KR102027083B1 - 발성 호흡 기반 지각 학습 방법 및 이에 이용되는 호흡기 - Google Patents

발성 호흡 기반 지각 학습 방법 및 이에 이용되는 호흡기 Download PDF

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Abstract

발성 호흡 기반 지각 학습 방법 및 이에 이용되는 호흡기가 개시된다. 호흡기는, 사용자 신체의 기관지, 가슴, 횡경막, 복부, 대장, 윗배, 아랫배 및 엉덩이뼈 중 어느 하나에 대응하여 상기 사용자의 호흡량을 제어하는 헤드부, 및 헤드부가 교체 가능하게 결합하는 일단부를 구비하는 몸체부를 포함하며, 여기서 헤드부는 기관지, 가슴, 횡경막, 복부, 대장, 윗배, 아랫배 및 엉덩이뼈 중 어느 하나에 대응하는 유동 채널과 개구 최소 단면적을 구비하고, 몸체부는 사용자의 입술이 닿는 부분에 구비되는 오목부, 및 상기의 일단부와 마주하는 타단부에서 공기 또는 호흡이 타단부에서 일단부로 유동가능하게 구비되는 내부 유로를 구비한다.

Description

발성 호흡 기반 지각 학습 방법 및 이에 이용되는 호흡기{METHOD FOR LEARNING PERCEPTION BASED ON VOCALIZATION AND RESPIRATION AND A RESPIRATOR USED THEREFOR}
본 발명은 발성 호흡 기반의 지각 학습 기술에 관한 것으로, 치매 재활 등을 위한 운동 학습의 일환으로 발성 호흡에 따라 지각에 반응하는 학습을 수행할 수 있도록 하는 발성 호흡 기반 지각 학습 방법 및 이에 이용되는 호흡기에 관한 것이다.
치매는 인지기능의 손상 및 인격의 변화가 발생하는 질환으로, 기억을 하고 사고를 할 수 있는 능력이 장기적으로 점차 감퇴하여 일상적인 생활에 영향을 줄 정도로 넓은 범위의 뇌 손상을 수반한다.
치매를 치료하는 방법은 아직까지 알려져 있지 않다. 다만, 치매의 진행을 억제하기 위해 도네페질(Donepezil)과 같은 콜린에스터라제 등의 억제제가 사용되고 있고, 일상 생활에 영향을 줄 수 있는 운동 프로그램이 활용되고 있다.
이와 같이, 치매나 이와 유사한 인지기능 장애와 관련된 질환은 환자와 환자 주변의 가족 등에 대한 삶의 질을 높이기 위해 현재 가능한 치료 방법으로는 치매의 진행을 늦추는 것이나, 아직까지 마땅한 치료 방안이 전무한 실정이다.
공개특허공보 제10-2015-0008052호 (2015.01.21) 공개특허공보 제10-2015-0143515호 (2015.12.23)
본 발명은 치매 재활 등에 유용한 운동 학습의 일환으로 발성 호흡에 따라 지각에 반응하는 학습을 수행할 수 있도록 하는 발성 호흡 기반 지각 학습 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 발성 호흡 기반 지각 학습에 이용되는 호흡기를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 발성 호흡 기반 지각 학습에 이용되는 호흡기는, 사용자 신체의 기관지, 가슴, 횡경막, 복부, 대장, 윗배, 아랫배 및 엉덩이뼈 중 어느 하나에 대응하여 상기 사용자의 호흡량을 제어하는 헤드부; 및 상기 헤드부가 교체 가능하게 결합하는 일단부를 구비하는 몸체부를 포함하며, 상기 헤드부는 상기 기관지, 가슴, 횡경막, 복부, 대장, 윗배, 아랫배 및 엉덩이뼈 중 어느 하나에 대응하는 유동 채널과 개구 최소 단면적을 구비하고, 상기 몸체부는 사용자의 입술이 닿는 부분에 구비되는 오목부, 및 상기 일단부와 마주하는 타단부에서 공기 또는 호흡이 상기 타단부에서 상기 일단부로 유동가능하게 구비되는 내부 유로를 구비한다.
일실시예에서, 상기 개구 최소 단면적은, 상기 기관지의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 6㎜, 상기 가슴 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 5㎜, 상기 횡경막 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 7㎜, 상기 복부 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 6㎜, 상기 대장의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 1㎜, 상기 윗배 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 5㎜, 상기 아랫배 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 3.5㎜, 상기 엉덩이뼈의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 1㎜이다.
