KR102234796B1 - 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법 및 사용자 단말의 동작 방법 - Google Patents

스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법 및 사용자 단말의 동작 방법 Download PDF

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exercise
vibration
fatigue
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조형진
강경훈
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솔티드 주식회사
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Abstract

스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법 및 사용자 단말의 동작 방법이 제공된다. 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법은 사용자가 스마트 풋웨어(smart footwear)를 착용하고 운동을 수행하는 동안 측정된 압력 데이터 또는 가속도 데이터를 제공받되, 상기 스마트 풋웨어는 적어도 하나의 압력 센서 또는 가속도 센서와 촉각 소자가 설치되고, 상기 제공받은 압력 데이터 또는 가속도 데이터를 이용하여, 상기 사용자의 피로도를 추정하고, 상기 추정된 피로도를 기초로, 다수의 진동 솔루션 중에서 하나를 선택하고, 상기 선택된 진동 솔루션에 따라, 상기 스마트 풋웨어의 촉각 소자가 진동하도록 하는 것을 포함한다.

Description

스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법 및 사용자 단말의 동작 방법{Fatigue Reduction Method Using Smart Footwear and Operation Method of User Terminal}
본 발명은 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법 및 사용자 단말의 동작 방법에 관한 것이다.
발은 인체의 모든 중량을 떠받치는 기관으로서 몸에 가해지는 각종 충격을 완화시키는 완충기능을 하는 중요한 기관이다. 인간의 발에는 전체의 약 1/4에 해당되는 52개의 뼈가 있으며, 64개의 근육과, 76개의 관절 및 214개의 인대가 있어서 이것들이 서로 복잡하게 얽혀서 인간이 바로 서서 걷거나 운동을 할 수 있다. 또한, 인간의 발바닥에는 인체의 여러 내부 장기들의 기능과 연관되는 각종 신경들이 모여 있는 매우 중요한 기관이기도 하다.
신발은 발에 신는 물건을 총칭하는 것으로, 발을 보호하고 장식을 위해서 사용될 수 있다. 일상 생활, 워킹(walking), 러닝(running), 골프, 야구 등의 각종 운동을 할 때에도 신발을 착용한다. 한편, 최근에는 적어도 하나의 압력 센서가 설치된 스마트 신발이 개발되고 있다. 즉, 신발도 하나의 스마트 기기로서 변모하고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0101776호 (2012년09월17일 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 스마트 풋웨어에 설치된 압력 센서를 이용하여 사용자의 피로도를 추정하고, 추정된 피로도에 적합한 진동이 스마트 풋웨어에서 발생되도록 하는, 피로도 완화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 피로도 완화 방법에 사용되는 스마트 풋웨어를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 상기 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법에 사용되는 사용자 단말의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법의 일 면(aspect)은, 사용자가 스마트 풋웨어(smart footwear)를 착용하고 운동을 수행하는 동안 측정된 압력 데이터 또는 가속도 데이터를 제공받되, 상기 스마트 풋웨어는 적어도 하나의 압력 센서 또는 가속도 센서와 촉각 소자가 설치되고, 상기 제공받은 압력 데이터 또는 가속도 데이터를 이용하여, 상기 사용자의 피로도를 추정하고, 상기 추정된 피로도를 기초로, 다수의 진동 솔루션 중에서 하나를 선택하고, 상기 선택된 진동 솔루션에 따라, 상기 스마트 풋웨어의 촉각 소자가 진동하도록 하는 것을 포함한다.
"압력 데이터 또는 가속도 데이터"를 제공받아 이들을 이용하여 피로도를 추정하는 것은, "압력 데이터"를 이용하거나, "가속도 데이터"를 이용하거나, "압력 데이터와 가속도 데이터" 모두를 이용하여 피로도를 추정하는 것을 의미한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 스마트 풋웨어의 일 면은, 하판; 상기 하판 상에 배치된 적어도 하나의 압력 센서; 상기 하판 상에 배치되고, 상기 적어도 하나의 압력 센서와 전기적으로 연결된 프로세서와, 상기 프로세서와 연결된 상기 촉각 소자 또는 가속도 센서를 포함하는 제어 모듈; 및 상기 하판과, 상기 압력 센서와, 상기 제어 모듈을 덮는 상판을 포함하되, 상기 제어 모듈은, 몰드를 이용하여 상기 프로세서와 상기 촉각 소자를 몰딩 처리하여 일체화시킨 것이고, 상기 상판은 제1 쿠션재와, 상기 제1 쿠션재 상에 위치하는 제2 쿠션재를 포함하고, 상기 제1 쿠션재의 경도는 상기 제2 쿠션재의 경도보다 높고, 상기 제1 쿠션재는 중간발 영역과 뒷발 영역에 위치하고, 앞발 영역에는 위치하지 않고, 상기 제어 모듈은 상기 제1 쿠션재와 접촉하도록 배치된다.
상기 또 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 사용자 단말의 동작 방법의 일 면은, 사용자가 수행하고자 하는 운동의 종류를 선택할 수 있는 제1 UI(user interface)를 디스플레이하고, 사용자가 적어도 하나의 압력 센서와 촉각 소자가 설치된 스마트 풋웨어를 착용하고 상기 선택한 운동을 수행하는 동안, 상기 스마트 풋웨어로부터 제공받은 압력 데이터를 표시하는 제2 UI를 디스플레이하고, 사용자의 운동이 종료된 후, 상기 사용자의 운동량과 상기 사용자가 수행한 운동을 분석한 종합 평가 결과를 표시하는 제3 UI를 디스플레이하고, 상기 사용자의 운동량과 상기 종합 평가 결과를 기초로, 사용자가 진동 마사지를 받을지 여부를 질의하는 제4 UI를 디스플레이하는 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 신발을 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 도 1의 인솔을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1의 A-A를 따라서 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3의 센싱 시스템의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 플렉서블 회로 기판을 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 B-B를 따라서 절단한 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 2에 도시된 인솔과 도 3에 도시된 센싱 시스템의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 인솔의 상판을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 2에 도시된 인솔과 도 3에 도시된 센싱 시스템의 다른 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 인솔과 사용자 단말 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 도 12의 사용자의 피로도 추정 단계(S520)을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 도 12의 진동 솔루션을 선택하는 단계(S530)을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법에서 사용되는 사용자 단말의 UI(User Interface)의 일 예를 설명한다.
도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법에서 사용되는 사용자 단말의 UI의 다른 예를 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서 설명할 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 피로도 완화 방법은, 스마트 풋웨어(smart footwear)를 이용한다. 여기서, 스마트 풋웨어는 적어도 하나의 압력 센서 또는 가속도 센서, 촉각 소자(예를 들어, 진동 모터)가 설치되고, 사용자 단말기와 통신할 수 있는 풋웨어일 수 있다. 스마트 풋웨어의 예로서 스마트 신발, 스마트 인솔, 스마트 양말 등을 들 수 있다. 이하에서는 스마트 인솔을 예로 들어 설명하지만, 스마트 신발, 스마트 양말 등에도 적용될 수 있다.
