KR101376482B1 - 수동조작이 가능한 상호작동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 사용자에게 개별 특성을 제공하는 수동조작이 가능한 장치는, 프로세서, 전원, 통신 유닛, 응답발생기, 및 유사한 장치의 접근을 감지하기 위해서 적응된 근접센서로 구성되며, 사용자는 상기 장치를 조작하고, 하나 이상의 유사한 장치의 접근에 따라, 응답발생기 또는 적어도 유사한 또 다른 장치의 응답발생기에서 감지응답을 생성시킬 수 있다.

Description

수동조작이 가능한 상호작동 장치{MANIPULABLE INTERACTIVE DEVICES}

본 발명은 수동조작이 가능한 장치에 관한 것이고, 보다 구체적으로 사용자를 위한 감지응답(sensory response)을 생성하기 위하여 그들의 상대적인 위치에 따라 유사한 장치들과 상호작동(interact)하기에 적합한 장치에 관한 것으로, 특히 이 장치는 교육 및 엔터테인먼트 목적에 적합하다.

제1 관점에서, 본 발명은 프로세서, 전원, 통신유닛, 및 응답발생기(response generator)로 이루어지고, 사용자에게 개별적인 특성을 제공하도록 수동조작이 가능한 장치, 그리고 유사한 장치의 접근을 감지하기 위한 근접센서(proximity sensor)로 구성되며, 사용자는 상기 장치를 조작하고, 하나 이상의 유사한 장치의 접근에 따라, 상기 응답발생기나 또는 유사한 장치의 응답발생기에서 감지응답(sensory response)을 발생시킨다.

제2 관점에서, 본 발명은 한 세트의 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치로 구성되고, 각각의 장치는 사용자에게 개별적인 특성을 제공하고 복수의 다른 배열에서 다른 장치에 대한 위치파악이 가능하며, 각각의 장치는 프로세서, 전원, 응답발생기, 및 통신유닛으로 구성되고, 상기 장치들은 사용자에 의해 선택된 장치들의 배열에 따라서 상기 응답발생기를 통해서 감지응답을 발생시킨다.

상기 특성은 시각 표시 내용 또는 오디오 출력물을 포함할 수 있고, 본 장치는 특정 애플리케이션 또는 목적에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 시각 표시 내용은 하나의 문자 또는 문자의 그룹(예컨대, 음소), 또는 단어(또는 단어들)를 포함할 수 있고, 감지응답은 철자 및 단어에 의해서 쓰여진 단어 또는 문귀 또는 문장에 대응하는 스피치(speech)를 포함할 수 있다. 또 다른 애플리케이션에서, 시각 표시 내용은 숫자 또는 수학 기호를 포함할 수 있고, 감지응답은 장치상에서 숫자들의 수학적 특성에 관한 스피치를 포함할 수 있다. 또 다른 애플리케이션에서, 시각 표시 내용은 음악기호를 포함할 수 있고, 감지응답은 오디오 음악 응답일 수 있다. 특성(charaterisation)이 오디오 출력물을 포함하는 한 예에서, 그 특성은 위에 주어진 시각 표시 내용의 예들 중 하나에 대한 오디오 등가물을 포함할 수 있다.

발명의 상기 모든 구체예에 있어서, 감지응답은 하나 이상의 장치에 의해 생성될 수 있는 오디오 응답을 포함한다. 따라서, 각각의 장치는 오디오 응답을 제공하기 위한 오디오 발생기를 포함한다. 하지만, 본 발명의 다른 구체예에서 감지응답은, 오디오 응답 대신에 또는 오디오 응답과 함께, 하나 이상의 장치에 의해 발생될 수 있는 시각응답을 포함한다.

본 발명의 바람직한 구체예에서, 각각의 장치는 시각 표시 내용을 표시하는 시각 표시장치를 포함하고 그리고/또는 정적이거나 동적인(animated) 시각 표시일 수 있는 시각 감지응답을 발생할 수 있다. 바람직하게, 각각의 장치는 시각 표시 내용이나 감지응답이 다른 애플리케이션에 적합하도록, 예를 들어, 상기와 같이 문자 또는 단어들 또는 숫자, 또는 임의의 다른 시각 표시 재료를 제공하고, 대응하는 오디오 또는 비디오 응답을 발생하도록 프로그램될 수 있다.

그러므로, 본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 언어, 수학 또는 음악 또는 다른 주제에 관련된 학습 보조기로 사용하기에 적합하도록 완전히 프로그램 가능한 다기능 장치이다. 이 장치는 퀴즈네르 막대(Cuisinaire rods)(산수를 가르치기 위해 사용되는 장치), 도미노(dominoes) 및 지그소(jigsaws) 퍼즐과 같은 잘 알려진 멀티-콤포넌트 교육 장치와 같은 방식으로 사용하기에 매우 적합하고, 각각의 콤포넌트(퀴즈네르 막대, 도미노, 또는 지그소)는 장치의 사용자의 경험을 향상시키기 위해 시각적 또는 청각적으로 응답할 수 있도록 본 발명의 형태로 구체화된다.

본 발명의 장치에 포함된 통신유닛은 복수개의 장치 어레이에 적절한 감지응답을 조정하기 위해서 사용되는 유사한 장치와 통신하기에 적합하다. 각각의 장치는 그 특성에 대응하는 자신에 대한 관련 정보를 통신하며, 단순한 식별코드를 갖는다. 감지응답은 하나 이상의 장치를 통해서 명백해지며, 별도의 응답발생기를 포함할 수 있다.

