TW201734940A - 用於確定心的狀態並向主體提供知覺型對策的計算機系統 - Google Patents

用於確定心的狀態並向主體提供知覺型對策的計算機系統 Download PDF

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Abstract

用於實現使用者的優選的心的狀態的計算機實現的方法和系統被公開了。在第一方面,所述方法包括利用一個或多個傳感器檢測所述使用者的生物標誌物(biomarker);以及基於從所述一個或多個傳感器接收到的數據,提供給計算硬體來推斷所述使用者的心的狀態。最後,所述方法包括如果推斷的心的狀態不同於優選的心的狀態,則利用致動器向所述使用者提供對策(antidote)。在第二方面,系統包括用於檢測使用者的生物標記(biomarker)的一個或多個傳感器,和用於從一個或多個傳感器接收的數據來推斷使用者的心的狀態的計算硬體。最後,所述系統包括致動器,用於向使用者提供對策(antidote),如果推斷的心的狀態不同於優選的心的狀態。

Description

用於確定心的狀態並向主體提供知覺型對策的計算機系統
本發明總體而言涉及個人的順遂,更特別地說涉及一種系統和方法用於安住一個人的心於一個優選的狀態。
當一個人比較專注,或是心能在個人的優選狀態時,無論他或她正在做的工作是什麼,這個人是可以高效率的。而且,當一個人效率高,他或她也可以更快樂。此外,當一個人需要休息時,他或她應該有足夠高質量的睡眠。一個人在充分的休息後,他或她可以更健康。所需要的是一種系統和方法來幫助一個人安住他的心在一個優選狀態,這可以是專注的心,睡著的心,或者其他狀態。本發明滿足這種需求。
用於安住使用者的心處於一個優選狀態的計算機實現的方法和系統被公開。第一方面,此方法包括利用一個或多個傳感器來檢測一個使用者的生物標誌物(biomarker);以及基於一個或多個傳感器提供給計算硬體的數據,推斷一個使用者心的狀態。最後,此方法包括如果推斷出心的狀態不同於優選狀態,利用一個致動器提供使用者對策(antidote)。
第二方面,此系統包括一個或多個傳感器用於檢測使用者的一個生物標誌物(biomarker),和計算硬體用於推斷使用者的心的狀態基於從一個或多個傳感器接收的數據。最後,此系統包括致動器用於提供對策(antidote)給使用者如果推斷出的心的狀態不同於優選的心的狀態。
圖1A代表心的狀態的一般分類。
圖1B代表心的狀態的寬容性分類。
圖1C代表心的狀態的較少寬容性分類。
圖1D代表心的狀態的非對稱性分類。
圖2A代表一個示例性和非限制性的方法,包括監測,推斷和可選性地施加對策(antidote),當此技術被用於心的調諧。
圖2B代表一個示例性和非限制性的程序,包括第一組附加的記錄,和調整,當此技術被用於心的調諧。
圖2C代表一個示例性和非限制性的程序,包括第二組附加的記錄,計算,以及可選性的提升和調整,當本技術被用於心的調諧。
圖3A代表一個示例性和非限制性的程序,包括監測,推斷和可選性地使用對策(antidote),當本技術被用於睡眠輔助。
圖3B代表一個示例性和非限制性的程序,包括第一組附加的記錄,和調整,當本技術被用於睡眠輔助。
圖4A代表一個具有三個器件的示例性和非限制性的實施例。
圖4B代表一個具有詳細硬體框圖的示例性和非限制性的實施例。
在專利申請及其要求的情況下,提供以下描述以便本領域普通技術人員能製造和使用本發明。對本文描述的優選實施例,一般原理,和特徵的各種修改,對於本領域技術人員將是顯而易見的。因此,本發明不旨在限於代表性的實施例,而是在符合與本文所描述的原理和特徵的最廣範圍。
在工作狀態下,人們想要生產力和效率。但是,大部分時間,他們不能,因為他們的心沒受過訓練,他們無法控制自己的思想或情緒。他們很容易被無意的念頭分心,而無意的念頭往往伴隨激動的情緒。除了不受控制的思想或情緒,另外的情況是昏沉,雜念,不明確,困倦和嗜睡而防礙人們的生產力和效率。
在休息狀態下,人們可能要睡覺。但是,很多人有困難進入睡眠狀態,因為他們的心太激動或活躍。他們無法讓他們的心休息,因此他們的身體不能正常休息。這種情況可能導致危害健康,尤其在長時間之後。
活躍(SCATTERING)是心的第一個狀態,而平靜(SINKING)是心的第二個狀態。在這兩個最遠的狀態之間,心的第三個狀態可以冷靜,專注,不帶偏見,醒,明,清新,了知與安謐。本技術稱心的第三個狀態為覺知(MINDFUL)。儘管非常迅速,有時人們實際上經過了心的第三個狀態而沒有注意到。本技術可能有助於他們練習平衡他們的心,停留在覺知(MINDFUL)狀態較久些,從而其專注的能力得到加強,增加效率、效益,最重要的是得到安謐與和諧。另外,本技術可能有助於安住一個人於睡眠狀態,平靜(SINKING)的一種極致狀態。本技術是為了安住一個人的心於該人的優選狀態。優選狀態可以是覺知(MINDFUL),平靜(SINKING),或其他狀態。
活躍(SCATTERING)狀態可以被進一步地劃分為子狀態。焦慮,痛苦,驚訝,恐懼,憤怒,喜悅,悲傷是子狀態的一些非限制性的例子。
本技術利用至少一個傳感器以注意,檢測,測量或監控一個人的心率(heartbeats),心率變異性(heart rate variability),血液容積脈博波(bloodvolume pulse),呼吸頻率(呼吸),腦電波(念頭),血壓,體溫,皮膚濕度,眼睛動作,言語模式,面部表情,手勢,身體姿勢,或其組合。從檢測出的生理(physiological)或生化(biochemical)的反應或活動,本技術推斷心的狀態。本技術可以利用人工智能(AI),神經網路,卷積神經網路(CNN),深度學習,或其它機器學習演算法,來進行推理。
