TWI565502B - 運動訓練系統、運動訓練裝置及儲存媒體 - Google Patents

Description

運動訓練系統、運動訓練裝置及儲存媒體

本發明係關於一種訓練系統、訓練裝置及儲存媒體，特別關於一種搭配腦波偵測裝置的運動訓練系統、運動訓練裝置及儲存媒體。

隨著國民運動觀念的普及、運動風潮蔚為熱門以及政府部門推廣的關係，近年我國運動的人數遽增。且我國國人採取運動的方式可粗分為自行運動或者參加運動課程兩種方式。前者以球類運動、跑步以及單車為主，而後者則多採取於運動教室內由教練現場示範以及口頭引導的方式進行。後者的課程多宥限於特定地點與特定時間，較沒有彈性。除了地點跟時間不便以外，團體授課的運動課程亦無法依據每個學員的需求進行課程調整，甚為不便。

為了符合現代人忙碌的生活，如何提供一種可讓使用者不宥限於時間、地點皆可達到與運動課程中相似的運動效果的運動引導課程的運動訓練系統、運動訓練裝置及儲存媒體，乃為本領域之通常技術之人亟需解決的重要課題之一。

此外，近年研究更指出，於運動過程中播放特定的音樂、節奏較快的音樂皆可提高運動能力。且，提供富有變化的音樂更可有讓運動者更容易於專注於訓練活動的優點，因此如何適時地提供適當的音樂亦為本領域欲解決的問題之一。

因此，如何提供一種可自動調整運動引導課程以符合不同使用者、不同情境的運動訓練系統、運動訓練裝置及儲存媒體，乃為本領域之通常技術之人亟需解決的又一重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可自動調整運動引導課程的運動訓練系統、運動訓練裝置及儲存媒體，可改善使用者須自行判斷其當下狀態以調整運動引導課程的缺點。

為達上述目的，本發明提供一種運動訓練系統，其包括：腦波偵測裝置以及主機裝置。腦波偵測裝置偵測使用者的腦波信號。主機裝置執行運動引導課程，且運動引導課程中包括指導語音音訊和音樂音訊，主機裝置連線腦波偵測裝置，並依據腦波信號播放指導語音音訊或調整音樂音訊的播放模式。

在本發明一實施例中，運動引導課程中還包括激勵音訊，主機裝置依據腦波信號播放指導語音音訊、調整音樂音訊的播放模式或激勵音訊。

在本發明一實施例中，主機裝置為智慧型行動電話、桌上型電腦或筆記型電腦。

本發明更可提供一種運動訓練裝置，其包括腦波偵測單元、儲存單元、音訊播放單元以及控制單元。腦波偵測單元偵測使用者的腦波信號。儲存單元儲存至少一指導語音音訊和至少一音樂音訊。控制單元電性連接腦波偵測單元、儲存單元和音訊播放單元，以使音訊播放單元播放指導語音和音樂音訊，且控制單元係依據腦波信號而播放指導語音音訊或調整音樂音訊的播放模式。

在本發明一實施例中，儲存單元還儲存至少一激勵音訊，控制單元依據腦波信號播放指導語音音訊、調整音樂音訊的播放模式或激勵音訊。

在本發明一實施例中，音訊播放單元為耳機或喇叭。

在本發明一實施例中，控制單元包括無線通訊元件，音訊播放單元具有對應的另一無線通訊元件。

本發明還可提供一種儲存媒體，儲存一應用程式，應用程式係執行至少下列步驟：播放至少一指導語音音訊和至少一音樂音訊。接收使用者的腦波信號。依據腦波信號而播放指導語音音訊或調整音樂音訊的播放模式。

在本發明一實施例中，應用程式還執行至少下列步驟：播放至少一激勵音訊，以指導使用者進行運動。

承上所述，本發明的運動訓練系統、運動訓練裝置及儲存媒體，藉由腦波偵測裝置偵測使用者的腦波信號，並利用腦波信號作為運動引導課程的調整依據，詳細而言，可依據不同的腦波信號判斷使用者的運動專注狀態，並提供指導語音音訊和音樂音訊。透過此種手段，可依據使用者的狀態提供客製化、即時地運動引導的效果，並以此運動訓練系統取代實體教練授課，讓使用者可以不囿限於時間地點進行運動訓練，且費用更為低廉。

