KR101986152B1 - 착용형 동작 훈련 장치 및 착용형 동작 훈련 장치의 동작 방법 - Google Patents

착용형 동작 훈련 장치 및 착용형 동작 훈련 장치의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치는 착용자의 동작을 측정하는 적어도 하나의 센서, 착용자의 동작과 연관된 기준 데이터를 저장하는 스토리지, 센서를 통해 감지되는 착용자의 동작 데이터를 저장하는 메모리, 기준 데이터와 동작 데이터를 비교하고, 기준 데이터와 동작 데이터의 차이가 허용 범위를 초과할 때 제1 신호를 출력하는 마이크로 제어기, 그리고 제1 신호에 응답하여, 착용자에게 제2 신호를 전달하는 사용자 출력 인터페이스를 포함한다.

Description

착용형 동작 훈련 장치 및 착용형 동작 훈련 장치의 동작 방법{WEARABLE MOTION TRAINING DEVICE AND METHOD OF OPERATING WEARABLE MOTION TRAINING DEVICE}
본 발명은 착용형 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 착용형 동작 훈련 장치 및 착용형 동작 훈련 장치의 동작 방법에 관한 것이다.
전문 체육 또는 생활 체육에서, 동작의 정확도는 전문성을 높일 뿐 아니라 부상을 방지하는 데에도 큰 영향을 미친다. 전통적으로, 체육의 동작의 훈련은 지도자와 피지도자 사이의 관계에 의해 수행되어 왔다. 그러나 이러한 방법은 지도자 또는 피지도자의 특성 및 환경에 의해 훈련의 성과가 달라지는 문제를 갖는다.
컴퓨터 관련 기술이 발전하면서, 컴퓨터에 기반한 객관적인 훈련 방법을 모색하는 방안이 시도되고 있다. 그러나 이러한 시도는 동작의 정밀한 측정을 위하여 대형의 장비들을 필요로 하며, 피지도자에게 복잡한 장비들을 착용할 것을 요구한다. 따라서, 복잡한 장비들을 필요로 하지 않고, 그리고 피지도자에게 동작의 훈련을 위한 별도의 스트레스를 인가하지 않는 새로운 동작 훈련 장치 또는 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 복잡한 장비들을 필요로 하지 않고, 그리고 피지도자에게 동작의 훈련을 위한 별도의 스트레스를 인가하지 않는 새로운 동작 훈련 장치 또는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 동작 훈련 장치는, 착용자의 동작을 측정하는 적어도 하나의 센서; 상기 착용자의 동작과 연관된 기준 데이터를 저장하는 스토리지; 상기 센서를 통해 감지되는 상기 착용자의 동작 데이터를 저장하는 메모리; 상기 기준 데이터와 상기 동작 데이터를 비교하고, 상기 기준 데이터와 상기 동작 데이터의 차이가 허용 범위를 초과할 때 제1 신호를 출력하는 마이크로 제어기; 그리고 상기 제1 신호에 응답하여, 상기 착용자에게 제2 신호를 전달하는 사용자 출력 인터페이스를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 외부 장치로부터 상기 기준 데이터를 수신하여 상기 스토리지에 저장하는 통신기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 외부 장치로부터 표준 데이터를 수신하는 통신기를 더 포함하고, 상기 마이크로 제어기는 상기 착용자의 체형 데이터에 따라 상기 표준 데이터를 상기 기준 데이터로 수정하고 상기 스토리지에 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 통신기는 상기 체형 데이터를 상기 외부 장치로부터 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 외부 장치로부터 상기 허용 범위를 수신하는 통신기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센서를 통해 상기 동작을 측정하기 시작할 때, 상기 마이크로 제어기는 상기 사용자 출력 인터페이스를 통해 상기 측정의 시작을 상기 착용자에게 알릴 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 실시간 시계를 더 포함하고, 상기 마이크로 제어기는 상기 차이가 상기 허용 범위를 초과할 때의 시간을 상기 실시간 시계로부터 획득하고, 상기 차이 및 상기 시간을 상기 메모리 또는 상기 스토리지에 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 제어기는 저장 요청에 따라 상기 마이크로 제어기에 저장된 상기 착용자의 상기 동작 데이터를 표준 데이터로서 상기 스토리지에 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 제어기는 상기 착용자의 체형 데이터를 상기 동작 데이터와 함께 상기 표준 데이터로서 상기 스토리지에 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표준 데이터를 외부 장치로 출력하는 통신기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 착용자의 피부에 부착되는 제1전극 및 제2전극; 그리고 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 상기 착용자의 생체 신호를 검출하도록 구성되는 신호 감지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 배터리를 포함하고, 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 전압들이 공급될 때 상기 전압들을 이용하여 상기 배터리를 충전하고, 그리고 상기 착용형 동작 훈련 장치의 착용으로 인해 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 상기 착용자 피부를 통해 서로 전기적으로 연결될 때에 상기 배터리에 충전된 충전 전압을 출력하는 전원 관리부;를 더 포함할 수 있다. 