用于响应检测到的性能分配流体的系统和方法

专利名称：用于响应检测到的性能分配流体的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于响应检测到的如单种或多种声音的生物统计学性 能之类的性能来分配流体的系统和方法。
背景技术：
包括蚊子在内的很多昆虫不仅因其叮咬人而令人烦恼，而且还在世界 上某些区域造成将传染性疾病传播给人们的威胁。已存在有多种与由昆虫 传播的疾病的威胁作斗争的方法，这些方法包括如利用飞机大面积地喷洒 杀虫剂之类的大范围的总体控制方法，和将用于身体局部的驱虫剂涂敷在 人体皮肤上的方法。但是，为了在比较长的时间内有效保护人们免受昆虫 叮咬，通常需要将大量驱虫剂直接涂敷到人体皮肤上。这可能引起产生令 人讨厌的气味和皮肤过敏反应两个问题，这样就限制了能使用的可能的化 学制品的范围，因而限制了驱虫剂的有效性。如香茅之类的某些香味是公知的可被用作驱赶昆虫、例如蚊子的昆虫驱虫剂，而且很多元件例如香茅筒(citronella candles )常用在室外环境以 试图驱逐昆虫。但是，例如，人们通常还以香料按摩油或蜡烛状物的形式 将一些香气用作其他目的及用作昆虫驱虫剂，例如，为减轻某些人的紧张 程度，常用的气味包括St John's Wort Rescue remedy ,或如熏衣草、甘菊、 或鼠尾草之类的香料按摩治疗剂的气味。多种因素可引起紧张，这些因素包括已确定为紧张诱因的高分贝的声 音，如果人持续暴露在大约80分贝的恒定噪声下，这种声音同样也危害健 康和安全。尽管健康和安全规程鼓励暴露在这种危险下的工作人员穿戴防 护器具，但在致力于解决噪声引起行人紧张的问题方面却做得很少，在这 种情况下，行人通常可能无法立即获得或能够使用如香料按摩油或蜡烛状 物之类的公知的緩解紧张的元件。因此，考虑到传统处理方法和装置存在的所述问题，需要提供一种方 法和设备，其可在多种情况下确定使用者的需求并适当响应这些需求来分配适用于这些需求的流体或气味，例如用作昆虫驱虫剂，或用来緩解人的 紧张程度，或致力于使用者的特殊的健康因素，在一优选实施例中该设备 是便携式的。发明内容综上所述，本发明的第 一 方面建议用于响应检测到的性能而分配流体的系统包括用于检测 一或多种性能的传感器；用于确定检测到的一或多种性能是否处于预定范围内和/或高于和/或 低于预定水平的处理级(processing stage );及分配器，如果所述处理级确定所述一或多种检测到的性能处于预定范 围内和/或高于和/或低于预定水平和/或值，该分配器向系统周围的区域分配 流体。根据第二方面，所提供的用于响应检测到的环境声音而分配流体的系 统包括用于检测一或多种环境声音的传感器；用于确定检测到的一或多种环境声音是否处于预定的范围内和/或高于 和/或低于预定水平的处理级；及分配器，如果所述处理级确定所述一或多种检测到的环境声音处于预 定范围内和/或高于和/或低于预定水平和/或频率，该分配器向系统周围的区 域分配流体。因此，在一优选实施例中，传感器被安置成用来检测一或多种环境声音。优选传感器包括扩音器。在一优选实施例中，安置有处理级以确定一或多种被确定的声音的一 种频率或多种频率和/或所述一或多种声音的振幅(分贝)电平( 一或多个)。 优选安置所述处理级来确定一或多种声音源。 优选一种或多种所述声音的声音源来自如蚊子之类的昆虫。 优选将所述传感器安置成用于检测使用者的一或多种生物统计学性能。在一优选实施例中， 一或多种生物统计学性能包括心率、血压、呼
节律、以及循环中的任一种或多种。优选所述处理级包括一或多个滤波器。在一优选实施例中，所述一或 多个滤波器包括一或多个带通滤波器。优选所述处理级还包括可连接于所述传感器和一或多个滤波器之间的 放大器。优选所述处理级还包括樣史处理器。优选所述处理级包括一或多个数字信号处理部件。优选该系统还包括可连接到分配器、用来向分配器供给需分配的流体 的流体储存器。在一优选实施例中，传感器具有输出，所述处理级还包括具有输出的 放大器，可将该放大器连接到传感器的输出，而模拟-数字转换器可连接到 放大器的输出。优选该系统还包括用于控制分配器工作的分配器控制级。优选模拟-数字转换器具有输出信号，其中可利用无线电通讯线路将该 输出信号施加到处理器，该处理器具有输出信号，其中所述来自处理器的 输出信号驱动分配器控制级，利用无线电通讯线路将来自处理器的输出信 号施加到分配器控制级。优选所述处理器包括用于确定一或多种被检测到的性能是否处于预定 范围内和/或高于和/或低于预定水平的声频分析软件。优选所述处理级还包括具有输出的差分放大器、具有输入和输出的施 密特触发器、以及具有输入的与门，差分放大器的输出被施加到施密特触 发器的输入，施密特触发器的输出被施加到与门的输入，以确定一或多种 检测到的性能是否处于预定范围内和/或高于和/或低于预定水平。优选将一或多个传感器、处理级和分配器安装在使用者佩戴的珠宝饰 物内/J朱宝饰物上。优选将一或多个传感器、处理级和分配器附着在使用者佩带的服饰品上。优选将一或多个传感器、处理级和分配器配置于织物内。 优选需分配的流体包括昆虫驱虫剂。 优选需分配的流体包括气味。