當被用來鍛鍊人的心成為覺知(mindful)狀態,如果一個人停留在覺知(mindful)狀態,本技術保持沉默,安靜,不提供對策(antidote)。本技術提供對策(antidote),立即在該人朝向任何一個最遠的狀態(活躍(scattering)或平靜(sinking))之時,在該人落入任一最遠的狀態之後,當該人停留在任一最遠的狀態至少一個相應的預定餘地期間之後,或它們的組合。通過提供對策(antidote),本技術幫助該人扭轉他或她朝向或更深入到任一最遠的狀態,而移向並有希望停留在覺知(mindful)狀態。活躍(scattering)狀態的對策(antidote)可以是相似或不同於平靜(sinking)狀態的對策(antidote)。一個實施方案可以建模心為一個連續的頻譜包含著三個一般而且相鄰的狀態:活躍(scattering),平靜(sinking)與覺知(mindful);或是進一步地劃分活躍(scattering)狀態為焦慮,痛苦,驚訝,恐懼,憤怒,喜悅,悲傷,或其它情感子狀態,或它們的組合。當一個實施方案劃分活躍(scattering)為子狀態,該實施方案可以提供不同的子狀態不同的對策(antidote)。
當被用作睡覺輔助,如果一個人停留在平靜(SINKING)狀態,本技術保持沉默,安靜,不提供對策(antidote)。本技術提供對策(antidote),立即 在該人朝向活躍(SCATTERING)狀態之時,在該人進入活躍(SCATTERING)狀態之後,當該人停留在活躍(SCATTERING)狀態至少一個活躍(SCATTERING)的預定餘地期間之後,或它們的組合。通過提供對策(antidote),本技術幫助該人扭轉他或她的朝向或更深入到活躍(SCATTERING)狀態,轉而移向平靜(SINKING)狀態。當被用以輔助睡眠時,活躍(SCATTERING)狀態的對策(antidote)可以相似或不同於當被用以訓練人安於覺知(MINDFUL)時的活躍(SCATTERING)狀態的對策(antidote)。
對策(antidote)可以是一種聲音,語音,可見對象,振動,環境變化,或它們的組合。當對策(antidote)是語音時,可以是一個教學,引導,指令,提醒,建議,勸告,或它們的組合。對人而言,對策(antidote)可以是可操作的。本技術可用不同的語言來呈現語音對策(antidote)。本技術可以允許人從各種選項中預選一種對策(antidote)。
本技術可調節對策(antidote),以避免使用過度,使用不足,或兩者。例如,如果一個人的心不是太活躍,本技術可以應用較弱的對策(antidote),可能慢慢地說出指令。本技術可以記錄歷史來記得一個人對於一個特定的對策(antidote)是如何反應。本技術可以調節對策(antidote)的強度,至少部分地基於歷史。例如,如果該人對於一個對策(antidote)無反應,而繼續停留在現有狀態下,本技術可以決定應用較強的對策(antidote),可能以一個更強的語氣說出指令。本技術可以從當期的歷史,前期的累積歷史,或兩者中學習。本技術可以各種方式呈現指令或教學。例如,指令或教學可以不同的音調,節奏,速度,強度,重複間隙,或它們的組合來呈現。
本技術可將人(或使用者)分為兩個或更多的程度。本技術可對第一級的人(新使用者或初學者)較寬容,而提供他們較多的容差,以降低傳感器的靈敏度,增大平靜(SINKING)狀態的預定餘地期間,增加活躍 (SCATTERING)狀態的預定餘地期間,或它們的組合方法。通過這樣作,本技術允許範圍較廣的覺知(MINDFUL)狀態,而縮小了活躍(SCATTERING)狀態的範圍,平靜(SINKING)狀態的範圍,或兩者。本技術可對第二級或更高級別的人少寬容,以增加傳感器的靈敏度,減少任一狀態的預定餘地期間,或它們的組合的方法。通過這樣作,第二級或更高級別的人將有範圍較窄的覺知(MINDFUL)狀態。在每個級別上,人通過練習會進步,需要較少的指導,而且變得更好。當人能夠維持在一個優選狀態,一個預定的時間,或一個預定的時間比例,需要較少的指導,或它們的組合,本技術可以自動地提升,建議,激勵,或以其它方式鼓勵該人到一個較高的程度。
本技術可以使用應用程式或其它類型的軟體。應用程式可以記錄一期的持續時間,一個時間記錄包括何時一個人開始進入一個特定的心的狀態和該狀態的名稱(例如活躍(SCATTERING)狀態,覺知(MINDFUL)狀態,或平靜(SINKING)狀態),一個任何對策(antidote)事件的日誌,一個圖表或其他圖形以代表心在三種狀態的活動,或它們的組合。當被用來鍛鍊人的心於覺知(MINDFUL)狀態時,應用程式可以評價他或她的記錄,並以有趣的方式呈現評級,以激勵一個人繼續使用此技術來幫助他留在覺知(MINDFUL)。當一個人在覺知(MINDFUL)狀態停留較長的時間,較高的時間比例在覺知(MINDFUL)狀態,完成了較長的或整期,需要或觸發較少的對策(antidote),或它們的組合,應用程式應該呈現較高的評價。該應用程式可以提供此評級和所有人的平均值或中等級之間的比較。
該應用程式可以推動一個人的自我報告。該應用程式可以上傳或以其他方式傳送一個自我報告,一個記錄,其它數據,或它們的組合。本技術可利用自我報告,記錄,其它數據,或它們的組合來訓練或測試一個人工智能(artificial intelligence),神經網路,卷積神經網路(convolutional neural network),深度學習,或其它機器學習演算法,用於優化推斷精度,優化對策(antidote),或兩者。
