KR102000673B1 - 상호작용 가능한 블록 도구 - Google Patents

Abstract

상호작용이 가능한 블록 도구에 포함되는 하나의 블록 장치는, 하나 이상의 센서, 터치 입력이 가능한 디스플레이, 상기 블록 장치의 복수 개의 측면에 각각 포함된 커넥터, 통신 모듈 및 프로세서를 포함한다. 이 때, 상기 프로세서는 상기 통신 모듈을 통해 제어 시스템으로부터 브로드캐스트된 메시지를 수신하고, 상기 브로드캐스트된 메시지에 포함된 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령을 수행하고, 상기 하나 이상의 센서, 상기 디스플레이 및 상기 커넥터 중 하나 이상을 이용하여 상기 블록 장치에서 발생한 이벤트를 감지하고, 상기 블록 장치의 ID 및 상기 이벤트에 대한 정보를 상기 제어 시스템으로 전송한다.

Description

상호작용 가능한 블록 도구{INTERACTIVE BLOCK TOOL}

본 발명은 상호작용 가능한 블록 도구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 형태로 조립 가능한 복수 개의 블록을 포함하고, 각 블록에서 발생한 다양한 이벤트 정보를 공유하고 조합하여 사용자와 상호작용하는 게임 또는 학습용 블록 도구에 관한 것이다.

일반적인 완구용 조립식 블록은 유아들의 놀이를 목적으로 하며, 손으로 블록을 조립하면서 촉각이 자극될 수 있다. 뿐만 아니라, 유아들의 상상에 따라 다양한 형태의 조립 완성품을 조립할 수 있으므로, 창의력과 응용력을 향상시킬 수 있다. 이러한 조립식 블록은 또한, 조립 완성품을 분해한 뒤 다른 형태의 조립품을 만들 수 있는 등 반복 사용이 가능하다.

한편, 게임 또는 학습용 전자기기는 일반적으로 PC, 노트북, 태블릿 또는 휴대폰과 같이 LCD 화면을 가진 형태로 제작되고 있다. 이러한 게임 또는 학습용 전자기기는 화면을 통한 시각적 자극 및 오디오를 통한 청각적 자극만을 제공할 수 있다. 대부분의 게임 또는 학습용 전자기기들은 사용자로부터 복잡한 입력 형태를 요구하거나 일방적인 컨텐츠를 제공하는 형태로 이루어져 있어, 유아 또는 고령자들이 해당 전자기기들을 효율적으로 사용하거나 높은 학습 효과를 얻는데 어려움이 있었다.

