JP6676152B2 - センサーの最適化および構成のために身体における装着型デバイス位置を推定するための体内信号伝搬の使用 - Google Patents

センサーの最適化および構成のために身体における装着型デバイス位置を推定するための体内信号伝搬の使用 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2015年9月18日に出願された「USING INTRABODY SIGNAL PROPAGATION TO INFER WEARABLE DEVICE LOCATION ON THE BODY FOR SENSOR OPTIMIZATION AND CONFIGURATION」と題する米国出願第14/859,131号の利益および優先権を主張する。
本特許出願は、電子デバイスが人間によって(または、動物に)装着されている身体上の位置を決定し、決定された位置を使用して電子デバイスのうちの1つまたは複数の機能および/または動作特性を構成するためのデバイスおよび方法に関する。
ユーザによって装着され得る電子デバイスの数が増大しつつある。そのような電子デバイスの例は、ヘルス/ウェルネス監視(たとえば、ECGモニタ、パルスオキシメータ)、フィットネスアプリケーション(たとえば、Nike+、Fitbit)、ヘッドマウントデバイス(たとえば、Google glass)、情報ディスプレイ(たとえば、Qualcomm Toq)、およびエンターテイメントアプリケーションを含む。他の装着型デバイスは、通常、人間によって指、手首、前腕、上腕、耳の後ろ、胸骨、脇腹、または足首に装着されている、リング、ベルト、ペンダント、帽子、衣服、または他の物体の中に埋め込まれた、電子デバイスを含むことがある。
装着型デバイスの急速な発展とともに、人体から複数の生体信号を収集する電子デバイスが身体上のどこかに配置されることがある。コンテキスト認識型アプリケーション(たとえば、実行中のスマートフォンアプリ)は、より高い確度および電力効率を得るために、身体上のデバイス/センサー位置を利用することができる。人体上のどこにデバイス/センサーが配置されたのかを自動的に識別する、知られている方法は発表されていない。
説明する実装形態のいくつかの態様では、体内信号伝搬を使用して身体上のセンサーの位置を推定することに基づいて、センサーが構成および/または最適化される。体内信号伝搬において、交流(AC)電気信号は、身体の皮膚、組織、および器官を通過する。そのような実装形態は、位置(「受信位置」とも呼ばれる)を決定し得、両方の電子デバイスが人間または動物の身体に装着されているとき、その位置において、センサーを含む電子デバイスは、別の位置(「送信位置」とも呼ばれる)における別の電子デバイスから体内信号伝搬を介して交流(AC)電気信号を受信する。
複数の周波数においてAC電気信号を測定する第1のステップを実行して、2つの電子デバイスによって身体とともに形成された電気ネットワークの散乱パラメータ(たとえば、散乱パラメータS21)の特定の属性(たとえば、振幅もしくは位相角またはその両方)の、それらに対応する測定値のセットを取得することによって、身体上の電子デバイスの位置が通常動作中に決定され得る。身体を通過するAC電気信号が波と見なされるとき、散乱パラメータは、散乱の程度を使用して電気ネットワークの特性を表現する。散乱の程度は、電力の平方根として測定される、身体を通って伝搬する(「体内信号伝搬」)AC電気信号の減衰の量を示す。(通常動作の前に実行された1つまたは複数のトレーニングフェーズにおいて)前もって特徴づけられている身体上のN個の受信位置の中から受信位置を選択するために、通常動作の第1のステップにおいて取得された測定値のセット(送信位置と受信位置との特定のペアに対応するプロファイルを形成する)が、通常動作の第2のステップにおいて使用され得る。
上記で説明したタイプの多くの実装形態では、AC信号は、1つの電子デバイス(AC送信機として動作可能であり「AC送信デバイス」とも呼ばれる)によって身体を通じて送信され、別の電子デバイス(AC受信機として動作可能であり「AC受信デバイス」とも呼ばれる)によって身体を通じて受信され、別の電子デバイスは、身体と組み合せて、複数の周波数におけるAC信号の少なくとも1つの散乱パラメータの測定値によって特徴づけられる2ポート電気ネットワークを形成する。身体上に新たに配置される電子デバイスによって作成される、複数の周波数における測定値のセット(プロファイルとも呼ばれる)は、前もって特徴づけられている位置の複数の所定のペアのプロファイルと比較されて、それらの中から位置の特定の所定のペア(その中で、電子デバイスが新たに配置される場所に受信位置がある)を選択する。位置の特定の所定のペアは、(位置の複数の所定のペアの中の)位置の対応するペアに関連付けられた各プロファイルに基づいて、トレーニング中に選択される。たとえば、そのような選択は、いくつかの実装形態では、身体上の位置の複数の所定のペアの中から、位置の特定の所定のペア(電子デバイスが位置する受信位置をその中に含む)を選択するための、分類器の使用によって自動的に行われる。位置の複数のペアを事前決定するために、分類器が追加の測定値のセット(すなわち、プロファイル)の使用によって通常動作の前にトレーニングされ、ここで、これらの追加の測定値の各セット(すなわち、プロファイル)が、位置の複数のペアの中の各ペア間でAC電気信号を同様に伝搬させることによって取得され、位置の複数のペアの中からの特定のペアの選択が、通常動作中に行われる。
いくつかの実装形態では、身体位置の所定のペアのグループの中の所定の各ペアは、身体位置の所定のペアのグループの中の別の所定のペアと共通の送信位置を有し、たった今説明した送信位置は、身体(たとえば、左手首)において事前決定される。いくつかの実装形態では、AC送信デバイスは、AC電気信号にとっての共通の開始ポイントを形成し得る任意の既知の位置(たとえば、左手首)に取り付けられている。既知の位置において送信されるAC電気信号は、身体を通って2つ以上の所定の受信位置において受信され得、これらの2つ以上の所定の受信位置の各々は、既知の位置とペアにされて、ペアのグループの中の対応するペアを形成する。したがって、実装形態に応じて、位置の特定の所定のペア(または、特定の経路)をグループの中から固有に識別するAC信号測定値の新たなセット(すなわち、プロファイル)の使用による、位置の所定のペア(すなわち、経路)のグループの中からの選択によって決定される位置の特定の所定のペア(特定の経路とも呼ばれる)の識別によって、AC受信デバイスは自動的に構成され得、グループの中の位置の所定の各ペアは、共通の開始ポイントとしての既知の位置(たとえば、左手首)を含む。
複数の経路(すなわち、位置の複数のペア)の特徴づけは、トレーニングの1つまたは複数のフェーズにおいて、いくつかの実装形態では次のように実行され得る。電子デバイスが任意の位置において身体に最初に配置されると、最初に配置されたこの電子デバイス内のAC送信回路が有効にされ、任意の他の位置において身体に後で配置される任意の電子デバイスは最初にそれらのAC送信回路を無効にさせるが、それらのAC受信回路は最初に有効にされる。いくつかの実装形態では、各電子デバイスの身体位置にラベルをつけるために、ユーザ入力が(たとえば、タッチパッドを介して)受け取られ、たとえば、最初に配置された電子デバイスの位置を識別するために「左手首」という文字の列が受け取られ得る。トレーニングのフェーズ中に、後で配置された1つまたは複数の電子デバイスの各々は、最初に配置された電子デバイスによって送信されたAC電気信号の測定値の対応するセット(すなわち、プロファイル)を取得する。そのような実装形態では、後で配置された電子デバイスの位置の各々にラベルをつけるために、追加として、ユーザ入力が(たとえば、タッチパッドを介して)受け取られる(たとえば、「胸部」、「左わきの下」、「左手中指」、および「右手首」という文字の列が受け取られ得る)。たった今説明したトレーニングフェーズの終わりに、測定値のN個のセット(すなわち、N個のプロファイル)が、最初に配置された電子デバイスに対する、後で配置された1つまたは複数の電子デバイスの位置のN個のペアのN個のラベルに、分類器によって内部的に関連付けられる(したがって、位置のこれらのN個のペアがここで事前決定される)。
いくつかの実装形態(単一トレーニングフェーズ実装形態と呼ばれる)では、トレーニングフェーズが完了すると、後で配置された1つまたは複数の電子デバイスが身体から除去されてよい。最初に配置された電子デバイスは、トレーニングフェーズ中のその元の位置と同じ位置(AC電気信号にとっての共通の開始ポイントである)において、通常動作中に身体に装着され続けてよい。電子デバイスが、通常動作中にN個の位置の中の特定の位置において身体に再び装着されると、電子デバイスは、ここでAC電気信号(共通の開始ポイントにおいて、最初に配置された電子デバイスによって送信される)の測定値の新たなセットを生成する。分類器は、測定値の新たなセットを受信し、通常動作の第2のステップ(上記で説明した)において、その内部値(測定値のN個のセット、すなわち、N個のプロファイルに基づいて、トレーニングフェーズ中に生成される)を使用して、N個の位置(または、各々が共通の開始ポイントの位置を含む対応するN個の経路)のN個のラベルの中から、測定値の新たなセットを生成した電子デバイスが(トレーニングフェーズの後に)身体に装着された特定の位置のラベルを自動的に選択する。特定の位置のラベルは、次いで、この電子デバイスの内部のセンサーを構成するために使用される。
いくつかの実装形態(多重トレーニングフェーズ実装形態と呼ばれる)では、各電子デバイスは、AC送信機として反復的に動作させられ得、電子デバイスのうちの残りは、AC受信機として動作させられ得る。詳細には、いくつかのそのような実装形態では、上記で説明したトレーニングフェーズが、次のようにM回繰り返され得る。最初に配置された電子デバイスは、そのAC送信回路を無効にさせ、最初の反復の後のM-1回の反復の各々の間に、後で配置された異なる電子デバイスにおいてAC送信回路が有効にされて、それによって、トレーニングのM-1回の対応するフェーズにおいて身体位置のペアのM-1個のグループを特徴づける。M回のフェーズの各々において(すなわち、M回の反復の各々の間に)、位置のペアの1つのグループは、その1つのグループの中の位置のすべてのペア(すなわち、経路)にとって共通である既知の位置(すなわち、開始ポイント)を個別に含む。トレーニングのM-1回のフェーズの各々における測定は、位置の新たなペアのグループのみを特徴づけるように選択的に行われ得、ここで、新たなペアの中の位置の各組合せは、(たとえば、新たな開始ポイントにとっての新たな既知の位置の使用に基づいて)トレーニングの以前のフェーズにおいて存在しなかった。
いくつかの実装形態では、通常動作中に、以前に配置された電子デバイスによって送信されたAC電気信号のプロファイルを、新たに配置された電子デバイスの中で測定すること、および測定されたプロファイルを分類器とともに使用して、プロファイルの1つまたは複数のグループの使用によって、1つまたは複数のトレーニングフェーズ中に特徴づけられた複数の経路の中から特定の経路を選択することによって、位置の所定のペア(すなわち、所定の経路)が自動的に決定される。次いで、新たに配置された電子デバイスの身体上の特定の位置が、分類器によって選択された特定の経路の終了ポイント(すなわち、位置の所定のペアにおける受信位置)として自動的に識別される。新たに配置された電子デバイスの特定の位置が、たった今説明したように通常動作において識別された後、それらに基づいて、新たに配置された電子デバイス内の1つまたは複数のセンサーが自動的に構成され得る。
センサー構成の第1の例では、新たに配置された電子デバイスに対して識別された位置に応じて、新たに配置された電子デバイスの中で回路がオンまたはオフにされる。より詳細には、新たに配置されたこの電子デバイスの特定の位置が、上記で説明した通常動作の第2のステップにおいて、センサーによってそこから測定される信号(たとえば、脈拍数)が不必要である特定の身体部分(たとえば、足首)にあるものと識別されると、脈拍数監視回路の形態のセンサーは、電力消費を低減するためにオフにされてよい。構成の第2の例は、新たに配置された電子デバイスの身体上の特定の位置に基づいて、新たに配置されたこの電子デバイスからの特定のタイプのデータの収集をオンにするまたはオフにする。構成の第3の例では、新たに配置された電子デバイスの身体上の特定の位置に基づいて、電力消費を最適化するために、新たに配置されたこの電子デバイスとの間のデータの送信の特定のレートを設定することによって、動作特性が構成される。構成の第4の例では、脚に装着されたときに新たに配置された電子デバイスにおいて歩調をカウントすることが、腰に装着されたときにこの同じ電子デバイスの中のセンサーによって歩調をカウントすることとは異なるしきい値をその中のセンサーに対して必要とするので、しきい値を動的に調整すること、たとえば、身体上のその特定の位置に基づいて、活動センサーにおいて歩調をカウントするためのしきい値を設定することによって、この電子デバイスの性能が最適化され得る。
