相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年10月7日提交的編號為14/877,596的美國專利申請的優(yōu)先權。編號為14/877,596的美國專利申請要求于2014年10月8日提交的編號為62/061,621、名稱為“觸覺智能平臺”的美國臨時申請的權益，以引用的方式將其全部明確地并入本文。

本發(fā)明涉及交互式物體，更具體地涉及通過主機設備被連接至學習平臺的無線連接的交互式積木。

背景技術：

人們與積木、積木玩具和其他物體的互動在社會與文化中基本上是無處不在的。在非常小的年齡鼓勵這種互動，以幫助發(fā)展運動技能、學習空間關系和基礎物理等。甚至在青年期之后，仍會鼓勵觸覺游戲用于娛樂、進一步發(fā)展動手能力、表達藝術和創(chuàng)作性技巧、發(fā)展邏輯和其他認知敏銳度等。

已經開發(fā)具有電子元件的交互式物體以嘗試用于提高這些物體的吸引力。而且，已經做出一些嘗試以在虛擬環(huán)境中表示物理實體。然而，還沒有強有力的解決方案，用于收集關于觸覺物體如何交互的信息，分析交互，向用戶提供反饋以及評價動手能力和靈巧度、認知能力、記憶和保持能力，基于以往的表現(xiàn)提供挑戰(zhàn)等。

技術實現(xiàn)要素：

本公開的附加特征和優(yōu)點將在以下描述中列出，其一部分通過該描述將是顯而易見的，或者可以通過實踐本文所披露的原理而得知。本公開的特征和優(yōu)點可以通過在所附權利要求中特別指出的工具和組合而實現(xiàn)和獲得。本公開的這些特征及其他特征通過以下描述和所附權利要求將更加充分明顯，或可以通過實踐本文所列出的原理而得知。

本發(fā)明的一些實施例包括一組交互式積木，所述交互式積木具有傳感器和一個或多個通信接口，所述傳感器用于收集關于觸覺物體如何交互的信息，所述一個或多個通信接口用于將交互數(shù)據(jù)發(fā)送到一個或多個其他裝置或平臺，以便用于分析交互，向用戶提供反饋，評價動手能力和靈巧度、認知能力、記憶和保持能力，基于以往的表現(xiàn)提供挑戰(zhàn)等。所述交互式積木可以連接以形成交互式積木網絡。

所述交互式積木可以包括一個或多個傳感器、用于與相鄰積木相連接的耦合機構、用于與另一個電子設備相連接的無線通信接口和用于與相鄰積木通信的通信接口。所述交互式積木還可以包括處理器和用于存儲唯一標識和指令的存儲器，用于處理傳感器數(shù)據(jù)、相鄰交互式積木的相鄰數(shù)據(jù)和其他狀態(tài)數(shù)據(jù)。所述處理器還可以使所述無線通信接口將被處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到所述電子設備。在一些實施例中，所述處理器使所述無線通信接口將原始數(shù)據(jù)或部分處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述電子設備或其他交互式積木。可以基于時序、積木和所述基站之間的連接和傳感器數(shù)據(jù)源的能力來決定所述處理器可以應用于傳感器數(shù)據(jù)的預處理的方式和程度。

所述交互式積木還可以包括諸如現(xiàn)場可編程發(fā)光二極管(led)的光源，所述積木可以接收光指令，所述發(fā)光指令使光源點亮。在一些實施例中，所述積木具有帶有半透明區(qū)域的側面，以允許所述光源的光穿過。

所述交互式積木還可以包括基站，所述基站接收交互數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至電子設備或基于網絡的平臺。所述基站還可以配置有無線(例如，感應式)或物理(例如，導線式)充電接口，所述積木可以包括可充電電源和電接觸件，所述電接觸件能夠傳送功率電平信息和從基站接收電能。

在本發(fā)明的一些實施例中，電子設備與一組交互式積木耦合，所述電子設備顯示與該組交互式積木有關的任務，所述任務測試用戶心智敏銳度、靈巧度、空間感知、創(chuàng)造力等。所述電子設備可以連續(xù)接收交互式積木組的狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述狀態(tài)數(shù)據(jù)描述用戶在嘗試完成任務時，如何相對于彼此操作交互式積木的。

本發(fā)明的一些實施例包括近實時顯示所述交互式積木組的動態(tài)虛擬圖示，并且基于所接收的狀態(tài)信息，確定所述任務的任務過程?；谒鋈蝿者^程，所述電子設備和/或所述積木可以向客戶提供用于完成所述任務的提示。在檢測任務完成事件后，所述電子設備可以將任務信息發(fā)送到觸覺智能平臺，進而接收任務得分和/或關于進行一個或多個其他任務的建議。在本發(fā)明的一些實施例中，所述任務得分可以包括與一組或對等組相對比，用戶完成所述任務的情況。

附圖說明

為了描述可以獲得本公開的上述的和其他優(yōu)點和特征的方式，將通過參考附圖中示出的本發(fā)明的具體實施例對以上簡單描述的原理進行更具體的描述。將理解的是，這些附圖僅示出本公開的示例性實施例，因此并不被認為限制其范圍，通過使用附圖以附加特征和細節(jié)來描述和解釋本文的原理，其中：

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的一組交互式物體的示例；

圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的與便攜式電子設備相通信的一組交互式物體；

圖3a表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的交互式積木的示例；

圖3b表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的交互式積木的放大圖；

圖4a至圖4c表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的關于交互式積木如何相互耦合的多個示例；

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的交互式物體的部分分解示圖，示出了所述交互式物體內可以存在的一些元件；

