CZ310568B6 - Tělo herní šipky a herní šipka obsahující toto tělo - Google Patents

Abstract

Řešením je tělo herní šipky opatřené vnitřní dutinou (7), která obsahuje základní desku (20) opatřenou akcelerometrem (21) a/nebo gyroskopem (22), zdrojem (23) elektrické energie a výpočetní jednotkou (24). Dále obsahuje komunikační modul (25) pro bezdrátovou komunikaci a/nebo elektronický signalizační prostředek (vibrační motorek (32), LED (26), generátor zvuku (30). Výpočetní jednotka (24) je uzpůsobena pro příjem dat z akcelerometru (21) a/nebo gyroskopu (22) a jejich vyhodnocování a pro signalizaci vyhodnocených dat elektronickým signalizačním prostředkem a/nebo odeslání komunikačním modulem (25) pro bezdrátovou komunikaci. Tělo může obsahovat nejméně jeden dotykový senzor (27) pro snímání dotyku na povrchu těla, magnetometr (28) nebo mikrofon (29). Příčný průřez vnitřní dutiny (7) může mít nerotační tvar. Dutina může být v osovém směru otevřená alespoň do rozhraní (5) zadního konce (4). LED (26) může být uspořádaná pro viditelnost světelné signalizace v rozhraní (5) zadního konce (4). Vyměnitelná násadka (6) v zadním konci (4) může být z průsvitného materiálu.

Description

Tělo herní šipky a herní šipka obsahující toto tělo

Oblast techniky

Zařízení se týká šipky na házení, která obsahuje hardwarové a softwarové řešení pro měřitelnost údajů z každého hodu.

Dosavadní stav techniky

Šipka na házení (nebo také herní šipka) je sportovní nástroj používaný při hře se stejným názvem šipky. Ke hře se používá sada tří šipek. Každá ze tří šipek se se skládá z hrotu, těla, násadky a letky. Tyto jednotlivé části jsou vyrobeny z různých materiálů, jako je kov, plast a podobně. Nej oblíbenější materiál pro výrobu těla šipky je wolfram nebo slitina wolframu. Díky vysoké hustotě wolframu může být tělo šipky dostatečně těžké a zároveň malé. Šipka má válcovitý nebo kuželovitý tvar, který jí umožňuje letět dostatečně přesně a zasáhnout cílovou oblast na terči.

Šipky se dělí na dvě kategorie, „soft“ a „Steel“. “Soft” šipky se používají při hře na plastové elektronické terče a mají vždy výměnný měkký plastový hrot a tělo šipky tak musí mít na obou stranách závit pro našroubování hrotu a násadky. Šipky “steel” se používají při hře na sisalové terče. Jejich hrot je tvrdý a ostrý, vyrobený zpravidla z kovu. Hrot může být pevnou součástí těla šipky nebo může být opatřen závitem pro našroubování do těla šipky podobně jako u varianty “soft”.

Tělo šipky je hlavní část, která určuje její hmotnost, tvar, těžiště a styl úchopu šipky. Nejběžnější tvar těla šipky je válcovitý, avšak existují i různé tvary a povrchové úpravy.

Letka je část šipky, která se nachází a připevňuje se na zadní část násadky a slouží ke stabilizaci a ovlivňování letu šipky. Má obvykle tvar čtyř trojúhelníkových křidélek a je vyrobena z tenkého a pružného materiálu, jako jsou různé druhy plastů. Letka pomáhá stabilizovat rotaci šipky během letu a zajišťuje, aby šipka letěla přímo a předvídatelně směrem k cíli. Letky mají různé tvary a velikosti. Letka je nasunuta nebo se jinak připevňuje do násadky. Násadky se vyrábí z různých druhů lehkých plastů nebo kovů v různých průměrech, délkách a tvarech. Násadka společně s letkou výrazně ovlivňují letové vlastnosti a stabilitu šipky během jejího letu.

Šipka na házení je často personalizovaná podle preferencí hráče. Každý hráč může mít jiné požadavky ohledně váhy, tvaru, délky a povrchové úpravy těl šipek. Někteří hráči upřednostňují těžší šipky pro lepší stabilitu, zatímco jiní dávají přednost lehčím šipkám pro větší kontrolu a přesnost. Celkově je šipka na házení klíčovým prvkem ve hře a značně ovlivňuje výkonnost hráče. Je to přesně vyvážený nástroj navržený s cílem, aby hráč dosáhl co nejlepších výsledků na terči. Důležitou roli potom při hře hraje síla, směr a intenzita hodu, úhel, kterým je šipka vypuštěna, a způsob vypouštění, resp. kvalita úchopu těla šipky do prstů ruky v závislosti na odhodu. Cílem každého hráče je, aby byly jeho hody správné, co nejvíce podobné jeden druhému a konzistentní.

Pro dosažení tohoto cíle musí hráč dlouhodobě a systematicky hody trénovat, zejména je nutné, aby dosáhl naprosté opakovatelnosti hodů. To je však při neznalosti parametrů provedeného hodu problematické. Zejména hráč nemá informace, zda byl jeho hod technicky správný. Mezi parametry, které ovlivňují techniku hodu, patří zejména úchop šipky, trajektorie ruky a rychlost pohybu ruky se šipkou před jejím vypuštěním, okamžik a způsob vypuštění šipky a úhel, pod kterým je šipka vypuštěna.

