СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЛИЧНОЙ ГИГИЕНЫ Российский патент 2022 года по МПК A61C17/22 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к способам и системам для идентификации или определения характеристик пользователя устройства для личной гигиены.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Для обеспечения надлежащих использования и функционирования устройств для личной гигиены, некоторые устройства содержат один или более датчиков, которые определяют измерением релевантную информацию о рабочих характеристиках и поведении пользователя, а также используют ее для предоставления обратной связи пользователю. Обратная связь может быть предоставлена пользователю в режиме реального времени или после завершения сеанса эксплуатации. Однако для некоторых устройств часто бывает так, что несколько пользователей совместно используют устройство, заменяя элементы, которые контактируют с телом пользователя. В этом случае система должна иметь возможность сопоставлять каждый сеанс использования с профилем конкретного пользователя, чтобы обеспечить персонализированную обратную связь для правильного пользователя. В случае обратной связи в режиме реального времени, пользователь может иметь доступ к смартфону в ходе сеанса эксплуатации, и он может быть идентифицирован приложением, поскольку каждый пользователь обычно имеет отдельную учетную запись пользователя. В некоторых сценариях использования, таких как обратная связь после сеанса, система может быть способна полагаться на внешнее устройство для идентификации пользователя и, следовательно, она не будет знать личность пользователя. Действительно, в настоящее время невозможно идентифицировать пользователя устройства без внешней информации, предоставленной пользователем. В результате этого может оказаться невозможным предоставить персонализированную обратную связь в отношении сеанса использования соответствующему пользователю.

[0003] Следовательно, в данной области техники все еще сохраняется потребность в способах и системах, которые точно идентифицировали бы пользователя и/или характеристику пользователя устройства для личной гигиены без необходимости во внешнем идентификаторе пользователя.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Настоящее изобретение относится к способам и системам для идентификации или определения характеристик пользователя устройства для личной гигиены. Применимо, например, к устройству для личной гигиены, разработанные согласно изобретению способы и системы обеспечивают возможность идентификации пользователя и, следовательно, возможность предоставления персонализированной обратной связи идентифицированному пользователю. Система получает датчиковые данные в отношении множества сеансов личной гигиены для двух или более пользователей устройств для личной гигиены и извлекает характерные особенности по результатам каждого из сеансов личной гигиены для обучения классификатора для идентификации одной или более характеристик каждого из двух или более пользователей устройства. После обучения устройства система получает датчиковые данные в отношении нового сеанса личной гигиены, извлекает характерные особенности по результатам нового сеанса личной гигиены и использует классификатор для идентификации пользователя или характеристики пользователя. Как только пользователь идентифицирован, устройство может использовать информацию для изменения параметра устройства для личной гигиены, предоставить обратную связь пользователю или продолжить обучать устройство, в том числе для других целей.

[0005] В целом, в одном аспекте представлен способ идентификации характеристики пользователя устройства для личной гигиены, содержащего датчик, контроллер и базу данных. Способ включает следующие этапы: (i) обучение устройства для личной гигиены обучающими данными, включающее следующие этапы: получение посредством датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере одного сеанса личной гигиены для каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены, извлечение множества характерных особенностей по результатам каждого из сеансов личной гигиены, посредством процессорного модуля извлечения и обучение классификатора для идентификации характеристики каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены с использованием извлеченного множества характерных особенностей; (ii) получение посредством датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере части нового сеанса личной гигиены, инициированного одним из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены; (iii) извлечение множества характерных особенностей из датчиковых данных в отношении нового сеанса личной гигиены и (iv) идентификация характеристики пользователя устройства для личной гигиены с использованием обученного классификатора.

[0006] В соответствии с вариантом реализации способ также включает этап снижения количественного показателя множества характерных особенностей, извлекаемых по результатам одного или более сеансов личной гигиены, перед этапом обучения, с использованием метода снижения размерности.

[0007] В соответствии с вариантом реализации способ также включает этап снижения, количественного показателя множества характерных особенностей, извлекаемых по результатам нового сеанса личной гигиены, перед этапом идентификации, с использованием метода снижения размерности.

[0008] В соответствии с вариантом реализации способ также включает этап связывания по меньшей мере некоторых датчиковых данных, полученных в ходе нового сеанса личной гигиены, с идентифицированной характеристикой пользователя.

[0009] В соответствии с вариантом реализации способ также включает этап предоставления обратной связи пользователю или третьему лицу на основе идентифицированной характеристики.

[0010] В соответствии с вариантом реализации способ также включает этап изменения параметра устройства для личной гигиены на основе идентифицированной характеристики.

[0011] В соответствии с вариантом реализации идентифицированная характеристика пользователя представляет собой идентификационную информацию пользователя. В соответствии с вариантом реализации идентифицированная характеристика пользователя представляет собой эксплуатационный параметр или параметр использования, относящийся к пользователю.

[0012] В соответствии с вариантом реализации классификатор содержит прогнозирующую модель.

[0013] В соответствии с вариантом реализации датчик представляет собой инерциальный измерительный блок.

[0014] В соответствии с аспектом устройство для личной гигиены выполнено с возможностью идентификации характеристики пользователя устройства. Устройство для личной гигиены содержит датчик, выполненный с возможностью получения датчиковых данных в отношении множества сеансов личной гигиены, а также содержит контроллер, содержащий модуль обучения и классификатор, при этом модуль обучения выполнен с возможностью: (i) приема от датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере одного сеанса личной гигиены для каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены, (ii) извлечения множества характерных особенностей по результатам каждого из сеансов личной гигиены посредством процессорного модуля извлечения и (iii) обучения классификатора для идентификации характеристики каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены, с использованием извлеченного множества характерных особенностей, причем контроллер также выполнен с возможностью приема от датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере части нового сеанса личной гигиены, инициированного одним из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены, и извлечения множества характерных особенностей из датчиковых данных в отношении нового сеанса личной гигиены, и причем классификатор выполнен с возможностью идентификации характеристики пользователя устройства для личной гигиены с использованием множества характерных особенностей, извлеченных по результатам нового сеанса личной гигиены.

