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用于感测和传送生物特征数据及用于与纺织基传感器平台双向通信的方法

摘要

一种双向使用传感器平台的方法,该传感器平台被结合到穿着者的衣服中并使用感测到的多个生物特征数据,该方法包括:从传感器平台的传感器接收多个生物特征数据的集合;将集合发送到与传感器平台相关联的网络装置;从网络装置接收包括命令的响应;以及经由传感器平台的一个或多个致动器施加命令以实现传感器平台的传感器中的至少一个的操作特性的改变。

著录项

  • 公开/公告号CN112367910A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-02-12

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 迈恩特公司;

    申请/专利号CN201980045236.8

  • 发明设计人 T·查欣;

    申请日2019-05-22

  • 分类号A61B5/00(20060101);G01K13/20(20210101);A61B5/318(20210101);A61B5/11(20060101);A63B71/06(20060101);H04W4/38(20180101);

  • 代理机构72002 永新专利商标代理有限公司;

  • 代理人蔡洪贵

  • 地址 加拿大安大略省

  • 入库时间 2023-06-19 09:52:39

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月22日提交的美国临时专利申请No.62/674,683的权益,该美国临时专利申请的全部内容被由此通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及用于生物特征数据的双向感测系统。

背景技术

在当今基于技术的环境中,感测生物特征数据是了解和影响衣服穿着者的状态的关键。尤其是,运动员和医疗患者及许多其他消费者是迫切需要准确而最新(即实时)的生物感测的关键人物,以影响(例如改变)穿着者附近的联网装置的运行特性和/或在物理层面上与穿着者通信,如由生物特征数据所表示的那样。然而,当前工艺发展水平的传感器布置结构和数据处理方法是麻烦的,并且对于穿着者的多样化的生活方式(包括千变万化的身心状态)具有有限的适用性和适应性。

发明内容

本发明的目的是提供一种感测平台及其使用方法以消除或减轻以上提出的缺点中的至少一个。

所提供的第一方面是一种双向使用传感器平台的方法,该传感器平台被结合到穿着者的衣服中并且使用感测到的多个生物特征数据,该方法包括:从传感器平台的传感器接收多个生物特征数据的集合;以及将集合发送到与传感器平台相关联的网络装置;从网络装置接收包括命令的响应;以及经由传感器平台的一个或多个致动器施加命令以实现传感器平台的传感器中的至少一个的操作特性的改变。

所提供的第二方面是一种双向使用传感器平台的方法,该传感器平台被结合到穿着者的衣服中并且使用感测到的多个生物特征数据,该方法包括:从传感器平台的传感器接收多个生物特征数据的第一集合;将第一集合发送到与传感器平台相关联的网络装置,该网络装置具有与该集合相关联的操作特性,使得基于将第一集合应用于联网装置而改变该操作特性;从网络装置接收包括对第一集合的确认的响应;从传感器平台的传感器接收多个生物特征数据的第二集合;以及将第二集合发送给网络装置,该网络装置基于对第二集合的分析,监测操作特性是否发生变化。

附图说明

现在将仅作为示例参照附图描述前述和其他方面,在附图中:

图1a是包含多个传感器的带的透视图;

图1b是图1a的传感器平台的替代实施例;

图1c是图1a和图1b的传感器平台的替代实施例;

图2是被结合到一件衣服中的图1a中所示的带的视图;

图3示出了图1a中所示的带的实施例,该带具有相关联的电气部件;

图4示出了生物特征数据组合的示例性应用;

图5示出了图1的带的另一实施例的前视透视图;

图6示出了图5的另一实施例的后视透视图;

图7示出了被安装在图5的带上的传感器的侧视图;

图8和图9示出了图1a的传感器的其他实施例;

图10通过示例示出了用于处理用于图1a中所示的传感器平台的生物特征数据并且对其施加作用的系统的框图;

图11是用于图10的系统的交互服务的框图;

图12是图10的系统的示例性操作的流程图;以及

图13是图10的系统的示例性数据处理系统的框图。

具体实施方式

参照图1a,示出了织物带10,其被示出为被集成到衣服11中的纺织基传感器平台9的一个非限制性示例,该织物带10优选地具有弹性编织类型,以装配在穿着者8的身体部位周围,以便基于(参见图10,传感器平台9的)传感器12的类型/数量收集和接收不同模式/类型的生物特征数据,这些传感器12被定位在构成带10的本体的织物(例如衣服11自身)上或以其他方式编织/机织(例如刺绣)到该织物中或者以其他方式联接到衣服11。因此,传感器12(也被称为致动器12)可以是织物传感器/致动器12,使得传感器/致动器12包括被编织/机织到衣服11的基础织物层中的一根或多根导电线。进一步认识到的是,传感器平台9可被集成到衣服11的织物(例如,纺织品)中、处于衣服11的一个或多个位置中,由此提供了衣服11的分布式或局部式传感器平台。例如,衣服11可以是用于装配在穿着者8的肢体或其他部位(例如头、颈、脚、脚踝)上的袖套(参见图1b),可以是用于装配在穿着者8的躯干、穿着者8的上腹部(包括臀部)和穿着者8的其他身体部位上的贴身衣服,如实施本文中所要求保护的本发明的本领域技术人员将会明白的那样—参见图1c。

同样如下所述,通过通信网络22收集生物特征数据44a(即表示由穿着者8的身体经由传感器平台9的传感器12生成的生物信号的生物特征数据)并通过通信网络22表达生物特征数据44b—即,代表(例如,从远离穿着者8的联网用户6)接收到的生物信号的数据—例如,供致动器12进行后续处理。作为选择,由传感器平台9表示的生物特征数据44b可由计算装置14(参见图3)收集并且由计算装置14处理以生成生物特征数据44b以供传感器平台9的传感器/致动器12消耗。这样一来,传感器平台9可被称为双向传感器平台9,由此经由传感器平台9的传感器12收集生物特征数据44a,同时致动器12被用于响应于收集到的生物特征数据44a来表达生物特征数据44b。例如,生物特征数据44b可由计算装置14接收(或由计算装置14以其他方式生成)为一个或多个命令45,以发送至穿着者8的传感器平台9的传感器/致动器12(以由此进行后续处理)。

如下文进一步所述,传感器平台9的双向性质的一个示例是温度传感器12提供生物特征数据44a(例如传感器平台9的输出信号)并且加热元件作为加热致动器12处理接收到的生物特征数据44b(例如作为传感器平台9的输入)。例如,衣服11可以为感到寒冷或需要基于皮肤接触的加热单元(例如致动器12)的穿着者8生成热量。纺织品集成的温度传感器12可监测穿着者8的温度,并将其作为生物特征数据44a反馈给计算装置14(参见图3),该计算装置可调节经由热致动器12向衣服11引入的热量(类似于温度调节器)。在这种情况下,可以定制传感器平台9的操作并根据每个穿着者8的个人要求对其进行调节,从而提供个性化的并根据定性的感官要求工作的温度曲线。所认识到的是,计算装置14可以控制传感器平台9作为独立单元的操作。作为选择,计算装置14可以(经由通信网络22)与一个或多个联网装置40、60(参见图3、图10)通信,每个联网装置均运行其各自的应用程序100、102以用于解释(例如从源自传感器平台9的计算装置14接收到的)生物特征数据44a并用于(例如向计算装置14)提供生物特征数据44b(以使用生物特征数据44b进行传感器/致动器12的后续操作),以供传感器平台9表达以作为响应。在任何情况下,应该认识到的是,(包含传感器/致动器12的)传感器平台9以双向方式作为纺织基传感器平台起作用,即生成生物特征数据44a并消耗生物特征数据44b。

如下进一步所述,数据44a(例如ECG读数、温度读数等)可被使用传感器平台9从穿着者8进行收集,并且可还被基于由穿着者8(经由衣服计算机装置14)从联网用户6的操作装置60(例如图13中所示的数据处理系统300的版本)接收到的(并由该衣服计算机装置14处理的)生物特征数据44b而被应用于穿着者8(从而生成热量、生成振动、生成压力等,以应用于穿着者8的皮肤/身体)。

