KR102009711B1 - 운동 동작 모니터링 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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킴 비. 블레어
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쟝-프랑수아 플럼
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Abstract

본 발명은 사용자의 하나 또는 그 이상의 운동 동작 특징을 모니터링하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 예를 들어 장치는 사용자의 신발(110)에 부착되어 사용되는 센싱 유닛을 포함하며, 상기 센싱 유닛은 사용자가 움직이는 동안 사용자의 발의 이동을 모니터링하는데 사용되는 제1센서(105)와, 상기 제1센서는 자이로스코프 센서를 구비하며, 제1센서로부터의 출력에 기초한 사용자의 제1동작 특징을 판단하기 위한 처리 수단과, 상기 제1동작 특징은 지면에 착지 시에 사용자의 발의 발착지 부위를 구비하며, 원격 수신기(120)로 동작 특징을 나타내는 데이터 패키지를 전송하기 위한 전송 수단을 포함한다.

Description

운동 동작 모니터링 시스템 및 그 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING ATHLETIC PERFORMANCE}
이 출원은 2011년 2월 7일 제출된 미국 임시 특허출원 일련번호 61/440,243호를 우선권으로 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함되어 있다.
본 발명은 운동 장비 분야에 관한 것으로, 특히 런너(runner)에게 트레이닝 정보(training information)를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
기본적인 트레이닝 정보를 런너에게 제공하기 위한 많은 장치가 있다. 예를 들어, 연습복(workout apparel)에 고정될 수 있는 센서를 사용하는 런너의 심장박동, 속력, 거리 및/또는 걸음 속도를 측정하며 기록하기 위한 시스템이, 독일 헤르조게나우라흐에 소재하는 아디다스 AG에서 제조되었다. 마찬가지로, 미국 오레곤 비벌톤에 소재하는 나이키 Inc. 회사에서는 걷거나 달리는 거리와 속도(pace)를 측정하고 기록하는 장치를 생산했다. 그런 장치는 흔히 신발에 부착되거나 매립된 소형 가속도계를 포함하며, 신발은 수신장치(예를 들어, 이동전화에 내장되어 접속된 스포츠밴드 또는 수신기)와 통신한다. 장치와 수신기는 달리는(training run) 동안 청각 피드백을 통해 사용자에게 제공되는 및/또는 나중에 분석을 위해 기록되는 정보를 갖고, 사용자가 달린 거리, 시간, 속도를 추적할 수 있게 한다. 시스템은 또한 신발에서 센서를 필요로 하지 않는 GPS(Global Positioning System) 장치를 가진 이동전화를 사용하여 달리는 거리, 시간, 속도 등의 트레이닝 정보를 측정 및 기록하기 위해서도 존재한다.
그러나, 이런 시스템은 예를 들어 런너가 이동한 거리 및 속력에 관련한 기본적인 트레이닝 정보만을 제공하며, 런너의 실제 런닝 폼(running form) 및 기술을 개선하는데 사용할 수 있는 세부적인 바이오(bio) 피드백 정보를 제공할 수는 없다. 그 결과, 운동선수의 런닝 폼을 개선하는데 도움을 주도록 트레이닝 기간 동안 및 기간 후에 운동선수에게 자세한 트레이닝 정보를 제공할 수 있는 시스템과 방법에 대한 필요가 있다.
본 발명은 사용자가 바람직한 폼과 예를 들어 향상된 발착지(foot strike)로 트레이닝하는데 도움을 주도록 사용자의 1개 이상의 운동 동작 특징(athletic performance characteristic )을 모니터링하고 및/또는 사용자에게 바이오 피드백 정보를 제공하기 위한 새로운 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 한 면은 사용자의 1개 이상의 운동 동작 특징을 모니터링하기 위한 장치를 포함하며, 상기 장치는 사용자의 신발에 부착될 수 있는 센싱 유닛을 포함한다. 센싱 유닛은 사용자가 움직이는 동안 사용자 발의 이동을 모니터링하는 자이로스코프 센서(gyroscopic sensor)와 같은 제1센서와, 지면과 부딪쳤을 때 사용자 발의 발착지 부위(foot strike location) 등의 사용자의 제1동작 특징을 판단하기 위한 처리수단, 및 원격 수신기에 동작 특징을 나타내는 데이터 패키지를 전송하기 위한 전송수단을 포함한다. 자이로스코프 센서는 사용자 발의 각속도를 측정하는데 사용할 수 있다. 사용자의 동작 특징을 판단하기 위한 수단은 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다.
일례의 실시예에서, 상기 장치는 또한 센싱 유닛으로부터 전송된 데이터 패키지를 수신하며 사용자에게 동작 특징을 나타내는 정보를 전달하기 위한 수신수단도 포함한다. 사용자에게 정보를 전달하기 위한 수단은 기본적으로 시각 신호, 청각 신호 및/또는 촉각 신호(예를 들어, 진동) 중 적어도 1개의 신호를 포함하거나 구성할 수 있다. 정보는 사용자에게 대체로 실시간으로 전달될 수 있고 및/또는 후에 및/또는 추가 분석을 위해 사용자에게 전달하기 위해 저장될 수 있다.
수신수단은 1개 이상의 원격 사용자 피드백 장치를 포함할 수 있으며, 그 예로는, 제한적이지 않은 기재로서, 시계, 분리가능한 스트랩(detachable strap), 이동전화, 이어폰, 핸드-유지(hand-held) 피드백 장치, 노트북 컴퓨터, 헤드-장착된 피드백 장치(예를 들면, 바이저(visor) 또는 모자), 및/또는 데스크탑 PC가 있다. 선택적으로 또는 추가하여, 수신수단은 이동전화와 같은 원격 사용자 피드백 장치의 1개의 기능을 제어하기 위해 소프트웨어 응용 프로그램 및/또는 하드웨어(예를 들어, 동글(dongle))를 포함할 수 있다.
일례의 실시예에서, 센싱 유닛는 제1센서, 처리수단, 및 전송수단을 수용하는데 사용되는 하우징 유닛을 포함한다. 하우징 유닛은 사용자 신발의 바닥(sole) 및/또는 상부(upper)에 탈착가능하게(releasably) 부착되거나, 또는 신발의 상부 및/또는 바닥에 고정적으로 부착되거나 매립되어 사용할 수 있다. 일례의 실시예에서, 하우징 유닛은 신발의 체결부분(fastening portion)(예, 끈 묶음 부분(lacing portion)) 또는 신발의 뒤꿈치(heel) 부분 중 적어도 한 곳에 탈착가능하게 부착될 수 있다.
장치는 사용자의 적어도 하나의 동작 특징을 판단하기 위한 수단을 포함하며, 상기 판단은 제1센서로부터의 출력에 기초하고 및/또는 1개 이상의 제2센서(들)의 출력에 기초할 수 있다. 제2센서(들)는 1개 이상 가속도계, 압력 센서, 힘 센서, 온도 센서, 화학 센서, GPS, 압전 센서, 회전위치 센서, 자이로스코프 센서, 심박수 센서, 및/또는 각도계를 포함하거나, 기본적으로 구성할 수 있다. 그 밖에 다음과 같은 센서가, 한정적이지 않은 기재로서, 심전계 센서, 일렉트로더모그라피(electrodermograph) 센서, 뇌파계 센서, 근전도 센서, 피드백 체온계(thermometer) 센서, PPG(photoplethysmograph) 센서, 및/또는 호흡기록기(pneumograph) 센서가 또한 본 발명의 다양한 실시예에서 사용될 수 있다. 적어도 하나의 제2동작 특징은 사용자의 리듬(cadence), 자세, 숙인 상태(lean), 속력, 이동거리, 및/또는 심장 박동수를 포함하거나 기본적으로 구성할 수 있다.
일례의 실시예에서, 처리수단은 발착지 행동(foot strike event)을 하는 동안(예를 들어, 발과 지면 사이의 초기 접촉 직전, 접촉 시 및/또는 접촉 직후의 짧은 시간 동안) 국부적인 최대 각속도 측정치와 국부적인 최소 각속도 측정치의 대비를 포함한다. 예를 들어, 측정된 데이터를 처리하는 공정은 발착지 행동을 하는 동안 국부적인 최대 각속도 측정치로 발착지 행동을 하는 동안 국부적인 최소 각속도 측정치를 나누는 단계와, 뒤꿈치 착지(heel strike), 발중간 착지(midfoot strike), 또는 앞꿈치 착지(forefoot strike)가 일어났는지의 여부를 판단하도록 적어도 하나의 사전 결정된 비교값과 결과치 계산값을 비교하는 단계를 포함하거나, 기본적으로 구성할 수 있다. 다르게는 또는 추가하여, 처리수단은 발착지 동안 측정된 각속도 데이터의 통합 및, 발착지 행동을 하는 동안 통합된 양의 각속도 결과치(the integrated positive angular velocity results)와 통합된 음의 각속도 결과치(the integrated negative angular velocity results)의 대비를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 면은 사용자의 1개 이상의 운동 동작의 특징을 모니터링하기 위한 방법을 포함하며, 상기 방법은 사용자의 신발에 부착할 수 있는 센싱 유닛을 제공하는 단계를 포함한다. 센싱 유닛은 사용자가 움직이는 동안 사용자의 발의 이동을 모니터링하는데 사용되는 자이로스코프 센서와 같은 제1센서와, 지면을 착지할 때 사용자 발의 발착지 부위와 같은 사용자의 제1동작 특징을 판단하기 위한 처리수단, 및 동작 특성을 나타내는 데이터 패키지를 원격 수신기로 전송하기 위한 전송수단을 포함할 수 있다. 상기 방법은 추가로 센싱 유닛으로부터 전송되는 데이터 패키지를 수신하기 위한 수신수단을 제공하며, 사용자에게 동작 특징을 나타내는 정보를 전달하는 단계를 포함한다. 일례의 실시예에서, 상기 방법은 대체로 실시간으로 사용자에게 정보 전달을 할 수 있다.
상술한 목적 및 그외 다른 목적들이 본원에 기재된 본 발명의 이점 및 특징들과 함께 첨부 도면을 참조하여 아래에 기재되는 설명으로 명료하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본원에 기재된 다양한 실시예에 따른 특징들은 서로 배타적이지 않으면서, 다양한 조합 및 변환으로 존재할 수 있는 것이다.
도1은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 런너에 의해 착용된 바이오 피드백 시스템의 개략적인 사시도이다.
도2는 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 그 안에 매립된 앞꿈치 및 뒤꿈치 센서를 가진 신발의 개략적인 측면도이다.
도3은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 그 안에 매립된 발중간 센서를 가진 신발의 개략적인 측면도이다.
도4는 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 그 안에 매립된 복수의 센서를 가진 신발의 개략적인 측면도이다.
도5는 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 그 안에 매립된 센서 어레이(array)를 가진 신발의 개략적인 평면도이다.
도6은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 그 안에 매립된 센서 어레이를 가진 다른 신발의 개략적인 평면도이다.
도7은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 신바닥 내에 삽입된 센서유지 삽입체(sensor holding insert)를 가진 신발의 개략적인 평면도이다.
도8은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 발중간 및 뒤꿈치 센서 패드(pad)를 가진 신발 바닥의 개략적인 평면도이다 ;
도9는 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 앞꿈치, 발중간, 그리고 뒤꿈치 센서 패드를 가진 신발 바닥의 개략적인 평면도이다 ;
도10은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 끈 묶음 부분에서 신발에 연결된 센서유지 삽입체를 가진 신발의 개략적인 측면도이다 ;
도11은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 상부에 연결된 센서를 가진 신발의 개략적인 측면도이다.
도12는 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 운동선수에 대한 바이오 피드백 정보를 제공하기 위한 시스템의 개략도이다.
도13은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 운동선수에 대한 바이오 피드백 정보를 제공하기 위한 다른 시스템의 개략도이다.
도14는 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 운동선수에 대한 바이오 피드백 정보를 제공하기 위한 또 다른 시스템의 개략도이다.
도15-도19는 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 런너에 의해 착용되는 다양한 바이오 피드백 시스템의 개략도이다.
도20은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 바이오 피드백 시스템용 핸드-유지 피드백 장치의 개략적인 사시도이다.
도21은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 신발의 끈 묶음 부분에 위치한 바이오 피드백 시스템용 센서 포드(pod)의 개략적인 측면도이다.
도22는 도21의 포드의 사시도이다.
도23은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 신발의 뒤꿈치 부분에 위치한 바이오 피드백 시스템용 센서 포드의 개략적인 측면도이다.
도24는 도23의 포드의 사시도이다.
도25는 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 바이오 피드백 시스템용 자이로스코프 센서에 대한 방향축의 개략적인 사시도이다.
