KR102210708B1 - 모든 밑창에 통합 가능한 소형 전자 박스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자의 자세 및 보행을 분석 및 정량화하는 시스템에 관한 것으로, 전자 박스(100, 101, 102)가 각각 제공된 한 쌍의 밑창들(11, 12)을 포함하고, 각각의 박스는 관성 플랫폼, 데이터 처리 모듈(120, 121, 122), 데이터 저장 모듈(130, 131, 132), 통신 수단(140, 141, 142), 및 전원 (150)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모든 밑창에 통합 가능한 소형 전자 박스
본 발명은 신발(shoes) 분야 또는 보다 일반적으로 신발류(footwear) 분야에 관한 것이다. 본 발명은 보다 구체적으로 커넥티드(connected) 신발 밑창을 위한 전자 박스(electronic box)에 관한 것이다.
좀 더 정확하게는, 그것은 2개의 박스들로 구성된 생체 역학적 데이터 측정 시스템인데, 동일한 쌍의 2개의 신발 밑창들에 하나씩 각각 배열되어 있으며, 사용자의 운동, 보행 패턴, 자세 또는 균형에 관한 정보 또는 매우 일반적으로 사용자의 보행, 달리기 또는 활동 등에 관한 정보를 수집하고 사용하도록 설계되어 있다.
신발은 휴식, 공식, 스포츠, 의료, 전문 또는 단순히 레크리에이션 용도를 위한 것일 수 있다. 신발은 주로 밑창, 발바닥을 보호하고 발꿈치까지 뒷부분에서 다소 올라간 아래 부분, 다른 한편으로, 갑피, 발을 감싸는 윗부분으로 구성된다. 신발은 발목으로 제한되거나 하이 슈즈(high shoes)일 수 있다. 밑창은 두 부분으로 만들 수 있다. 사용자의 발과 직접 접촉하는 상부 밑창 층, 및 지면 또는 보다 일반적으로 외부 환경과 직접 접촉하는 하부 밑창 층. 신발에는 탈착식(removable) 밑창이 포함될 수도 있다. 이 특정한 경우에, 이 밑창은 또한 적어도 하나의 상부 밑창 층 및 하나의 하부 밑창 층으로 구성된다.
밑창은 그것이 안창(insoles)이든 겉창(outsoles)이든 신발 전체이든, 발을 지면으로부터 보호하는 본래의 역할을 한다. 패션과 그것의 변덕에 따라 다양한 부산물과 기능을 위한 공간을 마련하기 위해 이들의 형상이 변화한다. 그럼에도 불구하고, 수 년 동안, 새로운 정보 기술은 새로운 요구를 수반해 왔으며 신발류의 세계는 이러한 움직임의 일부였다. 전자 공학의 발달로 인해 넓은 범위의 기능을 갖춘 소위 커넥티드 밑창과 신발이 등장했다.
커넥티드 밑창들 또는 신발들 중에, 복수의 기능들을 수행하기 위해 상이한 시스템들이 존재한다. 일부 시스템들은 단일의 커넥티드 신발 또는 밑창을 사용하여 구현된다. 예를 들어, 문서 EP 1970671 및 문서 WO 2011157870은 각각 스포츠 성능을 모니터링하고 개선하기 위해 사용자가 상이한 변수들(이동 거리, 사용 시간, 소모된 칼로리 등)를 제어할 수 있도록 설계된 지능형 신발을 기술한다. 단일의 박스를 기반으로 하는 이 장치는 가속도계만을 사용하고 자이로스코프를 사용하지 않으며 보행 패턴이나 자세를 감지하지 않는다. 이들 시스템들은 사용자의 보행을 세밀하게 분석하거나 품질 데이터를 생성할 수 없다.
두 개의 커넥티드 신발들 또는 동일한 쌍의 밑창들에 센서들을 구현하는 다른 시스템들이 만들어졌다. 이들 시스템에서, 센서들은 종종 신발들 또는 밑창들에 분산되어, 한편으로는 사용자 편의성을 손상시키고, 다른 한편으로는 신발의 제조와 관련된 상당한 추가 비용을 초래한다. 예를 들어, 문서 US 2017/0241797은 만보계(pedometer)와 가속도계를 통해 사용자가 걸음 수를 세고 달리기와 정상 보행을 구별하는 장치를 기술한다. 그러나 이 장치는 속도 이외의 파라미터들에 대한 정보를 제공하지 않는다. 또한, 이 장치에는 하나의 만보계와 하나의 가속도계만 포함되어 있어 고급 보행 파라미터 값들을 생성할 수 없다. 다른 예에서, 문서 US 2017/0188950는 압력 센서와 가속도계가 장착된 신발을 제안한다. 이 신발은 걸음 수 또는 걷는 동안 발이 위치하는 방식과 같은 착용자의 신체활동들에 대한 통계를 블루투스를 통해 연결된 스마트 폰으로 전달할 수 있다. 문서 US 2017/303827에 관해서는 사람의 보행을 연구하기 위한 센서들이 있는 커넥티드 밑창 장치에 대해 설명한다. 가속도계와 자이로스코프가 장착된 이 장치는 두 밑창들 사이에서 교환되어 단말기로 전송되는 생체 역학적 데이터를 수집한다. 그러나, 이 장치의 다양한 구성 요소들, 특히 대부분의 데이터를 수집하는 압력 센서들이 밑창 전체에 걸쳐 분산되어 있다.
또한, 밑창에 분포된 수많은 센서들(예를 들어 압력 센서들)의 존재에 기초한 이 장치들은 더 짧은 서비스 수명을 가지며, 종종 이러한 밑창의 사용을 제한할 수 있는 비교적 높은 두께를 갖는다. 또한, 계산들이 일반적으로 실시간으로 수행되지 않으므로 높은 데이터 및 에너지 저장 요구 사항이 발생한다.
자세를 식별하기 위해 압력 센서들을 사용하는 밑창들이 있지만, 이러한 기술 솔루션은 지금까지 시장성 있고 효과적인 제품을 만들지 못했다.
따라서, 컴팩트하고 자율적이며 저항성(resistant)이 있으면서 보행을 정밀하게 분석하기 위한 원시 품질 데이터를 생성하기에 충분한 센서들을 모을 수 있는 2개의 커넥티드 신발들 또는 밑창들이 장착된 새로운 시스템이 필요하다.
본 발명은 종래 기술의 단점들을 극복하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 사용자가 특히 커넥티드 밑창들 각각에 설치된 전자 박스를 통해 자신의 발의 정확한 자세 및 보다 일반적으로 자신의 보행 또는 활동에 관한 정보에 액세스(access)할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 컴팩트하고, 저항성이 있으며, 고도로 자율적이며, 바람직하게는 최소의 에너지를 소비하는 데이터 처리를 수행하도록 구성된 보행을 정량화하기 위한 솔루션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 사용자의 자세 및 보행을 분석하고 정량화하는 시스템에 관한 것으로서, 한 쌍의 밑창들에 통합되도록 구성된 2개의 전자 박스들을 포함하고, 제1 박스는 제1 밑창에 통합되도록 구성되고, 제2 박스는 제2 밑창에 통합되도록 구성되고, 각각의 박스는
- 상기 한 쌍의 밑창들의 사용자의 자세, 활동 또는 보행에 관한 데이터 세트를 생성하도록 구성된 관성 플랫폼;
- 사전 정의된 알고리즘에 따라 수집된 데이터 세트를 사전 처리하고 상기 한 쌍의 밑창들의 사용자의 자세, 활동 또는 보행에 관한 정보를 생성하도록 구성된 데이터 처리 모듈;
- 처리 모듈에 의해 생성된 정보를 저장하도록 구성된 데이터 저장 모듈;
- 밑창들 중 적어도 하나 밑창의 전자 박스가 사용자에 대해 생성된 정보를 외부 단말기 및/또는 다른 제2 밑창의 다른 박스로 전송하도록 구성된 통신 수단; 및
- 전원;을 포함한다.
이러한 시스템은 사용자의 보행을 확실하게 추적할 수 있게 한다. 실제로, 관성 플랫폼을 보호하는 박스를 각각 포함하는 한 쌍의 밑창들의 존재는 각 발의 움직임을 독립적으로 모니터링할 수 있게 한다. 관성 플랫폼은 사용자의 자세, 움직임, 운동, 균형 및 환경, 그리고 보다 일반적으로 사용자의 발의 활동과 관련되거나 보행으로서 자격이 되는 모든 것들을 3차원으로 분석한다. 관성 플랫폼은 다른 위치들을 알아 차릴 수 있을 뿐만 아니라 사용자의 운동, 패턴 또는 더 일반적으로 보행인 것 같은 결함들 또는 이상 징후들도 감지할 수 있다. 또한, 상기 전자 박스는 계산 모듈 및 전원을 포함한, 모든 센서들과 같은 자율적 동작에 필요한 모든 전자 부품을 포함하기 때문에, 시스템의 견고성(robustness)을 증가시킬 수 있다. 이 박스는 유리하게 독특하고 컴팩트하며 소형화될 수 있다.
또한, 종래 기술에서 제안된 시스템들과 달리, 계산은 전자 보드의 펌웨어에 대응할 수 있는 데이터 처리 모듈을 통해 단독으로 수행된다. 이러한 방식으로, 데이터는 전자 박스에서 거의 실시간으로 처리되고 비교되어 외부 단말기에서 시각화를 위해 전송될 수 있다. 이러한 시스템은 저장 모듈의 메모리에 대한 부하를 줄이고 시스템의 자율성을 높일 수 있다.