상술한 조립식 블록의 장점을 게임 또는 학습용 전자기기에 적용함으로써, 시각, 청각뿐만 아니라 촉각을 동원한 게임 또는 학습을 가능하게 하고, 유아 또는 고령자들도 쉽게 활용이 가능한 장치의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 다양한 형태로 조립이 가능한 복수 개의 블록을 포함하고, 각 블록에서 발생한 다양한 이벤트 정보를 통신 모듈을 통해 공유하고 조합하여 별도의 인간의 개입 없이도 사용자와 상호작용 가능한 게임 또는 학습용 블록 도구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상호작용이 가능한 블록 도구에 포함되는 하나의 블록 장치는, 하나 이상의 센서, 터치 입력이 가능한 디스플레이, 상기 블록 장치의 복수 개의 측면에 각각 포함된 커넥터, 통신 모듈, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 통신 모듈을 통해 제어 시스템으로부터 브로드캐스트된 메시지를 수신하고, 상기 브로드캐스트된 메시지에 포함된 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령을 수행하고, 상기 하나 이상의 센서, 상기 디스플레이 및 상기 커넥터 중 하나 이상을 이용하여 상기 블록 장치에서 발생한 이벤트를 감지하고, 상기 블록 장치의 ID 및 상기 이벤트에 대한 정보를 상기 제어 시스템으로 전송한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 이벤트는 상기 블록 장치의 위치의 변화, 배향의 변화, 가속도의 변화, 저항 값의 측정 및 터치 입력 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 블록 장치는 6면을 구비한 큐브(cube) 형상이고, 상기 저항 값은 상기 커넥터가 다른 블록 장치의 커넥터와 접촉하는 경우 측정되고, 상기 블록 장치의 면들 중 상기 다른 블록 장치와 접촉하는 면을 지시할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수 개의 색깔을 표시 가능한 LED부 및 오디오부를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 디스플레이, 상기 LED부 및 상기 오디오부 중 하나 이상을 통해, 상기 통신 모듈을 통해 상기 제어 시스템으로부터 수신된 메시지에 포함된 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령에 따라 빛, 소리, 이미지, 문자 및 기호 중 하나 이상을 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 블록 장치를 다른 블록 장치와 면-대-면 연결하기 위해 연결 부재를 더 포함하고, 상기 연결 부재는 자력을 지니는 물질로 이루어져 다른 블록 장치와 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 통신 모듈을 통해 상기 제어 시스템으로부터 상기 블록 장치의 ID 및 상기 이벤트에 대한 정보에 기반하여 결정된, 상기 블록 도구에 포함된 블록 장치들의 배열 순서, 블록 장치들 간의 접촉 여부, 접촉된 면, 선택된 블록 장치 및 블록 장치들간 상호 위치 중 하나 이상을 포함하는 블록 도구 상태 데이터에 따라 과제 수행 성공 또는 실패 정보를 포함하는 메시지를 수신하고, 상기 디스플레이, 상기 LED부 및 상기 오디오부 중 하나 이상을 통해, 상기 성공 또는 실패 정보를 지시하는 빛, 소리, 이미지, 문자 및 기호 중 하나 이상을 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 블록 장치의 일면을 통해 접촉식 충전이 가능한 충전 모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 블록 도구는 복수 개의 블록 장치를 동시에 충전 가능한, 상기 충전 모듈과 접촉 가능한 복수 개의 접촉식 충전 단자를 구비한 충전 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상호작용이 가능한 블록 도구에 포함되는 하나의 블록 장치의 동작 방법은, 제어 시스템으로부터 브로드캐스트된 메시지를 수신하는 단계, 상기 브로드캐스트된 메시지에 포함된 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령을 수행하는 단계, 상기 블록 장치에서 발생한 이벤트를 감지하는 단계 및 상기 블록 장치의 ID 및 상기 이벤트에 대한 정보를 상기 제어 시스템으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 이벤트는 상기 블록 장치의 위치의 변화, 배향의 변화, 가속도의 변화, 저항 값의 측정 및 터치 입력 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 블록 장치는 6면을 구비한 큐브 형상이고, 상기 저항 값은 상기 블록 장치의 복수 개의 측면에 각각 포함된 커넥터가 다른 블록 장치의 커넥터와 접촉하는 경우 측정되고, 상기 블록 장치의 면들 중 상기 다른 블록 장치와 접촉하는 면을 지시할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령을 수행하는 단계는, 상기 제어 시스템으로부터 수신된 메시지에 포함된 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령에 따라 빛, 소리, 이미지, 문자 및 기호 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 블록 장치를 다른 블록 장치와 면-대-면 연결하기 위해 연결 부재를 이용하여 연결하는 단계를 더 포함하고, 상기 연결 부재는 자력을 지니는 물질로 이루어져 다른 블록 장치와 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제어 시스템으로부터 상기 블록 장치의 ID 및 상기 이벤트에 대한 정보에 기반하여 결정된, 상기 블록 도구에 포함된 블록 장치들의 배열 순서, 블록 장치들 간의 접촉 여부, 접촉된 면, 선택된 블록 장치 및 블록 장치들간 상호 위치 중 하나 이상을 포함하는 블록 도구 상태 데이터에 따라 과제 수행 성공 또는 실패 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계, 및 상기 성공 또는 실패 정보를 지시하는 빛, 소리, 이미지, 문자 및 기호 중 하나 이상을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 블록의 일면을 통해 접촉식 충전이 가능한 충전 모듈을 이용하여 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상호작용이 가능한 블록 도구를 제어하는 제어 시스템은, 통신 모듈, 하나 이상의 게임 또는 학습 프로그램을 저장하는 저장부, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 통신 모듈을 통해 실행 중인 게임 또는 학습 프로그램에 따른 명령 메시지를 브로드캐스트하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 블록 도구에 포함된 하나 이상의 블록 장치로부터 ID 및 이벤트 정보를 수신하고, 상기 수신된 ID 및 이벤트 정보에 기반하여 상기 블록 도구의 상태 데이터를 결정하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 결정된 상태 데이터에 따라 상기 실행 중인 게임 또는 학습 프로그램의 과제 수행 성공 또는 실패 정보를 전송하고, 상기 블록 도구의 상태 데이터는 상기 하나 이상의 블록 장치의 상기 수신된 ID 및 이벤트 정보에 기반한 블록 장치들의 배열 순서, 블록 장치들 간의 접촉 여부, 접촉된 면 및 블록 장치들간 상호 위치 중 하나 이상을 포함한다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 블록 도구는, 인간의 개입 없이도 복수 개의 블록을 이용하여 사용자와 효과적으로 상호작용이 가능하게 한다. 또한, 본 발명에서 제안하는 블록 도구는, 복수 개의 블록을 이용하여 사용자의 시각, 청각, 촉각 등을 자극하고, 인지능력 향상 및 두뇌 교육을 위한 상호작용 도구로 활용될 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 블록 장치의 평면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 블록 장치의 측면도를 도시한다.
도 4는 도 1의 블록 장치의 저면도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티-충전장치를 포함하는 블록 도구와 멀티-충전을 위한 단자 구성도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 장치의 기능적 구성도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 시스템의 제어를 받는 블록 장치의 동작 흐름을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 게임 또는 학습 프로그램을 실행하여 블록 도구를 제어하는 제어 시스템의 동작 흐름을 도시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 장치(100)의 사시도를 도시한다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 장치(100)는 상부(110), 몸통부(120), 측면부(130) 및 저면부(140)를 포함한다.

블록 장치(100)는 다른 블록 장치와 연결하거나 쌓는 형태로 조립이 가능하도록 직육면체 혹은 정육면체 형태인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 블록 장치(100)는 다면체(예: 사면체, 오면체 등)의 형태를 가지거나 또는 다면체가 아니더라도 복수 개의 다른 블록 장치와 결합할 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따라, 블록 장치(100)는 상부(110)와 연결되는 몸통부(120)와, 몸통부(120)에 연결된 저면부(140)로 구성되는 정육면체 형상일 수 있다. 블록 장치(100)는 유아 또는 고령자들이 활용할 수 있는 크기와 무게로 구성될 수 있으며, 블록 장치(100)의 몸통부(120)는 상해 위험성을 고려하여 모서리가 둥글게 처리될 수 있다.

도 2는 도 1의 블록 장치(100)의 평면도를 도시한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 장치(100)의 상부(110)는 디스플레이(111), LED(light emitting diode)부(113) 및 오디오부(115)를 포함한다.

디스플레이(111)는 예를 들면, LCD, LED 디스플레이, OLED(organic light emitting diode) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(111)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)를 표시할 수 있다. 디스플레이(111)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다. 디스플레이(111)는 제어 시스템(예: PC, 태블릿, 휴대폰, 로봇 등)으로부터 수신한 정보를 표시하거나, 블록 장치(100)의 내부 메모리 또는 외부 SD(secure digital)카드에 저장된 게임 또는 학습 프로그램 실행에 따른 이미지 등을 표시할 수 있다.

LED부(113)는 블록 장치(100)의 일면에 포함될 수 있다. 예를 들어, LED부(113)는 상부(110)의 왼쪽, 디스플레이(1111) 상단에 위치할 수 있다. LED부(113)의 크기, 모양 및 위치는 다양한 기능 실현을 위한 실시 예들에 따라 변화할 수 있다. LED부(113)는 블록 장치(100)의 상태, 사용자의 입력에 대한 반응 등을 하나 이상의 색으로 표시할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, LED부(113)는 사용자의 터치, 다른 블록 장치와의 결합, 다른 블록 장치 혹은 제어 시스템으로부터 통신 수신 등의 각 이벤트에 대응하여 LED 빛을 표시할 수 있다. 예를 들어, LED부(113)는 블록 장치(100)의 전원이 켜지는 경우 빛을 표시할 수 있고, 전원이 꺼지는 경우 표시를 중단할 수 있다. 또한, 수행중인 과제에 대해 사용자가 블록 장치(100)에 행한 동작이 과제의 정답을 달성하는 경우 LED부(113)는 초록색 빛을 표시할 수 있고, 오답을 달성하는 경우 빨간색 빛을 표시할 수 있다.