在用户6还穿着包含传感器平台9的衣服的情况下,如下文进一步所述,可以使用传感器平台9从用户6收集生物特征数据44a(例如,ECG读数、温度读数等)并且还可以基于由用户6(经由衣服计算机装置60)从联网穿着者8的操作装置14接收到的(并由该衣服计算机装置60进行处理的)生物特征数据44b应用于用户6(从而生成热量、生成振动、生成压力等,以应用于用户6的皮肤/身体)。同样认识到的是,用户6(和/或穿着者8)可以使用他们的装置应用程序100、102的功能(例如一个或多个用户界面选择),而不是使用其相应衣服11的传感器平台9的传感器来生成生物特征数据44a、44b。在此示例中,生物特征数据44a、44b通过用户6与穿着者8之间的通信网络22进行双向通信。一个示例是穿着者8可以是医生的患者(即用户6),在这种情况下,用户6可以与他们的装置应用程序102直接进行交互,以生成并发送命令45的集合,以便经由穿着者8的传感器平台9接收并经由其应用于穿着者8的身体(例如用户6生成并远程发送代表用户在穿着者8的身体部分(例如腿)上的手压的压力和热量命令)。穿着者8的传感器平台9将会接收并因此复制(即应用)用户6的命令45的集合,即经由激活(穿着者的衣服11的)传感器平台9因此在穿着者8的身体上生成命令45的集合的热量和压力。在这种情况下,用户6可以与其传感器平台9直接交互(如由其装置应用程序102解释的那样,例如按压在其传感器平台9的一个或多个传感器12、36上或以其他方式物理触及其一个或多个传感器12、36)以生成并发送命令45的集合,用于经由穿着者的传感器平台9接收并施加到穿着者8的身体上(例如用户6经由激活其传感器平台9生成并远程发送代表用户在用户6的身体部位(例如腿)上的手压的压力和热量命令)。继而,穿着者8的传感器平台9将会接收并因此复制(即应用)用户的这组指令45,即经由激活(穿着者的衣服11的)传感器平台9在穿着者8的身体上生成通过用户6的传感器平台9的操作生成的这组指令45的热量和压力。

例如,穿着者8可以是用户6的朋友/家人,在这种情况下,用户6可以与他们的装置应用程序102直接交互以生成并发送命令45的集合以用于经由穿着者的传感器平台9接收并应用到穿着者8的身体(例如用户6生成并远程发送代表用户在穿着者8的身体部位(例如腿)上的手压的压力和热量命令)。穿着者8的传感器平台9将会接收并因此复制(即应用)用户6的命令45的集合,即因此经由激活(穿着者的衣服11的)传感器平台9在穿着者8的身体上生成命令45的集合的热量和压力。如下所讨论的那样,这一个或多个命令45可以代表某些身体动作或情感(例如幸福、拥抱、轻拍背部、背部按摩、心脏附近的温和的温暖感等)。如下面进一步所述,穿着者8和用户6可以通过网络22彼此双向地传送生物特征数据44a、44b(例如代表生物信号以及感测数据—例如包括视觉、嗅觉、味觉、触觉和听觉的五感中的任一种或全部)。

传感器平台9可被用来收集以及表达(由数据44a、44b表示的)生物信号,这些生物信号可以被装置14、60的穿着者/用户识别为用于通过网络22在装置14、60之间进行互通的感官语言。例如,穿着者8可以指示计算机装置14(或配对装置40)生成一个或多个命令45(参见图10),这一个或多个命令45包含被作为穿着者8的感官输出收集并作为感官输入通过网络22作为数据44b发送到用户6的相应传感器平台9的数据44a。例如,用户6可以指示计算机装置60(或配对装置40)生成一个或多个命令45(参见图10),这一个或多个命令45包含作为用户6的感官输出收集并作为感官输入通过网络22作为数据44b发送到穿着者8的相应传感器平台9的数据44a。所认识到的是,命令45可以是通过网络22在穿着者8与用户6之间进行的同步(引起响应的命令)或异步(没有预期响应的命令)通信的一部分。

同样认识到的是,术语命令45也可以在术中被以术语通知45来代替,使得正在穿着者8和用户6之间发送的数据44a、44b可被视为发送者的身体/情绪状态的通知45,例如穿着者8经由其传感器平台9发送关于其幸福的通知45—其被表示为温暖感,以便经由传感器12应用为用户6的选定身体部位(例如心脏)附近的温暖,例如穿着者8经由其传感器平台9和/或其装置60的用户界面发送有关其疼痛的通知45—其被表示为振动感,以便经由传感器12应用为用户6的选定身体部位(例如腿)附近的振动。

穿着者8与用户6之间的命令/响应45的通信可以通过服务器41的第三方应用服务101来进行,例如由穿着者8作为患者(经由相应装置14、40)且由用户6作为执业医生(经由相应装置60、40)注册的医疗服务101。穿着者8和用户6之间的命令/响应45的通信可以通过服务器41的第三方应用服务101来进行,例如由穿着者8(经由相应的装置14、40)作为朋友/家人/同事且由用户6(经由相应装置60、40)作为对方的朋友/家人/同事注册的社交媒体服务101(例如Facebook TM、Twitter TM、Linkin TM等)。

在用户6仅具有与穿着者8(例如,通过通信网络22直接与计算装置14和/或经由穿着者8的中间联网装置40)通信的联网装置60的情况下,生物特征数据44a(例如,ECG读数、温度读数等)可被使用传感器平台9从穿着者8收集,并且还可被作为生物特征数据44b基于穿着者8(经由衣服计算机装置40)从操作其联网装置60的联网用户8接收到(并由该衣服计算机装置40进行处理)的生物特征数据44b应用于穿着者8(从而生成热量、生成振动、生成压力等以用于应用于穿着者8的皮肤/身体)。所认识到的是,该用户6可以使用其装置应用程序102的功能(例如用户界面选择)来生成生物特征数据44b。在该示例中,生物特征数据44a、44b被通过通信网络22在用户6和穿着者8之间以双向的方式传送。一个示例是穿着者8可以是医生的患者(即用户6),在这种情况下,用户6可以直接与其装置应用程序102交互以生成并发送命令45的集合,以便经由穿着者8的传感器平台9接收并应用于穿着者8的身体(例如用户6生成并远程发送代表用户在穿着者8的身体部分(例如腿)上的手压的压力和热量命令)。穿着者8的传感器平台9将会接收并因此复制(即应用)用户6的命令45的集合,即因此经由激活(穿着者的衣服11的)传感器平台9在穿着者8的身体上生成命令45的集合的热量和压力。在这种情况下,用户6可以直接与其装置应用程序102交互以生成并发送命令45的集合,以经由穿着者的传感器平台9接收并应用到穿着者8的身体。

例如,穿着者8可以是用户6的朋友/家人,在这种情况下,用户6可以与其装置应用程序102直接交互以生成并发送命令45的集合,以便用于经由穿着者的传感器平台9接收并应用于穿着者8的身体(例如用户6生成并远程发送代表用户在穿着者8的身体部位(例如腿)上的手压的压力和热量命令)。穿着者8的传感器平台9将会接收并因此复制(即应用)用户6的命令45的集合,即因此经由激活(穿着者的衣服11的)传感器平台9在穿着者8的身体上生成命令45的集合的热量和压力。如下所讨论的那样,命令45可以代表某些身体动作或情感(例如幸福、拥抱、轻拍背部、背部按摩、心脏附近的温和的温暖感等)。如下面进一步所述,穿着者8和用户6可以通过网络22彼此双向地传送生物特征数据44a、44b(例如,其代表生物信号以及感测数据—例如包括视觉、嗅觉、味觉、触觉和听觉的五感中的任一种或全部)。

传感器平台9可以被用来收集以及表达生物信号(由数据44a、44b表示),这些生物信号可被装置14、40、60的穿着者/用户识别为用于通过网络22在装置14、40、60之间互通的感官语言。例如,穿着者8可以指示计算机装置14(或配对装置40)生成一个或多个命令45,这一个或多个命令45包含作为穿着者8的感官输出而收集并通过网络22发送到用户6的联网装置60的数据44a。作为响应,用户6可以指示计算机装置60生成包含数据44b的一个或多个命令45(参见图10),并且作为感觉输入通过网络22作为数据44b发送到穿着者8的相应传感器平台9。所认识到的是,命令45可以是在穿着者8和用户6之间通过网络22进行的同步(引起响应的命令)或异步(不具有预期响应的命令)通信的一部分。

同样认识到的是,术语命令45也可以在术中被以术语通知45来代替,使得正在穿着者8和用户6之间发送的数据44a、44b可被视为发送者的身体/情绪状态的通知45,例如穿着者8经由其传感器平台9发送关于其幸福的通知45—其被表示为温暖感,以便经由传感器12应用为用户6的选定身体部位(例如心脏)附近的温暖,例如穿着者8经由其传感器平台9和/或其装置60的用户界面发送有关其疼痛的通知45—其被表示为振动感,以便经由传感器12应用为用户6的选定身体部位(例如腿)附近的振动。

穿着者8与用户6之间的命令/响应45的通信可以通过服务器41的第三方应用服务101来进行,例如由穿着者8作为患者(经由相应装置14、40)且由用户6作为执业医生(经由相应装置60、40)注册的医疗服务101。穿着者8和用户6之间的命令/响应45的通信可以通过服务器41的第三方应用服务101来进行,例如由穿着者8(经由相应装置14、40)作为朋友/家人/同事且由用户6(经由相应装置60、40)作为对方的朋友/家人/同事注册的社交媒体服务101(例如Facebook TM、Twitter Tm、Linkin TM等)。