도26은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 발 뒤꿈치 착지 런닝 스타일에 대한 자이로스코프 센서로부터의 각속도 데이터의 그래프이다.
도27은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 발중간 착지 런닝 스타일에 대한 자이로스코프 센서로부터의 각속도 데이터의 그래프이다.
도28은 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 자이로스코프 센서용 재설정 트리거(reset trigger)에 대한 데이터의 그래프이다.
도29는 본 발명의 일 실시예에 따르는 런너의 발착지 부위에 대한 다양한 데이터 프레젠테이션 수단을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도30a 내지 도33c는 본 발명의 일례의 실시예에 따르는 바이오 피드백 시스템의 센서 포드용의 다양한 부착 메커니즘을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도면에서, 유사한 참조 특징부는 일반적으로 동일한 부분으로 지칭했다. 또한, 도면에서 척도는 필수적인 것은 아니며, 대신에 일반적으로 본 발명의 원리를 설명할 때 강조하여 나타내었다. 다음의 설명에서, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명된다.
본 발명은 일반적으로 트레이닝 사용자(예를 들면, 달리기 선수 또는 다른 운동선수)가 사용하여 개선된 런닝 폼이나 기술을 갖고 달리도록 하기 위한 향상된 바이오 피드백 시스템 및 그 관련된 방법에 관한 것이다. 본 발명은 프로 운동선수로부터 초보자 및 자주 조깅하는 사람까지 모든 수준의 런너 또는 그 밖의 운동선수가 활용할 수 있는 것이다. 런너의 몸에(예를 들어, 1개 이상의 신발 및/또는 의류의 일부분 상에 또는 그 안에) 1개 이상의 센서를 배치하여, 본원의 시스템 및 방법이 운동하는 동안 대체로 순간적인 피드백 및 코칭을 제공하는 코칭 도구로 사용할 수 있고 그리고, 또한 달린 후에 평가 및 추가적인 처리를 하기 위한 정보를 저장하는데 사용할 수도 있다.
런닝 폼의 개선은 한정적이지 않은 기재로서, 런닝 효율을 향상시키고(그에 따른 실행 동작의 증진) 부상의 위험을 감소시키는 것과 같이, 여러 이유로 해서 런너에게 유익할 것이다. 일반적으로, 코칭은 적절한 런닝 폼으로 개선시키고 런너를 부상 없이 유지하는 것이 중요할 수 있다. 그러나 대부분의 런너들(많은 대학 및 심지어는 일부 엘리트 선수를 포함 함)에게는 적절한 폼으로 달리는 방법에 대한 임의적인 또는 주요한 트레이닝법이 제공되지 않는다. 그 결과, 많은 런너들은 자신의 런닝 폼(예를 들면, 런너의 우측발이 좌측발과는 다르게 지면과 접하는 부적당한 발착지 위치 또는 런닝 스타일)이 갖는 문제를 인식하지 못하며, 그런 런닝 폼은 런닝 효율에 상당한 영향을 미치며 그들이 부상을 당하기 더 쉽게하는 경향이 있다.
코칭 동안 고속 카메라의 활용은 런너에게 어떤 피드백 동작을 제공하여 런닝 폼을 개선하는데 도움을 줄 수 있다. 그러나 대부분의 운동선수는 그런류의 가이드를 받아서 그들이 개선된 런닝 폼으로 달리게 하는 기술을 활용하는 전문적인 코칭을 받기가 어려우며, 그런 코칭을 받을 수 있더라도 비용 및 시간이 많이 들 수 있을 것이다. 또한, 선수의 런닝을 촬영한 비디오 영상은 선수가 달리면서 사용할 수 있는 순간 피드백을 제공하지 않는다. 속력, 이동 거리, 심장 박동수, 및 달리는 동안에 사용한 칼로리 등을 특정 기술을 사용하여 런너에게 순간적 피드백을 제공할 수 있더라도, 이들 시스템에 의해 제공된 정보는 런너에게 적절한 런닝 폼으로 훈련하게 하는데 사용될 수 있는 바이오 피드백 정보를 생성하지 않는다. 본 발명은 달리는 동안 및/또는 달린 후 운동선수가 적절한 런닝 폼으로 개선하도록 순간적 또는 대체로 순간적으로 활용될 수 있는 바이오 피드백 정보를 측정하고, 전송하고, 저장하고, 분석하고, 및/또는 전달하기 위한 개량된 시스템 및 그 관련 방법을 제공하여 상기 문제를 해결한 것이다.
적절한 런닝 폼으로 달리도록 운동선수를 훈련하는데 사용되는 바이오 피드백 정보는 한정적이지 않은 기재로서, 발착지 위치, 리듬, 자세, 및 숙인 상태(lean)의 정보를 포함한다. 그런 정보는 런너의 기량과 런닝 특징을 분석하고, 하나 또는 그 이상의 동작 특징을 개선하도록 훈련을 하는 과정에서 런너에 의해 조정될 수 있는 매개변수를 식별하는 데 사용할 수 있다. 선수에게 좋은 런닝 폼은 한정적이지 않은 기재로서, 빠른 걸음, 발중간 발착지 부위(midfoot foot strike location), 좋은 자세 등의 요소를 포함할 수 있다. 이런 요소들은 근육긴장 및 다른 부상을 초래할 수 있는 런너의 스트레스를 감소시키면서, 효율을 증가하며, 런닝을 쉽게 한다. 반면에 일반적으로 훈련받지 않은 운동선수의 나쁜 런닝 폼은 과도한 발 뻗는 동작(overstriding), 공격적인 뒤꿈치 착지, 및 나쁜 자세 등을 포함할 수 있다. 이런 나쁜 런닝 요소는 예를 들어, 무릎에 과도한 스트레스를 생성하여, 런너의 무릎통증(Knee/Petellofemoral Pain Syndrome)이나 다른 부상을 초래할 수 있다.
런너의 자세는 런닝 동안 런너의 몸가짐과 관련한다. 좋은 자세(일반적으로 똑바로 선(up-right) 자세)는 예를 들어 머리를 세우고 시선을 직진방향을 향한 상태로 달려서 달성할 수 있다.
런너의 리듬(즉, 분 당 발착지의 수)은 좋은 런닝 폼을 확보하는데 중요한 것일 수 있다. 일례의 실시예에서, 분 당 약 180 발착지의 리듬이 런너의 페이스와 상관없이 적절한 런닝 폼을 보장하고 과도한 발 뻗는 동작을 막는데 최적할 수 있다. 다른 실시예에서는 그보다 높거나 낮은 리듬을 사용하여 예를 들어 특정 생체, 연령, 및/또는 사용자의 목표에 따를 수 있다.
런너의 숙인 상태(lean)는 중력을 이용한 과도한 근육 힘에 대한 필요한 양을 줄여서 전진 동작을 돕는데 사용될 수 있다. 일례의 실시예에서, 개선된 숙인 자세는 허리에서 굽히지 않고 몸의 전체 길이에 걸쳐 전방으로 구부린 자세를 갖는 런닝 스타일을 활용하고 그리고 토잉-오프(toeing-off)에 의해 일어나는 불필요한 근육 긴장을 줄이기 위해 발목에서 구부려서 달성할 수 있다.
발착지 부위(즉, 각 스텝 동안 지면과 처음 부딪치는 발바닥 상의 부위)는 좋은 런닝 폼으로 증진하는데 매우 중요할 수 있다. 발중간 착지 보행을 하는 런너는 런닝 보행 사이클 동안 뒤꿈치 보행을 하는 런너와는 다른 발을 가로지르는 압력 분포를 나타낸다. 또한, 발중간 착지 보행을 하는 런너의 하부 말단부에 의해 수행되는 기계적 동작이 발 뒤꿈치 착지 보행을 하는 런너와는 다른 관절을 가로지르는 분포로 동작한다. 발중간 착지 보행을 하는 런너는 주로 초기 부딪침(initial impact) 시에 발의 측면 발중간 및 앞꿈치 구역으로 분배된 압력을 받고 그리고 초기 부딪침에 이어서 더 많은 발목굽힘(발등굽힘)을 나타낸다. 뒤꿈치 착지 보행을 하는 런너는 주로 초기 부딪침 시에 측면 뒤꿈치에 분배된 압력을 받고 그리고 일반적으로 부딪친 후 많은 양의 발목굽힘으로 나타나지 않는다. 그 결과, 발 뒤꿈치 착지자(strikers)는 런너의 무릎통증 등의 부상으로 이어질 수 있는 자신의 무릎 부위에 상당한 스트레스를 받는 경향이 있다. 따라서, 발뒷측(rearfoot)/뒤꿈치 착지자는 흔히 억제(braking)를 일으키는 뒤꿈치 착지 및 과도한 발 뻗음(overstriding)으로 발중간 착지자보다 덜 효율적인 런닝 보행을 가질 수 있다. 발중간 착지 보행으로 이끄는 신발의 예가 미국 공개공보 2009-0145005호에 공개되어 있으며, 그 내용은 전부 참조로서 본 명세서에 포함되었다. 또한, 발중간 착지 보행은 분명한 앞꿈치 런닝 보행(예를 들어, 종아리 피로 및 아킬레스근육의 피로를 일으킬 수 있음)보다 우수한 런닝 폼을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예는 1개 이상의 센서를 포함하여, 각 스텝 동안 지면과 초기 부딪침을 받는 발바닥 상의 부위(location)를 판단하고, 및/또는 초기 부딪침 시에(발착지 부위를 판단하는데 사용될 수 있음) 지면에 대한 발의 각도를 판단할 수 있다.
본 발명의 일례의 실시예는 런닝 폼을 개선하는데 사용하기 위해 런너(115)에게 바이오 피드백 정보를 제공하기 위한 시스템(100)을 포함한다. 도1에 도시된 바와 같이 시스템(100)은 런너(115)의 신발(110)의 일부분에 부착된(예를 들어 일부분 내에 매립된, 고정적으로 연결된, 또는 분리가능하게 연결된) 하나 이상의 센서를 포함하여서, 체육 활동을 하는 동안(예, 달리기) 하나 이상의 데이터 상태/동작 특징을 측정한다. 시스템(100)은 또한 센서(들)(105)로부터의 데이터를 수신하고 수집된 데이터의 분석에 기초하여 런너에게 정보를 전달하기 위한 1개 이상의 원격 수신 시스템(120)을 포함한다. 수집된 데이터의 분석은 신발(110)에 배치된 프로세서, 원격 수신 시스템(120), 및/또는 분리 분석장치(예, 개인용 컴퓨터)에서 수행될 수 있다. 하나 이상의 센서(105)가 런너(115)의 각 신발(110)에 배치되거나, 또는 런너(115)의 한쪽 신발(110)에만 배치될 수 있다.
센서(들)는 신발 내에 일체적으로 매립되며, 예를 들어 신발 바닥의 하나 이상의 장소(예를 들어, 외부 바닥(outsole), 중간 바닥(midsole), 또는 내부 바닥(insole)) 내에 일체적으로 배치될 수 있다. 하나 이상의 센서가 신발 상부의 1개 이상의 장소 내에 일체적으로 매립될 수도 있다. 다른 실시예에서는 하나 이상의 센서가 신발의 바닥 및/또는 상부의 장소에 분리가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어, 센서 유닛은 신발의 상부 부분(예를 들어, 신발의 외부 메시(mesh) 층 또는 신발의 끈 묶음 부분)에 클립으로 고정할 수 있고, 및/또는 신발 바닥의 일부분에 분리가능하게 부착될 수 있다. 센서(들)는 한정적이지 않은 기재로, 후크-루프 체결(예, 벨크로®), 클립, 핀, 끈 묶음(lacing), 마그네틱 소자 및/또는 접착제를 포함하는 적당한 부착요소를 통해 분리가능하게 부착될 수 있다.
각종 센서를 사용하여 체육 운동을 하는 동안 하나 이상의 데이터 상태를 측정할 수 있다. 예를 들어 센서는 한정적이지 않은 기재로서, 기계적 피드백 장치(예를 들면, 지면 접촉 및/또는 접촉과 관련된 힘을 측정하고 나타내도록 지면과의 접촉시 철회되는 철회가능한 핀, 또는 발착지 동안 사용자에게 촉각 감각을 제공하는 다른 구조물), 가속도계, 압전 센서, 회전위치 센서, 자이로스코프 센서, 온도 센서, 화학 센서(예, 산소 수준을 측정하기 위한 센서), GPS장치, 압력 센서(예, 압력 변환기), 힘 센서(예를 들어, 로드 셀, 힘 센서, 또는 응력/변형 센서) 및/또는 각도계(goniometers)를 포함한다. 예를 든 압력/힘 센서는 한정적이지 않은 기재로서, 저항, 용량, 임피던스 기반 및/또는 압전 센서를 포함한다. 센서는 국부적인 위치에서 데이터 조건을 측정하거나 또는 확장된 영역에 걸쳐 데이터 상태(예, 압력 및/또는 힘)를 측정하는데 사용된 스트립 또는 패드일 수 있다. 다양한 실시예에서, 다른 전자기적, 기계적, 및/또는 광학 센서가 상기 목록의 센서에 추가로 사용하거나, 또는 대체하여 사용할 수 있다.