오디오부(115)는 블록 장치(100)의 일면에 포함될 수 있다. 예를 들어, 오디오부(115)는 상부(110)의 아래쪽, 디스플레이(1111) 하단 중앙에 위치할 수 있다. 오디오부(115)의 위치는 다양한 기능 실현을 위한 실시 예들에 따라 변화할 수 있다. 오디오부(115)는, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 오디오부(115)는 오디오 신호를 출력 장치(예: 스피커)를 통해 가청음으로 변환하여 출력하고, 입력 장치(예: 마이크)로부터 입력 받은 사용자의 음성 등의 오디오 신호를 디지털 신호로 전환할 수 있다. 예를 들어, 오디오부(115)는 블록 장치(100)의 전원 버튼이 켜지는 경우 소리를 출력할 수 있다. 또한, 제어 시스템으로부터의 명령에 따라, 수행중인 과제에 대해 사용자에게 지시 음성을 출력하거나, 사용자가 블록 장치(100)에 행한 동작이 과제의 정답 또는 오답인지 알리는 소리를 출력할 수 있다.

도 3은 도 1의 블록 장치(100)의 측면도를 도시한다.

도 3을 참고하면, 블록 장치(100)의 측면부(130)는 커넥터(131), 연결 부재(133)를 포함한다.

커넥터(131)는 블록 장치(100)의 적어도 일면에 포함된다. 커넥터(131)는 블록 장치(100)를 다른 블록 장치와 전기적으로 접합하기 위한 것으로, 전도성 단자와 단자를 보호하고 옆 단자와의 단락을 방지하는 절연물을 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 커넥터(131)는 정육면체 형태의 블록 장치(100)의 4개의 측면마다 배치되며, 각 면마다 저항 값이 달라지도록 구성된다. 예를 들어, 블록 장치(100)의 4개의 면은 서로 다른 저항 값을 가지고, 다른 블록 장치의 4면도 각각 다른 저항 값을 가지도록 구성되어, 블록 장치(100)와 다른 블록 장치의 측면이 서로 결합한 경우 저항 값을 측정하여 블록 장치(100)의 어느 면이 다른 블록 장치의 어느 면과 접촉하였는지 쉽게 판단할 수 있다. 이 때, 각 블록 장치마다 4개의 측면 저항 값을 각기 달리 설정하여, 결합 시 측정된 저항 값 만으로 연결된 블록 장치의 ID 및 연결 면을 쉽게 파악할 수 있도록 구성할 수 있다. 이를 통해, 블록 도구의 복수 개의 블록 장치들의 결합 관계, 즉 조립 형태를 쉽게 파악할 수 있고, 학습 과제에 대해 올바른 조립을 수행하였는지 쉽게 판단할 수 있다.

연결 부재(133)는 커넥터(131)가 포함된 블록 장치(100)의 적어도 일면에 포함된다. 연결 부재(133)는 블록 장치(100)를 다른 블록 장치와 일시적으로 고정 결합하기 위한 것으로, 예를 들어, 자성을 지닌 물체, 즉 자석으로 구성될 수 있다. 자석으로 이루어진 연결 부재(133)는 블록 장치(100)와 다른 블록 장치를 고정하기에 충분한 개수로 배치될 수 있으며, 또한, 유아나 고령자가 과도한 힘을 가하지 않아도 손쉽게 서로 분리할 수 있는 크기의 자성을 갖도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 연결 부재(133)는 커넥터(131)가 포함된 정육면체 형태의 블록 장치(100)의 4개의 측면마다 배치되며, 각 면마다 하나 이상, 바람직하게는 4개의 연결 부재(133)를 포함할 수 있다.

블록 장치(100)의 측면부(130)는 단자부(135)를 더 포함할 수 있다. 단자부(135)는 USB(universal serial bus) 연결 가능한 USB 단자와 SD카드를 삽입하여 기록된 정보를 읽을 수 있는 SD단자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이를 통해, 각 블록 장치는 다양한 게임 요소, 학습 요소로 확장 및 변경이 가능하다. 단자부(135)는 반드시 측면부(130)에 배치되어야 하는 것은 아니며, 블록 장치(100)의 임의의 면에 포함되거나 생략될 수 있다.

도 4는 도 1의 블록 장치(100)의 저면도를 도시한다.

도 4를 참고하면, 블록 장치(100)의 저면부(140)는 오목부(141), 충전 커넥터(143) 및 스위치부(145)를 포함한다.

오목부(141)는 블록 장치(100)를 충전기(151)에 안정적으로 연결하기 위한 것으로, 저면부(140)에서 블록 장치(100) 내측으로 일정 깊이 오목하게 들어간 형태로 구성된다. 오목부(141)는 충전기(151)의 볼록부(153)를 수용하도록 볼록부(153)의 크기와 비슷하거나 조금 크게 제작될 수 있다. 오목부(141)가 볼록부(153)를 꼭 맞게 수용하도록 제작함으로써, 블록 장치(100)가 충전기(151) 상에서 안정적으로 충전될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 오목부(141)는 사각 형태일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 볼록부(153)를 수용할 수 있는 구조라면 어떤 형태도 가능하다. 다른 실시 예들에 따라, 블록 장치(100)에 볼록부가 형성되고 충전기(151)에 오목부가 형성될 수 있다.

충전 커넥터(143)는 오목부(141) 내에 포함된다. 충전 커넥터(143)는 블록 장치(100)를 충전기(151)와 전기적으로 접합하기 위한 것으로, 전도성 단자와 단자를 보호하고 옆 단자와의 단락을 방지하는 절연물을 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 충전 커넥터(143)는 오목부(141) 내에 포함되어, 충전기(151)의 볼록부(153) 내에 포함된 충전 커넥터(155)와 전기적으로 접합하여 블록 장치(100)가 충전되도록 구성될 수 있다. 오목부(141)의 깊이가 볼록부(153)의 높이와 거의 일치하거나 조금 얕게 제작함으로써, 블록 장치(100)의 충전 커넥터(143)와 충전기(151)의 충전 커넥터(155)가 전기적으로 충분한 접촉을 달성할 수 있다.

