JP6780869B2 - 身体パラメータ測定用のセンサモジュール - Google Patents
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Description
センサと受信装置(スマートフォン、スマートウォッチ、スポーツウォッチ)との間の接続が、構造、電池及びシステムによって生じる低エネルギー密度によって失われる限り、仮にセンサ自体が定期的に情報を伝達し続けても、観察は実行不可能である。というのも、当該情報は接続が弱いことによって送信不可能だからである。
今日、埋め込まれた高品質演算チップにもかかわらず、スマートフォンが有する演算能力が制約されている。これによって、複雑な演算動作は実行不可能である。特に、複数接続されたセンサが存在するときや、検出された値が互いに比較されなければならないときに該当する。
1を超えるセンサを受信装置に接続することは、しばしば技術的に不可能である。
ユーザが、異なる測定を要求する様々な種別のスポーツを行う限り、彼はしばしば、多くの観察装置を必要とする。というのも、測定と関連付けられた演算動作とは複雑だからである。
多くの装置を身体上で運ぶことは困難であり、重すぎる。このため、その場の運動能力はしばしば記録されない。もし例えば走者が公園を通過して、自身の運動道具を持つときに、短距離を走ることをとっさに決定したとき、彼は適格なスポーツウォッチを運んでいないかもしれない。というのも、このことは事前に計画されていないからである。
特に、運動に必ずしも関連しない多くのプログラムが同時に駆動するとき、スマートフォンはしばしば複雑な演算能力によって負担を受ける。したがって、もしユーザが、脈拍を観察しつつ携帯電話のMP3機能を用いて音楽を聴くと同時にGPS機能をオンにしたいとき、スマートフォンは即座に能力の上限に達し、潜在的に、部分的に又は完全に機能不全に陥る。
受信装置の電池は、複雑な受信機能と演算動作とによって即座に消耗する。これによってトレーニング運動は完全には記録されないし、最悪の場合、完了した活動からのデータが失われるかもしれない。
異なるセンサ及び製造者間の相互互換性は、(産業の一部で)しばしば故意に又は意図的に制約され、又は排除される。これによって、製造者の独立性が保護される。仮にスマートフォン自体がBluetooth又はWLANチャネルの多くを開けたとしても、しばしば異なる製造者からの2つのセンサは同一の受信装置へ接続されないし、データ送信もされない。
最後に、比較のための一律のプラットフォームが存在しない。このため、ユーザはしばしば、1つの種別のスポーツに特定のスポーツウォッチで捕捉された1つのトレーンング運動についての情報を、他の測定装置(これは例えば同一の製造者によって製造されない)によって判定された情報と組み合わせることができない。
GSMチップ:好適にはモバイルインターネット、電話データリンク又は、任意の周波数範囲での他の無線リンク(したがって、光、レーザ光又は赤外線)によって、サーバへの接続を確立可能な任意のチップ又他の電子装置であって、しばしばHDSPA/H/G/3G LTEネットワークを介しての他の周波数での送信や、規制当局、緊急サービス及び軍に対し予約された他の無線周波数上での送信を確立可能なもの。GSMとの名称は、標準アプリケーションは通常の携帯電話ネットワークによって実行可能であることを示す。
1.測定装置の遮断と、サーバへの値の送信
測定装置は標準送信装置(しばしばスマートフォン、スマートウォッチ又はスポーツウォッチ)から分離される。測定値は別々であり(すなわち、装置間での通信及び他の接続は存在しない)、無線リンク(好適にはモバイルインターネット、電話データリンク又は任意の周波数範囲での他の無線リンクであり、また、光、レーザ、赤外線及び他の周波数での送信を介する)によってサーバへ送信される。サーバにてそれらは即座に格納され、次いで同時に又はその後に共に処理される。
複雑な演算能力を可能にするために、すべての演算動作は、同時かその後かにかかわらず、携帯装置からサーバへ移転される。
もし測定データ及び装置識別子(送信時刻を含む)が測定装置からサーバへ上記の方法で別々に送信されれば、このデータは装置識別子から、又は、個人識別番号の直接送信によって、少なくとも1つのユーザへ割り当てられてよい。