优选需分配的流体包括具有緩解紧张性能的气味。 优选分配器包括压电机构。 优选分配器包括热动作机构。优选热动作机构包括位于连接在流体储存器和分配喷嘴之间的毛细管 内的金属线，其中，所述细金属线被安置成接受一或多个电流脉沖，以蒸 发围绕金属线的毛细管内的流体而形成一或多滴流体小滴并从分配喷嘴喷 出所述小滴。根据本发明的第三方面，提供一种用于响应检测到的性能的分配流体的方法，其包括利用传感器检测 一或多种性能；在处理级中确定一或多种被检测到的性能是否处于预定范围内和/或高 于和/或低于预定水平；及如果由处理级确定 一或多种检测到的性能处于预定的范围内和/或高于 和/或低于预定水平和/或数值，利用分配器将流体分配到所述系统周围的区 域内。若将本发明的一或多个实施例结合到个人可佩带的物品(devices)中 则特别有利，例如，使其与珠宝饰件成一体或结合到衣物的织物内。可通 过选择气味的扩散缓解佩戴者的紧张程度。本发明的一或多个实施例也可用于感觉器官、愉悦施感能力以及声音 感觉经历的其他领域。此外，本发明的一或多个实施例可通过使用可由使用者佩带的一或几 个物品有效地保护人们免受蚊子或其他昆虫之扰，这些物品或与珠宝饰件 为 一体或被结合进衣物的织物内用于分配昆虫驱虫剂。可将这些物品放置 在易受蚊虫伤害的人体的部位。这些部位包括暴露皮肤和蚊虫可透过人的 衣物叮咬的叮入点的脖颈区域、手腕和踝部。优选的是，在使用本发明的系统作为昆虫驱虫剂分配器的情况下，可 使化学药剂的释放仅发生在蚊虫叮咬的范围内并直接朝蚊虫释放，因此， 与使用者皮肤的接触最少。


下文参考附图对本发明的优选特征进行详细描述，这些描述仅为了说明。图1为本发明一优选实施例的系统的示意框图；图2为本发明一优选实施例的系统示意图；图3为本发明一优选实施例的应用于昆虫驱虫剂的系统的模拟电路的 示意框图；图4为本发明一优选实施例的应用于昆虫驱虫剂的数字系统的示意框图；图5a的曲线示出了对痗蚊史蒂文斯(stevensi)雌蚊的分析中的振幅-频率关系；图5b的曲线示出了对单个雄性和雌性盐沼蚊(salt-marsh mosquitoes ) 相对于常规的盐沼背景噪声的分析中的振幅-频率关系；图6示意地表示出本发明 一优选实施例的嵌入织物内的热动作分配器；图7示意地表示出本发明一优选实施例的装置；图8示意地表示出本发明一优选实施例的一对装置；图9示意地表示出本发明 一优选实施例的嵌入外衣的衣袖内的装置；图10a的曲线示出了使用本发明一优选实施例的系统来模拟人耳对声 音的反应时的A滤波器的强度响应；图10b的曲线示出了使用本发明一优选实施例的系统来模拟人耳对声 音的反应时的C滤波器的响度响应；图11的曲线示出了利用本发明一优选实施例用于将分贝转换成方 (phones )的弗莱射刀-门逊(Fletcher-Munson )曲线。
具体实施方式
图1是本发明一优选实施例的总系统的示意框图。该系统包括耦连到 驱动分配器系统6的遥测系统4的检测系统2。分配器系统6优选分配如气 味之类的流体，优选以喷雾的形式从可被结合于分配器系统6的壳体内的 储存器8分配流体。工作时，传感器系统2检测如声音之类的性能(在这 种情况下以频率和/或分贝水平为基础进行检测)，如预期的那样，如果检测 到的性能在预定限度内和/或高于和/或低于预定水平，启动遥测系统4来控 制从分配器系统6分配气味。遥测系统4是任选的，如果省略遥测系统， 分配器系统6可由^r测系统2直接驱动。
图2比图1更详细地示意表示出本发明一优选实施例的系统。图2所示的系统包括用来检测进入的声音的扩音器10、用于放大从扩音器IO输出 的音频信号的前置放大器12。前置放大器12耦连到用来处理来自前置放大 器12的信号的声频分析级14,声频分析级14的输出耦连到微流体 (micro-fluidic )分配器控制级16。来自微流体分配器控制级16的输出驱 动微流体分配器18用于以喷雾的方式分配来自储存器20的流体。图3为如图1和2所示的本发明一优选实施例的应用于分配昆虫驱虫 剂的系统的模拟处理电路的示意框图。扩音器22检测到由如蚊子之类的昆 虫发出的声音，该扩音器的输出被前置放大器24放大。若干滤波器级26a 至26n并连于前置放大器24的输出。每一滤波器级26a至26n被调整到由 昆虫产生的声谱中得到的不同的频带。在图3的系统中，每一滤波器级26a至26n包括两个带通滤波器28和 30， 一个带通滤波器30被调整到基频，而另一带通滤波器28被调整到稍 高的频率。每一滤波器级26的带通滤波器28和30的输出被耦连到差分放 大器32的两个输入，以获得在带通滤波器28和30的输出之间的差。当检 测到合适的频率时，每一差分放大器的输出被施加到相关的施密特触发器 电路34以产生输出。用于每一滤波级26a至26n的施密特触发器电路34 的输出被施加到与门36的输入。与门36的输出被施加到分配器控制级38， 该控制级控制微流体分配器40用于以喷雾的形式分配来自储存器42的如 昆虫驱虫剂之类的流体。