일실시예에서, 호흡기는, 상기 몸체부에 매립되고 발광 표시 부분이 상기 몸체부의 외표면에 노출되는 카운터를 더 포함한다.
일실시예에서, 호흡기는, 상기 일단부에 설치되어 상기 몸체부에 대한 상기 헤드부의 탈부착을 제어하는 탈부착제어돌기를 더 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 호흡기를 이용하는 발성 호흡 기반 지각 학습 방법은, 사용자의 호흡이 입력되도록 일단부에 헤드부가 결합된 호흡기의 타단부를 제공하는 단계; 및 지각 학습을 위한 한글 자음 형태, 한글 모음 형태, 영문자 형태, 연장선 형태 또는 다중 동심원 형태의 손가락 이동 안내표시부를 통해 호흡기의 사용자가 손가락을 가리킬 수 있도록 안내하는 단계를 포함한다.
일실시예에서, 발성 호흡 기반 지각 학습 방법은, 상기 제공하는 단계 전에, 상기 호흡기 또는 상기 손가락 이동 안내표시부의 전방에 위치하는 상기 사용자를 감지하는 단계, 및 상기 감지하는 단계를 통해 사용자 존재가 감지되면, 상기 호흡기의 이동을 제어하는 액추에이터와 상기 손가락 이동 안내표시부를 활성화하는 단계를 더 포함한다.
일실시예에서, 상기 안내하는 단계는 상기 한글 자음 형태, 한글 모음 형태 또는 영문자 형태의 손가락 이동 안내 표시에 서로 다른 복수의 안내 방향 표시를 포함한다.
일실시예에서, 상기 호흡기는 전술한 일 측면에 다른 실시예들 중 어느 하나의 호흡기이다.
전술한 발성 호흡 기반 지각 학습 방법 및 이에 이용되는 호흡기를 사용하는 경우에는, 치매 재활 등에 유용한 운동 학습의 일환으로 발성 호흡에 따라 지각에 반응하는 학습을 효과적으로 수행할 수 있고, 그에 의해 치매 환자 신체의 여러 부분을 활성화시켜 건강을 증진시키고 면역력을 증대시키며, 결국 치매 진행을 늦추고 기억력 감퇴 속도를 저감시킬 수 있는데 기여할 수 있다.
특히, 본 발명에 의하면, 호흡기를 이용한 발성 호흡과 함께 인지가 필요한 한글 자음, 모음 또는 알파벳 등의 문자나 특정 패턴의 도형을 미리 설정된 방향으로 손가락으로 따라 그리는 손가락 운동을 병행하도록 함으로써 인지 자극과 함께 특정 신체 부위를 자극하여 뇌의 인지 부위와 신체 특정 부위를 활성화할 수 있으며, 그에 의해 이러한 운동 학습을 수행하는 치매 환자의 재활을 효과적으로 수행하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡기에 대한 정면도, 좌측면도, 우측면도 및 평면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 호흡기에 대한 정면도, 좌측면도, 우측면도 및 평면도이다.
도 3은 도 2의 호흡기와 단일 세트를 구성할 수 있는 복수의 헤드부들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a, 도 4b, 도 5 및 도 6은 본 실시예의 호흡기로 발성 호흡을 하는 중에 사용자의 손가락으로 따라하기가 안내되는 문자를 설명하기 위한 예시도들이다.
도 7 및 도 8은 본 실시예의 호흡기로 발성 호흡을 하는 중에 사용자의 손가락으로 따라하기가 안내되는 도형들을 설명하기 위한 예시도들이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡기를 이용하는 발성 호흡 지각 학습 시스템에 대한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡기를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10의 호흡기를 이용하는 발성 호흡 지각 학습 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발성 호흡 지각 학습 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡기를 이용하는 발성 호흡 기반 지각 학습 방법에 대한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 호흡기에 대한 정면도, 좌측면도, 우측면도 및 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 호흡기(10)는 헤드부(11) 및 몸체부(12)를 구비한다.
헤드부(11)는 사용자 신체의 기관지, 가슴, 횡경막, 복부, 대장, 윗배, 아랫배 및 엉덩이뼈 중 어느 하나에 대응하여 사용자의 호흡량을 제어한다. 이를 위해 헤드부(11)는 기관지, 가슴, 횡경막, 복부, 대장, 윗배, 아랫배 및 엉덩이뼈 중 어느 하나에 대응하는 유동 채널과 개구 최소 단면적을 구비할 수 있다.
