相關申請的交叉引用

本申請要求2016年11月30日提交的美國專利申請序列號14/954,597的利益，該專利申請?zhí)卮送ㄟ^引用被并入本文。

各種實施方案總體涉及人機界面，且更具體地涉及重心移動力設備。

背景技術：

很多電子設備的一個問題是對傳統(tǒng)輸出方法的依賴性。特別是，常規(guī)移動設備和穿戴式設備一般依賴于經(jīng)由屏幕的視覺反饋和/或經(jīng)由一個或多個揚聲器的聽覺反饋來將信息傳達給用戶。例如，移動電話一般通過向用戶顯示圖解地圖并用聽覺導航指令補充圖解地圖來提供導航指令。

然而，雖然視覺和聽覺反饋在將詳細信息傳達給用戶時常常是有效的，在某些情況下，用戶的視覺和/或聽覺通道可能變得信息飽和。在這樣的情況下，用戶可能不能夠經(jīng)由他或她的視覺和/或聽覺通道來有效地接收額外的信息。例如，當用戶經(jīng)由電子郵件或短信進行通信時或當用戶參與語音會話時，用戶的視覺或聽覺通道可能不能夠有效地接收和處理額外的視覺或聽覺信息，例如上面所述的視覺和/或聽覺導航指令。因此，當額外的視覺或聽覺信息被顯現(xiàn)給用戶時，該信息可能被用戶忽略或不準確地被用戶感知。

此外，在一些情況下，以額外的視覺和/或聽覺信息壓倒用戶可能使用戶分心，產(chǎn)生潛在地危險的情況。例如，當用戶正駕駛車輛或步行時，需要用戶向下看屏幕以觀看導航指令需要用戶使他/她的注意力從駕駛、行走、跑步等動作轉(zhuǎn)移。這樣的轉(zhuǎn)移減小用戶安全地避開在周圍環(huán)境中的障礙物的能力，潛在地危害用戶和在周圍環(huán)境中的那些人的安全。

如前文示出的，用于向用戶提供信息的非視覺和非聽覺技術將是有用的。

技術實現(xiàn)要素：

本公開的實施方案闡述用于在用戶身上施加力的方法。該方法包括基于傳感器數(shù)據(jù)來確定與力設備相關的定向和位置。該方法還包括基于與力事件相關的力方向、定向和位置來計算經(jīng)由被包括在力設備中的一個或多個質(zhì)量塊而施加在用戶身上的力。該方法還包括基于力來產(chǎn)生控制信號以改變一個或多個質(zhì)量塊相對于力設備的位置。

另外的實施方案除了別的以外還提供配置成實現(xiàn)上面闡述的技術的系統(tǒng)和非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)。

所公開的技術的至少一個優(yōu)點是，信息可被提供給用戶而沒有壓倒用戶的視覺和聽覺通道。相應地，用戶可接收指令、警報和通知，而同時經(jīng)由他或她的視覺和/或聽覺通道接收其它類型的信息而不產(chǎn)生潛在地危險的情況。此外，通過響應于力設備的定向的變化而在用戶身上施加力，本文所述的技術可幫助用戶維持他或她的平衡和/或姿勢。

附圖說明

為了上面闡述的一個或多個實施方案的所列舉的特征可被詳細理解的方式，可參考某些特定的實施方案有上面簡要概述的一個或多個實施方案的更特定的描述，其中一些實施方案在附圖中示出。然而應注意，附圖僅示出一般實施方案，且因此并不應以任何方式被考慮為它的范圍的限制，因為各種實施方案的范圍也將其它實施方案包括在內(nèi)。

圖1a-1c示出根據(jù)各種實施方案的用于在用戶身上施加力的力設備；

圖2示出根據(jù)各種實施方案的可如何經(jīng)由圖1a-1c的力設備在用戶身上施加不同的力；

圖3是根據(jù)各種實施方案的可結合圖1a-1c的力設備來實現(xiàn)的或耦合到圖1a-1c的力設備的計算設備的方框圖；

圖4a-4c示出根據(jù)各種實施方案的用于經(jīng)由質(zhì)量塊和擋板在用戶身上施加力的力設備；

圖5a和圖5b示出根據(jù)各種實施方案的可如何經(jīng)由圖4a-4c的力設備在用戶身上施加不同的力；

圖6a和圖6b示出根據(jù)各種實施方案的結合一對頭戴式耳機來實現(xiàn)的力設備；

圖7a和圖7b示出根據(jù)各種實施方案的用于經(jīng)由流體質(zhì)量塊和儲器在用戶身上施加力的力設備；

圖8a-8d示出根據(jù)各種實施方案的用于經(jīng)由力設備向用戶提供導航指令的技術；以及

圖9是根據(jù)各種實施方案的用于在用戶身上施加力的方法步驟的流程圖。

具體實施方式

在下面的描述中，闡述了很多特定的細節(jié)以提供對本公開的實施方案的更徹底理解。然而，對本領域中的技術人員將明顯，本公開的實施方案可在沒有這些特定細節(jié)中的一個或多個的情況下被實踐。

