200827008 P64950015TW 22086twf.doc/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種益智玩具系統，且特別是有關於 一種適用於手部復健與認知學習的益智玩具系統。 【先前技術】 一隨著全球生醫技術進步，人類壽命平均普遍提高， • 高齡化也逐漸明顯化。相對地，許多因大腦控制系統異常 所顯現的問題也日益顯著，如一種好發於高齡者，且與大 腦神經系統有極度相關的老人癡呆症等等。 /依據學者所提出之相關研究指出，其人類大腦神經 系統係與人類行為控制反應有著相當重要的關係。其研究 強調，高齡者尤其需要強化手部運動的，其因在於^部運 動佔大腦細胞活動的百分之四十，手部運動的主要功效在 $不斷刺激大腦，可延缓大腦衰退的可能性。此觀點亦即 說明，辅助器材對強化大腦係具有相當重要的幫助作用 • 的。 、▲，而，現今鮮少人正視此問題，且辅助器材一向僅 被認定為療效的辅助工具而已，事實上他亦是一種能且備 娛樂效能的辅具工具之一。 ^ ^除此之外，藉由中醫藥學觀點指出：「人的手部分佈 著12條經脈且許多條重要的經脈位於此處」，如大腸經 脈、〜經、肺纟至等等，此觀點也亦能說明活動手部將能幫 助經絡與五臟六腑相通，以提升“行氣血、營陰陽、除百 6 200827008 P64950015TW 22086twf.doc/n 病”的作用，也能夠因此活化高齡者智力。 利用輔助器材教導手部靈活運用的先前技術中，例 如，在美國第3,501，849號專利中揭露一種教導打字與語 言技巧的方法與裝置（METHOD AND DEVCIE FOR TEACHING TYPING AND LANGUAGE SKILLS)，或是在 美國第4,909,739號專利中揭露一種互動式的打字/訓練 系統(INTERACTIVE TYPING/TRAINING SYSTEM)，或 φ 是在美國第623,966號專利中揭露一種打字者指示的方法 與裝置（METHOD OF AND APPARATUS FOR TYPE WRITER INSTRUCTION)都是提出一種訓練打字的裝置 與方法。通常都是運用那個手指必須對應哪些鍵盤上的字 母，以加快操作者的打字速度。另外，在美國第4,465,477 號專利中揭露一種打字者指令之裝置（typewriter INSTRUCTION DEVICE) ’在指定的手指加上強磁性的指 環(Ferromagnetic tips)，以便讓使用者的手指正確的按下 鍵盤中的字母。若是正確地壓下時，則可由鍵盤内的感應 線圈判斷是否正確。 然而，過去的技術中，例如上述之例子，皆未揭露 以簡單的架構，提供使用者手指之靈活度訓練。而也未揭 露利用實體平台控制讓使用者透過遊戲模式，提升人機互 動的效能，進而改善高齡者因年紀增長所造成肢體能力退 化的問題。 【發明内容】 7 200827008 P64950015TW 22086twf.doc/n 本發明提供-種復健益智玩具，以簡單的 高齡者手指靈活度訓練。 &供 一本發明提供一種復健益智玩具，利用實體平 讓使用者透過賴献，提升人機互動的魏，進^改 高齡者因年紀增長所造成肢體能力退化的問題。 。 4本發明所提出之復健益智玩具系統，包括多個 记、至少一復健互動感測裝置與遊戲控制裝置。 二: 可由使用者套在對應之手指上。復健互喊測裝置‘:夕己 個互動色彩翻元件錢感應元件。此互 咸^丨 參 元件與觸城就件是以造_航置。每個 測元件包括發絲示單元、顏色制單元絲作辨^ 几，而觸控感應元件辅助接收使用者手指觸按之動作Β = 照復健的玩具祕預設的遊戲指示，發光顯示單元^ 顯不指定之色彩，而使用者需在—定的時間要求内以相又同 彥^色之手指碰觸發絲示單元，該位置之觸控感應將 傳回觸發錢，崎行色_記或正猶作之_ 竹 辨識單元與顏色感測單元用以感測使用者的動作與使用者 手才曰上所配戴之色彩標記顏色。遊戲控制裝置則用以控 互動色彩感測單元之發光並接收觸控感應單元的觸^ 號，並根獅發錢啟純純記或動作觸，^ 辨識之正確性產生結果。上賴復健益智玩具系統，= 遊戲控制裝置可是以無狀料傳送控制錢到互動元件 ，控接收單元，以控制發光顯示單元之顯示順序。而所取 得的觸發信號及/或色彩標記感測信號也可是由互動觸押 8 200827008 P64950015TW 22086twf.doc/n 無線傳送之方式傳回處 接收單元及/或色彩感測單元經由 理裝置。 下文特 【實施方式】 本發明係為-種復健益智玩具系統，
