KR101490410B1 - 신체 상태 기반 운동／재활 난이도 제어 장치 및 방법 - Google Patents

신체 상태 기반 운동／재활 난이도 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치 및 방법이 개시된다. 사용자의 신체 상태 정보를 센싱하는 센서 모듈; 상기 사용자의 신체 상태 정보 및 병력 정보를 입력받는 사용자 입력 모듈; 상기 센서 모듈에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 이용하여 상기 사용자의 운동/재활 레벨을 판단하는 운동/재활 레벨 판단 모듈; 상기 운동/재활 레벨 판단 모듈에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 이용하여 소정 운동/재활 프로그램의 난이도를 설정하고, 설정된 난이도를 소정의 운동/재활 장치에 적용하여 제어하는 운동/재활 난이도 제어 모듈을 구성한다. 상기와 같은 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치 및 방법에 의하면, 사용자의 현재 신체 상태나 컨디션을 실시간 센싱하고, 현재 병력이나 기지의 각종 신체 상태를 입력하여 최적의 운동/재활 프로그램을 가동함으로써, 사용자에게 최적의 운동/재활 효과를 제공하고, 신체에 무리한 영향을 주지 않도록 하는 효과가 있다. 특히, 이러한 정보들을 기반으로 아바타 시뮬레이션을 구현하여 발생 가능한 부작용을 방지할 수 있다.

