DE102014012726A1

DE102014012726A1 - System und Methode und Anwendung eines Verfahrens für Computer unterstützte Haushaltsgeräte Bedienung, Automatisierung und Regelung

Info

Publication number: DE102014012726A1
Application number: DE102014012726.5A
Authority: DE
Inventors: Alain Christen
Original assignee: INTELLIGENT TECHNOLOGY AG
Current assignee: INTELLIGENT TECHNOLOGY AG
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2015-03-19
Also published as: CH708499A2

Abstract

Die Bedienung/Steuerung/Regelung heutiger Haushaltsgeräte (HAD) ist nicht intuitiv und benötigt gerätespezifischem Wissen, sowie Wissen von Zusammenhängen zwischen physikalischen Eingaben und zu den bearbeitenden Produkten. Für die Einstellung benötigt es Intelligenz, Wissen, Zeit und Fähigkeiten, Eingabelogiken der Geräte zu erlernen. Für jede Anwendung einer Aktion werden immer die gleichen Werte eingestellt. Das beschriebene System, Methode und Verfahrensanwendung stellt dem Benützer intuitive Eingabemöglichkeiten zur Verfügung, welche computerunterstützt sind und mit heutiger Eingabemöglichkeiten wie Touchscreen, Spracheingabe, Kamera etc. umgesetzt werden. Damit lassen sich riesige Mengen an Funktionen schnell und einfach finden und nutzen, ohne dass Zusammenhänge gelernt werden müssen. Lernen der HAD Bedienung im heutigen Sinne erübrigt sich, da das System intuitive Eingaben erfordert und den Anwender mit Hilfsassistenten unterstützt. Dies wird erreicht, indem HADs via Schnittstelle zu einem Computer (CU) oder via Transceiver mittels Software gesteuert werden, indem die intuitiven Eingaben auf die am HAD möglichen physikalischen Einstellungen übersetzt und übermittelt werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein System von mindestens einem Haushaltsgerät (HAD, Household Appliance Device), einer Schnittstelle (I, Interface), einem Computer/Smartphone/Tablett/PDA/externes Gerät (CU, Controlling Unit) und von Software, um das HAD grundlegend anders als heute und computerunterstützt zu steuern, regeln, überwachen und bedienen.
Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
Heutige HAD werden durch die am Gerät selbst angebrachten Bedienelemente gesteuert und bedient. Die Regelung wird durch den Anwender durch Kontrolle und Nachbesserung getätigt. Da diese Bedienelemente kostengünstig sein müssen, ist die Bedienung auf die notwendigste Funktionalität beschränkt und/oder kompliziert. Da nicht unendlich viele Bedienelemente verbaut werden können ohne dass die Übersicht verloren geht, ist die Bedienung auf die wesentlichsten Funktionen beschränkt, wie beispielsweise die Eingabe der physikalischen Sollwerte, damit möglichst viel damit gemacht werden kann, sofern der Benützer weiss, wie, wann, was eingestellt werden soll. Dies hat den entscheidenden Nachteil, dass die Zusammenhänge von Physikalischen Sollwerten und Produkt, auf welche diese angewendet werden, erlernt werden müssen und dass man sich bei der Anwendung daran erinnern muss oder nachschlagen muss. Hat ein Gerät viel Funktionalität, ist die Bedienung kompliziert und es braucht viel Wissen und Erfahrung, um die volle Funktionsvielfalt zu nutzen. Auch in diesem Fall ist der Funktionsumfang noch immer sehr eingeschränkt. Bedienelemente nach heutigem Stand der Technik sind Drehregler, Mehrzustands Knöpfe, Displays und Schieberegler und Schalter. Die Displays sind verhältnismässig klein und für Nutzer mit eingeschränkter Sicht, schwer zu lesen. Bei HADs, die Lebensmittel erhitzen, wird heute vom Benützer Temperatur/Temperaturlevel und Zeit eingegeben anstatt was erhitzt wird, in welcher Menge und optional wie das gewünschte Resultat aussehen soll. Die Eingabe physikalischer Werte bedingt, dass der Benützer Wissen hat, welche Werte zu welchem Produkt/Lebensmittel angewendet werden müssen. An einem Herd werden Werte zwischen 1 und 12 eingestellt, deren effektive Temperatur allerdings von Gerät zu Gerät und von Land zu Land variieren können. Auf diese Weise können keine genauen Angaben gemacht werden, wann welche physikalischen Einstellungen benötigt werden und damit wie lange das ganze dauern wird. Als Folge muss die Aktion vom Anwender regelmässig überwacht werden und allenfalls nachgeregelt werden.