하나 이상의 센서가 신발 상의 적당한 부위, 예를 들면 신발 바닥 및/또는 상부의 앞꿈치 부분, 발중간 부분 및/또는 뒤꿈치 부분 내에 배치될 수 있다. 일례의 실시예에서는 도2에 도시된 바와 같이, 신발(110)이 신발(110)의 앞꿈치 부분(117)에 위치한 앞꿈치 센서(105), 및 신발(110)의 뒤꿈치 부분(122)에 위치한 뒤꿈치 센서(105)를 포함한다. 센서는 앞꿈치 부분(117)과 뒤꿈치 부분(122)에 더하거나 대신하여 신발(110) 상의 다른 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 발중간 센서(105)는 도3에 도시된 바와 같이, 신발(110)의 발중간 부분(125)에 위치할 수 있다. 각종 센서(105)가 신발(110)의 바닥부(130) 내에 또는 위에(예를 들어, 신발의 중간 바닥 또는 신발 내의 내부 바닥 장소에 공동 내) 배치되고 및/또는 신발(110)의 상부(135) 내에 또는 위에 배치될 수 있다.
일례의 실시예에서, 복수의 센서(105)(즉, 센서 어레이)는 도4에 도시된 바와 같이, 신발(110)의 길이를 따라서, 또는 그 일부분을 따라서 다양한 위치에 배치된다. 이런 센서(105)는 도5에 도시된 바와 같이 신바닥(130)의 중심축(140)을 따라서 다수의 위치에 배치되거나 또는 도6에 도시된 바와 같이 신바닥(130)의 중간 측(145) 및/또는 측면 측(150)을 따라서 다수의 위치에 배치될 수 있다. 적절한 수의 센서(105)가 신발(110)의 바닥부(130)의 길이와 폭에 걸쳐 적절한 위치에 배치될 수 있으며, 측정되는 특정 데이터 및 런닝 특징에 따라 신바닥(130)의 외부 바닥, 중간 바닥, 및/또는 내부 바닥 내에 매립되거나 분리가능하게 부착되는 센서(105)를 갖는다. 일례의 실시예에서, 1개 이상의 센서(105)가 신바닥(130)의 외부 면에 노출될 수 있다. 다르게는, 또는 추가하여, 센서(105)가 신바닥(130) 내에 매립될 수 있다.
일례의 실시예에서, 하나 이상의 센서(105)는 예를 들어 신발 바닥 또는 신발 상부의 일부분 내에(예, 설부(tongue) 포켓의 힐(heel) 포켓 내) 형성된 공동 또는 포켓 내에 끼워지게 채택된 제거가능한 내부 신바닥 또는 삽입체로서, 신발 내측에 배치할 수 있는 제거가능한 삽입체에 배치될 수 있다. 예를 들어, 신발(110)에는 도7에 도시된 바와 같이, 그 안에 1개 이상의 센서(105)를 보유하는 삽입체(175)를 탈착가능하게(releasabiy) 수용하는 공동(170)을 가진 바닥부(130)가 형성될 수 있다. 상기 공동은 작동하는 동안 삽입체를 커버하여 보호하는 커버링부분을 포함할 수 있다. 1개 이상의 공동(170)은 신발(110)의 앞꿈치 부분(117), 발중간 부분(125), 및/또는 뒤꿈치 부분(122) 내의 임의적인 위치에 배치될 수 있다. 여러 실시예에서, 공동(170)은 도7에 도시된 바와 같이, 신발 내부에서 접근할 수 있거나 또는 신발(110)의 외부 바닥(130)의 외부 면에 개구를 통해 접근할 수 있다.
일례의 실시예에서, 하나 이상의 센서 패드 또는 스트립이 신발(110)의 바닥부(130)에 고정되거나 매립될 수 있다. 예를 들어, 도8은 신바닥(130)의 측면(150)을 따라 뒤꿈치 부분(122)에 배치된 뒤꿈치 센서 패드(180)를 갖고, 신바닥(130)의 측면(150)을 따라 발중간 부분(125)에 배치된 발중간 센서 패드(185)가 있는 신바닥(130)을 나타낸다. 센서 패드 또는 스트립은 신바닥의 중간 측, 측면 측, 및/또는 중앙부분을 따라 배치되거나, 신발의 폭을 가로지른 거리 또는 그 일부분을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 도9는 신바닥(130)의 측면 측(150)을 따라 발중간 부분(125)에 배치된 발중간 센서 패드(185)를 갖고, 또한 뒤꿈치 부분(122)의 폭을 가로지른 길이의 뒤꿈치 센서 패드(190)와 앞꿈치 부분(117)의 폭을 가로지른 길이의 앞꿈치 센서 패드(195)도 가진 신바닥(130)을 나타낸다.
다양한 실시예에서, 센서 패드 및/또는 스트립은 신발 바닥의 특정 부분에 배치될 수 있다. 센서 패드 또는 스트립은 외부 바닥, 중간 바닥, 및/또는 내부 바닥 내에 매립되거나, 신바닥의 인접한 층 사이에 배치될 수 있다. 다르게는, 센서 패드 또는 스트립은 신발 내에 배치될 수 있는 제거가능한 삽입체(예를 들어, 제거가능한 내부 바닥)에 배치되거나, 신바닥의 외부 지면접촉 면에 부착될 수 있다.
선택적으로, 1개 이상의 센서(105)가 도10에 도시된 바와 같이, 끈 묶음 부분(165)에서 신발(110)에 탈착식으로 부착될 수 있는 삽입체(160)의 내부에 배치되거나, 또는 도11에 도시된 바와 같이, 신발(110)의 상부(135)의 1개 이상의 부분에 배치될 수 있다.
센서(105)는 달리는 동안 지면에 대한 각 발의 각각의 발착지 부위 및 분포 및/또는 달리는 동안 발의 여러 부분에 적용되는 힘 및/또는 압력을 측정하는데 사용할 수 있다. 측정된 데이터는 예를 들어 발중간 착지를 가진, 보다 효율적이고 안전한 발착지 부위로 런너가 달리도록 훈련하는데 사용할 수 있는 바이오 피드백 정보를 생성하도록 처리될 수 있다. 데이터는 처리되어 런너에게 바로, 또는 대체로 바로 전달되어 런너가 달리는 동안 런너에게 바로 피드백을 제공한다. 데이터는 또한 저장되어 런닝이 완료된 후 평균 및 시간에 따른 결과를 생성하는데 사용되어, 런닝 코스를 통한 런너 동작의 완전한 분석을 런너 및/또는 코치에게 제공할 수 있게 한다.
센서(105)는 또한 각 발착지 사이의 시간을 기록하여, 발착지 정보에 더하거나 대신하여 달리는 동안 런너의 리듬(cadence)을 측정하는 데 사용할 수도 있다. 또한, 측정된 데이터는 처리되어 런너에게 바로, 또는 대체로 바로 전달되어, 달리는 동안 런너에게 바로 피드백을 제공하고 및/또는 저장되어 런닝이 완료된 후 평균 및 시간에 따른 결과를 생성하는 데 사용될 수 있다.
일례의 실시예에서, 신발(110)은 신발(110)의 바닥에 위치한, 예를 들면 뒤꿈치 부분에 위치한 기계적 피드백 장치(예를 들면, 핀)를 구비하는 센서(105)를 포함할 수 있다. 센서(105)로부터 측정되어 전송된 데이터는 런너의 발 뒤꿈치가 지면과 접촉할 때를 판단하여서, 런너에게 자신의 보행의 매우 바람직한 주의를 제공하는데 사용될 수 있는 정보를 생성하는데 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예는 (센서(105)에 대해 상술된 바와 같은) 신발(110)의 상부(135) 또는 바닥(130) 내에 또는 상에 배치된 1개 이상의 센서(205)를 포함하여, 런너가 달리는 동안 런너의 자세 및/또는 숙인 상태(lean)를 결정하는데 사용할 수 있는 데이터를 측정한다. 예를 들어, 하나 이상의 센서(205)(예, 각도계)가 신발(110)의 상부(135)에 고정적으로 매립되거나 탈착가능하게 부착되어, 도11에 도시된 바와 같이 런너의 자세 및/또는 숙인 상태와 관련한 바이오 피드백 정보를 제공하도록 처리될 수 있는 데이터를 측정한다. 센서(205)는 발착지 및/또는 리듬을 측정하기 위해 센서(105)와 독립적으로 작동하거나, 협력하여 작동할 수 있다. 일례의 실시예에서, 센서(205)는 센서(105)가 사용한 것과 같은 송신기(transmitter)를 사용하여 원격 수신기에 데이터를 전달할 수 있다. 다르게는, 센서(205)는 분리 송신기를 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자의 자세 및/또는 숙인 상태를 측정하기 위한 센서는 사용자의 몸에서 다른 부위(예를 들어, 사용자의 발목, 다리, 허리, 팔, 또는 가슴)에 배치할 수 있다.
일례의 실시예에서, 하나 이상의 센서는 런너가 입을 수 있는 의복 내부에 매립되거나, 탈착식으로 부착될 수 있다. 선택적으로 또는 부가하여, 하나 이상의 센서가 런너가 착용할 수 있는 스트랩에 장착되거나 피부 민감한 접착제 또는 테이프로 런너의 일부 부분에 제거가능하게 고정될 수 있다. 상기 센서들은 신발 상의 센서에 추가하여 또는 대신하여 사용되어, 런너의 동작 특징에 관한 바이오 피드백 정보를 제공한다.
런너의 적절한 런닝 폼(예를 들면, 발착지, 리듬, 자세, 및/또는 숙인 상태의 정보)과 관련된 바이오 피드백 정보를 제공하는 것에 더하여, 본원의 시스템은 한정적이지 않은 기재로서, 거리, 속도, 시간, 사용한 칼로리, 심박수, 분 당 호흡, 혈중 젖산 농도, 및/또는 근육 활동(EMG)을 포함하는 런너의 동작에 관련한 그 밖의 매개변수를 측정하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 혈중 젖산 농도의 측정은 장거리 런너 및 다른 운동의 젖산 역치 데이터를 결정하는데 사용할 수 있다.
다양한 실시예에서, 센서(105, 205)는 센서(105, 205)에 연결된 하나 이상의 배터리 요소에 의해 전력을 얻을 수 있다. 배터리는 일회용 배터리, 교체가능한 배터리, 또는 충전식 배터리일 수 있다. 충전식 배터리는 적절한 방법으로 충전할 수 있다. 선택적으로, 센서(105, 205)는 런너의 생체 역학적 동작을 전력에 사용할 수 있다.
센서(105, 205)는 원격 수신기로 측정된 데이터를 전송하기 위해 1개 이상의 송신기에 접속될 수 있다. 송신기는 무선 송신기와, 특히, RF(radio frequency)송신기 및/또는 적외선 송신기를 포함하거나 기본적으로 구성할 수 있다. 예를 들어, 송신기는 블루투스®, 블루투스® 저에너지 및/또는 ANT 또는 ANT+프로토콜을 통해 짧은 파장의 라디오 전송을 전송하도록 구성된 라디오 송신기일 수 있다. 일례의 실시예에서, 시스템은 복수의 전송 프로토콜을 통해 전송할 수 있는 전송 시스템을 포함하여, 장치가 서로 다른 여러 수신 시스템과 통신할 수 있게 한다. 송신기는 또한 일례의 실시예에서, 원격 소스에서 전송된 정보를 수신할 수도 있다. 이 정보는 예를 들어 센서를 온/오프 전환, 센서 교정, 및/또는 센싱 시스템의 1개 이상의 기능을 제어하는데 사용할 수 있다.
