KR101424124B1 - 터치 패드를 이용한 동물 행동 감지 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치패드를 이용하여 동물의 행동을 감지하는 장치에 관한 것이다. 행동 감지 장치는 분석 대상 동물이 거주하는 공간(우리)에 특정한 간격으로 다수의 터치패드를 배치하고, 터치패드에서 감지된 신호를 외부로 전송하는 터치패드 컨트롤러;를 구비한다.
본 발명에 따른 행동 감지 장치 및 이를 이용한 행동 분석 장치는 기존 방식에 비교하여 정확하게 동물의 행동량 및 다양한 행동 패턴을 구별할 수 있다.
본 발명에 따른 행동 감지 장치 및 이를 이용한 행동 분석 장치는 기존 방식에 비교하여 정확하게 동물의 행동량 및 다양한 행동 패턴을 구별할 수 있다.
Description
본 발명은 터치패드를 이용하여 동물의 행동을 감지하는 기술에 관한 것으로, 특히 동물의 행동 및 다양한 행동 패턴을 구별할 수 있도록 한 터치패드를 이용한 동물 행동 감지 장치에 관한 것이다.
의료기기 및 약물 개발 시에 사람을 대상으로 임상 시험하기 전에 쥐와 같은 동물을 대상으로 전임상 시험을 진행하게 된다. 즉, 동물을 대상으로 하는 전임상 시험은 의료기기 및 약물이 사람에게 신경생물학, 심리학, 정신약물학, 생리학적으로 줄 수 있는 영향을 예측하기 위한 목적으로 진행되는 것으로 의료기기 및 약물 개발 시에 진행되어 진다.
이러한 동물 행동 연구는 동물들의 행동에 대한 많은 이해를 가져올 수 있을 뿐만 아니라 동물 행동에 영향을 끼치는 환경 요인, 약물 또는 신경조절에 대하여 이해함으로써, 사람에게 끼칠 영향을 예측할 수 있게 한다.
그 중에서, 운동 행동(locomotor activities)에 관한 연구는 동물들의 행동 상태를 특징화하고, 정량화할 수 있도록 한다. 특히, 동물 행동에 있어서 동물의 움직임은 동물 몸체의 다양한 부분의 반복적인 운동 비율을 설명하고, 운동은 동물들의 공간적인 위치 안에서의 총체적인 변화를 설명한다.
이러한 동물 행동을 연구하기 위한 종래의 기술로서 적외선 포토빔 시스템(infrared photobeam system)과 비디오 트랙킹 시스템(vidio tracking system)등이 보편적으로 사용되고 있다. 상기 두 시스템은 동물들이 이동함에 있어서 이동 자취를 기록할 수 있다는 장점을 갖는다. 하지만, 상기 두 시스템은 동물들의 다양한 행동 유형을 구별해낼 수 없으며, 특히 비디오 트랙킹 시스템의 경우에는 동물들의 이동자취 분석을 위해 복잡하면서도 고가인 디코딩 프로그램(decoding programs)이 필요하다는 문제점이 있다.
다른 종래의 기술로서 동물의 움직임을 초음파, 진동등과 같은 방법을 사용하여 분석하는 시스템도 제안되었으나, 이런 방식은 외부의 진동, 초음파가 있을 경우에 제대로 감지할 수 없는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 동물들의 다양한 행동 유형을 구별하기 위해서, 분석하고자하는 동물의 우리(케이지)의 바닥에 LCD 터치 스크린에 적용되고 있는 기술과 유사한 터치패드를 설치하고, 동물의 움직임에 따라 터치되는 센서의 개수, 모양 및 시간 등의 정보를 사용하여 행동을 분석함으로써 정확한 측정을 할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 동물이 약물 등의 영향으로 움직임이 없을 경우에는 분석하기 어려운 점을 보완하기 위하여 동물의 뇌파를 측정하는 패드를 부가하여 동물의 움직임에 의해 발생되는 뇌파와 터치패드 신호를 사용하여 동물의 행동 분석을 좀 더 정확하게 할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 터치패드를 이용한 동물 행동 감지 장치는, 동물의 행동을 분석하기 위하여 분석하고자 하는 동물의 우리(Cage : 케이지) 바닥에 설치되고, 분석하고자 하는 동물보다 크기가 작은 다수의 터치 전극을 가지고 있는 터치패드; 상기 터치패드의 신호를 전송하는 터치패드 컨트롤러; 및 상기 터치패드 컨트롤러와 정보를 송수신하면서 동물 행동을 분석할 수 있는 행동분석 장치;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패드를 이용한 동물 행동 감지 장치는, 상기 터치패드; 터치패드 컨트롤러; 및 행동분석 장치;에 동물의 뇌파를 측정 및 분석할 수 있는 뇌파 측정 장치가 더 포함된다.
