TWM650432U - 用於平甩功動作調整之智慧型指環及系統 - Google Patents

Abstract

一種用於平甩功動作調整之智慧型指環，包括：環體，具有指環形狀，適於穿戴在使用者的手指；動作感測單元，用以感測使用者之動作，以產生動作訊號；生理訊號感測單元，用以感測使用者之生理狀態，以產生生理訊號；訊號處理單元，與動作感測單元和生理訊號感測單元電性連接，用以轉換動作訊號為動作資料，以及轉換生理訊號為生理資料；無線傳輸單元，與訊號處理單元電性連接，以將動作資料與生理資料無線傳輸至電子裝置；其中，電子裝置除了記錄動作資訊(時間、頻率等等)，還可以根據平甩功動作模型比較動作資料，以提供動作調整建議，並基於生理資料提供生理狀態資訊給使用者。藉此，本創作之智慧型指環可用於穿戴式電子裝置，並解決鍛鍊者無法根據自己生理狀態的變化情形而調整鍛鍊頻率或時間的問題。一種用於平甩功動作調整之系統亦被提出。

Description

用於平甩功動作調整之智慧型指環及系統

本創作係關於一種穿戴式電子裝置，特別是一種用於平甩功動作調整之智慧型指環、方法及系統。

由於工作壓力與不良生活習慣的關係，導致現代人常容易出現頭痛、失眠、肩頸僵硬等身體不適狀態。除了藥物、按摩、針灸外，也有利用養生功法來幫助身體提升自癒力，以改善前述身體不適狀態。

在養生功法中有一種「平甩功」，它是一種平心靜氣，平衡自然的甩手和屈膝蹲的動作。平甩功的重點在於不取巧、不求快，手臂在甩動時的速率、角度要有規律，並搭配週期性屈膝蹲的動作節奏來進行。透過輕鬆規律的甩動，可加速血液循環、放鬆身體緊繃狀態和排除身體病氣。

平甩功的初學者，不一定能正確地完成平甩功的動作，常會發生雙手沒有舉平、雙手甩動高度過肩，沒有保持身體中正姿勢的問題，因此，需要透過有經驗的師長從旁教導。

當鍛鍊平甩功一段時間(例如，一個月)後，鍛鍊者的生理狀態產生變化(例如，心跳變快)了，此時，應給予調整鍛鍊頻率或時間的建議。但是，一 般來說，從旁教導的師長不會特別使用儀器去量測和記錄鍛鍊者的生理狀態，而給予上述調整鍛鍊頻率或時間的建議，且鍛鍊者也無法知道在鍛鍊平甩功時和鍛鍊之後，自己生理狀態的變化情形。因此，會有鍛鍊者無法根據自己生理狀態的變化情形而調整鍛鍊頻率或時間的問題。

為解決上述問題，本創作的目的在於提供一種用於平甩功動作調整之智慧型指環，包括：環體，具有指環形狀，適於穿戴在使用者的手指；動作感測單元，用以感測使用者之動作，以產生動作訊號；生理訊號感測單元，用以感測使用者之生理狀態，以產生生理訊號；訊號處理單元，與動作感測單元和生理訊號感測單元電性連接，用以轉換動作訊號為動作資料，以及轉換生理訊號為生理資料；無線傳輸單元，與訊號處理單元電性連接，以將動作資料與生理資料無線傳輸至電子裝置；其中，電子裝置根據平甩功動作模型比較動作資料，以提供動作調整建議，並基於生理資料提供生理狀態資訊給使用者。

在一些實施例中，動作資料包括對應於動作訊號的原始資料，或者動作資料包括甩手速度值、甩手時間值、甩手幅度值及/或蹲下時間值，而生理資料包括對應於生理訊號的原始資料，或者生理資料包括心率值及/或體溫值。