스위치부(145)는 블록 장치(100)의 전기 회로의 개폐나 접속 상태를 변경하기 위한 구성이다. 즉, 스위치부(145)는 블록 장치(100)의 전원을 온/오프 시키는 구성으로, 블록 장치(100)의 일면에 포함될 수 있다. 예를 들어, 스위치부(145)는 저면부(140)에 배치될 수 있지만, 반드시 저면부(140)에 배치되어야 하는 것은 아니다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티-충전장치(150)를 포함하는 블록 도구(500)와 멀티-충전을 위한 단자 구성도를 도시한다.

도 5a 및 5b를 참고하면, 블록 도구(500)는 복수 개의 블록 장치를 포함하고, 복수 개의 블록 장치를 한꺼번에 충전할 수 있는 멀티-충전장치(150)를 포함한다. 이 때, 복수 개의 블록 장치는 각각 도 1 내지 4에 도시된 블록 장치(100)와 같이 구성될 수 있다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 멀티-충전장치(150)는 복수 개의 블록 장치를 한꺼번에 충전할 수 있는 복수 개의 충전기(151)를 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 10개의 블록 장치를 한꺼번에 충전하기 위한 멀티-충전장치(150)의 단자 구성도는 도 5b와 같이 구성될 수 있다. 멀티-충전장치(150)는 접촉식 충전 방식을 제공할 수 있으며, 단시간 내에 급속 충전을 제공하도록 구성될 수 있다. 멀티-충전장치(150)가 한번에 충전 가능한 블록 장치의 개수는 상술한 실시 예에 제한되는 것은 아니며, 블록 도구에 포함되는 블록 장치의 개수, 충전 방식 등에 따라 변형될 수 있다.

멀티-충전장치(150)를 구성하는 각각의 충전기(151)는 볼록부(153)와 볼록부(153)에 포함되는 충전 커넥터(155)를 포함한다.

볼록부(153)는 블록 장치(100)를 충전기(151)에 안정적으로 연결하기 위한 것으로, 충전기(151)에서 외측으로 일정 높이 볼록하게 튀어나온 형태로 구성된다. 볼록부(153)는 블록 장치(100)의 오목부(141)에 수용되도록 오목부(141)의 크기와 비슷하거나 조금 작게 제작될 수 있다. 볼록부(153)가 오목부(141)에 꼭 맞게 수용되도록 제작함으로써, 블록 장치(100)가 충전기(151) 상에서 안정적으로 충전될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 볼록부(153)는 사각 형태일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 오목부(141)에 수용될 수 있는 구조라면 어떤 형태도 가능하다. 다른 실시 예들에 따라, 블록 장치(100)에 볼록부가 형성되고 충전기(151)에 오목부가 형성될 수 있다.

충전 커넥터(155)는 볼록부(153) 내에 포함된다. 충전 커넥터(155)는 블록 장치(100)와 충전기(151)를 전기적으로 접합하기 위한 것으로, 전도성 단자와 단자를 보호하고 옆 단자와의 단락을 방지하는 절연물을 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 충전 커넥터(155)는 볼록부(153) 내에 포함되어, 블록 장치(100)의 오목부(141) 내에 포함된 충전 커넥터(143)와 전기적으로 접합하여 블록 장치(100)가 충전되도록 구성될 수 있다. 볼록부(153)의 높이가 오목부(141)의 깊이와 거의 일치하거나 조금 높게 제작함으로써, 블록 장치(100)의 충전 커넥터(143)와 충전기(151)의 충전 커넥터(155)가 전기적으로 충분한 접촉을 달성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 장치의 기능적 구성도를 도시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 6을 참고하면, 블록 장치(100)는 입/출력부(610), 제어부(620), 통신부(630), 저장부(640), 센서부(650)를 포함한다.

입/출력부(610)는 사용자로부터 입력된 명령 또는 데이터를 블록 장치(100)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 블록 장치(100)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 정보 또는 데이터를 출력할 수 있다. 예를 들어, 입/출력부(610)는 블록 장치(100)의 동작 상태 등을 표시하는 LED부(113), 게임 또는 학습 컨텐츠를 표시하고 사용자의 터치 동작을 입력받는 디스플레이(111), 블록 장치(100)의 상태, 음성 지시 등을 출력하거나 사용자의 음성을 입력받는 오디오부(115) 중 하나 이상의 하드웨어 모듈을 포함할 수 있다. 입/출력부(610)는 하드웨어 모듈을 통해 사용자로부터 입력된 명령 또는 데이터를 제어부(620)에 전달하고, 제어부(620)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 출력할 수 있다.

제어부(620)는 블록 장치(100)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(620)는 통신부(630)를 통해 신호의 송수신을 제어한다. 또한, 제어부(620)는 저장부(640)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부(620)는 적어도 하나의 프로세서(processor) 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 예를 들어, 제어부(620)는 후술하는 다양한 실시 예들에 따라 블록 장치의 이벤트 발생에 따라 블록 도구의 상태 데이터를 결정하기 위한 다양한 기능들을 제어한다. 특히, 제어부(620)는 블록 도구의 상태 데이터에 따라 과제 수행의 성공 여부를 판단하고, 블록 장치에서 출력할 메시지 등을 제어할 수 있다.

통신부(630)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부(630)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 통신부(630)는 단거리 통신을 통해 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 단거리 통신 규격들은 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee), NFC(near field communication) 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(630)는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 통신 규격들은 Wi-Fi(wireless fidelity), WiGig(WiFi gigabyte), 셀룰러 망(예: LTE(long term evolution) 등을 포함할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따라, 통신부(630)는 복수 개의 블록 장치들 간에 블록 ID 및 이벤트 정보를 공유하기 위한 메시지를 송수신할 수 있다. 또한, 블록 장치가 통신부(630)를 통해 제어 시스템으로 블록 ID 및 이벤트 정보를 전송하거나, 제어 시스템으로부터 블록 장치의 동작을 제어하는 명령 메시지를 수신할 수 있다.