몸체부(12)는 헤드부(11)가 교체 가능하게 결합하는 일단부(12a)를 구비한다. 몸체부(12)는 사용자의 입술이 닿는 부분에 구비되는 오목부(13), 및 일단부(12a)와 마주하는 타단부(12b)에서 공기 또는 호흡이 타단부(12b)에서 일단부(12a)로 유동가능하게 구비되는 내부 유로를 구비한다.
헤드부(11)의 개구부(11a)와 몸체부(12)의 타단부(12b)의 개구부(12c)는 동일한 개구 단면적을 가진다.
또한, 호흡기(10)는, 일단부(12a)에 설치되어 몸체부(12)에 대한 헤드부(11)의 탈부착을 제어하는 탈부착제어돌기(14)를 더 구비할 수 있다. 탈부착제어돌기(14)는 몸체부(12)의 외표면에서 약간 돌출된 형태나 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않고, 몸체부(12)이 외표면에 자연스럽게 매립된 형태를 구비할 수 있다.
사용자는 호흡기(10)의 타단부(12b)를 입 안에 넣고 입술로 오목부(13)를 문 상태에서 발성호흡을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 호흡기에 대한 정면도, 좌측면도, 우측면도 및 평면도이다. 도 3은 도 2의 호흡기와 단일 세트를 구성할 수 있는 복수의 헤드부들을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서 (R)은 각 호흡기를 나타내고, (S)는 각 호흡기의 헤드부의 개구부가 위치하는 정면을 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 호흡기(10)는 도 1의 호흡기와 유사한 구성요소로서 헤드부, 몸체부 및 탈부착제어돌기(14)를 구비하고, 카운터(34)를 더 구비한다.
카운터(34)는 몸체부에 매립되고 발광 표시 부분이 몸체부의 외표면에 노출되는 형태를 가진다.
전술한 헤드부(11)의 개구부의 개구 최소 단면적은, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 기관지의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부(도 1의 11a 참조)에서 6㎜, 횡경막 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부(도 3의 (b)의 11b 참조)에서 7㎜, 복부 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부(도 3의 (b)의 11c 참조)에서 6㎜, 아랫배 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부(도 3의 (b)의 11d 참조)에서 3.5㎜, 엉덩이뼈(엉치)의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부(도 3의 (b)의 11fe 참조)에서 1㎜, 대장의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부(도 3의 (b)의 11f 참조)에서 1㎜, 윗배 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부(도 3의 (b)의 11g 참조)에서 5㎜, 가슴 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부(도 3의 (b)의 11h 참조)에서 5㎜이다.
전술한 헤드부(11)는 단일 하우징의 세트에 배치되어 하나의 몸체부에 대하여 사용자에 의해 선택에 따라 하나씩 선택적으로 교체 가능하게 사용될 수 있다. 물론, 구현에 따라서 헤드부가 결합된 각 호흡기 복수개는 단일 세트로 구비될 수 있다. 또한, 헤드부(11)를 자동으로 교체하는 시스템이 갖춰진 경우, 발성 호흡 지각 학습 시스템은 미리 설정된 헤드부 운영 혹은 관리 프로세스에 따라 서로 다른 헤드부가 장착된 호흡기를 사용하여 사용자가 발성호흡과 함께 쓰기 동작을 수행하도록 구현될 수 있다.
도 4a, 도 4b, 도 5 및 도 6은 본 실시예의 호흡기로 발성 호흡을 하는 중에 사용자의 손가락으로 따라하기가 안내되는 문자를 설명하기 위한 예시도들이다.
도 4a는 호흡기로 발성 호흡을 하면서 사용자가 손가락 쓰기 동작을 할 수 있도록 안내하기 위한 디스플레이 장치 화면을 예시한 것으로, 발성 호흡 지각 학습 시스템(이하 '본 시스템'이라 한다)은 사용자가 손가락으로 한글 자음 'ㄱ'을 미리 정해진 방향을 따라 움직이도록 안내하는 화면(40)을 표시할 수 있다.
사용자는 호흡기로 '기역' 또는 '후' 등의 발성 호흡과 함께 왼손과 오른손 중 어느 하나 또는 순차적으로 화면(40)의 순서 1과 순서 2를 따라 손가락을 이동시킬 수 있다.
기역 'ㄱ'은 혀뿌리를 높여 뒤 입천장에 붙였다가 떼면서 내는 무성파열음이다. 발성 호흡 시, 사용자는 자신의 등을 곧게 세우고 기역을 발성호흡하도록 안내받을 수 있다. 또한, 본 시스템은 사용자가 입 안 가운데로 혀가 말려 들어오는 것을 느끼며 혀와 앞쪽에서 가운데로 힘이 가는 것을 느끼도록 사용자의 운동 과정을 화면, 음성 등을 통해 직접 혹은 간접적으로 안내할 수 있다.