도 1은 신발을 설명하기 위한 측면도이고, 도 2는 도 1의 인솔을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1에서는 예시적으로 운동화를 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 형태의 운동화, 예를 들어, 조깅화(러닝화), 보행화, 테니스화, 야구화, 배구화, 축구화 등에도 적용될 수도 있고, 로퍼, 스니커즈, 스트레이트팁, 윙팁, 몽크스트랩 등 다양한 형태의 구두에도 적용될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 신발(100)은 아웃솔(outsole)(110), 상부 구조(upper structure)(120) 및 인솔(insole)(130) 등을 포함한다.
아웃솔(110)은 신발(100)의 하부에 위치하며, 지면과 접하는 부분을 의미한다. 아웃솔(110)은 예를 들어, 가죽, 고무, 실리콘 등의 소재로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상부 구조(120)는 아웃솔(110)과 연결 및/또는 고정되어, 발이 들어가기 위한 공간을 정의한다. 상부 구조(120)는 예를 들어, 가죽, 인조 가죽, 천연 또는 합성 직물, 중합체 시트, 중합체 발포 재료, 메시 직물, 펠트, 누비지 않은 중합체, 또는 고무 재료 중 하나 이상의 부분들로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상부 구조(120)는 측면 영역(122), 신발등 영역(123) 등을 포함한다.
측면 영역(122)은 발의 측면을 따라서 연장하도록 배치된다.
신발등 영역(123)은 발의 상부면 또는 발등 영역에 대응되도록 형성된다. 또한, 신발등 영역(123)에는 레이스(125)를 갖는 공간(124)이 형성되어, 이들을 이용하여 신발(100)의 전체적인 치수를 수정할 수 있다. 즉, 발에 신발(100)이 잘 착용되도록 하는 닫힘 메커니즘이 적용된다.
또한, 개구(126)을 통해서 발이 신발(100) 내부로 들어간다.
한편, 아웃솔(110) 상에는 인솔(130)이 배치된다. 인솔(130)은 발에 직접적으로 접촉될 수 있다. 인솔(130)은 예를 들어, 가죽, 고무, 실리콘 등의 소재로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 인솔(130)은 예를 들어, 앞발(forefoot) 영역(F), 뒷발(rear foot) 영역(R), 앞발 영역(F)과 뒷발 영역(R) 사이에 배치되는 중간발(mid foot) 영역(M)을 포함할 수 있다. 앞발 영역(F), 중간발 영역(M), 뒷발 영역(R)의 비율은 예를 들어, F : M : R = 40 : 30 : 30 일 수 있다.
인솔(130)의 아치 영역(AR)은, 발의 아치 영역에 대응되는 부분이다. 아치 영역(AR)은 중간발 영역(M)의 일부일 수도 있고, 예를 들어, 중간발 영역(M) 중에서 내측(즉, 다른 쪽 발이 있는 방향)에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 신발의 인솔(130) 내에는, 센싱 시스템(도 3의 105 참조)이 설치되어 있다. 센싱 시스템(105)은 적어도 하나의 압력 센서를 포함하여 발에 의해 발생되는 압력을 센싱하고, 안테나를 포함하여 외부 장치(즉, 사용자 단말)와 통신할 수 있다. 인솔(130) 내에는 센싱 시스템(105)이 완전 매립될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 인솔(130)은 아웃솔(110) 및 상부 구조(120)의 결합체와는 별개로 구비될 수 있는 것으로서, 결합체와의 착탈이 자유롭게 수행될 수 있다.
또한, 센싱 시스템(105)은 내부에 촉각 소자(예를 들어, 진동 모터)를 포함하고 있어서, 사용자에게 촉각 신호를 전달할 수 있다. 촉각 신호는 진동의 형태로 구현될 수 있다.
적어도 하나의 압력 센서 또는 가속도 센서를 이용하여 측정된 압력 데이터를 이용하여 사용자의 피로도가 측정될 수 있고, 측정된 피로도에 대응되는 진동 솔루션에 따라 촉각 소자는 진동을 발생시킨다. 사용자는 촉각 소자의 진동에 의해서, 피로도가 완화될 수 있다. 이러한 피로도 완화 방법에 대해서는 도 12 내지 도 17을 이용하여 후술하도록 한다.
먼저, 촉각 소자(190)를 포함하는 센싱 시스템(105)을 도 3 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다. 먼저 센싱 시스템(105)의 전반적인 구성을 설명하고, 이어서 촉각 소자가 진동을 사용자에게 잘 전달하기 위한 구성을 설명하도록 한다.
도 3은 도 1의 A-A를 따라서 절단한 단면도이고, 도 4는 도 3의 센싱 시스템의 분해 사시도이고, 도 5는 도 3의 플렉서블 회로 기판을 도시한 것이고, 도 6은 도 5의 B-B를 따라서 절단한 단면도이다.
우선, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 센싱 시스템(105)은 플렉서블 회로 기판(200), 바인더(binder)(550), 제어 모듈(400) 등을 포함할 수 있다. 또한, 센싱 시스템(105)는 선택적으로 지지 플레이트(300)를 더 포함할 수 있다.
플렉서블 회로 기판(200)은, 다수의 센서가 설치될 수 있는 다수의 센싱 영역(201, 202, 203, 204)과 다수의 센서에 연결되는 배선(211, 212, 213, 214)를 포함한다.
센싱 영역(201, 202, 203, 204) 중 제1 센싱 영역(201), 제3 센싱 영역(203)은 발의 발볼에 대응되고, 제2 센싱 영역(202)는 발의 엄지 발가락에 대응되고, 제4 센싱 영역(204)는 발 뒤꿈치에 대응될 수 있다. 여기서, 다수의 센싱 영역(201, 202, 203, 204)의 위치 및 개수는 설계에 따라 바뀔 수 있다. 예를 들어, 센싱 영역(201, 202, 203, 204)의 개수는 5개 이상이거나, 3개 이하일 수도 있다. 또한, 제2 센싱 영역(202)은 엄지 발가락이 아니라 둘째 발가락 또는 셋째 발가락에 대응되는 위치에 배치될 수도 있다. 이하에서, 센싱 영역(201, 202, 203, 204) 각각에 하나의 센서(201a, 202a, 203a, 204a)(도 11 참조)가 배치되는 것으로 설명할 것이나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 각 센싱 영역(201, 202, 203, 204)에는 하나의 센서가 배치되는 것이 아니라, 2개 이상의 센서가 배치될 수도 있다. 또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 신발에서, 센서는 필름형 압력 센서일 수 있다. 설계에 따라서 다른 형태의 센서가 배치되어도 무방하다.
배선(211, 212, 213, 214)은 공통 영역(220)에서 시작되어, 각 센싱 영역(201, 202, 203, 204) 방향으로 분지되어 나갈 수 있다.
예를 들어, 배선(211, 212, 213, 214)은 도시된 것과 같이, 역C자형 또는 우측 괄호형(즉, " ) " 형상)일 수 있다. 즉, 배선(211, 212, 213, 214)은 공통 영역(220)에서 시작되어 신발의 외측 방향에서 휘어져서 각 센싱 영역(201, 202, 203, 204)에 도달하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 형상을 함으로써, 공통 영역(220)에서 각각의 배선(211, 212, 213, 214)을 안정적으로 모으면서 배선(211, 212, 213, 214)의 끊김 등을 방지할 수 있다.