통신부(630)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(630)는 송신부, 수신부 또는 송수신부로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(630)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

저장부(640)는 블록 장치(100)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부(640)는 블록 도구를 통해 유아 또는 고령자들의 인지 능력 향상 및 두뇌 교육을 위한 다양한 게임 또는 교육 프로그램들을 저장할 수 있다. 또한, 블록 장치에 발생한 이벤트 이력, 블록 도구 상태 데이터 등을 저장할 수 있다. 그리고, 저장부(640)는 제어부(620)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

센서부(650)는 블록 장치(100)의 움직임 또는 외부 환경을 측정할 수 있는 자이로 센서, 온/습도 센서, 조도 센서, 근접 센서, 가속도 센서, 압력 센서, 자력계, 생체 센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(650)는 근접 센서를 포함하여 블록 장치(100)와 다른 블록 장치와의 접촉을 감지할 수 있고, 자이로 센서, 가속도 센서, 자력계 등을 통해 블록 장치(100)의 배향, 움직임 발생 및 움직임의 방향 속도 등을 감지할 수 있다.

도면에 도시 되지는 않았으나, 블록 장치(100)는 충전 가능한 충전 모듈을 포함할 수 있다. 블록 장치(100)는 충전 모듈을 통해 전력을 충전하여 사용할 수 있으며, 충전 방식으로 접촉식 충전 방식이 사용될 수 있다. 접촉식 충전 방식을 통해 고속 충전을 제공할 수 있다. 이를 위해, 충전 모듈은 접촉식 충전을 위한 하나 이상의 하드웨어 모듈을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 충전 커넥터(143) 및 여기에 연결된 배터리(미도시)를 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 시스템의 제어를 받는 블록 장치(100)의 동작 흐름을 도시한다. 예를 들어, 제어 시스템은 게임 또는 학습 프로그램을 실행 가능하고 통신 모듈을 구비한 전자 장치로서, 블록 도구에 포함된 어느 하나의 블록 장치 또는 PC, 태블릿, 로봇, 휴대폰 등의 전자 장치 중 어느 하나일 수 있다.

도 7을 참고하면, 게임 또는 학습용 프로그램 실행에 따라 블록 도구에 포함된 블록 장치(100)의 동작의 일 실시 예는, 브로드캐스트 메시지 수신 및 명령 수행 단계(S701), 이벤트 감지 단계(S703), 이벤트 정보 및 ID 전송 단계(S705) 및 과제 결과에 따라 명령 수신 및 출력 단계(S707)를 포함한다.

먼저, 블록 장치(100)는 제어 시스템으로부터 브로드캐스트 메시지 수신하고 명령을 수행한다(S701). 다시 말해, 블록 장치(100)는 제어 시스템에서 실행되는 게임 또는 학습 프로그램에 따라 제어 시스템이 각 블록 장치로 브로드캐스트한 메시지를 수신하고, 블록 장치(100)의 ID에 해당하는 명령을 확인하여 수행한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 게임 또는 학습 프로그램은 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 글자를 이용한 단어 만들기, 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 이미지를 이용한 지시 대상 빨리 찾기, 숫자 따라 하기, 제어 시스템에서 지시한 순서대로 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 숫자를 찾는 숫자 순서 찾기, 제어 시스템에서 지시한 그림과 동일하게 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 그림을 배열하는 그림 맞추기, 및 제어 시스템에서 지시한 항목의 위치/순서를 기억하여 동일하게 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 항목을 배열하는 기억하기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어 시스템이 실행된 게임 또는 학습 프로그램에 따라 복수 개의 블록에 각 블록의 ID에 따라 이미지, 기호, 문자, 소리, 빛 중 하나 이상을 출력하도록 지시하는 메시지를 브로드캐스트하고, 블록 장치(100)는 브로드캐스트된 메시지를 수신하여, 자신의 ID에 할당된 명령 메시지에 따라 이미지, 기호, 문자, 소리, 빛 중 하나 이상의 출력을 수행할 수 있다.

그 다음으로, 블록 장치(100)는 블록 장치(100)에 발생한 이벤트를 감지한다(S703). 예를 들어, 블록 장치(100)가 제어 시스템의 명령에 따라 이미지 등을 출력하여 표시한 후, 게임 또는 학습 룰에 따라 사용자가 블록 장치(100)의 상태를 변화시키는 경우, 블록 장치(100)는 하나 이상의 센서, 터치 입력이 가능한 디스플레이, 측면부에 포함된 커넥터(131)를 이용하여 블록 장치(100)에 발생한 이벤트를 감지할 수 있다. 블록 장치(100)에 발생하는 이벤트는 블록 장치의 위치의 변화, 배향의 변화, 가속도의 변화, 저항 값의 측정 및 터치 입력 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록 장치(100)에 터치 입력이 발생하는 경우 블록 장치(100)의 디스플레이(111)를 통해 감지될 수 있다. 또한, 블록 장치(100)의 커넥터(131)를 통해 저항 값을 측정할 수 있고, 각 블록 장치는 각 면마다 다른 저항 값이 미리 지정되어 있으므로 측정된 저항 값을 통해 블록 장치(100)의 측면부(130)의 복수 개의 면 중 어떤 면이 다른 블록의 측면부의 어떤 면과 접촉하는지 파악할 수 있다.

이후, 블록 장치(100)는 감지된 이벤트 정보 및 ID를 전송한다(S705). 예를 들어, 블록 장치(100)는 감지된 이벤트 정보 및 블록 장치(100)의 ID를 포함하는 메시지를 제어 시스템으로 전송할 수 있다. 이벤트 정보와 블록 장치(100)의 ID 정보에 기반하여, 제어 시스템은 블록 도구 전체의 상태를 판단하고, 블록 장치들이 게임 또는 학습 프로그램에서 요구하는 과제를 정확히 수행했는지 판단할 수 있다.