上記で説明したタイプの方法は、いくつかの実装形態では、複数のセンサー(たとえば、加速度計、温度センサー、フォトプレチスモグラフィ(PPG)センサーなど)を含む包括的装着型電子デバイスによって使用され、包括的装着型電子デバイスは、AC電気信号を送信するためのAC送信回路、AC電気信号を測定するためのAC受信回路、およびこれらの測定値をその中の分類器とともに使用して、(別のそのような電子デバイスに対する)身体上のその位置を自動的に識別し、次いで、識別された相対位置を使用して、その中の1つまたは複数の複数センサーのうちの少なくとも1つを、身体の特定の特性を測定するように自動的に構成するための、コンピュータをさらに含む。
様々な態様を例として図示および説明する本明細書での説明から、本発明のいくつかの他の態様が当業者には容易に明らかになるであろうことを理解されたい。図面および以下の詳細な説明は、本質的に例示的なものと見なされるべきであり、限定的なものと見なされるべきではない。
説明する実装形態のいくつかの態様における、電子デバイス(詳細には、AC送信デバイスおよびAC受信デバイス)の位置、すなわち、人間(または、動物)の身体100に装着されたデバイスペア(101、102)、(101、104)、(101、106)、および(101、111)の位置の、対応する所定のペアを示す経路103、105、107、および121を示す図である。 位置の対応する所定のペア間で図1Aの身体100を通る様々な経路のいくつかのS21振幅プロファイルを、周波数の関数としてグラフにおいて示す図である。 位置の対応する所定のペア間で図1Aの身体100を通る様々な経路のいくつかのS21位相角プロファイルを、周波数の関数として別のグラフにおいて示す図である。 説明する実装形態のいくつかの態様における、1つのAC送信デバイス101、ならびに複数のAC受信デバイス102、104、および106に加えて、やはり図1Aの身体100に装着されたAC受信電子デバイス111〜120を示す図である。 説明する実装形態のいくつかの態様における、電子デバイス(詳細には、AC送信デバイスおよびAC受信デバイス)の位置、すなわち、人間(または、動物)の身体100に装着されたデバイスペア(104、111)、(104、102)、および(104、106)の位置の、対応する所定のペアを示す経路141、142、および143を示す図である。 図1Aの身体100の直接皮膚接触を用いて電気回路(たとえば、AC送信回路もしくはAC受信回路またはその組合せ)の静電容量結合をもたらす、垂直配向をなす双対電極システムを示す図である。 電気回路(たとえば、AC送信回路もしくはAC受信回路またはその組合せ)のガルバニック結合をもたらす、水平配向をなす双対電極システムを示す図である。ガルバニック結合は、双対電極システムの両方の電極が図1Aの身体100と直接皮膚接触することを必要とする。 電気回路(たとえば、AC送信回路もしくはAC受信回路またはその組合せ)が図1Aの身体100と直接皮膚接触しない、垂直配向をなす双対電極システムを示す図である。 電気回路(たとえば、AC送信回路もしくはAC受信回路またはその組合せ)が図1Aの身体100と直接皮膚接触しない、水平配向をなす双対電極システムを示す図である。 図1A〜図1Bおよび図2A〜図2Dに示すタイプのいくつかの実装形態における、1対の電子デバイス101および102と身体チャネル100との間の電気結合を、高レベル回路図において示す図である。 図3Aの身体100を通じてAC電気信号を送信するように構成されている、電子デバイス101の中のAC送信回路を、中レベル回路図において示す図である。 図3Aの身体100を通じてAC電気信号を受信および測定するように構成されている、電子デバイス102の中のAC受信回路を、中レベル回路図において示す図である。 いくつかの例示的な実装形態における、AC送信回路310とAC受信回路320との組合せを含むとともにAC送信デバイスまたはAC受信デバイスとして構成可能な電子デバイス101を、ブロックレベル図において示す図である。 多くの実装形態における、電子デバイス102(「第1の電子デバイス」とも呼ばれる)によって実行される動作371および372を、高レベルフローチャートにおいて示す図である。 いくつかの実装形態における、図3Eの電子デバイス102と相互動作するために電子デバイス101(「第2の電子デバイス」とも呼ばれる)によって実行される動作381および382を、高レベルフローチャートにおいて示す図である。 位置の所定のペアを示す身体100を通る所定の経路を決定および使用して、図1A〜図1B、図2A〜図2D、および図3A〜図3Cに示すタイプのAC送信デバイスおよびAC受信デバイスを構成するために、いくつかの実装形態において実行される動作を、フローチャートにおいて示す図である。 図4Aでのセットアップ動作410において、いくつかの実装形態ではコンピュータ500によって実行される動作を、フローチャートにおいて示す図である。 図4Bでの較正動作420において、いくつかの実装形態ではコンピュータ500によって実行される動作を、別のフローチャートにおいて示す図である。 図4Cでの経路決定動作430において、いくつかの実装形態で実行される動作を、また別のフローチャートにおいて示す図である。 説明する実装形態のうちのいくつかにおける電子デバイス101、102、104、および106の様々な構成要素を、高レベルブロック図において示す図である。
説明する実装形態のいくつかの態様では、生きている人間(または、動物)の身体100(図1A)上の位置が、位置の所定のペア、すなわち、少なくともAC送信デバイスとして動作可能な電子デバイスの1つの位置と少なくともAC受信デバイスとして動作可能な電子デバイスの別の位置とを示す所定の経路の、終了ポイントとして決定され得る。たとえば、所定の経路103は、電子デバイス101および102の位置の所定のペアを示し、別の所定の経路105は、電子デバイス101および104の位置の所定のペアを示し、さらに別の所定の経路107は、電子デバイス101および106の位置の所定のペアを示し、また別の所定の経路121は、電子デバイス101および111の位置の所定のペアを示す。
いくつかの実装形態では、(AC送信回路を含み、AC送信デバイスとして動作可能な)電子デバイス101は、所定の位置において身体100に、たとえば、左腕の手首などの腕の手首に装着され得る。追加としてAC受信回路を含んでよく、追加としてAC受信デバイスとして動作可能であってよい、同じ電子デバイス101が、代替として、異なる所定の位置において身体100に装着されてよく、たとえば、電子デバイス101は、他の実装形態では、頭部、上腕、または胸部などの他の位置において装着されてよい。したがって、AC送信デバイスおよび/またはAC受信デバイスとして動作可能な電子デバイス101、102、104、106、または111は、ヘッドセット、時計、ネックレス、腕章、または胸帯などの、任意の形態をとることができる。いくつかの実装形態では、身体100上の既知の位置(たとえば、左手首)が、AC信号の単一の開始ポイント(「送信位置」とも呼ばれる)を形成する。そのような実装形態では、開始ポイントは、経路のグループ(すなわち、位置のペアのグループ)にとって共通である。いくつかのそのような実装形態では、グループの中の位置の所定の各ペア(経路によって示される)は、電子デバイス101の既知の位置、ならびに追加の電子デバイス102、104、および106の複数の所定の位置(「受信位置」)のうちの1つを含む。
電子デバイス102、104、106、または111(図1A)のうちの1つが身体100に新たに装着される特定の位置は、次のように、すなわち、(1)第1のステップにおいて、電子デバイスのうちの1つ(電子デバイス102など)における複数の測定値(すなわち、プロファイル)のセットを取得するために、身体100上の開始ポイントから身体100における皮膚、組織、および器官を通り電子デバイスのペア(電子デバイス101および102などの)の間の体内経路を通って伝搬する交流(AC)電気信号の特性を複数の周波数において測定し、(2)第2のステップにおいて、複数の測定値(すなわち、プロファイル)を使用して、身体100を通る特定の経路(経路103など)を決定し、それによって、その特定の経路の端部における受信位置を決定するように、いくつかの実装形態の通常動作中に自動的に識別され得る。
上記で説明した第2のステップでは、特定の経路の受信位置は、たとえば、経路のグループの中から特定の経路を自動的に選択(それによって、自動的に識別)するために前もってトレーニングされている分類器の使用によって、そのような実装形態の通常動作中に決定される。経路のグループは、たとえば、電子デバイス101の単一の送信位置(開始ポイントとなる)、および電子デバイス102、104、106、または111(図1A)の異なる受信位置(AC電気信号がそれに沿って伝搬するそれぞれの経路103、105、107、および121の異なる終了ポイントとなる)を示す、経路103、105、107、および121を含み得る。(たとえば、所定の方法で、または外部入力により)経時的に変化する周波数においてAC電気信号を生成および送信し、電子デバイス102、104、106、または111(図1A)によって他の所定の位置(すなわち、終了ポイント)の各々におけるプロファイルを形成するための様々な周波数における測定値を作成し、トレーニング中の(開始ポイントと終了ポイントのうちの1つとの間の)各経路のプロファイルを使用するための、AC送信デバイスとして共通の所定の位置(すなわち、開始ポイント)において身体に取り付けられた電子デバイス101の使用によって、(たとえば、ニューラルネットワークとして実装される)そのような分類器が、1つまたは複数のトレーニングフェーズにおいて前もって(すなわち、通常動作の前に)トレーニングされ得る。
いくつかの実装形態(単一トレーニングフェーズ実装形態と呼ばれる)は、1つのトレーニングフェーズにおいて前もって特徴づけられているすべての経路に対して、1つの開始ポイント(たとえば、図1Dにおける電子デバイス101の左手首位置)しか使用しない。他の実装形態(多重トレーニングフェーズ実装形態と呼ばれる)は、複数の開始ポイントを使用し得る。たとえば、第1のトレーニングフェーズにおいて電子デバイス101の左手首位置が使用され、第2のトレーニングフェーズにおいて図1Dでの電子デバイス104の胸部位置の使用が後続して、経路の複数のグループ(たとえば、経路の2つのグループ)を特徴づけ、ここで、経路の各グループは、前記各グループ(たとえば、図1Aでの電子デバイス101において開始する経路の第1のグループ、図1Eでの電子デバイス104において開始する経路の第2のグループ)の中のすべての経路に対して、単一の開始ポイントを個別に含む。
いくつかの多重トレーニングフェーズ実装形態では、最初に身体100に配置されている電子デバイス101(図1A)は、最初に、第1の開始ポイント(たとえば、電子デバイス101の左手首位置)に位置するAC送信デバイスとして第1のトレーニングフェーズにおいて動作させられてよく、いくつかの第1の終了ポイント(たとえば、図1Dにおいて、胸部における電子デバイス104の位置、左足首における電子デバイス102の位置、右手の人差し指における電子デバイス120の位置、右足首における電子デバイス108の位置)において身体100に後で配置された他の電子デバイス(「後で配置された電子デバイス」)は、測定プロファイルの第1のグループを形成するために、第1の開始ポイントにおいて発信する周波数掃引AC信号(「第1のAC信号」)を測定する。測定プロファイルのこの第1のグループは、たった今説明した(共通の既知の位置、たとえば、左手首における)第1の開始ポイントと第1の終了ポイントとの間で、経路の第1のグループを特徴づける。
実装形態に応じて、経路の追加のグループを特徴づけるための測定プロファイルの追加のグループを取得するために、AC送信デバイスが身体100上の他の既知の位置(たとえば、胸部)において動作させられる追加のトレーニングフェーズが、上記で説明したタイプの第1のトレーニングフェーズに後続してよい。詳細には、第2のトレーニングフェーズにおいて、(第1のトレーニングフェーズでは未使用のままであった)AC信号送信回路を含むとともに、たった今説明した第1の終了ポイントのうちの1つ(たとえば、胸部)、すなわち、以下では第2の開始ポイントに位置する、電子デバイス104(図1E)が、追加の測定プロファイルのグループを取得するためのAC送信デバイスとして使用されて、たとえば、図1Eに示すような第2の開始ポイントにおける電子デバイス104から対応する電子デバイス111、102、および106への経路141、142、および143を特徴づけ得る。