在图3所示的优选实施例中，系统可被用于检测例如可引起人们紧张 的过量的环境噪声级，在这些情况下，系统可用于发出已知的可緩解某些 人群的紧张程度的气味，例如发出如St John's Wort Rescue remedy 的气味， 或如熏衣草、甘菊、或鼠尾草之类的其他香料按摩治疗剂的气味。在此实 施例中，由扩音器22检测环境噪声级，再由前置放大器24放大，然后在 被设计成适合人的听力的模拟带通滤波器级26滤波。然后测量滤波后的信 号电平(振幅分贝)。如预期的那样，如果测量到的所述电平超过或低于预 定值或处于预定范围内，启动微流体分配器控制级38，微流体分配器控制 级38依次启动微流体分配器40而以喷雾的方式分配流体。例如，微流体 分配器40可以是压电机构或热动作机构，下面将更详细地讨论合适的分配 器的性能。 上面结合图3描述的模拟技术采用了包括带通滤波器26在内的几个简 单电路元件，这些电路元件也可用于检测与如蚊子之类的昆虫相关的特性 频率。在这样的实施例中，需分配的流体可以是昆虫驱虫剂。可将几个这 样的滤波器26组合以便通过监测几个与蚊子相关的频带以及背景噪声来提 高4企测效率。图4为本发明另一优选实施例的应用于例如昆虫驱虫剂的数字系统的 示意框图。该数字系统包括用于检测进入的声音的扩音器44;耦连到扩音 器44的输出、用来放大来自扩音器44的输出信号的前置放大器46。前置 放大器46的输出耦连到模拟-数字转换器48。来自模拟-数字转换器48的数 字输出被耦连到第 一收发两用机50，该两用机通过无线数据链路52将数字 信号传输到另一收发两用机54。所述另一收发两用机54被连接到微处理器 56,该微处理器可以是例如带有声频分析软件的可佩带的计算机56。来自 微处理器56的经分析的输出通过所述另一收发两用机54和无线数据链路 52传输到第一收发两用机50。第一收发两用机50被耦连到控制微流体分 配器60的分配器控制级58，以便以喷雾的形式分配来自储存器62的如昆 虫驱虫剂之类的流体。在图4所示的实施例中，由扩音器44采集的声音被前置放大器46放 大。然后，放大后的信号在模拟-数字转换器48内被数字化，所述数字信号 或被直接传输到微处理器56,或通过无线电(RF)或其他无线电通讯线路 被传输到微处理器56，如预期的那样，在该微处理器处对数字信号进行处果是，或者直接将信号传输到微流体分配器控制级58,或者通过无线电通 讯线路将信号传输到微流体分配器控制级，然后使微流体分配器60工作而 分配雾化流体。本优选实施例比图3所示的模拟实施例可以更精确地处理 信号，如果需要的话，可将处理器56安装在与分配器60分开的单元内， 以便使用者能更轻松地安装或能更舒适地装于使用者身上。图4所示的装置可用于阻止昆虫、特别是如蚊子之类的会飞的昆虫。 在这种实施例中，扩音器44检测昆虫摆动翅膀时引起的声音，在若干带通 滤波器26内对所述信号进行滤波以确定搜索的与指定昆虫相应的信号中的 特性频率节点。如果通过这种方式识别出昆虫，则启动微流体分配器控制 级58以分配来自孩i流体分配器60的流体而喷出抵御昆虫的具有威慑力的
流体。在此实施例中，可将微流体分配器60置于装置的使用者的易受伤害 的部位，例如暴露的和易受昆虫伤害的手腕和颈部。上述数字技术利用比结合图3所示实施例描述的模拟技术更完善的信号处理来提高检测的精度。由扩音器44采集的声音被转换成可通过无线数 据链路传输到小型可佩带的计算机56的数字信号。然后对信号进行频率分 析而且软件程序可确定是否存在蚊子，或者，在更常见的情况下，识别装 置佩戴者周围的噪声是否是心理不适的来源(编程可包括在下面将进行更 详细描述的范围(scale))。如果检测到肯定信号(positive signal),那么可 佩带的计算机56向微流体分配器60传输信号使其释放一定量的如驱虫剂、 杀虫剂、或起镇定作用的气味之类的流体。计算机软件还可对气味的释放 进行记时，使得较长的暴露能触发一连串的气味释放而不是一次气味释放。从1996年第132届美国声学协会的会议上由Campbell, Richard H发表 的文章中获知，蚊子翅膀朴打的频谱具有很好的特性且包含在某些位置产 生的在频谱内可利用所述信息有效识别蚊子的频率峰值。例如，才艮据Mankin RW发表于美国蚊子控制协会的杂志的上的文章10 (2), 1994，通过观察 有规律的间隔的谐波之间的差异，雌性蚊子的这种差异明显小于雄性蚊子， 从而可确定蚊子的性别。图5a的曲线示出了对症蚊史蒂文斯(stevensi)雌 蚊的分析中的振幅-频率关系，图5b的曲线示出了对单个雄性和雌性盐沼蚊 (salt-marsh mosquitoes)相对于常规的盐沼背景噪声的分析中的振幅-频率 关系。还可确定蚊子的种类从而提供更先进的保护。例如，可启动音频报 警来提醒使用者一种已知的携带特殊疾病的蚊子对其的威胁增加。上述实施例中的数字处理的一个优点是可根据环境控制微流体分配器 60的工作。图6示意地表示出本发明一优选实施例的嵌入织物内的分配器装置。 该分配器装置包括流体储存器64以及与储存器64连接的毛细管66。在一 优选实施例中，可将毛细管66以及整个分配器装置例如针织编入或缝入或 用其他方式嵌入如外衣或^^用物、或床用织物之类的织物68内。分配器控 制级70操作热动作分配器72。热动作分配器72被连接到毛细管66的一端， 而毛细管66的另一端被连接到流体储存器64。分配器控制级70被连接到 穿过毛细管66的一段短的长度的细金属线74。使用时，可将需分配的流体 76注满毛细管66。
