具有触觉反馈的生物感测制造技术

本发明专利技术涉及具有触觉反馈的生物感测。如本文所描述的系统和方法，本发明专利技术能够产生触觉反馈以响应于感测来自脊椎动物的生物信号。和其它系统和方法相比，根据一个实施例的方法包括检测来自脊椎动物的神经信号。该方法还包括相应于神经信号对脊椎动物产生触觉效应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及用于感测来自活体的神经活动和其它生物信息的系统和方法。
技术介绍
近年来，在开发允许人使用大脑波或通过一些其它生物活动来控制电子装置的装 置方面已经获得了进步。例如，这些装置包括可接收生物信号的某些类型的传感器。将这 些信号用作对电子装置的控制输入，以便依据被检测的生物信号的类型而以多种方式控制 该装置。如目前应用中定义的生物信号指的是从大脑、脊髓、或神经系统的其它部分接收的 神经信号。本文描述的生物信号指的也可以是大脑的活动，诸如通过大脑的血流的变化，或 甚至在一些实施方式中，是诸如眼睛运动、面部肌肉活动等的其它生物活动。通过接收来自 人的生物输入，电子装置可对输入信息做出反应，而不使用其它传统的控制装置，诸如小键 盘、按钮、键盘和计算机鼠标。大脑控制的装置可由不能通过传统的手段控制装置的其它的人使用。例如，诸如 截肢者或四肢瘫痪的身体残疾的人具有对电子装置起作用的精神能力，但因为他们的身体 残疾而不能使用身体操作的输入装置来控制电子装置。通过简单地使用头脑，人可经由被 称为大脑-计算机接口(“BCI”)的交互来控制专用打字机。同样，在计算机游戏领域中， 使用大脑_控制的程序可提供使用者与计算机之间的新水准交互。虽然在这个领域中已经进行了一些开发，但还可以进行更多开发来进一步提高这 种技术。进一步的提高允许人与简单使用涉及身体操作的输入装置的传统控制系统相反， 而使用BCI来更好地控制电子装置操作。
技术实现思路
本专利技术描述对与生物体的被感测的生物活动有关的活体激励触觉效应的系统和 方法。例如，在许多实施例的其中一个中本文描述的方法包含检测来自脊椎动物的神经信 号。该方法还包括相应于神经信号对脊椎动物产生触觉效应。在研究了下面的详细描述和附图之后，本文未特别公开的本专利技术的其它多个特 征、优点和实施方式对一个本领域普通技术人员而言将是显而易见的。希望这种隐含的变 化也被本专利技术包括。附图说明下图中的组件没必要按比例画出。而是，基于清楚地示出本专利技术的一般原理来安 排重点。为了一致性和清晰性的目的，表示相应组件的附图标记在必要时在附图中重复出 现。图1示出根据本专利技术实施例的输入验证系统的图。图2是根据一个实施例在图1中显示的反馈装置的框图。图3是根据一个实施例在图2中显示的处理装置的框图。图4示出处理的实施例的流程图，处理是用于给人提供触觉反馈，以响应于来自该人的被检测的神经信号。具体实施例方式大脑-计算机接口( “BCI”)的开发开创了改进使用者控制计算机的输入的巨大 机会。能感测到使用者的大脑波并接着转换成电信号，该电信号可用于诸如计算机、电子轮 椅等的电子装置。在这点上，可通过使用者以特殊方式简单思考来控制计算机程序或其它 电子装置。通过以某种方式集中大脑或全神贯注，可将有注意力不集中的问题的儿童训练 成坚持集中在特殊任务上。运动员可学习能有助于获得更好运动成绩的精神放松技巧。也 可通过使用BCI来获得医疗改进，以及娱乐好处。除了检测大脑波的BCI之外，装置能接收 来自使用者的其它生物输入。虽然本专利技术描述以“神经信号”的形式接收的输入，但希望还 能感测其它类型的生物信号，诸如眼睛运动，面部肌肉运动，身体或肌肉运动，肌肉收缩等。虽然BCI提供控制装置的先进方式，但使用者接收、来验证他或她正在控制当中 的仅有的反馈是装置自身的实际响应。仅可通过看见或听见受控的电子装置的动作来检测 这个反馈。例如，通过用头脑控制电子轮椅，仅仅是轮椅自身的反应可向使用者验证使用者 正在实际控制中。反馈可以使来自计算机程序的视觉或听觉信号的形式，诸如当某个事件 在程序中发生并被视觉显示在计算机监视器上时。同样，计算机程序包括可感知为反馈的 声音。利用BCI，给使用者的反馈是重要的，反馈用于通告使用者该使用者正在按需控制装 置。