신발 내의 또는 상의 센서에 의해 측정된 데이터는 기록 및/또는 분석을 위해 원격 수신 시스템에 전송될 수 있다. 도12는 센싱 유닛(305)과 수신/분석 유닛(310) 모두를 포함하는 바이오 피드백 정보를 제공하기 위한 시스템(300)의 예를 나타낸다. 센싱 유닛(305)은 한정적이지 않은 기재로서, 1개 이상의 센서(315), 전력 소스(320), 및 전송/수신 요소(325) 등의 요소를 포함할 수 있다. 센싱 유닛(305)은 신발 및/또는 의복의 일부분(piece) 내에 또는 상에 배치될 수 있다. 원격 수신 유닛(310)은 한정적이지 않은 기재로서, 센싱 유닛(305)으로부터 전송된 데이터를 수신하기 위한 전송/수신 요소(330), 상기 데이터를 수신하기 위한 원격 사용자 피드백 요소(335), 생(raw) 및/또는 분석된 데이터를 저장하기 위한 저장 유닛(340), 운동선수에게 분석된 데이터로부터 결정되는 바이오 피드백 정보를 전달하기 위한 통보기(345)(예를 들면, GUI(graphical user interface), ACE(auditory communication element) 및/또는 TUI(tactile user interface) 등의 시각 디스플레이), 및 전력 소스(350) 등의 요소를 포함할 수 있다. 전송/수신 요소(330)는 또한 온라인 런닝/코칭 커뮤니티를 위한 온라인 데이터베이스와 같은 원격 데이터베이스와 통신하는데 사용할 수 있어서, 바이오 피드백 정보를 원격 데이터베이스로 전송될 수 있게 하며 그리고 바이오 피드백 정보, 훈련지침, 소프트웨어 업데이트 또는 기타 다른 디지털 정보가 원격 데이터베이스로부터 수신/분석 장치(310)로 전송되게 할 수 있다.
도13은 바이오 피드백 정보를 제공하기 위한 다른 예의 시스템(300)을 나타낸다. 이 실시예에서, 센싱 유닛(305)은 부가적으로 분석 요소(355)와 저장 유닛(360)을 포함한다. 센싱 유닛(305) 내에 분석 요소(355)와 저장 유닛(360)을 포함하여서, 1개 이상의 센서(315)로부터의 생 데이터의 초기 프로세싱이, 센싱 유닛(305) 내의 스토리지(360)에 저장되는 생 및/또는 분석된 데이터를 갖고, 센싱 유닛(305)에서 실행되게 한다. 그 결과, 처리된 데이터 또는 처리된 데이터를 나타내는 소량의 정보 패키지 만이 센싱 유닛(305)으로부터 원격 사용자 피드백 요소(355)로 전송될 필요가 있어서, 사용자에게 실시간 피드백을 제공하도록 장치 간에 전송될 필요가 있는 정보의 양을 감소시킬 수 있다. 이런 구조는 차례로 전력 소스(320, 350)에 드레인을 감소시켜, 시스템(300)의 운영시간(run-time)과 효율을 확장시킨다. 또한, 센싱 유닛(305) 내에 생(raw) 및/또는 처리된 데이터를 저장하여 데이터가, 달리는 동안 원격 사용자 피드백 요소(355)에 의해 수신되었는지의 여부에 관계없이, 런닝이 완료된 후에 데이터를 추가로 처리하기 위해 분석 장치(예, 컴퓨터)에 다운로드 되게 한다.
원격 수신 유닛(310)은 예를 들어, 시계, 휴대용 미디어 플레이어(예, 한정적이지 않은 기재로서, 애플 회사의 아이팟®), 사용자가 착용하기에 적합한(예, 사용자의 의복의 포켓에 설치하기에 적합하거나 탈착형 스트랩에 부착되는) 맞춤형 수신 장치, 이동전화 또는 스마트폰(예, 한정적이지 않은 기재로서, 애플 회사의 아이폰® 또는 리서치 인 모션 회사의 블랙베리®), 휴대용 GPS 장치, 이어피스, 및/또는 헤드기어 아이템(예, 모자, 바이저(visor), 선글라스, 등)이 될 수 있다. 선택적으로, 또는 추가하여, 원격 수신기는 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 데스크톱 PC 및/또는 운동 트레이닝 시스템(예, 트레드밀(treadmill))일 수 있다. 일례의 실시예에서, 송신/수신 요소(330)는 센싱 유닛(305)과 수신/분석 유닛(310) 사이의 통신을 할 수 있도록 스마트폰 또는 컴퓨터에 접속하게 구성된 분리 유닛(예, 동글 즉, 2개의 원격장치의 통신을 허용하는 하드웨어 또는 소프트웨어 "키(key)")일 수 있다.
바이오 피드백 정보는 청각, 광학 및/또는 촉각(예, 진동) 신호를 통해 런너에게 전달될 수 있다. 청각 신호는, 예를 들어, 스피커(예, 신발, 센싱 유닛 및/또는 수신 장치 내의 소형 스피커)를 통해 및/또는 운동 선수가 착용한 이어폰 또는 헤드폰에 전달될 수 있다. 광신호는 예를 들어, 수신 장치 상의 시각 디스플레이(예, 스마트폰 스크린 상의 영상 디스플레이)을 통해 전달되거나, 또는 한정적이지 않은 기재로서, 런너 신발에 접속된 및/또는 런너가 착용한 의복 또는 스트랩에 부착된 광 전송기에 접속된 LED광원과 같은 1개 이상의 광 전송기를 통해 전달된다. 진동 신호는 신발 내에 또는 신발에 부착된 수신기 내의 진동을 유발하는 요소를 통해 런너에게 전달될 수 있다.
센서(들)에서 측정된 데이터의 분석을 통해 생성된 바이오 피드백 정보는 한정적이지 않은 기재로서, 음성 명령과 같은 적절한 청각 형태로 및/또는 경고 신호로 운동선수에게 다시 중계될 수 있다. 예를 들어, 정보는 런너에게 정보 및/또는 지침을 제공하는 소프트웨어 생성 언어통신(예, "현재 뒤꿈치로 달리고 있습니다" ; "리듬이 너무 낮습니다", 등)을 통해 전달될 수 있다. 선택적으로, 또는 추가하여, 청각 신호는 클릭, 비프(beep), 그 밖의 다른 간단한 신호를 포함하며, 자신들의 런닝 폼이 특정 요구치에 부합하지 않는 경우 런너에게 경고를 하고 및/또는 자신들의 런닝 폼이 요청된 매개변수에 부합하는 경우 긍정적 신호를 보낼 수 있다. 그런 간단한 청각 신호는 또한 타이밍 정보(메트로놈과 비슷함)를 제공하여 런너가 달리는 동안 타겟 리듬을 제공하는데 사용할 수도 있다. 또한, 또는 선택적으로, 청각 신호는 피치의 변화, 또는 타겟 리듬에 대한 사용자의 실제 리듬에 따라 사용자에게 플레이 되는 음악적 구성의 속력을 포함할 수 있다. 이런 실질적인 실시간 피드백을 제공하여서, 운동선수는 달리는 동안 자신의 걸음걸이로 신속한 조정을 할 수 있다.
다양한 실시예에서, 바이오 피드백 정보는 자동적으로 운동선수에게 전달되며, 런너로부터 지시 메시지를 받아(예를 들어, 수신기에서 통신 명령을 시작) 전달되며, 및/또는 설정된 시간에서 요약된 보고서로 전달된다(예, 설정된 거리 또는 포함된 기간의 말미에서, 운동선수는 커버된 최종 마일 및/또는 커버된 전체 거리에 걸쳐 자신의 동작에 대한 요약된 바이오 피드백 정보를 수신할 수 있다-예를 들면, "최종 마일에 걸쳐 발뒤꿈치에서 시간의 20%를 소비했음").
본 발명의 일례의 실시예는 발착지를 기록하도록 런너의 신발 내부에 배치되는 1개 이상의 센서를 갖는 시스템을 포함할 수 있다. 이 정보는 런너의 신발 내에 매립되거나 부착된 소형 스피커를 통해 만들어지는 청각 신호로 변환된다. 그 결과, 이 실시예에서는 분리 수신/통신 유닛이 런너에게 피드백을 제공할 필요가 없다.
뿐만 아니라, 실시간 바이오 피드백 정보를 제공하는 대신, 정보는 선수 및/또는 코치에 의해 나중에 분석을 하기 위해 시스템에 의해 저장될 수 있다. 이 정보들은 예를 들어 각각의 런닝 동안 선수들의 런닝 히스토리와 그들의 동작들을 제공하는데 사용될 수 있다. 일례의 실시예에서, 바이오 피드백 시스템은 단순히 간단한 생(raw) 데이터로 센서(들)로부터의 데이터를 저장하며, 생 데이터를 처리 유닛에 다운로드하여 런닝을 완료했을 때 처리 유닛에 의해 수행되는 데이터의 처리 및 분석을 한다. 이것은 예를 들어 달리는 동안 선수에 의해 수행되는 실제 바이오 피드백 시스템의 크기, 무게, 및/또는 비용을 최소로 하면서, 여전히 런닝을 완료하였을 때 선수 및/또는 코치에게 전달되어 데이터의 상세한 분석을 하게 하는 이점을 가질 수 있다.
처리된 데이터는 또한 온라인 커뮤니티를 위해 공유 컴퓨터 드라이브 또는 스토리지 드라이브(예, 클라우드 컴퓨팅 시스템)에 업로드 되어, 정보 또는 해당 부분들이 코치 및/또는 동료 선수에 의해 원격적으로 리뷰할 수 있게 한다. 실시예에서, 센서로부터 전송된 데이터의 처리 및 분석은 스마트폰 또는 기타 전자장치에 다운로드 될 수 있는 1개 이상의 응용 소프트웨어 프로그램("Apps") 에 의해 수행될 수 있다. 상기 "Apps"는 선수의 특정한 트레이닝 요구사항에 따라, 데이터를 분석하게 프로그램되어 적절한 방식으로 바이오 피드백 정보를 제공할 수 있다.
도14는 사용자의 1개 이상의 운동 동작의 특징을 모니터링하고, 상기 동작의 특징(들)에 관한 실시간 바이오 피드백 정보를 제공하고 및/또는 컴퓨터(455)에 동작 특징과 상관된 데이터를 다운로드하기 위한 시스템(400)의 예를 나타낸다. 이 실시예에서, 센싱 유닛(405)은 사용자의 신체부분에 그리고 예를 들어,사용자의 신발에 탈착가능하게 또는 고정적으로 부착하여 사용된다. 센싱 유닛(405)은 달리기와 같은 체육 활동을 하는 동안 사용자의 1개 이상의 운동 동작의 특징을 모니터링하기 위한 1개 이상의 센싱 요소(예를 들어, 자이로스코프 센서, 가속도계 등)를 포함할 수 있다. 센싱 유닛(405)은 또한 예를 들어, 한정적이지 않은 기재로서, 1개 이상의 전력 소스(예를 들면, 충전 또는 교체 배터리), 처리/분석 유닛(예를 들면, 마이크로 프로세서), 메모리, RF 송신 및/또는 수신 유닛, 및/또는 센싱 유닛(405)이 다른 장치에 도킹하게 하기 위한 1개 이상의 독 접촉부(dock contacts)(460)와 같은 요소를 포함할 수 있다. 다른 장치와의 도킹은 예를 들어 센싱 유닛(405)으로부터 측정된 데이터(생 및/또는 처리된 데이터)를 분석 장치(예, 컴퓨터)로 전송하게 하며, 분석 장치로부터 센싱 유닛(405)으로의 소프트웨어 응용 프로그램, 지침, 업그레이드 또는 세팅(예, 펌웨어 푸시)의 변환, 및/또는 센싱 유닛(405)의 전력 소스의 재충전을 하게 한다. 독 접촉부(460)는 수신/분석 장치에 센싱 유닛(405)을 접속시키기 위한 USB 포트 또는 다른 적절한 포트를 포함할 수 있다.
1개 이상의 동작 특징에 관한 데이터는 나중의 분석과 장기간 저장을 위해 센싱 유닛(405)으로부터 1개 이상의 원격 실시간 피드백(RTF: remote real-time feedback) 수신 장치(410) 및/또는 원격 분석 및 저장 장치(455)(예, 컴퓨터)로 전송(430)될 수 있다. RTF 유닛(410)은 본원에 설명된 장치 중 하나가 될 수 있다. 도14는 스마트폰(420) 및/또는 시계(415)가 사용자에게 실시간 피드백을 제공하는데 사용될 수 있는 시스템을 나타낸다. 사용자의 동작 특징(들)과 연관된 데이터는 한정적이지 않은 기재로서, 블루투스®, 블루투스® 저에너지 및/또는 ANT 또는 ANT+프로토콜 등의 적절한 RF신호를 통해 전송될 수 있다. 일례의 실시예에서, RTF(410)(예, 스마트폰(420))는 추가적인 하드웨어 또는 소프트웨어에 대한 필요없이 센싱 유닛(405)과 직접 통신할 수 있다. 다른 실시예에서, 동글(450)은 RTF(410)와 센싱 유닛(405) 사이의 통신을 촉진하는데 사용될 수 있다.