상기 신호 감지부는 상기 전원 관리부로부터 상기 충전 전압을 수신하고, 상기 충전 전압에 기반하여 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 전달되는 상기 신호를 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 생체 신호는 심전도 신호를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센서, 상기 스토리지, 상기 메모리, 상기 마이크로 제어기, 그리고 상기 사용자 출력 인터페이스는 상기 전원 관리부로부터 상기 충전 전압을 수신하여 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 생체 신호의 값이 문턱값을 초과할 때, 상기 마이크로 제어기는 상기 사용자 출력 인터페이스를 통해 상기 착용자에게 알림을 전달하는 발광다이오드, 진동모터, 및 스피커 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 알림 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 착용자의 상기 동작 데이터가 저장되는 동안, 상기 마이크로 제어기는 상기 생체 신호의 변화를 상기 메모리에 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 동작 훈련 장치의 동작 방법은, 착용자의 동작의 데이터를 측정하는 단계; 상기 착용자의 동작 데이터를 기준 데이터와 비교하는 단계; 그리고 상기 동작 데이터와 상기 기준 데이터의 차이가 허용 범위를 초과하면, 상기 차이가 상기 허용 범위를 초과함을 상기 착용자에게 알리는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 표준 데이터를 수신하는 단계; 그리고 상기 착용자의 체형 데이터에 따라, 상기 표준 데이터를 상기 기준 데이터로 수정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 다른 착용자의 동작의 데이터를 측정하는 단계; 그리고 상기 다른 착용자의 다른 동작 데이터를 상기 표준 데이터로 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 착용자의 생체 신호를 수신하는 단계; 그리고 상기 생체 신호의 값이 문턱값을 초과하면, 상기 착용자에게 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 지도자의 동작의 특성을 피지도자에게 적합하도록 수정하여 전달하는 착용형 동작 훈련 장치 및 착용형 동작 훈련 장치의 동작 방법이 제공된다. 따라서, 복잡한 장비들을 필요로 하지 않고, 그리고 피지도자에게 동작의 훈련을 위한 별도의 스트레스를 인가하지 않는 장치 및 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치가 착용되는 예를 보여준다.
도 3은 동작 훈련을 위한 기준 데이터를 착용형 동작 훈련 장치들에 전달하는 시스템의 예를 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치가 기준 데이터를 저장하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치가 동작 훈련을 제공하는 예를 보여준다.
도 6은 착용형 동작 훈련 장치가 생체 신호를 처리하는 예를 보여주는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치가 표준 데이터를 생성하는 지도 모드의 예를 보여주는 순서도이다.
도 8은 도 1의 착용형 동작 훈련 장치의 응용 예를 보여준다.
이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치(100)를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 동작 훈련부(200), 제1전극(310), 제2전극(320), 전원 관리부(400), 그리고 신호 감지부(500)를 포함한다.
동작 훈련부(200)는 착용형 동작 훈련 장치(100)의 착용자에게 동작 훈련을 제공할 수 있다. 동작 훈련부(200)는 기준 동작에 대한 기준 데이터를 저장할 수 있다. 동작 훈련부(200)는 착용자의 동작을 감지하여 동작 데이터를 생성할 수 있다. 동작 훈련부(200)는 기준 데이터와 동작 데이터를 비교하고, 비교 결과에 따라 동작 훈련의 가이드를 제공할 수 있다.
동작 훈련부(200)는 전원 관리부(400)로부터 수신되는 충전 전압(POR)에 기반하여 동작할 수 있다. 동작 훈련부(200)는 마이크로 제어기(210), 실시간 시계(220), 메모리(230), 스토리지(240), 통신기(250), 그리고 사용자 인터페이스(260)를 포함할 수 있다.
