KR101410311B1 - 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 장치 및 방법이 개시된다. 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 장치는, 생체 정보 전송기로부터 생체 정보 데이터를 제공받고, 스케줄 관리기로부터 스케줄 정보를 제공받는 수신부; 상기 생체 정보 데이터를 이용하여 스트레스 지수를 산출하고, 상기 생체 정보 데이터를 제공받은 시각에 부합하는 시간 정보를 가지는 상기 스케줄 정보 내의 스케줄 항목에 상응하도록 상기 산출된 스트레스 지수를 관리하는 스트레스 산출부; 및 상기 스트레스 산출부에 의해 산출된 스트레스 지수를 저장하는 저장부를 포함한다.

Description

생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 장치 및 방법{Device and method for analyzing aptitude information using biometric data}

본 발명은 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.

학생들이 장래 자신이 전공할 학문이나 기술 또는 직업 등의 분야를 선택하는 것은 매우 중요한 문제이다.

그러나 대부분의 경우 각자의 적성이나 성격에 대한 진지한 고려없이 전공이나 직업을 선택하고 있으며, 자신의 적성에 맞지 않는 전공이나 직업을 선택하는 경우에는 자기 발전이나 만족을 얻기 힘들 뿐 아니라 다양한 분야에 걸쳐 인재를 배출하려는 사회적 요구도 달성하기 어렵다.

그러므로 학생들이 자신에게 가장 적합한 전공이나 직업을 손쉽게 파악할 수 있도록 해주는 여러 방안의 개발이 필요하며, 이러한 방안 중의 하나로 최근 적성검사가 많이 행해지고 있다.

일반적으로 적성검사란 적성(適性)의 유무나 정도를 판정하기 위한 검사를 말하고, 적성이란 어떤 지식이나 기능, 또는 특정의 반응방식을 훈련이나 경험에 의하여 획득하기 이전에 예측할 수 있는 실마리가 될만한 징후나 징후군을 말한다.

직업적성을 그 예로 들어보면, 특정 직업에 종사하여 그것을 효과적으로 수행할 수 있을 만한 능력이나 성격특성이 그 직업에 종사하기 이전이나 특별한 훈련을 받기 이전에 잠재적으로 존재하고 있는 상태를 직업에 대한 적성이라고 한다.

그래서 적성검사는 직장이나 학교에서의 성적 혹은 환경에의 적응가능성을 예측할 수 있기 때문에 예진적(豫診的) 검사로서 사용될 수 있다. 즉, 학력검사 또는 기능검사는 교육이나 훈련의 결과 얻어진 수행능력(지식이나 기능 등)을 측정하는 검사인 반면에, 적성검사는 교육효과를 높이고 생산성을 올리기 위한 자료로서, 또한 각 개인의 능력이나 인격특성에 알맞은 진로를 선택할 수 있도록 지도하고 조언하기 위한 자료로서 활용될 수 있다.

이러한 필요성에서 적성검사가 다양하게 활용되고 있으며, 보다 정확한 적성검사 결과를 제공하기 위하여 다양한 시도가 이루어지고 있다.

이와 관련한 선출원 발명으로서 특허공개 제2010-0002801호(족문 분석을 이용한 적성검사 방법 및 그 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체)는 피분 분석을 통해 개인의 특성에 따른 다중지능을 분석하여 제시하는 기술적 사상을 제시하고 있다.

그러나, 특허공개 제2010-0002801호는 피검자의 의식구조나 특정 행위시의 만족감 등을 고려하지 않고, 단지 스캐너를 통해 스캐닝한 지문, 장문 및 족문의 이미지만으로 적성검사 결과를 제시하는 한계가 있었다.

이외에도, 미리 지정된 설문지에 대한 답변 내용을 토대로 적성을 검사하는 등의 다양한 발명들이 선출원되어 있으나, 이러한 선출원들 역시 피검자의 의식구조나 특정 행위시의 만족감 여부를 정확히 파악할 수 없는 한계가 있었다.

본 발명은 피검자로부터 실시간 측정되어 수신되는 생체 정보(예를 들어, 생체 전위 신호, 맥박 등)를 이용하여 피검자가 현재 수행하는 활동(즉, 스케줄 항목)에 대한 만족도 또는 스트레스 지수를 파악하고, 그 결과로서 피검자의 적성을 검사할 수 있는 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 피검자로부터 실시간 측정되어 수신되는 생체 정보와 스케줄 항목에 대한 스트레스 지수 이력값을 참조하여 해당 스케줄 항목에 대한 스트레스 지수가 변동된 경우 관심 정보를 생성함으로써 학부모, 교사 등의 주의를 환기하거나 경각심을 유발할 수 있고, 피검자와의 상담 자료로 활용할 수 있도록 하는 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 장치에 있어서, 생체 정보 전송기로부터 생체 정보 데이터를 제공받고, 스케줄 관리기로부터 스케줄 정보를 제공받는 수신부; 상기 생체 정보 데이터를 이용하여 스트레스 지수를 산출하고, 상기 생체 정보 데이터를 제공받은 시각에 부합하는 시간 정보를 가지는 상기 스케줄 정보 내의 스케줄 항목에 상응하도록 상기 산출된 스트레스 지수를 관리하는 스트레스 산출부; 및 상기 스트레스 산출부에 의해 산출된 스트레스 지수를 저장하는 저장부를 포함하는 적성 정보 생성 장치가 제공된다.