Dokument US 2009098959 AI popisuje lukostřelecký šíp vybavený světelným indikátorem integrovaným do končíku v zadní části šípu. Končík je vyroben z průhledného nebo

- 1 CZ 310568 B6 poloprůhledného plastu, zejména polykarbonátu, a slouží zároveň jako světlovod. Elektronické komponenty, včetně LED, baterie a případně řídicího obvodu, jsou uzavřeny v modulu uvnitř končíku. Celý elektrický obvod je koncipován jako vnitřně izolovaný, bez jakékoliv vazby na vodivost těla šípu. Aktivace světelného signálu probíhá prostřednictvím mechanického nebo inerčního spínače, přičemž návrh je přizpůsoben modularitě a snadné výměně komponent.

Dokument US 2008176681 AI rovněž popisuje šíp se světelným systémem, který reaguje na výstřel nebo náraz. Elektronické části jsou umístěny uvnitř dutého těla šípu, přičemž tvoří uzavřený izolovaný modul. Elektrické propojení je provedeno uvnitř modulu za použití vodičů, bez zapojení samotného těla jako vodiče. Tělo šípu není elektricky vodivé a nehraje žádnou roli v elektrickém okruhu. Zapínání světelného signálu probíhá nejčastěji pomocí inerčního nebo kontaktního spínače, přičemž v některých variantách je přítomen i časový prvek pro vypnutí světla po určité době.

Dokument US 2021069581 AI popisuje herní zařízení ve tvaru korunkového uzávěru. Zařízení obsahuje elektronické prvky jako LED, zvukový výstup a řídicí jednotku, které jsou aktivovány pohybem nebo nárazem - typicky při dopadu na herní plochu. Konstrukce zahrnuje baterii a inerční spínač, který sepne obvod v reakci na prudké zrychlení. Dále je obsažen teplotní senzor pro měření teploty ruky, který plní funkci dotykového senzoru. Celý systém je uzavřený uvnitř plastového těla a nevyužívá žádné vodivé části konstrukce. Zařízení není určeno k vystřelování, ani nemá aerodynamické stabilizační prvky typické pro šíp či šipku.

Dokument KR 200314294 Yl popisuje herní šipku se světelným efektem, který se aktivuje při dopadu na cíl. Při nárazu dojde k pohybu baterie, která se dostane do kontaktu s LED přes pružinu a spínač, čímž se krátce sepne obvod. V zapojení není přítomen žádný mikroprocesor ani řídicí čip - světlo svítí pouze v okamžiku kontaktu.

Dokument CN 2676978 Y je herní šipka s integrovaným světelným efektem, který je řízen řídicím čipem (IC kontrolérem). Tělo šipky je vyrobeno z elektricky vodivého materiálu a slouží jako součást elektrického obvodu. Jeden pól baterie je připojen přes pružinu k vodivému tělu, které vede proud dále k IC kontroléru a světelnému zdroji. Aktivace světla probíhá prostřednictvím inerčního spínače - setrvačností baterie při nárazu dojde k přerušení a následnému obnovení obvodu, což resetuje IC kontrolér a spustí řízený světelný výstup, například blikání nebo více režimů. Řešení integruje mechanické a elektrické prvky do jednoho funkčního celku a je závislé na vodivosti těla.

Dokument US 6758773 Bl popisuje házecí šipku se světelným efektem, který se aktivuje při nárazu. Tělo šipky je vyrobeno z elektricky vodivého materiálu. Spínač je tvořen inerčním posuvným kovovým členem, který při dopadu dočasně uzavírá elektrický okruh mezi baterií a světelným zdrojem. Neobsahuje žádný řídicí čip ani programovatelnou logiku - LED svítí pouze krátce během fýzického sepnutí kontaktu. Elektrický obvod využívá vodivé tělo jako jednu větev propojení.

Podstata vynálezu

Popsané nevýhody odstraňuje herní šipka s tělem podle předkládaného vynálezu. Tělo herní šipky je podlouhlého tvaru a má podélnou osu. Podlouhlý tvar znamená, že podélná osa je znatelně (alespoň 2x) delší než příčný průřez (zpravidla průměr) těla. Podélná osa je totožná s osou předpokládaného letu šipky. Tělo má přední konec (vztaženo ke směru předpokládaného letu šipky) opatřený pevným hrotem nebo rozhraním pro připevnění vyměnitelného hrotu. Rozhraním je podle stavu techniky vnitřní závit určený pro vnější závit hrotu. Lze však uvažovat i jiná provedení, například bajonetový spoj (resp. jeho jednu část), radiální průchozí otvor pro uložení příčného spojovacího čepu procházejícího tělem a hrotem apod. Tělo má i zadní konec (vztaženo ke směru předpokládaného letu šipky) opatřený rozhraním pro připevnění násadky.

-2CZ 310568 B6

Provedení rozhraní zadního konce těla může být obdobné, jako je popsáno pro rozhraní předního konce těla.

Podstatné je, že tělo je opatřeno vnitřní dutinou. Pojmem „dutina“ se myslí prostor v materiálu těla, přičemž není podstatné, zda obsahuje nějakou vzduchovou kapsu nebo zdaje zcela vyplněna materiálem či materiály odlišnými od materiálu těla. V dutině je uložena základní deska. Základní deskou je zpravidla tištěný spoj. Základní deska slouží k funkčnímu propojení a zpravidla i k mechanickému připevnění jednotlivých, dále uvedených elektronických komponent. V dutině je dále uložena a na základní desku připojena výpočetní jednotka, do které jsou zapojené další elektronické komponenty.