일례의 실시예에서, RTF(410)는 1개 이상의 센싱 유닛(405)으로부터의 정보를 수신 및 분석하고 그리고 센싱 유닛(405)에 추가된 다른 센서 또는 소스로부터의 데이터를 수신 및 분석하여(예를 들어, RTF(410) 내에 매립되거나 직접 부착된 1개 이상의 센서 및/또는 RTF(410)와 무선적(wirelessly)으로 통신하는 1개 이상의 추가 원격 센서 장치), 사용자의 복합적인 동작 특징과 상관된 정보의 동시적인 처리를 할 수 있다. 예를 들어, RTF(410)는 심장-박동 모니터, GPS 모니터, 속력/거리/시간 모니터, 산소 레벨 모니터, 호흡 박동 모니터, 에너지 사용 모니터 등의 동작을 측정하는 장치를 포함할 수 있거나 통신할 수 있다
다양한 실시예에서, RTF(410)는 달리기가 완료된 후 그들 간의 직접적인 통신을 할 수 있게 무선 접속을 통해 컴퓨터(455) 또는 다른 처리/저장 장치(예, 클라우드 컴퓨팅 시스템)와 원격적으로 통신, 및/또는 처리/저장 장치에 도킹 포트(460)와 도킹하여 원격적으로 통신할 수 있다. RTF(410)는, 예를 들면, RTF(410)와 센싱 유닛(405)과의 사이에 일(one)방향 또는 양(two)방향 무선이나 직접 "도크된(docked)" 접속을 할 수 있게 하여서, RTF(410)가 센싱 유닛(405)에 소프트웨어 응용 프로그램, 지침, 업그레이드, 또는 세팅을 다운로드 하고 그리고/또는 런닝을 완료한 후 센싱 유닛(405)으로부터 생(raw) 및/또는 처리된 데이터를 업로드 하게 한다. 예를 들어, 센싱 유닛(405)은 달리는 동안 무선적으로 RTF(410)로 동작 특징(예, 사용자의 발착지 부위)을 나타내는 소형 데이터 패키지를 보낼 수 있으며, 생 데이터를 갖고, 생 데이터는 사용자의 런닝이 완료한 후 추가 처리를 위해 센싱 유닛(405)에 저장되며 물리적 유선 접속을 통해 원격 분석 수신장치(455) 및/또는 RTF(410)에 다운로드 된다. 다음, 생 및/또는 처리된 데이터는 RTF(410)에 저장되고 그리고/또는 RTF(410)로부터 분석/저장 장치(455) 또는 장비로 전달된다(425).
일례의 실시예에서, 소프트웨어 응용 프로그램("App")이 RTF(410)(예, 스마트폰(420))에 제공되어 RTF(410)의 다양한 기능을 제어하고 그리고 센싱 유닛(405)으로부터의 동작 특징 정보의 수신 및 사용자에 대한 상관 동작 정보의 통신을 촉진한다.
RTF(410) 장치(예, 스마트폰(410) 또는 시계(415))는 다양한 방식으로 사용자에게 정보를 전달할 수 있으며, 상기 방식은 한정적이지 않은 기재로서, 영상 디스플레이 스크린을 통한 방식, RTF(410)로부터 직접 방출되거나 유선 또는 무선(예를 들면, 블루투스®) 헤드폰 접속을 통해 사용자에게 전달되는 청각 신호를 통한 방식, 및/또는 RTF(410)에 의해 방출되는 진동을 통한 방식을 포함한다. 그런 정보는 실시간에서 또는 선택된 간격으로 지속적으로 전달될 수 있다. 일례의 실시예에서, 발착지 부위 정보(예, 뒤꿈치 착지, 중간발 착지, 또는 앞꿈치 착지)는 사용자에게 전달되며, 반면에 추가적 동작 특징의 정보(예, 리듬, 심박수, 속력, 이동 거리, 시간, 등)는 발착지 정보와 동시에 또는 대체로 동시에 전달되거나, 또는 발착지 정보와 독립적으로 전달될 수 있다.
센싱 유닛(405)과 RTF(410)는 모니터링 되는 특별한 동작 특징, 사용되는 특별한 RTF(410), 및 사용자에게 제공되는 특별한 실시간 피드백에 따라, 다양한 방식으로 사용자에게 부착될 수 있다. 예를 들어, 1개 이상의 RTF(410)가 사용자(435)의 손목, 팔, 허리, 엉덩이, 어깨, 머리, 가슴, 또는 다리에 장착되거나, 또는 사용자(435)의 의복의 주머니에 또는 사용자(435)가 지닌 가방에 배치될 수 있다. 도15 내지 도19는 센싱 유닛(405)과 RTF(410)의 구성의 예를 나타낸다. 도15 내지 도19에서, 센싱 유닛(405)은 신발의 고정부분(예, 끈 묶는 신발의 끈 묶음 부분에 탈착식으로 부착)에 장착된다. 바이오 피드백 시스템(400)은 도15-도16 및 도18-도19에 도시된 바와 같이 사용자의 한쪽 발에만 부착된 단일 센싱 유닛(405)을 사용하고, 또는 도17에 도시된 바와 같이 사용자의 양쪽 발에 부착된 센싱 유닛(405)을 사용할 수 있다.
양쪽 발에 센싱 유닛(405)의 사용은 시스템(400)이 달리는 동안 양쪽 발에 발착지 부위와 같은 동작 특징을 정밀하게 모니터링 하게 한다. 그러나, 런닝 보행이 흔히 합리적으로 대칭인 것이어서(즉, 런너가 한쪽 발이 뒤꿈치 착지를 하면서 다른 한 발이 발중간 착지를 하는 경우는 거의 없음), 가치있는 트레이닝 정보와 바이오 피드백이 오직 1개의 센싱 유닛 포드(405)를 사용하여 얻을 수 있으며, 사용자가 양쪽 발에 발착지 부위에 대한 피드백이 시간을 통해 제공될 수 있도록 센싱 유닛(405)이 달리는 사이에(또는 달리는 중간 쉬는 동안에도) 그 위에 장착된 발을 사용자가 절환할 수 있다. 또한, 리듬과 같은 추가적인 동작 특징은 단일 센싱 유닛(405)의 사용을 통해 구해질 수 있다(상기 리듬은 한 발에만 센싱 유닛에 의해 기록된 발착지의 수의 2배로 관련될 것이다).
도15의 실시예에서, RTF(410)는 탈착가능한 스트랩 또는 밴드(440)에 의해 사용자(435)의 손목에 매어지는 손목-기반(wrist-based) 장치(465)(예를 들어, 시계(415) 또는, 센싱 유닛(405)에서 정보를 수신하고 사용자에게 그 정보를 전달하는데 특정적으로 사용되는 맞춤 장치와 같은 다른 적절한 RTF 장치)이다. 손목-기반 장치(465)는 정보를 시각적으로 표시하여 나타내는 영상 디스플레이를 포함할 수 있으며, 행동(예를 들면, 발 뒤꿈치 착지)이 일어났을 때 손목에 촉각(예를 들면, 진동)을 발생하는 촉각 장치를 포함할 수 있으며, 및/또는 행동(예를 들면, 발 뒤꿈치 착지)이 일어났을 때 청각 신호를 제공하는 스피커를 포함할 수 있다.
도16의 실시예는 스마트폰이 RTF(410)로서 작동할 수 있도록 스마트폰(420)의 기능을 제어하기 위한 소프트웨어 응용 프로그램을 포함하는 스마트폰(420)을 사용한다. 스마트폰(420)은 스트랩 또는 밴드(440)로 사용자(435)의 팔 위쪽에 탈착식으로 부착된다. 시계(415)와 마찬가지로, 스마트폰(420)은 영상 디스플레이, 진동, 및/또는 청각 신호를 통해 사용자(435)에게 정보를 전달할 수 있다. 예를 들어, 스마트폰(420)은 도17에 도시된 바와 같이, 1조의 헤드폰(445)을 통해 사용자(435)에게 전달될 수 있는 청각 신호를 출력할 수 있다. 양방향 통신기능(예를 들어, 한정적이지 않은 기재로서, 스마트폰(420))을 가진 RTF(410)를 사용하여 RTF(410)가 센싱 유닛(405)으로부터의 정보를 수신하고 다른 원격장치(예를 들어, 컴퓨터(455))로 정보를 전송하고 그리고/또는 센싱 유닛(405)으로 돌아오게 한다.
다양한 실시예에서, 다른 장치 또는 덮개(garments)가 센싱 유닛(405)에서 정보를 수신하고 사용자(435)에게 정보를 전달하기 위한 RTF(410)로서 사용될 수 있다. 도18의 실시예에서, 예를 들어, 사용자(435)는 내부에 매립 또는 부착된 수신 요소플 가진 바이저(visor)(470)를 착용할 수 있다. 다음, 수신 요소는 필요한 경우 데이터를 처리하고, 바이저(470)에 장착된 영상 디스플레이 요소(475)를 통해 사용자(435)에게 정보를 전달할 수 있다. 바이저는 또한 영상 디스플레이(475)에 더하거나, 대신하여, 청각 피드백 요소(예를 들어, 스피커 또는 헤드폰 연결구) 및/또는 진동 피드백 요소를 포함할 수 있다.
도19의 실시예에서, RTF(410)는 달리는 동안 사용자(435)의 손 안에서 유지할 수 있는 핸드-유지 장치(480)를 포함하거나 기본적으로 구성할 수 있다. 핸드-유지 장치(480)의 예를 도20에 나타내었다. 다른 RTF(410)와 마찬가지로, 핸드-유지 장치(480)는 한정적이지 않은 기재로서, 사용자 통신 요소, 제어, 및 통신 포트와 같은 다양한 특징부를 포함할 수 있다. 도20에 도시된 바와 같이, 핸드-유지 장치(480)는 사용자(435)에게 화상정보를 제공하는 영상 디스플레이 스크린(485)과, 청각 신호를 사용자(435)에게 보내게 하는 헤드폰 잭(490), 및 촉각 피드백을 사용자(435)에 제공하도록 손잡이 부분에서 유지되는 진동 요소를 가진 손잡이 부분(495)을 포함할 수 있다. 다르게는, 또는 추가하여, 핸드-유지 장치(480)는 1개 이상의 스피커를 포함하여 헤드폰을 소요하지 않고 사용자(435)에게 청각 신호를 전달할 수 있다. 핸드-유지 장치(480)는 또한 제어 버튼(500)도 포함하여 사용자가 1개 이상의 핸드-유지 장치(480)의 기능을 제어할 수 있게 하고 그리고 1개 이상의 통신 포트(505)(예를 들어, USB포트)가 핸드-유지 장치(480)와 다른 장치(예, 컴퓨터(455))사이의 정보의 다운로드 및 업로드를 할 수 있게 하고 그리고 핸드-유지 장치(480)용 충전 포트를 제공한다.
일례의 실시예에서, 상기 센싱 유닛(405)은 체육 운동을 하는 동안 신발의 각속도를 측정하는데 사용되는 자이로스코프 센서를 포함한다. 이 각속도 데이터를 분석하여 사용자의 런닝 스타일에 대한 발착지 정보를 판단하는데 사용하여서, 사용자에게 특정 발착지가 뒤꿈치 착지, 앞꿈치 착지, 또는 발중간 착지인지의 여부를 알려주게 한다. 이 정보는 설정된 간격으로 실시간으로 사용자에게 전달되며 및/또는 나중 분석 및 처리를 위해 센싱 유닛(405)에 저장될 수 있다. 또한, 자이로스코프 센서로부터의 데이터는 발착지가 일어날 때를 판단하는데 사용되어, 사용자에 대한 리듬(즉, 분 당 발착지의 수) 정보의 측정을 하게 한다. 예를 들어, 발착지 부위 정보(예를 들면, 뒤꿈치 착지, 발중간 착지, 또는 앞꿈치 착지), 리듬 정보 및/또는 그 밖의 동작 특징의 정보가 매번 발착지 시에 사용자에게 전달될 수 있다. 선택적으로, 또는 추가하여, 컴파일 및/또는 평균 동작 특징 정보가 발착지의 사전설정되었거나 사용자가 선택한 수를 완료했을 때, 사전설정되었거나 사용자가 선택한 이동 거리를 완료했을 때, 사용자로부터 요구를 받았을 때, 및/또는 달리기가 끝났을 때, 사용자에게 전달될 수 있다.
일례의 실시예에서, 자이로스코프 센서를 포함하는 센싱 유닛은 신발의 정상부에서 중앙에, 또는 대체로 중앙에 배치된 체결 부분(예, 끈 묶음 부분 또는 후크-루프 체결 부분)에서 신발의 상부에 탈착식으로 장착될 수 있다. 도21 및 도22는 신발(515)의 끈 묶음 부분(520)에 장착된 예를 들어 자이로스코프 센서 유닛(510)을 나타내었다. 다르게는, 자이로스코프 센서 유닛(510)이 도23 및 도24에 도시된 바와 같이 신발(515)의 뒤꿈치 부분(525)이나 신발(515)의 상부 또는 바닥에 다른 적절한 부위에, 신발의 요청된 특정한 장착 배치, 및/또는 센서의 측정 및 보정 요구에 따라 장착될 수 있다.