임의의 장치에 대한 감지응답의 통신은 바람직하게는 통신유닛을 통해서 발생한다.

바람직하게는, 통신유닛은 이동 전화와 같은 기술을 이용하여 구현될 수 있는 무선 장치이다.

각각의 장치는 바람직하게는 복수의 인접 위치 중의 임의의 하나에서, 예를 들면, 장치의 복수의 가장자리의 각각에 인접한, 유사한 장치의 접근을 감지하도록 적응된 하나의 근접센서(proximity sensor) 또는 복수개의 근접센서가 제공된다. 각각의 장치는 바람직하게는 인접장치를 식별하고, 인접장치의 식별기호 및 위치 모두에 대한 정보를 다른 장치 또는 상기 통신유닛을 통해서 중앙제어 유닛에 전달하여, 적절한 응답을 발생시키기에 적합하다.

상기 근접센서는 마그네틱 또는 전기 장치를 포함할 수 있고, 인접 장치들이 서로 작동될 수 있도록 물리적 접촉이 되어야 한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 수동조작 가능한 장치는 3살 이상의 아이에 의해서 다루어지기에 적합한 견고한 외부 케이스(robust outer casing)로 구성된다.

바람직하게, 본 발명에 따른 수동조작이 가능한 장치는 그러한 종류의 다른 장치들과 정합하여 장치가 위치하도록 그것의 외부 표면에서 돌출과 만입(protrusions and indents)과 같은 정합특성을 갖는다. 바람직하게는, 정합특성은 정합 프로세스 동안 시각적 가이드를 제공한다. 정합특성은 본 발명에 따라 인접 위치한 수동조작이 가능한 장치들을 연결한다. 하나의 구체예에 있어서, 본 발명에 따른 수동조작이 가능한 장치는 다른 장치와의 정합이 달성될 때 표식이 나타나도록 배열된다. 상기 표식은 시각적인 것이거나 청각적인 것을 의미한다.

장치들의 인접 접촉 가장자리는 두 장치 모두가 상기 시각 표시 내용을 동일한 방식으로(즉, 위에서 아래로) 표시하도록 올바르게 위치 설정될 때만 서로 맞추어지거나 연결될 수 있다. 직사각형 형태의 디바이스는 유사한 장치가 그것의 4개 측면의 각각에 인접하도록 위치가 설정될 수 있고, 그 다음으로 근접센서는 각각의 인접 장치를 감지하기에 적합하다.

본 발명의 다른 구체예에서는, 장치들이 보드(board), 트레이(tray) 또는 베이스(base)와 함께 사용되는데, 이들은 각각의 장치의 위치와 식별코드를 식별하도록 위치하고, 감지응답을 발생하도록 중앙제어 유닛 또는 하나 이상의 장치에 이를 전달할 수 있게 한다. 보드 자체는 특정 애플리케이션에 적합한 디스플레이를 발생시키거나 또는 감지응답을 발생시킬 수 있는 스크린으로 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구체예에서, 개별적인 장치는 보드의 위치감지 능력 때문에 근접센서를 포함할 필요가 없다.

상기 구체예에서, 보드는 자신과 접촉하여 놓일 때 개별적인 장치를 재충전하기에 적합하다. 더욱이, 이러한 재충전 특성은 장치의 위치확인 능력을 가지지 못한 모드에서 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 이미지를 포착하도록 카메라를 포함할 수 있고, 이러한 이미지는 시각표시장치 상의 상기 시각 표시 내용으로 사용되거나, 또는 시각 감지응답으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 또한 사운드를 포획하기 위해 오디오 감지응답에서 사용되는 마이크로폰을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 또한 장치를 특성화하거나 또는 장치에 의해 생성될 감지응답을 프로그래밍하는데 사용하기 위한 입력 단어, 문자, 기호 또는 숫자들을 입력하기 위한 손사용 장치의 형태로 데이터 입력수단을 포함할 수 있다.

위에서 언급된 임의의 구체예에 나타나는 오디오 감지응답은 두 개 이상의 장치가 적절한 사운드를 발생하기 위해서 동시에 또는 순차적으로 제어되도록 배열하여 방향성의 또는 스테레오/오디오 응답의 형태를 취할 수 있다.

각각의 장치의 프로그래밍은 스마트카드 또는 메모리 스틱과 같은 메모리 매체로의 연결을 포함하는 많은 다른 방법들 중 임의의 하나에 의해서, 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 또는 휴대용 컴퓨팅 디바이스에 의해서, 또는 상기 통신유닛에 의해서 달성될 수 있다. 하나의 예에서, 각각의 장치는, 방송되는 텔레비전 프로그램과 함께 사용하기에 적합한 텔레비전 방송으로부터 정보를 수신하기 위한 통신유닛을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 사용자에 의해서 다루어질 때 특성출력(characterisation output)을 유발할 수 있도록 접촉 및/또는 동작에 민감한 사용자 센서를 포함하기에 적합하다.

본 발명의 구체예에서 사용될 수 있는 특정기술들은 스펙(Specks) 또는 모우트(Motes)로 알려진 네트워크 분배지능형 소형컴퓨터, 특히 오디오 콤포넌트 및 센서를 위한 마이크로-기계전자적-시스템 MEMs, 및 ZigBee 무선 또는 유사한 통신 기술을 포함한다.

본 발명에 따라 수동조작이 가능한 장치는, 하나의 관점에서, 컴퓨팅 유닛 그리고 몇몇 다른 엔티티(entity)와 클라이언트-서버의 관계에 있는 씬 클라이언트(thin client)가 되도록 설계될 수 있다.