在穿着者8具有与计算装置14通信的联网装置40的情况下,可以使用传感器平台9从穿着者8收集生物特征数据44a(例如ECG读数、温度读数等),这些生物特征数据44a可由装置14、40进行处理,并且然后基于由穿着者8(经由传感器平台9)接收到(并由传感器平台9进行处理)的生物特征数据44b将处理后的结果作为生物特征数据44b应用于穿着者8(从而生成热量、生成振动、生成压力等以应用于穿着者8的皮肤/身体)。所认识到的是,(联网装置40的)应用程序100可以使用装置应用程序100的功能(例如用户界面选择)来生成生物特征数据44b。在该示例中,生物特征数据44a、44b被(例如经由被用作传感器平台9的传感器/执行器12的数据收集和数据应用控制器的计算装置14)通过传感器平台9与联网装置40之间的通信网络22以双向的方式进行传送。应用程序100可被配置为经由预定义的一组指令自动响应于接收到的生物特征数据44a,例如代表穿着者体温低于预定最小值的生物特征数据44a将会自动生成加热命令45作为生物特征数据44b,以随后发送给穿着者8的传感器平台9的热致动器12并由其消耗。

所认识到的是,传感器平台9的传感器12中的选定的一个可以是单向的(即被用于从穿着者/用户收集代表数据44a的生物特征信号或用于向穿着者/用户施加代表数据44b的生物特征信号),双向的(即被用于既从穿着者/用户收集代表数据44a的生物特征信号,又将代表数据44b的生物特征信号应用于用户/穿着者)。如所讨论的那样,具有驻留传感器平台9的衣服11的功能可被关于穿着者8进行描述,但是认识到相似的功能也可以具有用户6的相应衣服11和传感器平台9的性质。邻近传感器平台9的穿着者8的(即同样是用户6的)身体部分可以由衣服11覆盖住,衣服11覆盖住身体部分的全部或一部分,这些身体部分例如但不限于:腰部或腹部;肢体,例如腿或手臂;躯干/身躯;脚或脚踝;手腕或手;和/或头部。作为传感器平台9的一个示例的织物带10可被提供为独立的物品或者可被组合/结合到衣物中,该衣物为例如但不限于:内衣11(参见图2—例如但不限于包括男用紧身短裤、女用短衬裤、贴身内衣和胸罩在内的任何类型的内衣);袜子、肢体带(例如膝盖带—参见图1b);衬衫(例如贴身内衣);等。就结合到衣服(即衣服11)中而言,带10可被形成为构成衣服11的纤维的交错的整体组成部件。带10的主体的织物(例如传感器平台9)可由交错的弹性纤维(例如可拉伸的天然和/或合成材料和/或可拉伸和不可拉伸的材料的组合)组成。还认识到的是,传感器平台9(例如带10)可被定位在衣服11的一个或多个位置上/中,或者可以是衣服本身。

再次参照图1a,被设置成围绕带10分布,例如被安装在(即向内面朝穿着者的身体的)内表面111上的是一系列传感器/电极12,其包括ECG传感器12a、生物阻抗传感器12b和应变仪传感器12c。所认识到的是,传感器12可由电活性聚合物或EAP和/或以传感器/电极构型(例如贴片)构建的编织或机织的多根导电纤维构成。传感器12还可包括位置/定位传感器,以便能够检测穿着者/用户的物理位置(例如他们的房屋/建筑物之内或之外的位置)。

传感器平台9可被用来收集以及表达生物信号(由数据44a、44b表示),其可被装置14、60的穿着者/用户识别为用于通过网络22在装置14、60之间进行互通的感官语言。例如,穿着者8可以指示计算机装置14(或配对装置40)生成一个或多个命令45(参见图10),这一个或多个命令45包含作为穿着者8的感官输出而收集并作为感官输入通过网络22作为数据44b发送到用户6的相应传感器平台9的数据44a。还认识到,术语命令45也可以在术中利用术语通知45予以替代,使得正被在穿着者8和用户6之间发送的数据44a、44b可被视为发送者的身体/情绪状态的通知45,例如穿着者8经由其传感器平台9发送关于其幸福的通知45—其被表示为幸福感,用于经由传感器12应用为用户6的选定身体部位(例如心脏)附近的温暖,例如穿着者8经由他们的传感器平台9和/或他们的装置60的用户界面发送有关其疼痛的通知45—其被表示为振动感,以便经由传感器12应用为用户6的选定身体部位(例如腿)附近的振动。

变形合金纱线(即纤维)传感器12可基于关于基于形状记忆精细合金的纱线的开发,以便通过逐个地施加到纱线和/或施加到作为一个整体的编织/机织传感器12(例如其贴片或衣服11的一部分)的退火工艺来控制和指示传感器12的变形特性。所研究的退火工艺改善了延展性,降低了硬度,并使合金纱线更具有延展性以用于机织/编织。还可以实现退火后的合金纤维与常规纱线(例如尼龙或聚酯纤维)加捻或成团,以形成复丝纱线,这使其更易于在机织结构中用作传感器12。为了提供相应的传感器12在成形/保形/变形特性方面的功能性,也可以使合金纱线(即纤维)传感器12受到热退火和应变退火的组合效应的影响。这样,结合有合金纤维的传感器12的一种示例性用途是用于经由命令45从穿着者/用户或向穿着者/用户提供穿着者/用户的感官触觉的输入和/或输出。同时,对变形退火的合金纤维的控制可以通过激光蚀刻来实现,以根据需要沿着单根纤维束(或束的组合)创建一系列形变轮廓。同样,变形的合金纤维的编织可以产生传感器12的结构,该结构表现出更为强烈的(即预定的)收缩/膨胀,其会经由传感器平台9在衣服11上导致更大的(即限定的)变形。

用于传感器12的热纱线纤维可以是电阻纱线,其具有经由通过纱线施加电流(或生成电流)来生成/传导热(即作为由装置14、60的相应应用程序100、102实现的穿着者/用户的感官输出/输入)的能力。可以调节用于传感器12的纱线的电阻曲线,使得它可以提供多种温度曲线,其可以经由应用程序100、102选择。可以对开发的电阻纱线针对日常/常规使用进行耐洗牢度测试并进行认证,使得电阻特性(即电阻特性稳定性)中存在最小的变化,这可能另外影响传感器12的电阻纱线的加热曲线和功率要求。然而,还认识到,应用程序100、102可被配置为根据需要补偿电阻纱线/传感器12中的任何劣化。这样,结合有热纤维的传感器12的一种示例性用途是用于经由命令45从穿着者/用户或向穿着者/用户提供穿着者/用户的感官触觉的输入和/或输出。

用于传感器12的压电纱线可被用于在单个细丝/纤维中容纳多种感官特性(例如变形、热等)。例如,在传感器12中使用熔融纱线可用作压电纱线的全部被挤压为单丝的(例如导热的和/或导电的)活动段之间的绝缘体。例如,所设想到的是,这些纱线将具有经由命令45从穿着者/用户或向穿着者/用户在纺织品上产生通过新介质的运动的能力。

用于传感器12的电磁纱线可被用于通过磁场产生触觉反馈例如作为感官输入或输出。例如,通过传感器12的类似线圈的机织结构以及使用铁磁纱线/纤维,传感器平台9将会具有经由命令45从穿用者/用户或向穿用者/用户生成振动运动的能力。

传感器12的电刺激纤维可经由传感器平台9经由纺织品向皮肤提供/从皮肤接收不停顿的且抑制疼痛的电脉冲,作为一种新的感官模式。可将精通电气模拟的纱线/纤维经由传感器平台9结合在衣服11中、处于期望位置上并且被经由通过应用程序100、102和相关联的数据处理系统进行管理的低(即适当的)电流信号来操作。例如,电气脉冲可被传送到皮肤,这可经由命令45使穿着者/用户产生触感。

如所讨论的那样,在使用传感器平台9生成/发送和接收/处理命令45中,可以采用所提及的传感器/致动12模式中的任一种的组合。因此,可将变形合金、热纱线、压电纱线、电磁纱线、电气刺激纱线中的任一种用在传感器12中,并因此有助于赋予穿着者/用户相互发送和接收生理线索的能力。生理线索被定义为用于将基于身体的(例如拥抱)和/或基于情绪的(例如微笑、快乐、兴奋)表示为感官生物信号,以经由数据44a、44b进行生成/发送和接收/应用的命令/响应45。所认识到的是,命令45的使用可经由传感器平台9带来一系列新的人类交互,其被表现为人类感官输出/输入的社交复杂性和/或通过纺织介质(即被结合为衣服11或以其他方式处于衣服11中的传感器平台9)的传输。