在一些實施例中，電子裝置進一步根據生理資料呈現出包括心率變異指數和自律神經改變趨勢的生理狀態資訊。

為解決上述問題，本創作的目的在於提供一種用於平甩功動作調整之系統，包括：智慧型指環和應用程式。智慧型指環，包括：環體，具有一指環形狀，適於穿戴在使用者的手指，所述環體包括：動作感測單元，用以感測使用者之動作，以產生動作訊號；生理訊號感測單元，用以感測使用者之生理狀態，以產生生理訊號；訊號處理單元，與動作感測單元和生理訊號感測單元電性連 接，用以轉換動作訊號為動作資料，以及轉換生理訊號為生理資料；無線傳輸單元，與訊號處理單元電性連接，以將動作資料與生理資料無線傳輸至電子裝置。所述應用程式，適於經電子裝置執行後實現以下步驟：接收智慧型指環所無線傳輸對應於使用者之動作資料和生理資料；根據平甩功動作模型比較動作資料，以提供動作調整建議；以及基於生理資料提供生理狀態資訊給使用者。

本創作之用於平甩功動作調整之智慧型指環及系統可偵測手部動作得到精確的動作資料，並基於動作資料給予更具體與更精確的動作調整建議。由於智慧型指環的體積輕巧，可提升穿戴的舒適性，且穿戴位置在手指部位，其穿戴的便利性很高。另外，用於平甩功動作調整之系統可提供生理狀態資訊給使用者，有助於使用者了解進行平甩功後的心率變異指數和自律神經狀態的改善趨勢。藉此，用於平甩功動作調整之系統有助於健康醫療產業和穿戴式電子裝置的發展。

1:智慧型指環

10:環體

11:動作感測單元

12:生理訊號感測單元

13:訊號處理單元

14:無線傳輸單元

15:電源供應單元

151:電源接口

2:電子裝置

20:應用程式

100:用於平甩功動作調整之系統

101:手指

S500,S510,S520:步驟

圖1是繪示了本創作的一個實施例的用於平甩功動作調整之系統的方塊圖。

圖2是繪示了根據本創作的一個實施例的智慧型指環配戴於手指上的示意圖。

圖3是繪示了本創作的一個實施例的智慧型指環的外觀示意圖。

圖4A是繪示了使用者配戴智慧型指環進行平甩功時的第一個動作示意圖。

圖4B是繪示了使用者配戴智慧型指環進行平甩功時的第二個動作示意圖。

圖4C是繪示了使用者配戴智慧型指環進行平甩功時的第三個動作示意圖。

圖4D是繪示了使用者配戴智慧型指環進行平甩功時的第四個動作示意圖。

圖5是繪示了本創作的一個實施例的用於平甩功動作調整之方法步驟流程圖。

請參照圖1，是繪示了本創作的一個實施例的用於平甩功動作調整之系統100的方塊圖。用於平甩功動作調整之系統100，包括有：智慧型指環1和應用程式20。所述應用程式20被安裝於電子裝置2上。

智慧型指環1，包括環體10。環體10，具有一指環形狀，適於穿戴在使用者的手指101。環體10包括：動作感測單元11、生理訊號感測單元12、訊號處理單元13、無線傳輸單元14和電源供應單元15。

動作感測單元11，用以感測使用者之動作，以產生一個或多個動作訊號並輸出至訊號處理單元13。舉例來說，動作感測單元11可以為加速度計(G-Sensor)、陀螺儀(Gyroscope)、旋轉向量感應器(RV-Sensor)或上述裝置的總成。所述一個或多個動作訊號可對應於三軸向的加速度訊號，例如，X軸加速度訊號、Y軸加速度訊號和Z軸加速度訊號。在其他實施例中，所述一個或多個動作訊號也可對應於六軸向、九軸向或九軸向以上的加速度訊號，以符合所需的感測精確度。

生理訊號感測單元12用以感測使用者之生理狀態，以產生一個或多個生理訊號並輸出至訊號處理單元13。舉例來說，生理訊號感測單元12可以為光體積變化描述波型(photoplethysmography,PPG)感測器、溫度感測器或以上裝置的總成。生理訊號感測單元12可透過與手指101的皮膚表面接觸，獲取使用者的血液脈動的光體積變化描述波型訊號。生理訊號感測單元12也可透過與手指101的皮膚表面接觸，獲取使用者的體溫訊號。

