相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2015年1月5日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?2/099918的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)總體涉及人類績效(performance)科學(xué)，以及涉及使用反饋來優(yōu)化人類績效的方法及系統(tǒng)。

在整個(gè)說明書中引用了一些科學(xué)文獻(xiàn)類文章，其各自的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術(shù)

認(rèn)知心理學(xué)和職業(yè)工效學(xué)領(lǐng)域作為對(duì)日益科技化世界的回應(yīng)出現(xiàn)在20世紀(jì)中葉。認(rèn)知心理學(xué)是對(duì)人類心理狀態(tài)和心智功能的科學(xué)研究，并試圖回答關(guān)于學(xué)習(xí)如何發(fā)生、注意力如何保持或丟失以及數(shù)據(jù)和信息的感知的問題。進(jìn)一步地，認(rèn)知心理學(xué)試圖發(fā)現(xiàn)推理的途徑、語言的運(yùn)作和使用、概念發(fā)展如何發(fā)生在人類中以及如何進(jìn)行決策。在對(duì)術(shù)語的現(xiàn)代心理學(xué)理解中，認(rèn)知將人腦模擬為復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，試圖解釋它的許多奧秘。職業(yè)工效學(xué)是對(duì)人與其工作環(huán)境之間的關(guān)系的科學(xué)研究，重點(diǎn)是績效優(yōu)化以及健康和安全。職業(yè)工效學(xué)的一個(gè)目標(biāo)是確保工作或績效環(huán)境充分理解和考慮到人類的解剖學(xué)、生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)、人體測量學(xué)和生物力學(xué)。

體育科學(xué)是最近成立的學(xué)科，其吸取了醫(yī)學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和生物力學(xué)的歷史價(jià)值，因?yàn)檫@些學(xué)科與運(yùn)動(dòng)背景下的人類績效有關(guān)。

可選地被稱為“心流(flow)”或“化境(zone)”的最佳體驗(yàn)的概念是體育科學(xué)的常見問題。心理學(xué)家Mihaly Csikszentmihalyi對(duì)心流的概念進(jìn)行了研究，并將其描述為當(dāng)一個(gè)人的目標(biāo)明確、反饋即時(shí)、并且在機(jī)會(huì)和能力之間存在平衡時(shí)的一種愉快的心理狀態(tài)。換言之，心流的前提條件是人類主體的注意力集中于其差不多力所能及的焦點(diǎn)，其中不存在或幾乎不存在諸如沖突、干擾、矛盾、無聊和焦慮的外部變量。

在不同領(lǐng)域中已經(jīng)對(duì)心流的概念進(jìn)行了描述。音樂家和藝術(shù)家已描述了一種毫不費(fèi)力的關(guān)注和放松的狀態(tài)，其中在不存在藝術(shù)家意志的情況下藝術(shù)通過藝術(shù)家表達(dá)自己。運(yùn)動(dòng)員形容達(dá)到其中不存在有意的努力但隨著事件的展開實(shí)現(xiàn)了高績效的“化境”。視頻游戲玩家體驗(yàn)與他們正在玩的游戲“合一”，以及計(jì)算機(jī)程序員進(jìn)入一種時(shí)間似乎消失了的具有無與倫比的生產(chǎn)力的變異狀態(tài)。武術(shù)家將心流的概念與“無意識(shí)”不自覺的禪境(Zenstate)相關(guān)聯(lián)，在“無意識(shí)”不自覺的禪境中，心理狀態(tài)獨(dú)立于結(jié)果，并因此向當(dāng)前實(shí)際正在發(fā)生的事情敞開胸懷，而不用擔(dān)心將會(huì)發(fā)生什么。其他人將它定義為一種時(shí)間不存在的狀態(tài)(時(shí)間的流逝不明顯的)，進(jìn)入心流狀態(tài)的參與者，當(dāng)他們身處其中時(shí)，其意識(shí)不到是否存在幾分鐘或幾個(gè)小時(shí)的流逝。

雖然達(dá)到心流狀態(tài)被描述為具有極高的心理愉悅程度，并且績效優(yōu)勢(shì)在許多需要奮斗的領(lǐng)域得到認(rèn)可，但是心流的出現(xiàn)主要還是憑運(yùn)氣。一旦經(jīng)歷過，人類主體就有可能復(fù)制導(dǎo)致達(dá)到這種心流的環(huán)境，但心流的實(shí)際培養(yǎng)主要是內(nèi)向型(inward-looking)或冥想的學(xué)科。即使具有最高級(jí)別的準(zhǔn)備和最清晰、最勤奮的目標(biāo)設(shè)定實(shí)踐，但有意志力地且堅(jiān)持地進(jìn)入心流狀態(tài)一直是在人為控制的環(huán)境之外的難以捉摸的目標(biāo)。在運(yùn)動(dòng)員中將被引起的心流狀態(tài)可能根據(jù)訓(xùn)練周期而不同，并且可能包括增大活動(dòng)水平的驅(qū)動(dòng)力，也可能包括減弱活動(dòng)水平的驅(qū)動(dòng)力兩者。該目標(biāo)可由運(yùn)動(dòng)員即刻設(shè)定，或由運(yùn)動(dòng)員或其教練設(shè)定為長期訓(xùn)練目標(biāo)。

在一項(xiàng)研究中，多次演奏作品的專業(yè)鋼琴演奏家在達(dá)到心流狀態(tài)時(shí)被研究。參見2002年牛津大學(xué)出版社出版的Parncutt，R.等人編著的《音樂表演的科學(xué)與心理學(xué)：教與學(xué)的創(chuàng)新策略(The Science&Psychology of Music Performance：Creative Strategiesfor Teaching and Learning)》，第119頁。在心流狀態(tài)下，表演者表現(xiàn)出與放松相關(guān)的狀況：心率和血壓降低，以及面部肌肉松弛。在體育運(yùn)動(dòng)中，還進(jìn)行了心率變異性研究，以量化心血管系統(tǒng)的杰出表現(xiàn)屬性，但是理解體育運(yùn)動(dòng)期間的心血管系統(tǒng)和自主神經(jīng)系統(tǒng)之間的相互作用仍是一道難題。參見2003發(fā)行的《體育醫(yī)療(Sports Med)》第33卷，第12期，由Aubert，A等人編著的《運(yùn)動(dòng)員的心率變異性(Heart Rate Variability in Athletes)》。

在著名的論文《刻意訓(xùn)練在獲取專家表現(xiàn)中的作用》中，作者認(rèn)為任何努力中獲得的專長需要10000小時(shí)的經(jīng)驗(yàn)的積累，這一主張常被稱為“10000小時(shí)規(guī)則”或“刻意訓(xùn)練框架”?！缎睦韺W(xué)評(píng)論(Psychological Review)》，第100(3)卷，1993年7月，第363-406頁。Eriksen后來解釋說，任何一個(gè)健康的人一旦積累了10000小時(shí)的練習(xí)，就可以擁有杰出的表現(xiàn)，這讓評(píng)論者們認(rèn)識(shí)到，積累這一水平的練習(xí)經(jīng)常涉及承諾、目標(biāo)設(shè)定和關(guān)注以及單獨(dú)花費(fèi)的時(shí)間。參見2013年企鵝出版社出版的由Epstein，D.所著的《運(yùn)動(dòng)基因：在非凡的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)科學(xué)內(nèi)(The Sports Gene：Inside the Science of Extraordinary AthleticPerformance)》第24頁。

特別是通過職業(yè)工效學(xué)已經(jīng)廣泛研究環(huán)境對(duì)專注力和人類績效的作用。雖然很好地理解噪聲作為對(duì)認(rèn)知、學(xué)習(xí)和表現(xiàn)分心事物的作用，但音樂的作用尚不明了。參見2007年發(fā)行的《職業(yè)工效學(xué)(Occupational Ergonomics)》第7期，第143至152頁，由Dalton，B.等所著的《噪聲和音樂對(duì)人類任務(wù)績效的影響：系統(tǒng)評(píng)價(jià)(Noise of noise and music onhuman task performance：A systematic review)》。音樂可以增強(qiáng)認(rèn)知、學(xué)習(xí)和績效，或者可以減輕這些。在諸如駕駛的復(fù)雜任務(wù)中，音樂的存在或不存在已被證明是績效的決定性因素之一。同上著，第145頁。在閱讀期間，音樂可能會(huì)像噪聲一樣使人分心，但在其他研究中，音樂則提高了績效。不幸的是，現(xiàn)有文獻(xiàn)中的研究不完整，并沒有確定地描繪音樂的哪一特征(音調(diào)、旋律、節(jié)奏、速度)會(huì)對(duì)表現(xiàn)產(chǎn)生積極或消極的影響。同上著，第147-149頁。

發(fā)明內(nèi)容

示例性實(shí)施例基于所選擇的標(biāo)準(zhǔn)采用個(gè)人狀態(tài)的多變量分析，然后與確定的基準(zhǔn)和預(yù)設(shè)計(jì)劃相比自適應(yīng)地提供刺激以影響表現(xiàn)。在更具體的示例性實(shí)施例中，方法或系統(tǒng)向人類主體提供音頻和/或觸覺輸入以獲得特定的表現(xiàn)狀態(tài)。

如圖1A所示，框圖10示出了說明性實(shí)施例。如下面更詳細(xì)描述的，用戶的背景和績效12通過各種傳感器和其他數(shù)據(jù)源收集。音樂或聲音選擇引擎考慮感官和環(huán)境輸入，并在14處選擇合適的音樂或聽覺刺激，旨在16處達(dá)到所需的心流狀態(tài)。對(duì)于本公開的目的，“心流”廣義上旨在包括與實(shí)現(xiàn)預(yù)定績效水平相關(guān)聯(lián)的情緒狀態(tài)。本公開包含并描述可以與情緒狀態(tài)或“心情”相關(guān)聯(lián)的個(gè)人數(shù)據(jù)的多項(xiàng)測量。圖1A所示的說明性系統(tǒng)被示為回路，其中刺激14與更新的用戶背景和表現(xiàn)數(shù)據(jù)12連續(xù)相關(guān)。最終，心流狀態(tài)隨著時(shí)間的推移而被調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的表現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)等。

圖1B描述了另一說明性實(shí)施例。如下文更詳細(xì)描述的，用戶的背景和績效22包括通過各種傳感器和其他數(shù)據(jù)源收集的個(gè)人用戶個(gè)人數(shù)據(jù)24和環(huán)境數(shù)據(jù)26。如下面更詳細(xì)地討論的，背景和表現(xiàn)數(shù)據(jù)22可以包括但不限于：諸如GPS位置的信息、速度數(shù)據(jù)、速度變化率信息、實(shí)時(shí)和/或預(yù)測氣象數(shù)據(jù)(例如風(fēng)速、溫度、降水、警報(bào))、加速度計(jì)數(shù)據(jù)、陀螺儀數(shù)據(jù)、羅盤數(shù)據(jù)、環(huán)境光線水平、體溫、高度計(jì)數(shù)據(jù)、濕度、血氧飽和度、脈搏率、心率變異性、眼動(dòng)、頜緊張感(jaw tension)、頭部方向、姿態(tài)數(shù)據(jù)、微痛苦表情或面部姿態(tài)數(shù)據(jù)、聽覺誘發(fā)電位數(shù)據(jù)、P300響應(yīng)數(shù)據(jù)、EEG數(shù)據(jù)、聲學(xué)數(shù)據(jù)、語音模式識(shí)別數(shù)據(jù)、阻抗、二氧化碳數(shù)據(jù)、環(huán)境O2數(shù)據(jù)等。

在28處，所收集的數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)地饋送到刺激選擇引擎。特征提取程序選擇最重要的特征饋送以用于選擇可以是如下面進(jìn)一步討論的音頻或音樂、或視覺或觸覺的刺激。刺激選擇引擎考慮感官和環(huán)境輸入以及短期目標(biāo)和長期目標(biāo)(如訓(xùn)練計(jì)劃)，并在30處，選擇適當(dāng)?shù)囊魳坊蚵犛X刺激，旨在達(dá)到預(yù)期的心流狀態(tài)?？梢栽谡f明性實(shí)施例中應(yīng)用音樂或聽覺刺激。在32處，刺激被傳送給用戶。當(dāng)在34處，無論是通過用戶輸入信號(hào)還是通過預(yù)定的感測條件的組合(系統(tǒng)再次從感測的數(shù)據(jù)執(zhí)行特征提取程序以確認(rèn)用戶處于正確的心流狀態(tài))指示心流狀態(tài)時(shí)，將其與期望的心流狀態(tài)進(jìn)行比較。如果尚未達(dá)到所期望的心流狀態(tài)，則系統(tǒng)可返回到起始位置。然后可以在30處修改刺激以調(diào)節(jié)相關(guān)特征，以負(fù)或正來調(diào)整心流狀態(tài)以符合下文更詳細(xì)討論的績效計(jì)劃。圖1B所示的說明性系統(tǒng)被示為回路，其中所修改的刺激隨后與更新的用戶背景和績效數(shù)據(jù)22相關(guān)聯(lián)。最終，心流狀態(tài)隨著時(shí)間的推移而被調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的表現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)等。