여기서, 배선(211, 212, 213, 214)은 공통 영역(220)을 통해서, 제어 모듈(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 공통 영역(220)은 신발의 아치 영역(AR)의 내측에 형성될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 것과 같이, 센싱 영역(201)의 하측 방향(DS)에 센서(201a)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 센서(201a)에서 나온 배선(201b)이, 배선 영역의 배선(211)과 직접 연결될 수 있다. 이러한 배선(201b, 211)도 하측 방향(DS)에 배치될 수 있다. 여기서, 상측 방향(US)는 신발(100)의 사용자가 있는 방향이고, 하측 방향(DS)은 상측 방향(US)의 반대이고, 지면 방향이다. 이와 같이, 배선(201b, 211) 및 센서(201a)는 하측 방향(DS)을 향하고 있으므로, 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 지지 플레이트(300)가 설치되어 있는 경우에는, 배선(201b, 211) 및 센서(201a)는 지지 플레이트(300)와 마주보고 있기 때문에, 내구성이 향상될 수 있다. 만약, 배선(201b, 211)이 상측 방향(US)을 향하게 되면, 발의 압력에 의해 배선(201b, 211)이 인솔(130)의 내부면과 직접 접촉하게 된다. 이러한 경우, 배선(201b, 211)과 인솔(130) 간에 마찰이 직접 발생되게 되고, 이로 인해서 배선(201b, 211)이 쉽게 끊어질 수도 있다. 반면, 배선(201b, 211)이 지지 플레이트(300)와 마주보고 있으면, 이러한 끊김 현상이 발생할 가능성이 낮아질 수 있다.
또한, 지지 플레이트(300)는 플렉서블 회로 기판(200)에 설치된 센서(예를 들어, 201a)의 센싱 감도를 증가시키는 역할을 한다. 인솔(130)이 충격을 흡수할 수 있는 푹신한 재질(예를 들어, 고무, 실리콘) 등으로 형성되어 있으면, 사용자 발이 센서(201a)를 밟더라도 사용자 발에 의한 압력이 센서(201a)에 잘 전달되지 않을 수 있다. 그런데, 플렉서블 회로 기판(200) 하부에 지지 플레이트(300)가 있으면, 사용자 발에 의한 압력이 센서(201a)에 잘 전달된다.
지지 플레이트(300)가 설치되어 있는 경우에는, 관통홀(339)을 통해서 제어 모듈(400)과 플렉서블 회로 기판(200)이 전기적으로 연결된다.
한편, 인솔(130)의 하부면이 접하는 아웃솔(110)의 상부면이 상대적으로 높은 강도의 재질로 구성되어 지지 플레이트(300)의 역할을 수행할 수 있는 경우 지지 플레이트(300)는 생략될 수 있다.
바인더(binder)(550)는 플렉서블 회로 기판(200)과 지지 플레이트(300)를 서로 연결하는 역할을 한다. 바인더(binder)(550)로 예를 들어, 다양한 종류의 접착제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 용제 접착제, 압감 접착제, 열감 접착제, 반응 접착제 등을 쓸 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바인더(550)는 바인더(550)는 제1 및 제3 센싱 영역(201, 203)과, 제4 센싱 영역(204)의 사이에 형성될 수 있다. 또는, 바인더(550)는 센싱 영역(201, 203, 204)에는 형성되지 않고, 연결부(303)의 적어도 일부에만 형성될 수 있다. 이에 따라, 사용자가 걷는 동안, 지지 플레이트(300)와 플렉서블 회로 기판(200)의 경도가 차이로 인해 발생할 수 있는 지지 플레이트(300)와 플렉서블 회로 기판(200)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 제어 모듈(400)은 다수의 센서(201a~204a)로부터 제공되는 다수의 센싱 신호를 제공받아 처리하고, 사용자 단말(도 11의 900 참조)에 제공한다. 또한, 제어 모듈(400)은 사용자 단말(900)로부터 명령을 받아 촉각 소자(190)를 진동시킬 수 있다. 이러한 제어 모듈(400)은 내부에 여러가지 기능 모듈(프로세서, 입력 모듈, 메모리, 전원공급모듈, 송수신 모듈, 가속도 센서 등)과 촉각 소자(190)를 포함한다. 여러가지 기능 모듈의 동작에 대해서는 도 11을 이용하여 후술한다.
제어 모듈(400)은 여러가지 기능 모듈 및 촉각 소자(190)는 몰드(mold)(예를 들어, 헨켈 몰드)를 이용하여 몰딩 처리되어, 일체화된 것일 수 있다.
즉, 제어 모듈(400)은, 플라스틱/금속 케이스 등에 의해서 기능 모듈 및 촉각 소자(190)가 케이싱된 것이 아니다. 사용자의 발을 효율적으로 마사지하기 위해서는, 촉각 소자(190)의 진동이 사용자의 발에 효율적으로 전달되어야 한다. 그런데, 제어 모듈(400)이 케이싱되어 있으면, 촉각 소자(190)와 케이스 사이에 공간이 있고, 이러한 공간에 의해서 촉각 소자(190)의 진동이 케이스에 전부 전달되지 않는다. 사용자는 케이스의 진동을 느끼는 것이므로, 제어 모듈(400)이 케이싱되어 있으면, 사용자는 진동을 약하게 느낄 수 밖에 없다.
반면, 제어 모듈(400)이 몰딩 처리되어 일체화되어 있으면, 촉각 소자(190)의 진동이 몰드를 통해서 사용자에게 직접 전달된다. 따라서, 사용자는 촉각 소자(190)의 진동을 더 정확하게 느낄 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 2에 도시된 인솔과 도 3에 도시된 센싱 시스템의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 도 7에 도시된 인솔의 상판을 구체적으로 도시한 도면이다.
우선, 도 7 및 도 8을 참조하면, 인솔(130)은 상판(131) 및 하판(132)을 포함하여 구성될 수 있다.
상판(131) 및 하판(132)의 사이에 센싱 시스템(105)이 구비될 수 있다. 상판(131) 및 하판(132)에는 수용홈(131a, 132a)이 구비될 수 있다. 수용홈(131a, 132a)은 센싱 시스템(105)의 돌출 형상에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 상판(131)의 수용홈(131a)은 센싱 시스템(105)의 제어 모듈(400)의 돌출 형상에 대응되도록 형성되고, 하판(132)의 수용홈(132a)은 센서(201a, 202a, 203a, 204a)의 돌출 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 센서(201a, 202a, 203a, 204a)의 두께가 매우 얇은 경우에는, 하판(132)에 별도의 수용홈(132a)이 형성되지 않을 수도 있다.
상판(131) 및 하판(132)이 서로 결합될 때 센싱 시스템(105)의 센서(201a, 202a, 203a, 204a) 및 제어 모듈(400)이 수용홈(131a, 132a)에 수용되어 센싱 시스템(105)이 안정적으로 인솔(130)에 매립될 수 있다.
하판(132)은 전체적으로 평판의 형상으로 제공될 수 있다. 제어 모듈(400)은 인솔(130)의 중간발 영역(M), 더 구체적으로 아치 영역(AR)(도 2 참조)에 배치되고, 제어 모듈(400)이 배치된 영역에 대응하는 상판(131)의 부분은 다른 부분에 비하여 두껍게 형성될 수 있다. 이로 인하여, 제어 모듈(400)에 의한 이물감이 방지될 수 있다.