上記の内容に次のものを追加:
1.GPSモジュール(この種別のハードウェアは、本開示の方法が無くても、米国の警察で使用される、脚に対する電子的な抑制物や、アルツハイマー患者のジオフェンシングに既に適用可能である。)
2.ジャイロメータモジュール
3.脈拍モジュール
4.SpO2モジュール(血液と酸素との浸透についての測定及び送信)
5.糖尿病/CGM(継続的なブドウ糖の観察)モジュール
6.少なくとも適切なリアルタイムにて合理的な値を測定可能な任意の他のセンサ及び測定装置(当該値は人物の状態又は状態変化を直接又は間接的に記述)
7.Bluetoothモジュール
8.WiFiモジュール
9.切替モジュール
10.カメラモジュール
11.もし運動又は他の実行について記述される結論を出せるのであれば、モジュールはまた、対象又は動物に取付け可能である。
例:振る舞いを認識するために又は馬による転倒を認識するための、馬への付属物は、モータースポーツでの車に埋め込まれる。狐狩りにおける、猟犬及び馬のためのGPSモジュール。乗馬者上の1つのジャイロメータモジュールと、馬上の1つのジャイロメータモジュールとを有する2つのモジュールを組合せて、乗馬者と動物との間の協働についての結論を導く。
12.本開示の全てのハードウェアモジュールは、再充電可能な電池を提供されてよいし及び提供されるべきであり、これにより可能な限り単純に動作させる。
13.a)もし、典型的に予想される動作が十分な電力を生成して、継続的動作を維持するのであれば、あるいは少なくとも機能部ごとの動作寿命を延ばすのであれば、再充電可能な電池を有する全てのモジュールは、電池を充電する充電部へ接続されてよい。
b)この充電動作自体はまた、モジュール又は周期を開始させてよい。
同じことが測定装置内のWiFiモジュールにも適用される。これは通常、標準送信装置からWiFiを介する接続を確立する。これによって上記方法における使用がなされる。
古いモジュール(これはデータをチップ上に又はユーザに属するRFIDカード上に格納する)が関わる稀な場合、カードが挿入される外部装置が開示されてよいし、そこに格納されるデータは好適には時刻及び識別子と共にサーバへ送信されてよい。この場合、時刻を同期するための下記のアルゴリズムはしばしば機能しない。したがって、順序の最初を認識するか否かや、他の送信データを用いてそれをその後に同期するかは、ユーザ次第である。
A)ハードウェア
1.中間又は永続ストレージへメモリチップを組み込む。
メモリチップは、無線リンクの短期的故障中に、データの中間ストレージのために、また、無線リンクが回復したときにそれ全体を送信するために、モジュールに組み込まれてよい。
省電力のために及び電話ネットワーク/インターネットへの永続的接続を防止するために、測定と送信との間の間隔は、その2つが異なるように設定されてよい。
同一の測定装置を異なる人物のために使用してよい。これによって他の測定装置のスイッチは切られてよいし、省電力モードに設定されてよい。
省電力のために、とりわけジム等の建物内で頻繁に行われるスポーツ中に、WLANモジュールが追加されてよい。これは、インターネットに対する承認された接続が存在するときにGSM送信を切り、代わりに、WLANによってサーバへ送信する。このことは、データ料金を頻繁に節約し、時としてより迅速に行われてよい。
識別子を提供し、データを1つのサーバに送信して格納する代わりに、また、当該識別子を測定装置に割り当てる代わりに、データを異なるサーバ(エントリサーバ)上に送信して格納可能である。次いでデータは完全に又は部分的に、更なる処理のために算出サーバへ転送されてよい。算出サーバは次いでエントリサーバへ、受信されたデータについて問い合わせてよい。
本開示の方法では、2以上のモジュールが共に動作してよい。これによって次の少なくとも1つのことがなされる。
・受信信号の再生を行うのに十分な通常の携帯電話(この場合スマートフォンでなくてよい)の拡声器と、
・ヘッドフォンモジュールの拡声器と、
・いくつかの他の特定の拡声モジュール、又は、無線リンクを介してレシーバ装置に取り付けられた拡声器とは、