如下面更詳細(xì)地討論的，圖1C的說明性實(shí)施例包括可以在一段時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的績效計(jì)劃18。如下面進(jìn)一步詳細(xì)討論的，可以借助于教練19或其他可信方來監(jiān)視和/或?qū)嵤┱f明性的績效計(jì)劃?？冃в?jì)劃可以在幾小時(shí)、幾天、幾個(gè)月或幾年的時(shí)間內(nèi)實(shí)施。教練可以包括多于一個(gè)教練，并且輔導(dǎo)實(shí)體可以向多個(gè)過程10提供績效訓(xùn)練輔助。

本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面采用統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別技術(shù)來將各種用戶數(shù)據(jù)的分類器導(dǎo)出為基于績效的類別。本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面使用反饋控制回路理論來向用戶提供刺激，以便優(yōu)化用戶績效并實(shí)現(xiàn)所期望的基于績效的分類中的歸屬關(guān)系(membership)。本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面使用音頻刺激來刺激表現(xiàn)目標(biāo)。本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面是使用嵌套控制回路來實(shí)現(xiàn)短期和長期的績效目標(biāo)，以便隨著時(shí)間實(shí)現(xiàn)績效訓(xùn)練目標(biāo)。本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面是從典型個(gè)體收集并匯集數(shù)據(jù)，以便導(dǎo)出基于績效的類別。本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面是從經(jīng)受音頻刺激的大量個(gè)體收集和匯集數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)，以揭示用于構(gòu)建基于人類績效的分類器的統(tǒng)計(jì)相關(guān)的人類績效判斷特征。

本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面包括用于收集基于表現(xiàn)的數(shù)據(jù)的裝置和系統(tǒng)。

本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面包括用于通過使用可穿戴裝置、便攜式智能計(jì)算裝置、便攜式和臺(tái)式計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來控制數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集和模式識(shí)別以及實(shí)現(xiàn)背景感知控制回路的軟件應(yīng)用。

本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面包括一種基于以人類績效為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)從多個(gè)刺激中選擇刺激的方法。

根據(jù)說明性實(shí)施例，公開一種用于優(yōu)化人類主體的活動(dòng)績效的系統(tǒng)和方法，該方法通過包括至少一個(gè)處理器和至少一個(gè)存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)器的系統(tǒng)來執(zhí)行，當(dāng)該指令被執(zhí)行時(shí)會(huì)使系統(tǒng)執(zhí)行該方法，該方法包括獲取與主體有關(guān)的數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)傳送到刺激選擇引擎；用刺激選擇引擎從多個(gè)刺激中選擇刺激；將所選擇的刺激輸出到主體；確定主體的心流狀態(tài)值。

系統(tǒng)或方法采用包括以下中的至少一個(gè)的背景和績效數(shù)據(jù)：GPS位置、速度數(shù)據(jù)、速度變化率信息、實(shí)時(shí)和/或預(yù)測氣象數(shù)據(jù)、加速度計(jì)數(shù)據(jù)、陀螺儀數(shù)據(jù)、羅盤數(shù)據(jù)、環(huán)境光線水平、體溫、高度計(jì)數(shù)據(jù)、濕度、血氧飽和度、脈搏率、心率變異性、眼動(dòng)、頜緊張感、頭部方向、姿態(tài)數(shù)據(jù)、微痛苦表情或面部姿態(tài)數(shù)據(jù)、聽覺誘發(fā)電位數(shù)據(jù)、P300響應(yīng)數(shù)據(jù)、EEG數(shù)據(jù)、聲學(xué)數(shù)據(jù)、語音模式識(shí)別數(shù)據(jù)、阻抗、二氧化碳數(shù)據(jù)或環(huán)境O2數(shù)據(jù)。

在另一示例性實(shí)施例中，公開一種系統(tǒng)，其包括：環(huán)境傳感器模塊、個(gè)人傳感器模塊、績效計(jì)劃模塊和輸入模塊，所述環(huán)境傳感器模塊、個(gè)人傳感器模塊、績效計(jì)劃模塊和輸入模塊聯(lián)接到與背景模塊、特征驗(yàn)證模塊、用戶反饋控制回路模塊和刺激選擇模塊以及其他模塊聯(lián)接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，其用于存儲(chǔ)由所述背景模塊、特征驗(yàn)證模塊、用戶反饋控制回路模塊和刺激選擇模塊所使用的數(shù)據(jù)和軟件指令代碼；輸出模塊，其聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；資源模塊，其聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；背景模塊，其從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊接收包括環(huán)境和個(gè)人數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)并計(jì)算用戶當(dāng)前狀態(tài)的表示或模型。

說明性系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的特征驗(yàn)證模塊；聯(lián)接到背景模塊的主體反饋控制回路模塊；以及特征驗(yàn)證模塊；其中控制回路模塊管理向用戶傳送刺激以增加或減少當(dāng)前表現(xiàn)來試圖緊密地匹配績效計(jì)劃模塊的參數(shù)。

說明性系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括主體反饋控制回路模塊和聯(lián)接到用戶反饋控制回路模塊的可信方反饋模塊，其使得與績效計(jì)劃上的用戶軌跡相關(guān)的信息被發(fā)送到可信方。

說明性系統(tǒng)也可以具有聯(lián)接到刺激選擇模塊524的用戶反饋控制回路模塊520，其中所述刺激是如由用戶反饋控制回路模塊所建模的被確定為改變用戶績效的音頻或音樂刺激，以便使當(dāng)前觀測到的背景表現(xiàn)符合績效計(jì)劃模塊的輸出。

在說明性系統(tǒng)中，刺激選擇模塊可以被配置成基于通過特征驗(yàn)證模塊識(shí)別的特征的衰減或放大來修改刺激。

附圖說明

圖1A、圖1B和圖1C示出示例性系統(tǒng)框圖。

圖1D示出根據(jù)說明性實(shí)施例的示例性耳機(jī)。

圖2A示出根據(jù)說明性實(shí)施例的示例性系統(tǒng)。

圖2B示出采用圖2A的系統(tǒng)的說明性生態(tài)系統(tǒng)。

圖3示出根據(jù)說明性實(shí)施例的示例性嵌套控制回路。

圖4A示出根據(jù)說明性實(shí)施例的示例性比例反饋控制方案。

圖4B示出根據(jù)說明性實(shí)施例的示例性比例積分反饋控制方案。

圖5示出根據(jù)說明性實(shí)施例的示例性系統(tǒng)框圖。

圖6示出增大的低音水平對(duì)最大心率變異性的影響。

圖7示出增大的低音水平對(duì)特定練習(xí)的影響。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本發(fā)明的示例性實(shí)施例，示例性實(shí)施例的示例在附圖中示出。盡可能地，將在整個(gè)附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來指代相同或相似的部件。

系統(tǒng)

作為音樂識(shí)別和音樂推薦引擎的現(xiàn)代軟件應(yīng)用或“app”同樣是廣泛可用的。諸如SHAZAM的在線服務(wù)依靠被稱為聲紋(acoustic fingerprinting)識(shí)別的技術(shù)以基于下列步驟以適當(dāng)?shù)母邷?zhǔn)確度來識(shí)別歌曲：使用智能手機(jī)麥克風(fēng)或其他裝置對(duì)歌曲進(jìn)行采樣，將樣本處理為模式，然后將該模式與存儲(chǔ)在包含成千上萬首歌曲的數(shù)據(jù)庫中的模式進(jìn)行匹配。聲紋識(shí)別可以識(shí)別歌曲，但其本身不能推薦用戶可能喜歡的歌曲。PANDORA是一種廣泛使用的在線收聽服務(wù)，其允許用戶輸入“種子”歌曲以創(chuàng)建“電臺(tái)”?；谒斎敫枨摹斑z傳學(xué)”，PANDORA可以咨詢?yōu)樵S多音樂屬性打分的龐大的歌曲“基因組”數(shù)據(jù)庫，并為用戶創(chuàng)建基于“種子”預(yù)測用戶同樣喜歡的歌曲的播放列表。諸如SPOTIFY的其他收聽服務(wù)具有以不同的方式工作的“更多相似歌曲”的推薦功能，其過去基于協(xié)同過濾，但最近被描述為使用基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)方法進(jìn)行重新開發(fā)?；谛〔ǖ姆椒?，諸如小波包，也被研究用于音樂選擇中。參見1994年出版的期刊《音頻工程學(xué)會(huì)(Audio Engrg Soc)》第42卷，第10期，第808-818頁，由J.Berger，R.R.Coifman和M.J.Goldberg所著的《使用本地三角基和小波包來移除音樂的噪聲(Removing Noise From Music Using Local Trigonometric BasesAnd Wavelet Packets)》。另見1994年出版的1994IEEE-IMS研討會(huì)《信息理論與統(tǒng)計(jì)學(xué)報(bào)(Proceedings on Information Theory and Statistics,)》中由R R.Coifman和N.Saito所著的《分類和回歸分析的最優(yōu)基數(shù)的選擇(Selection Of Best Bases ForClassification And Regression)》。

已經(jīng)探索了在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練環(huán)境中使用生物醫(yī)學(xué)信息，例如使用脈搏血氧儀。參見2012年4月至6月出版的期刊《運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練教育(Athletic Training Education)》，第7卷，第2期，第74-80頁，由D.Berry等人所著的《教導(dǎo)教育者(Educating the Educator)：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中脈搏血氧儀的使用(Use of Pulse Oximetry in Athletic Training)》。

雖然智能手機(jī)、可穿戴技術(shù)及其相關(guān)軟件應(yīng)用提供了前所未有的大量原始數(shù)據(jù)和功能，然而現(xiàn)代用戶不具有關(guān)于如何優(yōu)化他或她的績效的可操作信息。幾乎所有的事物都留給用戶追求績效目標(biāo)，以便整理出如何使用來自這些各種工具的數(shù)據(jù)，希望監(jiān)控能夠顯示他或她“正在做正確的事情”。然而，績效優(yōu)化的方法仍然陷于古老的試錯(cuò)原則中，并且植根于用戶當(dāng)前的情緒、感知和記憶-它們每個(gè)都是主觀的、不可靠的，并受制于有意的或無意的修改。

耳機(jī)

現(xiàn)代音頻硬件和軟件提供了從個(gè)人裝置到公共廣播系統(tǒng)的無數(shù)種音響系統(tǒng)。個(gè)人系統(tǒng)可以包括諸如SKULLCANDY 50/50的入耳式耳塞、諸如SKULLCANDY CHOPS的用于運(yùn)動(dòng)或娛樂用途的運(yùn)動(dòng)耳機(jī)、諸如SKULLCANDY CRUSHER的耳機(jī)、諸如SKULLCANDY PLYR的無線耳機(jī)、諸如SKULLCANDY AMBUSH的無線揚(yáng)聲器，以及有線揚(yáng)聲器。SKULLCANDY產(chǎn)品可從美國猶他州帕克市的Skullcandy公司(Skullcandy,Inc.)購買。音頻播放器可作為諸如無處不在的APPLE IPOD的獨(dú)立裝置購得或捆綁在諸如同樣普遍存在的SAMSUNG GALAXY的智能手機(jī)上，或捆綁在諸如可從法國伊妮市的Archos購買的ARCHOS 5網(wǎng)絡(luò)平板的其他裝置上。

