整合到个人物品中的电子助理

本发明涉及一种具有组合功能部件的装置，该功能部件为具有残 疾的人们在保健监测、通讯、组织和导航需要方面的需求提供帮助。

电子装置在大多数人的日常生活中已经变得越来越重要了，但对 于一些主要受众者来说，例如年老的和具有轻度残疾的人，电子装置 还是难于使用。而且在操作方面具有很少或没有经验的人电子装置经 常会发现养成使用这种装置的习惯是困难的。

对于这种应用来说，个人物品是一个人由于习惯或需要认为是必 不可少的且因此要一直随身携带或放在容易够得到的地方的物品。

用于改善他们的生活方式或适于残疾人使用的个人物品是本发明 建立的基础。个人物品的例子包括扶杖、帽子、烟锡、外套、记事本、 药丸盒、编织包、袖珍本、眼镜盒、扶车和矫正器具。本发明的一个 目的是提供一种电子助理，它可以增加或提高个人物品的标准功能且 确保电子助理决不远离的方式被整合在个人物品中，电子助理的功能 特征可以包括：

通讯功能，诸如蜂窝电话、寻呼机、无线电收发信机、紧急寻呼 机/报警装置等；

保健监测功能，诸如心率、血压、心电轮廓、皮肤表面传导率、 视觉功能、化学药品或药品浓度等；

组织功能，例如那些通常在个人数字助理(PDA)中常见的功能； 和

导航功能，由诸如通过全球定位系统、指南针、气压高度计等提 供。

装置的输入界面可以是手工输入、无线射频、红外、语音、硬布 线等等，输出界面可以是视觉的、听觉的等等，且可通过相连的硬件 直接进行输入/输出或者间接进行输入/输出。

本发明的另一个目的是提供一种电子助理，它包括一具有至少一 个电子模块的个人物品，该电子模块被整合在个人物品中。且每个电 子模块是从由PDA、蜂窝电话、导航模块、生物传感器模块和紧急报 警模块组成的集合中选择出的。

本发明还有一个目的是提供一种电子助理，它包括一具有至少一 个电子模块的个人物品，该电子模块被整合在个人物品中。该个人物 品是扶杖、手杖、轮椅、个人交通车辆、钱包、钥匙座、手表、垂饰、 助听器、眼镜架和拐杖中的一种。每个电子模块是从由PDA、蜂窝电 话、导航模块、生物传感器模块和紧急报警模块组成的集合中选择出 的。PDA包括对约定和地址、电话号码、日程事件、备忘录和喧闹中 的至少一项及其它列项进行存取操作。导航模块包括GPS、高度仪、 电子指南针和存储地图中的至少一个。生物传感器模块包括至少一个 生物传感器、一生物传感器信息处理器、和至少一个生物传感器信道， 该信道将每个生物传感器与生物传感器信息处理器进行连接。每个生 物传感器是设置在个人物品表面上的生物传感器、在用户身体上携带 的远程生物传感器、和外科手术植入用户体内的远程生物传感器之 一。生物传感器信道是电线、射频发送器和接收器、和红外发送器和 接收器中的至少一种。紧急报警模块包括一紧急按钮、和一存储在电 子助理中用于通过所述蜂窝电话呼叫求助的紧急通知序列。

总之，本发明是一电子助理，通过将电子功能整合在用户认为是 必不可少的个人物品中，能克服人们使用电子装置的阻力。个人物品 的其它例子包括手杖、轮椅、个人交通车辆、钱包、钥匙座、手表、 垂饰、助听器、眼镜架和拐杖。整合在个人物品中的电子助理的一些 例子包括PDA、蜂窝电话、导航模块、生物传感器模块和紧急报警模 块。PDA包括对约定、电话号码、日程事件、备忘录和喧闹及其其它 列项进行信息存取。导航模块可包括GPS、测高仪、电子指南针和/或 存储地图。如果需要将生物传感器直接连接到用户身体上或采用外科 手术植入的话，生物传感器可直接被整合在个人装置中或同物品内的 接收器进行通讯。紧急报警模块可包括一紧急按钮、和一存储在电子 助理中用于通过蜂窝电话呼叫求助的紧急通知序列。