視覺對象(Visual objects),聲音(sound),氣味(smell),味道(taste),觸感(touch),想法(mental objects)可引發不受控制的或無意的念頭。例如,一個人聽到汽車的聲音。第一個念頭就是聽覺本身,這是直接連接到人的聽覺功能接收體-耳朵。這第一個念頭不是個問題。但此人很可能從第一個念頭立即繼續到往往不是直接連接到聽覺感官的更多思維:例如“一輛紅色轎車?......“;“明天我的車需要一些保養......”;“但明天我不能把它開到經銷商,因為......”。不受控制的延續無意的思維,是有害於我們的生產力與安謐。
情感包括但不限於憤怒,沮喪,嫉妒,傲慢,貪婪,抑鬱,激動,悔恨,悲傷,同情,愛和感激的喜悅。例如,人們可以說一些讓人很惱火,並挑起人情緒的話。該人通常會跟隨他或她的情緒,而成為一個被人指使的人。
圖1A描述一個一般和簡單的分類,理解或模擬心為一個連續的頻譜包含著相鄰的三個狀態。從左到右,包含平靜(SINKING),覺知(MINDFUL)和活躍(SCATTERING)等三個心的狀態或精神的狀態。平靜(SINKING),活躍(SCATTERING)是两個最遠的狀態,而覺知(MINDFUL)是一個中立狀態,“清澈的心”擺脫任一最遠的狀態。在平靜(SINKING)狀態中,兩個最遠的狀態之一,人是沉悶的,頭腦不清楚,昏昏欲睡,困倦或睡著的。在活躍(SCATTERING)狀態中,兩個最遠的狀態中的另一個,人分心於不受控制的思維,受情緒控制,或兩者。在兩個最遠的狀態之間,覺知(MINDFUL)狀態中立於而且擺脫了平靜(SINKING)和活躍(SCATTERING)狀態。在覺知 (MINDFUL)狀態中,一個平衡狀態,人是冷靜,專注,不帶偏見,竅,清,鮮明,了知與安謐的。
實施方案既可以簡單地將心分類為一般而且相鄰的三個狀態,或者另外地分割活躍(SCATTERING)狀態成為包括焦慮,驚訝,恐懼,憤怒,喜悅,悲傷,其他的情感,或其組合的子狀態。當一個實施方案附加地分割活躍(SCATTERING)狀態成為心的子狀態,該實施方案可為不同的子狀態應用不同的對策(antidote)。
圖1B描繪一種心的三種狀態的寬容性分類,給予較多的寬容和範圍較廣的覺知(MINDFUL)狀態。本技術可用類比或數位的方法以減少傳感器的靈敏度,可增加平靜(SINKING)狀態的預定餘地期間,可增加活躍(SCATTERING)狀態的預定餘地期間,或它們的組合,而擴大為一個人所限定的覺知(MINDFUL)狀態的範圍。通過這樣做,當一個人試圖訓練他或她的心時,本技術不會以太多的對策(antidote)沮喪該人。這種寬容的方法可以幫助初學者或新使用者。本文稱初學者或新使用者為第一級的人。
圖1C描繪一種心的三種狀態的較不寬容性分類,給予較少的寬容和範圍較窄的覺知(MINDFUL)狀態。本技術可用類比或數位的方法以增加傳感器的靈敏度,可減少平靜(SINKING)狀態的預定餘地期間,可減少活躍(SCATTERING)狀態的預定餘地期間,或它們的組合,而縮小為一個人所限定的覺知(MINDFUL)狀態的範圍。通過這樣做,使用早期對策(antidote)而防止人過度深入到一個最遠的狀態,本技術將幫助該人進一步地訓練他或她的心。這種較不寬容的方法可以幫助有經驗的使用者。本文稱有經驗者為第二級的人。本技術可將人或使用者分類成兩個或更多的層級。
圖1D描繪一種心的三種狀態的不對稱性分類,允許分別定義平靜(SINKING)和覺知(MINDFUL)之間的界限,以及覺知(MINDFUL)和活躍 (SCATTERING)之間的界限。本技術允許監測一個相同的生理(physiological)或生物化學(biochemical)反應或活動以推斷心的所有狀態,監測不同的生理(physiological)或生化(biochemical)反應或活動以推斷心的不同狀態,或兩者。當推斷不同的心的狀態時,傳感器靈敏度,預定的餘地期間,或兩者,可以相同或不同。儘管圖lD示出了較寬範圍的平靜(SINKING)狀態以作為一個非限制性的例子,本技術也允許覺知(MINDFUL)狀態的擴大,活躍(SCATTERING)狀態的擴大,或任何種類的不對稱性分類。
本文定義生物標記物(biomarker)為可測量的廣汎現象,符號,特性,活動,事件或特徵等範疇;說明生物程序,身體的狀況,生理狀態,生化反應,或它們的組合。生物標記物(biomarker)的非限制性實例包括心率或心跳,心率變異(heart rate variability),血液容積脈博波(blood volume pulse)或血流量,呼吸速率或呼吸,腦波,皮膚溫度,皮膚傳導,眼睛動作,語速,面部表情和身體姿勢。
圖2A描述出了當本技術被用於心調諧的一個示例性和非限制性的程序。使用監測201,本技術利用至少一個傳感器來監視至少一個生物標誌物(biomarker)。以推斷202,本技術推斷一個心的狀態。使用條件性的最遠對策(antidote)203,如果一個人在兩個最遠狀態之一停留至少一個預定的餘地期間(例如,0至幾秒),本技術將使用對策(antidote);否則本技術將保持沉默,安靜,而不提供對策(antidote)。當預定的餘地期間是0,一個實施方案可以立即使用對策(antidote)。
