[发明专利]可操作地对具有等长锻炼系统的虚拟现实场景进行控制的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是名称为“在视频游戏玩耍期间便于用户锻炼的等长锻炼(isometric execises)系统和方法”并于2006年2月9日提交的申请号为11/350,284的美国专利申请(美国专利申请公开号为2006/0217243)的部分连续案，申请号为11/350,284的该专利申请是名称为“可配置游戏控制器和选择性地将游戏功能分配给控制器输入装置的方法”并于2004年10月28日提交的申请号为10/975,185的美国专利申请(美国专利申请公开号为2005/0130742)的部分连续案，申请号为10/975,185的该专利申请是名称为“游戏控制器支撑结构和等长锻炼系统和在游戏交互期间便于用户锻炼的方法”并于2004年3月23日提交的申请号为10/806,280的美国专利申请(美国专利申请公开号为2004/0180719)的部分连续案，申请号为10/806,280的该专利申请是名称为“计算机交互等长锻炼系统和用于可操作地将锻炼系统与用作为外围设备的计算机系统互相连接的方法”并于2002年12月4日提交的申请号为10/309,565、现在专利号为7,121,982的美国专利的部分连续案。此外，申请号为10/975,185和10/806,280的美国专利申请要求名称为“可配置游戏控制器和选择性地将游戏功能分配给控制器输入装置的方法”并于2003年10月29日提交的申请号为60/514,897的美国临时专利申请的优先权。此外，申请号为11/350,284的美国专利申请要求名称为“等长锻炼系统和在视频游戏玩耍期间便于用户锻炼的方法”并于2005年7月15日提交的申请号为60/699,384的美国临时专利申请的优先权。另外，本申请要求名称为“用于可操作地对具有等长锻炼系统的虚拟现实场景进行控制的方法和设备”并于2005年11月28日提交的申请号为60/739,920的美国临时专利申请的优先权。前述专利、专利申请公布和(临时的和非临时的)专利申请的公开内容在此以参考的方式全文并入。

技术领域

本发明涉及一种呈如下类型的锻炼系统形式的接口，该类型的锻炼系统在前述专利和专利申请公布、公开号为2006/0223634(Feldman等人)的美国专利公开和名称为“用于等长锻炼装置的测力系统”并于2005年5月20日提交的申请号为11/133,449的美国专利申请中公开，这些专利的公开内容在此以参考的方式全文并入。特别地，本发明涉及一种用作为用于仿真或虚拟环境的接口的等长锻炼装置，以使得用户能够进行身体施力活动以与仿真环境进行交互。

背景技术

当将生理和心理刺激施加给学生时，学生学习最佳。因素的这个组合会导致较高水平的激励，其中该激励水平与最佳认知功能相关联。当(例如认知的、情感的、生理的等等)压力增加时，个体有效发挥作用的能力降低。这通常被称作最初由Yerkes和Dodson假设的倒U理论。

就用于高压活动(例如军事行动等)的训练所发展的仿真而论，利用这些仿真以减少用户对自动反应的反应。例如，零散步兵(DI)战士应决定适于特定情形的行动，并使得战士能够反应以执行该行动。但是，如果战士是在不考虑活动的身体要素的环境中训练，则战士很可能进行一连串其身体上不能进行的行动(例如在带有重包裹的情况下冲上屋顶，以及平静地参加狙击手活动等)。通过在训练和仿真中包括身体要素可避免这种认知失调。

但是，就在零散战士类型仿真中包括物理接口而言存在一些问题。这些问题涉及技术和成本。特别地，与人类身体进行联系是非常有挑战性的问题。例如，车辆仿真器包括与战士的接口，其被清楚地限定并且完全是机械的，然而用于零星步兵战士的仿真必须解决战士与包括楼梯、岩石、门、武器和其它人的一般环境之间的交互。

相关技术试图克服该问题，其中接口通常被分类成运动接口和手接口的两个领域。由于人可以以大量的方式运动(例如向前、先后或斜向行走、蹲下、单脚跳、爬楼梯、爬行、走过绷索、沿柱子滑下等)，所以该方法将人当作在平面上移动的车辆来对待。最简单的运动型接口(例如来自犹他州盐湖城的Sarcos Research公司的Uniport)类似脚踏车或单轮脚踏车，其中踩踏板使得用户能够在虚拟环境中前进或后退，同时接口包括一些附加机构以进行转向。