为了从分配器装置喷出流体，在操作中，当处理控制电路给出指示时，分配器控制级70使电流脉冲经过细金属线74，从而引起迅速加热并使毛细 管66内金属线周围的流体76蒸发而在毛细管66内形成气泡78。由气泡 78膨胀产生的压力推动保持在金属线74和毛细管66的端部之间的流体， 以形成被推出毛细管66的端部并进入分配器72再从该分配器被喷射到分 配装置周围的大气中的流体小滴。由于毛细管的长度而产生的高的背压阻 止流体有效地朝储存器64流动。在施加电流脉沖后，细金属线74冷却下 来，毛细作用将更多的流体从储存器64吸入到毛细管66内。借助于适当 频率的脉冲电流流过金属线74可反复进行处理，然后将从毛细管66喷出 的小滴从分配器72喷出，以形成喷雾。储存器64被构成为可防止形成可 能限制流体从储存器64流动的真空。这可通过使用随着流体从其中抽出而 体积减少的弹性储存器来实现。如上所述，使用毛细管66和金属线加热元件74可将分配器装置编织 或用其他方式嵌入例如衣物的织物内。在这种实施例中，可将分配流体之 处和流体储存器64设置在衣物表面上的任何部位，以便有更大的设计灵活 性。图7示意地表示出根据本发明一优选实施例的如图1， 2， 3, 4或6中 任一附图所示的装置，其中装置被封装在单一的单元内。壳体80包含处理 电路和微流体储存器(未示出)。扩音器82和微流体分配器喷嘴84被安装 在壳体80的外表面上，通过该喷嘴可对存放于微流体储存器内的流体进行 分配。图8示意地表示出一对如图7所示的装置。在这个实施例中， 一个装 置86是如图3所示的模拟装置，另一装置88是如图4所示的数字装置。 所示出的模拟装置被安装在围绕使用者92的颈部佩戴的项链90内，所示 出的数字装置88具有从分配器单元88分离出处理电子线路96的无线电通 讯线路94。可将处理电子线路96封装在可佩带的计算机内，该计算机可被 安装在例如使用者佩带的皮带上，而所示出的分配器单元88被安装成可固 定在使用者98的衣物上的胸针或别针。使用中，模拟装置86较适合于检测普通声音且可将其结合到单一的小 型单元内。反之，数字装置88最适合用于昆虫驱虫剂。由于数字装置88 需要更多电路来处理信号，优选将其形成在两个由例如无线电通讯线路链接的分开的单元内，因此，如图8所示出的那样，可通过装置88的使用者 将处理单元96佩带在不显眼的地方。例如，可将模拟装置86作为项链卯 佩戴，而当其被声音启动时，按需要发出雾状气味。所示出的数字装置88 优选为两部分，可将处理单元96佩带在例如皮带上或放置在口袋内，而将 分配器单元作为胸针或別针附着在使用者的外衣上。接收到来自蚊子或其 他昆虫的信号时，分配器单元88将信号传递到对信号进行处理的计算机96， 如果计算机接受到信号，该信号被送回到分配器单元88，以便按需要分配 驱虫剂。图9示意地表示出本发明另一优选实施例的嵌入外衣的衣袖100内的 装置。在此实施例中，扩音器和无线收发两用机装置102被安装在衣袖的 袖口上，与储存器连接并与分配器控制级电连接的毛细管被隐藏在衣袖100 的衬里内。小滴喷雾分配器也^皮装在衣袖100的袖口内。在上述这些实施例中，例如，在将分配器作为昆虫驱虫剂分配系统^f吏 用的情况下，所需的电子线路的小的尺寸使其能很方便地集成到使用者的 衣物内，同时也可将多个装置结合到系统内以便向使用者提供更全面的保 护。或者，可将实施本发明的任一个或多个装置集成于分立的珠宝饰件中 或作为分立的珠宝饰件来佩戴。可利用表面安装技术(SMT)来保证装置的尺寸很小，并可将电子线 路形成于PCB板上。可在使用前对如图4所示的实施本发明的装置的收发两用机50和54 进行初始化和设定程序。这可通过由用链接到界面电路的标准的并行端口 电缆连接到装置的微处理器来实现。可用专门用途的软件来进行初始化并 为该装置设定多个参数，之后使其与界面电路断开，并可自由运行直到切 断电源。在另一实施例中，可通过或者被集成到装置内或者被放置在单独 单元内的微处理器芯片实现这种初始化。为了在上面描述的任一个或多个实施例中分配流体，可采用微流体装 置以产生流体细微小滴云状物。在向临近的蚊子分配驱虫剂或杀虫剂时， 可用微流体装置在检测到蚊子的区域内产生化学药剂细微小滴云状物。用 于产生这种云状物的合适的装置的两个实例是压电机构和热动作机构("气 泡喷射器")，这两种装置常用于喷墨打印机。在多种应用中，如那些基于PZT (锆钛酸铅)之类的压电机构常用于 喷出液滴。这种装置包括液体流过的微流体通道，而压电晶体被放置在与 通道结构紧密接触的位置。横向施加于晶体的电压使通过喷嘴喷出微小的 小滴的通道变形很小但很迅速。