いくつかの代替実装形態では、電子デバイスのうちの1つだけがAC信号送信回路を含み、したがって、第2のトレーニングフェーズ中に、最初に配置された電子デバイス、たとえば、電子デバイス101(図1A)は、AC送信デバイスとしての使用のために、身体100上の別の既知の位置(たとえば、胸部)に手作業で移動されてよい。この第2のトレーニングフェーズ中に、上記で説明した(たとえば、左手の指における、左わきの下における、および右手首における)第1の終了ポイントのうちの残り、すなわち、以下では第2の終了ポイントに位置する、上記で説明した電子デバイス111、102、および106は、第2の開始ポイントにおいて発信する周波数掃引AC信号(「第2のAC信号」)を測定して、詳細には、(たとえば、胸部における)第2の開始ポイントと(たとえば、図1Eにおいて、左手指における、左わきの下における、および右手首における)1つまたは複数の第2の終了ポイントとの間の、前に特徴づけられていない経路の新たなグループ(たとえば、経路141、142、および143)を特徴づける測定プロファイルの第2のグループを形成する。このようにして、経路のいくつかのグループに対応するいくつかのトレーニングフェーズを実行し、それによって、(たとえば、トレーニングフェーズにおける測定に基づいて分類器の内部値をメモリに記憶することによって)特定のプロファイルを経路の各グループの中の特定の経路に関連付けるために、多重トレーニングフェーズ実装形態は、いくつかの開始ポイントにわたって反復し得る(たとえば、図4Aにおける分岐428によって示すように)。
上記で説明したすべての電子デバイス101、102、104、106、および111(図1A)は、AC電気信号を受信および測定するための少なくとも回路(AC信号受信回路、または単にAC受信回路とも呼ばれる)を含む。包括的である電子デバイスの実装形態では、電子デバイス101、102、104、106、および111の各々は、追加として、AC電気信号を送信するための回路(AC信号送信回路、または単にAC送信回路とも呼ばれる)を含む。そのような実装形態では、他の電子デバイス(「後で配置される」デバイス)の中のAC信号送信回路が無効にされている間(または、後で配置されるデバイスが身体100に配置される前に)、たまたま時間的に最初に身体100に配置されている電子デバイス101、102、104、106、および111(「最初に配置された」デバイス)のうちのどれでも1つが、第1のトレーニングフェーズにおいてAC送信デバイス(たとえば、図1Aにおける電子デバイス101)として自動的に動作させられる。最初に配置されたデバイス(たとえば、第1のトレーニングフェーズにおいてすでに使用された電子デバイス101)の中の少なくともAC信号送信回路をオフまたは無効にしながら、後続のトレーニングフェーズにおいて、後で配置されるデバイス(たとえば、図1Eでの胸部における電子デバイス104)から第2のAC電気信号を送信するためのAC信号送信回路の動作が、この第1のトレーニングフェーズに後続する。
いくつかの代替実装形態(単一送信機実装形態と呼ばれる)では、身体100に装着された電子デバイスのうちの1つだけが、AC電気信号を送信するための回路を含む(たとえば、図1Aにおける電子デバイス101)。単一送信機実装形態では、上記で説明したタイプの経路の2つ以上のグループは、人間のユーザが、AC電気信号を送信するための回路を含む単一の電子デバイス(たとえば、電子デバイス101)を、上記で説明した第1の開始ポイント(たとえば、左手首)から身体100上の他の開始ポイント(たとえば、胸部、右手首)に手作業で移動させることによって、前もって特徴づけられ得る。
通常動作中に、決定された特定の経路(たとえば、図1Aにおける経路103)の識別情報に基づいて(かつ、随意に、実装形態に応じてAC送信デバイスとして動作可能な電子デバイス101の共通の所定の位置の識別情報に基づいて)、(少なくともAC受信デバイスとして動作可能な)電子デバイス102の特定の他の所定の位置が自動的に識別され、電子デバイス102の自動構成が後続する。新たに配置された電子デバイスのその身体位置に基づく自動構成は、身体100上のどこに(少なくともAC受信デバイスとして動作可能な)電子デバイス102があるのかを識別するための、場合によっては通常動作中に必要とされるユーザ入力を解消する。
上記で説明したように測定中の特性は、1つまたは複数の測定において、身体100を通る伝搬中の散乱に少なくとも起因するAC信号の損失を示し、特性はAC信号が発振する周波数に依存する。複数の周波数において測定される特性は、様々な実装形態において異なり、いくつかの実装形態は、S11、S12、S21、またはS22などのSパラメータとも呼ばれる4つの散乱パラメータのうちの1つの、1つまたは複数の属性(たとえば、振幅または位相角)を測定する。これらのSパラメータのうちのいずれか1つが、実装形態に応じて使用されてよく、詳細には、いくつかの例示的な実装形態は、それらの2つの属性、すなわち、図1Bおよび図1Cに示すような、振幅および/もしくは位相角のいずれかまたはその両方を測定することによって、散乱パラメータS21を使用する。
詳細には、図1Bは、散乱パラメータS21の振幅測定値のセットを含むプロファイル115を周波数の関数として示し、そうした振幅測定値は、(AC送信デバイスとして動作可能な)電子デバイス101から身体100の左手首および胸部(胸骨)にそれぞれ位置する(AC送信デバイスとして動作可能な)電子デバイス104へ経路105(図1A)に沿って伝搬する体内AC電気信号に対して、通常動作の前に測定される。また、図1Cは、電子デバイス101と104との間で経路105(図1A)に沿って伝搬する、たった今説明した体内AC電気信号に対して、散乱パラメータS21の位相角測定値のセットを含む別のプロファイル125を周波数の関数として示す。図1Bは、以下の表に示すような、他の経路に沿って伝搬する他の体内AC電気信号に対して測定された、散乱パラメータS21の振幅測定値の他のセットを含む他のプロファイルを示し、各経路は同じ位置、すなわち、左手首において発信する。
その上、図1Cは、以下の表に示すような、左手首において発信し他の経路に沿って伝搬する他の体内AC電気信号に対する位相角測定値の他のセットを含む、他のプロファイルを示す。
詳細には、図1Dに示すタイプのいくつかの実装形態では、説明する実装形態のいくつかの態様における電子デバイス101、102、104、および106に加えて、(AC受信デバイスとして動作可能な)電子デバイス111〜120が、いくつかの他の所定の位置において図1Aの身体100に同時に装着されてよく、それに対応する経路は、図1Bおよび図1Cに示すタイプの帯域によって特徴づけられており、通常動作の前にトレーニングフェーズにおいて分類器をトレーニングするために使用される。トレーニングフェーズ中に、帯域の各々は、ユーザ入力に基づいて経路のラベル523J(図5)に関連付けられ得る。いくつかの実装形態では、各経路は、その開始ポイントと終了ポイントの両方に基づいてラベル、たとえば、経路107(図1A)に対して「左手首-右手首」という値のラベル523Z(図5)、経路105(図1A)に対して「左手首-胸部」という値のラベル523A(図5)、および経路103(図1A)に対して「左手首-左わきの下」という値のラベル523J(図5)がつけられてよい。他の実装形態(たとえば、単一トレーニングフェーズ実装形態)では、各経路は、開始ポイントが共通の既知の位置にある(たとえば、「左手首」という値のラベルが知られている)とき、経路107(図1A)に対して「右手首」という値のラベル、経路105(図1A)に対して「胸部」という値のラベル、および経路103(図1A)に対して「左わきの下」という値のラベルなどの、ラベル441(図4D)を使用することによって、終了ポイントのみに基づいてラベルがつけられてよい。
通常動作中に、特定の経路103の識別子が、複数の周波数における複数の測定値のセット(プロファイルを形成する)に基づいて、分類器521(図5)の使用によって決定され、測定値セットは、電子デバイス102の中で作成される。分類器521は、様々な経路の様々なプロファイルを形成する測定値に基づいて、過去のデータにおいて前にトレーニングされることから導出される内部値522をメモリ505に記憶する。分類器521は、(ラベル523Jによって識別される位置の間で身体100を通って進行するAC信号の測定値に基づいて)内部値のセット522Jを生成するために使用された電子デバイス101、102のペアが位置する位置のペアの、対応するラベルに関連する内部値(たとえば、図5におけるラベル523Jの「左手首-左わきの下」という文字列値)の各セット522Jをメモリ505に記憶する。
分類器521は、次いで、経路103を決定するために通常動作中に使用され、経路103は、電子デバイス102の機能および/または動作特性を決定するために使用される。較正中に、内部値522(図5)は、コンピュータ500のメモリ505に記憶され、その後、これらの記憶された内部値522を新たな着信データから新たに導出されている対応する内部値と整合することによって(すなわち、新たに配置された電子デバイス102から受信された測定値のセットに基づいて)、通常動作中に予測が行われる。したがって、分類器の記憶された内部値を新たな測定値とともに使用する計算によって、電子デバイス102は、身体100上のその位置の識別(たとえば、図4Dにおける「左わきの下」というラベル)に基づいて、それ自体の通常動作に対して構成され、そうした識別は、電子デバイス101と102との間の経路103の、分類器の識別(図5におけるラベル523Jの「左手首-左わきの下」という文字列値)に基づく(たとえば、新たなプロファイルが、分類器をトレーニングするために使用される複数のプロファイルのうちの1つに最も近いものと決定される)。
AC信号の特定の経路が身体100を通過することを可能にするために、(AC送信デバイスとして動作可能であり得、かつ/またはAC受信デバイスとして動作可能であり得る)電子デバイス101、102、104、および106は、(図2Aおよび図2Bに示すように)デバイスの表面上に存在し皮膚と直接接触する電極、または(図2Cおよび図2Dに示すように)デバイスの内部にあり身体100の皮膚に静電容量的に結合される電極のいずれかを含む。実装形態、および経路の2つの端部における2つの電子デバイスの位置に応じて、2つの電子デバイスの電極101P、101Nおよび102P、102Nが身体100に結合されると、身体100は、図3Aに示すように、AC信号を送信するチャネルを形成し得る。図2A、図2B、図2C、および図2Dは、図3Aにおける電子デバイス101の中のAC送信回路310の電極101P、101Nに身体100を結合するための、4つの異なる構造タイプの実装形態を示す。これらの同じ4つの異なる構造タイプの実装形態はまた、本明細書で説明するように、図3Aにおける電子デバイス102の中のAC受信回路320の電極102P、102Nに身体100を結合するために、または(たとえば、図3Dにおける電子デバイス101の中の)AC送信回路とAC受信回路との組合せのために行われてよい。
詳細には、図2Aは、身体100のチャネルが、ギャップによって負極101Nから分離されている正極101Pのみと直接接触する、1つの構造タイプの電子デバイス101を示す。図2Bは、身体100のチャネルが、正極101Pと負極101Nの両方と直接接触する、別の構造タイプを示す。図2Cは、身体100が、ギャップによって負極101Nから分離されている正極101Pのみに絶縁材101Iを通じて静電容量的に結合される、また別の構造タイプを示す。最後に、図4Dは、身体100のチャネルが、正極101Pおよび負極101Nの各々に絶縁材料101Iおよび101Jを介して静電容量的に結合される、また別の構造タイプを示す。絶縁材101Iおよび101Jの例は、電子デバイス101のハウジングであってよい。
そのような電子デバイスの製造業者は、所与の適用例にとってどの構造タイプおよびどの回路が最良であるのかを決定する。より詳細には、製造業者は、ユーザが正極101Pを認識できることを製造業者が望まないものと決定することがあり、その場合、正極101Pは電子デバイス101のハウジングの内側に収容されてよく、電子デバイス101は(中間に絶縁材料101I、101Jがあるという事実にもかかわらず)やはり身体100への静電容量結合を可能にする。しかしながら、図2Cに示すタイプの電子デバイス101の中に実装される回路は、図2Aに示すタイプのデバイスの内部に実装される回路に比べて、異なる受動構成要素および/または能動構成要素を含み得る。より詳細には、図2Cの電子デバイス101内のAC送信回路は、図2Aに示すタイプの電子デバイスの中に実装される対応する回路によって生成される電圧よりも、絶対値が大きい電圧のAC電気信号を生成し得る。また、抵抗器101R(図3A参照)の値RSは、負荷特性が異なるので、図2Aおよび図2Cのデバイスに対して異なることがある。
いくつかの実装形態では、電子デバイス101内のAC送信回路310は、時間とともに変動するシングルエンド出力電圧VSを生成する双対電極信号発生器101S(図3A)を含み、したがって、正極101Pと負極101N(図3A)との間に交流(AC)信号を供給する。代替実装形態では、AC送信デバイスとして動作可能な電子デバイス101は、正極101Pと負極101Nとの間に差動出力電圧を生成する双対電極信号発生器を含み得る。実装形態固有であり、身体100に電気的に結合されている正極101Pおよび負極101Nからなる双対電極システムによって形成される負荷によって示されるインピーダンスを整合させることによって決定される、値RSの抵抗器101Rを介して、正極101Pは双対電極信号発生器101Sに結合される。図3Aにおいて、負極101Nは電子デバイス101における局所接地に接続され、局所接地は双対電極信号発生器101Sの負端子と同じ電位にある。
