1335236 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 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】 隨著全球生醫技術進步，人類壽命平均普遍提言，
高齡化也逐漸明顯化。相對地，許多因大腦控制系統^ # 所顯現的問題也日益顯著，如一種好發於高齡者，且^二 腦神經系統有極度相關的老人癡呆症等等。 一 依據學者所提出之相關研究指出，其人_大腦_ 系統係與人類行為㈣反應有著相當重要的關係。二 強調’高齡者尤其需要強化手部運動的，其因在於^部^ 動佔大腦細胞活動的百分之四十，手部運動的主 ^不斷刺激^腦’可延緩大腦衰退的可祕。此觀點^即
说明’輔助材對強化大腦係具有相當重要的幫助作 的。 然而’現今鮮少人正視此問題，且辅助ϋ材-向僅 而已’事實上他亦是-種能具備 釈禾双月b的稀具工具之一。 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、心經、肺經等等，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 1335236 P64950015TW 22086twf.doc/n 病”的作用，也能夠因此活化高齡者智力。 利用辅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 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 c S ) P64950015TW 22086twf.doc/n 本發明提供一種復健益智玩具，以簡單的架構， 南齡者手指靈活度訓練。 μ 供 本發明提供一種復健益智玩具，利用實體平台押 讓使用者透過遊戲模式，提升人機互動的效能，改而 兩齡者因年紀增長所造成肢體能力退化的問題。 善 本發明所提出之復健益智玩具系統，包括多個色< 記、至少一復健互動感測裝置與遊戲控制裝置。=铋 可由使用者套在對應之手指上。復健互動感測裝置^ = 個互動色彩感測元件以及觸控感應元件。此互動 夕 元件與觸域應元件是以造㈣顺置。翻 測元件包括發絲示單元、顏色制單元或動作 元，而觸控感應元件輔助接收使用者手指觸按之 ， 照復健益智玩具系統預㈣遊戲指示，發光顯示單元°^ t = i色彩，而使用者需在一定的時間要求内以：同 傳回觸發信號，以進行色彩標記或正確動== = = = = =感=者的動作與使用者 測單，光並接收觸 可疋以無線之方式傳送控制信號到互動元件 觸控接收早π，以控制發光顯示單 得的觸發信號及/或色彩標記感測信號:=互= P64950015TW 22086twf.doc/n 接收單元及/或色彩制單元、㈣無㈣送之方式傳回處 理裝置。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 【實施方式】 本發明係為一種復健益智玩具系統，主要提供電子互 動之對應電子賴。此發明將提供實肢航件，結合發 光顯示裝置(例如使用發光二極體LED)以及動作觸控裝 置，提供局齡者手指靈活度訓練。透過實體平台控制，使 用者可透過遊戲模式，進而提升人機互動的效能，其設計 目的在於改善尚齡者因年紀增長所造成肢體能力退化的問 題。 此種益智玩具具有人機互動之優點，不僅協助高齡者 在肢體活動上有所增加，其遊戲平台也將為高齡者互動帶 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。 本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1A與1B所示。在此復健互動感測裝置1〇〇 中，包括由多個互動元件觸控接收單元11()以排列之方式 組成。而這些互動元件觸控接收單元11()可以是在同一平 面上以一定規則鋪設排列，如圖1A所示，或是在另外選 擇實施例中是以一定的造型，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 P64950015TW 22086twf.doc/n 之外，這些互動元件觸控接收單元11()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 元件觸控接收單元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。 在此實施例中，若是這些互動元件觸控接收單元11〇 是在同一平面上以一定規則鋪設排列，那麼，此互動元件 觸控接收單元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(Light Emitting Diode ’ LED) ’或是其他可以發出不同色彩光線的 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，也可採用 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，此仍屬本發明之範嗜。 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 1335236 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130設定的值， 則將可觸發動作感測單元13〇經由線路145發出觸發信 號，給與之相連的遊戲控制裝置140中感測信號處理單元 144’以便確認使用者105已經成功地根據指示找到互動元 件觸控接收單元110，並且確認使用者1〇5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。如圖1B所示，此動作感測單元13〇是位於發光顯 示單元120之顯示區域122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 才曰上加裝色彩標記，如圖示食指上所配戴的色彩標記 1。07。每個色彩標記都有其對應的不同顏色。而此動作感測 單元130除了感測使用者1〇5的手往下壓的力量之外，亦 了辨識使用者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105手指上的色彩標記1〇7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 1335236 P64950015TW 22086twf.doc/n Z提出的復健益智玩具，能祕健麵有时 ^練，而非只是幾個常用的手指之操作。而也能發揮刺 顯示控制單…接到所有互動元件觸= Ϊ發光顯示單元m，並可控制每贿光顯示 =一 順序或是光線的色彩。而感測信號處