본 발명의 다른 선택적 특징에 따르면:
상기 박스들은 다음과 같이 구성된다. 제1 박스의 관성 플랫폼에 의해 생성된 원시(raw) 데이터는 제1 박스의 데이터 처리 모듈에 의해 제1 처리 단계를 겪고, 처리된 데이터는 제2 박스로 전송되고, 제2 박스의 데이터 처리 모듈에 의해 추가로 처리된다. 따라서, 특히, 상기 박스들은 제1 박스가 자신의 밑창으로부터 데이터를 수신하여 이를 제2 박스로 전송하도록 구성되며, 제2 박스는 수신한 데이터를 자체 데이터와 비교하여 처리하고 사용자의 보행 또는 발의 자세에 대한 정보를 생성한다. 그 정보는 그 후 상기 박스들 중 하나에 의해 실시간(real time)으로 또는 지연 방식(delayed manner)으로 외부 단말기로 전송된다.
상기 박스들은 제1 박스의 관성 플랫폼에 의해 생성된 원시 데이터가 제2 박스로 전송되고, 제2 박스의 데이터 처리 모듈에 의해 처리되도록 구성된다.
상기 제1 및 제2 박스에 포함된 데이터 처리 모듈들은 각각의 박스의 관성 플랫폼에 의해 생성된 원시 데이터를 미리 결정된 패턴들과 비교하고 상기 원시 데이터의 미리 결정된 패턴들과의 유사성 값들을 생성하도록 구성되고, 상기 미리 결정된 패턴들은 미리 결정된 움직임 카테고리에 대응하고, 상기 처리 모듈 중 하나는 또한 상기 제1 박스의 유사성 값들과 상기 제2 박스의 유사성 값들로부터 일정 기간에 걸쳐 생성된 상기 원시 데이터를 나타내는 움직임 카테고리를 선택하도록 구성된다. 따라서, 최소한의 에너지 및 메모리 소비로 움직임 카테고리를 식별할 수 있다.
상기 박스들 각각은 하나 이상의 가속도계 및 하나 이상의 자이로스코프로 구성되고 다른 센서들, 특히 자력계, 기압계 및 고도계가 추가될 수 있는 관성 플랫폼이 제공된 전자 보드를 포함한다.
상기 박스들 각각은 상기 전자 보드 및 상기 전원에 더하여, 상기 밑창에 배치된 GPS 및/또는 모든 유형의 센서들, 특히 생리 센서, 압력 센서, 온도 센서 또는 모든 에어컨 시스템에 연결될 수 있다.
상기 박스들 각각은 예를 들어 블루투스 또는 ANT+ 타입의 단파 또는 고주파 신호들을 통해 제2 박스와 통신하고/하거나 외부 단말기와 직접 통신할 수 있도록 설계된다. 예를 들어, 이는 발의 자세, 움직임 및 활동에 대한 자신의 정보를 교환하기 위함이다. 각각의 박스는 발로부터 자신의 관성 플랫폼 및 센서들을 통해 데이터를 수신한다. 특히, 제1 밑창의 제1 전자 박스는 예비 사용자 데이터를 다른 밑창의 제2 박스로 송신하도록 구성되고, 상기 제2 박스는 보행 정보를 외부 단말기(20)로 송신하도록 구성된다.
각각의 전자 박스는 적어도 하나의 지지 패드(104), 바람직하게는 적어도 2 개의 지지 패드(104)를 포함한다.
각각의 전자 박스는 20g 미만이다.
각각의 전자 박스는 7 mm 이하의 두께를 갖는다.
각각의 전자 박스는 가장 큰 면에서 10 cm2 이하의 표면적을 갖는다.
각각의 전자 박스는 외부 케이싱을 포함하고, 상기 외부 케이싱은 본질적으로 1Hz의 주파수에서 1000N의 100,000 이상의 충격 또는 2.6Hz의 주파수에서 3000N의 100,000의 충격에 대응하는 높은 기계적 응력(사용 조건-밑창 또는 신발에 삽입된 박스-에서 평가 및 시험됨)을 견딜 수 있는 열가소성 재료로 만들어지고, 또한, 상기 박스는 IP56 이상의 수준에서 먼지 및 습기에 견딘다.
본 발명에 따른 시스템은 하나 이상의 안드로이드, IOS 또는 다른 애플리케이션을 상기 외부 단말기를 통한 사용자와의 안전한 데이터 공유와 연관시킬 수 있다.
상기 전자 박스의 상기 전원은 충전지일 수 있고, 이는 아래의 여러 기술들에 의해 재충전될 수 있다.
- 상기 밑창과 같은 높이의 커넥터를 갖는 충전기에 의해;
- 보행으로부터 전기 에너지를 공급할 수 있는 압전 장치와 같은, 상기 밑창에 통합된 기계적 재충전 장치를 갖는 충전기에 의해;
- 비접촉 장치, 예를 들어 유도에 의한 비접촉 장치를 갖는 충전기에 의해; 또는
- 광발전 장치를 갖는 충전기에 의해.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 방법에 대한 것이다. 예를 들어, 한 쌍의 밑창들에 통합된 2개의 전자 박스들을 포함하는 시스템 내에서 구현되는 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 방법으로서, 제1 박스는 제1 밑창에 통합되고, 제2 박스는 동일한 쌍의 밑창들의 제2 밑창에 통합되며, 각각의 박스는 관성 플랫폼, 데이터 처리 모듈, 처리 모듈에 의해 생성된 정보를 저장하도록 구성된 데이터 저장 모듈, 통신 수단 및 전원을 포함하고, 상기 방법은
- 상기 제1 및 제2 박스에 포함된 관성 플랫폼들에 의해 원시 데이터를 생성하는 단계, 상기 원시 데이터는 일정 기간 동안 생성되고 사용자의 보행의 함수(function)이며,
- 상기 제1 및 제2 박스에 포함된 데이터 처리 모듈에 의해 상기 원시 데이터를 사전 처리하는 단계, 이 단계는 상기 원시 데이터를 미리 결정된 패턴들과 비교하고 상기 원시 데이터의 상기 미리 결정된 패턴들과의 유사성 값들을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 미리 결정된 패턴들은 미리 결정된 움직임 카테고리에 대응함,
- 통신 모듈에 의해, 유사성 값들을 상기 제2 박스로부터 상기 제1 박스로 전송하는 단계를 포함하는, 상기 제1 박스와 상기 제2 박스 사이에 통신하는 단계, 및
- 상기 제1 박스의 유사성 값들과 상기 제2 박스의 유사성 값들로부터, 상기 일정 기간에 걸쳐 생성된 상기 원시 데이터를 나타내는 움직임 카테고리를 상기 제1 박스에 의해 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 선택적 특징들에 따르면,
상기 방법은 상기 선택된 움직임 카테고리와 관련된 카운터를 증가시키고 상기 카운터의 새로운 값을 저장하는 단계를 더 포함한다.
상기 사전 처리하는 단계는 상기 제1 및 제2 박스에 의한 보행 파라미터들의 예비 값들을 계산하는 하위 단계를 포함한다. 특히, 상기 사전 처리하는 단계는 상기 제1 및 제2 박스에 의해 보행 파라미터들의 예비 값들을 계산하는 하위 단계를 포함하고, 상기 보행 파라미터의 상기 예비 값들은 상기 통신 모듈에 의해 상기 제2 박스에서 상기 제1 박스로 전송되고, 상기 방법은 이어서 보행 파라미터들의 통합된 값을 생성하기 위해 상기 제2 박스의 보행 파라미터들의 예비 값들을 상기 제1 박스의 보행 파라미터들의 예비 값들과 비교하는 단계를 포함한다. 또한, 이 경우, 상기 방법은 보행 파라미터들과 관련된 카운터를 수정하고 상기 카운터의 새로운 값을 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 유지될 보행 파라미터들의 예비 값들을 선택하기 위해 상기 제2 박스의 보행 파라미터들의 예비 값들 및 상기 제1 박스의 보행 파라미터들의 예비 값들을 처리하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 사용자의 복수의 미리 결정된 보행 패턴들을 정의하는 것을 포함하는 선행 학습 단계를 포함한다. 이러한 미리 결정된 보행 패턴들은 유리하게는 걷기, 계단 오르기, 점핑과 같은 움직임 카테고리들과 연관되어 있다.
본 발명의 다른 장점들 및 특징들은 다음을 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 예시적이고 비제한적인 예로서 주어진 다음 설명을 읽을 때 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 밑창들의 상부의 종단면도로서, 각각은 박스로 대체되는 캐비티를 포함하고, 박스들의 각각의 안테나는 각각의 발을 향하는 외부 에지에 위치됨.
도 2는 특히 전자 보드, 충전지, 커넥터 및 안테나를 포함하는 위에서 본 열린 전자 박스.
도 3은 특히 충전지, 전자 보드 및 두 부분의 외부 케이싱을 포함하는 분해 및 단면도의 전자 박스.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 대표 다이어그램.
본 발명의 측면들은 본 발명의 실시예들에 따른 방법들, 장치(시스템들) 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 흐름도 및/또는 블록도를 참조하여 설명 될 것이다.