圖1a-1c示出根據(jù)各種實施方案的用于在用戶身上施加力的力設備100。力設備100可以包括(但不限于)一個或多個質(zhì)量塊110、一個或多個軌道112、一個或多個力控制模塊115和頭部支持架120。質(zhì)量塊110例如且不限于通過沿著軌道112移動以修改力設備100的重心來在用戶身上產(chǎn)生力。在一些實施方案中，質(zhì)量塊110基于由力設備100接收和/或產(chǎn)生的力事件來在用戶身上施加力。例如且不限于，由力設備100接收的力事件可規(guī)定經(jīng)由質(zhì)量塊110在用戶身上施加的力的類型(例如線性力、旋轉(zhuǎn)力等)、力被施加的方向和/或待施加的力的幅度。此外，力事件可規(guī)定力的施加被發(fā)起和/或終止時的時間、力被施加的持續(xù)時間和/或力的施加被發(fā)起和/或終止時的力設備100的位置和/或定向。

通常，力事件意欲將各種類型的信息傳達給用戶。例如且不限于，可產(chǎn)生力事件以將導航指令傳達給用戶，給用戶提供與周圍環(huán)境中的物體相關的信息，并給用戶提供警報信息，例如當某人試圖聯(lián)系用戶時或當用戶潛在地處于危險中時。此外，在一些實施方案中，可產(chǎn)生力事件以將其它類型的信息傳達給用戶，例如潛意識和/或觸覺信息(例如經(jīng)由用戶的前庭感覺)、意欲指示用戶校正他或她的平衡或姿勢的信息以及意欲消除各種類型的無意識的用戶運動(例如刻板癥)的信息。

力控制模塊115配置成接收傳感器數(shù)據(jù)，重新定位質(zhì)量塊110并協(xié)調(diào)力設備100的整體操作。通常，力控制模塊115操作致動器114，其耦合到質(zhì)量塊110和/或軌道112以改變質(zhì)量塊110相對于力設備100的位置。改變質(zhì)量塊110的位置改變了力設備100的重心，這又在用戶的頭和/或身體上產(chǎn)生力。在用戶身上的力的施加可用于各種目的。

在一些實施方案中，在用戶身上施加不太大的力以指示用戶應在特定的方向上看或移動或?qū)⒂脩舻淖⒁饬σ皆诃h(huán)境中的特定物體或位置。例如且不限于，可通過朝著力設備100的右側(cè)130移動一個或多個質(zhì)量塊110來修改力設備100的重心，如圖2所示，圖2示出根據(jù)各種實施方案的可如何經(jīng)由圖1a-1c的力設備100在用戶身上施加不同的力?？稍谟脩羯砩鲜┘舆@樣的力以指示用戶應沿著特定的路徑向右拐，以便導航到特定的目的地。在另一非限制性例子中，可修改力設備100的重心以在用戶身上施加力并警告用戶危險的情況，例如當車輛正以高速度從某個方向接近用戶時。此外，可通過重復地修改重心來在用戶身上施加一系列力，以例如且不限于指示用戶轉(zhuǎn)錯彎或處于危險的情況下。

在又一非限制性例子中，可在用戶身上施加力以模擬特定的行動或體驗，例如當用戶正與虛擬現(xiàn)實設備交互時。在再一非限制性例子中，力或力模式可用于向用戶提供通知，例如用戶正接收進入的電話呼叫的通知。此外，柔和輕擊力模式可用于提供更細膩的通知——類似于在肩膀上輕擊——例如當用戶正經(jīng)由頭戴式耳機聽音樂時，且一個或多個傳感器確定某人正試圖對用戶講話或得到用戶的注意。相應地，力設備100使反饋、方向信息和通知的交替形式能夠為用戶產(chǎn)生。

在一些實施方案中，力控制模塊115配置成從其它設備(例如智能電話或移動計算機)接收力事件。此外，在一些實施方案中，力控制模塊115接收經(jīng)由一個或多個傳感器(未在圖1a-1c中示出)獲取的傳感器數(shù)據(jù)，基于傳感器數(shù)據(jù)來產(chǎn)生力事件，并產(chǎn)生控制信號以重新定位一個或多個質(zhì)量塊110以在用戶身上施加力。例如且不限于，當力控制模塊115接收到力事件時，力控制模塊115可查詢一個或多個傳感器并計算必要的質(zhì)量塊110的位置以施加由力事件規(guī)定的力，給出用戶的當前定向和/或位置(例如用戶的頭的當前定向/位置)。力控制模塊115然后通過激活相應的致動器114來重新定位質(zhì)量塊110，如果可適用，以沿著那些向量在用戶身上施加力。