하나의 구체예에서, 본 발명에 따른 수동조작이 가능한 장치는 32 Bit RISC (또는 더 나은) CPU, 메모리, 그래픽 프로세서, 오디오 프로세서, 통신 프로세서, 내부 데이터 저장소, 재충전 가능한 전원, 및 접촉-민감성 청각-시각 표시장치로 이루어진다. 상기 CPU는 바람직하게는 초당 2억 개의(200 Million) 또는 그 이상의 명령을 처리하는 것이 바람직하다. 상기 CPU는 바람직하게는 16Mb (또는 그 이상)의 RAM(Random Access Memory)을 주소지정할 수 있다. 상기 그래픽 프로세서 및 시각 디스플레이는 8bit 컬러(또는 그 이상)에서 160×160 픽셀 (또는 그 이상)의 스크린 해상도를 부여할 수 있다. 다른 버전들은 오디오에 동기화되는 16비트 컬러 (또는 그 이상으로) 초당 12.5 프레임으로 풀 모션 비디오(full motion video)를 처리할 수 있다. 다른 버전들은 내장 카메라를 통해서 라이브 비디오 또는 정지 이미지를 가질 수 있다. 오디오 프로세서는 바람직하게는 4비트, 4kHz (또는 그 이상의) 모노 오디오 및 다중 음색(polyphonic tone)을 재생할 수 있다. 향상된 버전들은 오디오 레코딩 특성을 갖게 될 것이다. 내부 데이터 저장은 SD(Secure Digital) 카드, 멀티미디어 카드(MMC) 또는 하드 디스크 배열에 의해서 제공될 수 있다. 통신 프로세서는 바람직하게는 블루투스를 포함하는 산업 표준 무선 프로토콜에 대한 지원을 포함하고, 미래에는 IEEE 802.15.4 및 다른 근거리 통신 프로토콜을 지원하게 될 것이다. 본 발명에 따른 수동조작이 가능한 장치는 실시간 동작시스템(RTOS)을 구비하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 비디오 장치는 5cm×5cm의 스크린 사용을 포함하지만, 8cm×8cm 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, 스크린은 능동 매트릭스 2.5"(4:3), 해상도 880×228 RGB 델타의 해상도, 56.5×164 HM의 픽셀 사이즈, 완전 통합형(fully integrated) 단상 아날로그 디스플레이 드라이버, 단일 입력전압 3V, 드라이버 주파수 3MHz, 및 드라이버 전력소모 15MW를 갖는 박막 TFT 스크린으로 이루어질 수 있다.

상기 전원은 바람직하게는 재충전 배터리이고, 광기전 발생기(photovoltaic generator)를 포함할 수 있다.

상기 사용자 센서는 유사한 장치들에 대한 접근을 평가하는 장치의 위치지정 이동을 나타내는 사용자에 의한 장치의 조작 그리고 상기 장치 배열 중의 하나에 대응하는 감지응답을 발생할 필요성을 또한 감지할 수 있다.

본 발명의 추가적인 특성에 따라, 상기 수동조작이 가능한 장치 각각은 시각표시 내용을 표시하기 위한 시각표시장치를 결합하고, 둘 이상의 상기 장치는 상기 시각 표시 내용이 상기 행을 따라 의미있는 방식으로 "판독(reads)"되도록 하기 위해 행으로 배열하도록 한다. 유사한 장치가 장치들의 상기 행의 한쪽 옆에 인접하여 위치할 수 있어서, 장치들의 상기 행과 일치하도록 상기 유사한 장치 상에 시각표시 내용에 변화를 유도한다. 예를 들면, 상기 유사한 장치는 그 위에 행으로부터 문자들의 조합을 얻기 위해서 상기 장치들의 행 아래에 위치할 수 있다. 그 다음으로, 문자들의 상기 조합을 디스플레이하는 이러한 장치가 문자들의 새로운 조합을 만들기 위해 장치들의 추가적인 행에서 재사용될 수 있다.

각각의 장치는 예컨대 초기 사전-프로그램된 시각 표시 내용을 표시하기 위해 ON/OFF 스위치가 시작상태(start up condition)로 리셋(reset) 되게 할 수 있다.

도 1은 상호작동 블록의 외부 물리적 구성을 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1의 상호작동 블록의 내부 구성을 개념상으로 도시하는 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 종류의 블록들이 서로 어떻게 정합하여 연결될 수 있는지를 도시하는 도면이다.

도 4는 도 1에 도시된 종류의 블록들이 어떻게 학습활동에서 사용될 수 있는지를 도시하는 도면이다.

도 5는 상호작동 블록을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 6은 도 5에 도시된 종류의 블록들과 상호작동할 수 있는 트레이 또는 보드를 개략적으로 도시하는 도면이다.

본 발명의 하나의 구체예는 한 세트의 블록, 즉 12블록으로 구성되고, 각각의 블록은 직사각형의 모양을 가지며, (왼편 및 오른편 가장자리로 언급되는) 행의 방식으로 한쪽에 있는 다른 블록들과 가장자리-대-가장자리(edge-to-edge)로 위치하도록, 그리고 상부 가장자리와 바닥 가장자리는 열(column) 방식으로 위치하도록 적응된다. 각각의 블록은 데이터베이스로부터의 디스플레이 데이터에 따른 시각 표시 내용을 표시할 수 있는 전자 시각표시장치의 일부를 형성하는 디스플레이 스크린을 그 대부분의 전방 또는 상부 표면 위에 포함하고 있다. 이 구체예에서 시각 표시 내용은 블록이 활성화될 때 스크린상에 디스플레이되는 알파벳의 소문자로 구성된다. 각각의 블록은 활성화에서 비활성화가 되도록 하는 스위치를 포함할 수 있고, 스위치의 동작은 사전-프로그램된 문자가 디스플레이되는 시작 조건을 시작한다. 블록들의 프로그래밍은 행에서 다른 조합들이 어린아이들이 읽기에 적합한 15-20 개의 다른 단어들을 열거할 수 있도록 한다.