도면들에서, 흐름도 및 블록도는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 시스템들, 프로세스들 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 가능한 구현들의 아키텍처, 기능 및 동작을 도시한다. 이와 관련하여, 흐름도 또는 블록도의 각 블록은 하나 이상의 지정된 논리 함수들을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령들(instructions)을 포함하는 시스템, 장치, 모듈 또는 코드를 나타낼 수 있다. 일부 구현들에서, 블록들과 연관된 기능들은 도면에 도시된 것과 다른 순서로 나타날 수 있다. 예를 들어, 연속으로 도시된 2개의 블록들은 실제로 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 또는 관련된 기능에 따라 블록들이 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 블록도 및/또는 흐름도의 각 블록 및 블록도 및/또는 흐름도의 블록들의 조합은 특정 기능들을 수행하거나 특수 하드웨어 및 컴퓨터 명령들의 조합을 수행하는 특수 하드웨어 시스템에 의해 구현될 수 있다.
"밑창"은 지면으로부터 사용자의 발을 분리하기 위한 물체를 의미한다. 신발은 사용자의 발과 직접 접촉하는 상부 밑창 층 및 지면 또는 보다 일반적으로 외부 환경과 직접 접촉하는 하부 밑창 층을 포함할 수 있다. 신발은 탈착식(removable) 밑창을 포함할 수도 있다.
이하의 설명에서, 본 발명의 의미 내에서 "보행"은 사용자의 자세, 움직임, 운동 및 균형에 대응한다. 균형은 특히 신체의 안정성, 더 구체적으로는 사용자의 무게 중심의 안정성에 연결된 자세 균형에 대응한다. 그럼에도 불구하고 균형은 정적 및 동적 균형도 통합할 수 있다.
"보행 정량화"는 본 발명의 의미 내에서 예를 들어, 사용자의 발의 궤적 또는 움직임에 대한 점수, 순위 또는 마크(mark)와 같은 하나 이상의 값들의 할당에 대응한다. 이 보행 정량화는 보행을 나타내는 하나 이상의 생체 역학적 파라미터 값을 얻을 수 있게 하며 많은 상이한 선형 또는 비선형 크기 스케일들(예를 들어, 1, 5, 10, 100)에 기초하여 수행될 수 있다.
"생체 역학적 파라미터" 및 보다 구체적으로는 "움직임 데이터로부터 계산된 파라미터"는 본 발명의 의미 내에서, 사용자의 발의 측정된 궤적을 하나 이상의 값들로 변환한 결과를 의미한다.
"모델"또는 "규칙" 또는 "알고리즘"은 본 발명의 의미 내에서 미리 정의된 그룹들(Y) 내에서 데이터의 분류 또는 분할을 통해 값을 계산하기 위한, 그리고 분류 내에서 점수를 할당하거나 하나 이상의 데이터를 순위 매기기 위한 유한한 동작 시퀀스 또는 명령어로 이해되어야 한다. 이 유한한 동작 시퀀스의 구현은, 예를 들어, X를 관찰한 Y를 재현할 수 있는 함수(f)의 구현을 사용하여, 일련의 특성들 또는 파라미터들 X에 의해 기술된 관측값에 레이블 Y를 할당할 수 있게 한다.
Y = f (X) + e
여기서 e는 노이즈 또는 측정 오차를 나타낸다.
"패턴"은 사용자가 걷거나 뛸 때 발을 떼는(unroll) 방식을 의미한다.
"프로세스", "계산", "결정", "디스플레이", "변환", "추출", "비교" 또는 보다 광범위하게 "실행 가능한 조작(operation)"은 본 발명의 의미 내에서 문맥이 달리 지시하지 않는 한 장치 또는 프로세서에 의해 수행되는 동작(action)을 의미한다. 이와 관련하여, 조작들(operations)은 정보를 저장, 전송 또는 표시하기 위한 컴퓨터 시스템 또는 기타의 메모리에서 물리적(전자적) 수량으로 표현된 데이터를 조작하고 변환하는 데이터 처리 시스템(예를 들어 컴퓨터 시스템 또는 전자 컴퓨팅 장치)의 동작들(actions) 및/또는 프로세스들(processes)을 지칭한다. 이러한 조작들은 애플리케이션이나 소프트웨어를 기반으로 할 수 있다.
"애플리케이션", "소프트웨어", "프로그램 코드"및 "실행 가능 코드"라는 용어는 특정 기능을 (예를 들어 다른 코드로 변환한 후에) 직간접적으로 수행하기 위해 데이터 처리를 야기하도록 설계된 명령들의 세트에서의 표현, 코드 또는 표기법을 의미한다. 프로그램 코드의 예들은 서브 프로그램, 함수, 실행 가능한 애플리케이션, 소스 코드, 오브젝트 코드, 라이브러리 및/또는 컴퓨터 시스템에서 실행되도록 설계된 임의의 다른 시퀀스의 명령을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
"플라스틱 복합재"는 본 발명의 의미 내에서 2개 이상의 섞이지 않는(immiscible) 성분들을 포함하는 다성분 물질을 의미한다. 적어도 하나의 성분은 중합체(열가소성 또는 열경화성)이고 다른 성분은 섬유 보강재(fibrous reinforcement)와 같은 보강재일 수 있다.
"섬유 보강재" 또는 "섬유 기재(fibrous substrate)"는 본 발명의 의미 내에서 스트립(strips), 웹(webs), 브레이드(braids), 심지(wicks) 또는 조각(pieces)의 형태일 수 있는, 여러 단방향 로빙(rovings) 또는 연속적인 필라멘트 매트(filament mat), 직물(fabrics), 펠트(felts) 또는 부직포(non wovens)를 의미한다.
"중합체"는 공중합체 또는 단독 중합체를 의미한다. "공중합체"는 여러 상이한 단량체 단위들을 포함하는 중합체를 의미하고 "단독 중합체"는 동일한 단량체 단위들을 포함하는 중합체를 의미한다.
"열가소성 중합체"는 본 발명의 의미 내에서 일반적으로 실온에서 고체이고, 결정질, 반결정질(semi-crystalline) 또는 비정질일 수 있고, 온도 상승 동안, 특히 유리 전이 온도(Tg)의 통과 후 연화되고, 더 높은 온도에서 흐르는 중합체를 의미한다. 열가소성 물질의 예들은 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리염화비닐(PVC)이다.
"열경화성 중합체"는 중합에 의해 불용성 중합체 네트워크로 비가역적으로 변형되는 플라스틱 물질을 의미한다.
"탈착식(removable)"은 부착 수단이 없기 때문에 또는 부착 수단(예를 들어 노치(notch), 나사(screw), 텅(tongue), 러그(lug), 클립(clip))이 쉽고 빠르게 분해될 수 있기 때문에 부착 수단을 파괴하지 않고도 쉽게 분리, 제거 또는 분해될 수 있는 능력을 의미한다. 예를 들어, 탈착식은, 물체가 분리되도록 의도하지 않는 용접 또는 다른 수단에 의해 물체가 고정되지 않은 것으로 이해되어야 한다.
이 설명에서 그리고 심지어 이전에도, 동일한 구성 요소를 지칭하기 위해 동일한 참조번호가 사용된다.
기존의 장치 또는 시스템은 일반적으로 신발 및/또는 밑창 전체에 분포된 복수의 센서들(예를 들어 압력 센서들)를 갖는다. 이러한 센서들의 분포는 시스템의 견고성(robustness)을 감소시킨다. 또한 이러한 장치나 시스템은 일반적으로 원시 데이터를 생성한 다음 외부 단말기에서 분석한다. 이러한 단점들에 직면하여, 본 발명자는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이 사용자의 보행을 정량화하기 위한 시스템(1)을 개발하였다.
참고로, 양 발은 인체의 모든 뼈의 1/4을 포함한다. 각 발에서 26개의 뼈, 33개의 근육, 16개의 관절 및 107개의 인대가 확인될 수 있다. 발은 서 있는 자세에서 몸무게를 지탱하고 운동(locomotion)을 허용하고, 균형(balance), 제동(damping) 및 추진(propulsion)에 중요한 역할을 한다. 발은 또한 여러 유형의 움직임을 수행한다. 또한, 발에는 거의 7200 개의 신경 말단이 있어서, 모든 질병 및 기타 장애, 특히 신경계 질병이나 장애는 우리 발에서 직접적으로 또는 간접적으로 감지될 수 있으며, 반면에 걷는 또는 이동하는 방식으로부터 감지될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 수 그램의 컴팩트하고 소형화된 박스에 삽입된 자율 기술(autonomous technology)로 구성되며, 이 박스는 동일한 쌍의 신발들의 2개의 안창들 및/또는 겉창들 각각에 삽입된다.
이후에 설명된 선택들은 걷기, 달리기, 점핑 또는 다른 스포츠 활동 중에 반복된 압력 및 힘을 견딜 수 있는 수 그램의 컴팩트하고 소형화된 박스를 발명가들이 얻을 수 있게 한다.