적성 정보 생성 장치는, 각 스케줄 항목에 상응하도록 상기 저장부에 저장된 스트레스 지수를 참조하여 미리 지정된 기준에 따른 적성 정보를 생성하는 적성 정보 생성부를 더 포함할 수 있다.

상기 수신부가 상기 스케줄 관리기 및 통신 단말 중 하나 이상으로부터 하나 이상의 스케줄 항목에 대한 학업 성적 정보를 더 제공받는 경우, 상기 적성 정보 생성부는 상기 학업 성적 정보를 더 참조하여 상기 적성 정보를 생성할 수도 있다.

적성 정보 생성 장치는, 임의의 스케줄 항목에 상응하도록 상기 저장부에 미리 저장된 스트레스 지수를 이용하여 산출된 스트레스 지수 비교값이 스트레스 지수 이력값에 비해 미리 지정된 임계값 이상 변동된 경우 이에 상응하는 관심 정보를 생성하는 관심 정보 생성부를 더 포함할 수도 있다.

상기 생체 정보 데이터를 생성하기 위해 피검자로부터 측정되는 생체 정보는 생체 전위 신호, 맥박수, 혈압, 뇌파 및 체온 등 중 하나 이상일 수 있다.

상기 저장부가 환경 영향 점수를 산출하기 위한 기준 정보를 더 저장한 경우, 상기 스트레스 산출부는 상기 생체 정보 전송기로부터 더 제공받은 주변 온도, 습도, 소음 및 이산화탄소량 중 하나 이상에 대한 환경 정보를 상기 기준 정보를 이용하여 환경 영향 점수를 산출하고, 상기 생체 정보 데이터를 이용하여 산출한 원시 스트레스 지수에 상기 환경 영향 점수를 적용하여 상기 스트레스 지수를 산출할 수도 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 적성 정보 생성 장치에서 수행되는 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 방법에 있어서, 생체 정보 전송기로부터 제공받은 생체 정보 데이터를 이용하여 스트레스 지수를 산출하는 단계; 및 스케줄 관리기로부터 제공받아 미리 저장한 스케줄 정보를 참조하여, 상기 생체 정보 데이터를 제공받은 시각에 부합하는 시간 정보를 가지는 상기 스케줄 정보 내의 스케줄 항목에 상응하도록 상기 산출된 스트레스 지수를 저장 영역에 저장하는 단계를 포함하는 적성 정보 생성 방법이 제공된다.

적성 정보 생성 방법은, 각 스케줄 항목에 상응하도록 상기 저장 영역에 저장된 스트레스 지수를 참조하여 미리 지정된 기준에 따른 적성 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

상기 적성 정보를 생성하는 단계는, 상기 스케줄 관리기 및 통신 단말 중 하나 이상으로부터 하나 이상의 스케줄 항목에 대한 학업 성적 정보를 제공받는 단계; 및 상기 산출된 스트레스 지수 및 상기 학업 성적 정보를 참조하여 상기 적성 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

적성 정보 생성 방법은, 임의의 스케줄 항목에 상응하도록 상기 저장 영역에 저장된 스트레스 지수를 이용하여 스트레스 지수 비교값 및 스트레스 지수 이력값을 각각 산출하는 단계; 및 상기 스트레스 지수 비교값이 상기 스트레스 지수 이력값에 비해 미리 지정된 임계값 이상 변동된 경우 이에 상응하는 관심 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

상기 생체 정보 데이터를 생성하기 위해 피검자로부터 측정되는 생체 정보는 생체 전위 신호, 맥박수, 혈압, 뇌파 및 체온 등 중 하나 이상일 수 있다.

적성 정보 생성 방법은, 상기 저장 영역에 환경 영향 점수를 산출하기 위한 기준 정보가 저장되는 단계; 상기 생체 정보 전송기로부터 주변 온도, 습도, 소음 및 이산화탄소량 중 하나 이상에 대한 환경 정보를 제공받는 단계; 및 상기 기준 정보를 이용하여 상기 환경 정보에 대한 환경 영향 점수를 산출하는 단계를 더 포함하되, 상기 스트레스 지수는 상기 생체 정보 데이터를 이용하여 산출된 원시 스트레스 지수에 상기 환경 영향 점수가 적용되어 산출될 수도 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 피검자로부터 실시간 측정되어 수신되는 생체 정보(예를 들어, 생체 전위 신호, 맥박 등)를 이용하여 피검자가 현재 수행하는 활동(즉, 스케줄 항목)에 대한 만족도 또는 스트레스 지수를 파악하고, 그 결과로서 피검자의 적성을 검사할 수 있는 효과가 있다.

또한 피검자로부터 실시간 측정되어 수신되는 생체 정보와 스케줄 항목에 대한 스트레스 지수 이력값을 참조하여 해당 스케줄 항목에 대한 스트레스 지수가 변동된 경우 관심 정보를 생성함으로써 학부모, 교사 등의 주의를 환기하거나 경각심을 유발할 수 있고, 피검자와의 상담 자료로 활용할 수 있도록 하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적성 검사 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 전송기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적성 정보 생성기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄 정보 및 스트레스 지수 산출 결과를 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄 항목별로 스트레스 지수 이력 그래프를 예시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 방법을 나타낸 순서도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 명세서에 기재된 "…기", "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적성 검사 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 전송기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적성 정보 생성기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄 정보 및 스트레스 지수 산출 결과를 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄 항목별로 스트레스 지수 이력 그래프를 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 적성 검사 시스템은 생체 정보 전송기(110), 스케줄 관리기(120), 적성 정보 생성기(130) 및 통신 단말(140)을 포함하여 구성될 수 있고, 각 구성요소는 통신망을 통해 상호 연결될 수 있다.

