KR101914314B1 - 전기 충격 스트레스 노출 훈련을 위한 컨트롤러 - Google Patents

전기 충격 스트레스 노출 훈련을 위한 컨트롤러 Download PDF

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Abstract

스트레스 노출 훈련 이벤트에 대응하여 활성화 신호를 생성하는 활성화 장치 및 사용자에게 전기 충격을 전달하는 전기 충격 장치와 함께 사용되는 컨트롤 모듈이 개시된다. 컨트롤 모듈은 사용자에 장착되는 하우징을 가진다. 컨트롤 모듈은 활성화 신호에 대응하여 규정 충격 기준에 따라 사용자에게 충격을 가하기 위한 충격 장치에 충격 신호를 전달하는 컨트롤러 기능을 포함한다. 컨트롤 모듈은 광기반 포스온포스 훈련이나 비디오 슛백 시뮬레이션을 포함하는 다양한 활성화 장치와 함께 사용될 수 있다. 컨트롤러의 조작자 입력부는 사용자가 지닌 컨트롤러에 저장된 규정 충격 기준을 모듈에서 직접적으로 혹은 원격으로 조절할 수 있게 만든다.

Description

전기 충격 스트레스 노출 훈련을 위한 컨트롤러{CONTROLLER FOR ELECTRICAL IMPULSE STRESS EXPOSURE TRAINING}
본 발명은 훈련자에게 가해질 전기 충격을 발생시키는 전기 충격 장치(electrical impulse device)와 스트레스 노출 훈련에서 마주치게 되는 규정 조건에 대응하여 전기 충격 장치를 활성화시키는 활성화 장치(activation device) 사이의 커뮤니케이션을 담당하는 모듈식 컨트롤러(modular controller)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨트롤러에서 조작자(operator)에 의하여 조절 가능한 규정 충격 기준에 따라 전기 충격을 생성하는 모듈러 컨트롤러에 관한 것이다.
일반적인 훈련 절차(일반적이고 스트레스가 없는 조건에서 이루어지는 훈련)는 어떤 과업이 스트레스 조건에 놓이게 되면 과업 성취도를 향상시키지 못한다는 과업에 관한 연구결과가 많이 있다. 이 연구결과는 스트레스를 동반하는 자극이나 훈련이 없는 경우 특정 조건에서 연습상황(classroom conditions)에서 실제 전투상황(operational conditions)으로의 전환이 미숙해진다는 것을 뜻한다.
현재 개개인을 훈련할 때 극심한 스트레스를 생성하도록 고통 벌칙(pain penalty)을 이용한 화기 훈련 시스템이 몇몇 존재한다. 총알이 훈련자를 가격했을 때 고통 벌칙을 일으키면서 치명상을 입히지 않는 훈련용 화약이 오랫동안 이용되고 있다. 고통은 운동에너지가 인체에 전달되면서 발생한다.
더욱 최근에 엘리엇 주니어(Elliott, Jr.)의 미국특허 US7,872,849에 개시된 레이저 기반 시스템은 방아쇠가 당겨지면 레이저 펄스가 이동하여 생도가 입은 센싱 패널을 활성화시키는 방식을 이용하여 위험한 발사 무기를 대체하였다. 이러한 센싱 패널은 생도에 고통 벌칙의 일환으로 단일 펄스(single pulse)를 전달하는 전기 충격 장치에 메세지를 보낸다.
그 밖의 화기 컴퓨터 시뮬레이션(firearm computer simulation) 회사들이 페리스(Ferris)의 미국특허번호 US8,016,594 등에 개시된 것과 같이, 생도가 착용한 전기 충격 장치로 전달되는 RF신호에 의하여 활성화되는 전기 충격 장치를 통합시켰다. 이는 고통 벌칙의 일환으로 생도에게 단일 전기 충격 펄스를 전달한다. 일반적으로 이 장치는 경찰관 등에 총격을 가하는 용의자의 화상 표시와 시간적으로 매칭되어 있다.
그 밖의 마일즈 기어(MILESTM gear)나 트레이닝 아이이디(training IED's)와 같은 훈련 보조 도구들은 전장에서 군사 전략 개선을 보조하기 위해 사용된다. 이러한 종류의 제품들은 현재 어느 것도 부적합한 수행을 위한 고통 벌칙을 사용하지 않고 있다. 위에서 언급한 바와 같이 이는 훈련 중 스트레스의 발생을 극히 제한하며, 생도들이 실제로 마주치게 될 극심한 스트레스를 가진 환경에 대비하기에 적절하지 않을 것이다.
이러한 제품들의 가장 주요한 한계는, 컴퓨터 화면 기반 시뮬레이터나 마일즈 기어 혹은 트레이닝 아이이디와 같은 주지의 충격 장치들이나 전혀 고통 벌칙이 없는 장치들과 같이 스트레스를 받는 상황에서의 생도들 수준을 고려하지 않은 완전 동일한 고통 벌칙을 전달하도록 설계되어 있다는 점이다.
본 발명의 특징 중 하나는 사용자에 의해 착용되고, 충격 신호에 대응하여 상기 사용자에게 전기 충격을 전달하는 전기 충격 장치를 이용한 스트레스 노출 훈련방법이며, 상기 스트레스 노출 훈련방법은,
규정 충격 기준을 저장하고, 활성화 신호에 대응하여 상기 저장된 규정 충격 기준에 따라 충격 신호를 생성하는 컨트롤러를 제공하는 단계;
상기 활성화 신호를 수신하기 위하여 컨트롤러 상에 활성화 입력부를 제공하는 단계;
상기 컨트롤러가 상기 전기 충격 장치와 커뮤니케이션하도록, 상기 저장된 규정 충격 기준을 포함하는 상기 컨트롤러를 상기 사용자 상에 지지시키는 단계; 및
상기 컨트롤러의 조작자 입력부를 통해 상기 컨트롤러의 규정 충격 기준을 조절할 수 있도록 하는 단계를 포함한다.
원격 제어나 상기 컨트롤러 상의 제어를 이용하여 사용자 수준에서 조작자에 의하여, 조절 가능한 충격 기준을 가지는 컨트롤러를 제공함으로써, 참가자의 스트레스 주입 수준에 맞춰진 각 참가자의 컨트롤러를 가지는 보통의 훈련 환경에서도 복수의 참가자들이 훈련받을 수 있게 된다. 나아가 사용자 개개인은 참가자의 진척상황에 따라 훈련 프로그램을 쉽게 변화시킬 수 있어 더욱 효율적인 방식으로 훈련받을 수 있다.
직접 연결 혹은 무선 연결 중 하나를 이용하여 활성화 장치와 전기 충격 장치 사이에서 직렬로 기능하는 컨트롤러의 배치는 추가물로서 이미 존재하는 스트레스 노출 훈련 장비나 전용 전기 충격 장치 중 어느 것에나 잘 맞을 수 있게 한다.
바람직한 실시예에서 상기 컨트롤러는 상기 전기 충격 장치에 직접적으로 연결된다. 하지만 또 다른 구조에서는, 상기 컨트롤러가 무선 혹은 그외의 다른 수단에 의해 상기 충격 장치와 커뮤니케이션될 수도 있다.
어떤 실시예에서는 규정 기준에 대한 조절이 원격 조작자 입력부로부터 컨트롤러로의 무선 커뮤니케이션으로 이루어질 수 있도록, 컨트롤러와 분리된 원격 조작자 입력부가 구비될 수도 있다.
또한, 혹은 이와 다른 예시로, 컨트롤러 상의 조작자 입력부를 통해, 상기 규정 충격 기준이 수동적으로 조절되도록 수동 조절 조작자 입력부가 컨트롤러 상에 직접 구비될 수도 있다.
바람직하게는 전기 충격의 강도는 규정 충격 기준 중 하나의 기준으로 지정되며, 조작자 입력부를 이용하여 전기 충격의 강도가 조절될 수 있도록 한다. 이 실시예에서, 수동 조절 제어부가 컨트롤러 상에 하나의 조작자 입력부로 구비되고, 이는 전기 충격 강도가 조절될 수 있도록 한다. 이와 달리 다른 충격 기준뿐만 아니라 강도 역시 컨트롤러와 무선으로 커뮤니케이션하는 원격 조작자 입력부를 통해 조절될 수 있다.
바람직하게는, 전기 충격의 지속 시간도 조작자 입력부를 이용하여 조절될 수 있도록, 규정 충격 기준 중 하나의 기준으로 지정된다.