Problem:
Für die Bedienung eines heutigen HAD braucht man Wissen, Erfahrung und eine gewisse Intelligenz. Zudem muss die Bedienungsanleitung studiert werden und der Benutzer muss sich die Funktionalität merken, und die Logik der Eingabemöglichkeiten am Gerät verstehen lernen. Der für den Benützer sichtbare Bediendungs-, Funktionsumfang heutiger HADs ist begrenzt, da die Anzahl der Bedienelemente eingeschränkt ist und da zu viele Funktionen zu komplizierte Eingaben erfordern. Damit wird die Bedienung kompliziert und ist nicht intuitiv. Bei jeder Gerätegeneration ändert sich die Bedienung und der Benützer muss das frühere erlernte Wissen erneut erlernen.
Lösung:
HAD mittels CU bedienen, welche dem Benützer damit unbeschränkt viele Funktionalität zur Verfügung stellt. Die Bedienung bleibt übersichtlich und einfach, da die Eingabemöglichkeiten (Tastatur, Spracherkennung, Touchscreen, Kamera) der CU verwendet werden können. Dazu wird eine Schnittstelle (I) am HAD benötigt, damit die CU das HAD steuern kann. Weiter benötigt es ein Programm auf der CU. Die Schnittstelle(n) (I) werden über den Stand der Technik realisiert (Kabelgebunden, drahtlos, Near Field Communication, Mobilfunk, direkt (HAD<->CU) oder mit einem Transceiver (HAD<->T<->CU). Die eigentliche Erfindung ist nicht die Schnittstelle (I) um ein HAD mittels CU zu steuern, sondern das System die Methode und die Anwendung des Verfahrens bestehend aus HAD, Schnittstelle, CU und Software und dass die Software dem Benützer die Eingabe von intuitiven Eingaben erlaubt, anstelle von Eingaben, die aus Zusammenhängen zwischen physikalischen Eingaben oder Pseudoparameter und den zu bearbeitenden Produkten erforderlich sind. Beispiel Ofen: Heutige Eingaben sind Temperatur, Zeit und allenfalls noch wann begonnen werden soll. Intuitiv in diesem Beispiel wäre die Eingabe dass ein Rindsbraten von 1 KG solange gegart werden soll, so dass er „gut durch” ist. Optional, könnte eingegeben werden, dass dieser in 3 Stunden fertig ist oder nach welchem Verfahren die Aktion durchgeführt werden soll. (Niedertemperatur oder schnell) Das System funktioniert so, dass die benötigten Einstellungen oder Einstellungssequenzen an das HAD übermittelt werden und das HAD diese dann ausführt respektive anwendet. Damit wird erreicht, dass die CU den Ablauf nicht überwachen muss, aber kann sollten zusätzliche Sensoren benutzt werden.
Erreichte Vorteile:

– Ein Grossteil des enormen Wissens, das heute benötigt wird um ein Gerät zu bedienen, fällt weg. Dieses Wissen ist nun in der CU/Software, welche wiederum ihr Wissen aus Datenbanken, Internetzugriff und aus Berechnungen bezieht.
– Die Bedienung wird stark vereinfacht, da die Funktionen nicht mehr über die geräteeigenen Bedienelemente stattfindet, sondern mit den Mitteln der CU wie z. B. Tastatur, Touchscreen, Sprachsteuerung, Kamera, Gestensteuerung, etc.