생체 정보 전송기(110)는 피검자(예를 들어, 학생)로부터 측정한 생체 정보(예를 들어, 생체 전위 신호, 맥박수 등 중 하나 이상)를 통신망을 통해 적성 정보 생성기(130)로 전송한다.

생체 정보 전송기(110)는 실시간 또는 미리 지정된 주기에 따라 생체 정보를 측정하여 적성 정보 생성기(130)로 전송할 수 있다.

생체 정보 전송기(110)의 구성이 도시된 도 2를 참조하면, 생체 정보 전송기(110)는 측정부(210), 데이터 변환부(220), 전송부(230) 및 전원부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.

측정부(210)는 피검자의 신체에 접촉되어 생체 전위 신호 및/또는 맥박수 등의 생체 정보를 측정한다.

측정부(210)는 예를 들어 심장 활동에 관한 생체 전위 신호를 감지하도록 심장 부근에 부착되는 전극 패치를 포함하여 구성될 수 있다. 또는, 생체 정보 전송기(110)가 의복 형태로 구현되어, 피검자가 의복을 착용한 경우 전극 패치가 피검자의 심장 부근에 위치하도록 할 수도 있을 것이다.

측정부(210)에 의해 감지된 생체 전위 신호는 전송부(230) 등을 통해 적성 정보 생성기(130)로 제공되어 예를 들어 심전도 파형으로 해석될 수 있을 것이다. 심장 활동을 측정하기 위해 전극 패치를 포함하여 구성되는 측정부(210)의 구성 및 동작 원리 등은 본 출원인의 앞선 등록특허 제0964286호(심장 활동 측정 방법 및 시스템)에 상세히 기술되어 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이러한 측정부(210)를 이용하여 생체 전위 신호의 감지 뿐 아니라 피검자의 맥박수에 관한 정보를 추가적으로 얻을 수 있을 것이다.

또한 측정부(210)는 예를 들어 손목시계 형태로 구성된 생체 정보 전송기(110)에서 피검자의 소정 시간 동안의 맥박수를 측정하도록 구성된 구성요소일 수 있다.

데이터 변환부(220)는 측정부(210)에 의해 측정된 생체 정보를 통신망을 통해 전송하기 위한 생체 정보 데이터로 변환하여 출력한다.

전송부(230)는 데이터 변환부(220)에 의해 변환된 생체 정보 데이터를 통신망을 통해 적성 정보 생성기(130)로 전송한다.

전송부(230)를 통해 적성 정보 생성기(130)로 전송되는 생체 정보 데이터 내에는 해당 데이터가 어떤 피검자의 것인지를 식별하도록 하기 위한 식별자(예를 들어, 생체 정보 전송기(110)의 식별코드, 피검자 주민등록번호 등 중 하나 이상)가 포함될 수 있다.

전송부(230)가 광역 통신망을 통해 직접 적성 정보 생성기(130)로 생체 정보 데이터를 전송하도록 구현될 수도 있으나, 근거리 통신 기능(예를 들어, 블루투쓰 통신, 지그비 통신 등)만을 구비하도록 구현될 수도 있다. 만일 전송부(230)가 근거리 통신 기능만을 구비하는 경우라면, 생체 정보 전송기(110)는 예를 들어 근거리 통신 방식으로 통신 연결된 통신 단말(140)이나 중계기 등으로 생체 정보 데이터를 전송하고, 통신 단말(140)이나 중계기 등이 생체 정보를 적성 정보 생성기(130)로 전송하도록 구현될 수도 있다.

전원부(240)는 생체 정보 전송기(110)에 포함된 각 구성요소의 동작 전원을 제공한다.

다시 도 1을 참조하면, 스케줄 관리기(120)는 피검자의 스케줄 정보, 즉 스케줄 항목들(예를 들어, 학습 과목 이름 등)과 각 스케줄 항목에 대한 시간 정보(예를 들어, 특정 학습 과목에 대한 학습 시간)를 등록하여 관리한다.

스케줄 관리기(120)는 관리하는 스케줄 정보를 미리 지정된 주기마다 적성 정보 생성기(130)로 전송하거나, 관리자 또는 적성 정보 생성기(130)의 요청에 따라 적성 정보 생성기(130)로 전송한다.

스케줄 관리기(120)가 적성 정보 생성기(130)로 전송하는 스케줄 정보 내에는 해당 정보가 어떤 피검자의 것인지를 식별하도록 하기 위한 식별자(예를 들어, 생체 정보 전송기(110)의 식별코드, 피검자 주민등록번호 등 중 하나 이상)가 포함될 수 있다.

도 1에는 스케줄 관리기(120)가 독립된 구성요소인 것처럼 도시되었으나, 스케줄 관리기(120)는 피검자, 학부모 또는 담당 교사가 이용하는 통신 단말(140)의 일 구성요소로 포함될 수도 있다. 물론, 피검자 등이 적성 정보 생성기(130)에 접속하여 스케줄 정보를 입력하는 경우라면 스케줄 관리기(120)는 적성 정보 생성기(130)의 일 구성요소로 포함될 수도 있다.