제1 측면에 따르면, 본 발명은 동일한 쌍의 신발들의 2개의 안창들 및/또는 겉창들 각각에 삽입되고, 특히 사용자의 운동, 패턴 또는 균형 또는 매우 일반적으로 사용자의 걷기 또는 활동에 관한 데이터를 수집하는 전자 박스에 통합된 장치에 관한 것이다. 각 발의 자세/이동/활동을 분석하고 결정하기 위해, 특히 블루투스 타입의 단파 또는 고주파 신호를 통해 그것은 다른 밑창의 박스 및 외부 단말기에 통신하고, 상기 박스는 특히 PCBA 유형의 전자 보드 및 전원을 포함하고, 내부 데이터 저장 메모리를 갖는 이 박스는 전용 애플리케이션에 의한 처리를 위해 외부 단말기로 데이터를 전송하기 전에 미리 정의된 알고리즘에 따라 그 데이터를 처리 및 교환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 사용자의 운동, 패턴 또는 균형 또는 매우 일반적으로 사용자의 걷기 또는 활동에 관한 정보를 수집 및 사용하기 위한 시스템에 관한 것이고, 그것은 동일한 쌍의 신발들의 2개의 안창들 및/또는 겉창들 각각에 삽입되고, 특히 각 발의 자세/이동/활동을 분석하고 결정하기 위해 특히 블루투스 타입의 단파 또는 고주파 신호를 통해 다른 밑창의 박스 및 외부 단말기에 통신하는 데이터를 수집하는 전자 박스를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 박스는 특히 PCBA 유형의 전자 보드 및 전원을 포함하고, 내부 데이터 저장 메모리를 갖는 이 박스는 전용 애플리케이션에 의한 처리를 위해 외부 단말기로 데이터를 전송하기 전에 미리 정의된 알고리즘에 따라 그 데이터를 처리 및 교환하는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명은 후술하는 바와 같이 2개의 박스들을 포함하는 시스템에 관한 것이다. 특히, 이는 한 쌍의 밑창들(10)에 통합될 수 있는 2개의 전자 박스들(100, 101, 102)를 포함하는 시스템에 관한 것이며, 제1 밑창에 통합되도록 구성되는 제1 박스 및 제2 밑창에 통합되도록 구성되는 제2 박스를 포함한다.
특히, 본 발명에 따른 시스템(1)은 본 발명에 따른 전자 박스들(100, 101, 102)을 포함하는 한 쌍의 밑창들(10) 및 가능하게는 외부 단말기(20)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 시스템(1)과 관련하여 사용 가능한 밑창들(11, 12)은 예를 들어 신발의 겉창 또는 안창에 해당할 수 있다. 이 밑창은 탈부착이 가능하거나 신발의 바닥 어셈블리(bottom assembly)에 영구적으로 통합될 수 있다.
전형적으로, 상기 한 쌍의 밑창들(10)을 구성하는 밑창들(11, 12)은 각각 전자 박스(100, 101, 102)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 박스(101, 102)는 바람직하게 중창(midsole) 부분에 위치된다.
본 발명에 따른 전자 박스(100)는 도 2에 상세하게 설명되어 있다. 단지 수 그램의 무게 및 작은 크기를 가지는 이 전자 박스(100)는 공간 절약 방식으로 임의의 안창 및/또는 겉창에 적합하다. 이 적은 부피는 사용자의 편의성(comfort)에 대한 영향을 제한하고 산업 프로세스 동안에 이 기술을 밑창에 더 저렴하고 간단하게 통합하여 생산 비용을 최적화 할 수 있는 이점이 있다.
이 전자 박스의 재료의 선택은 그것의 견고함을 보장하고 그것을 밑창에 삽입할 가능성을 보장하기 위해 이루어진다. 실제로, 한편으로는 사람의 체중을 견딜 수 있고, 다른 한편으로는 밑창 또는 신발에 쉽게 삽입될 수 있는 제품을 제조할 수 있어야 한다. 상기 박스의 소형화와 저항성을 결합하는 것은 어려운 일이다. 그러한 박스를 밑창의 편의성을 변경하지 않고 밑창에 삽입할 수 있는 재료를 결정하기 전에 많은 프로토 타입들을 만들어야 했다.
유리하게는, 각각의 전자 박스(100)는 외부 케이싱(103)을 포함하고, 상기 외부 케이싱은 본질적으로 열가소성 복합 재료 또는 열경화성 복합 재료로부터 선택된 플라스틱 복합 유형의 재료로 구성된다. 바람직하게는, 사용되는 물질은 폴리카보네이트와 같은 열가소성 물질을 기초로 하며 나일론 또는 유리 섬유를 포함할 수 있다. 실제로, 폴리카보네이트는 열성형성(thermoformable), 기계적 저항성(mechanically resistant) 및 난연성(flame retardant)이라는 장점을 가지며, 이는 아래에 상세히 설명된 초음파 용접(ultrasonic welding) 공정에서 유리하다.
중합체 재료, 예를 들어 플라스틱 복합 중합체 재료의 선택은 가벼움, 효율적인 신호 전송 및 무엇보다도 강도를 조합할 수 있게 한다. 유리하게는, 케이싱은 둥글고, 즉 95°보다 작은 각도를 갖지 않는다. 이 케이싱 모양은 사용자의 편의성을 향상시킨다.
따라서, 각각의 전자 박스는 바람직하게는 가벼우며, 예를 들어 20 그램 미만, 10 그램 미만, 바람직하게는 8 그램 미만, 더욱 바람직하게는 6 그램 미만의 중량을 갖는다. 또한, 두께는 7 mm 미만, 또는 5 mm 미만, 바람직하게는 4 mm 미만, 더욱 바람직하게는 3 mm 미만의 두께를 가질 수 있다. 이를 통해 신발의 사용자의 편의성을 변경하지 않고도 신발/밑창에 쉽게 통합할 수 있다. 마지막으로, 각각의 전자 박스는, 예를 들어, 가장 큰 면에서 10 cm2 미만의 표면적, 바람직하게는 가장 큰 면에서 표면적 5 cm2 미만, 보다 바람직하게는 4 cm2 미만, 더욱 더 바람직하게는 3 cm2 미만을 갖는다.
바람직하게는, 전자 박스(100)의 외부 케이싱(103)은 용접되는 상부(103a) 및 하부(103b)를 갖는다. 이러한 용접, 예를 들어 초음파 용접은 전자 박스의 내수성(water resistance)을 증가시킨다. 대안적으로, 상부(103a) 및 하부(103b)는 중합체 시일(seal)에 의해 분리될 수 있고 탈착식 고정 수단에 의해 함께 유지될 수 있다. 따라서, 각각의 전자 박스는 두 부분들로 형성된 외부 케이싱 및 외부 케이싱의 두 부분들 사이에 위치된 시일(seal)을 포함할 수 있다.
기계적 저항성을 증가시키기 위해 둥근 형태를 갖는 것이 바람직하고, 완벽한 시일(seal)을 유지하고 전자 보드 및 전원을 포함하는 내부를 습기와 먼지로부터 보호하는 방식으로 조립되어야 한다.
각각의 전자 박스는 발의 움직임의 압력 및 충격력을 견딜 수 있도록 견고하게 하기 위해, 유리하게는 지지 기둥 또는 지지 패드(104)(바람직하게 하나의 패드/cm2)를 일체화한다. 이러한 패드를 삽입하면 상기 박스가 사람의 무게를 더 잘 견딜 수 있다. 유리하게는, 이들 패드 또는 이 낮은 벽은 또한 측정을 왜곡하지 않도록 관성 중심을 고정시키기 위해 전자 보드를 고정시킬 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 본 발명에 따른 전자 박스(100)는 적어도 2개의 지지 패드들(104), 보다 바람직하게는 적어도 3개의 지지 패드들(104) 및 더욱 바람직하게는 적어도 4개의 지지 패드들(104)를 포함한다
또한, 본 발명에 따른 전자 박스(100)는 견고성을 증가시키기 위해 상기 전원과 상기 전자 보드 사이에 위치된 중합체 저벽(polymer low wall)을 포함할 수 있다. 이러한 저벽은 예를 들어 상기 박스의 높이에 대응하는 높이, 0.5와 3 mm 사이의 두께 및 상기 전원 폭의 3/5와 5/5 사이의 길이를 갖는다.
유리하게는, 전자 박스(100)는 적어도 하나의 지지 패드(104)의 통과를 허용하는 적어도 하나의 개구(105), 바람직하게 적어도 2개의 개구들(105)를 갖는 전자 보드를 포함한다.
또한, 시스템의 견고성을 더욱 증가시키기 위해, 각각의 전자 박스는 폴리머 폼(foam)(예를 들어 폴리우레탄, 폴리에테르)과 같은 충격 흡수 재료를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 충격 흡수 재료는 20 kg/m3 내지 50 kg/m3의 밀도를 갖는다. 이러한 보호 폼층은 또한 진동 및 습도로부터 보드를 보호할 수 있다.
바람직하게는, 상기 박스들 각각(예를 들어 좌우 박스)은 다른 박스와 다른 형상을 갖는다. 예를 들어, 다른 박스에 같은 모양으로 존재하지 않는 돌출부가 있다. 이러한 물리적 특성으로 인해 관성 중심을 뒤집지 않고 신발 또는 밑창에 통합된 경우 좌우의 두 박스를 구별할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전자 보드는 그것을 수용하도록 특별히 설계된 상기 박스의 구획에 삽입된다.
다른 실시예에 따르면, 전자 박스(100)는 그 구성 요소의 캡슐화에 의해 형성된다. 예를 들어, 캡슐화는 캡슐화 코팅 또는 수지(예를 들어 실리콘, 에폭시, 폴리우레탄)의 형태를 취할 수 있다. 모든 구성 요소들(예: 관성 플랫폼, 처리 모듈 등)의 캡슐화는 우수한 절연성을 제공하므로 우수한 전기적 특성과 우수한 기계적 보호 기능을 결합한다.
또한, 본 발명에 따른 전자 박스는 밑창들(10)의 사용자의 보행에 관한 데이터 세트를 생성하도록 구성된 관성 플랫폼(110, 111, 112)을 포함한다.
사용자가 걷는 동안, 관성 플랫폼(110)은 X, Y, Z 축을 따라 발의 움직임 파라미터(가속 및/또는 속도, 예를 들어 각속도)를 나타내는 신호들을 획득한다. 또한, 이 데이터는 처리되어 적어도 하나의 가속 신호를 생성할 수 있다. 상기 관성 플랫폼은 예를 들어 하나 이상의 가속도계와 하나의 자이로스코프로 구성된다. 바람직하게는, 여러 가속도계들 및 자이로스코프들을 포함한다.
