用于肌骨骼人体工程改进的扩展现实系统、设备和方法技术方案

公开了用于肌骨骼人体工程改进的扩展现实系统、设备和方法。示例设备包括：化身生成器，其基于用户的一个或更多个性质来生成化身；化身位置分析器，其基于用户的一个或更多个性质来确定动作的第一人体工程形态，化身生成器使得输出装置以第一人体工程形态显示化身；以及反馈生成器，其基于经由与用户关联的一个或更多个传感器收集的传感器数据来确定与用户的动作关联的第二形态；生成处于第二形态的用户的图形表示；并且使得输出装置显示用户的图形表示与化身。户的图形表示与化身。户的图形表示与化身。

【技术实现步骤摘要】
用于肌骨骼人体工程改进的扩展现实系统、设备和方法


[0001]本公开总体上涉及人体工程学，更具体地，涉及用于肌骨骼人体工程改进的扩展现实系统、设备和方法。

技术介绍

[0002]诸如增强现实耳机的扩展现实装置可生成将现实与数字特征组合的环境。例如，可经由以数字格式提供的信息引导穿戴增强现实耳机的用户在真实世界中执行动作，其中数字内容出现在用户的环境中。

技术实现思路

[0003]一种示例设备包括：化身生成器，其基于用户的一个或更多个性质生成化身；化身位置分析器，其基于用户的一个或更多个性质来确定动作的第一人体工程形态，该化身生成器使得输出装置以第一人体工程形态显示化身；以及反馈生成器，其基于经由与用户关联的一个或更多个传感器收集的传感器数据来确定与用户的动作关联的第二形态；以第二形态生成用户的图形表示；并且使得输出装置显示用户的图形表示与化身。
[0004]一种示例系统包括第一传感器和扩展现实教练控制器，扩展现实教练控制器：执行神经网络模型以生成示出动作的第一人体工程位置的化身；使得扩展现实装置输出化身；基于第一传感器所生成的第一传感器数据来确定用户身体部位的第二位置；执行第一人体工程位置和第二位置的比较；以及使得扩展现实装置基于比较输出图形反馈。
[0005]一种示例非暂时性计算机可读介质包括指令，这些指令在由至少一个处理器执行时使得至少一个处理器：基于用户的一个或更多个性质来生成化身；基于用户的一个或更多个性质来确定动作的第一人体工程形态；使得输出装置以第一人体工程形态显示化身；基于经由与用户关联的一个或更多个传感器收集的传感器数据来确定与用户的动作关联的第二形态；以第二形态生成用户的图形表示；以及使得输出装置显示用户的图形表示与化身。
[0006]一种示例方法包括：基于用户的一个或更多个性质来生成化身；基于用户的一个或更多个性质来确定动作的第一人体工程形态；使得输出装置以第一人体工程形态显示化身；基于经由与用户关联的一个或更多个传感器收集的传感器数据来确定与用户的动作关联的第二形态；以第二形态生成用户的图形表示；以及使得输出装置显示用户的图形表示与化身。
附图说明
[0007]图1示出示例系统，其根据本公开的教导构造并且包括用于收集与用户关联的人体工程数据的数据收集装置以及用于生成要经由扩展现实装置呈现给用户的化身或数字教练以演示用户要执行的动作的人体工程形态的扩展现实(XR)教练控制器。
[0008]图2是图1的示例系统的框图，其包括图1的XR教练控制器以及用于训练神经网络
以生成模型以供XR教练控制器用于确定要由化身演示的人体工程形态的计算系统的示例实现。
[0009]图3示出根据本公开的教导的图1和/或2的示例XR教练控制器生成的示例化身或数字教练。
[0010]图4示出针对用户相对于化身的动作由图1和/或2的示例XR教练控制器生成的示例图形反馈。
[0011]图5是代表示例机器可读指令的流程图，这些指令在由图2的神经网络计算系统执行时使得计算系统训练神经网络以确定要由化身演示的人体工程形态。
[0012]图6是代表示例机器可读指令的流程图，这些指令在由图1和/或2的XR教练控制器执行时使得XR教练控制器生成化身或数字教练以演示用户要执行的动作的人体工程形态。
[0013]图7是被构造为执行图5的指令以实现图2的示例神经网络计算系统的示例处理平台的框图。
[0014]图8是被构造为执行图6的指令以实现图1和/或图2的示例XR教练控制器的示例处理平台的框图。
[0015]附图未按比例。通常，贯穿附图和所附书面描述将使用相同的标号来表示相同或相似的部分。
[0016]除非另外具体地说明，否则本文中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等的描述符而没有暗示或以其它方式指示优先级、物理顺序、列表中的排列和/或以任何方式排序的任何含义，而是仅用作标签和/或任意名称以区分元件以便易于理解所公开的示例。在一些示例中，描述符“第一”可用于表示具体实施方式中的元件，而在权利要求中可用诸如“第二”或“第三”的不同描述符表示相同的元件。在这些情况下，应该理解，这些描述符仅用于明显地标识那些元件，否则那些元件可能例如共享相同的名称。
具体实施方式