[0015] В соответствии с вариантом реализации контроллер также содержит модуль снижения размерности, выполненный с возможностью снижения количественного показателя множества характерных особенностей, извлекаемых из одного или более сеансов личной гигиены, перед этапом идентификации и/или с возможностью снижения количественного показателя множества характерных особенностей, извлекаемых из нового сеанса личной гигиены, перед этапом идентификации.

[0016] В соответствии с вариантом реализации контроллер также выполнен с возможностью предоставления обратной связи пользователю на основе идентифицированной характеристики. В соответствии с вариантом реализации контроллер также выполнен с возможностью изменения параметра устройства для личной гигиены на основе идентифицированной характеристики.

[0017] Термин «контроллер», используемый в настоящем документе для целей настоящего раскрытия, в целом используется для описания различных устройств, относящихся к работе устройства, системы или способа измерения давления в потоке. Контроллер может быть реализован многочисленными способами (например, в виде аппаратного обеспечения специального назначения) для выполнения различных функций, описанных в настоящем документе. «Процессор» является одним примером контроллера, который использует один или более микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы с использованием программного обеспечения (например, микрокода) на выполнение различных функций, описанных в настоящем документе. Контроллер может быть реализован с использованием процессора и без него, а также он может быть реализован в качестве комбинации аппаратного обеспечения специального назначения для выполнения некоторых функций и процессора (например, одного или более запрограммированных микропроцессоров и связанной схемы) для выполнения других функций. Примеры элементов контроллера, которые могут быть использованы в различных вариантах реализации настоящего изобретения, включают, но без ограничения, традиционные микропроцессоры, интегральные схемы специального назначения (ИССН или ASIC) и программируемые пользователем вентильные матрицы (ППВМ или FPGA).

[0018] В различных вариантах реализации процессор или контроллер может быть связан с одним или более носителями для хранения информации (которые в настоящем документе в общем называются «памятью», например, энергозависимой или энергонезависимой компьютерной памятью). В некоторых вариантах осуществления носитель для хранения информации может быть кодирован одной или более программами, которые выполняют по меньшей мере некоторые функции, описанные в настоящем документе, при исполнении на одном или более процессорах и/или контроллерах. Различные носители для хранения информации могут находиться в пределах процессора или контроллера, или могут перемещаться таким образом, что одна или более программ, хранящихся на них, могут быть загружены в процессор или контроллер таким образом, чтобы реализовать различные аспекты настоящего изобретения, описанные в настоящем документе. Термины «программа» и «компьютерная программа» используют в настоящем документе в обобщенном смысле, и они предполагают любой тип компьютерного кода (например, программного кода или микрокода), который может быть реализован для программирования одного или более процессоров или контроллеров.

[0019] Термин «интерфейс пользователя», используемый в настоящем документе, относится к интерфейсу между пользователем-человеком или оператором-человеком и одним или более устройств, обеспечивающему возможность связи между пользователем и устройством(ами). Примеры интерфейсов пользователя, которые могут быть реализованы в различных вариантах реализации настоящего изобретения, включают в себя, но без ограничения, переключатели, потенциометры, кнопки, шкальные диски, ползуны, трекболы, экраны дисплея, различные типы графических интерфейсов пользователя (ГИП), сенсорные экраны, микрофоны и другие типы датчиков, которые могут принимать некоторую форму созданного человеком входного сигнала и генерировать сигнал в ответ на него.

[0020] Следует понимать, что все комбинации приведенных выше замыслов и дополнительных замыслов, описанных более подробно ниже (при условии, что такие замыслы не являются взаимно несовместимыми), считаются частью объекта настоящего изобретения, раскрытого в настоящем документе. В частности, все комбинации заявленного объекта изобретения, приведенные в конце настоящего раскрытия, считаются частью объекта настоящего изобретения, раскрытого в настоящем документе.

[0021] Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны и разъяснены со ссылкой на вариант(ы) реализации, описанный(е) ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0022] На чертежах подобные ссылочные обозначения в целом относятся к одинаковым частям на всех видах. Кроме того, чертежи не подлежат масштабированию, вместо этого внимание должно быть уделено иллюстрации принципов настоящего изобретения.

[0023] На фиг. 1 представлено устройство для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации.

[0024] На фиг. 2 представлена система для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации.

[0025] На фиг. 3 изображена блок-схема способа определения характеристик пользователя устройства для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации.

[0026] На фиг. 4 представлены углы, представляющие ориентацию устройства для личной гигиены относительно силы тяжести, в соответствии с вариантом реализации.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0027] В настоящем изобретении описаны различные варианты реализации способа и системы, использующих датчиковые данные для идентификации пользователя устройства для предоставления обратной связи. В более общем смысле, заявителем было замечено и обнаружено, что было бы полезно представить систему, которая идентифицирует или определяет характеристики пользователя устройства для личной гигиены. Следовательно, способы и системы, описанные или иным образом представленные в настоящем документе, представляют устройство для личной гигиены, выполненное с возможностью получения датчиковых данных в отношении множества сеансов личной гигиены для двух или более пользователей устройства для личной гигиены, причем сеанс личной гигиены представляет собой сеанс броссажа, сеанс бритья, сеанс очистки или любой другой сеанс личной гигиены. Устройство извлекает характерные особенности по результатам каждого сеанса личной гигиены для обучения классификатора для идентификации одной или более характеристик каждого из двух или более пользователей устройства. Как только устройство обучено, система получает датчиковые данные в отношении нового сеанса личной гигиены, извлекает характерные особенности по результатам нового сеанса личной гигиены и использует классификатор для идентификации пользователя или характеристики пользователя. В соответствии с вариантом реализации устройство может использовать информацию для изменения параметра устройства для личной гигиены, выдать обратную связь пользователю или продолжить обучать устройство, среди прочих вариантов использования.