传感器12可以由电活性聚合物或EAP组成,这些聚合物是当受到电场刺激时表现出尺寸或形状变化的聚合物。EAPS在受到机械变形的刺激的情况下,也会表现出电场变化。这种材料的最常见的应用是在执行器和传感器中。EAP的典型特性是它们在受力的同时将发生变形。例如,包含用于最佳导电性、柔韧性且易于制造的多种添加剂的EPDM橡胶可被用作传感器12的材料,以用于测量在穿着者的人类皮肤上测量到的电极阻抗。此外,EAP可用于测量ECG以及测量变形(即腰部的伸展并且因此可从EAP推断出呼吸)。可以根据需要使用表面电极、纺织品或聚合物测量ECG。

这些电极12能够记录诸如ECG之类的生物电势信号,而对于诸如EEG之类的低幅值信号,则经由路径30与壳体24内的电子部件15的有源电路耦合。ECG传感器12a可被用于收集反映穿着者的心率的信号并将其传送到计算机处理器16。这样,所认识到的是,作为传感器12的电极可根据需要由带10的(例如使用导电纤维(例如银丝/线)机织、编织、刺绣而成的)导电纱线/纤维构成。

就生物电阻抗而言,这些传感器12a、12b及其测量结果可被通过处理器16和内存18的指令进行分析(BIA),以估计身体成分,特别是体脂。就估计体脂而言,BIA实际上确定电阻抗或者通过穿着者的置于传感器12(例如12a、12b)之间的身体组织的电流的流动的阻力,其可随后被用于估计全身含水量(TBW),该全身含水量可被用于估计去脂体重,并通过与体重的差异估计体脂。

在应变感测方面,这些传感器12c可被作为应变仪,以利用导电率的物理性质及其对导体的几何形状的依赖性。当电导体12c在其弹性极限内被拉伸使得它并未破裂或并未永久变形时,传感器12c将变得更窄且更长,发生增大其端到端的电阻的变化。相反,当传感器12c被压缩使得它并未压弯时,传感器12c将变宽和变短,发生减小其端到端的电阻的变化。从应变仪的测量电阻,通过经由作用在存储器18指令的计算机处理器16给予传感器12的电源28,可以推断出感应应力的大小。例如,应变仪12c被布置成呈平行线的Z字形图案的长而细的导电纤维,使得与利用单根直线导电丝将会观察到的情况相比,沿平行线的取向方向的少量应力在这一系列导电丝中的导体表面的有效长度上导致成倍增大的应变测量值—从而导致成倍增大的电阻变化。就应变仪12c的位置/结构而言,应变仪可被围绕带10的圆周定位。另一实施例是应变仪12c位于该圆周的一部分中,例如以蛇形布置,设置在带10的(与穿着者的前部相邻的)前部52部分中。应变仪12c可被配置成用于在k欧姆范围内进行感测。

就温度传感器12d而言,该传感器用于测量穿着者的动态体温。例如,温度传感器12d可以是热敏电阻型传感器,其是热敏电阻器,该热敏电阻器的主要功能是当受到体温的相应变化的影响时表现出大的可预测的且精确的电阻变化。示例性凸轮包括当受到体温升高的影响时表现出电阻降低的负温度系数(NTC)热敏电阻和当收到体温升高的影响时表现出电阻增大的正温度系数(PTC)热敏电阻。其他温度传感器类型可以根据需要包括热电偶、电阻温度计和/或硅带温度传感器。还认识到的是,传感器12可包括触觉反馈传感器,其可以经由计算机处理器16响应于由处理器16自主处理的感测数据44a、44b和/或经由接口20从第三方装置60或穿着者(计算机装置40的操作者)接收到的指令而被致动。温度传感器12d的另一示例是可以使用纺织品将热电偶机织到带10的织物中,并通过紧密接近/接触直接耦合到穿着者的身体,以便获得更为准确的温度读数。

再次参考图1,一系列电子部件15也被定位在带10(即传感器平台9)上或以其他方式耦合于带10上,例如(即从穿着者面向外的)外表面13上,这一系列电子部件15包括计算机装置14(参见图3),该计算机装置14包括计算机处理器16、内存18,该内存18用于执行所存储的指令以接收和处理从传感器12获得的数据以及通过网络接口20与网络22(例如Wi-Fi、蓝牙、所附接的有线电缆等)通信以及发送电信号并从传感器12接收电信号。处理器16、内存18和网络接口20被安装在印刷电路板26上,该印刷电路板26被容置在附接于带10的壳体24中。温度传感器12d也被连接到PCB 24,该温度传感器12d用于测量穿着者8的体温。电源28(例如电池)同样被安装在该壳体中,用于为壳体24内的多种电气部件15以及位于壳体24外部的经由导电通信路径30(例如金属丝—参见图1—被编织到带10纺织品的编织/机织织物中)连接的传感器12a、12b、12c供电。根据需要,可以通过使用导电索环而将路径30耦合到传感器12。还提供了一系列运动传感器36(例如加速度计和陀螺仪),用于确定穿着者的运动(包括姿势),如下文进一步描述的那样。传感器12还可被设置为扬声器/麦克风(例如,用于听觉信号/与穿着者进行通信)、照明传感器(例如LED—用于视觉信号/与穿着者进行通信)和触觉/振动传感器(例如,致动器—用于运动/触摸信号/与穿着者进行通信)。

再次参考图2和图3,(作用于存储器18的指令)的处理器16可将(从传感器12)收集到的(呈原始格式和/或呈预处理格式的)数据44a发送到外部计算机装置40(例如智能手机或其他桌面应用程序)以查看和/或进一步处理感官数据。例如,装置40应用程序可以在显示器42(或其他类型的GUI界面)上显示呈控制面板型格式46的感测数据44a,以供穿着者(或供除已被针对数据44a提供访问权限的穿着者以外的其他人)查看。例如,可以提供呈控制面板格式的感测数据44a,该感测数据44a指示下列项目的实时值(或其他选定的动态周期频率):用于指示皮肤温度的波动的体温;用于指示穿着者的生理活动(即经由感测运动)的量或程度以及通过穿着者姿势的陀螺仪读数起作用(例如在带10被定位于穿着者的腰部的情况下)以及确定所消耗的卡路里数的计算;应变仪测量值(例如通过导电纱线),以指示穿着者在带10伸缩时的实时呼吸以及区分有助于姿势角度的应变程度的能力(即带和相关联的应变传感器12c在穿着者的姿势因弯腰而发生长度变化—在图2的内衣11的情况下);基于使用传感器12a感测到的ECG数据的实时心率测量值;以及基于使用传感器12b(以及可选择的12a,如下进一步所述)进行的电流感测的实时水合作用/体脂测量值。

所认识到的是,感测数据的多个源(例如具有活动/运动传感器36的温度传感器12d可被用于被存储在内存18中的算法中,以基于与体温相结合的活动来计算所消耗的卡路里)。感测数据44a类型的其他组合可包括例如但不限于:心率与活动数据的组合;心率与具有温度的活动数据的组合活动数据与生物阻抗数据的组合;用于确定呼吸速率数据的应变仪与用于确定运动水平的活动数据和心率数据的组合;等。还认识到的是,传感器类型读数的组合可由计算机处理器16使用,以基于具有典型传感器数据的活动类型的计算机模型来确定穿着者正在执行的锻炼活动类型,例如具有检测到的低水平心率的身体姿势的逐渐改变可能表明穿着者正在练习瑜伽。多重感测数据使用的另一类型可被用于加速度计和陀螺仪数据,使得在确定控制面板46的选定度量期间,可以使用两者或者使用一个而不考虑另一个。例如,在带10被定位于超重人士的腰部的情况下,陀螺仪的“非垂直”读数将并不指示(相对于垂直方向的)弯曲姿势,而是由于因身体成分所导致的腰带折叠所导致的。这样,陀螺仪读数的度数将会被从姿势确定的计算中减去。

再次参考图1,传感器12a、12b的位置可以使得它们被成对地定位在中心线50的任一侧上,以便在传感器12a、12b之间定位适当量的体重,以及提供通过穿用者的身体的适当的导电路径(例如交叉身体测量)。还认识到,传感器12a、12b的放置在肌肉噪声(肌肉动作会将信号噪声引入到相邻传感器12中)被最小化的身体区域中会是优选的。这样,在带10被设置于腰部的情况下,传感器12a、12b可被定位在带10中,处于邻近于穿着者的臀部和/或肾脏定位的位置中。所认识到的是,将传感器12a、12b定位在带10中以便与穿着者的任一侧的臀部相邻(即将这对传感器中的两个传感器12a、12b都定位在带10的中心线56的一侧)将会在穿着者活动受到抑制(例如静止不动)时,提供较低的信号幅度/质量,但也会在穿着者活动时有利地提供较高的信号质量(因为与腰部周围的其他区域相比,所使用的邻近于臀部区域的肌肉质量是最少的)。