또한, 상판(131)은 뒷발 영역(R)의 두께는 앞발 영역(F)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 일반적으로, 인솔(130)에 작용하는 사용자의 하중은 인솔(130)의 앞쪽에 비하여 뒤쪽이 크게 형성될 수 있다. 상판(131)의 앞발 영역(F)에 비하여 뒷발 영역(R)의 두께가 두껍게 형성됨에 따라 인솔(130)의 앞발 영역(F)에 배치된 센서와 뒷발 영역(R)에 배치된 센서에 유사한 압력이 작용할 수 있게 된다.
또는, 인솔(130)의 앞발 영역(F)에 배치된 센서와 뒷발 영역(R)에 배치된 센서가 서로 상이한 압력 감지 범위를 가진 것일 수도 있다. 예를 들어, 인솔(130)의 뒷발 영역(R)에 배치된 센서는 인솔(130)의 앞발 영역(F)에 배치된 센서에 비하여 덜 민감하게 압력을 감지할 수 있다. 이로 인하여, 인솔(130)의 앞발 영역(F)에 비하여 뒷발 영역(R)에 큰 하중이 작용하더라도 각 센서는 유사한 크기의 압력을 감지할 수 있다.
또한, 하판(132)은 센서(201a, 202a, 203a, 204a)의 센싱 감도를 높이기 위해서 상대적으로 단단한 재질로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 지지 플레이트(300)는 생략될 수도 있다. 사용자의 발에 의해 압력을 받을 때, 센서(201a, 202a, 203a, 204a)가 단단한 재질의 하판(132)과 접하면서, 민감하게 센싱을 할 수 있다.
여기서, 도 9를 참조하면, 상판(131)은 적어도 2층의 쿠션재(1311, 1312)로 이루어질 수 있다.
제2 쿠션재(1312)는 제1 쿠션재(1311) 상에 위치하고, 제1 쿠션재(1311)의 경도는 제2 쿠션재(1312)의 경도보다 높다. 예를 들어, 제1 쿠션재(1311)은 고경도 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate)이고, 제2 쿠션재(1312)는 일반 EVA일 수 있으나, 물질은 EVA에 한정되는 것이 아니다.
사용자의 발은 제2 쿠션재(1312)와 접촉한다. 사용자의 착화감을 높이기 위해서, 사용자의 발이 접촉하는 쿠션재(즉, 제2 쿠션재(1312))는 경도가 높지 않고 말랑하다. 그런데, 제어 모듈(400)이 말랑한 쿠션재와 직접 접촉하게 되면, 제어 모듈(400)(즉, 촉각 소자(190))에 의해 발생된 진동이 말랑한 쿠션재에 흡수되고, 발에 전달되는 진동 효율이 떨어지게 된다.
따라서, 진동 효율을 높이기 위해서, 상판(131)은 제2 쿠션재(1312)의 아래에, 고경도의 제1 쿠션재(1311)를 더 포함한다. 만약 고경도의 쿠션재로만 상판을 구성할 경우 사용자의 착화감이 낮아지므로, 진동 전달에 중요한 부위만을 커버할 수 있도록 고경도의 제1 쿠션재(1311)를 배치시킨다. 예를 들어, 제1 쿠션재(1311)는 중간발 영역(M)과 뒷발 영역(R)에 위치하고, 앞발 영역(F)에는 위치하지 않을 수 있다. 제1 쿠션재(1311)의 중간발 영역(M) 부근에는 제어 모듈(400)이 수용되는 수용홈(131a)이 형성될 수 있다. 이에 따라 제어 모듈(400)은 제1 쿠션재(1311)와 접촉하도록 배치된다.
여기서, 다시 도 8을 참조하면, LR1 영역은 상판(131)에서 제1 쿠션재(1311)가 형성되지 않고 제2 쿠션재(1312)로 이루어진 영역이고, HR1 영역은 제1 쿠션재(1311)와 제2 쿠션재(1312)로 이루어진 영역이다. 따라서, HR1 영역은 촉각 소자(190)에 의해 발생된 진동이 높은 효율로 사용자 발에 전달된다. 반면, LR1 영역은 촉각 소자(190)에 의해 발생된 진동은 낮은 효율로 사용자 발에 전달된다.
또한, 도 9에 도시된 것과 같이, 제1 쿠션재(1311)에는 다수의 홀이 형성될 수 있다. 상판(131)의 제조 과정에서, 제2 쿠션재(1312)가 제1 쿠션재(1311)의 홀 일부를 채움으로써, 제1 쿠션재(1311)와 제2 쿠션재(1312) 사이의 결합력을 높일 수 있다.
도 10은 도 2에 도시된 인솔과 도 3에 도시된 센싱 시스템의 다른 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 센싱 시스템(105)에서 센서(201a, 202a, 203a, 204a) 및 제어 모듈(400)이 모두 상측 방향(즉, 도 6의 US 참조)을 향할 수 있다. 이러한 경우, 하판(132)은 전체적으로 평평한 형상이고, 상판(131)에 센서(201a, 202a, 203a, 204a) 및 제어 모듈(400)가 매립될 수 있는 수용홈(131a)이 형성될 수 있다. 전술한 것과 같이, LR2 영역은 상판(131)에서 제1 쿠션재(1311)가 형성되지 않고 제2 쿠션재(1312)로 이루어진 영역이고, HR2 영역은 제1 쿠션재(1311)와 제2 쿠션재(1312)로 이루어진 영역일 수 있다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스마트 인솔과 사용자 단말 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 도시된 스마트 인솔(제어 모듈(400))의 구성과, 사용자 단말의 구성은 예시적인 것이고, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 11을 참조하면, 제어 모듈(400)은 입력 모듈(401), 프로세서(402), 메모리(403), 전원공급모듈(404), 송수신 모듈(405), 촉각 소자(190), 가속도 센서 등을 포함할 수 있다.
입력 모듈(401)은 다수의 센서(201a~204a)에서 제공된 다수의 센싱 신호를 제공받는다. 전술한 것과 같이, 다수의 센서(201a~204a)는 필름형 압력 센서일 수 있다.
프로세서(402)는 입력된 다수의 센싱 신호를 처리한다. 예를 들어, 프로세서(402)는 메모리(403)에 저장하기 좋은 데이터 포맷(format)으로 변환하거나, 측정 시간과 센싱 신호를 매칭할 수 있다. 프로세서(402)는 메모리(403), 전원공급모듈(404), 송수신 모듈(405)를 제어한다.
메모리(403)는 다수의 센싱 신호를 시간에 따라서 저장하거나, 프로세서(402)에서 처리된 신호를 저장할 수 있다.
전원공급모듈(404)은 프로세서(402), 메모리(403), 송수신 모듈(405) 등에 전원을 제공할 수 있다. 전원공급모듈(404)로는 다양한 형태의 1차, 2차 배터리가 사용될 수 있다. 2차 배터리로는 납, 니켈-카드뮴, 니켈-수소, 리튬이온, 리튬 폴리머 배터리 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 전원공급모듈(404)로는 압전센서(예를 들어, 피에조(piezo) 센서) 등을 이용하여 전력을 생산하는 모듈이 포함될 수 있다.