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的交互式物體的支承體的表面的二維視圖；

圖7表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的通過主基站相連的一組交互式積木；

圖8a表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的與便攜式電子設備相通信的一組交互式物體；

圖8b表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的基于網絡的觸覺智能平臺，其被配置以監(jiān)測用戶與交互式積木的交互、收集用戶的任務數(shù)據(jù)、基于用于所述用戶的任務數(shù)據(jù)以及來自用戶群體的任務數(shù)據(jù)來合成反饋；

圖9表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于監(jiān)測用戶與一組交互式積木的交互、將交互數(shù)據(jù)發(fā)送給觸覺智能平臺和接收來自觸覺智能平臺的任務得分的方法；和

圖10a至圖10b表示系統(tǒng)的可能的示例性實施例。

具體實施方式

下文詳細討論了本公開的多個實施例。雖然討論了具體的實施方式，但應理解這僅用于說明的目的。相關領域的技術人員將認識到在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可以使用其他元件和配置。

本文所用術語“被配置”是指被配置和可被配置，且被認為可互換地使用，除非術語“可被配置”被明確地用于區(qū)分“被配置”。在使用該術語的上下文中，對該術語適當?shù)睦斫鈱τ谄胀夹g人員是明顯的。

所披露的技術解決了本領域中對于強有力的解決方案的需求，所述強有力的解決方案用于收集關于觸覺物體如何交互的信息，分析交互，向用戶提供反饋以及評價動手能力和靈巧度、認知能力、記憶和保持能力、基于以往的表現(xiàn)提供挑戰(zhàn)等。

i.介紹-交互式物體和與主機設備的通信

圖1表示一組交互式物體100(100a-100g)的示例。交互式物體100a-100g可以被物理性地耦合到多個其他的交互物體100a-100g(由圖1中的鏈節(jié)表示)，并且相似地，也可解除耦合。

可以通過多種方式實現(xiàn)交互式物體100a-100g間的耦合，例如，機械鎖定、磁吸附、粘結劑、球窩配合、管柱配合、緊固件等。在一些實施例中，由一個具有公部件的交互式物體100和互補的具有母部件的交互式物體100實現(xiàn)所述物理耦合；可替代地，在一個耦合中的兩個交互式物體100可以具有對稱的耦合特征。在一些實施例中，交互式物體100可以沿交互式物體100的多個面或特征來耦合。在一些實施例中，所述物理耦合通過重力和/或摩擦力實現(xiàn)或借助于重力和/或摩擦力而實現(xiàn)。

將多個交互式物體100耦合可以允許形成多個三維形狀、圖形、設計和配置。例如，圖1粗略地示出一棵樹。

在一些實施例中，交互式物體100是帶有6個面的立方體或長方體?？商娲?，交互式物體100可以是任何的n面的物體，其可以與另一個n面物體相耦合，其中n和m可以是相同的或不同的。雖然平面提供某些益處，例如，保持耦合時的自由度，交互式物體100也可以具有至少一些彎曲面。在一些實施例中，一種配置(例如，面的數(shù)目或類型)的交互式物體可以與不同配置的交互式物體相耦合。

另外，每個交互式物體100包括處理器、傳感器、通信接口和內部電路，而且被配置成相互通信。例如，交互式物體100a可以與交互式物體100b相通信(用雙箭頭虛線表示)。在一些實施例中，所述通信接口是無線的(利用聲音、光或其他電磁輻射等，例如，藍牙、wifi、nfc、rfid等)。在一些實施例中，交互式物體100共享公共總線。另外，在一些實施例中，交互式物體100還可以通過所述通信接口提供和/或接收電能，如下文將更詳細地說明。

在一些實施例中，交互式物體100僅與相鄰的交互式物體100通信(例如，那些相耦合的交互式物體)?？商娲?，如下文更詳細地說明，交互式物體100可以與附近的交互式物體100通信，無論是否相鄰(例如，只要在一個網狀網絡中即可)。例如，交互式物體100d可以與交互式物體100f通信。

如下文更詳細地說明，交互式物體100a-100g可以配備有傳感器，所述傳感器可以獲取有關交互式物體的個體取向、相對于另一個物體的位置、是否被連接至一個或多個其他物體等數(shù)據(jù)。例如，交互式物體100a-100g可以包括加速度計、陀螺儀、磁力計、慣性扭矩單元等中的一個或多個。

此外，交互式物體100a-100g中的每一個可以配備通信電路，可以傳送涉及其方位(例如，空間中的放置位置，相對于坐標系的相對位置或相對于其他交互式物體的位置)、取向、運動(例如，平動或轉動)、耦合狀態(tài)、附近交互式物體或現(xiàn)有狀態(tài)的信息。例如，在一些實施例中，交互式物體100還可以與基站或其他客戶端設備通信。同樣地，通信電路可以接收來自于基站或客戶端設備的信息，用于控制交互式物體100的一個或多個方面。例如，交互式物體100a-100g可以包括光源，并且客戶端設備可以將控制信號發(fā)送給交互式物體100a-100g，用于控制光源，如下文更詳細地說明。

圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的與便攜式電子設備200(例如，通過基站)相通信的一組交互式物體100a-100g。如下文更詳細地說明，便攜式電子設備200可以通過基站與交互式物體網絡相通信。交互式物體網絡可以具有多種拓撲結構(例如，網狀、總線、點對點、星、環(huán)、樹等)。例如，每個交互式物體可以獨立地與基站相連，然后基站可以與便攜式電子設備200相連。