訊號處理單元13，與動作感測單元11和生理訊號感測單元12電性連接。訊號處理單元13用以轉換一個或多個動作訊號為一筆或多筆動作資料，以及轉換一個或多個生理訊號為一筆或多筆生理資料。所述動作資料可為對應於動作訊號的原始資料(raw data)，而所述生理資料可為對應於生理訊號的原始資料。訊號處理單元13可以為處理器、微處理器、專用積體電路(application-specific integrated,ASIC)、可程式邏輯單元、現場可程式化閘陣列(field programmable gate array,FPGA)、晶片系統(System-on-Chip,SOC)等。在其他實施例中，訊號處理單元13可進一步控制動作感測單元11感測使用者之動作和控制生理訊號感測單元12感測使用者之生理狀態。在其他實施例中，訊號處理單元13可進一步進行動作資料和生理資料的預處理，而所述動作資料包括甩手速度值、甩手時間值、甩手幅度值及/或蹲下時間值等。所述生理資料包括心率值及/或體溫值等。

無線傳輸單元14，與訊號處理單元13電性連接。無線傳輸單元14用以將動作資料與生理資料無線傳輸至電子裝置2。舉例來說，無線傳輸單元14可以採用藍芽、Wi-Fi、超寬頻(Ultra-wideband,UWB)或Zigbee無線傳輸通訊標準將一筆或多筆動作資料和一筆或多筆的生理資料傳輸至電子裝置2。

電源供應單元15，與訊號處理單元13電性連接。電源供應單元15用以提供動作感測單元11、生理訊號感測單元12、訊號處理單元13和無線傳輸單元14運作所需的電力。電源供應單元15可以為一次電池(例如，鈕扣電池)或可充電電池(例如，鎳氫電池或鋰離子電池)。

電子裝置2安裝有應用程式20。電子裝置2可以為行動通訊裝置(例如，智慧型手機)、桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦或智慧型電視等具有顯示器的電子資訊處理裝置。電子裝置2根據平甩功動作模型(圖未示)比較由無線 傳輸單元14傳送的動作資料，以提供動作調整建議，並基於由無線傳輸單元14傳送的生理資料，提供生理狀態資訊給使用者。舉例來說，平甩功動作模型儲存有對應於平甩功四個動作的標準資料：雙臂平舉的高度和角度、手臂甩動的次數、手臂甩動的頻率、屈膝蹲的高度和角度、每次鍛鍊平甩功的時間等。當比對動作資料超出所述標準資料時，則提供對應的動作調整建議給使用者。

電子裝置2進一步根據生理資料呈現出包括心率變異指數和自律神經改變趨勢的生理狀態資訊，以方便使用者可即時了解自己生理狀態的變化情形。所述心率變異指數(Heart Rate Variability,HRV)是利用心跳速度(即心率值)的變化作為指標，間接了解自律神經的活性狀態。由於心跳快慢的調節是依靠自律神經系統。因此，心率變異指數反應著自律神經活性的強弱，並可作為整體健康情形的參考指標。

請參照圖3是繪示了本創作的一個實施例的智慧型指環1的外觀示意圖。智慧型指環1配戴於手指101上。如圖3所示，在環體10的內緣表面處設置有生理訊號感測單元12和電源接口151。生理訊號感測單元12可與手指101的皮膚表面接觸，以光學感應方式獲取使用者的血液脈動的光體積變化描述波型訊號及/或體溫訊號，但不以此為限。電源接口151用以與外部電源插頭(圖未示)電性連接，以讓外部電源(圖未示)對電源供應單元15進行充電。在其他實施例中，也可以採用無線充電的方式對電源供應單元15進行充電，因此，在採用無線充電的情況下，電源接口151可以被省略。另外，訊號處理單元13、無線傳輸單元14和電源供應單元15則是設置在環體10的內部。

圖3是以智慧型指環1配戴於單手的食指上為例，但不以此為限，在其他實施例中，也可以將智慧型指環1設計成適合配戴於大拇指、中指、無名指 或小拇指上的尺寸。在其他實施例中，也可以將多個智慧型指環1分別配戴於雙手的大拇指、食指、中指、無名指或小拇指上。