도 4b는 사용자가 한글 자음 'ㄹ'을 미리 정해진 방향을 따라 손가락으로 가리키며 움직이도록 안내하는 화면(40)을 나타낸다. 사용자는 호흡기로 '리을' 또는 '후' 등의 발성 호흡과 함께 왼손과 오른손 중 어느 하나 또는 순차적으로 화면(40)의 순서 1 내지 순서 5를 따라 순서대로 특정 손가락을 이동시킬 수 있다.
리을 'ㄹ'은 혀끝을 윗잇몸에 가볍게 대었다가 떼면서 내는 울림소리이다. 본 시스템은 사용자가 배를 당기며 발음하면서 혀의 오른쪽 바깥쪽으로 힘이 가는 것을 느낄 때까지 반복하도록 안내할 수 있다.
이와 유사하게, 니은 'ㄴ'은 혀끝과 윗잇몸 사이에는 나는 혀끝 소리이며 코 안의 공명을 일으키는 울림 소리이다. 본 시스템은 사용자가 가슴을 펴고 발음하도록 하면서 혀가 앞으로 나왔다가 들아가도록 안내하고, 혀의 중간으로 힘이 가는 것을 느낄 때까지 발성호흡을 유지하도록 안내할 수 있다.
디귿 'ㄷ'은 혀끝을 윗잇몸에 붙여 콧길을 막았다가 떼면서 내는 안울림소리이다. 본 시스템은 사용자가 허리를 세우고 발음하면서 혀의 외쪽으로 힘이 가는 것을 느낄 때까지 발성호흡을 유지하도록 안내할 수 있다.
미음 'ㅁ'은 입술을 다물어 입안을 비게 하고 목청에서 떨려 나오는 소리를 콧구멍을 통하여 내는 울림소리이다. 본 시스템은 사용자가 앞 가슴을 펴고 발음하면서 혀의 오른쪽 끝부분으로 힘이 가는 것을 느낄 때까지 발성호흡을 유지하도록 안내할 수 있다.
비읍 'ㅂ'은 목젖으로 콧길을 막고 두 입술을 다물었다가 떼면서 내는 안울림 소리의 파열음이다. 본 시스템은 사용자가 엉치를 뒤로 빼고 발음하면서 혀의 왼쪽 끝으로 힘이 가는 것을 느낄 때까지 발성호흡을 유지하도록 안내할 수 있다.
시옷 'ㅅ'은 목젖으로 콧길을 막고 혀의 앞바닥을 윗잇몸에 가까운 입천장의 앞바닥에 닿을락 말락하게 붙여 내쉬는 숨으로 그 사이를 갈면서 내쉬어 소리내는 안울림 소리이다. 본 시스템은 사용자가 아랫배를 당기며 발음하면서 혀의 왼쪽 중간 부분에 힘이 가는 것을 느낄 때까지 발성호흡을 유지하도록 안내할 수 있다.
이응 'ㅇ'은 음절의 첫머리에서 음가가 없고 받침의 경우에는 혀뿌리를 목젖에 붙여 입길을 막고 콧길을 튼 다음에 목청을 떨어 코안을 울리어 내는 소리이다. 본 시스템은 사용자가 양 옆구리를 당기며 발음하면서 혀의 왼쪽 바깥쪽으로 힘이 가는 것을 느낄 때까지 발성호흡을 유지하도록 안내할 수 있다.
지읒 'ㅈ'은 혓바닥을 입천장에 붙였다가 터뜨리면서 내는 무성 파찰음이다. 본 시스템은 사용자가 엉덩이를 펴고 발음하면서 혀의 왼쪽 중간 앞쪽으로 힘이 가는 것을 느낄 때까지 발성호흡을 유지하도록 안내할 수 있다.
치읓 'ㅊ'은 혀의 가운데 바닥을 입천장에 붙이고 목젖으로 콧길을 막았다가 숨을 붙어 내면서 혓바닥을 뗄 때 나는 무성 파열음이다. 본 시스템은 사용자가 아랫배를 당기며 발음하면서 혀의 끝부분으로 힘이 가는 것을 느낄 때까지 발성호흡을 유지하도록 안내할 수 있다.