Description

신체 상태 기반 운동／재활 난이도 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LEVEL OF THE EXERCISE/REHABILITATION BASED ON HUMAN BODY STATE}
본 발명은 운동/재활 난이도 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래 운동/재활 장치는 사용자가 직접 프로그램을 수동으로 조작하거나 미리 설정된 내용에 따라 동작하도록 구성된다. 이러한 운동/재활 장치는 사용자의 현재 신체 상태 변화를 실시간으로 반영하여 동작하도록 구성되어 있지 않다
운동 기구와 같은 경우에는, 사용자가 자신에게 가장 알맞은 레벨이나 난이도의 프로그램을 선택하여 사용하는 경우가 많고, 재활 기구의 경우에는 의사 등의 처방에 따른 재활 프로그램이 선택되는 경우가 많다. 일례로 공개특허공보 10-2007-0054596은 재활훈련장치로서 의사나 재활사의 도움에 의해 재활을 돕는 일반적 훈련 장치를 개시하고 있다. 그리고 등록특허공보 10-1287130은 재활 운동에 따른 동작을 감지하여 교정하는 장치를 개시하고 있다.
하지만, 위 어느 것도 사용자의 현재 신체 상태를 실시간으로 반영하여 무리한 레벨이나 난이도로 운동/재활하는 것을 방지하지는 않는다. 또한, 기존의 운동/재활 장치는 사용자의 신체 상태 병력 등을 반영하여 운동/재활 프로그램을 운용하도록 구성되어 있지 않다.
이처럼 기존의 운동/재활 장치는 사용자의 신체 상태, 병력, 시시각각 변하는 현재의 컨디션 등을 실시간으로 센싱하고 반영하고 있지 않으므로, 사용자에게 무리한 운동이나 재활을 하도록 하여 오히려 역효과를 불러올 수 있다는 문제점이 있다.
10-2007-0054596 10-1287130
본 발명의 목적은 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치는, 사용자의 신체 상태 정보를 센싱하는 센서 모듈; 상기 사용자의 신체 상태 정보 및 병력 정보를 입력받는 사용자 입력 모듈; 상기 센서 모듈에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 이용하여 상기 사용자의 운동/재활 레벨을 판단하는 운동/재활 레벨 판단 모듈; 상기 운동/재활 레벨 판단 모듈에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 이용하여 소정 운동/재활 프로그램의 난이도를 설정하고, 설정된 난이도를 소정의 운동/재활 장치에 적용하여 제어하는 운동/재활 난이도 제어 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 운동/재활 레벨 판단 모듈이, 상기 사용자의 신체 부위별로 운동/재활 레벨을 판단하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 센서 모듈에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 기반으로 상기 사용자의 아바타를 생성하고, 생성된 아바타에 상기 사용자의 상기 운동/재활 레벨 판단 모듈에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 적용하여 상기 운동/재활 프로그램에 따른 상기 사용자의 신체 상태 변화를 시뮬레이션하여 표시하는 아바타 시뮬레이션 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 센서 모듈에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 기반으로 상기 사용자의 아바타를 생성하고, 생성된 아바타에 상기 사용자의 상기 운동/재활 레벨 판단 모듈에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 적용하여 상기 운동/재활 프로그램에 따른 상기 사용자의 신체 상태 변화를 시뮬레이션하여 표시하는 아바타 시뮬레이션 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 센서 모듈은, 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압 중 적어도 하나 이상을 센싱하는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 방법은, 센서 모듈이 사용자의 신체 상태 정보를 센싱하는 단계; 사용자 입력 모듈은 상기 사용자의 신체 상태 정보 및 병력 정보를 입력받는 단계; 운동/재활 레벨 판단 모듈이 상기 센서 모듈에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 이용하여 상기 사용자의 운동/재활 레벨을 판단하는 단계; 아바타 시뮬레이션 모듈이 상기 센서 모듈에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 기반으로 상기 사용자의 아바타를 생성하는 단계; 상기 아바타 시뮬레이션 모듈이 상기 생성된 아바타에 상기 판단된 운동/재활 레벨을 적용하여 상기 운동/재활 프로그램에 따른 상기 사용자의 신체 상태 변화를 시뮬레이션하여 표시하는 단계; 운동/재활 난이도 제어 모듈이 상기 운동/재활 레벨 판단 모듈에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 이용하여 소정 운동/재활 프로그램의 난이도를 설정하는 단계; 상기 운동/재활 난이도 제어 모듈이 상기 설정된 난이도를 소정의 운동/재활 장치에 적용하여 제어하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 센서 모듈이 사용자의 신체 상태 정보를 센싱하는 단계는, 상기 사용자의 신체 부위별로 운동/재활 레벨을 판단하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 센서 모듈이 사용자의 신체 상태 정보를 센싱하는 단계는, 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압 중 적어도 하나 이상을 센싱하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치 및 방법에 의하면, 사용자의 현재 신체 상태나 컨디션을 실시간 센싱하고, 현재 병력이나 기지의 각종 신체 상태를 입력하여 최적의 운동/재활 프로그램을 가동함으로써, 사용자에게 최적의 운동/재활 효과를 제공하고, 신체에 무리한 영향을 주지 않도록 하는 효과가 있다. 특히, 이러한 정보들을 기반으로 아바타 시뮬레이션을 구현하여 발생 가능한 부작용을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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 출원에서 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 출원에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치(100)는 센서 모듈(110), 사용자 입력 모듈(120), 운동/재활 레벨 판단 모듈(130), 아바타 시뮬레이션 모듈(140), 운동/재활 난이도 제어 모듈(150)을 포함하도록 구성될 수 있다.
신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치(100)는 사용자의 현재 신체 상태나 컨디션을 실시간 센싱하고, 현재 병력이나 기지의 각종 신체 상태를 입력받아 최적의 운동/재활 프로그램을 실시간으로 가변하여 적용할 수 있다. 이에, 신체 상태의 급작스런 변화 등으로 인한 무리한 부작용을 방지할 수 있다. 또한, 사용자의 이러한 정보에 기초하여 미리 아바타 시뮬레이션을 가동하여, 운동/재활 프로그램을 통한 부작용을 예측하고 운동/재활 프로그램의 난이도를 조정하여 적용할 수 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
센서 모듈(110)은 사용자의 신체 상태 정보를 센싱하도록 구성될 수 있다.
센서 모듈은(110)은 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압 중 적어도 하나 이상을 센싱하도록 구성되는 것이 바람직하다.
사용자 입력 모듈(120)은 사용자의 신체 상태 정보 및 병력 정보를 입력받도록 구성될 수 있다.
운동/재활 레벨 판단 모듈(130)은 센서 모듈(110)에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 사용자 입력 모듈(120)에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 이용하여 사용자의 운동/재활 레벨을 판단하도록 구성될 수 있다.
이때, 운동/재활 레벨 판단 모듈(130)은 사용자의 신체 부위별로 운동/재활 레벨을 판단하도록 구성될 수 있다. 즉, 무릎관절, 고관절, 심장, 팔근육, 다리 근육 등의 신체 부위별로 최적의 운동/재활 레벨을 판단하도록 구성될 수 있다.
아바타 시뮬레이션 모듈(140)은 센서 모듈(110)에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 사용자 입력 모듈(120)에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 기반으로 사용자의 아바타를 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 아바타는 운동/재활 프로그램을 아바타에 적용함으로써, 발생 가능한 각종 부작용을 비롯하여 신체의 변화를 모니터링하고 미리 예측할 수 있도록 구성될 수 있다.
즉, 아바타 시뮬레이션 모듈(140)은 아바타에 사용자의 운동/재활 레벨 판단 모듈(130)에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 적용하여 운동/재활 프로그램에 따른 사용자의 신체 상태 변화를 시뮬레이션하여 표시하도록 구성될 수 있다.
운동/재활 난이도 제어 모듈(150)은 운동/재활 레벨 판단 모듈(130)에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 이용하여 소정 운동/재활 프로그램의 난이도를 설정하도록 구성될 수 있다. 즉, 부작용을 방지하고 최적의 운동/재활 효과를 거둘 수 있는 난이도를 자동으로 설정할 수 있도록 구성될 수 있다.
운동/재활 난이도 제어 모듈(150)은 설정된 난이도를 소정의 운동/재활 장치(200)에 적용하여 제어하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 센서 모듈(110)이 사용자의 신체 상태 정보를 센싱한다(S101).
이대, 센서 모듈(110)은 사용자의 신체 부위별로 운동/재활 레벨을 판단하는 것이 바람직하며, 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압 중 적어도 하나 이상을 센싱하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 사용자 입력 모듈(120)은 사용자의 신체 상태 정보 및 병력 정보를 입력받는다(S102).
다음으로, 운동/재활 레벨 판단 모듈(130)이 센서 모듈(110)에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 사용자 입력 모듈(120)에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 이용하여 사용자의 운동/재활 레벨을 판단한다(S103).
다음으로, 아바타 시뮬레이션 모듈(140)이 센서 모듈(110)에 의해 센싱된 신체 상태 정보와 사용자 입력 모듈(120)에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 기반으로 사용자의 아바타를 생성한다(S104).
다음으로, 아바타 시뮬레이션 모듈(140)이 아바타에 운동/재활 레벨을 적용하여 운동/재활 프로그램에 따른 사용자의 신체 상태 변화를 시뮬레이션하여 표시한다(S105).
다음으로, 운동/재활 난이도 제어 모듈(150)이 운동/재활 레벨 판단 모듈(130)에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 이용하여 소정 운동/재활 프로그램의 난이도를 설정한다(S106).
다음으로, 운동/재활 난이도 제어 모듈(150)이 앞서 설정된 난이도를 소정의 운동/재활 장치(200)에 적용하여 제어한다(S107).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 센서 모듈
120: 사용자 입력 모듈
130: 운동/재활 레벨 판단 모듈
140: 아바타 시뮬레이션 모듈
150: 운동/재활 난이도 제어 모듈
200: 운동/재활 장치

