互動認知的多感官交互設備與方法來評估、分析、培訓和/或提高運動員和其他人群的運 ...的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及運動訓練，特別是多感官交互式訓練系統和訓練方法。本發明還涉及對認知功能進行評估。
【背景技術】
[0002]在運動訓練中，改善運動員表現的需求日益增長。各種工具、系統和直覺式方案已經嘗試過，得到不同的結果。這些嘗試被視為不夠的，因為這些嘗試沒有可衡量的評估、可衡量的基礎水平、可衡量的進步，還缺乏在采用這種工具和系統后，花費的精力和相關的成果之間的明確關系。
[0003]例如，由澳大利亞公司一融合體育一設計的計時門，只能采用彩色發光二極管(LED)的信號,通過低級的認知順序刺激運動員。由Dynavis1n(1-Span)公司開發的另一種光信號刺激設備，提供如融合體育一樣的相同類型的低級認知順序，其同時采用光和聲音。韋恩工程公司開發了一個可視化的反應計時系統，使用低級的視覺刺激。盡管取得了一些運動成績的結果，但是，不同運動員之間的可重復性較差，其結果變化很大，依賴于難以捉摸的天分，缺乏足夠的清晰度。
[0004]最近的研究指出，人類大腦在運動表現上具有重要作用。
[0005]有必要在評估、改進和實現運動成績上，減少依賴于主觀的天分評估。

【發明內容】

[0006]提供了一種現有的運動上的知覺-認知刺激系統不考慮人的大腦的復雜性和在認知過程的細微之處，并在市場上已有的設備不允許相應的多感官刺激(視覺、聽覺、觸覺、單獨或組合)。已經發現了評估、分析和訓練運動員的反應，低級和高級的處理水平的認知多感官(視覺、聽覺和振動)刺激可以改善運動員的表現。
[0007]已經發現，該認知處理的復雜性是相對于多種因素而言的，其包括:文化背景，環境背景，受教育程度，運動背景，專業知識水平等等，這些因素已被發現在人腦中的多種不同的認知過程進行刺激，可以影響運動員如何有效地感知、響應刺激，并做出反應，從而提聞運動表現。
[0008]已經發現，考慮到人類視覺領域的生理學特點，認知/多感官反應時間與運動表現有很大的相關性。鑒于發現，反應時間評價局限于中心視野是不夠的，所提出的解決方案是在運動員的整個視野利用多種感官和認知實時刺激，進行評估、分析和反饋。
[0009]按照所提出的方案，所提供的運動表現訓練的方法，包括:與運動員建立一套感官語義語言用于將一些感官信號與相應的可能的行動相互關聯起來，感官語義語言對于運動員基本上是全新的；指示運動員進行涉及技巧和全身運動的體育活動；在運動過程中向運動員提供感官信號，要求運動員快速識別感官信號的語義，以正確地選擇了一個可能的動作；然后確定所述運動員在運動中是否正確地響應了所選擇的感官信號。
[0010]按照所提出的另一方案，所提供的運動表現訓練的方法，包括:與運動員建立一套感官語義語言用于將一些感官信號與相應的可能的行動相互關聯起來，感官語義語言對于運動員基本上是全新的；指示運動員進行涉及技巧和全身運動的體育活動；在運動過程中向運動員提供感官信號，要求運動員快速識別感官信號的語義，以正確地選擇了一個可能的動作；然后確定所述運動員在運動中是否正確地響應了所選擇的感官信號，處理所述反應時間數據包括提取一個運動員的表現信息。
[0011]根據所提出的方案的另一個方面，提供了一種運動表現訓練的交互系統，該系統包括:至少一個聯網的認知人機界面給運動員提供所述感官信號中選定的一個的信號，每個認知人機界面包括處理單元，其執行機器邏輯指令以在運動過程中提供所述的一個選定的感官信號；并且聯網控制器被配置為:對從所述選擇的感官信號的提供到針對所述感官信號做出反應的時間進行計時，所述網絡控制器包括一個中央處理單元，其執行機器邏輯指令以確定運動員是否正確地響應了所述選擇的感官信號，其中，運動成績的訓練，包括:與運動員建立一套感官語義語言用于將一些感官信號與相應的可能的行動相互關聯起來，感官語義語言對于運動員基本上是全新的；指示運動員進行涉及技巧和全身運動的體育活動；在運動過程中向運動員提供感官信號，要求運動員快速識別感官信號的語義，以正確地選擇了一個可能的動作；然后確定所述運動員在運動中是否正確地響應了所選擇的感官信號。
