportistas en concreto, sin embargo, el entrenamiento del manejo del balón sigue siendo realizado de manera clásica. En fútbol, se utilizan palos y conos y ejercicios en los cuales el futbolista debe dirigir el balón a través de los conos en ziz-zag. En baloncesto existen técnicas similares.

Las técnicas más innovadoras provienen del baloncesto de EEUU en los últimos cinco años. Allí, por ejemplo, Stephen Curry utiliza ejercicios en los que bota un balón con una mano mientras con la otra maneja una pelota de tenis. En otro ejercicio, bota dos balones de baloncesto simultáneamente, uno con cada mano. Y en otro bota un balón, con una mano, maneja una pelota de tenis con la otra, y mientras tanto utiliza unas gafas estroboscópicas que le limitan a ver la pelota de tenis sólo de manera intermitente.

Existe la necesidad de un mayor número de ejercicios que permitan que los deportistas mejoren su manejo del balón.

Asimismo, existen otros campos como la rehabilitación postural en los que también existe la necesidad de nuevas soluciones, como se describirá en mayor detalle en las descripciones de las diferentes realizaciones.

Explicación de la invención

La presente invención se dirige crear sistemas de entrenamiento que estimulen o faciliten que la persona dirija la vista hacia una dirección adecuada, o, alternativamente no la dirija a una dirección inadecuada. Existe una gran diversidad de realizaciones para restringir o bloquear la dirección de la mirada o para estimular que se produzca en determinadas direcciones. Y también hay una gran diversidad de aplicaciones y de usos. Para facilitar esta explicación de la invención, se recurrirá a algunos ejemplos característicos, pero en ningún modo se pretende limitar la invención salvo en lo que explícitamente se indique en las reivindicaciones.

El ejemplo de uso de la invención, en una realización particular, se dirige a facilitar que un deportista aumente el control que tiene sobre el balón (u otro objeto equivalente, como entre muchos pudiera ser una pelota de baloncesto o un disco de hockey, que se denominarán genéricamente en este documento como "balón”) mientras está prestando atención a otros estímulos, como por ejemplo a los jugadores adversarios. En estos casos, en muchas ocasiones el deportista debe manejar el balón de manera instintiva, sin mirarlo, pues necesita usar la vista para prestar atención a los jugadores contrarios.

Desde un punto de vista de sentido común, para desarrollar esa capacidad, el jugador debe precisamente practicar el manejo del balón sin mirarlo, para acostumbrarse a manejar las sensaciones táctiles que recibe a través del contacto con el balón. Y además, a combinarlas con las sensaciones que recibe del sistema proprioceptivo, el cual es el sentido que nos informa de dónde están los brazos y demás partes de nuestro cuerpo en el espacio así como dónde están objetos próximos a nuestro cuerpo que hemos percibido previamente.

Desde un punto de vista científico, existen descubrimientos neurocientíficos que indican que la interacción de una persona con objetos de su entorno se basa en mapas neuronales que definen el estado del cuerpo y del espacio alrededor de él (Rizzolatti et al, 1997) (Los artículos usados como referencias se listan al final de esta sección).

Estos mapas neuronales se basan en información sensorial que procede fundamentalmente de la vista y del tacto. Existen neuronas monomodales que responden únicamente al estímulo visual y otras al estímulo táctil (Graziano et al, 1994). Y también existen neuronas bimodales, es decir, que responden tanto si reciben información visual de que existe un objeto cerca de una zona del cuerpo como si reciben información táctil de que un objeto ha tocado esa zona del cuerpo (Wolpert et al, 1998: Rizzolatti et al, 1997; Ladavas et al, 2000).

Para desarrollar las neuronas monomodales que responden al tacto, está claro que será necesario estimularlas si se desea que la persona pueda aprender manejar el balón basándose en el tacto. En el caso de neuronas bimodales, también será necesario poner énfasis en la parte que reacciona al estímulo táctil de dichas neuronas bimodales.

Asimismo, se ha observado en que determinados casos, distintas zonas del cerebro manejan la información visual y la información táctil y proprioceptiva. Rushworth et al (1997) encontraron trabajando con monos que si determinada zona estaba dañada, el mono podía alcanzar el objeto si lo veía, pero no si se debía guiar por información proprioceptiva. En contrario, si esta zona estaba bien y otra determinada zona estaba dañada, el mono no lo podía alcanzar cuando lo veía, pero en cambio era capaz de alcanzarlo en la oscuridad guiándose por información proprioceptiva. Rushworth et al (2001) mostraron que la atención visual espacial y la atención motora desarrollada para mover los dedos están manejadas por diferentes zonas neuronales. En este caso, será necesario estimular las zonas involucradas en el manejo de la información proprioceptiva si se desea desarrollarlas.

En consonancia con todo lo anterior, la invención actual consiste en usar medios que restrinjan o impidan que el deportista vea el balón mientras está entrenando con él, y de este modo se vea obligado a depender de las zonas neuronales que descansan en el tacto y en su integración con el sistema proprioceptivo. Como resultado se favorece el desarrollo de esas zonas neuronales. A ello se use un aspecto básico de la neurociencia: para entrenar una zona del cerebro, es necesario usarla, de la misma manera que para entrenar un músculo es necesario usarlo.

Cuando existen dos caminos para realizar algo, el cerebro utiliza preferentemente el camino más sencillo. Para entrenar el camino alternativo, es necesario bloquear este camino sencillo, pues actúa como competidor (Doidge, 2007).

En este sentido, es importante tener en cuenta que se ha observado, por ejemplo, que determinadas neuronas relacionadas con la mano responden táctilmente si el sujeto puede ver la zona en la que está recibiendo el contacto, pero que apenas responden si no lo puede ver. Sin embargo, las neuronas que están relacionadas con el hombro o la cara tienen una mayor respuesta para el contacto (Ladavas et al, 2000). La clave es que las neuronas de la mano están habitualmente en zona visible, y por lo tanto el cerebro no ha desarrollado su capacidad de reaccionar al tacto sobre ellas. Sin embargo, la cara y el hombro son zonas que raramente se ven, y por lo tanto han desarrollado una respuesta táctil mucho mayor.

Para desarrollar determinados caminos neuronales es necesario bloquean otros que puedan estar actuando como competidores. Esto es algo que ha tenido constatación científica reiterada en los últimos años. Por ejemplo, Taub and Uswatte (2003) crearon un sistema de rehabilitación de ciertos déficit motores basándose en este enfoque. Para ello, si el déficit está en la movilidad de un brazo debido a ciertos infartos cerebrales, la técnica se basa en bloquear el brazo que está menos afectado, y de ese modo el cerebro del paciente no tiene otra opción que usar y desarrollar los caminos neuronales que dependen del brazo más afectado. Pascual-Leone y Hamilton (2001) pusieron antifaces a un grupo de personas con visión normal para impedirles ver durante cinco días. Observaron que bloqueando la entrada de información visual, determinadas zonas del cerebro cambiaron en sólo unos días. Incluso zonas que estaban dedicadas a la visión, pasaron a dedicarse a procesar información táctil y audible.

Existen diferentes tipos de medios que pueden usarse en la invención para restringir o bloquear la dirección de la mirada del usuario, tanto en el entrenamiento de deportistas en el uso del balón como en otros campos. Estos diferentes tipos se explican en la descripción de la realización preferida.

Restringir o bloquear frente a evitar usar

La presente invención tiene una ventaja clave frente a la alternativa simple de que el usuario realice un ejercicio con balón pero evitando mirar al balón. Si el usuario simplemente evita mirar al balón, su mente necesita estar realizando el esfuerzo de no mirar al balón, lo cual va a ocasionar una interferencia con el procesamiento de las sensaciones proprioceptivas que recibe.

Por comparar la situación con la técnica desarrollada por Taub and Uswatte (2003), sería equivalente a que al paciente que sufre un déficit motor se le indicara simplemente que no moviera el brazo sano, en lugar de poner una estructura que directamente impida que lo mueva.

Al utilizar medios que impiden que la persona vea el balón, la mente del usuario ya sabe que aunque mire al balón no va a poder verlo, y debido a ello se va a centrar en el procesamiento de las sensaciones táctiles y proprioceptivas que recibe, y en poner atención sobre su sistema motor. Y por lo tanto va a desarrollar estas capacidades.

Artículos y libros de referencia

- Doidge, N. (2007). The brain that changes itself: Stories of personal triumph from the frontiers of brain Science. Penguin.

- Graziano, M. S., Yap, G. S., & Gross, C. G. (1994). Coding of visual space by premotor neurons. SCIENCE-NEW YORK THEN WASHINGTON-, 1054-1054.