いくつかの実装形態では、電子デバイス101の正極101Pは、身体100の皮膚と直接接触する。したがって、AC送信デバイスとして動作可能な電子デバイス101の電極において出力されるAC信号は、身体100の皮膚、組織、および器官を通って、AC受信デバイスとして動作可能な電子デバイス102(図3A)へ流れる。いくつかの実装形態では、電子デバイス102内のAC受信回路320は、身体100からの差動入力を正極102Pと負極102N(図3A)との間で受信する双対電極センサー102Sを含む。正極102Pおよび負極102Nは、抵抗値Rのそれぞれの抵抗器を介して双対電極センサー102Sの入力端子に結合される。双対電極センサー102Sは、身体100から受信されたAC信号の電圧および/または位相角を測定し、その中の不揮発性メモリ(たとえば、図3Cを参照しながら以下で説明する不揮発性メモリ314)に測定値を記憶する。AC信号のための帰還経路130は、環境を通っている。
電子デバイス101および102の各々は、たとえば、ニューラルネットワークに基づく分類器がその中に実装されているコンピュータ500に結合され得る。実装形態に応じて、コンピュータ500は、ハンドヘルド電子デバイス、たとえば、スマートフォンまたはタブレットなどの、第3のデバイスの中に含まれてよい。いくつかの実装形態では、コンピュータ500は、AC送信回路310を含む(また、いくつかの実装形態では、ハブとして動作させられる)電子デバイス101の中に物理的に収容されている。
AC送信回路310は、図3Bに示すように実装されてよく、(たとえば、コンピュータ500からの入力に基づいて)事前決定されている複数の離散周波数、または場合によっては周波数範囲にわたる連続的な掃引のいずれかにおいて、方形波信号を生成するように構成された発振器311を含む。発振器311は、たった今説明した離散周波数および/または周波数範囲をそこから受信するために、コンピュータ500に直接またはトランシーバ340を介して結合された入力部を有し得る。発振器311からの方形波信号を、出力電圧VSとして供給される正弦波に変換する、電子デバイス101の中の低域通過フィルタ313が、(図3BのAC送信回路310の中の)発振器311の出力部に結合される。いくつかの実装形態の電子デバイス101の中の低域通過フィルタ313は、演算増幅器312を含む。演算増幅器312に加えて、低域通過フィルタ313は、この詳細な説明から見て当業者に容易に明らかないくつかの受動構成要素(たとえば、抵抗器R1およびR2ならびにキャパシタC1およびC2)を含む(図3Bに示すように)。低域通過フィルタ313の出力部は、値RSの抵抗器を介して双対電極システムのコネクタ301に結合される。上述のように、双対電極システムは、身体100に電気的に結合されたコネクタ301の正極および負極からなる。
いくつかの実装形態では、電子デバイス102のAC受信回路320(図3C参照)の中で、双対電極センサー102Sは、3段の完全差動増幅器システム322を含む。3段の完全差動増幅器システム322に加えて、双対電極センサー102Sは、3段の完全差動増幅器システム322と直列に結合されているRFログ検出器323を含む(図3Cに示すように)。RFログ検出器323は、無線周波数(RF)入力電圧とその出力との間の対数線形係数を提供する。より詳細には、RFログ検出器323は、入力信号を整流するとともに入力電力に対数線形的に関係する出力電流を生成する、一連の検出器セルを含む。
RFログ検出器323の出力部は、デジタル値(たとえば、長さ10ビット)を不揮発性メモリ325に記憶するアナログデジタル変換器324に双対電極センサー102S内で接続されており、不揮発性メモリ325は、トランシーバ342を介してコンピュータ500に結合されている。トランシーバ342は、実装形態に応じて、ワイヤレスにまたはワイヤによってコンピュータ500に結合され得る。いくつかの実装形態では、コンピュータ500は、たとえば、アナログデジタル変換器324による複数の周波数における複数の測定をトリガするために、不揮発性メモリ325に記憶されコンピュータ500に転送される測定値のセット(経路のプロファイルを形成する)を取得するために、電子デバイス102と相互動作するようにプログラムされ得る。アナログデジタル変換器324および不揮発性メモリ325は、データ収集システムの形態で電子デバイス102の中に実装され得る。
AC送信回路310(図3B)に加えて、電子デバイス101のいくつかの実装形態は、追加として、AC受信回路320(図3C)を含んでよく、その両方が、図3Dに示すように同じ双対身体システムコネクタ301に結合されてよい。図3Dに示すタイプの電子デバイス101は、追加として、1つまたは複数のセンサー330を含み得る。図3Dの電子デバイス101は、たとえば、AC受信回路320に供給される電力を無効にすることによって送信機として構成され得、または、代替として、たとえば、AC送信回路310に供給される電力を無効にすることによって受信機として構成され得る。詳細には、電源360(図3D)は、コンピュータ500から(たとえば、トランシーバ340を介して)入力を受信し、それぞれ、AC受信回路320またはAC送信回路310への電力をオンにし、かつ/またはオフにするように、スイッチ361または362(たとえば、パワーFET)のうちの1つを動作させ、それによって、これらのそれぞれの回路を有効および/または無効にする。したがって、図3Dは、身体100上の任意の位置において装着可能な、AC信号の送信機としての使用のための電子デバイス101、またはAC信号の受信機としての使用のための電子デバイス102を実装し得る、包括的電子デバイスを示す。
いくつかの実装形態では、包括的電子デバイス(図3D)は、トレーニングフェーズ中および/または通常動作中に、身体100を通過するAC信号の送信機としての電子デバイス101または受信機としての電子デバイス102をセットアップするように、スイッチ361および362を動作させるために、電源360に結合されているコンピュータ500を含む。その上、コンピュータ500は、電子デバイス101または電子デバイス102の中のセンサー330を通常動作用に構成するために、身体100上の位置を(トレーニングフェーズにおいて識別された所定の位置の中から)選択する分類器を実装し得る。いくつかの実装形態では、コンピュータ500は、電子デバイス101または電子デバイス102のいずれにも含まれず、代わりに、コンピュータ500は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、またはデスクトップPCなどの別のデバイスに含まれる。たった今説明した実装形態では、包括的電子デバイスは、図3Bの電子デバイス101の中に示すトランシーバ340を含み得る。トランシーバ340は、実装形態に応じて、ワイヤレスにまたはワイヤによってコンピュータ500に結合され得る。
多くの実装形態は、図3Eに示す動作371および372の実行を含む方法370を電子デバイスによって実施する。詳細には、方法370は、動作371において、測定値のセットを取得するために、身体100を通って第1の電子デバイス(たとえば、電子デバイス102)へ伝搬するAC信号の特性を、複数の周波数において第1の電子デバイス(たとえば、電子デバイス102)内で測定することを含む。たった今説明した実装形態では、測定中の特性は、少なくともAC信号の周波数に依存する。いくつかのそのような実装形態では、第1の電子デバイスの中で測定中の特性は、第2の電子デバイス(たとえば、電子デバイス101)から身体100を通る伝搬に少なくとも起因するAC信号の損失を示す。動作371の後、方法370は、第1の電子デバイス(たとえば、電子デバイス102)およびAC信号を送信する第2の電子デバイス(たとえば、電子デバイス101)が位置する、身体100上の位置の所定のペアに少なくとも基づいて、第1の電子デバイス(たとえば、電子デバイス102)を構成することによって、動作372を実行することを含む。たった今説明した位置の所定のペアは、第2の電子デバイス(たとえば、電子デバイス101)および第1の電子デバイス(たとえば、電子デバイス102)にとって可能な位置の複数の所定のペアの中から、測定値のセットに基づいて選択可能であり得る。
上記の直前の段落で説明したタイプのいくつかの実装形態では、図3Eの動作371および372を実行する第1の電子デバイスは、次のように図3Fの動作381および382を含む方法380を実行するように構成され得る第2の電子デバイスと相互動作する。詳細には、方法380は、動作381において、第2の電子デバイス(たとえば、電子デバイス101)の中で複数の周波数においてAC信号を生成し、次いで、身体100を通じてAC信号を送信することを含む。動作381の後、方法380は、第2の電子デバイス(たとえば、電子デバイス101)が、第1の電子デバイス(たとえば、電子デバイス102)から測定値のセットを受信すること、および前にトレーニングされた分類器を使用して第2の電子デバイスおよび第1の電子デバイスが位置する位置の所定のペアを選択することによって、動作382を実行することを含む。直前の段落で上述したように、位置の所定のペアは、分類器がトレーニングされた位置の複数の所定のペアの中から、測定値のセットに基づいて選択される。したがって、図3Eに示すタイプの実装形態では、第1の電子デバイス(たとえば、電子デバイス102)は、(たとえば、AC送信回路310、および/または図3Dに示すようにそこに存在する場合、コンピュータ500への電力をオフにすることによって)AC受信回路だけを有効にするように構成され得る。
図3Eおよび図3Fを参照しながら、上記の先行する2つの段落で説明したタイプのいくつかの実装形態では、前にトレーニングされた分類器は、任意の分類器、たとえば、位置の複数の所定のペアに対応する特性の測定値の複数のセット(たとえば、複数のプロファイル)においてトレーニングされるニューラルネットワークであってよい。測定値の複数のセットにおいて、測定値の各セット(すなわち、異なる周波数における、たとえば、散乱パラメータS21の振幅の測定値を含む各プロファイル)は、位置の1組のペアに(たとえば、左手首-胸部)に対応する。いくつかのそのような実装形態では、位置の複数のペアは、グループの中の位置の各ペアにおける一方の位置が、第2の電子デバイス(たとえば、電子デバイス101)がAC信号の送信機として身体に位置する共通の既知の位置(たとえば、左手首)であるような、位置のペアのグループ(たとえば、左手首-左わきの下、左手首-左手中指、左手首-胸部、および左手首-右手首)を備える。たった今説明したこれらの実装形態では、コンピュータ500における位置のペアの(たとえば、左手首-胸部というラベルによる)識別は、コンピュータ500に知られているペアの中に含まれる共通の既知の位置に基づいて、ペア内の受信位置を自動的に識別する(たとえば、左手首というラベルによって識別される)。いくつかのそのような実装形態では、コンピュータ500は、(たとえば、左手首というラベルによって識別される)1つの共通の既知の位置だけを使用するために単一トレーニングフェーズを実行し、その後、共通の既知の位置のラベル(たとえば、左手首)を割愛することによって、所定の各ペアの中に含まれる受信位置のラベルだけを有する位置の所定の各ペアを識別する。
いくつかの実装形態では、図3A〜図3Fに示すタイプの2つ以上の電子デバイスは、コンピュータ500のトレーニングフェーズ中に身体100に装着されており、そうしたトレーニングフェーズは、2つの動作、すなわち、単一の電子デバイスが送信機(たとえば、図1Aに示すような、左手首に装着された電子デバイス101)としてセットアップされるとともに、他のそのような電子デバイスが受信機(たとえば、電子デバイス102、104、106、および111)としてセットアップされるセットアップ動作410(図4A)を含み、それに対応してコンピュータ500の中で初期化される。
身体100上の位置の対応する所定のペア間で、たとえば、図1Aに示すように、(共通のAC送信デバイスとして動作可能な)電子デバイス101から(AC受信デバイスとして動作可能な)1つまたは複数の電子デバイス102、104、106、111へ、身体100を通る所定の経路A...J...Nのグループに沿って進行するAC信号の測定値が作成される較正動作420(図4A)が、セットアップ動作410に後続し、AC信号の測定値はコンピュータ500へ送信される。コンピュータ500は、これらの測定値を受信し、それらを使用してその中の分類器521をトレーニングする。上述のように、たった今説明した経路の中で、(共通のAC送信デバイスとして動作可能な)電子デバイス101の共通の既知の位置(たとえば、左手首)は、すべての経路103、105、107、および121にとって共通である開始ポイント(共通の所定の位置とも呼ばれる)を形成する。したがって、分類器521は、いくつかの実装形態では、ソフトウェアを実行するプロセッサ506によって実装され、ソフトウェアは、メモリ505に記憶された命令の1つまたは複数のシーケンスの形態をなし得る。散乱パラメータの1つまたは複数の属性、たとえば、実装形態に応じて、図1Bもしくは図1Cまたはその両方に示すような振幅もしくは位相角またはその両方の測定値に基づいて、身体100上の2つ以上の電子デバイスの位置の1つまたは複数のペアを識別するために、1つまたは複数のトレーニングフェーズ中に分類器521がトレーニングされる。