ユーザにとって情報を聴覚的に利用格納にするために使用可能である。このとき、反対に、当該情報はサーバからレシーバ装置へ又はレシーバモジュールへ送信されて、レシーバモジュールで保存される。
下記の記載において、測定装置xxx及びyyyは、本開示の方法にしたがって、電池及び無線チップと協働し、常にxxx、yyyモジュールとの名称を有する。複合モジュールは少なくとも2つの測定装置を1つのモジュールへ統合した統合物として理解される。
本発明の修正例では、測定装置は互いに接続される。これにより一方の機能部は他方を開始し又はその状態を変更する。このとき開始又は変更の一連(シーケンス)は、2つの測定装置間で直接生じる。代替的に当該一連は、本開示の方法にしたがって、サーバからの信号によって開始され又は変更されてよい。
GPS−脈拍モジュールにとって、脈拍及び配置間隔は同一であり又は異なる。
カメラ及びスイッチにより、カメラが開始すること又は連続駆動するカメラは即座にサーバへの送信を始め、又は特定の時間の後にメモリに一時的に格納される情報を遡及的に送信することが確実になってよい。カメラを切り替えるのと同様、スイッチを押下することはまた、サーバに認識される他のアルゴリズムを開始してよい。
特に転倒の場面において、カメラとジャイロメータとの組合せによって、カメラが開始され及び/又は送信が類似の方法で開始されてよい。ここで、開始処理の一連は、ジャイロメータからカメラへ、又はジャイロメータからサーバへ生じる。サーバはカメラを開始する。
ユーザの通常の行動はカメラ−光センサモジュールによって観察されてよい。これは、記録を制御する。
1.同期
1人のユーザへ割り当てられる様々なセンサデータを要約するために、センサは同期される必要がある。センサは互いに通信しない。よって、まるで、他のセンサがあることを認識しない。情報が到達するサーバは、識別子を同一のGSMチップへ定期的な間隔で送信して応答を待機しなければならない。したがって、送信時刻と応答時刻とを用いて、センサによって実際の時刻からの差が検出される。それは、受信時刻と応答時刻との両方を知っているので、サーバは算出によって時刻の単位を追加又は削除してよく、全てのセンサを同期させる(いわゆる、二重又は「平行四辺形同期」)。
ユーザのスポーツ種別はしばしば特定の位置で実行されるので(例えば特定の公園でのランニング、道路上でのサイクリング、ウェイトトレーニング、屋内でのスカッシュ又は回転)、GPSによって判定された位置情報が取得され、この領域で検出されるスポーツ種別が自動的に特定のスポーツ種別から導かれる。
典型的には、省電力のために、2つの位置間の間隔は概して、1分から2分に設定される。
格納されたアルゴリズムによって、サーバが、モジュールの状態を変更する理由があると検出するとき、サーバは変更要求をそれぞれのモジュールへ送信してよく、また、待機モードを開始可能なセンサへ送信してよい。あるいは当該サーバは、待機モード(すなわち、受信準備完了だが送信不能)にあるモジュールを駆動して、状態を「待機」から「有効」へ再設定してよい(「眠れる森の美女設定」)。
多くのモジュールが矛盾したデータを伝送していないことを確実にするために、ユーザのモジュールが位置するセル識別子は比較されてよい。もしユーザに属する決定的な成績(これはモジュール上で記録されサーバへ送信される)があれば、当該サーバは、GPS及び/又は無線セル識別子を用いて、どのセンサがユーザによって運ばれどのセンサがそうでないかを比較及び判定してよい。
異なるスポーツ種別はしばしば特定の動作パターンを有する。よって、ユーザによって確立され又は維持されるデータベースによって、送信されたジャイロメータ及び/又は加速度計データがどの動作パターンに属するかが検出されてよい。このように、対応するスポーツが格納され、異なるセンサ及び異なるセンサモジュールの状態は、スイッチを入れられ、上記のように適宜変更されてよい。
遡及的な誇張と評価につきしばしばデータをUSB、Bluetooth又は他の無線若しくは有線接続を介してインターネットへ送信するスポーツ装置(これはスマートウォッチ、スマートウォッチ又はスポーツウォッチを介在させることによってほとんどの場合提供される)については、このデータはユーザの識別子と共にサーバへ生で送信され、終端装置に実装されるプログラムによって必ずしも処理されずに、サーバで処理される。