- Ládavas, E., Farné, A., Zeloni, G., & di Pellegrino, G. (2000). Seeing or not seeing where your hands are. Experimental Brain Research, 131(4), 458-467.

- Pascual-Leone, A., & Hamilton, R. (2001). The metamodal organization of the brain.

Progress in brain research, 134, 427-445.

- Rizzolatti, G., Fadiga, L., Fogassi, L., & Gállese, V. (1997). The space around us. Science, 277(5323), 190-191.

- Rushworth, M. F. S., Nixon, P. D., & Passingham, R. E. (1997). Parietal cortex and movement I. Movement selection and reaching. Experimental Brain Research, 117(2), 292­ 310.

- Rushworth, M. F., Ellison, A., & Walsh, V. (2001). Complementary localization and lateralization of orienting and motor attention. Nature neuroscience, 4(6), 656-661.

- Taub, E., & Uswatte, G. (2003). mp. Journal of Rehabilitation Medicine-Supplements, (41), 34-40.

- Wolpert, D. M., Goodbody, S. J., & Husain, M. (1998). Maintaining internal representations:

the role of the human superior parietal lobe. Nature neuroscience, 1(6), 529-533.

Descripción de los dibujos

Las Figuras 1A, 1B, 1C muestran una vista en perspectiva y dos vistas laterales de la realización preferida de la invención basada en una estructura que contiene elemento que se extiende en dirección horizontal. Cuando el ojo mira hacia delante la visión funciona normalmente. Cuando mira hacia abajo, la visión se ve impedida o dificultada.

La Figura 1D muestra una realización en la que sólo existe un elemento que impide o dificulta la visión, y que cubre ambos ojos.

La Figura 1E muestra una realización en la que se usa una estructura como una montura de gafas, pero que tiene un solo hueco para los dos ojos.

Las Figuras 2A y 2B muestran una vista en perspectiva y lateral de la realización preferida de la invención basada en un elemento que se extiende en dirección vertical.

La Figura 3 muestra una realización alternativa usando un tipo estructura diferente.

La Figura 4A muestra una realización en la que se usa una montura de gafas que lleva cristales y la parte inferior tiene un mayor grado de opacidad.

Las Figuras 4B y 4C muestran dos gradaciones de opacidad para los cristales de la Figura 4A. Las Figuras 5A y 5B muestran una realización alternativa que se construye como unas gafas con cristal que comprende medios para cambiar su grado de opacidad.

Las Figuras 6A y 6B muestran esquemáticamente como las gafas de las Figuras 5A y 5B cambia la opacidad de los cristales dependiendo de la inclinación que tengan en el plano vertical medida por un giróscopo.

La Figura 6C muestra cómo las gafas de las Figuras 5A y 5B pueden llevar la electrónica fundamental en una petaca externa.

Las Figuras 7A y 7B muestran una manera de medir la inclinación de las gafas usando un sistema de cámaras externo (sólo se representa una cámara).

Las Figuras 8A, 8B, 8C y 8D muestran una realización basada en gafas que tienen cristales que pueden cambiar de opacidad, en la cual los cristales comprenden varias zonas diferentes que cambian de opacidad dependiendo de que la inclinación pase varios ángulos determinados.

Las Figuras 9A, 9B, 9C y 9D muestran una realización en la cual la invención se construye como un elemento 104 que consta de una parte 901 que se extiende horizontalmente y que puede adaptarse a una montura de gafas con unas pestañas 902. Las Figuras 9A y 9B muestran dos vistas del elemento. La Figura 9C muestra cómo se puede adaptar a unas gafas con cristales con medios para volverse opacos. La Figura 9C muestra cómo se puede adaptar a cualquier tipo de montura o estructura independientemente de que lleve o no lleve cristales. Las Figuras 10A y 10B muestran una realización en la que se mide el ángulo de inclinación de la línea de mirada 107 respecto la montura de las gafas.

Las Figuras 11A, 11B y 11C muestran una realización en la que se restringe la mirada a una banda intermedia, impidiendo las miradas altas y las miradas bajas.

La Figura 12 muestra un hueco que queda entre la estructura 101 y la mejilla por el que se podría obtenerse visión del suelo o del balón.

La Figura 13 muestra una realización de la invención en la cual la montura 101 lleva unos prolongadores 1301 para evitar que el usuario pueda ver el balón a través del hueco que queda entre la montura y la mejilla.

Las Figuras 14A, 14B y 14C muestran una realización en la cual se restringe la mirada del usuario mediante información correctora de diferentes tipos, en lugar de haciendo que los cristales se vuelvan opacos.

La Figura 15 muestra otra posible realización de la invención, que se construye con un elemento que el usuario coloca alrededor del cuello para impedir o dificultar la visión hacia abajo.

Exposición de un modo de realización de la invención

DESCRIPCIÓN DE LA REALIZACIÓN PREFERIDA

La realización preferida es la forma más económica de construir la invención. En esta realización, que se muestra esquemáticamente en la Figura 1A, la invención se construye como una estructura 101, que es una montura de gafas sin cristales de manera que los huecos 102 y 103 están vacíos. (Incidentalmente, cuando en este documento se haga referencia a los "cristales” de unas gafas se estará haciendo referencia a esos elementos que habitualmente son de material translúcido y que se colocan en las monturas de las gafas delante de los ojos. Con el término "cristales” se hará referencia a todo tipo de dichos elementos, sean o no sean opacos, tengan o no tengan potencia correctora para la vista, estén hechos de cristal o de plástico o de otro material, tengan una opacidad fija o variable, y estén realizados con un solo material o como una unión de diferentes materiales y capas. Asimismo, la mayoría de las realizaciones utilizan una estructura que se coloca en la cabeza y delante de los ojos, que en general será una estructura 101 con diferentes formas y condiciones).

Además, la estructura o montura 101 tiene unos elementos horizontales 104 y 105 añadidos que se extienden de manera horizontal hacia delante, y que bloquean la vista si se dirige hacia abajo. Como se muestra en la Figura 1B, cuando el ojo 106 del usuario dirige la línea de mirada 107 hacia delante, el usuario puede ver sin problemas. Sin embargo, la Figura 1C muestra que si el ojo 106 gira y dirige la línea de mirada 107 hacia abajo, formando un ángulo 108 respecto el plano de referencia 109 de la montura, el elemento 104 bloquea la vista. Lo mismo ocurre si el usuario presta atención a la visión periférica que se obtiene en esa dirección sin llegar a mover el ojo 106. (Lógicamente, lo mismo ocurre con el otro ojo y el elemento 105. Salvo que se indique expresamente lo contrario, en este documento, cuando se hable de un ojo, o de un cristal o un elemento de la invención que está asociado a un ojo, se interpretará que lo mismo se aplica al otro ojo o al otro cristal, o un elemento asociado al otro ojo que sea equivalente a dicho elemento que se ha mencionado).

Se debe recalcar que en este documento el ángulo 108 es el ángulo que forma la línea de mirada 107 con el plano de referencia 109 de la montura, y no con el plano de referencia 110 del suelo mostrado en la Figura 1D. En la Figura 1D la estructura 101 está inclinada hacia el suelo, de manera que su plano de referencia 109 forma un ángulo 111 con el plano de referencia 110 del suelo. En este caso, como se observa en la Figura 1D, el ángulo que forma la línea de mirada 107 con el suelo es la combinación de los ángulos 108 y 111, el cual es el ángulo 112.

En este documento se llama plano de referencia 109 al plano imaginario que marca la horizontalidad de la estructura 101 cuando están colocadas en el usuario de manera normal. En las Figuras, se dibuja el plano justo encima de la estructura, pero lógicamente podría estar situado en cualquier altura, dado que es solamente una construcción intelectual que sirve para hacer referirse a la posición normal de las gafas. Es razonable suponer que en unos usuarios las gafas adoptarían una posición ligeramente diferente a otros usuarios, debido a la diferente posición de las orejas y de la nariz. Por lo tanto, para unas personas el elemento 104 bloquearía algo más de visión que para otros. Esto se podría resolver realizando diferentes modelos de estructura, en las que las gafas se colocaran de manera diferente, por tener las patillas una inclinación diferente o la montura de la nariz más o menos altura. O también se podrían realizar diferentes modelos en los que el elemento 104 fuera más grande o más pequeño.

Por otra parte, es posible que bien porque el usuario tenga la cabeza inclinada, o bien porque la estructura 101 no se le haya acomodado correctamente, la estructura 101 podría tener cierta inclinación lateral. En este caso, la vista lateral que se muestra en las Figuras 1B, 1C y 1D no sería una vista completamente lateral respecto la posición del suelo, dado que el hueco 102 estaría a una altura diferente que el hueco 101. Sin embargo, estas vistas laterales también representan la invención, pues representan la inclinación que pueda tener la estructura 101 en dirección longitudinal (desde la parte posterior de la cabeza hacia la parte delantera), y la inclinación que pueda tener la línea de mirada 107.