규정 충격 기준의 또 다른 기준은 하나의 충격 신호를 생성하기 전에 수신될 활성화 신호의 규정 개수의 지정을 포함할 수 있다. 바람직하게는 활성화 신호의 규정 개수가 조작자 입력부를 이용해 조절될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 컨트롤러는 사용자에 의하여 착용된 복수의 전기 충격 장치와 커뮤니케이션할 수 있고, 여기서 각각의 전기 충격 장치는 식별자를 포함하며, 전기 충격 장치 중 하나의 식별자는 규정 충격 기준의 하나의 기준으로 지정된다.
바람직하게는 조작자 입력부를 이용해 충격 기준의 빈도를 조절할 수 있도록, 전기 충격의 빈도수도 규정 충격 기준의 하나로 지정된다.
바람직하게는 컨트롤러가 그와 연관된 복수의 컨트롤러 모드를 포함하고, 각각의 컨트롤러 모드는 서로 상이한 규정 충격 기준을 가진다. 이와 같은 방식으로, 조작자로 하여금 사용자에 의해 지지되고 있는 컨트롤러 상의 조작자 입력부를 이용하여 컨트롤러 모드 중 하나를 선택하도록 함으로써 규정 충격 기준이 조절될 수 있다. 바람직하게는 각 컨트롤러 모드에 규정 충격 기준은 전기 충격 지속 시간 및 전기 충격의 강도를 포함하고, 각 모드에 대한 기준은 다른 것들과 상이하다.
컨트롤러 모드 중에는 여기서 무브투커버 모드(move-to-cover mode)로 설명된 강도 증가 모드(intensity ramping mode)가 구비될 수도 있다. 이 실시예에서는 각 전기 충격의 강도가 지속 시간이나 강도 중 적어도 하나의 면에서, 이미 생성된 충격 신호와 비교해 커질 수 있다.
또한 복수의 충격 신호가 하나의 활성화 신호에 대응하여 하나씩 주기적인 간격으로 생성되는 부상 시뮬레이션 모드(injury simulating mode)가 있을 수 있다.
바람직하게 사용자에 의해 지지되는 컨트롤러는, 어떠한 컨트롤러 모드가 선택되어 있는지를 식별하기 위한 디스플레이를 포함한다.
컨트롤러에 메모리가 구비되는 경우, 바람직하게는 컨트롤러가 컨트롤러에 의해 수신된 활성화 신호들과 관련된 활성화 데이터를 기록하며, 활성화 신호들의 예로는 센서 식별자에 의한 활성화 위치 또는 수신된 활성화 신호의 누적 개수가 있고, 이로써 조작자의 요청시에 활성화된 위치나 활성화 신호의 누적 개수가 메모리로부터 요청될 수 있고, 컨트롤러 상에 표시될 수도 있다.
원격 조작자 입력 장치가 제공되는 경우, 바람직하게는 원격 장치 역시 사용중에 저장된 활성화 신호의 누적 개수나 사용자의 활성화 위치에 상응하는 센서 식별자와 같은 통계 데이터뿐만 아니라 선택된 모드를 표시하는 디스플레이를 포함한다.
바람직하게는 진동 신호에 대응하여 진동하는 진동 모듈이 컨트롤러와 커뮤니케이션하도록 구비된다. 이 실시예에서, 진동 모드는 컨트롤러와 연관되어, 컨트롤러 상의 조작자 입력부를 이용하여 조작자가 진동 모드를 선택하면, 컨트롤러는 활성화 신호에 대응하여 충격 신호 대신 진동 신호를 생성한다.
컨트롤러는 광기반 신호를 생성하도록 하는 가상 무기, 사용자의 신체에 스스로 지탱할 수 있는 지지구조 및 상기 지지구조에 지탱되는 활성화 장치를 포함하며, 광기반 신호를 감지하여 활성화 신호를 생성하기 위하여, 상기 가상 무기에 의하여 전송된 광기반 신호를 검지하는 센서를 가지는 광기반 훈련 시스템과 함께 사용되어도 좋다. 광기반 신호는 눈으로 볼 수 있는 스펙트럼(visible spectrum)이나 눈으로 볼 수 없는 스펙트럼(non-visible spectrum) 내에서 초점이 집중된 레이저(focused laser)나 초점이 집중되지 않은 프로젝트 레이저(project laser)의 형태일 수 있다.
예를 들어, 어떤 실시예에서는 컨트롤러가 코드화된 형태의, 사용자의 신체에 착용된 지지구조 상의 하나 이상의 적외선 센서들로 향하는 적외선을 포함하는 가상 무기에서 나오는 광기반 신호를 이용하는 광기반 마일즈 기어 시스템과 같은 광기반 훈련 시스템과 연계될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 광기반 훈련 시스템은 엘리엇 주니어에 의한 미국특허 US7,872,849에 기술된 것과 같은 종류의 광기반 포스온포스 훈련 장비를 포함할 수 있고, 여기서 가상 무기의 광기반 신호는 사용자의 신체에 착용된 지지구조 상의 태양전지 형태 센서에 의해 감지되는 코드화된 레이저 빔을 포함한다.
이와 달리 컨트롤러 상의 활성화 신호 입력부는 무선 신호 형태로 활성화 신호를 수신하여도 좋다. 이 실시예에서 컨트롤러는 규정 조건에 대응하여 활성화 신호를 생성하는 트리거(trigger)와 트리거에 의해 생성된 활성화 신호에 대응하여 컨트롤러에 대해 무선 신호의 형태로 활성화 신호를 전송하는 전송부(transmitter)를 포함하는 모의 폭발 장치와 연계하여 이용되어도 좋다.
나아가 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컨트롤 모듈은, 활성화 신호를 생성하는 활성화 장치와 사용자에 의하여 착용되어 스트레스 노출 훈련을 위해 충격 신호에 대응하여 사용자에게 전기 충격을 전달하는 전기 충격 장치와 결합하여 구비되며,
사용자에 지지되는 하우징;
상기 하우징에 지지되고, 저장된 규정 충격 기준을 포함하며, 활성화 신호에 대응하여 규정 충격 기준에 따라 충격 신호를 생성하는 컨트롤러;
활성화 장치로부터 활성화 신호를 수신하기 위하여 활성화 장치와 커뮤니케이션 하는 컨트롤러 상의 활성화 입력부;
상기 전기 충격 장치로 충격 신호를 전송하기 위하여 전기 충격 장치와 커뮤니케이션하는 컨트롤러 상의 충격 출력부; 및
상기 컨트롤러에서 규정 충격 기준이 조절될 수 있게 하는 조작자 입력부;를 포함한다.
바람직하게는 컨트롤러의 하우징이 모듈식이어서 활성화 입력부가 활성화 장치로부터 쉽게 분리되고, 충격 출력부는 전기 충격 장치로부터 쉽게 분리된다.
본 발명은 극심한 스트레스 하에서 수행되는 인간 훈련을 보조하기 위하여 전기 고통 자극이나 진동을 다양하게 할 수 있다. 소프트웨어 프로그램이 본 방법을 활용하고, 이는 소프트웨어 프로그램에 기초하여 정보를 송수신하는 컨트롤러에 내장된다. 컨트롤러는 현존하는 훈련 제품, 예를 들어 화기 컴퓨터 시뮬레이터와 포스온포스 화기 레이저 채용 훈련 시스템과 같은 제품과 함께 이용할 수 있게 설계된다. 이는 고통 벌칙을 생성하는 기존의 방법이나 현재 고통 벌칙을 포함하지 않는 마일즈 기어와 같은 시스템과 함께하는 시스템을 포함한다.
이제부터는 본 발명의 실시예가 첨부된 도면들과 함께 설명될 것이다.
도 1A, 1B, 1C, 1D 및 1E는 각각 제1 실시예의 컨트롤 모듈의 전면도, 측면도, 후면도, 상면도 및 저면도이다.
도 2는 활성화 장치와 전기 충격 장치와의 연결을 각각 도시하는 제1 실시예의 컨트롤 모듈의 정면도이다.
도 3은 제1 실시예에 있어서 하우징의 전면부, 회로 기판 및 컨트롤 모듈의 후면부의 분해도이다.
도 4는 하우징의 전면부가 제거된 제1 실시예의 컨트롤 모듈의 전면도이다.
도 5는 제1 실시예의 컨트롤 모듈의 측면 단면도이다.
도 6은 제1 실시예의 컨트롤 모듈의 측면 분해도이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른, 활성화 장치와 전기 충격 장치 간의 연결을 위한 컨트롤 모듈을 도식으로 표현한 도면이다.