각각의 블록은, 디스플레이 스크린에서 디스플레이되는 블록 또는 표시자(indicator)의 형태를 야기할 수 있는, 상부와 바닥이 관련되는 한 그것의 방향을 디스플레이하는 수단을 포함한다.

각각의 블록은 그것과 가장자리-대-가장자리로 정렬되는 또 다른 블록의 인접을 감지하기 위해 적응되는 근접센서를 포함하며, 바람직하게는 왼편 가장자리 또는 오른편 가장자리 또는 상부 가장자리 또는 바닥 가장자리에서 상기 인접 가장자리들 사이에 접촉을 포함한다. 근접센서, 또는 그것과는 독립적인 다른 ID센서 수단은 각각의 인접블록의 식별기호를 감지하기에 적합하다.

각각의 블록은 추가로 접촉 및/또는 동작 센서를 포함한다.

각각의 블록은 자신의 식별기호 및 시각 표시 내용, 인접블록들의 식별기호 및 위치에 관한 정보를 전송하고, 시각표시장치가 시각 표시 내용을 변화시키도록 하는 정보를 수신하기 위해서 다른 블록들과 통신할 수 있는 무선통신 유닛을 추가로 포함할 수 있다.

각각의 블록은 바람직하게 무선통신유닛을 통해서 수신되는 내부 프로그래밍 정보와 일치하는 오디오 정보를 생성하도록 적응되는 오디오 발생기를 추가로 포함할 수 있다.

위에 기재된 통신, 시각표시장치, 및 오디오 발생기를 가지는 블록은 이동 전화기술을 이용하여 쉽게 구현될 수 있는 것으로 이해된다. 근접센서, ID 센서, 및 접촉 및 동작센서들은 공지의 기술을 이용하여 쉽게 구현될 수 있다. 각각의 블록은 자신의 전원을 가지며, 요구되는 기능을 제공하는 프로세서를 포함하는 것으로 이해될 것이다.

한 세트의 블록들은 사전-프로그램된 명령 그리고 블록들에서 시각 및 오디오 응답을 발생하기 위해서 각각의 센서로부터의 입력에 따라 동작하는 프로세서들과 함께 아래에 기술된 기능을 제공하기에 그 자체로 충분하다.

하나의 예의 구성이 도 1, 2 및 5에 도시된다. 블록의 내부 구성은 도 2와 도 5의 블록 다이어그램에서 개념적으로 도시된다. 도 3은 이런 종류의 블록들이 어떻게 서로 정합하여 수직 또는 수평으로 위치할 수 있는지를 도시한다.

도 5는 블록의 주요 구성요소들을 도시한다. 물론 당업자에게는, 이것은 블록의 주요 구성요소들만을 도시하는 높은 레벨의 다이어그램이라는 것은 명백해질 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 블록(장치)(500)은 프로세서(510), 데이터 입력수단(512), RF 송수신기(통신유닛)(514), 스크린(시각표시장치)(516), 스피커(응답발생기)(518), 마크네틱 스위치(520), 접촉센서(522), 동작센서(524), 도킹포트(526) 및 배터리(528)를 포함한다. RF 송수신기(514)는 블록(500)이 근처의 다른, 적어도 유사한, 블록과 무선으로 통신하는 것을 가능하게 한다. 스크린(516)과 스피커(518)는 시각 및 오디오 정보가 블록(500)의 사용자에게 제공되도록 허락한다. 마그네틱 스위치(520)는 다른, 적어도 유사한, 블록의 인접에 의해서 활성화된다. 접촉센서(522)는 적어도 블록(500)의 영역을 접촉하는 사용자를 검출하기 위해서 블록(500)의 외부에 제공된다. 동작센서(524)는 사용자에 의한 블록(500)의 움직임을 검출한다. 도킹포트(526)는 블록(500)으로 소프트웨어/데이터를 로드하기 위해서 메모리 카드를 수신하기 위한 것이다. 블록(500)은 또한 블록 내에서 다양한 디바이스가 동작하도록 전원을 공급하는 배터리(528)를 포함한다. 프로세서(510)는, RF 송수신기(514)가 다른 블록들과 통신하거나 또는 스크린(516) 및/또는 스피커(518)가 블록(500)의 사용자에게 정보를 제공하기 위해, 보조 데이터 입력수단(512)과 함께, RF 송수신기(514), 마그네틱 스위치(520), 접촉센서(522), 동작센서(524) 및 도킹포트(526)로부터 수신된 정보를 처리한다.

도 6은 도 1, 2 및 5에 대해서 위에서 기술된 종류의 블록들(예를 들면 610 내지 616)과 함께 사용되기 위한 트레이(또는 보드)(600)를 도시한다. 보드(600)는 보드 상에 위치된 블록들의 위치와 식별기호를 결정하기 위한 검출기(618)를 포함한다. 보드(600)는 또한 보드 상에 놓인 블록들의 배터리들을 재충전하기 위한 충전기를 포함한다. 보드(600)는 또한 스크린(622)을 포함하며, 보드 상의 블록들과 사용자의 상호작동에 응답하여 스크린을 통해서 사용자에게 정보를 제공하도록 구성된다.