Volviendo a la descripción técnica de esta realización, si el deportista porta este dispositivo mientras entrena el manejo de un balón, por ejemplo de fútbol o de baloncesto, tendrá que dirigir la cabeza exageradamente hacia abajo para poder ver el balón. En relación a la Figura 1D, para ver el balón, el usuario deberá conseguir un ángulo 112 suficientemente grande como para que pueda ver el balón, pero un ángulo 108 suficientemente pequeño como para que la línea de visión 107 no tropiece con el elemento 104. Para ello, deberá aumentar exageradamente ángulo 111, lo cual se consigue inclinando exageradamente la cabeza. Debido a la necesidad de este esfuerzo exagerado, será más fácil que su mente simplemente descarte instintivamente mirar al balón y se enfoque en las sensaciones táctiles que transmite el balón e integrarlas con la información proprioceptiva del propio cuerpo y en poner la atención a elementos motores del cuerpo, en lugar de intentar buscar el balón con la mirada.

Existen múltiples formas alternativas de realizar la invención, tal y como se describe en la siguiente sección.

DESCRIPCIÓN DE OTRAS POSIBLES REALIZACIONES

La realización preferida tiene dos huecos para situarse delante de los ojos y dos elementos 104, uno para cada ojo. La persona con conocimiento en la técnica sabe que es posible realizar la invención de maneras muy parecidas usando un sólo elemento para ambos ojos, o con una estructura con un solo hueco para ambos ojos. Por ejemplo, la Figura 1D muestra una realización muy similar en la cual existe un único elemento 104 que bloquea la visión hacia debajo de ambos ojos. Esta realización puede contar con la ventaja de que impide también la visión hacia abajo por la zona que se encuentra inmediatamente delante y alrededor de la nariz. La Figura 1E muestra una estructura 101 que tiene un solo hueco 102 para ambos ojos. Usar un solo hueco 102 es extensible a cualquier estructura que sea similar a unas gafas.

En otra realización, la invención se construye también como una estructura 101 que es una montura de gafas sin cristal y que además tiene unas extensiones 201 y 202 en la parte inferior de los huecos de los cristales, y dichas extensiones se extienden verticalmente, y bloquean la vista hacia abajo, como se muestra en la Figura 2A. La Figura 2B muestra cómo, igual que en las Figuras 1B y 1C, la visión es normal cuando la línea de mirada 107 se dirige hacia delante en dirección 203, pero está limitada por la extensión 201 cuando se dirige hacia abajo en dirección 204. (Lógicamente, lo mismo se aplica al otro ojo respecto la extensión 202.).

La persona con conocimiento en la técnica sabe que existen innumerables tipos de estructuras que pueden servir para sujetar los elementos que bloquean la vista. La estructura de la realización preferida es una montura de gafas, pero cualquier otro tipo de estructura cumple la misma función en tanto en cuanto sujete unos elementos que bloqueen la vista en la dirección hacia abajo. Un ejemplo puede ser la estructura de la Figura 3. En este caso, la estructura 101 es diferente a las anteriores, pero también comprende Esta estructura comprende en la parte inferior unas extensiones 201 y 202 como las mostradas en la Figura 2A y la Figura 2B.

En otra realización, la invención se construye como unas gafas que sí tienen cristales, pero con la característica de que la parte inferior de dichos cristales es opaca, o al menos tiene un grado de opacidad suficientemente mayor que el reto del cristal. Esta realización se muestra en la Figura 4A, en la cual se representan los cristales 401 y 402, los cuales tienen unas zonas 403 y 404, respectivamente, que son opacas (o, alternativamente, que tienen una suficiente mayor opacidad que el resto del cristal). Esto es lo contrario a lo que se hace en ciertos tipos de gafas de sol en las cuales es la parte superior la que es más opaca para proteger al usuario de la luminosidad que proviene de arriba, del cielo. En este caso, se bloquea la luz que viene de abajo, del suelo. Cuando el usuario gira los ojos hacia abajo, su visión se ve interrumpida por esa zona que es más opaca que el resto del cristal.

La Figura 4A representa un caso en el que la mayor opacidad de la parte inferior comienza bruscamente y es constante en la zona de mayor opacidad, como se representa muy esquemáticamente también en la Figura 4B. En una variante de esta realización, la opacidad aumenta gradualmente, como se representa en la Figura 4C, en donde la parte superior 405 es menos opaca que la parte inferior 406. De este modo, según el usuario va girando los ojos hacia abajo, va experimentando una opacidad creciente que hace que el uso de la invención sea más agradable. Igualmente, con visión periférica también experimentaría una opacidad también creciente.

En todos los casos de esta invención en los que se utilizan cristales opacos, en la totalidad del cristal o en una parte, es una cuestión de diseño decidir si la opacidad debe ser absoluta o no, y si hay una zona transparente, decidir cómo debe ser la transición entre la zona transparente y la zona opaca. El objetivo es buscar que el usuario evite mirar hacia abajo, pero que a la vez se sienta tan cómodo cómo sea posible.

En otra realización la invención se basa en combinar dos tipos de medios.

1. El primer medio son unas gafas cuyos cristales comprenden un material especial que permite variar su transparencia.

2. El segundo medio es un sistema controlador que mide el grado de inclinación de las gafas en dirección longitudinal. Cuando dicho medio controlador detecta que la inclinación de las gafas ha sobrepasado cierto nivel umbral, ordena cambiar el estado los cristales a opacos. (O, si la tecnología lo permite, a un grado de opacidad suficientemente alto como para evitar que el usuario evite girar la cabeza para dirigir la mirada hacia el suelo).

La Figura 5A representa el caso en el que los cristales 403 y 404 están en estado transparente y la Figura 5B muestra el caso en el que los cristales 403 y 404 están en estado opaco. En esta realización mostrada en las Figuras 5A y 5B, las gafas comprenden una unidad 501 que comprende todos los medios necesarios para medir la inclinación, compararla con un valor umbral, y accionar el estímulo que cambia la opacidad de los cristales 403 y 404.

Respecto el material que varía su transparencia, existen diversos medios tecnológicos para hacer que los cristales 403 y 404 cambien su opacidad. Generalmente se trata de que dichos cristales comprendan un cristal líquido cuyo grado de transparencia se puede modificar aplicando un estímulo electromagnético, generalmente en la forma de un voltaje o una corriente eléctrica. Debido a que este es un campo ampliamente conocido, no se describirán en esta solicitud las maneras en que se construyen y controlan dichos cristales. Estos medios se describen, por ejemplo, en las patentes de EEUU US 5,067,795 concedida a Gianni Bulgary (Italia) el 26 de noviembre de 1991; la patente US 6,511,175 concedida a Hay y Graham el 28 de enero de 2003; la patente US 8,708,484 concedida a Nike Inc. (US) el 29 de abril de 2014; y la patente US 8,985,765 concedida a Nike Inc. (US) el 24 de marzo de 2015. Todas estas patentes se incluyen íntegramente en esta solicitud como referencias.

De la misma manera que se ha indicado anteriormente, la persona con conocimiento en la técnica sabe que, como en los demás casos descritos en este documento, estas gafas pueden construirse con un solo hueco para ambos ojos y un solo cristal 403 para ambos ojos. La montura sería una estructura similar a la estructura de la Figura 1E, la cual tiene un solo hueco para ambos ojos.

Respecto el controlador que mide la inclinación de las gafas y que ordena cambiar la opacidad de los cristales cuando dicha inclinación sobre pasa un cierto umbral, existen diferentes medios tecnológicos para realizarlo.

Una realización en particular, que se muestra esquemáticamente en las Figuras 6A y 6B, utiliza un tipo de medios para controlar la inclinación de las gafas. En esta realización se utiliza un giróscopo 601 que tiene capacidad para medir la orientación de las gafas, un procesador 602 y una memoria 603, los cuales están incluidos en dicha unidad 501 como se muestra en las Figuras 6A y 6B. La función de la memoria 603 es almacenar el ángulo umbral que definirá la transición en la que los cristales 403 y 404 cambiarán su grado de. En una realización extrema, dicho valor estará grabado directamente con el conjunto de instrucciones de ordenador que ejecuta dicho procesador. Como se ilustra en las Figuras que se describen a continuación, cuando el procesador 602 detecta a través del giróscopo 601 que las gafas están inclinadas en sentido longitudinal respecto el plano horizontal más del ángulo umbral (es decir, que tiene los cristales suficientemente orientados hacia abajo) el procesador actúa sobre los cristales y los vuelve suficientemente opacos como para que el usuario no pueda ver el suelo, o no pueda verlo cómodamente.

