KR100941945B1 - 외부 요인에 의하여 제어되는 에어 터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 외부 요인에 의하여 제어되는 에어 터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템은, 의복 내에서 에어를 주입할 수 있는 스페이스를 제공하는 에어 터널; 상기 에어 터널의 단부에 연결된 관통로를 매개로 상기 에어 터널에 자동으로 에어를 주입 및 배출하는 에어 입출 장치; 의복의 일 측에 장착되어 있는 것으로, 의복 온도를 감지하는 온도 감지 센서, 의복 습도를 감지하는 습도 감지 센서 및, 충격량을 감지하는 충격 감지 센서로 구성된 센서부; 상기 에어 터널에 에어가 주입되지 않은 초기 상태에서 상기 센서부의 각 센서들에서 전달되는 센서 데이터를 분석하기 위한 기간을 설정하는 기간 설정모듈과, 상기 기간 설정모듈에서 결정한 기간 동안 상기 센서부의 각 센서에서 감지한 센서 데이터를 시간대별, 특정 상황 별로 분석하여 분석 수치를 생성하는 센서 데이터 분석모듈 및, 상기 분석 수치를 통계 처리하여 에어밀도 데이터를 생성하는 통계 처리모듈과, 상기 에어밀도 데이터를 기초로 하여 각각의 상기 에어 터널에 공급되는 공기 밀도를 결정하도록 상기 에어 입출 장치를 구동 제어하는 에어 공급 제어모듈로 구성된 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

외부 요인 감응 의복, 에어 터널, 공기 주입 장치, 온도 제어 의복

Description

외부 요인에 의하여 제어되는 에어 터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템{USER-TAILORED SMART WEAR SYSTEM WITH AIR TUNNEL CONTROLLED BY EXTERNAL FACTORS}

본 발명은 외부 요인에 의하여 제어되는 에어 터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템으로서, 의복에 에어를 주입할 수 있는 에어 터널을 구비하되 이 에어 터널에 주입되는 에어 밀도를 온도, 습도, 충격, 마찰에 대한 외부 요인 변화 수준을 학습 과정을 통해 파악한 다음 사용자 맞춤형 데이터를 도출하여 도출된 데이터를 기반으로 에어밀도를 조절하도록 함으로써 특정 작업 환경에 처한 사용자(작업자)의 상황에 맞추어 에어 터널에 주입되는 에어 밀도를 차등 처리할 수 있도록 함으로써 사용자에게 안전하고 편의적인 착용감을 제공할 수 있도록 하는 스마트 웨어 시스템에 관한 것이다.

유비쿼터스(Ubiquitous) 시대의 산물인 스마트 웨어(smart wear)는 일생생활에 필요한 각종 디지털 장치들을 의복 속에 통합시킨 차세대 의류로서, 신 섬유 기술과 디지털 기술이 융합된 의류 제품이다.

현재 새로운 기술을 시도한 기능성 의류에 대한 수요가 점차적으로 증가함에 따라 다양한 종류의 기능성 의복이 존재하고 있는바, 특히 의복의 내측에 공기층 또는 에어백(에어튜브)을 형성하는 방식이 알려져 있는데 이러한 공기층은 보온성 강화 및 충격 완화 기능을 제공함은 물론, 수중 부상할 수 있도록 하여 구명조끼로서 활용되도록 하는 등의 다양한 목적과 용도로서 이용될 수가 있다.

이 중에서, 공기층을 구비한 의복은 주로 구멍조끼 및 겨울철 기능성 보온복 등으로 보온 목적으로 사용될 뿐 아니라, 외부 충격을 흡수, 완화하는 용도로서 모터사이클복, 운동복으로서도 적용되고 있다.

즉, 의복에 구비된 공기층은 다양한 기능을 제공할 수 있는 기반을 가지고 있으며, 이러한 공기층을 사용자의 특정 상황에 맞게 활용할 수 있는 방법에 대해 연구할 필요성이 제시된다.

국내외 선행기술을 살펴보면, 의복에 장착된 공기층에 공기 또는 유체를 투입하여 순환시키고 외부 요인에 따라 공기, 유체의 투입 종류 내지 투입량을 결정하는 기술이 존재하고 있는 것을 알 수 있다.

이러한 기술은 외부 상황에 따라 공기층에 주입되는 공기량을 조절하도록 하는 제 1 기술, 외부 상황을 감지하여 위기상황일 때 즉시 공기층에 공기를 주입하도록 하는 제 2 기술 등으로 구분이 가능하다.

그런데 제 1 기술의 경우 예를 들어 국내 특허등록 제 609076호 '공기 대류 방식에 의한 지능형 항온 의복'과 같은 것들이 존재하고 있는바 상기 기술을 참조하면 선언적으로는 외부 상황에 따라 공기층에 주입되는 유체 내지 에어량을 결정 할 수 있도록 한다고 게시되어 있으나 외부 상황이 단지 온도에 한정되어 다양한 외부 요인을 보다 구체적으로 파악하기 어렵다는 문제가 있고, 더불어 외부의 온도가 변할 때마다 센서부에서 일일이 외부 온도를 센싱하고 센싱된 결과에 따라 유체를 가열 또는 냉각해야 하기 때문에 에너지 소모가 많고 비효율적인 제어 방식을 가진다는 한계를 보인다.

