KR101061771B1 - Robot and Robot Control System for Play Therapy - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르는 놀이치료를 위한 로봇 제어 시스템은, 놀이치료를 위한 시각적 및 청각적 및 촉각적 및 행동적 자극을 출력하는 로봇; 조작자에 의해 상기 로봇이 출력하는 자극에 따른 아동의 반응을 반응정보로서 입력받아 외부로 전송함과 아울러, 상기 조작자의 요청에 따른 자극을 출력하도록 하는 제어명령을 상기 로봇으로 전송하는 이동 단말기; 상기 이동 단말기가 전송하는 반응정보를 입력받아 상기 로봇이 출력하는 자극을 선호 또는 비선호 또는 무반응 하는지를 판단하고, 상기 자극의 선호 또는 비선호 또는 무반응 판단에 따라 다음 자극을 선정하고, 선정된 다음 자극을 출력하도록 하는 제어명령을 상기 로봇으로 전송하는 서버;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
놀이치료, 로봇
Robot control system for play therapy according to the present invention, the robot for outputting the visual and auditory and tactile and behavioral stimulation for play therapy; A mobile terminal which receives a child's response according to the stimulus output by the operator as response information and transmits it to the outside, and transmits a control command to the robot to output a stimulus according to the request of the operator; Receives response information transmitted from the mobile terminal and determines whether the robot outputs a stimulus, whether it is preferred, unfavorable, or unresponsive, and selects the next stimulus according to the preference, non-preferred or non-response of the stimulus, and then selects the next stimulus. It characterized in that it comprises a; server for transmitting a control command to output the robot.
Play therapy, robot
Description
본 발명은 아동을 위한 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발달장애 아동을 위한 놀이치료를 위하여 이동 단말기 또는 서버의 제어명령에 따라 로봇이 다양한 형태의 자극을 아동에게 제공하는 놀이치료를 위한 로봇 및 로봇 제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a robot for a child, and more particularly, a robot for play therapy, in which a robot provides various stimuli to a child according to a control command of a mobile terminal or a server for play therapy for a child with a developmental disability. A robot control system.
자폐아를 비롯한 정서나 발달장애를 겪고 있는 아동이 증가됨에 따라 다양한 형태의 놀이치료가 제안되고 있다. 상기 놀이치료는 심리, 발달적 문제가 있는 아동에게 놀이가 지닌 치료적 힘을 이용하여 도움을 주고자 하는 심리치료의 한 방법으로, 아동이 놀이를 통하여 자신의 생각이나 의지, 입장 등을 표출할 수 있게 도와준다. As children with autism and emotional or developmental disorders increase, various forms of play therapy have been proposed. The play therapy is a method of psychotherapy to help children with psychological and developmental problems using the therapeutic power of play, and the child can express his thoughts, wills, and positions through play. To help.
상기한 놀이치료 중에 관찰자는 자극에 대한 아동의 반응 등을 관찰하여 관찰일지에 기록하였는데, 상기 관찰일지는 아동의 치료 경과를 파악함과 아울러 향추 치료 방향을 결정하기 위한 자료로 이용되었다.During the play therapy, the observer observed the child's response to the stimulus and recorded the observation log. The observation log was used as a data for determining the treatment progress of the child and determining the direction of the vertebral therapy.
그러나 상기한 관찰자에 의한 관찰 및 관찰일지 기록은 시간이 많이 소요됨 은 물론이며, 매우 번거로운 작업이었다. However, the observation by the observer and the recording of the observation journal was of course time-consuming and very cumbersome.