상기 전자 박스는 또한 3차원의 자기장의 값들에 대응하는 3개의 추가 원시 신호들을 획득하기 위해 하나 이상의 자력계를 포함할 수 있다.
또한, 각각의 전자 박스는 증가된 정확도를 위해 경사계, 기압계, 온도 센서 및 고도계를 포함하는 다른 센서들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자 박스는 미리 정의된 알고리즘을 사용하여 생성된 상기 데이터 세트를 변환하도록 구성된 데이터 처리 모듈(120, 121, 122)을 포함한다. 실제로, 본 발명에 따른 장치 또는 시스템은 안창 및/또는 겉창에 위치된 센서들를 통해 수신된 데이터가 각각의 박스에서 하나 이상의 알고리즘에 따라 처리되도록 하고, 상기 박스는 그것의 밑창/신발로부터 데이터를 수신하여 마스터 박스로 전송하는 슬레이브 박스로서 구성되고, 상기 슬레이브 박스로부터 데이터를 수신하는 상기 마스터 박스(메인 박스)는 그것을 자신의 데이터와 비교하여 처리하고 일반적으로 사용자의 자세 및 특히 발에 대한 정보, 상기 박스가 실시간 또는 지연된 방식으로 단말기로 전송하는 정보를 생성한다.
처리 모듈(120, 121, 122)은 상기 밑창에 배치된 관성 플랫폼 및 추가 센서들에 의해 수집된 데이터에 기초하여, 사용자의 자세, 움직임, 운동, 균형 및 환경, 및 보다 일반적으로 걷기로 자격이 될 모든 것을 3D 분석할 수 있게 한다.
이 처리 모듈은 생체 역학적 보행 파라미터들을 생성하는데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 데이터 처리 모듈(120)은 상기 데이터 세트를 적어도 하나의 생체 역학적 보행 파라미터로 변환 할 수 있으며, 상기 생체 역학적 보행 파라미터는 바람직하게는 자세, 회내(pronation), 회외(supination), 충격력, 충격 구역, 스텝 길이, 접촉 시간, 비행 시간, 절뚝거림, 추진력, 균형 및 사용자와 관련되고 보행, 자세 및 움직임을 설명하는 몇 가지 다른 파라미터들로부터 선택된다.
또한, 상기 데이터 처리 모듈에 의한 처리는 유리하게 데이터를 복수의 단계들로 분할하는 것을 포함할 수있다. 바람직하게는, 상기 데이터 처리 모듈은 한 걸음(step)을 적어도 4개의 단계들로, 예컨대 다음과 같이 분할할 수 있다: (발이 지면에 닿는 정확한 순간에 해당하는) 충격 단계, (뒤꿈치가 충격 단계로부터 지면에서 분리될 때까지 발생하는) 지지 단계, (뒤꿈치가 지면을 떠날 때 시작하고 첫 번째 발가락이 지면을 떠날 때 끝나는) 추진 단계, (첫 번째 발가락이 지면을 떠날 때 시작하고 뒤꿈치가 지면에 닿으면 끝나는) 비행 단계.
특히, 한 걸음(step)의 절단(cutting) 또는 분할(segmentation)은 사용자의 주요 지지 영역을 식별하는 것을 도울 수 있다. 따라서, 시스템은 사용자의 발 및 자세의 가능한 기형(malformations)을 결정하기 위해 사용자의 보행 또는 다른 활동 중 한 걸음의 형상을 측정하는 데 사용될 수 있다.
생성된 정보는 블루투스 타입일 수 있는 신호의 전송에 의해 제2 박스로 전송될 것이다.
전자 박스가 다른 박스 및/또는 단말기와 실시간으로 통신할 수 없는 경우, 수집된 정보를 저장하고, 다시 교환이 가능할 때 수집된 정보를 지연 모드로 전송할 것이다. 수집된 데이터의 이러한 지연된 전송은 각각의 전자 박스에 제공되는 저장 용량을 사용하여 가능해진다.
따라서, 본 발명에 따른 전자 박스는 변환된 데이터 및/또는 처리 모듈에 의해 생성된 데이터의 적어도 일부를 저장하도록 구성된 데이터 저장 모듈(130, 131, 132)을 포함한다. 이미 논의된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치 또는 시스템은 저용량 데이터 저장 모듈로 동작이 가능하도록 되어 있다. 예를 들어, 데이터 저장 모듈(130, 131, 132)은 유리하게는 512KB 미만, 바람직하게는 128KB 미만, 보다 바람직하게는 32KB 미만, 더욱 더 바람직하게는 16KB 미만의 메모리 용량을 가질 수 있다. 특히, 저장 모듈은 CPU상의 가용 메모리에 대응할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자 박스는 통신 수단을 포함한다. 따라서, 특히, 슬레이브 또는 마스터 여부에 관계없이 각각의 박스는 발의 자세/움직임/활동에 관한 자신의 정보, 신발의 안창 및/또는 겉창의 다양한 센서를 통해 수신된 데이터를 교환할 수 있도록 다른 박스와 독립적으로 및/또는 단말기와 직접 통신할 수 있도록 설계된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 전자 박스는 적어도 하나의 밑창의 전자 박스(100)가 변환된 데이터의 적어도 일부를 외부 단말기(20)에 전송할 수 있도록 구성된 제1 통신 수단(140, 141, 142)을 포함한다. 이 데이터는 실시간으로 또는 지연 모드로 외부 단말기(20)로 전송될 수 있다. 외부 단말기(20)는 예를 들어 태블릿, 휴대폰(앵글로색슨 용어로 "스마트 폰"), 컴퓨터 또는 서버와 같은 원격 시스템일 수 있다.
바람직하게는, 각각의 전자 박스는 제1 밑창의 전자 박스(101)가 제2 밑창의 전자 박스(102)와 통신할 수 있도록 구성된 제2 통신 수단을 더 포함하고, 적어도 하나의 데이터 처리 모듈(121, 122)은 한쌍의 밑창들(10)을 구성하는 2개의 밑창들(11, 12), 특히 관성 플랫폼으로부터 생성된 데이터 세트를, 바람직하게는 공동으로, 계산하도록 구성된다. 실제로, 특정 생체 역학 파라미터의 계산에는 두 밑창들의 데이터가 필요하다.
상기 제1 및 제2 통신 수단은 하나의 동일한 수단으로 구성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 통신 수단은 적어도 하나의 통신 네트워크를 통해 데이터를 수신 및 송신할 수 있다. 바람직하게는, 통신은 와이파이, 3G, 4G 및/또는 블루투스와 같은 무선 프로토콜을 통해 동작된다. 바람직하게는, 통신 프로토콜은 BLE 또는 ANT+ 프로토콜이다. 이러한 통신 프로토콜은 저전력 소비를 허용한다.
유리하게는, 사람의 신체 아래에 배치된 박스 내부에 갇히기 때문에, 안테나는 바람직하게는 밑창의 외부를 향한 측면에서 박스 내부에 배치되어야 한다. 실험실 테스트에서 밑창 또는 신발에서 방출되는 신호의 70%가 인체에 흡수됨을 보여 주므로 안테나의 이러한 위치 설정이 바람직하다. 따라서 이 안테나는 발 주변에 위치해야 하며 신호가 항상 외부 단자 및/또는 제2 밑창의 박스로 전송될 수 있는 방향으로 놓여야 한다. 바람직하게는, 안테나는 전자 보드 상에 인쇄된 안테나일 수 있다. 대안적으로, 안테나는 박스의 안쪽에 인쇄될 수 있고 배선에 의해 전자 보드에 연결될 수 있다. 안테나는 바람직하게는 전자 보드와 관련하여 하부에 위치될 수 있다. 따라서, 전자 보드는 안테나와 접촉한다.
또한, 본 발명에 따른 전자 박스는 전원(150, 151, 152)을 포함한다. 전원은 재충전 가능 여부에 관계없이 바람직하게 배터리이다. 바람직하게는 전원은 충전지(rechargeable battery)이다. 또한 그것은 움직임에 의해 재충전하거나 외부 에너지로 재충전하기 위한 시스템과 결합할 수 있다. 특히, 외부 에너지로 재충전하기 위한 시스템은 유선(wired) 재충전 시스템, 유도 재충전 시스템 또는 광발전(photovoltaic) 시스템일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자 박스는 바람직하게는 탈착식(removable) 탭에 의해 보호되는 유선 연결 수단(160)을 포함할 수 있다. 이 유선 연결은 예를 들어 USB 또는 FireWire 포트일 수 있다. 유리하게도, USB 포트는 또한 물 또는 습기에 강하다. 또한, USB 포트는 유리하게는 사용 시에 더 큰 강도를 제공하는 폴리머 빔이 위에 얹혀져 있다. 이 유선 연결 수단은 위에서 언급한 바와 같이 배터리를 재충전 할뿐만 아니라 데이터를 교환하고 예를 들어 전자 박스의 다양한 구성 요소를 운반하는 전자 보드의 펌웨어를 업데이트하기 위해 사용될 수있다.
바람직하게는, 탈착식 탭 또는 USB 커버는 이물질로부터 USB 포트(180)를 보호할 수 있게 한다. 예를 들어, 탈착식 탭을 사용하여 USB 포트를 물이나 먼지로부터 보호할 수 있다. 이러한 탭은 바람직하게는 엘라스토머 또는 폴리우레탄 타입 중합체로 제조될 수 있다.