[0012]根據所提出的方案的另一個方面，提供的運動成績分析的方法，包括:與運動員建立一套感官語義語言用于將一些感官信號與相應的可能的行動相互關聯起來，感官語義語言對于運動員基本上是全新的；指示運動員進行涉及技巧和全身運動的體育活動；在運動過程中向運動員提供感官信號，要求運動員快速識別感官信號的語義，以正確地選擇了一個可能的動作；然后確定所述運動員在運動中是否正確地響應了所選擇的感官信號，處理所述反應時間數據包括提取一個運動員的基準水平值。
[0013]根據所提出的方案的另一個方面，提供了一種交互式裝置，用于評估、分析、訓練和提高訓練對象的表現，該裝置包括:一個第一認知界面，被配置為提供至少一個第一認知，一個第一視覺刺激，一個第一音頻刺激，所述第一認知界面具有第一位置；在空間位置上不同于所述第一認知界面的第二認知界面，所述第二認知界面被配置為提供至少一個第二認知，一個第二視覺刺激，第二音頻刺激，第二觸覺刺激和第二振動刺激；一個控制系統用于相對于第一刺激的輸出定時對訓練對象輸出所述第二刺激；以及確定響應于至少一種所述刺激的反饋，其中至少一個所述的刺激是與訓練對象預先建立的感官語義語言。
[0014]根據所提出的方案的另一個方面，提供了一種交互式裝置，用于評估、分析、訓練和提高運動員和其他人群的表現，該裝置包括:一個認知界面，被配置為提供一個在觀察者的中央視野區域中的中央視覺刺激，所述觀察者被要求集中關注所述中央視野區域，所述認知界面被進一步配置為提供至少一個外圍視覺刺激，位于所述觀察者的周邊視野區域；和一個控制系統用于相對于所述中央視覺刺激的輸出定時對訓練對象輸出所述外圍視覺刺激以實現所述對運動員和其他人群的運動能力的評估、分析、訓練和提高。
[0015]根據所提出的方案的另一個方面，提供了一種交互式裝置，用于評估、分析、訓練和提高運動員和其他人群的表現，該裝置包括:至少一個認知界面被配置以訓練對應于多個感官刺激的響應。
[0016]根據所提出的方案的另一個方面，提供了一種交互式的用于評估、分析、訓練和提高運動員和其他人群的表現的方法，所述方法包括:提供信息豐富的視覺刺激，其中豐富的視覺刺激需要造成認知負荷的大腦處理水平的增加；其原因是視覺上相似的刺激；同時測量在豐富的視覺刺激條件下，觀察者的分化程度。
[0017]根據所提出的方案的另一個方面，提供了一種交互式的用于評估、分析、訓練和提高運動員和其他人群的表現的方法，所述方法包括:提供預刺激用于提醒后續刺激的到來；提供所述預刺激后的刺激；和測量對應于所述預刺激和刺激中任意一個的響應。
[0018]根據所提出的方案的另一個方面，提供了一種交互式的用于評估、分析、訓練和提高運動員和其他人群的表現的方法，所述方法包括:提供一個在大腦的認知處理層次上低級的感官刺激；提供在大腦的認知處理層次上高級的感官刺激；和測量對應于所述低級和高級的感官刺激中任意一個的響應。
[0019]根據所提出的方案的另一個方面，提供的運動成績評估的方法，包括:與運動員建立一套感官語義語言用于將一些感官信號與相應的可能的行動相互關聯起來，感官語義語言對于運動員基本上是全新的；指示運動員進行涉及技巧和全身運動的體育活動；在運動過程中向運動員提供感官信號，要求運動員快速識別感官信號的語義，以正確地選擇了一個可能的動作；從認知感官人機界面，根據至少一個所述動作，獲得決策數據；根據所選擇提供的感官信號的語義，處理所述決策數據以提取一個運動員的基準水平值。
[0020]根據所提出的方案的另一個方面，提供了一種運動表現評估的交互系統，該系統包括:至少一個聯網的認知人機界面給運動員提供多個感官信號中選定的一個的信號，每個認知人機界面包括處理單元，其執行機器邏輯指令以在運動過程中提供所述的一個選定的感官信號；并且聯網控制器被配置為:對從所述選擇的感官信號的提供到針對所述感官信號做出反應的時間進行計時，所述網絡控制器包括一個中央處理單元，其執行機器邏輯指令以確定運動員是否正確地響應了所述選擇的感官信號，其中，運動成績的評估，包括:與運動員建立一套感官語義語言用于將一些感官信號與相應的可能的行動相互關聯起來，感官語義語言對于運動員基本上是全新的；指示運動員進行涉及技巧和全身運動的體育活動；在運動過程中向運動員提供感官信號，要求運動員快速識別感官信號的語義，以正確地選擇了一個可能的動作；從認知感官人機界面，根據至少一個所述動作，獲得決策數據；根據所選擇提供的感官信號的語義，處理所述決策數據以提取一個運動員的基準水平值。