도시된 것과 달리, 인솔(130) 내에는 추가적인 센서(미도시)가 설치되어 있을 수 있다. 예를 들어, 추가적인 센서는 계보기형 속도 및/또는 거리 정보, 다른 속도 및/또는 거리 데이터 센서 정보, 온도, 고도, 대기압, 습도, GPS 데이터, 가속도계 출력 또는 데이터, 심박수, 맥박, 혈압, 체온, EKG 데이터, EEG 데이터, 각도 배향(자이로스코프 기반 센서 등) 및 각도 배향의 변화에 관한 데이터 등을 센싱할 수 있다. 또는, 추가적인 센서는 신발 제품의 사용 또는 사용자에 관련된 물리적 또는 생리적 데이터와 같은, 광범위하게 다양한 다른 타입의 파라미터들에 관한 데이터 또는 정보를 센싱할 수 있다.
예를 들어, 인솔(130) 내에 가속도 센서가 추가적으로 설치된 경우, 가속도 센서는 제어 모듈(400) 내에 설치될 수 있다. 가속도 센서는 보드(board)의 중심부 가까이에 배치되어 있어서, 사용자의 걸음과 관련된 정보를 더 정확하게 측정하는 데 사용될 수 있다.
제어 모듈(400)은 송수신 모듈(405)을 통해서 센싱 신호 또는 처리된 데이터들이 사용자 단말(900)과 통신할 수 있다.
한편, 촉각 소자(190)는 전원공급모듈(404)로부터 전원을 제공받아 동작할 수 있고, 프로세서(402)의 제어를 받는다. 촉각 소자(190)는 예를 들어, 진동을 발생시키는 진동 소자(예를 들어, 진동 모터)일 수 있다.
전술한 것과 같이, 제어 모듈(400)은 기능 모듈(401, 402, 403, 404, 405) 중 적어도 몇몇 기능 모듈과, 촉각 소자(190)는 몰드(mold)(예를 들어, 헨켈 몰드)를 이용하여 몰딩 처리되어, 일체화된 것일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(402), 가속도 센서와 촉각 소자(190)가 몰딩 처리되어 일체화될 수 있다.
사용자 단말(900)은 사용자가 사용할 수 있는 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 데스크탑, 스마트폰, 탭(tap), 패드 등)이고, 종류에는 한정되지 않는다. 이러한 사용자 단말(900)은 입력 모듈(901), 프로세서(902), 메모리(903), 전원공급모듈(904), 송수신 모듈(905), 디스플레이(906) 등을 포함할 수 있다.
입력 모듈(901)는 사용자로부터 지시/데이터 등을 입력 받을 수 있다.
송수신 모듈(905)은 인솔(130)로부터 센싱 신호 또는 처리된 데이터들을 제공받을 수 있다. 또한, 인솔(130) 이외의 다른 구성품으로부터 신호/데이터를 제공받을 수 있다.
프로세서(902)는 송수신 모듈(901)로부터 제공받은 신호/데이터를 처리한다. 예를 들어, 시간에 따라서 센싱 신호와 비디오 신호(예를 들어, 신발을 신고 수행한 운동(동작)을 카메라로 측정한 비디오 신호)를 서로 매칭하는 동작을 할 수도 있다.
또한, 이하에서 도 12 내지 도 17을 이용하여 구체적으로 후술하겠으나, 프로세서(902)는 스마트 풋웨어로부터 제공되는 압력 데이터 또는 가속도 데이터를 이용하여, 사용자의 피로도를 추정한다. 추정된 피로도를 기초로 (미리 저장되어 있던) 다수의 진동 솔루션 중에서 하나를 선택하고, 선택된 진동 솔루션에 따라, 스마트 풋웨어의 촉각 소자가 진동하도록 지시할 수 있다.
또한, 프로세서(402)는 메모리(903), 전원공급모듈(904), 송수신 모듈(905), 디스플레이(906) 등을 제어한다.메모리(903)는 프로세서(902)에서 제공된 신호/데이터를 저장한다. 예를 들어, 메모리(903)는 다수의 진동 솔루션을 포함할 수 있다. 다수의 진동 솔루션은, 관련된 어플리케이션 내에 이미 설정된 솔루션일 수도 있고, 사용자가 단위진동의 진동 시간, 인터벌, 진동 세기 중 적어도 하나를 설정하여 만든, (개인화된) 진동 솔루션일 수도 있다. 또한, 사용자는 개인화된 진동 솔루션의 전체 지속시간을 미리 설정해 둘 수도 있다.
전원공급모듈(904)은 프로세서(902), 메모리(903), 디스플레이(906) 등에 전원을 공급한다.
디스플레이(906)는 프로세서(902)에서 생성한 신호/데이터를 외부로 보여준다.
이하에서는 도 12 내지 도 17을 참조하여, 도 1 내지 도 11을 이용하여 설명한 스마트 풋웨어를 이용하여, 피로도 완화 방법을 구체적으로 설명한다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 13은 도 12의 사용자의 피로도 추정 단계(S520)을 설명하기 위한 도면이다. 도 14 및 도 15는 도 12의 진동 솔루션을 선택하는 단계(S530)을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 12를 참조하면, 사용자가 스마트 풋웨어(smart footwear)를 착용하고 운동을 수행하는 동안 측정된 압력 데이터를 제공받는다(S510).
구체적으로 예를 들면, 신발(100)과 사용자 단말(900)는 근거리 무선 통신(예를 들어, 블루투스 통신)를 이용하여 통신할 수 있다. 블루투스 통신 스펙의 한계와 전원 공급 모듈(도 11의 404 참조)의 한계(즉, 1차 또는 2차 배터리 이용)로 인해서, 타임스탬프마다 압력 데이터(압력 센싱값)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 타임스탬프가 33ms마다 발생된다면, 0ms, 33ms, 66ms, 99ms … 에 센싱된 압력 데이터가 사용자 단말(900)로 전송될 수 있다.
이어서, 제공받은 압력 데이터 또는 가속도 데이터를 이용하여, 사용자의 피로도를 추정한다(도 12의 S520).
구체적으로, 사용자의 피로도를 추정하는 것은, 사용자가 수행한 운동량을 산출하고, 사용자가 수행한 운동의 종합 평가 결과를 산출하고, 운동량과 종합 평가 결과를 기초로 피로도 점수를 산출할 수 있다. 즉, 단순히 운동량만을 고려하여 피로도 점수를 산출하는 것이 아니라, 사용자가 수행한 운동을 종합적으로 평가한 평가 결과를 반영하여 피로도 점수를 산출하는 것이다.
본 발명에서, "사용자의 피로도의 추정"은 압력 데이터 또는 가속도 데이터를 이용하는 것에 한정되지 않고, 사용자의 움직임을 측정하는 다양한 센서로부터 사용자 움직임 데이터를 제공받아, 사용자 움직임 데이터를 기초로 피로도를 추정할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 피트니스 운동을 수행한 경우, 운동량은 반복 횟수이고, 종합 평가 결과는 압력 데이터를 기초로 연산된 무게 중심과, 수행한 피트니스 운동의 운동 기준 영역을 비교하여 산출한 자세 종합 결과일 수 있다.
여기서, [표 1]을 참고하면, 운동량(즉, 반복 횟수)을 50점, 종합 평가 결과(즉, 자세 종합 결과)를 50점으로 가정하고, 총점 100점으로 피로도 점수를 산출할 수 있다.