도 8은 레이저 기반의 포스온포스 시스템과 결합하여 사용된 컨트롤러의 개략도이다.
도 9는 1)비디오 시뮬레이터 슛백 시스템(video simulator shoot-back system) 2)모의 폭발 장치, 혹은 3)지시자 원격 컨트롤 장치 중 어느 하나와 함께 사용하기 위한 RF수신기를 포함하는 컨트롤러의 개략도이다.
도 10은 마일즈 기어와 결합한 컨트롤러의 개략도이다.
도 11은 원격 조작자 입력 장치의 형태를 가진 조작자 입력부의 또 다른 실시예 및 상기 원격 조작자 입력 장치와 무선 커뮤니케이션을 수행하는 통합 수신기를 포함하는 컨트롤러의 또 다른 실시예를 나타내는 개략도이다.
도면에서 동일한 참조문자는 각각의 도면들에서 동일한 구성을 나타낸다.
첨부된 도면들을 참조하면, 다양한 형태의 스트레스 노출 훈련에 사용되는 충격 신호 컨트롤러(10)가 도시되어 있다. 컨트롤러(controller)(10)는 활성화 장치(activation device)(12)와 전기 충격 장치(electrical impulse device)(14) 사이를 연결하는 컨트롤 모듈의 형태로 구비된다.
활성화 장치(12)는 컨트롤 모듈과 연관된 전용 장치를 포함하거나, 또 다른 구성으로서 현재 사용되고 있는 스트레스 노출 훈련 시스템의 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 컨트롤 모듈은 아래에서 더욱 상세히 설명하겠지만, 다른 사용자가 소지한 레이저 무기에서 나온 레이저 펄스(laser pulse)를 감지하는, 사용자에 착용된 레이저 센서를 포함하는 레이저 기반 훈련 시스템의 형태로 활성화 장치와 함께 사용되거나 도 10에 도시된 바와 같이 마일즈 트레이닝 기어(MILESTM training gear)와 함께 사용될 수 있다.
이와 달리 활성화 장치는 화상 시뮬레이션 훈련 시스템(video simulation training system)(16), 모의 폭발 장치(simulated explosive device)(18) 혹은 조작자 원격 조정부(operator remote)(20)를 포함하여, 다양한 훈련 시나리오에 이용된다. 이러한 대체적인 활성화 장치가 도 9와 함께 아래에서 설명될 것이다.
각각의 예에서, 활성화 장치는 규정 이벤트(prescribed event)가 발생하거나, 사용자에게 벌칙을 내려야 할 규정 조건이 되는지를 판단한다. 따라서 규정된 조건이 되면 활성화 장치는 컨트롤러로 입력될 활성화 신호를 발생시킨다. 그럼 컨트롤러는 활성화 신호에 대응하여 규정 충격 기준에 따라 충격 신호를 생성한다. 충격 신호는 전기 충격 장치로 하여금 시스템 조작자에 의해 선택된 규정 충격 기준에 따라 사용자에게 전기 충격을 전달하도록 지시한다.
또한 전기 충격 장치(14)는 사용자에 의해 착용되는 별도의 모듈을 포함한다. 전기 충격 장치는 사용자에 대하여 직접적으로 혹은 복장을 관통하여 위치하며, 충격 장치가 컨트롤러(10)로부터 충격 신호를 수신하면 사용자에게 전기 충격을 전달하는 한 쌍의 전극을 포함한다. 충격 장치를 별도의 하우징(housing) 내에 별도 모듈로 제공함으로써, 하나 이상의 전기 충격 장치는 컨트롤러와 결합되어 사용자 신체의 어느 부위에나 놓일 수 있다.
컨트롤러(10)를 형성하는 컨트롤 모듈은 내부에 빈 공간을 둘러싸게끔 서로 연결되는 전면부(front portion)(22)와 후면부(rear portion)(24)를 가진 강성의 케이스의 형태로 된 하우징(housing)을 포함한다. 점검 패널(26)은 하우징 내의 배터리 부품으로 접근할 수 있도록 하며, 그 안에 배터리(28)가 위치하여 컨트롤러의 전기 부품에 전력을 공급한다.
컨트롤러의 기능은 하우징 내부에 구비된 별도의 장착핀(mounting pegs)(32)에 지지되는 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(30)에 의해 이루어진다. 인쇄 회로 기판(30)은 적절한 프로세서(processor)와 여기 설명되는 다양한 컨트롤러의 기능들을 수행하기 위한 프록그램을 저장하기 위한 메모리(memory)를 포함한다.
컨트롤러의 모듈식 구성은 컨트롤 모듈을 다른 훈련 시스템에서 사용될 때 결합하는 활성화 장치나 충격 장치와 쉽게 분리될 수 있게끔 만든다. 또한 컨트롤 모듈은 사용자에게 직접적으로 잘 지지되며, 여기서 전기 충격 장치도 충격 신호나 개별 사용자 수준에서 사용자에게 전달되는 전기 충격을 조절할 수 있도록 지지된다.
컨트롤 모듈은 나아가 하우징의 외부에 지지되는 커넥터 형태의 활성화 입력부(activation input)(34)를 포함하며 이는 내부적으로 인쇄 회로 기판과 커뮤니케이션을 수행한다. 활성화 입력부의 커넥터는 적당한 통신선이나 그와 같은 것에 의하여 활성화 장치와 직접 연결을 가능하게 만든다.
이와 달리 입력부는 도 9의 예시와 같이 RF신호 형태로 활성화 신호를 수신하는 무선주파수 수신기(radio frequency receiver)를 포함하는 수신기 모듈(receiver module)(36)과 연결될 수 있다. 화상 시뮬레이션(16) 내에 사용될 때에는 화상이 적절한 디스플레이(38) 상에 제공되며, 시스템은 시스템에 의해 표시되는 시나리오에 대한 사용자 반응에 기초하여 활성화 신호를 생성할 수 있다. 몇몇 실시예에서 시스템은 사용자에게 주어진 특정 시나리오에 대응하여 자동적으로 활성화 신호를 생성할 수 있다.
이와 달리 활성화 신호는 적절한 전자열쇠(keyfob) 형태를 취하는 원격 조정기(remote)(20)에 의해 생성될 수 있다. 이 실시예에서 원격 조정기는 조작자가 지니고 있고, 이를 가진 조작자가 사용자에게 벌칙을 가하기 위해 활성화를 눌러야 할 때를 판단할 수 있도록, 디스플레이 상의 화상 시뮬레이션이나 다른 수단에 의하여 표시되는 타 시나리오에 대한 사용자의 반응을 판단한다.
모의 폭발 장치(18)의 또 다른 구성에 있어서, 일반적으로 모의 폭발 장치(18)는 규정 조건이 되었을 때 이에 대응하여 활성화 신호를 생성하는 트리거(trigger)(40)와 공통 하우징 안에서 트리거와 연결되며, 컨트롤러의 활성화 입력부 상의 수신기 모듈(36)에 RF신호 형태의 활성화 신호를 전송하기 위한 전송기(transmitter)(42)를 포함한다. 모의 폭발 장치가 현실상의 폭발 장치로 시뮬레이션되도록 한다면, 트리거는 이와 유사하게 예를 들어 트립 와이어(trip wire)나 움직임 감지(motion detection) 혹은 파괴된 레이저빔의 감지 등을 포함한 다양한 전자 트리거링 요소를 포함하도록 구성될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 활성화 장치는 예를 들어 도 8에 도시된 레이저 훈련 시스템이나 도 10에 도시된 마일즈 기어 훈련 시스템과 같이, 군대에서 군사 훈련에 사용되는 광기반 훈련 시스템을 포함할 수 있다.
도 10의 광기반 마일즈 훈련 시스템은 일반적으로 복수의 적외선 센서(46)를 지지하는 사용자 신체에 착용하는 조끼(vest)나 헬멧과 같은 지지구조(44)를 포함한다. 다른 사용자가 소지한 가상 무기(48)는 조사 적외선 빔을 발사하고, 이는 조끼의 적외선 센서(46) 중 하나에 의해 수신되면 타격으로 저장된다. 마일즈 시스템의 컨트롤러는 사용자가 타격을 받았다고 인정되면, 그 타격을 기록한다. 본 발명의 컨트롤러(10)는 마일즈 컨트롤러가 사용자가 타격을 받았다고 인정할 때 수신된 활성화 신호를 결정하기 위하여 마일즈 시스템의 컨트롤러(49)와 직접 혹은 무선으로 커뮤니케이션한다.