當以圖1a-1c所示的方式定位質(zhì)量塊110時，力設備100的重心可與用戶的頭和/或身體的中心軸對齊。在這個中性配置中，當用戶正直立地站著或坐著時，力設備100可以不在用戶身上施加任何相當大的定向力。相反，當質(zhì)量塊110不對稱地被定位(例如在用戶的頭和/或身體的中心軸外)在軌道112上(例如，如圖2所示)時，定向力被施加在用戶身上。例如且不限于，力控制模塊115可朝著力設備100的前面134將質(zhì)量塊110-2定位在軌道112上，向前移動力設備100的重心并使向前力施加在用戶身上。在各種實施方案中，向前力可由力設備100產(chǎn)生，以便指示用戶在向前方向上移動，以將用戶的興趣引導到位于用戶的前面的物體，和/或模擬用戶的頭可被向前推或拉的行動或體驗。此外，也可通過朝著力設備100的前面134定位質(zhì)量塊110-1和/或質(zhì)量塊110-3來增加向前力的幅度。在一些實施方案中，向前力的幅度可指示用戶應在向前方向上移動的距離、位于用戶的前面的物體的重要性或行動或體驗例如重力或另一類型的加速度推或拉用戶的頭的程度。

此外，當力控制模塊115朝著力設備100的后面136將質(zhì)量塊110-2定位在軌道112上時，力設備100的重心向后移動，使向后力施加在用戶身上。在各種實施方案中，向后力可由力設備100產(chǎn)生，以便指示用戶向后跨步，指示用戶轉(zhuǎn)彎180°，將用戶的興趣引向位于用戶的后面的物體，和/或模擬用戶的頭將被向后推或拉的行動或體驗。此外，也可通過朝著力設備100的后面136定位質(zhì)量塊110-1和/或質(zhì)量塊110-3來增加向后力的幅度。

在一些實施方案中，向后力的幅度可指示用戶應在向后方向上移動的距離(例如通過轉(zhuǎn)彎180°并向前行走)、位于用戶后面的物體的重要性或用戶的頭將被向后推或拉的行動或體驗的程度。此外，向前力或向后力的幅度可基于用戶校正他或他的姿勢所需的運動的幅度，例如用戶應移動他或她的肩膀和/或后背以正確地對齊用戶的脊椎的距離。

此外，當力控制模塊115朝著力設備100的左側(cè)132或右側(cè)130定位質(zhì)量塊110-1和質(zhì)量塊110-3時，力設備100的重心分別移動到左邊或右邊，使左傾斜力或右傾斜力施加在用戶身上。在各種實施方案中，左傾斜力或右傾斜力可由力設備100產(chǎn)生，以便指示用戶導航到左邊或右邊，將用戶的興趣引向位于用戶的左邊或右邊的物體，校正傾斜到左邊或右邊的用戶的姿勢和/或模擬用戶的頭將被向左或向右推或拉的行動或體驗的程度。

此外，可通過分別朝著軌道112的最左邊或最右邊部分定位質(zhì)量塊110-1和/或質(zhì)量塊110-3來增加左傾斜力或右傾斜力的幅度。相反，可通過朝著力設備100的中心沿著軌道112定位質(zhì)量塊110-1和/或質(zhì)量塊110-3來減小左傾斜力或右傾斜力的幅度。在一些實施方案中，左傾斜力或右傾斜力的幅度可指示用戶應移動到左邊或右邊的距離、用戶應轉(zhuǎn)向右或轉(zhuǎn)向左多少度、位于用戶的左邊或右邊的物體的重要性或?qū)⒂脩舻念^向左或向右推或拉的行動或體驗的程度。此外，左傾斜力或右傾斜力的幅度可基于用戶校正他或她的姿勢所需的運動的幅度，例如用戶必須移動他或她的重心以維持他或她的平衡的距離。

在一些實施方案中，一個或多個質(zhì)量塊110可被重新定位以施加軸外力，例如向前-左傾斜力、向前-右傾斜力、向后-左傾斜力和向后-右傾斜力。例如且不限于，可通過朝著力設備100的前面134定位質(zhì)量塊110-1同時質(zhì)量塊110-2和質(zhì)量塊110-3保持在圖1a-1c所示的位置上來在用戶身上施加向前-左傾斜力，使重心向前和向左移動。在另一非限制性例子中，可通過朝著力設備100的后面136定位質(zhì)量塊110-3同時質(zhì)量塊110-1和質(zhì)量塊110-2保持在圖1a-1c所示的位置上來在用戶身上施加向后-右傾斜力，使重心向后和向右移動。這樣的軸外力可由力設備100產(chǎn)生，以便指示用戶在更特定的方向(例如東南(se)方向、北-西北(nnw)方向等)上導航，以將用戶的興趣引向位于相對于用戶的特定方向上的物體，校正朝著特定方向傾斜的用戶的姿勢和/或用戶的頭將在特定方向上被推或拉的行動或體驗。

在一些實施方案中，力設備100可施加具有意欲影響用戶的頭的幅度的力或具有意欲影響用戶的總體平衡的較大幅度的力，從而使用戶的身體在特定方向上移動。例如且不限于，雖然相對小的力只影響用戶的頭，較大的力可影響用戶的整個身體。在第一種技術中，用戶可感知對他們的頭的不太大的力，并將力解釋為將他們的注意力引向某個方向的暗示。相反，在第二種技術中，用戶可將施加到頭的力感知為施加到他們的整個身體(例如由于頸部或脊椎的橫向彎曲)，并將力解釋為在某個方向上行走或?qū)Ш降闹噶睢?/p>