블록 세트들이 어떻게 알파벳 블록들로서 사용될 수 있는지에 대한 예를 하기에 설명한다.

샘(Sam)의 나이는 4살 반이다. 그녀는 읽기와 쓰기를 배우게 될 학교에서의 첫 학년을 방금 시작했다. 그녀의 부모는 그녀의 나이에 적당한 몇몇 프리로드(preloaded) 읽기 소프트웨어를 가진 한 세트의 블록을 구매해서 집에서 샘의 학습을 돕고자 한다.

샘은 박스를 열고 블록들을 꺼낸다. 그녀의 부모들은 그것들이 어떻게 되는지 궁금해 하면서 지켜본다.

각각은 다른 소문자를 디스플레이하고 있다.

그녀는 가서 하나를 주어 들고, 유닛은 그것이 디스플레이하고 있는 문자를 소리낸다. 예를 들면, '/c/'. 각각의 블록을 움직이면서, 그녀는 그것들이 모두 똑같은 일을 한다는 것을 깨닫는다.

대안적인 선택으로, 만일 15초 동안 조작이 없다면, 하나의 블록은 'cat 이라는 단어의 철자를 말해보세요'. 이때 하나의 블록을 누르면, 'c 는 /c/로 발음되고, /c/는 cat의 'c'이고, cat의 철자를 위해 블록들을 함께 움직이세요'라는 소리가 난다.

샘은 블록들 중 두 개를 서로 옆에 둔다. 왼쪽에 있는 것을 가지고 시작해서, 블록들은 그들이 디스플레이하는 문자들을 차례로 읽는다. 예컨대, '/d/, /o/'. 그런 다음, 그들은 결합된 소리를 읽는다. 이 예에서, 블록들은 'do' 소리를 낼 것이다.

그녀가 세 개의 '무작위' 문자('/c/,/f/,/g/')를 모으면, 아무 소리도 나지 않는다.

그녀는 한 단어가 철자될 때까지 몇몇 다른 조합들을 가지고 적당히 다룰 것이다. 예컨대, '/c/,/a/,/t/. 당신은 cat의 철자를 썼습니다. 잘했어요.' 이때, 고양이(cat)가 스크린으로 껑충 뛰어 나와서 뛰어다니며 야옹 소리를 낸다.

대안적인 선택에 있어서, 블록들은 다음에 해야 할 일이 무엇인지 아이들을 고무시킨다. 예컨대, '아래에 하나를 놓아서, 이제 당신이 만든 단어를 자신의 블록으로 복사할 수 있어요. 또는 다른 단어의 철자를 시도해 보세요.'

샘이 그녀가 철자를 쓴 단어 아래에 또 하나를 놓았을 때, 그 단어는 그 단일 블록 위로 뛰어 내려온다. 그녀가 그것을 누르면, 'cat'하고 소리가 난다.

원래 그 단어의 철자가 되는 세 블록은 이제 다른 단어를 위해서 사용된다.

위에서 언급한 바와 같이, 각각의 블록은 접촉이나 움직임에 개별적으로 응답하여, 그것이 디스플레이하는 것에 따라 청각적 및 시각적으로 반응한다.

각각의 블록은 접촉과 움직임 모두에 별도로 반응하며, 각각은 사용 예를 제공하는 것과 같은 2차적인 응답을 가질 수 있다.

문자가 디스플레이되면, 예컨대, "c", 블록은 알파벳에서 말하는 듯이 또는 발음나는 대로 문자의 소리를 낸다. 예를 들면, 'C, C는 cat에 대한 /c/과 같이 발음이 난다.' 애니메이션이 문자 및 주어진 예에 관해 스크린상에서 재생될 수 있다. 이차적인 응답은 사용자가 다음에 무엇을 할지를 제안할 수 있다. 예컨대, 'cat의 철자를 쓸 수 있나요?'

만일 한 단어가 디스플레이되면, 예컨대 "cat", 블록은 단어에 대한 음성 문자의 소리를 낸다. 예컨대, '/c/,/a/,/t/는 cat의 철자를 이룬다.' 상기 단어와 관 련된 애니메이션이 스크린상에서 재생된다. 이차적인 응답은 만일 그것이 가능하다면 이용가능한 문자들로부터 또 다른 단어의 철자 쓰기를 제안할 수 있다.

만일 음성적 소리가 디스플레이되면, 예컨대 "ch", 블록은 'lunch 에서의 /ch/'와 같은 결합된 사운드적 소리를 낸다. 스크린은 먹을 약간의 음식의 애니메이션을 디스플레이한다.

블록이 서로 옆에 놓이면, 그들은 각각의 위에 무엇이 있는지에 따라 반응한다. 이는 음성적 소리, 예컨대 '/ch/', 단어 예컨대 'cat' 또는 무작위의 문자 예컨대 '/k/,/r/,/f/'일 수 있다.

만일 사용자가 서로에 나란히 개별적인 블록들을 놓는다면, 그들은 그들이 디스플레이하는 문자들의 조합에 따라 응답한다.

만일 음성적 소리가 "ch"를 만든다면, 블록들은 조합된 소리, '/ch/'를 낸다. 그들은 lunch, yum, yum, yum에서와 같은 /ch/'의 사용의 짧은 예를 보여줄 수 있다.