상기 전자 박스의 이들 다양한 구성 요소는 전자 보드(170) (또는 인쇄 회로 보드) 상에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 전자 박스(100)의 다양한 수단 및 모듈은 도 1 및 도 2에 개별적으로 도시되어 있지만, 본 발명은 예를 들어 여기에 기술된 모든 기능들을 결합하는 단일 모듈과 같은 다양한 유형의 장치를 제공할 수 있다. 마찬가지로, 이러한 수단들은 여러 전자 보드로 나뉘거나 단일 전자 보드에 모일 수 있다.
또한, 시스템(1)은 데이터를 수신할 수 있는 외부 단말기(20)을 갖는다. 외부 단말기(20)는 일반적으로 태블릿, 휴대폰(앵글로색슨 용어로 "스마트 폰"), 게이트웨이, 라우터, 컴퓨터 또는 서버이다. 이 데이터를 원격 서버(30)로 전송할 수 있다. 예를 들어 웹 인터페이스를 통해 이 원격 서버에 액세스할 수 있다.
바람직하게는, 상기 박스들에 의해 전송된 정보를 처리하고 사용자가 본 발명과 상호 작용할 수 있도록하기 위해 전용 애플리케이션이 외부 단말기에 설치된다.
유리하게는, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 2개의 박스들은 바람직하게는 메인 박스 및 보조 박스로서 설정될 것이다. 메인 박스는 2차 밑창이 있는 위치 및/또는 활동에 대한 데이터를 받는다. 메인 박스는 이 데이터를 처리하고 모든 상황에서 정보를 추출한다(예를 들어, 사용자가 무릎을 꿇고 밑창들일 다소 수직으로 들어 올려진 경우, 각 박스는 그 밑창이 지상에 다소 수직으로 들어 올려진 위치에 있음을 알게 되고, 메인 박스가 보조 박스와 동일한 위치에 있음을 알게 되면 사용자가 무릎을 꿇고 있다고 추론할 수 있다).
따라서, 2개의 밑창들이 상이한 위치에 있더라도, 2개의 박스들은 사용자 자세의 변화를 기록하기 위해 각 밑창의 위치를 계속 검출한다. 사용자의 자세를 지속적으로 감지함으로써 시간이 지남에 따라 사용자의 보행, 자세 또는 신체적, 스포츠 또는 전문 활동의 변화를 정확하게 기록하여 상기 장치가 가능한 절뚝거림(limp)와 같은 가능한 모든 이상 징후들을 감지할 수 있다.
상기 박스는 다른 위치들을 기록할뿐만 아니라 운동, 균형 또는 보다 일반적으로 사용자의 보행에 나타나는 결함 또는 이상 징후들을 감지할 수 있다.
상기 메인 박스는 수집된 데이터를 분석 및 저장한 후 정보를 실시간으로 또는 지연된 방식으로 단말기에 전송한다. 각 박스의 저장 모듈을 사용하면 상기 박스들이 외부 단말기에 연결되어 있지 않은 동안은 수집된 대부분의 데이터를 저장할 수 있으므로 사용자에 대한 데이터나 정보가 손실되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보조 박스는 또한 수집된 데이터를 외부 단말기로 전송할 수 있다.
사용자의 보행 및 활동을 분석하는 것 외에도, 본 발명은 발의 자세와 관련된 결함 또는 문제점을 식별하는 것을 목적으로 한다. 이 자세는 특히 걸을 때 사용자의 기계적, 신체적 또는 생리학적 문제를 나타낸다.
발의 자세 및 움직임으로부터, 모든 종류의 정보는 상기 박스에 위치한 전자 보드에 의해 측정된다. 사용자가 부적절한 보행, 불규칙한 걸음, 부적합한 보행 패턴, 감지되지 않은 회내(pronation) 또는 회외(supination)를 가질 수 있다.
이 박스는 사용자의 운동, 패턴 또는 균형, 또는 일반적으로 사용자의 보행 또는 활동의 간단한 분석에 의해 인식될 수 있는, 2개의 발 각각의 자세에 대한 데이터를 분석할 수 있고, 몇몇 이상 징후를 검출할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 바람직하게는 본 발명에 따른 시스템 내에서 구현되는 사용자의 보행을 정량화하는 방법(200)에 관한 것이다.
본 발명자들은 사용자의 편의성을 변경하지 않고, 방법의 에너지 소비를 최소화하면서 사용자의 자세 및 보행을 정량화하기 위해 여러 방법을 시험하였다. 테스트된 대부분의 방법들은 에너지 소비가 너무 높아 에너지 요구 사항이 높아지고 구성 요소가 커져 사용자 편의성에 영향을 준다. 실제로, 본 발명자들은 통상적인 관성 플랫폼 데이터 처리 방법을 시험하는 동안 박스뿐만 아니라 메모리에 저장된 에너지의 과도한 소비를 강조했다. 실제로, 양쪽 발들의 원시 데이터로부터 슬라이딩 윈도우 패턴 분석을 이용하는 것과 같은 종래의 처리 방법으로는, 전력 및 메모리 소비량이 상기 장치의 자율성을 수십 분으로 감소시켰다. 전화, 커넥티드 시계 또는 원격 서버에서 계산을 수행한 경우에도 마찬가지였다.
따라서, 본 발명자들은 밑창에 통합된 박스에서 구현될 수 있는 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 새로운 방법을 개발하였다. 특히, 이 방법은 감소된 메모리 크기(예: 128KB와 512KB 사이)에도 불구하고 걸음걸이에 대한 관련 결과를 제공할 수 있지만 이전 방법들은 훨씬 더 많은 메모리나 훨씬 더 큰 전원이 필요했다.
이를 위해, 본 발명자들은 본 발명의 시스템들 중 하나에 의해 구현될 수 있고, 제1 밑창에 통합된 제1 박스(101) 및 동일한 쌍의 밑창들의 제2 밑창에 통합된 제2 박스(102)를 포함하는 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 시스템 내에 구현하기에 특히 적합한 사용자의 보행(즉, 자세 및 보행)을 정량화하는 방법(200)을 개발하였다. 상기 방법은
- 상기 제1 및 제2 박스에 포함된 관성 플랫폼들에 의해 원시 데이터를 생성하는 단계(230), 상기 원시 데이터는 일정 기간 동안 생성되고 사용자의 보행의 함수(function)임,
- 상기 제1 및 제2 박스에 포함된 데이터 처리 모듈에 의해 상기 원시 데이터를 사전 처리하는 단계(240), 이는 상기 원시 데이터를 미리 결정된 패턴들과 비교하고 상기 원시 데이터와 상기 미리 결정된 패턴들과의 유사성 값을 생성하는 단계를 포함함,
- 상기 제1 박스와 상기 제2 박스 사이에 통신하는 단계(250), 이는 통신 모듈에 의해, 유사성 값들(미리 결정된 패턴들을 갖는 원시 데이터)을 상기 제2 박스로부터 상기 제1 박스로 송신하는 단계를 포함함,
- 상기 제1 박스의 유사성 값들과 상기 제2 박스의 유사성 값들(미리 결정된 패턴을 갖는 원시 데이터)로부터, 상기 기간에 걸쳐 생성된 상기 원시 데이터를 나타내는 미리 결정된 패턴을 상기 제1 박스에 의해 선택하는 단계(260),
- 상기 제1 박스에 의해 고급 보행 파라미터 값을 저장하는 단계(300)를 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 사용자의 복수의 미리 정해진 보행 패턴들을 정의하는 단계를 포함하는 선행 학습하는 단계(210)를 포함한다. 따라서, 주어진 시간 동안 사용자의 움직임, 자세 및 보행의 반복은 기록되고, 복수의 패턴들, 예를 들어 정적 또는 동적 유형에 따라 분류된다. 따라서 특정 동적 패턴은 '걸음(step)'와 같은 사용자의 움직임을 나타내며 정적 패턴은 사용자의 '무릎 꿇기'자세를 나타낸다. 특히, 미리 결정된 패턴들은 이벤트(예를 들어, 상기 이벤트가 걸음일 수 있음)에 대응하는 기간으로 정규화될 수 있다. 이 경우, 상기 걸음은 판-톰킨스(Pan-Tompkins) 방법 또는 최고점의 검출과 같은 상기 걸음의 움직임을 연구하는 고전적인 방법으로 식별될 수 있다. 이는 사용자를 대표하고 사용자 또는 적용 분야에 따라 달라질 수 있는 패턴들을 얻기 위함이다.
본 발명에 따른 방법은 또한 시간 측정 수단, 바람직하게는 시계를 교정하기 위해, 제1 박스에 의한 신호의 방출과 제2 박스에 의한 방출된 신호의 수신을 포함하는 제1 박스와 제2 박스 사이에서 교정 모듈에 의해 교정하는 이전의 단계(220)를 포함한다. 이러한 교정은 제1 및 제2 박스가 동일한 시간 윈도우상에서 사용자의 자세 또는 보행 데이터를 검출하고 수집할 수 있게 한다. 실제로, 제1 및 제2 박스에 의해 수집된 데이터는 두 개씩(two by two) 분석된다. 따라서 수집된 데이터는 병렬로 분석되므로 데이터와 분석 오류간에 불일치가 발생하지 않는다. 바람직하게는, 두 박스들 사이의 교정은 즉시 실시간으로 수행된다.