[0028] Варианты реализации или осуществления, описанные или иным образом представленные в настоящем документе, могут быть применены к любому устройству для личной гигиены. Примеры подходящих устройств для личной гигиены включают в себя электрическую зубную щетку, электрический флосстик, ороситель для полости рта, скребок для языка, бритву, устройство для ухода за кожей или другое устройство для личной гигиены. Однако настоящее изобретение не ограничено этими перечисленными устройствами, и, следовательно, настоящее изобретение и варианты реализации, описанные в настоящем документе, могут охватывать любое устройство для личной гигиены.

[0029] Ссылаясь на фиг. 1, в одном варианте реализации представлено устройство 10 для личной гигиены, которое содержит рукоятку или корпусную часть 12 и головной элемент 14, который, как правило, представляет собой часть, которая воздействует на тело человека. Головной элемент или его часть может быть съемным/съемной, например, для выполнения разных операций, для замены при износе или для того, чтобы разные пользователи могли прикреплять персонализированный элемент.

[0030] Как правило, корпусная часть 12 содержит корпус, по меньшей мере часть которого является полой, для размещения элементов устройства для личной гигиены. Корпусная часть 12 может содержать узел передаточного механизма с двигателем 22 для вырабатывания движения и передаточным элементом или штифтом 24 передаточного механизма для передачи выработанных движений на головной элемент 14. Устройство для личной гигиены может содержать источник питания (не изображен), который может содержать одну или более перезаряжаемых батарей, которые не изображены и которые могут быть, например, электрически заряжены в зарядном устройстве, в которое помещают устройство 10 для личной гигиены, когда его не эксплуатируют. Кроме того, корпусная часть 12 оснащена устройством 26 пользовательского ввода для активации и деактивации передаточного механизма. Устройство 26 пользовательского ввода обеспечивает пользователю возможность управления устройством 10 для личной гигиены, например, включения и выключения устройства. Устройство 26 пользовательского ввода может представлять собой, например, кнопку, сенсорный экран или переключатель.

[0031] Устройство 10 для личной гигиены содержит один или более датчиков 28, выполненных с возможностью получения датчиковых данных. Датчик 28 изображен на фиг. 1 внутри корпусной части 12, однако он может быть расположен в любом месте внутри устройства, в том числе, например, внутри головного элемента 14 или в любом месте внутри устройства или на нем. В соответствии с вариантом реализации датчик 28 выполнен с возможностью предоставления показаний шести осей относительного движения (трех осей поступательного движения и трех осей вращения), используя, например, 3-осевой гироскоп и 3-осевой акселерометр. В качестве еще одного примера, датчик 28 выполнен с возможностью предоставления показаний девяти осей относительного движения, используя, например, 3-осевой гироскоп, 3-осевой акселерометр и 3-осевой магнитометр. Другие датчики могут быть использованы отдельно или в сочетании с этими датчиками, в том числе, но без ограничения, гироскоп, емкостный датчик, камера, фотоячейка и другие типы датчиков. Может быть использовано множество различных типов датчиков, как описано или иным образом представлено в настоящем документе. В соответствии с вариантом реализации датчик 28 выполнен с возможностью генерирования информации, касающейся ускорения и угловой ориентации устройства 10 для личной гигиены. Датчик может содержать два или более датчиков 28, которые функционируют вместе в виде 6-осевой или 9-осевой системы пространственного датчика.

[0032] Датчиковые данные, генерируемые датчиком 28, выдаются на контроллер 30. В соответствии с вариантом реализации датчик 28 выполнен за одно целое с контроллером 30. Контроллер 30 может быть образован одним или несколькими модулями, и он выполнен с возможностью управления устройством 10 для личной гигиены в ответ на ввод, такой как ввод, принятый посредством устройства 26 пользовательского ввода. Контроллер 30 может содержать, например, процессор 32 и память 34 или базу 34 данных. Процессор 32 может иметь любую подходящую форму, в том числе, но без ограничения, форму микроконтроллера, множества микроконтроллеров, схемы, одного процессора или множества процессоров. Память или база 34 данных может иметь любую подходящую форму, в том числе форму энергонезависимой памяти и/или ОЗУ. Энергонезависимая память может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), жесткий диск (HDD) или твердотельный диск (SSD). Память может хранить, помимо прочего, операционную систему. ОЗУ используется процессором для временного хранения данных. В соответствии с вариантом реализации операционная система может содержать код, который при исполнении контроллером 30 управляет работой аппаратных элементов устройства 10 для личной гигиены. В соответствии с вариантом реализации модуль 38 связи передает собранные датчиковые данные и может представлять собой любой модуль, устройство или средство, выполненное с возможностью проводной или беспроводной передачи сигнала, в том числе, но без ограничения, модуль Wi-Fi, Bluetooth, ближней бесконтактной связи и/или сотовой связи.

[0033] Ссылаясь на фиг. 2, в одном варианте реализации представлена система 200 для определения характеристик пользователя. Система 200 для определения характеристик пользователя является вариантом реализации устройства 10 для личной гигиены, который может быть любым вариантом реализации устройства для личной гигиены, описанным или иным образом представленным в настоящем документе. В соответствии еще с одним вариантом реализации система 200 для определения характеристик пользователя может быть реализована в двух или более устройствах. Например, один или более модулей или элементов системы 200 для определения характеристик пользователя могут быть реализованы в удаленном устройстве, таком как смартфон, планшет, носимое устройство, компьютер или другое компьютерное устройство.