마찬가지로 도 8의 레이저 기반 훈련 시스템은 사용자의 신체 둘레에 스스로 지지되는 조끼와 같은 적절한 지지구조를 포함한다. 이 실시예에서 지지구조(44)에 장착된 센서(48)들은 전면 패널(front panel)이나 후면 패널(rear panel)과 같은 복수의 레이저 센서(46)를 포함한다. 각각의 센서는 그에 상응하는 식별자(identification)를 포함한다. 센서들은 다른 사용자가 소지한 가상 무기(48)에서 발사된 코드화된 레이저 펄스를 감지하도록 구비된다. 바람직하게 레이저는 적외선 레이저나 그 외 상응하는 레이저빔을 포함하며 센서는 이를 주변광(ambient light)과 구별해낼 수 있다.
또한 조끼는 모듈을 사용자에게 지지될 수 있도록 컨트롤 모듈을 직접적으로 지지한다. 전기 충격 장치 역시 조끼에 지지될 수 있고, 사용자의 다른 위치에 있어도 좋다. 본 실시예에서, 사용자가 총기를 발사하면 레이저 총기에서 생성된 레이저빔이 조끼 위의 센서(46) 중 하나로 향하게 되고, 활성화 신호(관련된 센서 식별자를 포함한다)가 컨트롤 모듈로 전달되며, 컨트롤 모듈을 이를 착용한 사용자에 대한 타격으로 기록한다.
또한 컨트롤 모듈은 하우징 외부에 구비되는 커넥터 형태의 충격 출력부(shock output)(50)를 포함하며, 이는 인쇄 회로 기판과 커뮤니케이션을 수행한다. 출력부(50)는 인쇄 회로 기판을 전기 충격 장치와 연결한다. 일반적으로 컨트롤러는 적절한 플렉서블 와이어(flexible wire)나 케이블 통신 커넥터를 통해 충격 장치와 직접적으로 연결되지만, 다양한 무선 송수신 기능이 구비될 수 있다. 무선 통신은 다수의 전기 충격 장치가 하나의 컨트롤러와 연결되는 경우 다수의 전기 충격 장치와 커뮤니케이션을 수행하기에 더욱 적합하다. 본 실시예에서 충격 신호는 컨트롤러에서 생성되며, 일반적으로 수신된 활성화 신호의 종류에 따라, 관련 전기 충격 장치의 식별자를 포함한다. 따라서 충격 신호는 사용자의 특정 위치를 타겟으로 하여 전송될 수 있고, 이는 사용자에 다수의 센서가 구비된 경우 특정 센서와 연관되어 있을 수 있다.
다수의 센서를 가진 실시예에서, 활성화 신호와 연관되어 있는 센서 식별자에 더하여, 컨트롤러 식별자(controller identification)가 복수의 사용자가 있는 실시예에서 활성화 신호와 연관되어 구비될 수 있고, 고유의 개별 컨트롤러와 함께 식별자 각각은 일반적인 스트레스 노출 훈련 환경 안에서 소통이 가능하며, 도 9에 도시된 다양한 활성화 장치 중 어느 하나에 의하여 어느 특정 사용자를 조준해야 한다.
컨트롤 모듈의 하우징은 또한 컨트롤러의 다양한 동작 특성(operating characteristic)을 조절하기 위한 복수의 조작자 입력부(operator input)(52)를 포함한다. 첫 번째로 도시된 실시예에서 조작자 입력부는 돌발적인 조절로부터 다소 고립되고 보호될 수 있도록, 충격 출력부(50)와 활성화 입력부(34) 사이의 하우징의 일끝단에 장착된 수동 조절 손잡이(manual adjustment knob)(54)의 형태로 구비된다. 조작자 입력부는 또한 컨트롤러를 중지시키거나 활성화를 컨트롤하는 파워 스위치(power switch)(56), 복수의 상이한 조작자 모드 사이에서 컨트롤러를 토글키를 조작하기 위한 모드 선택 버튼(58) 및 하우징의 개별 디스플레이(62) 상에 옵션 데이터의 표시 여부를 선택하기 위한 디스플레이 버튼(60)을 포함한다. 다른 조작자 입력부는 도 11에 도시된 바와 같이 원격 조작자 입력 장치(61)로 구비될 수 있고, 나아가 컨트롤러(10) 상이나 컨트롤러에 직접적으로 지지되는 수동 조작자 입력부에 위치한 적절한 수신기와 무선으로 통신하는 것과 관련해서는 아래에서 상세히 설명될 것이다.
디스플레이(62)는 컨트롤러에 의하여 기록된 총 타격수 혹은 현재 선택된 조작자 모드와 관련한 숫자를 포함하는 숫자 데이터를 표시하기 위한 제1 디스플레이 영역을 포함한다. 타격수는 컨트롤러에 의하여 수신된 각각의 활성화 신호를 인쇄 회로 기판의 메모리 안에 저장하고 디스플레이 버튼(60)에 의해 선택될 때 디스플레이 영역에 타격으로서 활성화 신호의 누적 숫자를 표시함으로써 결정된다. 또한 컨트롤러의 디스플레이는 컨트롤러가 활성화될 때 불빛이 번지면서 이를 표시하기 위한 파워 인디케이터(power indicator)(64)을 포함한다. 또 충격 신호를 생성해야할 조건이 되었을 때 이를 표시하기 위해 구비되는 활성화 인디케이터(activation indicator)(66)를 포함한다.
컨트롤러는 그의 인쇄 회로 기판에 저장된 다양한 규정 충격 기준에 따라 충격 신호를 생성하도록 프로그램되어 있다. 충격 기준은 전압 상의 강도와 크기, 충격이 가해지는 지속 시간 및 특정 선택 모드에 따라 사용자에게 전해지는 복수의 개별 충격들의 빈도수를 포함한다. 또한 충격 기준은 조작자 입력부를 이용하여 조작자가 선택한 모드에 따른 다양한 부가 기준(various additional criteria)을 포함한다. 각각의 기준은 모드 선택에 의하여 직간접적으로 사용자에 의해 조절된다. 수동 조절 손잡이(54)는 사용자에게 전달될 충격 강도를 조절하며, 그 강도는 조작자가 사용자가 착용한 컨트롤러 상의 손잡이를 조절함으로써 직접적으로 조절될 수 있다. 다른 충격 기준들은 일반적으로 모드 선택에 의해 조절된다. 선택된 모드 각각은 충격 강도, 빈도 및 지속 시간에 대해 서로 다른 기준을 포함한다.
어떤 실시예에서는 컨트롤러의 진동 모드(vibration mode)를 선택함으로써 충격 신호를 중단시키는 것도 가능하다. 진동 모드는 하우징의 조작자 입력부에 구비된 진동 스위치(68)에 의하여 선택된다. 스위치(68)를 이용해 진동 모드를 선택하면, 컨트롤러는 컨트롤러나 충격 장치와 통합되어 장착되거나 별개로 존재하는 진동 모듈과 커뮤니케이션을 수행한다. 다른 실시예에서는 진동 모듈이 진동 요소( vibrating component)를 포함하며, 이는 컨트롤러로부터 진동 신호를 수신할 때 활성화된다. 진동 모드에서 컨트롤러는 충격 신호 대신 진동 신호를 생성하고, 그에 따라 사용자는 진동 모듈에 의한 진동만 감지할 뿐 충격을 느끼진 않는다.
사용자 혹은 조작자에 의해 선택되는 다른 모드들은 롤플레이어(role player 모드(roll player mode), 스트레스 노출 모드(stress exposure mode), 무브투커버(move-to-cover)/강도증가(intensity-ramping) 모드 및 부상 사용자 시뮬레이션 모드(injured user simulating mode)를 포함한다. 롤플레이어 모드에서, 진동 스위치는 플레이어가 훈련 환경에서 전기 충격 스트레스를 제공하기 전 특정 동작을 학습할 수 있도록 진동 모드를 선택하도록 활성화된다. 선택된 특정 서브 모드에 따라 컨트롤러는 규정된 타격수 혹은 활성화 신호들이, 생성된 각각의 충격 신호를 위해 활성화 장치로부터 수신되도록 구비될 수 있다. 예를 들어 제1 서브 모드에서, 각각의 활성화 신호가 각각의 충격이나 진동 신호를 생성한다. 그러나 다른 서브 모드에서는 각각의 충격이나 진동 신호가 2개 혹은 3개의 활성화 신호가 수신될 때에만 생성된다.