1.モジュールをボールに統合する
現在まで、センサモジュールはユーザによって運ばれるというのが常識的な想定である。ボールに関するスポーツ種別(特に投球スポーツ(円盤、ボール、槍投げ及び砲丸投げ)や、フットボール、クリケット、テニス、ゴルフ)においては、ユーザとボールとの間の距離は、スポーツ種別の特徴により、しばしば広がる。提案される方法としては、モジュール(例えばジャイロメータモジュール、加速度モジュール及び/又はGPSモジュール、これらのうち少なくとも2つの組合せ)はボールに挿入されて、ボール又は投球装置についての値を送信する。
ジャイロメータモジュールはまた、ラケット/バット/クラブ(特にテニスラケット、クリケットバット、ゴルフクラブ)に内蔵されて、カメラで外部的に画像を撮像すること無く、動作を遡及的に再現してよい。トレーニングの目的を追求することは興味深い。したがって、ゴルフのスイングでは、動作が平面上の輪又は楕円曲線のように行われるか否かは重要である。このことは現在、高速度(ハイスピード)の外部カメラを用いて高額で行われている。
・スイングの開始及び終了又はティーからボールまでの距離を識別するための切替モジュールを有するGPSモジュールと、
・更に、ゴルフクラブへ加速度モジュールとGPS加速度モジュールの組合せとを埋め込み、ゴルフボールへ加速度モジュール及び/又はGPSモジュールを別々に又は組合せて組み込む。
a)靴底(特にスポーツ靴の靴底)の製造後又は製造中、モジュール(特にGPS、ジャイロメータ及び加速度モジュール又はこれら3つのうち少なくとも2つの組合せ)が組み込まれてよい。
モータ駆動車両への接続は、ODPモジュールによって実現される。これは特に、そのようなモータ駆動車両で実行されるスポーツにとってのものである。この場合の理想的な組合せは、ODPモジュールと加速度計である。
自身のランニング姿勢を確認するために連続的に又は周期的に自身の活動を観察したいユーザは、本開示のGPSモジュールを介して継続的に自身の位置を送信してよい。この位置はドローンによって、またGPS追跡によって使用可能である。これにより、カメラを、ユーザから数メートルの位置から当該ユーザへ向けることができ、彼を記録し、及び/又は写真をサーバへ送信することができる。この写真は後に、サーバから検索され又は(ユーザの又は第三者の)送信装置へ、視覚的再生を伴って同時に送信されてよい。転倒の場合、又はマニュアルにしたがって、ドローンはまた、本開示の切替モジュールによって、当該ドローンによって運ばれる物資(水又は救急処置セット)を落としてよい。
ここで、本開示の中心的な態様の例示的リストが開示される。それらは、本質的には本発明の理解をより容易にするのに役立つが、読み手によって限定的に理解されてはならない。
Claims (15)
- 身体パラメータを測定するためのセンサモジュールにおいて、
少なくとも1つのパラメータを測定して対応するセンサデータを生成する少なくとも1つのセンサと、
前記少なくとも1つのセンサに接続されたトランシーバモジュールであって、前記センサデータを前記少なくとも1つのセンサから取得し、それを遠隔サーバへ直接送信することと、遠隔サーバから命令を受信することとを実行するよう適合されたトランシーバモジュールと、
無線リンク及び/又は電力供給における短時間の故障があるときに、前記センサデータ用の暫定ストレージを提供するよう適合されるメモリチップであって、前記無線リンクが回復するときに前記センサデータの全体を送信し、又は、長時間のストレージを提供してそれをデータパケットにおいて送信するよう適合されるメモリチップと、
を含み、
前記センサモジュールは、前記遠隔サーバから前記命令を受信するとき、待機状態と有効状態との間で切り替わるように構成され、前記遠隔サーバ上のアルゴリズムは、待機状態と有効状態との間で切り替わる理由があることを検出する、センサモジュール。 - 請求項1に記載のセンサモジュールにおいて、ユーザの身体上で運ばれるよう設計される、センサモジュール。