더불어, 제 2 기술의 경우 순간 공기 주입 구명조끼와 같은 것들이 존재하나 주로 1회성 공기 주입에 주요 목적을 두고 있어 장시간 특정 상황에 처해 있어 장시간에 걸친 작업 환경에 대한 제어를 요구하는 작업자의 편의성을 제공하는 용도로 활용되는 것과는 그 목적이 다르다 할 것이다.

더불어, 제 1,2 기술을 비롯한 현재 공지되어 있는 외부 요인 감응으로 인한 공기층 가변형 의복은 특수 목적 별로 획일화되어 제작되었을 뿐, 작업자가 처한 특정 환경에 따라 가변될 수 있거나 아니면 복수의 작업자의 환경을 분석하여 해당 작업 환경에서 특수하게 적용될 수 있는 특정 환경에 따라 변동되는 공기층을 구비한 의복이 존재하고 있지 아니한 실정이다.

따라서 사용자의 작업 행위, 착용 목적, 행동, 외부 충격/온도/습도 변화 특성에 따라 사용자 맞춤형으로 공기층의 두께 내지 밀도를 조절할 수 있도록 하여 보다 우수한 착용감을 제공함과 동시에 효율적인 외부 요인에 따른 공기층 에어밀도 변동 기능을 제공할 수 있는 신규하고 진보한 제어식 공기층을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템을 제시할 필요성이 대두되는 현실이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 의복에 형성된 공기 터널에 주입되는 공기의 양, 즉 공기 밀도를 외부 요인의 변화에 맞게 차등 설정할 수 있도록 하고 사용자의 개인적 상황에 알맞게 공기 밀도 주입량을 특성화 처리할 수 있도록 하는 스마트 웨어 시스템을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 일정 시간동안 에어 터널 내지 의복에 작용하는 온도 변화, 충격량 변화, 습도 변화를 종합적으로 분석하는 학습 과정을 제공함으로써 이러한 학습 과정을 통해 얻어진 데이터를 정규화 처리하여 이를 기준으로 사용자 맞춤형 에어 주입량 결정 방식을 제공하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 특정 작업자로부터 분석된 외부 요인 변화에 따른 에어 밀도 결정 데이터를 통신 기능에 의하여 다른 작업자 내지 중앙 관제 센터에 전달함으로써 작업자의 작업 환경을 중앙 관제 센터 수준에서 파악할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 시스템 서버에서 표준 처리되어 있는 표준 데이터와 작업자 고유의 데이터를 비교 처리하여 양자가 차이를 가지는 경우 작업자 고유 데이터를 보정함으로써 작업자의 특성을 객관화할 수 있도록 처리하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 외부 요인에 의하여 제어되는 에어 터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템은, 의복 내에서 에어를 주입할 수 있는 스페이스를 제공하는 에어 터널; 상기 에어 터널의 단부에 연결된 관통로를 매개로 상기 에어 터널에 자동으로 에어를 주입 및 배출하는 에어 입출 장치; 의복의 일 측에 장착되어 있는 것으로, 의복 온도를 감지하는 온도 감지 센서, 의복 습도를 감지하는 습도 감지 센서 및, 충격량을 감지하는 충격 감지 센서로 구성된 센서부; 상기 에어 터널에 에어가 주입되지 않은 초기 상태에서 상기 센서부의 각 센서들에서 전달되는 센서 데이터를 분석하기 위한 기간을 설정하는 기간 설정모듈과, 상기 기간 설정모듈에서 결정한 기간동안 상기 센서부의 각 센서에서 감지한 센서 데이터를 시간대별, 특정 상황 별로 분석하여 분석 수치를 생성하는 센서 데이터 분석모듈 및, 상기 분석 수치를 통계 처리하여 에어밀도 데이터를 생성하는 통계 처리모듈과, 상기 에어밀도 데이터를 기초로 하여 각각의 상기 에어 터널에 공급되는 공기 밀도를 결정하도록 상기 에어 입출 장치를 구동 제어하는 에어 공급 제어모듈로 구성된 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러는, 상기 에어밀도 데이터를 유무선 통신에 의하여 시스템 서버 및 다른 착용자가 착용한 의복에 전달하는 통신모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 복수의 의복 착용자로부터 도출된 각각의 에어밀도 데이터를 상기 시스템 서버로 전송 처리하여 각각의 에어밀도 데이터를 종합하여 특정 작업 환경에 공통 적용될 수 있는 표준 데이터를 생성하는 데이터 표준화 모듈;을 추가로 포 함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 외부 요인에 의하여 제어되는 에어 터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템에 의하면,

1) 사용자/작업자의 작업 환경 및 행동 패턴 특성에 따라 고유의 에어 밀도를 결정할 수 있도록 하여 사용자에게 보다 편안하고 안전한 공기층을 구비한 의복을 제공할 수 있는 장점을 가지고,