一個實施方案既可以進行粗略地推斷,在其中心的狀態為平靜(SINKING),覺知(MINDFUL)或活躍(SCATTERING);或進行詳細的推理,在其中活躍(SCATTERING)狀態被細分為焦慮,痛苦,驚訝,恐懼,憤怒,喜悅,悲傷,其它的情緒子狀態,或它們的組合。當實施方案進行詳細的推 理時,隨後該實施方案可根據人是在何種子狀態而使用不同的對策(antidote)。
圖2B描述了當本技術被用於心調諧的第一個擴展的和非限制性的程序。除了元件201,202和203之外,加入了元件214和215。使用對策(antidote)記錄214,本技術記錄任何對策(antidote)的應用。基於紀錄,目前推斷的心的狀態,或兩者,調整215調整對策(antidote)。例如,對策(antidote)記錄214可能記錄活躍(SCATTERING)的對策(antidote)被使用。調整215可能發現當前推斷的心的狀態在活躍(SCATTERING)後很快地變為平靜(SINKING)。在這種情況下,使用一個活躍(SCATTERING)的對策(antidote)後,一個人很快轉變成平靜(SINKING)。根據記錄和心的當前狀態,本技術可以弱化活躍(SCATTERING)的對策(antidote)。這是為了防止當人再次落入活躍(SCATTERING)時,再次地過度使用對策(antidote)。
圖2C描示出了當本技術被用於心調諧的第二個擴展和非限制性的程序。除了元件201,202和203之外,加入了元件224,225和226。時間記錄224記錄時間日誌包括:一個當一個人進入一個特定心的狀態的起動時刻和該特定狀態的名稱(例如平靜(SINKING),覺知(MINDFUL),或活躍(SCATTERING))。計算225計算該人停留在覺知(MINDFUL)的持續時間,在覺知(MINDFUL)的總時間和一期的總時間之間的比例關係,或兩者。條件性的提升226自動地提升或主動地激勵一個人到一個較高的心調諧的層級,並調整至少一個傳感器的敏感度,平靜(SINKING)的預定餘地期間,活躍(SCATTERING)的預定餘地期間,或其組合,如果該人被自動地升級或積極地接受了該較高的心調諧的層級。
圖3A描繪了當本技術被用作睡眠輔助的示例性和非限制性程序。使用監測201,本技術利用至少一個傳感器來監視至少一個生理 (physiological)或生化(biochemical)反應或活動。使用推斷202,本技術推斷心的狀態。如果一個人在活躍(SCATTERING)狀態中至少一個預定餘地期間(例如,0至幾秒),條件性的活躍(SCATTERING)對策(antidote)303即施行對策(antidote);否則保持沉默,安靜,並不施行對策(antidote)。當預定餘地期間是0,實施方案可以立即施行對策(antidote)。
圖3B描述了當本技術被用作睡眠輔助的第一個延伸性和非限制性的程序。除了元件201,202和303之外,加入了元件214和215。使用對策(antidote)記錄214,本技術記錄對策(antidote)的應用。調整215基於紀錄,目前推斷的狀態,或兩者調整對策(antidote)。例如,對策(antidote)記錄214可能記錄活躍(SCATTERING)的對策(antidote)被使用了。調整215可能發現當前推斷的心的狀態仍然是活躍(SCATTERING)。在這種情況下,該人在使用一個活躍(SCATTERING)對策(antidote)後仍然活躍(SCATTERING)。根據記錄和心的當前狀態,本技術可以加強活躍(SCATTERING)對策(antidote),選擇不同的活躍(SCATTERING)對策(antidote),或兩者兼而有之。這是防止再次使用不足的對策(antidote),而且幫助人較早進入睡眠。
本技術幫助人達到或維持心的優選狀態。心的優選狀態可以是覺知(MINDFUL)或平靜(SINKING),如上述非限制性的說明和圖畫所例證。同樣地,心的優選狀態也可以是活躍(SCATTERING)。當本技術被體現於幫助達到或保持心的活躍(SCATTERING)狀態時,平靜(SINKING)狀態和覺知(MINDFUL)狀態不是優選,但活躍(SCATTERING)狀態是優選。當一個人在於平靜(SINKING),覺知(MINDFUL),或兩者,活躍(SCATTERING)狀態的實施方案可使用對策(antidote)。活躍(SCATTERING)狀態的實施方案可利用一個平靜(SINKING)的對策(antidote),類似於或不同於覺知(MINDFUL)狀態的實施方案中的平靜(SINKING)的對策(antidote)。
圖4A描繪一種示例性和非限制性的設備的連接。這非限定性的例子適用於心的調諧系統,睡眠輔助系統,或其它系統。一個實施方案可以包括三個設備。這三個設備可以整合的,包裝的,或以其它方式封閉於一個外殼中,而顯示為單一的產品,例如像健身手環,耳塞,耳機(earphone),頭帶,頭戴式耳機(headset),智慧型手錶,智慧型手機,智慧型眼鏡,智慧型穿戴裝置,或其它產品。這三個設備也可以作為兩個或更多個獨立產品而一起執行本技術。