在一些實施例中，便攜式電子設備200僅與一個交互式物體100通信(該交互式物體100進而可以與其他交互式物體100通信，將消息轉送至便攜式電子設備200)?？商娲?，便攜式電子設備200可以與多個交互式物體100通信。在一些實施例，通信是無線的(例如聲音、光或其他電磁輻射等，例如，藍牙、wifi、nfc、rfid)或有線的(例如物理連接等，例如通過連接至交互式物體100的線或將交互式物體置于導電表面)。

在一些實施例中，便攜式電子設備200和交互式物體100間的通信可以是雙向的。例如，便攜式電子設備200可以將命令發(fā)送到交互式物體100，例如，用于改變嵌在交互式物體中的一個或多個燈的顏色、激活馬達、播放聲音等。另外，交互式物體100a-100g中的一個或多個可以反向與便攜式電子設備200通信。例如，交互式物體可以將描述交互式物體100的狀態(tài)、位置、方位、取向等的信息發(fā)送至便攜式電子設備200。同樣地，第一交互式物體100可以傳送關于另一個交互式物體100的信息。相應地，便攜式電子設備200可以獲知交互式物體100a-100g中每一個的相對取向和位置。

便攜式電子設備200還可以執(zhí)行一個或多個應用201，所述應用201被配置成用于與交互式物體100a-100g的雙向通信和交互，以及用于向用戶提供關于交互式物體100a-100g的取向以及關于使用交互式物體100a-100g待進行的任務的反饋，如下文更詳細地說明。

例如，如圖2所示，應用201可以(例如，通過使用布爾開關或諸如rgb、hsl、srgb、cmyk、灰度值等指令)控制(例如，開啟、關閉、使閃爍等)交互式物體100a-100g的光源，將任務(例如，組裝交互式物體100a-100g)呈現(xiàn)給用戶，以及追蹤用戶執(zhí)行任務的情況(例如，多快)。當用戶操作交互式物體100a-100g時，交互式物體100a-100g將關于相對于彼此的配置的信息發(fā)送回至所述應用。一旦根據(jù)任務配置交互式物體100a-100g，應用201可以將任務反饋提供給用戶。另外，如下文更詳細地說明，應用201可以被配置為通過網絡連接將任務執(zhí)行細節(jié)傳送給任務平臺，任務平臺可以處理任務執(zhí)行細節(jié)，將任務執(zhí)行細節(jié)與其他用戶的數(shù)據(jù)相對比，將對比結果發(fā)送給應用201，將關于進一步任務的建議發(fā)送給應用201等。

應用201還可以被配置成允許用戶進行“自由游戲”?！白杂捎螒颉笨梢园☉?01追蹤一組交互式物體100a-100g的方位、取向、連接狀態(tài)等，并且在便攜式電子設備200上呈現(xiàn)交互式物體100a-100g的虛擬模型。同樣地，應用201可以提供用戶可選擇的控制，用于控制交互式物體的一個或多個方面，例如，交互式物體100中的光源的顏色。

多種不同的其他應用可以與交互式物體100a-100g結合使用，其中一些應用將在下文中被更詳細地說明，其中一些應用對于受益于本公開的本領域的普通技術人員是明顯的。

ii.交互式物體的細節(jié)

圖3a表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的交互式積木300的一個示例。交互式積木300可以具有通信接口301，用于與附近的交互式積木或其他設備通信。在一些實施例中，通信接口301靠近交互式積木300的邊居中設置。在一些實施例中，沿交互式積木300的每個面的每個邊設置通信接口301-得到24個通信接口301/每個交互式積木300。在一些實施例中，通信接口301可以位于表面的中心或靠近角部。在一些實施例中，通信接口301是無線的，可以位于交互式積木300中的任何位置處。

如圖3a所示，耦合機構302可以用于將兩個交互式積木300物理連接，如上所述。在一些實施例中，耦合機構位于交互式積木300的每個角處。

圖3b表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的交互式積木300的放大圖。如圖所示，通信接口301可以包括多個接觸件304a-304e(統(tǒng)稱為接觸件“304”)。在一些實施例中，接觸件304可以暴露，使得當兩個交互式積木300的面接觸時，電路是完整的。在一些實施例中，接觸件304是可逆的，使得接觸件304可以與同樣排列的接觸件304或逆向排列的接觸件304對準。例如，一個交互式積木300的接觸件304a-304e可以分別與另一個交互式積木300的接觸件304a-304e連接，或分別與另一個交互式積木300的接觸件304e-304a連接。

在一些實施例中，交互式積木300可以具有窗口303，所述窗口303可以允許光穿過。窗口303可以是透明的、亞透明的或半透明的。在一些實施例中，窗口303可以包括交互式物體的整個面；可替代地，窗口303可以僅包括面的一部分。在一些實施例中，交互式積木300可以具有單個窗口303或多個窗口部分303(例如，交互式積木300的每個面可以具有窗口303)。在一些實施例中，交互式物體100的單個光源的光可以照射穿過多個窗口部分303。例如，單個光源可以是現(xiàn)場可編程發(fā)光二極管(“l(fā)ed”)?？商娲兀總€窗口303可以具有不同的光源。在一些實施例中，窗口303可以是附接的不具有任何覆蓋件的燈(例如，附接到交互式積木300的led)。

