ИГРОВАЯ СИСТЕМА Российский патент 2003 года по МПК A63H3/28 

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека, а именно к производству игровых систем с электронными куклами, интерактивно общающимися между собой и человеком.

Известна игровая система, включающая электронную куклу, оборудованную модулем опознавания речевых команд, реагирующих на человеческий голос и на сигналы от телевидения (DE 19520586, А 63 Н 3/28, 1996).

Недостатком известной системы является невозможность пополнения словарного запаса куклы из TV или FM-приемника, т.е. из телевизионного канала или из FM-канала.

Известна игровая система, являющаяся наиболее близким по технической сущности к патентуемой и включающая по крайней мере две электронные интерактивные игрушки, выполненные с возможностью приема и/или передачи сигналов друг от друга и произнесения определенных речевых сообщений встроенными в них синтезаторами речи с использованием баз речевых сообщений, записанных в их памяти (US 6089942, А 63 Н 3/28, 18.07.2000).

Недостатком известной игровой системы является то, что речевые сообщения - слова или отдельные фразы записаны в память игрушки и произносятся в неизменяемом виде и в неизменяемой заранее заданной последовательности и нет возможности по желанию изменить и пополнить словарный запас, язык, на котором они произносятся, и последовательность их произнесения, а также нет реакции игрушек на внешние раздражители, такие как прикосновение, освещенность и звук и общение с человеком (абонентом), находящимся в отдалении.

Задачей патентуемого изобретения является создание игровой системы, в которой для входящих в нее электронных интерактивных игрушек возможно оперативное изменение речевых сообщений, пополнение словарного запаса этих сообщений, изменение последовательности произношения слов и речевых фраз, изменение языка, на котором произносятся слова и фразы, изменение продолжительности временных пауз между словами или фразами, а также создание более разнообразных реакций игрушек на внешние раздражители.

Указанная задача достигается тем, что в игровой системе, включающей по крайней мере две электронные интерактивные игрушки, выполненные с возможностью приема и/или передачи сигналов друг от друга и произнесения определенных речевых сообщений встроенными в них синтезаторами речи с использованием баз речевых сообщений, записанных в их памяти, в отличие от прототипа каждая из указанных игрушек снабжена по крайней мере одной сменной памятью и по крайней мере одним приемником сигналов ИК-диапазона, и/или по крайней мере одним приемником сигналов звукового диапазона, и/или по крайней мере одним приемником сигналов оптического видимого диапазона, и/или по крайней мере одним приемником сигналов тактильного воздействия, причем каждому речевому сообщению базы речевых сообщений присвоен номер очередности его произношения, а сменная память содержит информацию об указанном номере очередности произношения речевых сообщений и/или длине временных пауз между ними, в соответствии с которыми синтезатор речи осуществляет очередность и временную последовательность произношения речевых сообщений базы речевых сообщений в соответствии с принятыми сигналами друг от друга и/или от указанных приемников.

А также тем, что по крайней мере одна из указанных игрушек выполнена с возможностью приема сигналов от TV или FM-приемника и произнесения определенных речевых сообщений в соответствии с принятыми от TV или FM-приемника сигналами и/или пополнения базы речевых сообщений из принятых от TV или FM-приемника сигналов.

А также тем, что сигналы производят в инфракрасном (ИК), ультразвуковом или FM-диапазоне.

А также тем, что по крайней мере одна из указанных игрушек снабжена громкоговорителем и/или микрофоном.

А также тем, что, сменная память выполнена в виде ЧИПа, или магнитной карты, или сменного картриджа.

А также тем, что по крайней мере одна из игрушек выполнена с возможностью осуществления дуплексной радиосвязи с абонентом на головные телефоны с гарнитурой.

На фиг.1 изображена блок-схема электронной интерактивной игрушки (куклы) 1;
на фиг.2 - блок-схема электронной интерактивной игрушки (куклы) 2.

Патентуемая игровая система включает, например, две электронные интерактивные игрушки (куклы) 1 и 2.

Игрушка 1 может включать, например, микроконтроллер 1 на базе Z80, М680 или большого семейства PIC процессоров, связанного с памятью 2 программ и базы речевых сообщений (слов и фраз) на микросхемах памяти семейства 27****, например 27С64. Микроконтроллер 1 связан также с синтезатором речи 3 и со сменной памятью 4, которая в свою очередь связана также с синтезатором речи 3. Игрушка 1 может быть оборудована по крайней мере одним приемником 5 сигналов тактильного воздействия, в качестве которого может быть использован сенсорный датчик, связанный с микропроцессором 1 через аналого-цифровой преобразователь. Игрушка 1 может содержать также связанные с микропроцессором 1 по крайней мере один приемник 6 сигналов оптического видимого диапазона, например фотодатчик верхнего положения, и/или по крайней мере один приемник 7 сигналов звукового диапазона, и/или по крайней мере один приемник 8 сигналов инфракрасного (ИК) диапазона для приема ИК-сигналов от телеприемника (не показан), на котором есть декодер TV сигнала. Игрушка 1 может содержать также хотя бы один передатчик 9 (излучатель) ИК-сигналов, связанный с микропроцессором 1 для диалога с игрушкой 2.