스트레스 노출 모드에서, 일반적으로 사용자는 수신되는 각각의 활성화 신호마다 충격 신호를 생성함으로써 매 타격시에 충격을 받게 된다. 이 실시예에서 충격의 강도는 손잡이(54)의 수동 조절에 의해 설정된다. 따라서 일련의 충격 신호 각각은 조작자가 수동으로 손잡이(54)를 조절하여 강도를 증가하기 전까지는 그 전의 충격 신호와 동일한 규정 강도를 지닌다. 두 번째 스트레스 노출 모드에서, 컨트롤러는 개별 훈련 세션 내에서 수신된 제1 활성화 신호에 대응하여 진동하도록 프로그램될 수 있지만, 부가되는 활성화 신호 각각은 진동 신호 대신 충격 신호가 된다.
무브투커버나 강도증가 모드에서, 전기 충격의 강도는 이전에 생성된 충격 신호와 비교하여 강도나 지속 시간, 혹은 양자가 모두 증가한다. 제1 서브 모드에서, 개별 훈련 세션에서 수신된 제1 활성화 신호는 오직 하나의 진동 신호를 생성하는 결과를 낳지만, 제2 활성화 신호는 충격 신호를 생성하는 결과를 낳고, 일련의 충격 신호 각각은 이전 충격 신호에 비하여 강도나 지속 시간이 증가한다. 또 다른 서브 모드에서는 수신된 제1 활성화 신호가 최소 충격 강도와 중간 충격 강도를 각각 생성할 수 있다.
부상 사용자 시뮬레이션 모드에서는 부상을 입은 상황을 연출하기 위해, 하나의 활성화 신호가 규정된 시간 구간 동안 랜덤한 간격으로 반복적으로 사용자에게 충격을 가하도록, 규정된 시간 구간 동안 주기적인 간격으로 지속적인 복수의 충격 신호를 생성할 수 있다. 다양한 서브 모드는 주기적인 간격으로 서로 상이하게 규정되는 지속 기간의 전체 시간 동안 충격 신호를 허용한다. 이와 달리 진동 모드가 선택되면, 선택된 규정 지속 시간 동안 랜덤한 주기적 간격으로 진동 신호들이 생성될 것이다.
다시 도 11로 돌아가면, 원격 조작자 입력 장치(61)는 컨트롤러(10)의 하우징과는 별도의 개별 하우징(100)을 포함한다. 입력 장치(61)는 버튼, 터치 인식 스크린, 혹은 종래의 많은 컴퓨터 장치에서 찾아볼 수 있는 그 외의 입력부를 가진 조작자 컨트롤(operator control)(104)들과 함께 적절한 디스플레이(102)를 포함한다. 입력 장치(61)로부터 컨트롤러(10) 상의 통합 수신기(integral receiver)(106)로 RF신호와 같은 무선 전송에 의한 명령 전송에 의하여, 규정 충격 기준을 조절하기 위하여 조자로부터 입력 장치(61)를 통해 입력들을 수신할 수 있다. 통합 수신기(106) 및 작업자 입력 구성을 제외하면, 컨트롤러(10)는 조절 가능한 충격 기준이 조작자 입력부를 통해 조절되면서 컨트롤러에 저장된다는 점에서 앞서 언급한 실시예들과 거의 동일하다.
특히 입력 장치(61)는 보통의 훈련 환경에서 시나리오가 포함된 다수의 사용자가 사용하기 적합하다. 이 실시예에서 각각의 컨트롤러는 개별 컨트롤러 식별자를 포함하여 컨트롤러가 오직 그 컨트롤러의 식별자와 연관된 입력 장치로부터 수신된 명령에만 반응한다. 조작자(operator)나 지시자(instructor)는 이 실시예에서 각 사용자의 실력이나 스트레스를 견디는 수준에 훈련 환경을 맞추기 위하여, 각 사용자가 지닌 서로 다른 컨트롤러에 저장되는 충격 기준을 다르게 조절할 수 있다. 또한 이 실시예에서 조작자는 입력 장치(61)로부터 각 컨트롤러(10)에 저장된 데이터를 불러와, 수신된 활성화 신호의 누적 개수, 선택 모드 개수 혹은 그 밖에 요구되는 선택된 컨트롤러(10)와 관련된 정보를 입력 장치(61)의 디스플레이(102)를 통해 표시할 수 있다.
여기 도시된 바와 같이, 컨트롤러는 요구될 수 있는 다른 환경들에서 사용될 수 있도록, 연결된 장치나 사용자로부터 쉽게 분리되고, 충격 장치와 함께 사용자 상에 쉽게 장착될 수 있게 하는 방식으로, 다양한 형태의 활성화 장치들과 다양한 형태의 전기 충격 장치간을 연결하는 적절한 모듈이다.
각각의 활성화 장치와 충격 장치가 연결되면, 규정 충격 기준은 조작자가 사용자 레벨에서 사용자가 지닌 하우징 상의 조작자 입력부를 이용하여 설정할 수 있다. 선택은 모드 선택 버튼(68)을 이용해 모드를 토글링하거나, 단순히 수동 손잡이(54)를 이용하여 충격 신호의 강도를 조절하여 이룰 수 있다. 충격 신호는 진동 스위치를 이용하여 진동 신호로 대체해 생성할 수 있다. 개별 훈련 세션 내에서 사용되는 동안 언제라도 디스플레이 버튼은 숫자 디스플레이 영역 상에 훈련 세션이 표시되는 동안 활성화 신호의 총 개수를 수신할 수 있다. 이와 다른 실시예에서 숫자 디스플레이는 어떤 작업자 모드가 선택되어 있는지를 표시한다.
위에서 설명한 바와 같이, 도 1은 플라스틱 케이스로 구성되어 있고, 이는 케이스 상부에 노출된 입력 커넥터(input connector), 출력 커넥터(output connector) 및 충격 조절 손잡이(shock adjustment knob)를 가진다. 케이스 전면의 우측에는, 파워 온/오프 스위치(power on/off switch)가 도시되어 있고, 이는 온 위치에 있을 때 파워 인디케이터를 발광시킨다. 케이스 전면의 좌측에는 충격/진동 스위치(shock/vibration switch)가 도시되어 있고, 충격 위치에 놓였을 때 충격 경고등을 발광시킨다. 케이스 전면의 중심 상부에는 디지털 디스플레이(digital display)가 도시되어 있다. 디지털 디스플레이는 0에서 99까지의 숫자를 표시할 것이다. 디지털 디스플레이의 바로 아래 좌측에는 디스플레이 타격 버튼(display hits button)이 있다. 디지털 디스플레이 바로 아래 우측에는 변경 모드 버튼(change mode button)이 있다.
도 4는 컨트롤러 전면의 외부를 절단한 내부 구성을 도시하며 이는 컨트롤러 케이스 내부에서 회로 기판이 어떻게 내장되어 있는지 보여준다. 도 4는 회로 기판에서 배터리까지 이어지는 배터리 커넥트와 컨트롤러 케이스의 배터리칸에 놓여 있는 배터리를 보여준다.
도 5는 컨트롤러의 측면을 절단한 내부 구성을 보여주며, 이는 컨트롤러 케이스의 장착 핀에 회로 기판이 어떻게 장착되어 있는지 나타낸다. 배터리가 배터리 커넥터와 연결되고 파워 온 스위치가 온 위치에 있으면, 컨트롤러가 작동 가능한 상태로 된다. 만약 "파워 온" 스위치가 "온" 위치에 있다면, 파워 인디케이터가 발광하게 된다.
전자 수신기(electronic receiver)는 입력 커넥터와 연결될 것이고, 자극 역치(stimulus threshold)가 수신기를 활성화 하는데 이르게 되면, 수신기는 입력 커넥터를 통해 컨트롤러로 전기적 신호를 보낼 것이다.
신호는 회로 기판으로 향하고 거기서 수신된 신호를 기록할 것이다. 조작자가 디스플레이 타격 버튼을 누르면, 기록 신호의 개수가 디지털 디스플레이에 표시될 것이다.
신호는 이동을 계속하여 회로 기판을 통과해 출력 커넥터로 보내진다. 신호는 충격진동 장치로 이동하며 이는 출력 커넥터와 연결된다. 충격/진동 스위치에 의하여 특정된 설정에 따라 장치는 충격이나 진동을 전달한다. 만약 충격/진동 스위치가 충격 모드인 경우 충격 경고등이 발광할 것이다.
변경 모드 버튼을 누르면 디지털 디스플레이가 이미 프로그램화된 모드에 따라 0에서 99까지의 숫자를 표시하며, 이는 다음의 변수들이 어떻게 조합되는지에 따라 서로 달라진다: 1)충격의 강도 2)충격의 지속 시간 2)진동 옵션 4)활성화 이전의 타격 개수의 변화 5)충격의 위치 및 6)충격의 개수 변화.