^ D j所有互動科觸控接收單元則的 萝二^單?4:30都:上述的顯不控制單元142與感測信 早兀M4，都是讀取儲存單元146内的資料作為判 斷工制的依據’而此儲存單元Μδ内所儲存的資料則是來 自於外部經由線路150所傳送的資料。 —此儲存的資料可以是各種形式的資料，只要讓發光顯 拜兀12G能夠依照-定__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ιι〇，並 且完成觸發動作感測單元130即可。
本設計之動作感測單元13〇,運用的原理為智能型皮 層（Smart Skin)’其原理主要是感測手直接的接觸方式， 辨識以點義手勢，進行直接馳方式，在人機介面中係 以桌面為隱喻之互動方式。 本设什之動作感測單元13〇，可藉由加上顏色感測元 件，以感測使用者105手指上的色彩標記1〇7顏色，確認 是否用正確的手難作。此目的就是希望本發明所提出的 復健益智玩具，能雜财財的手指雜靈活地訓練， 而非只是幾個常用的手指之操作。 12 c S > 1335236 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200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 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 控接收單元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，這些互動元件觸控接收單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 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22〇中的顯示控制單元 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 (S ) 1335236 P64950015TW 22086twf.doc/n 動作感測單TO。此觸發動作感測單元發出觸發信號給與之 相連的控制單兀220中的感測信號處理單元224，以便確 ’ 碰肖者已、㈣功地根據指稍到互動元件觸控接收單 it ’並且球4使用者已經使用手用力往下壓，並且超過所 f求的力道了’或是必須以指矣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。 而上述的顯不控制單元222與感測信號處理單元 φ 224 ’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 春序，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21〇、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 1335236 P64950015TW 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 顯不單元410以及位於内部的動作感測單元。當使用者根 據發光顯示單元420所發出的光線指引，接觸到此互動元 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。而此動作感測單元除了感測使用者 的手往下壓的力量之外，亦可藉由其齡_元件，用以 辨識使用者305使用正確的手指下壓。 本實鉍例中的遊戲平台，所提供的效能以演算法得到 分數，其顯示於玩具平台上，以供競賽之參考，上述之設 計將利用鱗傳輸模式所魏。未來钱模組不僅在顏 的運用外’其賴模式也將可廣泛·至數字或花樣等等。 一综上所述，本發明所提出之復健式益智遊戲平台及其 玩具]主要提供互動之對應電子遊戲。此發縣提供實體 遊戲70件，結合發光顯示裝置以及動作觸控裝置，提供老 人手指靈活度爾。透過實體平台㈣，使时可透過遊 ^式’進而提升人機互動的效能，其料目的在於改盖 南齡者因年紀增長所造成肢魏力退化㈣題。 。 此種益智玩具具有人機互動之優點，不僅協 在肢體輯上有所增加，其軸衫也將為高齡者^動^ 1335236 P64950015TW 22086twf.doc/n =:的價值’以改善高齡者因年齡增加所造就的反應 阳定發^以較佳實施·露如上，並非用以 何所屬技術領域中具有通常知識者ϋ ΓίίΓ月之精神和範圍内，#可作些許之更動與潤傅， 因此本發明之健範圍當視_之申請專纖圍所界定者 為準。 〜4
【圖式簡單說明】 圖1Α與1Β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佳 實施例示意圖。 圖3是說明本發明所提供的復健益智玩具之實際實施 之示意圖。
圖4是說明本發明所提供的復健益智玩具之實際實施 之示意圖。 、 【主要元件符號說明】 100 :復健互動感測裝置 105 :使用者 107 :標記 110 :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 c S ) 1335236 P64950015TW 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 2〇〇 :復健益智玩具系統 210、212、214與216 :復健互動感測元件 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 :儲存裴置 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、3〇7f、307g、307h、 307i、307j :色彩標記 320 :發光顯示單元 18