如圖1D所示，耳機(jī)100的示例性實(shí)施例可以包括用于右耳102和左耳104的獨(dú)立入耳式聽覺電話或耳塞。本發(fā)明可以通過使用外掛式耳機(jī)或單耳耳塞來實(shí)現(xiàn)。還可以設(shè)想，可以在適當(dāng)?shù)脑O(shè)置中使用環(huán)境揚(yáng)聲器、公共廣播或其他傳輸音頻信息的手段。在說明性耳機(jī)100中，每個(gè)耳塞包括插入耳道中并有助于將耳塞保持在耳朵內(nèi)的耳塞凝膠106。聲音傳送機(jī)構(gòu)可以包括由諸如耳塞中的兩個(gè)或更多揚(yáng)聲器組合的多個(gè)聲源。耳塞還可以包括用于評(píng)估配合質(zhì)量、耳道中的噪聲、聲阻抗或與傳送到耳膜的聲音的參數(shù)相關(guān)的其它參數(shù)的本地面向內(nèi)的麥克風(fēng)或壓力傳感器。在用戶佩戴耳塞的整個(gè)時(shí)間內(nèi)，可以監(jiān)視這種配合質(zhì)量，并且盡管機(jī)械和聲學(xué)配合隨時(shí)間變化，(在相同的聲音刺激中)改變聲音特性以確保傳送到耳膜的實(shí)際聲級(jí)和頻率保持一致。耳塞凝膠安裝在殼體108上，在示例性實(shí)施例中殼體108可以包含一個(gè)或多個(gè)諸如揚(yáng)聲器的音頻驅(qū)動(dòng)器，和/或一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)壓力傳感器和處理電子器件，以及在一些如下所述的實(shí)施例中的傳感器。雖然設(shè)想通過藍(lán)牙或其他無線通信協(xié)議進(jìn)行無線接收，但在一些實(shí)施例中，纜線110將耳機(jī)100連接到相關(guān)的音頻源。纜線110還可以設(shè)有用于手動(dòng)調(diào)節(jié)包含在耳機(jī)100上的各種特征的控制(未示出)。用于被連接的音頻源的諸如歌曲跳過、快退、快進(jìn)、音量等的控制都屬常規(guī)控制?？梢蕴峁╊~外的控制來激活或停用如下所述的各種傳感器，以及標(biāo)記一些事件以供將來參考，例如當(dāng)耳機(jī)佩戴者達(dá)到或未達(dá)到預(yù)定義的主觀或客觀績效目標(biāo)時(shí)，等等。

在說明性實(shí)施例中，耳機(jī)100設(shè)置耳掛部112，其可以通過旋轉(zhuǎn)鉸接部114以已知方式連接到外殼延伸部116。掛部和/或外殼延伸部可以包含耳機(jī)100的處理電路以及下述的各種傳感器。殼體108的纜線延伸部1180為外部纜線110提供入口點(diǎn)，以及用于處理電路和傳感器的空間?？蛇x地，傳感器可以設(shè)置在耳塞的殼體108或者其它保持功能(例如穩(wěn)定器、翼、頭帶等)中。

在耳機(jī)100的說明性實(shí)施例中，提供放大器以向用戶提供觸覺的或觸覺型的刺激。這可以使用來自耳機(jī)102和104中的音頻驅(qū)動(dòng)器或揚(yáng)聲器的低音聲頻來實(shí)現(xiàn)，或者單獨(dú)的振動(dòng)器可以被設(shè)置在耳機(jī)100中或作為單獨(dú)的外圍設(shè)備設(shè)置在外部(未示出)。

傳感器

可穿戴技術(shù)同樣是廣泛可用的。在用戶攜帶的同時(shí)，智能手機(jī)提供了大量的傳感器和數(shù)據(jù)收集潛力。例如，在APPLE IPHONE中，顯示對(duì)多個(gè)觸摸傳感器做出響應(yīng)。當(dāng)手機(jī)被拿到用戶的耳朵旁時(shí)，接近傳感器關(guān)閉顯示和觸摸屏。環(huán)境光線傳感器調(diào)節(jié)顯示亮度。三軸加速度計(jì)感測手機(jī)的方向，其允許顯示從縱向更改為橫向并用于游戲控制。例如，磁力計(jì)用于驅(qū)動(dòng)羅盤應(yīng)用。通過參考加速度計(jì)和磁力計(jì)可以完全地表征IPHONE的方向。陀螺傳感器有助于表征裝置如何移動(dòng)。輔助GPS技術(shù)提供精確的地面位置數(shù)據(jù)。IPHONE6/6+還包括用于測量環(huán)境大氣壓力的氣壓計(jì)。其他可穿戴技術(shù)產(chǎn)品包括可從美國加利福尼亞的舊金山Fitbit公司(Fitbit,Inc.)購買的FITBIT SURGE。FITBIT SURGE是一種以手表式形式包裝的支持無線功能的活動(dòng)跟蹤器。FITBIT SURGE包含3軸加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、環(huán)境光線傳感器、GPS和心率監(jiān)測器。它還包含將其與智能手機(jī)的，諸如來電顯示、文字提醒、以及對(duì)音樂播放器的控制的其他功能相關(guān)聯(lián)的智能手表功能，。

在這里描述的說明性實(shí)施例中考慮了各種傳感器。傳感器可以安裝在耳機(jī)100上或耳機(jī)100中，或者可以存在于可用于本發(fā)明的諸如APPLE IPHONE或SAMSUNG GALAXY的智能手機(jī)的其他裝置中，或者可以存在于諸如FITBIT SURGE的活動(dòng)跟蹤器中，或者作為連接到或聯(lián)網(wǎng)到本發(fā)明的系統(tǒng)中的單獨(dú)的傳感器。在下面對(duì)系統(tǒng)中的部件的以下描述中，應(yīng)當(dāng)理解的是，除非意思相反地特定描述，否則單數(shù)可以表示復(fù)數(shù)形式，反之亦然。

在功能方面，圖1D的耳機(jī)100可被配置為獨(dú)立形式，其具有所有的音頻傳送硬件、用于數(shù)據(jù)輸入/輸出和相關(guān)處理的通訊能力、用于控制音頻傳送和傳感器控制的處理能力以及電源。另一方面，耳機(jī)可以是諸如SKULLCANDY CHOPS入耳式耳機(jī)的僅用于音頻傳送的現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)耳機(jī)，并且相關(guān)功能由系統(tǒng)中的其他裝置獲得。圖2A在功能上描述了系統(tǒng)200的各種部件，而不考慮形狀因數(shù)，圖2B描述根據(jù)說明性實(shí)施例的系統(tǒng)200所處在的生態(tài)系統(tǒng)。在最廣泛含義上的系統(tǒng)可以包括用于處理一個(gè)或多個(gè)輸入的一個(gè)或多個(gè)微處理器202。下面進(jìn)一步描述的這些輸入可以包括環(huán)境數(shù)據(jù)204、個(gè)人數(shù)據(jù)206和/或績效計(jì)劃208。一個(gè)或多個(gè)微處理器202可以提供可以包括視覺輸出210、音頻輸出212和/或觸覺輸出214的一個(gè)或多個(gè)輸出。在說明性實(shí)施例中，視覺輸出可以包括通過SMS、電子郵件或其他協(xié)議發(fā)送到充分配置的接收裝置的文本消息。

圖2B的生態(tài)系統(tǒng)示出處于中心的用戶220。局部范圍(local sphere)222包含在下面的說明性實(shí)施例中更詳細(xì)地討論的通常處在用戶220附近的系統(tǒng)200的用戶和元件。全局范圍(global sphere)224包含局部范圍222和下面進(jìn)一步討論的同樣聯(lián)網(wǎng)的資源。

在具有用戶的局部范圍內(nèi)是網(wǎng)絡(luò)連接節(jié)點(diǎn)226，其可以是蜂窩、WiFi、衛(wèi)星或?yàn)楣潭ㄓ脩艚尤腚娋€。網(wǎng)絡(luò)連接節(jié)點(diǎn)226允許與全局范圍224、遠(yuǎn)程可信方248和基于云的資源250通信。局部范圍222內(nèi)的其他功能可以無線連接或通過有線連接而連接到用戶界面。可以在智能手機(jī)、諸如耳機(jī)100的可穿戴技術(shù)上單獨(dú)設(shè)置可穿戴式傳感器228。智能手機(jī)230提供作為個(gè)人數(shù)據(jù)助理、作為通信裝置或作為聯(lián)網(wǎng)資源的多功能支持。攝像機(jī)232提供圖像數(shù)據(jù)。手動(dòng)輸入234允許用戶提供的數(shù)據(jù)進(jìn)入局部范圍，或允許由本地可信方提供的數(shù)據(jù)進(jìn)入局部范圍。還可以設(shè)置計(jì)算機(jī)236和平板238用于輸入和輸出以及處理功能。本地?cái)?shù)據(jù)庫240可以存儲(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)202、個(gè)人數(shù)據(jù)204或績效計(jì)劃206以及系統(tǒng)200所需的各種其他數(shù)據(jù)。

全局范圍包括包括含有本地和廣域網(wǎng)絡(luò)242的互聯(lián)網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫244以及包括電子郵件、文本消息(SMS)或經(jīng)由其他通信協(xié)議的消息傳送的消息傳送能力246的聯(lián)網(wǎng)資源。

如圖2B中示意性地進(jìn)一步示出，生態(tài)系統(tǒng)包括可信方248和云250。示出云連接到全局范圍224，但也可提供給局部范圍222中的連接資源。云250包括集中的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)能力，并允許在多個(gè)用戶220上聚合增強(qiáng)的數(shù)據(jù)。可信方248包括績效計(jì)劃208的保管人，以及可以訪問系統(tǒng)的全局范圍或局部范圍或訪問兩者的資格認(rèn)證人員。在示例性實(shí)施例中，可信方可以是教練、培訓(xùn)師、團(tuán)隊(duì)成員、家長、導(dǎo)師、教育者、顧問、主管、軍事指揮官等。

返回到圖2A，在說明性實(shí)施例中手動(dòng)輸入216也是可能的，以便用戶可以修改或覆蓋輸入204、206、208或輸出210、212、214，或提供其他控制，如音頻播放控制、傳感器選擇或覆蓋等?？梢允褂檬謩?dòng)輸入216將系統(tǒng)200鏈接到外部數(shù)據(jù)庫或裝置，提供諸如醫(yī)療歷史和用戶所服用的藥物信息以及在績效計(jì)劃208中包含的其它信息。手動(dòng)輸入216廣泛地涉及來自用戶的本地輸入，并且可以已知的方式使用已知的諸如鍵盤、滾輪、觸摸板或觸摸屏、智能手機(jī)、鼠標(biāo)、耳機(jī)或可穿戴輸入裝置(例如，物理或“軟”的按鈕)等的外圍輸入裝置進(jìn)行。手動(dòng)輸入216還可以包括語言輸入或聲音輸入。這些輸入可以利用諸如APPLE的SIRI應(yīng)用的知識(shí)導(dǎo)航應(yīng)用來接口連接?？梢蕴峁┳匀徽Z言用戶界面來處理來自手動(dòng)輸入216的聲音輸入，或來自包含在環(huán)境數(shù)據(jù)204或個(gè)人數(shù)據(jù)206中的麥克風(fēng)輸入的聲音輸入。例如，用戶可以請(qǐng)求歷史績效數(shù)據(jù)與在相似位置或其他背景中的當(dāng)前績效比較。還設(shè)想，包括在績效計(jì)劃208中的語言命令可以通過知識(shí)導(dǎo)航器執(zhí)行以在處理器202上執(zhí)行本地命令。例如，績效計(jì)劃可以包括對(duì)教練說出一個(gè)在知識(shí)導(dǎo)航器上播放并導(dǎo)致執(zhí)行的命令的錄音。知識(shí)導(dǎo)航器也可以用于調(diào)用其他聯(lián)網(wǎng)資源，例如網(wǎng)頁。例如，當(dāng)跑步者在長跑期間時(shí)，它可以口頭請(qǐng)求最近的藥房的位置。

在說明性實(shí)施例中，被允許訪問系統(tǒng)200的績效計(jì)劃保管人或其他可信方可以實(shí)時(shí)地直接訪問輸出。例如，教練可以在指示立即干預(yù)的時(shí)刻向用戶提供音頻消息。系統(tǒng)可以將這樣的干預(yù)措施并入自適應(yīng)地修改績效計(jì)劃208。

雖然描述了關(guān)于對(duì)單個(gè)用戶的績效計(jì)劃的說明性實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，相同的概念可以應(yīng)用于團(tuán)隊(duì)背景中。團(tuán)隊(duì)的每個(gè)成員都可以獲得相同的基本績效計(jì)劃，但通過微處理器對(duì)202計(jì)劃的執(zhí)行可能會(huì)導(dǎo)致為該特定用戶選擇的不同的輸出。如將理解的是，所選擇的輸出在特定背景中針對(duì)特定用戶。