一旦在用戶身上施加力，力控制模塊115就根據(jù)需要監(jiān)控傳感器并調(diào)節(jié)質(zhì)量塊110的位置，以調(diào)節(jié)重心并繼續(xù)在用戶身上施加期望力。然后，一旦用戶到達期望位置和/或定向，力控制模塊115就可將質(zhì)量塊110返回到中性位置。例如且不限于，一旦用戶到達期望位置和/或定向，力控制模塊115就可重新定位質(zhì)量塊110以使力設備100的重心與用戶的頭和/或身體的中心軸對齊，使得沒有力施加在用戶身上。

雖然圖1a-1c和圖2所示的力設備100是安裝頭戴式設備，在其它實施方案中，力設備100可位于用戶身上的其它位置處。例如且不限于，力設備100可以是在用戶的上部軀體上施加力的肩掛式設備。此外在一些實施方案中，力設備100可以是在用戶的下部軀體或腿上施加力的腰掛式設備或腿掛式設備。在又一些其它實施方案中，力設備100可與衣服、首飾、臂帶、其它類型的穿戴式手持設備、口袋大小的設備等集成在一起，以便在用戶的手、臂或其它身體部分施加力。例如且不限于，力設備100可與感測到用戶正接近十字路口的智能電話集成在一起，且作為響應朝著智能電話的左側(cè)移動一個或多個質(zhì)量塊110以指示用戶在十字路口處左轉(zhuǎn)彎。

此外，多個力設備100可彼此結合來操作以在多個方向上施加力，使力方向的較完整的范圍能夠被實現(xiàn)。例如且不限于，第一力設備100可沿著x軸在第一身體部分上提供力，而第二力設備100可沿著y軸在第二身體部分上施加力。而且，即使沿著相同的一個/多個軸實現(xiàn)，多個力設備100也可用于指示指令、警報或通知的重要性。例如且不限于，與墊肩集成的力設備100可將輕柔力通知施加到用戶的肩膀，與頭戴式設備集成的力設備100可將重大力通知施加到用戶的頭，且當通知很重要時，這兩個力設備100可施加力。

雖然圖1a-1c和圖2所示的質(zhì)量塊110是實心砝碼，在其它實施方案中，力設備100可包括任何其它在技術上可行的類型的質(zhì)量塊，其能夠被重新定位以修改力設備100的重心，以便在用戶身上施加力。在一些實施方案中，力設備100可包括在管和/或儲器之間移動以修改力設備100的重心的流體質(zhì)量塊，例如液體和/或氣體。此外，雖然本文所述的質(zhì)量塊110被示為經(jīng)由軌道112移動到力設備100上的特定位置，在其它實施方案中，質(zhì)量塊110可經(jīng)由其它技術移動到力設備100上的其它位置。例如且不限于，在一些實施方案中，較大(例如4個或更多)或較小(例如1或2)數(shù)量的質(zhì)量塊110可耦合到在一個或多個不同位置處的力設備100，并選擇性地移動以在用戶身上施加各種類型的單一或累積力。下面結合圖4a-8d來描述可選類型的質(zhì)量塊110、在力設備上的質(zhì)量塊110的可選放置和用于移動質(zhì)量塊以修改力設備100的重心的可選技術的例子。

在各種實施方案中，力設備100包括跟蹤力設備100的位置和/或定向和/或跟蹤周圍環(huán)境的各種方面的一個或多個傳感器。傳感器可不限于包括全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(gnss)設備、磁力計、慣性傳感器、陀螺儀、加速度計、可見光傳感器、熱成像傳感器、基于激光的設備、超聲傳感器、紅外傳感器、雷達傳感器和/或深度傳感器，例如飛行時間傳感器、結構光傳感器等。這些傳感器可使力設備100的位置能夠在絕對坐標(例如gps坐標)中和/或相對于周圍環(huán)境中的物體被跟蹤。

在一些實施方案中，傳感器布置在力控制模塊115中。由傳感器獲取的數(shù)據(jù)可接著用于在力設備100內(nèi)產(chǎn)生力事件，或傳感器數(shù)據(jù)可被傳輸?shù)絾为毜脑O備用于分析。在相同或其它實施方案中，一個或多個傳感器可布置在輔助設備例如智能電話、移動計算機、穿戴式設備等內(nèi)。

此外，在各種實施方案中，力設備100包括重新定位與力設備100相關的質(zhì)量塊110的一個或多個致動器114。致動器114可不限于包括電動機、壓電電動機、磁性致動器、液壓致動器、氣動致動器、泵等。例如且不限于，參考圖1a-1c，致動器114可包括耦合到軌道112并沿著軌道112的長度和/或?qū)挾纫苿右灾匦露ㄎ毁|(zhì)量塊110的電動機。通常，致動器114使力設備100的重心能夠被修改，以便在用戶身上施加力。