Игрушка 2 также, как и игрушка 1, включает, например, микропроцессор 10, связанный с памятью 11 программ и базы речевых сообщений (слов и фраз), с синтезатором речи 12, со сменной памятью 13 сообщений на внешние воздействия или со сменной памятью 14 сказок (непрерывные речевые сообщения), с по крайней мере одним приемником 15 сигналов тактильного воздействия, и/или с по крайней мере одним приемником 16 сигналов оптического видимого диапазона, и/или с по крайней мере одним приемником 17 сигналов звукового диапазона, и/или с по крайней мере одним приемником 18 сигналов ИК-диапазона для функции диалога с игрушкой 1. Кроме того, игрушка 2 может содержать связанную с микропроцессором 10 дуплексную радиостанцию 19, например радиостанцию 4 м 27 МГц для связи с абонентом 20, например, на головные телефоны с гарнитурой.

Игровая система работает следующим образом.

Все ответные реакции электронных игрушек, например кукол, на внешние раздражители представляют из себя набор определенных фраз из базы речевых сообщений. Каждая из электронных кукол имеет свой набор фраз.

Электронные куклы при каждом прикосновении или поглаживании, т.е. воздействии на приемники 5 или 15 отвечают какой-нибудь одной фразой из набора в 15-20 ответов. После окончания набора (последняя фраза) программа ответов переходит на начало. Если воздействие отсутствует в течение 30 с, кукла автоматически отключается.

Реакция на оптическое воздействие видимого диапазона (фотодатчик верхнего расположения 6 или 16) возникает как при превышении определенного уровня освещенности (включении искусственного освещения помещения), так и при уменьшении этого уровня.

Например:
Включили верхний свет - ответ: "Фраза 1".

Выключили верхний свет - ответ: "Фраза 2".

Длительное отсутствие освещенности (выдержка 10-15 мин) - ответ: "Фраза 3 ", после чего происходит автоматическое отключение.

Режим "диалога" двух кукол включается автоматически, как только сигнал от передатчика 9 сигналов ИК-диапазона, установленного на одной из кукол, попадает на приемник 18 сигналов ИК-диапазона другой куклы на расстоянии не менее 1 м при условии совпадения оптических осей (расположение кукол - "глаза в глаза"),
Диалог состоит из набора 10-15 фраз длительностью 3-5 с. Паузы между фразами должны быть в пределах 1-1,5 с. Выборка "вопросов-ответов" происходит случайным образом. Диалог начинает одна из кукол, конец ее фразы будет являться сигналом для начала фразы второй куклы.

Диалог продолжается либо до конца набора фраз, либо до прекращения ИК-сигнала от одной куклы к другой.

В случае, если ИК-сигнал от куклы продолжает действовать, то режим диалога начинается сначала.

При повышении определенного уровня звука (щелчок, хлопок, свисток или просто очень громкий крик) синтезатор речи электронных кукол выдает, например, сообщение - "Фраза 4".

При достаточно длительном отсутствии звукового воздействия (от 10 до 15 мин) электронная кукла выдает, например, сообщение "Фраза 5".

Дополнительные возможности, присущие только кукле 1.

- Электронный блок куклы 1 может принимать по ИК-каналу (два фронтальных ИК-приемника - "глаза") речевую информацию от специального декодера стандартного TV-канала.

- Электронный блок куклы должен воспроизводить речь на встроенный громкоговоритель (не показан) с изменением тембра голоса.

- Уровень воспроизведения речи имеет ручную регулировку, плавную или ступенчатую в пределах ±20 дб.

- Функция трансляции TV включается автоматически при появлении сигнала на входах ИК-датчиков при условии совпадения оптического направления на источник излучения от специального декодера на расстоянии до 5 м и отключается при исчезновении сигнала с произношением "Фраза 6".

Дополнительные возможности, присущие только кукле 2.

- Электронная кукла благодаря наличию дуплексной радиостанции 19 обеспечивает дуплексную радиосвязь с абонентом на головные телефоны с гарнитурой. Функция обеспечения связи с куклой 2 выбирается автоматически при включении передатчика абонента. Связь обеспечивается в пределах всей квартиры независимо от наличия преград (двери, стены, мебель и т.д.) (радиоканал разрешенной частоты 26945 кГц).

- Электронная кукла 2 обеспечивает с помощью речевого блока режим "рассказа" длительностью до ~30 мин. Режим "рассказа" включается автоматически при установке сменного картриджа "рассказа". Электронная кукла 2 автоматически отключается после окончания программы "рассказа".