Mezi tyto další elektronické komponenty, které jsou také uložené v dutině těla, patří akcelerometr a/nebo gyroskop, které jsou propojené s výpočetní jednotkou. Pro splnění účelu vynálezu je možné použít jeden nebo druhý nebo kombinaci obou prvků. Jestliže jsou obsaženy oba, může se jednat o oddělené komponenty nebo může být užita jediná komponenta plnící funkci akcelerometru i gyroskopu. Účelem těchto komponent je změřit při hodu šipky v reálném čase a ve třech osách (v 3D) zrychlení/zpomalení, tzv. plavání šipky za letu, let bokem a případně i další pohybové veličiny (například osovou rotaci, intenzitu a rychlost rotace, stranové vychýlení a intenzitu vychýlení ruky při hodu ve fázi držení šipky při pohybu směrem k terči nebo úhel šipky vůči horizontále).

Tělo může ve výhodném provedení obsahovat nejméně jeden dotykový senzor uzpůsobený pro snímání dotyku prstů hráče na povrchu těla. Dotykový senzor může být podle typu své konstrukce uspořádaný na povrchu těla (a být zvenku viditelný). V jiném provedení může být dotykový senzor uspořádaný pod povrchem těla a uzpůsobený ke snímání přítomnosti prstu na povrchu těla. Dotykový senzor je propojený s výpočetní jednotkou tak, aby byla výpočetní jednotka způsobilá přijímat data naměřená dotykovým senzorem.

Detekce dotyku těla hrací šipky prsty hráče může být realizována pomocí speciálního obvodu snímajícího změny kapacity mezi povrchem těla šipky a detekční plochou umístěnou po vnitřním obvodu těla ve vnitřní dutině. Tato detekční plocha je s výhodou rozdělena do tří sektorů (tedy tří dotykových senzorů), díky čemuž je možné detekovat správný úchop šipky, resp. dotyk jednotlivých prstů na správném místě těla šipky. Tímto způsobem se mohou hráči okamžitě dozvědět, jestli mají správný úchop ještě před samotným hodem, což je klíčový faktor pro dosažení správné trajektorie letu šipky, minimalizace vychýlení šipky při odhodu a tím i docílení konzistentních a přesných hodů. Dále díky dotykovým senzorům lze určit přesný moment, kdy šipka ztratí kontakt s prsty a rukou hráče. Tato časová hodnota pak může být využita při zpracování dat (vyhodnocení, zda byla šipka vypuštěna v optimálním okamžiku, pozdě nebo naopak brzy).

V dalším výhodném provedení může být tělo opatřeno více než jedním (tj. množinou) dotykových senzorů propojených s výpočetní jednotkou. Jednotlivé dotykové senzory z této množiny jsou pak uspořádané na různých místech povrchu těla. Jsou uspořádané v obvodově a/nebo osově odlišných pozicích, zejména za účelem snímání polohy jednoho nebo více prstů na různých místech povrchu těla. Znalost polohy prstu nebo prstů na povrchu těla je vhodná pro přesnější stanovení parametrů techniky hodu. Díky informaci, v jakém pořadí a čase ztratily prsty kontakt s jednotlivými senzory, lze lépe detekovat nesprávné nebo odlišné vypuštění šipky. Výpočetní jednotka může být uzpůsobena pro vyhodnocení dotyku pro každý dotykový senzor zvlášť nebo pro kterýkoliv z nich, kdy j sou všechny naj ednou vyhodnoceny j ako j ediný dotykový senzor.

V dutině je dále uložen komunikační modul pro bezdrátovou komunikaci a/nebo elektronický signalizační prostředek. Tyto komponenty jsou propojené s výpočetní jednotkou a jejich účelem je komunikovat informace z výpočetní jednotky do okolí šipky, tedy zejména k jejímu uživateli (hráči). Komunikačním modulem pro bezdrátovou komunikaci může být zejména Bluetooth Low

- 3 CZ 310568 B6

Energy (BLE), která umožňuje díky anténě přenos naměřených dat z šipky do mobilního zařízení nebo počítače. Díky rozhraní Bluetooth Mesh je možné připojení více těl, resp. šipek, současně k jedinému zařízení. V úvahu připadá i komunikační modul NFC nebo WiFi.

Elektronický signalizační prostředek je způsobilý do okolí šipky, tedy zejména jejímu uživateli (hráči), přímo signalizovat informace z šipky bez nutnosti jejího připojení na další elektronická zařízení. Může se jednat zejména o prostředek pro hmatovou signalizaci (například vibrační motorek), optickou signalizaci (například LED) nebo pro sluchovou signalizaci (generátor zvuku, jako je reproduktor nebo piezoelektrické pípátko a podobně).

Ve výhodném provedení může být v dutině těla uložen magnetometr propojený s výpočetní jednotkou. Magnetometr slouží ke stanovení azimutu (směru orientace) šipky v rámci zeměpisných souřadnic před nebo při jejím hodu. Při znalosti místa umístění terče a místa postavení hráče při hodu šipky může být orientace šipky vůči terči před hodem signalizována elektronickým signalizačním prostředkem pro optickou, hmatovou nebo sluchovou signalizaci a může být detekováno vychýlení ruky při hodu ve fázi držení šipky při pohybu směrem k terči. Taková šipka je zejména využitelná pro hru zrakově znevýhodněným hráčům nebo být dobrou pomůckou pro zajímavou hru i zdravým hráčům.

Dutina těla dále obsahuje zdroj elektrické energie. Ten je propojen s elektronickými komponentami v těle šipky a zajišťuje jejich provoz. Zdrojem elektrické energie je s výhodou ultrakapacitor (neboli superkapacitor či dvouvrstvý kondenzátor). Ten je velmi malý, má velkou kapacitu a zejména umožní velmi rychlé nabíjení. Díky použití ultrakapacitorů je doba nabití na plnou kapacitu odhadována na nižší desítky vteřin. Díky této technologii je šipka schopna nabídnout výdrž až několik hodin bez nutnosti dobíjení, což je společně s rychlým nabíjením významným přínosem pro hráče v průběhu dlouhých tréninkových legů, her, setů, partií nebo zápasů. Lze uvažovat i baterie typu Li-Pol, Li-Ion a podobně. Nabíjení je s výhodou bezdrátové (indukční) nebo přes magnetické nabíjecí piny.