圖4a至圖4c表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的關于交互式積木如何相互耦合的多個示例。例如，在圖4a中，交互式積木401可以與交互式積木402連接，使得交互式積木401和交互式積木402的相對側完全對準。在這種配置中，多個耦合機構302(例如，4個磁鐵對)可以將兩個交互式物體耦合，多個通信接口301(例如，4個通信接口301對)可以將兩個交互式物體相互連接?？商娲兀梢詢H使用一個通信接口301對連接交互式積木。如圖4b所示，交互式積木411可以與另一個交互式積木412偏移地連接，僅表面的一半相接觸。在一些實施例中，這種配置可以僅使用兩對耦合機構302和一對通信接口301。在一些實施例中，通信接口301可以是可逆的，這可以允許將交互式積木連接，如圖4a和圖4b所示，同時保持通信。圖4c示出了兩個交互式積木的另一示例性配置。例如，交互式積木421可以與交互式積木422偏移地連接，僅表面的四分之一相接觸。在一些實施例中，交互式積木被配置成使得其通過耦合機構302物理地耦合，即使通信接口301不能夠建立兩個交互式積木間的連接。僅使用圖4a至圖4c中所提供的連接選擇，僅兩個積木間就有6²*4(圖4a)+24²(圖4b)+24²(圖4c)＝1248種可能的連接方式。所用的積木越多，可能的連接方式將指數(shù)式增加。

圖5示出了交互式物體的部分分解示圖，示出了交互式物體中可以存在的一些元件。一個或多個光源502可以是各種發(fā)光源，例如led、燈泡、電致發(fā)光線等。支承件503可以適配在交互式物體100的面內。支承件503可以由諸如泡沫或塑料的硬性材料制得。在一些實施例中，如圖5所示的支承件503僅是多面支承件503的一面。例如，圖5中的兩個支承件部分503可以被附接，可替代地，3個或更多個部分可以結合以形成立方體。支承件503可以提供用于交互式物體100的結構，保持元件(例如通信接口301、耦合機構302、燈502等)就位。在一些實施例中，支承件503具有中空部分。

圖6示出了支承件503的一個面的二維示圖。支承件503可以包括通信接口(未示出)以及接觸件304a-304e。在一些實施例中，支承件503是或包括帶有跡線的印刷電路板，用于向不同的元件提供電能和連接性。如前所述，通信接口301可以是可逆的；從而，在一些實施例中，接觸件可以是對稱的。例如，接觸件304a可以被連接至304e。在一些實施例中，兩個接觸件304可以通過編程方式互換；例如，處理器可以檢測到，接觸件304b應該被配置為一個角色(例如，輸出)，另一個接觸件304d應被配置為另一個角色(例如，輸入)。支承件503可有利于多種通信標準，例如，twi、i2c、spi等，用于內部通信和與其他積木的通信。在一些實施例中，積木可以傳送信息，例如，通用唯一標識符(uuid)。支承件503可以包括通孔，以與支承件內部的元件相互連接。支承件503可以具有切口601a-601d以容納耦合機構302(例如，球型磁鐵)。支承件503還可以具有開口602，使得燈502的光可以穿過到達窗口303。在一些實施例中，跡線608和跡線610將正電壓或接地電壓提供給接觸件304和其他元件。在一些實施例中，交互式物體100可以通過接觸件304將電能傳遞到另一個交互式物體。

交互式積木還配置有一個或多個微控制單元(mcu)，所述微控制單元與pcb和跡線連接且與電源耦合。mcu還被連接至一個或多個存儲設備，所述存儲設備存儲唯一識別號。在一些實施例中，使用基站將交互式積木連接在網絡中?？商娲?，可以使用其他網絡拓撲結構來連接交互式積木。

圖7表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的通過主基站750連接的一組交互式積木700。主基站750包括具有插頭線纜753的電源752、處理器754和存儲主程序的存儲器756，用于將積木連接在網絡中、寄存所獲取的數(shù)據(jù)、管理電能和給積木充電等。主基站750還包括通信接口760，用于與便攜式電子設備連接和/或與用于追蹤積木數(shù)據(jù)和任務數(shù)據(jù)的云基平臺連接(下文更詳細地說明)。

交互式積木組700可以在網絡中連接在一起。所述積木中每一個的唯一單元識別號允許基站獲知什么服務可用，基站可以獲取由內部加速度計、陀螺儀、磁力計和/或慣性扭矩單元(imu)所獲取的數(shù)據(jù)。通信接口760還可以與顯示器、便攜式電子設備、云基平臺中的應用等通信。

基站750可以使用所獲得的數(shù)據(jù)追蹤積木700被如何操作的，并且基站(或所連接的便攜式設備、云基平臺的應用等)可以將反饋提供給用戶，例如，通過生成正在構建的東西的虛擬圖像，提供任務完成數(shù)據(jù)等以及顯示該虛擬圖像。

在一些實施例中，每個積木有效地用作網絡中的一個節(jié)點，允許若干個其他積木通過它與網絡連接，從而，允許附接至單個網絡的積木的數(shù)目增長至作為網絡基礎的任何協(xié)議的極限。

此外，在本發(fā)明的一些實施例中，基站750被配置為用于積木700的物理充電、感應充電或其他無線充電。在這些實施例中，每個交互式積木嵌有電池和充電邏輯，可以通過物理連接、感應連接或其他無線連接實現(xiàn)分布式同時充電，保證通過基站750進行同時或連續(xù)的再充電而不需將電線從物體上拆下或將電線接入物體?；?50將電流向上發(fā)送至第一層積木。積木700中的每一個將管理自己的電池狀態(tài)，如果需要電能，告警基站750?；?50通過多個通道向外發(fā)送電能，以保證多個積木同時所用的正確量的電能。在充電時，單個積木的內嵌電路將任何電能輸入導向至電池充電器。當電池充滿電時，所述電路將關閉對該電池的輸入，從而使疊層中所連接的其他積木具有更多的充電電能。