본 발명에 따른 행동 감지 장치는 동물 우리(케이지)의 바닥에 설치되어 동물의 움직임에 따라 동물의 발 혹은 몸체가 다수의 터치 패드의 전극에 접촉이 되면, 터치패드 컨트롤러는 감지 신호를 외부로 전송하게 되며, 행동분석 장치는 이 정보를 분석하여 동물의 이동 및 행동을 감지할 수 있다. 행동분석 장치에서는 터치되는 전극의 개수, 터치되는 전극 배치 모양, 터치되는 전극의 순서 및 터치되는 전극의 시간을 계산하고, 이들 정보를 이용하여 이동속도, 이동량, 행동 유형 등의 동물 행동을 예측 분석할 수 있다. 이는 영상, 진동, 및 초음파를 이용한 장치에 비하여 구조가 간단하고 비교적 저렴하게 구성될 수 있으며, 정확하게 행동 패턴을 구별할 수 있는 장점이 있다. 상기 발명은 동물이 움직임이 있을 경우에는 정확하게 분석할 수 있는 장점이 있는데, 움직임이 없을 경우에는 분석의 어려움이 있으므로 뇌파 및 영상 장치 등을 추가하여 구성하는 경우에는 더욱더 정확하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 동물 행동 감지 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에서 터치패드에 대한 상세 구성도이다.
도 3의 (a),(b)는 터치 전극의 패턴에 따른 행동분석의 일실시예이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 터치패드 장치에 뇌파 기능이 추가된 개략도이다.
도 2는 도 1에서 터치패드에 대한 상세 구성도이다.
도 3의 (a),(b)는 터치 전극의 패턴에 따른 행동분석의 일실시예이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 터치패드 장치에 뇌파 기능이 추가된 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치패드를 이용한 동물 행동 감지 장치의 개략도로서 이에 도시한 바와 같이, 동물 우리(110)의 밑면에 다수의 터치 전극을 가진 터치패드(120)를 설치하고, 터치패드(120)를 조절하고 신호를 감지하여 정보를 외부로 전송하는 터치패드 컨트롤러(130), 및 상기 터치패드(120)의 감지 정보로부터 행동을 분석하는 행동분석 장치(140);를 포함한다.
도 1을 참조하면, 동물 우리(110) 내에 행동 분석 대상의 동물(150)이 움직여, 상기 동물(150)의 발과 같은 몸체의 부위가 터치패드의 전극에 닿게 되면, 터치패드(120)의 전극의 전기 신호가 변화하게 되고, 이를 터치패드 컨트롤러(130)가 감지하여 행동분석 장치(140)로 전송하게 되며, 행동분석 장치(140)는 터치 되는 전극의 개수, 터치되는 전극의 패턴, 터치되는 전극의 순서 및 터치되는 전극의 시간 등을 계산하고, 이 정보를 이용하여 행동을 분류하게 된다. 여기서 행동분석 장치(140)는 일반적으로 컴퓨터, 휴대형 단말기, 스마트폰과 같이 계산 및 디스플레이 가지고 있는 장치로 구성되어 질 수 있다.
도 2는 행동감지 장치(200)의 터치패드에 대한 상세 구성도로서, 다수의 터치 전극이 배열 형태로 배치되어 구성된 터치패드(210), 상기 다수의 터치 전극으로 부터 신호를 받아서 행동분석 장치(230)로 정보를 전송하는 기능을 수행하는 터치패드 컨트롤러(220), 상기 터치패드 컨트롤러(220)로부터 정보를 받아서 행동 분석을 하고 정보를 표시하는 기능을 수행하는 행동분석 장치(230)를 포함한다.
도 2에서 터치패드 컨트롤러(220)는 동물(240)이 움직여 동물의 발과 같은 몸체의 부위가 다수의 터치 전극에 닿게 되면 터치패드(210)로부터 오는 감지 신호를 받아서 행동분석 장치(230)로 정보를 전송하게 된다.
이때, 터치패드(210)에 많은 수의 전극을 구비하고, 터치패드 컨트롤러(220)에서 가능한 많은 수의 터치되는 전극의 위치, 터치되는 전극의 순서 등을 전송함으로써 행동분석 장치(230)에서의 행동분석의 정확성을 높일 수가 있다.