– „Stand der Technik” der Bedienung selbst wird nicht länger dadurch festgesetzt, wann ein HAD angeschafft wurde, sondern wann die CU angeschafft wurde oder wann dessen Betriebssystem oder die Software auf den letzten Stand gebracht wurde.
– Jedes damit bedienbare Haushaltsgerät hat einen Assistenten in der CU, über welchen der Benützer alle möglichen Hilfestellung oder Unterstützung zur Anwendungszeit (Laufzeit, Nutzung) erhält.
– Der Funktionsumfang kann im Gegensatz zu heutigen Geräten dramatisch erhöht werden, weil die Bedienung entsprechend dynamisch angepasst wird und mittels Assistenten und Eingabemöglichkeiten der CU immer einfach und intuitiv gehalten werden kann.
– Funktionen, welche heute nicht möglich sind oder keinen Sinn machen, können damit realisiert werden, wie z. B. dass sich die Temperatur ab einem gewissen Zeitpunkt linear verringert oder erhöht wird, hin- und her springt oder dass die Temperatur innerhalb eines Kochtopfes konstant gehalten wird (bei Verwendung zusätzlicher Sensoren im Deckel oder Topf selbst).
– Alle möglichen und unterschiedlichen HADs welche über dieses System gesteuert werden, können auf die gleiche Art und Weise bedient werden. Ferner behalten Benützer ihr erlerntes Wissen über die Bedienung, Geräteübergreifend und Geräte generationsübergreifend.
– Es lassen sich Einstellungssequenzen abbilden, welche die Einstellungen während einer bestimmten Aktion mehrmals selbständig verändern und anpassen.
– Eine Bedienungsanleitung wird nicht mehr benötigt da der Hilfsassistent den Benützer gleich bei der Benützung einer Funktion anleitet.
– Bedienungsanleitungen können anstelle von Büchern mit Hilfe von sämtlichen multimedialen Möglichkeiten zur Verfügung gestellt werden und sind damit immer verfügbar und müssen nicht erst gesucht werden.
– Ein HAD kann so mit dem Benützer z. B. mittels Sprachausgabe kommunizieren anstelle nur zu piepen und zu blinken.
– Energie kann gespart werden indem zusätzliche Sensoren zur Anwendung kommen, die heute keinen Sinn machen, sich aber mit diesem System optimale Energieaufwände berechnen lassen.
– HADs, welche eine Zeitanzeige haben, werden durch diese Art der Bedienung auf die aktuelle Zeit eingestellt.
– Mehrstufige Ausführungsschritte können optimiert und präzisiert werden, da diese nun per Computersystem automatisiert abgearbeitet werden.
– Die Funktionsvielfalt kann jederzeit erweitert werden.
– Fernbedienbarkeit über beliebige Distanzen wird ermöglicht.
– Fernunterstützung im Problemfall durch den Produktsupport wird vereinfacht.
– Manuelle Einstellabläufe auf dem HAD können eingelesen, gespeichert, verändert und verwendet werden sowohl von HAD als auch von CU.

Beispiele:
Herdsteuerung: Um ein Gericht mit 3 Lebensmitteln auf 3 Herdplatten zu kochen muss der Anwender heute wissen, welches Lebensmittel mit welcher Temperatur, wie lange zu kochen ist und allenfalls bei welchem Lebensmitteln die Temperatur nach einiger Zeit angepasst werden muss. Weiterhin muss der Anwender genau wissen, wann der Vorgang für welches Lebensmitteln zu beginnen hat, damit alle 3 gleichzeitig fertig werden. Damit muss der Benutzer sein erlerntes Wissen koordinieren, regeln und zeitgerecht Anpassungen vornehmen. Er braucht Intelligenz um alles zusammen zu koordinieren. Mit dem neuen System wählt der Anwender aus, welches Lebensmittel auf welcher Herdplatte steht, gibt ein, wann es fertig sein soll und startet das System. Koordination, Regelung und zeitgerechte Anpassung führt das System selbständig und automatisiert durch. Optional kann das System den Benützer noch informieren, wann welches Lebensmittel umzurühren sei oder wann etwas gewendet werden soll. Wurde das Ziel erreicht, werden alle Lebensmittel entsprechend warm gehalten und ein Signal auf der CU ausgegeben, bis der Anwender das System ausschaltet.