2) 온도, 습도, 충격이라는 복합적이고 디테일한 외부 요인을 통해 공기층에 주입되는 에어 밀도를 결정할 수 있도록 하여 보다 객관적이고 신뢰도 있는 에어 밀도 제어 데이터를 확보할 수가 있으며,

3) 제 1 의복 착용자로부터 분석한 에어 밀도 제어 수치를 제 2,3 등의 의복 착용자에게 전달하여 굳이 샘플링/학습 작업 과정을 거칠 필요 없이 곧바로 특정 작업 환경의 표준화 기반을 제공할 수 있을 뿐 아니라,

4) 객관적인 샘플링 작업을 통하여 굳이 실시간으로 외부 요인의 변화를 감지할 필요가 없기 때문에 센서에 소요되는 전력을 아낄 뿐 아니라 센서 관리의 편의성을 제공할 수 있음과 동시에,

5) 복수 명의 의복 착용자로부터 전달받은 각각의 에어 밀도 제어 수치를 통하여 표준 데이터를 생성하고 이를 통해 다시금 개별적인 의복 착용자의 에어 밀도 제어 수치를 보정 처리할 수 있도록 함으로써 보다 객관적이고 신뢰도 있는 공기층 의 에어 밀도 조절 기반을 마련할 수 있다는 효과를 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템에 대한 개략적인 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 의복에 형성된 에어 터널에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.

본 발명에 따른 시스템은 개략적으로 의복(10)의 특정 부위, 즉 내피 또는 외피에 에어 터널(air tunnel)(20)을 형성하고 이 에어 터널(20)에 관통로(40)를 매개로 자동으로 에어를 주입 및 배출할 수 있는 에어 입출 장치(30)를 구비함과 동시에 에어 입출 장치(30)에서의 에어 주입량을 조절함으로써 에어 터널(20)에 주입되는 에어 밀도를 제어할 수 있는 컨트롤러(100)로 구성되어 있다.

도면에서는 에어 터널(20)이 의복(10)의 내피에 형성되어 있는 상태를 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 외피, 단일 소재 등의 다양한 의복(10) 구성 내에 형성되는 것이 가능하다.

에어 터널(20)은 외부의 충격으로부터 본 발명에 따른 의복(10)을 착용한 사용자의 신체 부위를 일정 수준 이상으로 보호하기 위한 것으로, 다시 말해 에어 터널(20) 내에 주입된 에어가 외부 충격에 대한 보호 및 완화 기능을 제공하도록 한 것이다.

본 발명에 따른 에어 터널(20) 내의 에어는 충격 완화 기능 보온 기능, 수면 부상 기능(즉, 수면 위로 떠올라 물에 빠진 사람을 구조하기 위한 구조 기능)도 제공할 수 있으며 특정 용도로 국한되어 해석되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 할 것이다.

에어 터널(20)은 제 1 원단(21)과 제 2 원단(22) 사이에서 특정 형상(구형 내지 타원형 등의 형상)을 가지도록 형성된 스페이스를 의미하며, 여기서 제 1 원단(21)과 제 2 원단(22)은 무봉제 웰딩(seamless welding) 공정을 이용하여 접합되는 것이 가능하고 공지되어 있는 웰딩 필름을 매개로 접합을 할 수가 있다.

더불어 제 1 원단(21)과 제 2 원단(22)은 멀티 레이어로 라미네이팅(laminating) 처리되거나 방수 처리되는 것도 가능하며, 본 발명에서의 제 1,2 원단(21,22)의 재질 또는 제 1,2 원단(21,22)의 접합 기술은 특정한 구성에 국한되지 않고 의복(10)의 용도 별, 기능별로 다양한 공정과 재질을 사용할 수 있다.

이러한 에어 터널(20)은 도 2에서 도시된 바와 같이 외부에서 바라볼 때 특정한 패턴(pattern)으로 구현되는 것이 가능하다. 에어 터널(20)의 패턴은 에어 터널 내의 에어가 충격 방지 기능을 수행하기 위한 최적의 상태를 제시하고 효율성을 높일 수 있는 구조로서 설계되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 에어 터널 및 외부 요인에 의하여 에어 터널에 주 입 및 배출되는 에어 밀도가 가변될 수 있는 상태를 개략적으로 도시한 개념도이다.

에어 터널(20)은 관통로(40)를 매개로 하여 상호 연결되어 있고, 관통로(40)는 에어 입출 장치(30)와 연결되어 있다.

관통로(40)는 후술할 에어 입출 장치(30)로부터 제공된 에어를 에어 터널(20) 내에 주입하거나 배출하는 통로를 의미하는 것으로, 단일 직선형(linear)으로 형성되어 있거나 하나의 에어 입출 장치(30)를 통해 복수 개의 에어 터널 파트(25)에 에어를 주입할 수 있도록 복수 개의 브랜치(branch)를 구비한 분기형 관통로 구조로서 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따른 에어 입출 장치(30)는 관통로(40)를 매개로 에어 터널(20)에 자동으로 에어를 주입 및 배출하도록 하는 역할을 제공하는 것으로, 1:1 방식으로 단일 주입구를 가진 에어 터널(20)에 연결되거나 1:n(1개의 에어 입출 장치 : n개의 주입구를 가진 에어 터널) 방식으로 에어 터널(20)에 연결되어 있는 것이 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 시스템에서는 에어 터널(20)의 주입구가 복수 개로 구현되는 것도 가능하기 때문에 필요에 따라서 복수 개의 자동 에어 입출 장치(30)가 구비될 수도 있다.