Claims (7)

  1. 사용자의 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압을 센싱하는 센서 모듈;
    상기 사용자의 기지의 각종 신체 상태 정보 및 기지의 병력을 입력받는 사용자 입력 모듈;
    상기 센서 모듈에 의해 센싱된 사용자의 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압과 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 이용하여 상기 사용자의 무릎관절, 고관절, 심장, 팔근육, 다리 근육의 운동/재활 레벨을 신체 부위별로 판단하는 운동/재활 레벨 판단 모듈;
    상기 운동/재활 레벨 판단 모듈에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 이용하여 상기 신체 부위별로 소정 운동/재활 프로그램의 난이도를 설정하고, 설정된 난이도를 소정의 운동/재활 장치에 적용하여 제어하는 운동/재활 난이도 제어 모듈;
    상기 센서 모듈에 의해 센싱된 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압과 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 기지의 각종 신체 상태 정보 및 기지의 병력 정보를 기반으로 상기 사용자의 아바타를 생성하고, 생성된 아바타에 상기 사용자의 상기 운동/재활 레벨 판단 모듈에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 적용하여 상기 운동/재활 프로그램에 따른 상기 사용자의 신체 상태 변화를 상기 신체 부위별로 시뮬레이션하여 표시하는 아바타 시뮬레이션 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 센서 모듈이 사용자의 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압을 센싱하는 단계;
    사용자 입력 모듈은 상기 사용자의 기지의 각종 신체 상태 정보 및 기지의 병력을 입력받는 단계;
    운동/재활 레벨 판단 모듈이 상기 센서 모듈에 의해 센싱된 사용자의 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압과 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 신체 상태 정보 및 병력 정보를 이용하여 상기 사용자의 무릎관절, 고관절, 심장, 팔근육, 다리 근육의 신체 부위별로 운동/재활 레벨을 판단하는 단계;
    아바타 시뮬레이션 모듈이 상기 센서 모듈에 의해 센싱된 사용자의 피부 전기 반사(galvanic skin reflex, GSR), 근전도(electromyography, EMG), 심박동수(heart rate, HR), 심박동수 변이(heart rate variability, HRV), 피부 온도, 혈압과 상기 사용자 입력 모듈에 의해 입력된 기지의 각종 신체 상태 정보 및 기지의 병력를 기반으로 상기 사용자의 아바타를 생성하는 단계;
    상기 아바타 시뮬레이션 모듈이 상기 생성된 아바타에 상기 판단된 운동/재활 레벨을 적용하여 상기 운동/재활 프로그램에 따른 상기 사용자의 신체 상태 변화를 상기 신체 부위별로 시뮬레이션하여 표시하는 단계;
    운동/재활 난이도 제어 모듈이 상기 운동/재활 레벨 판단 모듈에 의해 판단된 운동/재활 레벨을 이용하여 상기 신체 부위별로 소정 운동/재활 프로그램의 난이도를 설정하는 단계;
    상기 운동/재활 난이도 제어 모듈이 상기 설정된 난이도를 상기 신체 부위별로 소정의 운동/재활 장치에 적용하여 제어하는 단계를 포함하는 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
KR20130046012A 2013-04-25 2013-04-25 신체 상태 기반 운동／재활 난이도 제어 장치 및 방법 KR101490410B1 (ko)

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