動之對應電子賴。此翻將提供倾賴元件，、ιΐ^ =裝置(例如使用發光二極體LED)以及動作觸= 高齡者手指靈活相練。透過實體平台控制，= 賴模式，私提升人機互_效能，其設計 目的在於改^齡者因年紀增細造餘魏力退化的問 題。 此種益智玩具具有人機互動之優點，不僅協助高齡者 在=體活動上有所增加，其遊戲平台也將為高齡者互動帶
來故木性的價值，域善高齡者因年齡增造就的反應 退化現象。 一 土發明所提供的復健益智玩具系統 ，其中一個實施例 之示意圖如圖ia與出所示。在此復健互動感測裝置謂 中，包括由多個互動元件觸控接收單元110以耕列之方式 組成、。而這些互動元件觸控接收單元110可以是在同一平 面上以一疋規則鋪設排列，如圖1A所示，或是在另外選 擇實施例巾是以—定的造型，具有高低或是前後配置的方 式排列，例如以一個花朵之形狀排列，如圖3所示。除此 9 200827008 P64950015TW 22086twf.doc/n 之外，這些互動元件觸控接收單元11〇亦可以一平面之態 樣排列，而此平面之排列可以以一平面顯示的方式排列在 例如觸控示顯示器上，而這些互動元件觸控接收單元11〇 則是經由設計而排列在例如是觸控式顯示器上，而讓使用 者可以直接在螢幕上操作。另外一個實施例中，這些互動 几件觸控接收單元110亦可以一立體之態樣排列，而讓使 用者可多角度地操作，如圖4所示。 馨 在此只施例中，若是這些互動元件觸控接收單元H0 是在同一平面上以一定規則鋪設排列，那麼，此互動元件 ，控接收單元110則包括發光顯示單元120以及動作感測 單兀130。在圖1A中可以看到位於互動元件觸控接收單元 110上的發光顯示單元120，而另外在圖1B中可以看到包 括發光顯示單元120與位於下方的動作感測單元13〇。 此發光顯示單元120可以使用發光二極體(Ught Emitting Diode ’ LED)，或是其他可以發出不同色彩光線的 鲁 任何發光元件皆可適用於此。此發光顯示單元12〇經由線 路143連接到遊戲控制裝置14〇中的顯示控制單元142, 並由此顯示控制單元142控制發光顯示單元12〇是否發光 以及所發出光線之顏色。當然，在本實施例中，也可^用 發光顯示模組取代之，以便能運用在產生不同光線或是不 同之色彩，此仍屬本發明之範疇。 而動作感測單元130可以位於發光顯示單元12〇之下 方，如圖1B所示。當使用者的手1〇5根據發光顯示單元 120所發出的光線指引，接觸到此互動元件觸控接收單元 200827008 P64950015TW 22086twf.doc/n 110時，使用者105的手往下壓的力量若是超過一定值， 則可觸動此動作感測單元130傳回觸發信號。也就是說， 如圖1B中的使用者下壓力量曲線圖132所示，若是此力 量的峰值(Peak Value)大於此動作感測單元13〇設定的值， 則將可觸發動作感測單元130經由線路145發出觸發信 號，給與之相連的遊戲控制裝置140中感測信號處理^ 144,以便確認使用者105已經成功地根據指示找到互動元 謹件觸控接收單元110，並且確認使用者1〇5已經徒 •纟往下壓，並且超過所要求的力道了’或是 壓才足以產生可觸發的力道，此可增加使用者利用指尖的 運動。如圖1Β所示，此動作感測單元13〇是位於發光顯 不單兀120之顯示區域Π2下方，當然，亦可位於其他之 位置。 八 而在另外一實施例中，亦可以在使用者1〇5的每個手 指上加裝色彩標記，如圖示食指上所戴 每個色彩標記都有其對應的不㈣色。m作= ’單7L 130除了感測使用者1〇5的手往下壓的力量之外，亦 可辨識使用者105是否正確地使用指定的手指下壓。根據 發光顯示單元120所顯示的顏色，使用者1〇5必須正確地 將具有此指定顏色的色彩標記記所套上的手指，下壓顯示 相同顏色的互動元件觸控接收單元11〇。而動作感測單'元 130内’則可加上感測是否為正確手指下壓的顏色感測元 件’用以正確地辨識使用者1〇5手指上的色彩標記.顏 色，確認是否用正確的手指操作。此目的就是希望本發明 11 200827008 P64950015TW 22086tw£d〇c/n 所提出的復健益智玩具，能讓復健者所有的手指都能靈活 地訓練，而非只是幾個常用的手指之操作。而也能發揮刺 激人的手部所分佈的經脈，而刺激腦部之反應，以避免腦 部=退化。顯示控制單元142連接到所有互動元件觸控接 ，單元110的發光顯示單元120，並可控制每個發光顯示 單，削的顯示時間順序或是光線的色彩。