에어 입출 장치(30)는 의복의 일 측에 방수 처리가 되어 있는 상태로 장착되도록 한다.

구체적으로, 에어 입출 장치(30)는 구동부(31), 컨트롤부(32), 조작부(33), 전원 공급부(34)를 구비하고 있다.

구동부(31)는 구동 모터의 구동으로 에어 펌프를 작동하여 용적변화에 따른 압력 발생을 유도함으로써 대기 중 에어가 압축 상태로 공기 저장부에 저장하고, 저장된 압축 에어는 에어의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브를 거쳐 배출구를 통하여 압축 공기를 관통로(40)로 배출하는 역할을 수행하고, 이러한 에어 펌프는 구동 모터의 역 방향(reverse) 구동 방식에 의하여 에어 흡입기로서의 기능을 겸비하여 상기 에어 주입 방식과 반대의 프로세스로서 에어 터널 파트에 주입되어 있는 에어를 배출하도록 하는 기능도 수행한다. (아니면 에어 입출 장치는 에어 주입 기능만을 수행하고, 에어 배출 기능은 체크 밸브의 개방 동작으로서만 실현되도록 설계하는 것도 가능하다.)

이러한 에어 펌프는 신속한 에어 주입 능력이 일정 수준으로 보장되어야 하는바, 바람직하게는 100 내지 300ml/sec 속도로 에어 터널 내에 에어가 주입될 수 있도록 한다.

컨트롤부(32)는 구동부(31)를 제어하는 역할은 물론 후술할 컨트롤러(100)의 제어 신호에 따라 구동 모터의 회전량을 조절함으로써 에어 터널(20)에 주입되는 에어 밀도 내지 에어량을 컨트롤하도록 한다.

조작부(33)는 선택적으로 제공 가능한 것으로, 수동으로 구동부(31)를 on/off할 수 있도록 하는 것으로 의복(10)의 내측 내지 외측으로 노출이 되어 있는 상태에서 키(key)를 구비하여 사용자의 수동 조작에 의하여 구동부(31)를 on/off 처리할 수 있도록 한다.

전원 공급부(34)는 배터리로 이루어지는 것이 보다 바람직하다 할 것이고, 교체 및 충전이 가능항 방식을 취하고 있다.

이러한 에어 입출 장치(30)에 의하여 에어 터널(20) 내에 자동으로 에어를 주입 및 배출할 수 있는 특성을 제공한다.

다만, 본 발명에 적용되는 에어 입출 장치(30)는 반드시 상기 구성에 한정되는 것은 아니고, 현재 공지되어 있는 다양한 에어 주입 장치가 사용되는 것도 물론 가능하다.

각각의 에어 터널 파트(25)의 특정 부위 또는 에어 터널 파트(25)의 주변 부위에는 각 에어 터널 파트(25)에 작용하는 외부 요인을 감지하기 위한 센서부(50)가 장착되어 있다.

본 발명에서는 에어 터널(20)에 주입되는 에어 밀도량을 결정하기 위한 외부 요인을 크게 온도(외기 온도와 내기 온도), 습도, 충격(마찰 포함)으로 결정하고 각 요인을 감지하기 위한 개별적인 센서를 구비하고 있다.

즉, 센서부(50)는 크게 온도 감지 센서(51), 습도 감지 센서(52), 충격 감지 센서(53)로 구분이 된다.

온도 감지 센서(51)는 크게 외기 온도 감지센서(51a)와 내기 온도 감지센서(51b)로 이루어져, 외기 온도 감지센서(51a)는 의복의 외측에 장착되어 의복 외부 표면의 온도를 감지하는 기능을 가지고, 내기 온도 감지센서(51b)는 의복의 내측에 장착되어 의복 내부 온도를 감지하는 기능을 제공한다.

습도 감지 센서(52)는 의복 주변의 습도를 측정하는 역할을 하며, 충격 감지 센서(53)는 적어도 하나 이상으로 의복 부위에 부착되어 의복에 작용되는 외부 의 충격 및 마찰을 감지하는 역할을 수행한다.

이러한 센서부(50)의 각 센서에서 측정한 각 센서 데이터들은 후술할 컨트롤러의 데이터 분석모듈에 전달된다.

도 4는 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템에서 학습 기반에 의하여 에어 터널에 제공되는 에어 밀도를 결정하는 프로세스를 도시한 순서도이다.