키읔 'ㅋ'은 목젖으로 콧길을 막고 혀뿌리를 높여 연구개 뒤쪽에 붙여 입길을 막았다가 떼면서 거세게 내는 안울림 소리이다. 본 시스템은 사용자가 배를 당기며 발음하면서 혀의 중간 왼쪽으로 힘이 가는 것을 느낄 때까지 발성호흡을 유지하도록 안내할 수 있다.
티읕 'ㅌ'은 목젖으로 콧길을 막고 혀끝을 윗잇몸에 대어 숨을 불어 내면서 혀끝을 거세게 터뜨릴 때 나는 안울림 소리이다. 본 시스템은 사용자가 배의 중앙에 힘을 모아서 발음하면서 혀의 왼쪽 중간에서 끝으로 힘이 가는 것을 느끼도록 발성호흡을 안내할 수 있다.
피읍 'ㅍ'은 목젖으로 콧길을 막고 혀끝을 윗잇몸에 대어 숨을 불어 내면서 혀끝을 거세게 터뜨릴 때 나는 안울림 소리이다. 본 시스템은 배에 힘을 모아서 발음하면서 혀의 왼쪽 중간에서 끝으로 힘이 가는 것을 느끼도록 발성호흡을 안내할 수 있다.
히읗 'ㅎ'은 목청을 좁히어 숨을 내쉴 때 그 가장자리를 마찰하면서 나오는 마찰음이다. 본 시스템은 아랫배를 당기며 발음하면서 혀의 끝에서 중간으로 힘이 가는 것을 느끼도록 발성호흡을 안내할 수 있다.
도 5는 사용자가 한글 모음 'ㅕ'를 미리 정해진 방향이나 순서에 따라 손가락으로 가리키며 움직이도록 안내하는 화면(40)을 나타낸다. 사용자는 호흡기로 '여' 또는 '후' 등의 발성 호흡과 함께 왼손과 오른손 중 어느 하나 또는 순차적으로 화면(40)의 순서 1 내지 순서 3을 따라 순서대로 특정 손가락을 이동시킬 수 있다.
한글 모음 '여(ㅕ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 허리를 세워 배를 당기며 발성호흡하면서 혀의 중심에서 왼쪽으로 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 화면, 음성, 빛, 소리 등을 통해 안내할 수 있다.
이와 유사하게, 한글 모음 '아(ㅏ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 허리를 세우고 발성호흡하면서 혀의 가운데로 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 안내할 수 있다.
한글 모음 '야(ㅑ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 배와 가슴을 당기며 발성호흡하면서 혀 끝 부분에 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 안내할 수 있다.
한글 모음 '어(ㅓ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 허리와 배를 당기며 발성호흡하면서 혀 끝 부분에 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 안내할 수 있다.
한글 모음 '오(ㅗ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 윗배를 당기며 발성호흡하면서 혀 끝으로 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 안내할 수 있다.
한글 모음 '요(ㅛ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 양쪽 옆구리를 당기며 발성호흡하면서 혀 중간에서 안쪽으로 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 안내할 수 있다.
한글 모음 '우(ㅜ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 윗배를 당기며 발성호흡하면서 혀의 중간에서 왼쪽으로 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 안내할 수 있다.
한글 모음 '유(ㅠ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 아랫배를 당기며 발성호흡하면서 혀의 오른쪽 끝부분으로 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 안내할 수 있다.
한글 모음 '으(ㅡ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 배를 당기며 발음하면서 혀의 중간 앞에서 왼쪽으로 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 안내할 수 있다.
한글 모음 '이(ㅣ)'에 대하여 본 시스템은 사용자가 명치 끝을 세우며 발음하면서 혀의 중간에서 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 안내할 수 있다.
도 6은 사용자가 알파벳 'A'를 미리 정해진 방향이나 순서에 따라 손가락으로 가리키며 움직이도록 안내하는 화면(40)을 나타낸다. 사용자는 호흡기로 '에이' 또는 '후' 등의 발성 호흡과 함께 왼손과 오른손 중 어느 하나 또는 순차적으로 화면(40)의 순서 1 내지 순서 3을 따라 순서대로 특정 손가락을 이동시킬 수 있다.
알파벳 'A'에 대하여 본 시스템은 사용자가 배에 힘을 주며 발성호흡하면서 혀의 왼쪽으로 힘이 가도록 하는 방식으로 본 동작을 학습할 수 있도록 화면, 음성, 빛, 소리 등을 통해 안내할 수 있다.
이와 유사하게, 알파벳 'B' 내지 'Z'에 대하여 본 시스템은 사용자의 자세와 혀의 자세를 안내하여 사용자가 효과적으로 발성호흡과 함께 쓰기 동작에 의한 인지 학습을 수행하도록 동작할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 실시예의 호흡기로 발성 호흡을 하는 중에 사용자의 손가락으로 따라하기가 안내되는 도형들을 설명하기 위한 예시도들이다.