Backofen: Um heute ein Stück Fleisch im Ofen zu garen, muss man wissen, wie lange dieser Fleischtyp zu garen ist, bei welcher Temperatur und muss abschätzen, wie die Zeitdauer zur Menge anzupassen ist. Mit dem neuen System wählt der Benutzer Lebensmittelart, Menge, wie das Resultat sein soll, und optional wann es fertig sein soll. Das einzige, was der Benutzer hier wissen muss, ist, dass z. B. Fleisch blutig, medium oder gut durch sein kann. Das System nimmt dem Anwender die Arbeit ab, jedes mal die richtigen Parameter eingeben zu müssen und beschränkt somit die Eingabe auf das Wesentliche und Intuitive.
Mikrowelle/Backofen: Fertigmenüs haben heute auf der Oberseite Angaben, wie lange und auf welcher Stufe sie erhitzt werden sollen. Der Benützer muss die Daten ablesen und diese in der Mikrowelle oder Ofen eingeben. Dies bedingt, dass der Benützer weiss, wie das geht oder gegebenenfalls im Handbuch nachsieht. Mit diesem System hat der Benützer die Möglichkeit einen in Zukunft auf der Oberseite aufgedruckten Code mit der Kamera zu scannen. Das System liest alle notwendigen Daten und gibt diese an das Zielgerät weiter. Die Einstellung oder die Sequenz von Einstellungen ist damit erledigt und der Prozess muss lediglich noch gestartet werden.
Roboter-/Staubsauger/Rasenmäher: Diese arbeiten heute so, dass sie einen abgegrenzten Bereich zufällig oder nach vorhandenen Algorithmen abarbeiten. Im ersten Fall wird die Fläche wird per Zufall solange bearbeitet bis die komplette Fläche abgearbeitet wurde. Dadurch werden einige Stellen zu oft und andere Stellen zu wenig oft bearbeitet und damit braucht das ganze beliebig lange. Eine Programmierung des Roboters über die Eingabe Möglichkeiten am Roboter wäre zu kompliziert, darum wird das heute nicht gemacht. Mit diesem System kann der Roboter den abgegrenzten Bereich erstmalig zufällig bearbeiten und sich damit den Grundriss des abgegrenzten Bereichs speichern. Dieser wird dann grafisch auf der CU angezeigt. Mit Softwareunterstützung auf der CU kann diese Fläche mittels verschiedenen zur Verfügung stehenden Algorithmen „programmiert” werden, so dass der ganze Bereich schneller und optimaler abgearbeitet wird. Daraus spart man Zeit und Energieverbrauch. Zudem kann dem Roboter so einfach mitgeteilt werden, ob ein Teilbereich intensiver oder mehrfach bearbeitet werden soll. Die Intelligenz ist in der Software der CU und kann beliebig erweitert und verbessert werden oder kann in Zukunft auf Basis der Künstlicher Intelligenz erweitert werden.
Steamer: Heutige Steamer haben ein Drehrad und Knöpfe über welche Programme gewählt werden können. Die Anzahl der Programme ist begrenzt, da dem Benützer nicht zugemutet werden kann, 5 Minuten lang am Drehrad zu drehen um das entsprechende Programm zu finden. Würde die Bedienung über eine CU stattfinden, könnte der Nutzer auf unendlich viele Programme zugreifen und würde diese innert Sekunden finden. Dadurch wird die Bedienung schneller, einfacher und kann dementsprechend noch deutlich mehr anbieten weil die Eingabe unabhängig von der Anzahl der Programme sehr einfach und schnell bleibt. Der Benützer kann so auch Programme einfach löschen, anpassen und umbenennen, damit die Auswahl auf die effektiv genutzten Funktionen beschränkt werden.