Výpočetní jednotka je propojena s uvedenými elektronickými komponentami. Je uzpůsobena (zejména svým software) pro příjem dat z akcelerometru a/nebo gyroskopu a jejich vyhodnocování. Výpočetní jednotka je dále uzpůsobena pro signalizaci vyhodnocených dat elektronickým signalizačním prostředkem a/nebo pro jejich odeslání komunikačním modulem pro bezdrátovou komunikaci.

Příčný průřez vnitřní dutiny těla může mít nerotační tvar. To znamená, že příčný rozměr dutiny v jednom směru je jiný než příčný rozměr téhož místa dutiny v jiném směru. Pro zajištění dobrých letových vlastností šipky je žádoucí, aby byla hmotnost těla co nejvyšší při zachování malých rozměrů a malého příčného rozměru (průměru) těla. Při zachování běžných rozměrů těla, na které jsou hráči zvyklí, je nutné vyvarovat se přílišnému odlehčení těla dutinou. Výše popsaná elektronika těla šipky může být s výhodou díky užití tištěného spoje uspořádána do relativně plochého útvaru, který lze vložit do dutiny, která má štěrbinovitý příčný průřez (zpravidla obdélník nebo ovál). Z důvodu zachování dobrých letových vlastností šipky je tedy výhodné neubírat zevnitř těla materiál, který není na překážku elektronice. Vnitřní dutina nerotačního průřezu tak zajišťuje příznivou hmotnost těla šipky, která je důležitá pro dobré letové vlastnosti šipky. Vnitřní dutinu těla mající nerotační příčný průřez lze snadno zhotovit např. drátovým řezáním, CNC třískovým 3D obráběním, nebo může být celé tělo vyrobeno metodou 3D tisku. Výrobou vnitřní nerotační dutiny může dojít k drobnému nežádoucímu vychýlení rotačního těžiště těla, což by mohlo snížit schopnost šipky rotovat kolem své osy za letu. Toto vychýlení může být efektivně odstraněno výrobou povrchu těla šipky v elipsovitém nebo jiném nerotačním tvaru a tím tělo šipky dovážit. Jestliže by dutina měla mít rotační tvar, pak se nejlépe zhotoví vrtáním.

Vnitřní dutina může být v osovém směru otevřená do rozhraní předního konce a/nebo do rozhraní zadního konce. Jinými slovy, dutina může být před montáží a po demontáži hrotu či násadky

-4CZ 310568 B6 přístupná z daného rozhraní, zejména za účelem vložení či servisu elektroniky. Vnitřní dutina může být opatřena nejméně jedním radiálně orientovaným otvorem. Ten slouží zejména k vyvedení částí elektronických komponent, nebo jejich signálů, z vnitřní dutiny.

Ve specifickém provedení je vnitřní dutina v osovém směru otevřená do rozhraní zadního konce. Současně elektronický signalizační prostředek je LED. LED je s výhodou vícebarevná (RGB). LED je uspořádána tak, aby byla opticky seznatelná v rozhraní zadního konce. Zejména tak LED může být uspořádána na okraji vnitřní dutiny u rozhraní zadního konce a orientována tak, aby svítila ze zadního konce ven. Toto uspořádání je zejména využitelné pro herní šipku opatřenou hrotem a vyměnitelnou násadkou s letkou v rozhraní zadního konce těla, přičemž násadka je z průsvitného materiálu. LED je uzpůsobena pro signalizaci informací z výpočetní jednotky do okolí šipky, tedy zejména k jejímu uživateli (hráči). To je zejména výhodné po provedení hodu, kdy může LED šipky zapíchnuté v terči směrem dozadu hráči signalizovat kvalitu hodu nebo další informace.

V jiném provedení těla může být vnitřní dutina uzavřená. Tělo je v tom případě tvořeno nejméně dvěma spojenými částmi, kde dělicí rovina mezi spojenými částmi prochází vnitřní dutinou. Před spojením částí je možné do vnitřní dutiny vložit elektroniku a části spojit, rozebíratelně nebo nerozebíratelně (závitovým spojem, lepeným či tvarovým mechanickým spojem, magnetickým spojem a podobně).

Vnitřní dutina může být po uložení elektronických komponent vyplněna zalévací hmotou. Ta slouží zejména k bezpečnému uložení elektronických komponent a zamezení jejich poškození při nárazech šipky. Zalévací hmota může být jak neprůsvitná, tak i průsvitná, a to zejména ve spojení s LED a průsvitnou násadkou.

Zapnutí, vypnutí a ovládání funkcí šipky může být provedeno dotykovým senzorem nebo pohybem šipky, který je zaznamenán akcelerometrem a/nebo gyroskopem, odpojením šipky z elektrického nabíjecího kontaktu apod. Ovládání šipky též může být realizováno z bezdrátově připojené chytré elektroniky, zejména z chytrých hodinek nebo telefonu. Případně může být tělo opatřeno elektronikou pro hlasové ovládání. To znamená, že je tělo opatřeno elektronickou komponentou pro sejmutí zvuku (zejména mikrofonem), která je propojena s výpočetní jednotkou, přičemž výpočetní jednotka je uzpůsobena pro příjem dat z této komponenty a pro jejich vyhodnocování. Hráč například může před každým hodem pomocí této komponenty pro snímání zvuku nahrát krátký hlasový záznam, ve kterém uvede zamýšlený cíl a/nebo styl hodu, který chce použít. Tento záznam může být opatřen časovým razítkem a uložen pro pozdější porovnání se skutečným výsledkem (skóre) a skutečným průběhem hodu, případně pro další vyhodnocení.