적성 정보 생성기(130)는 생체 정보 전송기(110)로부터 수신된 생체 정보 데이터와, 스케줄 관리기(120)로부터 수신된 스케줄 정보를 이용하여 스트레스 지수를 산출하고 해당 피검자의 적성 정보 및 관심 정보 등을 생성한다.

적성 정보 생성기(130)의 구성이 도시된 도 3을 참조하면, 적성 정보 생성기(130)는 수신부(310), 스트레스 산출부(320), 적성 정보 생성부(330), 관심 정보 생성부(340), 보고 데이터 생성부(350) 및 저장부(360)를 포함하여 구성될 수 있다.

수신부(310)는 통신망을 통해 생체 정보 전송기(110)로부터 생체 정보 데이터를 수신하고, 스케줄 관리기(120)로부터 스케줄 정보를 수신한다.

스트레스 산출부(320)는 생체 정보 전송기(110)로부터 수신된 생체 정보를 이용하여 스트레스 지수를 산출한다.

스트레스 지수는 도 4의 (b)에 예시된 바와 같이 각각의 스케줄 항목에 부합되도록 생성되고 저장부(360)에 저장되어 관리될 수 있으며, 산출된 스트레스 지수를 일정 기간 동안 평균한 평균 데이터, 소정의 기간 단위로 스트레스 지수의 변화 추이를 판별하기 위한 비교 데이터 등 중 하나 이상이 더 생성되어 저장부(360)에 저장될 수 있다.

스트레스 지수는 예를 들어, 생체 정보 데이터를 이용하여 생성된 심전도 파형이나 심박수 정보를 이용하여 산출될 수 있다.

스트레스(stress)는 인체의 신진대사에 변화를 가져오게 되며 이는 호르몬이나 심혈관계의 비정상적인 변화로 나타난다. 선행 논문 "Effects of Mental Stress on Myocardial Blood Flow and Vasomotion in Patients with Coronary Artery Disease", 선행 논문 "Relationship between left ventricular mass and hemodynamic response to physical and physical stress" 및 선행 논문 "Mental Stress-Induced Increase in Blood Pressure IS Not Related to Baroreflex Sensitivity in Middle-Aged Healthy Men" 등에서는 수학 연산과 같은 스트레스를 부여할 때에 심박수, 혈압 등의 변화와 같이 심혈관계에 영향을 미침이 설명되고 있다.

스트레스와 같은 자극에 대하여 인체는 자율신경계의 변화로 반응을 보이게 되는데 이러한 변화를 비혈관적인 방법으로 측정하기 위해서 심박수변이도(HRV, Heart Rate Variability)에 대한 연구들이 행해지고 있다.

심박 간격은 심전도 또는 맥파 파형의 피크간 간격을 의미하는 것으로, 측정한 시간 동안의 심박 간격의 변화 그래프를 심박간격변이도(RRV, R-R Interval Variability)라고 부르며 문헌에 따라서는 주기 길이 변이도(CLV, Cycle Length Variability), 심박수변이도(HRV: Heart Rate Variability)등으로 불리기도 한다.

일반적으로 이러한 심박수변이도 시계열에서 추출 가능한 잘 알려진 분석지표들에는 심박수(HR, Heart Rate), 표준편차(SDNN, Standard Deviation of Normal R-Normal R intervals), 저주파수 영역의 절대전력(LF, Low Frequency), 고주파수 영역의 절대전력(HF, High Frequency), 고주파수 영역에 대한 저주파수 영역의 절대전력비율(LF/HF), 확률분포가 퍼진 정도(HRV-Index, Heart Rate Variability-Index) 등이 있다.

HRV 신호는 각종 심혈관계 질환의 예측 등에도 널리 사용되는 신호로서, 심전도로부터 HRV 신호로 재구성한 후 주파수 분석 방법을 적용하고, 아래의 표 1에 보이는 바와 같이 주파수(frequency) 분석에서 나타나는 성분들의 변화로 자율신경계의 교감/부교감 신경의 활동 정도를 알 수 있다. HRV 신호로부터 자율신경계의 활동은 관찰하기 위해서는 저주파(LF, low frequency), 중간 주파(MF, middle frequency), 그리고 고주파(HF, high frequency) 영역으로 나누어 주파수 영역의 비를 이용한다.

주파수 성분	주파수 영역	기전
LF	0.01 ~ 0.08Hz	주로 교감 신경의 활동을 나타내고, 정신적 스트레스 시에 활동량이 증가
MF	0.08 ~ 0.15Hz	교감 및 부교감 신경 모두의 활동을 나타내고, 부교감 신경활동이 더 우세하게 나타남
HF	0.15 ~ 0.5Hz	주로 부교감 신경에 의한 활동을 나타내고, 정서적 안정 시에 활동량이 증가

선행논문 "Neuroendocrine Responses to Psychological Stress in Adolescents with Anxiety Disorder"과 선행논문 "The Effects of Emotions on Short-Term Power Spectrum Analysis of Heart Rate Variability"에 따르면 사용자가 정신적인 집중을 요하는 시간이나 외부환경으로의 자극을 받을 때는 LF 성분이 증가하여 LF/HF 값이 증가함을 보였고, 감정상태의 변화를 유발한 다음 HRV신호를 측정하여 그 변화를 관찰하여 나쁜 감정상태에서는 LF/HF 값이 증가하고 좋은 감정상태에서는 MF/(LF+HF) 값이 증가한다고 발표하고 있다.