还应认识到的是,传感器12a、12b的位置可被定位于从前向后行进的中心线50的任一侧,而非(穿着者的)从一侧到另一侧行进的中心线56的任一侧,因为用于典型的穿着者的间隔距离从一侧到另一侧而非从前到后是较大的(即在臀部之间比在脊柱与肚脐之间更宽)。

此外,用于传感器配置的一个示例性选项是四电极ECG传感器配置。这种ECG设计的成本可能是一个因素,然而该设计可能潜在地带来更好的信号性能。四传感器ECG设计背后的理论是,处理器16可以在(多对ECG传感器配置中的)每一对传感器之间切换,以找到信号质量最好的传感器,并在感测到的穿着者的运动期间使用那个传感器。

再次参考图3,处理器16和相关联的存储器18的指令可被用于通过同时利用ECG传感器12a和传感器12b两者,(基于接收到的传感器12的读数)确定生物阻抗值。这是有利的,因为由于由传感器12b生成的信号幅度使EGC传感器12a过饱和,因此(使用传感器12a进行的)EGC感测不能与(使用传感器12b进行的)生物阻抗感测同时发生。这样,所认识到的是,处理器16在ECG读数和生物阻抗读数之间轮转(即这些读数被顺序地而非并行地完成)。这样,在获取生物阻抗读数期间,处理器指令向位于中心线50的一侧上的作为驱动器的传感器12a、12b两者供电,并向位于中心线50的另一侧上的作为收集器的传感器12a、12b两者供电。这样,所认识到的是,传感器对12a和传感器对12b的定位可以是关于中心线50、56对称的。

参照图3和图4,计算机装置14可被用于接收感测到的数据44a/将感测到的数据44a发送到离带计算机装置40,该离带计算机装置40可随后使用其自身的定制应用程序43(例如100、102)来处理感测到的数据44a,以向穿着者/用户告知他们的身体/心理状态,告知可由穿着者/用户主动完成的可能的改变/更改。例如,应用程序43可以报告与随时间流逝的温度和活动的组合有关的感测数据44a,作为穿着者的睡眠质量的指标。此外,应用程序43可将穿着者的确定的情绪状态通知穿着者(例如基于呼吸数据和活动数据与可选的ECG数据的组合),并持续监测该数据组合以告知穿着者是否由穿着者采取的步骤正在积极地影响该确定的情绪状态。另外,应用程序43可以例如基于应变仪数据和活动数据的组合来跟踪和报告穿着者的活动程度及其质量/性质。此外,应用程序43可响应于基于感测到的数据(例如活动、心率等)确定的穿着者的情绪和/或温度,与用户6的其他外部计算机联网装置60(参见图3)以及向用户6/穿着者8提供预定义功能的其他联网装置60交互,这些联网装置60例如但不限于音乐系统、加热系统、照明系统等。例如,用户6、穿着者8的命令45可被发送到穿着者8、用户6的联网装置60,作为改变装置60的功能的引导。

参照图5和图6,以分解图示出了带10的替代实施例。特别地,带10由前带部分61和后带部分62组成,使得部分61具有传感器12a、12b,其中,通信路径30将传感器12a、12b电连接到相应的连接器64(其连接到PCB 26的相应连接器部分(参见图3),以便将传感器12a、12b电耦合到网络接口20)。带部分62具有切口66,以便在将带部分61、62彼此组装在一起(例如,例如通过经由相邻放置的表面70进行缝合而联接在一起)时,将传感器12a、12b接收在切口66中,由此在将表面111用于与皮肤接触时,传感器12a、12b的表面68与穿着者的皮肤接触。所认识到的是,导电路径30可以是与包含带部分61的材料的电绝缘纤维交织的导电纤维。

参照图7,示出了传感器12a、12b中的一个的示例性侧视图,使得部分61、62被组装并且传感器12a、12b被接收在切口66中(参见图5、图6)。重要的是注意,传感器12a、12b自身从皮肤接触表面111延伸距离X,从而提供了与穿着者的皮肤的改善接触。特别地,传感器12a、12b可具有表面68的导电部分72(即被耦合至延伸穿过背衬材料74的通信路径30)及凸起的背衬材料74,以提供传感器12a、12b的导电部分72从表面111的相应延伸。例如,背衬材料74可以由与结合有带部分62的材料的纺织用纤维(即电绝缘纤维)交织的电绝缘的交织纤维构成。

参照图8,示出了带部分61的另一实施例,其示出了与包括带部分61的材料的其他绝缘纤维以蛇形方式编织/机织的应变仪传感器12c。这样,如图7中所示,所认识到的是,一旦组装好,带部分62就将会覆盖应变仪传感器12c,并由此使穿着者的皮肤与应变传感器12c的导电纤维并不直接接触。图9示出了应变传感器12c的另一几何构造。

参考图5至图8,所认识到的是,它们包含通信路径30(例如迹线)和应变传感器12c本身的示例性几何布局。所示出的传感器12a、12b、12c和带部分61、62的结构是有利的,因为(路径30和一个或多个传感器12c的)整个图案实际上被作为织物的一个组装(例如,交织)层包含在覆盖部分60、62内,但是(路径30和一个或多个传感器12c的)迹线正在编织在编织图案内,并因此作为其结构而是绝缘的,因而抑制了对于外部绝缘件(胶粘物、层压件等)的任何需要,以便抑制住电荷从迹线到穿着者的皮肤的不合乎要求的施加。此外,传感器12a、12b本身的3D形状(例如,从其表面111的延伸)可以改善传感器12a、12b与皮肤的接触,并且可以在多种皮肤状况(干燥或潮湿)下收集生物特征数据。

参照图10,示出了衣服应用程序100,该衣服应用程序100通过网络22与多个联网装置60双向通信,每个联网装置60均具有能够经由网络22与衣服应用程序100发送和接收数据44a、44b、45(即双向)的装置应用程序102。所认识到的是,衣服应用程序100可以经由接口20(例如API)接收生物特征数据44a、44b,然后可以基于(例如原始的或以其他方式处理过的)数据44a、44b发送命令45到:(从其收集生物特征数据44a的)传感器平台9;和/或一个或多个联网装置60,以便经由在装置60上运行的装置应用程序102影响(例如其相应的传感器平台9的、具有诸如音乐选择/播放等之类的预定义的装置功能的)联网装置60的操作。例如,装置应用程序102可以是在家用温度调节器60上运行的温度调节器应用程序102,并且由此能够指令温度调节器60提高或降低由温度调节器控制的温度设定,从而认识到在下文中通过示例描述的其他双向使用示例。此外,如上所述,装置60可以具有其自身的传感器平台9,并且因此能够经由传感器12收集和/或表达感官输入/输出。所认识到的是,穿着者8和用户6都可以具有装置14、60、40,这些装置具有传感器平台9和/或预定义的装置功能(例如温度调制、音乐播放等)。所认识到的是,传感器12可被用于生成多组(例如第一组、第二组等)生物特征数据,以便针对联网装置监测改变操作特性的有效性/效果。例如,当联网装置60的温度设定被(基于第一组生物特征数据)改变以提高/降低温度时,来自传感器12的第二组生物特征数据应指示出已经提高/降低了穿着者的皮肤温度。

衣服应用程序100可接收由结合在衣服11(例如衬衫、裤子/短裤、背心、内衣、帽子和/或结合有作为带10的一部分或位于带10的外部的传感器12的任何其他衣服类型)中的传感器12、36收集到的生物特征数据44a、44b。衣服应用程序100可以与其他外部计算机联网装置60交互(参见图10,例如但不限于音乐系统装置60、加热系统装置60、照明系统装置60以及具有被配置为经由衣服应用程序100与衣服11的穿着者8交互的传感器平台9的其他装置60)。所认识到的是,衣服应用程序100可以是在一个或多个计算机平台上运行的一个或多个应用程序100,例如但不限于在计算机装置14上执行的衣服应用程序100、在外部装置40(例如穿着者的移动装置)上执行的衣服应用程序100和/或根据需要被托管(host)在网络服务器41上的穿着者账户上的基于云的衣服应用程序100。在任何情况下,无论这一个或多个以不同的方式托管的衣服应用程序100如何,衣服应用程序100都被配置为接收由计算机处理器16从传感器12、36收集到的生物特征数据44a、44b、可选择地处理或以其他方式分析生物特征数据44a、44b、将数据44a(即原始数据或经处理数据)与一个或多个存储的阈值或规则集45(以下进一步描述)进行比较,以生成命令45,用于指示装置应用程序102修改相应联网装置60的功能行为(例如操作特性),以便与联网装置60进行通信以传送命令45以及响应于接收到命令45对来自联网装置60的命令提供响应45(例如,对联网装置60接收数据、处理数据等的确认)。如下文进一步描述的那样,命令45可以由衣服应用程序100响应于基于感测数据44a、44b(例如活动、心率等)确定的穿着者的情绪和/或温度而生成。

