[发明专利]动作复制系统及方法

说明书

本发明公开了一种动作复制系统，包括：教师端设备和学生端设备两部分，其中所述教师端设备，用于采集示范动作的肌电特征信号数据，传递给学生端设备；其中所述学生端设备，用于接收示范动作的肌电特征信号数据、生成肌电信号刺激信号激发学生相应肌肉收缩舒张。本发明还公开了一种动作复制方法，以肌电特征信号数据在人际传递动作信息，包括，教师端采集示范动作的肌电特征信号数据，通过通信模块传递给学生端设备，学生端设备接收数据生成肌电刺激信号，激发学生端相应的肌肉收缩与舒张，同时学生端跟随肌电刺激主动参与肌肉收缩与舒张。本发明的优点在于，以肌电特征信号数据在人际传递动作信息，用教师端肌电信号激发学生端的肌肉动作，实现动作技能的精准复制；可缩短反复练习、反馈、校正的时间和精力成本，提高动作技能学习的学习效率。

技术领域

本发明涉及体育、音乐、舞蹈等相关领域的动作技能教学设备，特别是涉及了一种动作复制系统及方法，用于通过肌电特征信号数据的传递实现动作复制。

背景技术

动作，是大脑皮层控制下的骨骼肌活动，精细的肌肉控制是动作的重要特征。动作的最小构成单位是单块肌肉活动，即单块肌肉按一定节奏、强度、时长收缩舒张；单个简单动作由参与动作的多块肌肉，按一定时序、强度、时长进行收缩舒张活动的组合而成；复杂动作由单个简单动作以一定的时序、强度、时长联合而成。

动作技能，是指运用一定的知识、经过练习而获得的一种合乎法则的程序化、自动化和完善化的活动动作方式。动作技能的获得其生理学本质是条件反射的建立，如吹拉弹唱、球类、体操、田径、舞蹈活动中的动作。动作技能的形成包括四个阶段：操作定向，了解操作活动的结构与要求建立定向映像；操作模仿，实际再现特定的动作方式或行为模式；操作整合，把模仿阶段习得的动作固定下来，并使各动作成分相互结合、成为定型的一体化的动作；操作熟练，所形成的动作方式对各种变化的条件具有高度适应性，动作的执行达到高度完善化和自动化。必要而适当的练习、建立稳定清晰的动觉是动作技能形成的有效条件。

动作技能传授，长期以来主要通过反复的“示范与讲解-适当的练习-有效的反馈”循环来实现的，“讲解练习反馈”循环过程可以具体为：教师通过讲解示范把动作技能外化为操作活动程序、活动结构，将应该做什么以及如何完成这些动作的信息转换视觉的、听觉的等其它各种信息；学生接收信息转换为自己的理解、在头脑中重构活动程序、并复现动作技能；教师检查学生的操作活动程序、活动结构，以视觉、听觉、触觉等方式反馈、校正，同时达到一定程度后的学生还可通过自身的动觉进行自我调整。

综上，我们发现传统的动作技能获得存在瓶颈：教师的教学能力和学生的学习能力都会制约学习效果及学习效率。因为，一方面动作技能信息需要先在教师端转换为视觉、听觉等感官信息；另一方面在学生端需要将接收的信息还原并重现动作技能；而视觉信息的转化、传达与理解之间会存在歧义、听觉所依赖的自然语言的非精确性决定了信息转换过程不可避免地存在噪声和失真，当学生端依赖这些包含噪声、失真和歧义的信息对动作技能重现时，偏离是不可避免的。为了弥补这种偏离，反复的“练习、反馈、校正”循环使偏离趋向最小是掌握动作技能的必由之路，所谓勤能补拙就是这个道理。而这种反复的“练习、反馈、校正”循环会消耗大量的时间和精力，制约动作技能学习的效率及效果。

发明内容

人类的动作活动中，各动作要素及执行顺序体现活动本身的客观法则的要求。理论上，不同的人在完成相同动作的过程中，参与活动的肌肉对象、不同肌肉的活动时序、各块肌肉活动的相对强度、每块肌肉的工作时长是相同的。