第一裝置401包括至少一個傳感器適於取得,注意,檢測,測量或監督人的心率或心跳,心率變異性(heart rate variability),血液容積脈博波(blood volume pulse)或血液流動,呼吸頻率或呼吸,腦波,皮膚溫度,皮膚傳導率,眼睛動作,語速,面部表情,身體姿勢,其他生理(physiological)或生化(biochemical)反應或活動,或它們的組合。例如,照相機可以被用於監測眼睛的動作,迴避接觸的眼神,面部的表情,身體的姿態或姿勢,或它們的組合的一種傳感器。一個光體積變化描記圖法(photoplethysmography)傳感器,包括一個發光二極管(light-emitting diode)和一個光電檢測器,可以用於監測心率(每分鐘心跳數),從一個R波到下一個的間隔(R-R interval),心率變異性(heart rate variability),血液容積脈博波(blood volume pulse),血液容積脈博波的峰與峰振幅異變的活動平均值(moving average of blood volume pulse peak-to-peak amplitude variation),或它們的組合。一個腦電圖(electroencephalography)或其它電生理傳感器可以用於監測腦的電活動或腦電波。對色彩通道的獨立分量分析的網路攝像頭可被用作傳感器來抽取血液容積脈博波(blood volume pulse),心率,呼吸頻率,心率變異性(heart rate variability),或它們的組合。紅外測溫儀可以用來作為一個傳感器,用於測量皮膚或身體溫度。電流電阻傳感器(galvanic resistance sensor), 包括兩個氯化銀(AgCl)電極和一個電壓源,可以測量皮膚電導率,皮膚電阻感應(galvanic skin response),或兩者。麥克風可被用作一個傳感器,用於測量說話音調變化,說話速度,或兩者。陀螺儀傳感器(gyroscope sensor),振動結構陀螺儀,振動陀螺儀,或加速度計可以被用作傳感器來測量身體姿勢,身體姿態,或兩者。一個實施方案可利用這些非限制性實例中的至少一個傳感器,一個另外的傳感器,或它們的組合。
第二個裝置402包括至少一個微控制器,微處理器,數位信號處理器(digital signal processor),系統單晶片(system on a chip),或其它計算硬體,適於以第一裝置的至少一個信號推斷心的狀態。第二設備402可以視短暫信號為噪音而忽略它。第二設備402可以從非線性眼睛動作,打呵欠,心率減少,較慢或較大的腦波,其它指示性的生理(physiological)或生化(biochemical)標誌,或它們的組合,推斷出平靜(SINKING)。第二設備402可以從增加或急劇的心跳(heartbeat),心率的加速,心跳間隔(inter-beat interval)變化量的減少,血液容積脈博波(blood volume pulse)幅度的減少,皮溫的升高,呼吸短促,呼吸的增加,呼吸急促,其它表明性的生理(physiological)或生化(biochemical)標誌,或它們的組合,推斷出活躍(SCATTERING)。當推斷出的即非平靜(SINKING)也非活躍(SCATTERING),也就意味著是覺知(mindful)。以這種方式,實施方案可以利用第二設備402來進行具有三種可能結果的簡單推斷:平靜(SINKING),活躍(SCATTERING),或覺知(MINDFUL)。或者,實施方案可以利用第二設備402進一步將活躍(SCATTERING)分解成子狀態來進行詳細推斷。例如,為了詳細推斷,第二設備402可以從迴避眼神接觸來推斷為焦慮。第二設備402可以從目前正通過血管的血流量(BVP)的減少來推斷為疼痛或痛苦。第二裝置402可以從皮膚電導程度(skin conductance level)的增加,皮膚電導反響(skin conductance response)的增加,心率的增加,血容量脈搏波(blood volume pulse)的下降,脈搏傳導時間(pulse transit time)的下降,或其組合,來推斷出驚訝。第二設備402可以從說話速度較快,說話聲音較大,較高或較寬的音調範圍,或其組合,來推斷出恐懼。第二設備402可以從較低而言語不清,說話速度較慢,或兩者,來推斷出悲傷。
第二設備402可以使用數據庫,知識庫,向量空間模型,統計方法,光流,主動外觀模型(active appearance model),線性判別分類器(linear discriminant classifier),k最近鄰法(k-nearest neighbor),高斯混合模型(Gaussian mixture model),判別函數分析(discriminant function analysis),線性判別分析(linear discriminate analysis),分類和回歸樹(classification and regression tree),自組織映射圖(self-organizing map),貝葉斯(Naïve Bayes)演算法,支持向量機(support vector machine),人工智能(artificial intelligence),人工神經網路(artificial neural network),卷積神經網路(convolutional neural network),決策樹演算法,隱馬爾可夫模型(hidden Markov model),深度學習,其它機器學習演算法,或其組合,來分類或推斷心的狀態。第二設備402可以立即確認推斷,或者在推斷出同一狀態一個預定的餘地時段之後(例如,3至10秒)確認推斷。第二設備402可以針對平靜(SINKING)和活躍(SCATTERING)兩者保持相同的預定餘地時段,或者針對這兩個最遠狀態的每一個保持不同的預定餘地時段。