1‧‧‧運動訓練系統

12‧‧‧腦波偵測裝置

14‧‧‧主機裝置

2‧‧‧運動訓練裝置

21‧‧‧腦波偵測單元

22‧‧‧控制單元

23‧‧‧音訊播放單元

24‧‧‧雜訊消除單元

S1~S4‧‧‧步驟

圖1為本發明一實施例之運動訓練系統的示意圖。

圖2為本發明一實施例之運動訓練裝置的示意圖。

圖3為應用圖2的運動訓練裝置的專注力-時間的示意圖。

圖4為本發明的運動訓練步驟的流程圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種運動訓練系統、運動訓練裝置及儲存媒體，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請先參考圖1及圖2，圖1為本發明一實施例之運動訓練系統的示意圖。圖2為本發明一實施例之運動訓練裝置的示意圖。圖1及圖2的差異為，圖2係將運動訓練系統中的腦波偵測裝置12以及主機裝置14耦合成一單一構件。以下將依序介紹圖1以及圖2的元件以及元件間的關係。

本發明提供一種運動訓練系統1，其包括：腦波偵測裝置12以及主機裝置14。腦波偵測裝置12與主機裝置14連線。於此「連線」是指兩者之間可以藉由直接或間接的方式進行訊號傳輸。在另外一些實施例中，腦波偵測裝置12以及主機裝置14之間也可以利用有線的方式連線。 在本實施例中，是以腦波偵測裝置12與主機裝置14間係以無線方式進行訊號傳輸作舉例。

在本實施例中，主機裝置14為智慧型行動電話、桌上型電腦或筆記型電腦，但不以此為限制。腦波偵測裝置12為一具有腦波偵測功能的穿戴式裝置。腦波偵測裝置12偵測使用者的腦波信號，且為一環狀的頭部穿戴件，適於穿戴在使用者的頭部，然，本發明不以此為限制，在其他實施態樣，腦波偵測裝置12亦可為帽子狀或其他形狀的頭部穿戴件。且腦波偵測裝置12可搭配一腦波接收單元，腦波接收單元例如可為乾電極，且腦波接收單元較佳是位在對應於使用者的額部位置或太陽穴的位置，用以接收使用者的腦波資訊。

主機裝置14執行運動引導課程，且運動引導課程中包括指導語音音訊和音樂音訊，且主機裝置14可依據從腦波偵測裝置12傳來的腦波信號播放指導語音音訊或調整音樂音訊的播放模式。亦即，主機裝置14將會依據使用者不同的腦波狀態，播放不同的音訊。詳細的播放方式將留待後述。

此處的運動引導課程的運動類型例如可為拳擊、有氧、游泳、瑜珈等。此外，本發明的實施例更可搭配一感測裝置，使用者可將感測裝置設置於特定位置，例如拳擊手套、臂套、運動鞋等位置，一併紀錄運動動作，亦可進一步增進運動引導的效果。

請繼續參考圖2，本實施例的腦波偵測裝置12與主機裝置14耦合成單一構件，並提供與前述實施例相似的效果。

本實施例的運動訓練裝置2，其包括腦波偵測單元21、儲存單元(圖未繪出)、音訊播放單元23以及控制單元22。

儲存單元儲存至少一指導語音音訊和至少一音樂音訊。本實施例的引導語音音訊可為真人錄製的運動指令，使用者可透過此些指令進行暖身、改變姿勢、調整動作節奏、進行緩和動作等等。而至少一音樂音訊則可為使用者自訂、或是業者依據不同的運動長度搭配的多首歌曲等等。