較正動作420(図4A)の後、電子デバイス101、102、104、106、および111のうちの1つまたは複数が、身体100から除去されることがある。その後、電子デバイスが身体100に取り付けられると、いくつかの実装形態(たとえば、単一トレーニングフェーズ実装形態)では、2つ以上の電子デバイスは通常動作フェーズに入り、通常動作フェーズは、コンピュータ500によって実行される2つの動作、すなわち、経路決定動作430(図4A)と、それに続く構成動作440とを含む。
経路決定動作430(図4A)において、新たに取り付けられた電子デバイスは受信機としてセットアップされ、新たに取り付けられた電子デバイスの中のAC受信回路は、複数の周波数においてAC信号の少なくとも1つの散乱パラメータを測定し、これらの測定値のセット(プロファイルを形成する)は、コンピュータ500へ送信される。コンピュータ500は、新たに取り付けられた電子デバイスから測定値のセットを受信するとともに分類器521を動作させ、分類器521は、較正動作420において較正された所定の経路のグループA...J...Nの中から特定の経路Jを選択するために、測定値の新たに受信されたセットを分類する。
構成動作440(図4A)において、新たに取り付けられた電子デバイスは、特定の経路Jの終了ポイントに位置するものと決定され、次いで、特定の機能を実行(たとえば、いくつかのデータを収集)するように、かつ/または特定の特性を伴って(たとえば、いくらかのデータレートにおいて)動作するように、コンピュータ500によって構成される。コンピュータ500は、電子デバイス101の中に含まれてよく、かつ/またはAC送信デバイスおよびAC受信デバイスとしての任意の組合せで動作可能であり得る電子デバイス102、104、106、111のうちの1つまたは複数の中に含まれてよく、あるいはコンピュータ500は、モバイルフォンなどのまた別のデバイスの中に実装されてよく、有線またはワイヤレスのネットワークによって電子デバイス101、102、104、106、および/または111のうちの1つまたは複数に接続されてよい。
いくつかの実装形態(たとえば、多重トレーニングフェーズ実装形態)では、トレーニングの別のフェーズが必要であるかどうかをチェックするために、較正動作420(図4A)に動作427が後続し、答えがはいの場合、制御は分岐428を介してセットアップ動作410に戻り(図4A)、ここで、別の電子デバイスが送信機としてセットアップされる、またはセットアップ動作410および較正動作420の、前の反復において使用された送信機が新たな位置に移動する。その後、較正動作420が上記で説明したように実行され、トレーニングのまた別のフェーズが必要とされるかどうかをチェックするために、動作427が再び後続する。いくつかのそのような実装形態では、トレーニングの複数のフェーズが必要とされ、したがって、対応する反復が分岐428を介して実行され、その後、動作427における答えがいいえのとき、制御は通常動作に移行し、たとえば、上記で手短に説明し以下で詳細に説明する経路決定動作430を実行する。
いくつかの多重トレーニングフェーズ実装形態では、トレーニングのフェーズの数は、身体上に電子デバイスがいくつ配置されているのかに依存する。いくつかのそのような実装形態では、身体上に配置された電子デバイスの数Xに基づいて特徴づけられ得る、位置の所定のペアの数Yは、Y=0.5X(X-1)として表現される。たとえば、X=4個の電子デバイスが身体に同時に装着されているとき、Y=0.5*4*(4-1)=6組までの位置の所定のペアが特徴づけられてよく、ここで、位置の3組の所定のペアが第1のトレーニングフェーズにおいて特徴づけられ、位置の2組の所定のペアが第2のトレーニングフェーズにおいて特徴づけられ、位置の1組の所定のペアが第3のトレーニングフェーズにおいて特徴づけられる。
いくつかの実装形態のセットアップ動作410(図4A)は、図4Bに示す動作411〜416を含む。詳細には、動作411において、AC電気信号が、電子デバイス(たとえば、電子デバイス101)によって身体100を通じて送られる。動作411を実行する電子デバイスが、(AC送信回路とAC受信回路との組合せを含み得る)電子デバイス101などの、身体100に取り付けられている唯一の電子デバイス(したがって、第1のデバイス)であるとき、動作412(図4B)において、電子デバイス101は、いくらかの持続時間にわたって帰還信号を求めてリッスンし、そのことはタイムアウトをもたらすことがあり、タイムアウトに基づいて、電子デバイス101は身体100上の唯一のデバイスであると決定し、したがって、電子デバイス101は動作413に進む。動作413(図4B)において、電子デバイス101は、それ自体を送信機(「ハブ」とも呼ばれる)であるものと定義し、コンピュータ500に通知する。コンピュータ500は、電子デバイス101の識別情報および位置を、共通の所定の位置としてメモリに記憶する。電子デバイス101(図1D)の位置は、ユーザ入力を介して、たとえば、実装形態に応じて、コンピュータ500に直接または電子デバイス101を介して入力され得る「左手首」という文字の列として、識別され得る。動作414(図4B)において、電子デバイス101は、構成されるべき他のデバイスがあるかどうかを確かめるためにチェックする。最初に、電子デバイス101が、身体100に取り付けられた唯一のデバイス(したがって、第1のデバイス)であるとき、答えはいいえであり、電子デバイス101は、少なくとも1つの受信機があるかどうかをチェックするために動作416に進み、そうでない場合、動作411(上記で説明した)に戻る。動作414が実行されると、2つの電子デバイスがすでに身体100に取り付けられている場合、(構成されるべき追加のデバイスがあるので)動作414において答えははいであり、そのため、制御は動作411に戻る。
任意の時間において、(いくつかの実装形態では、AC受信回路だけを含み得る)電子デバイス102などの追加の電子デバイスが身体100に取り付けられているとき、動作412(図4B)が実行されるときはいつでも、電子デバイス102によって送信される帰還信号が電子デバイス101によって検出される。ワイヤレス回路を含む電子デバイス101および102の実装形態では、帰還信号は、ワイヤレスにオーバージエアで電子デバイス101によって受信され得る。実装形態に応じて、帰還信号は、任意の業界規格、たとえば、WiFiまたはBluetooth(登録商標）に適合して、電子デバイス102によってワイヤレス送信され得る。また、実装形態に応じて、ワイヤレス送信される帰還信号は、任意の方法、たとえば、パルス幅変調、周波数変調、振幅変調、またはそれらの任意の組合せで変調され得る。代替として、電子デバイス101がAC受信回路を含み電子デバイス102がAC送信回路を含む実装形態では、帰還信号は、体内信号伝搬を使用して身体100を通じて受信され得る。
身体100に取り付けられた少なくとも2つのそのようなデバイスがあるとき、動作412(図4B)から動作415へ分岐は取られない。動作415において、電子デバイス101と102との間でハンドシェイク手順が実行され、その結果、電子デバイス102がAC電気信号の受信機として構成される。この段階において、電子デバイス102の識別情報がコンピュータ500に通知され、コンピュータ500は識別情報をメモリ505に記憶する。ハンドシェイクが完了すると、制御は動作414に戻る。この段階において、身体100上の電子デバイスが、電子デバイス101および102のみであるとき、動作414における答えはいいえであり、動作416が実行され、ここで、答えがはいであり、少なくとも1つの受信機(すなわち、電子デバイス102)があり、したがって、その後、次のように較正動作420が実行される。
いくつかの実装形態の較正動作420(図4A)は、図4Cに示す動作421〜426を含む。詳細には、動作421において、AC送信機(または、ハブ)として構成されている電子デバイス、たとえば、電子デバイス101によって、周波数掃引AC信号が身体100を通じて送られる。その後、動作422(図4C)において、電子デバイス102などの受信機は、1つまたは複数のSパラメータ(上記で説明した)などの、複数の周波数(すなわち、いくつかの離散周波数)におけるAC電気信号のパラメータの測定値のセット(プロファイルとも呼ばれる)を作成する。次いで、動作423(図4C)において、受信機、たとえば、電子デバイス102は、複数の測定値のセットおよびその位置(「他の所定の位置」とも呼ばれる)をコンピュータ500へワイヤレス送信する。電子デバイス102(図1D)は、その中のユーザ入力(たとえば、「左わきの下」というラベル)を介して身体100上のその位置を取得し得、または代替として、そのようなユーザ入力は、コンピュータ500において直接受け取られ得る。コンピュータ500は、たとえば、電子デバイス101(送信機またはハブ)の中に含まれてよく、その場合、複数の測定値(すなわち、プロファイル)が帰還信号の中に含まれ得る、またはコンピュータ500がハンドヘルドデバイス(たとえば、スマートフォン)などの別の電子デバイスの中に含まれ得る。
その後、動作424(図4C)において、内部値を生成する分類器521をトレーニングするためにコンピュータ500によって測定値が使用され、内部値は、次いで、動作425においてコンピュータ500によって不揮発性メモリに記憶されるとともに、2つの電子デバイス101と102との間の経路を識別する文字の列を用いてラベルがつけられる。たとえば、多重トレーニングフェーズ実装形態では、ユーザ入力を介して取得された2つの文字列、すなわち、電子デバイス101の共通の所定の位置を識別する第1の文字列、たとえば、「左手首」というラベル、および電子デバイス102の別の所定の位置を識別する第2の文字列、たとえば、「胸部」というラベルを、コンピュータ500が自動的に連結することによって、「左手首-左わきの下」という経路のラベルが取得され得る。たとえば、単一トレーニングフェーズ実装形態では、電子デバイス101の共通の所定の位置、たとえば、「左手首」というラベルが知られており、かつ変化しないので、経路の中の電子デバイス102の受信位置を識別する文字列、たとえば、「左わきの下」というラベルだけを使用して、「左わきの下」という経路のラベルがコンピュータ500によって取得され得る。
動作425の後、動作426(図4C)において、身体100に取り付けられた他の電子デバイスがあるかどうかについてのチェックが(たとえば、電子デバイス101の中のコンピュータ500によって)行われる。動作426における答えがはいの場合、制御は動作422(上記で説明した)に戻り、異なる他の所定の位置において、受信機、たとえば、電子デバイス104または106(図1A)としてやはり構成される別の電子デバイスを用いて動作422〜426の実行が後続し、それによって、共通の所定の位置からの対応する経路(たとえば、経路105または107)に対して追加のプロファイルが生成され、追加のプロファイルは、追加として、分類器521をトレーニングするために使用される。それ以上の電子デバイスが動作426において見つからないとき、トレーニングされた分類器521(図5に示すように、不揮発性メモリ505に記憶されている、その内部値522および対応する経路ラベル523を有する)が、通常動作においてコンピュータ500によって使用されて、次のように経路決定動作430において、送信機(たとえば、電子デバイス101)と受信機(たとえば、電子デバイス102)との間の特定の経路(たとえば、図1Aにおける経路103)を識別する。
いくつかの実装形態の経路決定動作430(図4A)は、図4Dに示す動作431〜437を含む。詳細には、動作431において、電子デバイス101は共通の所定の位置に取り付けられており、電子デバイス102が、(たとえば、分類器521をトレーニングするための)較正動作420において前に使用された任意の他の所定の位置に新たに取り付けられる。その後、動作432(図4D)において、送信機として働く電子デバイス101が、身体100を通じて周波数掃引AC信号を送る。その後、動作433(図4D)において、センサーとして働く電子デバイス102が、複数の測定値のセットを(複数の周波数において)作成し、測定値のセットがコンピュータ500へ、その中の1つまたは複数のプロセッサ506へ送られる動作434が後続する。次いで、動作435(図4D)において、分類器521が、測定値のセット(すなわち、プロファイル)においてコンピュータ500によって動作させられて、新たに取り付けられた電子デバイス102がその端部に位置する、身体100を通る特定の経路Jを、経路A...J...Nの中から識別する。
いくつかの実装形態では、(たとえば、左手首-左わきの下というラベルがつけられた)身体100を通じた特定の経路Jの決定は、電子デバイス102が新たに取り付けられている身体100上の他の特定の所定の位置(たとえば、左わきの下)を(動作435において)識別するために使用される。たとえば、多重トレーニングフェーズ実装形態では、コンピュータ500は、電子デバイス101がAC送信デバイスとして動作可能である共通の所定の位置(たとえば、左手首)のラベルを、2つの文字列を含む経路のラベルから削除して、それによって、電子デバイス102が新たに取り付けられている特定の他の所定の位置のラベル(たとえば、左わきの下)を取得する。各経路が1つの位置のラベルしか含まない単一トレーニングフェーズ実装形態では、コンピュータ500は、経路のラベル(たとえば、左わきの下)を、電子デバイス102が新たに取り付けられている特定の他の所定の位置のラベルとして識別する。