这种装置具有一系列优点，这些优点包括 可靠、容易控制、功率需求低、能高频率地喷出非常小的小滴且对推进物 而言是无速的、可费用低廉地批量生产。除用对微流体通道的小范围进行加热代替使用压电晶体外，热动作机 构的工作方式与压电机构类似。热量使需被喷出的小滴流体蒸发。在一优选实施例中，可在蒸发驱动系统中釆用微量泵并利用一个(单个)喷墨头喷嘴(nozzle inkjet head )产生喷雾。在这种实施例中，驱动电 子线路向PZT晶体施加(无害的)高电压脉沖，从而引起其在微流体室上 方轻微变形而强制形成需要喷出的小滴。通过处于装置边缘的小孔从喷墨 头中喷出小滴，通常所述小滴具有100pL的体积，这可使气味有效地蒸发 到大气中。可将气味存放在较短的塑料管(毛细管66)内，该塑料管的尺寸可根 据所需的总体积而改变。上面描述的本发明的一些优选实施例的装置包括根据下面将描述的对 数关系来测量与预编程的宋(sones,响度单位)相关的频率和分贝度的电 子声音分析级。可对上述任一实施例中接收到的信号按以下方式进行处理。 人耳能够听到很大范围的声音。心理学家也已确认我们的听觉大致呈对凄t 关系。为了应对这样的范围，在实施本发明的装置中，根据下面所描述的 标度(scale)应用了对数单元。人耳对所有频率的反应是不相同的。人对于频率范围在约1 kHz至4kHz 内的声音比很低或很高频率的声音敏感得多。由于此原因，通常使声级计 装有对人耳收到的频率相似的频率作出反应的滤波器。如果采用"A加权 滤波器(A weighting filter )，，，声压级(sound pressure level)由单位dB ( A ) 或dBA表示。在dBA标度上的声压级很容易测量，因此这种声压级被广泛 使用。但是，其与响度仍有区别，因为滤波器与人耳的反应不完全相同。最广泛使用的声级滤波器(sound level filter)是A标度，其大约相应 于40 dB (在1kHz)的等响度曲线的倒数。使用这种滤波器，声级计因此 对很高或很低的频率不灵敏。在这种标度上进行的测量用dBA表示。C标 度实际上是在几个倍频程呈线性，因此其可考虑只适于测量非常高的声级。
在这种标度上进行的测量值由dBC表示。图10a和图10b用相对于1kHz 频率所给出的由dB表示的增益分别示出了 A滤波器(图10a)和C滤波器 (图10b)的响应。方是与分贝(dB)有关的通过精神物理学测得的人耳对频率的反应的 单位。根据定义，在lkHz方和dB的读数相同。对于所有其他频率，方标 度由 一些试验结果确定，在这些试验中志愿者被要求在给定的频率下调整 信号的响度直到他们判断其响度等于lkHz信号的响度为止。为了将分贝 (dB)转换成方，使用了如图11所示的弗莱彻-门逊曲线，该曲线与声级 (在高声级变成噪声)有关。可从分贝(可用仪器测得)转换到宋(近似被人们感觉到的响度)。这 通常可利用从传统的声学手册中查出的表格来完成。假定A加权曲线接近 人类在低到中等声级对频率的反应，因此dBA非常粗略地与宋一致。因而本发明的系统和方法在生产可使用的装置方面特别有利，例如，可包括 下述广泛应用(1) 对婴儿啼哭的声音和频率进行编程一将可佩带的计算机放在婴 儿室内，因此在婴儿哭泣时，所述装置可通过在婴儿衣物内的按钮以及通 过在婴儿床周围放置的一些装置释放和父母的气味一样的气味。(2) 编写用于按时间间隔释放响应愉快的宋的"气味"的程序，可 将装置或者嵌入佩戴者衣服中的个人可佩带的物品内，或嵌入其他织物内， 或》文在室内的装饰物内。(3) 由例如特殊的音符、八音度、交响乐、优美的旋律、节拍、音调、 音阶以及和声启动的气p未传输以产生"多感觉(multisensory )"环境 产生芳香"音符"(如在香水业中使用的)和音乐"音符，，的多 感觉交响乐 能提供用于学习乐器的新方法 产生/能提供上述和/或包括增加变色调色板 产生例如具有数字控制的颜色和气味配方("处方")的颜色疗 法用香料按摩的彩条(colour therapy aromatherapy rainbow ) 以可控方式释放符合环境和人们需要的"有色有气味，，的有益 化学制品 产生单色/单弦的音调，或气味音符，即YvesKlein涂料 (4) 引起紧张的情况、这些情况可通过使用装置来分配緩解紧张的 气味的实例包括听觉过敏对刺耳的响声的厌烦的敏感度，例如 在学校粉笔划黑板的声音 牙医的穿心钻 车站处的急刹车声 离飞机非常近(害怕登机) 挖路机的声音声音恐怖症一人特定的"内在"的不喜欢和对某些事物的恐寸具 在热带地域，风声、雷声、暴风浪 因野生动物/昆虫存在引起的危险 学校的钟声(对上学的畏惧) 学龄儿童不喜欢的父母/老师的责骂 焰火释放(人和动物)在议事程序中常常限制或禁止的声音，即，街头音 乐、整晚的吃哮、商贩的叫。咸、犬吠、拍打地趙、 有噪声的贸易和工业、无线电广播、PA 'S和扬音 器火警报警器、汽笛 在葬礼、公共墓地、太平间的哀号 屠宰场、宰杀动物战争状态(用于武装部队的"康乐"(Wellbeing)气味扩散) 枪声、炸弹声、炮声临终战士呻呤声 进攻的喊叫声 * 拷打声(5) 释放昆虫驱虫剂 (6 ) 熊驱赶剂(其在加拿大特别有用) (7 ) 如犬之类的危害动物的驱赶剂 (8)个人保护(构成专用的"气味气泡")