바람직하게는, 상기 박스들 중 하나가 다른 박스에 대하여 시간 동기화를 단절시키거나 시간 동기화를 잃어버린 경우, 상기 방법은 상기 박스들을 동기화하는 단계(280)를 포함한다. 따라서, 검색 신호는 커넥티드(connected) 박스에 의해 전송되고, 디스커넥티드(disconnected) 박스는 상기 검색 신호를 수신하고 커넥티드 박스와 동기화된다. 또한 동기화 후 디스커넥티드 박스에 의해 수집된 데이터가 복구된다.
본 발명에 따른 방법은 상기 제1 및 제2 박스에 포함된 관성 플랫폼들에 의해 원시 데이터를 생성하는 단계(230)를 가지며, 상기 원시 데이터는 일정 기간 동안 생성되며 사용자 보행의 함수이다. 상기 원시 데이터는 사용자의 자세, 활동 또는 보행과 관련이 있다. 상기 제1 및 제2 박스의 관성 플랫폼들은 박스들에 포함된 상이한 센서들을 통해 원시 데이터를 생성한다. 따라서 상기 원시 데이터는 각 박스에 포함된 자이로스코프 또는 가속도계에서 가져올 수 있다. 또한, 유리한 실시예에 따르면, 상기 원시 데이터는 수 밀리초(milliseconds) 내지 수 초(seconds) 범위일 수 있는 미리 결정된 시간 동안 두 박스들에 의해 수집된다. 생성된 원시 데이터는 이전에 생성된 원시 데이터를 덮어 쓰기하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 원시 데이터는 장기적으로, 즉 30 초 초과, 바람직하게는 15 초 초과, 보다 바람직하게는 5 초 초과의 기간 동안 저장되지 않는다. 이를 통해 에너지 소비를 줄이고 소형 구성 요소들을 사용할 수있어 사용자 편의성이 향상된다.
본 발명에 따른 방법은 상기 제1 및 제2 박스에 포함된 데이터 처리 모듈에 의해 원시 데이터를 사전 처리하는 단계(240)를 포함하며, 상기 원시 데이터를 미리 결정된 패턴들과 비교하고 원시 데이터의 상기 미리 결정된 패턴들과의 유사성 값을 생성하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 사전 처리하는 단계는 생성된 원시 데이터를 상기 제1 및 제2 박스에 의해 복수의 미리 결정된 패턴들과 비교하고 원시 데이터의 미리 결정된 패턴과의 유사성 값을 생성하는 단계(241)를 포함한다. 상기 사전 처리하는 단계는 상기 제1 박스 및 제2 박스 모두에서 생성된 각각의 원시 데이터의 각 세트에 대한 복수의 패턴들 전체를 테스트하는 단계를 포함한다. 따라서, 이 사전 처리하는 단계를 사용하여 상기 원시 데이터를 미리 결정된 카테고리들에 따라 분류할 수 있다. 스텝핑(stepping), 계단 오르기, 계단 내리기, 성큼성큼 걷기(striding), 점핑, 비행 시간, 평평한 걷기(walk on flat), 움직임 없음, 짓밟기(trampling), 무릎 꿇기 등 다양한 유형의 카테고리들이 있다. 카테고리들의 수와 카테고리들의 유형은 애플리케이션 또는 사용 대상에 따라 다르다. 그리고 나서 생성된 원시 데이터는 미리 결정된 패턴들과 비교된다. 따라서 다른 유형의 카테고리들을 수정, 추가, 삭제할 수 있다. 상기 원시 데이터에 대해 복수의 패턴들 전체가 동시에 테스트된다. 특히, 주어진 기간에 걸쳐, 상기 원시 데이터는 복수의 패턴들의 각 패턴과 비교되는 복수의 도트들(dots)을 결정하기 위해 사전 처리되어, 각 패턴에 대한 유사성 값을 생성할 수 있다. 이를 통해 사용되는 메모리 공간과 원시 데이터를 사전 처리하는 시간을 줄이고 전력 소비를 최소화할 수 있다. 실제로, 반복적인 사전 처리가 없고, 상이한 패턴의 각 데이터 조각에 상이한 시간에 로딩되는 것은 메모리 공간, 에너지 및 기계 시간의 소비를 감소시킨다. 또한 이것은 더 큰 편의성을 제공하는 컴팩트한 구성 요소를 사용할 수 있게 한다.
일단 상기 원시 데이터가 사전 처리되고 미리 결정된 패턴들과 비교되면, 유사성 값이 생성된다. 원시 데이터의 각 조각을 각 유형의 미리 결정된 패턴들과 연관시키기 위해 유사성 값이 생성된다. 상기 유사성 값은 상기 제1 및 제2 박스의 관성 플랫폼들에 의해 계산된다. 바람직하게는, 데이터가 동기화되기 때문에, 상기 유사성 값은 동일한 기간 동안 및 각각의 패턴에 대해 2번 계산된다(상기 제1 박스에 의해 한번 계산되고 상기 제2 박스에 의해 다시 계산됨). 따라서, 사용자의 자세 또는 보행을 보다 확실하고 정확하게 개선할 수 있다.
바람직하게는, 상기 사전 처리하는 단계는 상기 제1 및 제2 박스에 의해 보행 파라미터들의 예비 값들을 계산하는 하위 단계(242)를 포함할 수 있다. 이 계산 단계는 특히 상기 제1 또는 제2 박스에 의해 수집된 상기 원시 데이터로부터 복수의 예비 값들을 생성하기 위해 복수의 계산 함수들 또는 계산 규칙들의 구현을 포함한다. 보행 파라미터들은, 예를 들어, 보폭, 비행 시간, 충격력, 상승 또는 하강 단계 동안의 발 위치, 또는 사용자의 보행, 활동 또는 자세에 관련된 임의의 다른 파라미터, 예를 들어 회내 또는 회외일 수 있다. 특히, 보행 파라미터들의 예비 값들은 일정 기간 동안에 각각의 박스에 의해 생성된 각각의 원시 데이터 세트에 대해 계산된다. 이러한 보행 파라미터들의 예비 값들은 사용자의 보행, 활동 또는 자세에 대한 보다 정밀하고 더 나은 이해를 가능하게 한다.
본 발명에 따른 방법은 상기 제1 박스와 상기 제2 박스 사이에 통신하는 단계(250)를 더 포함하며, 통신 모듈에 의해, 상기 원시 데이터의 유사성 값들을 상기 제2 박스로부터 상기 제1 박스로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 제1 박스와 상기 제2 박스 사이에 통신하는 단계는 미리 정의된 시간 주파수에 따라 수행될 수 있으며, 예를 들어 상기 전송은 매초마다 또는 2 초마다, 또는 임의의 다른 미리 정의된 시간 주파수에 대해 수행될 수 있다. 이 단계는 모든 데이터 및 특히 유사성 값들을 하나의 박스, 바람직하게는 제1 박스에 수집할 수 있다. 상기 시키자면, 바람직하게는 각각의 미리 결정된 패턴은 두 개의 유사성 값들(상기 제1 박스의 원시 데이터의 전처리로부터 하나 및 상기 제2 박스의 원시 데이터의 전처리로부터 다른 하나)에 관련된다. 또한, 이 통신하는 단계는 보행 파라미터들의 예비 값들을 상기 제2 박스에서 상기 제1 박스로 또는 그 반대로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제1 박스에 의해, 상기 제1 박스와 상기 제2 박스의 유사성 값들으로부터 상기 원시 데이터를 나타내는 움직임 카테고리를 선택하는 단계(206)를 포함한다. 따라서, 상기 유사성 값들은 제1 유닛이 예를 들어 미리 결정된 움직임 카테고리들의 리스트로부터 움직임 카테고리를 2개의 박스들에 의해 생성된 원시 데이터에 할당할 수 있게 한다. 특히, 이 단계는, 상기 제2 박스가 미리 결정된 신뢰도 백분율보다 큰 생성된 유사성 값을 갖는 대응하는 미리 결정된 패턴을 상기 제1 박스에 전송하고 각각의 미리 결정된 패턴에 대해 저장한 경우에 움직임 카테고리를 선택하는 단계를 포함한다. 이것은 사용자의 자세 및 보행을 정량화하기 전에 신뢰할 수있는 미리 결정된 패턴만이 고려될 수 있게 한다.
상기 방법은 또한 유지될 보행 파라미터들의 예비 값들을 선택하기 위해 상기 제2 박스 및 상기 제1 박스의 보행 파라미터들의 예비 값들을 처리하는 단계(270)를 포함한다. 또한, 이 단계 다음에는 선택된 대표적인 움직임 카테고리, 선택된 보행 파라미터들의 예비 값들, 미리 저장된 보행 파라미터 값 및 가능한 미리 결정된 임계값의 함수로서 상기 제1 박스에 의해 새로운 보행 파라미터 값을 생성하는 단계(290)가 이어질 수 있다. 상기 미리 저장된 보행 파라미터 값은 각 보행 파라미터에 대해 정의된다. 따라서, 낮은 에너지 소비 및 최적의 편안함을 보장하면서, 사용자의 보행 및 자세를 확실하고 정확하게 정량화 할 수 있다.