而感測信號處 理單元144則是連接到所有互動元件觸控接收單元110的 動作感測單元130。而上述的顯示控制單元142與感測信 f處理單元144，都是讀取儲存單元146内的資料作為^ 斷控制的依據，而此儲存單元146内所儲存的資料則是來 自於外部經由線路15〇所傳送的資料。 一抑此儲存的資料可以是各種形式的資料，只要讓發光顯 示單元120此夠依照一定的時間順序產生光線，並且讓使 用者能夠趕上找出對應的互動元件觸控接收單元11〇，並 且完成觸發動作感測單元13〇即可。 本設計之動作感測單元130，運用的原理為智能型皮 層（Smart Skin)’其魏主要域财直接賴觸 辨識以點選的手勢，進行直接操控方式，在人機介面中係 以桌面為隱喻之互動方式。 "、 本，計之動作感測單元130，可藉由加上顏色感測元 ^以感測使用者105手指上的色彩標記1〇7顏色確認 =否用正韻手指猶。此目的就是希望本發騎提出的 设健盈智玩具’能祕健者所有的手指魏f活地訓練， 而非只是幾個常用的手指之操作。 12 200827008 P64950015TW 22086twf.doc/n 本發明所提出的復健益智玩具系統，在一個實施例之 示意圖如圖2所示。此復健益智玩具系統2〇〇包括多個復 健互動感測裝置，例如圖示中的210、212、214與216。 此包括更包括可與多個復健益智玩具進行無線傳輸的遊戲 控制裝置240與顯示器250。而復健益智玩具，以21〇為 例說明，包括控制單元220與多個互動元件觸控接收單 元，例如圖示之230A、230B與230C。此互動元件觸控接 藝 收單元230A、230B與230C可以是在同一平面上以一定 規則鋪設排列，或是以一定的造型，具有高低或是前後配 置的方式排列。除此之外，這些互動元件觸控接收單元亦 可以一平面之態樣排列，而此平面之排列可以以一平面顯 示的方式排列在例如觸控示顯示器上，而這些互動元件觸 控接收单元則疋、經由没計而排列在例如是觸控式顯示器 上，而讓使用者可以直接在螢幕上操作。另外一個實施例 中，這些互動元件觸控接收单元亦可以一立體之態樣排 列，而讓使用者可多角度地操作。而每個互動元件觸控接 瞻 收單元中包括發光顯示單元以及動作感測單元。 發光顯示單元連接到控制單元220中的顯示控制單元 222,並由此顯示控制單元222控制發光顯示單元是否發光 以及所發出光線之顏色，甚至於發光顯示單元所顯示的花 色等等。 而當使用者的手根據發光顯示單元所發出的光線指 引，接觸到此互動元件觸控接收單元23〇A、23〇B與23〇c 時’使用者的手往下壓的力量若是超過一定值則可觸動此 13 200827008 P64950015TW 22086twf.doc/n 動作感測單元。此觸發動作感測單元發出觸發信號給與之 相連的控制單元220中的感測信號處理單元似，以便確 認使用者已經成功地根據指示找到互動元件觸控接收單 元’並且確認使用者已經使用手用力往下壓，並且超過所 要求的力道了，或是必須以指尖下壓才足以產生可觸發的 力道，此可增加使用者利用指尖的運動。 而上述的顯示控制單元222與感測信號處理單元 φ 經由無線收發單元226經由無線通道227與遊戲控制 裝置240互相傳送控制資料與訊息。而其他的復健益智玩 具，例如212、214與216,也是分別經由無線通道213、 215與217與遊戲控制裝置240互相傳送資料。 此遊戲控制裝置240包括中央處理單元242、儲存裝 置244與無線收發單元246。此中央處理單元242可以根 據儲存裝置244内的資料傳送控制信號給每個復健益智玩 具210、212、214與216等等。此遊戲控制裝置24〇所建 構的遊戲系統中，其遊戲平台以系統式控制光源顯示順 肇 序’而本實施例也可以隨機的模式切換，使用者接收與對 應玩具所有指令將透過此裝置。 而從每個復健互動感測裝置210、212、214與216經 由無線通道傳送回來的訊息，可以瞭解使用者的使用狀 況，並且將每個人的使用狀況，例如得分的結果等等，顯 示在顯示器250上，以供使用者參考或是成為多人競赛所 用。 本發明所提供的復健益智玩具，其中一個實際應用之 200827008 P64950015TW 22086twf.doc/n 實施例不意圖如圖3所示。在此復健益智玩具3〇〇包括了 多個互動元件觸控接收單元31〇，以花朵排列之方式，一 層一層的環繞組成。