다음은 조작되어 서로 조합될 수 있는 변수들에 대한 상세한 설명이다.
1) 충격의 강도. 충격의 강도를 달리하는 능력은 조작자로 하여금 고통 벌칙을 변경할 수 있게 만든다. 고통 벌칙을 변화시키는 능력은 장치로 하여금 훈련생의 수준에 적절한 고통 벌칙을 전달하도록 한다. 극심한 스트레스 훈련이 처음인 훈련생은 그들이 주체하지 못하거나 지나친 스트레스 상태에 놓이지 않도록 낮은 고통 벌칙을 받을 수 있다. 특정 고통 벌칙에 견딜 수 있게 된 훈련생은 더욱 증가된 고통 벌칙을 받음으로써 스트레스에 대한 그들의 수준을 상승시킨다. 또한 충격의 강도는 각각의 타격이 고통 자극 면에서 증가되도록 변화될 수 있다. 이러한 증가는 훈련생이 적당한 방식으로 고통의 상승을 저해하기 위해 반응하게 되는 동기를 부여한다.
2) 충격의 지속 시간. 동일한 수준의 충격을 전달할 때 개개인의 생리는 고통을 느끼는 정도를 달리하게 만들 것이다. 이러한 이유로 어떤 사람들은 다른 사람들보다 더 높은 수준의 충격을 견디게 된다. 만약 충격의 강도를 상승시키면서 고통 벌칙을 높이기만 한다면 어떤 사람에게는 전기 충격의 수준이 위험해지는 시점에 이르게 될 것이다. 안전하게 견딜 수 있는 정도의 충격 수준의 범위에 머무르게 할 수 있도록, 충격 지속 시간을 더욱 길게 할 수 있을 것이다.
3) 진동 옵션. 전기 충격 대신 진동이 일어나도록 하는 옵션은 몇 가지 장점을 제공한다. 첫번째로, 롤플레이어들이 훈련 중에 고통 벌칙에 겪지 않도록 만들 수 있다. 두번째로, 현실 기반 훈련을 처음 수행하는 사람들을 고통 자극의 공포 없이 노출되게 만든다. 마지막으로 경고 변수로서 충격 시스템과 통합될 수 있다. 예를 들어 장치는 훈련생이 가장 처음으로 받는 타격은 진동 반응으로 나타나도록 설정될 수 있다. 그 이후의 타격들은 전기 충격이 전달되는 결과를 가져올 것이다.
4) 활성화 이전의 타격 개수의 변화. 포스온포스 화기 레이저 교전 시스템에서 훈련생이 착용한 수신기를 레이저 펄스가 활성화시킬 때마다 전기 충격 장치나 진동 장치에 하나의 활성화가 일어난다. 실제 삶에서는 공격자를 무력화하기 이전에 총알이 신체를 관통하는 것보다 법집행관이나 군인이 요구될 때가 종종 있다. 이 시스템은 조작자로 하여금 선택된 반응으로 반응하기 이전에, 수신기가 활성화 장치로부터 얼마나 많이 타격을 받아야 하는지를 선택하도록 할 수 있다. 예를 들면, 요구되는 목표를 훈련생이 달성했는지를 알 수 있도록, 시스템이 진동하기 이전에 2개의 타격 발생을 요구하는 모드로 설정된 컨트롤러를 가질 수 있다.
5) 충격의 위치. 충격 장치의 위치는 특정 신체 부위에 대해 부상을 입은 것처럼 할 수 있도록 이동이 가능하다. 현재 대부분의 고통 자극 장치는 훈련생의 배나 허리 부분에 전달되도록 설계되어 있다. 충격의 위치를 변경시킬 수 있는 기능은 신체 성능을 방해하는 기능을 할 수 있다. 예를 들어 장치는 훈련생이 주로 이용하는 팔에 부착되어 훈련이 진행되는 동안 총기를 제대로 사용해야 할 훈련생의 능력을 떨어트린 상황을 연출할 수 있다.
6) 충격의 개수 변화. 요구되는 모드가 설정되었을 때, 하나의 충격을 전달 받는 대신, 수 개의 충격이 전달되도록 변경될 수도 있다. 이는 하나의 타격은 전달된 하나의 타격보다 더 많은 결과를 낳을 수도 있다. 이러한 충격의 전달과 무작위의 타격이 일어나는 지속 시간을 랜덤화함으로써, 조작자는 부상당한 교관의 시뮬레이션을 창조해낼 수 있다. 이는 훈련생으로 하여금 설정된 기간 동안 고통스러운 자극을 다루어야 하도록 강요할 것이다. 롤플레이어가 효과적으로 제어되었는지와 상관없이 훈련생으로 하여금 고통스런 자극을 다루어야 하도록 만든다.
여기서 설명한 바와 같이 컨트롤러는 지시자/조작자로 하여금 요구되는 훈련의 종류에 기초하여 특정 모드를 선택하도록 할 수 있는 전자 기반의 어떠한 훈련 시스템과도 결합이 가능하다. 이러한 모드들은 훈련생의 요구를 기초로 다양한 고통 벌칙이나 지속 시간에 대한 설정을 바꾸게 될 것이다. 또한 진동 모드가 선택될 수 있도록 하여, 롤플레이어들이 더 이상 고통 벌칙의 공포를 느끼지 않게 할 것이다. 아래는 선택 가능한 다양한 모드의 예시이며 그들 각각의 효과는 아래와 같다.
롤플레이어 모드(Role Player Mode): 현재 포스온포스 훈련에서 롤플레이어는 발사 무기로부터 보호하기 위한 엄청난 양의 보호 장비를 착용해야 한다. 롤플레이어 모드로의 설정을 선택함으로써, 결과로 나타나는 자극이 고통 벌칙 대신에 진동이 될 것이다. 진동은 다양한 방식으로 달라질 수 있다. 진동은 활성화된 특정 수신기가 무엇인지에 기초하여 그 종류나 지속 시간이 달라질 수 있다. 진동이 활성화되기 이전에 감지되는 자극의 개수도 달라질 수 있다.
무브투커버 모드(Move to Cover Mode): 현재의 모든 제품들이 변경되는 고통 벌칙을 허용하지 않기 때문에 강한 고통을 견뎌내는 사람들은 고통 벌칙을 받았을 때 요구되는 반응을 보이지 않을지도 모른다. 무브투커버 모드에서, 고통 벌칙은 컨트롤러의 활성화가 일어날 때마다 증가될 것이다. 이 모드에서의 설정은 고통 벌칙이 증가되기 이전에 요구되는 자극의 개수에 기초하여 달라질 수 있다. 또한 곧 닥치게 될 차기 활성화에 대한 고통 벌칙에 대한 경고로서 진동으로 시작할 수 있을 것이다.
부상 장교 모드(Injured Officer Mode): 현재의 모든 제품들은 군사가 실제 환경에서 닥칠 수 있는 특정 지점에 고통 벌칙을 전달하도록 설계되어 있다. 부상 장교 모드를 선택함으로써, 컨트롤러는 설정된 주기 시간 동안 무작위로 지속적인 고통 벌칙을 전달할 것이다. 이는 장교로 하여금 부상으로 인한 자극을 주는 지속적인 고통 벌칙을 받으며 작전을 계속 지휘해야 하도록 만든다. 이 모드에서는 컨트롤러가 활성화하는 시간의 양, 고통 벌칙의 지속 시간, 그리고 고통 벌칙의 강도가 달라질 수 있다.
스트레스 주입 모드(Stress Inoculation Mode): 고통 벌칙 제품에서 진정한 스트레스 주입이 일어나게 하기 위하여, 제품은 고통 벌칙을 견디는 훈련생의 능력에 기초하여 점점 상승하는 고통을 전달할 수 있어야 한다. 스트레스 주입 모드에서, 컨트롤러는 조작자로 하여금 컨트롤러를 착용한 특정 훈련생에게 전달될 고통 벌칙을 조절하기 위하여 전위차계(potentiometer)를 사용할 수 있게 한다. 이 모드에서 활성화를 만들어내기 위해, 요구되는 자극의 수와 함께 고통 자극의 지속 시간이 달라질 수 있도록 설정이 바뀔 수 있다.
롤 플레이어 모드(충격/진동 스위치가 진동으로 설정되어야 함):
모드 1: 하나의 타격이 등록될 때마다 진동기가 활성화함.