만일 하나의 단어, "cat"이 만들어진다면, 블록들은 단어가 뒤따라오는 개별적인 문자들의 소리를 낸다. 예컨대, '/c/, /a/, /t/는 cat의 철자가 됩니다. 잘했습니다. 당신은 cat을 쓰셨군요'. 이 디스플레이는 짧은 애니메이션을 디스플레이합니다. 이러한 예에서, 고양이의 사진이 두 블록 사이를 달립니다. 이는 결합된 블록들 중의 하나가 눌려질 때마다 발생한다.

만일 새로운 단어가 하나의 문자 또는 문자들을 음성적 소리의 현재의 단어에 부가함으로써 만들어지면(복수 또는 완전히 새로운), 응답은, 예컨대, '/c/,/a/,/r/,/t/는 cart의 철자가 된다. 탈것을 타려고 오셨나요?' 또는 '/c/,/a/,/t/,/s/ 는 cats의 철자가 됩니다.' 이 디스플레이들은 데이터베이스에서 관련 애니메이션을 가진다면 철자된 단어에 따라 움직입니다. 따라서, 위의 예에서, 말과 수레는 스크린 위나 밖에서 달릴 수 있고, 또는 몇몇 고양이들은 돌아다니는 것을 시작할 수 있다.

무작위의 문자 세트가 서로 옆에 놓이면, 예컨대 '/d/, /f/, /r/, /g/', 어떠한 사운드도 발생되지 않고, 어떠한 애니메이션도 디스플레이되지 않는다.

하나의 또는 각각의 블록 또는 중앙 제어유닛에 보유되는 관련 응답 데이터베이스에서 언급된 바와 같이, 애니메이션 및 사운드는 블록들을 사용하여 만들어는 단어들의 일부에 대해서만 이용 가능할 것이다.

만일 사용자가 다른 블록의 상부 가장자리에 인접하게 하나의 블록을 위치시킨다면, 하위 블록은 상부 블록의 특성을 물려받는다. 위 또는 아래에 복수의 블록들을 위치시키는 것은 블록들 사이에 반응을 야기시킬 것이다. 예컨대, 만일 사용자가 또 다른 블록 위에 한 블록을 위치시키고, 상부 블록이 '/b/'를 나타내고, 하부 블록이 '/b/'를 나타내면, 하부 블록은 또한 하나의 '/b/'가 될 것이다.

사용자는, 하나의 블록을 아래에 놓음으로써, 몇몇 블록 상에 철자된 단어를 하나의 블록 위에 놓을 수 있다. 이는 또한 단일 '/ch/' 블록 상에 하나의 '/c/' 및 하나의 '/h/'를 결합하기 위해서 사용될 수 있다.

만일 사용자가 cat를 철자하기 위해서 세 개의 개별 블록들, 예컨대, '/c/','/a/' 및'/t/'를 사용하는 음성학적 사운드 또는 단어를 철자한다면, 사용자 는 세 개의 문자블록 하의 어느 곳에서든지 네 번째 블록을 위치시킬 수 있고, 단어 "cat"은 단일 블록으로 이동된다. 하지만, 만일 사용자가 두 개의 무작위의 문자를 하나의 블록으로 복사하려고 한다면, 이는 어려운 일이다. 예컨대, '/g/' 및 '/f/'는 단일 '/gf/' 블록 상에서 결합될 수 없다.

마찬가지로, 만일 사용자가 세 번째 단어를 만들지 않는 두 개의 단어 블록들을 가진다면, 그들은 단일 블록으로 복사될 수 없다. 예컨대, 'cat' 및 'sat'는 'catsat' 블록을 만들기 위해서 결합될 수 없다.

만일 사용자가 단일 블록상에 단어 cat을 가지고, 세 개의 개별적인 문자로 그것을 분리하기를 원한다면, 그들은 그 단어 블록 밑에 세 개의 블록을 놓을 필요가 있다. 세 개의 문자들은 각각 오른쪽에서 왼쪽의 순서로 자신의 블록으로 들어간다.

상기 원칙에 따라서 동작하는 한 세트의 알파벳 블록들의 사용 예는 도 4에 단계 1-6의 숫자로 도시된다.

1. 블록들을 박스에서부터 가져와서 바닥에 배열한다.

2. 사용자는 '/c/'와 '/h/'를 함께 결합하며, 블록들은 '/ch/' 소리가 난다. 그들은 '/g/'를 아래에 놓고, '/ch/'를 아래에 놓고, '/ch/'를 그곳에 복사한다. '/g/'에 '/t/'와 '/m/'을 복사하려는 것은 무의미하다.

3. '/a/' 및 '/t/'는 'at'를 구성하기 위해서 결합되며, 단일 블록으로 복사된다.

4. '/m/'은 'mat'를 구성하기 위해서 'at' 앞에 놓여진다. 개별적인 '/a/' 및 '/t/' 블록들은 '/at/'의 상부에 여전히 결합되지만, 그들이 직접적으로 위에 있지는 않고 한쪽 측면에 있듯이 '/m/'에 직접적인 영향을 주지는 못한다. '/u/'는 'mat'의 '/m/' 아래에 놓이고, 단일 블록으로 복사되고 나서 제거된다(도시되지 않음).