- 請求項1又は2に記載のセンサモジュールにおいて、前記少なくとも1つのセンサは、ECGセンサ、血圧センサ、血糖センサ、SpO2センサ、加速度センサ、位置センサ及び体温計を含む群から選択される、センサモジュール。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のセンサモジュールにおいて、前記トランシーバモジュールは、少なくとも1つのモバイル通信標準を用いるよう適合され、前記センサデータを前記遠隔サーバへ送信し、前記モバイル通信標準は好適には、公衆無線ネットワーク標準、地域モバイルネットワーク標準、GSM、GPRS、Edge UMTS、HSDPA、HSPA+、LTE及びLTE advancedを含む群から選択される、センサモジュール。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のセンサモジュールにおいて、前記トランシーバモジュールは少なくとも1つの短距離無線周波数を用いるよう適合され、前記短距離無線周波数は好適には、Bluetooth、IEEE802.11及びIEEE802.11a、ac、ad、b、g、h又はnを含む群から選択される通信標準に対応する、センサモジュール。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のセンサモジュールにおいて、
電力を前記トランシーバモジュール及び前記センサへ供給する電池と、
前記電池の電力が非常に弱く前記トランシーバモジュールへ十分な電力を供給できないときに前記センサデータを格納するように適合されるメモリモジュールと、
を更に含むセンサモジュール。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のセンサモジュールにおいて、少なくとも1人のユーザにつき、少なくとも1つの装置識別子、少なくとも1つの個人識別子、及び/又は、少なくとも1つの時刻識別子を含む、センサモジュール。
- 請求項1乃至7のいずれか一項に記載のセンサモジュールにおいて、前記センサモジュールは、測定閾値が超過されるときに測定距離の間隔を調整して前記超過に対応させるように適合され、例えば、より良い配置を可能にし、それにより、難しい測定を行うときにより正確な距離を可能にする、センサモジュール。
- 請求項1乃至8のいずれか一項に記載のセンサモジュールにおいて、測定データを後に誇張及び評価するために、前記センサモジュールを接続するインタフェースを更に含む、センサモジュール。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載のセンサモジュールにおいて、前記センサモジュールは、少なくとも1つの他のセンサモジュールと協働する、センサモジュール。
- 請求項1乃至10のいずれか一項に記載のセンサモジュールにおいて、ODPモジュールに組み込まれるセンサモジュール。
- センサモジュール用の評価システムにおいて、
請求項1乃至11のいずれか一項に記載のセンサモジュールと、
前記データを前記トランシーバモジュールから受信する遠隔サーバと、を含み、前記遠隔サーバへ送信される、ユーザの前記測定されたデータは、特定の時間枠内に前記サーバ内で要約及び/又は評価される、評価システム。 - 請求項12に記載の評価システムにおいて、異なるセンサ及び測定装置からの時刻データは、識別子をモジュールへ送信して送受信の時間を比較することによって、同期により前記遠隔サーバ上で調整され、前記センサによって、前記実時間からの差を判定する、評価システム。
- 請求項12又は13に記載の評価システムにおいて、前記遠隔サーバは前記センサモジュールから受信された情報を直接格納及び/又は評価するよう適合される、評価システム。
- 請求項12、13又は14に記載の評価システムにおいて、前記遠隔サーバは、前記ユーザのモバイル装置へ命令を送信するよう適合され、前記命令は、前記遠隔サーバ上に格納されたアルゴリズムによって、前記センサモジュールに特徴的な少なくとも1つの変数から算出されたものである、評価システム。
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