즉, 스트레스 산출부(320)는 HRV 신호의 주파수 영역의 비를 산출하여 LF/HF 값이 증가할 경우에는 나쁜 감정상태로서 스트레스가 많다는 것으로 분석할 수 있고, MF/(LF+HF) 값이 증가할 경우에는 좋은 감정상태로서 상대적으로 스트레스가 적은 것으로 분석할 수 있을 것이다.

스트레스 산출부(320)는 심전도 파형의 분석 결과에 따른 스트레스 지수를 예를 들어, 높음/중간/낮음 등의 형태로 산출할 수도 있으며, LF/HF 값 및 MF/(LF+HF) 값의 분석 결과에 따라 0점 내지 100점 중 임의의 수치 값으로 산출할 수도 있을 것이다.

또한, 스트레스 산출부(320)는 생체 정보 데이터에 포함된 심박수 정보를 참조하여 하기 표 2에 제시된 바와 같이 스트레스 지수를 산출할 수도 있다.

심박수	스트레스 지수
70~80회/분	낮음
60~70회/분, 80~90회/분	중간
60회 이하/분, 90회 이상/분	높음

물론, 스트레스 산출부(320)는 앞서 설명한 생체 전위 신호를 이용한 방식과 심박수를 이용한 방식 각각에 가중치를 부여하여 합산하는 방식으로 스트레스 지수를 산출할 수도 있을 것이다. 이외에도, 스트레스 산출부(320)가 수신한 생체 정보 데이터를 이용하여 스트레스 지수를 산출하는 방법은 다양할 수 있으며, 스트레스 지수가 산출될 수 있는 방식이라면 적용 가능한 방식은 제한되지 않는다.

적성 정보 생성부(330)는 스케줄 관리기(120)로부터 수신된 스케줄 정보와 스트레스 산출부(320)에 의해 생성된 스트레스 지수를 이용하여 피검자에 대한 적성 정보를 생성한다. 이때, 스트레스 산출부(320)에 의해 산출된 스트레스 지수를 이용하여 산출된 소정 기간 동안의 평균 데이터, 비교 데이터, 스트레스 지수 이력 데이터 등이 이용될 수도 있다.

적성 정보 생성기(130)가 통신 단말(140) 또는/및 스케줄 관리기(120)로부터 각 스케줄 항목에 부합하는 학업 성적 정보를 더 제공받는다면, 적성 정보 생성부(330)는 적성 정보를 생성함에 있어 스트레스 지수뿐 아니라 학업 성적 정보를 더 고려하여 적성 정보를 생성할 수도 있을 것이다.

도 4에는 스케줄 정보 및 스트레스 지수 산출 결과가 예시되어 있다.

도 4의 (b)에 예시된 바와 같이, 스트레스 산출부(320)는 임의의 시각에 수신된 생체 정보 데이터를 이용하여 스트레스 지수를 산출하여 스케줄 관리기(120)에서 생성된 스케줄 정보(즉, 스케줄 항목에 대한 시간 정보)에 부합하도록 저장부(360)에 저장 관리할 수 있다.

저장부(360)에 저장 관리되는 스트레스 지수는 예를 들어 해당 시간대에 1회만 생체 정보 데이터가 수신된다면 해당 생체 정보 데이터를 이용하여 산출된 정보일 수 있으며, 해당 시간대에 복수의 생체 정보 데이터가 수신된다면 해당 생체 정보 데이터들에 따른 스트레스 지수의 평균값일 수 있다.

예를 들어 임의의 피검자에 대해 월요일 오전 9시 20분에 수신된 생체 정보 데이터를 이용하여 산출한 스트레스 지수 "높음"에 해당하는 경우, 해당 시간의 스케줄 항목(즉, 영어)을 스케줄 정보를 이용하여 확인하여, 해당 스케줄 항목과 산출된 스트레스 지수가 매칭되도록 저장부(360)에 저장되도록 한다.

그리고, 이와 같은 과정이 일정 기간 동안 반복된다면 동일한 스케줄 항목에 대한 스트레스 지수의 이력 관리가 가능해질 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (a)에 도시된 스케줄 정보 중 스케줄 항목 "영어"에 대한 일주일간의 스트레스 지수 이력은 높음(월), 높음(화), 높음(수), 높음(목), 높음(금)임을 확인할 수 있고, 이를 통해 피검자가 영어라는 과목에 대한 스트레스가 높게 지속적으로 유지됨을 인식할 수 있다.

도 5에는 각 측정 회차에서 각 스케줄 항목에 부합되도록 산출된 점수 형태의 스트레스 지수를 연결한 스트레스 지수 이력 그래프가 예시되어 있다.

도 5를 참조하면, 영어 과목의 경우 스트레스 지수가 높음 영역에 대부분 위치하고 있고, 수학 과목의 경우 스트레스 지수가 중간 영역에 대부분 위치하고 있고, 음악 과목의 경우 스트레스 지수가 낮음 영역에 대부분 위치하고 있음을 확인할 수 있다.

이를 통해, 해당 피검자는 영어 과목 등의 어문학 분야의 학습에 어려움을 많이 느끼거나 소질이 없다고 유추할 수 있는 반면, 음악 과목 등의 학습에 스트레스를 별로 느끼지 않으며 많은 관심을 가지고 있거나 소질이 있는 것으로 유추할 수 있다.