마지막으로, 블록 장치(100)는 과제 결과에 따라 명령을 수신하고 수신된 명령에 따라 출력한다(S707). 본 발명의 일 실시 예에 따라, 제어 시스템에서는 각 블록 장치의 이벤트 정보 및 ID에 기반하여 파악한 블록 도구의 상태 데이터에 따라 과제 수행의 성공 여부를 결정하고, 과제 수행 결과에 따른 명령 메시지를 블록 장치(100)로 전송한다. 이때, 명령 메시지는 블록 장치(100)에 대해서만 전용(dedicated) 채널로 전송될 수 있고, 브로드캐스트 방법으로 모든 블록 장치로 전송된 메시지를 블록 장치(100)가 자신의 블록 ID에 맞는 메시지만 선별하여 처리할 수도 있다. 예를 들어, 제어 시스템으로부터 브로드캐스트된 명령을 수신한 경우, 블록 장치(100)는 자신의 ID에 할당된 명령 메시지에 따라 이미지, 기호, 문자, 소리, 빛 중 하나 이상의 출력을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제어 시스템에서 사용자가 과제 수행에 성공한 것으로 판단한 경우, 하나 이상의 블록 장치로 성공 메시지를 화면에 출력하거나, 음성 메시지로 출력하거나, 팡파레 소리를 출력하거나, 초록색 LED 빛을 내는 것 중 하나 이상의 명령을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 제어 시스템에서 사용자가 과제 수행에 실패한 것으로 판단한 경우, 하나 이상의 블록 장치로 실패 메시지를 화면에 출력하거나, 음성 메시지로 출력하거나, 유리 깨지는 소리를 출력하거나, 붉은색 LED 빛을 내는 것 중 하나 이상의 명령을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 게임 또는 학습 프로그램을 실행하여 블록 도구를 제어하는 제어 시스템의 동작 흐름을 도시한다. 예를 들어, 제어 시스템은 게임 또는 학습 프로그램을 실행 가능하고 통신 모듈을 구비한 전자 장치로서, 블록 도구에 포함된 어느 하나의 블록 장치 또는 PC, 태블릿, 로봇, 휴대폰 등의 전자 장치 중 어느 하나일 수 있다.

도 8을 참고하면, 게임 또는 학습용 프로그램 실행에 따라 블록 도구를 제어하는 제어 시스템의 동작의 일 실시 예는, 게임 또는 학습 종류에 따라 명령 메시지를 전송하는 단계(S801), 블록 장치로부터 이벤트 정보 및 ID를 수신하는 단계(S803), 블록 도구의 상태 데이터를 결정하는 단계(S805), 과제 수행 성공 여부를 판단하는 단계(S807), 성공에 따른 메시지를 전송하는 단계(S809) 및 실패에 따른 메시지를 전송하는 단계(S811)를 포함한다.

먼저, 제어 시스템은 게임 또는 학습 종류에 따라 명령 메시지를 전송한다(S801). 다시 말해, 제어 시스템은 실행한 게임 또는 학습 프로그램의 종류에 따라 복수 개의 블록 장치 각각에 게임 또는 학습의 진행을 위해 수행할 태스크에 대한 명령 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 복수 개의 블록 장치로 명령 메시지를 브로드캐스트할 수 있고, 메시지를 수신한 각각의 블록 장치는 ID에 해당하는 명령을 확인하여 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 게임 또는 학습 프로그램은 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 글자를 이용한 단어 만들기, 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 이미지를 이용하여 제한 시간 내에 지시 대상 빨리 찾기, 숫자 따라 하기, 제어 시스템에서 지시한 순서대로 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 숫자를 찾는 숫자 순서 찾기, 제어 시스템에서 지시한 그림과 동일하게 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 그림을 배열하는 그림 맞추기, 및 제어 시스템에서 지시한 항목의 위치/순서를 기억하여 동일하게 복수 개의 블록 장치의 디스플레이에 표시된 항목을 배열하는 기억하기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어 시스템은 실행 중인 게임 또는 학습 프로그램에 따라 복수 개의 블록에 각 블록의 ID에 따라 이미지, 기호, 문자, 소리, 빛 중 하나 이상을 출력하도록 지시하는 메시지를 브로드캐스트하고, 각 블록 장치는 브로드캐스트된 메시지를 수신하여, 자신의 ID에 할당된 명령 메시지에 따라 이미지, 기호, 문자, 소리, 빛 중 하나 이상의 출력을 수행할 수 있다.

그 다음으로, 제어 시스템은 하나 이상의 블록 장치로부터 이벤트 정보 및 ID를 수신한다(S803). 예를 들어, 각 블록 장치가 제어 시스템의 명령에 따라 이미지 등을 출력하여 표시한 후, 게임 또는 학습 룰에 따라 사용자가 하나 이상의 블록 장치의 상태를 변화시키는 이벤트가 발생한 경우, 이벤트가 발생한 각 블록 장치는 발생한 이벤트 정보 및 ID를 제어 시스템으로 전송할 수 있다. 블록 장치에 발생하는 이벤트는 블록 장치의 위치의 변화, 배향의 변화, 가속도의 변화, 저항 값의 측정 및 터치 입력 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

이후, 제어 시스템은 수신한 이벤트 정보 및 ID를 기반으로 블록 도구의 상태 데이터를 결정한다(S805). 즉, 제어 시스템은 하나 이상의 블록 장치로부터 각각 이벤트 정보 및 ID를 수신하고, 수신한 정보를 조합하여 전체적으로 블록 장치들이 포함된 블록 도구의 상태 데이터를 결정할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 블록 도구의 상태 데이터는 블록 도구에 포함된 블록 장치들의 배열 순서, 블록 장치들 간의 접촉 여부, 접촉된 면, 선택된 블록 장치 및 블록 장치들간 상호 위치 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 입력 이벤트가 발생한 블록 장치로부터 이벤트 정보와 해당 블록 장치의 ID를 수신한 경우, 제어 시스템은 사용자에 의해 어떠한 이미지, 기호, 문자 등이 표시된 블록 장치가 선택되었다는 블록 도구 상태 데이터를 결정할 수 있다. 또한, 하나 이상의 블록 장치로부터 측정된 저항 값과 ID를 수신한 경우, 제어 시스템은 어떠한 이미지, 기호, 문자 등이 표시된 블록 장치들의 접촉 여부, 접촉된 면 정보를 조합하여, 접촉된 블록 장치들의 배열 순서에 대한 블록 도구 상태 데이터를 결정할 수 있다. 각 블록 장치는 각 면마다 다른 저항 값이 미리 지정되어 있으므로 측정된 저항 값을 통해 블록 장치의 복수 개의 면 중 어떤 면이 다른 블록의 측면부의 어떤 면과 접촉하는지 저항 값만으로 파악할 수 있기 때문이다.