운동 종류 반복 횟수
(최대점수: 50점)		 자세 종합 결과
(최대점수: 50점)
스쿼트 31~50 ((Great+Good) / (Great+Good+Bad+VeryBad)) ×100×0.5
데드리프트 11~30
런지 1~10
우선, 반복 횟수와 관련해서, 런지, 데드리프트, 스쿼트를 연속으로 수행한다고 가정할 때, 예를 들어, 런지, 데드리프트, 스쿼트의 비율이 10: 20: 20일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 피트니스 운동의 종류도 변경될 수 있고, 그 비율도 변경될 수 있다. 반복 횟수 1회를 1점이라고 할 때, 총점은 50점일 수 있다. 50회 이상을 반복하더라도 50점이 된다.또한, 자세 종합 결과는 압력 데이터를 기초로 연산된 무게 중심과, 수행한 피트니스 운동의 운동 기준 영역을 비교하여 산출한다.
무게 중심은 CoW(Center of Weight)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
여기서, 도 13을 참조하면, 무게 감지 영역(800)은 직사각형의 형태로 제공될 수 있다. 그러나, 본 발명의 무게 감지 영역(800)의 형태가 직사각형에 한정되는 것은 아니고, 타원 또는 다양한 다각형의 형태로 제공될 수도 있다.
무게 감지 영역(800)은 사용자가 양쪽 신발을 착용한 상태에서 양쪽 신발의 인솔에 설치된 센싱 시스템(105)에 의해 감지되는 압력의 공간적인 범위를 나타낸 가상의 영역(2차원 영역)이다. 제1 방향(X)은 인솔의 길이 방향(또는 사용자의 앞뒤 방향)에 평행한 방향을 나타내고, 제2 방향(Y)은 사용자의 좌우 방향에 평행한 방향을 나타낸다.
운동 기준 영역(811, 812, 813, 814)은 무게 감지 영역(800) 중 일부로서 사용자에 의해 선택된 운동의 종류별로 설정된 영역을 나타낸다. 사용자가 특정 운동을 수행할 때 몸의 무게 중심을 통하여 올바른 자세로 운동이 수행되고 있는지 판단될 수 있다. 운동 기준 영역(811, 812, 813, 814)은 올바른 자세로 운동이 수행되고 있는지 판단할 수 있는 기준으로서의 역할을 수행할 수 있다.
무게 감지 영역(800)상에서 운동 기준 영역(811, 812, 813, 814)의 크기 및 위치는 운동의 종류별로 달라질 수 있다. 도 13에서, (a)는 제자리 서기에 대응하는 운동 기준 영역(811)을 나타내고, (b)는 스쿼트에 대응하는 운동 기준 영역(812)을 나타내고, (c)는 왼발 런지에 대응되는 운동 기준 영역(813)이고, (d)는 오른발 런지에 대응하는 운동 기준 영역(814)을 나타낸다.
예를 들어, 사용자가 피트니스 운동을 수행할 때, 사용자의 무게 중심이 운동 기준 영역(811, 812, 813, 814)에 포함된 경우 사용자는 올바른 자세로 운동을 수행하는 것으로 판단될 수 있다. 구체적으로, 사용자가 피트니스 운동하는 기간의 80% 이상 동안 무게 중심이 운동 기준 영역(811, 812, 813, 814) 내에만 있으면 "Great"로 판단된다. 운동하는 기간의 60%~80% 동안 무게 중심이 운동 기준 영역(811, 812, 813, 814) 내에만 있으면 "Good"로 판단된다. 운동하는 기간의 40%~60% 동안 무게 중심이 운동 기준 영역(811, 812, 813, 814) 내에만 있으면 "Bad"로 판단된다. 운동하는 기간의 40% 미만 동안 무게 중심이 운동 기준 영역(811, 812, 813, 814) 내에만 있으면 "Very Bad"로 판단될 수 있다.
예를 들어, 50회의 피트니스 운동(런지: 10회, 데드리프트: 20회, 스쿼트: 20회)을 하였다고 가정한다.
운동량(반복 횟수)은 10+20+20 = 50 점이 된다.
또한, Great, Good, Bad, VeryBad 가 각각 20회, 15회, 10회, 5회로 평가되었다면, 자세 종합 결과는 ((Great+Good) / (Great+Good+Bad+VeryBad)) ×100×0.5 = ((20+15)/(20+15+10+5)) ×100×0.5 = 35 점이 된다.
따라서, 피로도는 50+35 = 85점으로 연산된다.
그 외에, 운동하는 동안의 좌우 밸런스, 앞뒤 밸런스, 좌우 이탈율, 앞뒤 이탈율, 좌우 움직임 편차, 좌우 움직임 평균, 앞뒤 움직임 편차, 앞뒤 움직임 평균 등도 연산될 수 있다. 이러한 좌우 밸런스, 앞뒤 밸런스 등도 별도로 점수화되어 자세 종합 결과에 포함될 수 있다.
이러한 경우, 자세 종합 결과는 좌우 밸런스, 앞뒤 밸런스, 좌우 이탈율, 앞뒤 이탈율, 좌우 움직임 편차, 좌우 움직임 평균, 앞뒤 움직임 편차, 앞뒤 움직임 평균 등이 반영될 수 있다. 예를 들어, 전술한 좌우 이탈율이 10% 이하이고, 앞뒤 움직임 편차가 6~20% 범위에 들어가면, "Great"로 평가할 수 있다. 또한, 좌우 이탈율이 50% 이상이고, 앞뒤 움직임 편차가 20% 이상이면, "Very Bad"로 평가할 수 있다.
다른 예를 들어, 사용자가 달리기 운동을 수행한 경우, 운동량은 사용자가 달린 거리이고, 종합 평가 결과는 사용자의 주법, 페이스(pace), 케이던스(cadence)(즉, 분당걸음수, 분당회전수, 보속), 지면 접촉 시간(GCT, Ground Contact Time) 중 적어도 하나를 반영한 주법 종합 결과일 수 있다.
여기서, [표 2]를 참고하면, 달리기 운동의 경우, 운동량 및 주법 종합 점수는 압력 센서 및/또는 가속도 센서에 의해서 얻어진 압력 데이터 및/또는 가속도 데이터에 의해서 계산될 수 있다. 여기서 가속도 센서는 스마트 풋웨어 내에 설치된 것일 수도 있고, 달리기 운동시 사용자가 가지고 달리는 사용자 단말 내에 설치된 것일 수도 있다.
예를 들어, 운동량(즉, 달린 거리)을 70점, 종합 평가 결과(즉, 주법 종합 결과)를 30점으로 가정하고, 총점 100점으로 피로도 점수를 산출할 수 있다.
운동 종류 달린 거리
(최대점수: 70점)		 주법 종합 결과
(최대점수: 30점)
달리기 0~70 점수= A/6 이되,
케이던스A가 180보다 크면, A=180
우선, 달린 거리와 관련해서, 예를 들어, 100m 당 0.7점으로 산정한다. 7km 이상을 달리면 총점 70점이 되고, 3.5km를 달린 경우 총점 35점이 된다. 또한, 주법 종합 결과와 관련해서, 예를 들어, 케이던스가 120이면 점수는 20점이 되고, 케이던스가 150이면 25점이 되고, 케이던스가 180이면 30점이 된다. 표 2에서는 케이던스만을 예로 들었으나, 다른 주법관련 데이터(사용자 주법, 페이스, 지면 접촉 시간 등)를 이용하여 주법과 관련된 종합결과점수를 산정할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 3.5km를 달렸고, 케이던스가 150이었다고 가정하면, 운동량(달린 거리)는 35 점이 된다. 또한, 주법 종합 결과와 관련해서, 150/6 = 25점이 된다. 따라서, 피로도는 35+25 = 60점으로 연산된다.