La Figura 6A muestra el caso en que las gafas están en posición horizontal y la línea de vista 107 está dirigida hacia el frente. El cristal 403 (y el cristal 404, no mostrado) está en estado transparente, y el usuario puede ver normalmente hacia delante. La Figura 6B muestra el caso en el que el usuario ha inclinado la cabeza y la línea de mirada 107 hacia abajo, y ha creado un ángulo 111. En este caso, el giróscopo 601 ha medido la inclinación, el procesador 602 ha leído el valor de este ángulo 111 y ha valorado que sobrepasa un valor umbral, y el procesador ha cambiado el estado de los cristales 403 y 404 a opaco (mostrado como fondo negro en el cristal 403). Como resultado, el usuario no puede ver el suelo, ni por lo tanto el balón. El resultado será que el usuario automáticamente evitará mirar al suelo y manejará el balón guiándose por la información táctil y del sistema proprioceptivo, de forma que entrenará estas capacidades.

Si en un momento determinado el jugador pierde el control del balón, lógicamente tendrá que recuperarlo visualmente (pues recuperarlo guiándose por el tacto podría llevar mucho tiempo). En este caso, una variación de la realización anterior comprende un pulsador que cuando lo acciona el usuario deshabilita la conversión de los cristales en opacos, y por lo tanto los pone en posición transparente. Este pulsador puede estar situado en diferentes lugares, por ejemplo en la propia estructura 101, al lado del elemento 501 o incluso sobre él. Alternativamente, puede estar situado en un dispositivo que porta el usuario en la muñeca o en el brazo. En general, estará situado en una posición suficientemente antinatural como para que el usuario no genere el hábito inconsciente de presionarlo.

Como en otras gafas dotadas de cristales que pueden volverse opacos mediante un estímulo externo, el procesador 602 y/o la memoria 603 pueden estar incluidos en la montura de las gafas o pueden estar incluido en una petaca 604 externa a la que las gafas se conectan con un cable, la cual se ilustra en la Figura 6C. Esta petaca 604 podría estar colocada en múltiples zonas del cuerpo del usuario, como por ejemplo en un brazo, o en un pequeño chaleco, de la misma manera en que habitualmente los deportistas se colocan instrumentación electrónica para medir su rendimiento deportivo. La Figura 6C muestra cómo el procesador 602 y la memoria 603 están incluidos en una petaca externa 604, la cual se conecta con un cable 605 a la estructura 101 a través de un conector 606. A través de dicho cable 605, el procesador 602 se comunica con el giróscopo 601, y también con un adaptador 607 que es el que adapta las órdenes del procesador para cambiar el grado de opacidad de los cristales 403 y 404. En el caso de que no sea necesario adaptar dichas órdenes, el adaptador 607 no existiría, y la señal del procesador iría directamente a los cristales.

En otra realización, el controlador que controla la inclinación del dispositivo en dirección longitudinal se realiza mediante un sistema de cámaras que están dirigidas hacia la zona donde se está produciendo el entrenamiento, como se muestra esquemáticamente en las Figuras 7A y 7B. Para no sobrecargar las Figuras, sólo se ha incluido la cámara 701 pero existiría un número de cámaras suficiente para poder medir con precisión la inclinación de la montura de las gafas. Un software integra y analiza las imágenes captadas por estas cámaras y determina la inclinación de las gafas. El sistema se comunica inalámbricamente con un dispositivo 702 situado en las gafas, también en la unidad 501 (u opcionalmente en la petaca 604), y éste dispositivo 702 se comunica con el procesador 602.

La Figura 7A muestra a las gafas están en posición horizontal, y su plano de referencia 109 está alineado con el plano de referencia 110 del suelo, y por lo tanto el cristal 403 está en estado transparente.

La Figura 7B muestra a las gafas en una situación de inclinación. Cuando la lectura del sistema de cámaras indica que el ángulo 111 de la inclinación de las gafas ha pasado cierto umbral, el sistema de cámaras se lo indica al procesador 602 a través del dispositivo 702, y el procesador 602 actúa para cambiar la opacidad del cristal, como se representa en la Figura 7B poniendo el cristal 403 con relleno negro.

Los sistemas de seguimiento de deportes basados en integrar las imágenes captadas por varias cámaras se utilizan habitualmente en competiciones deportivas para hacer un evaluar la posición del balón y/o los jugadores. Generalmente constan de seis o siete cámaras que graban con gran definición. El sistema integra las imágenes que graban para obtener una interpretación tridimensional de lo que está sucediendo.

El primer sistema lo desarrolló la empresa británica Hawk-Eye para tenis, para identificar el sitio exacto en el que ha botado la bola en relación a las líneas del campo, y lo realizan con una precisión del orden del centímetro a pesar de la enorme velocidad que lleva la bola de tenis. Este sistema lleva usándose más de diez años. En fútbol se ha comenzado a usar recientemente en las competiciones para identificar en tiempo real si el balón ha sobrepasado la línea de gol o no. Uno de cuyos sistemas lo fabrica la empresa GoalControl GmbH. Un ejemplo de sistema usado para hacer un seguimiento de balón y los jugadores es el de la empresa americana Stats.

Debido a que son sistemas bien conocidos para la persona con conocimiento en la técnica, no se describen en este documento.

En una variante de esta realización, una o más de dichas cámaras es una cámara de infrarrojos, y la montura 101 de las gafas llevan unos elementos añadidos que reflejan especialmente los infrarrojos. De este modo, el sistema es capaz de valorar más acertadamente la posición de las gafas.

En una variante en concreto, las adiciones son unos elementos 703 longitudinales situados en las patillas de la montura 101, como se muestra en las Figuras 7A y 7B.

En otra variante, las adiciones son elementos puntuales 704 y 705 y se colocan una en una parte delantera de la patilla y la otra en una parte trasera de la patilla para formar una línea imaginaria entre ambas que indique la posición de la montura 101 (se coloca una pareja de elementos puntuales en cada patilla). Estos elementos 704 y 705 se muestran en la Figura 7A para el caso en el que las gafas están horizontales y la Figura 7B para el caso en el que las gafas están inclinadas hacia abajo. En una variante más de esta realización, la invención rodea la cabeza también por la parte posterior, en la que tiene elementos fácilmente identificables por las cámaras, para facilitar identificar la orientación de la cabeza. Para ello, puede rodear la cabeza con una cinta elástica añadida a la montura 101, en la que, para mayor visibilidad, se puede añadir elementos fácilmente visibles con cámaras de infrarrojos.

En esta realización, se tiene en cuenta que las patillas de las gafas opcionalmente pueden tener cierta inclinación respecto de la posición horizontal de la montura 101, como se muestra en la montura 101 de la Figura 7A, en la cual se observa un ángulo 706 entre la línea que marca el elemento 703 y el plano de referencia 109 de la montura 101. Por lo tanto se descuenta esta inclinación basal de la inclinación medida en cada momento.

La persona con conocimiento en la técnica sabe que estos elementos 703, 704 y 705 también podrían ser simplemente usados sin una cámara de infrarrojos, simplemente para resaltar más las patillas y facilitar la identificación de la posición de las gafas.

En otra realización basada en cristales que pueden volverse opacos, los cristales de las gafas sólo comprenden en la parte inferior el material que puede convertirse en opaco. Es decir, el material está en la parte de los cristales que está más cerca del suelo cuando las gafas están en posición horizontal. Cuando el procesador detecta que las gafas están inclinadas y los cristales están orientados hacia abajo, sólo se vuelve opaca esta parte inferior de los cristales.

En otra variante más general, los cristales 403 y 404 están divididos en diferentes zonas independientes que comprenden el material especial que puede volverse opaco, y a cada una de ellas le corresponde un determinado ángulo. Según se van inclinando las gafas, se van volviendo opacas zonas de la parte inferior de los cristales 403 y 404, tal y como se ilustra en las Figuras 8A, 8B, 8C y 8D. En la Figura 8A las gafas están en posición horizontal, y por lo tanto el cristal 403 (y el cristal 404 no mostrado en la Figura) están completamente transparentes. En la Figura 8B, las gafas han pasado un primer ángulo umbral y la zona 801 se ha vuelto opaca. En la Figura 8C, las gafas han pasado un segundo ángulo umbral y la zona 802 se ha vuelto opaca. En la Figura 8D las gafas han pasado un tercer ángulo umbral, y la zona 803 se ha vuelto opaca. Lo mismo ocurriría en sentido contrario cuando las gafas pasaran de tener un cierto ángulo a estar horizontales. La persona con conocimiento en la técnica sabe que pueda haber un número indefinido de zonas. En una realización en particular, existiría un momento en el que todo el cristal 403 (y el 404 si existiera) estaría opaco.