5. '/s/'블록은 'sat'의 철자를 쓰기 위해서 '/a/'와 '/t/' 블록의 앞에 놓여진다. 'mat'의 '/m/'이 이제 '/s/' 블록의 아래에 있어서, 단어 'sat'가 그 위에 복사된다. 'sat'는 또한 'at' 블록 위로 복사된다. 두 'sat'블록은 새로운 단어 및 사운드가 생성되지 않을 때 서로 상호작동하지 않는다. 마찬가지로, 'r'블록이 'sat' 블록의 하나의 아래에 놓이면 아무것도 복사되지 않는다.

6. 여기서 블록들을 사용하는 것은 기능적 스펙에서 기재되는 원칙에 따라 생성될 수 있는 일련의 다양한 단어들이다.

본 발명은 엔터테인먼트, 장식, 환경, 산업 및 학습(예를 들면, 언어, 수학 및 음악적 기술/지식에 대한)를 포함하는 다양한 영역에 적용가능하다.

놀이 애플리케이션은 블록들을 사용하는 다양한 놀이게임 및, 선택적으로, 도입부에서 언급된 형태의 트레이를 선택적으로 포함할 수 있다. 이들은 조각들(블록들)이 그들의 이미지를 변화시킬 수 있고 사운드를 방출할 수 있다는 사실에 의한) 다른 추가적인 특성을 가지는 전형적인 보드 및 카드게임의 발달뿐만 아니라 새로운 게임들을 포함하고, 보드(interactive base)는 또한 그것의 이미지를 변화시킬 수 있다. 추가로, 농장 뜰 및 동물원과 같은 새로운 형태의 장난감이 만들어져서 애니메이션 이야기(animated stories)의 요소가 될 수 있다.

장식에 관해서는, 교육과 관련해서, IA 블록들은 학생들이 그들의 다양한 기능(문자, 사운드, 숫자)을 롤 플레이(role play)할 수 있도록 배지(badge)로서 착용될 수 있고, 단어, 곡조, 및 방정식들을 형성하기 위해서 다른 배지-착용 아이들과 상호작동할 수 있다. 이 밖에도, IA 블록들은 암시적인, 감동적인, 심미적인, 상호작동의, 그리고 묘사적인 능력을 가진다. 조합된 블록들은 사람들 사이의 사회적 예술적 상호작동을 야기하거나, 더욱더 복잡한 설치를 발생하기 위해서 사용될 수 있다.

본 발명의 응용환경을 고려하면, 다양한 변형으로 인한 오디오 및 시각 데이터/시스템 또는 건강과 안전 검사 또는 제어 기능을 가미한 것들이 가능할 수 있다.

Claims (35)

1. 수동조작이 가능한 장치(500)에 있어서,

   상기 장치(500)의 작동을 제어하기 위해 마련된 하나의 프로세서(510);

   상기 장치(500)에 동력을 공급하는 하나의 배터리(528);

   시각 표시 내용을 표시하기 위해 마련된 하나의 시각표시장치(516);

   감지응답을 발생시키기 위한 하나의 응답발생기(518); 및

   수동조작이 가능한 다른 유사한 장치와 통신하기 위해 사용될 수 있도록 설계된 하나의 통신 유닛(514);

   으로 이루어지고,

   상기 장치(500)는 시각 표시 내용의 표시에 의해 표현되는 변화가능한 개별 특성을 나타내도록 설계되고 상기 프로세서(510)는 상기 응답발생기(518) 내의 감지응답 또는 다른 유사한 장치(610-616)의 응답발생기 내의 감지응답을 발생시키고, 상기 발생된 감지응답은 상기 장치(500) 자체에 의해 표현되는 적어도 하나의 개별 특성 및 상기 유사한 장치(610-616)에 의해 표현되는 하나의 개별 특성에 의해 결정되고,

   상기 응답발생기에 의한 상기 감지응답의 출력은 상기 장치의 수동조작 및 변경가능한 개별적인 특성들 사이의 상호작동에 따르고, 상기 상호작동은 상기 장치 및 적어도 하나의 인접하는 상호작동 장치 사이의 상대적인 위치에 의존하고;

   상기 수동조작이 가능한 장치는 상기 상대적인 위치를 감지하도록 설계된 하나의 마그네틱 스위치(520)를 더 포함하고; 그리고

   상기 시각 표시 내용의 표시에 의해 표현되는 수동조작이 가능한 장치의 변화가능한 개별 특성은 하나의 문자; 일련의 문자 그룹; 하나의 단어; 단어들; 하나의 숫자; 하나의 수학기호; 및 하나의 음악기호 중에서 적어도 하나의 형식을 선택하고:

   상기 유사한 장치(610-616) 상의 개별 특성은 하나의 문자; 일련의 문자 그룹; 하나의 단어; 단어들; 하나의 숫자; 하나의 수학기호; 또는 하나의 음악기호에 의해 시각적으로 표시되고: 그리고

   상기 수동조작이 가능한 장치(500)의 개별 특성은 상기 프로세서(510)에 의해 제어되고, 1) 상기 유사한 장치(610-616)의 근접 탐색, 및 2) 상기 탐색된 시간에 상기 유사한 장치(610-616) 상에 나타나는 개별 특성에 기초하여 시간에 따라 선택적으로 변화가능한 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치(500).
2. 제1항에 있어서, 상기 감지응답은 하나의 관련된 시각적 애니메이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치(500).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 응답발생기(518)는

   하나의 음소;

   하나의 단어, 문귀 또는 문장;

   시각적으로 나타나는 수의 수학적인 값에 관한 음성; 및

   하나의 음악기호에 대응하는 오디오 운율적 응답;