마이크로 제어기(210)는 기준 데이터를 저장하도록 스토리지(240)를 제어할 수 있다. 마이크로 제어기(210)는 착용자의 동작을 감지하여 동작 데이터를 생성하도록 사용자 인터페이스(260)를 제어할 수 있다. 마이크로 제어기(210)는 동작 데이터를 저장하도록 메모리(230)를 제어할 수 있다.
마이크로 제어기(210)는 스토리지(240)에 저장된 기준 데이터와 메모리(230)에 저장된 동작 데이터를 비교할 수 있다. 비교 결과에 따라, 마이크로 제어기(210)는 착용자에게 가이드를 제공하도록 사용자 인터페이스(260)를 제어할 수 있다.
마이크로 제어기(210)는 동작 데이터 또는 비교의 결과를 외부 장치와 통신하도록 통신기(250)를 제어할 수 있다. 마이크로 제어기(210)는 동작 데이터 또는 비교의 결과를 스토리지(240)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 제어기(210)는 동작 데이터 또는 비교의 결과를 실시간 시계(220)의 시간 정보와 함께 저장할 수 있다.
마이크로 제어기(210)는 신호 감지부(500)로부터 생체 전기 신호(BES)를 더 수신할 수 있다. 마이크로 제어기(210)는 생체 전기 신호(BES)를 메모리(230)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 제어기(210)는 실시간 시계(220)로부터 시간 정보를 획득하고, 생체 전기 신호(BES)를 시간 정보와 함께 메모리(230)에 저장할 수 있다.
마이크로 제어기(210)는 생체 전기 신호(BES)를 관찰하고, 생체 전기 신호(BES)의 값 또는 변화량에 따라 착용자에게 가이드를 제공할 수 있다. 실시간 시계(220)는 외부로부터의 전원 공급이 차단되어도 시간 정보를 유지 및 관리할 수 있다.
메모리(230)는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 또는 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM)와 같은 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 스토리지(240)는 플래시 메모리, 상 변화 메모리, 자기 메모리, 강유전체 메모리, 저항성 메모리와 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
통신기(250)는 근거리 무선 통신(NFC, Near Field Communication), 저전력 블루투스(BLE, Bluetooth Low Energy) 등과 같은 다양한 무선 통신 방식들 중 적어도 하나에 기반할 수 있다. 다른 예로서, 통신기(250)는 USB (Universal Serial Bus), PCIe (Peripheral Component Interconnect express) 등과 같은 다양한 유선 통신 방식들 중 적어도 하나에 기반할 수 있다.
사용자 인터페이스(260)는 착용자의 동작을 감지하여 동작 데이터를 생성하는 사용자 입력 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력 인터페이스는 동작 센서, 가속도 센서, 위치 센서 등과 같은 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(260)는 착용자의 생체 신호를 감지하는 온도 센서, PPG(PhotoPlethysmography) 센서 등을 더 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(260)는 착용자에게 가이드, 예를 들어 신호를 전달하는 사용자 출력 인터페이스를 포함할 수 있다. 사용자 출력 인터페이스는 알림 수단으로 발광다이오드, 진동모터, 및 스피커 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 출력 인터페이스는 착용자에게 진동을 전달하는 모터, 착용자에게 시각적 신호를 전달하는 LED, 착용자에게 음향 신호를 전달하는 스피커 등을 포함할 수 있다.
제1전극(310) 및 제2전극(320)은 충전 전극, 스위치 전극, 그리고 감지 전극으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1전극(310) 및 제2전극(320)은 전원 관리부(400)의 배터리(420)의 충전을 위한 양전압 및 접지 전압을 각각 수신할 수 있다.
다른 예로서, 제1전극(310) 및 제2전극(320)은 착용형 동작 훈련 장치(100)의 착용자에게 부착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1전극(310) 및 제2전극(320)은 심전도(ECG), 근전도(EMG), 뇌전도(EEG) 등과 같은 생체 전기 신호를 감지하기에 적합한 착용자의 신체의 부위에 부착될 수 있다.
전원 관리부(400)는 제1전극(310) 및 제2전극(320)에 연결된다. 전원 관리부(400)는 제1전극(310) 및 제2전극(320)이 전압원들에 연결되는지 또는 착용자의 신체에 부착되는지 검출할 수 있다. 전원 관리부(400)는 충전기(410), 배터리(420), 그리고 전원 스위치(430)를 포함한다.
전원 관리부(400)는 배터리(420)를 포함하고, 제1전극(310) 및 제2전극(320)을 통해 전압들이 공급될 때 전압들을 이용하여 배터리(420)를 충전하고, 그리고 착용형 동작 훈련 장치(100)의 착용으로 인해 제1전극(310) 및 상기 제2전극(320)이 착용자 피부를 통해 서로 전기적으로 연결될 때에 배터리에 충전된 충전 전압을 출력한다.