在一些實施例中，電池壽命通過斷電動作而延長，所述斷電動作由加速度計/運動傳感器或積木的連接處于非活動狀態(tài)而引起。這引起主程序的中斷，所述主程序存儲在基站750的存儲器中并由積木的mcu執(zhí)行，從而對主系統(tǒng)元件斷電。在斷電后，積木700處于待機模式，幾乎無電力消耗。當處于待機模式的加速度計或外部連接被注冊活動時，激活主程序，使物體登陸回到系統(tǒng)中。

在一些實施例中，通過基站追蹤電池壽命周期，比較所有電池的電池壽命周期。為了優(yōu)化壽命周期，在停機期間時，積木可以被放電，然后再被充電，從而保持當前鋰離子電池技術的最大長期容量。

iii.追蹤物體交互、觸覺智能和云基平臺

如上所述，本發(fā)明的一些實施例包括交互式物體通過主機設備將涉及其方位、取向、運動(例如，平動或轉動)、耦合狀態(tài)、附近的交互式物體、現(xiàn)在的發(fā)光狀態(tài)等的信息傳送至電子設備。主機設備可以是基站、電話、平板電腦、其他便攜式電子設備、手提電腦、專用機、路由器、網關等。交互式物體可以通過基站或集成通信模塊(例如，藍牙)傳送信息。

圖8a表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的與便攜式電子設備800相通信的一組交互式物體850。在一些實施例中，便攜式電子設備800僅與一個交互式物體(例如，8503)直接相連接，所述交互式物體可以按某一路徑與其他交互式物體850通信?？商娲?，便攜式電子設備800可以與多個交互式物體850相連接。在一些實施例中，便攜式電子設備800與所有可用的交互式物體850連接。在一些實施例中，便攜式設備800可以僅與滿足一定標準的交互式物體850連接，例如，最近的一個或多個(例如，交互式物體8503和8507)，然后所述交互式物體850與其他交互式物體850進行中轉通信。在一些實施例中，數(shù)目有限的交互式物體850具有與便攜式電子設備800通信的能力(例如，具有藍牙模塊)。在一些實施例中，便攜式電子設備800與交互式物體850間的通信通過基站803實現(xiàn)。在一些實施例中，基站803接收來自于實體(例如，交互式物體850或便攜式電子設備800)的數(shù)據(jù)，并處理所述數(shù)據(jù)，僅將處理后的數(shù)據(jù)轉送給另一個實體。

可以使用通信接口(例如，上述圖3a中的通信接口301)實現(xiàn)交互式物體850間的通信。在一些實施例中，交互式物體850與每個相鄰交互式物體850共享數(shù)據(jù)。例如，交互式物體8501可以與交互式物體8502、8504和8505共享數(shù)據(jù)。在一些實施例，交互式物體850使用其所接收的數(shù)據(jù)以獲知勢態(tài)感知(situationalawareness)。例如，如果交互式物體8505將它的取向傳送給交互式物體8506，交互式物體8506可以確定它自己的取向，即使它缺少幫助確定其取向的模塊。

交互式物體850和便攜式電子設備800間所共享的數(shù)據(jù)可以包括傳感器數(shù)據(jù)、相對位置數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)(例如，燈的現(xiàn)有狀態(tài))和從其他交互式物體850轉送的數(shù)據(jù)。便攜式電子設備850可以利用這種數(shù)據(jù)確定連接在網絡850中的多個交互式物體850的整體形狀和配置。例如，所述數(shù)據(jù)可以描述交互式物體850正形成屋子的形狀，帶有特定顏色的燈的交互式物體850在該屋子形狀的多個位置處。在一些實施例中，多個連接的交互式物體850可以作為一個單元。

如上所述，本發(fā)明可以解決本領域中對強有力的解決方案的需求，所述強有力的解決方案用于收集關于觸覺物體如何交互的信息，分析交互，向用戶提供反饋以及評價動手能力和靈巧度、認知能力、創(chuàng)造力、記憶和保持能力等，基于以往表現(xiàn)提供挑戰(zhàn)等。

例如，可以使用交互式物體進行測試用戶心智敏銳度、空間感知、創(chuàng)造力等的任務。如圖8a所示，可以通過在便攜式電子設備800上的應用801來向用戶呈現(xiàn)任務，應用801可以監(jiān)控用戶的表現(xiàn)。例如，應用801可以向用戶呈現(xiàn)挑戰(zhàn)并且開啟計時器，所述計時器測量用戶為完成該挑戰(zhàn)已經用的時間的量。應用801可以監(jiān)測交互式物體850的配置，當交互式物體處于適當?shù)呐渲枚瓿商魬?zhàn)時，應用801可以確定挑戰(zhàn)完成并且可以停止計時器。

交互式物體850的傳感器數(shù)據(jù)可以描述用戶在完成任務中的嘗試。在整個嘗試中所收集的任務數(shù)據(jù)可以提供關于用戶完成任務(或部分完成任務)的效率如何的說明。所述任務數(shù)據(jù)可以包括在整個測試期間，如何操作、連接、斷開連接、重新連接交互式物體等等的歷史。另外，所述測試數(shù)據(jù)可以包括關于提示被提供給用戶的程度的信息-通過應用801或通過交互式物體850本身(例如，通過led)。

在本發(fā)明的一些實施例中，應用801被配置成提供多種任務，用于觀察、測試、分析心智敏銳度、觸覺和動手能力、記憶能力等。示例性任務(例如，測試或挑戰(zhàn))包括拼圖、記憶力測試、保持能力測試、敲擊測試、精細運動測試、靈巧度測試、邏輯思考測試、批判性思維測試和其他認知評價測試。在一些實施例中，任務與標準化的和經認可的測試相似。