   중 적어도 하나를 발생시키기 위해 마련된 하나의 오디오 발생기로 이루어지는 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치(500).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치가 발생될 개별 특성 및 감지응답을 결정하도록 프로그램 가능한 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통신 유닛(514)은 상기 통신 유닛을 식별하고 감지응답을 발생시키기 위해 상기 다른 유사한 장치들(610-616)과 통신하기에 적합한 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 통신 유닛(514)은 하나의 무선 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통신 유닛(514)은 상기 마그네틱 스위치(520)에 의해 검출된 인접한 장치의 근접여부를 통신하도록 설계된 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 통신 유닛(514)은 상기 인접한 장치의 식별여부를 통신하도록 설계된 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치(500)의 모서리는 각 장치의 시각 표시 내용과 일치하도록 예정된 방향으로 유사한 장치(610-616)와 서로 맞물리도록 또는 상호연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 장치(500)는 상기 시각표시장치(516)에 표시되는 이미지를 캡쳐하기에 적합한 하나의 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
11. 제3항에 있어서, 상기 장치(500)는 상기 응답발생기(518)에 의해 재생산된 음성을 캡쳐하기에 적합한 하나의 마이크로폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치(500)는 상기 장치(500)의 개별적인 특성화에 사용하거나 또는 센서 응답을 프로그래밍하기 위해 사용하기 위한 데이터를 입력하는 데이터 입력수단(512)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치는 접촉에 민감하고 감지출력을 도출하기에 적합한 하나의 접촉센서(522)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 접촉센서(522)에 의해 도출된 감지출력은 하나 이상의 다른 장치들로부터 하나의 출력을 생성하는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
15. 제13항에 있어서, 상기 접촉센서로부터 도출된 감지출력은 하나의 특성화 출력으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치(500)는 감지응답을 도출하도록 장치의 이동을 감지하기에 적합한 하나의 동작센서(524)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치는 적합한 하나의 감지응답이 생성될 수 있도록 상기 통신 유닛(514)을 통해 인접한 장치를 식별하고 그 인접한 장치의 식별기호와 위치에 관한 정보를 통신하기에 적합한 것을 특징으로 하는 수동조작이 가능한 장치.
18. 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트에 있어서,

    각 장치는 하나의 문자; 하나의 문자의 그룹; 하나의 단어; 단어들; 하나의 숫자; 하나의 수학기호; 및 하나의 음악기호 중에서 적어도 하나의 시각 표시 내용에 의해 표현된 하나의 변화가능한 개별 특성을 표현하기에 적합하고 상기 제1항 또는 제2항에 따른 장치로서, 수동조작이 가능한 각각의 장치들(610-616)은 서로 다른 다중 배열로 다른 장치들과 함께 위치하고,

    상기 장치는 상기 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 상기 시각표시장치(516) 또는 상기 응답발생기(518)를 통하여 하나의 배위 감지응답을 생성하고, 상기 배위 감지응답은 상기 장치들의 배열에 의해 결정되고, 상기 배위 감지응답은 적어도 두 개 이상의 장치 중 첫번째 장치에 의해 표시되는 적어도 하나의 개별 특성 및 상기 적어도 두 개 이상의 장치의 개별 특성들의 조합에 의존하는,

    것을 특징으로 하는 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트.
19. 제18항에 있어서, 상기 배위 감지응답은 상기 적어도 하나 이상의 장치의 시각표시장치(516) 상에 생성된 하나의 시각 표시인 것을 특징으로 하는 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트.
20. 제18항에 있어서, 상기 응답발생기(518)는

    하나의 음소;

    하나의 단어, 문귀 또는 문장;

    시각적으로 나타나는 수의 수학적인 값에 관한 음성; 및

    하나의 음악기호에 대응하는 오디오 운율적 응답;

    중 적어도 하나를 발생시키기 위해 마련된 하나의 오디오 발생기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트.
21. 제20항에 있어서, 복수개의 다른 배열 내에 상기 장치들(610-616)이 설치되는 하나의 보드(600)가 각 장치의 위치 및 식별기호를 식별하는 검출기(618)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트.
22. 제21항에 있어서, 상기 보드(600)는 시각 표시를 생성시키도록 설정된 하나의 스크린(622)을 결합하는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트.
23. 제22항에 있어서, 상기 보드(600)는 각 장치에서 배터리(528)를 충전하는 수단을 결합하는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트.
24. 제18항에 있어서, 상기 통신 유닛(514)은 텔레비전 방송으로부터 프로그래밍 데이터를 수신하기에 적합한 것을 특징으로 하는 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트.
25. 제18항에 있어서, 상기 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치들은 한 행으로 배열되어 시각 표시 내용이 행을 따라 의미를 갖도록 읽혀지게 하고, 하나의 유사한 장치가 장치들의 상기 행의 한쪽 옆에 인접하여 위치하며, 그럼으로써 장치들의 상기 행과 일치하도록 상기 유사한 장치 상에 시각 표시 내용에 변화를 유도하는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트.
26. 제18항에 있어서, 상기 장치는 상기 장치들의 배열에 따라 응답하고 상기 감지응답을 생성시킬 수 있는 컴퓨팅 네트워크를 형성하기 위해 상기 통신 유닛(514)을 통해 통신하도록 설정된 것을 특징으로 하는 적어도 두 개 이상의 수동조작이 가능한 장치의 세트.
27. 제1항 내지 17항에 따른 장치(500)중 1 이상의 장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 학습 장치.
28. 제1항 내지 26항에 따른 장치(500)중 1 이상의 장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 게임용 장치.
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제

Images