電子デバイス102の特定の他の所定の位置の識別は、(たとえば、その位置にとっての、左足首における)最適な性能に対して電子デバイス102が自動的に構成されることを可能にする。したがって、実装形態に応じて、コンピュータ500または電子デバイス101(「ハブ」として動作している)は、電子デバイス102の特定の位置(動作435における分類器521の使用によって識別される)を使用して、ラベル441によって識別される位置と対応する構成439との間の関連付け(図4D)を非一時的記憶媒体438の中でルックアップして、特定の構成、たとえば、「左わきの下」という特定の位置に対する構成Jを取得する。構成Jは、新たに取り付けられた電子デバイス、たとえば、電子デバイス102へ送信される。構成Jは、コンピュータ500によって(または、電子デバイス101によって)新たに取り付けられた電子デバイスへキーとともに送信され得る。その後、身体100に取り付けられた任意の他の電子デバイスがあるかどうかについて、動作437において(たとえば、コンピュータ500によって)チェックが行われ、はいの場合、制御は動作433(上記で説明した)に戻り、いいえの場合、構成動作440が実行される。
動作440において、新たに取り付けられた電子デバイス(たとえば、電子デバイス102)は、(復号される場合)構成Jを復号する際に、(受信される場合)キーを使用する。その後、動作440において、構成Jが使用されて、新たに取り付けられた電子デバイスをその通常動作に対して自動的に構成する(たとえば、電子デバイス102の位置が「左わきの下」というラベルによって識別されると、脈拍監視回路を含むセンサー332(図3C)を電源切断することによって)。構成J(そこから送られるAC信号の測定値のセットに基づいて識別される)を受信する電子デバイス102によって行われる動作の特定の変更は、たとえば、次のように実装形態に依存する。
構成動作440のいくつかの実装形態(「第1の実装形態」)では、活動センサーを含む電子デバイス102は、脚に装着されたとき、手首または腰に装着された類似のデバイスの自動構成(より低いしきい値においてトリガし得る)に比べて、身体100によって歩調がとられたと決定する際にもっと大きいしきい値を使用するように自動的に構成される。構成動作440の他の実装形態(「第2の実装形態」)は、その所定の位置において必要とされないものと前もって知られている1つまたは複数のセンサーを自動的にオン/オフにすることによって、身体100上のその所定の位置に基づいて電子デバイス102におけるバッテリー電力使用量を最適化する。いくつかの実装形態では、電子デバイス102は、複数のセンサー(たとえば、加速度計、温度センサー、フォトプレチスモグラフィ(PPG)センサーなど)を含むとともに、図3Cに示すタイプのAC受信回路を含む、包括的装着型電子デバイスであり得る。実装形態に応じて、単一の電子デバイス(たとえば、電子デバイス101)が、図3Dに示すようなAC送信回路とAC受信回路との組合せを含んでよい。
第2の実装形態の一例では、ユーザが歩いているとき、脚における(少なくともAC受信デバイスとして動作可能な)第1の電子デバイスからの、動きを示す第1の信号は、胸部における(同様に、少なくともAC受信デバイスとして動作可能な)第2の電子デバイスからの第2の信号よりも良好な品質であり得、したがって、動きに対するデータ送信は、胸部における第2の電子デバイスではオフにされてよく、電力を節約する。第2の実装形態の別の例では、胸部における第2の電子デバイスからの信号は、脚における第1のAC受信デバイスからの第3の信号よりも良好な品質であり得、したがって、脈拍に対するデータ送信は、脚における第1の電子デバイスではオフにされてよく、電力を節約する。
構成動作440のまた他の実装形態(「第3の実装形態」)は、(少なくともAC受信デバイスとして動作可能な)電子デバイスの同一のコピーのデータ送信レートを、互いと比べて異なって設定し、たとえば、身体100の脚に位置し活動監視用のセンサー(たとえば、加速度計)を含む第1の電子デバイスは、胸部における第2の電子デバイスよりも低いレートでセンサーデータを送信するように構成されてよく、そうした第2の電子デバイスは、心拍数(または、脈拍数)監視にとって必要であり得るもっと高いレートでセンサーデータを送信するように構成されてよい。
上記で説明した構成動作440は、身体100上の受信デバイスの位置に基づいており、いくつかの例示的な実装形態では、身体100上の1つの他の所定の位置から身体100上の任意の他の所定の位置へ移動されるとき、単一の受信デバイスが自動的に再構成されることをやはり可能にする。詳細には、ユーザは、(AC送信デバイスとして動作可能な)電子デバイス101を、共通の所定の位置を形成する第1の身体位置(たとえば、手首)に取り付けてよく、ユーザは、(AC受信デバイスとして動作可能な)別の電子デバイス102を、(分類器をトレーニングすることによって)別の所定の位置を形成する第2の身体位置(たとえば、左脚)に取り付けてよく、ユーザは、次いで、第2の身体位置に依存する電子デバイス102の機能(たとえば、身体100の歩調の数をカウントすること)を使用してよい。その後、同じユーザは、電子デバイス102を、異なる他の所定の位置を(分類器をトレーニングすることによって)形成する第3の身体位置(たとえば、胸部)に移動させてよく、ユーザは、次いで、第3の身体位置に特有である電子デバイス102の別の機能、たとえば、心拍数監視を使用してよい。したがって、いくつかの実装形態は、1つの他の所定の位置(たとえば、胸部)から異なる他の所定の位置(たとえば、左脚)への身体100上の位置の変更の後、電子デバイス102の自動再構成をサポートする。
いくつかの実装形態では、コンピュータ500は、(AC送信デバイスとして動作可能な)電子デバイス101と電子デバイス102、104、106との間の経路のプロファイルを周期的に(たとえば、週に1回)取得するとともに、これらのプロファイルを再分類して、その期間(たとえば、週)の間に任意の変更があるかどうかを、ユーザ介入を必要とすることなく自動的に決定するように構成される。(少なくともAC受信デバイスとして動作可能な)電子デバイスのうちの1つが、その新たな位置において身体100に取り付けられると、新たな経路は、コンピュータ500の通常動作中に(たとえば、図4Dに示す経路決定動作430において)新たなプロファイルを生成させる。より詳細には、動作435において、コンピュータ500の中の分類器521は、この新たなプロファイルを、(たとえば、既知の位置、たとえば、胸部、左わきの下、右手首のうちの1つに対応する)既知のプロファイルのうちの1つに分類しようと試みる。動作435が完了する際に新たな経路が分類されないままであるとき、コンピュータ500は、較正動作420(図4Cを参照)を実行するように構成され、その場合、新たな経路において分類器をトレーニングするために新たな測定値が使用され、その結果、分類器の新たな内部値が生成され、動作435が将来実行されるときに新たな経路を認識する際に使用するために、(たとえば、ユーザ入力を介して取得された)新たな経路識別子とともにメモリ505に記憶される。
説明する実装形態の態様に応じて、図4Aに示す動作410〜440のうちの1つまたは複数を実行するコンピュータ500は、図3Bに示すAC送信デバイスとして動作可能な電子デバイス101、または図3Cに示すようなAC受信デバイスとして動作可能な電子デバイス102、あるいはネットワークを介して有線またはワイヤレスで電子デバイス101および/または電子デバイス102のいずれかまたは両方と通信し得る第3のデバイス(図示せず)のいずれかに結合されてよく、またはそれに含まれてよい。第3のデバイスは、本明細書で説明するタイプの任意の移動局(MS)であってよい。本明細書で使用する移動局(MS)は、セルラーまたは他のワイヤレス通信デバイス(たとえば、セルフォン)、パーソナル通信システム(PCS)デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス(PND)、個人情報マネージャ(PIM)、携帯情報端末(PDA)、ラップトップ、またはワイヤレス通信を受信することが可能な他の好適なモバイルデバイスなどのデバイスを指す。「移動局」という用語はまた、衛星信号受信、支援データ受信、および/または位置関連処理が、そのデバイスにおいて、またはパーソナルナビゲーションデバイス(PND)において行われるかどうかにかかわらず、短距離ワイヤレス接続、赤外線接続、ワイヤライン接続、または他の接続などによって、PNDと通信するデバイスを含むことを意図する。
また、「移動局」は、衛星信号受信、支援データ受信、および/または位置関連処理が、そのデバイスにおいて、サーバコンピュータにおいて、またはネットワークに関連する別のデバイスにおいて行われるかどうかにかかわらず、インターネット、WiFi、または他のネットワークなどを経由してサーバとの通信が可能であるワイヤレス通信デバイス、コンピュータ、ラップトップなどを含む、すべてのデバイスを含むことを意図する。上記の任意の動作可能な組合せも「移動局」と見なされる。「移動局」および「モバイルデバイス」という用語は、しばしば、互換的に使用される。ワイヤレス通信を受信することが可能な個人情報マネージャ(PIM)および携帯情報端末(PDA)。説明する実装形態のいくつかの態様では、そのような移動局が、次いでロケーションコンピュータ(図示せず)へ送信されるTOA測定を実行するために、PRS信号を使用するように構成されたネットワークリスニングモジュール(NLM)を装備することに留意されたい。
図3E、図3F、図4A、図4B、図4C、および図4Dのうちの任意の1つまたは複数に関して本明細書で説明した方法は、適用例に応じて様々な手段によって実施され得る。たとえば、これらの方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せにおいて実施され得る。ハードウェア実装形態の場合、コンピュータ500のプロセッサ506(図5)などの1つまたは複数の処理ユニットは、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明する機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組合せの中に実装され得る。
ファームウェアおよび/またはソフトウェア実装形態の場合、方法は、本明細書で説明する機能を実行するモジュール(たとえば、プロシージャ、関数など)を用いて実施され得る。本明細書で説明する方法を実施する際に、命令を(たとえば、バイナリで)有形に組み込む任意の非一時的機械可読媒体が使用され得る。たとえば、(ソフトウェアの形態の)コンピュータ命令が、コンピュータ500のメモリ505(図5)に記憶され得、プロセッサ506、たとえば、マイクロプロセッサによって実行され得る。メモリ505(図5)は、プロセッサ506を含む単一のチップ内に、またはプロセッサ506を含むチップの外部に実装され得る。本明細書で使用する「メモリ」という用語は、プロセッサ506によってアクセス可能な任意のタイプの長期の、短期の、揮発性の(たとえば、DRAM)、不揮発性の(たとえば、SRAM)、または他のメモリを指し、いかなる特定のタイプのメモリにも、またはいかなる特定の数のメモリにも、あるいはメモリが格納されるいかなる特定のタイプの媒体にも限定されない。
上述のように、電子デバイス101、102、104、106は、プロセッサ506、およびプロセッサ506によって実行可能な命令の形態でソフトウェアを含むメモリ505を含む、コンピュータ500と類似または同一の1つまたは複数のプロセッサおよび1つまたは複数のメモリを含み得る。したがって、そのようなプロセッサ506(図5)は、不揮発性メモリ314(図3C)に記憶されたAC電気信号の測定値を、アナログデジタル変換器313によって準備および送信するように、非一時的コンピュータ可読記憶媒体の中に備えられた命令を用いてプログラムされ得る。
メモリ505は、AC電気信号測定値を使用して1つまたは複数のトレーニングフェーズにおいて分類器521をトレーニングするための、また通常動作において分類器521を動作させるための、プロセッサ506への命令510を含み得る。命令510は、たとえば、測定値のセットを取得するために、身体100を通って伝搬するAC信号の特性を、複数の周波数において測定するように、AC受信回路320(図3C)にシグナリングするための命令の第1のシーケンスを含み得、ここで、特性は、少なくともAC信号の周波数に依存する。その上、命令510は、たとえば、電子デバイス102(図3C)およびAC信号を送信する電子デバイス101(図3B)が位置する、身体100上の位置の所定のペアに少なくともに基づいて、センサー332を構成するための命令の第2のシーケンスを含み得る。