신호 감지부(500)는 전원 관리부(400)로부터 충전 전압을 수신하고, 충전 전압에 기반하여 제1전극(310) 및 제2전극(320)을 통해 전달되는 생체 신호를 감지한다.
충전기(410)는 제1전극(310) 및 제2전극(320)에 연결된다. 충전기(410)는 전원 노드(440)를 통해 배터리(420)에 연결될 수 있다. 제1전극(310) 및 제2전극(320)이 전압원들에 연결될 때, 충전기(410)는 제1전극(310) 및 제2전극(320)을 통해 공급되는 양전압 및 접지 전압을 이용하여 배터리(420)를 충전할 수 있다.
전원 스위치(430)는 제1전극(310) 및 제2전극(320)에 연결된다. 전원 스위치(430)는 전원 노드(440)를 통해 배터리(420)에 연결될 수 있다. 제1전극(310) 및 제2전극(320)이 신체에 부착될 때, 전원 스위치(430)는 배터리(420)에 충전된 전압을 전원 노드(440)를 통해 획득하여 충전 전압(POR)으로 출력할 수 있다.
신호 감지부(500)는 제1전극(310) 및 제2전극(320)에 연결된다. 신호 감지부(500)는 전원 관리부(400)로부터 충전 전압(POR)이 출력될 때, 충전 전압(POR)에 기반하여 동작할 수 있다. 신호 감지부(500)는 제1전극(310) 및 제2전극(320)을 통해 수신되는 신호, 예를 들어 고주파 성분의 생체 전기 신호를 감지할 수 있다. 신호 감지부(500)는 감지 결과를 생체 전기 신호(BES)로 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치(100)가 착용되는 예를 보여준다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 예(E1)로 표시된 바와 같이, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 신체의 머리에 의복 또는 액세서리의 형태로 착용될 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 마스크, 모자, 머리핀, 헤어밴드, 안경, 패치, 귀걸이, 피어싱, 반지, 발찌 등의 형태로 착용될 수 있다.
제2 예(E2)로 표시된 바와 같이, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 신체의 손에 의복 또는 액세서리의 형태로 착용될 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 장갑, 반지, 골무, 네일패치 등의 형태로 착용될 수 있다.
제3 예(E3)로 표시된 바와 같이, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 신체의 상체에 의복 또는 액세서리의 형태로 착용될 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 상체의 겉옷, 상체의 속옷, 패치 등의 형태로 착용될 수 있다.
제4 예(E4)로 표시된 바와 같이, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 신체의 하체에 의복 또는 액세서리의 형태로 착용될 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 하체의 겉옷, 상체의 속옷, 패치 등의 형태로 착용될 수 있다.
제5 예(E5)로 표시된 바와 같이, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 신체의 팔 또는 다리에 의복 또는 액세서리의 형태로 착용될 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 팔 또는 다리의 토시, 밴드, 패치 등의 형태로 착용될 수 있다.
제6 예(E6)로 표시된 바와 같이, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 신체의 발에 의복 또는 액세서리의 형태로 착용될 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 신발, 양말, 패치 등의 형태로 착용될 수 있다.
예시적으로, 동작 훈련의 효과를 높이기 위하여, 착용자에게 둘 이상의 착용형 동작 훈련 장치들이 착용될 수 있다. 착용형 동작 훈련 장치들은 각각 착용된 부위의 동작에 대한 훈련을 제공할 수 있다.
예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 발레, 피겨 스케이팅, 체조, 레슬링, 유도 등과 같은 전문 체육 또는 생활 체육의 동작 훈련을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 자세 교정, 재활과 같은 의학적 동작 훈련을 제공할 수 있다.
예시적으로, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 사용자 인터페이스(260)를 통해 착용자에게 동작 훈련의 가이드를 전달할 수 있도록, 착용자의 신체에 밀착될 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 사용자 인터페이스(260) 또는 신호 감지부(500)를 통해 착용자의 생체 신호를 감지할 수 있도록, 착용자의 신체에 밀착될 수 있다.
도 3은 동작 훈련을 위한 기준 데이터를 착용형 동작 훈련 장치들(100a, 100b)에 전달하는 시스템(10)의 예를 보여준다. 도 3을 참조하면, 시스템(10)은 네트워크(11), 서버(12), 컴퓨팅 장치(13), 그리고 착용형 동작 훈련 장치들(100a, 100b)을 포함한다.