環(huán)境數(shù)據(jù)204涉及績效正被監(jiān)視的用戶的位置。在許多情況下，GPS傳感器可以提供地理位置數(shù)據(jù)，并且該數(shù)據(jù)可以用于獲得與該位置相關(guān)的其它數(shù)據(jù)。例如，GPS坐標(biāo)N40.724167N，W111.539731會(huì)將用戶定位在猶他州帕克市的西烏特大道1441號(hào)(1441W.UteBlvd in Park City,Utah)處。使用互聯(lián)網(wǎng)信息資源的簡單調(diào)用功能可以提供實(shí)時(shí)的天氣信息，如溫度、降水、云層、風(fēng)速和風(fēng)向、日出和日落時(shí)間、濕度。也可以實(shí)時(shí)獲得氣象預(yù)警和警告信息，或預(yù)測在績效計(jì)劃實(shí)施時(shí)的權(quán)重。衍生信息包括環(huán)境光線條件、風(fēng)寒、結(jié)冰條件、淹水等。基于GPS坐標(biāo)的趨勢(shì)，可以確定用戶是靜止的或處在室內(nèi)。當(dāng)與下面描述的可以包括生活習(xí)慣的個(gè)人數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)時(shí)，可以確定用戶處在工作場所或中意的快餐店、健身房或培訓(xùn)設(shè)施中，因此不受環(huán)境天氣條件的影響。然而，這些室內(nèi)位置中的每一個(gè)將對(duì)訓(xùn)練計(jì)劃產(chǎn)生不同的影響。通過處理器202參考智能手機(jī)或云上的用戶日歷也可以提供有用的背景信息。由各種第三方在選定的地理空間位置放置的信標(biāo)或已知位置的其他信號(hào)發(fā)射資源也可用于確定位置或背景信息。

在說明性實(shí)施例中，設(shè)置傳感器以提供用于一些或所有環(huán)境輸入的測量值。例如，磁力計(jì)可以提供羅盤方向以計(jì)算方向或方位。環(huán)境光線傳感器、IR傳感器或UV傳感器可以提供對(duì)日光或人工照明條件、陽光照射和UV照射下的曝光數(shù)據(jù)。諸如熱電堆的溫度傳感器可以提供體溫和/或環(huán)境溫度信息。大氣壓力傳感器可以提供GPS和室內(nèi)/室外導(dǎo)航增強(qiáng)、天氣預(yù)報(bào)、高度測量以及用戶呼吸量測量數(shù)據(jù)。濕度傳感器可以提供大氣濕度數(shù)據(jù)。外部麥克風(fēng)可以提供環(huán)境噪聲信息，以幫助辨別模糊的位置確定，例如當(dāng)用戶處在度假地址時(shí)，通過提供與音樂表演場地一致的聲音配置文件，系統(tǒng)將知道用戶不處在位于同一地址的浴場中。氧氣傳感器可以提供可以與個(gè)人數(shù)據(jù)相結(jié)合以確定績效計(jì)劃的實(shí)施的環(huán)境O2濃度。

上面的傳感器列表并不是詳盡的，而是說明性的。通常預(yù)期，可以僅基于部分輸入或基于用戶手動(dòng)輸入他或她的位置，使用通過與數(shù)據(jù)庫的有線或無線連接、聯(lián)網(wǎng)或其他方式提供的任何未通過測量而獲得的數(shù)據(jù)來獲得或?qū)С鰧?duì)用戶環(huán)境的全面描述。

個(gè)人數(shù)據(jù)206涉及正被監(jiān)視的個(gè)人的身體運(yùn)動(dòng)、方向和績效。可以提供加速度計(jì)來測量加速度的大小和方向以及振動(dòng)。加速度計(jì)數(shù)據(jù)可以用于計(jì)算用戶的運(yùn)動(dòng)，例如腳步(即，計(jì)步器)、跑步的速度和距離或者步態(tài)的特征(例如，姿態(tài)和擺動(dòng)階段)。在接觸性運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度計(jì)可以提供影響數(shù)據(jù)。加速度計(jì)數(shù)據(jù)也可以用于計(jì)算用戶的自由落體，這可以在空中滑翔、自由式滑雪、蹦床、體操、沖浪、滑板等的訓(xùn)練中有用。陀螺儀可以提供用于計(jì)算方向的數(shù)據(jù)。結(jié)合加速度計(jì)和磁力計(jì)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算傳感器裝置的方向，并因此(當(dāng)已知用戶相對(duì)于傳感器的方向時(shí))可以計(jì)算用戶的方向。當(dāng)傳感器位于耳機(jī)100中，在耳塞102、104中的一個(gè)或兩個(gè)中時(shí)，可以確定用戶頭部的方位。陀螺儀通?；跈z測關(guān)于三維軸的角加速度的一個(gè)或多個(gè)振蕩器。陀螺儀數(shù)據(jù)可用于確定姿態(tài)方向和穩(wěn)定性、平衡、飛行或軌跡方向以及這些的變化率。單獨(dú)地或另外，還可以將一組預(yù)定義或用戶定義的動(dòng)作或手勢(shì)作為數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行捕獲。

在說明性實(shí)施例中也可以找到各種其他個(gè)人數(shù)據(jù)傳感器。脈搏血氧計(jì)(pulse-ox)數(shù)據(jù)可用于顯示用戶的氧飽和度(SO₂)。脈搏血氧計(jì)通過將已知波長的光束穿過身體中的較薄組織來進(jìn)行操作，并且處理吸光度的變化以與脈動(dòng)血液的氧合水平相關(guān)。指尖是脈搏血氧計(jì)感測的常規(guī)位置，耳朵也是如此。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，耳機(jī)100和耳掛部112提供用于脈搏血氧計(jì)發(fā)射器和接收器的位置。雖然SO₂不會(huì)單獨(dú)用作疲勞或勞累的測量，但它可以是會(huì)影響訓(xùn)練計(jì)劃的慢性過度疲勞發(fā)作的有用指標(biāo)，或者指示需要休息以完全恢復(fù)。SO₂還可以幫助用戶標(biāo)示用戶的高度氣候適應(yīng)(或缺乏)，或標(biāo)示健康相關(guān)的情況，如貧血或支氣管炎前期癥狀。可以觀測SO₂在例如幾個(gè)月的訓(xùn)練進(jìn)程中的長期變化。脈搏血氧裝置本身也可以測量心率信息，如下文所述，它可以單獨(dú)用于心率變異性(HRV)監(jiān)測中的脈搏測量。

心率獨(dú)自是一種有用的勞累指標(biāo)。除了任何脈搏血氧傳感器之外，光學(xué)傳感器或聲學(xué)傳感器可以位于耳機(jī)100上以獨(dú)自收集心率數(shù)據(jù)。與心率相關(guān)的不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)身體有不同的影響，因此可以作為訓(xùn)練的目標(biāo)。確定最大心率的經(jīng)驗(yàn)法則如下：

等式1 R_max＝220–年齡

例如，主要針對(duì)大多數(shù)人的有氧系統(tǒng)，以R_max的60％進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并且在足夠長的時(shí)間內(nèi)的有氧運(yùn)動(dòng)期間，主要的能量來源將來自脂肪。因此，這種強(qiáng)度水平通過那些想要減肥并實(shí)現(xiàn)一般健身的人來指示。R_max的70％至80％的心率訓(xùn)練化境仍將主要針對(duì)有氧系統(tǒng)，但狀態(tài)良好的運(yùn)動(dòng)員中，主要的能量來源將是來自代謝碳水化合物的糖原。在說明性實(shí)施例中，績效計(jì)劃208可以包含目標(biāo)心率。使用25歲的狀態(tài)良好的跑步者為示例，

R_max＝220-年齡

R_max＝220-25

R_max＝195

(0.7)R_max＝136.5

(0.8)R_max＝156

因此，根據(jù)說明性實(shí)施例的績效計(jì)劃將在進(jìn)行涉及跑步的有氧訓(xùn)練時(shí)建立每分鐘心跳137至156次之間的心率訓(xùn)練目標(biāo)。其他運(yùn)動(dòng)可能使用不同的閾值和等式來計(jì)算最大值，但是該說明性的示例是啟發(fā)性的。

靜息心率變異性(HRV)也是過度訓(xùn)練的有用診斷，這會(huì)表示需要休息以完全恢復(fù)。然而，不存在直接的相關(guān)性，并且升高的靜息心率可能僅意味著用戶正在觀看令人興奮的電影。這是當(dāng)其他情境或環(huán)境信息204有助于分析用戶的個(gè)人數(shù)據(jù)206的時(shí)候，或者是當(dāng)個(gè)人數(shù)據(jù)206中的趨勢(shì)可以被利用的時(shí)候。例如，如果加速度計(jì)或活動(dòng)傳感器指示用戶處于靜息狀態(tài)，但GPS坐標(biāo)指示用戶處于電影院，則靜息心率測量作為診斷可能是不可靠的。在下床前的在睡眠期間或在早晨的第一件事情靜息心率被理想地測量。加速度計(jì)和陀螺儀傳感器可用于檢測俯臥位，或者所鏈接的智能手機(jī)上的鬧鐘應(yīng)用可用于指示睡眠周期。約5％的靜息心率的日常變化是常見的并與過度疲勞無關(guān)。超過5％的增加量通常被報(bào)告處于顯示出交感神經(jīng)系統(tǒng)刺激癥狀的疲勞或急性“過度透支”或“未恢復(fù)”的個(gè)體中。在說明性實(shí)施例中使用了確保用戶適當(dāng)?shù)摹皽p壓”以確保最有效的訓(xùn)練計(jì)劃208。

HRV也可以從阻抗測量中計(jì)算出來?？梢允褂帽硎酒つw阻抗的傳感器數(shù)據(jù)來測量HRV。參見2005出版的IEEE-EMBS 2005第27次年度國際會(huì)議論文集《醫(yī)學(xué)與生物學(xué)會(huì)工程(Engineering in Medicine and Biology Society)》，第4947至4950頁，Thong，T等人的《相關(guān)心率變異性與皮膚阻抗測量(Correlating Heart Rate Variability with SkinImpedance Measurements)》。

注意力與HRV之間的密切關(guān)系已被證明。參見1972年出版的期刊《實(shí)驗(yàn)心理學(xué)(Exp.Psychology)》，第96期，第371至379頁，M.Coles的《視覺搜索期間的心臟和呼吸活動(dòng)(Cardiac and Respiratory Activity During Visual Search)》。刺激的變化也導(dǎo)致HRV的短暫或短期變化。參見1973年出版的《發(fā)展心理學(xué)(Developmental Psychology)》第8期，第85至92頁，E.Popges等人的《心率變異性：人類新生兒注意響應(yīng)率指數(shù)(Heart RateVariability:An Index of Attentional Responsivity in Human Newborns)》；2010年出版的《醫(yī)學(xué)與生物工程和計(jì)算(Med Biol Eng.Comput.)》，第48期，第423至433頁，M.Orim的《通過HRV分析連續(xù)評(píng)估對(duì)音樂誘發(fā)情緒的自主反應(yīng)的方法(A Method for ContinuouslyAssessing the Autonomic Response to Music-Induced Emotions Through HRVAnalysis)》。運(yùn)動(dòng)后的放松也可以受到聽覺刺激的影響。參見2014年11月出版的《心理學(xué)前沿(Frontiers in Psychology)》第5卷，第1248章，第1至10頁，P.McConnell等人的《自主神經(jīng)系統(tǒng)的聽覺驅(qū)動(dòng)(Auditory Driving of the Autonomic Nervous System)》。在說明性實(shí)施例中，伴隨刺激變化的HRV的變化可以指示運(yùn)動(dòng)員對(duì)諸如聲音刺激或音樂的變化的刺激作出響應(yīng)。微處理器202可以補(bǔ)償諸如不同的運(yùn)動(dòng)水平的變量，并且可在不同的心流狀態(tài)中補(bǔ)償，這可能對(duì)HRV測量產(chǎn)生影響。

放松是訓(xùn)練中恢復(fù)的重要組成部分。放松也是實(shí)現(xiàn)上述心流的重要前提條件。EMG傳感器或應(yīng)變儀可用于測量身體的肌肉張力。在示例性實(shí)施例中，可以從安裝在耳機(jī)100中的傳感器測量頜中的張力。EMG信號(hào)可用于測量衡量放松的張力、實(shí)現(xiàn)恢復(fù)，或日常生活(不吃飯時(shí))中的總體應(yīng)力水平。傳感器也可用于檢測進(jìn)食活動(dòng)。EMG數(shù)據(jù)可用于提供生物反饋以幫助用戶調(diào)節(jié)張力并實(shí)現(xiàn)所期望的狀態(tài)，例如放松狀態(tài)。可以使用單獨(dú)的傳感器監(jiān)控身體上的其他點(diǎn)。