다음으로, 제어 시스템은 결정된 블록 도구의 상태 데이터에 기반하여 과제 수행 성공 여부를 판단한다(S807). 예를 들어, 결정된 블록 도구의 상태 데이터에 따라 블록 도구에 포함된 블록 장치들의 배열 순서, 블록 장치들 간의 접촉 여부, 접촉된 면, 선택된 블록 장치 및 블록 장치들간 상호 위치 중 하나 이상이 파악될 수 있고, 과제에서 요구한 블록 장치들 간의 배열, 블록 장치의 선택 등과 일치하는 지 결정하여 과제 수행의 성공 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 지시 대상 빨리 찾기, 숫자 따라 하기 프로그램의 경우, 제한 시간 내에 블록 도구의 상태 데이터가 해당 이미지 또는 숫자가 표시된 블록 장치를 선택한 것으로 결정되는 경우 성공한 것으로 평가될 수 있다. 제한 시간 조건은 생략될 수 있다. 숫자 순서 찾기의 경우, 블록 도구의 상태 데이터가 해당 이미지가 표시된 블록 장치가 시간적 순서대로 선택된 것으로 결정되는 경우 성공한 것으로 평가될 수 있다. 그림 맞추기, 기억하기의 경우, 블록 도구의 상태 데이터가 해당 이미지 또는 숫자가 표시된 블록들간의 배열 순서와 접촉된 면이 요구되는 모양과 일치하는 경우 성공한 것으로 평가될 수 있다. 판단 결과, 과제 수행에 성공한 것으로 판단된 경우 제어 시스템은 성공에 따른 메시지를 전송한다(S809). 과제 수행에 실패한 것으로 판단된 경우 제어 시스템은 실패에 따른 메시지를 전송한다(S811).

과제 수행에 성공한 것으로 판단된 경우, 제어 시스템은 성공에 따른 메시지를 전송한다(S809). 예를 들어, 제어 시스템은 상술한 과제 수행이 성공한 것으로 판단함에 따라 하나 이상의 블록 장치로 과제 수행 성공에 따른 명령 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 명령 메시지는 각각의 블록 장치에 대해서 전용 채널로 전송될 수 있고, 브로드캐스트 방법으로 모든 블록 장치로 전송된 메시지를 각 블록 장치가 블록 ID에 맞는 메시지만 선별하여 처리할 수도 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 제어 시스템이 모든 블록 장치로 성공에 따른 명령 메시지를 브로드캐스트하는 경우, 각 블록 장치는 자신의 ID에 할당된 명령 메시지에 따라 이미지, 기호, 문자, 소리, 빛 중 하나 이상의 출력을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 하나 이상의 블록 장치로 성공 메시지를 화면에 출력하거나, 음성 메시지로 출력하거나, 팡파레 소리를 출력하거나, 초록색 LED 빛을 내는 것 중 하나 이상의 명령을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다.

과제 수행에 실패한 것으로 판단된 경우, 제어 시스템은 실패에 따른 메시지를 전송한다(S811). 예를 들어, 제어 시스템은 상술한 과제 수행이 실패한 것으로 판단함에 따라 하나 이상의 블록 장치로 과제 수행 실패에 따른 명령 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 명령 메시지는 각각의 블록 장치에 대해서 전용 채널로 전송될 수 있고, 브로드캐스트 방법으로 모든 블록 장치로 전송된 메시지를 각 블록 장치가 블록 ID에 맞는 메시지만 선별하여 처리할 수도 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 제어 시스템이 모든 블록 장치로 실패에 따른 명령 메시지를 브로드캐스트하는 경우, 각 블록 장치는 자신의 ID에 할당된 명령 메시지에 따라 이미지, 기호, 문자, 소리, 빛 중 하나 이상의 출력을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 하나 이상의 블록 장치로 실패 메시지를 화면에 출력하거나, 음성 메시지로 출력하거나, 유리 깨지는 소리를 출력하거나, 붉은색 LED 빛을 내는 것 중 하나 이상의 명령을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다.

상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수 개의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수 개의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 블록 장치 110: 상부
111: 디스플레이 113: LED부
115: 오디오부 120: 몸통부
130: 측면부 131: 커넥터
133: 연결 부재 135: 단자부
140: 저면부 141: 오목부
143, 155: 충전 커넥터 145: 스위치부
150: 멀티-충전장치 151: 충전기
153: 볼록부 500: 블록 도구

Claims (16)