圖3是根據(jù)各種實施方案的可結合圖1a-1c的力設備100來實現(xiàn)的或耦合到圖1a-1c的力設備100的計算設備300的方框圖。如所示，計算設備300不限于包括處理單元310、輸入/輸出(i/o)設備320和存儲器設備330。存儲器設備330包括配置成與數(shù)據(jù)庫334交互作用的力控制應用332。

處理單元310可包括中央處理器(cpu)、數(shù)字信號處理單元(dsp)等。在各種實施方案中，處理單元310配置成分析由一個或多個傳感器獲取的傳感器數(shù)據(jù)以確定力設備100的位置和/或定向，確定質(zhì)量塊110的位置和/或定向，和/或檢測和/或識別在周圍環(huán)境中的物體。在一些實施方案中，處理單元310還配置成確定力設備100相對于周圍環(huán)境的位置和/或定向和/或接收和/或產(chǎn)生基于力設備100和/或周圍環(huán)境中的物體的位置和/或定向的力事件。例如且不限于，處理單元310可執(zhí)行力控制應用332以分析傳感器數(shù)據(jù)，確定力設備100具有特定的定向和位置，并產(chǎn)生力事件，其意欲使用戶通過借助于重新定位質(zhì)量塊110在用戶身上施加力來修改定向和位置。處理單元310還可產(chǎn)生控制信號(例如經(jīng)由力控制應用332)，其使致動器114定位質(zhì)量塊110以在用戶身上施加力，直到力設備100到達期望定位和/或位置為止。

i/o設備320可包括輸入設備、輸出設備和能夠接收輸入并提供輸出的設備。例如且不限于，i/o設備320可包括有線和/或無線通信設備，其將數(shù)據(jù)發(fā)送到被包括在力設備100中的傳感器和/或從傳感器接收數(shù)據(jù)。此外，i/o設備320可包括一個或多個有線或無線通信設備，其接收使致動器114重新定位質(zhì)量塊110的力事件(例如經(jīng)由網(wǎng)絡，例如局域網(wǎng)和/或互聯(lián)網(wǎng))。i/o設備320還可包括致動器控制器，例如線性致動器控制器或流體泵控制器。

存儲器單元330可包括存儲器模塊或存儲器模塊的集合。在存儲器單元330內(nèi)的力控制應用332可由處理單元310執(zhí)行以實現(xiàn)計算設備300的整體功能，并因此作為整體協(xié)調(diào)力設備100的操作。數(shù)據(jù)庫334可存儲數(shù)字信號處理算法、導航數(shù)據(jù)、物體識別數(shù)據(jù)、力事件數(shù)據(jù)等。

計算設備300作為整體可以是微處理器、專用集成電路(asic)、片上系統(tǒng)(soc)、移動計算設備例如平板計算機或蜂窩電話、媒體播放器等。在一些實施方案中，計算設備300集成在與力設備100相關的力控制模塊115中。通常，計算設備300可配置成協(xié)調(diào)力設備100的整體操作。在其它實施方案中，計算設備300可耦合到力設備100但與力設備100分離。在這樣的實施方案中，力設備100可包括從計算設備300接收數(shù)據(jù)(例如力事件)并將數(shù)據(jù)(例如傳感器數(shù)據(jù))傳輸?shù)接嬎阍O備300的單獨處理器，計算設備300可被包括在消費電子設備例如智能電話、便攜式媒體播放器、個人計算機、穿戴式設備等中。然而，本文公開的實施方案設想配置成實現(xiàn)力設備100的功能的任何在技術上可行的系統(tǒng)。

圖4a-4c示出根據(jù)各種實施方案的用于經(jīng)由質(zhì)量塊410和擋板420在用戶身上施加力的力設備100。當質(zhì)量塊410以圖4a-4c所示的方式被定位時，力設備100的重心可與用戶的頭和/或身體的中心軸對齊。相反，當力控制模塊115延伸耦合到質(zhì)量塊410-4的擋板420(例如經(jīng)由氣動致動器)時，重心朝著力設備100的后面136移動。相應地，向后力施加在用戶身上，如圖5a所示。此外，可通過延伸或縮回擋板420并因此增加或減小質(zhì)量塊410-4離力設備100的中心的距離來調(diào)節(jié)向后力的幅度。此外，通過延伸耦合到質(zhì)量塊410-3的擋板420來在用戶身上施加向前力，朝著力設備100的前面134移動重心。而且，可通過延伸或縮回擋板420以增加或減小質(zhì)量塊410-3離力設備100的中心的距離來調(diào)節(jié)向前力的幅度。

此外，當力控制模塊115延伸耦合到質(zhì)量塊410-1的擋板420時，重心朝著力設備100的右側(cè)130移動。相應地，右傾斜力施加在用戶身上，如圖5b所示。此外，可通過使耦合到質(zhì)量塊410-2的擋板420延伸和/或充氣來在用戶身上施加左傾斜力，朝著力設備100的左側(cè)132移動重心。此外，可通過延伸或縮回相應的擋板420以分別增加或減小質(zhì)量塊410-1和質(zhì)量塊410-2離力設備100的中心的距離來調(diào)節(jié)右傾斜力和左傾斜力的幅度。