따라서, 해당 피검자의 적성 정보로서 전공은 예체능계, 직업은 음악가 등을 제시할 수 있을 것이다.

물론, 앞서 설명한 바와 같이, 해당 피검자에 대해 과목별 성적 데이터가 더 수신된다면 적성 정보를 생성함에 있어 스트레스 지수뿐 아니라 스케줄 항목에 따른 점수를 더 고려함으로써 적성 정보를 생성할 수도 있다.

예를 들어, 스트레스 지수가 높은 영어나 낮은 음악의 경우 학업 성적이 낮은 것으로 파악되면, 영어 과목에 대해서는 소질이 없거나 학습 난이도에 적응하지 못하는 것으로 해석할 수 있고, 음악 과목에 대해서는 관심이 없는 것으로 해석할 수 있을 것이다. 그러나, 스트레스 지수가 중간 정도인 수학의 경우 학업 성적이 우수한 것으로 파악되면, 해당 스트레스 지수가 연산 과정에서의 일반적인 스트레스 지수보다 낮거나 유사한 수준으로 해석되면 수리 분야의 직업 등을 적성 정보로서 제공할 수도 있을 것이다.

다시 도 3을 참조하면, 관심 정보 생성부(340)는 피검자로부터 측정되어 수신되는 생체 정보 데이터를 이용하여 임의의 스케줄 항목에 대해 산출된 스트레스 지수 비교값(예를 들어, 최근 5회 측정의 평균값 등)과 해당 스케줄 항목에 대한 스트레스 지수 이력값(예를 들어, 산출된 스트레스 지수를 일정 기간 동안 평균한 평균 데이터, 소정의 기간 단위로 스트레스 지수의 변화 추이를 판별하기 위한 비교 데이터 등 중 하나 이상)을 참조하여 해당 스케줄 항목에 대한 스트레스 지수가 급변한 경우(예를 들어, 특정 스케줄 항목에 대해 스트레스 지수 이력값과 비교하여 최근 스트레스 지수가 급증 또는 급감한 추세를 보이는 경우 등), 관심 정보를 생성한다.

예를 들어, 스트레스 지수 이력값에 따를 때 국어 과목의 스트레스 지수가 낮음 영역에 지속적으로 머물러 있거나 그 평균값이 낮음 영역에 존재하였으나, 최근 소정 측정 횟수의 스트레스 지수가 지속적으로 높음 수준에 머무르거나 그 평균값이 높음 수준으로 급변한 경우 관심 정보가 생성될 수 있을 것이다.

생성된 관심 정보는 학부모, 교사 등의 주의를 환기하거나 경각심을 유발하기 위한 용도로 이용되거나, 피검자와의 상담 자료로 활용하기 위한 용도 등으로 이용할 수 있다.

보고 데이터 생성부(350)는 적성 정보 생성부(330)에 의해 생성된 적성 정보 및 관심 정보 생성부(340)에 의해 생성된 관심 정보 중 하나 이상을 포함하는 보고 데이터를 생성한다.

생성된 보고 데이터는 피검자 등이 통신 단말(140)을 이용하여 적성 정보 생성기(130)에 통신망을 통해 접속하여 확인하거나, 적성 정보 생성기(130)에 구비된 전송부(도시되지 않음)에서 통신망을 통해 피검자 등의 통신 단말(140)로 전송될 수 있을 것이다.

저장부(360)는 생체 정보 전송기(110)로부터 수신된 생체 정보 데이터, 스트레스 산출부(320)에 의해 산출된 스트레스 지수, 산출된 스트레스 지수를 일정 기간 동안 평균한 평균 데이터, 소정의 기간 단위로 스트레스 지수의 변화 추이를 판별하기 위한 비교 데이터, 적성 정보 생성부(330)에 의해 생성된 적성 정보, 관심 정보 생성부(340)에 의해 생성된 관심 정보 등 중 하나 이상을 저장한다.

통신 단말(140)은 통신망 접속 기능을 구비한 통신 장치로서 예를 들어 스마트폰, 타블렛 PC, 디지털 TV, 퍼스널 컴퓨터 등이 이에 해당될 수 있다.

피검자, 학부모, 교사 등은 각자 보유한 통신 단말(140)을 이용하여 스케줄 관리기(120) 또는/및 적성 정보 생성기(130)에 접속하여 스케줄 정보, 학업 성적 정보 등 중 하나 이상을 입력하거나 스케줄 관리기(120) 등으로 스케줄 정보 등을 전송할 수 있으며, 적성 정보 생성기(130)로부터 보고 데이터를 수신하거나 적성 정보 생성기(130)에 접속하여 생성된 보고 데이터를 열람할 수 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 방법을 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하면, 단계 610에서 적성 정보 생성기(130)는 임의의 피검자에 대해 생체 정보 전송기(110)로부터 생체 정보 데이터를 수집하고, 또한 스케줄 관리기(120)로부터 스케줄 정보를 수집한다. 생체 정보 데이터의 수집과 스케줄 정보의 수집은 동일한 절차 내에서 수행될 수도 있으나, 생체 정보 데이터의 수집 주기와 스케줄 정보의 수집 주기가 상이한 경우 각각 상이한 시점에서 해당 정보들이 수집될 수도 있다.