當鍛鍊平甩功時，氣血可達到手指101末端，以排出不潔之氣。由於十指連心的道理，本創作實施例透過配戴於手指101上的智慧型指環1進行生理訊號的感測，相較於配戴在其他位置(例如，手腕或頭部)的感測器可更精確地取得對應於使用者生理狀態的生理狀態資訊。另外，基於智慧型指環1的體積輕巧，可在不影響使用者生活型態下，舒適且長時間的配戴，穿戴時也相當方便。

請參照圖4A，是繪示了使用者配戴智慧型指環1進行平甩功時的第一個動作示意圖。第一個動作為手臂平舉至肩膀高度後往後甩動。此時，智慧型指環1可傳送動作資料和生理資料至電子裝置2。電子裝置2根據平甩功動作模型比較動作資料，以決定是否提供動作調整建議給使用者。

請參照圖4B，是繪示了使用者配戴智慧型指環1進行平甩功時的第二個動作示意圖。第二個動作再將手臂甩動至平舉位置。同樣的，智慧型指環1可傳送動作資料和生理資料至電子裝置2。當使用者的手臂高度超過肩膀時，電子裝置2可以記錄並提供動作調整建議給使用者。所述動作調整建議可以例如是以畫面、文字及/或聲音的方式提醒。

請參照圖4C，是繪示了使用者配戴智慧型指環1進行平甩功時的第三個動作示意圖。在第一動作及第二動作反覆進行四下後，進行第三個動作。第三個動作為手臂往後甩動再搭配一下的屈膝蹲。同樣的，智慧型指環1可傳送動作資料和生理資料至電子裝置2。當使用者每次的屈膝蹲的高度和角度過大時，電子裝置2可以記錄並提供動作調整建議給使用者。

請參照圖4D，是繪示了使用者配戴智慧型指環1進行平甩功時的第四個動作示意圖。第四個動作為手臂往前甩動再搭配一下的屈膝蹲。同樣的，智慧型指環1可傳送動作資料和生理資料至電子裝置2。當使用者每次的屈膝蹲的高度和角度過大，或者手臂高度超過肩膀時，電子裝置2可以記錄並提供動作調整建議給使用者。藉此，方便使用者即時調整進行平甩功的動作、頻率及/或時間。

另外，電子裝置2可將使用者進行平甩功時由智慧型指環1傳送的動作資訊及/或生理資料進行記錄與運算，以提供動作資訊及/或生理狀態資訊給使用者參考。所述動作資訊可以是指根據動作資料來統計進行平甩功的時間及/或進行平甩功的頻率，所述動作資訊可以是以秒、分鐘、小時、天、週、月及/或年為記錄單位。所述生理狀態資訊包括心率變異指數和自律神經改變趨勢。在一些實施例中，所述生理狀態資訊可以以文字、圖形及/或聲音方式呈現，以方便使用者可即時了解自己生理狀態的變化情形。藉此，解決平甩功的鍛鍊者無法根據自己生理狀態的變化情形而調整鍛鍊頻率或時間的問題。在其他實施例中，電子裝置2可進一步根據生理狀態資訊給予調整鍛鍊頻率或時間的建議。

請參照圖5，是繪示了本創作的一個實施例的用於平甩功動作調整之方法步驟流程圖。圖5的步驟可由電子裝置2執行。

步驟S500，電子裝置2接收智慧型指環1所無線傳輸對應於使用者之動作資料和生理資料。由於無線傳輸的方式相對不會影響到使用者進行平甩功的動作，且智慧型指環1的體積輕巧，可長時間配戴，提升穿戴式電子裝置的方便性。

步驟S510，電子裝置2根據平甩功動作模型比較接收到的動作資料，以提供動作調整建議。例如，透過平甩功動作模型可以確認使用者平甩時的手臂是否過高、屈膝蹲的角度是否過大等，並提供對應的動作調整建議。