また、命令510は、電子デバイス101および電子デバイス102にとって可能な位置の複数の所定のペアの中から、測定値のセットに基づいて位置の所定のペアを選択するように、分類器521を動作させるための命令を含み得る。分類器521は、ソフトウェアによってメモリ505の中に、プロセッサ506によって実行される命令の1つまたは複数の追加のシーケンスの形態で実装され得、かつ/あるいは分類器521は、専用ハードウェアにおいて、たとえば、実装形態に応じて、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)として実装され得る。ファームウェアおよび/またはソフトウェアで実装される場合、分類器521は、命令またはコードとして非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。例は、データ構造とともに符号化された非一時的コンピュータ可読記憶媒体、およびコンピュータプログラムとともに符号化された非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。
非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、製造品の形態をとり得る。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の物理的コンピュータ記憶媒体を含む。限定ではなく例として、そのような非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、SRAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、または所望のプログラムコードを命令もしくはデータ構造の形態で記憶するために使用され得るとともにコンピュータによってアクセスされ得る任意の他の非一時的媒体を備えることができ、本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク(登録商標）(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピーディスク(disk)、およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
いくつかの実装形態では、図3Cに示すタイプのAC受信回路320は、測定値のセットを取得するために、身体100を通って伝搬するAC信号の特性を複数の周波数において測定するための手段を実装し、特性は、少なくともAC信号の周波数に依存する。そのような実装形態では、測定値のセットは、AC受信回路320によってコンピュータ500に供給され得る。コンピュータ500において、メモリ505の中の命令のシーケンスは、測定値のセットにおいて、AC受信回路320およびAC信号を送信する電子デバイス101を含む装置が位置する、身体100上の位置の所定のペアに少なくとも基づいて、センサー332(図3C)を構成するための手段を実装するために、プロセッサ506(図5)によって実行され得、位置の所定のペアは、電子デバイス101および装置にとって可能な位置の複数の所定のペアの中から、測定値のセットに基づいて選択可能である。
上述のようにアナログデジタル変換器313によって作成されるAC電気信号測定値を使用することに加えて、コンピュータ500は、全地球測位システム(GPS)、および/またはロシアのGlonassシステム、欧州のGalileoシステム、衛星システムの組合せからの衛星を使用する任意のシステム、もしくは将来開発される任意の衛星システムなどの、様々な他の衛星測位システム(SPS)などの他の位置決定方法を使用するように構成され得る。さらに、開示する方法および装置のいくつかの態様は、擬似衛星または衛星と擬似衛星との組合せからのワイヤレス信号を利用する測位決定システムとともに、コンピュータ500によって使用され得る。擬似衛星は、GPS時間と同期され得るLバンド(または、他の周波数)のキャリア信号に変調されたPNコードまたは(GPSまたはCDMAセルラー信号と類似の)他の測距コードをブロードキャストする地上ベースの送信機である。その上、コンピュータ500によって使用される位置決定技法は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク(WPAN)などの、様々なワイヤレス通信ネットワークのために使用され得る。
「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば、互換的に使用される。WLANは、IEEE802.11xネットワークであってよく、WPANは、Bluetooth(登録商標）ネットワーク、IEEE802.15x、またはいくつかの他のタイプのネットワークであってよい。技法はまた、WWAN、WLAN、および/またはWPANの任意の組合せのために使用され得る。説明する実装形態は、ワイヤレスに、またはワイヤを介してのいずれかで、電子デバイス101、102との間で信号(たとえば、身体を通過した後のAC信号の測定値)を送信および受信する送信機502(図5)および受信機503の使用によって、Wi-Fi/WLANまたは他のワイヤレスもしくは有線のネットワークとともに実施され得る。コンピュータ500は、通常の方法でプロセッサ506、送信機502、および受信機503に結合されているクロック507を含む。コンピュータ500は、ユーザ入力(たとえば、電子デバイス101、102、104、106、および/または111が配置された身体100上の位置のラベルを形成する文字の列)を受け取るために、通常の方法でプロセッサ506に結合され得るディスプレイ511および/またはキーパッド512を随意に含み得る。
本開示は例示的な実装形態を含むが、他の実装形態が使用され得る。何かが「最適化される」、「必要とされる」という表示または他の表示は、最適化されるシステム、または「必要とされる」要素が存在するシステムのみに本開示が適用されること(または、他の表示に起因する他の制限)を示すものではない。これらの表示は、説明する特定の実装形態のみを指す。
当然、本明細書で説明する方法およびシステムの多くの実装形態が、説明する実装形態の態様に応じて可能である。技法は、開発中または開発されることになるプロトコルを含む、本明細書で説明するプロトコル以外のプロトコルを用いて使用され得る。
本明細書で言及する「命令」は、1つまたは複数の論理演算を表す表現を含む。たとえば、命令は、1つまたは複数のデータオブジェクトにおいて1つまたは複数の動作を実行するために(1つまたは複数のプロセッサの中の)機械により解釈可能であることによって、「機械可読」であり得る。しかしながら、これは命令の一例にすぎず、請求する主題はこの点について限定されない。別の例では、本明細書で言及する命令は、処理回路(または、プロセッサ、たとえば、プロセッサ506)によって実行可能な符号化されたコマンドが、符号化されたコマンドを含むコマンドセットを有することに関係し得る。そのような命令は、処理回路によって理解される機械語の形態で符号化され得る。再び、これらは命令の例にすぎず、請求する主題はこの点について限定されない。
説明する実装形態のいくつかの態様では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体(不揮発性メモリ314など)は、(たとえば、アナログデジタル変換器313によって作成された)測定値を保持することが可能であり、測定値は、1つまたは複数の機械によって認識可能である。たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、機械可読な命令および/または情報を記憶するための1つまたは複数の記憶デバイスを備え得る。そのような記憶デバイスは、たとえば、磁気記憶媒体、光記憶媒体、または半導体記憶媒体を含む、いくつかの非一時的記憶媒体タイプのうちのいずれか1つを備え得る。そのような記憶デバイスはまた、任意のタイプの長期の、短期の、揮発性の、または不揮発性のデバイス、および/またはメモリデバイスを備え得る。しかしながら、これらは不揮発性コンピュータ可読記憶媒体の例にすぎず、請求する主題はこれらの点について限定されない。
別段に明記されていない限り、以下の説明から明らかなように、本明細書全体にわたって、「処理する」、「算出する」、「計算する」、「選択する」、「形成する」、「有効にする」、「禁止する」、「位置を特定する」、「終了する」、「識別する」、「開始する」、「検出する」、「解決する」、「取得する」、「ホストする」、「保持する」、「表す」、「推定する」、「低減する」、「関連付ける」、「受信する」、「送信する」、「決定する」、「記憶する」などの用語を利用する説明が、コンピューティングプラットフォームのプロセッサ、メモリ、レジスタ、および/または他の情報ストレージ、送信デバイス、受信デバイス、および/または表示デバイスの中で、物理電子的および/もしくは磁気的な数量、ならびに/または他の物理的数量として表されるデータを操作および/または変換する、コンピュータまたは類似の電子コンピューティングデバイスなどのコンピューティングプラットフォームによって実行され得るアクションおよび/またはプロセスを指すことが諒解される。そのようなアクションおよび/またはプロセスは、たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶された機械(または、コンピュータ)可読命令の制御下で、コンピューティングプラットフォームによって実行され得る。そのような機械(または、コンピュータ)可読命令は、たとえば、(たとえば、処理回路の一部として含まれる、またはそのような処理回路の外部にある)コンピューティングプラットフォームの一部として含まれる非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたソフトウェアまたはファームウェアを備え得る。さらに、別段に明記されていない限り、フロー図またはそれ以外に関して本明細書で説明したプロセスも、そのようなコンピューティングプラットフォームによって全体的または部分的に実行および/または制御され得る。
説明した実装形態の範囲から逸脱することなく、様々な適合および修正がなされてよい。本明細書で説明した実装形態の数多くの修正および適合が、添付の特許請求の範囲によって包含される。
100 身体
101 電子デバイス、AC送信デバイス
101I 絶縁材料
101J 絶縁材料
101N 負極
101P 正極
101R 抵抗器
101S 双対電極信号発生器
102 電子デバイス、AC受信デバイス
102N 負極
102P 正極
102S 双対電極センサー
103 経路
104 電子デバイス
105 経路
106 電子デバイス、AC受信デバイス
107 経路
111 電子デバイス、AC受信デバイス
115 プロファイル
121 経路
125 プロファイル
130 帰還経路
141 経路
142 経路
143 経路
301 コネクタ
310 AC送信回路
311 発振器
312 演算増幅器
313 低域通過フィルタ、アナログデジタル変換器
314 不揮発性メモリ
320 AC受信回路
322 完全差動増幅器システム
323 RFログ検出器
324 アナログデジタル変換器
325 不揮発性メモリ
330 センサー
332 センサー
340 トランシーバ
342 トランシーバ
360 電源
361 スイッチ
362 スイッチ
370 方法
380 方法
420 較正動作
430 経路決定動作
438 非一時的記憶媒体
439 構成
440 構成動作
441 ラベル
500 コンピュータ
502 送信機
503 受信機
505 メモリ
506 プロセッサ
507 クロック
510 命令
511 ディスプレイ
512 キーパッド
521 分類器
522 内部値
523 経路ラベル
523A ラベルA
523J ラベルJ
523Z ラベルZ
C1 キャパシタ
C2 キャパシタ
R 抵抗値
R1 抵抗器
R2 抵抗器

Claims (30)

  1. 人間または動物の身体に位置する第1の電子デバイスを動作させるための方法であって、
    前記身体の皮膚、組織または器官のうちの少なくとも1つを通って第2の電子デバイスから前記第1の電子デバイスへ伝搬する体内AC電気信号の特性を、複数の周波数において前記第1の電子デバイス内で測定して、前記複数の周波数に対応する複数の測定値を含む新しいプロファイルを取得するステップと、
    身体位置の複数の所定のペアの中から、身体位置の前記複数の所定のペアに対応する複数の既知のプロファイルの中から前記新しいプロファイルと一致する、身体位置の特定の所定のペアに対応する、特定の既知のプロファイルを決定することに基づいて、身体位置の前記特定の所定のペアを選択するステップと、
    選択する前記ステップによって選択された身体位置の前記特定の所定のペアに少なくとも基づいて、前記第1の電子デバイスを設定するステップとを備え、
    前記特性が、少なくとも前記体内AC電気信号の周波数に依存し、
    身体位置の前記複数の所定のペア内の各ペア間の伝播中の前記体内AC電気信号の前記特性の追加の測定値に少なくとも基づいて、前記複数の既知のプロファイルは、測定する前記ステップの前にメモリ内に記憶される、方法。