睡眠間隔數(shù)據(jù)也可用于實(shí)施績效計(jì)劃206。加速度計(jì)和/或陀螺儀數(shù)據(jù)以及來自智能手機(jī)或其他聯(lián)網(wǎng)資源的手動(dòng)輸入或日歷交叉引用可以幫助系統(tǒng)200確定用戶何時(shí)睡著。然后可以監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)202以獲得最佳的睡眠環(huán)境條件，例如背景噪聲、環(huán)境光線和環(huán)境溫度。這些參數(shù)中的每一個(gè)可以由績效計(jì)劃206規(guī)定，或者依賴于標(biāo)準(zhǔn)推薦值。在睡眠期間，頻繁的運(yùn)動(dòng)可表示床不舒服，并且微處理器202可以將輸出發(fā)送到績效計(jì)劃保管人例如教練或用戶以購買新的床墊或更換成防過敏床品。在說明性實(shí)施例中，如果用戶在家附近，則系統(tǒng)200的知識(shí)導(dǎo)航器可以使用戶求助于附近的床品店或在線資源以鼓勵(lì)依從。在住宅培訓(xùn)中心訓(xùn)練一隊(duì)運(yùn)動(dòng)員的教練通常可以檢測到較差的睡眠模式，表明需要更換床品。如果噪聲是周期性的，則存在環(huán)境噪聲可能表示需要調(diào)節(jié)睡眠時(shí)間表。例如，指示用戶的家位于機(jī)場附近的GPS數(shù)據(jù)可以試圖基于從在線資源獲得的飛行模式數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)睡眠時(shí)間表以使噪聲最小化。會(huì)干擾睡眠的過度感測到的環(huán)境光線可能導(dǎo)致系統(tǒng)200發(fā)送提醒用戶關(guān)閉窗簾的輸出，將睡眠時(shí)間表調(diào)節(jié)到一天中的較晚時(shí)間，或者重置用戶的床品以最小化睡眠間隔期間的曝光量。系統(tǒng)輸出可以為用戶提供報(bào)警功能，以終止睡眠區(qū)間，隨后對(duì)患者數(shù)據(jù)204的后續(xù)監(jiān)視，例如遵循提示來驗(yàn)證用戶是否走動(dòng)的加速度計(jì)和陀螺儀信息或手動(dòng)輸入216。

眼睛運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)也可以用于許多人為因素設(shè)置，并且也可以用于睡意檢測或疲勞檢測。眼睛運(yùn)動(dòng)傳感器可以基于光學(xué)感測或通過使用放置在眼窩周圍的電極。來自眼睛運(yùn)動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)可以用作警覺性的測量，這可能會(huì)對(duì)訓(xùn)練計(jì)劃或諸如駕駛的日?；顒?dòng)產(chǎn)生影響。弗吉尼亞科技交通研究所(Virginia Tech Transportation Institute)進(jìn)行的研究表明，80％的撞車事故和65％的臨近撞車事故發(fā)生在某種形式的駕駛員精力不集中的三秒鐘之內(nèi)。參見2004年1月發(fā)行的DOT HS 810594，《駕駛員精力不集中對(duì)臨近撞車/撞車風(fēng)險(xiǎn)率的影響：使用100車自然駕駛研究數(shù)據(jù)進(jìn)行分析(The Impact of Driver Inattention onNear-Crash/Crash risk：An Analysis Using the 100-Car Naturalistic DrivingStudy Data)》。這種觀測同樣適用于運(yùn)動(dòng)績效，其中分心可能導(dǎo)致執(zhí)行錯(cuò)誤，這不僅會(huì)影響績效，而且會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷。在說明性實(shí)施例中，眼睛運(yùn)動(dòng)傳感器位于耳機(jī)100上，或者單獨(dú)的裝置被包括在系統(tǒng)200中。

被不同地稱為微面部表情分析或微痛苦表情(microgrimace)分析的面部表情變化的分析是用于評(píng)價(jià)諸如疼痛或激動(dòng)的情緒狀態(tài)的一種方式。參見2011年3月發(fā)行的國際期刊《Res.and Revs.in Art.Intel.》第1卷，第1期，Bin Mansor等人的《重癥護(hù)理中患者激動(dòng)的面部痛苦表情圖的測算(Reckoning of Facial Grimacing Scheme for PatientAgitation in Critical Care)》。在說明性實(shí)施例中，個(gè)人數(shù)據(jù)206可以包括圖像數(shù)據(jù)或從與諸如在心流狀態(tài)的跟蹤中的放松或不安的心情狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)提取的特征。然后，績效計(jì)劃208可以解釋用戶的身體狀況并促進(jìn)休息和完全恢復(fù)以避免長期的次優(yōu)績效或避免過度訓(xùn)練造成的傷害。與疼痛相關(guān)的圖像特征也可以指示早期發(fā)作的表現(xiàn)喪失(performance-robbing)良性痛苦，諸如頭痛，其如果未經(jīng)治療則可能發(fā)展成分散注意力的結(jié)果，甚至是虛弱的結(jié)果。在說明性實(shí)施例中，通過輸出210、212、214中的一個(gè)對(duì)用戶早期指示以進(jìn)行止痛可有助于優(yōu)化績效。按照相同的概念，還可以進(jìn)行用戶的圖像數(shù)據(jù)的姿態(tài)分析以檢測疲勞或次優(yōu)生物力學(xué)。根據(jù)說明性實(shí)施例的疲勞檢測可被用于警告駕駛員諸如精力集中的喪失。

腦干聽覺誘發(fā)電位(BAEP)數(shù)據(jù)可用于確定聽神經(jīng)、耳蝸、腦干和相關(guān)結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)元活動(dòng)。通常用于測試新生兒耳聾的尖銳的咔嗒聲或音調(diào)被施用于耳朵上，然后通過表面電極監(jiān)測BAEP。與久坐不動(dòng)的主體相比，運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)時(shí)間較短已經(jīng)被報(bào)告。測量BAEP的研究已經(jīng)示出關(guān)于性別的巨大差異，也發(fā)現(xiàn)了關(guān)于身體活動(dòng)的差異。與特定的感官能力相反，已經(jīng)表明BAEP與頂級(jí)體育活動(dòng)有著廣泛的聯(lián)系。參見1993年11月發(fā)行的F.Martin等人的國際期刊《運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)(Sports Med.)》第14卷，第8期，第427至432頁。在說明性實(shí)施例中，通過耳機(jī)100或其他聽覺裝置來施用聽覺刺激，并且響應(yīng)于刺激BAEP被測量。這種形式的個(gè)人數(shù)據(jù)206可以用作績效的測量和績效計(jì)劃208元素的衡量。

P300(P3)波是在決策過程中發(fā)生的事件相關(guān)電位(ERP)腦波分量。P300與刺激本身無關(guān)，更恰當(dāng)?shù)卣f其是表明主體已經(jīng)意識(shí)到了刺激并正在評(píng)估它的信號(hào)。當(dāng)做出明確而自信的決定時(shí)，P300快速激發(fā)。當(dāng)出現(xiàn)含糊其辭時(shí)，響應(yīng)需要更長時(shí)間。為此，已經(jīng)研究P300應(yīng)用于謊言檢測。然而，在說明性實(shí)施例中的P300響應(yīng)數(shù)據(jù)被用于顯示可以伴隨峰值訓(xùn)練和準(zhǔn)備以及心流的明確決策。P300也可以用于在表現(xiàn)錯(cuò)誤或事故發(fā)生后顯示精神的恢復(fù)或缺乏。研究表明，便攜式EEG裝置能夠可靠地測量用戶中的P300響應(yīng)。參見2014年1月發(fā)行的國際期刊《精神生理學(xué)》第91卷，第1期，第46至53頁，M.De Vos等人的《關(guān)于真正的移動(dòng)聽覺腦機(jī)接口：探索P300以消除(Towards a truly mobile auditory brain-computerinterface:exploring the P300to take away)》。在說明性的誘發(fā)響應(yīng)中，提供傳感器以監(jiān)視在個(gè)人數(shù)據(jù)206之間提供的P300ERP。

如上關(guān)于環(huán)境數(shù)據(jù)204的麥克風(fēng)也可以用作如已知的用戶輸入裝置216。根據(jù)說明性實(shí)施例的麥克風(fēng)還可以用于從用戶收集語音或其他口頭聲音數(shù)據(jù)，以便檢測與過去個(gè)人數(shù)據(jù)的差異或與標(biāo)準(zhǔn)的差異。還可以提供語音模式算法來分析用戶的態(tài)度導(dǎo)向，并因此分析他或她對(duì)績效計(jì)劃中包含的輔導(dǎo)元素的接受程度。例如，用戶的詞匯選擇通常與自我感知和世界觀的概念相關(guān)?？冃в?jì)劃中的成功指導(dǎo)涉及以促進(jìn)績效提升的方式與用戶相關(guān)。參見2004年6月13日發(fā)行的ISSN 1745-7513《布萊恩麥肯齊的成功指導(dǎo)》的第1至4頁，Smith,I.的《深度指導(dǎo)-如何更有效地與運(yùn)動(dòng)員溝通(Deep Coaching-how to communicatemore effectively with your athletes)》。語音緊張也可以通過可以表達(dá)諸如情緒壓力的情緒元素的語音模式識(shí)別算法來檢測。情緒壓力是對(duì)實(shí)現(xiàn)心流的注意力分散，因此，可能需要對(duì)績效計(jì)劃進(jìn)行修改，以便在關(guān)注改進(jìn)基于技能的績效的方面之前，首先幫助消除壓力。此外，在事故或碰撞之后，例如由其他環(huán)境數(shù)據(jù)204或個(gè)人數(shù)據(jù)206檢測到存在口齒不清或其他特征模式，這可能表示腦震蕩或創(chuàng)傷性腦損傷，指示轉(zhuǎn)診到醫(yī)療護(hù)理。雖然在說明性實(shí)施例中，討論了運(yùn)動(dòng)員用戶的教練，但是本公開的概念同樣適用于人類績效的其他背景，例如集中訓(xùn)練、冥想和放松練習(xí)、學(xué)術(shù)輔導(dǎo)、專業(yè)指導(dǎo)、軍事訓(xùn)練和育兒。

也可以使用麥克風(fēng)來測量呼吸率。呼吸率數(shù)據(jù)是勞累或過度疲勞以及放松或壓力水平的重要衡量，與標(biāo)準(zhǔn)相比或基于過去的測量或基準(zhǔn)，用戶呼吸的聲學(xué)剖面可以為績效計(jì)劃提供有用的信息。呼吸率的變化也與注意水平和刺激有關(guān)。參見例如Coles和Orini所著的呼吸頻率和變化也可以使用經(jīng)胸電生物阻抗(transthoracic electricalbioimpedance)來測量。

二氧化碳圖(測量二氧化碳的)傳感器數(shù)據(jù)可以幫助揭示換氣過度，其可以在用戶中觸發(fā)各種表現(xiàn)喪失癥狀?？梢詫?shí)施績效計(jì)劃208以在呼出氣中獲得適當(dāng)?shù)亩趸妓揭源龠M(jìn)最佳呼吸。

諸如GOOGLE GLASS之類的頭戴顯示器可以用作視覺輸出210和/或音頻輸出裝置212，并且如上所述還提供麥克風(fēng)、加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、環(huán)境光線傳感器以及接近傳感器。高爾夫握把傳感器手套可以提供與球桿握持力度相關(guān)的績效數(shù)據(jù)。用于賽車運(yùn)動(dòng)的包含頭戴顯示器、相機(jī)和內(nèi)置GPS的連接頭盔也可用于向系統(tǒng)200提供數(shù)據(jù)?？梢蕴峁┳鳛橹悄苁直?、腕帶、臂章和頭帶的傳感器。頭帶還可以提供EEG數(shù)據(jù)。觸覺型或觸覺輸出214可以采取諸如FOXTEL ALERTSHIRT的服裝形式或諸如PROCOOL的溫度控制服裝、諸如由EKSO和BEBIONIC銷售的仿生假體。傳感器也可以被設(shè)置在諸如OMSIGNAL的服裝上。諸如SENSE PRO的電極以及諸如Edan Safe的MISFITSHINE、SMARTCAP以及BALANSENS和FITGUARD的其他可穿戴裝置均可提供在系統(tǒng)200內(nèi)可用的數(shù)據(jù)。

在任何一種或所有的上述傳感器中，可以在說明性實(shí)施例中采用MEMS和納米技術(shù)制造技術(shù)來實(shí)現(xiàn)小型、輕型的形狀因數(shù)。傳感器的上述列表旨在是示例性的而非詳盡的，并且可以采用任何數(shù)量的傳感器的任何組合。

嵌套控制回路

這里描述了采用涉及嵌套控制回路的控制方案的說明性實(shí)施例。雖然其他更簡單或更復(fù)雜的控制方案是可能的，但是說明性方案采用基于日歷劃分即天、周和月的用于訓(xùn)練程序的嵌套控制回路。當(dāng)然，更長和更短的劃分是可能的，但是為了說明，將在此討論圖3的嵌套回路。