본 실시예에서는 발성호흡과 함께 쓰기 동작을 할때 사용하는 문자 외에 라인, 특정 패턴의 라인이나 도형을 이용할 수 있다. 라인 또는 특정 패턴의 라인이나 도형은 지각을 자극할 수 있는 것으로서 직선, 파형, 지그재그형, 사각형, 삼각형 또는 원형의 단순 반복 패턴을 포함할 수 있다.
도 7의 (a)는 사용자가 발성호흡을 하면서 직선 성분(라인)을 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 혹은 오른쪽에서 왼쪽으로 손가락을 가리키는데 사용될 수 있다.
도 7의 (b)는 사용자가 원 모양 또는 물결 모양이 일정 간격으로 배열된 형태의 연속 S자 도형(라인)을 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 혹은 오른쪽에서 왼쪽으로 손가락을 가리키며 쓰기 동작을 수행하는데 사용될 수 있다.
도 7의 (c)는 사용자가 삼각형 모양이 측면으로 연속하여 배열된 형태의 지그재그 도형(라인)을 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 혹은 오른쪽에서 왼쪽으로 도형을 따라 손가락을 가리키며 쓰기 동작을 수행하는데 사용될 수 있다.
도 7의 (d)는 사용자가 사각형 모양이 일정 간격으로 배열된 형태의 사각 요철 도형(라인)을 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 혹은 오른쪽에서 왼쪽으로 손가락을 가리키며 쓰기 동작을 수행하는데 사용될 수 있다.
사용자는 호흡기로 '후' 등의 발성 호흡과 함께 왼손과 오른손 중 어느 하나 또는 순차적으로 라인이나 도형을 따라 특정 손가락을 이동시키며 쓰기 동작을 통해 지각 학습을 수행할 수 있다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 시스템은 사용자가 왼손 및 오른손의 손가락 각각, 동시에 또는 번갈아 사용하여 화면에 나열된 다중 원 모양의 도형들 중 어느 하나를 시계 회전 방향으로 혹은 반시계 회전 방향으로 따라 그리면서 발성호흡을 수행하도록 구현될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡기를 이용하는 발성 호흡 지각 학습 시스템에 대한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 발성 호흡 지각 학습 시스템은 호흡기(10), 센서(20), 카운터(32) 및 표시기(34)를 포함한다. 호흡기(10)은 도 1 또는 도 2와 3을 참조하여 앞서 설명한 호흡기에 대응한다.
센서(20)는 호흡이나 공기 흐릅을 감지할 수 있는 미세전자기계시스템(micro electro mechanical system, MEMS)으로 제작된다. MEMS 센서는 이미 잘 알려져 있으므로 그것에 대한 상세 설명은 생략한다. 센서(20)의 일측에는 전원 또는 데이터 송수신을 위한 어뎁터 포트(22)가 구비될 수 있다. 센서(20)는 호흡기(10)에 설치되어 사용자의 호흡발성 시 호흡을 감지할 수 있다.
카운터(32)는 센서(20)의 출력 신호를 받아 호흡의 횟수를 기록할 수 있다. 카운터(32)는 리셋 버튼에 의해 초기화되고, 전원 온오프 스위치의 동작에 따라 활성 혹은 비활성될 수 있다.
표시기(34)는 카운터(32)에 연결되어 카운터(32)에 기록되는 호흡 횟수를 LED(light emitting diode)를 통해 표시할 수 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 발성 호흡 지각 학습 시스템은 카운터(32)에 연결되는 제어부를 더 구비할 수 있다. 제어부는 카운터(32)의 기록 정보(호흡 횟수)가 미리 설정된 기준에 도달하면 카운터를 초기화하거나 본 발성호흡 동작을 종료 혹은 종료 안내하도록 동작할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 카운터(32)와 표시기(34)를 센서(20) 외부에 별도의 구성와 같이 도시하였지만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 카운터(32)와 표시기(34)가 센서 하우징 내에 일체로 구비되는 것도 가능하다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡기를 나타내는 도면이다. 도 11은 도 10의 호흡기를 이용하는 발성 호흡 지각 학습 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 발성 호흡 지각 학습 시스템은 호흡기(10), 센서(20a), 카운터(32) 및 표시기(34)를 포함한다. 카운터(32)와 표시기(34)는 단일 하우징(30)에 의해 일체로 형성될 수 있다.