Las realizaciones que se han descrito hasta ahora se pueden dividir en dos grupos, y cada uno de ellos se basa en un enfoque diferente. El primer enfoque engloba las realizaciones ilustradas fundamentalmente en las Figuras 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 2A, 2B, 3, y 4A. En éstas se impide o dificulta la visión cuando el usuario gira los ojos hacia abajo. Por lo tanto, el usuario está obligado a bajar la cabeza para poder ver el balón. El segundo enfoque incluye las realizaciones mostradas en las Figuras 5A, 5B, 6A, 6B, 6C, 7A, 7B, 8A, 8B, 8C y 8D. En este segundo enfoque, el impedimento de la visión se produce cuando el usuario gira la cabeza hacia abajo, para mirar al suelo. En este caso no existe un bloqueo de la visión cuando el usuario simplemente gira los ojos hacia abajo manteniendo los ojos mirando en dirección perpendicular al eje de la cabeza.

En un conjunto nuevo de realizaciones se combinan ambos enfoques. Es decir, en estas realizaciones se combinan:

- gafas con medios para hacer que el cristal cambie la transparencia cuando las gafas, y por lo tanto la cabeza, se inclinan hacia el suelo, y

- elementos que impiden o dificultan que el usuario pueda ver el balón simplemente girando los ojos hacia abajo, sin necesidad de bajar la cabeza y por lo tanto las gafas.

En una realización se utilizan unos elementos situados en la parte inferior de la montura, como en las Figuras 1A y 1B. En esta realización, el elemento 104 que impide la vista hacia abajo es removible, de manera que puede añadirse a las gafas o puede quitarse. Este elemento 104 puede acoplarse a la montura 101 de una infinidad de formas.

Una de estas formas se ilustra esquemáticamente en las Figuras 9A, 9B y 9C. En esta realización concreta, el elemento 104 contiene un elemento plano 901 y unas pestañas 902 que sirven para sujetarlo a la montura 101, como se muestra en la Figura 9A. Este sistema es similar al que se utiliza con las viseras semitransparentes para proteger a los ojos del sol. La Figura 9B muestra una visión lateral del elemento 104. La Figura 9C muestra el elemento 104 acoplado a la montura 101 de unas gafas que comprenden medios para cambiar la opacidad de los cristales. En la Figura 9D se muestra cómo se ajusta el elemento removible a cualquier tipo de estructura o montura. Las pestañas 902 terminan en punta para facilitar el dibujo, pero en la realidad tendrían algún tipo de terminación roma y ser de un material blando para evitar que en cualquier momento lesione la cara si entra en contacto en ella.

En otra realización, no mostrada, las pestañas estarían en posición horizontal. Otra manera de adaptar el elemento 104, no ilustrada en una Figura, es insertándolo en una ranura que se ha creado previamente en la montura 101.

En otra realización de la invención, ilustrada en las Figuras 10A y 10B la invención combina las gafas de una realización anterior (que comprende medios para modificar el grado de opacidad de los cristales y sistema para medir la inclinación de las gafas) con un sistema de seguimiento de la mirada 1001, que mide hacia donde se dirigen los ojos.

Tal y como se muestra en la Figura 10B, en esta realización la invención evalúa la línea de la mirada de los ojos total, definida por el ángulo 112, que resulta de sumar el ángulo 111 que forma la montura 101 con el plano horizontal respecto el suelo (medido por el giróscopo 601) y el ángulo 108 que forma la línea de mirada de los ojos con la montura 101 (medido por el sistema 1001 de seguimiento de mirada), para obtener el ángulo 1004 de inclinación de la línea de la mirada respecto el plano horizontal del suelo. (En la Figura 10B, el ángulo 108 se define respecto la línea 1002, la cual es paralela al plano de referencia 109 de la montura 101).

Cuando la invención detecta que la línea de la mirada de los ojos se dirige hacia el suelo con un ángulo total 112 mayor de cierto valor umbral, el sistema aumenta la opacidad de los cristales 403 y 404. Esta realización tiene la ventaja de que impide o dificulta la visión hacia abajo tanto si los ojos se mueven y se dirigen hacia abajo como si la cabeza gira y se dirige hacia abajo.

Esta modificación de la opacidad se puede producir en los cristales en conjunto, o sobre determinadas zonas de los cristales en función del ángulo de inclinación, tal y como se describió en relación a las Figuras 6A y 6B, y 8A, 8B, 8C y 8D.

Las gafas con sistema de seguimiento de mirada son bien conocidas para la persona con conocimiento en la técnica y por lo tanto no se describirán aquí. Un modelo comercial es el SMI Eye Tracking Glasses 2 Wireless de la empresa Sensomotoric Instruments (http://www.evetracking-glasses.com/). La información relativa a los productos de esta empresa se incluye en su totalidad como referencia en esta solicitud.

En una realización similar a la anterior, y que se muestra en las Figuras 11 A, 11B, y 11C, la invención se construye también sobre unas gafas con medios para que los cristales se vuelvan opacos, con medios para controlar la inclinación de las gafas, y con medios para hacer un seguimiento de la mirada del usuario. Pero además, en esta realización se añade que la invención se basa en dos ángulos de referencia, un ángulo de referencia inicial y un ángulo de referencia final, para definir la zona de visión en la que los cristales serán transparentes y la zona correspondiente de visión en la que serán opacos. Si el ángulo total 112 de inclinación de la mirada es menor a cierto valor de referencia inicial, los cristales 403 (y 404) están en estado opaco, como se ilustra en la Figura 11A. Si el ángulo total 112 de inclinación de la mirada es mayor a cierto valor Final, los cristales 403 (y 404) también están en estado opaco, como se ilustra en la Figura 11C. Sin embargo, si el ángulo total 112 de inclinación de la mirada está entre los ángulos de referencia inicial y final, los cristales 403 (y 404) están en modo transparente, como se muestra en la Figura 11B.

El propósito de esta realización es obligar al usuario a que mantenga la mirada en una zona intermedia y es útil en entrenamientos de diferentes tipos y deportes. Por ejemplo, cuando un futbolista está en una situación de uno contra uno con otro jugador, idealmente debe mirar a una zona de altura intermedia, de manera que pueda alcanzar a ver con la visión periférica tanto al jugador como al balón. Si fija la mirada muy abajo al balón, pierde de vista al jugador, y si fija la mirada en el jugador, pierde de vista al balón. Con la invención, el futbolista experimentará que sólo puede mirar hacia una zona intermedia, y deberá entrenar la visión periférica para captar las señales que envía el jugador adversario y la posición del balón. Esto sería aplicable tanto al jugador que ataca, y lleva el control del balón, como al jugador que defiende. El jugador que ataca tiene más información sobre la posición del balón que proviene de sus sentidos del tacto y sistema proprioceptivo, pero debido a los rápidos movimientos que se producen en esas situaciones, es esperable que la visión periférica también proporcione información sobre el balón.

Desconocemos que se hayan realizado estudios que estudien el uso de visión periférica en este contexto, pero sí existen estudios que estudian un fenómeno similar que tiene lugar cuando una persona lee un texto, el cual se describe en Rayner, K., Schotter. E. R., Masson, M. E., Potter, M. C., & Treiman, R. (2016). So Much to Read, So Little Time How Do We Read, and Can Speed Reading Help?. Psychological Science in the Public Interest, 77(1), 4-34. De manera resumida, cuando una persona lee un texto, su vista va saltando de palabra en palabra, y dedica cierto tiempo (del orden de 200ms en promedio) a cada palabra para integrarla en la secuencia de palabras que ha leído. Existe una técnica de experimentación llamada "el paradigma del límite” que se lleva a cabo con equipos que siguen la mirada ("eye trackers”) conectados con un ordenador. El ordenador muestra un texto, y cambia una palabra que el usuario va a leer ("palabra objetivo”) por otro texto diferente ("palabra previa”). Cuando el usuario está realizando el movimiento de ojos que debería llevarle a la palabra objetivo (que todavía está reemplazada por la palabra previa), el ordenador retira la palabra previa y coloca en su lugar la palabra objetivo, que es la que realmente corresponde al texto. Es importante tener en cuenta dos cosas. La primera es que cuando se reemplaza la palabra previa por la palabra objetivo, el usuario todavía no ha fijado la vista en esa posición. La segunda es que reemplazamiento se realiza mientras el ojo está realizando el movimiento hacia la palabra, y que en ese instante la visión está suspendida (lo que se denomina "supresión sacádica”) y por lo tanto el usuario no es consciente del cambio. El fenómeno consiste en que el usuario tarda menos tiempo en leer la palabra objetivo si la palabra previa era idéntica a la palabra objetivo que si era diferente. Esto significa que la mente del usuario ya había realizado un procesamiento previo de la palabra previa antes de fijar la vista en ella. Es decir, estaba utilizando la visión parafoveal para extraer información de la palabra. (La visión parafoveal es la que se obtiene en una zona de la retina que está alrededor de la zona en la que se fijan los elementos en los que fijamos la vista).