訓(xùn)練程序進(jìn)程300在框302處開始。決策塊304檢查內(nèi)部計(jì)數(shù)器或日歷功能或其他標(biāo)記以確定程序是否完成。如果程序完成，則程序在324處停止。如果程序未完成，則系統(tǒng)進(jìn)入較小的控制回路。決策塊306查看每月區(qū)間是否已經(jīng)結(jié)束。如果是YES，則增加月計(jì)數(shù)器，并且該過程返回到外部回路決策框304以查看程序現(xiàn)在是否已經(jīng)完成。每個(gè)嵌套內(nèi)回路以類似的方式繼續(xù)。決策塊310檢查每周區(qū)間，如果它已經(jīng)結(jié)束，則在312處通過增加周計(jì)數(shù)器來開始新的每周區(qū)間。如果一周正在進(jìn)行，則進(jìn)程繼續(xù)。決策塊314檢查每日區(qū)間，如果它已經(jīng)結(jié)束，則在316處通過增加日計(jì)數(shù)器來開始新的每日區(qū)間。如果一日正在進(jìn)行，則進(jìn)程繼續(xù)。決策塊318檢查訓(xùn)練區(qū)間，如果它已經(jīng)結(jié)束，則在320處通過增加間隔計(jì)數(shù)器來開始新的訓(xùn)練區(qū)間。如果一日正在進(jìn)行，則過程繼續(xù)。繼續(xù)訓(xùn)練進(jìn)程322直到完成為下面將更詳細(xì)地討論的最內(nèi)回路。在說明性實(shí)施例中，訓(xùn)練進(jìn)程是適應(yīng)進(jìn)程，并不是每個(gè)訓(xùn)練區(qū)間都一樣。在說明性實(shí)施例中，訓(xùn)練進(jìn)程322由績效計(jì)劃208決定。

當(dāng)然，其他修改例如手動(dòng)覆蓋和重置一個(gè)或多個(gè)區(qū)間等是可能的。再次，說明性進(jìn)程300被設(shè)計(jì)為示出可以使用多個(gè)嵌套回路來實(shí)現(xiàn)績效計(jì)劃208，其在下文所述的控制方案的背景中被考慮時(shí)，該概念將被呈現(xiàn)出占優(yōu)的可適應(yīng)性和強(qiáng)大性。

控制回路示例

過程控制作為一種在十九世紀(jì)末期發(fā)展的科學(xué)，解決了船舶自動(dòng)航行的問題。設(shè)計(jì)了所謂的PID(比例-積分-導(dǎo)數(shù))控制器來調(diào)節(jié)輪船的方向舵以保持所需的航向。PID控制器依賴于控制回路，其中改變操縱變量以便使過程變量達(dá)到預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)?；趯?duì)系統(tǒng)狀態(tài)和設(shè)定點(diǎn)之間的當(dāng)前誤差(即比例誤差)、直到現(xiàn)在的累積誤差(即積分誤差)以及將來會(huì)發(fā)生的誤差的預(yù)測(即導(dǎo)數(shù)誤差)的觀測，可以改變操縱變量以穩(wěn)定地達(dá)到設(shè)定點(diǎn)。PID控制器成功地消除了過沖，這是對(duì)操縱變量進(jìn)行太大修正并使過程變量擺動(dòng)到超過設(shè)定點(diǎn)的情況。PID控制器在工業(yè)過程和軟件控制中是用于控制回路的有用的理論模型。

在參考圖3描述的每個(gè)嵌套回路中，可以更新數(shù)據(jù)并更新績效計(jì)劃208以考慮所收集的各種數(shù)據(jù)。如下面進(jìn)一步討論的，來自數(shù)據(jù)的一些特征可以被識(shí)別為有助于實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練進(jìn)程322的特定表現(xiàn)目標(biāo)或設(shè)定點(diǎn)。該設(shè)定點(diǎn)可以是長期績效目標(biāo)，諸如馬拉松運(yùn)動(dòng)員完成26.2英里的速度，或者是短期績效目標(biāo)，諸如在特定的訓(xùn)練期間實(shí)現(xiàn)放松和心流?？梢圆捎萌缦滤龅蔫b別分析技術(shù)來識(shí)別諸如音樂或聲音文件的應(yīng)用刺激中的變量，其與實(shí)現(xiàn)所期望的績效目標(biāo)正相關(guān)。在討論系統(tǒng)200的這個(gè)方面之前，反饋控制的概念將是有用的。

在示例性實(shí)施例中，使用PID控制回路來基于與績效計(jì)劃相比的用戶的實(shí)際觀測和他或她的環(huán)境，以受控的方式向用戶提供刺激。通過調(diào)節(jié)已被預(yù)分類為與爭論中的期望的績效目標(biāo)相關(guān)的刺激，可以有效地實(shí)現(xiàn)績效目標(biāo)或設(shè)定點(diǎn)。本文描述的PID回路用于將諸如績效指標(biāo)的輸入朝設(shè)定點(diǎn)或目標(biāo)值推動(dòng)，并且在說明性示例中的音頻刺激中通過控制輸出來使其接近于該值。類似地，卡爾曼濾波器控制算法連同許多其他的算法(模糊建模、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳方法等)可以用于更高級(jí)的閉環(huán)系統(tǒng)。

在繼續(xù)之前，值得一提的是，在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間或備考學(xué)習(xí)期間使用音樂并不新鮮。許多運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練中依靠勵(lì)志音樂。然而，用戶經(jīng)常依賴于所喜愛的音樂的靜態(tài)庫，其實(shí)際上可能提供適得其反的刺激，例如在通過促進(jìn)放松和保持精力的刺激來最大化整體績效的時(shí)刻一次刺激更多的勞動(dòng)。換言之，個(gè)人所喜歡聽的可能不會(huì)且也經(jīng)常不會(huì)使用音樂的表現(xiàn)和情緒調(diào)節(jié)效果。對(duì)于其他音頻刺激例如預(yù)先記錄的消息、實(shí)際上運(yùn)動(dòng)員最喜愛的地方的聲音、聲音效果和音調(diào)組合也是如此。對(duì)于觸覺或觸覺刺激也是如此。并且，正如圖3的不同嵌套回路所描述的，對(duì)于復(fù)雜問題，基于不同時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的無數(shù)其他環(huán)境和個(gè)人數(shù)據(jù)差異，在不同的日子，相同的刺激對(duì)用戶可能不會(huì)具有相同的效果。

比例積分導(dǎo)數(shù)(PID)控制回路近似于人類對(duì)環(huán)境處理的自適應(yīng)方法。PID控制回路考慮關(guān)于期望設(shè)定點(diǎn)的系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)(比例)、系統(tǒng)中過去誤差的積累(積分)以及系統(tǒng)的未來誤差的預(yù)測(導(dǎo)數(shù))。當(dāng)人伸手去拿放在桌面上的鉛筆時(shí)，他或她通過類比不經(jīng)意地實(shí)踐著PID回路：人的手指和鉛筆之間的距離表示錯(cuò)誤狀態(tài)，將間隙縮小為零表示所期望的設(shè)定點(diǎn)。如果距離很大，則手指向鉛筆的移動(dòng)速度從快速開始(比例)。隨著手指靠近鉛筆，該人根據(jù)視覺和本體感覺反饋減慢接近速度，直到達(dá)到設(shè)定點(diǎn)。在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，PID回路由以下等式描述：

等式2

其中

u(t)為輸出

K_pe(t)為比例分量

為積分分量，并且

為導(dǎo)數(shù)分量。

工業(yè)控制器可以使用一些或全部這些分量。例如，PD控制器使用比例分量和導(dǎo)數(shù)分量，而不是積分。這種情況可以被視為將積分分量K_i的增益設(shè)置為零。

比例項(xiàng)基本上等于比例增益K_p乘以采樣時(shí)刻的誤差e(t)。該誤差等于監(jiān)測過程變量的值與過程變量的期望值的設(shè)定點(diǎn)之間的差值。可以調(diào)節(jié)比例增益以提供所期望的發(fā)生率(attack>

在圖4A示出其作用的純比例控制器的說明性實(shí)施例中，頜緊張感被監(jiān)視為上圖400所示的過程變量PV。下面更詳細(xì)描述的是，微處理器202的輸出是音頻輸出212，其內(nèi)容已經(jīng)根據(jù)選擇算法選擇。已經(jīng)按照具有與放松頜緊張感有意義的相關(guān)性來對(duì)音頻輸出分類并打分。音頻刺激的得分值由下圖402中的值M表示。在說明性過程中，在t＝0處，頜緊張感被感測為起始值x，并且在說明性區(qū)間中通過績效計(jì)劃208確定的設(shè)定點(diǎn)為y。因此，初始誤差為x-y，或?yàn)镻V圖上這些值之間的距離。當(dāng)初始誤差乘以績效計(jì)劃208中包含的增益K_p時(shí)，獲得對(duì)應(yīng)的M值，該值可從通過查表獲得或計(jì)算獲得。然后與控制器請(qǐng)求的M值相匹配的音頻刺激被傳送給用戶?？梢钥闯?，在該說明性示例中的音頻刺激的傳送使得頜緊張感PV下降，減小了在t₁處的當(dāng)前值和設(shè)定點(diǎn)y之間的的誤差。因?yàn)檎`差已經(jīng)減小，所以純比例控制器將計(jì)算M的較小對(duì)應(yīng)值，并且提供具有與頜緊張感相關(guān)的相應(yīng)較小得分值的刺激。在時(shí)間t<sub>2</sub>，可以看出，因?yàn)閷?duì)于具有較小M值的刺激的變化，誤差已經(jīng)增大。再次，當(dāng)誤差增大時(shí)，控制器做出反應(yīng)，提供具有較大M值的刺激，并且在時(shí)間t<sub>3</sub>時(shí)誤差減小。如果包含在績效計(jì)劃208中的增益K<sub>p</sub>太大，則系統(tǒng)將不穩(wěn)定地振蕩。如果適當(dāng)?shù)剡x擇增益，即控制器得到適當(dāng)?shù)卣{(diào)諧，則系統(tǒng)將最終如上圖中的虛線所示在被稱為偏移的穩(wěn)態(tài)誤差處穩(wěn)定。如上所述，偏移是必要的，因?yàn)槿绻`差為零，則M的相應(yīng)值也將為零。

為了在純比例控制器中消除偏移，說明性實(shí)施例包括積分分量在大多數(shù)工業(yè)部件中，累積誤差以時(shí)間常數(shù)為基礎(chǔ)，該時(shí)間常數(shù)基于最近的誤差為積分分量提供平滑值，而不是所累積的所有誤差的真實(shí)積分。該方法更簡單，并且允許由績效計(jì)劃提供單個(gè)增益K，并且將時(shí)間常數(shù)r指定為調(diào)諧參數(shù)。所得到的等式是示例性比例+積分(PI)控制器，如下：

等式3

上述求和項(xiàng)有時(shí)被稱為復(fù)位寄存器或簡稱為復(fù)位。使用與純比例控制器相同的說明性示例，圖4B示出添加復(fù)位以形成PI控制器。添加中間圖形404以顯示復(fù)位值R。如所示的，誤差r₁的比例值被存儲(chǔ)在復(fù)位寄存器中，并與上述的比例值一起被添加到控制器的輸出中。其結(jié)果是更高的輸出，并且，因此對(duì)于M比在純比例控制器中具有更高的指定值。因此，在時(shí)間t₁，誤差比純比例控制器減小的更多。然后將在時(shí)間t₁產(chǎn)生的誤差添加到復(fù)位，以增加復(fù)位值。較小的誤差導(dǎo)致較小的比例值，但其被復(fù)位值的增加部分地抵消。然而，在說明性示例中，總輸出減少，并且控制器請(qǐng)求較小的M的指定值。隨著時(shí)間的推移，比例分量中的振蕩被復(fù)位寄存器偏移，總誤差繼續(xù)下降，因此在頜緊張感PV接近設(shè)定點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)致更穩(wěn)定的值。最終，隨著誤差“復(fù)位”為零，比例分量變?yōu)榱恪?/p>

為了進(jìn)一步改進(jìn)純比例或PI控制器，說明性實(shí)施例進(jìn)一步包括導(dǎo)數(shù)分量在使用導(dǎo)數(shù)分量的大多數(shù)工業(yè)控制器中，感興趣的值是誤差變化的速度，或誤差的變化除以時(shí)間的變化，導(dǎo)致誤差斜率的衡量。該方法更簡單，與積分分量的簡化一樣，允許單個(gè)增益K將由績效計(jì)劃提供，并且將時(shí)間常數(shù)t1指定為調(diào)諧參數(shù)。所得到的等式是示例性比例+導(dǎo)數(shù)(PD)控制器，如下：