네트워크(11)는 네크워트에 연결된 장치들 사이에 정보 교환의 채널을 제공할 수 있다. 네트워크(11)는 인터넷 또는 인트라넷을 포함할 수 있다. 서버(12)는 지도자에 의해 생성된 표준 동작의 표준 데이터를 저장할 수 있다. 서버(12)는 표준 데이터를 저장하도록 설계된 특수 서버 또는 데이터 공유를 위해 제공되는 범용 서버일 수 있다. 지도자에 의해 생성된 표준 동작의 표준 데이터는 착용형 동작 훈련 장치들(100a, 100b)을 착용한 지도자의 특정 동작들에 의하여 생성될 수 있다.
컴퓨팅 장치(13)는 착용자에 의해 조작될 수 있다. 착용자의 조작에 따라, 컴퓨팅 장치(13)는 표준 데이터를 서버(12)로부터 네트워크(11)를 통해 다운로드할 수 있다. 컴퓨팅 장치(13)는 표준 데이터를 착용자의 특성에 따라 가공하거나 또는 가공하지 않고 착용형 동작 훈련 장치들(100a, 100b)에 전송할 수 있다.
역으로, 착용형 동작 훈련 장치들(100a, 100b)에서 측정한 데이터 및 착용자의 체형 데이터는 컴퓨팅 장치(13)를 통해 네트워크(11)를 경유하여 상기 서버(12)에 업로드할 수 있다.
착용형 동작 훈련 장치들(100a, 100b)은 컴퓨팅 장치(13)로부터 전달되는 표준 데이터를 기준 데이터로 저장하거나 또는 착용자의 특성에 따라 가공하여 기준 데이터로 저장할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(13)는 스마트 폰, 스마트 패드 등과 같은 모바일 장치 또는 컴퓨터와 같은 고정식 장치를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치(100)가 기준 데이터를 저장하는 방법을 보여주는 순서도이다. 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, S110 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 컴퓨팅 장치(13)로부터 표준 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 통신기(250)를 통해 표준 데이터를 수신할 수 있다.
S120 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 표준 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 표준 데이터를 스토리지(240)에 저장할 수 있다.
S130 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 착용자의 체형 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 통신기(250)를 통해 체형 데이터를 수신할 수 있다. 체형 데이터는 키, 몸무게, 가슴둘레, 허리둘레, 발 사이즈 등과 같은 착용자의 신체와 연관된 정보들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S140 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 체형 데이터에 따라 표준 데이터를 수정할 수 있다. 예를 들어, 표준 데이터는 표준 데이터를 생성한 지도자의 체형 데이터를 포함할 수 있다. 마이크로 제어기(210)는 지도자의 체형 데이터와 착용자의 체형 데이터 사이의 비율(또는 차이)에 따라, 표준 데이터에 포함된 동작들 또는 신체의 위치들의 스케일들을 조절할 수 있다.
S150 단계에서, 마이크로 제어기(210)는 수정된 데이터를 기준 데이터로서 스토리지(240)에 저장할 수 있다. 표준 데이터를 지도자와 착용자의 체형 차이에 따라 기준 데이터로 수정함으로써, 착용자의 체형에 적합한 동작 훈련이 제공될 수 있다.
예시적으로, 착용자의 체형과 지도자의 체형이 일치하거나 또는 체형에 무관한 동작의 훈련이 수행될 때, 체형 데이터에 따라 표준 데이터를 수정하는 단계(S140 단계)는 생략될 수 있다.
예시적으로, 동작 훈련에 둘 이상의 착용형 동작 훈련 장치들이 사용될 때, 착용형 동작 훈련 장치들의 착용 부위들을 각각 설정하는 단계가 더 추가될 수 있다. 예시적으로, 도 4를 참조하여 설명된 단계들 중 적어도 하나는 컴퓨팅 장치(13)에서 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치(100)가 동작 훈련을 제공하는 예를 보여준다. 도 1, 도 3 및 도 5를 참조하면, S210 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 허용 범위를 수신할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 제어기(210)는 기준 데이터와 동작 데이터 사이의 허용 가능한 오차의 범위를 값 또는 비율의 형태로 통신기(250)를 통해 수신할 수 있다.