Popsané tělo herní šipky, resp. šipka s tímto tělem, představuje revoluční inovaci v oblasti sportovních doplňků, která transformuje tradiční herní šipku v pokročilý nástroj pro monitorování a optimalizaci hry hráčů. Tato inovace spočívá v integraci specializované elektroniky do těla šipky, což umožňuje sběr a analýzu dat o pohybu šipky a ruky vrhající šipku během hry. Jednou z hlavních funkcí je precizní měření zrychlení a dráhy šipky. Použitá elektronika umožňuje sledovat každý pohyb šipky s vysokou přesností a poskytuje důležité informace pro analýzu techniky hodu. Hráči mohou monitorovat své hody v reálném čase, což může být velmi cenné pro zlepšení jejich výkonnosti. Při připojení šipky k mobilní aplikaci, aplikaci v chytrých hodinkách nebo webové aplikaci navržené speciálně pro tuto šipku mohou mít hráči přístup k různým funkcím a statistikám, včetně vizualizace dat, sledování pokroku v čase, nastavení individuálních cílů a doporučené tréninkové metody pro svá zlepšení. Aplikace může pomáhat s výběrem vhodných rozměrů nebo tvarů letek a násadek a vhodného vyvážení šipky, na základě nej lepší dosažené konzistence průběhů hodů a dosaženého skóre. Aplikace může sledovat časové rozestupy mezi jednotlivými hody a/nebo legy a může určit vhodné tempo pro hráče, může dlouhodobě porovnávat změnu tempa a podobně.

- 5 CZ 310568 B6

Další možnou funkcí popsaného těla šipky je upozornění hráče v reálném čase pomocí vibrací těla šipky (přenosem vibrací do prstů a ruky hráče) nebo rozsvícením LED a průsvitné násadky. Obě tyto funkcionality mohou hráče upozornit na špatný úchop šipky nebo poskytnout další informace odeslané z aplikace jako zpětnou vazbu v reálném čase. Funkce světelné signalizace pomocí prosvícení násadky může být využita při dopadu šipky do terče. Např. zelená barva může identifikovat to, že celý hod byl v určitých limitech a proběhl správně, červená potom, že hod neproběhl v pořádku, modře potom může předávat informaci např. o tom, že je potřeba se podívat do mobilní aplikace na další jiná doporučení, překalibrovat šipku pomocí nových referenčních hodů a podobně. Podobným způsobem se dají využít další barvy RGB diody a různé délky svícení (blikání) pro další funkce šipky a jejich upozornění. Světelná informace se dále může využít při špatném úchopu šipky podobně jako signalizace pomocí vibrací, jako signalizace při nabíjení zdrojem elektrické energie, stavu kapacity elektrické energie nebo jako výzva k úkolu (varianta hodu), který hráči doporučí provést aplikace na základě předchozího vyhodnocení a podobně.

Gyroskop může být využitelný i pro zjištění přesného těžiště šipky a jejího vyvážení prostým položením například na prst přibližně v místě těžiště a vyhodnocením orientace podélné osy těla šipky. Různí hráči mohou preferovat šipku s různým umístěním těžiště. Informace o přesném umístění těžiště je jednou z informací o šipce, která je využitelná pro hru. Díky znalosti přesného těžiště je možné šipku případně dovážit podle preferencí daného hráče.

Šipka (resp. sada šipek pro hru, tedy sada alespoň 3 šipek) je s výhodou uložena do odkládacího, přepravního a nabíjecího boxu, který slouží jako dokovací stanice pro rychlé nabíjení šipek mezi jednotlivými hrami. Toto pouzdro je opatřeno vysokokapacitní baterií a USB-C konektorem pro pohodlné nabíjení této baterie, světelnou signalizací stavu a průběhu nabíjení šipek pomocí LED umístěných přímo v boxu nebo rozsvícení samotné násadky šipky. Pouzdro je možné vyrábět pomocí 3D tisku, formy na vstřikování plastů, lisováním, jejich kombinací nebo jinými metodami.

Je vhodné, aby byla elektronika v těle šipky navržena tak, aby byla energeticky úsporná. Je toho dosaženo pokročilou správou napájecích hladin elektroniky. Řídicí obvod v případě potřeby odpojuje nevyužívané napájecí hladiny periferních obvodů, čímž se snižuje spotřeba energie a prodlužuje výdrž šipky na jedno nabití. Obvod dále funguje jako lineární stabilizátor pro napájení výpočetní jednotky a periferií. Přes tento čip jsou také realizovány ochrany nabíjecího napětí a rychlé nabíjení ultrakapacitorů. Obvod navíc umožňuje využití strojového učení na základě naměřených dat ze senzorů. Ultra nízkou spotřebu obvodu umožňuje využití funkce probouzení zbytku elektroniky šipky při uchopení šipky uživatelem. Díky této funkci také odpadá potřeba použití fyzického tlačítka pro zapínání a vypínání elektroniky šipky.