[0034] Система для определения характеристик пользователя содержит контроллер 30, содержащий процессор 32 и память 34. Кроме того, система для определения характеристик пользователя содержит датчик 28, выполненный с возможностью получения информации об угле, перемещении или другом параметре устройства или пользователя. Кроме того, система для определения характеристик пользователя содержит модуль 210 обучения, модуль 220 извлечения, модуль 230 размерности и классификатор 240. Модуль извлечения, классификатор и модуль размерности может представлять собой элемент модуля обучения или может им не быть. При необходимости, система для определения характеристик пользователя содержит интерфейс 46 пользователя, который выдает информацию пользователю. Интерфейс 46 пользователя может представлять собой или может содержать модуль обратной связи, который выдает обратную связь пользователю посредством тактильного сигнала, звукового сигнала, визуального сигнала и/или сигнала любого другого типа.

[0035] В соответствии с вариантом реализации датчик 28 представляет собой датчик, такой как акселерометр, гироскоп или любой другой тип датчика, подходящий или выполненный с возможностью получения датчиковых данных о положении, перемещении, угле или другом физическом параметре устройства. В соответствии с вариантом реализации датчик 28 выполнен с возможностью генерирования информации, являющейся показательной в отношении ускорения и угловой ориентации устройства 10 для личной гигиены. Датчиковые данные, сгенерированные датчиком 28, могут быть выданы на контроллер 30 или любой другой элемент устройства или системы, в том числе на внешнее устройство или приложение.

[0036] В соответствии с вариантом реализации модуль 220 извлечения представляет собой элемент устройства и/или модуль или элемент контроллера 30 или модуля 210 обучения. Модуль извлечения выполнен с возможностью, разработан или запрограммирован на извлечение одной или более характерных особенностей из вектора характерной особенности из датчиковых данных с использованием обработки сигнала. Эти характерные особенности обеспечивают информацию, которая варьируется от одного пользователя к другому и, следовательно, может быть использована для идентификации.

[0037] В соответствии с вариантом реализации модуль 230 размерности представляет собой элемент устройства и/или модуль или элемент контроллера 30 или модуля 210 обучения. Необязательный модуль размерности выполнен с возможностью, разработан или запрограммирован на снижение количества характерных особенностей, извлекаемых модулем 220 извлечения. Количество характерных особенностей, извлекаемых на этапе извлечения характерных особенностей, может быть очень большим, что может привести к низкой производительности прогнозирующих моделей. Таким образом, в соответствии с вариантом реализации модуль размерности может оценивать матрицу снижения размерности, которая может быть использована для снижения общего количества характерных особенностей, которые используются для обучения прогнозирующей модели.

[0038] В соответствии с вариантом реализации классификатор 240 представляет собой элемент устройства и/или модуль или элемент контроллера 30 или модуля 210 обучения. Классификатор обучается данными с модуля извлечения и/или модуля размерности для идентификации пользователя устройства для личной гигиены и/или характеристики пользователя устройства. Как только классификатор обучен, он выполнен с возможностью, разработан или запрограммирован на использование новых датчиковых данных для определения того, к какому пользователю принадлежит сеанс эксплуатации.

[0039] В соответствии с вариантом реализации модуль 210 обучения представляет собой элемент устройства и/или модуль или элемент контроллера. Модуль обучения выполнен с возможностью обучения классификатора обучающими данными, полученными датчиком и обработанными модулем извлечения и/или модулем размерности, как описано или иным образом представлено в настоящем документе.

[0040] Ссылаясь на фиг. 3, в одном варианте реализации представлена схема способа 300 идентификации или определения характеристик пользователя устройства для личной гигиены. В способе в качестве преимущества используется тот факт, что каждому пользователю свойственна уникальная манера или техника эксплуатации. Например, некоторые аспекты техники эксплуатации пользователя, такие как типичные ориентации устройства и траектории перемещения, могут быть измерены посредством одного или более датчиков, присутствующих в устройстве, и полученная информация может быть использована для идентификации пользователя в группе людей, такой как семья.

[0041] В соответствии с вариантом реализации способ включает две фазы: фазу обучения и фазу применения. В фазе обучения данные от ряда сеансов эксплуатации собирают от каждого пользователя, который эксплуатирует это же устройство для личной гигиены, для создания прогнозирующей модели. В ходе этой фазы пользователи идентифицируют себя таким образом, что их личность может быть связана с собранными данными. Например, пользователи могут идентифицировать себя с использованием внешнего устройства или программного приложения, или любого другого способа идентификации. В фазе применения, как только прогнозирующая модель была сгенерирована в фазе обучения, модель используют для автоматической идентификации пользователя. В соответствии еще с одним вариантом реализации идентификационная информация пользователя может быть получена, например, путем направления пользователю запроса на подключение устройства к приложению или путем идентификации связанного заголовка, такого как с RFID-меткой в заголовке, если он присутствует.

[0042] В соответствии с вариантом реализации каждый этап в обеих фазах обучения и применения выполняется устройством для личной гигиены. В альтернативном варианте реализации этапы способа распределены между устройством для личной гигиены и вторым устройством, находящимся в связи с устройством для личной гигиены, таким как смартфон, компьютер, сервер или другое устройство.

[0043] На этапе 310 способа обеспечивают устройство 10 для личной гигиены. Устройство 10 для личной гигиены может быть любым из устройств, описанных или иным образом представленных в настоящем документе. Например, устройство 10 для личной гигиены может содержать рукоятку корпуса или корпусную часть 12, головную часть 14, двигатель 22, устройство 26 пользовательского ввода и контроллер 30 с процессором 32. Кроме того, устройство для личной гигиены содержит датчик 28, такой как акселерометр и/или гироскоп.

[0044] На этапе 320 способа устройство для личной гигиены обучают обучающими датчиковыми данными, как описано или иным образом представлено в настоящем документе. В соответствии с вариантом реализации обучение устройства для личной гигиены для идентификации пользователя или характеристики пользователя включает один или более этапов 322-328, которые могут повторяться множество раз, в том числе в ходе фазы применения.

