編譯/VR陀螺
近日,美國(guó)專利商標(biāo)局公布了Facebook一項(xiàng)專利,該專利支持他們此前曝光的手腕設(shè)備,主題為 "可穿戴電子設(shè)備和擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),包括神經(jīng)肌肉傳感器"。
該發(fā)明的技術(shù)涉及檢測(cè)和解釋神經(jīng)肌肉信號(hào)的系統(tǒng)和方法,用于在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)環(huán)境以及其他類型的擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)環(huán)境中執(zhí)行動(dòng)作,如虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)環(huán)境、混合現(xiàn)實(shí)(MR)環(huán)境,等等。
可穿戴的EMG傳感器腕帶
Facebook的專利圖8A說(shuō)明了一個(gè)可穿戴系統(tǒng),該系統(tǒng)有多個(gè)傳感器(#810)周向排列在一個(gè)彈性帶(#820)周圍,從結(jié)構(gòu)上看可穿戴在用戶的下臂或手腕上。這些傳感器可以是神經(jīng)肌肉傳感器(例如,EMG傳感器)。如圖所示,可能有16個(gè)傳感器以規(guī)則的間距圍繞彈性帶周向排列。
圖源:patentlyapple
可穿戴系統(tǒng)(如臂帶、腕帶、大腿帶等)可用于產(chǎn)生控制信息,以控制機(jī)器人、車輛、滾動(dòng)文本、虛擬化身和/或執(zhí)行任何其他合適的控制任務(wù)。
在一些實(shí)施例中,傳感器可以只包括一組神經(jīng)肌肉傳感器(例如,EMG傳感器)。在其他實(shí)施方案中,傳感器可以包括一套神經(jīng)肌肉傳感器和至少一個(gè)輔助設(shè)備。輔助設(shè)備可被配置為連續(xù)感應(yīng)和記錄一個(gè)或多個(gè)輔助信號(hào)。
輔助設(shè)備的例子包括但不限于IMU、麥克風(fēng)、成像設(shè)備(例如照相機(jī))、用于輻射生成設(shè)備(例如激光掃描設(shè)備)的傳感器、心率監(jiān)測(cè)器以及其他類型的設(shè)備,它們可以捕捉用戶的狀況或其他特征。
如圖8A所示,傳感器可以使用納入可穿戴系統(tǒng)的柔性電子器件(#830)耦合在一起。圖8B是圖8A中所示的可穿戴系統(tǒng)的一個(gè)傳感器的橫截面圖。
圖源:patentlyapple
Facebook的專利圖10示意性地展示了一個(gè)使用EMG傳感器和攝像頭的實(shí)施例。例如,圖10顯示了用戶的手臂和手#1010,它是由一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)和節(jié)段組成的,它可以被描繪成肌肉骨骼的代表。
更特別的是,用戶的手(#1020)是由關(guān)節(jié)連接的。手臂和手的位置和節(jié)段長(zhǎng)度可以由系統(tǒng)1000確定,并在肌肉骨骼模型的三維空間內(nèi)定位。此外,用戶的手還可以包括一個(gè)內(nèi)插的前臂段(#1030)。
Facebook的工程師進(jìn)一步指出,由多個(gè)神經(jīng)肌肉傳感器獲得的神經(jīng)肌肉信號(hào)和由相機(jī)捕獲的圖像可用于確定用戶對(duì)物理對(duì)象施加的力。神經(jīng)肌肉信號(hào)數(shù)據(jù)和輔助傳感器數(shù)據(jù)(例如,照相機(jī)數(shù)據(jù))可以以任何合適的方式結(jié)合起來(lái),以確定用戶與物理對(duì)象互動(dòng)有關(guān)的信息,在這方面,本實(shí)施方案不受限制。