S220 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 시작 요청을 수신할 수 있다. 예를 들어, 시작 요청은 통신기(250) 또는 사용자 인터페이스(260)를 통해 수신될 수 있다. 예를 들어, 착용자는 컴퓨팅 장치(13)를 통해 착용형 동작 훈련 장치(100)에 시작 요청을 전송하거나 또는 착용형 동작 훈련 장치(100)의 특정한 부분(예를 들어, 제1전극(310) 또는 제2전극(320))을 만지거나 특정 모션을 생성으로써 시작 요청을 착용형 동작 훈련 장치(100)에 전달할 수 있다.
S230 단계에서, 시작 요청에 응답하여, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 측정의 시작을 착용자에게 알릴 수 있다. 예를 들어, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 사용자 인터페이스(260)를 통해 착용자에게 측정의 시작을 알릴 수 있다. 측정의 시작은 모터의 진동, LED의 점멸, 또는 스피커의 음향의 형태로 알려질 수 있다.
측정의 시작의 알려짐에 따라, 착용자는 기준 데이터에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. S240 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 사용자 인터페이스(260)를 통해 착용자의 동작의 데이터를 측정하여 동작 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 동작 데이터는 착용형 동작 훈련 장치(100)가 착용된 부위의 높이, 이동 속도, 가속도, 회전 속도, 움직임의 방향, 움직임의 각도 등을 포함할 수 있다.
S250 단계에서, 마이크로 제어기(210)는 동작 데이터와 기준 데이터를 비교할 수 있다. S260 단계에서, 동작 데이터와 기준 데이터 사이의 오차가 허용 범위의 이내인지 판단된다. 오차가 허용 범위 이내이면, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 착용자에게 별도의 알림을 전달하지 않고 동작의 측정을 지속할 수 있다. 예를 들어, S290 단계가 수행될 수 있다.
동작 데이터와 기준 데이터 사이의 오차가 허용 범위를 초과하면, S270 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 오차가 허용 범위를 벗어남을 착용자에게 사용자 인터페이스(260)를 통해 알릴 수 있다. 예를 들어, 알림은 모터의 진동, LED의 점멸, 또는 스피커의 음향의 형태로 전달될 수 있다.
예를 들어, 동작 데이터와 기준 데이터 사이의 오차가 허용 범위를 벗어나면, 마이크로 제어기(210)는 허용 범위를 벗어남을 알리는 제1신호를 생성할 수 있다. 제1신호에 응답하여, 사용자 인터페이스(260)는 제2신호를 알림의 형태로 착용자에게 전달할 수 있다.
S280 단계에서, 마이크로 제어기(210)는 허용 범위를 벗어난 정보를 메모리(230) 또는 스토리지(240)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장되는 정보는 허용 범위를 벗어난 동작 데이터, 허용 범위를 벗어난 오차, 또는 허용 범위를 벗어난 때의 실시간 시계(220)의 시간 정보를 포함할 수 있다.
S290 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 측정이 종료되는지 판단한다. 예를 들어, 기준 데이터에 등록된 동작들이 완료된 때에 또는 착용자가 측정 종료를 요청한 때에, 측정의 종료가 판단될 수 있다. 측정이 종료되지 않으면, S240 단계가 수행된다.
예시적으로, 측정이 종료된 후에, 또는 측정이 수행되는 동안 허용 범위를 벗어난 정보가 발생할 때에, 마이크로 제어기(210)는 허용 범위를 벗어난 정보를 통신기(250)를 통해 외부 장치, 예를 들어 컴퓨팅 장치(13)로 출력할 수 있다.
도 6은 착용형 동작 훈련 장치(100)가 생체 신호를 처리하는 예를 보여주는 순서도이다. 도 1, 도 4 및 도 6을 참조하면, S310 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 신호 감지부(500) 또는 사용자 인터페이스(260)를 통해 심전도, 근전도, 뇌전도, 온도, PPG와 같은 착용자의 생체 신호를 감지할 수 있다.
마이크로 제어기(210)는 착용자의 생체 신호를 관찰할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 제어기(210)는 생체 신호의 또는 생체 신호의 측정한 구간의 최소값, 최대값, 평균값, 중간값, 평균값, 현재값 등의 다양한 값들 중 적어도 하나를 지속적으로 또는 주기적으로 관찰할 수 있다.
S320 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 생체 신호의 특정한 값이 문턱값을 초과하는지 판단할 수 있다. 다른 예로서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 생체 신호의 특정한 값이 문턱값에 미달하는지 판단할 수 있다.