Принципы работы речевого блока.

Энергонезависимая память размером 30-60 Мбайт содержит словарь слов. Для уменьшения размера слова записаны в словарь с применением алгоритма дельта-кодирования. На сменном чипе (магнитной карте) записаны номера слов из словаря в очередности их произношения. При установке чипа в изделие процессор считывает информацию и заносит ее в оперативную память. Следующим этапом работы осуществляется проверка словаря на присутствие всех необходимых для рассказа слов. В случае полноты словаря начинает воспроизводиться рассказ последовательным выведением слов на синтезатор звука. Если словарь не полон, ЭВМ принимает решение запустить подпрограмму пополнения словаря посредством использования информации из радиоканала или звукового канала ТV(специальный декодер).

Программа запускает приемное устройство и проверяет, передается ли в данный момент слово, отсутствующее в словаре. При обнаружении такого слова происходит запись его в словарь. При необходимости для него очищается место в памяти. В дальнейшем для ускорения выбора необходимых слов после записи производится их сортировка.

В радиоканале (оптическом канале) постоянно передается полный словарь всех слов, присутствующих в рассказах. Использование радио канала позволяет:
- сэкономить на внутренней памяти словаря;
- легко перестраивать куклы на новые языки в зависимости от региона использования;
- закладывать в куклы возможность использования обучающих функций;
- последующее улучшение качества звука, без модернизации или выпуска новых серий изделия (при применении новых алгоритмов сжатия звука).

Наивысший приоритет имеет функция с 1 (см. таблицу).

Включение кукол осуществляется специальным ключом.

Выключение электронных кукол происходит автоматически, если ни одна из функций не является активной в течение 5-10 мин, при этом электронная кукла выдает соответствующую "Фразу 7" и через 30 с отключает питание.

Электронные куклы имеют сигнализацию включения (выключения электропитания).

Игровая система предназначена для электронных игрушек и может быть использована в интерактивных куклах. Игровая система включает электронные интерактивные игрушки, выполненные с возможностью приема и/или передачи сигналов друг от друга и произнесения определенных речевых сообщений встроенными в них синтезаторами речи с использованием баз речевых сообщений, записанных в их памяти. Каждая игрушка снабжена сменной памятью, приемником сигналов инфракрасного диапазона, и/или приемником сигналов звукового диапазона, и/или приемником сигналов оптического видимого диапазона, и/или приемником сигналов тактильного воздействия. Каждому речевому сообщению базы речевых сообщений присвоен номер очередности его произношения, а сменная память содержит информацию об указанном номере очередности произношения речевых сообщений и/или длине временных пауз между ними. Игровая система позволяет оперативно изменять речевые сообщения, а также пополнять их словарный запас. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Игровая система, включающая по крайней мере две электронные интерактивные игрушки, выполненные с возможностью приема и/или передачи сигналов друг от друга и произнесения определенных речевых сообщений встроенными в них синтезаторами речи с использованием баз речевых сообщений, записанных в их памяти, отличающаяся тем, что каждая из указанных игрушек снабжена по крайней мере одной сменной памятью и по крайней мере одним приемником сигналов инфракрасного диапазона, и/или по крайней мере одним приемником сигналов звукового диапазона, и/или по крайней мере одним приемником сигналов оптического видимого диапазона, и/или по крайней мере одним приемником сигналов тактильного воздействия, причем каждому речевому сообщению базы речевых сообщений присвоен номер очередности его произношения, а сменная память содержит информацию об указанном номере очередности произношения речевых сообщений и/или длине временных пауз между ними, в соответствии с которыми синтезатор речи осуществляет очередность и временную последовательность произношения речевых сообщений базы речевых сообщений в соответствии с принятыми сигналами друг от друга и/или от указанных приемников. 2. Игровая система по п. 1, отличающаяся тем, что по крайней мере одна из указанных игрушек выполнена с возможностью приема сигналов от TV или FM-приемника и произнесения определенных речевых сообщений в соответствии с принятыми от TV или FM-приемника сигналами и/или пополнения базы речевых сообщений из принятых от TV или FM-приемника сигналов. 3. Игровая система по п. 1, отличающаяся тем, что сигналы производят в инфракрасном, ультразвуковом или FM-диапазоне. 4. Игровая система по п. 1, отличающаяся тем, что по крайней мере одна из указанных игрушек снабжена громкоговорителем и/или микрофоном. 5. Игровая система по п. 1, отличающаяся тем, что сменная память выполнена в виде ЧИПа или магнитной карты. 6. Игровая система по п. 1, отличающаяся тем, что по крайней мере одна из игрушек выполнена с возможностью осуществления дуплексной радиосвязи с абонентом на головные телефоны с гарнитурой.