추가적으로, 주법 종합 결과에는 착지주법, 수직진폭(Vertical Oscillation), 보행 시간, 보행 속도, 보행 길이, 보행 주기 등도 포함될 수 있고, 이들을 이용하여 종합결과점수를 산출할 수 있다.
이어서, 추정된 피로도를 기초로, 다수의 진동 솔루션 중에서 하나를 선택한다(도 12의 S530).
구체적으로, 다수의 진동 솔루션은, 피로도에 맞추어서 미리 설정된 솔루션일 수 있다. 예를 들어, 높은 피로도인 경우에는 진동 솔루션A가 선택되고, 낮은 피로도인 경우에는 진동 솔루션C가 선택될 수 있다. 또는, 사용자의 직접 선택에 의해, 다수의 진동 솔루션 중에서 선택될 수도 있다.
한편, 각 진동 솔루션은 단위진동의 지속시간, 인터벌(interval), 진동 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단위진동의 지속시간은, 1번의 단위진동이 울리는 시간을 의미한다. 지속시간이 1초라면, 1초동안 단위진동이 발생한다.
인터벌은, 단위진동과 단위진동 사이의 간격을 의미한다. 즉, 단위진동이 울리지 않는 시간이다. 예를 들어, 인터벌이 0이라면 끊김없이 계속 진동됨을 의미한다. 인터벌이 0.5초이면, 지속시간(예를 들어, 1초)만큼 단위진동이 울리고, 0.5초를 쉬고, 다시 지속시간만큼 단위진동이 울리는 것을 반복한다. 즉, 1초 진동 → 0.5초 멈춤 → 1초 진동 → 0.5초 멈춤 이 반복된다.
진동 세기는, 진동 모터의 최소 크기를 0%, 최대 크기를 100%이라고 가정할 때, 0%~100% 사이에서 선택된 값일 수 있다. 예를 들어, 70%라고 하면, 진동 모터의 최대 크기의 70%에 해당하는 세기로 진동한다.
또한, 진동 솔루션은, 전체 시간을 포함할 수 있다. 전체 시간은 선택된 진동 솔루션이 진행되는 시간으로서, 반복되는 단위진동의 지속시간, 인터벌의 합을 의미할 수 있다.
여기서, 기설정된 진동 솔루션은 [표 3]과 같을 수 있다.
진동 솔루션A는 높은 피로도(예를 들어, 피로도 점수 80~100점)에 대응되는 것으로, 예를 들어, 단위진동의 지속시간 1초, 인터벌 0.5초에 진동 세기 100%일 수 있다.
진동 솔루션B는 중간 피로도(예를 들어, 피로도 점수 60~80점)에 대응되는 것으로, 예를 들어, 단위진동의 지속시간 1초, 인터벌 1.5초에 진동 세기 80%일 수 있다.
진동 솔루션C는 낮은 피로도(예를 들어, 피로도 점수 40~60점)에 대응되는 것으로, 예를 들어, 단위진동의 지속시간 1초, 인터벌 2.5초에 진동 세기 60%일 수 있다.
즉, 단위진동의 지속시간이 일정하다고 가정할 때, 피로도가 높을수록 인터벌은 짧아지고 강도는 높아질 수 있다. 반대로, 피로도가 낮을수록 인터벌은 길어지고 강도는 낮아질 수 있다.
피로도 진동 솔루션 비고
단위진동의 지속시간 인터벌 진동 세기
높은 피로도 1초 0~0.9초 91~100% 짧은 주기, 높은 강도
중간 피로도 1초 1~1.9초 70~90% 중간 주기, 중간 강도
낮은 피로도 1초 2~3초 69% 이하 낮은 주기, 낮은 강도
정리하면, 다수의 진동 솔루션은 높은 피로도를 위한 제1 진동 솔루션과 낮은 피로도를 위한 제2 진동 솔루션을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 진동 솔루션은 제1 인터벌과 제1 진동 세기를 포함하고, 제2 진동 솔루션은 제2 인터벌과 제2 진동 세기를 포함한다고 할 때, 제1 인터벌은 제2 인터벌보다 짧고, 제1 진동 세기는 제2 진동 세기보다 강할 수 있다.한편, 도 14에 도시된 것과 같이, 진동 솔루션은 사용자에 의해 세팅될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 "사용자 진동 솔루션1"을, 지속 시간 1초, 인터벌 0.5초, 진동 세기 80%, 전체 시간 5분으로 세팅할 수 있다.
또는, 도 15에 도시된 것과 같이, 사용자의 선택에 따라서, 여러가지 진동 솔루션이 연결되어 진행될 수 있다. 미리 설정된 여러가지 진동 솔루션을 조합하여, 다양한 종류의 조합이 가능하다. 예를 들어, 도시된 것과 같이 "진동 솔루션A → 사용자 진동 솔루션1 → 진동 솔루션B"의 순서로 진행될 수 있다.
도 14의 사용자의 개인화된 진동 솔루션, 도 15의 조합된 진동 솔루션은, 산출된 피로도에 따라 선택될 수 있고, 사용자가 (피로도와 무관하게) 임의로 선택하여 사용할 수 있다.
이어서, 선택된 진동 솔루션에 따라, 스마트 풋웨어의 촉각 소자가 진동하도록 한다(도 12의 S540). 사용자 단말(900)은 선택된 진동 솔루션에 따라서, 스마트 풋웨어에 지시(instructions)을 보내서 촉각 소자(190)가 진동하도록 한다.
도 16 및 도 17을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법에서 사용되는 사용자 단말의 UI(User Interface)를 예시적으로 설명한다.
도 16을 참조하면, 우선, 사용자가 수행하고자 하는 운동의 종류를 선택할 수 있는 제1 UI가 디스플레이된다. 사용자가 맨손운동 코칭을 선택하면, 도시된 것과 같은 UI(610)가 디스플레이된다.
이어서, 사용자가 적어도 하나의 압력 센서와 촉각 소자가 설치된 스마트 풋웨어를 착용하고 상기 선택한 운동을 수행하는 동안, 스마트 풋웨어로부터 제공받은 압력 데이터를 표시하는 제2 UI(620)가 디스플레이된다.
이어서, 사용자의 운동이 종료된 후, 사용자의 운동량과 사용자가 수행한 운동을 분석한 종합 평가 결과를 표시하는 제3 UI가 디스플레이(630)된다. 예를 들어, 자세 결과(Great, Good, Bad, Very Bad), 좌우 평균 밸런스, 앞뒤 평균 밸런스 등이 모두 디스플레이된다.
사용자의 운동량과 상기 종합 평가 결과를 기초로, 사용자가 진동 마사지를 받을지 여부를 질의하는 제4 UI(640)가 디스플레이된다. 먼저 사용자의 피로도를 계산하고, 피로도의 정도(즉, 높은 피로도, 중간 피로도, 낮은 피로도)와 함께 진동 마사지를 수행할 것을 제안할 수 있다.
도 17을 참조하면, 전술한 것과 같이, 사용자가 수행하고자 하는 운동의 종류를 선택할 수 있는 제1 UI가 디스플레이된다. 사용자가 달리기 코칭을 선택하면, 도시된 것과 같은 UI(611)가 디스플레이된다.