(9) 听力损失由以下引起的听力的降低* 老年性耳聋发生于高频的最大的损失(例如由于年老)* 噪声污染通过暴露于现代城市噪声下(特别在纽约普遍发生)* 职业性噪声暴露工业诱发的听力损伤(工厂、设备、空间研 究、试验室、建筑工地等)* 社会上的(sociocusis ) —来自非职业性的噪声暴露的听力损 伤* 由噪声引起的听觉机制损伤的危害* 失眠* 紧张、头疼* 阳痿* 心脏病* 精神病* 两极神经细胞紊乱感官超负荷、幻听* 精神分裂症(听到可怕的"声音"引起恐惧)* 忧郁、焦虑(自己表露的声音，第三方面)* 所有上述可能促进更复杂的心理上的和社会方面的问题* 感觉障碍/视力降低瞎聋 一 气味是主要的(10) 通讯工具* 移动电话的"铃声"释放可辨认的"气味音符"以识别呼叫者* 用于聋人的气味释放家用报警系统和用于老人的预警系统* 用于鸣钟报时(基于宗教上的时钟)的计算机化的气味输出时 间记录器(表/钟)* 在助听器内捕获某些未识别的声音* 衣物可释放可识别的(获知的)气味作为预警信号、报警系统 (11 ) 耳鸣一耳内感觉的强烈的嗡嗡声* 由长期暴露在大声音环境下引起* 短期暴露在非常大的声音下* 暂时的或慢性的，或因服药即阿司匹林导致的结果* 能检测疾病并释放气味的助听器或类似传感器(12 ) 白噪声-由具有相同强度的所有可听到的频率组成的声音或信号
用于新式媒体艺术家的创作工具* 人工产生的"无声.""无味"(白噪声和白气味) (13)发爆噪声-每个倍频程带具有相同的强度的噪声* 声音不象白噪声那样欢快* 频镨的强度并不随增高的频率而增加 用于新式媒体艺术家的创作工具(14)用于增进健康(Wellbeing)和增长寿命的环境声音* 夜总会、休闲音乐(chill-out music )、气氛轻+>的环境、艺术 馆 .* 装设艺术、时装展示* 音乐种类* 古典音乐* 歌剧* 流行音乐舞蹈/家庭音乐* 瑞格舞* 鼓和低音电子乐器奏出的音乐(Techno)* 重金属1摇滚乐(Heavy metal 1 rock )等* 在餐厅、起居室、工作间、办公室进行交谈* 寂静的森林、海滩、河流、"洛叽山脉(Rockies)"的瀑布等 (15)声音效果-预先录制或模仿的声音* 产生用于收音机、电视、电影或剧场节目的声音* 建议/增强实际的声音环境* 电影院的多传感器/alsmeliware' T恤/衣物、剧院室内装潢(座 椅)* 利用嵌入式气味扩散增强特定的声音效果以引起轰动* 调动(up)情绪、启发/开阔想象力* 书、教室中的教育目的和促进创造力* 在温泉疗养地、康乐(wellbeing )中心(浴衣)的声音/气^未 效果* 促销渡假装饰品/项链一受塔希提岛的王冠花(TahitianTiare flower) "lei" 启发* 在目的地即塔希提岛由旅游促销员宣布的与本地音乐互动 (16 ) 浪漫声音(sound romance ):孩提时代经历过的声音* 对于怀旧之情的多感觉增强(气味和声音)* 对成人来说常常成为浪漫* 将旧的或过去的声音提升到记忆中的浪漫声音的范畴* 保留"记忆"的衣物* 在听到某种声音/音乐时发出去世的祖辈的气味* 初恋* 儿时的^f艮期，正面的经历* 童子军(Brownie )歌和营火的气味* 喜爱音乐的第一印象、流行歌曲(17) 神秘的声音免除社会禁止的巨大声音自然现象* 火山爆发、雷鸣和风暴(被认为是神秘的噪声)* 在某些历史时期的社会噪声脱离了噪声控制立法者的注意，例 如，教堂钟声、工业噪声、牛叫声(moozak)、放大的流行音 乐，等。(18) 节奏相当偶然的心理反应与节奏有关* 值得注意的脉搏速率、血压和呼吸速率* 感觉到噪声的衣物、来自人体的节律* 运动后心跳增快(恢复精神、除臭)* 打鼾(床上伴侣需忍受的气味)* 其他人类噪声(无节奏的)* 胃的辘辘声(饥饿)一气味输出作为对那些忘记给自己身体供 给养料、有进食障碍疾患(食欲缺乏)的人的提醒* 不能自制的噪声，"过度放屁、肠气"(老人/医院的亚麻制品)* 婴儿啼哭声* 向婴儿释放安宁气味(即母亲个人哺乳期的气味、甘菊等)* 释放新生儿的气味来使焦急的父母平静下来(这种气味是天然 麻醉剂并被设计来提高荷尔蒙)* "打喷噢"(药物、熏衣草、桉树)哮喘-ventalin delivery (Wheezing-ventalin delivery )* 咳嗽(不认为是哮喘/过敏)、成人哭泣* 愤怒控制(anger management)(自己或别人的)* "嗓音(Voice sound )"识别一特殊的音调* 焦急、紧张、心烦意乱* 性格内向、胆小、不自信、缺乏自我尊重、忧愁* "劳苦的噪声"、劳动-挛缩* 狂躁、OCD (强迫观念与行为失调)重复词语* 欣快症、入迷、激动、喜悦、兴高采烈* 惊讶、厌恶、同情等(19) 浪漫的和性的声音(高潮、喘息、呻吟等)，用于提高性爱的气 味* 引起性欲的气味(精油和/或香水)* 用于性功能紊乱和用于娱乐/增强的信息素 本发明的再一实施例可包括一或多个传感器，不必将这些传感器安置成在检测到特殊的声音时释放气味但要响应如生物统计学性能之类的其他 性能。