在一些實施方案中，一個或多個質(zhì)量塊410可被重新定位以施加軸外力，例如向前-左傾斜力、向前-右傾斜力、向后-左傾斜力和向后-右傾斜力。例如且不限于，可通過延伸耦合到質(zhì)量塊410-1的擋板420同時也延伸與質(zhì)量塊410-3相關的擋板420來在用戶身上施加向前-右傾斜力，使重心向前和向右移動。在另一非限制性例子中，可通過延伸耦合到質(zhì)量塊410-2的擋板420同時也延伸與質(zhì)量塊410-4相關的擋板420來在用戶身上施加向前-右傾斜力，使重心向前和向右移動。

圖6a和圖6b示出根據(jù)各種實施方案的結合一對頭戴式耳機來實現(xiàn)的力設備100。如所示，力設備100可以是獨立設備，或力設備100可與另一設備例如一對頭戴式耳機605、頭戴式顯示器、智能電話、虛擬現(xiàn)實設備等集成在一起。當與一對頭戴式耳機605集成在一起時，力設備100可包括揚聲器615、頭支持架120和耦合到頭支持架120和/或揚聲器615的一個或多個質(zhì)量塊610。

如圖6b所示，當力控制模塊115繞著鉸鏈630轉(zhuǎn)動質(zhì)量塊610-2時，可在用戶身上施加左傾斜力，朝著力設備100的左側(cè)132移動重心。此外，可通過繞著鉸鏈630轉(zhuǎn)動質(zhì)量塊610-1來在用戶身上施加右傾斜力，朝著力設備100的右側(cè)130移動重心。此外，可通過朝著或遠離力設備100的中心分別轉(zhuǎn)動質(zhì)量塊610-2和質(zhì)量塊610-1來調(diào)節(jié)左傾斜力和右傾斜力的幅度。

圖7a和圖7b示出根據(jù)各種實施方案的用于經(jīng)由流體質(zhì)量塊710和儲器705在用戶身上施加力的力設備100。當流體質(zhì)量塊710以圖7a所示的方式分布在儲器705-1和儲器705-2之間時，力設備100的重心與用戶的頭和/或身體對齊。相反，當大部分流體質(zhì)量塊710通過通道720移動到儲器705-2內(nèi)時，重心可朝著力設備100的左側(cè)132移動，如圖7b所示。相應地，在用戶身上施加左傾斜力。此外，可通過增加或減少存在于儲器705-2中的流體質(zhì)量塊710的體積來調(diào)節(jié)左傾斜力的幅度。此外，通過將大部分流體質(zhì)量塊710通過通道720移動到儲器705-1內(nèi)來在用戶身上施加右傾斜力，朝著力設備100的右側(cè)130移動重心。而且，可通過增加或減少存在于儲器705-1中的流體質(zhì)量塊710的體積來調(diào)節(jié)右傾斜力的幅度。

圖8a-8d示出根據(jù)各種實施方案的用于經(jīng)由力設備100向用戶提供導航指令的技術。如上所述，力設備100可包括能夠跟蹤力設備100的位置和/或定向和/或跟蹤周圍環(huán)境的各種方面的一個或多個傳感器。在一些實施方案中，傳感器可用于導航目的。例如且不限于，行走或慢跑的用戶可在智能電話上執(zhí)行導航應用，且智能電話可與力設備100成對。相應地，不是用視覺和/或聽覺導航指令干擾用戶，當用戶需要沿著特定的街道轉(zhuǎn)彎時，力設備100可施加力(例如左傾斜力和右傾斜力)。

例如且不限于，力設備100可監(jiān)控用戶的位置，且當用戶需要向右轉(zhuǎn)時，力設備100可產(chǎn)生右傾斜力以將用戶的頭輕推到右邊，如圖8b所示。此外，當用戶在轉(zhuǎn)彎的過程中時，傳感器可檢測用戶的位置和定向的變化，并重新定位質(zhì)量塊110以施加適當?shù)牧砝^續(xù)在正確的方向上引導用戶，如圖8c所示。然后，在沿著正確的街道轉(zhuǎn)彎之后，力設備100可將質(zhì)量塊110返回到中性位置，如圖8d所示。此外，當用戶到達他或她的目的地時，力設備100可產(chǎn)生特定的力模式以指示用戶已到達他或她的目的地。

在一些實施方案中，各種類型的力設備100例如上面所述的那些力設備可與安全設備例如識別周圍環(huán)境中的潛在危險和警告用戶潛在危險的問題警報的系統(tǒng)集成在一起。在這樣的實施方案中，力設備100可經(jīng)由傳感器分析用戶的周圍事物，并檢測潛在的危險。然后當力設備100檢測到危險情況時，力設備100可施加力以使用戶將他或她的頭轉(zhuǎn)向危險情況，例如汽車從車道離開。