在一些實施例中，任務可以包括使用戶創(chuàng)建結構，例如，用交互式物體表示人。一些任務可以包括用一種或多種顏色點亮交互式物體的每個面，并且某一提示(例如，某一顏色的面閃爍)可以指示用戶應將該面與另一交互式物體的相似顏色的面相連。一些任務可以包括注意按順序點亮的面，并且通過以正確的順序敲擊這些面來再現(xiàn)該順序。一些任務可以包括基于應用中所顯示的圖像來使用交互式物體850建立結構。在一些實施例中，該結構可以要求特定的交互式物體以所指定的取向被置于具體位置處，如面上所示的顏色所指示。

一些任務可以使用該應用的交互式特征與交互式物體相結合來促使用戶同時完成兩個任務(一個使用交互式物體，另一個使用電子設備)，從而使用戶將注意力分散在兩個任務中。例如，可以要求用戶根據(jù)用戶應用使用交互式物體建立結構，同時記住電子設備的揚聲器所說的句子。一些任務可以包括根據(jù)記憶重建結構，而不需交互應用。例如，可以要求用戶在某一天使用交互式物體講述一個故事，在第二天重復這個故事并同時建立相同的結構。一些任務可以包括使用戶使用交互式物體設計一個結構；而另一個人(例如，父母或觀察者)嘗試猜這種結構表示什么(例如，椅子)。

在一些實施例中，用戶應用提供類似游戲的環(huán)境，在其中將多種挑戰(zhàn)、游戲和任務呈現(xiàn)給用戶。這些挑戰(zhàn)、游戲和任務可以娛樂、訓練和監(jiān)測用戶。

在本發(fā)明的一些實施例中，可以單獨總結個體任務數(shù)據(jù)，并且可以將多個任務數(shù)據(jù)總結匯總以形成用于描述用戶“觸覺智商”的得分。“觸覺智商”可以是包括速度、靈巧度、短期記憶力、長期記憶力、工作記憶力、批判性思考、創(chuàng)造力、空間感知、適應性、問題解決能力、專注度等指標的度量。

此外，在管理任務的應用收集交互式物體的數(shù)據(jù)后，所述應用可以將原始數(shù)據(jù)或合成數(shù)據(jù)發(fā)送到另一個平臺，用于分析。所述平臺可以處理任務數(shù)據(jù)，將用戶與用戶的對等者或其他成員相比較。用戶對等組可以包括相同年齡、相同性別、相同地點等的用戶。

圖8b表示基于網絡的觸覺智能平臺802，其被設置成監(jiān)測用戶與交互式積木860的互動，收集用戶任務數(shù)據(jù)，和基于用于用戶的任務數(shù)據(jù)和來自一個用戶群體的任務數(shù)據(jù)來合成反饋。

通過便攜式電子設備814運行應用816，可以向用戶提供有關一組交互式積木8601、8602、···860n有關的任務。交互式積木860可以將有關其取向、位置、耦合狀態(tài)等數(shù)據(jù)發(fā)送至應用816-直接通過通信鏈路或通過基站。應用816可以處理和打包任務數(shù)據(jù)，并通過互聯(lián)網899將其發(fā)送至平臺802，用于分析。

平臺802可以包括處理器806、存儲器808和通信接口810。平臺802可以通過通信接口810接收便攜式電子設備814的任務數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、將處理后的數(shù)據(jù)與存儲在存儲器808中的其他用戶的數(shù)據(jù)相對比以及計算得到諸如通過/失敗、得分、觸覺智商等的結果。然后，平臺802可以將結果發(fā)送回便攜式電子設備814，用于在應用816中顯示。

任務結果可以提供用戶表現(xiàn)的概覽，并且可以提供用于提高用戶表現(xiàn)的建議。例如，任務結果可以提供建議，所述建議基于常識和基于由使用類似的交互式物體的其他用戶所提供的數(shù)據(jù)。平臺802還可以建議應由用戶執(zhí)行的任務，以最有效地提升其觸覺智商。在一些實施例中，平臺802可以測試某些任務提高用戶潛能的能力。

在一些實施例中，平臺802首先以游戲和挑戰(zhàn)的形式模擬已有的標準化和經認可的測試，隨著平臺數(shù)據(jù)增多以及數(shù)據(jù)密度增多時，將出現(xiàn)新測試，所述新測試以更自然的娛樂性設置在用戶所在的任何環(huán)境中更好地并且更準確地測量長期指標。

平臺802允許所生成的越來越多的數(shù)據(jù)被流式傳送到并儲存在云端或遠程計算設備，用于數(shù)據(jù)分析。該計算的結果被回送提供給后端應用中的用戶，在后端應用中，基于測量值的客觀輸入可以確定進一步游戲和挑戰(zhàn)。最后，將向用戶提供的接下來的游戲，是n！個游戲(由該用戶具體玩過的游戲)的結果，并且?guī)в薪浄治龅呐c最接近的對等者的相比較并且得到優(yōu)化的結果，以便得到最佳的學習效果。

此外，當一組用戶共享公共歷史和游戲、活動和結果時，我們可以將這些結合成一個組。由于這些用戶很大可能會共享學習類型，所述系統(tǒng)可以通過對整個組進行a/b測試自動優(yōu)化和進行實驗以得到提供給用戶的最佳下個游戲。這種自我提升適應性學習和認知評估反饋環(huán)的目的是為了縮小整個組的分數(shù)的范圍。用戶可以在任一時刻點與新組相關聯(lián)，隨著用戶的類型和歷史改變，新趨勢將出現(xiàn)，由此，所述系統(tǒng)應時刻嘗試將用戶和他最近的對等者相匹配。從而，所述組變成了一個能夠適應變化的心質本質而具有波動的樣本數(shù)量的不斷變化的實體。