等式4

導(dǎo)數(shù)分量允許對(duì)將來的誤差進(jìn)行預(yù)測，以便了解控制器超過設(shè)定點(diǎn)的情況，其中過程變量變化太快。在說明性實(shí)施例中，其中頜緊張感可能隨時(shí)間緩慢地響應(yīng)并因此被稱為具有動(dòng)量，則誤差變化中的大的斜率可以表明對(duì)于M的值具有侵蝕性，導(dǎo)致將從控制器的輸出中減去的校正值。在另一說明性實(shí)施例中，導(dǎo)數(shù)值以PV值而不是誤差為基礎(chǔ)，允許更適應(yīng)地適應(yīng)設(shè)定點(diǎn)變化。雖然超越頜緊張感可能不被認(rèn)為是在運(yùn)動(dòng)背景下實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練目標(biāo)的關(guān)鍵，但過多的放松在其他人類績效領(lǐng)域(如學(xué)術(shù)研究)可能更為有害。在其他表現(xiàn)衡量中，例如自行車運(yùn)動(dòng)，其中過程變量為速度，運(yùn)用使得超過最佳績效所需的速度基本上將被浪費(fèi)，因此導(dǎo)數(shù)功能對(duì)于績效計(jì)劃208可能更為重要。

數(shù)據(jù)特征選擇和判別分析

判別分析是允許研究者區(qū)分兩個(gè)或更多個(gè)天然存在的組的用于檢測數(shù)據(jù)集中的特征的計(jì)算工具。判別分析也用于將數(shù)據(jù)分類成不同的組。前一種應(yīng)用被稱為描述性判別分析，后者為預(yù)測性判別分析。Sage(2009)的第25章中Burns等人的的使用SPSS的商業(yè)研究方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)中，描述的判別分析的用法的一個(gè)簡單示例涉及對(duì)員工是吸煙者還是不吸煙者的預(yù)測。針對(duì)每個(gè)參與者收集的被稱為預(yù)測變量的數(shù)據(jù)包括年齡、前一年缺勤天數(shù)、自我概念得分、焦慮水平以及對(duì)公司禁止吸煙工作場所政策的態(tài)度。Burns的示例中的判別分析表明，自我概念和焦慮是員工是否是吸煙者的良好預(yù)測因素，而年齡、缺勤天數(shù)是不良預(yù)測因素。然后，分類器可以基于重要的預(yù)測變量建立，并用已知數(shù)據(jù)(即吸煙者和非吸煙者)進(jìn)行“訓(xùn)練”。然后，Burns的示例中的分類器被用于預(yù)測新情況，其導(dǎo)致91.8％的準(zhǔn)確率。

當(dāng)存在兩個(gè)以上的組時(shí)，可以導(dǎo)出一個(gè)以上的判別函數(shù)。例如，當(dāng)存在三個(gè)組時(shí)，可以導(dǎo)出用于區(qū)分組1與組2和組3的組合的第一函數(shù)，然后可以導(dǎo)出用于區(qū)分組2與組3的另一函數(shù)。例如，我們可以有區(qū)分煙草用戶和非煙草用戶的一個(gè)函數(shù)以及區(qū)分吸煙者和鼻煙用戶的第二函數(shù)。

當(dāng)比較兩組變量以確定兩組中常見的情況時(shí)，規(guī)范分析是另一種可用的計(jì)算工具。規(guī)范分析用于多組判別分析，因此不需要指定如何結(jié)合組來形成不同的判別函數(shù)。

判別分析通常是線性的，并且以變量數(shù)據(jù)的正態(tài)分布為基礎(chǔ)。線性判別分析還假設(shè)變量數(shù)據(jù)的方差/協(xié)方差在組間是均勻的。當(dāng)在線性空間中不能滿足這些條件時(shí)，例如當(dāng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出嚴(yán)重的非線性時(shí)，則可以應(yīng)用非線性方法。例如，可以將輸入空間轉(zhuǎn)換為其中在特征空間中線性可分離分布的高維特征空間。參見如C.Park等人的《使用內(nèi)核函數(shù)的非線性判別分析和廣義奇異值分解CITE(Nonlinear Discriminant Analysis using KernelFunctions and the Generalized Singular Value Decomposition CITE)》。

使用與判別函數(shù)不同的分類函數(shù)來確定新觀測最可能屬于哪一個(gè)組。一般來說，存在與組一樣多的分類函數(shù)。分類函數(shù)計(jì)算新觀測值的分類分?jǐn)?shù)，所計(jì)算出的分?jǐn)?shù)決定了新觀測值的分類歸屬關(guān)系。分類函數(shù)通常對(duì)從關(guān)于正被分析的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中提取的一些特征集合進(jìn)行操作。許多特征選擇方法是常用的，最近遺傳算法已被研究用于自動(dòng)特征選擇。參見2001年春季在捷克共和國，科庫娃，布拉格國際會(huì)議，《人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法(Artificial Neural Nets and Genetic Algorithms)》第256至259頁，M.Eberhardt等人的《遺傳算法自動(dòng)特征選擇(Automatic Feature Selection by Genetic Algorithms)》。另外，信號(hào)的高級(jí)數(shù)學(xué)處理已經(jīng)被使用以從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中導(dǎo)出新的特征集合，這可以提供比單獨(dú)測量的原始特征更多的關(guān)于底層系統(tǒng)的信息。特征創(chuàng)建、選擇和分類領(lǐng)域正在不斷發(fā)展，采用一些先進(jìn)的方法，如奇異值分解、支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

在前面的部分中，使用控制器邏輯的處理器選擇根據(jù)其對(duì)過程變量的影響而得分并分類的音頻刺激。將刺激分類為對(duì)影響給定過程變量有效的分類和無效的分類可以使用判別分類器來實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行分類之后，可以根據(jù)特定過程變量對(duì)分類成員進(jìn)行評(píng)分。進(jìn)一步有利的是，未分類的刺激可以使用利用具有已知的關(guān)于過程變量的表現(xiàn)影響屬性的已知的“訓(xùn)練”數(shù)據(jù)集所構(gòu)建的分類器進(jìn)行分類，這將在下面進(jìn)一步討論。第一步是分別確定刺激的哪些特征與影響過程變量相關(guān)或有效，在說明性實(shí)施例中哪些是音頻刺激和人類績效衡量。這種方法可以按大致相同的方式應(yīng)用于觸覺、視覺和其他刺激。

音樂特征的識(shí)別和量化是音樂學(xué)的主題，這超出了本公開的范圍。音樂基因組計(jì)劃(MUSIC GENOME PROJECT)作為可歸因的變量的示例，其中每首歌曲都有數(shù)百個(gè)“基因”或?qū)傩?。屬性包括流派、旋律、和聲、?jié)奏、形式、樂器、響度、歌詞、聲樂等。這些屬性中的任何一個(gè)或多個(gè)可能會(huì)影響人類績效，從而導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)上有意義的變化，但是在訓(xùn)練計(jì)劃開始時(shí)并不知道哪些刺激會(huì)影響哪些表現(xiàn)變量以及在哪個(gè)方向產(chǎn)生影響。

特征選擇算法是已知的。不同的特征選擇算法大致分為三種計(jì)算方法：主要用于預(yù)處理數(shù)據(jù)集的過濾方法；將作為預(yù)測因子的變量值的子集的繞封方法；以及嵌入式方法?；谶^濾模型的算法通常使用排名或相關(guān)技術(shù)，并包括拉普拉斯評(píng)分、SPEC、費(fèi)舍爾分?jǐn)?shù)、Pearson積差相關(guān)、類間/下距離、ReliefF、卡方分?jǐn)?shù)、Kuskal Wallis測試、基尼系數(shù)、信息增益、交互信息、FCBF、CFS和mRmR等?；谇度胧侥Ｐ偷乃惴ò↙ASSO、Bolasso、BLogReg和SBLMR等。

在說明性實(shí)施例中，使用順序特征選擇(SFS)算法來確定給定特征是否相關(guān)。作為示例，在說明性實(shí)施例中，分析音樂音頻刺激的屬性以確定它們是否在兩個(gè)類別之間系統(tǒng)地變化。如果任何特征如此變化，則該特征是相關(guān)的。在該說明性實(shí)施例中，這兩個(gè)分類是(1)影響靜息脈搏率；(2)不影響靜息脈搏率。這是使用很少變量的簡單示例，但是已知使用更復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)方法可以在多個(gè)間隔上進(jìn)行多變量分析。

第一步是形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。如上所述，訓(xùn)練數(shù)據(jù)集將包含描述音樂音頻刺激及其屬性的數(shù)據(jù)記錄，在如上所述的歌曲刺激的情況下，數(shù)字記錄可以達(dá)數(shù)百個(gè)。訓(xùn)練數(shù)據(jù)還將包括對(duì)于正在聽音樂音頻刺激的用戶的靜息脈搏數(shù)據(jù)。第一個(gè)目標(biāo)是通過找到將音頻刺激分離成兩類的小型的重要特征集來減少數(shù)據(jù)的維度。使用統(tǒng)計(jì)工具，測試每個(gè)屬性是否能夠形成分離的數(shù)據(jù)組，并且特征為某閾值以保持競爭。該預(yù)處理在特征選擇期間節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中的記錄越多，最終可以容納的屬性越多。使用其他統(tǒng)計(jì)工具，例如交叉驗(yàn)證誤分類誤差，可以幫助確定準(zhǔn)確分類所需的最小特征數(shù)量。主成分分析(PCA)是用于降維的另一種線性方法。在說明性實(shí)施例中，所需的特征數(shù)量為四，并且其被顯示為速度、拍子記號(hào)、調(diào)(musical key)和歌手性別。

在驗(yàn)證后，然后可對(duì)未分類的數(shù)據(jù)群運(yùn)行基于速度、拍子記號(hào)、調(diào)和歌手性別的分類函數(shù)。驗(yàn)證包括測量分類函數(shù)的預(yù)測能力，并且最好對(duì)使用未用于訓(xùn)練但是其類歸屬關(guān)系是已知的數(shù)據(jù)執(zhí)行驗(yàn)證，。使用特異性測量(已知陰性被預(yù)測為陰性)和敏感性(已知陽性被預(yù)測為陽性)來評(píng)估分類器性能。當(dāng)然，假陽性(已知陰性被預(yù)測為陽性)和假陰性(已知陽性被預(yù)測為陰性)是錯(cuò)誤，并且對(duì)總體準(zhǔn)確性產(chǎn)生負(fù)面影響。一旦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證，則未知數(shù)據(jù)可以得到分類和評(píng)分。在說明性實(shí)施例中，分類器是概率性的并且計(jì)算與其選擇相關(guān)聯(lián)的置信度值，并且由于在該示例中的類(1)和(2)中的歸屬關(guān)系被定義為相互排斥，所以置信度值可以用作分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)也可以基于包括數(shù)據(jù)集中的記錄數(shù)量以及用戶手動(dòng)選擇刺激的次數(shù)的統(tǒng)計(jì)信息來計(jì)算。分?jǐn)?shù)可以基于用戶輸入例如當(dāng)用戶手動(dòng)跳過或覆蓋音樂音頻刺激時(shí)來調(diào)節(jié)。分?jǐn)?shù)也可以修改為績效計(jì)劃208的一部分。如下所述，分?jǐn)?shù)也可以在多個(gè)用戶上被聚合。

雖然說明性實(shí)施例描述音樂音頻刺激，但是音樂音頻刺激不一定必須是傳統(tǒng)的歌曲?？梢孕薷拇碳ひ蕴峁┍淮_定為與所期望的績效設(shè)定點(diǎn)最相關(guān)的屬性。例如，可以修改歌曲的速度或其音調(diào)或頻譜，以提供展現(xiàn)出績效計(jì)劃所期望的屬性的派生歌曲。例如，可以增加歌曲速度和/或其低音頻率。具有不同屬性強(qiáng)度的音頻刺激可以被組合以形成復(fù)合刺激，例如旋律和諸如鳥叫或海浪拍打的環(huán)境聲音，或P300響應(yīng)的聲音觸發(fā)，或觸覺反饋。