同样,衣服应用程序102可接收由被结合在衣服11(例如衬衫、裤子/短裤、背心、内衣、帽子和/或结合有作为带10的一部分或位于其外部的传感器12、36的任何其他衣服类型)中的传感器12、36收集到的生物特征数据44a。衣服应用程序102可以与其他外部计算机联网装置14(参见图10,例如但不限于音乐系统装置14、加热系统装置14、照明系统装置14以及具有被配置为经由衣服应用程序102与衣服11的用户6交互的传感器平台9的其他装置14)交互。所认识到的是,衣服应用程序102可以是在一个或多个计算机平台上运行的一个或多个应用程序102,例如但不限于在计算机装置60上执行的衣服应用程序102、在外部装置40(例如用户的移动装置)上执行的衣服应用程序102和/或根据需要被托管在网络服务器41上的用户账户上的基于云的衣服应用程序102。在任何情况下,无论一个或多个以不同方式托管的衣服应用程序102如何,衣服应用程序102都被配置为接收/生成由计算机处理器16从传感器12、36收集到的生物特征数据44a、44b、可选择地处理或以其他方式分析生物特征数据44a、将数据44a(即原始数据或经处理数据)与一个或多个存储的阈值或规则集(以下进一步描述)进行比较,以生成命令45,用于指示装置应用程序100修改相应的联网装置14的功能行为、以便与联网装置45通信以传送命令以及响应于接收该命令45而对来自联网装置14的命令提供响应45。如下进一步所述,命令45可由衣服应用程序102响应于基于感测数据44a(例如活动、心率等)的组合确定的用户6的情绪和/或温度来生成。

再次参考图10,衣服交互服务101可以例如在服务器41上实现,然而,根据需要,它也可以被全部或部分地托管在外部装置40上。衣服交互服务101(参见图11)包含利用衣服应用程序100注册的穿着者账户110以及利用其联网装置60的相应装置应用程序102注册的相应装置账户112(即用户6账户)。在账户110、112之间进行网络22交互之前,利用服务101注册账户110、112。例如,希望与用户6的装置60进行通信以及反之亦然的装置14的穿着者8可以利用交互服务101注册以及注册联网装置应用程序100、102,从而创建账户110、112。使用账户110、112,交互服务101可以接收数据44a、44b、命令45和响应45,从而充当第三方服务器/服务,以用于协调穿着者8和用户6之间的网络22交互。

账户110、112可以包含注册信息,例如但不限于:穿着者/用户登录和密码账户信息、用于装置14、60操作的穿着者/用户设置信息114(例如,基于穿着者/用户参数设置的期望的装置14、60操作)、装置操作设置116(例如,可基于接收到的命令45进行访问以允许修改的允许功能)等。所认识到的是,传感器12可被用于生成多组(例如第一组、第二组等)生物特征数据,以便针对联网装置监测更改操作特性的有效性/效果。例如,当联网装置60的操作特性设置被(基于第一组生物特征数据)改变时,来自传感器12的第二组生物特征数据应指示穿着者的测量到的生物特征数据已经因此增加/减少(即联网装置60可被用于分析随着时间的流逝来自传感器的生物特征数据—通过将第一组与第二组及后续组进行比较)来查看操作特性的变化是否对穿着者产生影响(从而导致由生物特征数据表示的感测参数—例如温度、活动水平、穿着者身体的姿势等—的幅度发生变化),如通过经由传感器12持续/定期地采样的生物特征数据所表示的那样。

例如,就穿着者/用户设置信息114而言,穿着者/用户可以针对不同的穿着者/用户情绪来指定(如由音乐系统装置60播放的)音乐类型选择,例如但不限于用于活跃的但被视为快乐/满足的穿着者情绪的“舒适听”音乐、用于在休息的情况(例如睡眠)期间使穿着者平静的“放松听”音乐、用于刺激穿着者使其变得更为在身体上更为活跃的“活跃听”音乐等。其他设置114可以包括例如但不限于:基于确定的穿着者活动水平/心理状态(由照明系统装置14、60调节)的期望照明水平、基于所确定的穿着者活动水平/心理状态(由加热/冷却系统装置14、60调节)的温度设置、基于所确定的穿着者活动水平/心理状态(由汽车系统装置14、60调节)的汽车的运行模式和/或基于驻留在衣服11的织物上/中的传感器平台9的功能装置的衣服11本身,这些功能装置例如但不限于致动器(例如能够向穿着者/用户施加电气/振动刺激的电子传感器12、能够向穿着者/用户施加热量的加热装置12、能够去除热量或以其他方式冷却穿着者/用户的冷却装置12和/或可以基于接收到使用感测的和(例如经由应用程序100)处理过的生物特征数据44a、44b生成的命令45来改变其功能状态的任何其他装置12)。穿着者/用户设置信息114的另一示例用于位置设置,使得穿着者/用户可以指定某些物理位置的定义(例如定位X代表穿着者的住所,定位Y代表穿着者/用户的工作/职业,定位Z代表穿着者/用户偏爱的爱好,定位X1代表穿着者/用户在家中的位置—例如卧室等)。还认识到的是,穿着者/用户设置信息114可被用于基于装置14、60与相邻装置的共同注册(例如,可以使用将装置与外部装置40配对以指示穿着者/用户何时在体育馆锻炼身体、驾驶汽车等)来定义穿着者/用户环境。这样,所认识到的是,还可以基于从传感器/装置12、13获得的信息(例如,与诸如汽车通信系统、驻留在外部装置40上的GPS传感器等之类的另一装置14、60的当前蓝牙连接性)向衣服应用程序100、102通知穿着者/用户活动/心理状态。

鉴于上述内容,所认识到的是,衣服应用程序100、102负责定期(例如基于确定的数据44a、44b报告的常规频率)和/或根据请求(例如响应于生成的并被发送到联网装置14、60的命令45,其又改变联网装置14、60的操作状态)。以这种方式,按照计划的周期和/或一旦请求,衣服应用程序100、102可被用于监测一段时间内的穿着者/用户的身体/心理状态,并且如由穿着者/用户设置114所指示的那样,可基于接收到的和所解释的生物特征数据44a、44b调节联网装置14、60中的一个或多个的操作功能。

所认识到的是,衣服应用程序100、102可以访问多个数据模型109,以用于比较来自两个或更多个不同传感器类型(例如,活动传感器和温度传感器、温度传感器和ECG传感器、活动传感器和姿势传感器、活动传感器和位置传感器等)的多个生物特征数据44a、44b。数据模型109各自代表一系列数据44a、44b值的组合,其定义了穿着者/用户的特定期望的(或不期望的)身体/心理状态(例如由穿着者/用户所定义)。例如,数据44a、44b可以包括:1)住所(例如卧室)的位置、一天中的时间(例如夜间)、温度读数(例如升高)和活动读数(例如穿着者/用户运动),2)可由衣服应用程序11接收到和3)与数据模型109相比,该数据模型109代表了穿着者/用户的预期睡眠模式。在数据44a、44b与睡眠数据模型109的预期睡眠模式相匹配的情况下,衣服应用程序100、102就将不会生成任何命令45,并由此尝试调节或以其他方式影响与睡眠数据模型109相关联的任何联网装置14、60(例如,温度调节器60、音乐系统60等)。

这样,参考用于命令操作200的图12,衣服应用程序100接收202生物特征数据44a、44b(以及由第三方装置提供的任何其他数据,该第三方装置为例如但不限于外部装置40),这些生物特征数据包括从传感器12、36收集/接收到的多种数据类型。例如,衣服应用程序100可被配置为周期性地(例如每10秒)从衣服11的每个传感器12、36接收数据44a、44b。响应于接收202到的数据44a、44b,衣服应用程序100可以基于收集到的数据44a、44b构建204用于命令/通知45的数据44a、44b,并且生成206一个或多个命令/通知45。所认识到的是,每个数据模型109将会具有一组指令111(参见图10),用于确定/建议在数据44a、44b匹配(或不匹配)的情况下什么动作是合适的,以及在何种程度上在这一个或多个数据模型109中隐含的数据模式与由传感器12、36提供的(具有不同数据类型的)多个数据44a、44b匹配或不匹配。