이어서, 사용자가 적어도 하나의 압력 센서와 촉각 소자가 설치된 스마트 풋웨어를 착용하고 상기 선택한 운동을 수행하는 동안, 스마트 풋웨어로부터 제공받은 압력 데이터를 표시하는 제2 UI(621)가 디스플레이된다. 예를 들어, 케이던스, 운동시간, 거리, 주법 등이 동시에 디스플레이될 수 있다.
이어서, 사용자의 운동이 종료된 후, 사용자의 운동량과 사용자가 수행한 운동을 분석한 종합 평가 결과를 표시하는 제3 UI가 디스플레이(631)된다. 예를 들어, 달리기 분석(포어풋, 미드풋, 힐착지 등), 페이스, 케이던스, 지면 접촉 시간 등이 모두 디스플레이된다. 또한, 페이스, 케이던스, 지면 접촉 시간 각각이 평균과 비교하여, 느린 편인지, 빠른 편인지, 짧은 편인지, 긴 편인지 등도 같이 표시한다.
사용자의 운동량과 상기 종합 평가 결과를 기초로, 사용자가 진동 마사지를 받을지 여부를 질의하는 제4 UI(641)가 디스플레이된다. 먼저 사용자의 피로도를 계산하고, 피로도의 정도(즉, 높은 피로도, 중간 피로도, 낮은 피로도)와 함께 진동 마사지를 수행할 것을 제안할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 신발 105: 센싱 시스템
110: 아웃솔 120: 상부구조
130: 인솔 131: 상판
132: 하판 190: 촉각 소자
200: 플렉서블 회로 기판 201, 202, 203, 204: 센싱 영역
201a, 202a, 203a, 204a: 센서 211, 212, 213, 214: 배선
220: 공통 영역 300: 지지 플레이트
400: 제어 모듈 550: 바인더
800: 무게 감지 영역
811, 812, 813, 814: 운동 기준 영역

Claims (10)

  1. 사용자가 스마트 풋웨어(smart footwear)를 착용하고 운동을 수행하는 동안 측정된 압력 데이터 또는 가속도 데이터를 제공받되, 상기 스마트 풋웨어는 적어도 하나의 압력 센서 또는 가속도 센서와 촉각 소자가 설치되고,
    상기 제공받은 압력 데이터 또는 가속도 데이터를 이용하여, 상기 사용자의 피로도를 추정하고,
    상기 추정된 피로도를 기초로, 다수의 진동 솔루션 중에서 하나를 선택하고,
    상기 선택된 진동 솔루션에 따라, 상기 스마트 풋웨어의 촉각 소자가 진동하도록 하는 것을 포함하되,
    상기 진동 솔루션은 단위진동의 지속시간, 인터벌, 진동 세기 중 적어도 하나를 포함하는, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자의 피로도를 추정하는 것은,
    상기 사용자가 수행한 운동량을 산출하고,
    상기 사용자가 수행한 운동의 종합 평가 결과를 산출하고,
    상기 운동량과 상기 종합 평가 결과를 기초로 피로도 점수를 산출하는, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 사용자는 피트니스 운동을 수행하고,
    상기 운동량은 반복 횟수이고,
    상기 종합 평가 결과는, 상기 압력 데이터를 기초로 연산된 무게 중심과, 수행한 피트니스 운동의 운동 기준 영역을 비교하여 산출한 자세 종합 결과를 포함하는, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 사용자는 달리기 운동을 수행하고,
    상기 운동량은 상기 사용자가 달린 거리이고,
    상기 종합 평가 결과는, 상기 사용자의 주법, 페이스(pace), 케이던스(cadence), 지면 접촉 시간 중 적어도 하나를 반영한 주법 종합 결과를 포함하는, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 진동 솔루션은 높은 피로도를 위한 제1 진동 솔루션과 낮은 피로도를 위한 제2 진동 솔루션을 포함하고,
    상기 제1 진동 솔루션은 제1 인터벌과 제1 진동 세기를 포함하고, 상기 제2 진동 솔루션은 제2 인터벌과 제2 진동 세기를 포함하고,
    상기 제1 인터벌은 상기 제2 인터벌보다 짧고, 상기 제1 진동 세기는 상기 제2 진동 세기보다 강한, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 스마트 풋웨어는 스마트 인솔이고,
    상기 스마트 인솔은,
    하판과,
    상기 하판 상에 배치된 적어도 하나의 압력 센서와,
    상기 하판 상에 배치되고, 상기 적어도 하나의 압력 센서와 전기적으로 연결된 프로세서와, 상기 프로세서에 연결된 상기 촉각 소자 또는 가속도 센서를 포함하는 제어 모듈과,
    상기 하판과, 상기 압력 센서와, 상기 제어 모듈을 덮는 상판을 포함하되,
    상기 제어 모듈은, 몰드를 이용하여 상기 프로세서와 상기 촉각 소자를 몰딩 처리하여 일체화시킨, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 상판은 제1 쿠션재와, 상기 제1 쿠션재 상에 위치하는 제2 쿠션재를 포함하고, 상기 제1 쿠션재의 경도는 상기 제2 쿠션재의 경도보다 높고,
    상기 제1 쿠션재는 중간발 영역과 뒷발 영역에 위치하고, 앞발 영역에는 위치하지 않고,
    상기 제어 모듈은 상기 제1 쿠션재와 접촉하도록 배치되는, 스마트 풋웨어를 이용한 피로도 완화 방법.
  9. 하판;
    상기 하판 상에 배치된 적어도 하나의 압력 센서;
    상기 하판 상에 배치되고, 상기 적어도 하나의 압력 센서와 전기적으로 연결된 프로세서와, 상기 프로세서와 연결된 촉각 소자 또는 가속도 센서를 포함하는 제어 모듈; 및
    상기 하판과, 상기 압력 센서와, 상기 제어 모듈을 덮는 상판을 포함하되,
    상기 제어 모듈은, 몰드를 이용하여 상기 프로세서와 상기 촉각 소자를 몰딩 처리하여 일체화시킨 것이고,
    상기 상판은 제1 쿠션재와, 상기 제1 쿠션재 상에 위치하는 제2 쿠션재를 포함하고, 상기 제1 쿠션재의 경도는 상기 제2 쿠션재의 경도보다 높고, 상기 제1 쿠션재는 중간발 영역과 뒷발 영역에 위치하고, 앞발 영역에는 위치하지 않고, 상기 제어 모듈은 상기 제1 쿠션재와 접촉하도록 배치되는, 스마트 풋웨어.
  10. 사용자가 수행하고자 하는 운동의 종류를 선택할 수 있는 제1 UI(user interface)를 디스플레이하고,
    사용자가 적어도 하나의 압력 센서와 촉각 소자가 설치된 스마트 풋웨어를 착용하고 상기 선택한 운동을 수행하는 동안, 상기 스마트 풋웨어로부터 제공받은 압력 데이터를 표시하는 제2 UI를 디스플레이하고,
    사용자의 운동이 종료된 후, 상기 사용자의 운동량과 상기 사용자가 수행한 운동을 분석한 종합 평가 결과를 표시하는 제3 UI를 디스플레이하고,
    상기 사용자의 운동량과 상기 종합 평가 결과를 기초로, 사용자가 진동 마사지를 받을지 여부를 질의하는 제4 UI를 디스플레이하는 것을 포함하는, 사용자 단말의 동작 방법.

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