在實(shí)施例中,用戶與物理對(duì)象互動(dòng)信息的反饋會(huì)被提供給與該物體互動(dòng)的用戶。例如,基于AR的系統(tǒng)可以在AR環(huán)境中向用戶提供反饋(例如,視覺(jué)反饋、聽(tīng)覺(jué)反饋、觸覺(jué)反饋)。
在AR環(huán)境內(nèi),視覺(jué)反饋可以以任何合適的方式提供給用戶。例如,正在與用戶互動(dòng)的物理對(duì)象可以改變顏色或發(fā)光,表明用戶正在與該對(duì)象進(jìn)行互動(dòng)。
另外,反饋可以使用獨(dú)立于物理對(duì)象的視覺(jué)指示器來(lái)提供。例如,在AR環(huán)境中可以顯示一個(gè)圖標(biāo)或其他視覺(jué)指示器,顯示正在與用戶互動(dòng)的對(duì)象的互動(dòng)模式(例如,畫筆模式)。
在一些向用戶提供反饋的實(shí)施方案中,可以使用非視覺(jué)形式的反饋,如提供聽(tīng)覺(jué)或觸覺(jué)反饋。例如,反饋可以指示用戶,正在與之互動(dòng)的物理對(duì)象可能具有增強(qiáng)的屬性或功能,這些屬性或功能可能無(wú)法在普通現(xiàn)實(shí)世界中通過(guò)與這些對(duì)象互動(dòng)而獲得。
可穿戴的EMG傳感器貼片
Facebook專利的另一個(gè)方面涵蓋了可穿戴貼片形式的EMG傳感器的一種調(diào)和應(yīng)用。在一些實(shí)施方案中, #110可以包括多個(gè)傳感器,并且多個(gè)傳感器中的一部分可以被安排成為可穿戴設(shè)備,其結(jié)構(gòu)是穿戴在用戶身體的某個(gè)部位或周圍。
或者,一部分傳感器可以被安排在一個(gè)可穿戴的貼片上,其結(jié)構(gòu)是貼在用戶身體的一部分。圖6A-6D顯示了各種類型的可穿戴貼片。
Facebook的專利圖6A顯示了一種可穿戴貼片(#62),其中電子傳感器的電路可以印在柔性基材上,該基材可以貼在用戶手臂上,例如,靠近靜脈以感知用戶的血流。該可穿戴貼片可以是一個(gè)RFID類型的貼片,它可以在外部設(shè)備的詢問(wèn)下以無(wú)線方式傳輸感應(yīng)到的信息。
圖源:patentlyapple
Facebook的專利圖6B顯示了一種可穿戴貼片(#64),其中的電子傳感器可以被整合到一個(gè)基底上,該基底的結(jié)構(gòu)是佩戴在用戶的額頭上,例如,測(cè)量汗液的濕度??纱┐髻N片(#64)可以包括用于無(wú)線通信的電路,或者可連接到電纜的連接器,例如,連接到頭盔、頭戴式顯示器或其他外部設(shè)備的電纜。
可穿戴貼片也可以貼在用戶的前額上,或者通過(guò)頭帶、頭顯等固定在用戶的前額上。
Facebook的專利圖6C顯示了一種可穿戴貼片(#66),其中電子傳感器的電路可以印在基板上,該基板可以粘附在用戶的脖子上,例如,在用戶的頸動(dòng)脈附近,以感知流向用戶大腦的血液??纱┐髻N片#66可以是一個(gè)RFID類型的貼片,也可以包括一個(gè)結(jié)構(gòu)上可以連接到外部電子設(shè)備的連接器。
圖6D顯示了一種可穿戴貼片#68,其中電子傳感器可以被整合到一個(gè)基底上,該基底可以佩戴在用戶的心臟附近,例如,測(cè)量用戶的心率或測(cè)量流向/來(lái)自用戶心臟的血液。
無(wú)線通信不限于RFID技術(shù),還可以采用其他通信技術(shù)。另外,正如可以理解的那樣,傳感器#110可以被安裝在其他類型的可穿戴貼片上,其結(jié)構(gòu)可能與圖6A-6D所示的貼片不同。
想了解更多詳細(xì)信息,請(qǐng)查閱Facebook的專利20210217246。
來(lái)源:patentlyapple
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