圖5示出說明性系統(tǒng)框圖500。每個(gè)元件表示任何抽象類型的處理，其可以包括例如內(nèi)存中功能調(diào)用、系統(tǒng)調(diào)用、數(shù)據(jù)庫事務(wù)、通過網(wǎng)絡(luò)的外部服務(wù)調(diào)用或其某種組合。每個(gè)元件都可以進(jìn)行邏輯執(zhí)行。環(huán)境傳感器模塊502包括與包含如上文所述的天氣、溫度、環(huán)境壓力、照明、位置等的用戶居住的環(huán)境有關(guān)的傳感器的獲取和管理。個(gè)人傳感器模塊504包括與包含如上所述的表現(xiàn)指標(biāo)、運(yùn)動(dòng)和定向數(shù)據(jù)以及生物醫(yī)學(xué)指標(biāo)等的用戶相關(guān)的傳感器的獲取和管理?？冃в?jì)劃模塊506包括實(shí)現(xiàn)個(gè)人績效目標(biāo)的一組策略、任務(wù)和方法以及相關(guān)的個(gè)人訓(xùn)練資料。輸入模塊508包括用于例如使用鍵盤、觸摸板、按鈕或其它輸入外圍設(shè)備從用戶獲取非基于傳感器的信息的裝置的手動(dòng)輸入獲取和管理。模塊502、504、506和508以無線方式或有線方式聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊510。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊510可以包括用于存儲(chǔ)由背景模塊516、特征驗(yàn)證模塊518、用戶反饋控制回路模塊520、刺激選擇模塊524和其他模塊所使用的數(shù)據(jù)和軟件指令代碼的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、現(xiàn)場可編程只讀存儲(chǔ)器(FPROM)或其他存儲(chǔ)裝置。輸出模塊512聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊510，并且包括制定和提供輸出裝置的輸出和管理。輸出模塊512可以是允許所處理的信息經(jīng)由無線、網(wǎng)絡(luò)或有線聯(lián)接向用戶顯示、描繪或發(fā)送信號(hào)的硬件部件、軟件程序或組合。輸出模塊可以允許校正、編輯、刪除、修改或補(bǔ)充輸出信息。資源模塊514是與系統(tǒng)中央處理單元(例如，圖2A的處理器202)和其他系統(tǒng)進(jìn)程接口連接的軟件模塊。資源模塊514確定是否存在圖2B的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的資源所需的數(shù)據(jù)，并且管理將資源集成到系統(tǒng)中所需的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的獲取和管理。資源模塊514聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊510。背景模塊516是從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊510接收數(shù)據(jù)(包括環(huán)境和個(gè)人數(shù)據(jù))并計(jì)算用戶當(dāng)前狀態(tài)的表示或模型的軟件部件。特征驗(yàn)證模塊518是管理如上所述的判別分析和分類函數(shù)的軟件部件。特征驗(yàn)證模塊518聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊510。用戶反饋控制回路模塊520聯(lián)接到背景模塊516和特征驗(yàn)證模塊518，并且是管理如上所述與關(guān)于績效計(jì)劃的當(dāng)前個(gè)人數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)相關(guān)的系統(tǒng)的反饋特征的軟件部件。控制回路模塊管理向用戶傳送刺激以增加或減少當(dāng)前的表現(xiàn)，以試圖貼切地匹配績效計(jì)劃模塊506的參數(shù)。用戶反饋控制回路模塊520是硬件部件、軟件部件或其組合。可信方反饋模塊522聯(lián)接到用戶反饋控制回路模塊520，并且允許將與用戶在績效計(jì)劃上的軌跡相關(guān)的信息發(fā)送到可信方。如上所述，可信方反饋模塊522還允許可信方向用戶反饋控制回路模塊提供調(diào)節(jié)以調(diào)節(jié)控制回路的參數(shù)。用戶反饋控制回路模塊520還聯(lián)接到刺激選擇模塊524，刺激選擇模塊524識(shí)別并選擇刺激以提供給輸出模塊的軟件部件。如上所述，刺激是如用戶反饋控制回路模塊520所建模的被確定為改變用戶表現(xiàn)的音頻或音樂刺激，以便使當(dāng)前觀測到的背景表現(xiàn)符合績效計(jì)劃模塊506的輸出。刺激選擇模塊524還可以基于特征驗(yàn)證模塊518識(shí)別的特征的衰減或放大來修改刺激。

數(shù)據(jù)聚合

如上所述，處理器202根據(jù)績效計(jì)劃208處理各種環(huán)境數(shù)據(jù)204和個(gè)人數(shù)據(jù)206。各種輸入204、206、208也可以跨過多個(gè)用戶被聚合，以便創(chuàng)建可被利用的更大的信息數(shù)據(jù)庫。

與上述說明性實(shí)施例一致的簡單示例涉及音樂音頻刺激。在一段時(shí)間內(nèi)，無論用戶是否積極地參與圖3的嵌套進(jìn)程300，他或她可以佩戴諸如耳機(jī)100的傳感器并聽音樂。系統(tǒng)200可以有利地監(jiān)視環(huán)境數(shù)據(jù)204和個(gè)人數(shù)據(jù)206并將其存儲(chǔ)用于模式識(shí)別和交互相關(guān)以及在將來的績效計(jì)劃中可能使用。例如，GPS、高度計(jì)和速度數(shù)據(jù)可能會(huì)顯示用戶正在跑步上坡，同時(shí)正在收聽當(dāng)時(shí)正開始播放的由彼得、保羅和瑪麗演唱的《神龍帕夫》(Puff theMagic Dragon)。在脈搏率和速度下降后，用戶改變頻道。當(dāng)進(jìn)行如上所述的模式識(shí)別和特征選擇技術(shù)時(shí)，該數(shù)據(jù)可以與在各種環(huán)境和個(gè)人背景中偶然收聽到《神龍帕夫》的其他用戶的經(jīng)驗(yàn)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)被認(rèn)為是處于一個(gè)大群體時(shí)，可以確定的是，《神龍帕夫》對(duì)脈搏率具有統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著的降低作用，因此被充分指示為放松，并且未充分指示為劇烈的運(yùn)動(dòng)需求期間。

使用數(shù)字水印技術(shù)(例如由數(shù)字標(biāo)識(shí)技術(shù)銷售的DIGIMARC ID或美國俄勒岡州的比佛頓)或通過由SHAZAM使用的聲紋辨識(shí)識(shí)別沒有用戶輸入的音樂文件是可能的。在說明性實(shí)施例中，耳機(jī)100包括麥克風(fēng)，其可以將歌曲識(shí)別數(shù)據(jù)與收集的環(huán)境數(shù)據(jù)204和個(gè)人數(shù)據(jù)206一起發(fā)送到數(shù)據(jù)聚合器以進(jìn)行聚合和處理。

數(shù)據(jù)聚合器可以是來自諸如耳機(jī)100、FITBIT、JAWBONE UP、NIKE FUELBANDS、ANDROID WEAR以及智能手機(jī)的可穿戴活動(dòng)跟蹤裝置的數(shù)據(jù)倉庫，和收集或生成相關(guān)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序。

虛擬輔導(dǎo)

數(shù)據(jù)聚合還可以幫助監(jiān)測和改進(jìn)績效計(jì)劃206。在說明性實(shí)施例中，其他用戶可以使用預(yù)定義的績效計(jì)劃206，用戶的經(jīng)驗(yàn)被聚合以允許修改或改進(jìn)計(jì)劃。頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員及其教練可以有利地與其他用戶分享他們的績效計(jì)劃，但在體育運(yùn)動(dòng)的背景下的說明性實(shí)施例包括為新手、當(dāng)?shù)貖蕵仿?lián)賽、學(xué)術(shù)運(yùn)動(dòng)、大學(xué)體育以及奧林匹克運(yùn)動(dòng)員和專業(yè)人士考慮使用的績效計(jì)劃。

系統(tǒng)200還可以用作推薦系統(tǒng)，以使具有限定的績效目標(biāo)的用戶與具有經(jīng)驗(yàn)或有資格幫助用戶實(shí)現(xiàn)他或她的目標(biāo)的教練相匹配。

在說明性實(shí)施例中，用戶220可以發(fā)出對(duì)可信方248的請(qǐng)求信號(hào)以在可用性的基礎(chǔ)上臨時(shí)提供績效訓(xùn)練服務(wù)。在說明性實(shí)施例中，基于應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)可以接收來自用戶的輔導(dǎo)請(qǐng)求，然后將這些請(qǐng)求發(fā)送給可得的可信方。該網(wǎng)絡(luò)允許有信譽(yù)的可信方在廣泛的范圍內(nèi)是可獲得的，以按照自己的方案在績效計(jì)劃中提供輔導(dǎo)、指導(dǎo)和訓(xùn)練參與，并且用戶可以從云或其他網(wǎng)絡(luò)中得到這些可信賴的可信方。在說明性實(shí)施例中，在圖2B所示的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)算裝置上提出按需輔導(dǎo)或指導(dǎo)服務(wù)的請(qǐng)求?？梢燥@示界面，其提供用于提供按需服務(wù)的多個(gè)選項(xiàng)，并且提供使得用戶能夠選擇可用于提供按需服務(wù)的服務(wù)選項(xiàng)的選擇特征。在說明性實(shí)施例中，帳戶、計(jì)費(fèi)和金融交易信息可以在用戶和提供按需服務(wù)的可信方之間提供和交換。

示例

在一些實(shí)施例中，可以調(diào)制音樂/音頻刺激14以實(shí)現(xiàn)用戶的績效的改變，在一些示例中，可以向用戶傳送刺激，并且可以測量各種聚合數(shù)據(jù)以確定用戶的心流狀態(tài)，這可以利用系統(tǒng)200來完成。例如，可以修改標(biāo)準(zhǔn)音樂以產(chǎn)生所期望的績效或放松變化。

作為一個(gè)示例，可以調(diào)制音樂的低音強(qiáng)度以改變用戶中的HRV。低音強(qiáng)度的調(diào)制被研究并顯著改變HRV。在研究中，從主動(dòng)運(yùn)動(dòng)績效(Proactive Sports Performance)訓(xùn)練場館(加州西湖村)隨機(jī)抽取了9名I部招募的運(yùn)動(dòng)員(平均年齡18.51±0.74歲，體重26.51±6.34kg/m²)。運(yùn)動(dòng)員比賽運(yùn)動(dòng)從足球、籃球、棒球到網(wǎng)球不盡相同。在連續(xù)的兩天里，運(yùn)動(dòng)員在標(biāo)準(zhǔn)化鍛煉期間受到監(jiān)測以跟蹤生理、恢復(fù)和績效衡量。每個(gè)運(yùn)動(dòng)員完成了九場練習(xí)：垂直跳躍、跑步機(jī)沖刺、單腿按壓、彎道沖刺、輕便臥推、俯臥撐、引體向上、繩索開合跳和臂車板。在兩天中，練習(xí)按照相同的順序完成。運(yùn)動(dòng)員使用由Skullcandy公司(Park>

使用西風(fēng)心理狀態(tài)檢測系統(tǒng)(馬里蘭州，安納波利斯，西風(fēng)科技公司/美敦力公司)和普羅透斯恢復(fù)生物特征監(jiān)測貼片(加利福尼亞州，雷德伍德城，普羅透斯數(shù)字健康有限公司)記錄生理和恢復(fù)衡量(表1)。從各個(gè)運(yùn)動(dòng)器材記錄績效衡量(跳高、速度、次數(shù)、瓦特輸出、力)。

如圖6所示，在單變量分析(Corr＝-0.70，p＝0.05)和控制包括年齡、身高和體重的物理特征的多變量回歸(Corr＝0.76，p<0.05)兩者中，低音的增加與最大HRV降低有關(guān)。對(duì)于平均HRV觀測到類似的模式(單變量Corr＝-0.67，p＝0.07；多變量Corr＝-0.33，p＝0.17)。在多變量回歸中，較高的低音也與恢復(fù)期間較高的平均和最大心率有關(guān)(Corr＝0.44，p＝0.16；Corr＝0.46，p＝0.13)。低音和績效之間的關(guān)系的結(jié)果是不確定的。在兩天里(第1天p＝0.44；第2天p＝0.20)，高的低音運(yùn)動(dòng)員的平均完成時(shí)間(第1天13.00±0.00；第2天11.67±0.58)(分鐘)比低的和正常的低音運(yùn)動(dòng)員的平均完成時(shí)間(第1天14.17±3.43；第2天13.20±2.17)少。單變量分析表明，低音與臥推績效呈正相關(guān)(Corr＝0.46，p＝0.25；圖2)，但是當(dāng)控制物理特性時(shí)，其效果會(huì)降低。如圖7所示，較高的低音與在其他練習(xí)中(例如，繩索開合跳Corr＝-0.31，p＝0.45)下降的績效相關(guān)。

在上述示例中，聽高的低音音樂通過降低心率變異性促進(jìn)了高強(qiáng)度訓(xùn)練中所增加的努力，并可通過升高心率來抑制恢復(fù)。其他音樂調(diào)制可以被編程來例如增加放松。調(diào)制計(jì)劃可以被順序地組合和/或傳送以在用戶中實(shí)現(xiàn)所期望的效果。