在另一非限制性例子中，力設備100可與捕獲在用戶周圍的360°全景的頭戴式環(huán)繞式(例如半球式)成像器或捕獲與用戶周圍的環(huán)境相關的信息的任何其它傳感器集成在一起。例如且不限于，成像器或傳感器可識別在位于用戶后面的樹中的鳥。力設備100可接著在用戶身上施加力(例如向上和向右力)以指示用戶——貪婪的獵鳥者——應向上和向右引導他或她的凝視。

在又一非限制性例子中，力設備100可與增強現(xiàn)實(ar)頭戴式設備(hmd)集成在一起。當用戶沿著街道行走并操作力設備100時，hmd可顯示與周圍環(huán)境中的物體相關的各種ar信息。然后，當與ar信息相關的物體在用戶的視場之外時，力設備100可施加力以將用戶的注意力引向物體。例如且不限于，力設備100可包括確定用戶正經(jīng)過具有在第三層上的值得注意的公寓的公寓建筑物的gnss傳感器。作為響應，力設備100可施加力，其指示用戶將他或她的凝視引向公寓，使得與公寓相關的ar信息可被提供給用戶。

在又一非限制性例子中，力設備100可包括陀螺儀傳感器、加速度計和/或成像器以檢測用戶何時失足或失去他或她的平衡。在這樣的情況下，力設備100可將一個或多個力施加到用戶的頭或身體以試圖防止用戶落下和/或校正用戶的平衡。例如且不限于，被包括在力設備100中的一個或多個傳感器可檢測到用戶的姿勢在閾值范圍(如角范圍)之外。作為響應，力設備100可施加一個或多個力以影響用戶的姿勢，直到姿勢回到閾值范圍內(nèi)為止。此外，當力設備100經(jīng)由一個或多個傳感器檢測到用戶將陷入物體例如燈桿或消防栓內(nèi)時，可在用戶的頭或身體上施加力。

在一些實施方案中，力設備100可提供對由用戶執(zhí)行的通常被稱為刻板癥的下意識的身體運動的警報?？贪灏Y可包括重復的運動、姿勢或說話，例如身體搖動、自我撫摸、腿的交叉/不交叉以及原地踏步。相應地，可實現(xiàn)陀螺儀傳感器、加速度計、成像器等以檢測這樣的運動并施加力以提請用戶注意運動。此外，力設備100可施加力以補償用戶想消除的用戶的頭或身體的輕微運動。在這樣的實施方案中，力設備100可識別無意識的身體運動模式并產(chǎn)生具有實質(zhì)上相同的幅度但相反的相位/方向的力模式，以便消除不希望有的身體運動模式。

圖9是根據(jù)各種實施方案的用于在用戶身上施加力的方法步驟的流程圖。雖然結合圖1a-8d的系統(tǒng)描述了方法步驟，本領域中的技術人員將理解，方法步驟以任何順序落在各種實施方案的范圍內(nèi)。

如所示，方法900在步驟910開始，其中力控制應用332接收或產(chǎn)生力事件并處理力事件以確定力方向和/或力幅度。如上所述，可產(chǎn)生各種類型和幅度的力，以便向用戶提供指令、警報、通知等。在一些實施方案中，由力事件指示的力方向可包括相對于用戶的方向，或力方向可包括絕對方向(例如基于地理基向)。

在步驟920，力控制應用332分析傳感器數(shù)據(jù)以確定力設備100的定向和/或位置(例如相對坐標或絕對坐標)。在各種實施方案中，力設備100的定向和/或位置可指示質(zhì)量塊應如何被重新定位，以便產(chǎn)生具有由力事件規(guī)定的方向和/或幅度的力。相應地，在步驟930，力控制應用332產(chǎn)生控制信號以基于由力事件指示的力方向、由力事件指示的力幅度、力設備100的定向和/或力設備100的位置來重新定位一個或多個質(zhì)量塊。

接著在步驟940，力控制應用332確定目標定向或位置是否由力事件規(guī)定。在一些實施方案中，目標定向可包括與用戶的姿勢、頭定向、身體定向等相關的閾值范圍(例如角范圍或距離范圍)。此外，在一些實施方案中，目標位置可包括地理坐標。如果沒有目標定向或目標位置由力事件規(guī)定，則方法900繼續(xù)進行到步驟980，其中力控制應用332可選地產(chǎn)生控制信號以將一個或多個質(zhì)量塊返回到中性位置(例如起始位置)。方法900接著返回到步驟哦910，其中力控制應用332等待接收或產(chǎn)生額外的力事件。

然而，如果在步驟940目標定向或目標位置由力事件規(guī)定，則方法900繼續(xù)進行到步驟950，其中力控制應用332分析傳感器數(shù)據(jù)以檢測力設備100的定向和/或位置。在步驟960，力控制應用332通過確定力設備100是否在目標定向上和/或在目標位置處來確定用戶是否順從和/或正確地響應于力。