자이로스코프 센서는 1축 센서, 2축 센서, 또는 3축 센서이며, 도25에 나타낸 바와 같이, 임의적인 축(X,Y,Z)에 대한 각속도(x', y', z')의 측정을 하게 하여서, 발착지와 관련된 다양한 동작 매개변수의 측정을 하게 한다. 예를 들어, Z 축에 대한 각속도 측정치(z')의 세밀한 분석은 걸음(stride) 동안 사용자의 발착지 부위(즉, 뒤꿈치 착지, 발중간 착지, 또는 앞꿈치 착지)의 식별을 할 수 있어서, 또한 사용자의 발이 지면과 부딪칠 때 발등굽힘(뒤꿈치 착지), 발바닥굽힘(앞꿈치 착지), 또는 중립(발중간 착지)인지의 여부에 관한 정보도 제공한다. 마찬가지로, X축에 대한 각속도 측정치(x')의 세밀한 분석은 시스템이 사용자의 발이 지면과 부딪칠 때 발이 하향하는(pronating)(발목이 다른 발 쪽으로 내향하여 들어감) 또는 외향하는(supinating)(발목이 다른 발로부터 멀어지는 방향으로 외향하여 들어감) 지의 여부를 식별할 수 있게 한다. 또한, Y축에 대한 각속도 측정치(y')의 분석은 시스템이 사용자의 발이 지면과 부딪칠 때 발이 외전하는(abducting)(앞발이 다른 발로부터 멀어지는 방향으로 외향하여 회전) 또는 내전하는(adducting)(앞발이 다른 발을 향해 내향하여 회전) 지의 여부를 확인할 수 있게 한다.
일반적으로, 자이로스코프 센서(들)로부터의 생(z') 각속도 데이터를 처리하는 알고리즘의 목표는 정확하게 지면과 부딪치는 순간에 발의 회전 방향과 속력을 검출하고, 발착지의 타입(즉, 앞꿈치 착지, 발중간 착지, 또는 뒤꿈치 착지)과 발착지의 세기(예를 들면, 강한세기의 뒤꿈치 착지, 중간세기의 뒤꿈치 착지, 약한세기의 뒤꿈치 착지, 발중간 뒷측에 발중간 접지, 발중간 중앙에 발중간 착지, 발중간 전방에 발중간 착지, 약한세기의 앞꿈치 착지, 중간세기의 앞꿈치 착지, 또는 강한세기의 앞꿈치 착지)로부터 판단하는 것이다. 자이로스코프 센서의 감지로부터 생성된 발착지 부위의 정보를 계산하는 방법의 예에 대한 설명은 아래에서 한다. 이 실시예에서는 자이로스코프 센서의 단일 축으로부터 생성된 데이터 만이 발착지 부위와 리듬을 측정하는데 필요하다.
자이로스코프 센서에서 기록된 데이터는 각각의 보행 사이클이 1주기가 되는 주기적인 것을 고려할 수 있다. 정상 보행 사이클 동안, 발은 흔히 발착지 직전에(예를 들어, 도26 및 도27을 참조) 양의 회전(positive rotation)을 한다. 발착지 후, 보행의 지지단계(stance phase) 동안, 발은 지면에 평탄하게 있고 그리고 비교적 움직임이 없다. 발착지는 스윙단계(swing phase)의 끝과 지지단계의 시작 사이의 짧은 시간(예를 들어, 약 10ms 내지 50ms 사이 및 예를 들어 약 30ms 정도) 동안 일어나며, 발착지 타입을 판단하기 위해 분석될 수 있는 정보를 제공하는 시간 동안 Z축에 대한 각속도 데이터(z')를 갖는다.
뒤꿈치 착지를 하는 동안, 발 뒤꿈치는 지면과 먼저 접촉하며, 앞꿈치가 지면에 대해 평탄하게 있을 때까지 전방으로의 발의 빠른 회전이 뒤따른다. 그 결과, 발착지를 하는 동안 소량의 또는 무(no)의 음의 회전 속도를 동반하는 대량의 양의 회전 속도가 발 뒤꿈치 착지에 대해 측정된다. 대조적으로, 발중간 착지는 분명히 한정된 음의 회전속도가 동반되는 소량의 양의 회전속도로 나타나게 되며,앞꿈치 착지는 발중간 착지에 대해 관찰된 것보다 더 큰 음의 속도를 나타낸다. 따라서, 앞꿈치/발중간 착지와 뒤꿈치 착지 사이의 Z축에 대한 자이로스코프 센서 데이터에서의 명확한 질적 차이가 있다. 흔히, 최대 국부적인 회전 속도는 발착지 행동을 하는 동안 초기 부딪침이 있을 때에 가깝지만 약간 후에 일어난다고 알려져 있다.
일례의 실시예에서, 자이로스코프 센서의 생 데이터는 발착지 행동에 대한 발착지 부위를 결정하기 위해 분석될 수 있다. 다른 실시예에서, 데이터의 예를 들어 증폭 및/또는 로우 패스, 하이 패스, 밴드 패스, 밴드 정지 및/또는 버터워쓰(butterworth) 필터링을 통한 사전 처리(pre-processing)가, 데이터를 분석하기 전에 수행되어서 발착지 정보를 판단할 수 있다. 자이로스코프 센서의 샘플 레이트(rate)는 또한 샘플 레이트가 너무 많은 전력의 인출 및/또는 너무 많은 공간을 점유하는 레이트로 샘플링을 하지 않고 정확한 정보를 얻는데 충분한 적당한 레이트에서 설정될 수 있다. 샘플 레이트는 예를 들어 500Hz 내지 5000Hz 사이 또는 500과 2000Hz 사이에 설정되며, 특별하게는, 800과 1500Hz 사이 그리고, 예를 들어 약 900Hz에 설정될 수 있다. 일례의 실시예에서, 약 900Hz의 샘플 레이트는 적어도 약 300 샘플이 걸음 당(per stride) 취해지는 것을 보장하게 설정할 수 있다.
도26은 뒤꿈치 착지에 대한 자이로스코프 센서 데이터의 예를 나타내며, 도27은 발중간 착지에 대한 생(raw) 자이로스코프 센서 데이터의 예를 나타낸다. 각 그래프는 3개의 발착지 행동을 나타낸다. 도면에 나타난 바와 같이, 발중간 착지는 음의 스파이크(555)가 뒤따르는 양의 스파이크(550)를 나타내며, 초기 부딪침 후에 발이 "후방(backwards)"으로 회전하는(즉, 발 뒤꿈치가 발가락에 대해 하향하는) 음의 성분을 갖는다. 반대로, 뒤꿈치 착지는 발이 "전방(forwards)"으로 회전하는(즉, 발가락이 뒤꿈치에 대해 하향이동하는), 양의 스파이크(550)를 갖지만 음의 성분은 가지지 않는다(즉, 로컬 최소치(575)가 제로 미만이 아님). 앞꿈치 착지는 발이 발중간 착지보다 더 세게 후방 회전을 하는, 음의 피크(555)에 대한 소량의 양의 피크(550)를 갖는 특징이 있다. 리듬은 특정된 시간을 통한 발착지 행동의 수를 카운팅하여 간단히 판단할 수 있다.
일례의 실시예에서, 마이크로 프로세서는 자이로스코프 센서로부터 각각의 각속도 샘플을 분석하고 그리고 발착지가 발생했는지의 여부를 판단한다. 발착지의 순간을 찾기 위해서, 먼저 마이크로 프로세서가 도28에 도시한 바와 같이, 일정 주기의 트리거로 한 걸음을 다른 걸음과 구별하는데 필요하다. 발을 전방으로 스윙할 때, 발가락은 위로 이동하고 그리고 회전 속도는 음의 값이다. 회전 속도가 음의 값일 때, 마이크로 프로세서는 합계에 각각의 샘플을 더한다. 합이 사전 설정된 수준에 도달하면, 플래그(flag)가 설정되고 그리고 합이 재설정된다(560). 이것은 발착지의 순간 직전에, 각각의 걸음에 대해 1회 발생한다. 플래그가 설정된 후, 마이크로 프로세서는 최대 값(550)을 찾기 시작한다. 발견되면, 세트 윈도우(a set window) 내에서 최소 값(555)을 찾는다. 이런 최대 및 최소 값의 비율이 발착지에 대한 비율을 판단한다.
최대 및 최소 각속도 측정으로 발착지 부위 분석을 취하는 동안 윈도우(window)가 적당한 크기와 시작 포인트로 설정되어, 필요한 최대 및 최소 피크가 계산에 악영향을 끼치는 추가적인 비관련 데이터를 갖지 않고 확실히 캡처되게 한다. 예를 들어, 윈도우는 주기적인 데이터 사이클 동안 특별한 확인 행동 또는 주기적인 데이터 사이클 동안 특별한 확인 행동에 앞서 또는 행동 후에 샘플의 특정 시간 또는 특정 횟수로 시작하는 및/또는 끝나는 데이터를 캡처 및 분석하게 설정되고, 및/또는 적절하게, 설정된 개시점에서 특정 시간 또는 특정 수 또는 샘플을 커버하게 설정된다.
일례의 실시예에서, 상기 윈도우는 초기 부딪침의 순간부터 시작하거나, 초기 부딪침 후에 제1로컬 최대 각속도의 순간부터 시작하고, 그리고 제1로컬 최소 각속도 측정 지점 또는 측정 후의 지점이 관찰될 때까지 계속할 수 있다. 다르게는, 윈도우가 초기 부딪침의 순간에, 또는 초기 부딪침 후에 제1최대 회전 값 피크 순간에, 또는 초기 부딪침의 순간에 앞서, 순간에, 또는 후에 다른 적당한 시간에, 시작하는 샘플 크기 또는 특정 시간 윈도우(예를 들어, 10ms 내지 50ms 사이, 및 예를 들어, 약 30ms) 내에서 캡처된 데이터를 검토하도록 설정할 수 있다. 다른 실시예에서, 분석용 윈도우는 각속도가 초기 부딪침에 앞서 제로에 있을 때 개방(open)되며, 로컬 최소 각속도 후에 음에서 양으로의 각속도 과도부(transitions)가 관찰될 때 폐쇄(close)된다.
일례의 실시예에서, 발착지 부위의 판단은 다음의 방정식에 따라 샘플 윈도우 내의 최소 값과 최대 값을 비교하여 계산할 수 있다.
발착지 부위 평가(F) = l(로컬 최소 값 * 100)/로컬 최대 값)l
이 계산의 결과는 Fmin에서 Fmax까지의 무차원 값(예를 들어, Fmin=0 및 Fmax=100 사이의 값)을 산출하며, Fmin은 심한 뒤꿈치 착지를 지칭하며, Fmax는 심한 앞꿈치 착지를 지칭하며, 범위의 중간에 있는 값은 발중간 착지를 지칭한다. 각 범위를 확인하는 특정 값은 일례의 사용자에 대해 다음과 같다.
X1 - X2 = 뒤꿈치 착지(X1은 심한(sever) 뒤꿈치 착지를 지칭하며, 부드러운(mild) 뒤꿈치 착지를 지칭하는 X2에 가까운 값을 가짐)
X2 - X3 = 발중간 착지
X3 - X4 = 앞꿈치 착지(X4는 심한 앞꿈치 착지를 지칭하며, 부드러운 앞꿈치 착지를 지칭하는 X3에 가까운 값을 가짐)
X3 와 X4의 값은 특정 사용자에 대해 정확성을 보장하게 사전 설정 또는 보정 및/또는 선택될 수 있다. X2의 값에 대한 예를 들어 범위는 약 15-40, 또는 특별하게 약 20-25 또는 20-25 또는, 보다 특별하게 약 20일 수 있다. X3의 값에 대한 예를 들어 범위는 약 60-80 또는 특별하게 65-75 또는 65-70 또는, 보다 특별하게 약 70일 수 있다.
추가 처리는 필요한 경우, 정확한 발착지 위치 정보를 제공하기 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 가우스 배율 또는 다른 적절한 2차 승수를 적용하여 결과를 분석하는데 도움을 받을 수 있다. 또한, 또는 다른 대안으로, 설정 결과 윈도우 밖의 결과(예를 들면, 범위 Fmax-Fmin 외)는 사전 설정된 내정값(default value)으로 변환되거나 버려질 수 있다. 예를 들어, Fmax 보다 큰 결과는 "Fmax" 값을 나타내도록 변환되거나 또는 완전히 버려질 수 있다.