본 발명에 따른 컨트롤러(100)는 사용자의 행동 양식 내지 개별적인 센서의 데이터 수치에 대한 정도를 특정 기간에 걸쳐 테스트(즉, 학습 과정)를 실행함으로써 특정 기준에 의하여 책정된 각 팩터(factor)로 분석 및 저장한 다음 이를 일명 '에어밀도 데이터'로 통계 처리(정규화)하여 표준 가이드라인, 즉 룩업 테이블(look-up table)을 생성함으로써 이를 통해 사용자 맞춤형으로 개별적인 에어 터널(20)에 주입될 에어량, 즉 에어밀도를 결정 처리하도록 하는 것이다.

구체적으로, 컨트롤러(100)는 디스플레이 패널(110), 조작부(120), 기간 설정모듈(130), 센서 데이터 분석모듈(140), 통계 처리모듈(150), 에어 공급 제어모듈(160)을 구비하고 있고 추가적으로 데이터 비교 모듈(180) 및 데이터 재처리 모듈(190)을 포함하도록 한다.

디스플레이 패널(110)은 LCD/LED 화면으로 구성되어 사용자의 수동 조작 상태 내지 에어밀도 데이터, 에어 터널(20)의 에어 밀도 수치를 사용자에게 디스플레이하는 역할을 수행한다.

더불어, 조작부(120)는 복수 개의 키(key)로 이루어져 사용자가 후술할 룩 업 테이블을 보면서 에어밀도 데이터에서 제시된 에어 밀도 수치를 변경하거나 특정 데이터 수치를 선택, 자신 스스로 에어 밀도를 수동 조절할 수 있도록 하는 역할을 담당한다.

기간 설정모듈(130)은 에어 터널(20)에 에어가 주입되지 않은 초기 상태에서 각각의 에어 터널 파트(20)에 작용되는 외부 요인을 분석하기 위한 기간을 설정하는 기능을 수행한다.

즉, 정확한 통계 처리를 위하여 충분한 시간이 설정될 수 있도록 하되 예를 들어 1일, 1주일과 같이 일반적으로 통용되는 시간 단위를 기준으로 설정할 수 있고, 학습 과정을 복수 회수(예를 들어, 2,3회 등)로 구분하여 이를 종합하여 통계 처리하여 보다 정확한 충격량 분석을 위하여 제 1 기간(first period), 제 2 기간(second period)과 같이 기간을 구분 설정할 수도 있고 제 1 기간에서의 데이터와 제 2 기간에서의 데이터를 통해 후술할 통계 처리부에서 최종적인 에어밀도 데이터를 생성하는 것도 가능하다.

센서 데이터 분석모듈(140)은 상기 기간 설정모듈(130)에서 결정한 기간 동안 각 센서부(50)에서 전달받은 개별 센서의 데이터를 시간대별로 분석하여 저장 처리하는 기능을 수행한다.

즉, 각각의 센서 데이터를 제 1,2,3 순으로 번호를 부여하고 각 센서에서 제공된 데이터를 시간대 별로 구분하여 기록하며, 기록된 데이터 량을 통해 일명 "분석 수치"를 생성한다. 분석 수치는 온도 분석 수치, 습도 분석 수치, 충격 분석 수치로 구분이 가능하다.

예를 들어 충격 감지 센서(53)에서 전달된 데이터를 구성하는 충격 분석 수치는 시간대 피크 충격량, 최대 충격량, 최소 충격량, 평균 충격량 등과 같이 각 기준 별로 구체화될 수가 있다.

통계 처리 모듈(150)은 상기 충격 분석 수치를 통계 처리(정규화 처리) 과정을 통해 최종 데이터 가공 처리를 한 다음 이를 통해 각 시간대, 주기 별로 정규화하며, 이러한 작업을 종합하여 최종적으로 '에어 밀도 수치'(에어 밀도 데이터)를 결정하는 기능을 수행한다.

여기서, 에어 밀도 데이터는 세부 분석 수치에 가중치를 부여하여 일정한 수치로서 변환된 것이라 할 수 있으며, 복수 개의 센서에 의하여 구분되는 각각의 분석 수치를 통합하여 에어 밀도 데이터를 결정하는 방식은 다중회귀분석과 같은 회계학을 기반으로 여러 개의 독립변수와 1개의 종속변수 간의 관계를 결정하는 "y = ax1+ bx1+cx1+ dx1"과 같은 다중 회귀 분석식에서 미리 각 x1, x2, x3, x4 등의 변수에 대한 관계에 우선순위 내지 가치를 결정하는 상수 a, b, c, d에 가중치를 부여하여 결정할 수 있다.

즉, y(에어 밀도 수치) = ax1(여기서, x1은 내기 온도 분석수치이고 a는 통계 자료에 의하여 온도분석수치가 전체적으로 영향을 미치는 정도를 파악하여 산출된 가중치임) + bx2(여기서, x2는 외기 온도 분석 수치이고 b는 통계 자료에 의하여 x2가 전체에 영향을 끼치는 정도를 파악하여 산출된 가중치임)+ cx3(여기서, x3은 습도 분석 수치이고, c는 통계 자료에 의하여 x3이 전체에 영향을 끼치는 정도를 파악하여 산출된 가중치임) +dx4(여기서, x4는 충격 분석 수치이고, d는 통계 자료에 의하여 x3이 전체에 영향을 끼치는 정도를 파악하여 산출된 가중치임)와 같은 수식에 의하여 에어 밀도 수치(에어 밀도 데이터)가 도출될 수 있다.