如果在步驟960力控制應用332確定力設備100不在目標定向上和/或不在目標位置處，則方法900繼續(xù)進行到步驟970，其中力控制應用332可選地基于由力事件指示的力方向、由力事件指示的力幅度、力設備100的定向和/或力設備100的位置來重新定位一個或多個質(zhì)量塊。方法900接著返回到步驟950，其中力控制應用332分析傳感器數(shù)據(jù)以檢測力設備100定向和/或位置。

然而如果在步驟960力控制應用332確定力設備100在目標定向上和/或在目標位置處，則方法900繼續(xù)進行到步驟980，其中力控制應用332可選地產(chǎn)生控制信號以使一個或多個質(zhì)量塊反饋到中性位置。方法900接著反饋到步驟910，其中力控制應用332等到接收或產(chǎn)生額外的力事件。

總之，力控制應用接收或產(chǎn)生指示力方向和/或力幅度的力事件。力控制應用接著基于傳感器數(shù)據(jù)來確定力設備的定向和/或位置。力控制還基于力事件以及力設備的定向和/或位置來確定經(jīng)由一個或多個質(zhì)量塊施加在用戶身上的力。接著，力控制應用產(chǎn)生控制信號以重新定位一個或多個質(zhì)量塊，以便在用戶身上施加適當?shù)牧Α?/p>

本文所述的技術的至少一個優(yōu)點是，可將信息提供給用戶而不壓倒用戶的視覺和聽覺通道。相應地，用戶可接收指令、警報和通知，而同時經(jīng)由他或她的視覺和/或聽覺通道接收其它類型的信息，而不產(chǎn)生潛在地危險的情況。此外，通過響應于力設備的定向的變化而在用戶身上施加力，本文所述的技術可幫助用戶維持他或她的平衡和/或姿勢。

各種實施方案的描述為了說明的目的而被介紹，但并沒有被規(guī)定為無遺漏的或限于所公開的實施方案。很多修改和變化將對本領域中的普通技術人員明顯而不偏離所述實施方案的范圍和精神。

本實施方案的方面可被體現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計算機程序產(chǎn)品。相應地，本公開的方面可采取通常都可在本文被稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”的完全硬件實施方案、完全軟件實施方案(包括固件、常駐軟件、微代碼等)或組合軟件和硬件方面的實施方案的形式。此外，本公開的方面可采取體現(xiàn)在一個或多個計算機可讀介質(zhì)中的計算機程序產(chǎn)品的形式，計算機可讀介質(zhì)具有體現(xiàn)在其上的計算機可讀程序代碼。

可利用一個或多個計算機可讀介質(zhì)的任何組合。計算機可讀介質(zhì)可以是計算機可讀信號介質(zhì)或計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀存儲介質(zhì)可以是例如但不限于電子、磁性、光學、電磁、紅外或半導體系統(tǒng)、裝置或設備或前述項的任何適當組合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子(非詳盡列表)將包括下列項：具有一個或多個電線的電連接、便攜式計算機磁盤、硬盤驅(qū)動器、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦除可編程只讀存儲器(eprom或閃存)、光纖、便攜式光盤只讀存儲器(cd-rom)、光學存儲設備、磁性存儲設備或前述項的任何適當組合。在本文檔的上下文中，計算機可讀存儲介質(zhì)可以是可包含或存儲用于由或結合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備來使用的程序的任何有形介質(zhì)。

上面參考根據(jù)本公開的實施方案的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的流程圖圖示和/或方框圖描述了本公開的方面。將理解，流程圖圖示和/或方框圖的每個塊和在流程圖圖示和/或方框圖中的塊的組合可由計算機程序指令實現(xiàn)。這些計算機程序指令可被提供到通用計算機、專用計算機的處理器或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置以產(chǎn)生機器，使得經(jīng)由計算機的處理器或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行的指令使在一個或多個流程圖和/或方框圖塊中規(guī)定的功能/行動的實現(xiàn)成為可能。這樣的處理器可以不限于是通用處理器、專用處理器、應用特定處理器或現(xiàn)場可編程處理器或門陣列。

附圖中的流程圖和方框圖示出根據(jù)本公開的各種實施方案的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的架構、功能和操作。在這個方面中，在流程圖或方框圖中的每個塊可代表代碼的模塊、段或部分，其包括用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的一個或多個可執(zhí)行指令。還應注意，在一些可選的實現(xiàn)中，在塊中提到的功能可與在附圖中提到的順序不同地出現(xiàn)。例如，連續(xù)示出的兩個塊可事實上實質(zhì)上同時執(zhí)行，或塊有時可以按相反的順序執(zhí)行，取決于所涉及的功能。還應注意，方框圖和/或流程圖圖示的每個塊和在方框圖和/或流程圖圖示中的塊的組合可由執(zhí)行規(guī)定功能或行動或?qū)Ｓ糜布嬎銠C指令的組合的基于專用硬件的系統(tǒng)實現(xiàn)。

雖然前述內(nèi)容目的在于本公開的實施方案，可設想本公開的其它和另外的實施方案而不偏離其基本范圍，且其范圍由接下來的權利要求確定。