En la realización anterior, la montura 101 tendrá unos huecos 401 y 402 y unos cristales 403 y 404 suficientemente grandes como para cubrir gran parte del campo visual del ojo, intentando minimizar el hueco 1201 que queda entre la montura y la mejilla, tal y como se muestra en la Figura 12. De este modo, se puede controlar con precisión la cantidad de visión periférica que recibe el usuario.

En otra realización, la montura tiene unos huecos 401 y 402 y unos cristales 403 y 404 más pequeños, y por lo tanto el hueco 1201 tiene mayor tamaño y permite una cierta cantidad de visión periférica independientemente de las gafas, tal y como se muestra en la Figura 13. En esta realización, la invención comprende una prolongación 1301 que se coloca en la parte inferior para que se junte con las mejillas, tal y como se ilustra esquemáticamente en la Figura 13. El objetivo es impedir que se pueda vislumbrar algo a través de visión periférica por el hueco que queda entre la montura y la mejilla, y poder controlar la cantidad de visión que recibe en el entrenamiento.

En una variante en particular, esta prolongación 1301 es removible, de manera que el usuario puede adaptarla o quitarla a voluntad para entrenar contando con la posibilidad de esa visión periférica.

En otras realizaciones, esta prolongación 1301 es universal y puede adaptarse a un gran tipo de monturas de gafas. La persona con conocimiento en la técnica conoce que existe una gran cantidad de maneras en que se puede ajustar un elemento como esta prolongación 1301 a una montura de gafas.

Como se ha indicado, desconocemos si hay estudios sobre el papel de la visión periférica en estas situaciones, y si puede limitar el desarrollo de capacidades de manejo de información táctil, proprioceptiva y motora.

En general, entrenar el manejo del balón sin dicha prolongación 1301 y por lo tanto con cierta visión periférica ajena al control de las gafas. Entrenar en estas condiciones también puede ser positivo para el usuario, dado que

- al tener la visión limitada favorece la capacidad de utilización de la información táctil y proprioceptiva.

- al permitir cierta visión periférica, también se desarrolla esta visión periférica que en ocasiones es subconsciente, y puede no limitar la utilización de información táctil y proprioceptiva.

A continuación se describen otras realizaciones que matizan las realizaciones anteriores.

En otra realización, la invención simplemente entrega información correctora al usuario cuando está dirigiendo la mirada hacia donde no debe dirigirla, en lugar de volver opacos los cristales. Por ejemplo, y como se ilustra esquemáticamente en las Figuras 14A, 14B y 14C, se puede volver opaca solamente unas ciertas zonas 1401 y 1402 de los cristales, o se pueden usar una señal luminosa procedente de unas bombillas (por ejemplo de LED) 1403 y 1404, o se pueden enviar unas señales acústicas a través de unos pequeños altavoces 1405 y 1406. Es obvio que se puede usar una sola zona 1401, una sola bombilla 1403 y un solo altavoz 1405. Esto se puede usar en cualquier realización en la cual se desee controlar la mirada del usuario, independientemente del número de ángulos que se estén usando e independientemente de que se quiera restringir la vista a la parte superior, a una banda de altura intermedia o a otra zona.

Por ejemplo, en una realización similar a la mostrada en las Figuras 11A, 11B y 11C, si la línea de mirada 107 tiene un ángulo 112 menor que un cierto ángulo inicial, una pequeña zona del cristal 403 (y 404 si lo hubiera) mostraría una marca indicando al usuario que no está mirando con el ángulo adecuado. Para ello, se podría usar por ejemplo, las mismas propiedades del cristal líquido, pero oscureciendo sólo una pequeña zona del cristal para transmitir esta información correctora al usuario. Si el ángulo 112 fuera mayor que un cierto ángulo final, la invención también mostraría esa marca en el cristal 403 (y 404 si lo hubiera). En contraste, si valor del ángulo 112 está entre el ángulo inicial y el ángulo final el cristal 403 no mostraría dicha marca. De esta manera, el usuario podría estar entrenando sin preocuparse demasiado en no llevar la mirada hacia donde no debe, porque la invención le avisaría de ello. La persona con conocimiento en la técnica sabe que lo mismo se puede realizar si se está utilizando la invención sólo con un sólo ángulo de referencia, como se ilustró por ejemplo en las Figuras 6A, 6B y 6C, de manera que si el ángulo 112 está por debajo de un ángulo de referencia, no se mostraría la marca, y si está por encima, sí se mostraría. Y también se puede usar en una realización que no tenga medios 1001 para hacer un seguimiento de la mirada, sino que solamente tenga medios para controlar la inclinación de la estructura 101, como era el caso en Figuras 6A, 6B y 6C, pero en esta realización el ángulo que se valoraría sería el ángulo 111, dado que sería igual que el ángulo 112.

La persona con conocimiento en la técnica también sabe que la información correctora se puede entregar de k4forma inversa’’, es decir, presentar una marca en el cristal 403 cuando el usuario está mirando en la dirección correcta, y no mostrarla cuando está mirando en la dirección incorrecta. En este caso, el contenido información correctora sería la ausencia de marca, en tanto en cuanto la ausencia de marca informa de que está dirigiendo la visión en la dirección incorrecta.

La persona con conocimiento en la técnica también sabe que una realización que se basa en usar una bombilla 1403/1404 o unos altavoces 1405/1406 no requiere unos cristales que se vuelvan opacos. En esta realización se requiere simplemente añadir medios para calcular la inclinación de la estructura 101 y/o medios para hacer seguimiento de la mirada. En el primer caso se usaría el ángulo 111 y en el segundo caso se usaría el ángulo 108. Usando únicamente uno de los dos ángulos es menos completo que usando los dos, pero la realización también sería más económica.

La persona con conocimiento en la técnica también sabe que la invención también se puede utilizar en otras circunstancias en las que se desee controlar la zona a la que el usuario debe mirar o prestar atención, o debe no prestar atención. Por ejemplo, podría servir para ayudar un usuario que pudiera tener tendencia a mirar a zonas diferentes de las que debe mirar. En este caso, la combinación de los diferentes elementos descritos anteriormente se utilizaría para restringir la visión cuando el usuario mirara en una dirección inadecuada. Un posible elemento añadido en este sentido es también el sistema de cámaras descrito en relación a las Figuras 7A y 7B, para hacer un seguimiento del usuario y, según su posición, llevar los datos apropiados a los medios de control de inclinación de mirada y a los medios de control de la brújula.

Uno de los casos anteriores de aplicación de la invención está en la rehabilitación de la postura corporal, especialmente en personas de edad avanzada. En general, en este campo se suelen utilizar diferentes tipos de corsés que impiden la movilidad de la persona y la obligan a mantener una determinada postura. El problema de estas soluciones es que, además de resultar incómodas, reducen la actividad de determinados músculos, lo cual es perjudicial.

El problema de una mala postura corporal frecuentemente está asociado a que la persona tiende a caminar encorvada llevando la vista hacia el suelo. Uno de los primeros caminos para cambiar la postura es que la persona se conciencie de que debe mirar hacia delante llevando la cabeza alta. Si no existen problemas en las cervicales, esto obligará a que la columna se enderece. La invención es tremendamente útil para estos casos. Una realización particularmente apropiada es una que comprende:

- un giróscopo 601 para medir la inclinación de la cabeza,

- un seguidor de la vista 1001 para medir la inclinación de la mirada,

- un procesador, y

- medios de información como los ilustrados en las Figuras 14A, 14B y 14C.