이와 같은 수식은 반드시 1개로서 한정되어 있는 것이 아니라 특정 상황에 따라 여러 개수의 수식을 차별 적용할 수 있고 각 상황에 알맞은 별도의 가중치를 제시할 수도 있다. 이 때, 가중치는 온도, 습도의 경우 상대적으로 순간 제어가 되는 것이 중요하고, 충격의 경우 충격량, 충격 회수 등을 샘플링하고 그 이후 프로텍팅(protecting) 기능을 제공하는 것이 중요한바, 온도(내기/외기), 습도, 충격(마찰, 접촉 포함)에 대한 상호 연관 관계를 충분히 실험, 연구하여 상기 가중치를 설정하는 것이 무엇보다 중요할 것이다.

에어밀도 데이터는 룩업 테이블(look-up table)로서 특정 시간대, 특정 상황에 따라 에어 터널(20)에 제공되는 에어 밀도의 차이를 일목요연하게 작성되는 것이 가능한바, 다시 말해 사용자의 행동 양식(즉, 사용자 고유의 행동 패턴에 의하여 외부 요인이 달라지는 경우), 외부 요인에 대한 변화의 강약과 특정 부위에 특정 요인의 집중도 여부에 따라 종합적으로 에어 터널(20)에 제공되는 에어 밀도를 특정 시간대별, 특정 상황별로 결정하도록 한다.

더불어, 룩업 테이블은 사용자가 식별할 수 있도록 상기 디스플레이 패널(110)로 디스플레이가 되는 것이 가능하고, 이로서 사용자는 환경 설정을 통하여 룩업 테이블 상의 특정 에어 밀도 데이터를 선택하거나 변경할 수 있는 특성을 부여할 수가 있다.

또한, 에어밀도 데이터는 의복 착용자의 행동 특성의 변화, 또는 착용 시 주변 환경이 변경되어 다시금 재생성을 해야 할 필요가 있을 때, 역시 학습 과정을 거쳐 업그레이드 처리되는 것이 가능한바 사용자가 조작부(120)의 키를 조절하여 다시 기간을 설정하고 충격량을 분석하는 등의 방식으로 상술한 학습 과정을 재차 밟도록 함으로써 새로운 에어밀도 데이터를 생성하여 업그레이드 처리할 수도 있다.

에어 공급 제어모듈(160)은 상기 에어 밀도 데이터에 의하여 에어 터널에 주입될 에어량에 따라 상기 에어 입출 장치(30)의 구동 신호를 명령하는 기능을 수행한다.

즉, 특정 기간 동안 의복 착용자의 착용 상황을 분석하여 사용자의 패턴을 분석한 다음 특정 결과 수치로서 도출된 에어 밀도 수치를 기준으로 하여 에어 터널(20)에 특정 에어량(에어 밀도)을 주입하도록 하는 기능을 수행한다.

이 때, 센서부(50)는 강제적으로 off 처리되어 각 센서의 감지 신호 전달 기능이 활성화되지 않도록 한다. 즉, 학습 과정을 통해 얻어진 데이터를 기준으로 사용자 맞춤형으로서 에어 터널(20)에 주입되는 에어 밀도를 제어할 수 있기 때문에 각 센서부(50)를 가동시킬 필요가 없고 이로서 전원 절약을 할 수 있을 뿐 아니라 사용자에게 적합한 모델로 제시된 개별 에어 터널(20)의 에어 주입 상태 확보가 가능하다.

더불어, 에어공급 제어 모듈(160)은 에어 밀도 수치를 기반으로 하여 특정 시간대별로 에어 터널(20)에 주입되는 에어 주입량을 차등 조절할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 즉, 시간대에 따라 급격히 다른 외부 요인이 도출되는 것이 정규화 된 수준이라 판단된 경우에는 이에 알맞게 시간대에 따라 각 에어 터널(20)에 주입, 배출되는 에어 밀도를 차등 처리할 수가 있다. 여기서, 시간 파악 기능은 기간 설정모듈(130)에 장착된 타이머를 이용하여 실현하도록 한다.

더불어, 에어 공급 제어모듈(160)에서 제어되는 에어 제어량은 반드시 외부 요인의 강도와 에어밀도가 비례되는 것은 아니다. 다시 말해, 반드시 예를 들어 충격이 강하다 하여 에어 터널에 주입되는 에어량이 비례적으로 많아지는 것은 아닌데, 그 이유는 에어 밀도가 높아질 경우 오히려 충격을 흡수하기보다는 반발력이 작용할 수 있는 소지가 있기 때문이다.