  2. 位置の前記所定のペアが、ニューラルネットワークを備える分類器の使用によって選択され、前記分類器が、身体位置の前記複数の所定のペアに対応する前記複数の既知のプロファイルに対してトレーニングされており、各既知のプロファイルは身体位置の1つの所定のペアに対応する、
    請求項1に記載の方法。
  3. 身体位置の前記複数の所定のペアが、そのグループ内の身体位置の各所定のペア内の1つの身体位置が、共通の既知の位置であるような、身体位置の所定のペアのグループを含み、
    前記体内AC電気信号を送信する前記第2の電子デバイスは、前記身体上の、前記共通の既知の位置に位置し、
    前記追加の測定値は、前記体内AC電気信号を受信する前記第1の電子デバイスを含む電子デバイスのグループにおいて作成され、電子デバイスの前記グループは、身体位置の各所定のペア内の他の身体位置に位置する、
    請求項2に記載の方法。
  4. 前記第1の電子デバイスを設定する前記ステップが、前記第1の電子デバイスの中に備えられた、前記身体の特定の特性を測定するセンサーをオンにするまたはオフにするステップを備える、請求項1に記載の方法。
  5. 前記第1の電子デバイスを設定する前記ステップが、前記第1の電子デバイスの中に備えられた活動センサーにおいて歩調をカウントするためのしきい値を設定するステップを備える、請求項1に記載の方法。
  6. 前記第1の電子デバイスを設定する前記ステップが、前記第1の電子デバイスを設定する前記ステップによって、前記第1の電子デバイスが前記身体に取り付けられていると識別される身体位置の前記特定の所定のペア内の特定の所定の身体位置にしたがって、前記第1の電子デバイスからのデータの送信のレートを設定するステップを備える、請求項1に記載の方法。
  7. 前記特性が、前記第1の電子デバイスおよび前記第2の電子デバイスによって前記身体とともに形成された電気ネットワークの散乱パラメータの特定の属性であり、前記特定の属性が、振幅または位相のうちの1つである、請求項1に記載の方法。
  8. 前記散乱パラメータがパラメータS21である、請求項7に記載の方法。
  9. 前記第1の電子デバイスと前記第2の電子デバイスは同一であり、
    前記第1の電子デバイスと前記第2の電子デバイスは前記身体上の電子デバイスの数Xに含まれ、
    位置の前記複数の所定のペアの数YはY=0.5X(X-1)によって決定される、請求項1に記載の方法。
  10. プロセッサによって実行されたとき、人間または動物の身体に位置する第1の電子デバイスを動作させるための方法におけるステップを実行する複数の命令を備える非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記複数の命令が、
    前記身体の皮膚、組織または器官のうちの少なくとも1つを通って第2の電子デバイスから前記第1の電子デバイスへ伝搬する体内AC電気信号の特性を、複数の周波数において測定して、前記複数の周波数に対応する複数の測定値を含む新しいプロファイルを取得するように、前記第1の電子デバイスにシグナリングするための命令と、
    身体位置の複数の所定のペアの中から、身体位置の前記複数の所定のペアに対応する複数の既知のプロファイルの中から前記新しいプロファイルと一致する、身体位置の特定の所定のペアに対応する、特定の既知のプロファイルを決定することに基づいて、身体位置の前記特定の所定のペアを選択するための命令と、
    選択するための前記命令の実行によって選択された身体位置の前記特定の所定のペアに少なくとも基づいて、前記第1の電子デバイスを設定するための命令とを備え、
    前記特性が、少なくとも前記体内AC電気信号の周波数に依存し、
    身体位置の前記複数の所定のペア内の各ペア間の伝播中の前記体内AC電気信号の前記特性の追加の測定値に少なくとも基づいて、前記複数の既知のプロファイルは、シグナリングするための前記命令の実行の前にメモリ内に記憶される、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  11. 位置の前記所定のペアが、ニューラルネットワークを備える分類器の使用によって選択され、前記分類器が、身体位置の前記複数の所定のペアに対応する前記複数の既知のプロファイルに対してトレーニングされており、各既知のプロファイルは身体位置の1つの所定のペアに対応する、
    請求項10に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  12. 身体位置の前記複数の所定のペアが、そのグループ内の身体位置の各所定のペア内の1つの身体位置が、共通の既知の位置であるような、身体位置の所定のペアのグループを含み、
    前記体内AC電気信号を送信する前記第2の電子デバイスは、前記身体上の、前記共通の既知の位置に位置し、
    前記追加の測定値は、前記体内AC電気信号を受信する前記第1の電子デバイスを含む電子デバイスのグループにおいて作成され、電子デバイスの前記グループは、身体位置の各所定のペア内の他の身体位置に位置する、
    請求項11に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  13. 前記第1の電子デバイスを設定するための前記命令が、前記第1の電子デバイスの中に備えられた、前記身体の特定の特性を測定する特定のセンサーをオンにするまたはオフにするための命令を備える、請求項10に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  14. 前記第1の電子デバイスを設定するための前記命令が、前記第1の電子デバイスの中に備えられた活動センサーにおいて歩調をカウントするためのしきい値を設定するための命令を備える、請求項10に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  15. 前記第1の電子デバイスを設定するための前記命令が、前記第1の電子デバイスを設定するための前記命令の実行によって、前記第1の電子デバイスが前記身体に取り付けられていると識別される身体位置の前記特定の所定のペア内の特定の所定の身体位置にしたがって、前記第1の電子デバイスからのデータの送信のレートを設定するための命令を備える、請求項10に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  16. 前記特性が、前記第1の電子デバイスおよび前記第2の電子デバイスによって前記身体とともに形成された電気ネットワークの散乱パラメータの特定の属性であり、前記特定の属性が、振幅または位相のうちの1つである、請求項10に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  17. 前記散乱パラメータがパラメータS21である、請求項16に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  18. 前記第1の電子デバイスと前記第2の電子デバイスは同一であり、
    前記第1の電子デバイスと前記第2の電子デバイスは前記身体上の電子デバイスの数Xに含まれ、
    位置の前記複数の所定のペアの数YはY=0.5X(X-1)によって決定される、請求項10に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  19. 電子デバイスであって、
    体内AC電気信号を測定するための回路と、
    センサーと、
    メモリと、
    前記メモリに記憶された複数の命令を実行するために前記メモリに動作可能に接続されたプロセッサであって、前記回路および前記センサーに結合されたプロセッサとを備え、
    前記複数の命令が、
    身体の皮膚、組織または器官のうちの少なくとも1つを通って前記回路において受信された前記体内AC電気信号の特性を、複数の周波数において測定して、前記複数の周波数に対応する複数の測定値を取得するように前記回路にシグナリングするための命令と、
    身体位置の複数の所定のペアの中から、身体位置の前記複数の所定のペアに対応する複数の既知のプロファイルの中から新しいプロファイルと一致する、身体位置の特定の所定のペアに対応する、特定の既知のプロファイルを決定することに基づいて、身体位置の前記特定の所定のペアを選択するための命令と、
    選択するための前記命令の実行によって選択された身体位置の前記特定の所定のペアに少なくとも基づいて、前記センサーを設定するための命令とを備え、
    前記特性が、少なくとも前記体内AC電気信号の周波数に依存し、
    身体位置の前記複数の所定のペア内の各ペア間の伝播中の前記体内AC電気信号の前記特性の追加の測定値に少なくとも基づいて、前記複数の既知のプロファイルは、シグナリングするための前記命令の実行の前にメモリ内に記憶される、
    電子デバイス。
  20. 位置の前記所定のペアが、ニューラルネットワークを備える分類器の使用によって選択され、前記分類器が、身体位置の前記複数の所定のペアに対応する前記複数の既知のプロファイルに対してトレーニングされており、各既知のプロファイルは身体位置の1つの所定のペアに対応する、
    請求項19に記載の電子デバイス。
  21. 身体位置の前記複数の所定のペアが、そのグループ内の身体位置の各所定のペア内の1つの身体位置が、共通の既知の位置であるような、身体位置の所定のペアのグループを含み、
    前記体内AC電気信号を送信する別の電子デバイスは、前記身体上の、前記共通の既知の位置に位置する、請求項19に記載の電子デバイス。
  22. 送信機をさらに備え、前記センサーを設定するための命令が、前記センサーを設定するための前記命令の実行によって、前記電子デバイスが前記身体に取り付けられていると識別される身体位置の前記特定の所定のペア内の特定の所定の身体位置にしたがって、前記送信機によるデータの送信のレートを設定するための命令を備える、請求項19に記載の電子デバイス。
  23. 前記特性が、前記電子デバイスおよび別の電子デバイスによって前記身体とともに形成された電気ネットワークの散乱パラメータの特定の属性であり、前記特定の属性が、振幅または位相のうちの1つである、請求項19に記載の電子デバイス。
  24. 前記散乱パラメータがパラメータS21である、請求項23に記載の電子デバイス。
  25. 装置であって、
    メモリと、
    センサーと、
    前記メモリに記憶された複数の命令を実行するために前記メモリに動作可能に接続されたプロセッサと、
    身体の皮膚、組織または器官のうちの少なくとも1つを通って電子デバイスから伝搬する体内AC電気信号の特性を、複数の周波数において測定して、前記複数の周波数に対応する複数の測定値を含む新しいプロファイルを取得するための手段と、
    身体位置の複数の所定のペアの中から、身体位置の前記複数の所定のペアに対応する複数の既知のプロファイルの中から新しいプロファイルと一致する、身体位置の特定の所定のペアに対応する、特定の既知のプロファイルを決定することに基づいて、身体位置の前記特定の所定のペアを選択するための手段と、
    選択するための前記手段によって選択された身体位置の前記特定の所定のペアに少なくとも基づいて、前記センサーを設定するための手段とを備え、
    前記特性が、少なくとも前記体内AC電気信号の周波数に依存し、
    身体位置の前記複数の所定のペア内の各ペア間の伝播中の前記体内AC電気信号の前記特性の追加の測定値に少なくとも基づいて、前記複数の既知のプロファイルは、測定するための前記手段の動作の実行の前にメモリ内に記憶される、
    装置。
  26. 位置の前記所定のペアが、ニューラルネットワークを備える分類器の使用によって選択され、前記分類器が、身体位置の前記複数の所定のペアに対応する前記複数の既知のプロファイルに対してトレーニングされており、各既知のプロファイルは身体位置の1つの所定のペアに対応する、
    請求項25に記載の装置。
  27. 身体位置の前記複数の所定のペアが、そのグループ内の身体位置の各所定のペア内の1つの身体位置が、共通の既知の位置であるような、身体位置の所定のペアのグループを含み、
    前記体内AC電気信号を送信する前記電子デバイスは、前記身体上の、前記共通の既知の位置に位置する、請求項25に記載の装置。
  28. 送信するための手段をさらに備え、前記センサーを設定するための前記手段が、前記センサーを設定するための前記手段によって前記電子デバイスが前記身体に取り付けられていると識別される身体位置の前記特定の所定のペア内の特定の所定の身体位置にしたがって、送信するための前記手段によるデータの送信のレートを設定する、請求項25に記載の装置。
  29. 前記特性が、前記装置および前記電子デバイスによって前記身体とともに形成された電気ネットワークの散乱パラメータの特定の属性であり、前記特定の属性が、振幅または位相のうちの1つである、請求項25に記載の装置。
  30. 散乱パラメータがパラメータS21である、請求項25に記載の装置。
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