Další výhodnou funkcí je rychlý zápis skóre pomocí chytrých hodinek, mobilu, tabletu, chytrého prstenu a dalších zástupců tzv. nositelné chytré elektroniky. Zápis skóre lze provádět pomocí gest, hlasového příkazu, zápisu na displeji nositelné chytré elektroniky a/nebo gesty samotné šipky díky vestavěným pohybovým senzorům, hlasovým zápisem do šipky díky vestavěnému mikrofonu nebo kombinací těchto metod. Díky funkci zápisu skóre (bodového zápisu hodnot každého jednotlivého hodu šipkou v terči) dokáže aplikace porovnat vztah mezi kvalitou hodu a výsledkem, analyzovat data, vytvářet statistiky, dopočítat hodnotu zbývajících hodů (Checkout table) přímo při hře nebo vytvářet statistiku úspěšnosti dohozů. Díky identifikaci uživatele (hráče) podle herního stylu, face ID, otisku prstu nebo dalších biometrických údajů pomocí mobilního telefonu, hodinek, tabletu a dalších nositelných zařízeních nebo jejich kombinací může být systém velmi dobře využitelný pro online soutěže, může vytvářet žebříčky hráčů, a ještě více tak gamifikovat celou hru. Hráč může opět gesty, hlasovým záznamem nebo jejich kombinací v nositelných zařízení a/nebo pomocí gest a/nebo hlasového záznamu přímo do šipky zaznamenat zamýšlený cíl a/nebo styl hodu, který chce použít, a to ještě před samotným hodem. Díky sledování pokroku v čase si hráči mohou lépe uvědomovat svůj vývoj a identifikovat oblasti, ve kterých mohou ještě zlepšit své schopnosti. Aplikace může hráčům poskytnout doporučení a tipy,

-6CZ 310568 B6 jak dosáhnout svých cílů efektivněji a rychleji využitím technologií umělé inteligence (AI) pro analýzu dat, personalizaci tréninkového plánu a monitorování pokroků, personifikaci šipek, virtuální pomoc trenérů, profesionálních hráčů a mentorů a podobně.

V systému popsané herní šipky a připojené nositelné chytré elektroniky lze využít i měření tepové frekvence (stresu) pomocí chytrých hodinek, chytrého prstenu apod. Následně lze hráči doporučit změnu hracího tempa, dechová zklidňující cvičení apod.

Integrace umělé inteligence (AI) do analýzy hodu šipkou může dále výrazně zvýšit hloubku a užitečnost poskytované zpětné vazby hráčům. AI může být použita v tomto kontextu pro pokročilou analýzu a trénink díky rozpoznávání vzorů, jako jsou např. algoritmy strojového učení. Algoritmy supervizovaného učení, jako jsou klasifikace a regrese, mohou být použity k identifikaci vzorů v datech. Například mohou být tyto algoritmy použity pro kategorizaci hodů podle jejich výsledků a pro identifikaci společných charakteristik každé kategorie. Extrahování a analýza příznaků, jako jsou zrychlení, zpomalení, rychlost, úhel a rotace, může pomoci identifikovat klíčové faktory ovlivňující výsledek hodu. Techniky jako analýza hlavních komponent (PCA) mohou snížit dimenzionalitu dat a zdůraznit nejvlivnější příznaky. Dále je možné AI využít pro analýzu příčin, jako jsou např. rozhodovací stromy a náhodné lesy. Tyto algoritmy mohou pomoci identifikovat rozhodovací pravidla vedoucí ke konkrétním výsledkům. Analýzou cest v stromech, které vedou k chybám, lze identifikovat podmínky nejvíce spojené s těmito chybami. Dále potom kauzální inference, pokročilé statistické techniky a modely umělé inteligence mohou pomoci odvodit kauzalitu, ne pouhé korelace. Porozumění kauzálním vztahům umožní identifikovat faktory, které pravděpodobně způsobují nekonzistentní hody.

Dalším možným rozšířením je integrace rozšířené reality (AR) prostřednictvím náhlavní soupravy (tzv. headsetu) pro virtuální realitu do systému tréninku. Toto rozšíření může výrazně zlepšit uživatelský zážitek a poskytnout ponoření do reálného času zpětné vazby. Takovýto systém by mohl nabídnout vizualizace hodu. Headset může zobrazit linii trajektorie ukazující cestu, kterou by měla šipka letět k zamýšlenému cíli. Umožní hráčům porovnat svůj skutečný hod s touto optimální cestou. Systém může dále v reálném čase zvýraznit oblast zamýšleného cíle na šipce, pomáhající hráčům se zaměřit na správné míření. Po každém hodu může být zobrazena okamžitá vizuální zpětná vazba v headsetu, která ukazuje rozdíl mezi zamýšleným a skutečným zásahem spolu s návrhy na úpravu. Při přípravě na hod může hráč vidět překrytí optimální techniky házení nebo úpravy postoje nebo držení ruky, které jsou potřeba provést na základě jeho minulého výkonu. Headset může zobrazovat metriky pokroku ukazující zlepšení v čase nebo zdůrazňující oblasti, které stále potřebují zlepšení. Implementace průvodce „krok za krokem” nebo tutoriálu v rámci AR prostředí může hráčům pomoci porozumět a aplikovat zpětnou vazbu, kterou obdrželi. Hráči mohou provádět virtuální scénáře, které napodobují různé herní situace nebo podmínky tlaku, aby vyladili své dovednosti a odolnost. Systém může nastavit konkrétní výzvy nebo cvičení, která hráčům pomohou pracovat na identifikovaných slabých stránkách. Umožní hráčům se připojit, soutěžit nebo sdílet výsledky s ostatními ve virtuálním prostoru, může přidat motivační aspekt k tréninku. Začleněním AR do tréninkového systému mohou hráči obdržet velmi interaktivní a poutavý zážitek, s okamžitou, akční zpětnou vazbou a bohatým, ponořujícím prostředím k tréninku a zlepšování jejich hry.