衣服应用程序100的继图12之后的操作的一个示例是用于监测200穿着者8的睡眠或休息状态。例如,衣服11通过由衣服应用程序100接收到的传感器12、36的数据202可以指示穿着者8的活动水平(例如加速度计数据44a、44b)、穿着者8的温度水平(例如温度传感器数据44a、44b)以及穿着者8的姿势或身体姿态水平(例如应变传感器或陀螺仪数据44a、44b)。衣服应用程序100可将这些接收到的这些数据44a、44b水平与睡眠数据模型109的一个或多个睡眠模式/阈值进行比较204,以便确定205穿着者8是否具有匹配(例如代表安稳睡眠)或不匹配(例如代表受到打扰的/断断续续的睡眠)睡眠数据模型109的睡眠模式的睡眠片段。在步骤206,基于匹配度或不匹配度,衣服应用程序100可生成206针对传感器平台9的下列装置的指令:a)一个或多个联网装置60和/或b)(如通过指令111与数据模式109相关联的)一个或多个传感器/执行器12,并将命令(经由计算装置14)发送208到传感器平台9和/或到联网装置60,并从传感器平台9和/或联网装置60接收反馈45(例如确认响应、指示联网装置60的操作功能的变化或变化程度的响应、来自传感器平台9的其他生物特征数据44a、命令45的合成形式(resultant form)处理)。

在睡眠示例的情况下,联网装置40的衣服应用程序100可以基于这组规则111生成206温度升高命令45,升高限定量(例如2摄氏度),并且将该命令45发送208到穿着者8的温度调节器60和/或传感器平台9。衣服应用程序100可以(经由计算装置14)从温度调节器60和/或传感器平台9接收温度升高命令的确认45,并且可以随后(例如经由其他编程的周期或请求数据)监测210穿着者8的其他数据44a,以经由其他数据模型109比较212确定新/经修改的数据44a(所发出的命令45的结果)是否表示由数据模型109所代表的穿着者的活动/心理状态的所期望的改变(例如改善)213,或者缺乏其改善。在步骤213处存在所期望的改变的情况下,衣服应用程序100将会避免向联网装置60(和/或传感器平台9)发出其他命令45,并因此经由数据的其他周期性的接收继续监测202穿着者8并与数据模型109进行比较。如果在步骤213处确定的改变/未改变需要发出其他命令45(例如睡眠已得到改善,但未达到模型109数据模式中所表示的可接受水平),则衣服应用程序100返回到步骤206。

在上述示例中,睡眠数据模型109的一个可能的数据模式是穿着者8的温度是低的(例如,穿着者太冷),并且穿着者的活动/运动水平也被提高(例如穿着者辗转反侧)。所发出的命令45将会提高到达温度调节器60和/或传感器平台9的室温(以使用热致动器12来提高传感器平台9中的热致动器12的温度)并且衣服应用程序100将会监测温度变化的影响,例如穿着者温度的升高。随后经由新数据44a监测到的穿着者8的活动水平提高到睡眠数据模型109中定义的可接受水平将会使衣服应用程序100返回到步骤202运行。相比之下,随后经由新数据44a监测到的穿着者8的活动水平降低/不变(表示睡眠数据模型109中定义的不可接受水平)将会使衣服应用程序100、102返回到步骤206运行,以便继续提高室温(或经由加热致动器12继续提高衣服11的温度),以便促进穿着者8的体温升高和/或活动水平降低。还认识到的是,方法200可被用于(由用户6)激活穿着者8的传感器平台9的一个或多个传感器12,以便向穿着者8提供感官输出,例如背部上的轻拍/摩擦。这样,所认识到的是,提供了响应于由其传感器平台9向用户6的装置60报告的感测到的活动(例如睡眠)或穿着者8的其他心理/身体状态再次确保或以其他方式与某人(即用户6与穿着者8)进行远程交互的社交示例。

鉴于以上睡眠示例,所认识到的是,可以通过穿着者8的联网装置40的应用程序100周期性地监测收集到的生物特征数据44a,同时生物特征数据44a由应用程序100解释并且命令45被生成以实现穿着者8的传感器平台9中的致动器12的进一步操作。鉴于上述睡眠示例,所认识到的是,收集到的生物特征数据44a可由穿着者8的该联网装置40的应用程序100定期地监测,同时生物特征数据44a由生物应用程序100进行解释,并且命令45被生成以实现在穿着者8附近的其他联网装置60的进一步操作。鉴于上述睡眠示例,所认识到的是,收集到的生物特征数据44a可由穿着者8的联网装置40的应用程序100定期性地监测,同时生物特征数据44a由应用程序100解释,并且命令45被生成以实现穿着者8附近的其他联网装置60的进一步操作,以及实现穿着者8的传感器平台9中的致动器12的进一步操作。

所认识到的是,与衣服应用程序100和装置应用程序102配对的衣服11的潜在应用的数量可以是很多的。另一示例是衣服应用程序100在不存在身体活动水平的相应增加的情况下检测(即经由感测数据44a)升高的心率(其仍具有可接受的标准—即并不指示心脏病发作)。穿着者8的该身体状态(如定义的那样/匹配的数据模型109)可以指示正由用户6(即执业医生,其中,穿着者8为其患者)治疗的焦虑或心脏病发作或医疗疾病/状况的其他身体症状。在这种情况下,可以经由数据模型109的指令111对衣服应用程序100进行编程,以向用户6的联网装置60指示/报告穿着者8的周期性的/实时的身体状态。

所认识到的是,经由多种不同的传感器12、36类型及其数据的组合,数据模型109可被通过指令和数据模式111用于定义穿着者8的更为复杂的状态。例如,可以作为匹配(或不匹配)代表当前心理状态的数据模型109的这多个感测数据44a、44b的组合来确定该心理状态(例如快乐、悲伤、焦虑、激动、沉稳、沮丧、放松等)。例如,用于心率、温度、活动水平和姿势的数据44a、44b可被组合使用,以基于由心理/身体状态数据模型109表示的心理/身体状态建模来定义和预测穿着者8的当前心理/身体状态。

另一示例是衣服应用程序100检测(即经由感测数据44a)穿着者8的肢体中肿胀加剧。穿着者8的该物理状态(如定义的那样/匹配数据模型109)可以指示正由用户6(即执业医生,其中,穿着者8为其患者)治疗的医疗疾病/状况的身体症状。在这种情况下,可以经由数据模型109的指令111对衣服应用程序100进行编程,以生成命令45(即生物特征数据44b)以致动传感器平台9中的致动器12,从而向肿胀区域施加压力以试图影响穿着者8的周期性的/实时的身体状态。

所认识到的是,经由多种不同的传感器12、36类型及其数据的组合,数据模型109可被通过指令和数据模式111用于定义穿着者8的更为复杂的状态。例如,当前生理状态可被作为匹配(或不匹配)表示期望生理状态的数据模型109的多个感测数据44a的组合的结果予以确定。例如,可以将用于肿胀、温度和姿势的数据44a作为组合用于基于由生理状态数据模型109表示的生理状态建模来定义和预测穿着者8的当前生理状态。

所认识到的是,在如图12中所示的操作200并未减轻或以其他方式消除由衣服应用程序100使用感测数据44a执行的数据模型109的确定的匹配/不匹配(即如经由与数据模型109的比较所确定)的情况下,衣服应用程序100可经由设置114被编程以向指定装置60发送指示潜在的紧急情况/危机事件的通知50。例如,该指定装置60可以是家庭成员、执业医生、通知服务或朋友的装置,其将会接收通知45并且可以被告知穿着者的活动/心理状态和/或被以其他方式鼓励以执行某些动作(例如接触穿着者8、联系执业医生等)—参见图10。装置60也可以是穿着者8的外部装置40,从而为穿着者8提供其情形的直接指示(例如“您太兴奋了,也许您需要冷静下来?”)。

同样认识到的是,操作200可被用于确定穿着者8的实际考虑的有害/紧急状况,例如心脏病发作、车祸或其他身体创伤、绑架等,使得数据模型109被用于(通过将数据44a与数据模型109的规则和数据模式111相比较的衣服应用程序100)指示/确定数据44a在数据模型109中定义的预期标准/阈值之外(或之内)。例如,当与数据模型109相比较时,数据44a可指示心脏病(例如经由ECG读数44a和活动读数44a)、中风(例如EGC读数44a和活动水平读数44a)、绑架(例如焦虑水平读数44a、活动水平读数44a和位置/位置变化读数44a)等。