音訊播放單元23例如是一藍芽耳機，其透過藍芽技術而與控制單元22耦接，然，本發明不以此為限，音訊播放單元23亦可透過其 他無線技術與控制單元22相耦接，其他無線技術可包括紅外線技術或近場通訊技術。另外，音訊播放單元23亦不限制為耳機，其亦可為喇叭或其他各種具有音訊播放功能的裝置。音訊播放單元23接收來自控制單元22的控制訊號，並依據此控制訊號調整至少一指導語音音訊和至少一音樂音訊的播放狀態。調整的內容及手段可包括使音訊播放單元23調整音樂音訊的音量大小、或使音訊播放單元23所播放的節奏、調整音樂音訊的低重音等等，詳細內容將於後段詳述。

在本實施例中，控制單元22可為腦波量測晶片，以接收腦波資訊，控制單元22電性連接腦波偵測單元21、儲存單元和音訊播放單元23。控制單元22對接收到的腦波信號進行處理以產生對應的運動引導指令，處理的手段可包括各種腦波計算。舉例來說，可依頻率成分的不同，而被區分為α波、β波、θ波或δ波等，不同的頻率將會代表不同程度的專注力(此處亦可理解為不同的運動專心程度)，而控制單元22將可據此依據腦波頻率的範圍提供一對應的控制信號，以使音訊播放單元23播放不同音訊。進一步而言，本實施例的控制單元22係依據腦波信號而播放指導語音音訊或調整音樂音訊的播放模式。

此外，在本發明一實施例中，控制單元22更包括無線通訊元件，音訊播放單元23具有對應的另一無線通訊元件。無線通訊元件係採用藍芽通訊技術、紅外線通訊技術或近場通訊技術的通訊元件。

此外，在本實施例中，運動訓練裝置2可更包括一雜訊消除單元24。雜訊消除單元24可為一耳夾連結腦波偵測單元21，其主要是作為消除雜訊之用，在實際應用上，雜訊消除單元24可夾置於使用者的耳部，並至少部分貼覆於使用者的耳垂表面。由於腦波資訊的強度極微小，大約在數十微伏特左右，非常容易受到其他訊號(例如眨眼、心跳、呼吸所產生的雜訊來源)干擾，而造成腦波資訊失真的問題，因此藉由雜訊消除單元24將雜訊去除，可留下較為明確的腦波資訊。雜訊消除之內容為本領域具有通常知識者所公知，因此不再贅述。

接著，請一併參考圖3以及圖4，圖3為應用圖2的運動訓練裝置的專注力-時間的示意圖。圖4為本發明的運動訓練步驟的流程圖。

本發明還可提供一種儲存媒體，儲存一應用程式。儲存媒體可為前述裝置的儲存單元或是前述系統的主機裝置。執行應用程式後，亦可於顯示畫面上顯示一圖形化介面，但是否涵蓋顯示畫面將會依據不同的裝置與系統而有所不同。

應用程式係執行至少下列步驟：播放至少一指導語音音訊和至少一音樂音訊。接收使用者的腦波信號。依據腦波信號而播放指導語音音訊或調整音樂音訊的播放模式。

詳細而言，可先偵測腦波信號(步驟S1)，以取得使用者的腦波信號。接著控制單元可據此判斷腦波信號是否符合一預設腦波信號範圍(步驟S2)。在實際應用上，控制單元可將腦波信號與一預設狀態進行比較，此預設狀態可為一專注力門檻值，當使用者的專注力相關訊號到達專注力門檻值或是專注力門檻範圍時，控制單元可產生對應的控制訊號。

舉例來說，當腦波信號尚未到達專注力門檻值，則判斷使用者可能為運動初始狀態，因此會播放指導語音音訊(步驟S4)，以協助使用者進入狀況。若腦波信號已到達專注力門檻值，則判斷使用者已經進入專注運動的狀態，此時將不需要繼續進行語音指導，因此此時將會調整音樂音訊播放模式(步驟S3)，例如停止播放指導語音音樂並開始播放適合運動的音訊。

此外，本實施例中，運動引導課程中除了包含至少一指導語音音訊和至少一音樂音訊以外，還可以包括至少一激勵音訊。若腦波信號已到達專注力門檻值一段時間後，專注力開始降低時(亦可被理解為運動的撞牆期)，此時控制單元將會開始播放至少一激勵音訊，以激勵使用者進行運動並克服撞牆期。激勵音訊例如可為掌聲、歡呼聲、加油聲、使用者自選歌曲、節奏較快的曲目、或是內建的歌單等等音訊。