다른 실시예에서, 곡선(570)의 양의 부분의 통합에 대한 곡선(565)의 음의 부분의 통합의 비율(즉, 곡선(565)의 음의 부분과 곡선(570)의 양의 부분 아래 영역의 계산에서)은 최소 및 최대 로컬 피크의 절대값의 비율 보다, 발착지 부위의 평가를 생성하는데 사용될 수 있다. 통합되는 데이터는 적절한 윈도우의 크기를 취할 수 있다. 통합된 결과치의 사용은 예를 들어 자이로스코프 센서의 샘플 레이트가 정확한 로컬 최대 및 최소 피크 값을 구할 수 있게 보장하기에는 충분하지 않은 상황에서 정확한 판독(reading)을 생성하는데 유용할 수 있다. 또한, 회전 속도의 통합은 사용자의 발착지에 대한 중요한 동작 특징의 정보를 생성할 수 있는 발의 각도 변화에 관한 것이다. 여기서 유익하게, 다양한 다른 실시예가 발착지 정보를 판단하는데 데이터를 처리하기 위한 다른 적절한 알고리즘을 활용할 수 있다.
일례의 실시예에서, 센서 유닛은 비활성 기간 동안 "슬립(sleep)-모드"(즉, 소비 전력 감소 모드)로 전환하도록 설정할 수 있다. 이 슬립 모드는 자동으로 온(센서가 주어진 시간 동안 정지(rest)에서 유지될 때) 및 오프(센서가 이동되었을 때)로 전환하도록 설정될 수 있다. 선택적으로, 또는 추가하여, 센서 유닛은 사용자가 수동으로 센서 온 및 오프로 전환하게 하는 사용자 인터페이스(예를 들어, RTF로부터 무선 신호에 의해 개시되는 하드웨어 스위치 또는 소프트웨어 "스위치")를 포함할 수 있다.
일례의 실시예에서, 자이로스코프 센서는 전체 보행 사이클을 전반에 걸쳐 지속적으로 데이터를 취한다. 다른 실시예에서는 보행 사이클의 발착지 행동부분 동안만 데이터를 취할 수 있도록 자이로스코프 센서는 보행 사이클 동안 온/오프 로 전환될 수 있다. 이것은 예를 들어, 센서 유닛에 의한 전력 소비를 절감할 수 있고 및/또는 센서 유닛에 의해 저장되는 및/또는 처리되는 생 데이터의 양을 줄일 수 있다. 예를 들어, 분리 센서(예, 가속도계)가 자이로스코프 센서에 추가하여 센서 유닛에 사용될 수 있으며, 가속도계는 발착지 행동이 발생할 때를 나타내는데 사용되며 그리고 자이로스코프 센서는 가속도계 데이터가 발착지 행동이 발생하고 있음을 나타내는 경우 시스템에 의해 기동하고 있을 때 각속도 데이터를 캡처하는 역할을 한다. 부가적으로, 또는 선택적으로, 가속도계 데이터는 리듬 정보(오직 발착지 부위를 계산하는 데만 사용되는 자이로스코프 센서 데이터)를 계산하는 데 사용되고, 및/또는 가속도계는 사용자가 여전히 서 있는지, 걷는지, 또는 달리는지의 여부를 판단하는 데 사용될 수 있으며, 자이로스코프 센서는 사용자가 달리고 있을 때만 작동된다. 가속도계는, 예를 들어, 발착지 행동이 부딪칠 때 측정된 가속도의 크기에 기초한 워킹 발착지 또는 런닝 발착지인지의 여부를 판단할 수 있다(예를 들어, 런닝 발착지는 보다 높은 크기의 가속도 측정치로 표시함).
동작 특징 정보(예, 발착지 부위 정보)는 여러 가지 방법으로 처리되어 사용자에게 전달될 수 있다. 예를 들어, 일례의 실시예에서, 도29의 (A)에 도시된 바와 같이, 저장되어 사용자에게 전달되는 값으로 생 데이터가 Fmin 과 Fmax 사이의 발착지 부위 평가 값(예, 0 과 100 사이)을 생성하게 처리될 수 있다. 이 예에서, 사용자에게 발에서 처음 발착지 부딪침이 일어나는 정확한 중앙지역을 정확히 계산한 값을 제공할 수 있으며, 이 값이 X2와 X3의 설정 값에 기초하여 계산되는 뒤꿈치 착지, 발중간 착지, 또는 앞꿈치 착지를 나타내는 지를 부가로 표시한다.
도29의 (B)에 도시된 바와 같은 실시예에서는 발착지 부위 평가 값이, 시스템이 떨어지는 특별한 발착지(또는 평균 발착지)를 저장소(bin)에 저장하는 사용자에게 전달하는 상황에서, 다수의 "저장소" 중 어느 하나의 저장소에 배치될 수 있다. 도29의 (B)의 실시예에서, 발착지 정보는 9개의 저장소(심한 뒤꿈치 착지(605), 중간 뒤꿈치 착지(610), 발중간의 후방에 발중간 착지(620), 발중간의 중앙에 발중간 착지(625), 발중간의 전방에 발중간 착지(630), 부드러운 앞꿈치 착지(635), 중간 앞꿈치 착지(640), 또는 심한 앞꿈치 착지(645))로 분할되며, 상기 분할은 더 많거나 적은 수의 저장소 분할을 적당한 곳에서는 사용할 수 있는 것이다. 또한 다른 실시예에서는 발착지 부위 평가 값이 도29의 (C)에 도시한 바와 같이 뒤꿈치 착지(650), 발중간 착지(655), 또는 앞꿈치 착지(660)가 발생했는지의 여부를 단순히 표시하는 데 사용할 수 있다.
센서 유닛 내에서 마이크로프로세서로 상술된 분석을 수행하여, 수신 장치로 전송되는 동작 특징 데이터는 단지 발착지 평가 값 또는 주어진 값이 그 안에 떨어지는 적절한 "저장소"를 나타내는 소형 패키지 또는 데이터 만으로 제한될 수 있다. 리듬 정보는 또한 발착지 정보와 함께 전송되거나, 또는 기본적으로 각각의 발착지 값이 전송되는 시간부터 판단될 수 있다. 센싱 유닛으로부터 RTF로 보내질 필요가 있는 데이터를 최소로 하여, 시스템에 필요한 전력을 감소할 수 있고, 따라서 시스템의 운영 시간을 연장할 수 있다.
다양한 실시예에서, 이 정보는 시각 신호, 청각 신호 및/또는 촉각 신호를 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 예를 들어, RTF는 소리(예, 신호음)를 발생할 수 있으며, 진동을 일으킬 수 있으며, 및/또는 특정 행동이 일어났을 때만(예, 뒤꿈치 착지) 시각 표시기를 플래시(flash)할 수 있다. 다르게는, 다른 소리, 영상 신호, 및/또는 진동이 다른 행동으로 특정되어, 행동 발생에 따라 다른 표시를 제공한다. 행동(예, 심한, 중간, 또는 부드러운 뒤꿈치 착지) 세기의 정도는 예를 들어 다른 소리로 나타내거나 또는 주어진 소리의 볼륨, 피치, 음색, 또는 다른 음향 매개변수를 변경하여 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 진동에서 농도 또는 색상의 변경 및/또는 진동 세기의 변경을 사용하여 주어진 발착지 행동 세기의 다른 정도를 나타낼 수 있다. 일례의 실시예에서, 특정 발착지 위치와 연관된 청각, 시각, 및/또는 촉각 신호는 미리 설정되거나, 또는 사용자 자신의 특별한 선호성 및 사용되는 RTF의 기능성에 따라 사용자에 의해 선택될 수 있다.
센싱 유닛은, 일례의 실시예에서, 센서, 전력 소스, 프로세서, 및/또는 송신기를 수용하는데 사용되는 하우징 유닛을 포함할 수 있다. 하우징 유닛은, 예를 들어, 센서 및 기타 전자기기용 보호 케이싱을 제공하고 그리고/또는 센서가 사용자의 신발에 장착될 수 있게 하는 장착수단을 제공할 수 있다. 하우징 유닛은 사용자의 신발의 바닥 및/또는 상부에 탈착가능하게 부착하는데 사용될 수 있거나,또는 신발의 상부 및/또는 바닥 내부에 고정적으로 부착되거나 그 내부에 매립될 수 있다. 일례의 실시예에서, 하우징 유닛은 신발의 체결부분(fastening portion)(예, 끈 묶임 부분 또는 후크-루프 체결부분) 또는 신발의 뒤꿈치 부분 중의 적어도 1개에 탈착식으로 부착할 수 있다. 하우징 유닛은 신발에 장치를 장착하기 위한 통합된 장착요소를 가질 수 있다. 다르게는, 하우징 유닛 및 장착 유닛은 신발에 센서 패키지를 장착하기 위해 함께 연결될 수 있는 분리된 부착가능한 요소일 수 있다. 예를 들어 하우징 유닛(700)과 장착 요소(705)가 도30a 내지 도33c에 도시되었다.
도30a에 도시된 실시예는 탄성 또는 비탄성 장착 요소(705)에 고정적으로 또는 분리가능하게 부착되는 하우징 유닛(700)을 포함하며, 상기 장착 요소는 신발의 끈 묶음부와 계합하기 위한 후크 단부(710)를 구비한다. 도30b는 신발의 끈 묶음부 또는 그의 구멍과 계합하기 위한 하우징 유닛(700)으로부터 신장되는 복수의 탄성 또는 비탄성 후크(715)를 가진 하우징 유닛(700)을 포함한다. 도30c는 신발의 끈 묶음부 아래에 배치되며 하우징 유닛(700)에 고정되게 또는 탈착식으로 연결될 수 있는 가요성 또는 비가요성 베이스 유닛(720)을 가진 하우징 유닛(700)을 포함한다.
도30d 및 도30e는 신발의 뒤꿈치 위를 활주하거나 신발의 뒤꿈치에 있는 포켓 내로 활주하거나(도30d), 또는 신발의 끈 묶음부 아래로 활주하는(도30e) 가요성 또는 비가요성 베이스 유닛(725)을 포함한다. 베이스 유닛(725)은 신발 상부의 1개 이상의 층으로 베이스 유닛(725)을 고정하기 위한 핀을 포함할 수 있다. 또한, 베이스 유닛(725)은 하우징 유닛(700)에 고정적으로 또는 분리가능하게 부착될 수 있다. 도30f 및 도30g는 베이스 유닛(725)의 단부가 하우징 유닛(700)에 걸리게 하여 유닛이 신발에 장착될 때 제 위치에 고정되게 하는 래칭(latching) 요소(730)를 포함하는 것을 제외하고는, 유사한 구조로 이루어졌다.
도31a에 도시된 바와 같은 일례의 실시예에서는 마그네틱 요소(730)가 사용되어 신발(735)의 상부에 하우징 유닛(700)을 탈착식으로 부착하며, 도31b에서는 핀(740)이 신발(735)의 상부를 통해 삽입되어 신발에 하우징 유닛(700)을 탈착가능하게 또는 고정적으로 유지한다. 다른 실시예에서, 복수의 래칭 요소(750)를 가진 분리가능한 장착 유닛(745)은, 도32a 및 도32b에 도시된 바와 같이 신발의 끈 묶음부(755) 아래에 배치되어, 하우징 유닛(700)이 신발의 끈 묶음부에 분리가능하게 장착되게 한다.
도33a에 도시된 바와 같은 일례의 실시예에서, 하우징 유닛(700)은 장착 유닛(760)에 활주가능하게 연결될 수 있다. 장착 유닛(760)은 가요성 아암(765)을 포함하며, 상기 아암은 신발의 끈 묶음부 아래에 아암(765)의 단부가 걸리게 하거나 또는 신발의 상부의 끈 묶음부의 측부에 아암(765)의 단부가 걸리게 핀치(pinch)될 수 있다. 아암(765)은 하우징 유닛(700)에 선택적으로 고정적으로 장착될 수 있다. 도33b에 도시된 바와 같은 다른 실시예에서, 하우징 유닛(700)은 그 안에 보유하는 센서, 전력 소스, 프로세서, 및/또는 송신기를 갖고 가요성의 가늘고 긴 길이의 재료로 형성될 수 있다. 이 가요성 하우징은, 예를 들어, 끈 묶음부 아래로 활주하여, 신발에 끈 묶임부에 의해 적용되는 폐쇄 힘(closing force)에 의해 제 위치에 유지될 수 있다. 다른 실시예에서, 하우징 유닛(700)은 클립(775)에 탈착식으로 또는 고정적으로 장착되며, 상기 클립은 신발의 뒤꿈치 부분에서 신발의 상부쪽으로 클립되거나 신발의 끈 묶음부분 위에 클립될 수 있거나, 또는 접착 부착, 후크-루프 부착, 핀 부착, 또는 기타 다른 적절한 부착수단을 통해 신발의 상부에 부착될 수 있다.