De este modo, el usuario estar caminando mientras porta la invención. Cuando el usuario gira los ojos hacia el suelo o gira la cabeza hacia el suelo, o gira ambos, el procesador valora la inclinación de la mirada con el ángulo 108 y la inclinación de la cabeza con el ángulo 111, y activa uno de los elementos generadores de información 1401/1402, 1403/1404, 1405/1406 para avisar al usuario de que debe levantar la mirada, bien elevando los ojos, la cabeza, o ambos, dependiendo del plan de rehabilitación. En una variante concreta, los altavoces 1405 y/0 1406 de la invención generan un zumbido constante cuando la postura no es correcta, de manear que el objetivo del usuario es caminar haciendo que no aparezca dicho zumbido. En una variante de esta realización, la invención también comprende una memoria que permite almacenar diferentes planes de rehabilitación. De este modo, los ángulos a los que la invención reaccione y cómo informe al usuario dependerán del plan de rehabilitación concreto. Esta realización también comprende la posibilidad de suprimir la información correctora durante cortos intervalos de tiempo, debido a que se interpreta que siempre es necesario llevar la vista hacia abajo para realizar determinadas acciones, como mirar al suelo para evitar un obstáculo, coger un objeto etc. Además, en esta realización también existe un sistema de captación de datos que luego se procesan para evaluar el progreso del paciente y adaptar el plan de rehabilitación. Como en otros casos descritos en este documento, se pueden llevar a cabo realizaciones parciales de la invención simplemente incluyendo sólo el giróscopo 601 para medir el ángulo de inclinación de la montura 101 (es decir, el ángulo de inclinación de la cabeza, una vez descontada cualquier desviación entre la inclinación basal de las gafas respecto la cabeza en posición correcta), o sólo el seguidor de la vista 1001 para medir el ángulo de inclinación de mirada 107 respecto la montura 101. Estas serían realizaciones más limitadas, pero más económicas.

En una variante de las realizaciones anteriores que utilizan cristales con medios para volverse opacos, la parte inferior de los cristales 403 y 404 tiene un cierto grado de opacidad inicial fijo independientemente del material especial que puede volverse opaco con un estímulo. Este grado de opacidad es similar al que se ha descrito previamente en relación a las Figuras 4A, 4B y 4C.

En otra variante de las realizaciones basadas en gafas con cristales que pueden cambiar su grado de opacidad, las gafas tienen medios para que el usuario defina el ángulo al que los cristales deben volverse opacos. Si los cristales tienen varias zonas independientes que pueden cambiar de opacidad, como se describió en las Figuras 8A, 8B, 8C y 8D, la invención puede almacenar varios ángulos diferentes, generalmente un ángulo por cada zona, salvo que se diseñe la invención para que dos zonas actúen de la misma manera para el mismo ángulo. En la realización más sencilla, esto se llevaría a cabo utilizando una petaca externa 604, la cual comprendería una pequeña pantalla y unos medios de interacción con el usuario. Opcionalmente, el usuario también puede introducir el tiempo que tardarán los cristales en volverse opacos o en volverse transparentes. Que el usuario pueda definir el ángulo (o ángulos) y/o tiempos de respuesta es muy útil para adaptar la invención a diferentes deportes y tipos de ejercicios. Por ejemplo, en baloncesto el usuario puede ver el balón con una inclinación menor que en el fútbol, debido a que el balón está más cerca. Por lo tanto, el ángulo umbral sería generalmente más bajo.

Las gafas con cristales de cristal líquido que pueden volverse opacas han sido usadas durante los últimos años en el entrenamiento de deportistas con la denominación de "gafas estroboscópicas”. Un modelo muy conocido de estas gafas es el Nike Sparq Vapor Strobe. Habitualmente, estas gafas se usan de manera que el cristal se vuelve opaco y translúcido de manera repetitiva, con una velocidad que es ajustable por el usuario. Por ejemplo, el usuario podría elegir una velocidad que diera lugar a que los cristales estuvieran 100ms de manera opaca y 200ms de manera transparente.

El deportista entrena en estas circunstancias, y debido a que durante parte del ciclo no tiene visión, en la parte del ciclo en que sí tiene visión se tiene que esforzar más para compensar la parte del ciclo en que no ve. Es decir, el usuario se ve obligado a prestar más atención en los momentos en que puede ver, para predecir mejor dónde estará la acción en los momentos en que no puede ver por estar el cristal en estado opaco.

La idea básica es que este sobreesfuerzo lleva a que, cuando se quita las gafas y ve con normalidad, tiene más memoria visual y más capacidad para observar sucesos que ocurren durante un breve intervalo de tiempo.

La invención complementa este uso habitual de gafas estroboscópicas. En una realización de la invención, las gafas comprenden estos medios que permiten el uso de las gafas como gafas estroboscópicas y, además, también tienen el giróscopo para detectar la orientación y un procesador que hace que los cristales sean opacos cuando detecta una inclinación hacia el suelo que supera cierto umbral. De esta manera, las gafas pueden usarse en dos contextos diferentes:

- en unos entrenamientos, como gafas estroboscópicas poniendo presión en el usuario para que preste más atención

- en otros entrenamientos para impedir o dificultar la visión hacia el suelo con lo que se aumentan los beneficios que aportan.

En una variante de esta realización, las gafas tienen medios para habilitar y/o deshabilitar el modo estroboscópico. El objetivo de deshabilitar el modo estroboscópico es proteger a esos usuarios que pudieran ser sensibles a los cambios repentinos de iluminación o de condiciones generales de visión. En esta realización, el modo estroboscópico se habilita mediante la introducción de un código entregado por el fabricante, el cual se entregaría una vez que hubiera cierta seguridad de que el usuario no es sensible al modo estroboscópico.

Existen otras realizaciones generales de la invención, pero de difícil uso, como por ejemplo un collar amplío 1501 que se extiende varios centímetros hacia el exterior del cuello, y que impide ver hacia abajo, y que se ilustra esquemáticamente en la Figura 15. Otra posibilidad es un elemento similar, pero colocado a la altura de la cintura, que también impide ver hacia abajo, que no se muestra en las Figuras.

En otra realización, la invención también tiene una brújula para medir la dirección a la que están orientados el usuario y las gafas. En esta realización, el usuario puede programar la dirección en la que estaría activo el sistema de opacidad basado en la inclinación de las gafas. Por ejemplo, si el usuario está realizando una carrera en una dirección, puede programar las gafas para que, si mira hacia el suelo en dirección perpendicular, los cristales no se vuelvan opacos.

En otra realización, el sistema guarda los datos que haya podido medir sobre inclinación de las gafas y movimiento de los ojos (medidos por un sistema de seguimiento de mirada) mientras el usuario está entrenando, y los utiliza posteriormente para correlacionar el progreso de los usuarios con sus patrones de comportamiento respecto el uso de la mirada en los entrenamientos. Analizando esos datos, el sistema correlaciona progreso con comportamiento para mejorar los sistemas de entrenamiento. Para ello, en la situación óptima el sistema medirá tanto la dirección de la mirada y como la inclinación de las gafas, pero también se pueden extraer ciertas conclusiones si simplemente se mide una u otra magnitud.

En una variante, la invención también comprende una brújula para para medir en qué dirección del plano horizontal está mirando el usuario, y así ampliar los datos que se graban sobre él, y realizar una mejor comparación entre comportamiento en el entrenamiento y progreso en el aprendizaje.

La persona con conocimiento en la técnica sabe que medir la dirección en la que está dirigida la cabeza, tanto en el plano vertical (si la cara mira hacia el frente o hacia abajo) como en el plan horizontal (si la cara mira hacia el norte o hacia el este) se puede realizar también con el sistema de cámaras mencionado anteriormente. Asimismo, en otra realización la invención está conectada inalámbricamente con un equipo externo, manipulado por un usuario, el cual define manualmente el comportamiento de la invención. La persona con conocimiento en la técnica también sabe que la invención se puede utilizar mientras el usuario está entrenando frente a una imagen generada en una pantalla de ordenador, sin que sea necesaria la presencia física de un jugador adversario.

Otro conjunto de realizaciones se basa en colocar los medios que actúan sobre los ojos en un casco, en lugar de en una montura de gafas. Estos medios son bien elementos opacos o semiopacos que limitan la visión, o cristales que pueden volverse opacos o sensores que hacen un seguimiento de la dirección a al que apunta la mirada.

Como síntesis de la invención, esta se trata de un sistema para mejorar el entrenamiento de un usuario caracterizado porque comprende un elemento físico que se sitúa sobre el cuerpo de dicho usuario, y medios de diferente naturaleza para restringir/bloquear/limitar la visión de dicho usuario en una o más determinadas direcciones (o estimular que se dirija hacia otras direcciones), sin restringir físicamente la movilidad de la cabeza. El objetivo de la invención es que el usuario desarrolle su actividad sin tener que prestar atención, o prestando poca atención, a controlar la mirada.

Es importante destacar que todas las realizaciones mencionadas se basan en usar elementos que permiten la movilidad de la cabeza y del tronco y no restringen dicha movilidad. Un collarín ortopédico para el cuello, del tipo de los usados para rehabilitación de lesiones de cuello, también restringe la mirada del usuario, pero no permite libertad de movimientos.