[0045] На этапе 322 способа устройство для личной гигиены получает датчиковые данные в отношении по меньшей мере одного сеанса эксплуатации для каждого из пользователей устройства. Как правило, устройство для личной гигиены получает датчиковые данные в отношении множества сеансов личной гигиены для каждого пользователя. В соответствии с вариантом реализации чем больше сеансов обучения анализируется, тем больше обучающих данных используется для обучения классификатора и тем лучше классификатор способен идентифицировать пользователя. Количество сеансов обучения может по меньшей мере частично зависеть от количества пользователей устройства.

[0046] В соответствии с вариантом реализации устройство для личной гигиены или элемент устройства, такой как контроллер и/или модуль обучения, определяет количество сеансов личной гигиены, необходимых для достоверной идентификации пользователя устройства в ходе стадии применения. В соответствии с вариантом реализации количество сеансов личной гигиены, необходимых для обучения классификатора, может быть определено на основе количества пользователей устройства. Следовательно, пользователь может ввести информацию в устройство или систему, указывая ожидаемое количество пользователей устройства, и устройство может быть запрограммировано или иным образом выполнено с возможностью получения обучающих данных для заданного количества сеансов личной гигиены для каждого пользователя на основе предоставленной информации. В соответствии с еще одним вариантом реализации количество сеансов личной гигиены, необходимых для обучения классификатора, может быть определено на основе самостоятельного определения точности устройством. Например, устройство может выполнить внутреннюю оценку точности или определить достоверность классификации, выполненной классификатором. Лишь в качестве одного примера, устройство может сравнить прогноз или классификацию с фактической идентификационной информацией пользователя, предоставленной в ходе фазы обучения или применения, и на основе этой перекрестной валидации оно может определить, что необходимы дополнительные сеансы обучения, или то, что классификатор в достаточной степени подготовлен к стадии применения.

[0047] На этапе 324 способа модуль извлечения извлекает множество характерных особенностей по результатам каждого сеанса личной гигиены. В соответствии с вариантом реализации различительные характерные особенности извлекают из датчиковых данных в отношении каждого сеанса эксплуатации, записанного устройством. Выбор характерных особенностей зависит от датчиков, присутствующих в устройстве. Например, устройство может содержать по меньшей мере инерциальный измерительный блок, который может быть составлен из акселерометра и/или гироскопа, и/или магнитометра.

[0048] В соответствии с вариантом реализации из датчика может быть извлечено несколько характерных особенностей. Например, существенно различительной характерной особенностью для распознавания пользователя, которая может быть получена от датчика, является распределение ориентаций устройства 10 для личной гигиены относительно силы тяжести в ходе сеанса эксплуатации. Ссылаясь на фиг. 4, в одном варианте реализации ориентация устройства относительно силы тяжести может быть представлена двумя углами (θ и φ), где точка G представляет собой измерение вектора силы тяжести в локальной системе координат устройства, представленной датчиком.

[0049] Как только углы θ и φ ориентации были вычислены в отношении всего сеанса эксплуатации, их совместное распределение вероятности может быть оценено, например, с помощью нормализованной двумерной гистограммы. Например, распределения углов в отношении первого пользователя могут существенно отличаться от распределения в отношении второго пользователя, указывая на то, что они могут быть использованы для идентификации пользователя. Значение в каждом столбике гистограмм может рассматриваться в качестве характерной особенности для классификации.

[0050] В соответствии с вариантом реализации характерные особенности, связанные с траекториями перемещения, также могут быть извлечены из датчиковых данных. Например, для идентификации пользователя могут быть использованы измерения гироскопа, содержащие угловую скорость в отношении сеансов эксплуатации у различных пользователей. Примеры различительных характерных особенностей включают в себя, но без ограничения: (i) стандартное отклонение или вариабельность измерений гироскопа в ходе сеанса эксплуатации, (ii) количество пиков, присутствующих в сигналах, (iii) среднее значение высоты и ширины пиков в сигнале и/или (iv) энергия, присутствующая в некоторых частотных полосах, измеренная после применения преобразования Фурье или другого анализа.

[0051] В соответствии с вариантом реализации, если в устройстве присутствуют другие датчики, то могут быть извлечены другие различительные характерные особенности. В число этих характерных особенностей входят, например: (i) среднее значение усилия, применяемого к устройству в ходе сеанса эксплуатации, если присутствует датчик усилия, (ii) время сеанса эксплуатации, если устройство содержит часы, выполненные с возможностью определения времени суток, (iii) характерные приближения в ходе сеанса эксплуатации, если устройство содержит датчик приближения, такой как емкостной или оптический датчик, (iv) характерные особенности лица, которые в целом используются для распознавания лица, если устройство содержит камеру, и/или (iv) длительность сеанса эксплуатации, среди других характерных особенностей.

[0052] На необязательном этапе 325 способа извлеченные характерные особенности сохраняются в базе данных, такой как память 34. В качестве альтернативы, извлеченные характерные особенности сохраняются удаленно с устройства на удаленном сервере, в базе данных или другом блоке для хранения. В соответствии с вариантом реализации система может сохранять данные о множестве сеансов эксплуатации перед переходом к следующему этапу, или она может анализировать данные с одного сеанса эксплуатации вплоть до завершения, и/или она может анализировать данные в режиме реального времени.

[0053] На необязательном этапе 326 способа модуль размерности снижает количество характерных особенностей, извлекаемых по результатам одного или более сеансов личной гигиены. В соответствии с вариантом реализации количество характерных особенностей, извлекаемых из полученных датчиковых данных, потенциально может быть очень большим. Например, двумерные гистограммы ориентации могут представлять тысячи характерных особенностей в зависимости от выбранной разрешающей способности угла. Однако обучение прогнозирующей модели на пространстве характерных особенностей высокой размерности с использованием большого количества характерных особенностей при ограниченном количестве обучающих выборок может привести к низкой эффективности прогнозирования. Следовательно, использование модуля размерности для снижения количества извлекаемых характерных особенностей улучшает скорость и функциональность процессора и способа.