Geschirrspüler: Aufgrund der Daten, wie der Ofen, der Herd oder die Mikrowelle genutzt wurden kann dem Geschirrspüler Information übermittelt werden, mit welchem Verschmutzungsgrad des Geschirrs zu rechnen ist. Dieser wird dann auf ein Reinigungsprogramm eingestellt, welches für den erwarteten Verschmutzungsgrad optimal ist und dieser muss dann nur noch gestartet werden. Optional könnte man den Startvorgang auf die Zeit festlegen, wenn Niedertarif Strom zur Verfügung steht. Wann dies effektiv der Fall ist, weiss die Software.
Übersicht der Eigenrecherche zum Stand der Technik
Einerseits wurde im Internet und in Fachzeitschriften recherchiert. Zusätzlich wurde eine begleitete Patentrecherche mit dem Institut für geistiges Eigentum durchgeführt. Verwendete Patentklassen für Recherche
WO203/075105
Beschreibt eine externe Kommunikationseinheit (Karte) und deren Protokoll, die über einen Stecker oder eine Verbindung mit dem HAD verbunden ist um von einem externen Gerät via Kommunikationseinheit das HAD zu steuern zum Zweck des simulieren (Vorgehensweise zur Analyse von Systemen, die für die theoretische oder formelmäßige Behandlung zu komplex sind), emulieren (Nachahmen der Funktion eines Computers) und testen eines Haushaltgerätes. KR20130001645 , US2009138107 , WO2004013745 , EP0846991 , DE4004097 , JP2002273089 , CN202385118 , CN103019122 haben keine überlappenden Übereinstimmungen
US2005203647
Beschreibt etwas ähnliches mit dem Unterschied, dass das Interface dazu dient, ein Haushaltsgerät, das bereits intelligent ist und einen limitierten Funktionssatz hat umzuprogrammieren und ihm über das interface neue Funktionen einzuspeisen und andere zu entfernen. Man kann auch hier die Geräte steuern aber lediglich so, dass die Daten direkt eingegeben werden können. Man gibt also weiterhin Temperatur und Zeit ein und benützt die umprogrammierten begrenzten Funktionen am Gerät selbst. JP2005182149 , KR20020001340 , US2013197709 , CN201785628U , DE 20 2009 016 467 U , FR2980664 haben keine überlappenden Übereinstimmungen Legende für Zeichnung 1/1
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 20130001645 [0012]
US 2009138107 [0012]
WO 2004013745 [0012]
EP 0846991 [0012]
DE 4004097 [0012]
JP 2002273089 [0012]
CN 202385118 [0012]
CN 103019122 [0012]
JP 2005182149 [0013]
KR 20020001340 [0013]
US 2013197709 [0013]
CN 201785628 U [0013]
DE 202009016467 U [0013]
FR 2980664 [0013]

Claims

System und Methode und Anwendung eines Verfahrens zum steuern, regeln und bedienen von Haushaltsgeräten mit Computerunterstützung mit dem Zweck die Funktionsvielfalt zu erweitern und zu vereinfachen und die Bedienung ohne detailliertes, spezifisches Gerätewissen möglich zu machen. Diese Art der Steuerung wird für die Nutzung d. h. den Gebrauch des HADs angewendet. Das Haushaltsgerät (HAD) wird über eine bidirektionale Schnittstelle (Kabelgebunden, Kabellos, NFC oder via Transceiver (T) oder Mobilfunk) vom einem externen Gerät wie beispielsweise Computer/Smartphone/Tablett/PDA/externes Gerät (CU) via Software gesteuert, geregelt und bedient. Die Kommunikationsschnittstelle ist mit Technologien aus dem Stand der Technik realisiert. Die Software beinhaltet alle Informationen, welche physikalischen Einstellungen am HAD unterstützt werden und bildet diese auf intuitiv verständliche Eingabemöglichkeiten ab. Diese intuitiven Eingaben können auf der CU mit den eigenen zur Verfügung gestellten Eingabemöglichkeiten ausgewählt und bedient werden. Die Abbildung der intuitiven Eingabe zu den physikalischen Einstellungen am HAD erhält die Software von Datenbanken, Internetzugriff und aus Berechnungstabellen oder Übersetzungstabellen sowie von Berechnungsalgorithmen.