호흡기(10)은 도 1 또는 도 2와 3을 참조하여 앞서 설명한 호흡기에 대응한다.
센서(20a)는 호흡이나 공기 흐릅을 감지할 수 있는 마우스 마이크로 스위치(mouse micro switch, MMS)(21)를 구비한다. MMS(21)는 사용자의 호흡에 따라 발생하는 공기 흐름에 의해 스위치 접점이 접촉하도록 이루어진다. MMS(21)는 카운터(32)에 전기적으로 연결되어 스위치 동작 신호를 카운터(32)에 전달할 수 있다. MMS(21)는 미니 광터치 스위치(mini light touch switch)로 대체 사용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발성 호흡 지각 학습 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 발성 호흡 지각 학습 시스템(50; 본 시스템)은, 사용자 감지부(51), 호흡기 액추에이터 활성부(52), 손가락 이동 안내표시부 활성부(53), 호흡기 액추에이터(54) 및 손가락 이동 안내표시부(55)를 포함한다.
사용자 감지부(51)는 발성 호흡 지각 학습 시스템(50) 앞에 위치하는 사용자를 감지한다. 사용자 감지부(51)는 서 있거나 앉자 있는 사용자를 그 무게를 통해 감지하거나, 빛 반사를 통해 감지하거나, 사용자의 생체 인식 감지 수단을 통해 사용자를 인식할 수 있다. 생체 인식은 지문, 얼굴, 홍채 등 기존의 다양한 생체 수단 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
호흡기 액추에이터 활성부(52)는 사용자 감지부(51)로부터의 감지 신호에 따라 호흡기가 설정 위치 예컨대 사용자 입 앞에 위치하도록 호흡기를 지지하는 스탠트 유닛의 액추에이터를 활성화한다. 호흡기 액추에이터 활성부(52)는 감지 신호의 입력에 따라 동작하는 액추에이터의 전원 온 스위치에 대응할 수 있다.
손가락 이동 안내표시부 활성부(53)는 사용자 감지부(51)로부터의 감지 신호에 따라 디스플레이 장치를 활성화하거나 디스플레이 장치에서 출력되는 손가락 이동 안내표시 프로세스를 활성화할 수 있다. 손가락 이동 안내표시부 활성부(53)는 감지 신호의 입력에 따라 동작하는 디스플레이 장치의 전원 온 스위치이거나 손가락 이동 안내표시 프로세스를 호출하는 호출 모듈에 대응할 수 있다.
호흡기 액추에이터(54)는 입력 신호 또는 제어 신호에 따라 호흡기를 기설정 위치에 이동시킨다. 호흡기 액추에이터(54)는 공압 또는 유압 피스톤이나 모터 등을 구비할 수 있다.
손가락 이동 안내표시부(55)는 사용자의 입력 신호 또는 제어부의 제어 신호에 따라 손가락 이동 안내표시를 수행한다. 손가락 이동 안내표시부(55)는 사용자가 화면에 표시되는 문자나 도형 상의 혹은 주변의 안내표시를 따라 사용자가 손가락으로 쓰기 동작을 수행할 수 있도록 동작한다. 안내표시는 문자나 도형 자체가 발광하거나 다른 색상으로 표시되는 방식, 문자나 도형 주위에 안내선이나 화살표가 표시되는 방식, 안내 문구가 음성 출력되는 방식 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡기를 이용하는 발성 호흡 기반 지각 학습 방법에 대한 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 발성 호흡 기반 지각 학습 방법은 먼저 본 시스템에 결합된 호흡기 또는 본 시스템의 손가락 이동 안내표시부의 전방에 위치하는 사용자를 감지한다(S21). 사용자의 감지는 적외선 센서, 중력 센서, 생체 인식 수단 등이 이용될 수 있다.
다음, 감지하는 단계를 통해 사용자 존재가 감지되면, 호흡기의 이동을 제어하는 액추에이터와 손가락 이동 안내표시부를 활성화한다(S22).
다음, 사용자의 발성호흡이 입력되도록 일단부에 헤드부가 결합된 호흡기의 타단부를 사용자 측으로 제공하고, 사용자의 발성호흡을 감지한다(S23). 여기서, 본 시스템은 본 시스템에 결합된 스탠드 유닛의 이동을 제어하는 액추에이터를 제어하여 스탠드 유닛에 의해 지지되는 호흡기가 사용자의 입 앞에 위치하도록 동작할 수 있고, 호흡기에 설치되는 센서를 통해 사용자의 호흡을 감지할 수 있다.