[0017]可经由以数字格式提供的信息引导与扩展现实装置(例如，增强现实耳机)交互的用户在真实世界中执行动作，其中数字内容出现在用户的环境中。数字内容可包括人或角色的化身或图形表示。
[0018]个体在执行任务的同时可能经历肌骨骼损伤(例如，对个体身体的肌肉、神经和/或关节的损伤)。这些损伤可来源于工作环境中的条件和/或进行活动的方式。例如，进行重复性任务、抬升重物和/或其它类型的过度使用或过劳活动会导致肌骨骼损伤，这除了导致疼痛之外还可能影响工人生产率。减少肌骨骼损伤的努力常常直到工人经历到疼痛才能解决。
[0019]本文公开了示例系统、设备和方法，其生成化身或数字教练以结合用户要执行的动作和/或任务演示执行动作的参考、正确或者说最优人体工程形态，例如举起箱子、安装组件等。本文所公开的示例基于用户的特征(例如，用户的身高、年龄、性别等)来生成化身。本文所公开的示例执行神经网络模型以确定用户在执行动作时的参考或最优人体工程形态，例如身体部位位置、姿态、肌肉紧张程度、执行动作的速度等。本文所公开的示例基于用户和/或与感兴趣的用户具有相似性质的用户的性质来实现神经网络模型，以基于用户的身体类型、肌骨骼损伤历史等为用户开发定制推荐，以在执行与任务关联的动作时向用户
提供人体工程形态推荐。
[0020]本文所公开的示例向用户提供相对于由化身呈现的人体工程形态指示用户的表现的反馈。本文所公开的一些示例分析从用户和/或用户所在的环境收集的传感器数据，以确定用户的身体部位的位置和/或其它动作特性。本文所公开的示例将用户的位置和/或其它动作特性与通过神经网络分析确定的人体工程形态进行比较。例如，传感器数据可包括位置数据(例如，加速度计数据)、肌肉劳损数据、图像数据等。在一些示例中，反馈包括与化身一起呈现的用户的图形表示(例如，与化身的图像交叠的用户的图形表示)。这种反馈显示用户形态与由化身呈现的参考或最优形态之间的差异。本文所公开的示例使用扩展现实来提供定制推荐和反馈以引导用户根据推荐的人体工程形态执行动作。
[0021]图1示出根据本公开的教导构造的用于使用扩展现实向用户102提供关于用户102在环境103中完成任务时所执行的动作的人体工程反馈的示例系统100。如图1所示，用户102(术语“用户”和“主体”在本文中可互换使用，并且二者均指人类)正在环境103中执行涉及用户102安装飞行器的组件的任务。具体地，用户102在站立时安装组件，其中用户102的手臂被抬起以够到位于用户102的肩部上方的组件。用户102可执行图1所示的示例以外的其它任务和关联的动作。另外，环境103可不同于图1所示的示例。
[0022]图1的示例系统100包括扩展本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，该设备包括：化身生成器(216)，该化身生成器基于用户(102,304)的一个或更多个性质来生成化身(300,402)；化身位置分析器(214)，该化身位置分析器基于所述用户(210)的所述一个或更多个性质来确定动作的第一人体工程形态，所述化身生成器使得输出装置(104)以所述第一人体工程形态显示所述化身；以及反馈生成器(238)，该反馈生成器：基于经由与所述用户关联的一个或更多个传感器(112,116,118)收集的传感器数据(200,202,204)来确定与所述用户的动作关联的第二形态；以所述第二形态生成所述用户的图形表示(242)；以及使得所述输出装置显示所述用户的所述图形表示与所述化身。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传感器数据包括所述用户的一个或更多个身体部位的位置数据(200)，并且/或者，其中，所述传感器数据包括包含所述用户的图像数据(204)。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述化身位置分析器执行神经网络模型(234)以确定所述第一人体工程形态。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一人体工程形态包括所述用户的身体部位的位置，并且/或者，其中，所述第一人体工程形态包括肌肉紧张程度，可选地其中，所述传感器数据包括劳损传感器数据(202)。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反馈生成器使得所述输出装置或第二输出装置(114,124)响应于所述第二形态的确定而输出触觉反馈，并且/或者，其中，所述反馈生成器执行所述第一人体工程形态与所述第二形态的比较并且使得基于所述比较调节所述化身的图形特征，其中，所述图形特征可选地包括所述化身的颜色，并且/或者，其中，所述反馈生成器使得所述输出装置将所述用户的所述图形表示显示为与所述化身交叠。6.一种系统，该系统包括：第一传感器(112...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：