도 3은 터치 패드의 터치되는 전극의 패턴에 따른 동물행동 분석의 한 예로서, 도 3의 (a)는 동물(330)이 네발로 서 있는 형태로 분석되어 질 수 있는 예이고, 도 3의 (b)는 쪼그려 앉아 있는 경우의 한 예이다.
도 3의 (a)에서 보는 바와 같이 동물(330)이 네발로 서 있는 경우는 앞발이 닿은 부분의 터치 전극(310)과 뒷발이 닿은 터치 전극(320)의 신호가 감지되는 것으로 예측할 수 있으며, 도 3의 (b)와 같이 좁은 영역의 터치 전극(340),(350)의 신호가 감지되면 앞발을 들고 서있거나 쪼그려 앉아 있는 것으로 예측할 수 있다.
이와 같이 분석 대상의 동물의 크기 및 행동 종류에 따라서 행동분석 장치에서 다양하게 분석이 가능하다.
예를 들어, 터치되는 전극의 수 및 배치 모양에 따라 동물의 현재 상태를 예측할 수 있으며, 터치되는 전극의 위치가 달라지는 경우는 동물이 이동함을 예측할 수 있으며, 터치되는 전극의 위치가 바뀌는 시간차를 이용하면 움직이는 속도를 예측할 수 있다. 이와 같이 터치되는 전극 사이의 정보를 이용하면 다양한 동물의 행동을 분석할 수 있다.
도 4는 행동감지 장치에 동물의 뇌파를 측정할 수 있는 뇌파 측정 장치(460)가 추가된 구성도로서, 동물 우리(410), 터치패드(420), 터치패드 컨트롤러(430), 행동분석 장치(440) 및 뇌파측정 장치(460)를 포함한다.
예를 들어, 제약사에서 개발된 새로운 약물에 대해 실험하는 경우에, 동물에 약물 투입한 후에 동물이 움직이지 않고 가만히 있는 있으면. 그 원인을 분석하는데 어려움이 있다.
도 4는 상기의 어려움을 해결하고자 행동감지 장치(400)에서 뇌파를 측정하여 그 정보를 행동분석 장치(440)로 전송하는 뇌파 측정 장치(460);가 추가된 예를 나타낸 것이다.
일반적으로, 동물(450)의 뇌파는 행동에 따라 차이가 있으므로, 행동 감지 장치(400)에 뇌파를 측정할 수 있는 뇌파 측정 장치(460)를 추가하고, 상기 뇌파 측정 장치(460)는 측정된 뇌파 신호를 유선 혹은 무선으로 행동분석 장치(440)로 전송하고, 행동분석 장치(440)는 터치패드를 이용한 행동 분석 기능에 뇌파를 이용한 행동 분석 기능이 추가되어 좀더 정확한 동물행동 분석을 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 행동감지 장치 110 : 동물 우리
120 : 터치 패드 센서 130 : 터치패드 컨트롤러
140 : 행동분석 장치 150 : 동물
120 : 터치 패드 센서 130 : 터치패드 컨트롤러
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Claims (4)
- 터치패드를 이용한 동물행동분석 장치에 있어서,
행동 분석대상 동물이 생활할 수 있는 공간을 제공하는 동물 우리;
상기 동물의 행동을 감지하기 위하여 다수의 터치 패드 전극을 구비한 터치패드;
상기 터치패드의 터치감지신호에 따른 감지정보를 전송하는 터치패드 컨트롤러; 및
상기 터치패드 컨트롤러로부터 공급되는 감지정보를 근거로 상기 터치패드 상에서 상기 동물에 의해 터치되는 전극의 수, 터치되는 전극의 배치 모양, 터치되는 전극의 순서 및 터치되는 전극 간의 시간차를 계산하고, 상기 계산 결과를 근거로 하여 상기 동물이 서 있거나 쪼그려 앉아 있는 것과 같은 행동들 중 어느 하나의 행동을 취하고 있는지 분석하는 행동분석 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 이용한 동물 행동 감지 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 행동분석 장치는
상기 터치패드 컨트롤러에 정보를 전송하고, 상기 터치패드 컨트롤러로 부터 전송되는 정보를 계산 및 저장하며, 디스플레이 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치패드를 이용한 동물 행동 감지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 분석 대상 동물의 뇌파를 측정하여 상기 측정 결과를 유선 혹은 무선으로 상기 행동분석 장치에 전송하는 뇌파측정 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패드를 이용한 동물 행동 감지 장치.
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