다음, 본 시스템은 지각 학습을 위한 한글 자음 형태, 한글 모음 형태, 영문자 형태, 연장선 형태 또는 다중 동심원 형태의 문자나 모양을 손가락 이동 안내표시부를 통해 표시하여 호흡기의 사용자가 손가락으로 가리키면서 따라 움직일 수 있도록 안내할 수 있다(S24). 안내하는 단계에서는 한글 자음 형태, 한글 모음 형태, 영문자 형태, 파형 라인 등의 특정 패턴의 선 모양 형태에 대하여 서로 다른 복수의 안내 방향을 표시하도록 이루어질 수 있다.
한편, 본 시스템은 호흡기에 설치되는 센서를 통해 발성호흡의 횟수를 카운트할 수 있다(S25). 또한, 본 시스템은 발성호흡의 횟수가 목표 카운트에 도달할 때 현재의 발성호흡 기반 쓰기동작(인지) 학습 과정에 대한 종료를 안내하거나 본 과정을 종료하도록 구현될 수 있다(S26).
전술한 실시예들에 의하면, 한글발성과 손가락체조 및 한글 뇌운동(자음/모음) 학습 활동이 뇌파 활동에 영향을 미쳐 치매 재활에 기여할 수 있다. 특히, 문자와 특정 패턴의 쓰기 동작과 결합시킨 발성호흡을 통해 신체 활성화와 더불어 뇌를 활성화시킬 수 있다. 이러한 방법에 의하면, 신체 건강증진을 꾀할 수 있을 뿐만 아니라 치매 재활에 유의미하게 기여할 수 있다.
또한, 본 발명의 발명자가 유사한 아이디어에서 시작하여 먼저 개발을 완료한 한글발성 뇌운동 시스템이 등록특허공보 제10-1914572에 개시되어 있다. 본 발명도 이 공보에 기재된 효과와 유사한 효과를 얻을 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 호흡기를 이용하는 발성 호흡 기반 지각 학습 방법으로서,
    호흡기 또는 상기 호흡기의 손가락 이동 안내표시부의 전방에 위치하는 사용자를 감지하는 단계;
    상기 감지하는 단계를 통해 사용자 존재가 감지되면, 상기 호흡기의 이동을 제어하는 액추에이터와 상기 손가락 이동 안내표시부를 활성화하는 단계;
    상기 활성화하는 단계 후에 사용자의 호흡이 입력되도록 일단부에 헤드부가 결합된 호흡기의 타단부를 제공하는 단계; 및
    상기 손가락 이동 안내표시부를 통해 호흡기의 사용자가 손가락을 가리킬 수 있도록 안내하는 단계;를 포함하며,
    상기 손가락 이동 안내표시부는 지각 학습을 위한 한글 자음 형태, 한글 모음 형태, 영문자 형태, 연장선 형태 또는 다중 동심원 형태를 구비하는 발성 호흡 기반 지각 학습 방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 안내하는 단계는 상기 한글 자음 형태, 한글 모음 형태 또는 영문자 형태의 손가락 이동 안내 표시에 서로 다른 복수의 안내 방향 표시를 포함하는 발성 호흡 기반 지각 학습 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 호흡기는,
    사용자 신체의 기관지, 가슴, 횡경막, 복부, 대장, 윗배, 아랫배 및 엉덩이뼈 중 어느 하나에 대응하여 상기 사용자의 호흡량을 제어하는 헤드부; 및
    상기 헤드부가 교체 가능하게 결합하는 일단부를 구비하는 몸체부를 포함하며,
    상기 헤드부는 상기 기관지, 가슴, 횡경막, 복부, 대장, 윗배, 아랫배 및 엉덩이뼈 중 어느 하나에 대응하는 유동 채널과 개구 최소 단면적을 구비하고,
    상기 몸체부는 사용자의 입술이 닿는 부분에 구비되는 오목부, 및 상기 일단부와 마주하는 타단부에서 공기 또는 호흡이 상기 타단부에서 상기 일단부로 유동가능하게 구비되는 내부 유로를 구비하고,
    상기 개구 최소 단면적은, 상기 기관지의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 6㎜, 상기 가슴 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 5㎜, 상기 횡경막 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 7㎜, 상기 복부 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 6㎜, 상기 대장의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 1㎜, 상기 윗배 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 5㎜, 상기 아랫배 부분의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 3.5㎜, 상기 엉덩이뼈의 활성을 위한 호흡량 제어에 사용되는 헤드부에서 1㎜인, 발성 호흡 기반 지각 학습 방법.
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