而此互動元件觸控接收單元上方 則包括發光顯示單元310以及位於内部的動作感測單元。 當使用者305根據發光顯示單元32〇所發出的光線指引， 接觸，此互動元件觸控接收單元31〇時，使用者3〇5的手 往下壓的力量若是超過-定值則可觸動此動作感測單元。 | 而在使用者305的每個手指上加裝色彩標記，如圖示 母個手#曰上所配戴的色彩標記3〇7a、307b、307c、307d、 307e、307f、307g、307h、307i、307j 共 10 個。每個色彩 標記都有其對應的顏色。而此動作感測單元除了 者305的手往下壓的力量之外，村辨識使用者奶是否 正確地使用指定的手指下壓。根據發光顯示單元32〇所顯 示的顏色，使用者305必須正確地將具有此指定顏色的手 指，下壓顯示相同顏色的互動元件觸控接收單元31〇。而 動作感測單元則可加上❹j是否為正確手指下壓的顏色感 ’ 測元件，用以辨識使用者305使用正確的手指操作。此目 的就是希望本發簡提㈣復健騎玩具，麟復健者所 有的手指都能靈活地訓練，而非只是幾個常用的手指之操 作。而也能發揮刺激人的手部分所分佈的經脈，而刺激腦 部之反應，以避免腦部之退化。 、，此遊戲m要在擴增馬齡者手指靈活運動程度並 增進高齡者反應能力的刺激，以抑制年齡增加所造就的智 力退化現象。 15 200827008 代4%U015TW 22086twf.doc/n 本發明所提供的復健益智玩具，其中另一個實際應用 之實施例示意圖如圖4所示。在此復健益智玩具4〇〇包括 了多個互動元件觸控接收單元41〇，以立體排列之方式環 繞組成。而此互動元件觸控接收單元41〇上方則包括發光 顯示單元410以及位於内部的動作感測單元。當使用^根 據發光顯示單元420所發出的光線指引，接觸到此互動^ 件觸控接收單元410時，使用者的手往下壓的力量若是超 過一定值則可觸動此動作感測單元。 。 ^使用者的每個手指上也可加裝色彩標記。每個色彩標 記都有其對應的顏色。而此動作制單元除 = 的手往下壓的力量之外，亦可藉由其齡感狀件= 辨識使用者305使用正確的手指下壓。 ^本實施例中的遊戲平台，所提供的效能以演算法得到 分數，其顯示於玩具平台上，以供競赛之參考，上 。十將利用讀傳輸模摘達成。未來遊細組不僅 的運用外’其遊戲模^也將可廣泛運用至數字或花樣等等。 一綜上所述，本發明所提出之復健式益智遊戲平台及直 S二要對應電子遊戲。此發明將提供實體 戲几件〜&發光頦示裝置以及動作觸控裝置， 訓練。透過實體平台控制，使用者可透過遊 提升人機絲的效能，其設計目的在於改盖 局齡者因年紀增長所造成肢航力退化關題。、° 此種益智玩具具有人機互動之優點，不僅協助 在肢體活紅有所增加，其賴平台也將為高齡者=帶 16 200827008 ro^Duu 15TW 22086twf.doc/n 來娛樂性的價值，以改善高齡者因年齡增加所造就的反應 退化現象。 ? 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。
【圖式簡單說明】 圖1A與1B是說明本發明所提供的復健益智玩具之較 佳實施例示意圖。 、 圖2是說明本發明所提供的復健益智玩具系統之較 實施例示意圖。 土 圖3是說明本發明所提供的復健益智玩具之實際實施 圖4是說明本發明所提供的復健益智玩具 匕示意圖。 、只際貝轭 【主要元件符號說明】 100 •復健互動感測裝置 105 Z使用者 107 :標記 no :互動元件觸控接收單元 120 :發光顯示單元 130 :動作感測單元 140 :遊戲控制裝置 17 200827008 ro^youu 15TW 22086twf.d〇c/n 142 :顯示控制單元 143 ·線路 145 :線路 144 :感測信號處理單元 146:儲存單元 150 :線路 200 :復健益智玩具系統 210 212、214與216 :復健互動感測元件 響 220 :控制單元 230A、230B與230C :互動元件觸控接收單元 222 :顯示控制單元 224 :感測信號處理單元 226 :無線收發單元 227、213、215與217 :無線通道 240 :遊戲控制裝置 242 :中央處理單元 244 :儲存裝置 246:無線收發單元 250 :顯示器 300 :復健益智玩具 310 :互動元件觸控接收單元 305 :使用者 307a、307b、307c、307d、307e、307f、307g、307h、 307i、307j :色彩標記 320 ·發光顯示單元 18