[0054] В соответствии с вариантом реализации этап снижения размерности, при необходимости, выполняется для снижения общего количества характерных особенностей перед классификацией. В принципе, может быть использован широкий ряд технологий снижения размерности, такие как метод главных компонент (МГК), линейный дискриминантный анализ (ЛДА) и/или алгоритм Isomap, хотя возможны многие другие методы снижения размерности. В соответствии с вариантом реализации может потребоваться некоторая форма регуляризации вследствие малого размера используемой выборки.

[0055] В соответствии с вариантом реализации модуль 230 размерности использует регуляризированную версию ЛДА или МГК с последующим ЛДА. При использовании линейной технологии, такой как МГК или ЛДА, этап снижения размерности представляет собой матричное умножение в соответствии со следующим уравнением:

Ур. 1

где - исходный вектор характерной особенности с размером Px1, где P - исходное количество характерных особенностей, - матрица снижения размерности с размерами RxP, где R<<P, а - сниженный вектор характерной особенности с размером Rx1, где R - сниженное количество характерных особенностей.

[0056] В соответствии с вариантом реализации в ходе фазы обучения матрица оценивается из обучающей базы данных в соответствии с некоторыми критериями. В ходе фазы применения матрица используется для снижения размерности характерных особенностей в соответствии с Ур. 1.

[0057] На этапе 328 способа классификатор обучается, с использованием извлеченного множества характерных особенностей, идентификации характеристики каждого из по меньшей мере двух разных пользователей устройства для личной гигиены. В соответствии с вариантом реализации, после создания обучающей базы данных прогнозирующая модель может быть обучена с использованием алгоритмов машинного обучения, таких как метод опорных векторов, метод k-ближайших соседей, логистическая регрессия и/или деревья решений среди многих других возможных алгоритмов машинного обучения. В ходе фазы обучения прогнозирующая модель может быть использована для идентификации областей пространства характерных особенностей, которые должны быть связаны с каждым пользователем. Как только области идентифицированы, анонимные данные могут быть классифицированы как принадлежащие конкретному пользователю в ходе фазы применения.

[0058] В соответствии с вариантом реализации чем больше данных собирается на этапе обучения, тем выше производительность классификатора. Однако также предпочтительно сделать фазу обучения как можно более короткой, чтобы уменьшить нагрузку на пользователя, поскольку пользователь, возможно, должен будет предоставить идентификационную информацию в ходе фазы обучения. Таким образом, в некоторых вариантах реализации может существовать компромисс между производительностью и удобством для пользователя. Следовательно, фаза обучения может быть разработана для минимизации сеансов обучения, при этом все еще достигая желаемого уровня производительности. В соответствии с вариантом реализации количество сеансов обучения может быть выбрано таким образом, чтобы зависеть от количества пользователей, эксплуатирующих одно и то же устройство, поскольку для достижения некоторого уровня производительности может быть необходимо большее количество данных ввиду того, что большее количество пользователей эксплуатируют одно и то же устройство.

[0059] На этой стадии устройство или система для личной гигиены, или устройство, связанное с устройством для личной гигиены, содержит классификатор, выполненный с возможностью идентификации характеристики пользователя устройства в ходе следующего сеанса личной гигиены. Например, классификатор в устройстве или системе может быть выполнен с возможностью идентификации того, кто из множества пользователей использует устройство. Классификатор в устройстве или системе может быть выполнен с возможностью идентификации особенности эксплуатации у пользователя, в том числе того, что пользователь нажимает слишком сильно или слишком мягко, среди многих других характеристик.

[0060] На этапе 330 способа, в фазе применения устройство для личной гигиены получает датчиковые данные от датчика 28 в отношении нового сеанса личной гигиены неизвестного в настоящий момент пользователя устройства. Однако неизвестный в настоящий момент пользователь устройства является одним из пользователей, которые предоставили данные в отношении сеанса личной гигиены в ходе фазы обучения. Датчик может передать полученные датчиковые данные на контроллер и/или модуль извлечения. Датчиковые данные могут быть использованы немедленно или могут быть сохранены или иным образом поставлены в очередь для последующего анализа.

[0061] На этапе 340 способа модуль извлечения извлекает множество характерных особенностей по результатам нового сеанса личной гигиены в соответствии с любыми способами или методами, описанными или иным образом представленными в настоящем документе. Например, модуль извлечения может извлекать одну или более характерных особенностей из датчиковых данных в зависимости, например, от того, какие датчики, присутствуют в устройстве.

[0062] На необязательном этапе 350 способа модуль размерности снижает количество характерных особенностей, извлекаемых по результатам нового сеанса личной гигиены, в соответствии с любыми способами или методами, описанными или иным образом представленными в настоящем документе. Например, модуль размерности может снижать количество извлекаемых характерных особенностей с использованием такой технологии, как метод главных компонент (МГК), линейный дискриминантный анализ (ЛДА) и/или алгоритм Isomap, хотя возможны многие другие методы снижения размерности. На необязательном этапе 350 модуль размерности снижает количество характерных особенностей, извлекаемых по результатам нового сеанса очистки, путем применения к новым данным того же преобразования, что было получено в ходе фазы обучения на этапе 326.

[0063] На этапе 360 способа обученный классификатор использует извлеченные характерные особенности для идентификации одной или более характеристик ранее неидентифицированого пользователя устройства для личной гигиены. Характеристика может представлять собой личность пользователя или она может представлять собой эксплуатационный параметр, относящийся к пользователю и/или сеансу личной гигиены. Например, характеристика может представлять собой информацию о том, насколько сильным является прижатие, выполняемое пользователем, среди других характеристик. В соответствии с вариантом реализации классификатор сравнивает одну или более извлеченных характерных особенностей с пространством характерных особенностей, созданным в ходе фазы обучения, и идентифицирует то, какому пользователю наиболее близко соответствуют данные нового сеанса личной гигиены.