本发明将结合一些优选实施例，参照附图来描述，以便更完全地 来理解本发明。参照附图，强调指出的是仅通过例子和本发明优选实 施例的图解讨论来示出细节，且为了提供在本发明的原理和概念方面 认为是最有用和最容易理解的说明来进行介绍。在这点上，没有更详 细地示出本发明的结构细节，而是仅示出了对本发明的基本理解所必 须的内容，参照附图的描述对本领域普通技术人员来说对在实际中如 何实施本发明的几种变形是明显的。

附图1是本发明一个实施例的透视图，示出了作为具有电子界面 特征的个人物品的一个例子的扶杖。

附图2是一功能块图解，示出了符合本发明一个实施例中整合的 完整的电子元件的可能组合。

附图3是一功能块图解，示出了控制和处理本发明一实施例的数 字助理中的数据的信息流。

参照附图1，个人物品1，这里通过例子示出了扶杖或手杖，它 是一个人由于习惯或需要认为是必不可少的、因此要一直随身携带或 放在容易拿到的地方的物品。至少一些个人物品的另一特征是它们有 规律地与人接触，从而它们中整合的生物传感器16可有规律地接收 输入以用来监测用户的健康状况。个人物品的其它的例子在发明内容 部分概述中确定并包括：扶车、轮椅、拐杖、个人交通车辆、手表， 钥匙座、钱包、眼镜、助听器等等。

在实施例中，个人物品1具有一外壳10，该外壳容纳数字助理的 电子元件。这里外壳10形成扶杖的把手。在本实施例中，扬声器11 和扩音器12用于生成用户接口，通过说和听使用户使用该助理。另 外和/或与扩音器12/扬声器11接口结合，通过操作用于从头到尾滚 动并选择记录菜单的滚动按钮13和/或输入按钮14，和/或输入口头 数据，用户可以对助理发出指令。也可以设置一个紧急按钮。

生物传感器模块16可直接被整合进外壳10部分，以便传感器直 接与用户的皮肤接触。另一种选择是，传感器可以是诸如心脏监测器 胸部条带的远程传感器，并与外壳10内的元件进行通讯，例如通过 无线电频率或红外链路进行通讯。

可设置一附属端口17用于提供间接接口或装载或下载数据，并 可允许与键盘、计算机、袖珍键盘、调制解调器、显示装置等连接。 端口17可以是远红外、无线电、电缆型连接器、或任何其它合适的 数据信道装置。

参照附图2，在外壳10中整合的电子功能包括有个人数字助理 (PDA)20。PDA20对约定进行存取，并可以编程序来存取地址和电话 号码、日程事件、备忘录、和其它列项等等。此外，PDA20的功能性 可包括任何其它已知在PDA中应用的公知的功能。

虽然PDA20可在单独没有依赖可视显示装置的情况下操作，仅仅 或主要是依靠语音识别和合成语音输出。可通过端口17附加连接显 示装置。语音(或其它声音符号)通过扬声器11以合成语音或重放 声音采样的形式从PDA20输出到用户。用户可直接通过扩音器12输 入。语音识别可被用于键入例如电话号码、地址、备忘录、约定、诸 如键入指令或参数，呼叫帮助等的激活功能等数据。

与外壳10中的PDA20整合的是一蜂窝电话21。蜂窝电话21使用 扩音器12和扬声器11，通过蜂窝电话载波网络与其它人进行通讯。 此外，可对存储在PDA20中的号码的拨号功能进行自动取回并对蜂窝 电话21进行编程以响应声音指令。当然，根据公知的技术，没有存 储号码的拨号也可以通过进入扩音器12中的扬声器的号码来激活。

导航功能22与PDA20相结合，为用户提供导航信息。导航功能22 的GPS特征确定用户当前所在的位置。制图信息被存储在PDA20中， 且用户当前所在的位置根据最佳路线、旅行时间等的地址、约定、距 离和方向来估计。

例如，假定用户住在城镇住宅区，他有一个在城镇对面的理发约 定，随后是医生在市区的一个约定。PDA可以根据用户的当前位置、 距离、路线和移动方式来编程序进行计算；然后在每个约定时间之前 听到一个提醒信号和指令以有充足时间来准备和行进。如果用户行进 方向错误，PDA可以产生一本地报警信号，且如果用户仍然远离行程， 将有一个远程信号通过蜂窝电话传给帮助者。

与外壳10内的PDA20、蜂窝电话21和导航功能22整合的是一生 物传感器模块16。生物传感器模块16包括(一个或多个)生物传感 器24a和/或24b、生物传感器信道25、和生物传感器信息处理器26。