상기 방법은 또한 유지될 보행 파라미터들의 예비 값들을 선택하기 위해 상기 제2 박스 및 상기 제1 박스의 보행 파라미터들의 예비 값들을 처리하는 단계(270)를 포함한다. 또한, 이 단계 다음에는 선택된 대표적인 움직임 카테고리, 선택된 보행 파라미터들의 예비 값들, 미리 저장된 보행 파라미터 값 및 가능한 미리 결정된 임계값의 함수로서 상기 제1 박스에 의해 새로운 보행 파라미터 값을 생성하는 단계(290)가 이어질 수 있다. 상기 미리 저장된 보행 파라미터 값은 각 보행 파라미터에 대해 정의된다. 따라서, 낮은 에너지 소비 및 최적의 편의성을 보장하면서, 사용자의 보행 및 자세를 확실하고 정확하게 정량화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법은 또한 상기 제2 박스의 보행 파라미터들의 예비 값들을 비교하여 상기 일정 기간 동안의 보행 파라미터들의 통합된 값을 생성하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법은 또한 저장된 데이터의 새로운 고급 보행 파라미터 값을 외부 단말기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이 전송은 바람직하게는 필요에 따라 그때그때 이루어진다. 따라서, 전송 주파수는 100 밀리초(ms)보다 클 수 있고, 바람직하게는 1 초보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 전송은 10 초마다 이루어진다. 상기 외부 단말기는 사용자 단말기에 대응할 수 있고 컴퓨터, 디지털 태블릿, 이동 전화, 또는 보다 일반적으로 사용자가 단말기와 통신하기 위한 임의의 장치를 포함한다.
상기 방법은 상기 제1 박스에 의해 새로운 고급 보행 파라미터 값을 저장하는 단계(300)를 포함한다. 따라서, 짧은 시간 동안, 예를 들어 캐시에 저장되는 원시 및/또는 사전 처리된 데이터와 달리, 새로운 고급 보행 파라미터 값은 더 긴 시간 동안, 예를 들어 메모리에 저장된다.

Claims (19)

  1. 사용자의 자세 및 보행을 분석 및 정량화하는 시스템(1)으로서, 상기 시스템은 한 쌍의 밑창들(10)에 통합되도록 구성된 2개의 전자 박스들(100, 101, 102)을 포함하고, 제1 박스는 제1 밑창에 통합되도록 구성되고, 제2 박스는 제2 밑창에 통합되도록 구성되고, 각각의 박스는
    - 상기 한 쌍의 밑창들(10)의 사용자의 자세, 활동 또는 보행에 관한 데이터 세트를 생성하도록 구성된 관성 플랫폼(110, 111, 112);
    - 사전 정의된 알고리즘에 따라 수집된 데이터 세트를 사전 처리하고 상기 한 쌍의 밑창들의 사용자의 자세, 활동 또는 보행에 관한 정보를 생성하도록 구성된 데이터 처리 모듈(120, 121, 122);
    - 상기 처리 모듈에 의해 생성된 정보를 저장하도록 구성된 데이터 저장 모듈(130, 131, 132);
    - 상기 한 쌍의 밑창들 중 적어도 하나 밑창의 전자 박스가 상기 사용자에 대해 생성된 정보를 외부 단말기(20), 다른 밑창의 다른 박스, 또는 외부 단말기(20)와 다른 밑창의 다른 박스 모두에 전송하도록 구성되는 통신 수단(140, 141, 142); 및
    - 전원(150)을 포함하고,
    상기 박스들은 상기 제1 박스의 관성 플랫폼(111)에 의해 생성된 원시 데이터가 제1 박스(101)의 데이터 처리 모듈에 의해 제1 처리 단계를 겪도록 구성되고, 처리된 데이터는 제2 박스(102)로 전송되고, 상기 제2 박스의 데이터 처리 모듈에 의해 추가로 처리되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 박스에 포함된 데이터 처리 모듈들은 상기 원시 데이터와 미리 결정된 패턴들과의 비교 및 상기 원시 데이터의 미리 결정된 패턴들과의 유사성 값들의 생성(241)을 포함하는 상기 원시 데이터의 사전 처리(240)의 단계를 구현하도록 구성되고, 상기 제2 박스는 상기 제1 박스의 유사성 값들과 상기 제2 박스의 유사성 값들로부터 상기 원시 데이터를 나타내는 움직임 카테고리를 선택(260)하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 박스들은 제1 박스(101)의 관성 플랫폼(111)에 의해 생성된 원시 데이터가 제2 박스(102)로 전송되고, 제2 박스(102)의 데이터 처리 모듈에 의해 처리되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 박스에 포함된 데이터 처리 모듈들은 각각의 박스의 관성 플랫폼에 의해 생성된 원시 데이터를 미리 결정된 패턴들과 비교하고 상기 원시 데이터의 미리 결정된 패턴들과의 유사성 값들을 생성하도록 구성되고, 상기 미리 결정된 패턴들은 미리 결정된 움직임 카테고리에 대응하고, 상기 처리 모듈들 중 하나는 상기 제1 박스의 유사성 값들과 상기 제2 박스의 유사성 값들로부터 일정 기간에 걸쳐 생성된 상기 원시 데이터를 나타내는 움직임 카테고리를 선택하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관성 플랫폼(110, 111, 112)은 적어도 하나의 가속도계 및 적어도 하나의 자이로스코프를 포함하고, 추가로 자력계, 기압계와 고도계를 포함하는 시스템.
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박스들(100, 101, 102) 각각은 전자 보드(170) 및 전원(150)에 더하여, 상기 밑창에 배치된 GPS에 연결되고, 생리 센서, 압력 센서, 온도 센서 또는 에어컨 시스템에 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박스들(100, 101, 102) 각각은 단파 또는 고주파 신호를 통해 상기 제2 박스와 통신하거나, 상기 외부 단말기(20)와 직접 통신하거나, 상기 제2 박스 및 외부 단말기(20) 모두와 통신할 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 전자 박스는 적어도 2 개의 지지 패드(104)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 전자 박스(100, 101, 102)는 20g 미만인 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 전자 박스(100, 101, 102)는 7 mm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로하는 시스템.
  11. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 전자 박스(100, 101, 102)는 가장 큰 면에서 10 cm2 이하의 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 전자 박스(100, 101, 102)는 외부 케이싱(103)을 포함하고, 상기 외부 케이싱은 1Hz의 주파수에서 1000N의 100,000 이상의 충격 또는 2.6Hz의 주파수에서 3000N의 100,000의 충격에 대응하는 기계적 응력을 견딜 수 있는 열가소성 재료로 만들어지고, 또한, 상기 박스는 IP56 이상의 수준에서 먼지 및 습기에 견디는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 안드로이드, IOS 또는 다른 애플리케이션을 상기 외부 단말기를 통한 사용자와의 안전한 데이터 공유와 연관시키는 시스템.
  14. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 박스(100, 101, 102)의 상기 전원(150)은 상기 밑창과 같은 높이의 커넥터를 갖는 충전기에 의해; 보행으로부터 전기 에너지를 공급할 수 있는 압전 장치와 같은, 상기 밑창에 통합된 기계적 재충전 장치를 갖는 충전기에 의해; 유도에 의한 비접촉 장치를 갖는 충전기에 의해; 또는 광발전 장치를 갖는 충전기에 의해, 재충전될 수 있는 충전지인 시스템.
  15. 한 쌍의 밑창들(10)에 통합된 2개의 전자 박스들(100, 101, 102)를 포함하는 시스템 내에 구현된 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 방법(200)으로서, 제1 박스(101)는 제1 밑창에 통합되고, 제2 박스(102)는 동일한 쌍의 밑창들의 제2 밑창에 통합되며, 각각의 박스는 관성 플랫폼(110, 111, 112), 데이터 처리 모듈(120, 121, 122), 처리 모듈에 의해 생성된 정보를 저장하도록 구성된 데이터 저장 모듈(130, 131, 132), 통신 수단(140, 141, 142) 및 전원(150)을 포함하고,
    - 상기 제1 및 제2 박스에 포함된 관성 플랫폼들에 의해 원시 데이터를 생성하는 단계(230), 상기 원시 데이터는 일정 기간 동안 생성되고 사용자의 보행의 함수(function)임,
    - 상기 제1 및 제2 박스에 포함된 데이터 처리 모듈에 의해 상기 원시 데이터를 사전 처리하는 단계(240), 이는 상기 원시 데이터를 미리 결정된 패턴들과 비교하여 상기 원시 데이터의 상기 미리 결정된 패턴들과의 유사성 값들을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 미리 결정된 패턴들은 미리 결정된 움직임 카테고리에 대응함,
    - 통신 수단에 의해, 유사성 값들을 상기 제2 박스로부터 상기 제1 박스로 전송하는 단계를 포함하는, 상기 제1 박스와 상기 제2 박스 사이에 통신하는 단계(250), 및
    - 상기 제1 박스의 유사성 값들과 상기 제2 박스의 유사성 값들로부터, 상기 일정 기간에 걸쳐 생성된 상기 원시 데이터를 나타내는 움직임 카테고리를 상기 제1 박스에 의해 선택하는 단계(260)를 포함하는 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 방법(200).
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 선택된 움직임 카테고리와 관련된 카운터를 증가시키고 상기 카운터의 새로운 값을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 방법(200).
  17. 제15 항 또는 제16 항에 있어서,
    상기 사전 처리하는 단계(240)는 상기 제1 및 제2 박스에 의한 보행 파라미터들의 예비 값들을 계산하는 하위 단계(242)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 방법(200).
  18. 제17 항에 있어서,
    유지되는 보행 파라미터들의 예비 값들을 선택하기 위해 상기 제2 박스의 보행 파라미터들의 예비 값들 및 상기 제1 박스의 보행 파라미터들의 예비 값들을 처리하는 단계(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 방법(200).
  19. 제15 항 또는 제16 항에 있어서,
    사용자의 보행의 복수의 미리 결정된 패턴들을 정의하는 것을 포함하는 선행 학습하는 단계(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자의 자세 및 보행을 정량화하는 방법(200).
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