단계 620에서 적성 정보 생성기(130)는 수집된 스케줄 정보에 포함된 각 스케줄 항목에 부합되도록 수집된 생체 정보 데이터를 이용한 스트레스 지수를 산출한다.

단계 630에서 적성 정보 생성기(130)는 산출된 스트레스 지수를 이용하여 적성 정보를 생성한다. 적성 정보는 예를 들어 스트레스 지수가 상대적으로 낮은 스케줄 항목에 부합하는 전공분야, 직종분야 등 중 하나 이상에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 적성 정보 생성기(130)가 통신 단말(140) 및/또는 스케줄 관리기(120) 등으로부터 스케줄 항목에 대한 학업 성적 정보를 더 수신하는 경우, 적성 정보 생성기(130)는 학업 성적 정보를 더 고려하여 적성 정보를 생성할 수도 있을 것이다.

단계 640에서 적성 정보 생성기(130)는 임의의 스케줄 항목에 상응하도록 소정의 기간에 대해 산출된 스트레스 지수 비교값(예를 들어, 최근 5회 측정의 평균값 등)가 저장부(360)에 미리 저장된 스트레스 지수 이력값(예를 들어, 산출된 스트레스 지수를 일정 기간 동안 평균한 평균 데이터, 소정의 기간 단위로 스트레스 지수의 변화 추이를 판별하기 위한 비교 데이터 등 중 하나 이상)에 비해 급변하였는지 여부를 판단한다.

스트레스 지수가 스트레스 지수 이력값에 비해 급등하는 경우(즉, 학부모 등의 주의를 환기시키고 관심을 기울여야 하는 경우)로는 예를 들어 학습 난이도가 증가하여 수업에 열중할 수 없는 경우, 급우들과 문제가 발생하여 학습 시간 내에 집중할 수 없는 경우, 수업 준비가 불충분하여 학습 효율이 나쁜 경우 등이 이에 해당될 수 있을 것이다.

스트레스 지수가 스트레스 지수 이력값에 비해 급락하는 경우(즉, 피검자에게 칭찬이 필요한 경우 또는 학부모 등의 주의를 환기시키고 관심을 기울여야 하는 경우)로는 예를 들어 학습에 재미를 느끼기 시작한 경우, 학습 난이도를 적응하기에 문제가 없는 경우, 수업 내용 자체에 무관심해진 경우 등이 이에 해당될 수 있을 것이다.

단계 640의 판단 결과로 임의의 스케줄 항목에 상응하도록 소정의 기간에 대해 산출된 스트레스 지수가 미리 저장된 스트레스 지수 이력값에 비해 급변한 경우라면, 적성 정보 생성기(130)는 단계 650에서 해당 스케줄 항목에 상응하는 관심 정보를 생성한다. 관심 정보에는 예를 들어 해당 스케줄 항목의 명칭, 스트레스 지수의 변동에 관한 정보 등 중 하나 이상이 포함될 수 있다.

이어서, 단계 660에서 적성 정보 생성기(130)는 생성된 적성 정보 및 관심 정보 중 하나 이상을 포함하는 보고 데이터를 생성하고, 통신망을 통해 통신 단말(140)로 전송한다.

이제까지 도 1 내지 도 6을 참조하여 적성 검사 및/또는 관심 정보의 생성을 위한 생체 정보의 예시로서 생체 전위 신호 및/또는 맥박수를 중심으로 설명하였으나, 활용 가능한 생체 정보에는 생체 전위 신호, 맥박수, 혈압, 뇌파, 체온 등 중 하나 이상의 정보가 이용될 수 있다.

또한, 보다 정확한 스트레스 지수의 산출을 위해 생체 정보 전송기(110) 내에 주변 온도, 습도, 소음 및 이산화탄소량 중 하나 이상을 센싱하기 위한 센서부가 더 포함될 수 있으며, 센싱된 주변 환경에 대한 정보는 생체 정보 데이터 내에 포함되어 적성 정보 생성기(130)로 제공될 수도 있다.

주변 환경에 대한 정보가 추가적으로 제공되면, 적성 정보 생성기(130)는 적성 정보의 생성을 위해 피검자의 스트레스 지수를 고려하는 과정에서, 스트레스 산출부(320)에 의해 산출된 스트레스 지수에 주변 환경에 따른 영향을 가감한 수정 스트레스 지수를 산출하고 수정 스트레스 지수를 이용한 적성 정보를 생성할 수도 있을 것이다.

예를 들어, 피검자로부터 측정된 생체 정보에 따른 스트레스 지수가 70점으로 나타나고, 고온 다습한 날씨에 따른 환경 영향 점수가 40점으로 나타난 경우, 스트레스 산출부(320)는 피검자에 대한 수정 스트레스 지수를 30점으로 재산출할 수도 있을 것이다. 온도, 습도 등의 주변 환경에 따른 환경 영향 점수는 미리 설정되어 저장부(360)에 저장될 수 있음은 당연하다.