Vše bylo navrženo tak aby mohlo dojít k zachování rozměrů a hmotnosti klasické herní šipky, aby nedošlo k žádnému zkreslení hry. Tyto vlastnosti jsou klíčové pro zajištění, že hra zůstane autentická a hráči tak budou mít naprosto stejný pocit a kontrolu nad šipkami jako při použití běžných šipek.

Celkově lze říci, že popsaná šipka přináší hráčům šipek novou úroveň interaktivity a možností pro zlepšení jejich hry. Díky kombinaci pokročilé elektroniky a tradičního sportovního nástroje je možné dosáhnout přesnějších a konzistentnějších hodů, což může vést k lepším výsledkům a zážitku ze hry.

-7 CZ 310568 B6

Objasnění výkresů

Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na připojené výkresy, ve kterých je na:

obr. 1 schematický podélný řez šipkou s tělem dle vynálezu;

obr. 2 schematický axonometrický pohled na tělo šipky dle vynálezu;

obr. 3 schematický celkový axonometrický pohled na šipku s tělem dle obr. 2;

obr. 4 schematický podélný řez šipkou s tělem dle vynálezu;

obr. 5 schematický axonometrický pohled na odkládací přepravní nabíjecí box s 3 šipkami;

obr. 6 schematické znázornění hodu šipkou dle vynálezu;

obr. 7 schematické znázornění hodu šipkou dle vynálezu - celkový pohled;

obr. 8 schematické znázornění šipky v terči po provedení hodu, kde je pomocí LED a průsvitné násadky směrem dozadu hráči signalizována kvalita hodu nebo další informace;

obr. 9 schematické znázornění šipky v ruce hráče před odhodem, kde je pomocí dotykových senzorů a vibračního motorku v reálném čase znázorněna správnost úchopu těla šipky;

obr. 10 schematické znázornění provádění hlasových pokynů a/nebo poznámek hráčem pomocí chytrých hodinek bezdrátově propojených s šipkou dle vynálezu;

obr. 11 schematické znázornění komunikace se šipkou pomocí chytrých hodinek bezdrátově propojených s šipkou dle vynálezu;

obr. 12 schematické znázornění hodu šipkou dle vynálezu v režimu s virtuální či rozšířenou realitou; a obr. 13 možné elektrické zapojení elektronických komponent ve vnitřní dutině těla šipky.

Příklad uskutečnění vynálezu

Příkladné provedení těla herní šipky má podlouhlý tvar a je vyrobené z wolframu. Tělo má rotační vnější tvar souměrný podle podélné osy O, přední konec 1 opatřený rozhraním 2 pro připevnění vyměnitelného hrotu 3 a zadní konec 4 opatřený rozhraním 5 pro připevnění násadky 6. Obě dvě rozhraní 2, 4 jsou vnitřní závit.

Tělo je opatřeno vnitřní dutinou 7, která obsahuje základní desku 20. Vnitřní dutina 7 má v tomto příkladu rotační tvar (kruhový příčný průřez) a je v osovém směru otevřená do rozhraní 2 předního konce 1 a do rozhraní 5 zadního konce 4. Základní deska 20 je opatřena akcelerometrem 21 agyroskopem 22 uspořádanými v jediné elektronické komponentě. Základní deska 20 je dále osazena zdrojem 23 elektrické energie a výpočetní jednotkou 24. Zdroj 23 elektrické energie v podobě ultrakapacitorů je přes výpočetní jednotku 24 propojen s magnetickými nabíjecími piny 31. Základní deska 20 je dále opatřena komunikačním modulem 25 pro bezdrátovou komunikaci, který je zde obsažen v jediné elektronické komponentě s výpočetní jednotkou 24. Základní deska 20 je dále opatřena soustavou elektronických

-8CZ 310568 B6 signalizačních prostředků propojených s výpočetní jednotkou 24. Mezi použité elektronické signalizační prostředky v tomto případě spadá vibrační motorek 32. LED 26 a generátor zvuku 30 v podobě piezoelektrického pípátka.

Výpočetní jednotka 24 je svým software uzpůsobena pro příjem dat z akcelerometru 21 agyroskopu 22 a jejich vyhodnocování a pro signalizaci vyhodnocených dat elektronickými signalizačními prostředky a pro jejich odeslání komunikačním modulem 25 pro bezdrátovou komunikaci.

Tělo herní šipky dále obsahuje soustavu dotykových senzorů 27 propojených s výpočetní jednotkou 24. Dotykové senzory 27 jsou uzpůsobeny pro snímání dotyku na povrchu těla. Jednotlivé dotykové senzory 27 jsou uspořádané na různých místech povrchu těla. Výpočetní jednotka 24 je uzpůsobena pro příjem dat z dotykových senzorů 27 a jejich vyhodnocování. Dále je výpočetní jednotka 24 uzpůsobena pro signalizaci vyhodnocených dat elektronickými signalizačními prostředky a pro jejich odeslání komunikačním modulem 25 pro bezdrátovou komunikaci.

Tělo herní šipky dále ve vnitřní dutině 7 obsahuje magnetometr 28 propojený s výpočetní jednotkou 24. Výpočetní jednotka 24 je uzpůsobena pro příjem dat z magnetometru 28. Dále je výpočetní jednotka 24 uzpůsobena pro vyhodnocování těchto dat a pro signalizaci vyhodnocených dat elektronickými signalizačními prostředky a pro jejich odeslání komunikačním modulem 25 pro bezdrátovou komunikaci. LED 26, jakožto jeden z užitých elektronických signalizačních prostředků, je uspořádaná pro optickou seznatelnost světelné signalizace v rozhraní 5 zadního konce 4. V dutině 7 je dále uspořádána elektronická komponenta pro sejmutí zvuku, což je mikrofon 29. Mikrofon 29 je propojen s výpočetní jednotkou 24, která je uzpůsobena pro příjem a vyhodnocování dat z mikrofonu 29. Mikrofon 29 zasahuje z vnitřní dutiny 7 do radiálně orientovaného otvoru vyúsťujícího na vnějším povrchu těla šipky. Díky tomu mikrofon 7 dokáže spolehlivě zachytit zvuk z okolí šipky.