[0064] На необязательном этапе 370 способа система использует идентифицированную одну или более характеристик для связывания датчиковых данных, полученных в ходе сеанса личной гигиены, с идентифицированным пользователем. Они могут быть использованы, например, для оценки одного или более параметров сеанса личной гигиены пользователя. В качестве альтернативы, они могут быть использованы для выполнения дополнительного обучения классификатора.

[0065] На необязательном этапе 380 способа система использует идентифицированную одну или более характеристик для предоставления обратной связи пользователю или третьему лицу. Например, система может уведомить пользователя о том, что устройство для личной гигиены содержит головной элемент, который связан с другим пользователем. В качестве еще одного примера, система может уведомить пользователя о том, что пользователь нажимает сильнее или мягче, чем обычно. В соответствии с вариантом реализации идентификационная информация пользователя может быть использована для оценки характера риска для пользователя, который совместно эксплуатирует устройство с другими пользователями, и/или для предотвращения ошибочного подтверждения того, что он выполнил сеанс личной гигиены, когда в действительности является другим пользователем. Она может быть использована, например, компаниями, специализирующимися на стоматологическом страховании. Возможно множество других примеров.

[0066] На необязательном этапе 390 способа система может использовать идентифицированную одну или более характеристик для изменения одного или более параметров или настроек устройства. Например, устройство может содержать программу, которая указывает на предпочтение пользователем определенной настройки в ходе сеанса личной гигиены, и может использовать идентификационную информацию пользователя для автоматической активации этой настройки. В качестве еще одного примера, на основе идентификационной информации пользователя и сигнала с головного элемента устройство может распознавать то, что для этого пользователя был установлен новый головной элемент. Это может запустить таймер или счетчик использования для этого головного элемента. Возможно множество других модификаций или настроек устройства.

[0067] Все определения, определенные и используемые в настоящем документе, обладают преимуществом перед определениями в словарях, определениями в документах, включенных в качестве ссылок, и/или обычными значениями определенных терминов.

[0068] Грамматические показатели единственного числа, используемые в настоящем документе в описании и в формуле изобретения следует понимать, как «по меньшей мере одно», если явным образом не указано обратное.

[0069] Выражение «и/или», используемое в настоящем документе в описании и в формуле изобретения, следует понимать, как «один или оба» из элементов, объединенных таким образом, т.е. элементов, которые совместно присутствуют в некоторых случаях и раздельно присутствуют в других случаях. Несколько элементов, перечисленных с помощью «и/или», следует толковать одинаково, т.е. «один или более» элементов, объединенных таким образом. Другие элементы могут присутствовать при необходимости, за исключением элементов, конкретно определенных с оговоркой «и/или», независимо от того, связаны они или не связаны с конкретно определенными элементами.

[0070] Используемый в настоящем документе в описании и в формуле изобретения союз «или» следует толковать с тем же значением, как «и/или», определенное выше. Например, при разделении пунктов в списке, «или» или «и/или» следует интерпретировать как включительные, т.е. включающие по меньшей мере одно, но также включающие более одного, из числа или списка элементов, и, при необходимости, дополнительные не включенные в список пункты. Напротив, только явно обозначенные термины, такие как «только один из» или «в точности один из», или, при использовании в формуле изобретения, «состоящие из», будет относиться к включению только одного элемента из числа или списка элементов. В целом, используемый здесь термин «или» следует интерпретировать лишь в качестве указания на исключительные альтернативы (т.е. «одно или другое, но не оба»), когда ему предшествуют условия исключительности, такие как «либо», «один из», «только один из» или «в точности один из».

[0071] Используемую в настоящем документе в описании и формуле изобретения выражение «по меньшей мере один» по отношению к списку из одного или более элементов следует понимать, как означающую по меньшей мере один элемент, выбранный из любого одного или более элементов в списке элементов, но необязательно включающую по меньшей мере каждый элемент, конкретно указанный в списке элементов и не исключающий каких-либо комбинаций элементов в списке элементов. Данное определение также допускает, что присутствие элементов необязательно, за исключением элементов, конкретно указанных в списке элементов, к которым относится выражение «по меньшей мере один», независимо от того, присутствует ли связь между ними и определенными элементами.

[0072] Следует также понимать, что, если явным образом не указано обратное, в любых заявленных в настоящем документе способах, которые включают более одного этапа или действия, порядок шагов или действий способа не обязательно ограничен порядком, в котором перечислены этапы или действия способа.

[0073] В пунктах формулы изобретения, как и в представленном выше описании изобретения, все переходные выражения, такие как «содержащий», «включающий», «имеющий при себе», «имеющий», «вмещающий», «включающий в себя», «удерживающий», «состоящий из» и т.п. следует понимать в качестве открытой конструкции, т.е. означающей наличие, но не ограничение. Только переходные выражения «состоящий из» и «состоящий по существу из» будут представлять собой закрытые или полузакрытые переходные выражения соответственно.