상술한 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 방법은 디지털 처리 장치에 내장되거나 설치된 프로그램 등에 의해 시계열적 순서에 따른 자동화된 절차로 수행될 수도 있음은 당연하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 디지털 처리 장치가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 디지털 처리 장치에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 상기 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 생체 정보 전송기 120 : 스케줄 관리기
130 : 적성 정보 생성기 140 : 통신 단말
210 : 측정부 220 : 데이터 변환부
230 : 전송부 240 : 전원부
310 : 수신부 320 : 스트레스 산출부
330 : 적성 정보 생성부 340 : 관심 정보 생성부
350 : 보고 데이터 생성부 360 : 저장부

Claims (13)

1. 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 장치에 있어서,
   생체 정보 전송기로부터 생체 정보 데이터를 제공받고, 스케줄 관리기로부터 스케줄 정보를 제공받는 수신부;
   상기 생체 정보 데이터를 이용하여 스트레스 지수를 산출하고, 상기 생체 정보 데이터를 제공받은 시각에 부합하는 시간 정보를 가지는 상기 스케줄 정보 내의 스케줄 항목에 상응하도록 상기 산출된 스트레스 지수를 관리하는 스트레스 산출부;
   상기 스트레스 산출부에 의해 산출된 스트레스 지수를 저장하는 저장부; 및
   각 스케줄 항목에 상응하도록 상기 저장부에 저장된 스트레스 지수를 참조하여 미리 지정된 기준에 따른 적성 정보를 생성하는 적성 정보 생성부를 포함하는 적성 정보 생성 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 수신부가 상기 스케줄 관리기 및 통신 단말 중 하나 이상으로부터 하나 이상의 스케줄 항목에 대한 학업 성적 정보를 더 제공받는 경우,
   상기 적성 정보 생성부는 상기 학업 성적 정보를 더 참조하여 상기 적성 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 적성 정보 생성 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   임의의 스케줄 항목에 상응하도록 상기 저장부에 미리 저장된 스트레스 지수를 이용하여 산출된 스트레스 지수 비교값이 스트레스 지수 이력값에 비해 미리 지정된 임계값 이상 변동된 경우 이에 상응하는 관심 정보를 생성하는 관심 정보 생성부를 더 포함하는 적성 정보 생성 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 생체 정보 데이터를 생성하기 위해 피검자로부터 측정되는 생체 정보는 생체 전위 신호, 맥박수, 혈압, 뇌파 및 체온 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 적성 정보 생성 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 저장부가 환경 영향 점수를 산출하기 위한 기준 정보를 더 저장한 경우,
   상기 스트레스 산출부는 상기 생체 정보 전송기로부터 더 제공받은 주변 온도, 습도, 소음 및 이산화탄소량 중 하나 이상에 대한 환경 정보를 상기 기준 정보를 이용하여 환경 영향 점수를 산출하고, 상기 생체 정보 데이터를 이용하여 산출한 원시 스트레스 지수에 상기 환경 영향 점수를 적용하여 상기 스트레스 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 적성 정보 생성 장치.
   
7. 적성 정보 생성 장치에서 수행되는 생체 정보를 이용한 적성 정보 생성 방법에 있어서,
   생체 정보 전송기로부터 제공받은 생체 정보 데이터를 이용하여 스트레스 지수를 산출하는 단계;
   스케줄 관리기로부터 제공받아 미리 저장한 스케줄 정보를 참조하여, 상기 생체 정보 데이터를 제공받은 시각에 부합하는 시간 정보를 가지는 상기 스케줄 정보 내의 스케줄 항목에 상응하도록 상기 산출된 스트레스 지수를 저장 영역에 저장하는 단계; 및
   각 스케줄 항목에 상응하도록 상기 저장 영역에 저장된 스트레스 지수를 참조하여 미리 지정된 기준에 따른 적성 정보를 생성하는 단계를 포함하는 적성 정보 생성 방법.
   
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,
   상기 적성 정보를 생성하는 단계는,
   상기 스케줄 관리기 및 통신 단말 중 하나 이상으로부터 하나 이상의 스케줄 항목에 대한 학업 성적 정보를 제공받는 단계; 및
   상기 산출된 스트레스 지수 및 상기 학업 성적 정보를 참조하여 상기 적성 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적성 정보 생성 방법.
   
10. 제7항에 있어서,
    임의의 스케줄 항목에 상응하도록 상기 저장 영역에 저장된 스트레스 지수를 이용하여 스트레스 지수 비교값 및 스트레스 지수 이력값을 각각 산출하는 단계; 및
    상기 스트레스 지수 비교값이 상기 스트레스 지수 이력값에 비해 미리 지정된 임계값 이상 변동된 경우 이에 상응하는 관심 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 적성 정보 생성 방법.
    
11. 제7항에 있어서,
    상기 생체 정보 데이터를 생성하기 위해 피검자로부터 측정되는 생체 정보는 생체 전위 신호, 맥박수, 혈압, 뇌파 및 체온 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 적성 정보 생성 방법.
    
12. 제7항에 있어서,
    상기 저장 영역에 환경 영향 점수를 산출하기 위한 기준 정보가 저장되는 단계;
    상기 생체 정보 전송기로부터 주변 온도, 습도, 소음 및 이산화탄소량 중 하나 이상에 대한 환경 정보를 제공받는 단계; 및
    상기 기준 정보를 이용하여 상기 환경 정보에 대한 환경 영향 점수를 산출하는 단계를 더 포함하되,
    상기 스트레스 지수는 상기 생체 정보 데이터를 이용하여 산출된 원시 스트레스 지수에 상기 환경 영향 점수가 적용되어 산출되는 것을 특징으로 하는 적성 정보 생성 방법.
    
13. 제7항, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 적성 정보 생성 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 판독되고 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 기록된 기록매체.

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