모드 2: 2개의 타격이 등록될 때마다 진동기가 활성화함.
모드 3: 3개의 타격이 등록될 때마다 진동기가 활성화함.
스트레스 노출 모드(훈련생에 따라 적절한 충격 레벨로 설정):
모드 4: 하나의 타격이 등록될 때마다 충격이 활성화함.
모드 5: 첫번째 타격 시에 진동이 활성화하고 그 다음 타격부터는 충격.
무브투커버 모드(타격이 있을 때마다 고통 벌칙 상승):
모드 6: 첫번째 타격이 등록되면 진동하고 두번째부터 충격을 시작함.
모드 7: 첫번째 타격이 등록되면 낮은 설정으로 충격하고 그 이후 증가함.
모드 8: 첫번째 타격이 등록되면 중간 설정으로 충격하고 그 이후 증가함.
부상 장교 모드(설정된 시간 주기 동안 무작위로 충격이 계속 전해짐):
모드 9: 첫번째 타격 후 10초 동안 랜덤하게 활성화함.
모드 10: 첫번째 타격 후 20초 동안 랜덤하게 활성화함.
모드 11: 첫번째 타격 후 30초 동안 랜덤하게 활성화함.
모드 12: 첫번째 타격 후 30초 동안 랜덤하게 진동함.
본 발명의 컨트롤러는 또한 스트레스이녹 시스템(STRESSINOCTM system)으로서 설명되며, 이는 멀티응용 스트레스 주입 도구(multi-application stress inoculation tool)이다. 이는 훈련을 지휘하는 자로 하여금 점점 상승하는 스트레스가 요구되는 어떠한 종류의 훈련 환경에도 안전하고, 국부적인 전기 충격 고통 벌칙을 통합할 수 있도록 한다. 스트레스이녹 시스템은 사용자로 하여금 본 장치를 사용하는 훈련생의 수준에 적당한 고통 벌칙의 강도를 달리할 수 있는 복수의 설정을 가진 소프트웨어 기반의 컨트롤러이다.
컨트롤러에서 사용 가능한 다양한 모드는 고통 벌칙의 독특한 적용을 가능케 한다. 지휘관은 스트레스이녹 시스템의 각각의 활성화로 하여금 이전 활성화보다 더 높은 고통 벌칙을 전달하도록 할 수 있다. 이는 원치 않는 반응을 훈련생이 피하도록 조종하는데 매우 유용하다.
또한 지휘관은 "부상 모드"를 선택함으로써 훈련생 신체에 부상이 일어난 것처럼 할 수 있다. 이 모드에서 컨트롤러는 설정된 주기의 시간 동안 무작위로 고통을 전달할 것이다. 이는 훈련생을 즉시 과업에 집중해야 하도록 만들고 고통스러운 자극으로 인한 방해를 무시하게 한다.
스트레스이녹 시스템은 또한 맞춤형 배틀필드 에프엑스 아이이디(BattleField FX IED's)와 연동하도록 설계될 수 있다. 이는 수어싸이드베스트/아이이디 트레이너(Suicide Vest/IED Trainer)를 포함한다. 배틀필드 에프엑스 아이이디 혹은 수어싸이드베스트는 활성화되면 커다란 공명(loud rapport)(112dB)을 전달할 것이다. 이와 동시에 가짜 폭발이 바로 인접한 지역에서 스트레스이녹 시스템을 활성화시킬 것이다. 이는 송수신자간에 교신이 불가능한 실제 아이이디(IED) 조건을 만들어내는 가짜 폭발을 재현해내는, 수송수단 등의 내부에서, 벽을 통해 베스트(vest)를 활성화시킴으로써, 독특한 훈련 환경을 이룰 수 있게 한다.
지휘관은 시스템을 사용하여 활동 사격 훈련(active shooter training), 폭탄 수색(bomb searches), 수송수단 수색(vehicle searches), 무장해제(disarming) 절차 등에 스트레스를 부가할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 위에서 설명한 원격 입력 장치(61)와 같은 지휘관 (마스터 컨트롤) 스위치이다. 스트레스이녹 시스템도 훈련 연습 중에 어느 시점에서도 지휘관이 활성화할 수 있는 RF키손잡이(20)가 갖춰질 수 있다. 이는 필요한 경우 고통 벌칙이 정확하게 전달될 수 있는 완벽한 제어권을 지휘관에게 부여한다.
본 발명은 또한 배틀필드탱크/에어크래프트 시뮬레이터(Battle Field Tank/Aircraft Simulator)와 통합될 수 있다. 현재 전투 시뮬레이터 시스템을 이용할 때 수행불안은 스트레스를 생성하는 수단 중 하나이다. 처음에 스트레스이녹 시스템은 고통 벌칙을 통해 더 높은 수준의 스트레스를 생성하는 능력을 만들어냈다. 이는 "부상 모드"를 이용하여 전투 중 부상을 입고 수행해야 하는 상황을 재현한 훈련환경으로 훈련생을 놓이게 만들었다.
본 발명은 또한 케이나인 핸들러 트레이닝(K9 Handler Training)에 사용된다. 수색견(searching canine)이나 트래킹견(tracking canine) 훈련의 가장 어려운 점은 조련사가 스트레스를 받고 개에게 복합된 메세지를 보낼 때, 개가 실제 상황에서 조련사와 함께 작업할 수 있도록 준비하는 것이다. 스트레스이녹 시스템은 개와 함께 시나리오 훈련을 하는 동안, 지휘관으로 하여금 그들의 개가 스트레스를 받은 조련사에게 익숙해지도록 조련사에게 스트레스를 생성하도록 할 수 있다.
또 다른 실시예에서는 모든 구성들에 있어서 이와 상이한 재질, 크기 혹은 연결이 이용될 수 있다. 디지털 디스플레이 대신 어떠한 종류의 전자 디스플레이가 사용되어도 좋다. 버튼이나 스위치 대신 터치스크린 어플리케이션을 활용할 수 있고, 이는 디스플레이 내에 내장될 수 있다. 와이어 대신에, 다른 어떠한 전자 메세지가 RF신호와 함께 전송될 수 있다. 회로가 제거될 수도 있고, 우리의 방법을 채용해야 하는 제품의 현재 사용되는 구조에 놓일 수도 있다. 관련 제품 안의 회로 내에 소프트웨어 모드가 프로그램될 수도 있다.
위에서 설명된 본 발명에서 다양한 변조가 이루어질 수 있고, 청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 많은, 분명한, 광범위한, 상이한 실시예가 이루어질 수 있고, 이는 수반된 상세한 설명의 모든 구성이 오직 설명을 위한 것으로 해석되어야 하고 권리범위를 제한하기 위한 것이 아님을 의미한다.