圖9表示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的方法900，方法900包括監(jiān)測用戶與一組交互式積木的互動，將互動數(shù)據(jù)發(fā)送到觸覺智能平臺和從觸覺智能平臺接收任務得分。

方法900包括將電子設備與一組交互式積木連接905。在一些實施例中，將電子設備與一組交互式積木連接905可以包括將所述電子設備與被連接至積木的基站連接。在一些實施例中，所述電子設備與一組交互式積木的子集連接，所述子集中的積木將所述電子設備與所述交互式積木組的其余部分相連接。

接下來，方法900包括所述電子設備顯示與操作交互式物體組相關的任務910。如上所述，可以使用多種任務來測試用戶的心智敏銳度、靈巧度、空間感知、創(chuàng)造力等。在接收用戶的任務選擇912后，方法900包括連續(xù)接收來自交互式積木組的狀態(tài)信息915。所述狀態(tài)信息描述所述多個積木的取向、所述多個積木中每一個的轉動和移動，所述多個積木相對于其他積木的位置、所述多個積木中每一個的耦合狀態(tài)、所述多個積木的發(fā)光狀態(tài)等。

方法900還包括基于所接收的狀態(tài)信息，實質上實時顯示交互式積木組的動態(tài)虛擬圖示920。此外，方法900包括基于所接收的狀態(tài)信息，確定任務的任務過程925。例如，如果所述任務包括在一定時間內建立一種結構，確定任務過程可以包括確定在給定的時間內正確完成了多少比例的所述結構。

在一些實施例中，方法900可以包括基于所述任務過程，確定是否向用戶提供完成任務的提示930。例如，提供提示可以包括將發(fā)光信號發(fā)送到所述交互式積木中的一個或多個，所述發(fā)光信號使得所述交互式積木被點亮。在另一個實施例中，提供提示可以包括在所述電子設備的顯示器上顯示文字或圖像提示。

接下來，方法900包括檢測任務完成事件935。例如，任務完成事件可以包括任務的實際完成。另一方面，任務完成事件可以包括所述任務根據(jù)一個或多個要求由于未被完成的任務的本質而結束，例如，所述要求是在一定的時間內，達到所要求的精確性，比之前的測試效率更高等。

接下來，方法900包括將任務信息發(fā)送到觸覺智能平臺940，從所述觸覺智能平臺接收任務得分和關于進行另外一個或多個任務的建議945。最后，方法900可以包括在所述電子設備上顯示任務得分950和/或通過所述電子設備給出關于另外的任務的建議955。

圖10a和圖10b描述可能的系統(tǒng)的示例性實施例。當實施本發(fā)明時，較適當?shù)膶嵤├龑τ诒绢I域的技術人員是明顯的。本領域的普通技術人員還將容易理解其他系統(tǒng)實施例是可以的。

圖10a表示一種常規(guī)系統(tǒng)總線計算系統(tǒng)結構1000，其中所述系統(tǒng)的元件使用總線1005相互電通訊。示例性系統(tǒng)1000包括處理單元(cpu或處理器)1010和系統(tǒng)總線1005，系統(tǒng)總線1005將多個系統(tǒng)元件耦合至處理器1010，所述多個系統(tǒng)元件包括諸如只讀存儲器(rom)1020和隨機存取存儲器(ram)1025的系統(tǒng)存儲器1015。系統(tǒng)1000可以包括高速緩存存儲器，所述高速緩存存儲器與處理器1010直接相連、或相鄰、或作為處理器1010的一部分。系統(tǒng)1000可以從存儲器1015和/或存儲設備1030復制數(shù)據(jù)至高速緩存1012，使得處理器1010可以快速訪問。這樣，高速緩存可以提供性能提升，避免處理器1010等待數(shù)據(jù)的延遲。這些模塊和其他模塊可以控制處理器1010或被配置成控制處理器1010來執(zhí)行多種動作。其他系統(tǒng)存儲器1015也可以使用。存儲器1015可以包括多種不同類型的具有不同性能特點的存儲器。處理器1010可以包括任何通用處理器和硬件模塊或軟件模塊，例如，模塊11032、模塊21034、模塊31036，所述模塊被存儲在存儲器1030中，被配置成控制處理器1010，并且處理器1010還包括專用處理器，在所述專用處理器中，軟件指令被并入實際處理器設計中。處理器1010本質上可以是完全自包容計算系統(tǒng)，其包括多個內核或處理器、總線、存儲控制器、高速緩存等。多內核處理器可以是對稱的或非對稱的。

為實現(xiàn)用戶與計算設備1000的交互，輸入裝置1045可以代表任意數(shù)目的輸入機構，例如，用于語音的麥克風、用于手勢或圖形輸入的觸摸屏、鍵盤、鼠標、動作輸入等。輸出裝置1035還可以是本領域技術人員所熟知的多種輸入機構中的一個或多個。在一些情況中，多模態(tài)系統(tǒng)可以使得用戶能夠提供多種類型的輸入來與計算設備1000通信。通信接口1040通?？梢灾浜凸芾碛脩糨斎牒拖到y(tǒng)輸出。對于在任何特定硬件布置上操作沒有限制，因此，隨著所述硬件配置的研發(fā)，此處的基本特征可以被容易地替代以得到改進的硬件或固件配置。