[0074] Несмотря на то что в настоящем документе было описано и проиллюстрировано несколько вариантов реализации настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет легко представить множество других средств и/или конструкций для выполнения функций и/или получения результатов и/или одного или более из описанных в настоящем документе преимуществ, при этом каждое из таких изменений и/или модификаций следует рассматривать в пределах объема вариантов реализации изобретения, раскрытых в настоящем документе. В более широком смысле, специалистам в данной области техники будет легко понять, что все параметры, размеры, материалы и конфигурации, описанные в настоящем документе, приведены в качестве примера, и что фактические параметры, измерения, материалы и/или конфигурации будут зависеть от конкретного применения или применений, для которых используется/используются решение/решения по настоящему изобретению. Специалисты в данной области техники узнают или смогут установить, используя не более чем рутинные эксперименты, широкий ряд эквивалентов конкретных вариантов реализации изобретения, описанных в настоящем документе. Таким образом, следует понимать, что вышеприведенные варианты реализации представлены только в качестве примера и что в рамках объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов изобретения могут быть реализованы на практике иным образом, отличным от того, который конкретно описан и заявлен. Варианты реализации изобретения, раскрытые в данном описании, относятся к каждому отдельному признаку, системе, изделию, материалу, набору и/или способу, описанным в настоящем документе. Кроме того, любая комбинация двух или более таких признаков, систем, изделий, материалов, наборов и/или способов, в случае если такие функции, системы, изделия, материалы, наборы и/или способы не являются взаимно несовместимыми, включена в объект настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к способам и системам для идентификации или определения характеристик пользователя устройства для личной гигиены. Предложено устройство для реализации способа, причем устройство содержит: датчик, выполненный с возможностью получения датчиковых данных в отношении сеансов личной гигиены, и контроллер, содержащий модуль обучения, классификатор и модуль снижения размерности, выполненный с возможностью снижения количественного показателя характерных особенностей, извлекаемых по результатам одного или более сеансов личной гигиены, перед этапом идентификации и с возможностью снижения количественного показателя характерных особенностей, извлекаемых по результатам нового сеанса личной гигиены, перед этапом идентификации. При этом модуль обучения выполнен с возможностью: приема от датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере одного сеанса личной гигиены для каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены, извлечения характерных особенностей по результатам каждого из сеансов личной гигиены, посредством процессорного модуля извлечения и обучения классификатора для идентификации характеристики каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены, с использованием извлеченных характерных особенностей. Причем контроллер также выполнен с возможностью приема от датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере части нового сеанса личной гигиены, инициированного одним из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены, и извлечения характерных особенностей из датчиковых данных в отношении нового сеанса личной гигиены, а классификатор выполнен с возможностью идентификации характеристики пользователя устройства для личной гигиены с использованием характерных особенностей, извлеченных по результатам нового сеанса личной гигиены. Группа изобретений обеспечивает возможность идентификации пользователя устройства для личной гигиены без необходимости во внешнем идентификаторе пользователя. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ (300) идентификации пользователя устройства (10) для личной гигиены, содержащего датчик (28), контроллер (30) и базу (34) данных, при этом способ включает следующие этапы:

обучение (320) устройства для личной гигиены обучающими данными, включающее следующие этапы:

получение (322) посредством датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере одного сеанса личной гигиены для каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены,

извлечение (324) характерных особенностей по результатам каждого из сеансов личной гигиены, посредством процессорного модуля извлечения;

извлечение (340) характерных особенностей из датчиковых данных в отношении нового сеанса личной гигиены;

снижение (326) количественного показателя характерных особенностей, извлекаемых по результатам одного или более сеансов личной гигиены, перед этапом обучения, с использованием метода снижения размерности;

обучение (328) классификатора для идентификации характеристики каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены с использованием извлеченных характерных особенностей;

получение (330) посредством датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере части нового сеанса личной гигиены, инициированного одним из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены;

идентификация (360) характеристики пользователя устройства для личной гигиены с использованием обученного классификатора.

2. Способ по п. 1, также включающий этап связывания (370) по меньшей мере некоторых датчиковых данных, полученных в ходе нового сеанса личной гигиены, с идентифицированной характеристикой пользователя.

3. Способ по п. 1, также включающий этап предоставления (380) обратной связи пользователю или третьему лицу на основе идентифицированной характеристики.

4. Способ по п. 1, также включающий этап изменения (390) параметра устройства для личной гигиены на основе идентифицированной характеристики.

5. Способ по п. 1, в котором идентифицированная характеристика пользователя представляет собой идентификационную информацию пользователя.

6. Способ по п. 1, в котором идентифицированная характеристика пользователя представляет собой эксплуатационный параметр, относящийся к пользователю.

7. Способ по п. 1, в котором классификатор содержит прогнозирующую модель.

8. Способ по п. 1, в котором датчик представляет собой инерциальный измерительный блок.

9. Устройство (10) для личной гигиены, выполненное с возможностью идентификации пользователя устройства, содержащее:

датчик (28), выполненный с возможностью получения датчиковых данных в отношении сеансов личной гигиены, и

контроллер (30), содержащий модуль (210) обучения, классификатор (240) и модуль (230) снижения размерности, выполненный с возможностью снижения количественного показателя характерных особенностей, извлекаемых по результатам одного или более сеансов личной гигиены, перед этапом идентификации и с возможностью снижения количественного показателя характерных особенностей, извлекаемых по результатам нового сеанса личной гигиены, перед этапом идентификации;

при этом модуль обучения выполнен с возможностью:

(i) приема от датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере одного сеанса личной гигиены для каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены,

(ii) извлечения характерных особенностей по результатам каждого из сеансов личной гигиены, посредством процессорного модуля извлечения и

(iii) обучения классификатора для идентификации характеристики каждого из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены, с использованием извлеченных характерных особенностей,

причем контроллер также выполнен с возможностью приема от датчика датчиковых данных в отношении по меньшей мере части нового сеанса личной гигиены, инициированного одним из по меньшей мере двух различных пользователей устройства для личной гигиены, и извлечения характерных особенностей из датчиковых данных в отношении нового сеанса личной гигиены, а

классификатор выполнен с возможностью идентификации характеристики пользователя устройства для личной гигиены с использованием характерных особенностей, извлеченных по результатам нового сеанса личной гигиены.

10. Устройство для личной гигиены по п. 9, в котором контроллер также выполнен с возможностью предоставления обратной связи пользователю на основе идентифицированной характеристики.

11. Устройство для личной гигиены по п. 9, в котором контроллер также выполнен с возможностью изменения параметра устройства для личной гигиены на основе идентифицированной характеристики.

12. Устройство для личной гигиены по п. 9, в котором идентифицированная характеристика пользователя представляет собой идентификационную информацию пользователя и/или эксплуатационный параметр, относящийся к пользователю.

13. Устройство для личной гигиены по п. 9, в котором классификатор содержит прогнозирующую модель.