따라서 본 발명에서 적용되는 외부 요인에 대한 데이터 수치와 에어량의 상관관계는 미리 실험된 데이터를 기준으로 하여 상기 언급한 가중치 부여 방식에 의하여 조절되거나 세팅되도록 하여 외부 요인의 강도에 따라 에어 밀도를 높이거나 아니면 낮추는 방식을 적절하게 혼합 적용하도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 통신모듈을 통해 데이터를 재처리하는 과정을 개략적으로 도시한 개념도이다.

본 발명에 따른 통신모듈(170)은 상기 에어밀도 수치를 외부로 전달하거나 외부에서 새로운 에어밀도 수치를 전달받기 위한 기능을 제공하는 것으로, 유선 통신부(171)와 무선 통신부(172)로 이루어져 있다.

여기서, '외부'라 함은 시스템 서버(1) 내지 다른 유저가 착용하는 본 발명에 따른 스마트웨어를 의미한다.

시스템 서버(1)는 중앙 관제 센터 역할을 수행하는 것으로, 예를 들어 수많은 작업자가 일하는 공간에 설치되어 작업자의 의복 착용 상황을 분석하고 관리하는 기능을 제공한다.

유선 통신부(171)는 통신 포트를 구비하여 통신 포트를 매개로 시스템 서버(1) 내지 다른 사용자의 의복에 에어밀도 수치를 송수신 처리할 수 있는 것으로, 예를 들어 통신 포트에는 USB 장치가 연결될 수가 있다.

즉, 외부 USB 장치를 상기 USB 포트에 연결하면 상기 에어 밀도 데이터를 USB 장치에 저장할 수 있고, 에어밀도 데이터가 저장된 USB 장치를 다른 의복에 마련된 컨트롤러의 USB 포트에 연결함으로써 다른 의복에서도 에어밀도 데이터를 기반으로 에어 터널 제어를 수행할 수 있도록 한다.

무선 통신부(172)는 와이브로, 블루투스와 같은 근거리/원거리 무선 통신 장치를 구비하여 시스템 서버(1) 내지 다른 의복과 무선 통신을 통해 에어밀도 데이터를 송수신하는 역할을 담당한다.

다시 말해, 본 발명에서 도출된 에어밀도 데이터는 동일하거나 유사한 작업 환경에서 특정 의복에 대한 샘플링(sampling) 작업을 통해 생성을 한 다음, 동일 작업 상황에 처한 여러 사람의 의복에 동시에 적용할 수도 있도록 하여 작업 환경의 표준화를 제공할 수 있는 기반을 마련할 수 있는 특성을 제공할 수 있다.

이와 같이, 다른 의복 또는 중앙 관제 센터 역할을 하는 시스템 서버(1)에서 적어도 하나 이상의 의복에 대한 에어밀도 데이터를 전송받을 경우 이 에어밀도 데이터를 평균 처리하여 작업자 전반의 작업 환경을 분석하거나 작업자의 작업 환 경을 관리할 수가 있다.

이러한 과정을 통하여 시스템 서버(1)는 작업 환경을 그룹 처리하고 특정 작업 환경 그룹으로부터 여러 작업자에게 각각 에어밀도 데이터를 종합적으로 분석하여 표준 데이터를 생성하는 기능을 수행하는 것이 가능하다.

구체적으로, 본 발명에 따른 데이터 표준화 모듈은 시스템 서버 차원에서 작동하는 것으로 상기 통신모듈(170)을 이용하여 복수 명의 작업자로부터 각각 에어밀도 수치를 전달받아 이를 평균 처리하거나 가중치 부여방식에 의하여 정규화 처리를 하여 '표준 데이터'를 생성하는 역할을 수행한다.

본 발명에 따른 데이터 비교모듈(180)은 상기 시스템 서버(1)로부터 표준 데이터를 전달받아 이 표준 데이터와 작업자 자신의 에어밀도 수치를 비교 처리하는 기능을 담당하고, 데이터 재처리모듈(190)은 상기 데이터 비교모듈(180)을 통하여 작업자 자신의 에어밀도 수치와 표준 데이터가 일정 수준 이상의 차이를 가지는 경우 작업자 고유의 에어밀도 수치를 보정하는 기능을 수행한다.

구체적으로, 데이터 재처리모듈(190)은 추가 학습 명령부(191)와 평균 처리부(192)로 구성되어 있다.

추가 학습 명령부(191)는 1차적으로 상기 학습 과정을 다시 밟도록 하고 2차적으로는 재학습 과정을 통해서도 표준 데이터와 재학습되어 도출된 신규 에어밀도 데이터가 차이를 가질 경우 시스템 서버(1)에 신규 에어밀도 데이터를 기본 데이터로 삼도록 함과 동시에 시스템 서버(1)에 신규 에어밀도 데이터를 전송하고, 표준 데이터와 신규 에어밀도 데이터가 큰 차이를 가지지 않는 경우에는 기본 데이터를 에어밀도 데이터에서 표준 데이터로 변환하는 기능을 수행한다.

평균 처리부(192)는 작업자의 에어밀도 데이터와 표준 데이터가 차이를 가지는 경우 에어밀도 데이터와 표준 데이터를 평균 처리하여 평균 처리된 신규 데이터를 새로운 에어밀도 데이터로 교체하는 과정을 거치도록 한다.