此外，可对传感器、微流体分配设备、甚至用于传输需分配流体的微 管进行编织、针织、刺绣或用其他的方式嵌入一层或多层织物内，以形成 "第二层皮肤"或薄膜，气味脉沖或流体可有控制地从该薄膜处分配。才艮 据所使用的流体的类型和性能可对流体进行分配，致使离开使用者喷射流 体，或将流体直接分配到使用者的皮肤上。另外，在再一优选实施例中，可将如"舒适(well-being)"气味之类的 流体以喷雾的方式对准使用者身体的特定部位分配，以使周围空气的气p未 污染程度最小。至于可适合分配的流体，已知的很多流体对某些人群具有特殊效果， 例^口 香柠檬油一可减轻焦虑甘菊一可緩解头疼 薄荷油一有助于保持注意力
茶树一可刺激免疫系统柠檬一可提高集中力 薄荷一对消化不良有帮助蜜蜂花一有利于使人平静，例如在公开演讲前玫瑰花一有利于保持快乐的心情.桉树 一 有利于支气管炎的痊愈依兰树一可降低血压马郁兰 一有利于减轻恐惧程度肉豆蔻一可起催欲剂的作用 熏衣草一可促进睡眠在一或多个实施例中，可将所述系统构成为对生物学条件有反应(其 可反映使用者的心情和情绪，如恐惧或哀伤，也能反映使用者的健康)和 分配特殊选择的、可增强使用者的心理和/或生理状态的流体。因此，这种 装置对佩戴者来说是有医治作用或治疗效果的。另外，在一优选实施例中， 例如，在使用者的肌肉或骨骼受到创伤的情况下，所述系统可形成用于分 配流体的愈合分配系统。在另一实施例中，可将系统安置成利用位于例如 使用者的脊柱附近/沿使用者的脊柱的流体分配出口提供脉动的香料治疗剂 背部按摩。在另一实施例中，系统内的传感器(一或多个)可有助于诊断或判别 使用者的如排卯之类的具体条件，在这样的实例中，可释放某种气味来加速或减緩荷尔蒙的分泌，或通过适当地选择传感器来检测疾病，例如TB(月申 的气^^未有助于降低治疗产生的副作用，例如头疼、多汗、过敏、兴奋、烦乱不宁或睡眠受护L。在再一优选实施例中，可将系统安置成被封装在便携的芳香容器内、 芬芳的首饰内、或封装在织物中，以便根据所分配的流体的类型形成例如 维生素增强织物、防紧张/烟草纤维、或防脂肪团纤维。因此被分配的气味 对解决处于抑郁、疼痛、紧张、冷漠、或愉快、纵欲、精力减退或热情洋 溢的情况下的使用者的社会的、性爱的、止痛的或情感的需求具有有益效 果。所述被分配的气味可包括已知的可减轻某些人群的状况的气味一有关 的紧张、震惊反映，心率以及血压的气味，或已知的可调节肾上腺素流
(adrenalin flow )、刺激肾上腺皮质、緩解肌肉僵硬以及在外伤后提高皮肤 复原的气味。另外，可将系统结合到其他装置内，例如结合到CD播放机、各式各样 的小配件、电脑游戏、淋浴喷头、钟表(起叫醒装置作用)以及其他可用 于使室内或更常见的是使环境呈现芳香气味的装置内。所述系统甚至可一皮 特定的互耳关网网站启动。总之，可将本发明的一或多个优选实施例安置成可确定使用者的需要 并通过分配适于这些需要的气味来作出适当反响。可对上面所描述的本发明的实施例进行多种改型。例如，可加入其他 材料或方法步骤，或代替上述材料或方法步骤。具体而言，可将实施本发 明的装置制成不同的形式，使该装置是一次性的、可再充注的、具有多个 包含一种或多种不同气味的盒的以盒为基础的装置。因此，尽管前面利用 一些具体实施例对本发明进行了描述，显然本领域技术人员在不超出本发 明范围的前提下，可在权利要求的保护范围内作出很多变换。
权利要求
1.一种用于响应检测到的性能来分配流体的系统，其包括用于检测一或多种性能的传感器；用于确定所述一或多种检测到的性能是否处于预定的范围内和/或高于和/或低于预定水平的处理级；及分配器，如果被所述处理级确定的所述一或多种检测到的性能处于预定范围内和/或高于和/或低于预定水平和/或数值该分配器将流体分配到所述系统周围的区域。
2. —种用于响应检测到的环境声音来分配流体的系统，其包括 用于检测一或多种环境声音的传感器；用于确定所述一或多种检测到的环境声音是否处于预定的范围内和/或 高于和/或低于预定水平的处理级；及分配器，如果被所述处理级确定的所述一或多种检测到的环境声音处 于预定范围内和/或高于和/或低于预定水平和/或频率该分配器对流体进行 分配。
3. 如权利要求l所述的系统，其中，所述传感器被安置成检测一或多 种环境声音。
4. 如上面任一项权利要求所述的系统，其中，所述传感器包括扩音器。
5. 如权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，所述处理级被安置 成用于确定所述被确定的一或多种声音的一或多种频率和/或所述一或多种 声音的振幅(分贝)电平(一或多个)。
6. 如权利要求2至5中任一项所述的系统，其中，所述处理级被安置 成用于确定所述一或多种声音的来源。
7. 如权利要求6所述的系统，其中，所述一或多种声音的来源是如蚊 子之类的昆虫。
8. 如权利要求l所述的系统，其中，所述传感器被安置成用于检测使 用者的一或多种生物统计学性能。