본 발명은 발달장애 아동을 위한 놀이치료를 위하여 이동 단말기 또는 서버의 제어명령에 따라 로봇이 다양한 형태의 자극을 아동에게 제공하는 놀이치료를 위한 로봇 및 로봇 제어 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a robot and a robot control system for play therapy in which a robot provides various stimuli to a child according to a control command of a mobile terminal or a server for play therapy for a child with developmental disabilities.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 이동 단말기가 상기 로봇에 의한 자극에 따른 아동의 반응정보를 입력받아 상기 서버로 전송하여 놀이치료에 대한 관찰정보 입력작업의 편이를 제공하는 놀이치료를 위한 로봇 및 로봇 제어 시스템을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is a robot and a robot for play therapy, the mobile terminal receives the response information of the child according to the stimulus by the robot and transmits it to the server to provide an easy operation of observation information input for play therapy It is to provide a control system.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 이동 단말기로부터의 관찰정보를 토대로 아동의 자극 선호도를 산출하고, 상기 산출된 자극 선호도에 따른 자극을 예측하여 휴대 단말기 또는 로봇으로 제공하여, 상기 예측된 자극을 상기 로봇이 상기 아동에게 제공하게 하는 로봇 및 로봇 제어 시스템을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to calculate a stimulus preference of a child based on the observation information from the mobile terminal, to predict the stimulus according to the calculated stimulus preference to provide to the mobile terminal or a robot, the predicted stimulus It is to provide a robot and a robot control system for the robot to provide to the child.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 놀이치료를 위한 로봇 제어 시스템은, 놀이치료를 위한 시각적 및 청각적 및 촉각적 및 행동적 자극을 출력하는 로봇; 조작자에 의해 상기 로봇이 출력하는 자극에 따른 아동의 반응을 반응정보로서 입력받아 외부로 전송함과 아울러, 상기 조작자의 요청에 따른 자극을 출력하도록 하는 제어명령을 상기 로봇으로 전송하는 이동 단말기; 상기 이동 단말기가 전송하는 반응정보를 입력받아 상기 로봇이 출력하는 자극을 선호 또는 비선호 또 는 무반응 하는지를 판단하고, 상기 자극의 선호 또는 비선호 또는 무반응 판단에 따라 다음 자극을 선정하고, 선정된 다음 자극을 출력하도록 하는 제어명령을 상기 로봇으로 전송하는 서버;를 구비하는 것을 특징으로 한다. Robot control system for play therapy according to the present invention for achieving the above object, the robot for outputting visual and auditory and tactile and behavioral stimulation for play therapy; A mobile terminal which receives a child's response according to the stimulus output by the operator as response information and transmits it to the outside, and transmits a control command to the robot to output a stimulus according to the request of the operator; Receives the response information transmitted from the mobile terminal and determines whether the stimulus outputted by the robot is preferred or unfavorable or non-responsive, selects the next stimulus according to the stimulus preference or non-preferred or non-responsiveness, and then selects And a server for transmitting a control command to output the stimulus to the robot.
상기한 본 발명은 발달장애 아동을 위한 놀이치료를 위하여 이동 단말기 또는 서버의 제어명령에 따라 로봇이 다양한 형태의 자극을 아동에게 제공하여, 로봇을 통한 놀이치료를 가능하게 하는 효과가 있다. According to the present invention, the robot provides various stimuli to the child according to a control command of a mobile terminal or a server for play therapy for a child with developmental disabilities, thereby enabling play therapy through the robot.
또한 본 발명은 상기 이동 단말기가 상기 로봇에 의한 자극에 따른 아동의 반응정보를 입력받아 상기 서버로 전송하여 놀이치료에 대한 관찰정보 입력작업의 편이를 제공하는 효과가 있다. In another aspect, the present invention has the effect that the mobile terminal receives the response information of the child according to the stimulus by the robot and transmits it to the server to provide the convenience of the observation information input operation for the play therapy.
또한 본 발명은 상기 이동 단말기로부터의 관찰정보를 토대로 아동의 자극 선호도를 산출하고, 상기 산출된 자극 선호도에 따른 자극을 예측하여 로봇으로 제공하여, 상기 예측된 자극을 상기 로봇이 상기 아동에게 제공하게 하여 놀이치료를 위한 자극 선정이 사용자의 조작없이도 이루어질 수 있게 하는 효과가 있다. In another aspect, the present invention calculates the stimulation preference of the child based on the observation information from the mobile terminal, and predicts the stimulus according to the calculated stimulus preference to provide to the robot, the robot to provide the predicted stimulus to the child Therefore, there is an effect that the selection of the stimulus for play therapy can be made without the user's manipulation.
<놀이치료를 위한 로봇 시스템의 구성><Configuration of Robot System for Play Therapy>
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 놀이치료를 위한 로봇 시스템의 구성을 도시한 것이다. 1 illustrates a configuration of a robot system for play therapy according to a preferred embodiment of the present invention.