즉, 데이터 재처리모듈(190)은 작업자 고유의 특정 상황을 존중하되 표준 데이터와 작업자 고유의 에어밀도 데이터가 차이를 가지는 경우 이를 재확인 및 검증할 수 있는 단계를 제공하여 데이터의 신뢰성을 보장할 수 있도록 하는 특성을 제공한다.

이러한 시스템에 의하여, 외부 요인 즉 온도, 습도, 충격량의 정도에 따라서 에어 터널에 어에를 주입할 수 있는 양을 신뢰도 있고 객관적으로 차등 조절할 수 있도록 하여 사용자의 성향과 환경에 적응할 수 있는 스마트 웨어 시스템을 제시함으로 사용자의 특성에 따라 에어 터널 내 밀도의 변화를 줄 수 있는 호환성 및 적응성을 제공하는 특징을 가진다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 외부 요인에 의하여 제어되는 에어 터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템에 대한 개략적인 구성을 도시한 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 의복에 형성된 에어 터널에 대한 일 실시예를 도시한 개념도.

도 3은 본 발명에 따른 에어 터널 및 외부 요인에 의하여 에어 터널에 주입 및 배출되는 에어 밀도가 가변될 수 있는 상태를 개략적으로 도시한 개념도.

도 4는 본 발명에 따른 스마트 웨어 시스템에서 학습 기반에 의하여 에어 터널에 제공되는 에어 밀도를 결정하는 프로세스를 도시한 순서도.

도 5는 본 발명에 따른 통신모듈을 통해 데이터를 재처리하는 과정을 개략적으로 도시한 개념도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 의복 100: 컨트롤러

20: 에어 터널 110: 디스플레이 패널

30: 에어 입출 장치 130: 기간 설정모듈

40: 관통로 140: 센서 데이터 분석 모듈

50: 센서부 150: 통계 처리모듈

51: 온도 감지 센서 160: 에어 공급 제어 모듈

52: 습도 감지 센서 170: 통신 모듈

Claims (6)

1. 외부 요인에 의하여 제어되는 에어 터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템으로서,

   의복 내에서 에어를 주입할 수 있는 스페이스를 제공하는 에어 터널;

   상기 에어 터널의 단부에 연결된 관통로를 매개로 상기 에어 터널에 자동으로 에어를 주입 및 배출하는 에어 입출 장치;

   의복의 일 측에 장착되어 있는 것으로, 의복 온도를 감지하는 온도 감지 센서, 의복 습도를 감지하는 습도 감지 센서 및, 충격량을 감지하는 충격 감지 센서로 구성된 센서부;

   상기 에어 터널에 에어가 주입되지 않은 초기 상태에서 상기 센서부의 각 센서들에서 전달되는 센서 데이터를 분석하기 위한 기간을 설정하는 기간 설정모듈과, 상기 기간 설정모듈에서 결정한 기간 동안 상기 센서부의 각 센서에서 감지한 센서 데이터를 시간대별, 특정 상황 별로 분석하여 분석 수치를 생성하는 센서 데이터 분석모듈 및, 상기 분석 수치를 통계 처리하여 에어밀도 데이터를 생성하는 통계 처리모듈과, 상기 에어밀도 데이터를 기초로 하여 각각의 상기 에어 터널에 공급되는 공기 밀도를 결정하도록 상기 에어 입출 장치를 구동 제어하는 에어 공급 제어모듈로 구성된 컨트롤러;를 포함하되,

   상기 컨트롤러는,

   상기 에어밀도 데이터를 유무선 통신에 의하여 시스템 서버 및 다른 착용자가 착용한 의복에 전달하는 통신모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 컨트롤러는,

   각각의 상기 에어 터널에 설정된 에어밀도 데이터를 디스플레이하는 디스플레이 패널;

   상기 에어밀도 데이터를 사용자의 수동 선택에 의하여 변경하도록 하는 키(key)를 구비한 조작부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 통신 모듈은,

   상기 에어밀도 데이터를 외부 USB 장치를 통해 송수신 처리하는 USB 통신 포트;로 구성된 것을 특징으로 하는, 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 시스템 서버는,

   복수의 의복 착용자로부터 도출된 각각의 에어밀도 데이터를 상기 통신 모듈로 각각으로부터 전송받은 다음, 각각의 에어밀도 데이터를 종합하여 특정 작업 환경에 공통 적용될 수 있는 표준 데이터를 생성 처리하는 데이터 표준화 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 통신 모듈은,

   상기 표준 데이터를 전송받아 상기 컨트롤러에 전달하는 기능을 포함하고,

   상기 컨트롤러는,

   상기 통신모듈에서 전달된 표준 데이터를 의복 착용자 고유의 에어밀도 데이터와 비교 처리하는 데이터 비교 모듈;

   상기 데이터 비교모듈에서 상기 표준 데이터 및 에어밀도 데이터가 차이를 가질 때 상기 에어밀도 데이터를 보정 처리하는 데이터 재처리 모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템.
6. 삭제

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