9. 如权利要求8所述的系统，其中， 一种或多种生物统计学性能包括 心率、血压、呼吸节律、血糖水平、体味和循环中的任何一种或多种。
10. 如上面任一项权利要求所述的系统，其中，所述处理级包括一或 多个滤波器。
11. 如权利要求IO所述的系统，其中，所述一或多个滤波器包括一或 多个带通滤波器。
12. 如权利要求10或11所述的系统，其中，所述处理级还包括连接于 所述传感器和所述一或多个滤波器之间的放大器。
13. 如上面任一项权利要求所述的系统，其中，所述处理级还包括孩i 处理器。
14. 如权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述处理级包括「 一或多个数字信号处理部件。
15. 如权利要求14所述的系统，其中，所述处理级还包括微处理器。
16. 如权利要求15所述的系统，其中，还包括连"l妄到所述分配器用于 向所述分配器供给需分配的流体的流体储存器。
17. 如权利要求16所述的系统，其中，所述传感器具有输出，所述处 理级还包括具有输出的放大器，该放大器可被连接到所述传感器的输出， 而模拟-数字转换器可被连接到所述放大器的输出。
18. 如权利要求17所述的系统，其中，所述系统还包括用于控制所述 分配器工作的分配器控制级。
19. 如权利要求18所述的系统，其中，所述模拟-数字转换器具有输出 信号，其中可利用无线电通讯线路将该输出信号施加到所述处理器，该处理器具有输出信号，其中来自该处理器的所述输出信号驱动所述分配器控 制级，可利用无线电通讯线路将来自所述处理器的所述输出信号施加到所 述分配器控制级。
20. 如权利要求19所述的系统，其中，所述处理器包括用于确定所述 一或多个检测到的性能是否处于预定的范围内和/或高于和/或低于预定水 平和/或数值的声频分析软件。
21. 如权利要求10至12中任一项所述的系统，其中，所述处理级还 包括具有输出的差分放大器、具有输入和输出的施密特触发器、以及具有 输入的与门，所述差分放大器的输出被施加到所述施密特触发器的输入， 所述施密特触发器的输出被施加到所述与门的输入，以确定所述一或多种 检测到的性能是否处于预定的范围内和/或高于和/或低于预定水平。
22. 如权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，还包括连接到所述分配器、用来向所述分配器提供需分配的流体的流体储存器。
23. 如上面任一项权利要求所述的系统，其中，所述处理级被安装在与所述分配器分开的单元中。
24. 如上面任一项权利要求所述的系统，其中， 一或多个所述传感器、 所述处理级以及所述分配器可被安装在使用者佩戴的珠宝饰物内/珠宝饰物 上。
25. 如权利要求1至23中任一项所述的系统，其中， 一或多个所述传 感器、所述处理级以及所述分配器被附着在使用者佩带的服饰品上。
26. 如权利要求1至23中任一项所述的系统，其中， 一或多个所述传 感器、所述处理级以及所述分配器被安置成嵌入织物内。
27. 如上面任一项权利要求所述的系统，其中，所述需分配的流体包 括昆虫驱虫剂。
28. 如权利要求1至16中任一项所述的系统，其中，所述需分配的流 体包括气味。
29. 如权利要求28所述的系统，其中，所述需分配的流体包括具有緩 解紧张性能的气味。
30. 如上面任一项权利要求所述的系统，其中，所述分配器包括压电 机构。
31. 如权利要求1至29中任一项所述的系统，其中，所述分配器包括 热动f^几构。
32. 如权利要求31所述的系统，其中，所述热动作机构包括位于连接 在流体储存器和分配喷嘴之间的毛细管内的金属线，其中所述细金属线被 安置成用于接收一或多个电流脉沖以蒸发围绕所述金属线的所述毛细管内 的流体而形成一或多个流体小滴并从所述分配喷嘴喷出所述小滴。
33. —种用于响应检测到的性能来分配流体的方法，其包括 使用传感器检测 一或多种性能；在处理级确定一或多种检测到的性能是否处于预定的范围内和/或高于 和/或低于预定水平；及如果由所述处理级确定所述一或多种检测到的性能处于预定的范围内 和/或高于和/或^t于预定水平和/或数值，利用分配器将流体分配到所述系统 周围的区域内。
34. —种基本如参考前面任何一个在附图中所示出的实施例所描述的 系统。
35. —种基本如参考前面任何一个在附图中所示出的实施例所描述的方法。
全文摘要
本发明公开了一种用于响应检测到的如环境声音之类的性能来分配流体的系统，其包括用于检测一或多个性能的传感器(2)、用于确定一或多个检测到的性能是否处于预定范围内和/或高于和/或低于预定水平的处理级、以及分配器(6)，如果一或多个由处理级确定的性能处于预定的范围内和/或高于和/或低于预定水平和/或数值，分配器将流体分配到系统周围的区域内。
文档编号A01M1/00GK101155510SQ200580047100
公开日2008年4月2日 申请日期2005年11月1日 优先权日2004年12月1日
发明者加雷思·詹金斯, 珍妮·蒂洛森 申请人:伦敦艺术大学