Es conocido para la persona con conocimiento en la técnica que la invención puede ser llevada a cabo con implementaciones tecnológicas diferentes, incluso usando tecnologías que podrían no haberse creado todavía. Por ejemplo, en una tecnología que no se ha creado aún, el material de los cristales podría volverse opaco simplemente con inclinar las gafas hacia abajo, debido a la diferente presión realizada por la montura sobre los cristales. O los cristales pueden volverse opacos de manera gradual, y se podrían usar de dos maneras. En una manera, se especifican dos ángulos, un ángulo inicial para comenzar la transición de cambio de estado, y un ángulo final para terminar la transición. En otra manera se usan con un solo ángulo y se especifica el tiempo que tarda en realizarse la transición, de manera que entre medias de ese proceso los cristales tendrían una opacidad parcial creciente o decreciente. En otra realización, el cristal tendría un grado de opacidad más bajo en la parte superior del cristal, y más alto en la parte inferior del cristal, para que resulte más natural a la vista. En otra realización, el sistema de control de la mirada 1001 no sólo evalúa la dirección de la mirada 107, sino también la profundidad en la que convergen los ojos. La persona con conocimiento en la técnica sabe que para fijar la vista en un punto, los ojos deben converger hacia ese punto y además enfocar hacia ese punto. Sin embargo, es posible disociar convergencia y enfoque, lo cual es la base de las imágenes creadas por la empresa www.magiceve.com. Si los ojos convergen detrás o delante de donde están enfocando, el cerebro no fija la atención en el plano en el que enfocan, y los objetos de ese plano se perciben de manera diferente. Hipotéticamente, esto hace que se evite el fenómeno conocido como "ceguera de atención” (attentional blindness) descrito en el libro Mack, A., & Rock, I. (1998). Inattentional blindness (Vol. 33). Cambridge, MA: MIT press., y popularizado por Daniel Simons y Christopher Chabris (Simons, D. J., & Chabris, C. F. (1999). Gorillas in our midst: Sustained inattentional blindness for dynamic events. Perception, 28(9), 1059-1074. Y https://www.voutube.comAvatch?v=vJG698U2Mvo). El fenómeno consiste en que si se presta mucha atención a una determinada entidad, se pierde la capacidad de percibir otras entidades que haya alrededor. En el experimento de Simons y Chabris, las personas se fijaron tanto en las camisetas de los jugadores que se pasaban el balón, que no fueron capaces de percibir el gorila que pasó delante de sus ojos. En deportes, un experimento relacionado con estrategias visuales de jugadores de fútbol, concluyó que "los [jugadores] expertos usan una estrategia de búsqueda visual que no se enfoca demasiado cerradamente en el balón” (Nagano, T., Kato, T., & Fukuda, T. (2004). Visual search strategies of soccer players in one on-one defensive situations on the field. Perceptual and motor skills, 99 (3), 968-974.).

Si los ojos de los usuarios convergen en un plano diferente del plano físico en el que tienen enfocada la vista, prestan menos atención a cualquier punto concreto de este plano físico, y por lo tanto podrán prestar una atención más general a todo lo que ocurre alrededor. De esta manera, serán más capaces de percibir las señales que envíe el jugador adversario.

En una realización, la invención es simplemente un dispositivo que el usuario se coloca para entrenar. En otra realización, es un sistema que consta de diferentes dispositivos. En otra realización es un método de entrenamiento que se basa en utilizar el dispositivo y/o el sistema anterior.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de entrenamiento motor basado en limitar la mirada de un usuario, caracterizado porque comprende los siguientes medios

- medios para estimar el ángulo de inclinación de la mirada del usuario respecto de una referencia.

- medios para restringir la mirada del usuario cuando dicho ángulo estimado de inclinación sobrepasa un determinado valor,

de manera que cuando dicho ángulo estimado de inclinación sobrepasa dicho determinado valor y se limita la mirada, el usuario entrena la capacidad de llevar a cabo una actividad sin usar o usando menos la mirada.

2. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado porque dichos medios para estimar dicho ángulo de inclinación de la mirada comprenden medios para medir el ángulo de inclinación de dicha estructura respecto de dicha referencia, de manera que dicho ángulo estimado coincide aproximadamente con dicho ángulo de inclinación de dicha estructura.

3. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado porque dichos medios para estimar dicho ángulo de inclinación de la mirada comprenden medios para seguir la mirada del usuario respecto dicha estructura y medir el ángulo de inclinación de dicha mirada respecto dicha estructura, de manera que dicho ángulo estimado coincide aproximadamente con dicho ángulo de inclinación de dicha mirada respecto dicha estructura.

4. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado porque dichos medios para estimar dicho ángulo de inclinación de la mirada comprenden

- medios primeros para medir el ángulo de inclinación de dicha estructura respecto de dicha referencia, y

- medios segundos para seguir la mirada del usuario respecto dicha estructura y para medir el ángulo de inclinación de dicha mirada respecto dicha estructura,

de manera que dicho ángulo estimado coincide aproximadamente con la suma de dicho ángulo de inclinación de dicha estructura respecto de dicha referencia y dicho ángulo de inclinación de dicha mirada respecto dicha estructura.

5. El sistema de una de las reivindicaciones 2 ó 4, caracterizado porque dichos medios para medir dicho grado de inclinación de dicha estructura comprenden un giróscopo que está situado en dicha estructura.

6. El sistema de una de las reivindicaciones 2 ó 4, caracterizado porque dichos medios para medir dicho grado de inclinación de dicha estructura comprenden:

- una pluralidad de cámaras externas a dicha estructura que recogen imágenes de dicho usuario que porta dicha montura

- medios para obtener la inclinación de dicha estructura a partir de la dichas imágenes, - medios para comunicar inalámbricamente con dichos medios para restringir la mirada.

7. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado porque comprende medios que están instalados parcialmente en una unidad externa que se conecta con dicha estructura con un cable o de forma inalámbrica, lo cual posibilita que dicha estructura tenga menos peso y que cualquier circuito electrónico que dicho sistema comprenda no requiera tanta miniaturización.

8. El sistema de una de las reivindicaciones 1 a 7, donde

- dicha estructura es una montura de gafas,

- dichos medios para limitar la mirada del usuario comprenden además:

i. uno o más cristales colocados en dicha montura, donde dichos cristales son unas láminas transparentes que comprenden medios para que su grado de transparencia cambie en al menos una parte de dichos cristales

ii. medios para actuar sobre dichos cristales y reducir su grado de transparencia cuando dicho ángulo estimado de inclinación sobrepasa un determinado valor,

de manera que cuando dicho ángulo estimado de inclinación sobrepasa dicho determinado valor, dicho reducido grado de transparencia de dichos cristales impide o dificulta la visión de dicho usuario.

9. El sistema de la reivindicación 8 caracterizado porque

- al menos uno de dichos uno o más cristales está dividido en dos o más zonas, donde una o más de dichas zonas comprende medios para cambiar su grado de transparencia,

- dichos medios para actuar sobre dichos cristales actúan sobre dichas zonas que comprenden medios para cambiar su grado de transparencia

- si existen más de una de dichas zonas que comprenden medios para cambiar su grado de transparencia, dichos medios para actuar sobre dichos cristales actúan de manera independiente sobre cada una de dichas zonas dependiendo de dicho ángulo estimado.

10. El sistema de una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dichos medios para restringir la mirada del usuario comprenden un generador de estímulos que genera un estímulo luminoso o sonoro dependiendo de dicho ángulo estimado de inclinación, de manera que la presencia o ausencia de dicho estímulo indica al usuario si debe reducir o no el ángulo de inclinación de su mirada, y así puede entrenar sin poner demasiada atención en controlar la mirada debido a que dicho estímulo le informará de cuándo debe controlarla.

11. El sistema de la reivindicación 10 caracterizado porque dicho generador genera dicho estímulo cuando dicho ángulo estimado de inclinación sobrepasa un determinado valor, de manera que indica al usuario que debe retirar la mirada.

El sistema de la reivindicación 10 caracterizado porque dicho generador genera dicho estímulo cuando dicho ángulo estimado de inclinación no sobrepasa un determinado umbral, de manera que indica al usuario que la mirada está bien dirigida.

El sistema de una de las reivindicaciones 1 a 12 caracterizado porque restringe la visión del usuario a un determinado rango de direcciones intermedias determinado por dos valores que definen el rango de posible variación de dicho ángulo estimado.

El uso del sistema de una de las reivindicaciones 1 a 13 como sistema de entrenamiento deportivo.