일례의 실시예에서, 예를 들어 사용자의 상체에 연결되는 자이로스코프 센서로부터의 데이터는 달리는 동안 자세 및/또는 숙인 상태(lean)의 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰 내의 자이로스코프 센서 또는 사용자의 상체에(예를 들어, 사용자의 몸통(torso) 또는 팔 위쪽에) 매인 다른 RTF가, 발착지와 연결될 수 있는 자세 및/또는 숙인자세의 정보와 리듬 정보를 측정하는데 사용되어, 그들의 런닝 폼의 보다 완전한 분석을 런너에게 제공할 수 있다. 이때, 스마트폰은 센서 유닛과 RTF 양쪽으로 작용할 수 있다. 일례의 실시예에서, 사용자는 예를 들어 단순히 스마트폰을 몸에 고정하고, 다음, 달리기 전에 센서를 "제로"로 반듯이 세워서(예를 들어, 벽에 기대어), 사용에 앞서 스마트폰 또는 다른 RTF 내의 자이로스코프 센서를 보정할 수 있다.
일례의 실시예에서, 발착지 위치 정보는 GPS 데이터 또는 다른 적절한 데이터에 의해 지원되며, 상기 데이터들은 특별한 발착지에 대한 사용자의 높이(altitude), 특히 높이의 변경을 결정하는데 사용될 수 있다. 특히, 높이 데이터는 각각의 발착지에 대해 런너가 지면의 평탄한 또는 대체로 평탄하게 뻗은 지면을 달리고 있는지 또는 오르막 언덕이나 내리막 언덕을 달리고 있는지의 여부를 판단하는데 사용될 수 있다. 정확한 데이터 및 지침은 바람직한 런닝을 하기 위한 런너가 경사면을 하향하여 달릴 때의 뒤꿈치 착지 및 경사면을 상향하여 달릴 때의 앞꿈치 착지를 하는 경우에도, 런너에게 확실히 전달되게 하여서, 각각의 발착지에 대한 전후관계를 제공하는 이점이 있다.
일례의 실시예에서, 신발은 신발의 요소를 조정하기 위해 내부에 매립되는 1개 이상의 제어 요소를 가질 수 있다. 예를 들어, 제어 요소는 원격 소스에서 수신된 신호에 응답하여 신바닥의 강도, 유연성, 및/또는 두께를 조정하도록 신발의 바닥에 매립되어 있을 수 있다. 따라서, 바이오 피드백 시스템은 원격 수신기에 신발 내의 1개 이상의 센서에 의해 측정된 바이오 피드백 정보를 보내고, 달리는 동안 런너의 1개 이상의 동작 특징을 판단하도록 데이터를 분석하고, 그리고 신발의 특성을 조정하도록 신발의 요소를 제어하는 제어 신호를 보내는데 사용되어, 런너의 런닝 기술의 단점 보완 및/또는 런너가 적당한 폼으로 달리도록 런너의 트레이닝을 보완한다.
본원의 기술이 조깅 또는 달리기를 하는 동안 런너의 런닝 폼에 관한 피드백을 측정하는데 센서를 사용하는 것에 관한 것이지만, 다른 실시예에서는 본원에 기술된 시스템 및 방법이 런닝 이외에 체육 운동과 관련된 하나 또는 그 이상의 동작 특징을 측정하는 데 사용할 수 있는 것이다. 예를 들어, 본원의 시스템 및 방법은 방향의 급격한 변화를 하는 체육 운동(예를 들어, 축구, 농구, 야구, 소프트볼, 테니스, 스쿼시, 배드민턴, 배구, 라크로스, 필드 하키, 프리스비, 등)에 필요한 스포츠에서 트레이닝 목적으로 유용할 수 있으며, 운동선수가 전환 또는 "커트(cut)" 과정에서 선수의 발착지 동작의 분석은 중요한 동작 특징의 정보를 제공할 수 있다. 마찬가지로, 점프할 때(예를 들어, 허들, 농구, 배구, 등) 좋은 점핑 폼이 필요한 스포츠에서도 푸시(push) 및/또는 랜딩(landing) 과정에서 선수의 발의 위치에 대한 정확한 정보를 제공하는 장치 및 방법으로부터 얻는 이점도 있다. 또한, 사용자의 발의 위치 및 회전에 대한 정확한 정보를 제공하는 장치는 스윙을 하는 중에 골퍼, 공을 던지는 동작을 하는 중에 투수, 또는 공을 던지는 중에 야구 피처, 또는 높은 수준의 반복성을 필요로 하는 다른 운동 동작에 대한 유용한 트레이닝 정보를 제공할 수 있다.
본원에 기술된 실시예와는 다른 실시예, 및/또는 다른 실시예를 구성하는데 사용되는 다른 재료들이 본원에 기술된 실시예로 적용할 수 있다.
본 발명은 발명의 정신이나 그 본질적인 특성에서 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구현될 수 있는 것이다. 따라서, 상술한 실시예들은 발명을 제약하는 것이 아니며, 설명을 하기 위해 기술된 것이다. 본 발명의 범위는 첨부 청구범위에 의해서 한정된다.

Claims (23)

  1. 사용자의 복수의 운동 동작 특징을 모니터링하는 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    운동 중에 있는 사용자가 신고 있는 신발에, 탈착가능하게 부착될 수 있고, 고정되게 부착될 수 있고, 매립되는 것 중 적어도 하나로 구성되는 적어도 하나의 제 1 센싱 유닛과,
    상기 사용자의 상체에 배치될 수 있도록 구성되는 적어도 하나의 제 2 센싱 유닛과,
    각각의 제 1 센싱 유닛 및 각각의 제 2 센싱 유닛과 통신하는 프로세서를 포함하고,
    상기 제 1 센싱 유닛은,
    (i) 상기 사용자가 움직이고 있는 동안 상기 사용자의 발의 이동을 모니터링하도록 구성되고, 상기 사용자의 상기 발에 대한 각속도 데이터를 측정하는 자이로스코프 센서를 포함하는 제 1 센서와,
    (ⅱ)(a) 상기 제 1 센서로부터의 상기 각속도 데이터를 처리하여 상기 사용자의 발이 지면과 부딪칠 때 상기 사용자의 발의 발착지 부위를 포함하는 제 1 운동 동작 특징을 나타내는 제 1 처리값을 결정하고, (b) 상기 제 1 처리값을 사전 결정된 비교값의 범위 - 상기 사전 결정된 비교값의 범위는 뒤꿈치 착지를 나타내는 제 1 범위값, 발중간 착지를 나타내는 제 2 범위값 및 앞꿈치 착지를 나타내는 제 3 범위값을 포함함 - 와 비교하여 상기 제 1 처리값에 관한 상기 제 1 운동 동작 특징을 결정하는, 처리 수단을 포함하고,
    상기 제 2 센싱 유닛은,
    (i) 상기 사용자가 움직이고 있는 동안 상기 사용자의 상기 상체의 이동을 모티터링하도록 구성되고, 상기 사용자의 상기 상체에 대한 각속도 데이터를 측정하는 자이로스코프 센서를 포함하는 제 2 센서와,
    (ii) 상기 제 2 센서로부터의 상기 각속도 데이터를 처리하여 상기 운동 중에 있는 상기 사용자의 자세 및 몸의 숙인 상태 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 운동 동작 특징을 나타내는 제 2 처리값을 결정하는 처리 수단을 포함하고,
    상기 제 1 센싱 유닛 및 상기 제 2 센싱 유닛 중 적어도 하나는 상기 사용자의 리듬을 모니터링하도록 더 구성되고,
    상기 프로세서는 상기 제 1 센싱 유닛 및 상기 제 2 센싱 유닛으로부터 상기 발착지, 리듬, 자세 및 숙인 상태 데이터 중 적어도 하나를 처리하여 상기 사용자의 런닝 폼을 평가하도록 구성되는
    모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 센싱 유닛 및 상기 제 2 센싱 유닛 중 적어도 하나로부터 원격 수신기를 통해 데이터를 상기 프로세서로 통신하는 적어도 하나의 송신기를 더 포함하는
    모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    각각의 제 2 센싱 유닛은 상기 사용자의 손목, 팔 및 가슴 중 적어도 하나에 배치할 수 있고, 제거가능하게 고정되는 것 중 적어도 하나인
    모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    각각의 제 2 센싱 유닛은 접착제, 테이프, 피부 민감한 접착제, 피부 민감한테이프 중 적어도 하나에 의해 상기 사용자에게 제거가능하게 고정되는
    모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 제 2 센싱 유닛은 상기 사용자가 착용할 수 있는 의복 내부에 매립될 수 있고, 탈착가능하게 부착될 수 있고, 제거가능하게 배치되는 것 중 적어도 하나인
    모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 제 2 센싱 유닛은 상기 사용자가 착용할 수 있는 스트랩에 장착되는
    모니터링 장치.
  7. 운동 중에 있는 사용자의 복수의 운동 동작 특징을 모니터링하는 방법에 있어서,
    상기 사용자가 신고 있는 신발에, 부착될 수 있고, 매립되는 것 중 적어도 하나로 구성되는 적어도 하나의 제 1 센싱 유닛에 의해 상기 운동 중에 있는 상기 사용자의 발의 이동에 대한 각속도 데이터를 센싱하는 단계와,
    상기 제 1 센싱 유닛으로부터의 상기 각속도 데이터를 처리하여 상기 사용자의 발이 지면과 부딪칠 때 상기 사용자의 발의 발착지 부위를 포함하는 제 1 운동 동작 특징을 나타내는 제 1 처리값을 결정하는 단계와,
    상기 제 1 처리값을 사전 결정된 비교값의 범위 - 상기 사전 결정된 비교값의 범위는 뒤꿈치 착지를 나타내는 제 1 범위값, 발중간 착지를 나타내는 제 2 범위값 및 앞꿈치 착지를 나타내는 제 3 범위값을 포함함 - 와 비교하여 상기 제 1 처리값에 관한 상기 제 1 운동 동작 특징을 결정하는 단계와,
    상기 사용자의 상체에 배치될 수 있도록 구성되는 적어도 하나의 제 2 센싱 유닛에 의해 상기 사용자의 상기 상체의 이동에 대한 각속도 데이터를 센싱하는 단계와,
    상기 제 2 센싱 유닛으로부터의 상기 각속도 데이터를 처리하여 상기 운동 중에 있는 상기 사용자의 상태를 포함하는 제 2 운동 동작 특징을 나타내는 제 2 처리값을 결정하는 단계와,
    상기 제 1 센싱 유닛 및 상기 제 2 센싱 유닛 중 적어도 하나에 의해 상기 운동 중에 있는 상기 사용자의 리듬을 포함하는 제 3 운동 동작 특징을 센싱하는 단계와,
    상기 센싱된 정보를 이용하여 각각의 운동 동작 특징을 평가하는 단계와,
    상기 평가된 운동 동작 특징 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 사용자의 런닝 폼을 개선하기 위하여 미래의 운동 중에 있는 상기 사용자에 의해 조절될 수 있는 적어도 하나의 매개변수를 식별하는 단계를 포함하는
    모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상태는 상기 운동 중에 있는 상기 사용자의 자세 및 몸의 숙인 상태 중 적어도 하나를 포함하는
    모니터링 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제 2 운동 동작 특징을 평가하는 단계는 상기 사용자의 상체의 몸가짐이 똑바로 선 자세인지를 결정하는 단계를 포함하는
    모니터링 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 식별된 매개변수는, 똑바로 서 있고, 상기 사용자의 머리를 세우고 런닝하고, 상기 사용자의 시선을 직진방향을 향하는 것으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    모니터링 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제 2 운동 동작 특징을 평가하는 단계는 상기 사용자의 몸이 숙인 상태를 결정하는 단계를 포함하는
    모니터링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 식별된 매개변수는 상기 사용자의 상체의 전체 길이에 걸쳐 전방으로 구부린 것과 상기 사용자의 허리에서 구부러진 각도 중 적어도 하나를 포함하는
    모니터링 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    적어도 하나의 센싱하는 단계는 평가를 위해 센싱된 정보를 프로세서로 송신하는 단계를 포함하는
    모니터링 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 송신하는 단계는 센싱된 정보를 원격 수신기를 통해 상기 프로세서에 통신하는 단계를 포함하는
    모니터링 방법.
  15. 제7항에 있어서,
    각각의 평가된 운동 동작 특징에 대한 바이오 피드백 정보를 상기 사용자에게 통신하는 단계를 더 포함하는
    모니터링 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    바이오 피드백 정보를 통신하는 단계는 청각, 시각, 햅틱(haptic) 및 촉각 신호 중 적어도 하나를 이용하여 상기 사용자와 통신하는 단계를 포함하는
    모니터링 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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