System und Methode und Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienung der HAD auf einfache und intuitive Art und Weise stattfindet und die Steuerung durch mindestens eine externe Einheit computerunterstützt erfolgt. Einfach und intuitiv bedeutet, dass keine Eingaben mehr erforderlich sind, welche aus Zusammenhängen zwischen physikalischen Sollwerten und Produkt erlernt werden mussten und an welche sich der Benützer erinnern muss, sondern Eingaben, welche zu einem Produkt intuitiv klar sind, wie der Name des Produktes und wie das Produkt nach einer Aktion aussehen soll. Intuitiv heisst ferner, dass die Eingaben mit den Möglichkeiten einer CU eingegeben werden können und Computerunterstützt erfolgen.
System und Methode und Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Aktionsabfolgen bekannt durch Datenbanken, Internetzugriff, Berechnungen und von früheren gleichen Aktionen computerunterstützt koordiniert und ausgeführt werden. Diese Aktionsabfolgen können computerunterstützt geändert, gelöscht, verbessert und gespeichert werden und zu einem späteren Zeitpunkt wiederverwendet werden. Manuelle Aktionen oder Sequenzen von Aktionen am HAD können von der CU aufgezeichnet werden oder das HAD zeichnet diese selbst auf und können dann von der CU bearbeitet werden.
System und Methode und Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Software für die Herdsteuerung die Intelligenz erhält, damit die Koordination, was wann wie lange mit welcher Temperatur erhitzt werden soll, vom System ermittelt und/oder berechnet wird und entsprechend an den Herd übermittelt wird, indem entweder eine Sequenz von Aktionen übermittelt wird, die der Herd selbständig ausführen kann, oder jeweils die einzelnen Aktionen der Sequenz zum richtigen Zeitpunkt an den Herd übermittelt. Damit befolgt der Herd dann die jeweiligen Einstellungen für jede einzelne Kochplatte und koordiniert deren Temperatur und Dauer, ohne dass der Benützer noch manuell nachbessern muss und ohne dass der Benützer diese physikalischen Werte kennen muss.
System und Methode und Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorgehensweise vorzugsweise für folgende nicht abschliessende Auflistung von HADs Anwendung findet: Küchenherd, Backofen, Steamer, Mikrowelle, Kaffeemaschine, Geschirrspüler, Waschmaschine, Trockner, Küchenmaschine, Klima- und Kühlgeräte, Heizgeräte, Kühlschrank, Gefrierschrank, Staubsauger und Roboter-/Staubsauger/Rasenmäher und sonstige Haushaltsgeräte und Gartengeräte.
System und Methode und Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass mit zusätzlichen Sensoren (Temperatursensor, Lichtsensor, Sauberkeitssensor, optischen Sensoren, Kameras usw.) welche über die gleiche Schnittstelle angesprochen werden, sich optimierte und/oder automatisierte Aktionsabfolgen berechnen und/oder generieren lassen aus denen sich Zeitdauer, Kosten, Verschleiss, Energieverbrauch, Benützungsaufwand und Benützungskomfort verbessern lassen. Durch die Nutzung zusätzlicher Sensoren wird das System HAD, CU, Software und Sensor zu einer regelbaren Einheit.
System und Methode und Anwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kamera der CU ein zukünftiger auf die Packungen von Produkten aufgedruckter Code, eingescannt werden kann, um alle benötigten Parameter für die Verarbeitung des Produktes, auf eines der dafür in Frage kommenden Zielgeräte zu übermitteln, und dessen Aktion oder Sequenz von Aktionen zu programmieren, so dass diese Aktion dann nur noch gestartet werden müssen.