생체 신호의 특정한 값이 문턱값을 초과하면(또는 문턱값에 미달하면), S330 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 생체 신호의 문턱값 초과(또는 미달)을 사용자 인터페이스(260)를 통해 착용자에게 알릴 수 있다.
예시적으로, 마이크로 제어기(210)는 생체 신호의 초과(또는 미달) 정보를 시간 정보와 함께 메모리(230) 또는 스토리지(240)에 저장할 수 있다. 마이크로 제어기(210)는 생체 신호의 초과(또는 미달) 정보를 통신기(250)를 통해 외부 장치, 예를 들어 컴퓨팅 장치(13)로 출력할 수 있다.
다른 예로서, 마이크로 제어기(210)는 생체 신호의 변화를 시간 정보와 함께 메모리(230) 또는 스토리지(240)에 저장할 수 있다. 마이크로 제어기(210)는 생체 신호의 변화를 통신기(250)를 통해 외부 장치, 예를 들어 컴퓨팅 장치(13)로 출력할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 동작 훈련 장치(100)가 표준 데이터를 생성하는 모드의 예를 보여주는 순서도이다. 도 1, 도 4 및 도 7을 참조하면, S410 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 시작 요청을 수신할 수 있다. S410 단계는 S220 단계와 동일하게 수행될 수 있다.
S420 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 측정의 시작을 알릴 수 있다. S420 단계는 S230 단계와 동일하게 수행될 수 있다. 측정의 시작의 알림에 따라, 착용자(예를 들어, 지도자)는 동작 훈련을 위한 동작을 수행할 수 있다. S430 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 착용자의 동작의 데이터를 측정할 수 있다. S430 단계는 S240 단계와 동일하게 수행될 수 있다.
S440 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 측정 종료 요청이 수신되는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 측정 종료 요청은 사용자 인터페이스(260) 또는 통신기(250)를 통해 수신될 수 있다. 측정 종료 요청이 수신되지 않으면, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 S430 단계에서 동작 데이터의 측정을 지속할 수 있다.
측정 종료 요청이 수신되면, S450 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 저장 요청이 수신되는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 저장 요청은 사용자 인터페이스(260) 또는 통신기(250)를 통해 수신될 수 있다. 예를 들어, 훈련을 위한 동작이 적절하게 측정된 경우, 착용자는 저장 요청을 발행할 수 있다.
저장 요청이 수신되지 않으면, 예를 들어 삭제 요청이 수신되면, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 측정된 동작 데이터를 무시(예를 들어, 삭제)할 수 있다. 저장 요청이 수신되면, S460 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 착용자(예를 들어, 지도자)의 체형 데이터를 수신할 수 있다. 체형 데이터는 사용자 인터페이스(260) 또는 통신기(250)를 통해 수신될 수 있다.
S470 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 측정된 데이터 및 체형 데이터를 표준 데이터로서 메모리(230) 또는 스토리지(240)에 저장할 수 있다. S480 단계에서, 착용형 동작 훈련 장치(100)는 표준 데이터를 통신기(250)를 통해 외부 장치, 예를 들어 컴퓨팅 장치(13) 또는 서버(12)로 출력할 수 있다.
예시적으로, 도 7을 참조하여 설명된 단계들 중 적어도 하나의 단계는 컴퓨팅 장치(13) 또는 서버(12)에 의해 수행될 수 있다.
도 8은 도 1의 착용형 동작 훈련 장치(100)의 응용 예를 보여준다. 도 8을 참조하면, 착용형 동작 훈련 장치(100a)는 동작 훈련부(200), 제1전극(310), 제2전극(320), 그리고 전원 관리부(400)를 포함한다.