Všechny elektronické komponenty jsou na základní desce 20 propojeny tak, jak je v elektrotechnice běžné. Tedy zejména každá elektrická komponenta je propojena se zdrojem 23 elektrické energie a s výpočetní jednotkou 24 a tvoří tak funkční celek, kde každá elektronická komponenta je způsobilá provádět činnost, která je jí z podstaty její konstrukce, případně obsahující software, určena (elektronické komponenty jsou tzv. provozně připojené).

Popsané tělo je součástí herní šipky. To znamená, že tělo je v rozhraní 2 předního konce 1 opatřeno vyměnitelným hrotem 3. V rozhraní 5 zadního konce 4 je pak tělo opatřeno vyměnitelnou násadkou 6 s letkou. Vyměnitelný hrot 3 i násadka 6 jsou opatřeny vnějším závitem. Násadka 6 je z průsvitného materiálu. Díky tomu je světelná signalizace LED seznatelná vnějším pohledem na násadku 6.

Claims (10)

1. Tělo herní šipky podlouhlého tvaru mající podélnou osu (O), přední konec (1) opatřený pevným hrotem (3) nebo rozhraním (2) pro připevnění vyměnitelného hrotu (3) a zadní konec (4) opatřený rozhraním (5) pro připevnění násadky (6), kde tělo je opatřeno vnitřní dutinou (7), která obsahuje základní desku (20) opatřenou zdrojem (23) elektrické energie a výpočetní jednotkou (24), vyznačující se tím, že základní deska (20) je dále opatřena akcelerometrem (21) a/nebo gyroskopem (22); a že vnitřní dutina (7) dále obsahuje komunikační modul (25) pro bezdrátovou komunikaci a/nebo elektronický signalizační prostředek, vybraný ze skupiny zahrnující prostředek pro hmatovou signalizaci, zejména vibrační motorek (32), prostředek pro optickou signalizaci, zejména LED (26), a prostředek pro sluchovou signalizaci, zejména generátor zvuku (30), propojené s výpočetní jednotkou (24), přičemž výpočetní jednotka (24) je uzpůsobena pro příjem dat z akcelerometru (21) a/nebo gyroskopu (22) a jejich vyhodnocování a pro signalizaci vyhodnocených dat elektronickým signalizačním prostředkem a/nebo pro jejich odeslání komunikačním modulem (25) pro bezdrátovou komunikaci.

2. Tělo herní šipky podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden dotykový senzor (27) propojený s výpočetní jednotkou (24), uzpůsobený pro snímání dotyku na povrchu těla, přičemž výpočetní jednotka (24) je uzpůsobena pro příjem dat z dotykového senzoru (27) a jejich vyhodnocování a pro signalizaci vyhodnocených dat elektronickým signalizačním prostředkem a/nebo pro jejich odeslání komunikačním modulem (25) pro bezdrátovou komunikaci.

3. Tělo herní šipky podle nároku 2, vyznačující se tím, že jednotlivé dotykové senzory (27) z množiny dotykových senzorů (27) jsou uspořádané na různých místech povrchu těla.

4. Tělo herní šipky podle kteréhokoliv z předešlých nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje magnetometr (28) propojený s výpočetní jednotkou (24), přičemž výpočetní jednotka (24) je uzpůsobena pro příjem dat z magnetometru (28) a jejich vyhodnocování a pro signalizaci vyhodnocených dat elektronickým signalizačním prostředkem a/nebo pro jejich odeslání komunikačním modulem (25) pro bezdrátovou komunikaci.

5. Tělo herní šipky podle kteréhokoliv z předešlých nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že obsahuje mikrofon (29) propojený s výpočetní jednotkou (24), přičemž výpočetní jednotka (24) je uzpůsobena pro příjem a vyhodnocování dat z mikrofonu (29).

6. Tělo herní šipky podle kteréhokoliv z předešlých nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že příčný průřez vnitřní dutiny (7) má nerotaění tvar.

7. Tělo herní šipky podle kteréhokoliv z předešlých nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že vnitřní dutina (7) je v osovém směru otevřená do rozhraní (2) předního konce (1) a/nebo do rozhraní (5) zadního konce (4).

8. Tělo herní šipky podle nároku 7, vyznačující se tím, že vnitřní dutina (7) je v osovém směru otevřená alespoň do rozhraní (5) zadního konce (4) a elektronickým signalizačním prostředkem je LED (26) uspořádaná pro optickou seznatelnost světelné signalizace v rozhraní (5) zadního konce (4).

- 10CZ 310568 B6

9. Tělo herní šipky podle kteréhokoliv z předešlých nároků 1 až 6. vyznačující se tím, že vnitřní dutina (7) je uzavřená a tělo je tvořeno nejméně dvěma spojenými částmi, kde dělicí rovina mezi spojenými částmi prochází vnitřní dutinou (7).

10. Herní šipka, vyznačující se tím, že obsahuje tělo herní šipky podle kteréhokoliv z předešlých 5 nároků 1 až 9, a že je opatřena pevným hrotem (3) nebo vyměnitelným hrotem (3) připevněným v rozhraní (2) předního konce (1) těla a vyměnitelnou násadkou (6) s letkou v rozhraní (5) zadního konce (4), přičemž násadka (6) je z průsvitného materiálu.