當被用於心的調諧時,第二設備402在確認人處於平靜(SINKING)或活躍(SCATTERING)狀態之後便啟用一種對策(antidote)。第二設備402可以記錄狀態的確認,狀態名稱和時間戳。在確認心的狀態之後,第二設備402可以查看最後的記錄以便檢查當前狀態是否與最後記錄的狀態相同。如果當前狀態與最後記錄的狀態相同,則第二設備402可以啟用較強的對策 (antidote)。否則,第二設備402可以啟用現有的或較弱的對策(antidote)。第二設備402可以計算一個人不觸發對策(antidote)而持續在覺知(MINDFUL)中的最長時間,一個在覺知(MINDFUL)中的總時間與整期總時間之間的比率關係,一個最長完整期的長度,或其組合。第二設備402可以自動地提升或主動地激勵人進到較高級別的心的調諧。如果該人被自動地升級或他積極地同意到較高級別,則第二設備402可調整數位濾波器以增加傳感器的靈敏度,可縮小平靜(SINKING)的預定餘地時段,可縮小活躍(SCATTERING)的預定餘地時段,或其組合。
當被用作睡眠輔助,第二設備402在確認一個人在覺知(MINDFUL)或活躍(SCATTERING)狀態後啟動對策(antidote)。第二設備402可以記錄一個狀態的確認,包含狀態名稱和時間戳。在確認心的狀態後,第二設備402可審查最後一條記錄,以檢查當前的狀態是否和最後記錄的狀態是一樣的。如果當前狀態和最後記錄狀態是一樣的,第二設備402可啟動較強的對策(antidote)。否則,第二設備402可啟用現有或較弱的對策(antidote)。第二設備402可計算一個人保持在平靜(SINKING)(例如睡著)而不啟動對策(antidote)的最長持續時間,一個平靜(SINKING)總時間和整期總時間之間的比率關係,一個被完成的最長的整期長度,或它們的組合。
第二設備402能通過應用程式或其它種類的軟體,可以促進一個人的自我報告。第二設備402可利用自我報告,以關聯或其它方式優化推斷,對策(antidote),或兩者。第二設備402可以上載或以其它方式傳送自我報告,記錄,其它數據,或它們的組合。本技術可利用上載或傳送的信息來訓練,測試或以其它方式來優化一個實施方案,可能利用人工智能(artificial intelligence),神經網路,卷積神經網路(convolutional neural network),深度學習,或其它機器學習演算法。
第三設備403包括至少一個致動器,有線或無線地聯結到第二設備402,通過聲音,語音,可視對象,振動,環境控制,或它們的組合,來啟動對策(antidote)。例如,一個突出振動器可被用作致動器,以產生一個聲音,振動,或兩者。一個揚聲器可被用作致動器,以合成,回播或其它方式產生聲音。一個顯示器可被用作致動器,以呈現可見對象。一種燈開關或調光器可被用作致動器,以控制環境照明。一個實施方案可利用這些非限制性實例中的至少一個致動器,一個不同的致動器,或它們的組合。一個實施方案可以利用兩個或多個致動器,以允許人從不同類型的對策(antidote)中選擇。
第三設備403可記錄或以其它方式存儲一個教學,引導,教導,提醒,建議,或它們的組合,以作為對策(antidote)。此教學,引導,教導,提醒,或建議,可有多個版本,不同的語言,以便利語言的選擇。為作為不同強度的對策(antidote),此教學,引導,教導,提醒,或建議,在音調,節奏,速度,或它們的組合,可有各種的呈現。非限定性的教學,引導,教導,提醒,或建議的例子是“把心安住在呼吸上”,“專注覺察氣息進入和離開身體的過程”,以及“當想法生起時,就放手讓它去”。
圖4B描述一個具有詳細硬體圖的非限制性實施方案,在其中腦波被選擇作為生物標誌物(biomarker),語音被選擇作為對策(antidote)的方式。此非限制性硬體圖適用於心的調諧系統,睡眠輔助系統或其它系統。腦波可用接觸或非接觸的方法圍繞著人的頭皮而檢測。此非限制性實施方案利用氯化銀(AgCl)製成的電極411來接收腦電波。此電極將腦電波作為低電壓類比信號傳輸,巴特沃斯(Butterworth)濾波器對其進行濾波,以傳遞從每秒2個週期(Hz)到45Hz的信號。通過諸如德州儀器公司(Texas Instruments) 的ADS1291類比數位轉換器(ADC)或另一個類似或更好的用於生物電位測量的低功率類比前端,將濾波後的2-45Hz類比信號轉換為數位信號。
數位信號處理器(DSP)412被構建並且配置以定時器以及緊耦合存儲器(TCM)。指令唯讀記憶體(instruction read only memory)413與DSP 412耦合以提供應用(app)軟體棧的指令。應用軟體棧包含ADC採樣指令,以指示DSP 412經由內存映射輸入端口(memory-mapped input port),以預定速率或頻率對來自ADC的數位信號進行採樣。兩個漢明窗(Hamming windows)並行處理數位信號以獲得短時傅里葉變換(STFT)頻譜,以確定數位信號隨著時間變化的頻率內容。DSP 412執行已訓練的支持向量機或多類別支持向量機(SVM)以分析STFT頻譜,並將頻譜分類或推斷為心的狀態。
DSP 412可以利用TCM於對策(antidote)記錄214,時間日誌記錄224,計算225,其它軟體任務,或其組合。DSP 412可以調整一個漢明窗口(Hamming windows)的係數以改變對所對應腦電波頻率的靈敏度,該對應腦電波頻率可隱射平靜(SINKING)或活躍(SCATTERING)。DSP 412可以將定時器用作平靜(SINKING)的可調節的預定餘地時間,作為活躍(SCATTERING)的可調節的預定餘地時間,或兩者。改變靈敏度,調整餘地時間,或兩者是實現調整215,有條件促進226,或兩者的方式。