도 1의 착용형 동작 훈련 장치(100)와 비교하면, 도 8의 착용형 동작 훈련 장치(100a)에 신호 감지부(500)가 제공되지 않을 수 있다. 착용형 동작 훈련 장치(100a)는 착용자의 생체 신호와 무관하게 동작 훈련을 제공하도록 변경될 수 있다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 착용형 동작 훈련 장치
200: 동작 훈련부
210: 마이크로 제어기
220: 실시간 시계
230: 메모리
240: 스토리지
250: 통신기
260: 사용자 인터페이스
310: 제1전극
320: 제2전극
400: 전원 관리부
410: 충전기
420: 배터리
430: 전원 스위치
440: 전원 노드
500: 신호 감지부

Claims (20)

  1. 착용자의 동작을 측정하는 적어도 하나의 센서;
    상기 착용자의 동작과 연관된 기준 데이터를 저장하는 스토리지;
    상기 센서를 통해 감지되는 상기 착용자의 동작 데이터를 저장하는 메모리;
    상기 기준 데이터와 상기 동작 데이터를 비교하고, 상기 기준 데이터와 상기 동작 데이터의 차이가 허용 범위를 초과할 때 제1 신호를 출력하는 마이크로 제어기; 그리고
    상기 제1 신호에 응답하여, 상기 착용자에게 제2 신호를 전달하는 사용자 출력 인터페이스를 포함하고,
    상기 착용자의 피부에 부착되는 제1전극 및 제2전극; 그리고
    상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 상기 착용자의 생체 신호를 검출하도록 구성되는 신호 감지부를 더 포함하고,
    충전기, 배터리, 및 전원 스위치를 포함하고, 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 전압들이 공급될 때 상기 전압들을 이용하여 상기 배터리를 충전하고, 그리고 착용형 동작 훈련 장치의 착용으로 인해 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 상기 착용자 피부를 통해 서로 전기적으로 연결될 때에 상기 배터리에 충전된 충전 전압을 출력하는 전원 관리부;를 더 포함하고,
    상기 충전기는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되고,
    상기 충전기는 전원 노드를 통하야 배터리에 연결되고,
    상기 전원 스위치는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 연결되고,
    상기 전원 스위치는 상기 전원 노드를 통하여 상기 배터리에 연결되고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 인체에 부착될 때, 상기 전원 스위치는 상기 배터리에 충전된 전압을 충전 전압으로 출력하고,
    상기 신호 감지부는 상기 전원 관리부로부터 상기 충전 전압을 수신하고, 상기 충전 전압에 기반하여 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 전달되는 상기 생체 신호를 감지하는 착용형 동작 훈련 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    외부 장치로부터 상기 기준 데이터를 수신하여 상기 스토리지에 저장하는 통신기를 더 포함하는 착용형 동작 훈련 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    외부 장치로부터 표준 데이터를 수신하는 통신기를 더 포함하고,
    상기 마이크로 제어기는 상기 착용자의 체형 데이터에 따라 상기 표준 데이터를 상기 기준 데이터로 수정하고 상기 스토리지에 저장하는 착용형 동작 훈련 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 통신기는 상기 체형 데이터를 상기 외부 장치로부터 수신하는 착용형 동작 훈련 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    외부 장치로부터 상기 허용 범위를 수신하는 통신기를 더 포함하는 착용형 동작 훈련 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서를 통해 상기 동작을 측정하기 시작할 때, 상기 마이크로 제어기는 상기 사용자 출력 인터페이스를 통해 상기 측정의 시작을 상기 착용자에게 알리는 착용형 동작 훈련 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    실시간 시계를 더 포함하고,
    상기 마이크로 제어기는 상기 차이가 상기 허용 범위를 초과할 때의 시간을 상기 실시간 시계로부터 획득하고, 상기 차이 및 상기 시간을 상기 메모리 또는 상기 스토리지에 저장하는 착용형 동작 훈련 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 제어기는 저장 요청에 따라 상기 마이크로 제어기에 저장된 상기 착용자의 상기 동작 데이터를 표준 데이터로서 상기 스토리지에 저장하는 착용형 동작 훈련 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마이크로 제어기는 상기 착용자의 체형 데이터를 상기 동작 데이터와 함께 상기 표준 데이터로서 상기 스토리지에 저장하는 착용형 동작 훈련 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 표준 데이터를 외부 장치로 출력하는 통신기를 더 포함하는 착용형 동작 훈련 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 생체 신호는 심전도 신호를 포함하는 착용형 동작 훈련 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 센서, 상기 스토리지, 상기 메모리, 상기 마이크로 제어기, 그리고 상기 사용자 출력 인터페이스는 상기 전원 관리부로부터 상기 충전 전압을 수신하여 동작하는 착용형 동작 훈련 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 생체 신호의 값이 문턱값을 초과할 때, 상기 마이크로 제어기는 상기 사용자 출력 인터페이스를 통해 상기 착용자에게 알림을 전달하는 발광다이오드, 진동모터, 및 스피커 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 알림 수단을 더 포함하는 착용형 동작 훈련 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 착용자의 상기 동작 데이터가 저장되는 동안, 상기 마이크로 제어기는 상기 생체 신호의 변화를 상기 메모리에 저장하는 착용형 동작 훈련 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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