1. 상호작용이 가능한 블록 도구에 포함되는 하나의 블록 장치로서,
   하나 이상의 센서;
   터치 입력이 가능한 디스플레이;
   상기 블록 장치의 복수 개의 측면에 각각 포함된 커넥터;
   통신 모듈; 및
   프로세서;를 포함하고,
   상기 프로세서는 상기 통신 모듈을 통해 제어 시스템으로부터 브로드캐스트된 메시지를 수신하고, 상기 브로드캐스트된 메시지에 포함된 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령을 수행하고, 상기 하나 이상의 센서, 상기 디스플레이 및 상기 커넥터 중 하나 이상을 이용하여 상기 블록 장치에서 발생한 이벤트를 감지하고, 상기 블록 장치의 ID 및 상기 이벤트에 대한 정보를 상기 제어 시스템으로 전송하고,
   상기 이벤트는 상기 블록 장치의 위치의 변화, 배향의 변화, 가속도의 변화, 저항 값의 측정 및 상기 디스플레이의 터치 입력 중 하나 이상을 포함하고,
   상기 저항 값은 상기 커넥터가 다른 블록 장치의 커넥터와 접촉하는 경우 측정되고, 상기 블록 장치의 어느 면이 상기 다른 블록 장치의 어느 면과 접촉하는지를 지시하는, 블록 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 블록 장치는 6면을 구비한 큐브(cube) 형상인, 블록 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   복수 개의 색깔을 표시 가능한 LED부; 및
   오디오부;를 더 포함하고,
   상기 프로세서는 상기 디스플레이, 상기 LED부 및 상기 오디오부 중 하나 이상을 통해, 상기 통신 모듈을 통해 상기 제어 시스템으로부터 수신된 메시지에 포함된 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령에 따라 빛, 소리, 이미지, 문자 및 기호 중 하나 이상을 출력하는, 블록 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 블록 장치를 다른 블록 장치와 면-대-면 연결하기 위해 연결 부재;를 더 포함하고,
   상기 연결 부재는 자력을 지니는 물질로 이루어져 다른 블록 장치와 탈부착이 가능하도록 구성된, 블록 장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 프로세서는, 상기 통신 모듈을 통해 상기 제어 시스템으로부터 상기 블록 장치의 ID 및 상기 이벤트에 대한 정보에 기반하여 결정된, 상기 블록 도구에 포함된 블록 장치들의 배열 순서, 블록 장치들 간의 접촉 여부, 접촉된 면, 선택된 블록 장치 및 블록 장치들간 상호 위치 중 하나 이상을 포함하는 블록 도구 상태 데이터에 따라 과제 수행 성공 또는 실패 정보를 포함하는 메시지를 수신하고, 상기 디스플레이, 상기 LED부 및 상기 오디오부 중 하나 이상을 통해, 상기 성공 또는 실패 정보를 지시하는 빛, 소리, 이미지, 문자 및 기호 중 하나 이상을 출력하는, 블록 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 블록 장치의 일면을 통해 접촉식 충전이 가능한 충전 모듈을 더 포함하는, 블록 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 블록 도구는 복수 개의 블록 장치를 동시에 충전 가능한, 상기 충전 모듈과 접촉 가능한 복수 개의 접촉식 충전 단자를 구비한 충전 장치를 포함하는, 블록 장치.
9. 상호작용이 가능한 블록 도구에 포함되는 하나의 블록 장치의 동작 방법으로서,
   제어 시스템으로부터 브로드캐스트된 메시지를 수신하는 단계;
   상기 브로드캐스트된 메시지에 포함된 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령을 수행하는 단계;
   상기 블록 장치에서 발생한 이벤트를 감지하는 단계; 및
   상기 블록 장치의 ID 및 상기 이벤트에 대한 정보를 상기 제어 시스템으로 전송하는 단계를 포함하고,
   상기 이벤트는 상기 블록 장치의 위치의 변화, 배향의 변화, 가속도의 변화, 저항 값의 측정 및 디스플레이의 터치 입력 중 하나 이상을 포함하고,
   상기 저항 값은 상기 블록 장치의 복수 개의 측면에 각각 포함된 커넥터가 다른 블록 장치의 커넥터와 접촉하는 경우 측정되고, 상기 블록 장치의 어느 면이 상기 다른 블록 장치의 어느 면과 접촉하는지를 지시하는, 블록 장치의 동작 방법.
10. 삭제
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 블록 장치는 6면을 구비한 큐브 형상인, 블록 장치의 동작 방법.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령을 수행하는 단계는,
    상기 제어 시스템으로부터 수신된 메시지에 포함된 상기 블록 장치의 ID에 대응하는 명령에 따라 빛, 소리, 이미지, 문자 및 기호 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함하는, 블록 장치의 동작 방법.
13. 청구항 9에 있어서,
    상기 블록 장치를 다른 블록 장치와 면-대-면 연결하기 위해 연결 부재를 이용하여 연결하는 단계를 더 포함하고,
    상기 연결 부재는 자력을 지니는 물질로 이루어져 다른 블록 장치와 탈부착이 가능하도록 구성된, 블록 장치의 동작 방법.
14. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 시스템으로부터 상기 블록 장치의 ID 및 상기 이벤트에 대한 정보에 기반하여 결정된, 상기 블록 도구에 포함된 블록 장치들의 배열 순서, 블록 장치들 간의 접촉 여부, 접촉된 면, 선택된 블록 장치 및 블록 장치들간 상호 위치 중 하나 이상을 포함하는 블록 도구 상태 데이터에 따라 과제 수행 성공 또는 실패 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 성공 또는 실패 정보를 지시하는 빛, 소리, 이미지, 문자 및 기호 중 하나 이상을 출력하는 단계를 더 포함하는, 블록 장치의 동작 방법.
15. 청구항 9에 있어서,
    상기 블록의 일면을 통해 접촉식 충전이 가능한 충전 모듈을 이용하여 충전하는 단계를 더 포함하는, 블록 장치의 동작 방법.
16. 상호작용이 가능한 블록 도구를 제어하는 제어 시스템으로서,
    통신 모듈;
    하나 이상의 게임 또는 학습 프로그램을 저장하는 저장부; 및
    프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 통신 모듈을 통해 실행 중인 게임 또는 학습 프로그램에 따른 명령 메시지를 브로드캐스트하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 블록 도구에 포함된 하나 이상의 블록 장치로부터 ID 및 이벤트 정보를 수신하고, 상기 수신된 ID 및 이벤트 정보에 기반하여 상기 블록 도구의 상태 데이터를 결정하고, 상기 통신 모듈을 통해 상기 결정된 상태 데이터에 따라 상기 실행 중인 게임 또는 학습 프로그램의 과제 수행 성공 또는 실패 정보를 전송하고,
    상기 이벤트 정보는 블록 장치의 위치의 변화, 배향의 변화, 가속도의 변화, 저항 값의 측정 및 디스플레이의 터치 입력 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 저항 값은 상기 블록 장치의 복수 개의 측면에 각각 포함된 커넥터가 다른 블록 장치의 커넥터와 접촉하는 경우 측정되고, 상기 블록 장치의 어느 면이 상기 다른 블록 장치의 어느 면과 접촉하는지를 지시하고,
    상기 블록 도구의 상태 데이터는 상기 수신된 ID 및 이벤트 정보에 기반한 블록 장치들의 배열 순서, 블록 장치들 간의 접촉 여부, 접촉된 면 및 블록 장치들간 상호 위치 중 하나 이상을 포함하는, 제어 시스템.

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