如果DSP 412分類或推斷出預定的優選心的狀態之外的心的狀態,DSP 412啟動音頻驅動器以播放一個預錄的對策(antidote)語音。對策(antidote)語音被發送到內存映射輸出端口(memory-mapped output port)。數類轉換器(digital to analog converter)將數位對策(antidote)語音轉換為類比信號,然後用類比音頻濾波器對其進行濾波。揚聲器413將濾波後的音頻信號轉換為人耳可感知的相應的聲音。該人可以練習,應用或利用在聲音中傳達的可行動的建議。
由圖4B描繪的非限制性實施方案也可以應用在監督學習中預訓練SVM。監督學習提供一組訓練範例,每個訓練示例被標記為屬於一個心的狀態。以訓練範例,SVM構建了一個模型,稍後將一組測試範例指定為心的狀態。在SVM正確地將測試範例指定為它們各自的心的狀態之後,SVM被成功地訓練了。
雖然本發明被按照所示的實施例描述了,但本領域普通技術人員將容易地認識到,實施例的變化可以存在,而且這些變化仍在本發明的精神和範圍之內。因此,本領域普通技術人員可以進行許多修改,而不脫離本發明的精神和範圍。

Claims (24)

  1. 一種以計算機實現的方法,在計算機設備中,用於調諧一個使用者的心到一個優選狀態,該方法包括:提供一個計算機系統,被配置以調諧該使用者的心到該優選狀態;轉換該使用者的至少一個生物標誌物(biomarker)成為計算機可讀數據,通過利用一個或多個傳感器基於該生物標誌物而發送信號;推斷該使用者的一個心的狀態,利用計算硬體,基於從該一個或多個傳感器接收到的數據;以及提供一個知覺型刺激的對策(antidote),利用一個致動器給予該使用者,反應於該推斷出的心的狀態不同於該優選的心的狀態,其中,活躍(SCATTERING)狀態被預定為該優選狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該一個或多個傳感器包括一個照相機,一個光電容積描記圖法(photoplethysmography)傳感器,一個電氣生理傳感器,一個腦電圖儀(electroencephalography),一個網路照像機,一個紅外線溫度計,一個電流電阻傳感器,一個麥克風,一個陀螺儀,和一個加速度計。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該計算硬體包括一個微控制器,一個微處理器,一個數位信號處理器(DSP)和一個系統單晶片(system on a chip)中的任一。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該計算硬體推斷一種心的狀態,使用線性判別分類器(linear discriminant classifier),k最近鄰(k-nearest neighbor),高斯混合模型(Gaussian mixture model),判別函數分析(discriminant function analysis),線性判別分析(linear discriminate analysis),分類和回歸樹(classification and regression tree),自組織映射圖(self-organizing map),貝葉斯(Naïve Bayes)演算法,支持向量機(support vector machine),人工智能(artificial intelligence),人工神經網路(artificial neural network),卷積神經網路(convolutional neural network),隱馬爾可夫模型(hidden Markov model),決策樹演算法,數據庫,知識庫,向量空間模型,統計方法,光流,主動外觀模型(active appearance model),深度學習演算法,和機器學習演算法中的任一。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該推斷的心的狀態包括該活躍(SCATTERING)狀態,一個覺知(MINDFUL)狀態和一個平靜(SINKING)狀態中的至少一種。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法,其中在該平靜(SINKING)狀態中該使用者具有不清楚的頭腦,昏昏欲睡,困倦和睡著中的任一,其中在該活躍(SCATTERING)狀態中該使用者被不受控制的想法分心,和被情緒控制的任一,其中在該覺知(MINDFUL)狀態中該使用者是安定,集中,不帶偏見,覺醒,清晰,清新,了知和安謐中的任一。
  7. 如申請專利範圍第5項之方法,其中該活躍(SCATTERING)狀態包括一個焦慮子狀態,一個疼痛子狀態,一個驚訝子狀態,一個恐懼子狀態,一個憤怒子狀態,一個喜悅子狀態和一個悲傷子狀態中的任一,其中對策(antidote)的變化取決於該活躍(SCATTERING)狀態的一個子狀態。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該對策(antidote)包括一個聲音,一個語音,一個可見對象,一個振動和一個環境變化中的任一。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法,其中該語音包括一個教學,一個引導,一個指令,一個提醒,一個勸告和一個建議中的任一。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法,還包括以下步驟:記錄心調諧的結果在一個時間日誌上;以及提升該使用者到一個更高級別的心的調諧,基於該時間日誌。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法,還包括:提供比該對策(antidote)更強或更弱的知覺型刺激的第二對策(antidote)予該使用者,反應於在提供該對策(antidote)之後該推斷的心的狀態保持與該優選的心的狀態不同。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法,還包括:提供比該對策(antidote)更強或更弱的知覺型刺激的第二對策(antidote)予該使用者,反應於在提供該對策(antidote)之後該推斷的心的狀態改變到另一狀態,該另一狀態也不同於該優選的心的狀態。