Claims (23)

  1. 스트레스 노출 훈련 이벤트에 응답하여 활성화 신호를 발생시키도록 배치된 활성화 장치 및 사용자에 의해 착용되도록 배치되고, 충격 신호에 응답하여 상기 사용자에게 전기 충격을 전달하는 전기 충격 장치를 이용한 스트레스 노출 훈련 방법에 있어서, 상기 방법은,
    상기 활성화 신호를 무선 수신하도록 배치된 수신기를 제공하는 단계;
    사용자에게 전달될 전기 충격의 특성과 관련하여 규정 충격 기준을 저장하고, 상기 활성화 장치로부터 활성화 신호를 수신하기 위해 상기 수신기와 커뮤니케이션하도록 배치된 활성화 입력부를 갖는 컨트롤러를 제공하는 단계;
    상기 전기 충격 장치, 상기 수신기 및 상기 컨트롤러를 지지하는 단계로서, 상기 수신기가 상기 컨트롤러 상의 상기 활성화 입력부와 커뮤니케이션하고 상기 컨트롤러가 상기 전기 충격 장치와 커뮤니케이션하도록, 상기 컨트롤러는 사용자에 대해 저장된 규정 충격 기준을 포함하는, 지지하는 단계;
    사용자에게 전달될 전기 충격의 특성이 조절되도록, 상기 컨트롤러의 조작자 입력부를 통해 사용자에게 지지되는 컨트롤러의 규정 충격 기준을 조절하는 단계;
    상기 활성화 장치를 상기 수신기 및 상기 사용자의 컨트롤러에 대한 원격 위치에 위치시키는 단계;
    상기 활성화 장치로부터의 활성화 신호를 상기 수신기로 무선 송신하는 단계; 및,
    상기 활성화 신호를 수신하는 수신기에 응답하여 상기 전기 충격 장치를 사용하여 사용자에게 전기 충격을 전달하는 단계로서, 상기 전기 충격의 특성은, 활성화 신호의 수신에 이어 상기 조절된 충격 기준에 따라 충격 신호를 생성하기 위해, 상기 컨트롤러를 사용하여 상기 조절된 충격 기준에 대응하는, 사용자에게 전기 충격을 전달하는 단계;
    를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러를 상기 전기 충격 장치에 직접적으로 연결하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러와 분리된 원격 조작자 입력부를 제공하는 단계; 및
    상기 규정 충격 기준의 조절을 상기 원격 조작자 입력부로부터 상기 컨트롤러로의 무선 커뮤니케이션에 의해 이루어지도록 하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    수동 조절 조작자 입력부를 상기 컨트롤러 상에 직접적으로 제공하는 단계; 및
    상기 컨트롤러 상의 조작자 입력부를 통해, 상기 규정 충격 기준이 수동적으로 조절될 수 있도록 하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 규정 충격 기준 중 하나의 기준으로서 전기 충격의 강도를 지정하는 단계; 및
    상기 조작자 입력부를 이용하여 상기 전기 충격의 강도가 조절될 수 있도록 하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    컨트롤러 상의 하나의 조작자 입력부로서, 상기 컨트롤러에 수동 조절 제어부를 제공하는 단계; 및
    상기 수동 조절 제어부를 이용하여 상기 전기 충격의 강도를 조절하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 규정 충격 기준 중 하나의 기준으로서 전기 충격의 지속시간을 지정하는 단계; 및
    상기 조작자 입력부를 이용하여 상기 전기 충격의 지속시간을 조절하도록 하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 규정 충격 기준 중 하나의 기준으로서 하나의 충격 신호를 생성하기 위하여 활성화 신호의 규정 개수를 지정하는 단계; 및
    상기 조작자 입력부를 이용하여 상기 활성화 신호의 규정 개수를 조절하도록 하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러로 하여금, 각각의 식별자를 포함하며, 사용자에 의하여 착용된 복수의 전기 충격 장치들과 커뮤니케이션하도록 하는 단계; 및
    상기 규정 충격 기준 중 하나의 기준으로서 상기 전기 충격 장치들 중 하나의 식별자를 지정하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 규정 충격 기준 중 하나의 기준으로서 상기 전기 충격의 빈도수를 지정하는 단계; 및
    상기 조작자 입력부를 이용하여 상기 전기 충격의 빈도수를 조절하도록 하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러와 연관된, 각각 상이한 규정 충격 기준을 가지는 복수의 컨트롤러 모드를 지정하는 단계; 및
    조작자로 하여금 상기 사용자에 지원된 컨트롤러 상의 조작자 입력부를 이용하여 상기 컨트롤러 모드 중 하나를 선택하도록 함으로써, 상기 규정 충격 기준이 조절되도록 하는 단계;를 포함하는 스트레스 노출 훈련방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤러 모드 중 이미 생성된 충격 신호보다 지속시간이나 강도 면에서 더욱 증가하는 강도 증가 모드를 제공하는 단계를 더 포함하는, 스트레스 노출 훈련방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    하나의 활성화 신호에 응답하여 복수의 충격 신호들이 주기적 간격으로 하나씩 생성되는 부상 시뮬레이션 모드를 제공하는 단계를 포함하는, 스트레스 노출 훈련방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    어떠한 컨트롤러 모드가 선택되었는지를 식별하기 위하여 상기 사용자에 의해 지지되는 컨트롤러 상에 디스플레이를 제공하는 단계를 포함하는, 스트레스 노출 훈련방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    컨트롤러가 상기 활성화 신호의 수신에 응답하여 활성화 신호와 관련한 활성화 데이터를 기록할 수 있게 상기 컨트롤러에 메모리를 제공하는 단계를 포함하는, 스트레스 노출 훈련방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성화 장치와 결합하여 상기 컨트롤러를 이용하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 활성화 장치는, 광기반 신호를 생성하도록 배치된 가상 무기 및 사용자 신체에 스스로 지지되도록 배치된 지지구조를 포함하는 광기반 훈련 시스템을 포함하며, 상기 지지구조 위에 지탱되는 수신기는, 상기 컨트롤러가 상기 광기반 신호의 검지에 따라 충격 신호를 생성하게 배치되도록, 상기 가상 무기에 의하여 전달된 광기반 신호를 검지하도록 배치된 센서를 구비하는, 스트레스 노출 훈련방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러 상에 무선 주파수 신호 형태의 활성화 신호를 수신하도록 배치된 수신기를 제공하는 단계를 포함하는, 스트레스 노출 훈련방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 활성화 장치와 결합하여 상기 컨트롤러를 이용하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 활성화 장치는, 규정 조건에 응답하여 활성화 신호를 생성하도록 배치된 트리거 및 상기 트리거에 의하여 생성된 활성화 신호에 응답하여 무선 주파수 형태의 활성화 신호를 상기 컨트롤러에 전송하도록 배치된 전송기를 포함하는, 모의 폭발 장치를 포함하는, 스트레스 노출 훈련방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    조절된 전기 충격의 특성은 i) 전기 충격의 강도 및 ii) 전기 충격의 지속 시간으로 구성된 리스트로부터 선택되는, 스트레스 노출 훈련방법.
  20. 스트레스 노출 훈련 이벤트에 응답하여 활성화 신호를 발생시키도록 배치된 활성화 장치 및 사용자에 의해 착용되도록 배치되고, 충격 신호에 응답하여 상기 사용자에게 전기 충격을 전달하는 전기 충격 장치를 이용한 스트레스 노출 훈련 방법에 있어서, 상기 방법은
    사용자에게 전달될 전기 충격의 특성과 관련한 규정 충격 기준 및 서로 상이한 형상으로 된 복수의 선택 가능한 모드를 포함하는 컨트롤러를 제공하는 단계로서, 각각의 선택 가능한 모드는 하나의 활성화 신호의 수신에 응답하는 적어도 하나의 충격 신호, 또는 적어도 하나의 진동 신호, 또는 충격 및 진동 신호의 조합의 발생을 나타내는, 컨트롤러를 제공하는 단계;
    상기 활성화 장치로부터의 활성화 신호를 수신하기 위하여 상기 컨트롤러에 활성화 입력부를 제공하는 단계;
    상기 진동 신호에 응답하여 진동하도록 배치된 진동 모듈을 제공하는 단계;
    상기 전기 충격 장치, 상기 진동 모듈 및 상기 컨트롤러를 지지하는 단계로서, 상기 컨트롤러가 상기 전기 충격 장치와 커뮤니케이션하고 상기 컨트롤러가 상기 진동 모듈과 커뮤니케이션하도록, 규정 충격 기준 및 사용자에 대해 저장된 복수의 선택 가능한 모드를 포함하는, 지지하는 단계;
    상기 컨트롤러의 조작자 입력부를 통해 사용자에게 지지되는 컨트롤러의 규정 충격 기준을 조절하는 단계;
    상기 컨트롤러의 조작자 입력부를 통해 컨트롤러의 복수의 선택 가능한 모드 중 하나를 선택하는 단계;
    상기 활성화 장치로부터의 활성화 신호를 상기 컨트롤러의 활성화 입력부로 송신하는 단계;
    상기 활성화 신호의 수신에 응답하여 상기 조작자 입력부를 통해 선택된 상기 선택 가능한 모드에 의해 지정된, 적어도 하나의 충격 신호, 또는 적어도 하나의 진동 신호, 또는 충격 및 진동 신호의 조합을 생성하기 위해 상기 컨트롤러를 이용하는 단계;
    상기 컨트롤러에 의해 발생된 각각의 진동 신호에 응답하여 상기 진동 모듈을 진동시키는 단계; 및
    상기 컨트롤러에 의해 발생된 각각의 충격 신호에 응답하여 상기 전기 충격 장치를 사용하여 사용자에게 전기적 충격을 전달하는 단계로서, 상기 전기 충격은 조절된 규정 충격 기준에 대응하는 특성을 갖는, 전달하는 단계;를
    포함하는, 스트레스 노출 훈련방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 컨트롤러에 조합 모드를 제공하는 단계를 더 포함하며, 여기서, 상기 컨트롤러는 제1 활성화 신호의 수신에 응답하여 하나의 진동 신호를 발생 시키도록 배치되고, 상기 컨트롤러는 상기 제1 활성화 신호 다음의 제2 활성화 신호의 수신에 응답하여 하나의 충격 신호를 발생시키도록 배열되는, 스트레스 노출 훈련방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
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