另一示例性操作200可以用于个体穿着者8的计划身体活动(例如骑自行车、慢跑)。表示心理活动/状态的数据模型109可由衣服应用程序100用来监测穿着者的生物特征数据44a,并经由计算机装置60(例如声音、光或其他触觉命令/感官44b)和/或经由外部装置40(例如装置40的屏幕上的声音和/或消息)向用户6报告,并因此基于其,用户6可以在执行该活动的同时向穿着者8发送建议45。例如,穿着者8的专注度(例如心理状态)可由衣服应用程序100经由感测数据44a及与表示活动的数据模型109进行的比较来进行监测(例如作为受监测体态、呼吸频率、心率等的结果),并且因此可由用户6向穿着者8(即经由装置14、40)发送指示专注度位于阈值之外(例如太低)并且因此穿着者8应该进行校正(例如重新聚焦)。再次,根据上述操作200,穿着者8的动态心理状态可由衣服应用程序100连续地监测,并因此被告知用户6(以数据44a、44b与数据模型109的比较)并因此将会将其他建议(例如重新聚焦)45发送给穿着者8。作为选择,作为持续监测的结果,可以将检测到的心理状态(例如专注度)回到可接受的标准内的通知45发送给穿着者8。

还认识到的是,数据模型109可被用于基于与特定活动类型模式相匹配的感测数据44a、44b来检测用户/穿着者正在执行的身体活动的类型(例如瑜伽、骑自行车等)。一旦被检测到,衣服应用程序100就可以选择使用代表检测到的活动类型的适当数据模型109,以在正在进行活动时向用户6通知穿着者8的状态(例如身体/心理)。身体活动可以是例如但不限于以下活动:剧烈的身体活动,例如身体运动(例如骑自行车、跑步、举重锻炼等);非剧烈的身体活动/运动(例如投掷飞镖、瑜伽、太极拳等);积极/全神贯注的心理活动,例如在穿着者的工作地点进行的计算机工作;轻松的心理活动,例如阅读/放松/听音乐/冥想;等。在任何情况下,所认识到的是,数据模型109可被用于基于与如上结合操作200描述的所必需的数据模型109相比的感测数据44a、44b,可选择地检测并同样监测穿着者8的身体/心理活动。

参照图13,示出了数据处理系统300的框图。所认识到的是,可以根据需要在装置40、41、60中的任一个或多个上实现数据处理系统300。每个装置40、41、60通常包括陆用支持网络的个人计算机。然而,本发明并不限于与个人计算机一起使用。例如,在将网络22配置为便于进行无线数据通信的情况下,一个或多个联网装置40、41、60可以包括无线通信装置,例如支持无线的个人数据助手、平板电脑或支持电子邮件的移动电话。装置40、41、60能够向该系统提供数据44a、44b,以便确定/生成模型109以及利用所存储的模型109来预测/报告实时心理/生理状态,如由示例所述。装置40、41、60的用户(例如穿着者8、用户6、系统管理员、分析师等)可以与所提供的数据44a、44b进行交互。

如图13中所示,数据处理系统300可以包括被耦合到网络22的网络接口302、用于接收和呈现(例如经由文本、声音、图片、视频、光和/或触觉反馈)数据44a、44b、命令45和与网络接口302和用户界面304(例如经由计算装置14)通信的数据收集/处理传感器平台9。通常,网络接口302包括以太网网络电路卡,但是,网络接口302可还包括用于通过通信网络22进行无线通信的RF天线。优选地,用户界面304包括数据输入装置(例如键盘、麦克风或书写板)和显示装置(例如CRT或LCD显示器)。数据处理系统300包括中央处理单元(CPU)308和均与CPU 308通信的非易失性记忆存储装置(DISC)310(例如磁盘内存或电子内存)和读/写内存(RAM)312。DISC 310包括数据,当被加载到RAM 312中时,该数据包括用于CPU 308的处理器指令,这些处理器指令定义了用于允许装置40、41、60操作应用程序100、102的内存对象。

鉴于对于存储器310作出的以上描述,存储器310可被配置为按顺序保持所存储的数据(例如模型109和相关数据),并且关于所存储的数据的主要(或唯一)操作是添加所存储的数据以及从存储器删除所存储的数据(例如FIFO、FIAO等)。例如,存储器310可以是用于包含和随后访问所存储的数据的线性数据结构和/或可以是用于包含和随后访问所存储的数据的非线性数据结构(例如模型109、相关的模型数据、例如(例如特征、效果等)、数据44a、44b、应用程序100、102等)。此外,存储器310接收多种实体(例如适用的数据/指令),其被存储并保持以进行稍后处理。在这些上下文中,存储器310可以执行缓冲区的功能,该缓冲区是用于在将其从一个位置移动到另一位置的同时临时保存数据的内存区域。通常,当在一台或多台计算机内/之间的进程之间移动数据时,这些数据被存储在内存中。所认识到的是,存储器310可以以硬件、软件或其组合来实现。当在接收数据所处的速率/时间与可以处理数据所处的速率/时间之间存在差异时,存储器310被用在该系统中。

此外,本领域技术人员将理解的是,本文中所述的内存/存储器310是可以以电磁或光学形式保持数据以供计算机处理器/模块40、41、60访问的位置。可存在通用用途:首先,内存通常用于表示通过输入/输出操作(例如硬盘和磁带系统)和其他形式的存储器(不包括计算机内存和其他计算机内存储器)连接到计算机的装置和数据。其次,在更为正式的用法中,内存/存储器已被分为:(1)主存储器,其将数据保存在内存(有时被称为随机存取存储器或RAM)和其他“内置”装置(例如处理器的L1高速缓存)和(2)辅助存储器,其使用输入/输出操作将数据保存在硬盘、磁带和其他装置上。由于存储器与处理器的接近程度或由于存储装置的性质,导致主存储器的访问速度可能比辅助存储器快。另一方面,辅助存储器可以比主存储器保存更多的数据。除RAM之外,主存储器包括只读存储器(ROM)以及L1和L2高速缓存存储器。除硬盘之外,辅助存储器包括一系列装置类型和技术,其包括软盘、压缩驱动器、独立磁盘冗余阵列(RAID)系统和全息存储器。保持存储器的装置被统称为存储介质。

数据库是存储器310的一个实施例,其是信息集合,该信息被进行组织使得可以容易地对其进行访问、管理和更新。在一种视图中,可以根据内容类型对数据库进行分类:书目、全文、数字和图像。在计算中,有时根据数据库的组织方法对数据库进行分类。最流行的方法是关系数据库,这是一个表格数据库,在其中定义了数据,使得可以以多种不同的方式来对其进行重组和访问。分布式数据库是可以在网络中的不同点之间进行分散或复制的数据库。面向对象的编程数据库是与对象类和子类中定义的数据相一致的数据库。计算机数据库通常包含数据记录或文件的集合。通常,数据库管理器为用户提供控制读/写访问、指定报告生成以及分析使用情况的能力。数据库和数据库管理器普遍存在于大型主机系统中,但也存在于小型分布式工作站和中型系统(例如AS/400)中和个人计算机上。SQL(结构化查询语言)是一种标准语言,用于从数据库(例如IBM的DB2、Microsoft的Access以及来自Oracle、Sybase和Computer Associates的数据库产品)进行交互式查询和更新。

内存/存储器也可被定义为计算机的微处理器可以快速到达的用于指令和数据的电子存放地。当计算机正常运行时,其内存通常包含操作系统的主要部分和应用程序的部分或全部以及正在使用的相关数据。内存通常被用作用于随机存取存储器(RAM)的较短的同义词。这种内存位于在物理上与计算机中的微处理器接近的一个或多个微芯片上。

就服务器而言,所认识到的是,作为用于应用程序100、102的主机的装置40、41、60可被配置为硬件、软件或者通常为硬件和软件的组合,以提供经由网络22作为套接字收听器运行的网络实体。所认识到的是,与一个或多个客户端进程共享资源(例如数据)的任何计算机化进程都可被分类为网络系统中的服务器。术语服务器也可被概括为描述主机,该主机被部署以执行一个或多个这种程序,使得该主机可以是经由网络22将其他计算机或电子装置链接在一起的一个或多个经配置的计算机。可以通过网络22例如向大型组织内的私人用户或经由因特网22向公共用户提供专门服务。在网络系统中,服务器可以具有专用功能和/或可以共享所描述的功能。企业服务器是在商务环境中使用的服务器,并且可以在任何有能力的计算机硬件上运行或由其运行。从硬件的角度来看,word服务器通常指定旨在于网络22环境的巨大需求下运行软件应用程序的计算机模型。在此客户端—服务器配置中,一台或多台机器(计算机或计算机应用)彼此共享信息,其中,一台充当另一台的主机。尽管几乎任何个人计算机都可以充当网络服务器,但是专用服务器将包含使其更适用于生产环境的特征。这些特征可包括更快的CPU、增强的高性能RAM以及通常不止一个大型硬盘驱动器。更明显的区别包括电源、网络连接乃至服务器本身的明显冗余。

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