存儲設備1030是非暫時性存儲器，可以是硬盤或其他類型的可以存儲可被計算機訪問的數(shù)據(jù)的計算機可讀介質，例如，磁帶、閃存卡、固態(tài)存儲設備、數(shù)字通用磁盤、盒式磁帶、隨機存取存儲器(ram)1025、只讀存儲器(rom)1020及其組合。

存儲設備1030可以包括用于控制處理器1010的軟件模塊1032、1034、1036?？梢钥紤]其他硬件或軟件模塊。存儲設備1030可以與系統(tǒng)總線1005相連接。在一方面，執(zhí)行特定功能的硬件模塊可以包括與必需的硬件組件(例如，處理器1010、總線1005、顯示器1035等)相連的、存儲在計算機可讀介質中用于執(zhí)行所述功能的軟件組件。

圖10b表示具有芯片組結構的計算機系統(tǒng)1050，其可以用于執(zhí)行所需方法以及生成并顯示圖形用戶界面(gui)。計算機系統(tǒng)1050是可以用于執(zhí)行所披露的技術的計算機硬件、軟件和固件的一個示例。系統(tǒng)1050可以包括處理器1055，代表任意數(shù)目的在物理上和/或邏輯上不同的能夠執(zhí)行軟件的資源、固件和硬件，被配置用于執(zhí)行所指定的計算。處理器1055可以與芯片組1060通信，芯片組1060可以控制處理器1055的輸入和輸出。在該示例中，芯片組1060將信息輸出至諸如顯示器的輸出1065，并且可以從存儲設備1070讀取信息和向存儲設備1070寫入信息，例如，存儲設備1070可以包括磁性介質和固態(tài)介質。芯片組1060還可以從ram1075讀取數(shù)據(jù)，并向其寫入數(shù)據(jù)。可以提供用于與多個用戶接口元件1085相對接的橋接器1080來與芯片組1060相對接。用戶接口元件1085可以包括鍵盤、麥克風、觸摸檢測和處理電路、諸如鼠標的指向裝置等。通常，對系統(tǒng)1050的輸入可以來自于由機器或/人生成的多種資源中的任何一個。

芯片組1060還可以與一個或多個通信接口1090相對接，一個或多個通信接口1090可以具有不同的物理接口。該通信接口可以包括用于有線局域網和無線局域網、寬帶無線網以及個人區(qū)域網絡的接口。本文所披露的用于產生、顯示和使用gui的方法的一些應用可以包括通過物理接口接收有序數(shù)集，或者可以是通過處理器1055分析存儲在存儲器1070或1075中的數(shù)據(jù)而由機器本身生成的應用。此外，所述機器可以通過用戶接口元件1085接收用戶的輸入，通過使用處理器1055解釋這些輸入來執(zhí)行適當?shù)墓δ埽?，瀏覽功能。

可以理解的是，示例性系統(tǒng)1000和1050可以包括多個處理器1010或可以是計算設備組或集群中的一部分，所述計算設備組或集群一起連接成網絡，以提供更大的處理能力。

為解釋清楚，在一些情況中，本發(fā)明可以被呈現(xiàn)為包括單獨的功能塊，所述單獨的功能塊可以包括裝置、裝置部件、以軟件實現(xiàn)的方法中的步驟或程序，或者硬件和軟件的結合。

在一些實施例中，計算機可讀存儲設備、介質和存儲器可以包括線纜或含有諸如比特流的無線信號。然而，當被提及時，非暫時性計算機可讀存儲介質明確地排除諸如能量、載波信號、電磁波和信號本身等的介質。

根據(jù)上述示例的方法可以使用存儲的或者可以從計算機可讀介質中得到的計算機可執(zhí)行指令來實施。例如，該指令可以包括使得或者配置通用計算機、專用計算機或者專用處理設備來執(zhí)行某一功能或一組功能的指令和數(shù)據(jù)。所用的計算機資源的一部分可以通過網絡訪問。例如，所述計算機可執(zhí)行指令可以是二進制或中間格式指令，例如，匯編語言、固件或源代碼。在根據(jù)所述示例的方法中，可以用于存儲指令、所用信息和/或所創(chuàng)建的信息的計算機可讀介質的示例包括磁盤或光盤、閃存儲器、設置有非暫時性存儲器的usb、聯(lián)網存儲設備等。

實施根據(jù)這些公開的方法的裝置可以包括硬件、固件和/或軟件，而且可以采用多種規(guī)格中的任一種。這些規(guī)格的典型示例包括手提電腦、智能手機、小規(guī)格個人電腦、個人數(shù)字助理等。本文所述的功能還可以由外圍設備或外插卡實現(xiàn)。又例如，還可以在電路板上在不同芯片間或在單個設備中執(zhí)行的不同進程間實現(xiàn)該功能。

所述指令、傳輸所述指令的介質、實施所述指令的計算資源和其他用于支持所述計算資源的其他結構是用于提供這些公開所述的功能的手段。

雖然使用多個示例和其他信息來解釋所附權利要求范圍內的方面，不應暗示將權利要求限制為這些示例中的具體特征或配置，因為本領域普通技術人員應能夠使用這些示例來導出多種實施方式。此外，雖然已經使用特定于結構特征和/或方法步驟的示例的語言描述了某些主題，將理解的是，所附權利要求所限定的主題不必限于所述的這些特征或動作。例如，該功能可以被不同地分配在除本文所指明的那些元件外的元件中，或者在除本文所指明的那些元件外的元件執(zhí)行。相反，所述特征和步驟被公開作為在所附權利要求范圍內的系統(tǒng)的元件和方法的示例。