[0021]根據所提出的解決方案的另一個方面，提供了評估腦震蕩的方法，包括:獲得在可能引起腦震蕩的一個受傷事件之前的第一時間點的第一基準水平值；獲得在可能引起腦震蕩的受傷事件之后的第二基準水平值；比較所述第一基準水平值與所述第二基準水平值，以確定由于所述腦震蕩帶來認知障礙的量。
[0022]根據所提出的解決方案的另一個方面，提供了一種交互式系統，用于評估腦震蕩，包括:一個計算機系統，用于獲得第一基準水平值；第一基準水平值存儲單元，配置為在可能引起腦震蕩的一個受傷事件之前的第一時間點的第一基準水平值；比較單元，被配置為用于比較所述第一基準水平值和所述受傷事件之后的第二基準水平值，以確定由于所述腦震蕩帶來認知障礙的量。
[0023]根據所提出的解決方案的另一個方面，提供了評估一個受傷事件的方法，包括:獲得一個的基準水平值；存儲所說的基準水平值作為初始基準水平值；受傷事件發生后指示運動員進行涉及技巧和全身運動的體育活動；在運動過程中向運動員提供感官信號，要求運動員快速識別感官信號的語義，以正確地選擇了一個可能的動作；從認知感官人機界面，根據至少一個所述動作，獲得決策數據；根據所選擇提供的感官信號的語義，處理所述決策數據以提取一個運動員的傷后基準水平值；并獲得所述初始基準水平值和所述傷后基準水平值的運動能力差別數據；并根據上述運動能力差別數據，確定運動員是否在所述受傷事件中出現了腦震蕩。
[0024]根據所提出的解決方案的另一個方面，提供了評估一個受傷事件的交互式系統，該系統包括:至少一個聯網的認知人機界面給運動員提供多個感官信號中選定的一個的信號，每個認知人機界面包括處理單元，其執行機器邏輯指令以在運動過程中提供所述的一個選定的感官信號；并且聯網控制器被配置為:對從所述選擇的感官信號的提供到針對所述感官信號做出反應的時間進行計時，所述網絡控制器包括一個中央處理單元，其執行機器邏輯指令以確定運動員是否正確地響應了所述選擇的感官信號，其中，受傷事件的評估，包括:獲得一個的基準水平值；存儲所說的基準水平值作為初始基準水平值；受傷事件發生后指示運動員進行涉及技巧和全身運動的體育活動；在運動過程中向運動員提供感官信號，要求運動員快速識別感官信號的語義，以正確地選擇了一個可能的動作；從認知感官人機界面，根據至少一個所述動作，獲得決策數據；根據所選擇提供的感官信號的語義，處理所述決策數據以提取一個運動員的傷后基準水平值；并獲得所述初始基準水平值和所述傷后基準水平值的運動能力差別數據；并根據上述運動能力差別數據，確定運動員是否在所述受傷事件中出現了腦震蕩。
[0025]根據所提出的解決方案的另一個方面，提供了傷后運動員能力改善的方法，包括:在運動員受傷后，獲得上述運動能力差別數據；受傷事件發生后指示運動員進行涉及技巧和全身運動的體育活動；在運動過程中向運動員提供感官信號，要求運動員快速識別感官信號的語義，以正確地選擇了一個可能的動作；基于上述運動能力差別數據選擇所述感官信號，以提高傷后基準水平值，以接近初始基準水平值。
[0026]根據所提出的解決方案的另一個方面，提供了傷后運動員能力改善的交互式系統，該系統包括:至少一個聯網的認知人機界面給運動員提供多個感官信號中選定的一個的信號，每個認知人機界面包括處理單元，其執行機器邏輯指令以在運動過程中提供所述的一個選定的感官信號；并且聯網控制器被配置為:對從所述選擇的感官信號的提供到針對所述感官信號做出反應的時間進行計時，所述網絡控制器包括一個中央處理單元，其執行機器邏輯指令以確定運動員是否正確地響應了所述選擇的感官信號，其中，傷后運動員能力改善的方法，包括:在運動員受傷后，獲得上述運動能力差別數據；受傷事件發生后指示運動員進行涉及技巧和全身