상기 로봇 시스템은 로봇(100)과 이동 단말기(102)와 AP(104)와 서버(106)와 데이터베이스(108)로 구성된다. The robot system is composed of a
상기 로봇(100)은 이동 단말기(102) 또는 서버(106)로부터의 제어명령에 따라 다양한 형태의 자극을 아동에게 제공한다. 상기 로봇(100)이 제공하는 자극은 크게 시각자극과 청각자극과 행동자극으로 나눌 수 있다. 상기 시각자극은 색깔자극, 모양자극, 표정자극이 포함될 수 있으며, 상기 색깔자극은 흰색, 빨강색, 파랑색 등의 색상을 로봇(100)에 구비된 디스플레이장치를 통해 출력하는 것이며, 상기 모양자극은 머리, 가슴, 꼬리 등의 형상을 상기 로봇(100)에 구비된 디스플레이장치를 통해 출력하는 것이며, 상기 표정자극은 놀람 또는 즐거움, 슬픔, 노여움을 드러내는 표정을 상기 로봇(100)에 구비된 디스플레이장치를 통해 출력하는 것이다. 상기 청각자극은 애교 소리나 울음 소리, 괴성 등의 오디오를 상기 로봇(100)에 구비된 오디오출력장치를 통해 출력하는 것이다. 상기 행동자극은 달리기, 앉기, 포옹, 때리기 등을 휴머노이드인 로봇(100)이 이행하는 것이다. The
또한 상기 로봇(100)은 상기한 다양한 자극들을 조합하여 아동에게 제공할 수도 있다. In addition, the
상기한 로봇(100)은 다양한 자극을 제공하기 위해 아동에게 친숙한 휴머노이드로 제작될 수 있으며, 시각 자극과 청각 자극을 제공하기 위해 디스플레이 장치와 스피커를 구비하며, 상기 AP(104)를 통한 서버(106)와 통신 및 이동 단말기(102)와의 통신을 위해 무선통신모듈을 구비한다. The
상기 이동 단말기(102)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 놀이치료를 위한 로봇(100)을 제어함과 아울러 아동의 반응정보를 입력하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스가 설치되며, 상기 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 놀이치료 관찰자는 로봇(100)으로 제어명령을 제공하거나 아동의 반응정보를 입력받아 상기 AP(104)를 통해 상기 서버(106)로 전송한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the
도 2는 상기 이동 단말기(102)에 설치되는 그래픽 사용자 인터페이스를 예시한 것으로, 상기 이동 단말기(102)에는 다양한 자극 각각에 대해 호감여부와 호감시간, 선호횟수와 비선호 횟수를 입력받을 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스가 구비된다. FIG. 2 illustrates a graphical user interface installed in the
상기 AP(104)는 상기 이동 단말기(102)와 상기 로봇(100)과 무선 통신 경로를 형성함과 아울러 상기 서버(106)와의 유선 통신 경로를 형성하여, 상기 이동 단말기(102)와 상기 로봇(100)과 상기 서버(106)간의 통신을 이행한다. The AP 104 forms a wireless communication path with the
상기 서버(106)는 상기 이동 단말기(102)로부터 놀이치료 대상 아동의 자극 및 자극에 대한 반응정보를 제공받아, 해당 아동의 자극 선호여부를 판별하고, 상기 자극 선호여부 판별에 따라 다음 자극 정보를 데이터베이스(108)로부터 독출하여 상기 로봇(100)으로 제공한다. 상기 서버(106)는 상기 자극 선호여부 판별에 따른 다음 자극 정보를 상기 이동 단말기(102)로 제공하여 관찰자에 의해 다음 자극이 아동에게 제공되게 할 수도 있다. The
상기 데이터베이스(108)는 놀이치료 대상에 대한 정보가 등록되며, 상기 놀이치료 대상인 아이와 놀이치료 지도교사, 로봇, 다양한 자극별 반응정보를 저장한다. The
또한 상기 데이터베이스(108)에는 상기 자극의 선호 또는 비선호 또는 무반응 판단에 따른 다음 자극 선정정보가 미리 저장된다. In addition, the
<서버(106)의 처리과정><Process of
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서버(106)의 처리 과정을 도시한 것이다. 4 shows a processing procedure of the
상기 서버(106)는 이동 단말기(102)로부터 자극 및 그 자극에 대한 아동의 반응정보가 수신되면(200단계), 상기 반응정보에 포함된 선호반응횟수가 미리 정해둔 선호횟수 임계치를 초과함과 아울러 상기 반응정보에 포함된 선호반응지속시간이 미리 정해둔 시간 임계치를 초과하는지를 체크한다(202,204단계).When the
상기 서버(106)는 상기 반응정보에 포함된 선호반응횟수가 미리 정해둔 선호횟수 임계치를 초과함과 아울러 상기 반응정보에 포함된 선호반응지속시간이 미리 정해둔 시간 임계치를 초과하면, 상기 자극에 대한 아동의 반응이 선호반응인 것으로 판단하여 해당 반응에 연계되는 다음 자극을 선정하고, 상기 선정된 다음 자극 정보를 로봇(100)으로 직접 전송하거나, 이동 단말기(102)로 전송한다(206단계). If the number of preference reactions included in the response information exceeds a predetermined number of preference thresholds, and the preference reaction duration time included in the response information exceeds a predetermined time threshold, the