步驟S520，電子裝置2基於接收到的生理資料提供生理狀態資訊給使用者。所述生理狀態資訊包括心率變異指數和自律神經改變趨勢。在一些實施例中，所述生理狀態資訊可以是以秒、分鐘、小時、天、週、月及/或年為記錄單位。

綜上所述，本創作之用於平甩功動作調整之智慧型指環及系統可偵測手部動作得到精確的動作資料，並基於動作資料給予更具體與更精確的動作調整建議。由於智慧型指環1的體積輕巧，可提升穿戴的舒適性，且穿戴位置在手指部位，其穿戴的便利性很高。另外，用於平甩功動作調整之系統100可提供生理狀態資訊給使用者，有助於使用者了解進行平甩功後的心率變異指數和自律神經狀態的改善趨勢。藉此，用於平甩功動作調整之系統100有助於健康醫療產業和穿戴式電子裝置的發展。

本創作在上文中已以較佳實施例揭露，然而熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本創作，而不應解讀為限制本創作之範圍。應注意的是，凡是與該實施例等效之變化與置換，均應視為涵蓋於本創作之範疇內。因此，本創作之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

1:智慧型指環

10:環體

11:動作感測單元

12:生理訊號感測單元

13:訊號處理單元

14:無線傳輸單元

15:電源供應單元

2:電子裝置

20:應用程式

100:用於平甩功動作調整之系統

Claims (6)

1. 一種用於平甩功動作調整之智慧型指環，包括：一環體，具有一指環形狀，適於穿戴在一使用者的手指，該環體包括：一動作感測單元，用以感測該使用者之動作，以產生一動作訊號；一生理訊號感測單元，用以感測該使用者之一生理狀態，以產生一生理訊號；一訊號處理單元，與該動作感測單元和該生理訊號感測單元電性連接，用以轉換該動作訊號為一動作資料，以及轉換該生理訊號為一生理資料；以及一無線傳輸單元，與該訊號處理單元電性連接，以將該動作資料與該生理資料無線傳輸至一電子裝置；其中，該電子裝置根據一平甩功動作模型比較該動作資料，以提供一動作調整建議，並基於該生理資料提供一生理狀態資訊給該使用者。
2. 如請求項1所述之用於平甩功動作調整之智慧型指環，其中該動作資料包括對應於該動作訊號的原始資料，或者該動作資料包括甩手速度值、甩手時間值、甩手幅度值及/或蹲下時間值，而該生理資料包括對應於該生理訊號的原始資料，或者該生理資料包括心率值及/或體溫值。
3. 如請求項1所述之用於平甩功動作調整之智慧型指環，其中該電子裝置進一步根據該生理資料呈現出包括心率變異指數和自律神經改變趨勢的該生理狀態資訊。
4. 一種用於平甩功動作調整之系統，包括：一智慧型指環，包括：一環體，具有一指環形狀，適於穿戴在一使用者的手指，該環體包括：一動作感測單元，用以感測該使用者之動作，以產生一動作訊號；一生理訊號感測單元，用以感測該使用者之一生理狀態，以產生一生理訊號；一訊號處理單元，與該動作感測單元和該生理訊號感測單元電性連接，用以轉換該動作訊號為一動作資料，以及轉換該生理訊號為一生理資料；及一無線傳輸單元，與該訊號處理單元電性連接，以將該動作資料與該生理資料無線傳輸至一電子裝置；以及一應用程式，適於經該電子裝置執行後實現以下步驟：接收該智慧型指環所無線傳輸對應於該使用者之該動作資料和該生理資料；根據一平甩功動作模型比較該動作資料，以提供一動作調整建議；以及基於該生理資料提供一生理狀態資訊給該使用者。
5. 如請求項4所述之用於平甩功動作調整之系統，其中該動作資料包括對應於該動作訊號的原始資料，或者該動作資料包括甩手速度值、甩手時間值、甩手幅度值及/或蹲下時間值，而該生理資料包括對應於該生理訊號的原始資料，或者該生理資料包括心率值及/或體溫值。
6. 如請求項4所述之用於平甩功動作調整之系統，其中該電子裝置進一步根據該生理資料呈現出包括心率變異指數和自律神經改變趨勢的該生理狀態資訊。