不过，在这个专利技术中，描述了响应于神经输入而提供触觉感知的、振动触觉的、肌肉运动 知觉的、或“触觉的”反馈的系统和方法。触觉反馈可以是除了现有的视觉或听觉反馈之外 的。提供这种触觉反馈以对使用者产生触觉效应，用于验证或确认该使用者正在真正地控 制电子装置。图1是输入验证系统10的实施例的框图。输入验证系统10包括反馈装置12，反 馈装置12接收来自人14的感觉信号并且还把触觉反馈提供给人14。在本专利技术中，反馈装 置12不仅能与人交互，如图1所示，而且它还能与任何类型的哺乳动物或脊椎动物交互。 本文描述的感觉信号包括诸如从中枢神经系统或大脑接收的神经信号，或包括从其它类型 的可检测生物活动接收的其它信号。例如，其它类型的生物活动包括眼睛运动，面部肌肉运 动，身体运动，和/或肌肉运动或收缩。在一些实施例中，其它类型的生物活动包括人14的 呼吸率、心率、和/或其它可检测的身体特征或状况。反馈装置12可与多种外部电子装置协同操作。反馈装置12可用于检测如上所述 的感觉信号并接着将与被感测的信号有关的电信号提供给各电子装置。在另一些实施例 中，外部电子装置自身可解释感觉信号并将信号提供给反馈装置12。在又一些实施例中，电 子装置和反馈装置12两者分别检测和处理感觉信号。感觉信号的检测和处理依赖于反馈 装置12操作的特殊电子装置。外部电子装置可受控于感觉信号或由感觉信号转换成电信号的那些信号。反馈装 置12可将触觉反馈提供给人14以直接响应于感觉信号的检测。从而，人14接收已接收到 感觉信号的验证或确认。在另一些实施例中，反馈装置12解释控制信号怎样影响外部电子装置。反馈装 置12可检测在电子装置范围中事件何时发生，这相对于受控的那类电子装置具有某些意义。例如，如果电子装置是运行计算机游戏的计算机而游戏包括爆炸，例如，在虚拟环境范围中，反馈装置12可检测虚拟爆炸并将触觉反馈刺激提供给人14，从而人14可体验爆炸的 感觉，虽然不及实际爆炸剧烈。输入验证系统10可包括众多领域中的众多应用程序。在医学领域中，来自人14 的感觉信号可用于控制假肢装置。可由反馈装置12或由定制成关于假肢装置来解释感觉 信号的另一个控制装置来控制假肢装置。反馈装置12还接收感觉信号并将触觉反馈提供 给能够感觉到触觉刺激的人14身体的部分。这样，人14可接收到按需控制假肢装置的验 证，或甚至可接收到指示可能损害或危及假肢装置或人的触觉效应。对于另一些身体残疾的使用者，可在允许使用者用精神控制计算机程序或应用程 序而不用身体操作输入装置的系统中使用反馈装置12。在一些实施例中，身体残疾的使用 者可用头脑画出几何图案，反馈装置12可接收到该几何图案。当图案完成时反馈装置12 可用触觉反馈的形式提供确认。在其它的应用中，盲人可通过盲文装置接收触觉反馈，盲文 装置产生可感觉到的盲文图案。在计算机游戏的环境中，可利用给人14的触觉感知刺激来增强由游戏中的事件 产生的声音。例如，计算机程序包括诸如爆炸、对游戏中化身(avatar)的地心引力、重力、 疼痛等事件。当这些事件在计算机游戏范围中发生时，反馈装置12也可给游戏者或人14 提供触觉反馈，以模仿如果事件实际发生会体验的感觉。此外，可依据来自使用者的感觉信 号对提供给使用者的反馈进行调节。例如，如果反馈装置12检测到人14对游戏中的事件 感到惊恐，则反馈装置12会给人14施加第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包含：传感器，其被配置成感测来自人的神经信号；处理装置，其与该传感器通信，将该处理装置配置成接收来自该传感器的神经信号并处理该神经信号以产生第一信号；计算机应用程序，其被配置成对该第一信号做出响应并产生第一触觉响应信号作为该计算机应用程序中的事件的结果；以及触觉装置，其与该计算机应用程序通信，将该触觉装置配置成接收该第一触觉响应信号并对该人产生第一触觉效应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MD格拉哈姆，CJ尤尔里奇，
申请(专利权)人：英默森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]