상기한 바와 다르게 상기 반응정보에 포함된 선호반응횟수가 미리 정해둔 선호횟수 임계치를 초과하지 않거나 상기 반응정보에 포함된 선호반응지속시간이 미리 정해둔 시간 임계치를 초과하지 않으면, 상기 서버(106)는 상기 반응정보에 포함된 비선호반응횟수가 미리 정해둔 비선호횟수 임계치를 초과함과 아울러 상기 반응정보에 포함된 비선호반응지속시간이 미리 정해둔 시간 임계치를 초과하는지를 체크한다(208,210단계). Unlike the above, if the number of preference reactions included in the response information does not exceed a predetermined threshold of preference, or if the duration of the preferred reaction included in the response information does not exceed a predetermined time threshold, the
상기 서버(106)는 상기 반응정보에 포함된 비선호반응횟수가 미리 정해둔 비선호횟수 임계치를 초과함과 아울러 상기 반응정보에 포함된 비선호반응지속시간이 미리 정해둔 시간 임계치를 초과하면, 상기 자극에 대한 아동의 반응이 비선호 반응인 것으로 판단하여 해당 반응에 연관없는 새로운 다음 자극을 선정하고, 상기 선정된 다음 자극 정보를 로봇(100)으로 직접 전송하거나, 이동 단말기(102)로 전송한다(212단계).When the non-preferred response number included in the response information exceeds a predetermined non-preferred number threshold and the non-preferred response duration included in the response information exceeds a predetermined time threshold, the
상기한 바와 다르게 상기 반응정보에 포함된 선호반응횟수가 미리 정해둔 선호횟수 임계치를 초과하지 않거나, 상기 반응정보에 포함된 선호반응지속시간이 미리 정해둔 시간 임계치를 초과하지 않거나, 상기 반응정보에 포함된 비선호반응횟수가 미리 정해둔 비선호횟수 임계치를 초과하지 않거나 상기 반응정보에 포함된 비선호반응지속시간이 미리 정해둔 시간 임계치를 초과하지 않으면 무 반응으로 판단하여 다음 자극을 무작위 선정하고, 상기 선정된 다음 자극 정보를 로봇(100)으로 직접 전송하거나, 이동 단말기(102)로 전송한다(214단계). Unlike the above, the number of preference reactions included in the reaction information does not exceed a predetermined threshold of preference times, or the duration of a preference reaction included in the reaction information does not exceed a predetermined time threshold, or If the number of non-preferred reactions included does not exceed a predetermined non-preferred number threshold, or if the non-preferred reaction duration included in the response information does not exceed a predetermined time threshold, it is determined as no response and randomly selects the next stimulus. Next, the stimulus information is directly transmitted to the
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 제어 시스템의 구성도. 1 is a block diagram of a robot control system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 단말기의 그래픽 사용자 인터페이스의 출력예를 도시한 도면. 2 shows an example of output of a graphical user interface of a mobile terminal according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터베이스의 구조도. 3 is a structural diagram of a database according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서버의 처리 과정을 도시한 도면. 4 is a diagram illustrating a processing of a server according to a preferred embodiment of the present invention.
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