此外，於其他另一實施態樣中，運動引導課程中以可包含一放鬆音訊，當使用者的訓練課程快結束時，可開始播放舒緩或是放鬆的音樂，例如水晶音樂，以配合使用者的伸展以及放鬆動作。

承上所述，本發明的運動訓練系統、運動訓練裝置及儲存媒體，藉由腦波偵測裝置偵測使用者的腦波信號，並利用腦波信號作為運動 引導課程的調整依據，詳細而言，可依據不同的腦波信號判斷使用者的運動專注狀態，並提供指導語音音訊和音樂音訊。透過此種手段，可依據使用者的狀態提供客製化、即時地運動引導的效果，並以此運動訓練系統取代實體教練授課，讓使用者可以不囿限於時間地點進行運動訓練，且費用更為低廉。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

2‧‧‧運動訓練裝置

21‧‧‧腦波偵測單元

22‧‧‧控制單元

23‧‧‧音訊播放單元

24‧‧‧雜訊消除單元

Claims (9)

1. 一種運動訓練系統，搭配一感測裝置，該運動訓練系統包括：一腦波偵測裝置，偵測一使用者的一腦波信號；及一主機裝置，執行一運動引導課程，且該運動引導課程中包括一指導語音音訊和一音樂音訊，該主機裝置連線該腦波偵測裝置，並依據該腦波信號與一專注力門檻值進行比較；當該腦波信號尚未到達該專注力門檻值時，播放該指導語音音訊；或當該腦波信號已到達該專注力門檻值時，調整該音樂音訊的播放模式；其中該感測裝置紀錄該使用者的運動動作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之運動訓練系統，其中該運動引導課程中還包括一激勵音訊，該主機裝置依據該腦波信號播放該指導語音音訊、調整該音樂音訊的播放模式或該激勵音訊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之運動訓練系統，其中該主機裝置為一智慧型行動電話、一桌上型電腦或一筆記型電腦。
4. 一種運動訓練裝置，搭配一感測裝置，該運動訓練裝置包括：一雜訊消除單元，將雜訊去除；一腦波偵測單元，連結該雜訊消除單元，以偵測一使用者的一腦波信號；一儲存單元，儲存至少一指導語音音訊和至少一音樂音訊；一音訊播放單元；以及一控制單元，電性連接該腦波偵測單元、該儲存單元和該音訊播放單元，以使該音訊播放單元播放該指導語音和該音樂音訊，且該控制單元係依據該腦波信號與一專注力門檻值進行比較；而當該腦波信號尚未到達該專注力門檻值時，播放該指導語音音訊；或當該腦波信號已到達該專注力門檻值時，調整該音樂音訊的播放模式；其中該感測裝置紀錄該使用者的運動動作。
5. 如申請專利範圍第4項所述之運動訓練裝置，其中該儲存單元還儲存至少一激勵音訊，該控制單元依據該腦波信號播放該指導語音音訊、調整該音樂音訊的播放模式或該激勵音訊。
6. 如申請專利範圍第4項所述之運動訓練裝置，其中該音訊播放單元為一耳機或一喇叭。
7. 如申請專利範圍第4項所述之運動訓練裝置，其中該控制單元包括一無線通訊元件，該音訊播放單元具有對應的另一無線通訊元件。
8. 一種儲存媒體，儲存一應用程式，該應用程式係執行至少下列步驟：播放至少一指導語音音訊和至少一音樂音訊；接收該使用者的一腦波信號；依據該腦波信號與一專注力門檻值進行比較，而當該腦波信號尚未到達該專注力門檻值時，播放該指導語音音訊；或當該腦波信號已到達該專注力門檻值時，調整該音樂音訊的播放模式；以及搭配一感測裝置紀錄該使用者的運動動作。
9. 如申請專利範圍第8項所述之儲存媒體，該應用程式還執行至少下列步驟：播放至少一激勵音訊，以指導該使用者進行該運動。