生物传感器24a是与外壳10的表面整合在一起的生物传感器， 并包括一激活生物传感的皮肤接触检测器27。生物传感器24a能监视 在用户皮肤上可测量的生物过程。例如，脉搏、温度、电流皮肤感应、 振动、湿度、力等等。可将这些参数供给PDA上的分类引擎，该引擎 可结合它们进行编程并检测在参数空间内的危险区域。因此，例如， 如果压力和振动是高的，可对PDA进行编程来将远程信息传送给看管 者，指示用户是在例如同虚弱或麻痹对抗。此外，生物传感器参数空 间可以结合在用户状态分类引擎中的其它可测量的参数一起来增加状 态检测的可靠性或灵敏性。

生物传感器24b远离外壳10并且可以不断地监视相关的生物过 程。生物传感器24b能监视各种特殊病症的生物过程。例如，生物传 感器24b可包括一平衡棒式(halter)监听器(连接到胸上)以提供 用户的心电图。可对PDA在参数空间内编程来对危险区域进行分类。 远程生物传感器24b也可以是外科手术植入装置，用于监视血液气体 水平、血液PH值、血液胰导素或血糖水平、组胺水平、特种酶水平、 处方药物浓度等。另一种选择是，当病人进行康复时，适当放在管型 (cast)中的压力传感器可监视施加在折断肢臂上的应力。

生物传感器信道25可将生物传感器24a和24b连接到生物传感 器信息处理器26上。生物传感器信道25可采用任何适当的信道形式， 包括硬连线连接(最好在整合生物传感器24a的情况下)或射频形式 或设置在远程生物传感器24b中的红外发射器/接收器。

生物传感器信息处理器26通过生物传感器信道25接收来自生物 传感器24a或24b的原始数据，并对用户的状态进行分类。接下来， 状态分类用于产生诸如呼叫看管者或信息的有用输出。例如，如果将 数据用在生物反馈型的情况中，可对生物传感器信息处理器26编程 来通过扬声器11对用户提供均衡信号。如果状态超过了某些阈值， 可产生一声音信息，例如：“您的血糖是高的，现在减少您的胰导素”， “您的腿太重”，“您的心率超过了您的指定限值，现在请您减少活动 量”等等。

生物传感器监视也可以是与在外壳10中的PDA、蜂窝电话21、 和导航功能22与紧急报警装置23整合在一起，该紧急报警装置23 包括紧急按钮15。表示紧急情况的原始数据使生物传感器信息处理器 26激活存储在PDA20中的紧急报警序列来通过蜂窝电话21通知紧急 情况下的指定人或的组织并请求帮助。也可对通过导航功能22提供 的用户的位置和导航指令进行自动编程。

此外，也可以由用户通过简单的按一紧急按钮15来激活紧急报 警装置23，由此用户能使用蜂窝电话21直接对应答者讲话或可以发 送一预定的报警信息。

现在参照附图3，对从生物传感器，GPS，输入，声音输入和任何 其它数据源中接收的原始信号500可进行预处理505并用于分类引擎 510中。例如，分类引擎可以识别用户正常的讲话声音并将该讲话转 换成指令或逐字的符号来进行解译。根据输入矢量可产生用户状态指 令，该矢量包括所有的原始数据输入。未识别的声音或分类为符合对 抗或受伤的声音也可以形成输入矢量的一部分并用于对用户的状态进 行分类。分类引擎510可以根据公知的网络技术诸如贝斯网络和神经 网络来操作。在输入矢量和应答之间的突发情况可通过在贝斯网络(或 神经网络或其它机器智能技术)中的加权因子来设置。

分类引擎510的输出是用户状态矢量，该矢量可通过在PDA或任 何其它与智能助理有关的控制器中运行响应发生器程序535来使用。 响应发生器接收输入并通过用户接口发生器程序525来发送输出。信 号发生器程序540可通过输出端口或无线信道发射信号。例如，信号 发生器程序540可生成合成的电话呼叫，或记录的讲话信息或发送报 警信号。

对本领域普通技术人员来说本发明不限于前述示出的实施例的细 节是显然的，在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，可对本 发明做出其它具体形式的实施例，本实施例考虑了图解的所有方面且 不限于此，通过所附的权利要求书限定本发明的范围而不是由上述说 明限定，而是企图包括权利要求书等效物的所有装置和范围。