  13. 一種用於提供一個使用者一個優選的心的狀態的系統;該系統包括:一個或多個傳感器,被配置於檢測該使用者的一個生物標誌物(biomarker),基於該生物標誌物而發送信號;計算硬體,被配置於推斷該使用者的一個心的狀態,基於從該一個或多個傳感器接收到的數據;以及一個致動器,被配置於為該使用者提供一個知感型刺激的對策(antidote),反映於該推斷的心的狀態不同於該優選的心的狀態,其中,活躍(SCATTERING)狀態被預定為該優選狀態。
  14. 一種以計算機實現的方法,用於調諧一個使用者的心到一個優選狀態,該方法包括:提供一個計算機系統,被配置以調諧該使用者的心到該優選狀態;轉換該使用者的至少一個生物標誌物(biomarker)成為計算機可讀數據,通過利用一個或多個傳感器基於該生物標誌物而發送信號;推斷該使用者的一個心的狀態,利用計算硬體,基於從該一個或多個傳感器接收到的數據;以及提供一個知覺型刺激的對策(antidote),利用一個致動器給予該使用者,反映於該推 斷出的心的狀態不同於該優選的心的狀態,其中,覺知(MINDFUL)狀態被預定為該優選狀態。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法,其中該推斷的心的狀態包括一個活躍(SCATTERING)狀態,一個覺知(MINDFUL)狀態和一個平靜(SINKING)狀態中的至少一種。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法,還包括以下步驟:記錄心調諧的結果在一個時間日誌上;以及提升該使用者到一個更高級別的心的調諧,基於該時間日誌。
  17. 如申請專利範圍第14項之方法,還包括以下:提供比該對策(antidote)更強或更弱的知覺型刺激的第二對策(antidote)予該使用者,反應於在提供該對策(antidote)之後所述推斷的心的狀態保持與該優選的心的狀態不同。
  18. 如申請專利範圍第14項之方法,還包括:提供比該對策(antidote)更強或更弱的知覺型刺激的第二對策(antidote)予該使用者,反應於在提供該對策(antidote)之後該推斷的心的狀態改變到另一狀態,該另一狀態也不同於該優選的心的狀態。
  19. 一種以計算機實現的方法,用於調諧一個使用者的心到一個優選狀態,該方法包括:提供一個計算機系統,被配置以調諧該使用者的心到該優選狀態;轉換該使用者的至少一個生物標誌物(biomarker)成為計算機可讀數據,通過利用一個或多個傳感器基於該生物標誌物而發送信號;推斷該使用者的一個心的狀態,利用計算硬體,基於從該一個或多個傳感器接收到的數據;以及提供一個知覺型刺激的對策(antidote),利用一個致動器給予該使用者,反映於該推 斷出的心的狀態不同於該優選的心的狀態,其中,平靜(SINKING)狀態被預定為該優選狀態。
  20. 如申請專利範圍第19項之方法,其中該推斷的心的狀態包括一個活躍(SCATTERING)狀態,一個覺知(MINDFUL)狀態和一個平靜(SINKING)狀態中的至少一種。
  21. 如申請專利範圍第19項之方法,還包括以下步驟:記錄心調諧的結果在一個時間日誌上;以及提升該使用者到一個更高級別的心的調諧,基於該時間日誌。
  22. 如申請專利範圍第19項之方法,還包括:提供比該對策(antidote)更強或更弱的知覺型刺激的第二對策(antidote)予該使用者,反應於在提供該對策(antidote)之後該推斷的心的狀態保持與該優選的心的狀態不同。
  23. 如申請專利範圍第19項之方法,還包括:提供比該對策(antidote)更強或更弱的知覺型刺激的第二對策(antidote)予該使用者,反應於在提供該對策(antidote)之後該推斷的心的狀態改變到另一狀態,該另一狀態也不同於該優選的心的狀態。
  24. 一種以計算機實現的方法,用於調諧一個使用者的心到一個優選狀態,該方法包括:提供一個計算機系統,被配置以調諧該使用者的心到該優選狀態;轉換該使用者的至少一個生物標誌物(biomarker)成為計算機可讀數據,通過利用一個或多個傳感器基於該生物標誌物而發送信號;推斷該使用者的一個心的狀態,利用計算硬體,基於從該一個或多個傳感器接收到的數據;提供一個知覺型刺激的對策(antidote),利用一個致動器給予該使用者,反映於該推斷出的心的狀態不同於該優選的心的狀態;以及提供比該對策(antidote)更強或更弱的 知覺型刺激的第二對策(antidote)予該使用者,反應於在提供該對策(antidote)之後該推斷的心的狀態保持與該優選的心的狀態不同。
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